高考實驗題的分析與策略

PAGEPAGE6高考實驗題的分析與策略廣東省清遠市佛岡縣第一中學物理科何榮銳511600摘要：實驗題是高考考卷占分比例極重必考題型，也是學生容易得失分的題型，實驗試題得分的高低也成為直接影響物理學科得分高低的關鍵因素。筆者根據(jù)自己的教學經(jīng)驗，結合近三年廣東高考實驗題的分析及實驗部分的得分特點，提出如下策略，有助于2013年高考物理實驗的復習備考工作。關鍵詞：實驗題試題分析策略在高考考卷中，不論在全國卷或是各地方卷，實驗題是考卷占分比例極重必考題型，也是學生容易得失分的題型，實驗試題得分的高低也成為直接影響物理學科得分高低的關鍵因素。因此，處于高三階段的學生，一定要十分重視物理實驗的復習。然而，從本校多次?？冀Y果來看，實驗題的得分率還不到45%。得分率為什么這么低，歸根結底是復習不到位。筆者根據(jù)自己的教學經(jīng)驗，結合近三年廣東高考實驗題的分析及實驗部分的得分特點，提出如下策略，有助于2013年高考物理實驗的復習備考工作。一、2010—2012年廣東卷高考物理實驗試題回顧2010年開始，廣東省高考卷改為文理科綜合，理科為物理、化學和生物三科合為同一份試卷，其中第34題為物理實驗考查，而且34題又分成兩小題。年份題號分數(shù)考查內容考點項目答題形式10年34題（18分）(1)勻變速直線運動考查打點計時器的常規(guī)使用簡答填空考查刻度尺非0起點的讀數(shù)讀數(shù)填空利用紙帶讀數(shù)計算速度計算填空(2)測干電池的電動勢和內阻利用給定器材連接電路畫電路圖電阻箱的讀數(shù)讀數(shù)填空完成實驗步驟簡答填空通過讀數(shù)計算電池內阻誤差分析計算填空11年34題（18分）

(1)勻變速直線運動考查刻度尺非0起點的讀數(shù)讀數(shù)填空讀s—t2圖表，計算加速度讀圖計算（2）描繪小電珠的伏安特性曲線利用多用電表×1擋測電阻讀圖填空利用給定實物器材正確連線畫電路圖考查滑動變阻器的應用簡答填空通過表格數(shù)據(jù)分析填空分析填空12年34題（18分）（1）測量導體電阻率1、10分度游標卡尺讀數(shù)2、螺旋測微器讀數(shù)讀數(shù)填空考查滑動變阻器的應用考查替換法測電阻選擇填空（2）探究彈力與彈簧伸長量的關系考查刻度尺與彈簧的使用簡答填空通過表格數(shù)據(jù)分析填空分析填空讀s—t2圖表選擇填空計算填空二、近三年新課標高考物理實驗試題分析通過以上回顧，近三年新課標高考物理實驗試題以力學和電學實驗題為主。而且圍繞基本儀器的使用與讀數(shù)、實驗操作及設計能力、實驗數(shù)據(jù)的分析與處理能力和誤差分析等幾方面考查。（一）基本儀器的使用與讀數(shù)能力

基本儀器的使用與讀數(shù)是指了解基本儀器的構造、熟悉基本儀器主要部分的名稱、明確其工作原理、掌握其操作方法并能對測量結果進行正確的讀數(shù)等等。近三年基本儀器的考查以長度測量儀器為主，電學儀器、彈簧秤及溫度計等也可能出現(xiàn)，所以我們對常用的物理儀器要熟練使用和讀數(shù)，這是實驗的基礎，是實驗的工具?由于各種儀器使用方法不盡相同，刻度尺、溫度計、螺旋測微器、十分位彈簧秤、電流表、電壓表等分度值均是十分之一的儀器，測量結果的整數(shù)部分可由儀器上最小刻度直接讀出，小數(shù)部分估讀到最小刻度的十分之一，這種讀數(shù)較易得到?游標卡尺是近年來實驗題中較易出現(xiàn)的，而且出錯率比較高?主要是應當分清游標卡尺10等份、20等份、50等份游標的讀數(shù)原理?而萬用表的電阻測量與電阻箱的讀數(shù)，作為一個較特殊儀表，其讀數(shù)方法也應當掌握?另外，由于實驗儀器靈敏度的局限性、環(huán)境條件不穩(wěn)定性等因素的影響，直接測量所得的一切數(shù)據(jù)都有一定的測量誤差，使用儀器首先要了解儀器的規(guī)格，包括量程?分度值和級別等，以避免錯讀及盡可能減少誤差?例1、（10年）圖13是某同學在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶。①已知打點計時器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為_________。②ABCD是紙帶上四個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出。從圖13中讀出A、B兩點間距s=__________；C點對應的速度是________(計算結果保留三位有效數(shù)字)?！窘馕觥竣倮弥芷诠奖拘☆}既考到了周期公式，也考查了打點計時器的常識。②讀A、B兩點數(shù)值：1.00cm、1.70cm故：s=1.70cm-1.00cm=0.70cm；C點的瞬時速度，就是BD點之間的平均速度，所以例2、（12年）（1）某同學測量一個圓柱體的電阻率，需要測量圓柱體的尺寸和電阻。①分別使用游標卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長度和直徑，某次測量的示數(shù)如圖15（a）和圖15（b）所示，長度為_____cm，直徑為_____mm。r測<r真測量值偏小。三、2013年高考實驗復習策略（一）重視操作，熟練基本儀器的使用和讀數(shù)無論是全國卷或是地方卷，每年的高考都有考查到儀器的使用和讀數(shù)，我們對常用的物理儀器不厭其煩地要熟練使用和讀數(shù)，這是實驗的基礎，是實驗的工具，任何時候都是高考的重中之重。在這方面花些時間是必需的。常見的有以下的儀器：刻度尺、彈簧秤、天平、游標卡尺、螺旋測微器、電壓表，電流表、電阻箱、多用電表、電磁打點計時器、電火花打點計時器、滑動變阻器等等。為了讓每一位學生對常用物理儀器能熟練使用和讀數(shù)，我校非常重視學生實際操作，對高三學采用生開放實驗室。按考試大綱說明書上對能獨立地完成知識內容的實驗有：1、研究勻變速直線運動；2、探究彈力和彈簧伸長的關系3、驗證力的平行四邊形定則；4、驗證牛頓運動定律；5、探究動能定理；6、驗證機械能守恒定律；7、測定金屬的電阻率(同時練習使用螺旋測微器)；8、描繪小電珠的伏安特性曲線；9、測定電源的電動勢和內阻；10、練習使用多用電表；11、傳感器的簡單使用；12、驗證動量守恒定律；13、用油膜法估測分子的大小。具體做法是：1、按以上的13個實驗，安排1~2間實驗室，把所有實驗按各個實驗用到的器材分別擺放1~2套到實驗臺上；2、讓實驗室每天下午第八節(jié)開放實驗展覽；3、每天下午安排物理科任教師及實驗教師各1位進行指導和輔助，并為學生提供所需增加的新器材；4、時間為高三第二學期整學期。這樣能保證每一位學生充分接觸及了解使用每一件實驗器材。（二）科學探究，突破傳統(tǒng)實驗法從以上高考回顧，高考廣東卷物理實驗考題中，我們更加感受到高考物理改革的方向，這不是簡單的照抄課本上的實驗了，就如（2010年廣東卷）43題第（2）小題：某同學利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內阻，使用的器材還包括定值電阻（R0=5Ω）一個，開關兩個，導線若干。課本上該實驗方法一是使用電壓表、和電流表測量閉合電路的電壓、電流，再根據(jù)閉合電路歐姆定律E=U+Ir求出電池電動勢和內阻。方法二是使用電阻箱和電流表，再根據(jù)閉合電路歐姆定律E=U+Ir求出電池電動勢和內阻。但本考題就作了小小的改動，把方法二的電流表改用電壓表來測量電壓，并通過歐姆定律求出電池電動勢和內阻。再如（2011年廣東卷）43題第（2）小題：在“描繪小電珠的伏安特性曲線”實驗中，所用器材有：小電珠（2.5V0.6W），滑動變阻器，多用電表，電流表，學生電源，開關，導線若干。該題就把課本應用電壓表測量電壓，現(xiàn)改成多用電表來完成該實驗。它是對教科書上的所有實驗的綜合的結晶。這是對傳統(tǒng)實驗題的有力的突破，是探究性實驗的一個延續(xù)。這給予我們一個能夠充分發(fā)揮能力的好地方，不要把書本上的實驗一成不變，要以長遠的眼光重新審視我們考試大綱說明書上對能獨立地完成知識內容的實驗?，F(xiàn)在的高考題中實驗基本就不按書本上的實驗裝置考，不和課本上的實驗千篇一律，所以我們?yōu)楸苊鈱W生在高考中吃虧，要從目前的科學探究發(fā)展趨勢出發(fā)，加強學生對教科書現(xiàn)有實驗的熟悉，從而有利于學生的創(chuàng)造性思維的發(fā)展。正是出于以上的考慮，我覺得實驗的復習要打破常規(guī)，不應該再只叫學生跟在書本的后面應該怎樣做，不應該怎樣做，盡管我們不否認書本上的實驗是專家學者智慧的結晶，但思維被圈在這當中不是現(xiàn)代教育的要求。要學生們學會找問題找設計原理上的毛??；找實驗步驟上的毛??；找數(shù)據(jù)處理上的毛病，沒毛病也要想想能否改進。這變學生從被動地接受灌輸為主動要學的一招，既提高了學生的參與學習與研究物理實驗的熱情，又能迅速提高學生的實驗設計水平與對物理實驗的理解程度。當學生們擺脫對書本的依賴時，其獨立性和創(chuàng)造力就被大大地激發(fā)出來了，這無論對當前的高考復習還是未來走向社會都是極大的財富。（三）舊題重溫，深刻理解實驗原理。高考實驗題每年都有，但考查的內容每年都是從考綱所列的13個實驗中來，所以高考實驗題必是對陳題的再翻新，這就給學生在讀題時常常有一種似曾相識的感覺，但是如果對題目的理解認識程度不深，或相當然為某次做過的題目，不再認真審題目，這在高考中就容易犯經(jīng)驗主義的錯誤，筆者認為，高三實驗復習更應該舊題重溫，甚至應更重視，將其實驗原理深挖，講透。例6、（2012年全國卷）23.（10分）圖中虛線框內存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場?，F(xiàn)通過測量通電導線在磁場中所受的安培力，來測量磁場的磁感應強度大小、并判定其方向。所用部分器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內的U形金屬框，其底邊水平，兩側邊豎直且等長；E為直流電源；R為電阻箱；A為電流表；S為開關。此外還有細沙、天平、米尺和若干輕質導線。[來源:（1）在圖中畫線連接成實驗電路圖。（2）完成下列主要實驗步驟中的填空①按圖接線。②保持開關S斷開，在托盤內加入適量細沙，使D處于平衡狀態(tài)；然后用天平稱出細沙質量m1。③閉合開關S，調節(jié)R的值使電流大小適當，在托盤內重新加入適量細沙，使D________；然后讀出___________________，并用天平稱出____________。④用米尺測量_______________。（3）用測量的物理量和重力加速度g表示磁感應強度的大小，可以得出B=_________。（4）判定磁感應強度方向的方法是：若____________，磁感應強度方向垂直紙面向外；反之，磁感應強度方向垂直紙面向里。本題給了學生一個較為真實的實驗情境，電路圖的設計環(huán)節(jié)，這是學生確定實驗原理和得出實驗結果的過程。經(jīng)典考題對學生綜合分析能力和遷移能力要求更高，復習過程中與學生探討經(jīng)典考題，及時反饋學生復習的效果，有利于學生自查、師生互查，切實提高實驗復習的效率。（四）開創(chuàng)思維，提高處理數(shù)據(jù)的能力實驗數(shù)據(jù)的處理，在高考實驗題中，往往是通過考生自己從圖表讀出或題目直接給出各種測量好的數(shù)據(jù)，要求考生根據(jù)具體的實驗問題和實驗要求靈活地選擇數(shù)據(jù)處理方法,來計算得出各種物理量或是各物理量的誤差分析。而處理數(shù)據(jù)的方法通常有以下幾種方法：1、直接比較法：有些實驗，只需通過定性地確定物理量間的關系，或將實驗結果與標準值相比較，就可得出實驗結論，可應用直接比較法來進行數(shù)據(jù)處理；2、平均值法：通常在同樣的測量條件下，對于某一物理量進行多次測量的結果不會完全一樣，用多次測量的算術平均值作為測量結果，是真實值的最好近似；3列表法：實驗中將數(shù)據(jù)列成表格，可以簡明地表示出有關物理量之間的關系，便于檢查測量結果和運算是否合理，有助于發(fā)現(xiàn)和分析問題．列表法常與圖象法一起應用，且列表法常常是圖象法的基礎；4、圖象法：選取適當?shù)淖宰兞俊Ｍㄟ^作圖可以找到或反映物理量之間的變化關系，并便于找出其中的規(guī)律，確定對應量的函數(shù)關系；5描跡法：描跡可形象直觀地直接反映實驗結果，如實驗“研究平拋物體的運動”、“電場中等勢線描繪”均采用了描跡法。這就要求我們在實驗復習時，開創(chuàng)思維，想想對考查的13個實驗在處理數(shù)據(jù)時用到什么樣的處理方法。例如：在測量電池的電動勢和內阻實驗中，處理數(shù)據(jù)是就可用到平均值法、列表法與圖像法。首先，通過改變滑動變阻器的阻值，測量并用表格記錄8組I和U的值。其次是利用閉合電路歐姆定律公式計算E、r,并求出平均值作為測量結果。同時，該實驗還可以用圖像法求出電池的電動勢和內電阻。在坐標紙上以電流I為橫軸、電壓U為縱軸，利用測得的數(shù)據(jù)畫出U—I圖象。理論上路端電壓U和電流I的關系曲線是一條直線，由于存在實驗誤差，按照實驗數(shù)據(jù)描出的點一般不會嚴格地落在同一條直線上。為了減小誤差，可以有直尺畫一條直線，使直線兩側的點的數(shù)目大致相等（不要顧及個別離開直線較遠的點）。這條直線就是電路的路端電壓與電流的關系圖象。這條直線的縱軸截距在數(shù)值上等于電池電動勢E，直線的斜率在數(shù)值上等于電池的內阻r。（五）豐富知識，加強實驗的歸納與總結學生進入高三掌握的知識更豐富、思維能力更強；因此應該在備考復習時，應該站在更高的角度，對所學過的特別是考綱提及的實驗要加以歸納、總結。例如“利用紙帶串聯(lián)力學實驗”，利用紙帶可以驗證機械能守恒定律、探究動能定理、測定動摩擦因數(shù)、測量重力加速度、測小車的功率、測電動機的轉速等。再如“電源電動勢和內阻的測量”