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高考物理常考实验_高考物理常考实验有哪些
tamoadmin 2024-06-08 人已围观
简介1.2011高考新课标_高中物理课标有哪些实验内容?2.山东2009年高考考试说明中物理要求掌握的实验3.高考物理大题常考哪些4.高考物理所有重点电学实验5.高考物理实验题有哪些从近几年的高考来看,理综卷对物理实验的考察,已成为高考的热门题目。所考察的内容也并非教材中已成型实验,而是以所掌握的实验原理、技能自行设计为主。它要求学生能明确实验目的,理解实验原理,控制实验条件;会运用已学过的实验方法;
1.2011高考新课标_高中物理课标有哪些实验内容?
2.山东2009年高考考试说明中物理要求掌握的实验
3.高考物理大题常考哪些
4.高考物理所有重点电学实验
5.高考物理实验题有哪些
从近几年的高考来看,理综卷对物理实验的考察,已成为高考的热门题目。所考察的内容也并非教材中已成型实验,而是以所掌握的实验原理、技能自行设计为主。它要求学生能明确实验目的,理解实验原理,控制实验条件;会运用已学过的实验方法;会正确使用实验中用过的仪器;会观察、分析实验现象,处理实验数据,并得出结论。
设计性实验是近几年高考热点也是得分难点。鉴于此,对物理实验的复习,提出以下看法:
一是基本仪器的使用仍是实验复习的基础。
不管上一年度有无考到仪器的使用,我们对常用的物理仪器要熟练运用,这是实验的基础,是实验的工具,任何时侯都不过时。在这方面花些时间是必需的。常见的有十三种仪器,这十三种仪器是刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧称、温度计、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等等。这些工具的使用每本复习用书上都有很详细的说明,本文不再多言。
二要从多种视角重新审视和组合实验板块。
在物理实验总复习中,我们不应孤立地看待一个个实验,而应该从这些实验的原理、步骤、数据采集与处理方式的异同上,给这些实验分门别类,从而组成不同的实验板块。平时我们已经自觉或不自觉地把实验分成力学实验板块、电学实验板块、热学实验板块、光学实验板块。但这样的处理只是简单地重复了物理课本知识的体系,大多数情况下也是为了讲解的方便,没有多大的创意,对于学生思维的开发和对实验的科学思维方式的培养显得很不够的。在此,我认为我们要在这些实验的组合板块中挖掘一些功能,培养学生一种实验的常规意识,比如对于力学板块,这是由验证力的合成与分解、打点计时器的使用和测匀变速直线运动加速度、验证机械能守恒定律、验证牛顿第二定律、验证动量守恒定律等实验组成的一个大的实验板块。
我们还可以把视野再扩大一些,以各种角度重新组合新的实验板块,比如按测量型与验证型可把实验分成两大板块,按能进行图像处理数据和不能用图像处理数据又可以把实验分成两大板块。我们可以提示学生这样划分板块,但把一个具体实验归类于哪个板块,这要学生自已思考,比如说用图像法处理数据,学生们熟悉的是验证牛顿第二定律和测定电池电动势和内电阻的实验,不过画出的图形必须是直线,否则不好处理。这给予学生们思考的空间,其实还有许多实验也是可以这样处理的,它们都可以归类于用图像法处理数据,比如用单摆测重力加速度的实验,我们测的是周期T和摆长L,再由公式来计算,书本上采用的是多测几组再求平均值法,现在我们可以以L和T2/4л2为坐标轴,用测得的数据放入描点,画直线求斜率即是g。
高中物理实验复习
一、 基本仪器的使用
游标卡尺
设计原理:游标尺上n个刻度的总长度与主尺上(n-1)个刻度的总长度相等,如果游标尺的最小刻度的长为x,相应主尺上的每个最小刻度的长为y,则有nx=(n-1)y,由此式可得游标尺与主尺两者最小刻度长度的差为k=y-x=y/n,我们把k叫做游标卡尺的精确度。其值由游标尺的刻度数和主尺上的归小刻度长度y决定。
读数原理:①先读整数部分:整数部分由主尺上读得,即游标尺零刻度线在主尺的多少毫米刻度线的右边,该毫米刻度值就是应读得的以毫米为单位的整数部分L
②再读小数部分:小数部分由游尺上第几条刻度线与主尺上某一刻度线对齐后读出,即游标卡尺的准确度k×n=读出的小数部分(可记为通式k×n)
③测量值为上述两部分读数之和,并按有效数字规则记录,通用公式可写为s=L+k×n
习题
例1:用一10分度的游标卡尺测量一长度为6.8mm的物体,则游标的哪个刻度与主尺的哪个刻度对齐?14mm处
1、游标有20个刻度的游标卡尺游标总长等于19毫米,它的测量精度是多少?测量时如游标的零刻度在尺身的2.4厘米和2.5厘米之间,游标的第16条刻度线与尺身对齐,测量的结果是多少?
弹簧秤
使用弹簧秤的注意事项:
① 根据被测力的大小选择弹簧秤的量程,不能超量程测量,否则会损坏弹簧秤
② 使用前要检查弹簧秤的指针是否指到零位置,如果不指零,就需要调节器零
③ 被测力的方向应与弹簧秤轴线方向一致
④ 读数时应正对平视。一次测量的时间不宜过长,以免弹簧疲劳
⑤ 弹簧、指针、拉杆都不能与刻度板末端的限位卡发生摩擦
⑥ 读数时,除读出弹簧秤上最小刻度所表示的数值,还要估读一位。
秒表
使用注意事项:使用秒表前应检查秒表指针是否与零点对齐,如果不能对齐,应记下此时秒针所指示的数值,并对读数作修正; 测量完毕,应让秒表继续走动,使发条完全放松,释放弹性势能,使发条恢复到松弛状态。
二、测定性实验
测定匀变速直线运动的加速度
由纸带求物体运动加速度的方法:
a.逐差法:s4-s1=s5-s2=s6-s3=…=3aT2,分别求出a1=(s4-s1)/3T2,a2=(s5-s2)/3T2,a3=(s6-s3)/3T2,再算出a1、a2、a3的平均值,即为物体运动的加速度.
b.v—t图像法:先根据vn=(sn+sn+1)/2T求出打第n个点时纸带的瞬时速度,作出v—t图像,图线的斜率即为物体运动的加速度
习题:
1、在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中,下列方法中有助于减小实验误差的是(ACD )
A 选取记数点,把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位
B 使小车运动的加速度尽量小些
C 舍去纸带上开始时密集的点,只得用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算
D 适当增加挂在细绳下钩码的个数
2、在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经各计数点的瞬时的速度如下:
计数点序号 1 2 3 4 5 6
计数点对应的时刻(s) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
通过计数点的速度(cm/s) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
(1)为了计算加速度,合理的方法是( C )
A 根据任意两计数点的速度公式,用a=Δv/Δt算加速度.
B 根据实验数据画出v-t图,量出其倾角,由公式a=tgα求加速度.
C 根据实验数据画出v-t图,由图上相距较远的两点,由a=Δv/Δt求a.
D依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出其平均值作小车的加速度.
(2)由上表中给出的数据,用作图法求其加速度
3、在研究匀变速直线运动的实验中,如图2一22所示,为一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的记数点,相邻记数点间的时间间隔T=0.1s。
(1)根据_ΔS=恒量_可判定小车做匀加速直线运动。
(2)根据_ _______计算各点的瞬时速度,且VA= 0.53m/s ,VB=0.88m/s ,VC =1.23m/s,VD=1.53m/s,VE=1.93m/s 。
(3)在图2一23所示的坐标中作出小车的v一t,图线,并根据图线求出a=_3.5m/s2____。
4)将图线延长与纵轴相交,交点的速度是_0.53m/s_,此速度的物理意义是__VA_____。
用单摆测定重力加速度
实验注意事项:
①摆线要用细而轻且不可伸长的1m左右的线制成.
②摆球要用密度大的实心球.
③测摆长时应使摆自然下垂,测悬点到球心间的距离.
④单摆摆动时应使摆线在同一平面内且摆角小于10°.
⑤测周期时,应从摆球经平衡位置时开始计时,要测30或50次全振动时间,取平均值计算
习题
4、用单摆测重力加速度的实验中,用的摆球密度不均匀,无法确定重心位置.第一次量得悬线长L1(不计半径),测得周期为T1;第二次测得悬线长为L2周期为T2,根据上述数据,g值应为( B )
A. 4π2(L1+L2)/(T12+T22) B. 4π2(L1-L2)/(T12-T22)
C. 4π2 /T1T2 D.无法计算
5、两名同学在分析用单摆测重力加速度时由于摆球受空气阻力而对单摆周期产生影响问题时,甲同学说:空气对摆球的浮力与重力方向相反,浮力对摆球作用相当于重力加速度变小,因此振动周期变大.乙同学说:浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验,单摆振动周期与摆球质量无关,因此振动周期不变,试分析这两种说法的正误.
解析:如图甲所示,无空气浮力时,摆球做简谐振动的回复力是重力的切向分量G1,F回=mg?sinθ,θ是摆角.
有空气浮力时,如图乙所示,设摆球受重力和浮力的合力F=mg-F?浮,方向竖直向下,这时摆球做简谐振动的回复力是F的切向分量F1,
F′回=F1=F?sinθ=(mg-F浮)?sinθ
F′回=m(g- )?sinθ=mg′?sinθ,g′=g-
这时摆球的质量不变,回复力减小,相当于重力加速度减小,周期增大,甲同学说得对.
乙同学说法的错误在于没有正确理解周期与摆球质量无关的特点,单摆周期与质量无关的原因是:回复力F回=mg?sinθ,F回与质量m成正比.回复力F?回产生的指向平衡位置的加速度.
a= =g?sinθ与质量无关,所以周期与m无关.有浮力时F回′=(mg-F浮)?sinθ
a′=(g- )?sinθ,显见a′<a
所以T增大.单摆振动周期与质量无关也可以从F回=-k?x,k是回复系数,而简谐振动周期T=2π ,代入k讨论得出.
二、 验证性实验
验证力的平行四边形定则
注意:
1、在本实验中,以橡皮条的伸长(结点到达某一位置)来衡量力的作用效果,因此,在同一次实验中应使两种情况下结点达到同一位置。
2、实验前,首先检查弹簧秤的零点是否正确,实验中,弹簧秤必须保持与木板平等,使用时不能超过弹性限度,读数时眼睛一定要正对刻度,读到最小刻度的下一位。
3、画力的图示时,标度的称取应恰当,严格按几何作图法求合力
习题
6、 如图所示为验证力的平行四边形法则的实验装置示意图,通过细线用两个互成角度的测力计拉橡皮条使结点移到某一位置O.此时需要记下:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
然后,只用一个测力计再把橡皮条拉长,使结点到达位置 .再记下
(4) ;
(5) ;
(6)实验中,应使各拉力方向位于 同一平面 ,且与木板平面 平行 。
验证机械能守恒定律
注意:
(1)安装打点计时器时,必须使穿纸带的两个限位孔在同一竖直线上,以减小摩擦阻力.
(2)接通电源前,穿过打点计时器的纸带应平展不卷曲,提纸带的手必须拿稳纸带,并使纸带保持竖直,从而不致人为地增大摩擦阻力,导致机械能损耗.
(3)实验时,必须先接通电源,让打点计时器工作正常后才能松开纸带让垂锤下落,从而使纸带下落的初速度为零,并且纸带上打出的第一个点是清晰的一个小点.
(4)选用纸带应尽量挑选第1、2两点间的距离接近2mm的纸带,以保让打第一个点时纸带的速度为零.
(5)测量下落高度时,都必须从起点算起,不能搞错,选取的各个计数点要离起始点适当远一些,以减小测量高度h值的相对误差.
(6)因验证的是ghn,是否等于Vn2/2,不需要知道动能的具体数值,故无需测量重锤的质量m.
实验误差
由于重物和纸带在下落过程中要克服阻力(主要是打点纸带所受的阻力)做功,所以势能的减小量△Ep稍大于动能的增加量△Ek.
习题
7、 在验证机械能守恒定律的实验中,有同学按以下步骤进行实验操作:
A.用天平称出重锤和夹子的质量;
B.固定好打点计时器,将连着重锤的纸带穿过限位孔,用手提住,且让手尽量靠近打点计时器;
C.松开纸带,接通电源,开始打点.并如此重复多次,以得到几条打点纸带;
D.取下纸带,挑选点迹清晰的纸带,记下起始点O,在距离O点较近处选择几个连续计数点(或计时点),并计算出各点的速度值;
E.测出各点到O点的距离,即得到重锤下落高度;
F.计算出mghn和 mυ2n/2,看两者是否相等.
在以上步骤中,不必要的步骤是 A ;有错误或不妥的步骤是 BCDF (填写代表字母);更正情况是① B中“让手尽量靠近”应改为“让重锤尽量靠近打点计时器” ,② C中应先接通电源,后松开纸带 ,③ D中应将“距离O点较近处”改为“距离O点较远处” ,④ F中应改为“ghn和υ2n/2”
8、在利用重锤自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中,在打出纸带并测量出第n点到第1点的距离后,用公式υn=ngT(T为打点时间间隔)来计算打第n点时重锤的速度,然后计算重锤动能的增量△Ek和重锤重力势能的减少量△Ep.计算时经常出现△Ek>△Ep的结果,试分析其中的原因.
解析:本题可从如下两方面进行分析:(1)由于重锤和纸带受到阻力,它们下落的实际加速度a将小于重力加速度,而利用重力加速度g来计算速度υ=n?g?T,将使得υ值偏大. (2)在先接通电源使打点计时器工作,再让纸带从静止释放的步骤中,常常容易造成纸带上记录下来的最初两点之间的时间间隔小于0.02s,计算中仍按0.02s计算,也将使得速度值υ=n?g?T偏大.
9、某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验时,不慎将一条选择好的纸带的前面部分损坏了,剩下的一条纸带上各点间的距离,他测出并标在纸带上,如下图所示.已知打点计时器的周期是0.02s,重力加速度为9.8m/s2.
(1) 利用纸带说明重锤(质量为mkg)通过对应于2、5两点过程中机械能守恒.
(1)重锤在对应2、5两点时的速度分别为
υ1= m/s=1.495m/s υ2= m/s=2.06m/s
则重锤在2、5两点对应过程的动能增加量为
△Ek=Ek2-Ek1= mυ22- mυ21=1.004mJ,
而重锤在该过程中下落的距离为
△h=(3.18+3.56+3.94)×10-2m=10.68×10-2m
则重锤在该过程减小的重力势能为
△Ep=mg?△h=1.047mJ
在允许的实验误差范围内可以认为△Ek=△Ep,即机械能守恒.
(2) 说明为什么得到的结果是重锤重力势能的减小量△Ep稍大于重锤动能的增加量△Ek?
因重锤拖着纸带下落时,空气阻力和打点计时器的阻力做功而使重锤的机械能有损失,故重力势能的减小量稍大于动能的增加量
验证动量守恒定律
实验需注意事项
(1)为保证两球在水平方向作同一直线上的对心正碰,必须将斜槽末端切线调节成水平然后固定;
(2)为使入射球A在碰后能沿原方向运动,必须使A球的质量大于被碰球B的质量.
(3)为保证多次重复实验的条件相同,一是必须使入射球每次都是从斜槽上同一位置从静止开始滚下;二是注意不能移动实验桌、斜槽和白纸.
(4)必须明确标明重锤线尖端所指的位置O.以便能较精确地确定两球作平抛运动的抛出点,从而获得较精确的水平位移大小.
练习
1、某同学用如下图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律.图中PQ是斜槽,QR为水平槽.实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹.重复上述操作10次,得到10个落点痕迹.再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作10次.图(甲)中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点.B球落点痕迹如图(乙)所示,其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在的平面,米尺的零点与O点对齐.
(1)碰撞后,B球的水平射程应取为64.7 cm.
(2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?答ABD (填选项号).
A.水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离
B.A球与B球碰撞后,测量A球落点位置到O点的距离
C.测量A球或B球的直径
D.测量A球和B球的质量(或两球质量之比)
E.测量G点相对于水平槽面的高度.
2、某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之作匀速运动.然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续作匀速运动,他设计的具体装置如下图所示.在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50HZ,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.
(1)若已得到打点纸带如上图,并测得各计数点间距标在图上,A为运动起始的第一点,则应选 BC 段来计算A的碰前速度,应选 DE 段来计算A和B碰后的共同速度.(以上两格填“AB”或“BC”或“DC”或“DE”).
(2)已测得小车A的质量m1=0.40kg,小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得:
碰前总动量= 0.42 kg.m/s.
碰后总动量= 0.417 kg.m/s.
由上述实验结果得到的结论是: 在误差允许范围内,A、B两车作用前后的总动量相等,系统的动量守恒。
三、研究性实验
研究平抛物体的运动
1、在研究平抛物体的运动的实验中,坐标原点0及竖直向下的轴的确定,下列说法正确的是(AD)
A O点在斜槽末端点处
B O点在斜槽末端点正前方r处(r为小球半径)
C 过0点画一条平行木板边缘向下的线作为轴
D 过0点利用重锤线画一条竖直线作为轴
2.如图所示为做平抛运动实验的专用卡片,长方形孔的宽度为a,长度为b,c为描轨迹点的缺口,若小球半径为r,则下列说法中正确的是(AB )
A 缺口c应在折线处且紧贴木板上的白纸
B a应略大小2r(r为球半径)
C b应等于2r D a应等于2r
3、下列哪些因素会使实验的误差增大( B )
A 小球与斜槽之间有摩擦 B 安装斜槽时其末端不水平
C 建立坐标系时以斜槽末端端口位置为坐标原点 D 每次释放小球的位置相同
2011高考新课标_高中物理课标有哪些实验内容?
从2009高考考纲来看动量、动能定理依然为高考命题的热点之一。通过近几年高考试题分析,对动量定理和动能定理的运动考查频率非常高。按照考纲的要求,本专题内容可以分成两部分,即:动量、冲量、动量定理;动量守恒定律。其中重点是动量定理和动量守恒定律的应用。难点是对基本概念的理解和对动量守恒定律的应用。
解题方法归纳动量定理单独应用多以选择题为主,动量定理、动能定理综合应用主要在计算题中。解决这类问题,一是强调分清两定理的应用条件;二是要理清问题的物理情境;有针对的单独或综合应用往往会较顺利的解决问题。
知识网络
专题聚焦 一、冲量
1.定义:力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量. 2.表达式:I=F·t. 说明:
①冲量是描述力对时间积累效应的物理量,所以说冲量是一个过程量.
②I=F·t中的力是指恒力,即恒力的冲量可用力和时间的乘积来计算,冲量大小与物体是否运动无关.
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③计算冲量时,要明确是哪个力在哪一段时间内的冲量.
3.冲量是矢量:冲量的方向与动量变化量的方向相同,恒力的冲量,其方向与力的方向一致.
4.冲量的单位:在国际单位制中是“牛顿·秒”,符号为“N·S”且1N·S=1kg·m/s动量的单位和冲量的单位实际上是相同的,但在独立计算时要用各自的单位.
二、动量
1.定义:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量. 2.表达式:P=mv. 说明:
①动量和速度一样是描述物体运动状态的物理量,当物体运动状态一定时,物体的动量就有确定的数值.
②动量具有瞬时性,当物体变速运动时,应明确是哪一时刻或哪一位置的动量. ③动量具有相对性,由于速度与参考系的选择有关,一般以地球为参考系. 3.动量是矢量,动量的方向和速度方向相同. 说明:
①如果物体在一条直线上运动,在选定一个正方向后,当物体的运动方向和正方向相同时,可以用“+”号表示动量的方向,当物体运动方向和正方向相反时,可以用“-”号表示动量的方向.
②大小、方向完全相同的两个动量是相等的.
4.动量的单位:在国际单位制中是“千克·米/秒”符号为“kg·m/s”. 三、动量的变化
1.定义:物体的末动量与初动量之矢量差叫做物体动量的变化. 2.表达式:△P=m·△v. 说明:
①动量的变化等于未状态动量减初状态的动量,其方向与△v的方向相同. ②动量的变化也叫动量的增量或动量的改变量. 四、动量定理
1.动量定理内容:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化,这个结论叫做“动量定理”。还有哈等一下。
山东2009年高考考试说明中物理要求掌握的实验
2011高考新课标_高中物理课标有这些实验内容:1、测量仪器使用常规,2、测量仪器的读数方法,3力学实验:(1)验证力的平行四边形定则,(2)测匀变速直线运动的速度和加速度,(3)验证牛顿第二定律,(4))验证机械能守恒定律,4电学实验:(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线(2)电阻的测量(3)用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻,5设计型力学和电学实验
高考物理大题常考哪些
要考的实验:
实验一:研究匀变速直线运动
实验二:探究弹力和弹簧伸长的关系
实验三:验证力的平行四边形定则
实验四:验证牛顿运动定律
实验五:探究动能定理
实验六:验证机械能守恒定律
实验七:测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)
实验八:描绘小电珠的伏安特性曲线
实验九:测定电源的电动势和内阻
实验十:练习使用多用电表
实验十一:传感器的简单使用
1.要求会正确使用的仪器主要有:刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等。
2.要求认识误差问题在实验中的重要性,了解误差的概念,知道系统误差和偶然误差;知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差;能在某些实验中分析误差的主要来源;不要求计算误差。
3.要求知道有效数字的概念,会用有效数字表达直接测量的结果。间接测量的有效数字运算不作要求。
这里有考试说明下载 你可以看一看:
style="font-size: 18px;font-weight: bold;border-left: 4px solid #a10d00;margin: 10px 0px 15px 0px;padding: 10px 0 10px 20px;background: #f1dada;">高考物理所有重点电学实验
电磁感应和动量部分单独成题的可能性小。测电表内阻和电阻测量虽然在实验中未列出,但电学实验经常考设计性实验,故而复习时上述内容仍要重点复习,选择题中天体运动、电磁感应、调整内容(今年为光学)应有所体现。实验题为小力学加大电学。22题为力和运动、23、24两题分别考带电粒子和机械能。
高考物理实验题有哪些
提到物理,很多理科生都感觉比起化学、生物可是困难多了,而电学实验更因为难度高而让一些同学在学习中感到头疼,电学实验占据着相当重要的地位,几乎年年考,但每年都有许多考生在此留下了遗憾。虽然考生感觉难度大,但电学实验以其独特的魅力,赢得了高考出题人的青睐:自从2002年我省实行理综考试以来,除2002年考查的是热学实验以外(在现行课本中此实验已删掉),其余五年均考查到了电学实验;考试大纲要求的实验有19个,其中10-17个均为电学实验。可见电学实验在高考中所占地位非同一般。
考查全面重点突出
从总体上来说,物理实验的考查在高考中是以笔试的形式进行的,通过考查一些设计性的实验来鉴别考生实验的“迁移”能力、创新能力。实验部分在理综试卷中占有较大的比重(17分左右),区分度和难度较高。通过对高考电学实验试题的分析,可以看出当前高考实验考试的总趋势是:一是利用考纲所列实验的原理、方法和器材重新组合,推陈出新;二是把重点放在实验和器材测量的原理、选取、数据处理和结论获取的方法上;三是适量编制设计性、探究性实验,进行考查。
由于连续几年高考中均出现电学实验,虽然形式多样,但考查的特点还是比较清晰的。比如实验能力的考查多集中在电阻的测量上。这几年高考,几乎所有电学实验都是以测电阻为背景,如2003年考查伏安法测电阻;2004年、2006年分别考查电表内阻的测量;2005年考查电源电动势和内阻的测量。归根结底考查的实验原理均为欧姆定律R=U/I,因此对电阻的测量,都是在用各种方法寻找电压U和电流I。
实验试题的设计体现了“来源于教材而不拘泥于教材”的原则。2004年全国卷Ⅰ第22题考查电压表内阻的测量方法———半偏法,直接来源于课后学生实验———把电流表改装成电压表,但改测电压表内阻,考查了考生的实验迁移能力;2005年全国卷测电源的电动势和内电阻,也是直接来源于课后学生实验———测定电源电动势和内电阻实验,但又高于课本,不能照搬课本实验电路图。只有真正理解了实验原理和实验方法,才能达到灵活运用学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理实验相关问题的能力。由此可见课本实验不可小视,并且要从中有所提升。
能力的考查比较全面,其中涉及误差的分析、利用图像或公式处理数据、有效数字的保留等,对实验分析能力、利用数学解决物理问题的能力都有所考查。
注重对考生课后实验的挖掘,同一实验器材,完成不同的实验目的———一“材”多用,如2002年全国高考29题,考查利用“验证玻意耳定律”的器材来测量大气压强p0;2007年全国高考理综卷Ⅰ22题,考查利用“验证动量守恒定律”的器材验证弹性碰撞的恢复系数等。
复习注重超越课本
根据以上分析可知,高考实验考查能力较高,那种只背实验原理、步骤、讲实验操作,过程的做法已经不能很好地应对今天的高考了。仅仅能独立完成大纲规定的实验,知道怎样做还不够,还应该搞清楚为什么要这样做,要真正领会其中的实验方法,并会将这些方法迁移到新的情景中去,在新的情景中加以应用。
1、平时复习中要注意养成良好的学习物理实验的习惯。有些同学侧重实验的记忆,把课本上实验原理、实验器材和实验步骤等,像背语文课文一样背诵下来,这样是绝对不可能提高实验能力的。这样做极不适应现代高考实验考查的趋势,因为高考物理实验考查的是实验的迁移能力、创新能力等。对于一个实验正确的学习方法是遵从以下步骤:明确目的———尝试原理———选择器材———确定步骤———误差分析。学习每一个实验,先明确实验目的,然后根据实验目的结合自己所学的知识,尝试思考实验原理。围绕敲定的实验原理,确定实验器材,根据实验器材,确定实验步骤,依据实验原理进行误差分析。因为同一实验目的,它可能存在不同的实验原理,所以我们通过尝试思考实验原理的方法,就可以拓宽思路,提升能力。如果同学们提前知道实验原理,就可能造成先入为主的思维定势,使思维受到限制。
2、重视课后实验,熟悉基本实验器材的使用,争取最大限度地做到:一“材”多用。如利用测定金属丝的电阻率实验器材,能否测定极细金属管的内径;利用描绘小灯泡伏安特性曲线的实验器材,能否测定小灯泡的额定功率。演示实验、做一做等也在高考考查范围之内,同样也要注意挖掘。
3、平时多总结一些实验方法及题型,积累一定的经验,作为自己知识的储备,增强解决实验问题的能力和信心。如对电阻的测量有很多种方法:伏安法、替代法、半偏法、多用电表测电阻等;测定电源电动势和内电阻的方法有:伏安法、两阻(定值电阻)一表(电压表或电流表)法、一箱(电阻箱)一表(电压表或电流表)法等。
4、对于同一电路中出现的“双调节”或“双控制”元件,要注意操作步骤。如用半偏法测电流表内阻的实验步骤的考查,就曾在高考题中出现,因为此电路中存在两个变阻器、两个电键,必定有调节和操作上的先后顺序。还有研究自感现象中的通电自感实验时也涉及到了两个滑动变阻器先后调节的问题。
5、树立“转换”思想,开拓设计性实验的思路。要提高设计实验的能力,必须认真体会物理教材上的实验思想。其实物理教材蕴含大量的实验设计方法。善于联想对比,拓宽知识,如利用半偏法测定了电流表的内阻,那能不能利用半偏法测定电压表的内阻;根据电流表的校表电路,能不能设计电压表的校表电路。
6、掌握一些实验技巧:如电表是会“说话”的电阻:
①对一些特殊电阻的测量,如电流表或电压表内阻的测量,电路设计有其特殊性:一是要注意到其自身量程对电路的影响,二是要充分利用其“自报电流或自报电压”的功能。测电压表内阻时无需另并电压表,测电流表的内阻时无需另串电流表。
②当电表内阻已知时,电表功能可以互换。如当电流表内阻已知时,可以根据电流表读数乘以其内阻得到电流表两端的电压,此时电流表可当电压表使用;同理,当电压表内阻已知时,电压表可当电流表使用。利用这一特点,可以拓展伏安法测电阻的方法,如:伏伏法,安安法等。
7、多进实验室进行实际操作,熟悉各种实验器材的使用。理论与实践相结合,才能更好地提高实验能力。实验题中的实物连线,实验步骤排序、纠错、补漏、实验误差的排除、错误的纠正等。这些都是实际操作的全真模拟,如果学生没有动手做过这些实验就不可能答好这些问题。复习中,可开放学校的实验室,让学生重温实验的实际操作。但由于某些学校实验条件不足,不是实验器材缺乏,就是实验器材陈旧,使得测量误差很大,限制了学生实验能力的提高。另外,实验室器材种类少、规格少,也不能满足当今高考的要求。还有高考试题中所给实验器材的规格,实验室也不一定具备。故建议有条件的家庭或学校安装仿真物理实验室,利用仿真物理实验室来完成实际中完成不了的实验,也可通过反复改变某一元件的参数值,看其对整个电路的影响。这样对考生解决实验问题有着非常大的帮助。
总之,实验也并不单纯是实验这一模块的问题,学生物理实验能力的高低往往与学生物理知识、思想、方法的储备密切相关,要从根本上提高物理实验能力,必须全面提高物理水平。
电学实验器材和电路选择的总原则是安全、精确和方便。器材的选择与实验所用的电路密切相关,因此在选择器材前首先要根据实验目的和实验原理设计测量精确、安全可靠、操作方便的实验电路,再根据实验电路的需要选择器材。选择器材和电路时,为了使测量结果精确和保护仪器,应遵循以下原则:
□电表。通过估算确定电路中通过电流表的最大电流和电压表两端的最大电压,所选择的电表的量程应大于最大电流和最大电压,以确保电表的安全;通过估算确定电路中通过电流表的最小电流和电压表两端的最小电压,选择的电表的量程应使电表的指针摆动的幅度较大,一般应使指针能达到半偏以上,以减小读数的偶然误差,提高精确度;在满足上述两个条件以后,在不计电表内阻时应选用内阻较小的电流表和内阻较大的电压表,以减小系统误差。
□变阻器。所选用的变阻器的额定电流应大于电路中通过变阻器的最大电流,以确保变阻器的安全;为满足实验中电流变化的需要和调节的方便,在分压式接法中,应选用电阻较小而额定电流较大的变阻器,在限流式接法中,应选用电阻与待测电阻比较接近的变阻器。
□电源。一般可以根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源。
□分压式和限流式电路。在选择变阻器分压式和限流式电路两种接法时应优先考虑限流式接法,为了能使实验正常进行和操作方便,当电路中的最小电流仍然超过电流表的量程或待测电阻的额定电流,或者待测电阻远远大于变阻器的最大值或者需要在待测电阻两端从零开始测量电压、电流时采用分压式接法。
哈三中物理备课组长,高级教师,市级骨干教师,获国家级优质课大赛一等奖,全国第二届信息技术与物理学科整合教学大赛一等奖。 在剩下的最后两个月里,许多考生关心物理学科还应该注重哪些细节。本专栏请名师针对每个题型点拨考生。 考生目前应该把自己过去复习的知识、做过的题目做梳理,在夯实基础的前提下,针对高考的三种题型,进行有针对性的训练。 一、重视实验 在高考试卷中,物理实验题有18分,占总分的15%%,突出体现了物理的学科特点以及实验在物理学科学习质量评价中的重要地位,有助于检验考生的科学态度和创新精神。但是考生在做此题时易失分,这一部分要作为复习的重点。从近几年的高考题和《考试说明》上看,实验题将重点考查运用所学的实验原理和实验方法来解决新情景下的实验问题。