2008年高考理综物理实验题赏析

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  浙江省武义第一中学,浙江省武义县321200
  
  每年全国高考理综卷中的实验题是我们关注的焦点。物理实验题,是常考常新,非常精彩。08年全国高考理综第22题均为物理实验题,分析理综全国卷Ⅰ、全国卷Ⅱ、和四川卷中的物理实验题更具有普遍性与广泛性。这几份试卷中的实验题均突出考查了学生的科学实验素养,考查了基本实验的基本操作,考查了学生对物理实验原理、实验方法的迁移创新能力。
  1 全国高考理综物理实验题所考查的知识
  
  08年高考理综全国卷Ⅰ、全国卷Ⅱ和四川卷中的物理实验题均为两个小题,08年高考物理实验所考查的知识点列表如下:
  
  由上表可知,三份高考理综物理实验题中均有一小题考查了学生的基本操作问题,而另一小题则突出考查了学生设计并表述实验过程的能力。如四川卷中利用伏安法测电阻,要求对内外接法对实验结果产生的误差进行计算。又如全国理综卷Ⅰ中的高考实验题,利用改装后的电表测电源的电动势和电压表的量程。值得我们关注的一个焦点问题是,对“电表”的处理能力的考查是近几年高考实验题的一大亮点,可以说是丰富多彩,常考常新。这些电学实验能够很好地考查学生运用物理原理设计实验的创新能力,具有较强的选拔功能。
  
  2 高考理综物理实验题的类型
  
  2.1 基本仪器与基本操作的考查
  高考物理实验肯定要涉及基本仪器和基本操作的考查,这是学生应该具有的最基本的科学实验素养。如有刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、温度计、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱、示波器等仪器,对以上基本的实验仪器要掌握其构造原理、使用操作的方法、量程的选取、读数等等。同时,我们要开放实验室,要让学生真正地掌握高中物理实验的基本操作过程。
  2.2 基本实验原理与基本实验方法的考查
  课本实验及实验方法的延伸是实验命题的趋势,这三份理综试卷中所有实验试题均来源课本实验改编,因此深刻理解课本学生实验的原理,体会基本实验原理与基本实验方法是实验学习的核心。如电学实验的基本原理就是部分电路的欧姆定律,闭合电路欧姆定律,还有串联、并联电路的基本原理。测量电阻的基本方法是伏安法,除此之外还有“伏伏法”、“安安法”、“替代法”、“半偏法”等等。
  2.3实验数据的误差分析
  实验数据处理是实验的重要环节,在高中阶段,其方法主要有公式法、列表法、图像法等。在进行实验数据的误差分析时,要注意区别测量值与真实值,特别要注意运用基本的实验原理对误差进行分析。 
  2.4 设计性实验的考查
  设计性实验指能灵活运用已经学过的物理理论、实验方法、实验仪器去处理问题,主要考查迁移能力、创新能力等。但这些实验都是源于课本的加工和深化,这些试题有利于指导中学物理实验教学。
  
  3 关于电表内阻的处理方法
  
  在上述的理综物理实验题中,对“电表”的处理能力的考查是近几年高考实验题的一大亮点。在复习电学实验,分析测量电表内阻的方法时,学生往往感觉比较困难。其原因在于学生没有搞清楚这些电表的本质,对电表比较陌生,往往“谈表色变”。其实电表本身也是一个普通的电阻,不要把电表看成深不可测,非常神秘的东西。
  3.1 电表的本质——电阻
  在2008年全国高考理综物理实验题中,其中有两份试题是直接要考虑电压表、电流表本身的内阻。在复习电学实验时,要引导学生搞清楚电表的本质。电流表、电压表、欧姆表其本质首先都是电阻,只不过电流表电阻较小,一般为几个欧姆,电压表电阻较大,一般为几千欧姆,而欧姆表在不同的挡位其内阻可从几十欧姆到几十千欧姆变化。这些表都有自己的特殊功能,电压表能测出自己两端的电压,电流表能测出通过自己的电流,而欧姆表能表达自己的内阻。它们的表头都有一个相同的灵敏电流计,其指针都是根据电流大小来偏转的,电流越大偏转也越大。但是伏特表、安培表是通过外加的电源使其指针偏转,而欧姆表指针的偏转是靠表本身内部提供的电源使其指针偏转。
  当要测量某电路两端的电压时,需将电压表并联在被测电路两端,可一旦我们将电压表接入电路,相当于把一个较大的电阻并联在该电路的两端,使整个电路的电阻比原来小了,也就对整个电路产生了影响。当要测量通过某电路的电流时,需将电流表与被测电路串联,可一旦把电流表接入电路,相当于把一个较小的电阻串联在该电路,使整个电路的电阻比原来大了,也就对整个电路产生了影响。因此当你用电流表、电压表去测电流或者电压,一旦将表接入电路就一定会对整个电路产生影响。
  3.2 电表之间的互用互通
  如果知道了电压表的电阻为RV,这个表也同时就成了电流表;如果知道了电流表的内阻RA,这个表也同时是一只电压表,那么我们就可用单独一只电流表或电压表测定电流表或电压表的内阻。在近几年的高考中曾出现过这种类型的题目。多用电表的欧姆档就是欧姆表,它是用来测量电阻的,多用电表的其它档可用来测量电流或者电压。
  3.3 电表内阻的测量方法
  由于电表本身也是电阻,所以它的测量方法也就是电阻的测量方法,方法非常多,但由于电表本身能测自己的电流或电压,因此它的测量有自己的特色。比如在用伏安法测一般电阻时,实验的理论是存在缺陷的,我们经常要分析电流表内接与外接而引起的系统测量误差,但是在用伏安法测电表的内阻时,也就谈不上所谓的内接法与外接法,在测量的原理上也就不存在内、外接法中所提到的系统原理误差。
  纵观近几年的高考物理实验题,虽然试题面目年年新,但都源于课本的加工和深化,是常考常新、丰富多彩,这些试题有利于指导中学物理实验教学。我们要重视对学生的基本实验操作能力的培养,重视学生对于实验目的、原理和方法的理解,进而达到能够灵活运用所学的实验原理和实验方法解决问题,培养学生创新实践能力。
  (栏目编辑罗琬华)
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