浙江省高考物理實(shí)驗(yàn)試題幾個(gè)問題的商榷

胡君亮

（永康市第二中學(xué)，浙江 永康 321300）

浙江省高考理科綜合獨(dú)立命題已經(jīng)5年，物理實(shí)驗(yàn)的考查以評價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)驗(yàn)素養(yǎng)為目標(biāo)，試圖實(shí)現(xiàn)“讓做過實(shí)驗(yàn)的考生比沒做過實(shí)驗(yàn)的考生多得分，讓認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)的考生比馬虎做實(shí)驗(yàn)的考生多得分.”應(yīng)該肯定，浙江省近5年的物理實(shí)驗(yàn)試題設(shè)計(jì)是成功的.不過，對考生進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，試題還是在以下幾個(gè)方面出現(xiàn)了值得商榷的地方，使考查的結(jié)果事與愿違.

1 試題設(shè)計(jì)的科學(xué)性

（2011年第22題）在“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，為了探究3根材料未知，橫截面積均為S＝0.20mm2的金屬絲a、b、c的電阻率，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路.M為金屬絲c的左端點(diǎn)，O為金屬絲a的右端點(diǎn)，P是金屬絲上可移動的接觸點(diǎn).在實(shí)驗(yàn)過程中，電流表讀數(shù)始終為I＝1.25A，電壓表讀數(shù)U 隨OP間距離x的變化如表1.

圖1

表1

（1）繪出電壓表讀數(shù)U隨OP間距離x變化的圖線；

（2）求出金屬絲的電阻率ρ，并進(jìn)行比較.

這是一道源于教材的試題，命題教師進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，為了使電阻很小的金屬絲b也有一定的電壓，他增大了通過金屬絲的電流.筆者也進(jìn)行了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電流達(dá)到試題給出的1.25A時(shí)，金屬絲a、c已經(jīng)發(fā)燙，而金屬絲b幾乎還是室溫.這樣一來，“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”的前提條件就不成立了.

（2010年第21題）在“探究彈簧彈力大小與伸長量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩位同學(xué)選用不同的橡皮繩代替彈簧.為測量橡皮繩的勁度系數(shù)，他們在橡皮繩下端依次逐個(gè)掛上鉤碼（每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為m＝0.1kg，取g＝10m／s2），并記錄繩下端的坐標(biāo)X加i（下標(biāo)i表示掛在繩下端鉤碼個(gè)數(shù)），然后逐個(gè)拿下鉤碼，同樣記錄下端的坐標(biāo)X減i，繩下端坐標(biāo)的平均值 Xi＝（X加i＋X減i）／2的數(shù)據(jù)如表2所示.

表2

（1）同一橡皮繩的X加___________X減（大于或小于）；

（2）______同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實(shí)驗(yàn)要求（甲或乙）；

（3）選擇1組數(shù)據(jù)用作圖法得出橡皮繩的勁度系數(shù)k（N／m）；

（4）為了更好地測量勁度系數(shù)，在選用鉤碼時(shí)需要考慮的因素有哪些？

本題源于學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)，對促進(jìn)學(xué)校開展研究性學(xué)習(xí)活動有一定的指導(dǎo)意義.本題情景、導(dǎo)向很好，但考點(diǎn)的設(shè)計(jì)存在問題.

第（2）小題，哪個(gè)同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實(shí)驗(yàn)要求？考生一頭霧水.因?yàn)榧?、乙都是?jīng)過實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)，都是事實(shí)，怎么能夠說誰的數(shù)據(jù)更符合實(shí)驗(yàn)要求呢？如果只從數(shù)據(jù)變化上看，甲已經(jīng)伸長到原長的2.5倍，乙只伸長到原長的1.5倍，這樣就能說甲伸長得太長而判為不合理？事實(shí)上彈簧秤中的彈簧是伸長到原長的3倍以上.而且學(xué)生又不能事先知道橡皮筋是否遵循胡克定律？其實(shí)只能作出甲、乙兩個(gè)同學(xué)的彈力與長度改變量的圖像，才能發(fā)現(xiàn)，乙橡皮筋的圖線基本上是直線，大概符合胡克定律.而甲的圖線已不是直線，不符合胡克定律.因此第（2）小題應(yīng)放在第（3）小題的后面，然而，第（3）小題又只要求作出1根橡皮筋的圖線，因此也無法進(jìn)行比較.

第（3）小題的問題在于，學(xué)生作圖后發(fā)現(xiàn)甲、乙橡皮筋彈力與伸長量都不是經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，也就是說不符合胡克定律，怎能得出橡皮繩的勁度系數(shù)呢？像評分標(biāo)準(zhǔn)中得出的答案也沒有意義?。?/p>

第（4）小題的參考答案是“盡可能使伸長量在彈性范圍內(nèi)，同時(shí)有足夠大的伸長量，以減小長度測量的誤差”.問題是，實(shí)驗(yàn)時(shí)誰能知道伸長量在什么范圍內(nèi)屬于彈性形變？

2 考查學(xué)生的有效性

（2010年第21題）（題目同上）的第（1）小題，同一橡皮繩的X加___________X減（大于或小于）.參考答案是“小于”.然而，調(diào)查發(fā)現(xiàn)這道小題對絕大多數(shù)的同學(xué)來說是猜對的.因?yàn)闆]有做過實(shí)驗(yàn)，總認(rèn)為是彈性形變，所以應(yīng)填“等于”?。靠纯礇]有“等于”的選項(xiàng)，才想到可能不是彈性形變，所以就猜了一個(gè)，總不至于傻到猜“大于”吧.因此，這道題選填的選項(xiàng)設(shè)計(jì)不妥.

（2012年第21題）在“測定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)經(jīng)正確操作插好了4枚大頭針，如圖2甲所示.

（1）在答題紙上相應(yīng)的圖中畫出完整的光路圖；

（2）對你畫出的光路圖進(jìn)行測量和計(jì)算，求得該玻璃磚的折射率n＝______（保留3位有效數(shù)字）；

（3）為了觀測光在玻璃磚不同表面的折射現(xiàn)象，某同學(xué)做了兩次實(shí)驗(yàn)，經(jīng)正確操作插好了8枚大頭針，如圖2乙所示.圖中P1和P2是同一入射光線上的2枚大頭針，其對應(yīng)出射光線上的2枚大頭針是P3和 （填“A”或“B”）.

圖2

問題出在第（2）小題，玻璃磚的折射率參考答案是1.51±0.03.調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有些認(rèn)真畫圖的考生，由于作圖偏差，答案超出了參考答案給定的范圍而未能得分.相反，有些同學(xué)只是記得教材中的玻璃折射率為1.50，反而得分了.因此，這道題所涉及的玻璃磚是否應(yīng)采用有別于平時(shí)實(shí)驗(yàn)的玻璃磚？

［2009年第22（Ⅱ）題］在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑如圖3甲、乙所示.測量方法正確的是 （選填“甲”或“乙”）.

圖3

本題選項(xiàng)缺乏技術(shù)含量，應(yīng)該再增加一幅將小球夾在測量爪刀口的照片，這樣就暴露出使用游標(biāo)卡尺技術(shù)上的錯(cuò)誤.同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)中擺長是擺線懸掛點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長加上小球的半徑，繩長用毫米刻度尺，小球的直徑又何必用50分度的游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量呢？

［2009年第22（Ⅰ）題］某同學(xué)從標(biāo)稱為“220V 25 W”、“220V 300W”、“220V 500W”的3只燈泡中任選1只，正確使用多用電表測量燈光阻值如圖4所示.該燈泡的阻值是_________Ω，標(biāo)稱的額定功率為______W.

圖4

本題考查多用電表的使用.從多用電表上不難讀出，該燈泡的阻值是160Ω，但在判斷測定的是哪個(gè)燈泡時(shí)，相當(dāng)多的同學(xué)計(jì)算得“220V 300W”的燈絲電阻是161Ω，一激動就選擇了“220V 300W”的燈泡.考生沒有認(rèn)真分析或者考試緊張而失分本來是咎由自取.問題是調(diào)查失分的同學(xué)發(fā)現(xiàn)，許多優(yōu)秀的學(xué)生也在這里中招，包括當(dāng)年考上浙江大學(xué)的幾個(gè)同學(xué).如此看來，這道題的迷惑性太大，降低了評價(jià)考生的效度.

（2011年第21題）在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，已提供了小車、一端附有定滑輪的長木板、紙帶、帶小盤的細(xì)線、刻度尺、天平、導(dǎo)線.為了完成實(shí)驗(yàn)，還須從圖5中選取實(shí)驗(yàn)器材，其名稱是______（漏選或全選得零分）；并分別寫出所選器材的作用__________.

圖5

本題答案：學(xué)生電源、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鉤碼、砝碼，或者電火花計(jì)時(shí)器、鉤碼、砝碼.學(xué)生電源為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器提供交流電源；電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（電火花計(jì)時(shí)器）記錄小車運(yùn)動的位置和時(shí)間；鉤碼用以改變小車的質(zhì)量；砝碼用以改變小車受到的拉力大小，還可以用于測量小車的質(zhì)量.

學(xué)生解答時(shí)出現(xiàn)了兩個(gè)問題：一是用鉤碼改變小車受到的拉力，因?yàn)槠綍r(shí)就用10g的鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而照片中沒有顯示出這是50g的鉤碼（盡管命題人已經(jīng)將砝碼放在鉤碼邊）.二是不用鉤碼，只選用砝碼.因?yàn)?盒砝碼，有200g 2只，100g 1只，50g 1只，20g 2只，10g 1只.把200g、100g的砝碼用來改變小車的質(zhì)量，5g、10g的砝碼用來改變小車受到的拉力，也能完成實(shí)驗(yàn).但這些都是與評分標(biāo)準(zhǔn)不相符的.

（2013年第22題）采用如圖6所示的電路“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”.

圖6

（1）除了選用照片中的部分器材外，_____（填選項(xiàng)）

（A）還需要電壓表； （B）還需要電流表；

（C）還需要學(xué)生電源； （D）不再需要任何器材.

（2）測量所得數(shù)據(jù)如表3.

表3

用作圖法求得電池的內(nèi)阻r＝__________；

（3）根據(jù)第5組所測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，求得電流表內(nèi)阻RA＝__________.

第（1）小題的參考答案是（A），按照電路確實(shí)還需要電壓表.然而，有些同學(xué)認(rèn)為，照片中的電阻箱和電流表串聯(lián)起來，可以測定電源的路端電壓，何必再找電壓表呢？因此選擇了（D）選項(xiàng).

3 評價(jià)教學(xué)的指導(dǎo)性

（2010年第21題）在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)測得電流電壓的數(shù)據(jù)如表4所示.

表4

（1）用以上數(shù)據(jù)描繪電壓隨電流的變化曲線；

（2）為了探究燈絲電阻與溫度的關(guān)系，已作出電阻隨電流的變化曲線如圖7所示，請指出圖線的特征，并解釋形成的原因.

第（2）小題的參考答案是：電阻隨電流增大，存在3個(gè)區(qū)間，電阻隨電流的變化快慢不同.第1區(qū)間電流很小時(shí)，電阻變化不大；第2區(qū)間燈絲溫度升高快，電阻增大快；第3區(qū)間部分電能轉(zhuǎn)化為光能，燈絲溫度升高變慢，電阻增大也變慢.

圖7

這道小題要求較高，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)幾乎沒有學(xué)生從3個(gè)區(qū)間分析，而是簡單地說隨著電流怎大，熱功率增大，溫度升高，電阻增大.在解釋形成的原因時(shí)，考生還不知道輻射是與溫度的4次方成正比的，因此圖線的特征和形成原因的解釋已經(jīng)超過了中學(xué)教學(xué)的水平，失去評價(jià)中學(xué)教學(xué)的指導(dǎo)性.

4 試題設(shè)計(jì)的合理性

2010年第21題（題目同上）第（1）小題要構(gòu)建坐標(biāo)系，描繪11個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，方能描繪電壓隨電流的變化曲線，只有4分分值，考生覺得得不償失.

2011年第22題（題目同上）第（1）小題要描繪14個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，連接3條直線.根據(jù)直線數(shù)據(jù)進(jìn)行3個(gè)復(fù)雜的數(shù)字運(yùn)算，算后再進(jìn)行評價(jià).然而分值只有10分，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)考生放棄這道題.

作為理科綜合考試，物理設(shè)計(jì)試題時(shí)要考慮對化學(xué)、生物學(xué)科的影響.如果物理試題過難、過繁，學(xué)生將物理試題放在最后解答，最終影響的還是物理學(xué)科，從而不能達(dá)到命題人的意圖.

分析上述試題，并非否認(rèn)浙江省的物理實(shí)驗(yàn)命題.事實(shí)上，浙江省的物理實(shí)驗(yàn)試題是獲得中學(xué)教師的好評的，瑕不掩瑜.分析問題，是希望高考試題充分發(fā)揮高考評價(jià)的功能，充分發(fā)揮對新課改的指導(dǎo)作用，充分考慮中學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，設(shè)計(jì)的問題應(yīng)合理、嚴(yán)密，不能有科學(xué)性的差錯(cuò)，不能讓思維發(fā)散、縝密的考生吃虧.