2017年高考理綜Ⅲ卷物理實驗類試題的分析

吳玉沙 周勛

摘 要：通過對2017年全國卷Ⅲ物理實驗題進行全面分析，深入剖析考生在解題中容易出現(xiàn)的問題，結(jié)合《2018年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱》和《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版），提出2018年高考備考的建議。

關(guān)鍵詞：高考物理實驗題；平行四邊形定則；多用表的使用

2017年高考理綜全國Ⅲ卷共有兩道實驗題，其中第22題是力學(xué)實驗題——驗證平行四邊形定則?？疾閷W(xué)生對物理基本概念、基本規(guī)律的掌握和基本實驗?zāi)芰Φ那闆r；第 23 題是電學(xué)實驗題，屬重點考查學(xué)生能力的實驗題，較好地體現(xiàn)了高考試題區(qū)分度的特點，該題考查電表的改裝，其中考點包括了電路設(shè)計中器材的選擇、多用電表的正確使用以及電壓表、電流表對應(yīng)量程與分壓電阻、分流電阻的關(guān)系。兩道實驗題均綜合考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握程度及物理實驗的能力。

1. 第22題實驗試題分析

第22題題目略。

圖1

【試題解析】 本題考查考生的基礎(chǔ)知識——力的合成法則及平行四邊形定則的應(yīng)用。要求考生在理解實驗?zāi)康摹⒃淼幕A(chǔ)上，運用教材學(xué)生實驗“驗證平行四邊形定則”，利用彈簧測力計來讀取拉力的大小以及結(jié)合平行四邊形定則作圖，得出合力的大小以及F合與拉力F的夾角的正切值。

（1）本題考查基礎(chǔ)知識——彈簧測力計的讀數(shù)。根據(jù)圖1部分的圖（b）可知該彈簧的最小分度值為0.2，所以F的大小為4.0 N。

（2）（Ⅰ）根據(jù)題中所給數(shù)據(jù)，用刻度尺和鉛筆按照圖標(biāo)注的方向和題目規(guī)定的標(biāo)度作出F1和F2，然后以F1和F2為鄰邊作平行四邊形，過O點畫該平行四邊形的對角線，該對角線就是F1和F2的合力F合，如圖2所示。

圖2

（Ⅱ）根據(jù)圖像可直接讀出F合的大小，也可以根據(jù)幾何關(guān)系求得合力為4.2-5.622+5.622=4.0 N；F合與拉力F的夾角的正切值為4.2-5.625.62=0.06。

【評析】學(xué)生須熟悉本題所涉及的實驗原理、實驗步驟及數(shù)據(jù)處理方法，考生若不完全理解則容易出現(xiàn)以下幾種錯誤：

（1）不清楚彈簧測力計的讀數(shù)方法，沒有估讀，直接讀數(shù)為4 N。彈簧測力計讀數(shù)要估讀，讀到最小分度值的一半并取一位有效數(shù)字所在位。分度值為0.2，讀至小數(shù)點后一位，分度值為0.1，讀至小數(shù)點后兩位，分度值為0.5，其一半為0.25，取一位有效數(shù)字，為0.3，讀至小數(shù)點后一位。

（2）由于作圖不規(guī)范，導(dǎo)致合力F合的軌跡與拉力F重合。說明學(xué)生對力的合成這個概念理解不透徹，對等效替代的這種方法掌握不熟練。

（3）由于作圖不規(guī)范，不能直接讀取出F合的大小，而是直接進行數(shù)學(xué)運算求解，得出錯誤的答案。

（4）在求解正切值時，進行數(shù)學(xué)運算求解，但由于計算失誤出現(xiàn)錯誤的答案，有的則是不知道該如何求正切值。

2. 第23題實驗試題分析

第23題題目略。

圖3

【試題解析】本題考查的知識點是多用電表的使用以及電表的改裝，同時還要了解串并聯(lián)電路的特點及應(yīng)用，掌握多用電表的讀數(shù)原則。對電表讀數(shù)時，要先確定電表測的是哪個物理量，再根據(jù)選擇的擋位確定電表的分度值，根據(jù)題目所提供的指針位置進行讀數(shù)。

（1）根據(jù)歐姆表原理，內(nèi)部電源的正極接黑表筆，保證測電阻時電流表中電流“紅進黑出”，所以根據(jù)電路圖3（a）可知A端與黑表筆相連接。

（2）根據(jù)題意，R6是可變電阻，其作用就是歐姆表調(diào)零，所以關(guān)于R6 的使用，說法正確的是B。

（3）直流電流擋分為1 mA和2.5 mA，當(dāng)開關(guān)接2時，量程為1 mA，所以R1+R2=IgRgI-Ig=160 Ω；接4時，為電壓擋，量程為1 V，表頭與R1、R2并聯(lián)組成一個新的表頭，新表頭的內(nèi)阻為r=（R1+R2）RgR1+R2+R3=120 Ω，又因為新表頭的量程是1 mA，所以R4=U1I1-r=11×10-3 Ω-120 Ω=880 Ω。

（4）若與1相連，則量程為2.5 mA，讀數(shù)為1.47 mA；若與3相連，則為歐姆擋×100 Ω擋，讀數(shù)為1.10×103 Ω；若與5連接，則量程為5 V，其讀數(shù)為2.95 V。

【評析】該實驗題以教材的基本實驗為基礎(chǔ)，考查學(xué)生對

實驗原理的了解、對實驗器材的選擇以及學(xué)生提取信息、分析處理和綜合應(yīng)用的能力，本題第一問需要掌握歐姆表原理，對于內(nèi)部電源，其接法是“紅負黑正”；第二問是明確電路結(jié)構(gòu)，了解歐姆擋中所接滑動變阻器的作用；第三問則是根據(jù)所給的量程和電路圖進行分析，再結(jié)合串并聯(lián)電路的特點求電阻的阻值；第四問需要明確電表的量程，確定其最小分度?？忌舨涣私鈱嶒炘砑岸嘤帽淼淖x數(shù)原則，則容易出現(xiàn)以下幾種錯誤。

（1）不清楚歐姆表原理，將紅表筆錯認為正確答案。

（2）不清楚歐姆表的構(gòu)造，R6是可變電阻，也被叫做調(diào)零電阻，在測量電阻時才接入電路，只有在使用電阻擋之前才需進行歐姆調(diào)零，錯選成A或C。

（3）不了解多用電表原理，分不清接2擋時直流電流是1mA擋還是2.5mA擋，錯認為是2.5 mA擋，因此代入式子R1+R2=IgRgI-Ig=53.33 Ω，R4=U1I1-r=352.28 Ω。

（4）分不清量程，錯認為與1相連，則量程為1 mA，則多用電表讀數(shù)為0.588 mA；與3相連，為歐姆擋×100 Ω擋，讀數(shù)為1.10×103 Ω，該問出錯幾率??；與5連接，量程為1 V，其讀數(shù)為0.590 V。

該實驗題考查的知識點是多用電表的原理，了解電流表改裝的原理是并聯(lián)電阻分流，電壓表改裝原理是串聯(lián)電阻分壓，歐姆擋測電阻的原理是閉合電路歐姆定律，電流隨外部可變電阻的變化而變化；能夠正確掌握多用電表各擋位的用途。對于多用電表測電流而言，并聯(lián)電阻具有分流作用，所以并聯(lián)接入的電阻越多，其測的電流擋位則越?。欢鴮τ诙嘤秒姳頊y電壓，串聯(lián)電阻具有分壓的作用，所以串聯(lián)接入的電阻越多，其測的電壓擋位越大。

3. 建議

針對考生的這兩道題的答題情況，以及《2018年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱》和《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的文件，提出以下高考備考策略。

（1）緊扣考綱和課標(biāo)，考綱對于前面的兩個實驗的表述是驗證力的平行四邊形定則以及多用電表的使用，而新的課標(biāo)的表述則是探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律和用多用電表測量電學(xué)中物理量，兩者雖然在表述上不同但考點都是一樣的。2018年的高考是在新的課程標(biāo)準(zhǔn)頒布后的第一次高考，課標(biāo)規(guī)定的必修實驗和考綱要求的必修實驗項目存在差異，實際教學(xué)中須把課標(biāo)和考綱要求的實驗項目都熟練掌握，尤其是新課標(biāo)新增的幾個實驗項目。

（2）多研究近年高考試題，高考試題主要考查主干知識和核心內(nèi)容、必備知識和關(guān)鍵能力，每年的高考試題都高度反映了命題專家的智慧，每年的真題都可以從往年的高考真題中找到影子，所以建議不須花費過多的精力做各種模擬卷或押題卷，專心研究往年的高考題可以達到“事半功倍”的效果，無論題目怎樣變化，考的知識點是不變的。

（3）教學(xué)中分組實驗要做到位，課標(biāo)所要求的基本實驗項目和演示實驗，一定要求學(xué)生都要能夠獨立地完成操作和實驗報告，明確其實驗原理和關(guān)鍵步驟。

（通訊作者：周勛）

參考文獻：

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[3]教育部考試中心.2018年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱·理科[M].北京：高等教育出版社，2017.

[4]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

作者簡介：

吳玉沙，周勛，貴州省貴陽市，貴州師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院。