2019年高考全國Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ卷物理實驗題賞析

林玉

摘?要：力學(xué)實驗和電學(xué)實驗是全國高考卷的必考內(nèi)容，通過對2019年高考全國Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ卷中力學(xué)實驗和電學(xué)實驗題的剖析，總結(jié)命題特色及規(guī)律，體會力學(xué)實驗題的常規(guī)考查和電學(xué)實驗題的創(chuàng)新設(shè)計，通過備考策略的研究提升考生應(yīng)對高考實驗題的能力.

關(guān)鍵詞：2019年高考全國卷;力學(xué)實驗;電學(xué)實驗;備考策略

物理實驗是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的重要載體[1]，在2019年高考全國卷中勻變速直線運動規(guī)律是力學(xué)實驗的命題主干，電表的改裝與校準(zhǔn)和歐姆定律的應(yīng)用是電學(xué)實驗的熱點.通過分析2019年高考全國Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ卷物理實驗題，闡述其力學(xué)實驗和電學(xué)實驗的命題規(guī)律特征，并提出相應(yīng)的備考策略，以期進(jìn)一步提升學(xué)生的實驗?zāi)芰?

1?力學(xué)實驗

2019年全國卷力學(xué)實驗（見表1）主要考查“等時間間隔”背景下勻變速直線運動規(guī)律分析及數(shù)據(jù)處理，選自2019年考試大綱：研究勻變速直線運動（實驗一）.整體難度較易，屬于對常規(guī)實驗的基礎(chǔ)考查，考生須注意數(shù)據(jù)單位及結(jié)果有效數(shù)字的保留問題.共同考點是“逐差法求加速度”，其中Ⅰ、Ⅱ卷中以紙帶上的實驗數(shù)據(jù)點呈現(xiàn)，Ⅲ卷以“頻閃照相”的周期性計時原理代替打點計時器.從實驗情境分析：Ⅰ、Ⅱ卷的實驗情境為物塊沿著粗糙斜面加速下滑，屬于常規(guī)情境，與人教版必修1第4章第6節(jié)教材P84例題2中“滑雪的人”受力情境相同;Ⅲ卷的實驗情境與人教版必修1教材P45“問題與練習(xí)T4”如出一轍，均注重促進(jìn)課堂回歸教材.

2?電學(xué)實驗

2019年全國卷電學(xué)實驗（見表2）側(cè)重考查電表的改裝及校準(zhǔn)（Ⅰ、Ⅲ），本質(zhì)上都考查了歐姆定律/閉合電路歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用.Ⅰ、Ⅲ卷的電學(xué)實驗選自考試大綱：練習(xí)使用多用電表（實驗十一）;Ⅱ卷的電學(xué)實驗基于考試大綱：描繪小電珠的伏安特性曲線（實驗九），實驗情境開放性設(shè)計明顯，并不直接選取于考試大綱中的某個實驗內(nèi)容，但究其本質(zhì)卻又回歸到了歐姆定律和串、并聯(lián)電路的分析.電學(xué)實驗命題規(guī)律如下：

表2?2019年高考全國卷電學(xué)實驗試題分析

電學(xué)實驗2019年全國Ⅰ卷2019年全國Ⅱ卷2019年全國Ⅲ卷

實驗?zāi)康母难b和校準(zhǔn)毫安表+問題的分析與排除研究硅二極管在恒定電流條件下正向電壓與溫度的關(guān)系改裝和校準(zhǔn)歐姆表

實驗裝置

考查內(nèi)容①電流表改裝原理②校準(zhǔn)毫安表時實際量程的計算及問題原因分析③如何修正定值電阻的阻值，解決量程偏差問題①歐姆定律的應(yīng)用

②結(jié)合U-t圖象，分析如何調(diào)節(jié)滑動變阻器控制電路的電流恒定①多用電表歐姆表原理②歐姆表中值電阻特征，選取合適的滑動變阻器③閉合電路歐姆定律，標(biāo)注表盤刻度

④歐姆調(diào)零及電阻箱的讀數(shù)

鏈接教材人教版選修3-1第2章第8節(jié)“多用電表”不是教材規(guī)定的實驗人教版選修3-1第2章第8節(jié)“多用電表”

核心素養(yǎng)科學(xué)思維：科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新科學(xué)思維：科學(xué)推理科學(xué)思維：科學(xué)推理科學(xué)探究：證據(jù)

2.1?注重電學(xué)實驗基礎(chǔ)原理的考查

2019年高考全國Ⅰ、Ⅲ卷的電學(xué)實驗分別考查了將微安表改裝成毫安表和歐姆表的基本原理方法，要求考生掌握電表改裝的基本原理，明白分流電阻和歐姆表內(nèi)部電路的接法.通過將電路原理圖連接成實物圖，考查學(xué)生的實驗操作能力和實踐能力.2019年高考全國Ⅱ卷考查應(yīng)用基本的歐姆定律求解定值電阻兩端電壓的問題.

2.2?注重電學(xué)實驗中數(shù)據(jù)的定量處理與分析

2019年高考全國Ⅰ卷中利用標(biāo)準(zhǔn)毫安表示數(shù)為16mA，分析改裝毫安表的實際量程是數(shù)據(jù)處理的難點之一.方法有兩種：1. 明確標(biāo)準(zhǔn)毫安表與改裝毫安表間串聯(lián)電流相等的特征，可將舊表盤示數(shù)160μA等值為16mA，從而輕松推理出量程250μA等值為25mA;2. 若考生沒有注意到方法1的特征，而是陷入分析改裝毫安表的內(nèi)部并聯(lián)結(jié)構(gòu)的話，解題時間將大大延長，涉及到的數(shù)據(jù)運算量較大：

16mA=160μA+160μA·1200ΩR①

解出R值.再利用I=250μA+250μA·1200ΩR②

解出I=25mA為實際量程.

Ⅰ卷中為了將改裝毫安表的實際量程25mA修正為預(yù)期值20mA，提出一種解決方案為將分流電阻R替換為kR，k值的求解過程也是定量分析實驗數(shù)據(jù)的重要體現(xiàn).

2019年高考全國Ⅲ卷中巧用“歐姆表中值電阻=歐姆表內(nèi)阻”的原理特征，考查學(xué)生歐姆表內(nèi)部調(diào)零電阻R的選取.并選取兩個電流刻度25μA和75μA，考查閉合電路歐姆定律I=ER內(nèi)+Rx的定量計算.2019年高考全國Ⅱ卷中的定量計算主要體現(xiàn)在依據(jù)U-t圖象計算測溫靈敏度|ΔUΔt|，相對而言簡單，但依然需要注意橫縱坐標(biāo)的起點刻度并不是0的細(xì)節(jié).

2.3?注重電學(xué)實驗的問題分析與排除

2019年全國Ⅰ卷中考查了造成改裝微安表量程偏大的可能原因：微安表內(nèi)阻測量錯誤和分流電阻R阻值計算錯誤，屬于對考試大綱中“能在某些實驗中分析誤差的主要來源”精準(zhǔn)考查.2019年全國Ⅱ卷中加強了考生“審題能力”的考查，考生須注意到實驗?zāi)康囊罂刂乒瓒O管始終處于恒定電流條件下，進(jìn)而結(jié)合硅二極管U-t圖象中呈現(xiàn)的隨著溫度t的升高，硅二極管兩端電壓降低的特征，利用歐姆定律定性分析應(yīng)如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值以保證整個串聯(lián)電路的電流恒定.

2.4?注重電學(xué)實驗的完整性和探究性

2019年全國Ⅰ卷·23包括：確定實驗?zāi)康摹O(shè)計實驗電路→連接實物電路→發(fā)現(xiàn)問題→分析問題→解決問題;2019年全國Ⅱ卷·23包括：確定實驗?zāi)康摹^察實驗電路→調(diào)節(jié)溫度→分析如何調(diào)控電流恒定→實驗結(jié)果→具體應(yīng)用;2019年全國Ⅲ卷·23包括：確定實驗?zāi)康摹O(shè)計實驗電路→選取合適的儀器→連接實物電路→改裝表盤→校準(zhǔn)表盤，均展現(xiàn)了完整的實驗探究過程，充分考查學(xué)生的實驗探究能力、創(chuàng)新能力和分析能力，考生猶如在實驗室真實完成了實驗一般.

3?備考策略

3.1?掌握基本實驗儀器的使用、常規(guī)實驗原理和關(guān)鍵實驗方法

高中階段學(xué)生應(yīng)學(xué)會使用的基本儀器有：刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器;秒表、打點計時器;天平、彈簧秤;電壓表、電流表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱[2]，要求掌握這些儀器的使用方法、注意事項并能規(guī)范讀數(shù).常規(guī)實驗原理如：打點計時器中紙帶數(shù)據(jù)的處理、牛頓第二定律的應(yīng)用、功能關(guān)系、動量守恒定律、伏安法測電阻、閉合電路歐姆定律、電表改裝的原理、分流電阻和分壓電阻的接法等.關(guān)鍵實驗方法如：控制變量法、伏安法、等效替代法、描跡法、轉(zhuǎn)化法、半偏法[3]等.教學(xué)中注意回歸教材、落實基礎(chǔ)、理解基本的物理原理及研究方法才是提升備考效率的基石.

3.2?凸顯物理實驗的研究功能[4]

2019年全國卷中力學(xué)實驗分值為5分，難度較易;電學(xué)實驗分值為10分，難度稍大.實驗設(shè)計體現(xiàn)研究功能：如研究物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)、研究勻變速直線運動規(guī)律、用數(shù)碼相機(jī)研究自由落體運動、研究硅二極管在恒定電流條件下正向電壓與溫度的關(guān)系等.這要求一線教師在教學(xué)中應(yīng)摒棄“黑板上做實驗、題海中分析實驗、死背實驗裝置和步驟、死機(jī)誤差結(jié)果”等錯誤做法，開好實驗課，多讓學(xué)生親自動手完成實驗、處理真實實驗數(shù)據(jù)、分析實際實驗誤差.只有實際的操作體驗和數(shù)據(jù)處理，才能真正讓學(xué)生學(xué)會“做實驗、分析實驗、改進(jìn)實驗”，增強實驗操作能力和實踐能力，并充分感悟物理實驗的研究功能.

3.3?增強實驗的創(chuàng)新性和開放性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神

高考物理實驗試題注重基本實驗原理在不同情境下的遷移應(yīng)用，高考試題通過增強實驗情境的設(shè)計性、實驗儀器的開放性等，推動物理實驗教學(xué)更多地往探究性實驗方向發(fā)展.教師應(yīng)適時、適量的創(chuàng)設(shè)新穎的探究性實驗活動、課題研究等，讓學(xué)生自主（或小組合作）完成“設(shè)計實驗裝置→制定實驗步驟→完成實驗操作→處理實驗數(shù)據(jù)→分析實驗誤差”這一完整的實驗探究過程.此類型活動的設(shè)計應(yīng)基于教材的基礎(chǔ)實驗并能在分析實驗過程中回歸到高中物理實驗原理的本源，以此來提升學(xué)生基于實驗?zāi)康脑O(shè)計新實驗的能力，提升知識遷移和解決問題的能力，多樣化的實驗設(shè)計也可充分培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神.

參考文獻(xiàn)：

[1]程社宏，程力.核心素養(yǎng)視角下的高考物理實驗考查研究[J].物理教學(xué)，2018，40（06）：57-61.

[2]教育部考試中心.2019年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱[M].北京：高等教育出版社，2018.

[3]林秋華，張志鵬，肖麗芙，陳金朋.2018年高考物理備考專題——電學(xué)實驗部分[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2018，47（Z1）：132-142.

[4]黃恕伯.高考物理試題對高中教學(xué)的引導(dǎo)——評2018年高考理綜全國卷物理試題特點[J].基礎(chǔ)教育課程，2018，（Z2）：74-76.