從五道高考全國1卷物理實驗試題得到的啟示

沈志堅

摘 ? 要：本文對五道高考全國1卷物理實驗試題進(jìn)行剖析和研究，提出高考實驗總復(fù)習(xí)中值得注意的問題，以提高高考實驗總復(fù)習(xí)的針對性和實效性。

關(guān)鍵詞：高考;實驗試題;剖析;啟示

從2015—2019年全國1卷物理10道實驗試題分析可以看出：除一道十六個高考必做實驗中的常規(guī)題（2019全國1卷22題）外，有五道是十六個高考必做實驗中的常規(guī)題的拓展、變化、變型、組合而成的題目，還有四道是十六個高考必做實驗之外的新情景、創(chuàng)新題。對這些題目的剖析和研究，對提高高考實驗總復(fù)習(xí)的針對性和實效性具有重要意義，現(xiàn)分析如下。

1 ?常規(guī)題的“變型題”

【例題1】2017全國1卷22題（5分）是一道用自制“滴水計時器”計量時間。根據(jù)小車滴水情況判斷小車運動情況并求小車的瞬時速度和加速度的題目（原題略）原題圖1。

點評：此題看似情景新穎，實際是打點計時器等時性原理的應(yīng)用，是打點計時器的變型題。此題的難點在于：①審題：用手輕推一下小車含義的理解即小車獲得一個速度，由于地面有阻力，小車是作減速運動。②時間間隔弄錯，應(yīng)為45個間隔。但該題的核心還是紙帶處理的問題。即求某點的瞬時速度和逐差法求加速度的問題。2019全國3卷22題利用數(shù)碼相機(jī)連拍功能測重力加速度實驗，實際也是打點計時器的變型題，是等時性原理的應(yīng)用，內(nèi)容也是類似紙帶處理方法運用問題。

所以我們在進(jìn)行實驗總復(fù)習(xí)時，一定要對十六個必做實驗的實驗原理和實驗方法，基本儀器的使用和讀數(shù)問題，數(shù)據(jù)處理（如逐差法求加速度、圖像法處理數(shù)據(jù)），實驗結(jié)果的誤差分析和改進(jìn)等下大力氣，認(rèn)真復(fù)習(xí)，讓學(xué)生真正弄懂才是根本、關(guān)鍵。同時還要注意一些題目的變型訓(xùn)練。如2016年全國1卷22題驗證機(jī)械能守恒定律，把常規(guī)題打點計時器交流電源的頻率已知變未知，要你根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)和相關(guān)條件求頻率，實際上此題跟類似的常規(guī)題解題方法思路是一樣的。所不同的是此題第一步要求用物理量代替具體數(shù)據(jù)進(jìn)行運算，重點考查學(xué)生對紙帶處理方法是否真正掌握。

2 ?常規(guī)題的“拓展題”

【例題2】2017全國1卷23題（10分）是有關(guān)研究小燈泡的伏安特性曲線的題目（原題略）其中第3小題圖如圖2。

點評：這是一道由研究小燈泡伏安特性曲線的常規(guī)題拓展變化而來的創(chuàng)新題。此題第1小題要求畫出能夠?qū)崿F(xiàn)0—3.8 V范圍內(nèi)對小燈泡電壓進(jìn)行測量的實驗電路原理圖。所以在進(jìn)行設(shè)計電路時，電壓從0變化的，滑動變阻器應(yīng)連成分壓式接法，小燈泡是小電阻，應(yīng)用安培表外接法。在平時訓(xùn)練常規(guī)題中，電壓表的量程是夠的，但此題改變實驗條件，電壓表的量程只有3 V，需擴(kuò)程才能應(yīng)用。從題中提供的固定電阻可以算出量程可以擴(kuò)大至4 V，這樣才能符合題意要求。第3小題也是常規(guī)題中拓展而成的題目。

原來的常規(guī)題：小燈泡伏安特性曲線如圖3。

將圖中具有伏安特性曲線的小燈泡，接到電源兩端（電動勢為1.5 V，內(nèi)阻為5 Ω），問小燈泡消耗實際功率。

該題求小燈泡消耗的功率，由于小燈泡電流隨電壓變化，因此要畫出電源的U-I直線與小燈泡U-I圖線，求交點，來求實際電壓、電流值，從而求出小燈泡實際功率。

而全國1卷23題第三步如圖（2）是在此基礎(chǔ)上改變實驗條件，多加了一個滑動變阻器求小燈泡最大實際功率，最小實際功率。這就要求考生會分析畫出滑動變阻器阻值最大、最小時電源的U-I直線，求交點來求解。此步對學(xué)生能力要求較高較難。通過這道題的分析可以看出，對十六個必做實驗的常規(guī)題，通過改變實驗條件進(jìn)行拓展、變化、創(chuàng)新是考查學(xué)生解決實際問題能力和探究能力、應(yīng)變能力的好方法，也是高考命題的一個方向和思路。

因此實驗總復(fù)習(xí)時對常規(guī)題要避免就題論題，要注意適當(dāng)改變實驗條件進(jìn)行拓展、創(chuàng)新，以提高學(xué)生的應(yīng)變能力和解決實際問題能力。如復(fù)習(xí)伏安法測電阻實驗時，可以改變實驗條件“給你二個安培表和一個定值電阻”如何測;如果“給你二個伏特表和一個定值電阻”如何測;或安培表、伏特表量程不夠怎么測。通過這樣的訓(xùn)練，可以拓展學(xué)生的思路，提高應(yīng)變能力。

3 ?常規(guī)題的“組合題”

【例題3】2018全國1卷22題.（原題略）原題圖如圖4。

點評：這是一道游標(biāo)卡尺使用和探究彈力與伸長量關(guān)系實驗的有機(jī)組合題。是常規(guī)中出新意的題目。主要著重考查學(xué)生對游標(biāo)卡尺讀數(shù)，勁度系數(shù)測量原理的理解和運用。是考查十六個必做實驗的靈活運用題。本題的主要錯誤一是游標(biāo)卡尺讀數(shù)錯或單位寫錯，二是g習(xí)慣取10m/s2，代入計算。解決這類問題的根本是把十六個必做實驗原理和實驗方法，讀數(shù)等問題真正弄懂。組合題是高考命題的一個熱點和方向。

因此在進(jìn)行實驗總復(fù)習(xí)時，要注意這方面的訓(xùn)練。如伏安法測電阻與電表改裝相結(jié)合，測電動勢和內(nèi)阻與電表改裝相結(jié)合，多用電表使用與電表改裝相結(jié)合（如2017全國3卷23題），還有多用電表使用與伏安法測電阻結(jié)合，多用電表使用與測電動勢和內(nèi)阻相結(jié)合，多用電表使用與判斷電路故障相結(jié)合的題目值得注意。

4 ?十六個必做實驗之外的“實驗題”

【例題4】2015全國1卷23題23.（9分）是有關(guān)改裝和校準(zhǔn)毫安表的電路及電路故障判斷的題目（原題略），虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路。原題圖如圖5。

點評：本題是十六個必做實驗之外的探究性、設(shè)計性的實驗題。此題涉及毫安表的改裝、校準(zhǔn)和電路故障的判斷等內(nèi)容，重點考查學(xué)生利用所學(xué)知識解決實際問題的能力。電表改裝我們學(xué)過，情景不會陌生。如2015全國1卷22題設(shè)計一個粗測玩具小車通過凹七橋最低點的速度的實驗。又如2018全國3卷22題測量直尺下落的反應(yīng)時間是教材的小實驗。這些題目的背景取材是學(xué)生熟悉和貼近學(xué)生實際的，并非怪題、偏題。所用的是我們學(xué)過的物理知識。解決問題的關(guān)鍵是要弄懂實驗原理。

因此實驗復(fù)習(xí)不要去搞怪題、偏題和糾結(jié)的題目。要選擇一些十六個必做實驗之外的、學(xué)生熟悉和貼近學(xué)生實際的題目進(jìn)行訓(xùn)練。如電表改裝5年內(nèi)全國1卷考了2道值得注意，要注意演示實驗和小實驗，學(xué)過的演示實驗也屬于實驗考查的部分要求。

5 ?十六個必做實驗的“遷移題”

【例題5】2016全國1卷23題（10分）是一道組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)的題目，（原題略）原題圖如圖6。

點評：這是一道十六個必做實驗之外的全新情景、創(chuàng)新題。但所用的知識是十六個必做實驗的原理和方法。如，串、并聯(lián)電路的相關(guān)運算，等效替代法思想的應(yīng)用，滑動變阻器在電路中的作用和規(guī)格的選擇等。難點在于理解電路設(shè)計原理，理解調(diào)節(jié)電阻箱和滑動變阻器的意義，并獲取題中信息并轉(zhuǎn)化為解題所需條件。它考查學(xué)生在新情景下探究能力和知識遷移能力。因此掌握十六個必做實驗的實驗原理、實驗思想、實驗方法并學(xué)會遷移到新情景中解決未做過的某些實驗是高考考查學(xué)生基本實驗?zāi)芰?、科學(xué)探究能力和創(chuàng)新能力的一個重點。

因此，實驗總復(fù)習(xí)要注意這類題目的訓(xùn)練。這類題的選題原則：⑴實驗的原理、實驗思想、實驗方法必須是學(xué)過的，⑵題目情景比較新穎，是未做過的某些實驗，或簡單的設(shè)計實驗，不宜太難、太復(fù)雜。這類題訓(xùn)練要適量，不宜多。

通過以上試題的分析，啟示我們在實驗總復(fù)習(xí)中，尤其是第一輪復(fù)習(xí)中一定要重點把十六個必做實驗，實驗原理、實驗思想、實驗方法，數(shù)據(jù)處理，電路連接，誤差分析，基本儀器原理、使用、讀數(shù)等真正弄懂，切實掌握。而且十六個必做實驗中的重要的實驗要讓學(xué)生重做。讓學(xué)生親自動手，獨立認(rèn)真，研究性地再做實驗。因為高考試題很注意鑒別學(xué)生是否真正做過實驗。同時要對學(xué)生進(jìn)行一些常規(guī)題通過改變實驗條件變型、拓展、組合、變化的題目的訓(xùn)練。對一些實驗思想（等效替代法）、實驗方法（如逐差法、半偏法測電表內(nèi)阻等）、電表改裝方法等注意要弄懂掌握。同時還要適當(dāng)訓(xùn)練一些靈活運用學(xué)過理論、實驗方法、儀器去處理、分析、研究等未做過的實驗，包括設(shè)計某些比較簡單的實驗的題目。不要去搞一些偏題、怪題和糾結(jié)的題目。因此認(rèn)真對高考試題作剖析和研究對提高復(fù)習(xí)效能是有裨益的。