近３年高考山東卷傳感器試題評析與啟示

鄒兆貴

在近幾年高考物理卷問題情境中，很多涉及傳感器，通過傳感器在力學(xué)、電學(xué)中的應(yīng)用，著重考查考生的科學(xué)探究能力．下面就近３年高考山東卷傳感器試題進(jìn)行評析，以期加深考生對傳感器相關(guān)知識的理解并對考生的復(fù)習(xí)備考提供幫助．

１ 近３年山東卷傳感器試題考查內(nèi)容統(tǒng)計

２０２１—２０２３年高考山東卷傳感器試題考查內(nèi)容統(tǒng)計如表１所示．

表１表明，近３年高考山東卷傳感器試題的題型固定，均為實驗題．題量方面，２０２１年和２０２２年為一道，分值分別為８分和６分，２０２３年增加為兩道，分值增加為１４分．同時對比發(fā)現(xiàn)，試題問題數(shù)目與總分值的對應(yīng)關(guān)系保持不變，分值為６分時，問題數(shù)目為３個，分值為８分時，問題數(shù)目為５個．考查規(guī)律方面，２０２１年只考查傳感器在電學(xué)中的應(yīng)用，２０２２年只考查傳感器在力學(xué)中的應(yīng)用，２０２３年既考查了傳感器在力學(xué)中的應(yīng)用，也考查了傳感器在電學(xué)中的應(yīng)用．總體上看，近３年高考山東卷傳感器試題情境新穎，重點考查學(xué)生的科學(xué)探究能力．

２ 典型例題分析

例１ （２０２２年山東卷）在天宮課堂中，我國航天員演示了利用牛頓第二定律測量物體質(zhì)量的實驗．受此啟發(fā)，某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌、力傳感器、無線加速度傳感器、輕彈簧和待測物體等器材設(shè)計了測量物體質(zhì)量的實驗，如圖１所示．主要步驟如下：

① 將力傳感器固定在氣墊導(dǎo)軌左端支架上，加速度傳感器固定在滑塊上．

② 接通氣源，放上滑塊，調(diào)平氣墊導(dǎo)軌．

③ 將彈簧左端連接力傳感器，右端連接滑塊．彈簧處于原長時滑塊左端位于O 點．A 點到O 點的距離為５.００cm，拉動滑塊使其左端處于A 點，由靜止釋放并開始計時．

④ 計算機采集獲取數(shù)據(jù)，得到滑塊所受彈力F、加速度a 隨時間t 變化的圖像，部分圖像如圖２所示．

回答以下問題（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）：

（１）彈簧的勁度系數(shù)為____N.m－１．

（２）該同學(xué)從圖２中提取某些時刻F 與a 的數(shù)據(jù)，畫出aＧF 圖像如圖３中Ⅰ所示，由此可得滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為____kg．

３ 啟示

通過對近３年高考山東卷傳感器試題的分析，得到如下啟示．

１）重視實驗儀器的讀數(shù)及使用高中常見實驗儀器的讀數(shù)及使用是學(xué)生必修內(nèi)容，涉及的儀器有電壓表、電流表、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器等．在日常的教學(xué)中，只有在實驗室對這些儀器不斷操作，熟練掌握實驗的基本技能，知道其原理及讀數(shù)的方法，才能使學(xué)生的實驗操作能力得到進(jìn)一步增強．

２）重視實驗的基本原理

近３年高考山東卷傳感器試題均以傳感器為載體，以實驗題的形式考查學(xué)生的科學(xué)探究能力．試題情境豐富，涉及力傳感器、加速度傳感器、電流傳感器、壓強傳感器、溫度傳感器，體現(xiàn)了傳感器的應(yīng)用價值．該類傳感器實驗題，重點考查學(xué)生對牛頓運動定律和閉合電路歐姆定律的理解與應(yīng)用．這是高中物理力學(xué)和恒定電路的核心內(nèi)容．

３）重視實驗數(shù)據(jù)的分析和處理

實驗數(shù)據(jù)的分析和處理是高考的重要考點，對學(xué)生的綜合分析能力要求較高．近３年高考山東卷傳感器試題均涉及通過圖像法分析和處理數(shù)據(jù)，解答問題時，尤其要注意圖像的橫軸、縱軸的物理量、單位及數(shù)量級，并知道圖像斜率及面積的物理意義，同時要注意有效數(shù)字的位數(shù)．教學(xué)時教師要重視對實驗數(shù)據(jù)誤差的分析，提高學(xué)生對實驗結(jié)果進(jìn)行評價的能力，讓學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的學(xué)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)良好的科學(xué)探究品質(zhì)．

總之，回顧近３年高考山東卷傳感器試題，我們會發(fā)現(xiàn)其側(cè)重考查學(xué)生的理解能力及利用圖像分析和處理實驗數(shù)據(jù)的能力．同時還引導(dǎo)我們在平常復(fù)習(xí)備考中，要重視實驗儀器的使用、實驗的基本原理及實驗數(shù)據(jù)的分析和處理，從而不斷提高科學(xué)探究能力，這樣才能取得良好的復(fù)習(xí)效果．