高考物理实验命题特点及备考策略.pdf

英 文 谚 语2009.044646实验命题特点及备考策略高考物理四川 何建明周文强实验是最具活力与创造力的测试题型，是近年高考物理的热点内容，又往往是考生得分率较低的题目。怎样才能在 2009年高考中拔得物理实验的头筹呢？笔者根据自己多年的教学经验，结合 08 年各地高考实验考查内容，给广大考生梳理了一些备考方法，希望对你们有帮助。一、2008 年高考物理实验试题分析（一）显性考查内容知识与能力（二）隐性考查内容物理思维方法与知识组块相较，思维方法具有隐藏性、灵动性、主观性和连续性等特点。2008 年高考物理实验试题所体现的主要有实验图像分析方法、物理模型建构方法、等效替代方法、控制变量方法、数学演绎方法等。笔者仅就实验图像分析方法和物理模型建构方法展开辨析。1 图像法实验题几乎都贯穿一种重要的思维方法图像法。2008年各地高考试卷中实验部分对图像的考查几乎占 75。作为思维方法和信息载体，图像既能清晰地描述物理规律，又能直观地反映物理过程，形象地表示物理量之间的定性定量关系及变化趋势。常见的实验图像问题包括图像的设计、描绘、分析和计算，其思维滞点的突破口一般是函数表达式、特殊点、斜率、截距、正负、面积等诸多图像元素，难点在于隐含条件的挖掘、图像变化与物理过程变化的对接。【例题 1】（2008年山东理综卷23 题）2007 年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度。若图 l 为某磁敏电阻在室温下的电阻一磁感应强度特性曲线，其中 RB,R0 分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度 B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。请按要求完成下列实验。(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图 2 的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为 0.6 1.0T，不考虑磁高考加油站名 句 出 处四体 不 勤,五 谷 不分。（论 语 微 子篇）2009.044747场对电路其他部分的影响)。要求误差较小。提供的器材如下：A.磁敏电阻，无磁场时阻值Ro=150B.滑动变阻器R，全电阻约20C.电流表 量程 2.5mA，内阻约 30D.电压表，量程 3V，内阻约 3kE.直流电源 E，电动势 3V，内阻不计 F.开关 S，导线若干(2)正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=_，结合图 1可知待测磁场的磁感应强度 B=_T。(3)试结合图 1 简要回答，磁感应强度 B 在 0 0.2T 和 0.4 1.0T范围内磁敏电阻阻直的变化规律有何不同?(4)某同学查阅相关资料时看到了图 3 所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻一磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称)，由图线可以得到什么结论?【解析】：(1)由图 1 得B=0.6T时RB1/R0=6.4，则RB1=960、B=1.0T时RB2/R0=11.4，则 RB2=1710，因 RB远远大于滑动变阻器电阻R供电电路为分压式电路；RB远远大于安 培表内阻 R测量电路为内接法。（2）5组数据求得5个电阻，求平均值或作UI图得RB=1500、RB/R0=10，由图 1 得 B=0.9T。(3)在 0 02T 范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或不均匀变化)；在 0.4 1.0T 范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化)。(4)磁场反向时磁敏电阻的阻值不变。【命题意图】：本题以科技前沿为背景，围绕图像展开，充分体现思维能力测试与课程基础测试结合、物理理论与时代发展结合、评价个体知识结构与综合科学素质结合的命题意图，有较强的区分度。考查信息获取能力、图像分析能力、数学运用能力、模型迁移能力。【错解归因】：错解一：无法判断供电电路与测量电路机械记忆教材电路知识性问题；错解二：无法从图片中获取隐含信息思维缺乏敏捷性与深刻性能力性问题；错解三：无法使用规范科学的物理语言表述习惯性问题。2 模型建构法物理模型可分为对象模型（如天津卷单摆模型）、条件模型（如北京卷轻质弹簧模型）、过程模型（如四川卷“扬氏双缝干涉”实验模型）、方法模型（如山东卷电路模型）。以模型方法指导我们的复习和教学，关键之一是理解抽象模型的本质规律，不断积累典型模型，轮动复习；关键之二是活学活用，具体问题具体分析，养成利用模型分析问题的思维习惯。忌讳之一是机械记忆物理模型，之二是僵化套用物理模型。【例题 2】（2008 年上海卷 18 题）某同学利用图（a）所示的电路研究灯泡L1（6V，1.5W）、L2（6V，10W）的发光情况（假设灯泡电阻恒定），图（b）为实物图。（1）他分别将 L1、L2 接入图（a）中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片 P，当电压表示数为 6V 时，发现灯泡均能正常发光。在图（b）中用笔线代替导线将电路连线补充完整。（2）接着他将 L1 和 L2 串联后接入图（a）中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片 P，当电压表示数为 6V 时，发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮，出现这种现象的原因是_。高考加油站名 句 出 处老 骥 伏枥，志在 千 里；烈 士 暮 年，壮心 不 已。（魏 曹 操步 出夏 门 行）英 文 谚 语2009.044848（3）现有如下器材：电源 E（6V，内阻不计），灯泡 L1（6V，1.5W）、L2（6V，10W），L3（6V，10W），单刀双掷开关 S。在图（c）中设计一个机动车转向灯的控制电路：当单刀双掷开关 S 与 1 相接时，信号灯L1 亮，右转向灯L2 亮而左转向灯L3 不亮；当单刀双掷开关 S 与 2 相接时，信号灯 L1 亮，左转向灯 L3 亮而右转向灯 L2 不亮。【解析】：（1）连接线路如图 b（2）由于RL2 比RL1 小得多，灯泡L2 分得的电压很小，虽然有电流通过，但功率很小，不能发光。（3）如图 c：灯泡 L2 和 L1 额定电压相同，灯泡 L2 功率大得多，故RL2 比RL1 小得多，灯泡L2 分得的电压很小，虽有电流通过，但功率很小，不能发光。【命题意图】：考查考生基本的实验操作能力（连接线路）、基本电路分析能力（故障分析）、实验设计能力（电路模型在实际应用中的创新）。命题的知识目标与能力目标层次清晰、区分度高。对探究式教学有明确的引导作用。【错解归因】：错解一：连接线路混乱甚至错误对分压式理解肤浅、组织能力缺失基础知识性基本能力性问题；错解二：对电路故障分析不出、表达混乱电路分析能力缺失、物理语言能力薄弱基础知识性和习惯性问题；错解三：电路设计错误信息理解能力弱、物理模型迁移能力缺失能力性问题。二、2009 年高考物理实验复习策略（一）存在问题1.重机械记忆、轻理解迁移。对于每一个实验，大多数学生首先应用的复习方法是机械记忆，对实验装置、实验原理、器材选择、实验步骤、数据处理、结果讨论每个环节缺乏必要的理解，忽视实验中蕴涵的丰富的思维方法、能力训练过程。这就直接造成遗忘率高、提取效率低、迁移能力弱。2.重习题、轻动手。讲解记忆练习改错再练习，是目前大多数实验复习模式，但忽略了最重要环节：实际动手操作。策略是多去实验室，在实际操作中收获理解、收获过程、收获细节、收获快乐。3.重知识、轻能力。典型表现是物理实验题“一讲就懂一做就错”，其原因除了知识结构散乱、习惯粗糙、考试心理等非智力因素以外，根本是能力结构缺失。首先表现为阅读能力薄弱，对材料有用信息的摄取能力差，对物理过程的分析建模能力差。其次表现为学生思维能力如逻辑思辨能力、数学演绎能力、语言表达能力等薄弱。（二）解决措施1“知识”备考。首先研究考试大纲，把握实验复习内容；研究近年高考试题，把握实验复习方向。回归教材，教材里的原始实验是解实验题的思维起点依托教材建构完备的初步实验知识结构；关注容易被忽略的教材演示实验，理解其实验背景与方法，值得关注的有绳波演示、“水流星”节目、布朗运动、反冲现象、单摆振动图像、平行板电容器、研究电磁感应现象、楞次定律研究、测定反应时间、缓冲装置模拟、研究向心力、研究牛顿规律等。其次，以专题形式用螺旋循环模式及时给予知识点以强化和拔高。在第一轮无微不至的梳理和理解后，以针对性强的自编专项小练习滚动巩固，将零散的实验知识由点而线、由线而面、由面而体地建构层级结构。专题复习的优越性在于能够很好地诊断、总结、归类，进一步突出放大实验思想原理以及方法，同时也为迁移创造条件。例如由纸带问题模型就可以将几个核心力学实验连接、由等效替代方法可以将很多电路设计形成知识系统。最后，细节落实过手。“讲必练练必改改必评错必纠纠必查”，环环落实。高考中思维的深邃和灵敏正是来自平时的点滴积累。抓紧“实验原理”，对于十九个学生实验,确保每个实验环节都能得到逐一落实。2“能力”备考。首先重视练习。能力形成与问题解决密切相关。精选典例，剖析解题思维历程，关注思维的结点与突破点，讨论交流、规范解题表述。一个完整的解题过程就是一个创造性的再学习过程，是将知识结构转化为技能结构的过程。在练习中，评价和反思是关键。其次重视变式训练。训练自己一题多解、多题一解、一题发散等拓展辐射型与辐辏型思维。例如在连接线路的训练中利用同样的电学元件，改变供电电路、改变元件位置、改变设计要求、增减新元件如换单刀双掷开关等做多元训练。第三，重视错误。一个错误答案只是错误信息系统的一部分，此系统还包含几类可能的错误。随知识能力结构的不断发展，昔日累积的“小错误”也会随之变化。“错误”也是一种学习方式，是知识结构完善、能力结构发生层级跃迁的最有效台阶。3“习惯”备考。从审题习惯、记忆习惯、理解习惯到计算习惯、表达习惯无一不反映出个体思维的缜密程度，反映出个性特征。重要的是加强监督，着眼细节，练习脱离答案，以临考的状态练习，并持之以恒。（编校刘馨）高考加油站名 句 出 处此 中 有真 意，欲 辩 已 忘 言。（东 晋 陶 渊 明饮 酒）