2022年高考河北物理实验试题分析.pdf

年高考河北物理实验试题分析王新颖(保定市第二中学河北 保定 )(收稿日期:)摘要:实验教学在中学物理教学中具有重要的地位和作用,以 年高考河北物理实验试题为例,分析高考实验题所考查的物理学科知识、学生需具备的关键能力以及对物理实验教学的指导意义关键词:高考;物理实验题;教学反思;学科素养物理是以实验为基础的学科,它以实验为依托,通过观察实验,总结规律从而得到物理学的定律,因此物理学的研究和发展离不开实验有效开展高中物理实验教学可以增强学生的思维能力,让学生在实验中发现问题、分析问题、解决问题;在实验中培养实验设计和操作能力;加深对物理问题的理解,提高物理学科素养本文对 年高考河北物理实验试题进行分析,总结了实验试题对教师日常教学的指导意义高考试题分析 力学实验题【例】某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律,实验装置如图所示弹簧的劲度系数为,原长为L,钩码的质量为m,已知弹簧的弹性势能表达式为E x,其中为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,当地的重力加速度大小为g图实验装置图()在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置,测得此时弹簧的长度为L接通打点计时器电源,从静止释放钩码,弹簧收缩,得到了一条点迹清晰的纸带钩码加速上升阶段的部分纸带如图所示,纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T(在误差允许范围内,认为释放钩码的同时打出A点)从打出A点到打出F点时间内,弹簧的弹性势能减少量为,钩码的动能增加量为,钩码的重力势能增加量为图钩码加速上升阶段的纸带图()利用计算机软件对实验数据进行处理,得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系,如图所示由图可知,随着h增加,两条曲线在纵向的间隔逐渐变大,主要原因是图弹簧弹性势能减少量、钩码机械能增加量与h的关系 年第 期物理通报考试与评价研究解析:()弹簧的长度为L的弹性势能为Ep(LL)到F点时弹簧的弹性势能为Ep(LLh)因此弹性势能的减小量为Ep(LL)(LLh)根据运动学公式可知,在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度,则vFhhT则动能的增加量为EkmvFmhhT钩码的重力势能增加量为Epm g h()弹簧的弹性势能与弹簧长度是二次函数的关系,理论上应为抛物线钩码机械能的增加量,即钩码动能和重力势能增加量的总和,若无阻力做功则弹簧弹性势能的减少量等于钩码机械能的增加量现在随着h增加,两条曲线在纵向的间隔逐渐变大,而两条曲线在纵向的间隔即阻力做的功,产生这个问题的主要原因是钩码和纸带运动的速度逐渐增大,导致空气阻力逐渐增大,以至于空气阻力做的功也逐渐增大评析:本题利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等实验器材验证系统机械能守恒考查的知识点有系统机械能守恒定律和弹簧弹性势能的表达式;本题本着“来源于教材而不拘泥于教材”的原则,把教材实验进行了整合和创新,需要学生具备实验设计、数据分析、知识迁移的关键能力 电学实验题【例】某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲,设计电路如图所示选用的器材有:限温开关S(手动将其按下,开始持续加热煮饭,当锅内温度高于 时自动断开,之后不能自动闭合);保温开关S(当锅内温度高于 时自动断开,温度低于 时自动闭合);电饭煲的框架自备元件有:加热电阻丝R(阻值为,用于加热煮饭);限流电阻R和R(阻值均为k);指示灯L和L(V,W,当电流低于 mA时可视为熄灭);保险丝T图内胆底感温磁体弹簧电热板()按照兴趣小组设计的电路,下列说法正确的是(多选)A按下S,L和L均发光B当锅内温度高于 时,S自动断开,L和L均发光C保温过程中,S自动在闭合、断开状态之间交替切换D当锅内温度低于 时,S自动闭合,L发光,L熄灭()简易电饭煲制作完成后,试用时L始终不亮,但加热和保温功能均正常,在不增加元件的前提下,断开电源,使用多用电表判断发生故障的元件下列操作步骤的正确顺序是(填写各步骤前的字母)A将选择开关旋转到“”位置B将两支表笔直接接触,调节“欧姆调零旋钮”,使指针指向欧姆零点C调整“指针定位螺丝”,使指针指到零刻度D测量指示灯L两端的阻值E将选择开关置于O F F位置或交流电压最高挡操作时,将多用电表两表笔与L两端接触,若指针如图所示,可判断是断路损坏;若指针如图所示,可判断是断路损坏(用电 年第 期物理通报考试与评价研究路中的元件符号表示)图多用电表指示一图多用电表指示二解析:()A按下S,灯泡L短路,不能发光,故A错误;B当锅内温度高于 时限温开关S自动断开,限流电阻R和R阻值均为k,此时电路的总电流I总 A mA;通过灯泡L的电流I I总 mA mA mA,所以L不发光,故B错误;C保温开关S(当锅内温度高于 时自动断开,温度低于 时自动闭合)在保温过程中,自动在闭合、断开状态之间交替切换,故C正确;D当锅内温度低于 时,S自动闭合,电饭煲处于加热状态,L发光,灯泡L短路,熄灭,故D正确;()利用欧姆表测电阻时,首先使待测电阻与其他电路断开,进行机械调零,然后选取合适的挡位,再进行欧姆调零,测量完毕后,将选择开关置于O F F位 置 或 交 流 电 压 最 高 挡,故 正 确 的 顺 序为:C A B D E操作时,将多用电表两表笔与L两端接触,此时回路中的用电器为R、R和L若指针如图所示,此时欧姆表的示数约为 ,可判断是L断路损坏;若指针如图所示,此时欧姆表的示数为零,说明L没有损坏,加热和保温功能均正常,说明R正常,所以是R断路损坏评析:本题利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲,既有趣味性,又具有一定的探究性体现了高考与生活实践接轨,紧跟时代步伐的特征,该类题型由于综合度大,逻辑思维性强,涉及的知识点多,是高考物理试题得分率较低的题型之一考查的必备知识点:电路的动态分析;多用电表的原理和使用;闭合电路的欧姆定律教学反思 实验教学重视教材实验高考实验题从考查方式看,常考常新,命题形式灵活,考查角度多变,但基本实验原理、实验思想和实验方法,都能从教材实验中找到原型,因此在实验教学中以掌握教材上的基本实验为核心,在此基础上向外延伸,而不能脱离教材实验高考实验是通过变化了的实验情境考核规定实验的理解及基本原理、基本方法,因此实验教学必须立足教材实验,重点从实验原理、器材、步骤、数据处理、误差分析等方面深入分析每个实验,提高学生实验能力 掌握设计实验的思想和方法 提高创新能力设计性实验通常是要求考生根据给出的实验目的和器材,灵活运用所学的实验方法、原理、技能,进行创造性的思维,设计出切实可行的实验方案、测量方法、实验步骤,并处理数据、得出结论这样做的目的是可以检验学生对实验原理的理解和把握,以及如何变成实际可行的操作过程,这是对创新能力的考验其实,设计实验既有物理规律可依,也有思维方法可循,思维方法仍旧是教材中实验常用的:等效替代法;测量微小量可用的累积法;存在多个变量时可用控制变量法一些物理量不能直接测量时,可以用转换法、留迹法;还有平衡法、补偿法等 实验过程重视培养物理学科素养物理学科核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任个维度,其中科学思维、科学探究、科学态度与责任一直以来都是物理教学最薄弱的环节,难以落实到平时的物理教学而实验(下转第 页)年第 期物理通报考试与评价研究等于如果把轨迹的偏转角记为,由双曲线的基本性质有s i nac()容易发现F和F连线与y轴的夹角也为,于是直线l到F的距离为FCaFFs i nacaca()式()为一与b无关的定值,即对所有的轨迹来说,直线l均为同一直线于是式()表明所有轨迹上的所有点到定点F的距离大于等于到定直线l的距离由几何性质可知,到定点和定直线距离相等的点的轨迹组成一条抛物线,这个定点就是抛物线的焦点,这条定直线就是抛物线的准线将焦点到准线的距离FC记为p,在图的坐标系中这条抛物线的方程为ypxpaxa()()这就是所有这些双曲线轨迹的包络线方程,其中a由式()确定参 考 文 献宋辉武,韩溥论包络线在物理学中的应用J物理教学,():董慎行抛体包络线方程的推导及其应用例举J物理教师,():汤桂英,王翠简论平流层及其以上高空中的抛体轨迹J延边大学学报(自然科学版),():(上接第 页)又是物理教学的基础,在物理教学的整个过程中具有十分重要的作用,所以核心素养下的物理实验教学要求学生亲身经历科学的探究过程,学会在实验探究中总结提炼物理概念,培养科学推理能力,从而实现在教学过程中培养学生的核心素养,达到质的提高综上所述,物理实验属于一种能力考查题,在物理学习过程中通过典型实验、典型试题的分析领悟实验设计的思路和方法,明确实验目的,理解实验原理和实验方案学生需要正确的理论分析,将理论和实验相结合分析实验原理和过程,物理实验教学中可通过创设问题情境,让学生思考应怎样设计实验,为什么这样设计,能否换一种方法在此基础上,通过不同的实验方案,深刻理解实验原理,培养学生实验设计能力,提升学生的物理学科素养参 考 文 献中华人民共和国教育部普通高中物理课程标准(年版)S北京:人民教育出版社,A n a l y s i so nH e b e iP h y s i c sE x p e r i m e n tQ u e s t i o n si n C o l l e g eE n t r a n c eE x a m i n a t i o nWAN GX i n y i n g(B a o d i n gS e c o n dM i d d l eS c h o o l,B a o d i n g,H e b e i )A b s t r a c t:E x p e r i m e n t a l t e a c h i n gp l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei n m i d d l es c h o o lp h y s i c st e a c h i n g T h i sp a p e rt a k e sH e b e i p h y s i c se x p e r i m e n tt e s tq u e s t i o n si nt h e c o l l e g ee n t r a n c ee x a m i n a t i o na sa ne x a mp l et oa n a l y z et h ep h y s i c ss u b j e c tk n o w l e d g ee x a m i n e db yt h ee x p e r i m e n t a lq u e s t i o n si nt h ec o l l e g ee n t r a n c ee x a m i n a t i o n,t h ek e ya b i l i t i e ss t u d e n t sn e e dt oh a v e,a n dt h eg u i d i n gs i g n i f i c a n c e t op h y s i c se x p e r i m e n t t e a c h i n g K e yw o r d s:u n i v e r s i t ye n t r a n c ee x a m;p h y s i c se x p e r i m e n tq u e s t i o n s;t e a c h i n gr e f l e c t i o n;d i s c i p l i n e l i t e r a c y 年第 期物理通报物理问题讨论