林玉

摘?要：力學(xué)實(shí)驗(yàn)和電學(xué)實(shí)驗(yàn)是全國(guó)高考卷的必考內(nèi)容，通過(guò)對(duì)2019年高考全國(guó)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ卷中力學(xué)實(shí)驗(yàn)和電學(xué)實(shí)驗(yàn)題的剖析，總結(jié)命題特色及規(guī)律，體會(huì)力學(xué)實(shí)驗(yàn)題的常規(guī)考查和電學(xué)實(shí)驗(yàn)題的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，通過(guò)備考策略的研究提升考生應(yīng)對(duì)高考實(shí)驗(yàn)題的能力.

關(guān)鍵詞：2019年高考全國(guó)卷;力學(xué)實(shí)驗(yàn);電學(xué)實(shí)驗(yàn);備考策略

物理實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的重要載體[1]，在2019年高考全國(guó)卷中勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律是力學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的熱點(diǎn).通過(guò)分析2019年高考全國(guó)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ卷物理實(shí)驗(yàn)題，闡述其力學(xué)實(shí)驗(yàn)和電學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)?zāi)芰?

1?力學(xué)實(shí)驗(yàn)

2019年全國(guó)卷力學(xué)實(shí)驗(yàn)（見表1）主要考查“等時(shí)間間隔”背景下勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)（實(shí)驗(yàn)一）.整體難度較易，屬于對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)是“逐差法求加速度”，其中Ⅰ、Ⅱ卷中以紙帶上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)呈現(xiàn)，Ⅲ卷以“頻閃照相”的周期性計(jì)時(shí)原理代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.從實(shí)驗(yàn)情境分析：Ⅰ、Ⅱ卷的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)

2019年全國(guó)卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)（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(shí)驗(yàn)選自考試大綱：練習(xí)使用多用電表（實(shí)驗(yàn)十一）;Ⅱ卷的電學(xué)實(shí)驗(yàn)基于考試大綱：描繪小電珠的伏安特性曲線（實(shí)驗(yàn)九），實(shí)驗(yàn)情境開放性設(shè)計(jì)明顯，并不直接選取于考試大綱中的某個(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)命題規(guī)律如下：

表2?2019年高考全國(guó)卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)試題分析

電學(xué)實(shí)驗(yàn)2019年全國(guó)Ⅰ卷2019年全國(guó)Ⅱ卷2019年全國(guó)Ⅲ卷

實(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)裝置

考查內(nèi)容①電流表改裝原理②校準(zhǔn)毫安表時(shí)實(shí)際量程的計(jì)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(dòng)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(dòng)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)原理的考查

2019年高考全國(guó)Ⅰ、Ⅲ卷的電學(xué)實(shí)驗(yàn)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(guò)將電路原理圖連接成實(shí)物圖，考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和實(shí)踐能力.2019年高考全國(guó)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(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的定量處理與分析

2019年高考全國(guó)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(shí)際量程是數(shù)據(jù)處理的難點(diǎn)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(shí)間將大大延長(zhǎng)，涉及到的數(shù)據(jù)運(yùn)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(shí)際量程.

Ⅰ卷中為了將改裝毫安表的實(shí)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(guò)程也是定量分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的重要體現(xiàn).

2019年高考全國(guó)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(gè)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(jì)算.2019年高考全國(guó)Ⅱ卷中的定量計(jì)算主要體現(xiàn)在依據(jù)U-t圖象計(jì)算測(cè)溫靈敏度|ΔUΔt|，相對(duì)而言簡(jiǎn)單，但依然需要注意橫縱坐標(biāo)的起點(diǎn)刻度并不是0的細(xì)節(jié).

2.3?注重電學(xué)實(shí)驗(yàn)的問題分析與排除

2019年全國(guó)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(cè)量錯(cuò)誤和分流電阻R阻值計(jì)算錯(cuò)誤，屬于對(duì)考試大綱中“能在某些實(shí)驗(yàn)中分析誤差的主要來(lái)源”精準(zhǔn)考查.2019年全國(guó)Ⅱ卷中加強(qiáng)了考生“審題能力”的考查，考生須注意到實(shí)驗(yàn)?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(dòng)變阻器的阻值以保證整個(gè)串聯(lián)電路的電流恒定.

2.4?注重電學(xué)實(shí)驗(yàn)的完整性和探究性

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

3?備考策略

3.1?掌握基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用、常規(guī)實(shí)驗(yàn)原理和關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)方法

高中階段學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)使用的基本儀器有：刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器;秒表、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器;天平、彈簧秤;電壓表、電流表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱[2]，要求掌握這些儀器的使用方法、注意事項(xiàng)并能規(guī)范讀數(shù).常規(guī)實(shí)驗(yàn)原理如：打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(dòng)量守恒定律、伏安法測(cè)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)驗(yàn)的研究功能[4]

2019年全國(guó)卷中力學(xué)實(shí)驗(yàn)分值為5分，難度較易;電學(xué)實(shí)驗(yàn)分值為10分，難度稍大.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)體現(xiàn)研究功能：如研究物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)、研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、用數(shù)碼相機(jī)研究自由落體運(yùn)動(dòng)、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(shí)驗(yàn)、題海中分析實(shí)驗(yàn)、死背實(shí)驗(yàn)裝置和步驟、死機(jī)誤差結(jié)果”等錯(cuò)誤做法，開好實(shí)驗(yàn)課，多讓學(xué)生親自動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)、處理真實(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)際實(shí)驗(yàn)誤差.只有實(shí)際的操作體驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理，才能真正讓學(xué)生學(xué)會(huì)“做實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)”，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作能力和實(shí)踐能力，并充分感悟物理實(shí)驗(yàn)的研究功能.

3.3?增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)試題注重基本實(shí)驗(yàn)原理在不同情境下的遷移應(yīng)用，高考試題通過(guò)增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)情境的設(shè)計(jì)性、實(shí)驗(yàn)儀器的開放性等，推動(dòng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)更多地往探究性實(shí)驗(yàn)方向發(fā)展.教師應(yīng)適時(shí)、適量的創(chuàng)設(shè)新穎的探究性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)、課題研究等，讓學(xué)生自主（或小組合作）完成“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置→制定實(shí)驗(yàn)步驟→完成實(shí)驗(yàn)操作→處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)→分析實(shí)驗(yàn)誤差”這一完整的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程.此類型活動(dòng)的設(shè)計(jì)應(yīng)基于教材的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)并能在分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中回歸到高中物理實(shí)驗(yàn)原理的本源，以此來(lái)提升學(xué)生基于實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)的能力，提升知識(shí)遷移和解決問題的能力，多樣化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)也可充分培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神.

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