2008年高考实验热点命题调研.doc

2008年高考实验热点命题调研江苏省丰县中学特级教师 戴儒京一、2007年高考实行新课程标准的实验区和江苏省、上海市的实验题考查形式和内容2007年高考实行新课程标准的实验区有广东、山东、宁夏和海南四省，广东是物理单科卷，满分150分，实验题24分，占16%；其余三省是理科综合卷，（以宁夏卷为例）其中物理满分110分，实验题15分，占14%。高考实验题山东卷为一个大题，其余三省是两个题。内容见下表：2007年高考实行新课程标准的实验区实验题内容统计表广东物理1卷第13题测电阻丝的电阻及直径广东物理1卷第14题用打点计时器测加速度广东物理2卷第13题测热敏电阻的伏安特性广东物理2卷第14题研究河水的流速山东理综卷（新课程）第23题测滑动变阻器的全电阻和电阻率宁夏理综卷（新课程）第22（1）题电容器的电容的影响因素宁夏理综卷（新课程）第22（2）题伏安法测电池的电动势和内电阻海南理综卷（新课程）第13题测电阻海南卷14题验证质量一定时加速度与合外力力成正比（用打点计时器）江苏省2007年高考实验题共3题，除了第二大题填空题为实验题，其中包括两小题，满分22分外，还有第9题选择题，内容也是实验题（4分），这样实验题就有3题26分，占全卷150分的17%。2007年高考江苏物理卷实验题内容统计表江苏物理卷第9题（4分）测电阻等4个实验江苏卷12题（9分）测电学元件的伏安特性江苏物理卷第13题（13分）用传感器和计算机绘s-t图象和v-t图象上海市作为教育部批准的独立课程改革实验区，突出学生创新能力和动手能力的培养。2007年高考实验题共5题，是全国所有试卷中实验题最多的。第三大题单列为实验题，其中包括5个小题，满分30分，占全卷150分的20%，也是全国所有试卷中实验题占分比例最多的。2007年高考上海市物理卷实验题内容统计表上海物理卷第14题（5分）小车运动的s-t图象上海物理卷第15题（6分）测电阻上海物理卷第16题（5分）研究电源的输出功率随外阻的变化情况上海物理卷第17题（8分）用单摆验证小球平抛运动的规律上海物理卷第18题（6分）气体的V-T图象分析：对照国家教育部考试中心为新课程标准实验区制定的高考大纲，该大纲中规定，必考内容实验共11个，2007高考以上6省市考到的有：实验一 研究匀变速直线运动 2题实验四 验证牛顿运动定律 2题实验七 测定金属的电阻率（测电阻） 4题实验八 描绘小电灯泡的伏安特性曲线 2题实验九 测定电源的电动势和内阻 1题在共17题中，必考内容实验题11题，占65%。二、2007年高考实行新课程标准的实验区和江苏省、上海市的实验题命题特点社会在发展，科技在进步，物理教科书也在与时俱进。在教科书进步的同时，高考也在不断地改革。2007年高考，无论新课程标准实验区，还是江苏地区，他们的试卷无疑体现了新课程的研究性、探究性、探索性。其中，物理实验题体现研究性、探究性、探索性是2007年高考物理题的新亮点。1探究性实验，体现物理实验的探究性【样例】广东物理卷第14题（10分）某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律，河中央流速最大，岸边速度几乎为零。为了研究河水流速与从岸边到中央距离的关系，小明同学设计了这样的测量仪器：如图甲所示，两端开口的“L”型玻璃管的水平部分置于待测的水流中，竖直部分露出水面，且露出水面部分的玻璃管足够长。当水流以速度v正对“L”型玻璃管的水平部分开口端匀速流动时，管内外液面的高度差为h，且h随水流速度的增大而增大。为了进一步研究水流速度v与管内外水面高度差h的关系，该组同学进行了定量研究，得到了如下的实验数据，并根据实验数据得到了v - h 图像，如图丙所示。v（m/s）0100141173200245300316h（m）0005010015020030045050（1）根据上表的数据和图丙中图像的形状，可猜想v和h之间的关系为_；为验证猜想，请在图丁中确定纵轴所表示的物理量，并另作图像，若该图像的形状为 ，说明猜想正确。（2）现利用上述测速器，由河流南岸开始，每隔1米测一次流速，得到数据如下表所示：测试点距岸距离 x/m0123456管内外高度差 h/cm0083272128200288相应的水流速度 v/ms-1根据v和h之间的关系完成上表的最后一行，对比上表中的数据，可以看出河中水流速度v 与从南岸到河流中央距离x的关系为： 。【命题导读】在对物理学科能力的表述中，课程标准新高考大纲（物理），把“实验能力”改为“实验与探究能力”。本题的实验，不是教科书上现成的实验，也不是高考大纲列出的实验，需要考生独立地探究规律，体现实验的探究性。以前的实验题，大多是要求数据，求出结果就可以了。本题要求探索，也就是不仅要知道“是什么”（What？）还要求知道“为什么”（Why？），这对学生的物理素养有较高的要求。【答案】（1）因为，所以，猜想与成正比，图丁中纵轴所表示的物理量为，作出下表，V2（m/s）0100199299400600900998h（m）0005010015020030045050并作出下图，因该图象为直线，说明猜想正确。（并可求出，留下一问中用）（2）根据，然后开平方，填入下表：测试点距岸距离 x/m0123456管内外高度差 h/cm0083272128200288相应的水流速度 v/ms-10040812162024从表中看出，河中水流速度v 与从南岸到河流中央距离x的关系为：。即与成正比（v x）。2用传感器和计算机实验，体现物理实验的先进性【样例】江苏物理卷第13题：如题13（a）图，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移时间（s-t）图象和速率时间（v-t）图象。整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为L，高度为h。（取重力加速度m/s，结果保留一位有效数字）。现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v-t图线如题13（b）图所示。从图线可得滑块 A下滑时的加速度a=_m/s，摩擦力对滑块A运动的影响_（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）。此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变_，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；通过改变_，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。将气垫导轨换成滑板，滑块 A换成滑块A，给滑块A一沿滑板向上的初速度，A的图线如题13（c）图。图线不对称是由于_造成的，通过图线可以求得滑板的倾角_（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数_。【命题导读】实验“研究匀变速运动的规律”，传统做法是用打点计时器，本题用的是位移传感器，它能将滑块到传感器的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块的位移-时间（s-t）图象和速率-时间（v-t）图象，这一变化体现实验器材的现代化和实验方法的先进性，体现了向课程标准和新教科书靠拢的命题趋势。本题不仅考查实验“研究匀变速运动的规律”，也考查实验“验证牛顿第二定律”，实现了一题多考。在有限的时间和题目中考查很多的知识点，“一题多考”是命题的好方法。【答案】（1）下滑时，加速度为；上滑时，加速度为，摩擦力对滑块A运动的影响不明显，可忽略。（2）改变斜面高度h，则改变斜面的倾角，则改变产生加速度的力（），可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；改变滑块A的质量M及斜面的高度h，且使Mh不变，因为，使Mh不变，则F不变，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。图线不对称是由于滑动摩擦力造成的，因为在滑块上滑时，加速度的大小为 ，在滑块下滑时，加速度的大小为，在滑动摩擦力不可忽略的情况下，二者不等，图象不对称。从题13（b）图中得，又，所以=。（都对）。从题13（c）图中上滑阶段读出，根据得，代入=，已知，则，解得（0204都对）。3设计性实验，体现物理实验的创新性【样例】上海物理卷第15题。为了测量一个阻值较大的末知电阻，某同学使用了干电池（15V），毫安表（1mA），电阻箱（0-9999W），电键，导线等器材。该同学设计的实验电路如图（a）所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开K2，闭合K1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为I1100mA，记录电流强度值；然后保持电阻箱阻值不变，断开K1，闭合K2，此时电流表示数为I2080mA，记录电流强度值。由此可得被测电阻的阻值为_W。经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致，因此会造成误差。为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图（b）所示的实验电路，实验过程如下：断开K1，闭合K2，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为I；断开K2，闭合K1，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为_，记录此时电阻箱的阻值，其大小为R0。由此可测出Rx_。【命题导读】课程标准教科书的特点之一是，把有些验证性实验改为设计性实验，本题就是设计性实验不是验证性实验。设计性实验的好处是，有利于培养学生的创新能力和思维能力。因为在实验过程中要求学生自己去设计实验方法，选择实验器材，处理实验数据，分析实验误差，得出实验结论。【答案】15375，I，R0。4探索性实验，体现物理实验的过程性【样例】上海物理卷第16题某同学设计了如图（a）所示电路研究电源输出功率变化情况。电源E电动势、内电阻恒定，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值电阻，A、V为理想电表。（1）若滑动片P由a滑至b时A示数一直变小，则R1和R2必须满足的关系是_。（2）若R16W，R212W，电源内电阻r6W，当滑动片P由a滑至b时，电源E的输出功率P随外电路总电阻R的变化关系如图（b）所示，则R3的阻值应该选择（）（A）2W。（B）4W。（C）6W。（D）8W。图a 图b【命题导读】关于电源最大输出功率问题，以前的教科书上有这个实验，过去高考既作为实验题考过，也作为计算题考过。今年上海卷的这个实验题，确有创新之处，第一，它是设计性实验不是验证性实验，第二，求R3的阻值这一问，极具探索性，不特别仔细研究，难以看出A、B两答案的区别，要对实验过程很明白才能解答，命题确实别具匠心。【答案】（1）A示数，欲使滑动片P由a滑至b时A示数一直变小，须使一直变大，因为两电阻之和一定时，当二者相等时并联电阻最大，所以要求R1R2。也可以用公式证明：设R1之左为，则右为，则，令分子为，则当时，有最大值，也有最大值。（2）从图b知，当时，电源E的输出功率P最大，所以先排除C、D。如果，则=4，这时滑动片P在b点处，因为此处，所以图象只能有最高点以左的部分，所以A错误，只能选B。对于B，由于，所以=2时便达到最大值，此时滑动片P由a滑至处，解出（舍去不合理值157）， 所以能画出图b， 所以选B。为了进一步研究这个问题，我用电子计算机Excel画出图象如下：图1图2作图过程如下：设，从0逐渐增大到6， ，设，对于图1，=， 所以最小值是，最大值是，=，当p在b点时有最大值。对于图2，=， 所以最小值是，最大值是，=，当p在a、b之间时有最大值。三、2008年高考实验题命题趋向预测2008年高考实验题将会更加靠拢课程标准和新教科书，更加关注新实验、新仪器、新方法，更加注重探究性、探索性、创新性、设计性，但是，也不会丢掉传统性，注重考查主干实验即力学实验和电学实验，注重热点实验。1必考内容部分的11个实验是重点实验在江苏省2008年高考大纲没有发布以前，国家教育部考试中心为新课程标准实验区制定的2007年高考大纲可以作为参考。该大纲中规定，必考内容实验共11个，如下：实验一 研究匀变速直线运动实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系实验三 验证力的平行四边形定则实验四 验证牛顿运动定律实验五 探究动能定理实验六 验证机械能守恒定律实验七 测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测徽器）实验八 描绘小电灯泡的伏安特性曲线实验九 测定电源的电动势和内阻实验十 练习使用多用电表实验十一 传感器的简单应用2以下6个实验是高考的常考点即热点实验一 研究匀变速直线运动，实验四 验证牛顿运动定律，实验七 测定金属的电阻率（测电阻）（同时练习使用螺旋测徽器）实验八 描绘小电灯泡的伏安特性曲线 实验九 测定电源的电动势和内阻 实验十一 练习使用多用电表 3本人预测，由于以下实验是新增加的必考的考点，所以也将成为高考的热点实验四 验证牛顿运动定律（教科书 必修1 P75-78：第2节 实验：探究加速度与力、质量的关系）实验五 探究动能定理。（教科书必修2 P16-17第6节 探究功与物体速度变化的关系（动能定理实验）含：利用数表软件进行数据处理）4传感器的简单应用既是高考大纲新增加的实验，也是教科书作为单独一章新增加的内容，应该特别予以关注。以下是课程标准教科书与传感器或新技术有关的实验：必修1 P25做一做：借助传感器用计算机测速度必修1 P26科学漫步：气垫导轨和数字计时器必修1 P87做一做：用传感器探究作用力与反作用力的关系选修3-1 P58-60第6节电阻定律：探究导体电阻与其影响因素的定量关系选修3-1 P69数字式多用电表选修3-1 P75-80 第10节 简单的逻辑电路选修3-2 P26 做一做 用电流传感器演示自感对电路中电流的影响选修3-2 P55-72 第六章 传感器 其中第4节 传感器的应用实验 四、“实验与探究”复习建议我特别建议要重视和加强对实验的复习，在实验的复习中注意以下几点：实验一定要“动手做一做”。高一、高二上新课时要做，高三物理实验复习时也要再做一遍，这一遍不是简单