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高考物理实验复习策略及命题特点

编辑:sx_mengxiang

2014-05-23

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

考卷

测试知识点

题型

分值

测试能力

“六能三会”:

1.能独立完成→“知识内容表”中所列的实验(如全国Ⅰ卷等);

2.能明确→实验目的(每个实验);

3.能理解→实验原理和方法(每个实验);

4.能控制→实验条件(如山东卷);

5.会使用→基本仪器(如北京卷);

6.会观察分析→现象(如重庆卷);

7.会记录处理→实验数据,并得出结论(如四川(非延考)卷);

8.能灵活地运用→已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题(如重庆卷);

9.能发现提出→问题,并制定解决方案(如上海卷)。

北京卷

电学(示波器)

选择

4

力学(探究弹簧弹力)

填空

14

全国卷Ⅰ

力学(验证机械能守恒定律)

填空、选择

6

电学(电压表改装)

填空、作图

12

全国卷Ⅱ

力学(螺旋测微器)

填空

5

电学(测电阻)

填空、作图

13

天津卷

力学(螺旋测微器、单摆)

填空

12

电学(描绘电阻伏安特性曲线)

填空

4

重庆卷

力学(单摆模型测滑块加速度)

填空

5

电学(溶液电阻率与浓度关系)

填空

12

山东卷

电学(电路设计)

填空、简答

12

四川延考卷

光学(双棱镜干涉)

填空

6

力—电(测弹簧劲度)

填空

12

四川非延考卷

力学(螺旋测微器、测角速度)

填空

9

电学(误差处理)

填空

8

广东卷

力学(探究动能定理)

填空

13

电学(热敏电阻与温度关系)

填空、作图

11

海南卷

力学(螺旋测微器)

填空

4

电学(电表改装)

填空

11

江苏卷

力学(验证机械能守恒定律)

填空

10

电学(电阻与横截面积关系)

填空、简答

8

上海卷

力学(单摆测重力加速度)

填空

6

电学(设计电路)

填空、作图

6

电磁学(研究磁感应强度)

填空、选择

10

光学(薄膜干涉、光电效应)

填空、选择

8

结论:1.测试内容稳定,以力学和电学实验为主,电学实验实际考查比例最重。演示实验有所体现。探究性实验的比例在加重。 2.以能力立意,注重对综合能力和物理思维方法的考查。 3.测试形式稳中求变,考查更趋于灵活、科学。

 

(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年高考试卷中实验部分考查图像的占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和描绘、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”救应的物理学家。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,不考虑磁场对电路其它部分的影响)。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=150Ω B.滑动变阻器R,全电阻约20Ω C.电流表.量程2.5mA,内阻约30Ω D.电压表,量程3V,内阻约3kΩ E.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

1

2

3

4

5

6

U(V)

0.00

0.45

0.91

1.50

1.79

2.71

I(mA)

0.00

0.30

0.60

1.00

1.20

1.80

根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=________Ω,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=960Ω、B=1.0T时RB2/R0=11.4,则RB2=1710Ω,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U—I图得RB=1500Ω、RB/R0=10,由图1得B=0.9T。

(3)在0~0 2T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。

高考物理实验命题特点及备考策略

【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、图象分析能力、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_______。

(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。

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