高三教學研討會上的講座：高考物理實驗復習研究

1、高考物理實驗復習研究高三教學研討會上的講座一、研究考試大綱，增強實驗復習的針對性1.考試大綱中對實驗能力的要求： 能獨立的完成表2、表3中所列的實驗，能明確實驗目的，能理解實驗原理和方法，能控制實驗條件，會使用儀器，會觀察、分析實驗現(xiàn)象，會記錄、處理實驗數(shù)據(jù)，并得出結(jié)論，對結(jié)論進行分析和評價；能發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，并制定解決方案；能運用已學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題，包括簡單的設計性實驗。2.必考實驗和探究：實驗一：研究勻變速直線運動實驗二：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系實驗三：驗證力的平等四邊形定則實驗四：驗證牛頓運動定律實驗五：探究動能定理實驗六：驗證機械能守恒定律實驗七：測定金

2、屬的電阻率（同時練習使用螺旋測微器）實驗八：描繪小電珠的伏安特性曲線實驗九：測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗十：練習使用多用電表實驗十一：傳感器的簡單使用選考34：實驗一：探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度實驗二：測定玻璃的折射率實驗三：用雙縫干涉測光的波長選考35：驗證動量守恒定律3.實驗說明：(1)要求會正確使用的儀器主要有：刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、電火花計時器或電磁打點計時器、彈簧秤、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等。(2)要求認識誤差問題在實驗中的重要性，了解誤差的概念，知道系統(tǒng)誤差和偶然誤差；知道用多次測量求平均值的方法減少偶然誤差；能在某些實驗中分析誤差

3、的主要來源；不要求計算誤差。(3)要求知道有效數(shù)字的概念，會用有效數(shù)字表達直接測量的結(jié)果。間接測量的有效數(shù)字運算不作要求。二、分析近年新課程卷對實驗的考查，研究復習對策2008新課程卷22.（15分）I.右圖為一正在測量中的多用電表表盤.（1）如果是用×10檔測量電阻，則讀數(shù)為 。（2）如果是用直流10 mA檔測量電流，則讀數(shù)為 mA。（3）如果是用直流5 V檔測量電壓，則讀數(shù)為 V。.物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)。實驗裝置如圖，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點計時器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細線與托

4、盤連接。打點計時器使用的交流電源的頻率為50 Hz。開始實驗時，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運動，在紙帶上打出一系列小點。（1）上圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點（圖中未標出），計數(shù)點間的距離如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算的加速度a= (保留三位有效數(shù)字)。(2)回答下列兩個問題：為測量動摩擦因數(shù)，下列物理量中還應測量的有 。（填入所選物理量前的字母） A.木板的長度l B.木板的質(zhì)量m1 C.滑塊的質(zhì)量m2 D.托盤和砝碼的總質(zhì)量m3 E.滑塊運動的時間t測量中所選定的物理量時需要的實驗器材是 。（3）滑塊與木

5、板間的動摩擦因數(shù) （用被測物理量的字母表示，重力加速度為g）。與真實值相比，測量的動摩擦因數(shù) （填“偏大”或“偏小” ）。寫出支持你的看法的一個論據(jù)： 。答案：(1)60 (2)7.18 (3)3.59(1)0.4950.497m/s2 (2) CD (3)2009新課程卷22.（4分）某同學用游標卡尺測量一圓柱體的長度，用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑，示數(shù)如圖。由圖可讀出= cm, = 答案：2.25，6.86023.(11分)青島奧運會帆船賽場采用風力發(fā)電給蓄電池充電，為路燈提供電能。用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開關(guān)，實現(xiàn)自動控制。光敏電阻的阻值隨照射光的強弱而變化，作為簡化模型，可

6、以近似認為，照射光較強（如白天）時電阻幾乎為0：照射光較弱（如黑天）時電阻接近于無窮大。利用光敏電阻作為傳感器，借助電磁開關(guān)，可以實現(xiàn)路燈自動在白天關(guān)閉，黑天打開。電磁開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。1、2兩接線柱之間是勵磁線圈，3、4兩接線柱分別與彈簧片和觸點連接。當勵磁線圈中電流大于50mA時，電磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點分離，3、4斷開；電流小于50mA時，3、4接通。勵磁線圈中允許通過的最大電流為100mA。（1） 利用以下器材設計一個自動控制路燈的電路，畫出電路原理圖。光敏電阻 ；燈泡L，額定功率40W，額定電壓36V，； 保護電阻；電磁開關(guān)； 蓄電池E，電壓36V，內(nèi)阻很?。婚_關(guān)S，導線若

7、干。R2R1（2） 回答下列問題： 如果勵磁線圈的電阻為200，勵磁線圈允許加的最大電壓為 V，保護電阻的阻值范圍為 。 在有些應用電磁開關(guān)的場合，為了安全，往往需要在電磁鐵吸合鐵片時，接線柱3、4之間從斷開變?yōu)榻油ā榇?，電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)應如何改造？請結(jié)合本題中電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖說明。答： 。 任意舉出一個其它的電磁鐵應用的例子。答： 。答案：（1）電路原理如圖所示。（4分）（2）20 （2分） 160520（2分）把觸點從彈簧片右側(cè)移到彈簧片左側(cè)，保證當電磁鐵吸合鐵片時，3、4之間接通：不吸合時，3、4之間斷開。電磁起重機解析：（1）要使光敏電阻能夠?qū)﹄娐愤M行控制，且有光照時路燈熄滅，光敏

8、電阻應與1，2串聯(lián)，3，4與路燈串聯(lián)；則電路圖如圖所示。（2）由U=IR得勵磁線圈允許加的最大電壓為U=ImR=0.1×200V=20V；依據(jù)允許通過勵磁線圈的電流最大值和最小值計算得，因此保護電阻的阻值范圍為160320；把觸點從彈簧片右側(cè)移到彈簧片左側(cè)，保證當電磁鐵吸合鐵片時，3、4之間接通：不吸合時，3、4之間斷開。電磁起重機2010新課程卷22(4分) 圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖?，F(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平?；卮鹣铝袉栴}：(1)為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有_。(填入正確選項前的字母) A米尺 B秒表 C0

9、12V的直流電源 D. 0I2V的交流電源(2)實驗中誤差產(chǎn)生的原因有_。(寫出兩個原因)答案：（1）AD（2）紙帶和打點計時器之間有摩擦；用米尺測量紙帶上點的位置時讀數(shù)有誤差。23(11分)用對溫度敏感的半導體材料制成的某熱敏電阻，在給定溫度范圍內(nèi)，其阻值隨溫度的變化是非線性的。某同學將和兩個適當?shù)墓潭娮?、連成圖1虛線框內(nèi)所示的電路，以使該電路的等效電阻的阻值隨所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的，且具有合適的阻值范圍。為了驗證這個設計，他采用伏安法測量在不同溫度下的阻值，測量電路如圖1所示，圖中的電壓表內(nèi)阻很大。的測量結(jié)果如表l所示?；卮鹣铝袉栴}：（1）根據(jù)圖1所示的電路，在圖2所示的實物圖上

10、連線。(2)為了檢驗與t之間近似為線性關(guān)系，在坐標紙上作-t關(guān)系圖線 (3)在某一溫度下，電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖3、4所示。電流表的讀數(shù)為_，電壓表的讀數(shù)為_。此時等效電阻的阻值為_：熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為_。答案：（1）如下圖 （2）RLt關(guān)系曲線如圖所示：（3）115 mA 5.00V 43.5 64.0近三年新課程卷實驗試題特點分析1.重視對基本儀器使用的考查基本儀器的使用幾乎包括了考試大綱中所有列出的全部基本儀器：2008年多用電表，打點計時器2009年游標卡尺，螺旋測微器的讀數(shù)2010年刻度尺，打點計時器，電壓表，電流表，滑動變阻器三年未考查天平，彈簧秤，電阻箱，秒表未

11、讀數(shù)但出現(xiàn)在試題中 可見，實驗儀器的使用占有的比重大，難點是電學儀器的選擇。長度測量、電路測量的儀器使用是考查的重點。因此，復習時對于刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器，一定要掌握它們的使用方法，會正確讀數(shù)，該估讀的一定要估讀。對于電流表、電壓表、多用表，要學會連接、選取量程、讀數(shù)、以及構(gòu)造原理等。此外，對考試大綱中所列儀器的使用，要逐一排查，都應該達到能熟練使用的程度。2.重視實驗原理和實驗方法的考查近三年實驗考題涉及大綱所列實驗情況：2008年實驗十：練習使用多用電表涉及實驗一：研究勻變速直線運動涉及實驗四：驗證牛頓運動定律2009年涉及實驗十一：傳感器的簡單使用、電路的設計2010年實驗六：驗

12、證機械能守恒定律涉及實驗七：測定金屬的電阻率（同時練習使用螺旋測微器）涉及實驗十一：傳感器的簡單使用三年未考查實驗二：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系實驗三：驗證力的平等四邊形定則實驗五：探究動能定理實驗八：描繪小電珠的伏安特性曲線實驗九：測定電源的電動勢和內(nèi)阻選考部分實驗驗證性實驗和一些間接測量的測量性實驗都是依據(jù)某個物理原理設計的，從相關(guān)物理規(guī)律和物理公式中找出需測量的物理量并明確如何測這些物理量，從而確認實驗方法和步驟。例如，2008年測動摩擦因數(shù)依據(jù)牛頓定律；2010年測電阻依據(jù)歐姆定律，方法是伏安法。3.重視實驗數(shù)據(jù)處理:每年都要考查學生處理數(shù)據(jù)的能力，2008年用解析法進行計算與推理；20

13、09年用公式進行運算；2010年用圖象法處理數(shù)據(jù)。 4.重視誤差原因分析與有效數(shù)字有要求2008年有誤差原因分析和對有效數(shù)字的要求；2010年要求分析誤差原因。5.重視課本基本實驗所掌握的實驗原理、技能的遷移2008年的測動摩擦因數(shù)，就應用了研究勻變速運動和驗證牛頓運動定律的基本原理和方法；2010年的23題應用了伏安法測電阻的基本原理和方法。這把握了高考試題重在“考能力”的方向，但無論實驗題怎樣考查，題型及情景設置多么新穎，都是從實驗原理中派生出來的，都需要應用我們已掌握的基本實驗原理和方法進行解決。因此要緊緊抓住考綱要求的基本實驗原理和方法。6.設計、探究、創(chuàng)新成為了實驗實驗考查的熱點每一

14、年的第二個實驗題都體現(xiàn)了該特點。三、合理策劃、講究方法，提高實驗復習的效率學生物理實驗能力的高低往往與學生物理知識、思想、方法的儲備密切相關(guān)，僅靠死記硬背或割裂式地對待實驗是不可能從根本上提高學生物理實驗能力的。要提高學生的物理實驗能力，必須得通過長期的、有計劃的、實際的訓練方能得以實現(xiàn)，這就要求我們將實驗的復習貫穿整個高中物理的復習過程。1.合理策劃、增強實驗復習的計劃性與系統(tǒng)性與理論復習同步進行，貫穿三輪（或兩輪）復習的全過程。第一輪：按大綱列出的實驗隨理論的進度進行詳細回顧；第二輪：分專題歸類復習，同時用錄像規(guī)范實驗操作，安排再進實驗室進行操作復習；第三輪：強化訓練。2.高考物理實驗復習

15、的幾點建議(1)重視實驗原理的理解（一輪）實驗原理是實驗的核心，實驗方法、實驗步驟、儀器的選擇乃至誤差的分析等一切與實驗有關(guān)的問題都是從實驗原理中引申派生出來的。緊緊抓住了實驗原理，也就容易明白并記住實際操作過程中的一些規(guī)定、要求和注意事項。例如,高考中的設計性實驗,對學生綜合運用所學知識的能力和創(chuàng)新能力的要求比較高，但是它所用器材、原理、方法都滲透在學生實驗、演示實驗或課本知識中，在設計、操作實驗時，只是要求學生將它們創(chuàng)造性地結(jié)合，這雖然不是課本上的實驗，但用到的全是已學過的知識和使用過的器材，如果學生能深刻理解類似實驗的原理、設計方法，能把所學的知識綜合運用，是不難解決的。因此，我們在實驗

16、復習教學中，要有意識地強化對實驗原理、實驗方法的理解，才能使學生在實驗思路上觸類旁通，適應高考對考生實驗能力考查的要求。(2)重視課本實驗的復習（一輪） 雖然設計性實驗是近年高考實驗試題的熱點，難度也較大。但物理實驗題型都來源于教材，只有將課本上的實驗復習好了，才能舉一反三，觸類旁通。我們不能以為課本上的實驗都學過了，把精力都放在一些設計性實驗練習題上，練習題做的不少，卻沒有多少效果。我們應將主要精力放在課本實驗的復習時上，只有對基本實驗掌握好了，才能在實驗設計時有“材”可取。其次，要學會用已掌握的實驗來類比并設計實驗，學會“遷移”。例如：2008年第題（測定動摩擦因數(shù)）. 2010

17、年第23題（涉及伏安法測電阻）(3)以實驗原理為核心逐一落實每個實驗環(huán)節(jié)（一輪）對于(11+4)個學生實驗,復習時盡力確保每個實驗環(huán)節(jié)都能得到逐一落實,具體環(huán)節(jié)如下：實驗目的；實驗原理（電學實驗包括電路的設計）；實驗儀器的使用與讀數(shù)（包括儀器的選擇）；操作步驟（特別是容易遺漏和出錯的重要步驟）；數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析（包括平均值法、圖象法、函數(shù)關(guān)系法等處理實驗數(shù)據(jù)的方法，也包括對實驗結(jié)果是否合理進行分析）；實驗中應注意的問題以及誤差分析；實驗后的思考、體會乃至遷移等。(4)實施歸類復習，實現(xiàn)逐類旁通（二輪）同一物理儀器在不同實驗中的應用，例如“打點計時器的應用”，由打點計時器記錄位置、時間的應用出

18、發(fā)，進而測定v、a、F、Ep、Ek等，來完成力學中的一系列實驗。同一實驗可用不同的方法來完成，例如“測電阻的方法”，可以用歐姆表法，可以用伏安法，可以用替代法，還可以用半偏法等；又如“測電源電動勢和內(nèi)阻的方法”，可以用伏安法，可以用伏箱法，也可以用安箱法，還可以用兩伏法測電動勢等等。(5)重視實際的操作訓練（二輪）物理實驗的首要特點就在于它的實踐性?？荚嚧缶V中規(guī)定的學生實驗是學習實驗知識的載體，是形成實驗能力的基礎(chǔ)，同時也是高考命題的材料來源。實驗題雖是“紙上談兵”，但是高考在命題時總希望把“做過實驗的”和“沒有做過實驗的”有所區(qū)分，同時，不親自做一做，也很難發(fā)現(xiàn)問題，很難達到對問題的真正理解

19、。紙上談兵數(shù)十遍，不如親自操作來一遍。我們在第二輪復習時，先利用實驗錄象規(guī)范學生的實驗操作行為，再安排學生到實驗室進行實驗操作復習。要求學生在做實驗時應該做到：對每一個實驗都清楚要測量哪些物理量，如何操作。不僅要懂得每一步的操作，而且要理解為什么要進行這一步操作。(6)重視基本實驗原理的理解和延伸，培養(yǎng)探究創(chuàng)新能力（一二輪） 針對高考實驗命題素材主要來自教材中的學生實驗，即“不脫離教材而又不拘泥于教材”這一特點，我們可將學生實驗在內(nèi)容上進行延伸討論。例如： 研究勻變速直線運動：延伸到測量速度、加速度的多種方法。 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系：延伸到研究彈簧壓縮； F-X圖象等。驗證力的平

20、行四邊形定則：延伸到等效法；矢量的運算方法。驗證動量守恒定律：延伸到將不可測量量轉(zhuǎn)化為可測量量。驗證機械能守恒定律：延伸到驗證的其它方案。測定金屬的電阻率（練習使用螺旋測微器）：延伸到螺旋測微器的“放大原理”；測定電阻的其它方案。描繪小燈泡的伏安特性曲線：延伸到線性與非線性元件的伏安特性曲線，實驗條件的控制。把電流表改裝為電壓表：延伸到改裝原理討論；半偏法測表頭內(nèi)阻；其它方案設計。測電源電動勢和內(nèi)阻：延伸到其它測定方案設計。傳感器的簡單使用：延伸到各種傳感器的信息轉(zhuǎn)換與記錄原理。例如，全面復習伏安法測電源的電動勢和內(nèi)阻后及時拓展到電壓表與電阻箱配合測量、電流表與電阻箱配合的測量方法。例題：如圖

21、中左所示為一黑箱裝置，盒內(nèi)有電源、電阻等元件，a、b為黑箱的兩個輸出端。a.為了探測黑箱，某同學進行了以下幾步測量：A用多用電表的電阻擋測量ab間的電阻；B用多用電表的電壓擋測量ab間的輸出電壓；C用多用電表的電流擋測量ab間的輸出電流。你認為以上測量中不妥的有       （填序號），理由是                    

22、60;         。b.含有電源的黑箱相當于一個“等效電源”，ab等效電源的兩極為了測定這個等效電源的電動勢和內(nèi)阻，該同學設計了如圖右所示的電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，記錄下電壓表和電流表的示數(shù)，并在方格紙上建立了U-I坐標，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了坐標點，如圖所示請你進一步處理，并由圖求出等效電源的電動勢E=      V，內(nèi)阻r=     。c.由于電壓表和電流表的內(nèi)阻，會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，則采用此測量電路所測得的電

23、動勢與實際值相比        ，測得的內(nèi)阻與實際值相比     （填“偏大”、“偏小”或“相同”）解析：a.以上測量中不妥的有A、C；理由是：A不能用多用電表的歐姆擋測量含電源的電阻；B可能造成短路而燒壞電表。b.如圖所示，用直線將描得的點連接起來，要使更多的點在直線上，其它的點盡量分布在直線兩側(cè)在圖上直接讀出電源的電動勢為145V，取直線上的兩點算出直線斜率的絕對值就是電源的內(nèi)阻r=073。c.測量值均偏小。 點評：該題就是學生熟悉的一些實驗的組合與遷移。(7)重視對基本儀器使用的

24、復習（一二三輪） 基本實驗儀器的使用應熟練掌握，重點是游標卡尺、螺旋測微器、電流表、電壓表、多用電表的正確讀數(shù)；打點計時器、彈簧秤、電流表、電壓表、多用電表的正確使用等。對于基本實驗儀器的讀數(shù)，屬于考試重點，雖然簡單，但是失分較多。究其原因，一方面是不明確讀數(shù)規(guī)則，另一方面是不夠熟練。關(guān)于讀數(shù)規(guī)則，可以進行如下歸類：不需估讀的：秒表：機械表是齒輪傳動，指針不可能停在兩小格之間，所以不需估度。游標卡尺：對游標卡尺的末位數(shù)不要求再做估讀，如遇游標上沒有哪一根刻度線與主尺刻度線對齊的情況，則選擇靠最近的一根線讀數(shù)。電阻箱：電阻箱的示數(shù)是各個擋位數(shù)字之和，不需估讀。        需要估讀： 最小分度為“1”的儀器，測量誤差出現(xiàn)在下一位，下一位按十分之一估讀。 最小分度為“2”（象2、0.2、0.02等）的儀器。如量程為06A的電流表，最小分度為002A，只需讀到安培的百分位（不少同學會錯誤讀到安培的千分位）。不足半小格的舍去，超過半小格的按半小格估讀。以安培為單位記錄讀數(shù)時，只能記錄到百分位，且百分位上的數(shù)字可能為0、1、9。最小分度為“5”（象5、0.5、