樟树三中 黄春如

一、考试大纲、新课标实验内容相关要求 1 ．考纲关于能力要求的内容　　　　

　　③能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。

② 能发现问题、提出问题，并制定解决问题的方案；

① 能独立完成“知识内容表”中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价；

高考物理试题在考查知识的同时注重能力的考查，并把对能力的考查放在首要地位。考纲把物理能力明确为五个方面：一是理解能力，二是推理能力，三是分析综合能力，四是应用数学处理物理问题的能力，五是实验能力。可见实验能力是高考要考查的五种基本能力之一。实验能力考纲的要求是：

　 2. 　新课标《内容标准》对实验部分的要求　　

　（ 3 ）、制定计划与设计实验　知道实验目的和已有条件，制定实验方案；尝试选择实验方法及所需要的装置与器材；考虑实验的变量及其控制方法；认识制定计划的作用。　（ 4 ）、进行实验与收集证据　用多种方式收集数据；按说明书进行实验操作，会使用基本的实验仪器；如实记录实验数据，知道重复收集实验

数据的意义；具有安全操作的意识；认识科学收集实验数据的重要性。　（ 5 ）、分析与论证　对实验数据进行分析处理；尝试根据实验现象和数据得出结论；对实验结果进行解释和描述；认识在实验中进行分析论证是很重要的。　（ 6 ）、评估　尝试分析假设与实验结果间的差异；注意探究活动中未解决的矛盾，发现新的问题；吸取经验教训，改进探究方案；认识评估的意义。

新课标课程将科学探究及物理实验能力视为高中学生科学素养的一个重要组成部分，内容标准将科学探究作为学习内容，同时又是一种重要的教学方式，旨在使学生在科学探究活动中，通过经历与科学工作者进行科学探究时相似的过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。《内容标准》 7 个方面内容在高考题中涉及的内容主要有以下 4 个方面：

二、近年全国及相关省份新课标高考实验考题统计列表

试题 题号 题型 涉及实验 考查的能力 分值

全国新课标卷

22 填空 验证机械能守恒定律 仪器的选用，分析实验中的误差原因 4 分

23 作图填空

验证温敏电阻随环境温度变化的规律

连接实物电路，电表读数，数据的分析与处理

11 分

山东卷23

（ 1 ）填空选择

验证牛顿运动定律 测量误差分析，数据分析与处理，评估实验方法 18 分

23

（ 2 ）填空选择

测定金属的电阻率 多用电表的使用，电路故障判断

广东卷34

（ 1 ）填空 研究匀变速运动 数据的分析与处理

18 分34

（ 2 ）画图填空

测定电源的电动势与内阻

实验过程的把握，电阻箱读数，评估实验过程与结果

安微卷

21

（ 1 ）填空 测定金属的电阻率用

单摆测定重力加速度螺旋测微器的使用，游标卡尺的使用

18 分21

（ 2 ）画图填空

描绘小电珠的伏安特性曲线

画电路图，数据的分析与处理

21

（ 3 ）填空 验证机械能守恒定律 实验过程把握

表一、 2010 年 8 套新课标试卷实验题考试内容统计

试题 题号 题型 涉及实验 考查的能力 分值

北京卷21(1) 填空

选择电表的改装与校准 仪器的选用，数据分析与处

理，评估实验结果 18 分21(2) 填空

画图电表的改装 画电路图，数据的分析与处

理

福建卷

19(1) 填空选择

利用“插针法”测定玻璃的折射率

分析实验数据得了结论，实验的评估

18 分19(2) 选择 探究弹力和弹簧伸长的关系 分析数据得出结论

19(3) 画图 伏安法测电阻 仪器的选用，连接实物电路

天津卷

9(1) 填空 平抛运动 数据的分析与处理18 分

9(2) 选择 验证力的平行四边形定则 实验过程的把握，评估实验方案

9(3) 画图填空

测定电压表的内阻 评估实验方案，设计实验方案，分析实验数据获得结论

浙江卷21(1) 选择

填空探究弹力和弹簧伸长的关系 螺旋测微器的使用，游标卡

尺的使用 20 分21(2) 画图

简答描绘小电珠的伏安特性曲线 画电路图，数据的分析与处

理

表一、 2010 年 8 套新课标试卷实验题考试内容统计

试题 题号 题型 涉及实验 考查的能力 分值

全国新课标卷

22 填空 替换法测电流表内阻 实验过程的把握，数据的分析与处理 5 分

23填空作图

用光电门测斜面是物体的加速度

物理量及数据的分析与处理，图象处理实验数据 10 分

山东卷

23(1) 填空选择

测定滑块与斜面间的动摩擦因数

数据分析与处理，评估误差因素

18 分23(2)

填空选择

探究电源输出功率与负载的关系

用图象处理数据，实验电路设计与评估

广东卷34(1) 填空 研究匀变速直线运动 数据的分析与处理

18 分34(2)

画图填空

描绘小电珠的伏安特性曲线 仪器的使用，连接实物电路，数据的分析与处理

安微卷21(1)

画图填空 测弹簧的劲度系数 用图象处理数据

18 分21(2)

画图填空

多用电表测电阻，伏安法测电阻

仪器的使用，连接实物电路

表二、 2011 年 8 套新课标试卷实验题考试内容统计

试题 题号 题型 涉及实验 考查的能力 分值

北京卷21(1) 填空

选择 欧姆表测电阻 仪器的使用，实验过程的把握 18 分

21(2) 填空画图 验证动量守恒定律 实验过程的把握，分析实验

数据得出结论

福建卷19(1) 填空

选择游标卡读数，利用单摆测重力加速度

读数，实验操作的选择18 分

19(2) 选择 探究小电珠的伏安特性曲线 仪器的选用，电路故障的判断，分析数据得出结论

天津卷

9(1) 填空 测力计研究电梯运动状态 数据的分析与处理

18 分

9(2) 填空 螺旋测微器的使用 实验过程的把握，评估实验方案

9(3) 选择 测玻璃砖的折射率 设计实验方案，分析实验数据得出结论

9(4) 画图填空 伏安法测电阻 仪器的选用，误差分析

浙江卷21(1) 选择

填空 探究弹力和弹簧伸长的关系 螺旋测微器的使用，游标卡尺的使用 20 分

21(2) 画图简答 描绘小电珠的伏安特性曲线 画电路图，数据分析与处理

表二、 2011 年 8 套新课标试卷实验题考试内容统计

　　 2007 年 　　　 2008 年 2009 年 2010 年 2011 年

22(1)

题

影响圆柱形电容器电容因素的推测

22

题

多用电表的读数（电流表、电压表、欧姆表）

游标卡尺和螺旋测微器的读数

验证机械能守恒定律实验。器材选择与误差分析

等效法测量微安表的内阻

22 (2)

题

用伏安法测电源电动势和内阻、电压表的改装

23

题

测量动摩擦因数：打点计时器纸带的处理、匀变速直线运动规律的应用、牛顿定律的应用等

设计路灯的自动控制电路；器件参数的计算；重新设计元件性能

电流表、电压表的读数以及滑动变阻器的使用，用图象法处理实验数据，实物连线

测量滑块在斜面上运动的加速度。用图象法处理实验数据

表三、近五年宁夏卷高考实验考试内容统计

三、近年来高考实验考题的特点　　 1. 不同省份，实验题的分数在 12 至 20 分之间变化，相对比例占13.3% （山东）—18% （广东）之间。

　 3. 新课标相继实施的五年来，高考物理实验题发生了明显的变化，已跳出了课本分组实验的范围，延伸到了演示实验中。试题多在大纲规定的 11个必考实验基础上进行重组、改进或创新，旨在考查考生是否熟悉这些常规的器材，是否真正动手做过这些实验，是否能应用学过的理论、实验方法、仪器去处理、分析、研究某些未做过的实验，包括设计某些比较简单的实验等。侧重考查考生的实验设计能力、实验探究能力、对图象的分析解读能力及创新和迁移能力。

　　 2.从表二、表三可看出，实验部分考核内容主要在必考模块中出现。极少省份出现在选考模块的实验内容，也是该省高考方案中指定的选考模块。因此，复习的重点建议按新课标的要求认真落实 4 个必考模块中的实验教学，认真按照考试大纲中实验能力的要求，特别是学生实验探究能力的要求，全面掌握考纲中列出的 11 个必考实验及教材中演示实验的内容。

三、近年来高考实验考题的特点

　 3. 以宁夏卷为例：　　 2007 年： 22 （ 1 ）题，平行板电容器演示实验迁移到圆柱形，决定平行板电容器的三个因素迁移到圆柱形电容器　　 22 （ 2 ）题，第一问考查测量电源电动势与内阻的电路图，此题源于课本，又高于课本，用课本上的电路图很明显发现电压表量程不够，又结合第二问的问题应将电压表量程扩大几倍，因此，应将电阻箱串联在电压表上用于扩大量程。而第二问是本题的难点。许多同学将电压表量程扩大为 1.5倍（ 1.5V ）或 3 倍（ 3V ），原因而下：电源电动势为 1.5V ，所以电压表1.5V就够　用了；实验室常见的为 3V 和 15V ，所以扩大为 3V 。这种定势思维是造成学生得分率低的原因之一。本题中电阻箱最大阻值 99999.9欧，所以其最小值为 0.1欧，若选用 1.5V则需要串联 449.15欧的电阻，不符合电阻箱调节的精度范围，同理排除 1.6V 、 1.7V 、 1.8V　 、 1.9V　因此量程应扩大为原来的 2 倍（ 2V ），串联一 998.3欧的电阻。

　 2008 年： 22 题，（ 1 ）多用表读数；　（ 2 ）探究牛顿第二定律实验迁移到测滑动摩擦因数。 　　　

三、近年来高考实验考题的特点　 3. 以宁夏卷为例：

　　 2009 年： 22 题，游标卡、螺旋测微器的读数；　　 23 题，路灯的自动控制电路：考查传感器的应用，部分电路欧姆定律，设计实验的能力。励磁线圈允许加的最大电压和保护电阻的阻值范围的计算、电磁开关的结构的改造、电磁铁的其它应用等。

　　 2010 年： 22 题，验证机械能守恒定律补全器材，误差分析；　　 23 题，对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻，将和两个适当的固定电阻连接，以使该电路的等效电阻的阻值随所处环境温度的变化近似为线性的，验证这个设计。涉及实物电路连接，电流表、电压表的读数以及滑动变阻器的使用，用图像处理实验数据。

　　 2011 年： 22 题，替换法测微安表内阻；　　 23 题，考查学生能否用所学运动学的知识推导出实验有关量的关系式，同时考查学生作图的基本能力以及由实验图线得出某个物理量的能力。这对学生打破思维定势、注意迁移创新提出了较高的要求。

四、新课标高考命题的方向　 1. 题型分布：一小一大，考题分数相对稳定。 　 2. 题型结构：一小仍以基本物理量的测量为主，重点考查考生选择实验原理、完成实验方案中的关键步骤、测量数据、得出结论等方面的基本实验技能。一大重点关注以纸带为桥梁的力学实验；关注新型原器件如热敏电阻、光敏电阻等结合型的电学实验。掌握好设计型、探究型、知识迁移型、应用型实验的解题策略。掌握应用图象处理实验数据、进行误差分析的方法。　 3.命题方向：考纲原实验的迁移、创新。

　 2011 年物理教专会开展的网络征集对 2011 年高考试题的评议活动，列为最佳实验题的评价综述也为今年的高考命题提供了参考。试题的评议条件为：试题有利于使高考具有较高的信度、效度、必要的区分度和适当的难度；试题在考查知识的同时注重考查能力，并把对能力的考查放在首要位置；试题注重理论联系实际，注重科学技术和社会、经济发展的联系，注重物理知识在生产、生活等方面的广泛应用，以有利于高校选拔新生，并有利于激发考生学习科学的兴趣，培养实事求是的态度，形成正确的价值观，促进“知识与技能”、“过程与方法”、“情感·态度·价值观”三维目标的实现。

四、新课标高考命题的方向　 名家之言 ：黄恕伯理事长在综述全国新课标卷（江西卷）实验 23 题时指出：“解答本题，首先要在理解试题所给实验装置和步骤的基础上、根据匀变速直线运动的规律推导出 a、 s、 t、 vt的关系，随后以平均速度s/t 作为变量，作出它随时间 t变化的函数图象，然后通过图象斜率的意义求得加速度的值。这一解答过程，十分到位地实现了新课程高考《考试大纲》关于“运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题”的实验能力考查目标。由于以上实验方案是学生从未见过的，不可能通过回忆的方式来解答本题，因此，学生对本题的解答过程就是自主研究的过程，它真正体现了《课程标准》所说的‘经历匀变速直线运动的实验研究过程’的要求。本题的精彩之处，不仅在于用 s/t　-t 坐标系处理实验数据对学生来说是崭新的尝试，还在于用 s/t　-t 图象来求解加速度并非流行的数学处理方式，它需要学生自己在考场上把物理概念和数学原理创造性结合起来解决问题。在试题所追求的难度因素方面，本题灵活而不繁杂；在试题的内容设计方面，本题新颖而又合情合理；在试题的评价目标方面，本题把基本的概念、规律跟科学的过程、方法完美地融在一起，可以堪称为‘科学探究试题’ 的典范。海南省 2011 年高考物理试卷第 14 题，具有和本题同样的特点。山西省肖增英老师认为，上述题目‘有利于克服实验教学中照猫画虎、死记步骤、按部就班、机械操作的现象’，无论在物理试题命题的理论和实践研究方面，还是对高中物理课程中习题教学和实验教学的指导方面，都将具有十分积极的意义。”

五、高考实验题的主要类型 1 、基本仪器的使用与选择型 [ 基本题型 ] 所谓基本仪器的使用、选择型实验题就是考查游标卡尺、螺旋测微器、电压表、电流表、电阻箱、多用电表、打点计时器等的使用；要求根据实验目的及条件选择合适的实验仪器等的实验题。此类题一般难度不大。例 1-1 ：（ 2011· 天津卷） 9. （ 2 ）用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。该金属丝的直径是 mm 。例 1-2 ：（ 2011· 福建卷）： 19 （ 1 ）（ 6 分）某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的试验中：①用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为 cm 。 [ 解题策略 ] 解答基本仪器的使用型实验题要依据该仪器的工作原理，掌握其使用方法和读数规则，在熟练掌握常用仪器的使用方法基础上根据题目要求解答。要在实际的操作训练中熟悉仪器各功能的作用，防止字面理解掉入陷阱。如下例中，若只从精确测量的字面理解，似乎螺旋测微器的精度高于游标卡尺，但仪器本身没有设计测内径功能，若不明确这一点，就会导致错误的结果。

例 1-3 ：（ 2009· 福建卷） 19. （ 1 ）（ 6 分）在通用技术课上，某小组在组装潜艇模型时，需要一枚截面为外方内圆的小螺母，如图所示。现需要精确测量小螺母的内径，可选用的仪器有：A.50 等分的游标卡尺 B. 螺旋测微器①在所提供的仪器中应选用 。

例 1-4 ：（ 2011·北京卷） 21 （ 1 ）用如图 1 所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关 K和两个部件 S、 T。请根据下列步骤完成电阻测量 :①旋动部件 ________ ，使指针对准电流的 "0"刻线。② 将 K旋转到电阻挡 "×l00" 的位置。③ 将插入“十”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件 __ ，使指针对准电阻的 _________　( 填 "0刻线 "或 "∞刻线 ") 。④将两表笔分别与侍测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按 _______ 的顺序避行操作，再完成读数测量。A ．将 K旋转到电阻挡 "×1k" 的位置B ．将 K旋转到电阻挡 "×10" 的位置C ．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两恨引线相接D ．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准

图 1

例 2 ：（ 2010· 北京卷） 21 ． (1)甲同学要把一个量程为 200μA的直流电流计　，改装成量范围是 0~4V 的直流电压表。

①她按图 1 所示电路、用半偏法测定电流计　的内电阻 rg ，其中电阻 R0 约为 1k 。为使 rg 的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E 应选用 ，电阻器 R1 应选用 ，电阻器 R2 应选用 （选填器材前的字母）。A. 电源（电动势 1.5V ）B. 电源（电动势 6V ）C. 电阻箱 (0~999.9Ω)D. 滑动变阻器 (0~500Ω)E. 电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当） (0~5.1k)F. 电位器（ 0~51k ）

　 [ 分析 ] ：半偏法测量表头内阻时，首先选择滑动变阻器（必须大于电路所需的最小电阻）。电路中的最大电流为表头的满偏电流，最小电阻为：

考虑到保护电阻 R0 ＝ 1k ，则可知调节滑动变阻器使表头满偏时滑动变阻器的阻值分别接近 29k 或 6.5k ，电路中 R2 是滑动变阻器，不能选择 D 或 E ，只能选择 F 。表头满偏时滑动变阻器的阻值越大，实验的误差越小，所以电源选择电动势为 6V 的 B ，而且滑动变阻器 F的阻值也满足调节所需。而 R1 是用来测量表头内阻的电阻箱，只能选 C 。　 [ 解题策略 ] 此类题型突出仪器选用的原则：安全可行、精确合理、操作方便。对于给出实验目的，要求选择实验仪器类实验题，要根据实验原理选择最适合的仪器；对于电表选择类，一定要对电路的最大电流值和电压值进行估算，其电表量程稍大于电路的最大电流值和电压值。分压电路，滑动变阻器要在满足最大允许电流要求的条件下尽可能选择最大阻值较小的；限流电路，滑动变阻器要在满足要求的条件下尽可能选择最大阻值与待测电路部分阻值差不多的。

例 1 ： 2010· 北京卷 21②该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将 R2 的阻值调至最大。后续的实验操作步骤依次是： B ， C ， A ， E ，最后记录 R1 的阻值并整理好器材。（请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母）A ．闭合 S1 B ．闭合 S2 C ．调节 R2 的阻值，使电流计指针偏转到满刻度D ．调节 R2 的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半E ．调节 R1 的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半F ．调节 R1 的阻值，使电流计指针偏转到满刻度③如果测得 R1 的阻值为 300.0Ω，则图 1 中被测电流计　的内阻rg 的测量值为 300.0 Ω，该测量值略小于实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）．④给电流计 串 联（选填“串”或并）一个阻值为 19.7KΩ的电阻，就可以将该电流计改装为量程 4v 的电压表．

2 、基本操作考查型[ 基本题型 ] 所谓基本操作考查型实验题是指考查实验的基本操作。此类题　主要有以下三类：一类是实验步骤排序；二类是对题述的实验步骤分析找出错误进行改正；三类是补全实验步骤；四类是分析电路故障。

（ 2 ）乙同学要将另一个电流计 　改装成直流电压表，但他仅借到一块标准电压表 ，一个电池组E 、一个滑动变阻器 R´和几个待用的阻值准确的定值电阻。①该同学从上述具体条件出发，先将待改装的表 直接与一个定值电阻 R 相连接，组成一个电压表；然后用标准电压表 校准。请你画完图 2 方框中的校准电路图。②实验中，当定值电阻 R 选用 17.0KΩ时，调整滑动变阻器 R´ 的阻值，电压表 V0 的示数是 4.0v 时，表 的指针恰好指到满量程的五分之二；当R 选用 7.0v 时，调整 R´ 的阻值，电压表 的示数是 2.0v 时，表 的指针又指到满量程的五分之二。由此可以判定，表 的内阻 rg 是 KΩ，满偏电流 Ig

是 mA 。若要将表 改装为量程是 15v 的电压表，应配备一个 KΩ的电阻． [ 解题策略 ]

　　解答基本操作考查型实验题首先要理解掌握实验的基本步骤，特别是实验的一些细节，其次要知道实验的注意事项，根据实验要点，抓住关键，按照题目要求解答。

例 2 ： 2010 安徽卷 21 （ 3 ）利用图示装置进行验证机械能守恒定律的试验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度和下落高度。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。

a. 用刻度尺测出物体下落的高度 h ，并测出下落时间 t,通过 v=gt 计算出瞬时速度 vb. 用刻度尺测出物体下落的高度 h ，并通过 计算出瞬时速度c.根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度 hd. 用刻度尺测出物体下落的高度，根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度 v以上方案中只有一种正确，正确的是 。（填入相应的字母）

2v gh

例 3 、 2010 山东 23 （ 2 ）在测定金属电阻率的试验中，某同学连接电路如图所示。闭合电键后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E ）：①若电流表示数为零、电压表示数为E ，则发生故障的是 （填“待测金属丝”“ 滑动变阻器”或“电键”）。② 若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障。先将选择开关旋至 档（填“欧姆 ×100”“ 直流电压 10V”或者“直流电流 2.5” ） , 再将 ( 填“红”或“黑” ) 表笔固定在 a 接线柱，把另一支表笔依次接 b 、 c 、 d 接线柱。若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是 　 、 　　 、 　 。

[ 提示 ] 电路连接、故障排查方法是在实验时经常遇到的问题，也是考生应当掌握的一项基本实验技能。侧重对考生实际操作能力的考查。要提高得分率最好的办法是让考生到实验室动手实验，提高应用实验理论分析解决实际问题的能力。

3 、知识迁移型实验题[基本题型 ]所谓知识迁移型实验题是指迁移教材实验知识和方法，设置新的实验，解答相关问题的实验题，此类题的特点是应用的实验器材来源于已做过的实验，应用的知识来源于已学过的知识，而实验的情境新、实验的过程新，可谓推陈出新。

例 1 ： 2008 重庆卷 22. （ 1 ）某实验小组拟用如题 22 图 1 所示装置研究滑块的运动 . 实验器材有滑块、钩码、纸带、米尺、带滑轮的木板，以及由漏斗和细线组成的单摆等 . 实验中，滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时单摆垂直于纸带运动方向摆动，漏斗漏出的有色液体在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置 .① 在题 22 图 2 中，从 纸带可看出滑块的加速度和速度方向一致 .② 用该方法测量滑块加速度的误差主要来源有： 、 （写出 2 个即可） .

例 2 、 2011 山东卷 23. （ 1 ）某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度 H 、滑块释放点与挡板处的高度差 h 和沿斜面运动的位移 x 。（空气阻力对本实验的影响可以忽略）①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为 ________ 。②滑块与斜面间的动摩擦因数为 __________________ 。

该题设计巧妙清新简洁：一是借助了两个匀加速运动的等时性，避开了对时间的测量，提高了实验精度；二是滑块的加速度表达式中也含有重力加速度 g ，从而可以利用比值消去 g ，在不知 g 的具体数值的前提下使动摩擦因数的求解成为可能

4 、探究、应用型[ 基本题型 ] 所谓探究型实验题是指为探究某种规律而设计的实验，探究型实验题注重考查学生的科学探究能力和对综合实验知识的掌握程度。探究型实验题重点强调的是“探究”，题目一般具有开放性。

例 1 ： 2010江苏 11. （ 10 分）为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置（如图所示） . 实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力 .（ 1 ）往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车 　 （填选“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。（ 2 ）从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间 t与速度 v的数据如右表：请根据实验数据作出小车的 v-t 图象 .(3) 通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大。你是否同意他的观点 ? 请根据v-t 图象简要阐述理由。

时间 t/s 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

速度 v/m·s －

1

0.12 0.19 0.23 0.26 0.28 0.29

②改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度 a 与弹簧秤示数 F1 的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是　　　　　　。③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是　　　　　。a ．可以改变滑动摩擦力的大小b ．可以更方便地获取多组实验数据c ．可以比较精确地测出摩擦力的大小d ．可以获得更大的加速度以提高实验精度

例 2 ： 2010 山东：（山东卷） 23. （ 1 ）某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、 PQ ，并测出间距d。开始时将木板置于MN 处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数 F0 ，以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数 F1 ，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到 PQ 处的时间 t。①木板的加速度可以用 d、 t表示为 a＝　　　；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是（一种即可）　　　　　　。

[提示 ]本题多数器材（如木板、矿泉水瓶、铅笔等）均选自于日常生活用品，充分体现了“从生活走进物理，从物理走向社会”的理念。实验题联系实际和科学探究，命题重视课本上实验，但又不是简单照搬，而是源于教材，高于教材。此类贴近生活、接近实际的考题在复习时要重点提醒考生。例 3 ： 2009 宁夏卷 23.青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能。用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制。光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强（如白天）时电阻几乎为 0 ：照射光较弱（如黑天）时电阻接近于无穷大。利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开。电磁开关的内部结构如图所示。 1 、 2 两接线柱之间是励磁线圈， 3 、 4 两接线柱分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于 50mA 时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离， 3 、 4 断开；电流小于 50mA 时， 3 、 4 接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为 100mA 。(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图光敏电阻 ,符号 ，灯泡 L，额定功率 40W ，额定电压 36V ，符号保护电阻 R2,符号，

电磁开关，符号 ，蓄电池 E，

电压 36V ，内阻很小；开关 S，导线若干。

R1

R2

回答下列问题：①如果励磁线圈的电阻为 200 ，励磁线圈允许加的最大电压为 V ，保护电阻的阻值范围为 。②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱 3 、 4 之间从断开变为接通。为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明。答： 　　　　　　　　　　　　　 。③任意举出一个其它的电磁铁应用的例子。答： 。

例１：（ 2010· 福建卷） 19(3)(6 分 )如图所示是一些准备用来测量待测电阻阻值的实验器材，器材及其规格列表如右表： 为了能正常进行测量并尽可能减小测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。请用实线代替导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量　阻值的电路。

器材 规格待测电阻 阻值在 900Ω-1000Ω 之间

电源 具有一定内阻，电动势约 9.0V

电压表 V1 量程 2.0V ，内阻 =1000Ω

电压表 V2 量程 5.0V ，内阻 =2500Ω

电流表 A 量程 3.0A ，内阻 =0.10Ω

滑动变阻器 最大阻值约 100Ω ，额定电流 0.5A

开关 S 、导线若干

xR

5 、设计型[ 基本题型 ] 所谓设计性实验，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。

　　　　[分析 ]：本题看似一道普通的伏安法测电阻问题：用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，由于电流表电阻远小于待测电阻的阻值，因此，采用电流表“内接法”；由于滑动变阻器的阻值明显小于待测电阻的阻值，且实验要求“调节滑动变阻器能使电表读数有明显变化”，所以滑动变阻器采用“分压式”接法。　　仔细分析试题才能发现问题的关键所在：由于待测电阻的阻值在900-1000Ω 之间，电源电动势约 9V ，因此，通过电阻的电流最大值约 9mA,这样小的电流远小于电流表的量程，也就是说，如果用电流表测量通过电阻的电流值，就无法达到“测量时电表的读数大于其量程的一半”这一实验要求。为此，我们必须转变思维方向，看看能不能通过电压表来测量出通过电阻的电流值：电压表 V1 、 V2 的量程分别为 2V 和 5V ，内阻分别为 1000Ω 和 25000Ω,因此，它们的满偏电流均为 0.002A 。都可以作为电流表使用。　　再作进一步的分析：将电压表 V2 作为电流表使用，并且采用电流表“内接法”连接，当 V2达到满偏时， V2读数在 3.8-4.0V 之间，可以满足实验要求，为此，满足要求的测量 RX阻值的电路如图所示。由此可见，能否成功解答本题的关键在于能否实现思维转向，将电压表的测量功能转变为测量通过电阻的电流值。设计型

[提示 ]：准确解答该题需要对伏安法测电阻的实验原理、分压式和限流式两种电路、误差分析有深刻的理解。对于电器仪表类的选用，不能机械地认为电流表只能测电流，电压表只能测电压，而应明确，电器类仪表都是通过表头与电阻的串并联组合而成。解题时要在认真审题的基础上灵活应用。实验原理是设计实验的核心，也是进行实验的依据和起点，它决定了应选用（或还需）哪些实验器材，应测量哪些物理量，应如何编排实验步骤；而实验原理的设计和实验方法的选择又往往依赖于所提供的实验条件（如器材）和实验要求。本题所提供的电流表满足不了实验要求，需要打破课本实验的思维和方法定式，应用所提供的器材创造性地进行实验设计：选用阻值已知的电压表，将其测量功能转变为测量通过电阻的电流值。

　　例 2 ： 2009北京卷 21 （ 2 ）某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势 E　 和内电阻 r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为 999.9 ，可当标准电阻用） 一只电流表（量程 Ig=0.6A, 内阻 rg=0.1Ω）和若干导线。①请根据测定电动势 E内电阻 r的要求，设计图 4 中器件的连接方式，画线把它们连接起来。②接通开关，逐次改变电阻箱的阻值 R,读取与 R对应的电流表的示数 I, 并作记录 .当电阻箱的阻值 R=2.6Ω时，其对应的电流表的示数如图 5 所示。处理实验数据时首先计算出每个电流值 I　 的倒数 1/I;再制作 R-1/I坐标图，如图 6 所示，图中已标注出了（ R， 1/I ）的几个与测量对应

的坐标点，请你将与图 5 实验数据对应的坐标点也标注在图 6 中上。③ 在图 6 上把描绘出的坐标点连成图线。④根据图 6 描绘出的图线可得出这个电池的电动势 E=　　　　　　　　　　　　　V,内电阻 r=　　　　　　　　　　　　　Ω

解：由闭合电路欧姆定律有：E　=I （ R+r+rg ），解得：　　　　　，根据 R-1/I图线可知：电源的电动势等于图线的斜率，内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻。

1( )gR E r r

I

[解题策略 ]掌握仪器的构造、工作原理、仪器的设计思想对提高实验设计能力大有裨益。例如，电压表是将电压的测量转换为电表电流和电表内阻的乘积即 U=IvRv, 多用电表是通过改变内部的电路来实现电压表、电流表、欧姆表各个量程的变换。了解了这些知识后，就可以把已知内阻的电流表视为电压表来利用，把已知内阻的电压表当作电流表来利用，甚至可以把已知内阻的电流表和电阻箱改装成电流表或电压表，这就可以大大开阔实验设计的视野。如测量电源的电动势和内阻，就可以用安阻法、伏阻法、安安法、伏伏法等等效的方法进行。

例 1 ： 2011 天津卷 9 （ 4 ）某同学测量阻值约为 25kΩ 的电阻 RX , 现备有下列器材：A. 电流表（量程 122μA, 内阻约 2kΩ ）B. 电流表（量程 500μA, 内阻约 300Ω ）C. 电压表（量程 15V, 内阻约 100kΩ ）D. 电压表（量程 50V, 内阻约 500kΩ ）；E. 直流电源（ 20V, 允许最大电流 1A ）；F. 滑动变阻器（最大阻值 1kΩ ，额定功率 1W ）；G. 电键和导线若干。 　电流表应选 ___. 电压表应 ___.( 填字母代号 ) 该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：① ___________________ 。② ____________________ 。

6 、数据处理及误差分析型 [ 基本题型 ] 实验题误差分析主要是系统误差（来源于实验器材、实验方案等方面）和偶然误差（由于测量时操作等带来的误差，引起偏大偏小等）。所谓误差分析型实验题是指题目给出某种测量方法，要求分析产生误差的原因，以及改进方案等。分析实验误差，不仅仅是对实验结果的论证，而且会对实验的设计有指导作用。作好实验误差分析，会对实验原理的优化、实验器材的选择、实验步骤的顺序等产生影响，使实验设计更合理。

提示：采用图象法处理实验数据时，应多取点、均分布，达到一种统计平均以减小误差。对实验误差的分析是实验的延续和深化。通过分析实验误差，能有效地拓展学生的思维空间，激发学生的创新意识，较好地考查学生获取知识的能力以及创造性地应用实验知识的能力。本题通过对实验误差的分析，不仅使我们体会到实验的设计方法，而且促进了对实验方案的改进。

例 2 ： 2011 年广东高考题 34 （ 2 ）在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小电珠（ 2.5V0.6W ），滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干。①粗测小电珠的电阻，应选择多用电表 __倍率的电阻挡（请填空 “ ×1” 、 “ ×10”或“ ×100” ）；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图 16 ，结果为 ________ 。② 实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图完成实物图中的连线。③开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于 ___端。为使小电珠亮度增加， P应由中点向 ________端滑动。④下表为电压等间隔变化测得的数据。为了获得更准确的实验图像，必须在相邻数据点 ____ 间多测几组数据（请填写“ ab” 、“ bc” 、“ cd” 、“ de” 、“ ef” ）

数据点 a b c d e f

U/V 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

I/A 0.000 0.122

0.156 0.185

0.216

0.244

六、高考实验复习建议 （一）、立足基础，复习好《考纲》中每一个规定的实验

　　　　1 、重视对基本仪器使用的复习。高中阶段常用的十二种仪器，这十二种仪器是：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧测力计、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等。一定要动手使用这些仪器，了解它们能够测量的原理，掌握它们的正确使用方法。其中游标卡尺、螺旋测微器是常考测量仪器；打点计时器纸带型问题考查几率较高；电流表、电压表、滑动变阻器的使用变化翻新多。

　　　　2 、以“书”为本，重视课本学生实验的复习。一是从实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、数据处理、得出结论、实验注意事项等方面配合典型例题逐一分析，不留死角，落实到位。课本演示实验的设计思想，选考内容实验也要认真关注。二是在注重基础的同时，重视对考纲要求实验的扩展、迁移和创新性设计，提出尽可能多的解决方案，培养学生的发散思维。

六、高考实验复习建议 （二）、重视实际操作训练

　　　　4 、一定要克服各种困难，创造条件适时让学生走进实验室。在实际操作中收获理解、收获过程、收获细节。

　　　　1 、做过和没做过实验，对实验内容的理解以及迁移能力不一样！ “一听就懂，一做就错”是学生解实验题型时的通病，其根源还是在于缺少实际的操作。　　　　2 、新课标提倡探究式教学，就是要学生经历过程和方法。因此，新课改的实验考试一定会注重以上核心内容，只有这样高考指挥棒在教学上的作用才能得到发挥。

　　　　3 、经历实际的操作过程才会有积极的思考，才会多问为什么？才能克服“眼高手低”的毛病。才能更好地对实验装置、实验原理、器材选择、实验步骤、数据处理、结果讨论每个环节有更深的理解，才能更好地领会实验中蕴涵的丰富的思维方法。否则一味“纸上谈兵”， 重机械记忆、轻理解迁移。其结果必然导致学生遗忘率高、提取效率低、迁移能力弱。

六、高考实验复习建议 （三）、以“点”带“面”，强化知识点间的相互联系　　　1 、考纲必考实验共 11 个，前 6 个为力学实验，其中实验 1 ：研究匀变速直线运动；实验 4 ：验证牛顿运动定律；实验 5 ：探究动能定理；实验 6 ：验证机械能守恒定律匀为与打点计时器相联系的实验。复习时，可让学生以打点计时器为核心进行串接，并在此基础上进行拓展。（ 1 ）如果以实验得到的一条纸带作为研究动力学的“根”，那么，通过一条纸带可以解读各类直线运动、牛顿运动定律，机械能守恒定律、动能定理、动量等动力学问题。打点计时器的纸带可以反映出运动学的所有物理量（初速度、末速度、加速度、时间、位移）。（ 2 ）如果把它与牛顿第二定律结合起来考虑，可以求出力 F；（ 3 ）如果把它与动能定理结合起来考虑，可以求出合外力的功；（ 4 ）如果把打点计时器置于竖直方向使用，则可以得到重力势能的变化量或动能的变化量。（ 5 ） ΔS ＝ at2 可以联系许多物理题的解答：闪光照片的处理、平抛运动等“等时间间隔”的匀变速问题，以及逐差法的应用（ 6 ）如果把它与动量定理结合起来考虑可以求出合外力的冲量。利用打点计时器的纸带处理可以把考纲要求的 4 个必考实验包含进来。（ 7 ）关注打点计时器的原理及纸带进行的一些创新实验 频闪、光电门、单摆；关注同一实验的不同设计方法。

六、高考实验复习建议（三）、以“点”带“面”，强化知识点间的相互联系

（ 2 ）根据实验目的及设计实验的要求逐一设计实验七 -实验十① 、先告知实验要求，给出实验器材（器材多于实验要求）② 、然后让学生设计实验原理（画出电路图）③ 、确定实验步骤并连接实物图。④、依据实验原理进行误差分析⑤、变化器材，重新设计（渗透替代思想或其它阻值、量程等限制）

（ 1 ）电学测量仪器的选择及电路的设计问题① 、仪器的选择（电源、电流表、电压表、滑动变阻器等的选择）② 、测量电路和选择（安培表内、外接的选择）③ 、滑动变阻器限流、分压电路的选择

２、考纲必考物理实验的后 5 个为电学类实验，其中实验 7 ：测定金属的电阻率；实验 8 ：描绘小电珠的伏安特性曲线；实验 9 ：测定电源的电动势和内阻；实验 10 ：练习使用多用表。这四个实验前三个为测量性实验，后一个是测量仪器的使用。以电阻的测量为线把它们串起来，为了适应能力为主的考试要求，在教学时，可以引导学生以设计者的姿态进行复习。思路如下：

（ 3 ）典型例题强化指引

六、高考实验复习建议3 、用同一实验复习渗透实验中不同的思想方法以“探究加速度与物体受力、质量之间的关系”实验为例。围绕目标任务，注重启发学生的思考，使之对实验原理、方法能真正理解并灵活地迁移应用。

六、 高考实验复习建议（三）、以“点”带“面”，强化知识点间的相互联系

（ 1 ）总体来看，采用控制变量法：先保持物体的质量一定，研究加速度与力的关系；再保持力一定，研究加速度与质量的关系；最后综合得出物体的加速度与其受到的合外力及物理质量之间的关系。

（ 2 ）实验前，采用平衡摩擦力法：该实验在处理过程中巧妙地采用了平衡摩擦力的方法，先将长木板扬起，使小车刚好匀速下滑。则挂上砂桶后，绳对小车的接力即为小车所受的合外力。同时小车质量改变后无需重新调试，从而简化了实验程序及计算过程。

（ 3 ）测量外力时，采用近似法：实验中，让小车的质量M远大于砂及桶的总质量m，这样小车受到的接力 T就可以近似认为等于砂及桶的重力mg ，使问题的研究更加简单。

表格内容解读：

六、 高考实验复习建议（三）、以“点”带“面”，强化知识点间的相互联系

（ 4 ）测量加速度时，①打点计时器直接测量法②采用转换法：设计物理量时，有些物理量不易直接测量，则可以把难以测量的物理量进行间接测量。本实验中加速度不易直接测量，但通过转换将加速度问题转化为位移问题，就可以直接测量。

（ 5 ）处理数据时，采用图象法：物理量之间的关系可通过文字、函数、图象三种方法来表示，但图象最简单、直观，本实验在寻找加速度与物理受力、质量之间关系时，采用图象法。在画 a~F 和 a~1/m图象时，多取点、均分布，达到一种统计平均以减小误差的目的。

（ 6 ）作图时，采用“化曲为直”法：本实验在 F一定的情况下，不是作 a　∽m图象，而是作 a∽1/m图象。由于作出的 a　∽　m图象是曲线，而 a　∽　1/m图象是直线，直线要比曲线更容易确定 a与m的关系，这种方法叫化曲为直的思想方法。

表格内容解读：

祝各位老师：

　　心想事成！　

　万事如意！