高考物理實驗題的變化特點

物理實驗年年考，年年有變化，從近年的高考實驗試題來看，其顯著的變化特點主要體現在以下三個方面。

一、從簡單的背誦實驗轉向分析、理解實驗

實驗原理是物理實驗的靈魂，近年來，高考物理實驗題的設問既不是簡單地回答“是什么”，又不是背誦“該什么”，而是從物理實驗情景中理解“為什么”，通過分析推理，判斷“確實是什么”，進而解開實驗的每一個環節。

二、從既定的學生實驗轉向變化的創新實驗

只有創新，試題才有魅力，也只有變化，才能永葆實驗考核的活力。近年來，既定刻板的學生實驗已經從高考物理實驗試題中淡出，取而代之的是學生尚未接觸過，并要通過解讀物理原理的新穎實驗(如應用性、設計性、專題性實驗等)，創新實驗題使能力的考核真正落到了實處。

【例1】 (2008年山東理綜卷)2007年諾貝爾物理學獎授予了兩位發現“巨磁電阻”效應的物理學家。材料的電阻隨磁場的增加而增大的現象稱為磁阻效應，利用這種效應可以測量磁感應強度。

若圖1為某磁敏電阻在室溫下的電阻—磁感應強度特性曲線，其中RB，R0分別表示有、無磁場時磁敏電阻的阻值。為了測量磁感應強度B，需先測量磁敏電阻處于磁場中的電阻值RB。請按要求完成下列實驗。

(1)設計一個可以測量磁場中該磁敏電阻阻值的電路，在圖2的虛線框內畫出實驗電路原理圖(磁敏電阻及所處磁場已給出，待測磁場磁感應強度大小約為0.6～1.0T，不考慮磁場對電路其他部分的影響)。要求誤差較小。提供的器材如下:

A.磁敏電阻，無磁場時阻值R0=150Ω

B.滑動變阻器R，全電阻約20Ω

C.電流表，量程2.5mA，內阻約30Ω

D.電壓表，量程3V，內阻約3kΩ

E.直流電源E，電動勢3V，內阻不計

F.開關S，導線若干

(2)正確接線后，將磁敏電阻置入待測磁場中，測量數據如下表:

123456

U(V)0.000.450.911.51.792.71

I(mA)0.000.300.601.001.201.80

根據上表可求出磁敏電阻的測量值RB= Ω，結合圖1可知待測磁場的磁感應強度B=T。

(3)試結合圖1簡要回答，磁感應強度B在0～0.2T和0.4～1.0T范圍內磁敏電阻阻值的變化規律有何不同?

(4)某同學查閱相關資料時看到了圖3所示的磁敏電阻在一定溫度下的電阻—磁感應強度特性曲線(關于縱軸對稱)，由圖線可以得到什么結論?

解答略。

點評:本題全面考查了考生的實驗探究能力及創新遷移能力。從表面上看，對考生來說是一個“生題”，也不屬于“知識內容表”中所列的必考實驗，但仔細分析后會發現，此題與“測定金屬的電阻率”、“描繪小電珠的伏安特性曲線”及“傳感器的簡單使用”這三個必考實驗緊密相關，涉及電流表的內外接法，滑動變阻器的兩種用法(分壓式和限流式)、儀表的選擇、電路的設計以及數據的處理和誤差分析等重要內容。它是在原來實驗基礎上的重組與創新，通過實驗設計，數據分析，得出結論三個環節進行設問。考生要經歷提出問題，猜想假設，設計實驗，分析論證，綜合評估等實驗探究環節，考查考生的分析綜合能力，實驗與探究能力以及應用數學處理物理問題的能力。其中第(3)問的設置更注重開放性、探究性，體現對考生創新能力的考查，有利于激發考生的創新意識，培養科學精神和科學態度;第(4)問則合理運用上述情境另辟蹊徑，合理延伸，從圖1變化到具有對稱性的圖3，要求考生開放作答，從知識與技能，過程與方法上深入考查考生的自主探究能力，進一步體現了新課程的要求。

三、從單一實驗轉向組合實驗

為了使試題觸及更多的物理實驗知識，考核中學實驗教學的重視程度和達標程度，近年來，不論是單科考試還是理科綜合考試中的物理實驗，都呈現題素由單一轉向題型組合，即一道物理實驗題中有兩個或兩個以上彼此獨立的物理實驗考點，或者一道物理實驗題有多個角度的實驗知識設問，從而增大了實驗考核的廣度和深度。

圖4

【例2】 (2006年江蘇物理卷)

現在按圖4所示的電路測量一節舊

干電池的電動勢E(約為1.5V)和

內阻r(約20)。可供選擇的器材如下:

電流表A1、A2(量程為0~500μA，內阻約為500Ω)，滑

動變阻器R(阻值0~100Ω，額定電流為1.0A)，定值電阻R1(阻值約為100Ω)，電阻箱R2、R3(阻值范圍為0~999.9)，開關及導線若干。

圖5

由于現有電流表量程偏小，不能滿足實驗要求。為此，

先將電流表改裝(擴大量程)，然后再按圖4所示的電路進行測量。

(1)測量電流表A2的內阻，按圖5所示的電路測量A2的內阻，

以下給出了實驗中必要的操作:

A.斷開S1

B.閉合S1、S2

C.按圖5連接電路，將滑動變阻器R的滑片調至最左端，R2調至最大

D.調節R2，使A1的示數為I1，記錄R2的值

E.斷開S2，閉合S3

F.調節滑動變阻器R，使A1、A2的指針偏轉適中，記錄A1的示數I1

請按合理順序排列實驗步驟(填序號):。

(2)將電流表A2(較小量程)改裝成電流表A(較大量程)。

如果(1)中測得A2的內阻為468.0Ω，現用R2將A2改裝成量程為20mA的電流表A，應把R2調為 與A2并聯，改裝后電流表A的內阻RA為 Ω。

(3)利用電流表A、電阻箱R3測電池的電動勢E和內阻r。用電流表A、電阻箱R3及開關S按圖4所示的電路測電池的電動勢和內阻。實驗時，改變R3的值，記錄下電流表A的示數I，得到若干組R3、I的數據，然后通過作有關物理量的線性圖像，求得電池的電動勢E和內阻r。

①請寫出與你所作線性圖像對應的函數關系式。

②請在虛線框內的坐標中作出定性圖像(要求標明兩個坐標軸所代表的物理量，用符號表示)。

③圖中表示E，

圖中表示r。

解答略。

點評:不難看出，本題考查了三個實驗:①用“替代法”測“表頭”內阻;②電流表擴大量程;③用“一表一箱”法測電源電動勢E和內阻r。既考查了對實驗原理的理解和獨立完成實驗的能力，又考查了知識遷移和圖像處理問題的能力，第(3)問更是一個具有開放性的問題，導出的函數關系式表達方式不同，所作圖像也不同，本題對考生要求有較強的綜合能力。

從上不難看出，物理實驗雖年年有變，但萬變不離其宗，只要在平時的教學中切實重視了實驗，強化實驗設計能力的培養，對于《考試說明》中的每一個實驗都讓學生明確實驗原理，理解實驗方法，學會正確使用儀器進行觀察和測量，學會控制實驗條件和排除實驗故障，學會分析處理實驗數據并得出正確結論，了解實驗誤差和有效數字，學會獨立地寫出簡要的實驗報告，對同一實驗能用多種方法進行設計，抓住實驗試題的分類特征，形成基本的解題思路，不論考題如何變化，都會得心應手。

(責任編輯 黃春香)