2019年高考全國Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ卷物理實驗題賞析

林玉

摘?要：力學實驗和電學實驗是全國高考卷的必考內容，通過對2019年高考全國Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ卷中力學實驗和電學實驗題的剖析，總結命題特色及規律，體會力學實驗題的常規考查和電學實驗題的創新設計，通過備考策略的研究提升考生應對高考實驗題的能力.

關鍵詞：2019年高考全國卷;力學實驗;電學實驗;備考策略

物理實驗是培養學生創新精神和實踐能力的重要載體[1]，在2019年高考全國卷中勻變速直線運動規律是力學實驗的命題主干，電表的改裝與校準和歐姆定律的應用是電學實驗的熱點.通過分析2019年高考全國Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ卷物理實驗題，闡述其力學實驗和電學實驗的命題規律特征，并提出相應的備考策略，以期進一步提升學生的實驗能力.

1?力學實驗

2019年全國卷力學實驗（見表1）主要考查“等時間間隔”背景下勻變速直線運動規律分析及數據處理，選自2019年考試大綱：研究勻變速直線運動（實驗一）.整體難度較易，屬于對常規實驗的基礎考查，考生須注意數據單位及結果有效數字的保留問題.共同考點是“逐差法求加速度”，其中Ⅰ、Ⅱ卷中以紙帶上的實驗數據點呈現，Ⅲ卷以“頻閃照相”的周期性計時原理代替打點計時器.從實驗情境分析：Ⅰ、Ⅱ卷的實驗情境為物塊沿著粗糙斜面加速下滑，屬于常規情境，與人教版必修1第4章第6節教材P84例題2中“滑雪的人”受力情境相同;Ⅲ卷的實驗情境與人教版必修1教材P45“問題與練習T4”如出一轍，均注重促進課堂回歸教材.

2?電學實驗

2019年全國卷電學實驗（見表2）側重考查電表的改裝及校準（Ⅰ、Ⅲ），本質上都考查了歐姆定律/閉合電路歐姆定律在串、并聯電路中的應用.Ⅰ、Ⅲ卷的電學實驗選自考試大綱：練習使用多用電表（實驗十一）;Ⅱ卷的電學實驗基于考試大綱：描繪小電珠的伏安特性曲線（實驗九），實驗情境開放性設計明顯，并不直接選取于考試大綱中的某個實驗內容，但究其本質卻又回歸到了歐姆定律和串、并聯電路的分析.電學實驗命題規律如下：

表2?2019年高考全國卷電學實驗試題分析

電學實驗2019年全國Ⅰ卷2019年全國Ⅱ卷2019年全國Ⅲ卷

實驗目的改裝和校準毫安表+問題的分析與排除研究硅二極管在恒定電流條件下正向電壓與溫度的關系改裝和校準歐姆表

實驗裝置

考查內容①電流表改裝原理②校準毫安表時實際量程的計算及問題原因分析③如何修正定值電阻的阻值，解決量程偏差問題①歐姆定律的應用

②結合U-t圖象，分析如何調節滑動變阻器控制電路的電流恒定①多用電表歐姆表原理②歐姆表中值電阻特征，選取合適的滑動變阻器③閉合電路歐姆定律，標注表盤刻度

④歐姆調零及電阻箱的讀數

鏈接教材人教版選修3-1第2章第8節“多用電表”不是教材規定的實驗人教版選修3-1第2章第8節“多用電表”

核心素養科學思維：科學推理、科學論證、質疑創新科學思維：科學推理科學思維：科學推理科學探究：證據

2.1?注重電學實驗基礎原理的考查

2019年高考全國Ⅰ、Ⅲ卷的電學實驗分別考查了將微安表改裝成毫安表和歐姆表的基本原理方法，要求考生掌握電表改裝的基本原理，明白分流電阻和歐姆表內部電路的接法.通過將電路原理圖連接成實物圖，考查學生的實驗操作能力和實踐能力.2019年高考全國Ⅱ卷考查應用基本的歐姆定律求解定值電阻兩端電壓的問題.

2.2?注重電學實驗中數據的定量處理與分析

2019年高考全國Ⅰ卷中利用標準毫安表示數為16mA，分析改裝毫安表的實際量程是數據處理的難點之一.方法有兩種：1. 明確標準毫安表與改裝毫安表間串聯電流相等的特征，可將舊表盤示數160μA等值為16mA，從而輕松推理出量程250μA等值為25mA;2. 若考生沒有注意到方法1的特征，而是陷入分析改裝毫安表的內部并聯結構的話，解題時間將大大延長，涉及到的數據運算量較大：

16mA=160μA+160μA·1200ΩR①

解出R值.再利用I=250μA+250μA·1200ΩR②

解出I=25mA為實際量程.

Ⅰ卷中為了將改裝毫安表的實際量程25mA修正為預期值20mA，提出一種解決方案為將分流電阻R替換為kR，k值的求解過程也是定量分析實驗數據的重要體現.

2019年高考全國Ⅲ卷中巧用“歐姆表中值電阻=歐姆表內阻”的原理特征，考查學生歐姆表內部調零電阻R的選取.并選取兩個電流刻度25μA和75μA，考查閉合電路歐姆定律I=ER內+Rx的定量計算.2019年高考全國Ⅱ卷中的定量計算主要體現在依據U-t圖象計算測溫靈敏度|ΔUΔt|，相對而言簡單，但依然需要注意橫縱坐標的起點刻度并不是0的細節.

2.3?注重電學實驗的問題分析與排除

2019年全國Ⅰ卷中考查了造成改裝微安表量程偏大的可能原因：微安表內阻測量錯誤和分流電阻R阻值計算錯誤，屬于對考試大綱中“能在某些實驗中分析誤差的主要來源”精準考查.2019年全國Ⅱ卷中加強了考生“審題能力”的考查，考生須注意到實驗目的要求控制硅二極管始終處于恒定電流條件下，進而結合硅二極管U-t圖象中呈現的隨著溫度t的升高，硅二極管兩端電壓降低的特征，利用歐姆定律定性分析應如何調節滑動變阻器的阻值以保證整個串聯電路的電流恒定.

2.4?注重電學實驗的完整性和探究性

2019年全國Ⅰ卷·23包括：確定實驗目的→設計實驗電路→連接實物電路→發現問題→分析問題→解決問題;2019年全國Ⅱ卷·23包括：確定實驗目的→觀察實驗電路→調節溫度→分析如何調控電流恒定→實驗結果→具體應用;2019年全國Ⅲ卷·23包括：確定實驗目的→設計實驗電路→選取合適的儀器→連接實物電路→改裝表盤→校準表盤，均展現了完整的實驗探究過程，充分考查學生的實驗探究能力、創新能力和分析能力，考生猶如在實驗室真實完成了實驗一般.

3?備考策略

3.1?掌握基本實驗儀器的使用、常規實驗原理和關鍵實驗方法

高中階段學生應學會使用的基本儀器有：刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器;秒表、打點計時器;天平、彈簧秤;電壓表、電流表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱[2]，要求掌握這些儀器的使用方法、注意事項并能規范讀數.常規實驗原理如：打點計時器中紙帶數據的處理、牛頓第二定律的應用、功能關系、動量守恒定律、伏安法測電阻、閉合電路歐姆定律、電表改裝的原理、分流電阻和分壓電阻的接法等.關鍵實驗方法如：控制變量法、伏安法、等效替代法、描跡法、轉化法、半偏法[3]等.教學中注意回歸教材、落實基礎、理解基本的物理原理及研究方法才是提升備考效率的基石.

3.2?凸顯物理實驗的研究功能[4]

2019年全國卷中力學實驗分值為5分，難度較易;電學實驗分值為10分，難度稍大.實驗設計體現研究功能：如研究物塊與斜面間的動摩擦因數、研究勻變速直線運動規律、用數碼相機研究自由落體運動、研究硅二極管在恒定電流條件下正向電壓與溫度的關系等.這要求一線教師在教學中應摒棄“黑板上做實驗、題海中分析實驗、死背實驗裝置和步驟、死機誤差結果”等錯誤做法，開好實驗課，多讓學生親自動手完成實驗、處理真實實驗數據、分析實際實驗誤差.只有實際的操作體驗和數據處理，才能真正讓學生學會“做實驗、分析實驗、改進實驗”，增強實驗操作能力和實踐能力，并充分感悟物理實驗的研究功能.

3.3?增強實驗的創新性和開放性，培養學生的創新精神

高考物理實驗試題注重基本實驗原理在不同情境下的遷移應用，高考試題通過增強實驗情境的設計性、實驗儀器的開放性等，推動物理實驗教學更多地往探究性實驗方向發展.教師應適時、適量的創設新穎的探究性實驗活動、課題研究等，讓學生自主（或小組合作）完成“設計實驗裝置→制定實驗步驟→完成實驗操作→處理實驗數據→分析實驗誤差”這一完整的實驗探究過程.此類型活動的設計應基于教材的基礎實驗并能在分析實驗過程中回歸到高中物理實驗原理的本源，以此來提升學生基于實驗目的設計新實驗的能力，提升知識遷移和解決問題的能力，多樣化的實驗設計也可充分培養學生的創新精神.

參考文獻：

[1]程社宏，程力.核心素養視角下的高考物理實驗考查研究[J].物理教學，2018，40（06）：57-61.

[2]教育部考試中心.2019年普通高等學校招生全國統一考試大綱[M].北京：高等教育出版社，2018.

[3]林秋華，張志鵬，肖麗芙，陳金朋.2018年高考物理備考專題——電學實驗部分[J].中學物理教學參考，2018，47（Z1）：132-142.

[4]黃恕伯.高考物理試題對高中教學的引導——評2018年高考理綜全國卷物理試題特點[J].基礎教育課程，2018，（Z2）：74-76.