近３年高考山東卷傳感器試題評(píng)析與啟示

鄒兆貴

在近幾年高考物理卷問題情境中，很多涉及傳感器，通過傳感器在力學(xué)、電學(xué)中的應(yīng)用，著重考查考生的科學(xué)探究能力．下面就近３年高考山東卷傳感器試題進(jìn)行評(píng)析，以期加深考生對(duì)傳感器相關(guān)知識(shí)的理解并對(duì)考生的復(fù)習(xí)備考提供幫助．

１ 近３年山東卷傳感器試題考查內(nèi)容統(tǒng)計(jì)

２０２１—２０２３年高考山東卷傳感器試題考查內(nèi)容統(tǒng)計(jì)如表１所示．

表１表明，近３年高考山東卷傳感器試題的題型固定，均為實(shí)驗(yàn)題．題量方面，２０２１年和２０２２年為一道，分值分別為８分和６分，２０２３年增加為兩道，分值增加為１４分．同時(shí)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，試題問題數(shù)目與總分值的對(duì)應(yīng)關(guān)系保持不變，分值為６分時(shí)，問題數(shù)目為３個(gè)，分值為８分時(shí)，問題數(shù)目為５個(gè)．考查規(guī)律方面，２０２１年只考查傳感器在電學(xué)中的應(yīng)用，２０２２年只考查傳感器在力學(xué)中的應(yīng)用，２０２３年既考查了傳感器在力學(xué)中的應(yīng)用，也考查了傳感器在電學(xué)中的應(yīng)用．總體上看，近３年高考山東卷傳感器試題情境新穎，重點(diǎn)考查學(xué)生的科學(xué)探究能力．

２ 典型例題分析

例１ （２０２２年山東卷）在天宮課堂中，我國航天員演示了利用牛頓第二定律測(cè)量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)．受此啟發(fā)，某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌、力傳感器、無線加速度傳感器、輕彈簧和待測(cè)物體等器材設(shè)計(jì)了測(cè)量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)，如圖１所示．主要步驟如下：

① 將力傳感器固定在氣墊導(dǎo)軌左端支架上，加速度傳感器固定在滑塊上．

② 接通氣源，放上滑塊，調(diào)平氣墊導(dǎo)軌．

③ 將彈簧左端連接力傳感器，右端連接滑塊．彈簧處于原長時(shí)滑塊左端位于O 點(diǎn)．A 點(diǎn)到O 點(diǎn)的距離為５.００cm，拉動(dòng)滑塊使其左端處于A 點(diǎn)，由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)．

④ 計(jì)算機(jī)采集獲取數(shù)據(jù)，得到滑塊所受彈力F、加速度a 隨時(shí)間t 變化的圖像，部分圖像如圖２所示．

回答以下問題（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）：

（１）彈簧的勁度系數(shù)為____N.m－１．

（２）該同學(xué)從圖２中提取某些時(shí)刻F 與a 的數(shù)據(jù)，畫出aＧF 圖像如圖３中Ⅰ所示，由此可得滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為____kg．

３ 啟示

通過對(duì)近３年高考山東卷傳感器試題的分析，得到如下啟示．

１）重視實(shí)驗(yàn)儀器的讀數(shù)及使用高中常見實(shí)驗(yàn)儀器的讀數(shù)及使用是學(xué)生必修內(nèi)容，涉及的儀器有電壓表、電流表、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器等．在日常的教學(xué)中，只有在實(shí)驗(yàn)室對(duì)這些儀器不斷操作，熟練掌握實(shí)驗(yàn)的基本技能，知道其原理及讀數(shù)的方法，才能使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力得到進(jìn)一步增強(qiáng)．

２）重視實(shí)驗(yàn)的基本原理

近３年高考山東卷傳感器試題均以傳感器為載體，以實(shí)驗(yàn)題的形式考查學(xué)生的科學(xué)探究能力．試題情境豐富，涉及力傳感器、加速度傳感器、電流傳感器、壓強(qiáng)傳感器、溫度傳感器，體現(xiàn)了傳感器的應(yīng)用價(jià)值．該類傳感器實(shí)驗(yàn)題，重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和閉合電路歐姆定律的理解與應(yīng)用．這是高中物理力學(xué)和恒定電路的核心內(nèi)容．

３）重視實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理是高考的重要考點(diǎn)，對(duì)學(xué)生的綜合分析能力要求較高．近３年高考山東卷傳感器試題均涉及通過圖像法分析和處理數(shù)據(jù)，解答問題時(shí)，尤其要注意圖像的橫軸、縱軸的物理量、單位及數(shù)量級(jí)，并知道圖像斜率及面積的物理意義，同時(shí)要注意有效數(shù)字的位數(shù)．教學(xué)時(shí)教師要重視對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差的分析，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)的能力，讓學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)良好的科學(xué)探究品質(zhì)．

總之，回顧近３年高考山東卷傳感器試題，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)其側(cè)重考查學(xué)生的理解能力及利用圖像分析和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力．同時(shí)還引導(dǎo)我們?cè)谄匠?fù)習(xí)備考中，要重視實(shí)驗(yàn)儀器的使用、實(shí)驗(yàn)的基本原理及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理，從而不斷提高科學(xué)探究能力，這樣才能取得良好的復(fù)習(xí)效果．