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1、章丘市教学研究室 李俊鹏,实验备考专题讲座,2009年实验备考专题,一、新考试说明与旧考纲对实验内容方面要求的变化,二、新考试说明与旧考纲对实验能力方面要求的变化,五、实验复习对策,三、近三年高考对实验的考查点分布统计,四、实验命题趋势分析,一、新考试说明与旧考纲对实验内容方面要求的变化,二、新考试说明与旧考纲对实验能力方面要求的变化,三、近三年高考对实验的考查点分布统计,（一）实验基础知识和基本仪器的使用,（二）力学实验,（三）电学实验,（四）选做部分实验的考察,四、实验命题趋势分析,（一）考情分析：通过以上数据统计分析可以看出，实验专题涉及的考点主要有：常用的基本物理实验仪器、物理分组实验
2、、重要演示实验。考查中要求学生具有独立完成实验的能力，包括理解实验原理、实验目的及要求，了解材料、用具，掌握实验方法步骤，会控制实验条件和使用实验仪器，会处理实验安全问题，会观察、分析和解释实验中产生的现象、数据，并得出合理的实验结论。要求学生能根据题目要求灵活运用已学过的自然科学理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题。,（二）考向走势：仪器的使用是实验考核的基础内容。无论是实验设计，还是原理分析，往往都涉及基本仪器的使用，所以一些基本仪器的原理、使用方法、注意事项和读数等，在近几年的高考试题中不断出现，长度和电学量的测量及相关仪器的使用是出题最频繁的知识点。近年来，高考
3、实验题已跳出了课本分组实验的范围，不仅延伸到演示实验中，而且出现了迁移类实验、应用型实验、设计型实验，甚至还出现了“研究性学习”类实验。这类试题对考生的要求较高，要求考生能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，能深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，还要具有较强的创新能力。,（三）高考中涉及到的实验类型及处理思路：创新实验题在近年高考题中频繁出现，创新实验可分为迁移类实验、应用型实验、设计型实验、“研究性学习”类实验等类型。,1迁移类实验：这类实验题具有如下特点：它们基本上都不是课本上现成的实验，但其原理、方法以及所要求的知识均是学生所学过的，即用“学过的实验方法”、
4、“用过的仪器”进行新的实验，以考查其基本实验素养和理解、推理、迁移的能力。解决这类问题的基本思路和方法是：仔细阅读题目，理解题意，在了解所介绍的实验仪器的基本原理、使用方法的基础上，运用以前所学过的知识、使用过的仪器和用过的实验方法，进行情景迁移、联想类比，就可解决问题。,【例题1】如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动。在圆形卡纸旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器。请将下列实验步骤按先后排序_。A使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触B接通电火花计时器的电源，使它工作起来C启动电动机，使圆形卡纸转动起来D关闭电动机，拆除电火
5、花计时器；研究卡纸上留下的一段痕迹（如图乙所示），写出角速度 的表达式，代入数据，得出 的测量值要得到 的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是_A秒表 B毫米刻度尺 C圆规 D量角器,A C B D,D,写出角速度 的表达式，并指出表达式中各个物理量的意义：_ 。为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动。则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示。这对测量结果有影响吗？ （填“有”或“无”）。,【备考提示】在以打点计时器为核心仪器的实验中，纸带的处理是关键所在，但处理
6、的数据不仅局限于长度，有时会涉及角度。因此要注意纸带数据处理方法的迁移运用。,【命题意图】本题以测定电动机的转动角速度为命题情境，考查了学生对纸带处理方法的迁移运用能力。在该问题的解答中，正确地选取计数点，将常见的纸带数据处理中的长度测量迁移为转动角度的测量是关键。,转过的弧度、N记录的点数、T打点的时间间隔,无影响,2应用型实验：这类实验题具有如下特点：它们基本上以生活、生产和现代科技中的某一实际问题为背景立意命题，且多以信息题的形式出现，要求学生能够从题给的文字、图表中捕获有效信息，运用所学的基础知识来解答。解决这类问题的基本思路和方法是：在熟悉各种仪器的使用的前提下，仔细阅读题目，理解题
7、意，从题给的文字、图表中捕获有效信息，从中找出规律，通过联想、等效、类比等思维方法建立与新情景对应的物理模型，并在旧知识与物理模型之间架设桥梁，并将旧知识迁移运用到新情景中去，然后进行推理、计算，从而解决问题。,【例题2（2007年重庆）】建造重庆长江大桥复线桥时将长百米、重千余吨的钢梁从江水中吊起（如左下图）。施工时采用了将钢梁与水面成一定倾角出水的起吊方案。为了探究该方案的合理性，某研究性学习小组做了两个模拟实验。研究将钢板从水下水平拉出（实验1）和以一定倾角拉出（实验2）的过程中总拉力的变化情况。 必要的实验器材有：钢板、细绳、水盆、水、支架、刻度尺、计时器和 等。根据实验曲线（右下图）
8、实验2中的最大总拉力比实验1中的最大总拉力降低 %。根据分子动理论，实验1中最大总拉力明显增大的原因是 ，。 可能导致测量总拉力的实验误差原因有：读数不准、钢板有油污、 、等等（答出两个即可）。,测力计,13.7,【备考提示】通过本题我们可以看出，现在的高考实验命题已经远远跳出课本中的实验，情境更加贴近生活实际，更加注重现实生活中的应用。但是解答所用的知识、方法却没有超出考试说明的要求。这就要求我们在平时的教学中一定要夯实基础，从最基本的实验知识及实验能力入手，切实提高学生的实验素养。而不能陷入题海战术，更不能寄希望于押题。,【命题意图】本题以真实工程建设中的施工案例为命题情境，考查了学生的基
9、本实验素养，其中包括实验原理的设计、情境的还原、仪器的选取以及实验数据和实验误差的分析。要求学生能从图中迅速的、正确地抽取出有用的信息，进行必要的处理，从而获得实验的结论。,3设计型实验：这类实验一般要求学生根据题目提出的目的、要求和给出的器材，设计出实验方案。要求深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，具有较强的创新能力。能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，进而设计出实验方案。解决这类问题的基本思路和方法是：明确实验目的设计实验原理根据实验原理设计多种实验方案对实验方案进行可行性分析，筛选确定最佳方案根据所定方案选择实验器材拟定实验步骤对实验数据进行处理得出实验结
10、论，并进行误差分析。值得一提的是，依据不同的实验原理选择不同的实验方案时，应遵循科学性，可行性，精确性，简便、直观性这四条基本原则。,【例题3（2006年四川）】在“测定金属的电阻率”实验中，需要测量金属丝的长度和直径。现用最小分度为1 mm的米尺测量金属丝长度，图中箭头所指位置是拉直的金属丝两端在米尺上相对应的位置，测得的金属丝长度为 mm。在测量金属丝直径时，如果受条件限制，身边只有米尺1把和圆柱形铅笔1支。如何较准确地测量金属丝的直径？请简述测量方法： 。,【命题意图】本题虽然以“测定金属的电阻率”实验为命题情境，但是实为考查学生对长度测量的掌握情况。涉及方面有读数、累积法对微小量的测量
11、、实验方案的简单设计等等。虽然本题不是很难，但却为我们指出了一条高考实验题的命题方向，2007年山东省高考实验题的最后一问就借鉴了本题的思路，这也正是我们研究高考的目的所在。,【分析解答】972.0 mm，在铅笔上紧密排绕金属丝 N 匝，用米尺量出该 N 匝金属丝的宽度 D ，由此可以计算得出金属丝的平均直径为 D/N。,【备考提示】通过本题我们可以看出，现在的高考实验命题已经涉及到基于实验基本知识和方法的实验方案设计问题，随着新课程改革的深入开展，这方面的命题一定会更加频繁，考查的深度也会逐渐增加。因此在平时的复习中，应当有意识的积累一些常见的典型实验方案设计，以备迁移运用。,2007山东卷
12、,4“研究性学习”类实验：这类实验题具有如下特点：以学生在开展研究性学习的活动中所遇到的问题为背景命题，要求学生根据题给条件设计某些实验方案，或给出一些仪器（或实验步骤）来求解某个物理量，或对某些设计出的实验，分析其实验数据得到规律，并对可能产生的误差进行分析。如果试题是要求设计方案，其答案往往具有开放性，侧重考查学生的发散思维能力和创新能力。如果试题是对某些设计出的实验进行数据和误差分析，则要求学生具有扎实的基础知识和实验能力。解决这类问题的基本思路和方法是：在熟悉各种仪器的使用方法、基本实验原理、方法和步骤的前提下，仔细阅读题目，理解题意，根据题给要求，广泛联想，设计出合理的实验方案即可。
13、当然，所设计出的方案应尽可能简单、方便。对于数据处理和误差分析的试题，则应根据题目所给的文字、图表等信息进行分析，找出各物理量之间的关系（定性或定量的关系）并总结出其变化规律，把握问题的本质特征。,【例题4（2005年上海）】科学探究活动通常包括以下环节：提出问题，作出假设，制定计划，搜集证据，评估交流等。一组同学研究“运动物体所受空气阻力与其运动速度关系”的探究过程如下： 有同学认为：运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关。 他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象，用超声波测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设。 在相同的实验条件下，同学们首
14、先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入下表中，图（a）是对应的位移-时间图线。然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落，分别测出它们的速度-时间图线，如图（b）中图线1、2、3、4、5所示。 同学们对实验数据进行分析、归纳后，证实了他们的假设。 回答下列提问：与上述过程中A、C步骤相对应的科学探究环节分别是 ，_ 。图（a）中的AB 段反映了运动物体在做_运动，表中X 处的值为_。,匀速运动,1.937,图（b）中各条图线具有共同特点：“小纸杯”在下落开始阶段做_运动，最后“小纸杯”做 运动。比较图（b）中的1和5，指出在1.0 1.5s时间段内，速度随时间
15、变化关系的差异: 运动。,匀速运动,图线1反映速度不随时间变化，图线5反映速度随时间继续增大,【命题意图】本题以学生的研究性学习：探究“运动物体所受空气阻力与其运动速度关系”实验为命题情境，考查学生对科学探究步骤的了解情况，同时着重考查学生的数据分析能力以及实验结果的归纳能力。,【备考提示】通过本题我们可以看出，高考实验命题情境可以多种多样，并且与新课标要求的结合会逐渐深入。其中课标中规定的科学探究要素：提出问题 、猜想与假设 、制定计划与设计实验 、进行实验与收集证据 、分析与论证 、评估 、交流与合作也要让学生有所了解，这也是很多创新型高考实验题的命题着力之处。同时对于学生的收集、处理信息能力的培养应当切实落到实处，这也是制约高考实验成绩的瓶颈所在。,
