从近三年物理实验题看06年高考物理电学实验题的趋向及预测

从近三年物理实验题看06年高考物理电学实验题的趋向及预测
浙江省余姚中学 王军晖 315400
1、先看近三年物理实验高考考查情况：
内容 近三年高考考查情况
1、长度的测量 2004年全国理综，2004年江苏11，2005年全国Ⅰ22
2、研究匀变速直线运动 2003年全国12，2004年上海14，2005年广东12
3、探究弹力和弹簧伸长 2005年江苏11
4、验证力的平行四边形定则 2005年全国Ⅱ22
5、验证动量守恒定律
6、研究平抛物体的运动 2003年上海14
7、验证机械能守恒定律
8、用单摆测定重力加速度
9、用油膜法估测分子的大小
10、用描迹法画出电场中平面上的等势线
11、测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器） 2003年全国理综23，2004年北京理综22，2005年全国Ⅲ22
12、描绘小电珠的伏安特性曲线 2003年上海18，2004年上海18
13、把电流表改装为电压表 2004年全国理综22，2004年天津理综22，2005年江苏12
14、用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻 2004年上海15，2004年广东12，2005年全国1 22
15、用多用电表探索黑箱内的电学元件 2003年全国新课程卷13，2004年江苏12，2005年北京22
16、练习使用示波器 2003年江苏11
17、传感器的简单应用 2005年广东12
18、测定玻璃的折射率 2004年广东11
19、用双缝干涉测光的波长 2005年天津22，2005年广东11
从表中可知03、04、05年高考物理实验题主要考查了以下几个方面
（1）主要实验仪器的使用与读数
传统的重要实验器材如游标卡尺，螺旋测微器、打点计时器、电阻箱、滑动变阻器仍是高考实验试题的主角。
2003年，江苏卷考了示波器的使用，上海卷考了弹簧测力计的读数，全国理综卷考了游标卡尺读数，同年高考春季卷考了多用电表使用。
2004年全国理综卷Ⅰ、Ⅳ，2005年全国理综卷Ⅲ，天津卷考了螺旋测微器读数，2004年北京卷考了电阻箱的读数和滑动变阻器的选择，2005年全国理综卷Ⅱ，2004年全国理综卷Ⅲ，江苏物理卷、山东春季卷考了游标卡尺的读数。
（2）电阻的测量
电阻测量这节知识一直是高考中对学生的实验能力和实验知识的综合考查的最佳切入点，也是电学实验考查中最为核心的内容，以伏安法测电阻、滑动变阻器的选择为代表的此部分的知识综合程度高，涉及实验原理、实验器材的选择、实验步骤、实验方法、实验数据处理、实验电路设计、实物图连线等多方面知识、考查方式多种多样。目前的设计型实验也以设计测量电阻的电路为主。以2004年高考为例，全国理综卷1考的是测电压表的电阻、全国理综卷Ⅱ考的是用双电压表测电阻、北京理综卷考的是替代法测电阻、上海物理卷考的是伏安法测电阻、天津理综卷考的是半偏法测电流表内阻、几乎每份高考卷都对此知识点情有独钟，再以2003年高考为例，全国高考（此外含江苏、广东）考的是测多用电表10mA挡的内阻的方案设计、上海卷考的是选择测某一热敏电阻的电路图、全国理综卷考的是用伏安法测电阻的实验电路图和实验步骤。
测量电源电动势和内电阻也是电学的一个经典实验，其实验方法多样，2004年全国卷Ⅱ的试题是用定值电阻和电压表测，2005年全国卷Ⅰ则是用伏安法测，试题常见伏安法不同的是设置了理想电压量程小于电源电动势，电流表有一定内阻这些条件，其形式源于课本，又高于课本。
（3）实验操作过程的分析和实验数据的处理
现在的实验题越来越重视通过笔试的手段体现对学生的操作能力的考查，这主要体现在考查学生对于实验步骤的理解、对实验过程中出现问题的分析与相应的对策以及对仪器进行连线的题目越来越多了，近两年光是考实验步骤的高考卷就有2004年广东卷、江苏卷、2003年全国理综卷，而考实物连线的题目更多。
1．实物连线
笔试虽不能考实验的实际操作，但可以通过考查学生电路实物连线和插针法的连线来弥补，近几年来这方面的题目出现次数较多，有测电阻的电路实物连线，如2004年、2005年全国理综卷Ⅱ和北京理综卷、2002年全国春季高考卷、2001年全国高考卷、1999年全国高考卷；有测电源的内电阻和电动势的实物连线，如2004年和1999年的上海高考卷，2004年全国理综卷4考的虽是测等势面知识点，但也用到了分压接法的实物连线。另外在2004年和1999年高考卷中都出现过连接单刀双掷开关这一学生较少接触过的仪器的题目，说明高考题并不总是循规蹈矩。
2．作图法处理数据
作为数据处理的方法之一，作图法处理数据已成为最重要的手段了。这与它直观、误差小、易于发现错误数据、可以求平均值和求某些物理量有很大关系。目前此类题目正在从画直线向画曲线方面发展，要引起重视。如2004年江苏物理卷画的实际上是二极管的伏安特性曲线、2004年上海卷画的是小灯泡的伏安特性曲线、2003年上海卷通过I—U关系曲线图求热敏电阻的阻值，这些都是曲线。2003年全国高考理综卷则通过I—U图求待测电阻的阻值。
2、2006高考热点与冷点展望
2005年教育部考试中心命制三套理综试题，北京、天津实行自由单独命题，为理综卷，江苏、广东、上海三省市采用单科卷，即在全国范围内出现了五套理综卷三套单科卷。物理是以实验为基础的自然科学，实验是探索“物之理”的不可替代的途径，各级各类物理考试，实验题是很重要的一个方面。去年的八套试卷的实验题既体现了对考生的实验能力和创新精神的考查，又不脱离当前中学物理实验教学的实际，实验题分数约占物理总分的15%，从宏观上看，呈现出了以下几个特点：
（1）命题方式与往年相比发生了一定的变化
2004年以前的理综卷物理实验题只有一道，所考查的内容相对比较单一，一般是一道电学题，如伏安法测电阻，然后，试题从不同的角度和能力要求设计不同的小问题进行考查，而各个小问题也基本上是围绕着这道实验题的主干来设计的，而今年的全国卷Ⅰ、卷Ⅱ均是采用一个实验大题包含了两个小题。这两小题所考查的内容不同，分别是选自两个部分的内容。其中第1小题相对较易而第2小题相对较难，是实验题的核心。这种方式扩大了对实验知识的考查范围，降低了单个实验题的分值，提高了试题的信度和区分度。
（2）实验题的题型丰富，设问方式灵活
各套试卷的实验题均推陈出新，不仅考查了器材的选择，电路原理图的绘制、电学实验图的连接、基本仪器的使用、实验操作步骤、数据的采集与处理、图象的绘制、电路故障的判断及误差分析，更考查在理解的基础上，结合所学的理论知识，应用这样实验知识去设计或解决较新的实验情境即常说的开放性探究型实验题，如2005年北京卷22题的“电学黑箱子”问题便是很好的一例。
（3）实验题的取材广泛，重点突出
去年的实验题取材广泛，从力学到电学、光学，均有涉及，且以电学实验为主。其中涉及电学的实验有8道，光学实验题2道，力学实验题4道。这些实验题有的是课本上经典学生实验，而更多的是“源于教材又高于教材”的创新题，侧重考查学生的综合素质和利用基本原理、方法进行创新的能力，力求达到“只有动手做过实验才能得高分”的实验命题思想，对今后的实验教学有很好的促进作用。
3加强实验教学与训练，重视学生动手实验，切实培养实验技能
实验题是物理考试中赋分量高也是失分最多的题，也是制约着理科考生的一个“瓶颈”。从今年高考的实验题得分率只有29%来看、实验能力是考生较为薄弱的。教师在培养学生实验能力上绝不能再依靠纸上谈兵，实验的复习应注意：
（1）注意迁移变化，要求考生能运用所学过的实验知识去解决新的问题，要达到这样的水平，必须在迁移变化上狠下功夫，而迁移变化的基础是对实验原理和方法的真正理解，同时注意养成多角度思考问题的习惯，进行“发散”和“求异”思维的训练，做到举一反三，由此及彼，将这一实验的原理和方法运用到相同或相似的实验中去。
（2）关注误差，实验题的一个重点而且较难的问题是误差分析，新考纲对误差的要求是“认识误差问题在实验中的重要性，知道多次测量求平均值的方法可以减小偶然误差，能在某些实验中分析误差的来源，不要求计算误差，知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量结果，间接测量结果的有效数字运算不做要求。”这就要求考生：直接测量读数时要按照误差理论进行，该估读的一定要估读；选择器材、设计方案时要注意减小误差；实际操作过程和数据处理时注意减小误差。
（3）做一做，实验题虽是“纸上谈兵”，但在命题时总希望把“做过实验的”和“没有做过实验的”有所区分，同时，不亲自做一做，很难发现问题，很难达到对问题的真正理解，老师应当开放实验室，让学生带着问题去“看一看，摸一摸，想一想，做一做”，以增强他们的感性认识、培养其探究精神和创新意识。
（4）重视力、热、光实验。近几年的实验题几乎全是电学实验和基本仪器的读数，但今年的特点已向我们发出了信号：“一电一力”或“一电一光”或“一电一其他”式的实验命题方向已明显，要求我们在把电学实验放在重点位置的同时，应不忽视其他部分的实验。
3。最新模拟信息题
一、实验器材选择类
选择合适的实验器材是减小实验误差、顺利完成实验的前提。电学实验器材包括：电压表、电流表、电阻箱、多用电表的挡位、滑动变阻器等的选择。选择实验器材前首先要了解器材的性质、特点（包括量程、刻度、结构等），然后从器材的量程、允许通过的电流或所加的电压、测量的准确程度（或从减小误差的角度）、器材的安全使用、操作的方便、实验目的的达到等方面考虑。如：
1．（北京市崇文区一模）（3）现用伏安法较准确的测一个阻值约为30的电阻，可供选用实验仪器有
A. 电源（电动势3V，内阻）
B. 电源（电动势16V，内阻）
C. 电流表（量程0—1mA，内阻）
D. 电流表（量程0—500，内阻）
E. 电压表（量程0—3V，内阻）
F. 电压表（量程0—15V，内阻）
G. 滑动变阻器（阻值0——）
H. 开关和导线若干
①实验电路应选取的仪器是__________________________（用字母表示）；
②在下面方框图中画出实验电路图。


答案：（3）（6分）①B D F G H
②如图
二、实物连线类
实物连线，先要画出实验电路图，然后在电路图上标出电流的方向和电表的正负极（对已给出电路图的试题，则直接在电路图上标出电流的方向和电表的正负极），最后根据电路图在实物图中先串联电学元器件，再并联上电学元器件，注意连线时导线不能相交。
2．（本人预测题）使用如图所示的器材测定小灯泡在不同电压下的电功率，并且作出小灯泡的电功率与它两端电压的平方的关系曲线．已知小灯泡上标有“6V，3W”字样，电源是3个铅蓄电池串联组成的电池组，测动变阻器的规格是“5 2A”．要求：
??①把图1中实物连成实验电路；
??②图2的4个图象中哪个可能是正确的？简单说明理由．
??答：_______________________________________________________．
??【分析与解】变阻器通常用来控制电路中的电流或电压，可以有限流与分压两种接法，根据题意，灯泡电阻约为12 （ ），若采用限流，即使变阻器阻值用到最大，灯泡电压最小值可达4V左右，其电压调节范围约在4V－6V间，显然不宜选取合理数据范围作电功率与两端电压平方关系图线．而采用分压接法则灯泡两端电压变化范围为0V－6V间，便于选取数据作相应图线，至于电压表与电流表采用内接、外接，题目未给表的内阻，但实验学生用表在电阻为10 左右时，内、外接表误差差别不大，本题不作要求，连线时应注意量程选择与表“＋”“一”接线柱接法，接线如图3．
图2中所绘图线，由横、纵坐标可知为 图线，小灯泡在点亮时灯丝温度可高达上千摄氏度．随电压升高，灯丝温度升高，相应电阻率增大，电阻增大，与相应电阻不变时的功率相比要减少，或者说由 知，该图线斜率为 ，随v增大，R增大，斜率 减小，因此D图可能正确，而B图是R不变时图线．
三、实验电路选择、设计类
电路的选择、设计是电学实验考查的热点和重点，其考查内容主要包括：电流表、电压表的使用与接法，滑动变阻器的使用与接法，保护电阻的接法等。在近年来的高考电学实验中对滑动变阻器的分压式接法考查频率很高，因此，在解题时要将滑动变阻器的分压式接法与限流式接法进行比较，选择最佳方案；此外，还要弄清电流表、电压表在测电阻、校准电表、测电源电动势与内电阻这三类实验中接法的区别。
（1） 研究伏安特性曲线
3．（海淀区二模）（2）一个小灯泡的额定电压为6.3V，额定电流约为0.3A，用以下所给的实验器材描绘出小灯泡的伏安特性曲线，实验电路图7所示。
电源E1：电动势为8.0V，内阻不计；
电源E2：电动势为12.0V，内阻不计；
电压表V：量程为0—10V，内阻约为10kΩ
电流表A1：量程为0—3A，内阻约为0.1Ω;
电流表A2：量程为0—300mA，内阻约为1Ω；
滑动变阻器R：最大阻值10Ω，额定电流1.0A；
开关S，导线若干。
①依照实验电路图将图8中的实物图连接成实验电路。
②实验中电源应该选用 ；电流表应该选用 。
③实验测出的数据如下表所示，依照这些数据在图9所示的坐标纸中描绘出该小灯泡的伏安特性曲线。
U/V 0 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 6.3
I/A 0 0.05 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.23 0.25 0.27 0.27
图8 图9
答案： （2）①连接图如答图1所示。…………4分
②E1；A2。 …………6分 ③如答图2所示。 …………3分
（二）测电阻类
4．（北京市朝阳区一模）21. （18分）甲、乙两位同学在一次应用伏安法测量电阻Rx的实验中进行了如下操作：第一步用万用表粗测电阻Rx的阻值，第二步用伏安法测量电阻Rx的阻值。
图一
图二
（1）第一步中万用表的旋钮位置及指针偏转情况如图一所示，其示数是__________Ω。
（2）第二步中甲、乙两位同学用以下器材测量电阻Rx的阻值，他们各自设计的实验电路图如图二所示。
电源（电动势6V，内阻为0.5Ω）；
电压表（0—3V，内阻约为3kΩ）；
电流表（0—10mA，内阻约为30Ω）；
滑动变阻器（阻值0—10Ω，额定电流2A）；
电键和导线若干。
你认为按__________同学的实验方案进行测量比较准确。
（3）请你用笔画线代替导线，在图三中按照第（2）问你所选择的电路连接实验电路。
图三
（4）甲、乙两位同学各自用自己设计的电路进行了测量，并分别利用实验中记录的6组数据画出U—I图线，如图四所示。请根据你所选择的方案由图线算出被测电阻的阻值__________Ω。
甲 乙
图四
答案：21.
（1）240Ω；（4分）
（2）填“甲”得5分。 填“乙”不得分。
（3）第（2）问中选填“甲”，根据甲电路连接实物图的得5分。 第（2）问中选填“乙”，根据乙电路连接实物图的得5分。
（4）第（2）问中选填“甲”，或得4分 第（2）问中选填“乙”，或得4分
5．（2006年全国百校联盟高考《考试大纲》调研卷）(2).（12分）某待测电阻RX的阻值在 80Ω~100Ω之间，现要测量其电阻的阻值，实验室提供如下器材：
A. 电流表A1（量程0.9mA、内阻r1=10Ω）
B. 电流表A2（量程300μA、内阻r2 约为30Ω）
C. 电流表A3（量程0.6A、内阻r1 约为0.2Ω）
D. 电压表（量程15V、内阻约为20 kΩ ）
E. 定值电阻R0=20Ω
F. 滑动变阻器R ，最大阻值约为10Ω
G. 电源E（电动势4V）
A. 开关S、导线若干
①．（2分）在上述提供的器材中，要完成此试验，应选用_________（填字母代号）
②．（6分）测量要求电压表读数不得小于其量程的 ，请你在虚线框内画出测量电阻RX 的一种实验电路原理图（图中元件用题干中相应的英文字母标注）
③．（4分）用已知量和测量的量表示RX的表达式 RX=___________ .说明式中各字母所表示的物理量：__________________________________________
①（2分）ABEFGH.解析：根据测电阻实验原理、给定器材，实验要求。确定测电阻的方法 -----“安安法”，从而选择实验器材。
②（6分）
解析：考查：测定未知电阻的阻值。滑动变阻器的阻值R<10Rx，电表量程较小，控制电路采用分压电路；“伏安法”测电阻，测量中要求电压表读数不得小于其量程的，A1表测大电流，A2表测小电流，如果A2、R0串联后与Rx并联，I1=I2m+=137.5 AI2 测量电路Rx与A2串联后与R0并联。
③（4分） R0- r1 ,r1为A1表的内阻，R0为定值电阻，I1为A1表示数，I2为A2表示数，(I1-I2) R0= I2(Rx+r1) Rx= R0―r1
评析：本题以测未知电阻为背景材料的设计性试验，考查学生实验能力的综合素质。
（三）测电表内阻类
6. （预测题）为了测量量程为3V的电压表V的内阻(内组约2000Ω)。实验室中可以提供的器材有：
电流表A1，量程为0.6A，内组约0.1Ω 电压表V2，量程为5V，内组约3500Ω
电阻箱R1阻值范围为0－9999 电阻箱R2阻值范围为0－99.9
滑动变阻器R3，最大阻值约为100Ω，额定电流1.5A
电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω　
单刀单掷开关K，导线若干。
（a）请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V的内阻的实验电路，画出原理图（原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注），要求测量尽量准确。
（b）根据你所画的电路原理图在题中所给的实物图上画出连线。
（c）说明实验所要测量的量：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；写出计算电压表V的内阻RV的计算公式为RV＝_________________。
答案：
（四）测电源电动势、内阻类
7．(南师附中二模)虚线方框内是由电阻、电源组成的线性网络电路，为了研究它的输出特性，将电流表、电压表、滑动变阻器按图示的方式连接在它的输出端A、B之间。电键S闭合后，实验中记录的6组电流表示数I、电压表示数U如下表所示。
（1）试根据这些数据在下面的坐标纸上画出U—I图线。
（2）若将方框内的电路等效成电动势为E、内电阻为r的电源，从图线上求出电源的电动势E=_______V，内电阻r=______Ω。
（3）若电流表内阻为0，当滑动变阻器的滑片移至最上端时，电流表示数是_______A。
（4）变阻器滑片移动过程中，滑动变阻器的最大功率是_________W。
答案：
（1）粗差点2.38要去掉，连接成直线，单位合理，图形布满坐标纸
（2）电动势在2.5—2.7V之间给分, 内电阻在0.9—1.1Ω之间给分,
（3） 电流表示数在2.5—2.8A之间给分
（4）滑动变阻器的最大功率在1.55—1.75W之间给分
（五）电表改装类
①半偏法测电流表内阻时，应满足电位器阻值远远大于待测表内阻的条件.
②选用电动势高的电源有助于减少误差.
③半偏法测得的内阻值偏小（读数时干路电流大于满度电流，通过电阻箱的电流大于半偏电流，由分流规律可得）.
④改装后电表的偏转仍与总电流或总电压成正比，刻度或读数可由此来定，且刻度线应均匀.
⑥校准电路一般采用分压器接法.
8．（浙江温州地区七所重点高中高考考前统测卷）（3）某同学准备用500A的电流表改装成一块量程为2.0V的电压表。他为了能够更精确地测量电流表的内电阻，设计了如图l所示的实验电路，图中各元件及仪表的参数如下：
A．电流表G1(量程1.02mA，内电阻约100)
B．电流表G2 (量程500A，内电阻约200)
C．电池组E(电动势为3.0V，．内电阻未知)
D．滑线变阻器R(0—25)
E．四旋钮电阻箱R1(总阻值9 999)
F．保护电阻R2 (阻值约100)
G．开关S1，单刀双掷开关S2
(1) 实验中该同学先合上开关Sl，再将开关S2与a相连，调节滑线变阻器R，当电流表G2有某一合理的示数时，记下电流表G1的示数I；然后将开关S2与b相连，保持_____不变，调节_______，使电流表Gl的示数仍为I时，读取电阻箱读数r。
(2) 由上述测量过程可知，电流表G2内电阻的测量值rg＝________。
(3) 若该同学通过测量得到电流表G2的内电阻值为190，他必须将一个_______k的电阻与电流表G2串联，才能改装为一块量程为2.0V的电压表。
(4) 该同学把改装的电压表与标准电压表V0进行了核对，发现当改装的电压表的指针刚好指向满刻度时，标准电压表V0的指针恰好如图2所示。由此可知，该改装电压表的百分误差为________％。
答案：（3） R R1 rg=r
3.81千欧 5%
四、电路故障分析类
9. （静安区高三调研测试）17．(6分)如图所示是一个电热器电路。指示灯、电键、电热丝构成串联回路，接在电源上发现该电路有一个元件断路、有一个元件短路，但不知道是哪个元件上有故障，今用一个校验电灯分别依次接在各处进行检测，得到如下表所示的结果，请根据表格回答下列问题：
校验次序 1 2 3 4 5 6
校验接入点 af ab cd ef ad cf
发光情况 正常发光 不发光 发光不正常 不发光 发光不正常 正常发光
（1）由前两次检测可以知道：
（2）由第三次检测可以知道：
（3）由以上检测可以知道： 断路； 短路。
答案：（1）电源正常，电键或电热丝断路
（2）指示灯、电热丝未断路
（3） 电键 断路； 指示灯 短路。[各2分]
注：本人觉得“电路故障分析类”实验试题确实反映学生电学实验能力，但每年这类题在高考物理题中很少，实验题考查老是老面孔，缺少创新！今年的期待不知如何？
五、探究黑盒子问题类
10.（北京市宣武区一模）（3）（6分）如图3—1所示的暗箱有A、B、C、D共4个接线柱，V1、V2是两个分别连接在B、C和D、A接线柱上的理想电压表，S为连接在C、D接线柱上的开关。现有两节完全相同的普通干电池（电动势和内阻均相同）以及的电阻各一只，还有供连接用的导线若干。某实验小组选用这些组件相互串联装入暗箱中，实验发现： ①当开关S接通时，V1读数为2.50V，V2读数为1.50V；
②开关S断开时，V1的读数是3.00V，V2的读数是0.00V。求：
a. 请在下图中直接画出暗箱内的连线图；b. 每节干电池的内阻r大小是_________________。
图3—1
答案：（3）a. 正确的连线图：（3分）
b. （3分）
总之，综观近两年的高考电学实验题，不难发现电路设计、器材选择、实物连接、数据处理都是电学实验试题考查中重点和热点，在电学实验复习中只要立足于考纲规定的实验，对实验的原理、基本实验电路、实验器材的性质、特点、实验步骤、数据处理、误差分析等方面进行认真、全面的复习，学生就一定能正确和顺利解答电学高考实验试题！
注：浙江省实验题的估计：游标卡尺和螺旋测微器读数、实物连线、数据处理、电路设计。测电表内阻、伏安特性曲线（二极管）有一定的可能性！
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V2
A1
A
E
K
R1
R2
R3
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V
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E
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