1、 一、高考评价体系下的考情分析与备考策略一、高考评价体系下的考情分析与备考策略 (一一)高考评价体系下新高考命题简析高考评价体系下新高考命题简析 分析 2019 年、2020 年高考试题,我们会发现命题突出了立德树人的总体要求,充分彰显素养导 向理念和育人功能。命题强调考查必备知识、关键能力、学科素养和核心价值,方式上突出了基础 性、综合性、应用性和创新性。具体表现在: 1.突出核心价值引领,紧跟立德树人要求 对照最近两年的全国高考物理试题,特别是 2020年山东、北京、天津、海南等省市物理等级考 试试题,大都通过恰当选取背景素材,将立德树人的要求融入物理试题的解答过程中,厚植爱国主义情 怀,
2、彰显了高考的育人功能。比如,我国的航天技术发展迅速,“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆, 北斗系统顺利建成,实施火星探测任务“天问 1号”等。2020 年山东省等级考试第 7题、2020 年全国 卷第 16 题、2020 年北京卷的第 5题等均以此为背景,考查考生对万有引力定律、牛顿运动定律的 理解与应用,引导考生关注我国航空航天事业的发展,用以提升考生学习物理的兴趣,激发考生的民族 自豪感和使命感。 再像 2020 年山东省等级考试第 13题攀登珠峰并进行高度测量、第 16题冬季奥运会 U型池比 赛等,充分发挥物理学科特点,设计与体育运动和生产劳动相联系的实际情境,培养考生热爱体育和劳 动
3、,树立劳动观念,在展现我国科技、文化、体育等方面成果的同时,弘扬中华优秀传统文化,充分体 现了立德树人的要求。 2.聚焦物理必备知识,注重关键能力考查 纵观这两年的高考试题命制,试题聚焦高中物理学科全部主干内容和要求,以学生终身发展必须 掌握的必备知识为基础设计试题,试题按照“四翼”要求,加强了对基本概念、基本原理、基本思想方 法的考查,引导考生夯实物理学科基础的同时,聚焦物理学科必备知识,注重关键能力。例如 2019年 全国卷第 19 题考查多个物体在平衡状态下受力分析,涉及整体法、隔离法、矢量三角形法和假设 法等多种方法的运用;再如 2020年全国卷第 20题呈现物块的重力势能和动能随下滑
4、距离的关系, 要求学生能够从图像中提取信息,分析物块下滑物理过程中的能量变化,对学生的信息整理能力要求 较高;再如 2020年山东省等级考试第 17 题,利用质谱仪工作环境中的加速电场、偏转电场和偏转磁 场构建物理场景,需要考生将粒子的三维运动简化为匀加速直线运动、匀速圆周运动和类平抛运动 等,考查了考生将复杂问题中的对象、过程转换成物理模型的能力;2020年全国卷第 18 题对设问 进行创新,要求学生分析不同速度的粒子在磁场中的运动情形,再从这些不同情形中分析出粒子在磁 场中运动时间最长的情况,对学生批判性思维能力要求较高。 3.注重通过创设真实且有价值的问题情境,考查学生的物理学科核心素养
5、 2020年全国卷以及山东、北京、天津、海南等级考试题,试题情境化特征鲜明,有的情境来源于 生活,与日常生活以及生产实践密切相关;有的情境来源于真实的研究过程或实际的探索过程,考生在 解决这类情境中的问题时,必须调用所掌握的知识,运用创新的思维方式开展智力活动。如 2020年全 国卷第 14题安全气囊的作用、第 15题荡秋千、2020 年山东省等级考试第 1题以乘坐电梯的过 程为问题情境等,都与日常生活联系密切。再如,2020年全国卷第 17题以 CT扫描机中 X射线的 产生部分为情境考查学生对带电粒子在磁场中的运动规律的理解;2020年全国卷第 24 题以我国自 主研制的运-20重型运输机为
6、情境等。2020 年全国卷第 18题以海水中富含的氘核的聚变反应为 情境,进行科学态度与责任的升华,从而激发学生崇尚科学的精神。 4.增强开放性和探究性,加强实验能力的考查 试题选材注意引导中学开好实验课,促进学生实验操作能力和实践能力的培养。全面考查学生 的实验基本功以及科学探究能力。实验题都与教材原型实验明显不同,但都来自教材原型实验改编, 较好地考查了学生的创新能力。通过增强试题的开放性和探究性,引导学生创新意识的培养。例如 2019年全国卷 23 题考查电流表改装实验中电阻的连接、电表的校准、问题的分析与排除等,全面 考查学生的实验探究能力。再如 2020年全国卷第 23 题要测量热敏
7、电阻阻值随温度的变化关系, 要求学生画出测量的电路图,理解利用热敏电阻制作温控报警器的实验原理,从而根据报警器的实验 电路选择恰当的器材并完成相关电阻阻值的计算,对学生的实验设计能力和探究能力有较高的要求。 2020年山东省等级考试第 13 题创新性地利用手机、木板等身边的器材重新组合、构建新的实验方 案来测量重力加速度的大小等。这些都对考生的自主探究意识和能力提出了较高的要求。再如 2020年山东省等级考试第 14 题,本题是对“测量电源电动势和内阻”实验方案的探究,要求考生找出 “电压表示数的变化范围比较小”的原因,并改进设计方案,选择合适的器材,处理给出的数据,模拟连接 电路图。体现了对
8、“设计实验与制订方案,基于证据得出结论并作出解释,对探究过程和结果进行交流 和反思”等科学探究素养的考查。 (二二)高考评价体系下物理核心素养考查例析高考评价体系下物理核心素养考查例析 物理学科确定的学科素养是高考评价体系学科素养在物理学科的具体化。结合高考评价体系 和课程标准,确定物理观念、科学探究、科学思维和科学态度与责任为物理学科考试内容的学科素 养。 物理命题坚持以必备知识为基础,即要求学生在面对与物理相关的生活实践或学习探索问题情 境时,具备高质量地认识问题、分析问题、解决问题所必需的知识。在高考评价体系指引下,结合新 课程标准和原考试大纲,命题还确定了考查的关键能力,包括理解能力、
9、模型建构能力、逻辑推理能 力、分析综合能力、信息加工能力、实验探究能力等。 现对照近两年来全国高考试题和山东省等级考试模拟试题,分析其对核心素养考查的特点。 1.考查“物理观念” 【真题再现 1】(2020 全国卷,14,6分,难度)行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气 囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程 中的作用,下列说法正确的是( ) A.增加了司机单位面积的受力大小 B.减少了碰撞前后司机动量的变化量 C.将司机的动能全部转换成汽车的动能 D.延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积 素养点拨本题属于基础性考查。考查知识获取能力
10、群中的阅读理解能力,以安全气囊作用为素 材,创设学习探究类问题情境。本题考查的核心素养是物理观念中的能量观念,要求学生能够深刻理 解动量定理,能用动量和冲量观念分析生活中的问题,在此基础上得出合理的结论。 2.考查“科学思维”“科学态度和责任” 【真题再现 2】(2020 山东卷,18,16分,难度) 如图所示,一倾角为 的固定斜面的底端安装一弹性挡板,P、Q两物块的质量分别为 m 和 4m,Q 静止于斜面上 A处。某时刻,P 以沿斜面向上的速度 v0与 Q发生弹性碰撞。Q与斜面间的动摩擦因 数等于 tan ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。P与斜面间无摩擦,与挡板之间的碰撞无动能损失。 两物块
11、均可以看作质点,斜面足够长,Q的速度减为零之前 P不会与之发生碰撞。重力加速度大小为 g。 (1)求 P 与 Q第一次碰撞后瞬间各自的速度大小 vP1、vQ1; (2)求第 n 次碰撞使物块 Q上升的高度 hn; (3)求物块 Q 从 A点上升的总高度 H; (4)为保证在 Q的速度减为零之前 P 不会与之发生碰撞,求 A点与挡板之间的最小距离 s。 素养点拨本题属于综合性问题,以教材中常见的物块、碰撞为素材创设学习探索类问题情境。 本题考查的必备知识为“弹性碰撞”“动量守恒定律”“动能定理”“牛顿第二定律”“匀变速直线运动”“机 械能守恒定律”。要求考生依据对多次碰撞的分析,归纳物块第 n
12、次碰撞后上升的高度,涉及科学探究 素养中的分析综合、推理论证等元素。本题第(3)问既可以利用等比数列求和公式进行求解,也可以 综合运用能量守恒定律得到答案,为不同思维倾向的考生均提供了展示的机会,适度开放性的同时亦 有公平性的坚守。第(4)问设问回扣题中约束条件,很好地体现了物理问题的严谨性,引导考生养成严 谨认真、实事求是的科学态度。本题在物理观念方面,体现了物质观、运动与相互作用观和能量观 等要素;在科学思维方面,考查了建模、论证、质疑和创新的过程;在科学探究方面,需要考生基于证 据进行大胆的判断和创新;在科学态度与责任方面可以让考生体会到物理学科的严谨性,感受物理学 的魅力和美。该题能够
13、有效鉴别考生在“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”等素养 方面的综合水平。 3.考查“科学探究” 【真题再现 3】(2020 全国卷,23,9分,难度)已知一热敏电阻当温度从 10 升至 60 时阻 值从几千欧姆降至几百欧姆,某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材:电源 E、 开关 S、滑动变阻器 R(最大阻值为 20 )、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为 100 )。 (1)在下面框中所给的器材符号之间画出连线,组成测量电路图。 (2)实验时,将热敏电阻置于温度控制室中,记录不同温度下电压表和毫安表的示数,计算出相应的 热敏电阻阻值。若某次测量中电压
14、表和毫安表的示数分别为 5.5 V和 3.0 mA,则此时热敏电阻的阻 值为 k(保留 2位有效数字)。实验中得到的该热敏电阻阻值 R随温度 t 变化的曲线如图 甲所示。 (3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下,测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为 2.2 k。由图甲 求得,此时室温为 (保留 3位有效数字)。 (4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器,其电路的一部分如图乙所示。图中,E为直流电 源(电动势为 10 V,内阻可忽略);当图中的输出电压达到或超过 6.0 V时,便触发报警器(图中未画出) 报警。若要求开始报警时环境温度为 50 ,则图中 (选填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻,
15、另一固定 电阻的阻值应为 k(保留 2位有效数字)。 甲 乙 素养点拨本题既属于综合题,也属于创新题,以教材中用伏安法测量热敏电阻阻值随温度的变化 关系为素材,创设学习探索类问题情境。 本题考查的知识点为“电流表改装,元件的选取,电路设计,连电路图,闭合电路欧姆定律,有效数 字”;考查的关键能力是实践操作能力群中的设计能力、数据处理能力、动手操作能力、信息转化能 力。 本题主要考查学生的物理学科核心素养中关于“科学探究”及“物理观念”等方面的水平,尤其考 查“科学探究”中关于证据和解释要素的水平以及对传感器电路中相关概念的理解,考查学生是否明 确实验目的,理解实验原理和方法,能否分析数据,发现
16、其中规律,形成合理的结论,用已有的物理知识 求解相关问题。 4.考查“科学态度与责任” 【真题再现 4】(2019 全国卷,25)一质量为 m=2 000 kg的汽车以某一速度在平直公路上匀速 行驶。行驶过程中,司机突然发现前方 100 m处有一警示牌,立即刹车。刹车过程中,汽车所受阻力大 小随时间的变化可简化为图(a)中的图线。图(a)中,0t1时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反 应时间(这段时间内汽车所受阻力已忽略,汽车仍保持匀速行驶),t1=0.8 s;t1t2时间段为刹车系统的启 动时间,t2=1.3 s;从 t2时刻开始汽车的刹车系统稳定工作,直至汽车停止。已知从 t2时刻开始,
17、汽车第 1 s 内的位移为 24 m,第 4 s内的位移为 1 m。 图(a) 图(b) (1)在图(b)中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的 v-t图线; (2)求 t2时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小; (3)求刹车前汽车匀速行驶时的速度大小及 t1t2时间内汽车克服阻力做的功;从司机发现警示牌 到汽车停止,汽车行驶的距离约为多少(以 t1t2时间段始末速度的算术平均值替代这段时间内汽车的 平均速度)? 素养点拨本题既属于综合题,也属于创新题,以生活中的刹车问题为素材创设生活实践类问题情 境。考查的关键能力是模型建构能力、推理论证能力、创新能力,要求学生能够通过图像
18、获取信息, 对汽车整个刹车过程建立匀速运动、变减速运动、匀减速运动模型,要求学生具有批判性思维,能分 析判断第 4 s汽车是否已经停止,能灵活选用运动学公式、动量定理、动能定理求解汽车的速度大小、 克服阻力做的功、刹车距离等。考查的学科素养包括物理观念、科学思维、科学态度与责任,在潜 移默化中强化学生的安全意识。 (三三)高考评价体系下的备考策略指导高考评价体系下的备考策略指导 通过对 2020年高考卷的分析,基于高考评价体系下的 2021年高考备考,在物理专题复习时明确 做好以下几个方面: 1.基于物理学科核心素养确定物理教学的目标和内容 物理教学若仅以知识为线索展开,就会导致教学设计仅仅专
19、注于学生获得知识,而忽视物理课程 对学生物理学科核心素养的培养。为此,物理复习要进一步把培养物理学科核心素养作为教学的重 要目标,将“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”等物理学科核心素养的培养落实于教 学活动中。 在教学中,要通过对物理概念和规律的复习、系统反思和迁移应用,促进学生的物质观念、运动 与相互作用观念和能量观念不断发展,使其学会用这些观念解释自然现象,解决生产生活中的实际问 题。 2.注意创设问题情境进行教学,体会建构物理模型的思维方法 物理概念的建立需要创设情境。学生在学习物理概念之前,基于生活经验形成了大量的经验性 常识,要在此基础上建构物理概念,必须对所观察
20、的现象重新加工,在诸多客观情境中概括事物的共同 属性,抽象事物的本质特征,完成从经验性常识向物理概念的转变。 在这个过程中,教师要引导学生经历物理概念的建构过程和物理规律的形成过程,促进学生科学 思维的发展。要让学生体会建构物理模型的思维方法,理解物理模型的适用条件,能通过建构物理模 型来研究实际问题。 3.紧抓物理核心知识和方法 虽然教材的编排和考试的形式有了变化,但是物理教学的核心知识和高中物理培养的核心素养 没有发生变化。所以高三物理复习教学要在课程标准的指导下进行,严格把握课程标准对 教材中知识内容的要求层次,从而准确把握复习内容和深度,做到有的放矢。重视物理学基本概念、 过程与原理,
21、引导学生思考物理过程、有序规范答题,引导学生注意物理模型的分析,运用物理规律有 序思考、有序解决问题。建议在高三复习过程中,依据物理学科的力、电、磁、热、光、原子物理 的特点,在解决真实物理问题中,深入体会基本的解题思维过程:一要选择合适的研究对象,确定或建 立与真实情境一致的物理模型,分析清楚物理情境(物理过程和物理状态),运用物理规律列方程,解方 程得出合理答案;二要在备考过程中,通过自主审题、破题、分析试题,明确任何一个复杂的物理问题, 不过是研究对象和模型较多、物理过程和状态变化更复杂而已,达到举一反三,提升解题能力。 4.形成科学处理问题、解决问题的方法,强化学生自我反思、查缺补漏的
22、能力 二轮复习中容量大、节奏快、讲得多练得也多,学生比较辛苦,有时忙于做题,忙于考试,不注意 总结反思,这样不利于提升解决问题的能力。因此,要在教师指导下,在完成知识基础巩固之后,将试 题分门别类,归纳题型或者模型,然后提炼出解决这类问题的一般方法。要结合复习和模拟考试,反思 哪些知识是自己掌握的,还有哪些难点和重点自己没有突破,从而形成一个系统、科学的复习计划。 自己制作错题本、每次考试完成后写考试总结分析等来查缺补漏。 二、高考题型解法指导二、高考题型解法指导 题型题型 1 小题快做小题快做七法突破高考选择题七法突破高考选择题 选择题的考查构思巧妙,概念性强,方法灵活多样,经常会设置陷阱,
23、稍不注意,极易失分;同时由于 选择题给出了明确的选择支,只要谨慎解题、充分利用选择支的特性,又容易获得高分。如何解好高 考选择题一直是重要的研究课题,除了要求考生具有扎实的基础知识外,还要掌握一些常见的解题方 法与技巧,既要千方百计地解好选择题,又不能“小题大做”耽误太多时间,影响后面题目作答。我们解 答选择题的原则一是提高解题速度,二是提高解题的准确度。为此我们必须掌握适当的方法和技巧, 加强专项训练。以下提供解物理选择题的几种常用方法,供大家参考。 常用解法常用解法 1.直接判断法 通过阅读和观察,利用题中所给的条件,根据所学的物理事实、概念、定理、定律等,经过思考从 题目提供的多个选项中
24、,直接作出判断或经过推理、计算,选出正确选项。 2.筛选排除法 选择题的答案一定包含在题目所给的备选选项之中,根据选择题的这一特点,通过对题述物理过 程、物理条件和备选选项形式的分析,将不合题意的选项逐一排除,最终选出正确选项的方法叫做筛 选排除法。如果选项是完全肯定或否定的判断,可通过举反例的方式排除;如果选项中有相互矛盾或 者是相互排斥的选项,则两个选项中可能有一种说法是正确的,当然,也可能两者都错,但绝不可能两 者都正确。总之,判断一个选项正确很难,但判断一个选项错误是很容易的,只要有一种情况不符合要 求就是错误的。多选题只要排除两个选项,则剩余两个选项一定是符合题目要求的。 3.图像图
25、解法 物理学中的图像和示意图种类很多,如示意图、过程图、函数图、矢量图、电路图和光路图等。 利用图像或示意图解答选择题,便于了解各物理量之间的关系,能够避免烦琐的计算,迅速简便地找出 正确选项,还能解决一些用一般计算方法无法解决的问题。若题干或选项中已经给出了函数图,则需 从图像纵、横坐标的物理意义以及图线中的“点”“线”“斜率”“截距”和“面积”等诸多方面寻找解题的 突破口。此类题目在力的动态变化、物体运动状态的变化、波形变换、气体状态变化、电磁感应 现象等问题中最为常见。 4.特殊值检验法 特殊值检验法是让题目中所涉及的某一物理量取特殊值,通过相对简单的分析和计算进行判断 的一种方法。有些
26、选择题,根据它所描述的物理现象的一般情况,较难直接判断选项的正误时,可以利 用题述物理现象中的某些特殊值或极端值,对各选项逐个进行检验,凡是用特殊值检验证明是不正确 的选项,在一般情况下也一定是错误的,可以排除。它适用于将特殊值代入后能将错误选项均排除出 去的选择题,即单项选择题,当然,也可以作为一种将正确的选项范围缩小的方式应用于多项选择题的 解答中。 5.单位检验法 有些选择题的选项是用字母表示的代数式,如果某个选项的单位与题干中要求的物理量的单位 不一致,就可以排除这个选项(请注意:与题干中要求的物理量的单位相同的选项并不一定正确,因为 用单位判断法不能确定常数项的正确与否)。如果这种方
27、法不能排除所有错误选项,只要能排除部分 错误选项,对帮助正确选择答案也是有益的。 6.极限分析法 有的物理问题要讨论最终状态,但通过具体的物理公式或规律无法得出,若将某些物理量的数值 推向极限(如设定摩擦因数趋近零或无穷大、电源内阻趋近零或无穷大、物体的质量趋近零或无穷 大等),并根据一些显而易见的结果、结论或熟悉的物理现象进行分析和推理的一种办法,称为极限分 析法或极限法。 7.估算法 在选择题中,还有一些貌似计算求解的题目,而实质只需做一些粗略的估算就能得出判断。例如, 有些选择题只要求判断两物理量的比值关系,而有些选择题本身就是估算题,有些选择题只要求研究 某个物理量的取值范围等,可通过
28、比例法和粗略的计算求出结果。 除上述常用的解法以外,还有类比分析法、等效代替法、逻辑推理法、建构模型法等方法,在这 里不再一一赘述。需要说明的是,解答一个选择题可能同时用到多种方法,比如用排除法排除一个或 两个选项后,再利用其他方法做出最后的判断。 分类例析分类例析 一、定性分析型 【例 1】(2020全国卷) 如图所示,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆环。圆环初始时静 止。将图中开关 S由断开状态拨至连接状态,电路接通的瞬间,可观察到( ) A.拨至 M 端或 N 端,圆环都向左运动 B.拨至 M端或 N 端,圆环都向右运动 C.拨至 M端时圆环向左运动,拨至 N
29、端时向右运动 D.拨至 M 端时圆环向右运动,拨至 N 端时向左运动 点拨本题考查楞次定律的理解与应用,可用直接判断法进行解答,选出正确选项。 二、定量计算型 【例 2】(2020全国卷)火星的质量约为地球质量的 ,半径约为地球半径的 ,则同一物体在火 星表面与在地球表面受到的引力的比值约为( ) A.0.2 B.0.4 C.2.0 D.2.5 点拨本题考查万有引力定律的应用,属于定量计算的选择题。使用直接判断法解出结果即可。 三、图表图像型 【例 3】(多选)(2020 山东卷) 如图所示,平面直角坐标系的第一和第二象限分别存在磁感应强度大小相等、方向相反且垂直 于坐标平面的匀强磁场,图中虚
30、线方格为等大正方形。一位于 Oxy 平面内的刚性导体框 abcde 在外 力作用下以恒定速度沿 y轴正方向运动(不发生转动)。从图示位置开始计时,4 s末 bc边刚好进入磁 场。在此过程中,导体框内感应电流的大小为 I,ab 边所受安培力的大小为 Fab,二者与时间 t的关系图 像可能正确的是( ) 点拨本题考查感应电流、安培力的计算,除了解析中使用的直接判断法之外,还可以使用排除法, 比如:只分析 t=1 s 和 t=2 s这两个时刻的感应电流和安培力大小就可以直接排除错误选项。 四、信息迁移型 【例 4】(2020全国卷)CT扫描是计算机 X射线断层扫描技术的简称,CT 扫描机可用于对多
31、种病情的探测。图甲是某种 CT机主要部分的剖面图,其中 X 射线产生部分的示意图如图乙所示。 图乙中 M、N之间有一电子束的加速电场,虚线框内有匀强偏转磁场;经调节后电子束从静止开始沿 带箭头的实线所示的方向前进,打到靶上,产生 X射线(如图中带箭头的虚线所示);将电子束打到靶上 的点记为 P点。则( ) 甲 乙 A.M处的电势高于 N 处的电势 B.增大 M、N之间的加速电压可使 P点左移 C.偏转磁场的方向垂直于纸面向外 D.增大偏转磁场磁感应强度的大小可使 P点左移 点拨本题属于信息迁移题,通过 CT 扫描机的原理构建带电粒子在组合场运动的模型,对考生的 模型构建能力、信息加工能力和分析
32、综合能力有较高的要求。 五、组合综合型 【例 5】(多选)(2020 全国卷) 一物块在高 3.0 m、长 5.0 m 的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑,其重力势能和动能随下滑距离 s 的变化如图中直线、所示,重力加速度取 10 m/s2。则( ) A.物块下滑过程中机械能不守恒 B.物块与斜面间的动摩擦因数为 0.5 C.物块下滑时加速度的大小为 6.0 m/s2 D.当物块下滑 2.0 m时机械能损失了 12 J 点拨本题考查牛顿第二定律、摩擦力、机械能守恒定律、能量守恒定律等知识点,综合性比较 强。 题型题型 2 实验考实验考“做做”有序突破高考实验题有序突破高考实验题 方法策略方法策略
33、实验题在高考试卷中一般包含两道题目,一般都是按“一小一大、一力一电”模式进行题目设置, 题目基本都是中、低档题。很多考生很害怕做实验题,根本原因就是平时学习和复习过程中只追求 刷题量,不注重实验能力的培养,换句话说,也就是只注重“做”实验题,而不注重真正的到实验室去“做” 实验。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,这句话对实验的复习有很好的借鉴意义。 明确实验题失分的四种常见情况 1.不能准确读数 (1)高考常出螺旋测微器和游标卡尺的读数,但遗憾的是无论教师怎样强调,仪表读数题错误率每 年居高不下。 (2)不懂多用电表或电压表、电流表选择不同的挡位时有不同的读数规则。 2.画图的问题 (1)画
34、电路图或用笔连实物图时,电路连线画不到位;导线连接在变阻器的滑片上;导线出现了交叉; 跨过电表的盘面与黑区混在一起看不清;对选定的电表没有标明清楚;用铅笔画好后没有再用钢笔画 黑,扫描时看不清楚等。 (2)画坐标图时,没有画箭头,或画完箭头后不标明物理量及对应的单位等。 (3)画出的图像不完整,只画中间描点部分,不延长,不能从图像得到结果等。 3.操作、结论或误差分析的表述不准确 (1)在“探究弹簧的弹力与伸长量的关系”的实验装置的安装中,将“竖直安装刻度尺”写成“垂直安 装刻度尺”。 (2)将“接通电源,释放纸带”写成“通电放纸”等不规范口语。 (3)将多用电表中的“欧姆调零”写成“调零”“
35、机械调零”。 (4)在下“探究弹簧的弹力与伸长量的关系”的实验结论时,把“在弹性限度内”写成“在弹簧的量程 内”“在弹簧的耐力内”等。 (5)在下“验证机械能守恒定律”的实验结论时,忘记说明“在误差允许的范围内”。 (6)在下“验证牛顿第二定律”的实验结论时,以“在误差允许的范围内”代替“在外力不变的条件下” 或“在小车的质量不变的条件下”。 4.表达式或计算结果的问题 (1)字母形式的结果含有确定或不确定的数字,如把电压表的内阻值用数字与其他测量的物理量 混合在一起;又如用“10”代替“g”与其他测量的物理量混合在一起,造成量纲混乱。 (2)把某个物理量的单位与物理量的符号混合在一起,造成表
36、达式的错误。 (3)数字形式的结果写成含根号或分式,或不能按题后括号所要求的有效数字填空。 (4)答题卡上数字形式结果的单位,该写的没写上,不该写的写上了。单位究竟写还是不写以试卷 为准,如果试卷留空的横线后有单位,那么在答题卡上就不能写单位了;反之,在答题卡上就必须写上 单位。 分类例析分类例析 一、教材原型实验 教材原型实验题主要考查考生的科学探究素养,这就要求我们在高考实验备考中要重视教材中 的每一个实验,弄清和掌握教材中每一个实验的实验原理、实验步骤、数据处理、误差分析等,对每 一个实验都应做到心中有数,并且能融会贯通。 【例 1】(2020山东卷)实验方案对实验测量的精度有直接的影响
37、,某学习小组对“测量电源的电 动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有: 干电池一节(电动势约 1.5 V,内阻小于 1 ); 电压表 V(量程 3 V,内阻约 3 k); 电流表 A(量程 0.6 A,内阻约 1 ); 滑动变阻器 R(最大阻值为 20 ); 定值电阻 R1(阻值 2 ); 定值电阻 R2(阻值 5 ); 开关一个,导线若干。 (1)该小组按照图甲所示的电路进行实验,通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏, 记录此过程中电压表和电流表的示数,利用实验数据在 U-I 坐标纸上描点,如图乙所示,结果发现电压 表示数的变化范围比较小,出现该现象的主要原因是 。(
38、单选,填正确答案标号) A.电压表分流 B.干电池内阻较小 C.滑动变阻器最大阻值较小 D.电流表内阻较小 图甲 图乙 (2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题,该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案,重 新测量得到的数据如下表所示。 序 号 1 2 3 4 5 6 7 I/A 0.08 0.14 0.20 0.26 0.32 0.36 0.40 U/V 1.35 1.20 1.05 0.88 0.73 0.71 0.52 请根据实验数据,回答以下问题: 如图丙所示的坐标纸上已标出后 3 组数据对应的坐标点,请在坐标纸上标出前 4组数据对应 的坐标点并画出 U-I 图像。 图丙 根据实验数
39、据可知,所选的定值电阻为 (填“R1”或“R2”)。 用笔画线代替导线,请按照改进后的方案,将下面的实物图连接成完整电路。 图丁 点拨本题是用 U-I 法测电源电动势和内阻的教材原型实验,唯一的变化就是电源内阻太小,导致 实验过程中电压表示数变化不明显,故需要把一定值电阻与电源串联后一同测量。 二、创新型实验 创新型实验主要考查考生的知识迁移能力和解决实际问题的能力,解决此类问题要有“以不变应 万变”的策略。创新型实验有以下几类: 1.实验器材的等效与替换。常见的考查模式主要有两种:一种是不变目的,变装置;另一种是不变 装置,变目的。 2.实验原理的拓展与延伸。该类实验的特点是题目来源于教材,
40、但又高于教材,实验的基本原理 和思想方法是考查的核心,要解决此类实验问题,关键是对实验原理的分析和理解要透彻。 3.实验情境的设计与创新。不管实验情境的设计进行了怎样的创新,其考查的实验原理和实验 处理方法仍然不变,因此,对于创新型实验的处理,最根本的方法是要把实验的本质从新情境中分离出 来,找出与常规实验的相同之处,然后运用类似的实验原理和实验数据处理方法进行处理。 【例 2】(2020山东卷) 图甲 2020年 5 月,我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量,其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速 度,进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材设计了如下实验,测量当地重力加速度的大小。 实验步
41、骤如下: ()如图甲所示,选择合适高度的垫块,使木板的倾角为 53,在其上表面固定一与小物块下滑路 径平行的刻度尺(图中未画出)。 ()调整手机使其摄像头正对木板表面,开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放,用手机 记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放,选择小物块运动路径上合 适的一点作为测量参考点,得到小物块相对于该点的运动距离 L 与运动时间 t的数据。 ()该同学选取部分实验数据,画出了 -t图像,利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为 5.6 m/s2。 ()再次调节垫块,改变木板的倾角,重复实验。 回答以下问题: (1)当木板的倾角为 37 时,所绘图像
42、如图乙所示。由图像可得,物块过测量参考点时速度的大 小为 m/s;选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的 A、B 两点,利用 A、B两点数据得到小物 块下滑加速度的大小为 m/s2。(结果均保留 2 位有效数字) (2)根据上述数据,进一步分析得到当地的重力加速度大小为 m/s2。(结果保留 2位有效 数字,sin 37=0.60,cos 37=0.80) 图乙 点拨本题实质上就考了一个初速度不为零的匀加速直线运动情境,利用数形结合的方法求初速 度和加速度,进一步再应用牛顿第二定律求重力加速度。 题型题型 3 大题巧做大题巧做三步突破高考计算题三步突破高考计算题 一、科学审题 审题是解题的第一步,
43、能否迅速、准确地领会题意,弄清已知和未知,找准解题的切入点,能否通 过阅读、观察、画图、思考、分析等思维过程在头脑中形成一个生动、清晰的物理情境,构建出相 应的物理模型,找到所适用的物理规律和解题方法,是审题能力高低的重要体现。审题主要从以下三 个方面考虑问题: 明确题给条件和目标;明确物理状态和过程;确定解题思路和方法。 1.快速浏览不可少 浏览是审题的第一步,一般计算题的题干较长,文字叙述较多,情境较为复杂。浏览就是先把题目 粗看一遍,弄清大概意思,对于题述的物理情景、属于哪方面的问题、可能用到哪些知识等都应做到 心中有数。浏览能为解题打下基础,并可大致判断出攻克的概率和所用知识的熟练程度
44、,若属于比较 熟练的问题则可以树立起解题信心,有利于超水平发挥。 2.仔细研读最重要 仔细研读是破题的基础,它是一个接受信息、强化意识的过程,同时能解决在浏览中漏看或错看 等问题。在细读过程中必须做到: (1)确定研究对象:研究对象是物理现象的载体,抓住了研究对象就打开了解题的大门。 (2)找出条件:条件是对研究对象所发生的物理现象和物理事实的一些限制,是指“题目中告诉了 什么”,分析时首先明确显性的已知条件,然后挖掘隐蔽的隐含条件,最后还要澄清混乱的模糊条件。 显性条件较易被感知,隐含条件却不易被发现,它可能隐含在物理概念、规律、现象、状态、过程、 图形、图像、关键词语之中;模糊条件往往存在
45、于一些模糊语言之中(一般只界定一个大概的范围)。 找出已知条件:如哪些物理量是已知的,接触面是否光滑;是否考虑粒子的重力;粒子带正电还 是带负电;物体是否能通过竖直圆周的最高点;待求量是否是矢量;结果要求保留几位有效数字等。 挖掘隐含条件:隐含条件的挖掘是破题的重要环节,有些考生往往因不能有效地挖掘隐含条件 而导致解题时束手无策。 a.物理概念中的隐含条件:如交变电流的有效值,意味着相同时间内在相同电阻上与直流电产生 相同热量。 b.物理模型中的隐含条件:如质点、点电荷意味着不计形状和大小;同步卫星意味着卫星的角速 度或周期与地球相同;自由落体运动意味着不计空气阻力等。 c.物理现象、状态中的
46、隐含条件:如受力平衡状态意味着合力为零;“缓慢移动”意味着物体处于 动态平衡状态;在轨运行的宇航员意味着完全失重状态等。 d.关键词语中的隐含条件:如表现极值条件的用语“最大”“最小”“至少”“刚好”等,均隐含着某些物 理量可取特殊值。 e.图形、图像中的隐含条件:实物图、示意图中的几何关系可以作为量化信息利用;物理图像中 隐含的条件一般与数学知识有关,如 v-t图像隐含速度、加速度的变化规律,“面积”表示位移;U-I 图像 隐含导体的电阻、电动势和内电阻等。 f.物理常识中的隐含条件:在一些近似估算中,考生需根据常识自己给出条件,如成年人的质量为 60100 kg,自行车的速度约为 5 m/
47、s,月球的自转周期约为 27 天等。 舍弃干扰条件:发现题中的干扰条件要大胆舍弃,干扰信息往往与解题的必备条件混杂在一起, 若不及时识别并排除,就容易受干扰而误入陷阱。 (3)明确目标:目标是指题目“问的什么”“要求什么”,读题时在这里必须略加停顿,以便明确目标,把 握方向,避免答非所问,解非所求。 (4)理清过程把握状态:物理过程是指研究对象在一定条件下变化和发展的程序,若是多过程问题, 则可将全过程分解为多个子过程或将多个子过程合并成一个全过程;状态是指研究对象在某时刻或 某位置所呈现的特征。每一道物理试题都是由若干个物理状态和过程组合而成的,弄清楚这些状态 和过程就把题目理出了头绪。我们
48、可以利用画草图的方法把某研究对象在某物理过程中以及该过 程两端所呈现的特征显示出来,以便借助简图找到这些状态和过程所遵循的物理规律。 【例 1】(2019全国卷)静止在水平地面上的两小物块 A、B,质量分别为 mA=1.0 kg,mB=4.0 kg; 两者之间有一被压缩的微型弹簧,A 与其右侧的竖直墙壁距离 l=1.0 m,如图所示。某时刻,将压缩的 微型弹簧释放,使 A、B 瞬间分离,两物块获得的动能之和为 Ek=10.0 J。释放后,A 沿着与墙壁垂直的 方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为 =0.20。重力加速度 g 取 10 m/s2。A、B运动 过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。 (1)求弹簧释放后瞬间 A、B 速度的大小; (2)物块 A、B中的哪一个先停止?该物块刚停止时 A与 B 之间的距离是多少? (3)A和 B 都停止后,A 与 B之间的距离是多少? 审题 读取题干 获取信息 静止 A、B组成的系统开始的动能、动量均为 0 将压缩的微型弹簧释放,使 A、B 瞬间分离,两物块获得 的动能之和为 Ek=10.0 J 弹簧释放后瞬间 A、B组成的系统满足动量守恒定律和 机械能守恒定律 A、B与地面之间的动摩擦因数均为 =0.20 A、B在水平面上的运动为加速度大小相同的匀减速直 线运动 A、
