2009—2018年高考物理电学实验试题研究

物理是高中学习中以实验为主体基础的一门学科，实验作为高考考查的重点，其分值所占比例较大，占理综物理试题总分值的13%左右。提高物理电学实验试题学习成绩是提高学生高考能力和水平的重要途径，也可以培养学生的考试能力，将高中物理书电学实验的知识与高考应用内容融会贯通。加强对高考物理考试中电学实验试题的研究，不仅在物理教学中占据重要地位，在学生的日常生活考试中也影响深远。因此，学校应重视探究电学实验试题在高考物理过程中的应用发展，它是完善高考物理结构的必要举措，不仅加强了对学生物理电学实验知识的理解，使得学生对高中物理考试知识常识有了定性了解，也增强了学生的理性思维能力，如何提升对电学实验试题的解题能力和水平，成为学生在高考物理过程中遇到的首要难题。因此，高中物理课程要展现出物理学科的主要特点和内容，发挥实验在物理教学中的重要作用。 一、现阶段高考物理电学试题应用发展的现状 目前，我国高中阶段的学生实验方面的能力和水平普遍不高，应该是多方面的，除了实验的仪器和设备配置不足以外，重要原因是因为高中阶段的物理学科考试主要都是以基础知识的考查为主。书面知识的考查中虽有部分的实验题，但对真正意义上的考试来说无疑是纸上谈兵，考试过于重视理论的考查，进而忽视了实验试题的考查，甚至有的同学考试前在黑板上背实验过程及原理的内容，这种现象在高中物理教学中屡见不鲜，这种教学对考试的有效性值得怀疑。在传统的物理考试中，实验是各学科教学的主要手段，进而更好地应用教学，部分教师和学生很少意识到实验教学的内涵，实验本身的意义就是实现学习和教学的最终目标，从根本意义上说，在教师和学生的观念当中，实验的地位不高，仅起到配合教学的作用，没有独立地位。因此，加强和改革高考物理电学实验试题教学，培养学生的实验能力和水平，进而提高学生的电学实验能力水平，是关系到教育人才的培养、高等学校录取优秀合格人才的重大问题。本文结合近10年高考物理电学实验试题考查的现状、电学实验试题的内容、结构以及特点进行探究，发现高考物理电学实验试题对学生实验能力考查的规律及特征，以及学生在应对高考过程中出现的问题。对高考物理电学实验试题教学及培养学生的电学实验能力的实践，提供有力证明的依据，这项教育教学工作具有十分重要的理论意义和现实作用。 (一)高考物理电学实验试题方式单一，缺少方向性的引导 高中物理课程中电学实验是学生接触物理学科学习的难点，通过基础的理论知识加以延伸实验学习，学习氛围枯燥，导致学生在高中物理实验学习中的兴趣逐渐减退，难以为以后的物理考试提供帮助。在现如今的高中物理考试中，学生对于传统型的考试形式更为青睐，忽略了物理电学实验考试的实践性本质属性，未能较好地引导自己、开发自己的考试应对能力，导致学生对物理考试中知识的认知只是停留在死记硬背公式以及实验原理的层面，却不会灵活运用，违背物理考试的初衷，阻碍了高考物理成绩的提高。 (二)高考物理电学实验试题内容乏味，制约学生的理性思维发散 随着科技的发展，高考对学生学习物理的目的不仅仅只是在于增强学生的物理基本知识，进一步目的是希望学生通过物理知识的掌握和理解，能够灵活运用这些基本知识进行创新，探索未知的领域，促进科技进一步发展。但是，在当下的物理考试中，以课堂考试为例，学生对实验教学理论的学习内容过分看重，忽略了自身的好奇心理，从而导致考试方式有偏颇，制约了学生的物理思维发散能力，对于培养学生独立思考和能力提升有着负面影响。 随着高考制度的延伸和进步，在命题的改革进程中，物理试题越来越显示出科学的进步和有效的认知。全国高考的命题主要在教学大纲和考试说明中展示，对于教材规定的知识范围的命题以不超题不偏题为主，注重学生考试能力的考查，在考试中稳中求胜，且高考命题每年都有新的创新，较好地体现了有高校选拔人才的标准，有利于高考物理电学实验教学的课程改革。 二、高考物理电学实验试题的内容结构特点研究 通过网络搜索的方式找到2009～2018年全国高考物理试题，挑选出其中的物理实验试题，从分值、实验题型、考查范围、实验内容、考查主要知识点五个维度进行统计，具体情况如表1所示。 表1 近十年全国高考物理实验试题考查知识点统计年份分值实验题型考查范围实验内容考查主要知识点20095分验证型力学验证力的平行四边形定则弹簧测力计的读数12分设计型电学测定电源的电动势和内阻电表读数、电路图的设计20105分演示型光学研究双缝干涉现象双缝干涉仪实验操作12分设计型电学测定电压表的内阻电路图的设计、电表的读数、误差分析20115分演示型电学用示波器观察正弦信号示波器的操作使用12分设计型力学碰撞的恢复系数的测量实验数据的处理、误差分析20126分验证型力学验证机械能守恒定律实验操作12分设计型电学电压表的改装电压表的读数、实验数据的处理20138分设计型电学用多用表检测小灯泡是否有故障实验操作、故障分析10分测量型力学探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系游标卡尺的读数、实验数据误差处理20146分演示型力学利用激光测转速的原理示意图实验操作、误差处理12分设计型电学设计电路测定电流表的实际量程实验电路的连接、电表读数、误差处理20155分设计型电学设计电路测量微安表的内阻设计电路、电路连接、实验操作、数据处理12分测量型力学利用光电门测量滑块在斜面上运动的加速度实验数据的处理、st图像的绘制20165分测量型力学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度螺旋测微器的读数12分设计型电学通过导线所受安培力来测量磁场的感应强度大小电流表读数,判定磁感应强度的方法20177分测量型力学测量物块与水平桌面之间动摩擦因数实验数据的处理、游标卡尺的读数、偶然误差8分设计型电学测量多用电表内电池的电动势和电阻“1k”挡、内部电路的总电阻电路连接、机械调零、电表的读数20186分测量型力学小车加速度与质量作用力的关系实验原理、方法9分设计型电学测量电源的电动势和内阻实验原理、操作步骤、作图 (一)实验题型 按照实验题题型的一般划分，将实验题划分为测量题型、验证题型、演示题型和设计题型四类，其中测量题型侧重考查物理实验知识的基础与技能、实验原理、实验方法的掌握、基本测量仪器的使用和读数等，题型侧重考查实验原理、实验方法的掌握，以及学生思维逻辑能力和推理能力；设计题型具有综合性、开放性、探索性和创造性等特点，侧重考查学生自主探究和解决实际问题的能力。 (二)考查范围 按照物理学的传统划分，将考查范围分为力学、热学、光学、电学和原子物理学.热学、原子物理学在高中物理实验中属于选修模块，因此高考实验题不涉及该范围内容，近10年的高考物理实验题包括光学、力学和电学，对电学实验的考查比率最高，为56%，其次是力学，为41%，光学的比率仅为3%。 (三)考查知识点 近十年实验试题主要考查基本仪器使用和读数、实验原理和操作方法、数据处理及误差分析。其考查主要知识点所表现的特点有：基本仪器的使用和读数是每年的必考内容，且以长度测量仪(游标卡尺、螺旋测微器)和电表的读数为考查重点，高考中实验选用的仪器都是学生实验中经常使用的，例如电压表、电流表。 三、典型高考实验试题分析 (2018·全国卷Ⅰ)23.某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25℃～80℃范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT，其标称值(25℃时的阻值)为900.0Ω，电源E(6V，内阻可忽略)，电压表(量程150mV)，定值电阻R0(阻值20.0Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω)，电阻箱R2(阻值范围0～999.9Ω)，单刀开关S1，单刀双掷开关S2。 图(a) 实验时，先按图(a)连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃，将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数，逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0℃，实验得到的R2-t数据见下表。 t/℃25.030.040.050.060.070.080.0R2/Ω900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0 回答下列问题： (1)在闭合S1前，图(a)中R1的滑片应移动到(填“a”或“b”)端； (2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R2-t曲线； 图(b) (3)由图(b)可得到R1，在25℃-80℃范围内的温度特性，当t=44.0℃时，可得R1=Ω； (4)将Rt握于手心，手心温度下R2的相应读数如图(c)所示，该读数为Ω，则手心温度为℃。 图(c) 解析：本题主要考查研究小灯泡的伏安特性实验，利用伏安特性曲线计算实际功率及其相关的知识点，意在考查考生对小灯泡伏安特性曲线的理解和灵活运用相关在知识，解决实际问题的能力。 四、结语 综上所述，近十年全国高考物理电学实验试题研究表明，考查题型以测量型和验证型为主，考查重点是测量型内容，主要考查力学、光学和电学，电学这一范围每年都进行考查，现阶段高考物理实验试题大多都源于教材，应重视学生对基本概念和规律的理解，进而进行考查、实践和操作。 [1]崔乃忠，叶双，赵宏微.对近年高考物理实验试题的分析[J].教学与管理，2008(13)：51-53. [2]孟芳.全国20年物理高考实验试题的分析[D].重庆：重庆师范大学，2010. [3]黄黎树，方正华.高考物理实验试题结构特点分析[J].物理实验，2007(5)：35-41. 黄正德，广西壮族自治区南宁市，广西宾阳县新宾中学。 物理是高中学习中以实验为主体基础的一门学科，实验作为高考考查的重点，其分值所占比例较大，占理综物理试题总分值的13%左右。提高物理电学实验试题学习成绩是提高学生高考能力和水平的重要途径，也可以培养学生的考试能力，将高中物理书电学实验的知识与高考应用内容融会贯通。加强对高考物理考试中电学实验试题的研究，不仅在物理教学中占据重要地位，在学生的日常生活考试中也影响深远。因此，学校应重视探究电学实验试题在高考物理过程中的应用发展，它是完善高考物理结构的必要举措，不仅加强了对学生物理电学实验知识的理解，使得学生对高中物理考试知识常识有了定性了解，也增强了学生的理性思维能力，如何提升对电学实验试题的解题能力和水平，成为学生在高考物理过程中遇到的首要难题。因此，高中物理课程要展现出物理学科的主要特点和内容，发挥实验在物理教学中的重要作用。一、现阶段高考物理电学试题应用发展的现状目前，我国高中阶段的学生实验方面的能力和水平普遍不高，应该是多方面的，除了实验的仪器和设备配置不足以外，重要原因是因为高中阶段的物理学科考试主要都是以基础知识的考查为主。书面知识的考查中虽有部分的实验题，但对真正意义上的考试来说无疑是纸上谈兵，考试过于重视理论的考查，进而忽视了实验试题的考查，甚至有的同学考试前在黑板上背实验过程及原理的内容，这种现象在高中物理教学中屡见不鲜，这种教学对考试的有效性值得怀疑。在传统的物理考试中，实验是各学科教学的主要手段，进而更好地应用教学，部分教师和学生很少意识到实验教学的内涵，实验本身的意义就是实现学习和教学的最终目标，从根本意义上说，在教师和学生的观念当中，实验的地位不高，仅起到配合教学的作用，没有独立地位。因此，加强和改革高考物理电学实验试题教学，培养学生的实验能力和水平，进而提高学生的电学实验能力水平，是关系到教育人才的培养、高等学校录取优秀合格人才的重大问题。本文结合近10年高考物理电学实验试题考查的现状、电学实验试题的内容、结构以及特点进行探究，发现高考物理电学实验试题对学生实验能力考查的规律及特征，以及学生在应对高考过程中出现的问题。对高考物理电学实验试题教学及培养学生的电学实验能力的实践，提供有力证明的依据，这项教育教学工作具有十分重要的理论意义和现实作用。(一)高考物理电学实验试题方式单一，缺少方向性的引导高中物理课程中电学实验是学生接触物理学科学习的难点，通过基础的理论知识加以延伸实验学习，学习氛围枯燥，导致学生在高中物理实验学习中的兴趣逐渐减退，难以为以后的物理考试提供帮助。在现如今的高中物理考试中，学生对于传统型的考试形式更为青睐，忽略了物理电学实验考试的实践性本质属性，未能较好地引导自己、开发自己的考试应对能力，导致学生对物理考试中知识的认知只是停留在死记硬背公式以及实验原理的层面，却不会灵活运用，违背物理考试的初衷，阻碍了高考物理成绩的提高。(二)高考物理电学实验试题内容乏味，制约学生的理性思维发散随着科技的发展，高考对学生学习物理的目的不仅仅只是在于增强学生的物理基本知识，进一步目的是希望学生通过物理知识的掌握和理解，能够灵活运用这些基本知识进行创新，探索未知的领域，促进科技进一步发展。但是，在当下的物理考试中，以课堂考试为例，学生对实验教学理论的学习内容过分看重，忽略了自身的好奇心理，从而导致考试方式有偏颇，制约了学生的物理思维发散能力，对于培养学生独立思考和能力提升有着负面影响。随着高考制度的延伸和进步，在命题的改革进程中，物理试题越来越显示出科学的进步和有效的认知。全国高考的命题主要在教学大纲和考试说明中展示，对于教材规定的知识范围的命题以不超题不偏题为主，注重学生考试能力的考查，在考试中稳中求胜，且高考命题每年都有新的创新，较好地体现了有高校选拔人才的标准，有利于高考物理电学实验教学的课程改革。二、高考物理电学实验试题的内容结构特点研究通过网络搜索的方式找到2009～2018年全国高考物理试题，挑选出其中的物理实验试题，从分值、实验题型、考查范围、实验内容、考查主要知识点五个维度进行统计，具体情况如表1所示。表1 近十年全国高考物理实验试题考查知识点统计年份分值实验题型考查范围实验内容考查主要知识点20095分验证型力学验证力的平行四边形定则弹簧测力计的读数12分设计型电学测定电源的电动势和内阻电表读数、电路图的设计20105分演示型光学研究双缝干涉现象双缝干涉仪实验操作12分设计型电学测定电压表的内阻电路图的设计、电表的读数、误差分析20115分演示型电学用示波器观察正弦信号示波器的操作使用12分设计型力学碰撞的恢复系数的测量实验数据的处理、误差分析20126分验证型力学验证机械能守恒定律实验操作12分设计型电学电压表的改装电压表的读数、实验数据的处理20138分设计型电学用多用表检测小灯泡是否有故障实验操作、故障分析10分测量型力学探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系游标卡尺的读数、实验数据误差处理20146分演示型力学利用激光测转速的原理示意图实验操作、误差处理12分设计型电学设计电路测定电流表的实际量程实验电路的连接、电表读数、误差处理20155分设计型电学设计电路测量微安表的内阻设计电路、电路连接、实验操作、数据处理12分测量型力学利用光电门测量滑块在斜面上运动的加速度实验数据的处理、st图像的绘制20165分测量型力学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度螺旋测微器的读数12分设计型电学通过导线所受安培力来测量磁场的感应强度大小电流表读数,判定磁感应强度的方法20177分测量型力学测量物块与水平桌面之间动摩擦因数实验数据的处理、游标卡尺的读数、偶然误差8分设计型电学测量多用电表内电池的电动势和电阻“1k”挡、内部电路的总电阻电路连接、机械调零、电表的读数20186分测量型力学小车加速度与质量作用力的关系实验原理、方法9分设计型电学测量电源的电动势和内阻实验原理、操作步骤、作图(一)实验题型按照实验题题型的一般划分，将实验题划分为测量题型、验证题型、演示题型和设计题型四类，其中测量题型侧重考查物理实验知识的基础与技能、实验原理、实验方法的掌握、基本测量仪器的使用和读数等，题型侧重考查实验原理、实验方法的掌握，以及学生思维逻辑能力和推理能力；设计题型具有综合性、开放性、探索性和创造性等特点，侧重考查学生自主探究和解决实际问题的能力。(二)考查范围按照物理学的传统划分，将考查范围分为力学、热学、光学、电学和原子物理学.热学、原子物理学在高中物理实验中属于选修模块，因此高考实验题不涉及该范围内容，近10年的高考物理实验题包括光学、力学和电学，对电学实验的考查比率最高，为56%，其次是力学，为41%，光学的比率仅为3%。(三)考查知识点近十年实验试题主要考查基本仪器使用和读数、实验原理和操作方法、数据处理及误差分析。其考查主要知识点所表现的特点有：基本仪器的使用和读数是每年的必考内容，且以长度测量仪(游标卡尺、螺旋测微器)和电表的读数为考查重点，高考中实验选用的仪器都是学生实验中经常使用的，例如电压表、电流表。三、典型高考实验试题分析(2018·全国卷Ⅰ)23.某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25℃～80℃范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT，其标称值(25℃时的阻值)为900.0Ω，电源E(6V，内阻可忽略)，电压表(量程150mV)，定值电阻R0(阻值20.0Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω)，电阻箱R2(阻值范围0～999.9Ω)，单刀开关S1，单刀双掷开关S2。图(a)实验时，先按图(a)连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃，将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数，逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0℃，实验得到的R2-t数据见下表。t/℃25.030.040.050.060.070.080.0R2/Ω900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题：(1)在闭合S1前，图(a)中R1的滑片应移动到(填“a”或“b”)端；(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R2-t曲线；图(b)(3)由图(b)可得到R1，在25℃-80℃范围内的温度特性，当t=44.0℃时，可得R1=Ω；(4)将Rt握于手心，手心温度下R2的相应读数如图(c)所示，该读数为Ω，则手心温度为℃。图(c)解析：本题主要考查研究小灯泡的伏安特性实验，利用伏安特性曲线计算实际功率及其相关的知识点，意在考查考生对小灯泡伏安特性曲线的理解和灵活运用相关在知识，解决实际问题的能力。四、结语综上所述，近十年全国高考物理电学实验试题研究表明，考查题型以测量型和验证型为主，考查重点是测量型内容，主要考查力学、光学和电学，电学这一范围每年都进行考查，现阶段高考物理实验试题大多都源于教材，应重视学生对基本概念和规律的理解，进而进行考查、实践和操作。参考文献：[1]崔乃忠，叶双，赵宏微.对近年高考物理实验试题的分析[J].教学与管理，2008(13)：51-53.[2]孟芳.全国20年物理高考实验试题的分析[D].重庆：重庆师范大学，2010.[3]黄黎树，方正华.高考物理实验试题结构特点分析[J].物理实验，2007(5)：35-41. 黄正德，广西壮族自治区南宁市，广西宾阳县新宾中学。

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