对2011年海南高考卷一道实验题的商榷

郑晔蒙

（温州市第二十二中学，浙江 温州 325000）

机械能守恒定律的验证是高中物理的重要实验，也是每年高考必考的实验，2011年海南卷物理试题第14题就考查了.笔者经过反复思考认为，本题有不妥之处，现简单谈谈自己的看法，请同行指正.

1 原题

图1

现要通过实验验证机械能守恒定律.实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A，B两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度.用g表示重力加速度.完成下列填空和作图.

（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为________.动能的增加量可表示为________.若在运动过程中机械能守恒，1与s的关系式为1 t2t2＝________.

（2）多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如表1所示.

表1

图2

2 几点商榷

2.1 器材选取砝码不妥

砝码是天平上作为质量标准的物体，通常为金属块或金属片，可以用作称量较精准的质量放在天平的一端作为质量标准的金属块或金属片，大小不一，各有一定重量.使用时有严格的要求：使用时，不能用手捏，只能用镊子夹或佩戴手套拿取；严禁接触腐蚀性物质；严防碰撞或坠落，避免碰伤或划伤；在使用砝码时，要“先大后小”.而在本实验中，却把砝码用细绳拴起来，这是明显不恰当的.虽然这不会对考生解答本题造成影响，但是会给学生对天平的使用造成困惑，带来认知矛盾，让人无所适从.

2.2 实验装置图的说法不妥

本题中，把如图1说成是实验装置，笔者认为欠妥.实验装置图应该不用标注也让读者（考生）能够看出本实验所使用的仪器来，但是图1中，不能看出实验仪器的形状.准确的讲，图1应该是实验原理图，它只是表示实验系统的工作原理及其组成部分的相互关系的简图.

2.3 数学推理太复杂，削弱了物理味道

高考中要求考查考生的运用数学解决物理问题的能力，但是在本实验题中数学知识过于复杂，这削弱了试题的物理味道.首先，在第（1）问中，若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统，若机械能守恒，推导与s的关系式为＝________，该过程数学计算过于复杂，考生要推导出需要花费较长时间.其次，本题中以s为横坐标为纵坐标做出图像，坐标过于复杂，使简单问题复杂化了.

2.4 测的物理量太多导致误差增大

本实验中，要测量的物理量有，带遮光片滑块的质量M，砝码的质量m，遮光片经过光电门时的挡光时间t，A点到导轨低端C点的距离d，A与C的高度差h，遮光片的宽度b，A、B两点的距离S等7个量，实在太多，这在中学物理实验中是非常复杂的了，而且测量太多的量会增大实验的误差.显然题目中是由于测量的量太多，误差太大不具备可操作性，所以更像一个计算题，而非实验题.

2.5 图像没有物理意义

在物理学上引入物理图像的目的在于使物理量之间的关系更加的直观、形象的呈现出来，本题中的图形虽然是一条直线，但是其纵坐标不代表任何的物理量，图像的斜率也没有任何的意义，也谈不上反映了物理两之间的关系.

2.6 为了创新而创新

机械能守恒定律的验证是高中物理的重要实验，本题为了验证机械能守恒而大胆“创新”，这一点是值得肯定的.通过测速度和时间做图像，得到斜率k，然后测得的h、d、b、M和m数值可以计算出直线的斜率ko.将k和ko进行比较，若其差值在试验允许的范围内，则可认为此实验验证了机械能守恒定律.这一做法看似很新颖，但是却把简单的问题复杂化，完全是为了考住学生而“创新”，为了有个新的题目而创新，笔者认为这不可取！高考是国家级的选拔考试，题目的每一处都应十分严谨，题目的创新也应该有利于考生的充分发挥，才能保证高考的权威性和公平性.