从五道高考全国1卷物理实验试题得到的启示

沈志坚

摘   要：本文对五道高考全国1卷物理实验试题进行剖析和研究，提出高考实验总复习中值得注意的问题，以提高高考实验总复习的针对性和实效性。

关键词：高考;实验试题;剖析;启示

从2015—2019年全国1卷物理10道实验试题分析可以看出：除一道十六个高考必做实验中的常规题（2019全国1卷22题）外，有五道是十六个高考必做实验中的常规题的拓展、变化、变型、组合而成的题目，还有四道是十六个高考必做实验之外的新情景、创新题。对这些题目的剖析和研究，对提高高考实验总复习的针对性和实效性具有重要意义，现分析如下。

1  常规题的“变型题”

【例题1】2017全国1卷22题（5分）是一道用自制“滴水计时器”计量时间。根据小车滴水情况判断小车运动情况并求小车的瞬时速度和加速度的题目（原题略）原题图1。

点评：此题看似情景新颖，实际是打点计时器等时性原理的应用，是打点计时器的变型题。此题的难点在于：①审题：用手轻推一下小车含义的理解即小车获得一个速度，由于地面有阻力，小车是作减速运动。②时间间隔弄错，应为45个间隔。但该题的核心还是纸带处理的问题。即求某点的瞬时速度和逐差法求加速度的问题。2019全国3卷22题利用数码相机连拍功能测重力加速度实验，实际也是打点计时器的变型题，是等时性原理的应用，内容也是类似纸带处理方法运用问题。

所以我们在进行实验总复习时，一定要对十六个必做实验的实验原理和实验方法，基本仪器的使用和读数问题，数据处理（如逐差法求加速度、图像法处理数据），实验结果的误差分析和改进等下大力气，认真复习，让学生真正弄懂才是根本、关键。同时还要注意一些题目的变型训练。如2016年全国1卷22题验证机械能守恒定律，把常规题打点计时器交流电源的频率已知变未知，要你根据纸带数据和相关条件求频率，实际上此题跟类似的常规题解题方法思路是一样的。所不同的是此题第一步要求用物理量代替具体数据进行运算，重点考查学生对纸带处理方法是否真正掌握。

2  常规题的“拓展题”

【例题2】2017全国1卷23题（10分）是有关研究小灯泡的伏安特性曲线的题目（原题略）其中第3小题图如图2。

点评：这是一道由研究小灯泡伏安特性曲线的常规题拓展变化而来的创新题。此题第1小题要求画出能够实现0—3.8 V范围内对小灯泡电压进行测量的实验电路原理图。所以在进行设计电路时，电压从0变化的，滑动变阻器应连成分压式接法，小灯泡是小电阻，应用安培表外接法。在平时训练常规题中，电压表的量程是够的，但此题改变实验条件，电压表的量程只有3 V，需扩程才能应用。从题中提供的固定电阻可以算出量程可以扩大至4 V，这样才能符合题意要求。第3小题也是常规题中拓展而成的题目。

原来的常规题：小灯泡伏安特性曲线如图3。

将图中具有伏安特性曲线的小灯泡，接到电源两端（电动势为1.5 V，内阻为5 Ω），问小灯泡消耗实际功率。

该题求小灯泡消耗的功率，由于小灯泡电流随电压变化，因此要画出电源的U-I直线与小灯泡U-I图线，求交点，来求实际电压、电流值，从而求出小灯泡实际功率。

而全国1卷23题第三步如图（2）是在此基础上改变实验条件，多加了一个滑动变阻器求小灯泡最大实际功率，最小实际功率。这就要求考生会分析画出滑动变阻器阻值最大、最小时电源的U-I直线，求交点来求解。此步对学生能力要求较高较难。通过这道题的分析可以看出，对十六个必做实验的常规题，通过改变实验条件进行拓展、变化、创新是考查学生解决实际问题能力和探究能力、应变能力的好方法，也是高考命题的一个方向和思路。

因此实验总复习时对常规题要避免就题论题，要注意适当改变实验条件进行拓展、创新，以提高学生的应变能力和解决实际问题能力。如复习伏安法测电阻实验时，可以改变实验条件“给你二个安培表和一个定值电阻”如何测;如果“给你二个伏特表和一个定值电阻”如何测;或安培表、伏特表量程不够怎么测。通过这样的训练，可以拓展学生的思路，提高应变能力。

3  常规题的“组合题”

【例题3】2018全国1卷22题.（原题略）原题图如图4。

点评：这是一道游标卡尺使用和探究弹力与伸长量关系实验的有机组合题。是常规中出新意的题目。主要着重考查学生对游标卡尺读数，劲度系数测量原理的理解和运用。是考查十六个必做实验的灵活运用题。本题的主要错误一是游標卡尺读数错或单位写错，二是g习惯取10m/s2，代入计算。解决这类问题的根本是把十六个必做实验原理和实验方法，读数等问题真正弄懂。组合题是高考命题的一个热点和方向。

因此在进行实验总复习时，要注意这方面的训练。如伏安法测电阻与电表改装相结合，测电动势和内阻与电表改装相结合，多用电表使用与电表改装相结合（如2017全国3卷23题），还有多用电表使用与伏安法测电阻结合，多用电表使用与测电动势和内阻相结合，多用电表使用与判断电路故障相结合的题目值得注意。

4  十六个必做实验之外的“实验题”

【例题4】2015全国1卷23题23.（9分）是有关改装和校准毫安表的电路及电路故障判断的题目（原题略），虚线框内是毫安表的改装电路。原题图如图5。

点评：本题是十六个必做实验之外的探究性、设计性的实验题。此题涉及毫安表的改装、校准和电路故障的判断等内容，重点考查学生利用所学知识解决实际问题的能力。电表改装我们学过，情景不会陌生。如2015全国1卷22题设计一个粗测玩具小车通过凹七桥最低点的速度的实验。又如2018全国3卷22题测量直尺下落的反应时间是教材的小实验。这些题目的背景取材是学生熟悉和贴近学生实际的，并非怪题、偏题。所用的是我们学过的物理知识。解决问题的关键是要弄懂实验原理。

因此实验复习不要去搞怪题、偏题和纠结的题目。要选择一些十六个必做实验之外的、学生熟悉和贴近学生实际的题目进行训练。如电表改装5年内全国1卷考了2道值得注意，要注意演示实验和小实验，学过的演示实验也属于实验考查的部分要求。

5  十六个必做实验的“迁移题”

【例题5】2016全国1卷23题（10分）是一道组装一个由热敏电阻控制的报警系统的题目，（原题略）原题图如图6。

点评：这是一道十六个必做实验之外的全新情景、创新题。但所用的知识是十六个必做实验的原理和方法。如，串、并联电路的相关运算，等效替代法思想的应用，滑动变阻器在电路中的作用和规格的选择等。难点在于理解电路设计原理，理解调节电阻箱和滑动变阻器的意义，并获取题中信息并转化为解题所需条件。它考查学生在新情景下探究能力和知识迁移能力。因此掌握十六个必做实验的实验原理、实验思想、实验方法并学会迁移到新情景中解决未做过的某些实验是高考考查学生基本实验能力、科学探究能力和创新能力的一个重点。

因此，实验总复习要注意这类题目的训练。这类题的选题原则：⑴实验的原理、实验思想、实验方法必须是学过的，⑵题目情景比较新颖，是未做过的某些实验，或简单的设计实验，不宜太难、太复杂。这类题训练要适量，不宜多。

通过以上试题的分析，启示我们在实验总复习中，尤其是第一轮复习中一定要重点把十六个必做实验，实验原理、实验思想、实验方法，数据处理，电路连接，误差分析，基本仪器原理、使用、读数等真正弄懂，切实掌握。而且十六个必做实验中的重要的实验要让学生重做。让学生亲自动手，独立认真，研究性地再做实验。因为高考试题很注意鉴别学生是否真正做过实验。同时要对学生进行一些常规题通过改变实验条件变型、拓展、组合、变化的题目的训练。对一些实验思想（等效替代法）、实验方法（如逐差法、半偏法测电表内阻等）、电表改装方法等注意要弄懂掌握。同时还要适当训练一些灵活运用学过理论、实验方法、仪器去处理、分析、研究等未做过的实验，包括设计某些比较简单的实验的题目。不要去搞一些偏题、怪题和纠结的题目。因此认真对高考试题作剖析和研究对提高复习效能是有裨益的。