2020年新高考地区物理高考卷电学实验试题特点分析

杨绪尧

（吉林师范大学 吉林·四平 136000）

1 高考考纲及对物理电学实验题的要求

《普通高等学校招生全国统一考试大纲》（以下简称《考试大纲》）是高考命题的规范性文件和标准，是考试评价、复习备考的依据。《考试大纲》明确了高考的性质和功能，规定了考试内容与形式，对实施高考的内容改革、规范高考命题具有重要意义。《考试大纲》依据普通高等学校对新生思想道德素质、科学文化素质的要求及《普通高中课程标准》制定。

在考纲给出的考察范围中，电学涉及的内容包括但不限于测定金属电阻率，绘制小电珠伏安特性曲线与测定电源电动势和内阻。这些考点均是教材中体现的重点实验，学生应在掌握物理规律的基础上对实验的原理有更进一步的认识，并借此对题目中出现的物理问题结合实际进行分析推理，并且能够找出物理量之间的函数关系，进而达到对学生的理解能力，推理能力，分析能力，应用数学处理物理问题的能力，实验能力进行培养。

2 新高考地区高考物理卷电学实验题分析

2.1 试题及考点分布

表1：2020年新高考地区物理卷电学实验题分析

由于浙江卷第19题在命题立意与考察内容上与其他地区高度重合，故不作单独列举与分析。

2.2 高考真题

2.2.1 北京

2020年北京高考物理第16题如下：

16.用图1所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻（约为1）。其中R为电阻箱，电流表的内电阻约为0.1，电压表的内电阻约为3k。

图1

（1）利用图1中甲图实验电路测电源的电动势E和内电阻r，所测量的实际是图2中虚线框所示“等效电源”的电动势E'和内电阻r'。若电流表内电阻用RA表示，请你用E、r和 RA表示出 E'、r'，并简要说明理由_______。

图2

（2）某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图3中，实线是根据实验数据（图甲：U=IR，图乙）描点作图得到的U-I图像；虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像（没有电表内电阻影响的理想情况）。

图3

在图3中，对应图甲电路分析的U-I图像是：______；对应图乙电路分析的U-I图像是：_______。

（3）综合上述分析，为了减小由电表内电阻引起的实验误差，本实验应选择图1中的______（填“甲”或“乙”）。

2.2.2 天津

天津卷第10题如下：

10.（6分）某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。

开关、导线若干。

（1）该小组连接的实物电路如图4所示，经仔细检查，发现电路中有1条导线连接不当，这条导线对应的编号是____________。

图4

（2）改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的______端。（填“a”或者“b”）

（3）实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U﹣I图象，如图所示。根据图象可知，电池组的电动势为______V，内阻为______.（结果均保留两位有效数字）。

2.2.3 山东

山东卷14题如下：

14.（8分）实验方案对实验测量的精度有直接的影响，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：

定值电阻R（1阻值2）；

定值电阻R（2阻值5）；

开关一个，导线若干。

（1）该小组按照图5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5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___。（单选，填正确答案标号）

图5

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

（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：

（1）答题卡的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点，请在答题卡的坐标纸上标出前4组数据对应的坐标点并画出U-I图像。

（2）根据实验数据可知，所选的定值电阻为______（填“R1”或“R2”）。

（3）用笔画线代替导线，请在答题卡上按照改进后的方案，将实物图连接成完整电路。

2.2.4 海南

2020年高考物理海南卷15题如下：

15.在测量定值电阻阻值的实验中，提供的实验器材如下：电压表（量程3V，内阻r1=3.0k），电压表V（2量程5V，内阻r2=5.0k），滑动变阻器R（额定电流1.5A，最大阻值100），待测定值电阻Rx，电源E（电动势6.0V，内阻不计），单刀开关S，导线若干：

回答下列问题：

（1）实验中滑动变阻器应采用________接法（填“限流”或“分压”）；

（2）将虚线框中的电路原理图补充完整_________________；

（3）根据下表中的实验数据（U1、U2分别为电压表V1、V2的示数），在图6（a）给出的坐标纸上补齐数据点，并绘制 U2U1图像__________；

图6

测量次数 1 2 3 4 5 U1/V 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 U2/V 1.61 2.41 3.21 4.02 4.82

（4）由U2U1图像得到待测定值电阻的阻值Rx=________（结果保留三位有效数字）；

（5）完成上述实验后，若要继续采用该实验原理测定另一个定值电阻R（y阻值约为700）的阻值，在不额外增加器材的前提下，要求实验精度尽可能高，请在图6（b）的虚线框内画出你改进的电路图______。

3 试题分析

通过考试大纲与2020年新高考地区的电学实验题进行分析，得出如下的特点。

3.1 联系

特点一：以纲为本，考点组合。

北京天津山东浙江海南五地2019年高考电学实验题，以考试大纲为本，组合考试大纲多个实验，创设新的实验情境，考查学生电学实验相关知识。

特点二：依据素养，确定目的。

北京天津山东浙江海南五地2019年高考电学实验题，都是依据物理核心素养来确定考查实验目的。物理核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任四个方面。

特点三：原理稳定，方法单一。

北京天津山东浙江海南五地2019年高考电学实验题，其实验原理稳定，即都是闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律，电学实验题的测量对象满足部分电路欧姆定律、整个电路满足闭合电路欧姆定律，因此，电学实验题无论形式怎么变，其原理总是不变。

特点四：设问基础，重在综合。

北京天津山东浙江海南五地2019年高考电学实验题，设置的问题以基础知识、基本技能为主，考查学生对基础知识的理解能力和基本技能的应用能力。

3.2 比较

2020年高考北京市物理卷第16题是测量干电池的电动势和内阻实验。不过相对于人教版教材给出的利用电流表、电压表、滑动变阻器测量的方法有所不同，题目中主要考查了学生对于实验方案和电表内阻所引起的实验误差的分析，考查学生对实验结果尽行交流、评估、反思的能力。

2020年高考天津卷第10题第（1）小问考查测定电源电动势和内阻实验中电流表“内接法”和“外接法”的合理运用。本小题的正确作答需要学生能识别实物图，结合题中所给数据对两种不同接法所对应的实验误差进行比较分析。

第（2）小问从操作层面考查了限流式接法中滑动变阻器的使用方法。

第（3）小问考查实验的数据处理，本题中给出了问题以及解决问题的方案，要求学生能够根据实验电路和原理，并结合电源的U－I图像分析出斜率所对应的内阻是电源内阻和5电阻串联之和，进而求出电源内阻，并按要求保留有效位数。

山东卷 14题针对学生的分析能力提出了一定的要求，题目以“调节滑动变阻器阻值，结果发现电压表示数变化范围较小”为题眼和解题关键，对影响电压表示数的原因以及绘制U-I图像和连接实物图的相关知识点进行了考查。

海南卷15题仅针对如何测量定值电阻的阻值进行了考查。题目中首先对电路中滑动变阻器的作用进行提问，并且要求补全电路；然后又针对电路中待测电阻两端电压和电源电压的特点进行考查，要求求出待测电阻阻值；最后拓展了问题，即在不增加实验仪器的情况下，如何测量阻值约为的定值电阻的阻值，着重考查了学生的能力。

纵观2020年五地的高考电学实验题，除海南外都不约而同地选择了测量电源内阻及其电动势的实验。在题目的设计上，并非一味地出难题怪题，而是在知识点的选择上更偏向基础，实验的设计上更偏重实际应用。题目中给出的实验仪器全是在物理学习中常见的仪器，实验的设计思路也偏向实用。在提问方面考查出现了细化的不同：北京卷主要考查了学生对实验方案和电表内阻引起实验误差的分析，考查学生对实验结果进行交流、评估和反思的能力；天津卷针对学生对U-I图像认读能力做出要求，并且具体考查了滑动变阻器的相关知识点；山东卷则对学生的分析、概括、逻辑能力有更突出的要求；浙江更偏重于基础考查。

4 新高考对于物理教学的意义

在新高考模式下，物理教学这一过程发生了明显的变化。有别于传统的物理教学模式，教师需要在教学的过程中，更加重视也更加需要对学生学习运用物理知识进行引导，并且给学生提供一个应用物理知识的空间，从而促进学生的综合发展。例如在讲授电学相关知识时，教师可以引导学生利用所学知识对实际生活中的有关现象进行解释与说明，例如利用电功率相关知识解释高压输电的原理以及用电高峰时会产生电压不稳的原因；对家用电路中产生的故障进行初步的分析等。引导学生用课堂上所学的知识解释实际生活中的现象，这样不仅能够使学生对课上所学知识加深印象，而且还能使知识得到有效应用，从而使学生将知识内化。

新高考模式下，教师要以新高考的要求作为基础，在教学过程中不断对教学方式做出适应学生学习能力的改变，从而不断的提高学生的学习能力，加强学生的学习效果。物理教师也需要制定行之有效科学规范的教学方式，采用科学规范的教学方法，提高学生的能力，为学生奠定坚实的基础以使学生能拥有良好的情感体验，从而为学生的未来发展提供助力。