2022年广东省高考物理实验试题的赏析与思考

王 辉

（江苏省宿迁中学，江苏宿迁 223800）

物理实验对物理观念的形成，物理规律的理解，提高科学探究能力起着至关重要的作用.［1］在实验过程中能够激发学生学习物理的兴趣，加强对学生的思维能力的培养，提高学生思维的灵活性，培养学生解决实际问题的能力和创新能力，对学生的情感、态度和价值观的正向引导起到积极作用.《普通高中物理课程标准（2017年版）》明确指出：“物理实验是增加学生物理学习体验性的重要手段，是实践体验性最强的物理学习方式.它可通过实验设计与动手操作、观察现象与记录数据、分析归纳得出结论等环节，全方位地培养学生的科学探究能力.学生实验是其他任何方式都无法替代的物理学习方式.”［2］实验探究是科学探究的一种重要方式，属于实践操作能力群，包括问题、证据、解释和交流等要素.高考主要通过实验设计、数据处理、信息转化、动手操作和语言表达等方式进行考查.2022年广东省两道高考实验试题设计新颖，有效地考查了学生的实验素养和科学探究能力.

1 高考真题

例1.（2022年广东省高考题）某实验小组为测量小球从某一高度释放，与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失，设计了如图1（a）所示的装置，实验过程如下.

（1）让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹.调节光电门位置，使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门.

（2）用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图1（b）所示，小球直径d=________mm.

图1

（3）测量时，应_________（选填“A”或“B”，其中A为“先释放小球，后接通数字计时器”；B为“先接通数字计时器，后释放小球”），记录小球第1次和第2次通过光电门的遮光时间t1和t2.

（4）计算小球通过光电门的速度，已知小球的质量为m，可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失ΔE=______（用字母m、d、t1和t2表示）.

（5）若适当调高光电门的高度，将会_________（选填“增大”或“减小”）因空气阻力引起的测量误差.

命题立意：本题以自主实验“用光电门测速度”为背景，通过小球动能的变化测量机械能的损失，考查了对实验原理的理解能力以及基本测量仪器的使用、常用测量方法的迁移、常用数据处理方法、减小偶然误差和系统误差的方法以及实验操作技能等，属于中等难度题.

试题特色：本题为创新实验，对实验方法做了新的设计，在对基本实验知识、方法和技能全面考查的同时，突出了对实验创新能力的考查.引导学生用日常器材设计实验，探究解决身边的物理问题，培养学生躬身实践的意识，对引导中学教学重视实验也有积极的意义.

例2.（2022年广东省高考题）弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下：

（1）装置安装和电路连接.如图2（a）所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B 的导线接入如图2（b）所示的电路中.

图2

（2）导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量.

①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L.

②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端.断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置.记录两表的示数U和I1.

③闭合S2，电压表的示数_________（选填“变大”或“变小”）.调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时导电绳的电阻Rx=_________（用I1、I2和U表示）.

④断开S1，增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复步骤②和③.

（3）该电压表内阻对导电绳电阻的测量值________（选填“有”或“无”）影响.

（4）图2（c）是根据部分实验数据描绘的Rx L图线.将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx为1.33kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为________cm，即为机械臂弯曲后的长度.

试题特色：本实验取材于课程实验，紧扣教材.对“测电阻”这一方法作迁移使用，体现了学习研究方法的交叉渗透这样一种试题立意.用实验方法测量数据，并解决实际问题，突显学以致用，考查了考生的思维能力和探究能力.借助新情境，通过设置新颖的试题呈现方式和设问方式，让学生在新颖而陌生的条件下主动思考，完成开放性或探究性的任务，考查学生发现新问题、提出新设想、寻找新规律、得出新结论、使用新方法、创造性地解决新问题的能力.“设计新颖情境，创新设问方式”是高考命题创新性的要求，也是体现考试公平，提高考试效度的要求.本题在关注学科核心素养和考生未来发展潜能方面也起到了积极的引导作用.

2 试题赏析

实验是物理学习的基础，探究是课程实施过程中倡导的重要学习方式.广东省高考实验题凸显实验的探究性与实践性，真正落实对学生实验能力的全面考查，对培养学生的实验素养，提高科学探究能力起到了积极的导向作用，避免了把实验室做实验变为黑板上讲实验.两道考题，教师看起来难度不大，因为教师毕竟在物理中“浸泡”时日够长，相关问题的理解会比学生深得多，或者说由于时间的沉淀，物理素养够厚.但对考生，要求其深刻理解定理定律，同时熟悉实验操作规范与要求，逃过一道道陷阱顺利达到彼岸，还是相当有难度的.

2.1 采用“新”方法，促进考查功能的实现，引导实验教学开放创新，杜绝因循守旧

实验试题分别围绕教材中“速度的测量”和“电阻的测量”两个分组实验展开，但实验的过程与方法和教材相比，均有所变化.第11题，通过小球动能的变化测量机械能的损失；第12 题，改进测量电路有效消除电压表内阻对测量结果的影响，这两种方法所测的数据更为准确.看似熟悉的实验，但采用的方法却是新颖的，考生要在明确实验目标的情况下适度迁移实验能力，才能解决相关的问题.试题很好地实现了对考生实验能力的考查，有较高的测量信度与效度.两实验所采用的方法也是对传统实验方法的有益改进，对指导实验的教学改进有一定的参考价值，同时也引导教师在实验教学中鼓励开放创新，让考生选用多样化的方法来开展实验探究活动.

2.2 创设“真”情境，关注实践操作的考查，同时引导实验教学要鼓励考生动手操作，杜绝纸上谈兵

考生的实践操作能力是指在实验过程中逐步内化形成的规范操作技能和良好操作习惯.这是考生实验素养的重要组成部分.加强这部分内容的考查有助于引导中学物理实验教学中考生多动手、勤实践，真正促进实验素养的有效提高.在纸笔条件下，试题通过创设真实的实验情境，来实现对实践操作能力的有效考查.如第11题（1）、（2）两小问，是关于螺旋测微器读数以及实验操作过程的考查，只有真正动手操作过的考生才能对其做出正确判断，试题也应该引导教师在实验教学中进一步关注基本仪器操作的规范性.第12题设定的情景，其本意就是为考查考生对全电路欧姆定律理解的深刻程度，对电路实验技能的掌握程度，利用所学知识分析问题解决问题的综合素养.考生复习刷题肯定是刷不到这样的考题，唯有如此，才能考查出考生真实的实验素养.

2.3 解决“实”问题，考查相关原理的理解，同时引导实验教学要鼓励考生积极思维，杜绝机械操作

实验探究的过程是动手动脑解决实际问题的过程，理解实验的相关原理是进行实验设计及操作的基础，精彩的实验设计让人折服的往往是其背后所蕴含的方法原理.因此，实验的关键在于对相关原理的深刻理解.在高考中注重对实验相关原理理解的考查有助于考生进一步强化在实验中不仅动手操作，更要动脑思考的意识，明确实验的相关条件及操作要求等.如第12 题（2）、（3）两小问，在消除电压表内阻影响的情况下，来测量弹性导电绳的电阻.这个问题实质就是对本实验设计基本原理理解的考查.考生要结合本实验目的，同时将串并联电路的知识迁移过来进行分析，才能做出正确解答.

今后的复习中，教师也需要结合不同的实验教学内容，选择最优的教学策略，将学生从知识点的死记硬背中解脱出来，让学生能够从原理推导中实现题目的更好解答，对原理予以全面掌握.［3］考生不应该以刷题为主，更不能寄希望于猜题押宝，而是要领会新教材的编写意图，深度理解核心概念，全面熟悉实验原理与操作规范，以不变应万变，以提升学科核心素养为己任，不断地提升科学探究能力，顺便实现考试得高分之理想.

（本文为2022年“教学研究论文写作研修班”获奖论文）