解析2006高考理綜物理實(shí)驗題

解析2006高考理綜物理實(shí)驗題

 
　　2006全國高考理綜第22題均為物理實(shí)驗題，分析理綜全國卷I、全國卷II、全國卷III中的物理實(shí)驗題，均突出考查了學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗素養，考查了學(xué)生對物理實(shí)驗原理、實(shí)驗方法的遷移創(chuàng )新能力。下面結合三份全國高考理綜物理實(shí)驗題，談?wù)勗谖锢斫虒W(xué)中如何重視培養學(xué)生對基本實(shí)驗的操作能力，如何培養學(xué)生設計實(shí)驗的能力。
 
　　1、全國高考理綜物理實(shí)驗題所考查的知識　　2006年高考理綜全國卷Ⅰ（浙江卷）、全國卷Ⅱ（黑龍江）、全國卷Ⅲ（四川卷）的物理實(shí)驗題均為第22題，且均為兩個(gè)小題，所考查的知識點(diǎn)列表如下：
 
試題 考查的內容 分值 涉及的知識與能力
全國卷Ⅰ（浙江卷） 第1小題 研究雙縫干涉現象 5分 基本的操作能力
 第2小題 設計實(shí)驗測量電壓表的內阻 12分 并聯(lián)電路的分流原理，伏安法測電表的內阻
全國卷Ⅱ（黑龍江） 第1小題 選擇測量小燈泡伏安特性曲線(xiàn)的電路 6分 滑動(dòng)變阻器的分壓式接法，安培表內外接法的選擇
 第2小題 設計并表述測量玻璃磚折射率的實(shí)驗過(guò)程 11分 用文字表述基本實(shí)驗的操作過(guò)程
全國卷Ⅲ（四川卷） 第1小題 設計測定重力加速度的方法 12分 設計不同的方法測定重力加速度
 第2小題 測金屬的電阻率實(shí)驗中的讀數及直徑的測量方法 5分 基本讀數與累積法測量金屬絲的直徑

 
　　由上表可知，三份高考理綜物理實(shí)驗題中均有一小題考查了學(xué)生的基本操作與基本儀器的讀數問(wèn)題，而另一小題則突出考查了學(xué)生設計并表述實(shí)驗過(guò)程的能力。如設計實(shí)驗測量電壓表的內阻，設計并表述測量玻璃磚折射率的實(shí)驗過(guò)程，設計測定重力加速度的多種方法，這些實(shí)驗能夠很好地考查學(xué)生運用物理原理設計實(shí)驗的創(chuàng )新能力，具有較強的選拔功能。
 
2、賞析2006高考理綜物理電學(xué)實(shí)驗題　　[全國卷I]（浙江、河北、河南、山西、海南）　�。�1）利用圖1中裝置研究雙縫干涉現象時(shí)，有下面幾種說(shuō)法：

　　A．將屏移近雙縫，干涉條紋間距變窄　　B．將濾光片由藍色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬　　C．將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，干涉條紋間距變寬　　D．換一個(gè)兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄　　E．去掉濾光片后，干涉現象消失　　其中正確的是____________。
 
 解析：該題能夠考查學(xué)生是否真正做過(guò)這個(gè)實(shí)驗，在研究雙縫干涉現象時(shí)根據雙縫干涉條紋寬度的公式，就要得到選項ABD正確。也有不少考生認為去掉濾光片后干涉現象消失，其實(shí)去掉濾光片后干涉現象根本不會(huì )消失，只不過(guò)干涉條紋變成是中央白色旁邊彩色的條紋�！　� （2）現要測量某一電壓表Ｖ的內阻。給定的器材有：待測電壓表Ｖ（量程2V，內阻約4kΩ）；電流表mＡ（量程1.2mA，內阻約500Ω）；直流電源E（電動(dòng)勢約2.4V，內阻不計）；固定電阻3個(gè)：R1=4000Ω，R2=10000Ω，R3=15000Ω；電鍵S及導線(xiàn)若干。
 要求測量時(shí)兩電表指針偏轉均超過(guò)其量程的一半。
 I．試從3個(gè)固定電阻中選用1個(gè)，與其它器材一起組成測量電路，并在虛線(xiàn)框內畫(huà)出測量電路的原理圖。（要求電路中各器材用題中給定的符號標出。）　　II．電路接通后，若電壓表讀數為U，電流表讀數為I，則電壓表內阻Rv=_________。
 
　　解析：由于電表本身也是電阻，所以它的測量方法也就是電阻的測量方法，方法非常多。比如在用伏安法測一般電阻時(shí)，實(shí)驗的理論是存在缺陷的，我們經(jīng)常要分析電流表內接與外接而引起的系統測量誤差，但是在用伏安法測電表的內阻時(shí)，也就談不上所謂的內接法與外接法，在測量的原理上也就不存在內、外接法中所提到的系統原理誤差。該實(shí)驗中如果只把電壓表與電流表相串聯(lián)接入電路，經(jīng)過(guò)估算發(fā)現電壓表讀數過(guò)大而電流表讀數太小，因此可以在電壓表兩端并聯(lián)一個(gè)固定電阻R1。接入R1后兩電表指針偏轉均超過(guò)其量程的一半，R1起到“一箭雙雕”的作用。具體解答如下：
　　
 
 [全國卷II]（黑龍江、吉林、廣西）　　 （1）現要測定一個(gè)額定電壓4V、額定功率1.6W的小燈泡（圖中用×表示）的伏安特性曲線(xiàn).要求所測電壓范圍為0.1V～4V.　　 現有器材：直流電源Ω(電動(dòng)勢4.5V，內阻不計)，電壓表(量程4.5V，內阻約為4×104Ω)電流表 A1(量程250mA，內阻約為2Ω)，電流表A2（量程500mA，內阻約為1Ω），滑動(dòng)變阻器Ω（最大值約為30Ω），電鍵Ω，導線(xiàn)若干. 　　如果既要滿(mǎn)足測量要求，又要測量誤差較小，應該選用的電流表是_________，下面兩個(gè)電路應該選用的是_________

 解析：該題是典型的滑動(dòng)變阻器的分壓式接法，在測量小燈泡的伏安曲線(xiàn)時(shí)，根據估算通過(guò)小燈泡的額定電流應該選用的電流表是A2 。在伏安法測量過(guò)程中，由于電壓表的內阻遠遠大于電流表的內阻，因此應該選擇電流表外接法即選擇甲電路進(jìn)行測量�！　� (2)一塊玻璃磚有兩個(gè)相互平行的表面，其中一個(gè)表面是鍍銀的（光線(xiàn)不能通過(guò)此表面）.現要測定此玻璃的折射率.給定的器材有：白紙、鉛筆大頭針4枚（P1、P2、P3、P4）、帶有刻度的直角三角板、量角器.　　 實(shí)驗時(shí)，先將玻璃磚放到白紙上，使上述兩個(gè)相互平行的表面與紙面垂直.在紙上畫(huà)出直線(xiàn)aa'和bb'，aa'表示鍍銀的玻璃表面，bb'表示另一表面，如圖所示.然后，在白紙上豎直插上兩枚大頭針P1、P2（位置如圖3）.用P3、P4的連線(xiàn)表示入射光線(xiàn).
　�、�.為了測量折射率，應如何正確使用大頭針P3、P4？ 試在題圖中標出P3、P4的位置.
　　
　�、�.然后，移去玻璃磚與大頭針.試在題圖中通過(guò)作圖的方法標出光線(xiàn)從空氣到玻璃中的入射角 與折射角.簡(jiǎn)要寫(xiě)出作圖步驟.
 ⅲ.寫(xiě)出用、表示的折射率公式N=_________
 
　　解析：該題的實(shí)驗情景學(xué)生非常熟悉，但由于aa'是鍍銀的玻璃表面，光線(xiàn)射到這個(gè)表面時(shí)光線(xiàn)要反射，最后的折射光線(xiàn)從bb'表面射出。我們的眼睛就是靠從bb'射出的光線(xiàn)看到了大頭針的像，在bb'的外側我們就可借助該光線(xiàn)正確地插上大頭針P3 、P4 ，從而確定最后的出射光線(xiàn)。學(xué)生要把該實(shí)驗過(guò)程用科學(xué)術(shù)語(yǔ)表達出來(lái)也是有相當難度的。在平時(shí)的教學(xué)過(guò)程中，我們要讓學(xué)生真正掌握基本實(shí)驗的原理與操作過(guò)程，并且能夠用科學(xué)的物理語(yǔ)言寫(xiě)出相應的實(shí)驗報告，分析實(shí)驗過(guò)程中出現的各種情況。具體解答如下：

 
 [全國卷III]（四川）　　 (1)在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗中，①測擺長(cháng)時(shí)，若正確測出懸線(xiàn)長(cháng)l和擺球直徑d,則擺長(cháng)為_(kāi)________;②測周期時(shí)，當擺球經(jīng)過(guò)_________位置時(shí)開(kāi)始計時(shí)并計數l次，測出經(jīng)過(guò)該位置N次(約60~100次)的時(shí)間為t,則周期為_(kāi)________�！　� 此外,請你從下列器材中選用所需器材，再設計一個(gè)實(shí)驗，粗略測出重力加速度g，并參照示例填寫(xiě)下表（示例的方法不能再用）�！　� A.天平;B.刻度尺;C.彈簧秤;D.電磁打點(diǎn)計時(shí)器;E.帶夾子的重錘;　　 F.紙帶;G.導線(xiàn)若干;H.鐵架臺;I.低壓交流電源;J.低壓直流電源;　　 K.小車(chē);L.螺旋測微器;M.斜面（高度可調，粗糙程度均勻）。
 
  所選器材（只填器材序號）  簡(jiǎn)述實(shí)驗方法（不要求寫(xiě)出具體步驟）
 示例  B、D、E、F、G、H、I  安裝儀器，接通電源，讓紙帶隨重錘豎直下落。用刻度尺測出所需數據，處理數據，得出結果。
 實(shí)驗設計  

 
　　解析：關(guān)于重力加速度有多種測量方法，該題首先考查了最基本的用單擺測重力速度的方法，所涉及的問(wèn)題也是學(xué)生熟悉的。而要學(xué)生選用所需器材，再設計一個(gè)實(shí)驗，粗略測出重力加速度g，考查了學(xué)生發(fā)散性思維的能力，其答案也是多種多樣的。具體解答如下：
 

 
  
 所選器材  簡(jiǎn)述實(shí)驗方法
 實(shí)驗設計  A、C、E  用彈簧秤稱(chēng)出帶夾子重錘的重力大小G,再用天平測出其質(zhì)量m,則g=G/m。
 或
 實(shí)驗設計  B、D、F、G、I、K、M  安裝儀器，接通電源，讓紙帶隨小車(chē)一起沿斜面下滑。用刻度尺測出所需數據。改變斜面高度再測一次。利用兩次數據，由牛頓第二定律算出結果。

 
　　(2)在“測定金屬的電阻率”實(shí)驗中，需要測量金屬絲的長(cháng)度和直徑�，F用最小分度為1 mm的米尺測量金屬絲長(cháng)度，圖中箭頭所指位置是拉直的金屬絲兩端在米尺上相對應的位置，測得的金屬絲長(cháng)度為_(kāi)________mm。在測量金屬絲直徑時(shí)，如果受條件限制，身邊只有米尺1把和圓柱形鉛筆1支。如何較準確地測量金屬絲的直徑？請簡(jiǎn)述測量方法： ____________________________________
 

 
 解析：此題看起來(lái)好象是電學(xué)實(shí)驗，其實(shí)并沒(méi)有涉及電學(xué)中的相關(guān)問(wèn)題，它考查學(xué)生的基本讀數和用累積法測量金屬絲直徑的創(chuàng )新方法。解答如下　　 ①972.0 mm　　 ②在鉛筆上緊密排繞金屬絲N匝，用米尺量出該N匝金屬絲的寬度D,由此可以計算得出金屬絲的平均直徑為D/N
 

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