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解析2006高考理綜物理實驗題
解析2006高考理綜物理實驗題
2006全國高考理綜第22題均為物理實驗題，分析理綜全國卷I、全國卷II、全國卷III中的物理實驗題，均突出考查了學(xué)生的科學(xué)實驗素養(yǎng)，考查了學(xué)生對物理實驗原理、實驗方法的遷移創(chuàng)新能力。下面結(jié)合三份全國高考理綜物理實驗題，談?wù)勗谖锢斫虒W(xué)中如何重視培養(yǎng)學(xué)生對基本實驗的操作能力，如何培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗的能力。
1、全國高考理綜物理實驗題所考查的知識 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）的物理實驗題均為第22題，且均為兩個小題，所考查的知識點列表如下：
試題 考查的內(nèi)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(xiàn)象 5分 基本的操作能力
第2小題 設(shè)計實驗測量電壓表的內(nèi)阻 12分 并聯(lián)電路的分流原理，伏安法測電表的內(nèi)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的電路 6分 滑動變阻器的分壓式接法，安培表內(nèi)外接法的選擇
第2小題 設(shè)計并表述測量玻璃磚折射率的實驗過程 11分 用文字表述基本實驗的操作過程
全國卷Ⅲ（四川卷） 第1小題 設(shè)計測定重力加速度的方法 12分 設(shè)計不同的方法測定重力加速度
第2小題 測金屬的電阻率實驗中的讀數(shù)及直徑的測量方法 5分 基本讀數(shù)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(shù)問題，而另一小題則突出考查了學(xué)生設(shè)計并表述實驗過程的能力。如設(shè)計實驗測量電壓表的內(nèi)阻，設(shè)計并表述測量玻璃磚折射率的實驗過程，設(shè)計測定重力加速度的多種方法，這些實驗?zāi)軌蚝芎玫乜疾閷W(xué)生運用物理原理設(shè)計實驗的創(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(xiàn)象時，有下面幾種說法：
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．將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬 D．換一個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(xiàn)象消失 其中正確的是____________。
解析：該題能夠考查學(xué)生是否真正做過這個實驗，在研究雙縫干涉現(xiàn)象時根據(jù)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(xiàn)象消失，其實去掉濾光片后干涉現(xiàn)象根本不會消失，只不過干涉條紋變成是中央白色旁邊彩色的條紋。 （2）現(xiàn)要測量某一電壓表Ｖ的內(nèi)阻。給定的器材有：待測電壓表Ｖ（量程2V，內(nèi)阻約4kΩ）；電流表mＡ（量程1.2mA，內(nèi)阻約500Ω）；直流電源E（電動勢約2.4V，內(nèi)阻不計）；固定電阻3個：R1=4000Ω，R2=10000Ω，R3=15000Ω；電鍵S及導(dǎo)線若干。
要求測量時兩電表指針偏轉(zhuǎn)均超過其量程的一半。
I．試從3個固定電阻中選用1個，與其它器材一起組成測量電路，并在虛線框內(nèi)畫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(shù)為U，電流表讀數(shù)為I，則電壓表內(nèi)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，實驗的理論是存在缺陷的，我們經(jīng)常要分析電流表內(nèi)接與外接而引起的系統(tǒng)測量誤差，但是在用伏安法測電表的內(nèi)阻時，也就談不上所謂的內(nèi)接法與外接法，在測量的原理上也就不存在內(nèi)、外接法中所提到的系統(tǒng)原理誤差。該實驗中如果只把電壓表與電流表相串聯(lián)接入電路，經(jīng)過估算發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)過大而電流表讀數(shù)太小，因此可以在電壓表兩端并聯(lián)一個固定電阻R1。接入R1后兩電表指針偏轉(zhuǎn)均超過其量程的一半，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(xiàn)要測定一個額定電壓4V、額定功率1.6W的小燈泡（圖中用×表示）的伏安特性曲線.要求所測電壓范圍為0.1V～4V. 現(xiàn)有器材：直流電源Ω(電動勢4.5V，內(nèi)阻不計)，電壓表(量程4.5V，內(nèi)阻約為4×104Ω)電流表 A1(量程250mA，內(nèi)阻約為2Ω)，電流表A2（量程500mA，內(nèi)阻約為1Ω），滑動變阻器Ω（最大值約為30Ω），電鍵Ω，導(dǎo)線若干. 如果既要滿足測量要求，又要測量誤差較小，應(yīng)該選用的電流表是_________，下面兩個電路應(yīng)該選用的是_________
解析：該題是典型的滑動變阻器的分壓式接法，在測量小燈泡的伏安曲線時，根據(jù)估算通過小燈泡的額定電流應(yīng)該選用的電流表是A2 。在伏安法測量過程中，由于電壓表的內(nèi)阻遠遠大于電流表的內(nèi)阻，因此應(yīng)該選擇電流表外接法即選擇甲電路進行測量�！ � (2)一塊玻璃磚有兩個相互平行的表面，其中一個表面是鍍銀的（光線不能通過此表面）.現(xiàn)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. 實驗時，先將玻璃磚放到白紙上，使上述兩個相互平行的表面與紙面垂直.在紙上畫出直線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的連線表示入射光線.
ⅰ.為了測量折射率，應(yīng)如何正確使用大頭針P3、P4？ 試在題圖中標出P3、P4的位置.
ⅱ.然后，移去玻璃磚與大頭針.試在題圖中通過作圖的方法標出光線從空氣到玻璃中的入射角 與折射角.簡要寫出作圖步驟.
ⅲ.寫出用、表示的折射率公式N=_________
解析：該題的實驗情景學(xué)生非常熟悉，但由于aa'是鍍銀的玻璃表面，光線射到這個表面時光線要反射，最后的折射光線從bb'表面射出。我們的眼睛就是靠從bb'射出的光線看到了大頭針的像，在bb'的外側(cè)我們就可借助該光線正確地插上大頭針P3 、P4 ，從而確定最后的出射光線。學(xué)生要把該實驗過程用科學(xué)術(shù)語表達出來也是有相當難度的。在平時的教學(xué)過程中，我們要讓學(xué)生真正掌握基本實驗的原理與操作過程，并且能夠用科學(xué)的物理語言寫出相應(yīng)的實驗報告，分析實驗過程中出現(xiàn)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”的實驗中，①測擺長時，若正確測出懸線長l和擺球直徑d,則擺長為_________;②測周期時，當擺球經(jīng)過_________位置時開始計時并計數(shù)l次，測出經(jīng)過該位置N次(約60~100次)的時間為t,則周期為_________�！ � 此外,請你從下列器材中選用所需器材，再設(shè)計一個實驗，粗略測出重力加速度g，并參照示例填寫下表（示例的方法不能再用）�！ � A.天平;B.刻度尺;C.彈簧秤;D.電磁打點計時器;E.帶夾子的重錘; F.紙帶;G.導(dǎo)線若干;H.鐵架臺;I.低壓交流電源;J.低壓直流電源; K.小車;L.螺旋測微器;M.斜面（高度可調(diào)，粗糙程度均勻）。
所選器材（只填器材序號） 簡述實驗方法（不要求寫出具體步驟）
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(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，得出結(jié)果。
實驗設(shè)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，所涉及的問題也是學(xué)生熟悉的。而要學(xué)生選用所需器材，再設(shè)計一個實驗，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 簡述實驗方法
實驗設(shè)計 A、C、E 用彈簧秤稱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
實驗設(shè)計 B、D、F、G、I、K、M 安裝儀器，接通電源，讓紙帶隨小車一起沿斜面下滑。用刻度尺測出所需數(shù)據(jù)。改變斜面高度再測一次。利用兩次數(shù)據(jù)，由牛頓第二定律算出結(jié)果。
(2)在“測定金屬的電阻率”實驗中，需要測量金屬絲的長度和直徑�，F(xiàn)用最小分度為1 mm的米尺測量金屬絲長度，圖中箭頭所指位置是拉直的金屬絲兩端在米尺上相對應(yīng)的位置，測得的金屬絲長度為_________mm。在測量金屬絲直徑時，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？請簡述測量方法： ____________________________________
解析：此題看起來好象是電學(xué)實驗，其實并沒有涉及電學(xué)中的相關(guān)問題，它考查學(xué)生的基本讀數(shù)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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