物理實(shí)驗(yàn)考查命題類型分析論文
時(shí)間:2022-09-01 11:04:00
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近幾年來(lái),由于大綱的明確要求,教材對(duì)物理實(shí)驗(yàn)編排上的加強(qiáng),隨著各級(jí)教育部門對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視,物理實(shí)驗(yàn)這個(gè)過(guò)去的薄弱環(huán)節(jié)已在一定程度上予以改善,尤其是要適應(yīng)“三個(gè)面向”形勢(shì)發(fā)展的需要,不少物理實(shí)驗(yàn)已在逐步的變單純的“驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)為“探索性”實(shí)驗(yàn),發(fā)展的趨勢(shì)是喜人的。為了進(jìn)一步提高培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,改進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué),很有必要對(duì)物理實(shí)驗(yàn)考查的命題類型作一次條理化的總結(jié)。從命題的形式上看,物理實(shí)驗(yàn)的考查大致可以分為以下幾種類型。
填空題
填空題的特點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng),限制作答,不能發(fā)揮,靈活性不大,只能根據(jù)題給的內(nèi)容,由于條件限制,故要求言簡(jiǎn)意賅,文字簡(jiǎn)煉地作答,但其考查的范圍卻非常廣泛。常見的有:1.考查儀器(表)的使用知識(shí)。一般考查:(1)儀器的構(gòu)造,工作原理和性能。例1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是實(shí)驗(yàn)中常用的一種計(jì)時(shí)儀器,構(gòu)造如圖1所示。請(qǐng)?jiān)跇?biāo)號(hào)旁的括號(hào)內(nèi)注明各部分的名稱,并在下面的空白處填入正確的字句。____5在____3及____4的作用下振動(dòng),使振針在紙帶上以____秒的間隔打點(diǎn)。
例2.利用雙縫干涉測(cè)定單色光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示。濾光片的作用是____單縫的作用是____雙縫的作用是____
(2)儀器的正確調(diào)整方法和識(shí)讀。例3.使用天平稱量前要進(jìn)行調(diào)節(jié),方法是:①_____②____。當(dāng)重錘偏到小錐體尖端的左側(cè)時(shí)(或氣泡偏到水平儀圓圈的右側(cè)時(shí)),應(yīng)使____側(cè)的螺釘升高,或者使____側(cè)的螺釘降低。當(dāng)指針偏向標(biāo)尺右側(cè)時(shí),應(yīng)調(diào)節(jié)橫梁左側(cè)螺母向____旋動(dòng),或調(diào)節(jié)橫梁右側(cè)螺母向____旋動(dòng)。例4.游標(biāo)卡尺的兩個(gè)側(cè)腳并攏時(shí),游標(biāo)的位置如圖3(a)所示,用它側(cè)一個(gè)物體的長(zhǎng)度時(shí),游標(biāo)的位置如圖3(b)所示,則物體的長(zhǎng)度為____。
這兩例主要考查儀器的“調(diào)零”和調(diào)不到“零”時(shí)“零誤差”的修正。(3)儀器的正確使用和操作時(shí)的注意事項(xiàng)。例5.在測(cè)定物質(zhì)比熱實(shí)驗(yàn)中,使用溫度計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)是____。例6.用云霧室觀察粒子徑跡的實(shí)驗(yàn)中,云霧室接上電源時(shí),應(yīng)注意____,不要接錯(cuò)。實(shí)驗(yàn)完畢,應(yīng)首先____,然后____,才能取下接線柱上的導(dǎo)線。2.考查對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,從而獲得物理規(guī)律和結(jié)論。一般考查:(1)表格法處理數(shù)據(jù)。即把實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)正確地記入事先設(shè)計(jì)好的表格中,要求運(yùn)用一定的物理公式,經(jīng)過(guò)一定的計(jì)算,找出它們之間的關(guān)系,從而得出某個(gè)結(jié)論,或者驗(yàn)證某個(gè)物理規(guī)律。例7.某同學(xué)測(cè)量液體密度的實(shí)驗(yàn)情況如圖4所示,請(qǐng)?zhí)顚憟D意的記錄表。
玻璃杯的質(zhì)量(克)玻璃杯和液體的總質(zhì)量(克)被測(cè)液體的質(zhì)量(克)被測(cè)液體的體積(厘米)2被測(cè)液體的密度(克厘米2)
例8.在“研究勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,某次實(shí)驗(yàn)時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)如圖5所示,紙帶兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的間隔時(shí)間t=0.1秒,用刻度尺量出兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)長(zhǎng)度,標(biāo)在紙帶上,單位為厘米。
①試根據(jù)紙帶填寫下表計(jì)數(shù)點(diǎn)n12345dn(cm)sn=dn-dn-1Δs
n=sn-1-sn
②若本實(shí)驗(yàn)Δs的允許誤差范圍是0.4厘米,試分析小車是否作勻變速直線運(yùn)動(dòng)____。③寫出小車在時(shí)刻nT的即時(shí)速度vn的數(shù)學(xué)表達(dá)式vn=____。④與編號(hào)為3的計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的即時(shí)速度v3____。(2)圖線法處理數(shù)據(jù)。把實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)正確地記入事先設(shè)計(jì)好的表格中,要求根據(jù)表格畫出相關(guān)量的相應(yīng)的圖線,然后根據(jù)圖線或者得到某個(gè)結(jié)論,或者驗(yàn)證某個(gè)物理規(guī)律,這便是圖線法處理數(shù)據(jù)的基本精神。例9.給某種晶體粉末加熱時(shí),它的溫度隨時(shí)間變化的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表
時(shí)間(分)
1
2
3
4
5
6
7
8
溫度(℃)
38
41
44
47
48
48
48
48.5
49.5
①根據(jù)上表的數(shù)據(jù),在圖6的直角坐標(biāo)系中畫出溫度—時(shí)間關(guān)系圖線。
②從圖線上得出的該晶體的熔點(diǎn)是____。③在圖線上用字母A和B大致地標(biāo)出代表液態(tài)的那一段。3.考查實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的原因和進(jìn)行簡(jiǎn)單的誤差計(jì)算。例10.用力矩盤驗(yàn)證有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡條件時(shí),產(chǎn)生誤差的主要原因是____。例11.在電流表改裝成3伏特的電壓表的實(shí)驗(yàn)中,把改裝成的伏特表跟標(biāo)準(zhǔn)伏特表核對(duì),已知標(biāo)準(zhǔn)伏特表的指針指到滿刻度1伏特時(shí),改裝的伏特表的指針位置如圖7所示,則改裝的伏特表相對(duì)于滿刻度的百分誤差是____。
4.考查實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的某種物理現(xiàn)象。限定于某個(gè)實(shí)驗(yàn),要求根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材,實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)步驟推理出實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的物理現(xiàn)象。例12.如圖8所示的實(shí)驗(yàn),先將燒瓶里的水燒開,然后停止加熱,這時(shí)水也停止沸騰。如果塞緊瓶塞,將燒瓶倒置,再向瓶底澆冷水,這時(shí)可以看到的現(xiàn)象是____,并說(shuō)明其理由是____。
選擇題
物理實(shí)驗(yàn)的選擇題是一種新穎的命題,其特點(diǎn)是將一些似是而非的物理現(xiàn)象和結(jié)論,似能用又不能用的器材設(shè)備與正確的魚目混珠地混雜在一起,要求從中將正確的物理現(xiàn)象,結(jié)論和適用的器材設(shè)備選擇出來(lái),從而考查學(xué)生的正誤辨析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。物理?shí)驗(yàn)的選擇題和其它的選擇題一樣,既有單一選擇題,又有多重選擇題。常見的有:1.考查正確的選擇,使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器。例13.如圖9,用單擺測(cè)量g值,在下面器材中你應(yīng)選用什么器材為好。①1米長(zhǎng)的細(xì)線,②1米長(zhǎng)的粗繩,③10厘米長(zhǎng)的細(xì)線,④泡沫塑料小球,⑤小鐵球,⑥大鉛球,⑦1/10秒刻度的秒表,⑧大時(shí)鐘,⑨厘米刻度尺,⑩毫米刻度尺。
2.考查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。例14.圖10為小球作平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照片的一部分。背景標(biāo)尺每小格為5.0厘米,閃光的快慢為每秒20次。則由照片求出的小球的初速度數(shù)值為:①0.38米/秒,②1.00米/秒,③1.50米/秒,④0.38厘米/秒。3考查可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。例15.水銀氣壓計(jì)掛得不豎直,讀數(shù)結(jié)果:①比實(shí)際氣壓大,②比實(shí)際氣壓小,③與實(shí)際氣壓一樣大。
糾錯(cuò)題
糾錯(cuò)題局限于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的組合和實(shí)驗(yàn)儀器(儀表)的使用方面,其特點(diǎn)是在所給的實(shí)驗(yàn)裝置圖中,可能有不止一處的錯(cuò)誤,要求指出錯(cuò)誤所在之處,并加以改正,從而考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和分辨正誤的能力。例16.圖11是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,自己設(shè)計(jì)的電路,是測(cè)定小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)接線圖。
最后的一根導(dǎo)線已經(jīng)接到蓄電池的負(fù)極上。你能找出它有哪些錯(cuò)誤嗎?并改正之。例17.圖12是某同學(xué)做測(cè)量銅比熱的實(shí)驗(yàn)裝置圖。圖中A是量熱器小筒,B是大筒,C是鐵蓋,D是溫度計(jì),E是待測(cè)比熱的銅塊,F(xiàn)是細(xì)線,G是水。請(qǐng)你提出這個(gè)裝置有幾處錯(cuò)誤?各應(yīng)怎樣改正?另外,在物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,有些儀器(儀表)的使用以及有些實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),學(xué)生往往不易掌握,利用糾錯(cuò)題這種欲正先反的練習(xí)題,使學(xué)生從錯(cuò)誤中吸取教訓(xùn),品嘗錯(cuò)誤的“滋味”,則往往具有防患于末然,事半功倍的效益。
排序題
排序短的特點(diǎn)是將實(shí)驗(yàn)的步驟進(jìn)行無(wú)序羅列,要求把這些步驟按實(shí)驗(yàn)的合理順序依次排列,從而考查實(shí)驗(yàn)的操作能力。例18.給定一個(gè)空玻璃瓶(圖13),要利用天平和水來(lái)測(cè)定這個(gè)玻璃瓶刻度線下的容積,測(cè)定中主要進(jìn)行:
A.用天平稱量裝著水時(shí)瓶和水的總質(zhì)量;B.用天平稱量空瓶的質(zhì)量;C.算出瓶?jī)?nèi)水的質(zhì)量,求出瓶的容積;D.調(diào)節(jié)天平橫梁兩端的螺母,使天平平衡;E.調(diào)節(jié)天平底板下面的螺旋,使天平的底板成水平。把以上各項(xiàng)的字母代號(hào)按實(shí)驗(yàn)的合理順序填寫在下面的橫線上的空白處:①____②____③____④____⑤____例19.測(cè)定電流表內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中(見圖14)如果實(shí)驗(yàn)時(shí)要進(jìn)行的步驟有:
A.合上K1;B.合上K2;C.觀察R1的阻值是否最大,如果不是,則將R1的阻值調(diào)至最大;D.調(diào)節(jié)R1的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度;E.調(diào)節(jié)R2的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半;F.記下R2的阻值。把以上步驟的字母代號(hào)按實(shí)驗(yàn)的合理順序填寫在下面橫線上的空白處:①____②____③____④____⑤____⑥____
作圖題
語(yǔ)言表述,公式表述,圖象描繪是反映物理規(guī)律常用的三種方式,因此考查學(xué)生作圖識(shí)圖的能力也是至關(guān)重要的。在作圖題中,有的是考查用圖線法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的,如圖16;有的是考查實(shí)驗(yàn)裝置的,其中在電路圖中,由電路圖改畫成實(shí)物連線圖或由實(shí)物連線圖畫出它的電路圖都是比較常見的。例20.有一個(gè)量程為0~0.6~3安培的安培表(0~0.6安培擋的內(nèi)阻為0.125歐姆,0~3安培擋的內(nèi)阻為0.025歐姆);一個(gè)量程為0~15伏特的優(yōu)特表(內(nèi)阻為1.5×10
4歐姆),一個(gè)滑動(dòng)變阻器(電阻為0~200歐姆),一個(gè)電壓為12伏特的蓄電池,一個(gè)電鍵和一些導(dǎo)線。要求使用這些器件用伏安法測(cè)量一個(gè)阻值為幾十歐姆的線圈電阻。(實(shí)物圖略)①畫出實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的電路圖;②在圖中畫線把所示的器件連接成電路。在作圖題中,還有的是考查識(shí)圖的,即從所給定的實(shí)驗(yàn)所得的圖線中或讀出某些數(shù)據(jù),或?qū)ふ夷辰?jīng)規(guī)律,也就是將圖線“翻譯”成數(shù)學(xué)表示式,或“翻譯”成語(yǔ)言敘述的某個(gè)結(jié)論。例21.電源的輸出功率跟外電路的電阻R有關(guān)。圖15是研究它們的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)電路,為了便于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和保護(hù)蓄電池,給蓄電池串聯(lián)了一個(gè)定值電阻R0,把它們一起看作電源(圖中虛線框內(nèi)部分),于是電源的內(nèi)電阻就是蓄電池的內(nèi)電阻和定值電阻R0之和,用r表示,電源的電動(dòng)勢(shì)用s表示。下表給出了6組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)這些數(shù)據(jù),在圖16的直角坐標(biāo)系中畫出P~R關(guān)系圖線,并根據(jù)圖線求出電源輸出功率的最大值,對(duì)應(yīng)的外電阻的阻值。
I安培)0.200.280.360.440.520.60U(伏特)3.002.602.201.801.401.00U/I(歐姆)159.36.14.12.71.7P=UI(瓦特)0.600.730.790.790.730.60
綜合題
除上述物理實(shí)驗(yàn)考查的類型外,綜合實(shí)驗(yàn)原理,實(shí)驗(yàn)設(shè)備的組合,實(shí)驗(yàn)操作,儀器儀表的使用、識(shí)讀、記錄、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、分析、歸納、總結(jié)、實(shí)驗(yàn)誤差的分析,減小等方面的綜合題在物理實(shí)驗(yàn)考題中占有相當(dāng)?shù)牡匚?,綜合題往往是對(duì)某實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程或部分主要過(guò)程的較全面、詳細(xì)的考查,主要考查實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。綜合題大致分為:1.簡(jiǎn)要回答題。例22.根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要,把量程為500毫伏,內(nèi)阻為500歐姆的毫伏表改裝為毫安表使用,要使原來(lái)毫伏表的刻度數(shù)就作為改裝后的毫安表的刻度數(shù),應(yīng)怎樣改裝?畫出改裝后電表的電路圖。例23.用“子彈從槍口沿水平方向射入一個(gè)沖擊擺”的方法,可以測(cè)定子彈的速度,試簡(jiǎn)述該方法的原理,在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該測(cè)出哪些數(shù)據(jù),并列式說(shuō)明。(空氣阻力忽略不計(jì))。2.一般綜合題。例23.圖17是測(cè)定玻璃的折射率并驗(yàn)證光的折射定律實(shí)驗(yàn)時(shí)得出的—張記錄圖。圖中的矩形為玻璃磚的輪廓,ABCD為四根插針的位置,觀察D針時(shí)恰好把C針和A、B針的像同時(shí)擋住,此外還插了E針和F針,觀察F針時(shí)恰可把A針和E針的像同時(shí)擋住,但F針的針孔看不清了。
①請(qǐng)你根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄圖,完成必要的光路圖,并量出必要的物理量(可用字母表示),列出玻璃的折射率的表達(dá)式;②說(shuō)明驗(yàn)證光的折射定律的實(shí)驗(yàn)步驟;③通過(guò)畫光路圖的方法,求出從C看到A、B兩根針的像A′、B′的位置;④通過(guò)畫光路圖的方法,求出F針的針孔應(yīng)該在哪條線上。綜上所述,物理實(shí)驗(yàn)的考題類型從命題的形式上一般可分為填空、選擇、糾錯(cuò)、排序、作圖和綜合題等六大類型。但如果從所考查實(shí)驗(yàn)對(duì)象上則一般可分為:1.一般實(shí)驗(yàn)題。如伏安法則電阻,需要什么器材?連成怎樣的電路?步驟如何?該記錄哪些數(shù)據(jù)?運(yùn)用什么方式進(jìn)行計(jì)算結(jié)果?整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程應(yīng)注意什么事項(xiàng)?實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因有哪些?怎樣減小誤差等?2.儀器儀表使用題。一般考查常用儀器、儀表的構(gòu)造、性能、工作原理、使用及調(diào)“零”等。3.實(shí)物線路連接題。4.改錯(cuò)題。為了某種需要,畫出某實(shí)驗(yàn)裝置圖,其中有些錯(cuò)誤之處,可能是組合上的錯(cuò)誤,或是儀器、儀表使用上的錯(cuò)誤,或是觀察、記錄上的錯(cuò)誤等,要求把錯(cuò)誤之處改過(guò)來(lái)。5.現(xiàn)象題??疾樗o實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能觀察到何種物理現(xiàn)象,對(duì)觀察到的物理現(xiàn)象加以解釋,并說(shuō)明其中的道理。6.故障分析題。說(shuō)明在某實(shí)驗(yàn)中,出現(xiàn)了什么樣的故障,要求分析出現(xiàn)的原因,著重說(shuō)明其中的物理道理,或是給出在某個(gè)實(shí)驗(yàn)中觀察到的“反常”現(xiàn)象,要求判斷何處發(fā)生了故障,產(chǎn)生故障的原因及其排除等。7.設(shè)計(jì)題。一般有兩種形式,其一是為了完成某種要求,給出一定的器材,要求設(shè)計(jì)一個(gè)合理的裝置圖;其二是為了完成某種要求,設(shè)計(jì)圖已畫出,實(shí)驗(yàn)辦法也談了,要求說(shuō)出其中的物理道理??傊S著對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的重視,兩種新編教材(甲種本和乙種本)的使用,對(duì)實(shí)驗(yàn)的考查必將和物理基礎(chǔ)知識(shí),基本計(jì)算的考題一樣,不是單一而是更多樣化,這就要求在物理實(shí)驗(yàn)中,必須讓學(xué)生動(dòng)手,動(dòng)腦,力爭(zhēng)做到:明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,懂得?shí)驗(yàn)原理,了解儀器性能、并會(huì)正確使用,搞清實(shí)驗(yàn)步驟,遵守操作規(guī)程;認(rèn)真觀察現(xiàn)象、數(shù)據(jù)仔細(xì)記錄,分析處理數(shù)據(jù)、作出合理結(jié)論,會(huì)寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。這樣才算實(shí)驗(yàn)“達(dá)標(biāo)”。對(duì)個(gè)別“拔尖”學(xué)生還應(yīng)要求對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差和實(shí)驗(yàn)結(jié)果作進(jìn)一步的分析討論。