吳玉沙 周勛

摘 要：通過對2017年全國卷Ⅲ物理實(shí)驗(yàn)題進(jìn)行全面分析，深入剖析考生在解題中容易出現(xiàn)的問題，結(jié)合《2018年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱》和《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版），提出2018年高考備考的建議。

關(guān)鍵詞：高考物理實(shí)驗(yàn)題；平行四邊形定則；多用表的使用

2017年高考理綜全國Ⅲ卷共有兩道實(shí)驗(yàn)題，其中第22題是力學(xué)實(shí)驗(yàn)題——驗(yàn)證平行四邊形定則。考查學(xué)生對物理基本概念、基本規(guī)律的掌握和基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ那闆r；第 23 題是電學(xué)實(shí)驗(yàn)題，屬重點(diǎn)考查學(xué)生能力的實(shí)驗(yàn)題，較好地體現(xiàn)了高考試題區(qū)分度的特點(diǎn)，該題考查電表的改裝，其中考點(diǎn)包括了電路設(shè)計(jì)中器材的選擇、多用電表的正確使用以及電壓表、電流表對應(yīng)量程與分壓電阻、分流電阻的關(guān)系。兩道實(shí)驗(yàn)題均綜合考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握程度及物理實(shí)驗(yàn)的能力。

1. 第22題實(shí)驗(yàn)試題分析

第22題題目略。

圖1

【試題解析】 本題考查考生的基礎(chǔ)知識——力的合成法則及平行四邊形定則的應(yīng)用。要求考生在理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理的基礎(chǔ)上，運(yùn)用教材學(xué)生實(shí)驗(yàn)“驗(yàn)證平行四邊形定則”，利用彈簧測力計(jì)來讀取拉力的大小以及結(jié)合平行四邊形定則作圖，得出合力的大小以及F合與拉力F的夾角的正切值。

（1）本題考查基礎(chǔ)知識——彈簧測力計(jì)的讀數(shù)。根據(jù)圖1部分的圖（b）可知該彈簧的最小分度值為0.2，所以F的大小為4.0 N。

（2）（Ⅰ）根據(jù)題中所給數(shù)據(jù)，用刻度尺和鉛筆按照圖標(biāo)注的方向和題目規(guī)定的標(biāo)度作出F1和F2，然后以F1和F2為鄰邊作平行四邊形，過O點(diǎn)畫該平行四邊形的對角線，該對角線就是F1和F2的合力F合，如圖2所示。

圖2

（Ⅱ）根據(jù)圖像可直接讀出F合的大小，也可以根據(jù)幾何關(guān)系求得合力為4.2-5.622+5.622=4.0 N；F合與拉力F的夾角的正切值為4.2-5.625.62=0.06。

【評析】學(xué)生須熟悉本題所涉及的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理方法，考生若不完全理解則容易出現(xiàn)以下幾種錯(cuò)誤：

（1）不清楚彈簧測力計(jì)的讀數(shù)方法，沒有估讀，直接讀數(shù)為4 N。彈簧測力計(jì)讀數(shù)要估讀，讀到最小分度值的一半并取一位有效數(shù)字所在位。分度值為0.2，讀至小數(shù)點(diǎn)后一位，分度值為0.1，讀至小數(shù)點(diǎn)后兩位，分度值為0.5，其一半為0.25，取一位有效數(shù)字，為0.3，讀至小數(shù)點(diǎn)后一位。

（2）由于作圖不規(guī)范，導(dǎo)致合力F合的軌跡與拉力F重合。說明學(xué)生對力的合成這個(gè)概念理解不透徹，對等效替代的這種方法掌握不熟練。

（3）由于作圖不規(guī)范，不能直接讀取出F合的大小，而是直接進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算求解，得出錯(cuò)誤的答案。

（4）在求解正切值時(shí)，進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算求解，但由于計(jì)算失誤出現(xiàn)錯(cuò)誤的答案，有的則是不知道該如何求正切值。

2. 第23題實(shí)驗(yàn)試題分析

第23題題目略。

圖3

【試題解析】本題考查的知識點(diǎn)是多用電表的使用以及電表的改裝，同時(shí)還要了解串并聯(lián)電路的特點(diǎn)及應(yīng)用，掌握多用電表的讀數(shù)原則。對電表讀數(shù)時(shí)，要先確定電表測的是哪個(gè)物理量，再根據(jù)選擇的擋位確定電表的分度值，根據(jù)題目所提供的指針位置進(jìn)行讀數(shù)。

（1）根據(jù)歐姆表原理，內(nèi)部電源的正極接黑表筆，保證測電阻時(shí)電流表中電流“紅進(jìn)黑出”，所以根據(jù)電路圖3（a）可知A端與黑表筆相連接。

（2）根據(jù)題意，R6是可變電阻，其作用就是歐姆表調(diào)零，所以關(guān)于R6 的使用，說法正確的是B。

（3）直流電流擋分為1 mA和2.5 mA，當(dāng)開關(guān)接2時(shí)，量程為1 mA，所以R1+R2=IgRgI-Ig=160 Ω；接4時(shí)，為電壓擋，量程為1 V，表頭與R1、R2并聯(lián)組成一個(gè)新的表頭，新表頭的內(nèi)阻為r=（R1+R2）RgR1+R2+R3=120 Ω，又因?yàn)樾卤眍^的量程是1 mA，所以R4=U1I1-r=11×10-3 Ω-120 Ω=880 Ω。

（4）若與1相連，則量程為2.5 mA，讀數(shù)為1.47 mA；若與3相連，則為歐姆擋×100 Ω擋，讀數(shù)為1.10×103 Ω；若與5連接，則量程為5 V，其讀數(shù)為2.95 V。

【評析】該實(shí)驗(yàn)題以教材的基本實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，考查學(xué)生對

實(shí)驗(yàn)原理的了解、對實(shí)驗(yàn)器材的選擇以及學(xué)生提取信息、分析處理和綜合應(yīng)用的能力，本題第一問需要掌握歐姆表原理，對于內(nèi)部電源，其接法是“紅負(fù)黑正”；第二問是明確電路結(jié)構(gòu)，了解歐姆擋中所接滑動變阻器的作用；第三問則是根據(jù)所給的量程和電路圖進(jìn)行分析，再結(jié)合串并聯(lián)電路的特點(diǎn)求電阻的阻值；第四問需要明確電表的量程，確定其最小分度。考生若不了解實(shí)驗(yàn)原理及多用表的讀數(shù)原則，則容易出現(xiàn)以下幾種錯(cuò)誤。

（1）不清楚歐姆表原理，將紅表筆錯(cuò)認(rèn)為正確答案。

（2）不清楚歐姆表的構(gòu)造，R6是可變電阻，也被叫做調(diào)零電阻，在測量電阻時(shí)才接入電路，只有在使用電阻擋之前才需進(jìn)行歐姆調(diào)零，錯(cuò)選成A或C。

（3）不了解多用電表原理，分不清接2擋時(shí)直流電流是1mA擋還是2.5mA擋，錯(cuò)認(rèn)為是2.5 mA擋，因此代入式子R1+R2=IgRgI-Ig=53.33 Ω，R4=U1I1-r=352.28 Ω。

（4）分不清量程，錯(cuò)認(rèn)為與1相連，則量程為1 mA，則多用電表讀數(shù)為0.588 mA；與3相連，為歐姆擋×100 Ω擋，讀數(shù)為1.10×103 Ω，該問出錯(cuò)幾率??；與5連接，量程為1 V，其讀數(shù)為0.590 V。

該實(shí)驗(yàn)題考查的知識點(diǎn)是多用電表的原理，了解電流表改裝的原理是并聯(lián)電阻分流，電壓表改裝原理是串聯(lián)電阻分壓，歐姆擋測電阻的原理是閉合電路歐姆定律，電流隨外部可變電阻的變化而變化；能夠正確掌握多用電表各擋位的用途。對于多用電表測電流而言，并聯(lián)電阻具有分流作用，所以并聯(lián)接入的電阻越多，其測的電流擋位則越??；而對于多用電表測電壓，串聯(lián)電阻具有分壓的作用，所以串聯(lián)接入的電阻越多，其測的電壓擋位越大。

3. 建議

針對考生的這兩道題的答題情況，以及《2018年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱》和《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的文件，提出以下高考備考策略。

（1）緊扣考綱和課標(biāo)，考綱對于前面的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的表述是驗(yàn)證力的平行四邊形定則以及多用電表的使用，而新的課標(biāo)的表述則是探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律和用多用電表測量電學(xué)中物理量，兩者雖然在表述上不同但考點(diǎn)都是一樣的。2018年的高考是在新的課程標(biāo)準(zhǔn)頒布后的第一次高考，課標(biāo)規(guī)定的必修實(shí)驗(yàn)和考綱要求的必修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目存在差異，實(shí)際教學(xué)中須把課標(biāo)和考綱要求的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都熟練掌握，尤其是新課標(biāo)新增的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

（2）多研究近年高考試題，高考試題主要考查主干知識和核心內(nèi)容、必備知識和關(guān)鍵能力，每年的高考試題都高度反映了命題專家的智慧，每年的真題都可以從往年的高考真題中找到影子，所以建議不須花費(fèi)過多的精力做各種模擬卷或押題卷，專心研究往年的高考題可以達(dá)到“事半功倍”的效果，無論題目怎樣變化，考的知識點(diǎn)是不變的。

（3）教學(xué)中分組實(shí)驗(yàn)要做到位，課標(biāo)所要求的基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和演示實(shí)驗(yàn)，一定要求學(xué)生都要能夠獨(dú)立地完成操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，明確其實(shí)驗(yàn)原理和關(guān)鍵步驟。

（通訊作者：周勛）

參考文獻(xiàn)：

[1]2017年全國普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合能力測試（新課標(biāo)Ⅲ卷）物理試題[Z].2017.

[2]梅亞林.彈簧測力計(jì)可以倒過來調(diào)零嗎？[J].物理教師，2012，33（5）：30-32.

[3]教育部考試中心.2018年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱·理科[M].北京：高等教育出版社，2017.

[4]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

作者簡介：

吳玉沙，周勛，貴州省貴陽市，貴州師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院。