学以致用解答高考物理中的实验题研究

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  摘 要:高中物理作为一门自然科学,是以物理实验为基础的学科,为此在教学的过程中突出学生实验能力的培养与提升,在高考当中自然也要进行相关的能力考查。在应对高考物理实验题上,必须让学生掌握既定的物理基础知识,了解和学会应用实验的原理、认识和掌握相关的物理实验仪器、明白和懂得如何做好实验装置、正确掌握和实施物理实验步骤、准确进行物理验数据的处理及物理实验误差的定性分析等。
  关键词:学以致用;解答方法;高考物理;实验题
  在高考物理的试题当中,较为固定的考察题型就是选择题、实验题和计算题。其中实验题解答难度最大,牵扯的内容较多,成为学生应对物理高考的难点。针对物理教学来说,除了在常规的教学中突出实验教学,让学生掌握一定的实验技能之外,还需要让学生具备一定的应对能力和解答实验探究问题的方法。本文中笔者就通过一些案例详细的讲解了破解高考实验题的方法,希望能对高中生解答物理实验题起到一定的积极影响。
  案例1:如下图给出的物理电气,测量出一个电池组的电动势和内电阻,并作出相关的电路图,并用笔画线作导线将所给器材连接成实验电路。
  【试题解析】题干给的条件很简单,学生很容易找不出解答问题的突破口,并且在题干中给出的条件中,是用电阻箱代替了电流表,这与常规实验课堂教学中的不同,有的学生可能不是很适应,理解不了为什么电阻箱可以替代电流表,在这些问题上纠结就会导致学生出现紧张的心理,钻进解题陷阱里。其实,结合学习的物理知识,这道物理实验题是非常简单的,依据电压可以测量,那么用电压和电阻就完全可以计算出电流的大小来,电路图如下。解决此类问题的方法有两种,一是可以改变电阻箱阻值,读出两组外电阻和对应的路端电压值R1、U1、R2、U2,根据闭合电路欧姆定律列出两种情况下的方程,[E=U1+U1R1r,E=U2+U2R2r]。
  通过解答方程就可以得出E和r:[E=R1-R2U1U2U2R1-U1R2,][r=U1-U2R1R2U2R1-U1R2]。
  第二种方法就是改变电阻箱阻值,读出电压表对应的示数,多测几组数据,利用U-I图象求电动势和内电阻。需要注意的是在实验的过程中造成系统误差的原因主要是有电压表的分流诱发的,为此,在选择电阻箱阻值的时候不能太大,而电压表则需要选择内阻较大的。
  案例2:为了使用一架固定好的照相机拍摄到一辆汽车在启动之后做匀加速直线运动的场景,采用了同一张底片多次曝光的拍摄方法。其中,在拍摄中计算出相邻两次曝光的时间间隔是2.0s,小汽车的长度是4.5m。如下图所示,用刻度尺测量照片上的长度关系。试求汽车的加速度a和在照片中第2个像所对应的时刻的即时速度v?
  【试题解析】从题干中得出照片、刻度值与汽车之间的关系。通过单位换算与计算可以知道,在照片上显示,刻度尺的1厘米实际等于实际长度的3m。通过测量,算出前后两段位移分别为4.00cm和6.70cm,那么通过上述的关系运算可以计算出它对应的实际位移应该分别是12m和20.1m,由ΔS=aT2,得到a=2.0m/s2,再根据这4秒内的平均速度等于中间时刻的即时速度,可得照片中第2个像对应的速度v=8.0m/s。
  案例3:从下表中给出的物理实验器材中选取若干,设计一个有效的电路来测量电流表的内阻r1,要求就是操作简单,计算简洁,求解便捷,做到较高精准的测量,得出多组相关数据。
  (1)正确的画出电路图,标明所用器材的代号。
  (2)依据选择的数据,计算r1,表达式r1=_____,式中各符号的代表的是:____
  1.电路图
  案例4:按照要求完成下列题目,若要测量玩具枪的子弹在射出来时候的初速度,除了具备的玩具手枪之外,所给定的测量工具还有以下两种,试求问题的答案?一是除了玩具手枪外,还有秒表;二是除了玩具手枪外,还有就是米尺。
  【试题解析】面对这样的问题,看是简单容易解答,实际上需要学生具备一定的思变品质。题干中牵扯到的物理量是非常少的,貌似都没有任何具体数据的出现,只粗略的介绍了两种测量工具。计算初速度需要掌握相关的时间量和距离量,这样才能顺利的解答问题。假如除了玩具手枪之外,只有秒表,轨迹如下图中的(甲),将玩具手枪从地面竖直向上发射子弹,用秒表记下从发射到子弹落会地面所用的时间t,则子弹上升的时间为t/2,故子弹初速度v0=gt/2。假如除了玩具手枪之外还有米尺,轨迹如下图中(乙),将玩具手枪子弹从某一高度处水平射出,用米尺测量射出时离地面的高度h和水平射程s,则子弹初速度[v0=st=sg2h]。
  参考文献:
  [1]冯木权.高考物理设计性实验试题的命题思想和应对策略[J].物理教学,2014(04)
  [2]刘斐.浅议新课程理念下物理高考实验试题命题趋势[J].考试周刊,2014(75)
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