物理實驗考查命題類型分析論文

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近幾年來，由于大綱的明確要求，教材對物理實驗編排上的加強，隨著各級教育部門對物理實驗教學的重視，物理實驗這個過去的薄弱環節已在一定程度上予以改善，尤其是要適應“三個面向”形勢發展的需要，不少物理實驗已在逐步的變單純的“驗證性”實驗為“探索性”實驗，發展的趨勢是喜人的。為了進一步提高培養學生的實驗技能，改進物理實驗的教學，很有必要對物理實驗考查的命題類型作一次條理化的總結。從命題的形式上看，物理實驗的考查大致可以分為以下幾種類型。

填空題

填空題的特點是針對性強，限制作答，不能發揮，靈活性不大，只能根據題給的內容，由于條件限制，故要求言簡意賅，文字簡煉地作答，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。一般考查：（1）儀器的構造，工作原理和性能。例1．打點計時器是實驗中常用的一種計時儀器，構造如圖1所示。請在標號旁的括號內注明各部分的名稱，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，使振針在紙帶上以____秒的間隔打點。

例2．利用雙縫干涉測定單色光的波長的實驗裝置如圖2所示。濾光片的作用是____單縫的作用是____雙縫的作用是____

（2）儀器的正確調整方法和識讀。例3．使用天平稱量前要進行調節，方法是：①_____②____。當重錘偏到小錐體尖端的左側時（或氣泡偏到水平儀圓圈的右側時），應使____側的螺釘升高，或者使____側的螺釘降低。當指針偏向標尺右側時，應調節橫梁左側螺母向____旋動，或調節橫梁右側螺母向____旋動。例4．游標卡尺的兩個側腳并攏時，游標的位置如圖3（a）所示，用它側一個物體的長度時，游標的位置如圖3（b）所示，則物體的長度為____。

這兩例主要考查儀器的“調零”和調不到“零”時“零誤差”的修正。（3）儀器的正確使用和操作時的注意事項。例5．在測定物質比熱實驗中，使用溫度計時應注意的事項是____。例6．用云霧室觀察粒子徑跡的實驗中，云霧室接上電源時，應注意____，不要接錯。實驗完畢，應首先____，然后____，才能取下接線柱上的導線。2．考查對實驗數據進行分析處理，從而獲得物理規律和結論。一般考查：（1）表格法處理數據。即把實驗所得的數據正確地記入事先設計好的表格中，要求運用一定的物理公式，經過一定的計算，找出它們之間的關系，從而得出某個結論，或者驗證某個物理規律。例7．某同學測量液體密度的實驗情況如圖4所示，請填寫圖意的記錄表。

玻璃杯的質量（克）玻璃杯和液體的總質量（克）被測液體的質量（克）被測液體的體積（厘米）2被測液體的密度（克厘米2）

例8．在“研究勻變速運動的規律”實驗中，某次實驗時，打點計時器在紙帶上打下一系列的點如圖5所示，紙帶兩計數點的間隔時間t=0.1秒，用刻度尺量出兩個計數點長度，標在紙帶上，單位為厘米。

①試根據紙帶填寫下表計數點n12345dn（cm）sn=dn-dn-1Δs

n=sn-1-sn

②若本實驗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動____。③寫出小車在時刻nT的即時速度vn的數學表達式vn=____。④與編號為3的計數點對應時刻的即時速度v3____。（2）圖線法處理數據。把實驗所得到的數據正確地記入事先設計好的表格中，要求根據表格畫出相關量的相應的圖線，然后根據圖線或者得到某個結論，或者驗證某個物理規律，這便是圖線法處理數據的基本精神。例9．給某種晶體粉末加熱時，它的溫度隨時間變化的實驗數據如下表

時間（分）

1

2

3

4

5

6

7

8

溫度（℃）

38

41

44

47

48

48

48

48.5

49.5

①根據上表的數據，在圖6的直角坐標系中畫出溫度—時間關系圖線。

②從圖線上得出的該晶體的熔點是____。③在圖線上用字母A和B大致地標出代表液態的那一段。3．考查實驗中產生誤差的原因和進行簡單的誤差計算。例10．用力矩盤驗證有固定轉動軸物體的平衡條件時，產生誤差的主要原因是____。例11．在電流表改裝成3伏特的電壓表的實驗中，把改裝成的伏特表跟標準伏特表核對，已知標準伏特表的指針指到滿刻度1伏特時，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于滿刻度的百分誤差是____。

4．考查實驗中可能出現的某種物理現象。限定于某個實驗，要求根據實驗器材，實驗裝置及實驗步驟推理出實驗中可能出現的物理現象。例12．如圖8所示的實驗，先將燒瓶里的水燒開，然后停止加熱，這時水也停止沸騰。如果塞緊瓶塞，將燒瓶倒置，再向瓶底澆冷水，這時可以看到的現象是____，并說明其理由是____。

選擇題

物理實驗的選擇題是一種新穎的命題，其特點是將一些似是而非的物理現象和結論，似能用又不能用的器材設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象，結論和適用的器材設備選擇出來，從而考查學生的正誤辨析能力和實驗能力。物理實驗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，使用實驗設備和儀器。例13．如圖9，用單擺測量g值，在下面器材中你應選用什么器材為好。①1米長的細線，②1米長的粗繩，③10厘米長的細線，④泡沫塑料小球，⑤小鐵球，⑥大鉛球，⑦1/10秒刻度的秒表，⑧大時鐘，⑨厘米刻度尺，⑩毫米刻度尺。

2．考查實驗數據的處理。例14．圖10為小球作平拋運動的閃光照片的一部分。背景標尺每小格為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考查可能出現的實驗現象。例15．水銀氣壓計掛得不豎直，讀數結果：①比實際氣壓大，②比實際氣壓小，③與實際氣壓一樣大。

糾錯題

糾錯題局限于實驗設備的組合和實驗儀器（儀表）的使用方面，其特點是在所給的實驗裝置圖中，可能有不止一處的錯誤，要求指出錯誤所在之處，并加以改正，從而考查學生的實驗操作能力和分辨正誤的能力。例16．圖11是某同學根據實驗要求，自己設計的電路，是測定小燈泡功率的實驗接線圖。

最后的一根導線已經接到蓄電池的負極上。你能找出它有哪些錯誤嗎？并改正之。例17．圖12是某同學做測量銅比熱的實驗裝置圖。圖中A是量熱器小筒，B是大筒，C是鐵蓋，D是溫度計，E是待測比熱的銅塊，F是細線，G是水。請你提出這個裝置有幾處錯誤？各應怎樣改正？另外，在物理實驗過程中，有些儀器（儀表）的使用以及有些實驗環節，學生往往不易掌握，利用糾錯題這種欲正先反的練習題，使學生從錯誤中吸取教訓，品嘗錯誤的“滋味”，則往往具有防患于末然，事半功倍的效益。

排序題

排序短的特點是將實驗的步驟進行無序羅列，要求把這些步驟按實驗的合理順序依次排列，從而考查實驗的操作能力。例18．給定一個空玻璃瓶（圖13），要利用天平和水來測定這個玻璃瓶刻度線下的容積，測定中主要進行：

A．用天平稱量裝著水時瓶和水的總質量；B．用天平稱量空瓶的質量；C．算出瓶內水的質量，求出瓶的容積；D．調節天平橫梁兩端的螺母，使天平平衡；E．調節天平底板下面的螺旋，使天平的底板成水平。把以上各項的字母代號按實驗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．測定電流表內阻的實驗中（見圖14）如果實驗時要進行的步驟有：

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的阻值調至最大；D．調節R1的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度；E．調節R2的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度的一半；F．記下R2的阻值。把以上步驟的字母代號按實驗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

語言表述，公式表述，圖象描繪是反映物理規律常用的三種方式，因此考查學生作圖識圖的能力也是至關重要的。在作圖題中，有的是考查用圖線法處理實驗數據的，如圖16；有的是考查實驗裝置的，其中在電路圖中，由電路圖改畫成實物連線圖或由實物連線圖畫出它的電路圖都是比較常見的。例20．有一個量程為0～0.6～3安培的安培表（0～0.6安培擋的內阻為0.125歐姆，0～3安培擋的內阻為0.025歐姆）；一個量程為0～15伏特的優特表（內阻為1.5×10

4歐姆），一個滑動變阻器（電阻為0～200歐姆），一個電壓為12伏特的蓄電池，一個電鍵和一些導線。要求使用這些器件用伏安法測量一個阻值為幾十歐姆的線圈電阻。（實物圖略）①畫出實驗應用的電路圖；②在圖中畫線把所示的器件連接成電路。在作圖題中，還有的是考查識圖的，即從所給定的實驗所得的圖線中或讀出某些數據，或尋找某經規律，也就是將圖線“翻譯”成數學表示式，或“翻譯”成語言敘述的某個結論。例21．電源的輸出功率跟外電路的電阻R有關。圖15是研究它們的關系的實驗電路，為了便于進行實驗和保護蓄電池，給蓄電池串聯了一個定值電阻R0，把它們一起看作電源（圖中虛線框內部分），于是電源的內電阻就是蓄電池的內電阻和定值電阻R0之和，用r表示，電源的電動勢用s表示。下表給出了6組實驗數據，根據這些數據，在圖16的直角坐標系中畫出P～R關系圖線，并根據圖線求出電源輸出功率的最大值，對應的外電阻的阻值。

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

除上述物理實驗考查的類型外，綜合實驗原理，實驗設備的組合，實驗操作，儀器儀表的使用、識讀、記錄、實驗現象的觀察、實驗數據的處理、分析、歸納、總結、實驗誤差的分析，減小等方面的綜合題在物理實驗考題中占有相當的地位，綜合題往往是對某實驗的全過程或部分主要過程的較全面、詳細的考查，主要考查實驗能力。綜合題大致分為：1．簡要回答題。例22．根據實驗需要，把量程為500毫伏，內阻為500歐姆的毫伏表改裝為毫安表使用，要使原來毫伏表的刻度數就作為改裝后的毫安表的刻度數，應怎樣改裝？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沖擊擺”的方法，可以測定子彈的速度，試簡述該方法的原理，在實驗中應該測出哪些數據，并列式說明。（空氣阻力忽略不計）。2．一般綜合題。例23．圖17是測定玻璃的折射率并驗證光的折射定律實驗時得出的—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針時恰好把C針和A、B針的像同時擋住，此外還插了E針和F針，觀察F針時恰可把A針和E針的像同時擋住，但F針的針孔看不清了。

①請你根據實驗記錄圖，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式；②說明驗證光的折射定律的實驗步驟；③通過畫光路圖的方法，求出從C看到A、B兩根針的像A′、B′的位置；④通過畫光路圖的方法，求出F針的針孔應該在哪條線上。綜上所述，物理實驗的考題類型從命題的形式上一般可分為填空、選擇、糾錯、排序、作圖和綜合題等六大類型。但如果從所考查實驗對象上則一般可分為：1．一般實驗題。如伏安法則電阻，需要什么器材？連成怎樣的電路？步驟如何？該記錄哪些數據？運用什么方式進行計算結果？整個實驗過程應注意什么事項？實驗誤差產生的原因有哪些？怎樣減小誤差等？2．儀器儀表使用題。一般考查常用儀器、儀表的構造、性能、工作原理、使用及調“零”等。3．實物線路連接題。4．改錯題。為了某種需要，畫出某實驗裝置圖，其中有些錯誤之處，可能是組合上的錯誤，或是儀器、儀表使用上的錯誤，或是觀察、記錄上的錯誤等，要求把錯誤之處改過來。5．現象題。考查所給實驗過程中能觀察到何種物理現象，對觀察到的物理現象加以解釋，并說明其中的道理。6．故障分析題。說明在某實驗中，出現了什么樣的故障，要求分析出現的原因，著重說明其中的物理道理，或是給出在某個實驗中觀察到的“反常”現象，要求判斷何處發生了故障，產生故障的原因及其排除等。7．設計題。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，要求設計一個合理的裝置圖；其二是為了完成某種要求，設計圖已畫出，實驗辦法也談了，要求說出其中的物理道理?？傊S著對物理實驗的重視，兩種新編教材（甲種本和乙種本）的使用，對實驗的考查必將和物理基礎知識，基本計算的考題一樣，不是單一而是更多樣化，這就要求在物理實驗中，必須讓學生動手，動腦，力爭做到：明確實驗目的，懂得實驗原理，了解儀器性能、并會正確使用，搞清實驗步驟，遵守操作規程；認真觀察現象、數據仔細記錄，分析處理數據、作出合理結論，會寫實驗報告等。這樣才算實驗“達標”。對個別“拔尖”學生還應要求對實驗誤差和實驗結果作進一步的分析討論。