物理实验专题复习策略

物理实验在高考中的地位很突出，从近几年高考实验题看，已从考查原理、步骤、数据处理、误差分析逐步过渡到要求考生用学过的实验原理、方法解决新颖灵活的实验问题，强化对考生创新能力的考查，试题从仪器使用、装置改选、电路设计等多方面设置了新的物理情境，而且物理实验题赋分较高，成为历年高考的热点内容，它又往往是学生的得分率较低的题目。因此，物理实验能力能否提高及高三物理实验复习的成功与否，是高考能否制胜的关键。   　　一、《考试说明》对实验考查要求   　　高考《考试说明》对实验考查要求体现在物理学科上为：   　　⑴能独立完成教材中要求的十九个学生分组实验。   　　⑵对每个实验具体要求：①明确实验目的；②理解实验原理和方法；③能控制实验条件；④会正确使用实验仪器；⑤会观察分析实验现象；⑥会记录、处理实验数据，并得出结论；⑦会处理实验安全问题。   　　⑶能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题。   　　二、近三年高考实验考试内容统计及特点分析   　　1、近三年物理实验高考考查情况   实验内容 近三年高考考查情况 1、长度的测量 2005年全国理综卷Ⅱ、2006年北京、2007年天津 2、研究匀变速直线运动 2005年广东、2006年重庆、2007年天津、2007年上海、2007年北京、2007江苏 3、探究弹力和弹簧伸长的关系 2005年江苏 4、验证力的平行四边形定则 2005年全国Ⅱ 5、验证动量守恒定律 2007年全国Ⅰ 6、研究平抛物体的运动 2006年广东、2007年四川、2007年上海 7、验证机械能守恒定律 2006年天津、 8、用单摆测定重力加速度 2006年四川、2007年全国Ⅱ 9、用油膜法估测分子的大小   10、用描迹法画出电场中平面上的等势线   11、测定金属的电阻率（使用螺旋测微器） 2005年全国Ⅲ、2006年四川、2007年山东、2007年广东 12、描绘小电珠的伏安特性曲线 2006年全国Ⅱ、2006年北京、2007年重庆、2007江苏 13、把电流表改装为电压表 2005年全国Ⅱ、2005年江苏、2006年全国Ⅰ、2007年全国Ⅱ 14、测定电源的电动势和内电阻 2006年江苏、2006年广东、2006年天津、2007年四川 15、用多用电表探索黑箱内的电学元件 2005年北京、2006年重庆、2006年天津、2007年广东 16、练习使用示波器 2007年天津、2007年全国Ⅰ 17、传感器的简单应用 2005年广东 18、测定玻璃的折射率 2006年江苏、2006年全国Ⅱ 19、用双缝干涉测光的波长 2005年天津22，2005年广东11、2006年全国Ⅰ   　　2．近三年高考实验题的特点   　　（1）实验题型多样，取材广泛   　　选择题主要考查仪器选择、实验原理、实验步骤排序及正误分析、数据分析等；填空题主要考查实验知识及实验能力、仪器读数；图线题主要考查实物连接图、电路原理图、光路图及图象法处理实验数据等：计算类型题主要考查由计算确定实验方案、推导待测量表达式等。   　　实验题取材广泛，从力学到电学、光学，均有涉及，且以电学实验为主。这些实验题有的是课本上经典学生实验，而更多的是“源于教材又高于教材”的创新题，侧重考查学生的综合素质和利用基本原理、方法进行创新的能力，力求达到“只有动手做过实验才能得高分”的实验命题思想，对今后的实验教学有很好的促进作用。   　　（2）注重主要实验仪器的使用与读数   　　传统的重要实验器材如游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、电阻箱、滑动变阻器仍是高考实验试题的主角。2007年天津、2007年全国Ⅰ考了示波器的使用，2003年上海卷考了弹簧测力计的读数；2004年全国理综卷Ⅰ、Ⅳ，2005年全国理综卷Ⅲ，2005天津卷、2005年全国Ⅲ、2007年广东考了螺旋测微器读数；2004年北京卷考了电阻箱的读数和滑动变阻器的选择；2004年全国理综卷Ⅲ、2004年江苏物理卷、2004年山东春季卷、2005年全国理综卷Ⅱ、2006年北京、2007年天津均考了游标卡尺的读数。   　　（3）注重对实验操作的考查   　　实验步骤的排序，纠错、电路连线、画电路图、实验误差的处理、仪器及量程选择等都与实验的实际操作有关，真正的考查了考生的实际操作能力。   　　（4）注重对实验数据处理的考查   　　对实验数据进行正确的处理，从而得出正确的实验结果是实验全过程的一个重要环节，试题涉及剔除错误数据，根据数据描点作图，根据图像外推结论，求平均值(斜率、面积)等。   　　（5）注重实验方法的考查，强调实验创新   　　用学过的原理去设计一个实验来测定某一物理量或验证一种事实：实验原理和方法的迁移，即用学生实验中学过的方法去设计实验完成其它物理量的测量。2006年全国卷Ⅱ考查测定小灯泡的伏安特性曲线，设计了两个实验方案，让你选择最合理的方案。   　　（6）突出设计性实验的考查   　　设计性实验具有综合性强，考查全面，能力要求高等特点，是高考实验考查的热点也是得分难点。近几年高考中几乎每年都有设计性实验题。   　　三、2008年高考物理实验专题复习策略   　　1．讲清实验，夯实基础，培养技能   　　讲清实验基本原理和方法是实验复习的重要环节，也是高三复习容易忽视之处，切不可舍本求末，敷衍了事，我觉得应按照以下5个环节进行。   　　(1)实验要达到什么目的，要达到这个目的，依据什么物理规律，即实验原理的理解。   　　(2)根据实验原理，需要获得哪些数据，应作哪些测量，要得到这些数据用什么方法，选择哪些实验仪器和装置。   　　(3)根据仪器和装置的使用规则或实验要求，怎样完成实验以及操作过程中需要注意的事项。   　　(4)数据处理一般有平均值法和图像法，特别是用图像法处理数据：怎么画图？图像的物理意义是什么？为什么图像不过原点，为什么采用“化曲为直”？   　　(5)实验结论和误差分析还是依据实验原理和实验方法，从实验中用到的物理规律和仪器这两个方面去考虑。   　　任何一个实验，都离不开这5个环节，这是实验的基础。5个环节中，实验原理是第一重要的，它是实验的根本，更应该讲清讲透。   　　2．加强实际操作，提高动手能力   　　动手操作是实验的主体，没有操作过程便没有实验，在实际操作中会出现意想不到的问题，可以发现在理论分析中发现不了的问题。如滑动变阻器的分压接法，有的学生画电路图头头是道，在实物连接时却束手无策。动手能力较差，而高三复习往往是“黑板上做实验”，不愿意走实际操作这一非常重要的环节。高考中的电路实物连线题，就是把实际操作能力通过纸面上的画线展示出来，这种题错误率很高，说明考生实际操作能力较差，实际操作经验不足，需要认真训练。   　　3．掌握设计实验的思想和方法，提高创新能力   　　所谓设计性实验，通常是要求考生根据给出的实验目的和器材，灵活运用所学的实验方法、原理、技能，进行创造性的思维，设计出切实可行的实验方案、测量方法、实验步骤，并处理数据、得出结论，而关键在于对实验原理的理解和把握，以及如何变成实际可行的操作过程，这是对创新能力的考验。它之所以难，是因为更能体现出考生的创新能力。其实，设计实验既有物理规律可依，也有思维方法可循，常用的思维方法有：等效替代法；测量微小量可用的累积法；存在多个变量时可用控制变量法。一些物理量不能直接测量时，可以用转换法、留迹法；还有平衡法、补偿法、共轭法等等。   　　4．重视演示实验和小实验，拓展求异思维和应用能力   　　高考实验试题在向演示实验和小实验拓展延伸，这是因为演示实验在物理实验教学中有重要的示范作用，在培养学生的观察能力、实验能力方面有不可替代的重要作用，而小实验可以就地取材，对培养学生的动手能力、分析能力、发现和探索问题的能力，具有独特的作用，实验虽小作用却很大，深奥的物理学原理和方法可以遇过小小的实验体现出来，它的作用是课堂所不能替代的。如通电和断电自感现象、光电效应、肥皂液腆的薄膜干涉等都是演示实验，已经出现在高考试题中。   　　高中物理课本中涉及的典型演示实验如下：   　　1．探究牛顿第二定律   　　2．平抛运动与自由落体运动的等时性   　　3．向心力大小与哪些因数有关   　　4．演示简谐运动图象的漏摆实验   　　5．弹簧振子的受迫振动与单摆的共振   　　6．布朗运动实验   　　7．做功可改变物体的内能   　　8．决定平行板电容器电容的因数   　　9．静电屏蔽   　　10．示波管原理   　　11．阴极射线在磁场中的偏转   　　12．研究电磁感应现象   　　13．自感现象   　　14．日光灯原理   　　15．三棱镜色散   　　16．肥皂液薄膜上光的干涉   　　17．光的偏振   　　18．圆孔衍射与泊松亮斑   　　19．光电效应   　　另外高中物理课本中还涉及到一些著名典型实验，如：伽利略理想实验、奥斯特电流磁效应实验、杨氏双缝干涉实验、伦琴射线的发现、红外线和紫外线的作用、а粒子散射实验、大气中的光现象等，对于这些著名典型实验，不仅要知道实验科学家的名字，了解实验目的、原理、装置、现象和结论，更应掌握实验的思想和由实验现象得到的结论。   　　5．关注新课程，用探究性实验培养科学研究能力   　　高中物理课程标准将“物理实验”的提法变为“物理实验与科学探究”，使物理实验有了更宽广的含义。探究性实验对培养学生科学研究能力起重要作用，随着新课标教材的全面推开和使用，使得探究性学习，探究能力的培养将越来越受到人们的关注。   　　例如：请设计一个测动摩擦因数μ的实验。分析：由公式可知，要测定动摩擦因数μ，应该设法测出动摩擦力和正压力。测量力可以直接用弹簧秤，滑动摩擦力则必须在物体的运动中进行测量。这样，我们可以根据物理规律设计相应的方案进行测量。   　　（1）利用“力和运动”中动平衡的原理设计实验   　　（2）利用“力和运动”中静平衡的原理设计实验   　　（3）利用“力和运动”中的非平衡态（如匀加速直线运动）的有关原理（如牛顿第二定律）设计实验   　　（4）利用“动量定理”设计实验   　　（5）利用“功能关系”的思路设计实验   　　总之，我们在物理实验复习过程中，既要注重基础知识的全面复习，又不能照搬课本，要注重培养学生的发散思维、创新能力，才能更好的迎接高考、适应高考。以上为本人拙见，请同行指正。