江蘇省高考力學實驗題的命題特色及備考策略

孫樂　李軼

2005年秋，江蘇省以第二梯隊身份進入新課程改革，2008年夏，江蘇省新課改第一次高考如期進行。近幾年來江蘇高考物理試題特色鮮明，注重雙基考查，高考的導向作用突出，為新課改的進一步推進指明了方向。

1試題分析

江蘇省近3年高考物理實驗試題分析見表1。

2014年第11題2015年第11題2016年第11題

實驗目的驗證力的平行四邊形定則小磁鐵在銅管中下落的運動規(guī)律驗證機械能守恒定律

實驗裝置

考查內容（1）力的圖示（作圖法）。

（2）比較實驗過程中拉力的大小。

（3）實驗誤差理論分析。

（4）實驗注意事項分析。（1）實驗操作注意事項。

（2）實驗數(shù)據(jù)處理（紙帶處理）。

（3）實驗現(xiàn)象分析。

（4）實驗結論歸納。

（1）ΔEp=mgh中h的理解。

（2）ΔEk=12mv2中v的計算。

（3）[ZK（]實驗數(shù)據(jù)處理（ΔEp與ΔEk關系的理解）。[ZK）]

（4）實驗改進建議。

易錯點分析第（2）問中比較實驗過程中拉力的大小，橡皮筋中的彈力不滿足胡克定律，此時應根據(jù)題目給的具體情景具體分析，不能盲目經(jīng)驗主意，F(xiàn)a=Fb才是正確答案。

第（2）問中實驗數(shù)據(jù)處理（紙帶處理），確定一合適的點為O點，每隔1個計時點取1個計數(shù)點，計算打4個點時紙帶的速度時應用到5.60和4.04這兩個數(shù)據(jù)。

第（3）問中實驗數(shù)據(jù)處理（ΔEp與ΔEk關系的理解），憑經(jīng)驗和簡單記憶盲目認為是空氣阻力的影響，沒有從理論上分析ΔEp小于ΔEk在真正原因是v的測量偏大造成的。

審題突破分析

“他用彈簧測力計先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同”是否意味著：用彈簧測力計先后兩次將橡皮筋拉伸到不同的長度時，讀數(shù)才可能相同，為Fa與Fb的關系鋪墊。

“將裝置中的銅管更換為相同尺寸的塑料管，重復上述實驗操作，結果表明磁鐵下落的運動規(guī)律與自由落體運動規(guī)律幾乎相同”對比實驗的目的是引導學生理解電磁阻尼的原因。

“在鋼球底部豎直地粘住一片寬帶為d的遮光條”和“取v=dt作為鋼球經(jīng)過A點時的速度”，這兩句話即暗示學生ΔEk的測量誤差偏大的原因是v的測量偏大造成的，為第（3）問中ΔEp與ΔEk關系的原因判斷鋪墊。

2命題特色

2.1注重基本規(guī)律、基本原理和實驗基本技能的考查

2014年第11題第（1）問考查學生的作圖能力（力的圖示法求合力的大?。?。第（3）問考查學生對實驗過程的把握和對實驗結果影響因素的判斷，盡管是以選擇題的形式考查，但得分情況仍不容樂觀，要求學生具有細致的審題能力和信息加工的能力，會順勢答題。

2015年第11題第（1）問考查學生對小磁鐵在銅管中下落時受電磁阻尼作用的運動規(guī)律實驗裝置和操作細節(jié)的理解，要求學生理解打點計時器的工作原理，先通電后釋放的原則，在豎直方向上紙帶保持豎直的做法。第（2）問考查紙帶處理的實驗運算技能，會用極限思想通過平均速度代替瞬時速度。

2016年第11題第（1）問考查學生對ΔEp=mgh中h的理解。應測量釋放時的鋼球球心到鋼球在A點時的球心之間的豎直距離。第（2）問考查學生對ΔEk=12mv2中v的計算，實質仍是極限思想的理解，這兩問屬于基本原理和基本運算的考查。

2.2注重傳統(tǒng)與創(chuàng)新的銜接和過渡，不拘一格設置情景

2014年第11題第（2）問考查學生對非彈性形變背景下的三力平衡的理解。先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同，這表明胡克定律已不適用，傳統(tǒng)的F=kx的思維應該摒棄，需要構建新思維。先后兩次將橡皮筋拉伸到不同的長度時，讀數(shù)有可能相同，根據(jù)實驗過程最終O點和a、b兩點在同一條直線上，即前后兩次偏離豎直方向上的夾角相同，得出Fa=Fb。

2015年第11題第（3）問考查學生語言組織表達能力。通過觀察表格中的數(shù)據(jù)，體會數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，總結出磁鐵運動速度的變化情況以及磁鐵受到阻尼作用的變化情況，實質是對變加速直線運動的理解，牛頓第二定律是解決問題的理論基礎。

2016年第11題第（3）問考查學生對數(shù)據(jù)的敏感程度和數(shù)據(jù)分析能力。表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異，且ΔEp小于ΔEk，這絕對不是由于空氣阻力造成的（本實驗空氣阻力會使ΔEp大于ΔEk），使得學生再次回歸實驗裝置和實驗過程，尋找ΔEk大的原因（實質是v的測量偏大）。從傳統(tǒng)思維到創(chuàng)新思維的演變要緊跟實驗裝置的特點和實驗數(shù)據(jù)的獲取過程，決不能盲目的憑經(jīng)驗主義，不假思考的死記硬背式的答題。

2.3注重開放性問題的設置，激發(fā)學生的興趣

2014年第11題第（4）問考查驗證力的平行四邊形定則實驗的注意事項，該問題具有開放性。學生可從實驗器材的角度（橡皮筋的選擇），實驗操作的角度（水平力緩慢移動），實驗改進的角度（改用彈簧稱或力傳感器）作答，只要合情合理就行。

2015年第11題第（4）問考查學生的對比思維能力。銅管更換為相同尺寸的塑料管，結果磁鐵下落的運動規(guī)律與自由落體運動規(guī)律幾乎相同，這表明塑料管對磁體沒有任何影響，沒有電磁阻尼作用，對比實驗的結果得出的結論實質是對法拉第電磁感應的理解。

2016年第11題第（4）問考查學生對實驗的改進建議，在理解實驗誤差產(chǎn)生原因以及v的測量偏大的原因的基礎上，才能提出可行性建議。分別測出光電門和球心到懸點的長度L和l，計算ΔEk時，將v折算成鋼球的速度v′=lLv。

3備考策略

3.1加強對力學實驗基本原理和常規(guī)設計方案的理解

力學實驗有以下4個實驗：①實驗探究：速度隨時間的變化規(guī)律；②實驗探究：力的平行四邊形定則；③實驗探究：加速度與物體質量，物體受力的關系；④實驗探究：機械能守恒定律。4個實驗中①③④都與打點計時器有關，所以關于紙帶處理和打點計時器工作原理及使用注意事項要倍加關注，同時還要關注物理思想，如實驗②中等效替代的思想，實驗③控制變量的思想，實驗④中轉化的思想。

3.2加強對力學實驗考查細節(jié)的關注

實驗①紙帶處理時應關注瞬時速度和加速度計算時時間間隔t的計算，不能盲目的誤以為t=0.02 s或t=0.10 s。實驗②彈簧測力計讀數(shù)時應關注估讀問題。實驗③應關注是否需要平衡摩擦力以及怎樣才能恰好平衡摩擦力。實驗④數(shù)據(jù)處理時應關注空氣阻力對實驗的影響。

3.3加強對力學實驗常規(guī)設計方案和創(chuàng)新設計方案的比較分析

實驗②有教材常規(guī)設計方案的構建（結點O的位置同一次實驗前后保持一致），也可在常規(guī)設計方案的基礎上進行創(chuàng)新設計方案的構建（結點O的位置前后兩次實驗可以不一致），不管怎樣，都是共點力作用下的三力平衡問題，通過力的圖示構建平行四邊形。

實驗③可利用木板模型完成實驗（需要平衡摩擦力且滿足mM），也可以利用氣墊導軌完成實驗（不需要平衡摩擦力但要滿足mM），還可以借助傳感器測量小車受到的拉力（不需要滿足mM），故要結合具體的實驗器材和實驗過程具體分析。

實驗④可利用自由落體運動，也可利用豎直上拋運動探究單個物體的機械能守恒。利用自由落體運動研究時，會出現(xiàn)ΔEK<ΔEP的結果，利用豎直上拋運動研究時，會出現(xiàn)ΔEK>ΔEP的結果。不管怎樣，都是空氣阻力的影響，故應選擇密度大體積小的重錘為實驗對象，在誤差允許的范圍內機械能守恒。實驗④還可借助連接體模型探究系統(tǒng)的機械能守恒，仍要具體問題具體分析，不能死記硬背。

收稿日期：2016-08-25