物理试题情境分析

高考物理试题情境分析

物理试题总是将物理问题设置在物理情境之中，课本中的素材、生活生产实践、社会热点和往届高考试题，是高考物理试题情境的主要来源。本文以2013年高考试题为例加以分析。

一、课本中的素材

物理课本是物理知识与方法的主要载体，课本中的正文内容、旁批与注释及其他辅助栏目、习题与例题等，均是高考试题的来源。涉及物理史料的试题，主要是以课本中记载的史料素材为依据编制，有些高考试题，就直接来源于课本中的实验、案例等。全国课标理综I 第14题、重庆理综第4题，就是来源于课本《伽利略对落体运动的研究》中，利用斜面“冲淡重力”并合理外推的实验。上海高考物理试题中，也曾多次以此实验为背景编制过试题。四川理综第8题，就是教材中定性探究点电荷间静电力的实验。

例1．（全国课标理综II-19）在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是

A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系

B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说

C．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流

D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化

答案：ABD

点评：本题主要考查经典物理学形成过程中的重大发现及意义。较容易。

例2．（全国课标理综I-14）图1是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表。表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据，伽利略可以得出的结论是

A．物体具有惯性

B．斜面倾角一定时，加速度与质量无关

C．物体运动的距离与时间的平方成正比

D．物体运动的加速度与重力加速度成正比

答案：C

点评：此题仅从运动的层面，考查由实验数据得出结论的能力。较容易。

例3．（2013重庆理综-4）图2为伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为θ的光滑斜面滑下，然后在不同的θ角条件下进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动。分析该实验可知，小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随θ变化的图像分别对应题图3中的

A．①②和③ B．③②和① C．②③和① D．③①和②

答案：B

点评：本题从力的角度，考查共点力平衡条件、牛顿第二定律，且涉及三角函数图像。难度中等。

例4．（2013四川理综-8-1）在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关。他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图4所示。

实验时，先保持两电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，再保持两球的距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大。

实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的______而增大，随其所带电荷量的_____而增大。

此同学在探究中应用的科学方法是__________（选填：“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”）。

答案：减小增大控制变量法

点评：本题以经典的定性实验考查定性推理能力所蕴含的的物理思想与方法较容易。

二、基本实验

高考试题中的实验问题，基本上都是以《课程标准》规定的实验的基本方法为蓝本进行改编、组合与创新，所用仪器器材、实验原理、方法等都是在基本实验中所使用过的。如海南物理第11题，完全就是课本中的基本实验，全国课标理综I的第22题，就是将课本中利用打点计时器测量加速度实验中的打点计时器成了光电门，这一替换，实验原理也就由

变成了。全国课标理综I的第23题，就是课本中“练习使用多用电表”与“测量电源电动势与内阻”两个基本实验的整合。

例5．（2013海南物理-11）某同学用图5a所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，当地重力加速度为g=9.80 m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图5b所示。纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离h A、h B和h C的值。回答下列问题（计算结果保留3位有效数字）：

（1）打点计时器打B点时，重物速度的大小v B= m/s；

（2）通过分析该同学测量的实验数据，判断他的实验结果是否验证了机械能守恒定律。简要说明分析的依据。

答案：（1）3.90 （2）能验证。分析过程略。

点评：本题的创新之处是第（2）问，考查的是学生对实验过程的评判能力。

例6．（全国课标理综I-22）图6（a）为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。实验步骤如下：

①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d；用米尺测量两光电门之间的距离s；

②调整轻滑轮，使细线水平；

③让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A 和光电门B所用的时间Δt A和Δt B，求出加速度a；

④多次重复步骤③，求a的平均值；

⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ。

回答下列问题：

（1）测量d时，某次游标卡尺（主尺的最小分度为1 mm）的示数如图6（b）所示，其读数为 cm。

（2）物块的加速度a可用d、s、Δt A和Δt B表示为a= 。

（3）动摩擦因数μ可用M、m、和重力加速度g表示为μ= 。

（4）如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于（填“偶然误差”或“系统误差”）。