對2011年海南高考卷一道實驗題的商榷

鄭曄蒙

（溫州市第二十二中學，浙江 溫州 325000）

機械能守恒定律的驗證是高中物理的重要實驗，也是每年高考必考的實驗，2011年海南卷物理試題第14題就考查了.筆者經過反復思考認為，本題有不妥之處，現簡單談談自己的看法，請同行指正.

1 原題

圖1

現要通過實驗驗證機械能守恒定律.實驗裝置如圖1所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌；導軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質量為M，左端由跨過輕質光滑定滑輪的細繩與一質量為m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導軌垂直；導軌上B點有一光電門，可以測試遮光片經過光電門時的擋光時間t，用d表示A點到導軌低端C點的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A，B兩點的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度.用g表示重力加速度.完成下列填空和作圖.

（1）若將滑塊自A點由靜止釋放，則在滑塊從A運動至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統重力勢能的減小量可表示為________.動能的增加量可表示為________.若在運動過程中機械能守恒，1與s的關系式為1 t2t2＝________.

（2）多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點（A點）下滑，測量相應的s與t值，結果如表1所示.

表1

圖2

2 幾點商榷

2.1 器材選取砝碼不妥

砝碼是天平上作為質量標準的物體，通常為金屬塊或金屬片，可以用作稱量較精準的質量放在天平的一端作為質量標準的金屬塊或金屬片，大小不一，各有一定重量.使用時有嚴格的要求：使用時，不能用手捏，只能用鑷子夾或佩戴手套拿取；嚴禁接觸腐蝕性物質；嚴防碰撞或墜落，避免碰傷或劃傷；在使用砝碼時，要“先大后小”.而在本實驗中，卻把砝碼用細繩拴起來，這是明顯不恰當的.雖然這不會對考生解答本題造成影響，但是會給學生對天平的使用造成困惑，帶來認知矛盾，讓人無所適從.

2.2 實驗裝置圖的說法不妥

本題中，把如圖1說成是實驗裝置，筆者認為欠妥.實驗裝置圖應該不用標注也讓讀者（考生）能夠看出本實驗所使用的儀器來，但是圖1中，不能看出實驗儀器的形狀.準確的講，圖1應該是實驗原理圖，它只是表示實驗系統的工作原理及其組成部分的相互關系的簡圖.

2.3 數學推理太復雜，削弱了物理味道

高考中要求考查考生的運用數學解決物理問題的能力，但是在本實驗題中數學知識過于復雜，這削弱了試題的物理味道.首先，在第（1）問中，若將滑塊自A點由靜止釋放，則在滑塊從A運動至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統，若機械能守恒，推導與s的關系式為＝________，該過程數學計算過于復雜，考生要推導出需要花費較長時間.其次，本題中以s為橫坐標為縱坐標做出圖像，坐標過于復雜，使簡單問題復雜化了.

2.4 測的物理量太多導致誤差增大

本實驗中，要測量的物理量有，帶遮光片滑塊的質量M，砝碼的質量m，遮光片經過光電門時的擋光時間t，A點到導軌低端C點的距離d，A與C的高度差h，遮光片的寬度b，A、B兩點的距離S等7個量，實在太多，這在中學物理實驗中是非常復雜的了，而且測量太多的量會增大實驗的誤差.顯然題目中是由于測量的量太多，誤差太大不具備可操作性，所以更像一個計算題，而非實驗題.

2.5 圖像沒有物理意義

在物理學上引入物理圖像的目的在于使物理量之間的關系更加的直觀、形象的呈現出來，本題中的圖形雖然是一條直線，但是其縱坐標不代表任何的物理量，圖像的斜率也沒有任何的意義，也談不上反映了物理兩之間的關系.

2.6 為了創新而創新

機械能守恒定律的驗證是高中物理的重要實驗，本題為了驗證機械能守恒而大膽“創新”，這一點是值得肯定的.通過測速度和時間做圖像，得到斜率k，然后測得的h、d、b、M和m數值可以計算出直線的斜率ko.將k和ko進行比較，若其差值在試驗允許的范圍內，則可認為此實驗驗證了機械能守恒定律.這一做法看似很新穎，但是卻把簡單的問題復雜化，完全是為了考住學生而“創新”，為了有個新的題目而創新，筆者認為這不可取！高考是國家級的選拔考試，題目的每一處都應十分嚴謹，題目的創新也應該有利于考生的充分發揮，才能保證高考的權威性和公平性.