對高考探究開放題解答策略

莊盛文

(山東臨沂第十九中學,山東 臨沂 276000)

對高考探究開放題解答策略

莊盛文

(山東臨沂第十九中學,山東 臨沂 276000)

解答此類問題需根據題目信息和自身的實驗知識，實驗技能進行靈活的設計具體的實驗方法，培養自身的實驗能力和綜合分析問題的能力.

實驗；條件；原理；方法；能力

綜合問題1：對教料演示實驗的拓展和更新

例題1 如圖1，做“沙擺實驗”時．如果下面的平板不動．在豎直平面內擺動的漏斗中漏出的沙流在平板上沿直線鋪成一層沙子，這層沙子的縱剖面大致的形狀是圖2中的( ).

圖1 圖2

解題思路沙擺擺動速度不同，在相同時間內流出的沙量不同．

解答A擺動位移越大時，漏斗的速度越小，在兩側的滯留時間越長，沙漏得也越多．

規律總結演示實驗在物理概念的形成、規律的建立、知識的深化等方面有著不可替代的作用，也是近幾年高考的熱點，對演示實驗要注意：(1)要重視在物理學史中具有重要地位的實驗，如雙縫干涉實驗、粒子散射實驗、光電效應實驗等．(2)掌握實驗的演示方法，明確實驗說明的問題．(3)理解實驗原理并能分析解釋實驗現象，經常變換條件從不同的角度思考實驗．

綜合問題2：實驗情境的創新與實驗條件的調控

例題2 有一量程為0～5 V的電壓表V，某同學為了知道它的內阻，采用了下列測量方法：

(1)該同學利用歐姆表通過圖3甲的方式進行測量．測量時歐姆表的黑表筆應該與電壓表的____(填“正”或“負”)極接線柱相連，紅表筆與另一接線柱相連．在歐姆表的擋位位于“×1 k”擋時，歐姆表的示數如圖3乙所示，則電壓表的內阻RV約為____kΩ.

(2)為了更準確地測出這塊電壓表V的內阻，該同學在實驗室找到了下列器材：

電壓表V1：量程0～10 V

定值電阻R0：阻值5 000 Ω

滑動變阻器R1：0～50 Ω

滑動變阻器R2：0～10 kΩ

電源E：電動勢12 V，內阻很小

開關S、導線若干

該同學設計了圖3丙所示的電路，其中甲為____，乙為_____(填“V”或“V1”)．滑動變阻器應選____(填“R1”或“R2”)．該同學通過調節滑動變阻器的阻值，得到電壓表V、V1的多組讀數U、U1，以U為縱坐標、U1為橫坐標建立坐標系并畫出相應圖象，如圖3丁所示．若圖象的斜率為k，則電壓表V的內阻RV=____(用k和R0表示)．

圖3

解題思路由串聯電路電壓的關系：

解答:

(1)正 4.5(或4.50)

規律總結:此類實驗題的背景完全不同于教材實驗，但萬變不離其宗，即離不開學生實驗中包含的物理知識、規律、原理和方法，搞清原理是解決這類問題的關鍵．

綜合問題3：綜合考查對實驗原理的理解，器材的選擇及電路的設計

例3 已知太陽能電池的電動勢約為0.8 V，短路電流約為40 mA，為了精確地測出它的電動勢和內阻，可供選擇的器材有( ).

A.電流表Al：量程0．6A，內阻為0.150Ω

B.電流表A2：量程20mA，內阻為40Ω

C．電壓表V：量程5.0 V，內阻為5．20Ω

D．電阻箱：電阻99．9Ω，允許通過的最大電流0.15 A

E.滑動變阻器R1：電阻20Ω，允許通過的最大電流1.5A

F.滑動變阻器R2：電阻200Ω，允許通過的最大電流 0.5 A，開關、導線若干．

(1)請從上述儀器中選擇必要的儀器：____．(用儀器前的字母表示)

(2)在虛線框內畫出電路圖．

(3)說明要測量的物理量____，并給出計算電動勢和內阻的公式____．

圖4

解題思路測電源的電動勢與內阻的基本原理就是全電路歐姆定律，題中電壓表量程太大，測量結果誤差大，故不能選用電壓表，只能選用電流表，如圖4．根據電流的最大值及電流表讀數精確原則可知應選B表，注意到題中電流表內阻已知，結合電阻箱即可獲得外電阻，調節電阻箱阻值，利用全電路歐姆定律列出式子即可解得電動勢和內阻

解答:(1)BD(2)如圖 (3)電阻箱阻值為Rl時，測得電流表示數I1，電阻箱阻值為R2時，測得電流表示數I2，則

綜合問題4：物理實驗方法的類比遷移

例4 測量電源B的電動勢E及內阻r(E約為4.5 V，r約為1.5Ω)．器材：量程3 V的理想電壓表V，量程0.5 A的電流表A(具有一定內阻)，固定電阻R=4Ω，滑動變阻器R′，電鍵K，導線若干．①畫出實驗電路原理圖．圖中各元件需用題目中給出的符號或字母標出．

②實驗中，當電流表讀數為I1時，電壓表讀數為U1；當電流表讀數為I2時，電壓表讀數為隊．則可以求出E=____，r=____．(用“I1”“I2”“U1”“U2”及“R”表示)

圖5

解題思路固定電阻阻值不變，若把固定電阻R看做電源內阻的一部分，此實驗就與“測電源的電動勢和內阻”的實驗完全相同了如圖5．當電流表讀數為I1電壓表讀數為U1時E=U1+I1(R+r)，電流表讀數為I2，電壓表讀數為U2時E=U2+I2(R+r)，聯立兩式即可．

解答①實驗電路原理圖如圖5所示.

規律總結:此類問題源于學生實驗而又有別于原實驗，主要考查對實驗知識的掌握和遷移能力．解決此類問題首先要對原實驗的原理、方法有清晰深刻的認識，才能在設計實驗時找到“原型”．同時要熟記一些常用的實驗方法，如：伏安法測電阻、半偏法測電壓表或電流表內阻等．

[1]人民教育出版社,課程教材研究所,物理課程教材研究開發中心. 普通高中課程標準實驗教科書物理選修3 -1[M]. 北京:人民教育出版社,2015.

[責任編輯：閆久毅]

G632

A

1008-0333(2017)25-0071-02

2017-07-01

莊盛文(1976.8-)，男，山東臨沂羅莊區，中教一級，本科，高中物理教育.