专题17创新实验-2023年高考物理二轮复习二十五专题精练

2023高考二轮复习二十五专题 专题十七、创新实验 第一部分 织网点睛，纲举目张 物理实验在高考中占据重要地位，是高考试题中最具活力和创造性的部分，物理实验在注重对科学探究能力考查的同时，也注重对物理观念和科学思维等核心素养的考查，尤其重视对学生的迁移创新能力的考查。 一、近五年高考物理实验题的特点 1．源于教材但不拘泥于教材 分析近五年全国卷实验题发现，全部实验题均“源于教材而不拘泥于教材，源于经典实验而发展经典实验”，高度体现了2017年版课程标准提出的“注重体现物理学科本质，培养学生物理学科核心素养”的理念和“科学探究”为主体的实验评价方式。 2．创设情境引导学生设计与创新 实验设计已成为高考题的亮点，这类试题以“某同学”“某小组”为主角创设一个新的实验目的，但深入研究会发现，提供的实验器材和运用的基本原理都是学生熟悉的，只是需要学生深入理解每一个器材的作用、每一个原理的意义，才能完成设计。这类试题要求学生深入理解教材中实验所涉及的每一个知识、方法、原理，并能够在新的实验目的下迁移、重组并应用。 总之，实验题的原理和方法均源于《课程标准》要求的实验，但试题更加注重在新情境下的迁移与应用，在考查基础知识的基础上更加注重创新思维能力的考查。 二、指向深度探究的实验复习的必要性 传统的实验复习，学生大多缺少真实体验探究的机会，教师“说”、学生“背”实验的现象普遍存在，即使做实验，也是学生根据教师提供的实验器材，按照规定的实验步骤进行程式化操作，学生很少经历自主设计实验的机会。纸笔训练和测试成为常见的强化实验复习的主要手段，显然，这样的复习方式不利于学生迁移与应用能力的提高，更不利于学生创新思维能力的培养。 所以，实验复习应该以教材中的实验为抓手，引导学生经历深度探究，亲身体验物理知识的应用价值，进而主动理解知识、掌握方法、形成观念。 三、指向深度探究的实验复习策略 教材中的每一个实验必然是基于观察和实验提出问题、形成猜想和假设(即实验目的)，并进一步设计实验与制订方案(即实验原理)，最后基于证据得出结论并给出解释(实验步骤、数据处理、误差分析)。高三的实验复习中，只有引导学生再次经历探究过程，才能引发学生关于实验设计思想的深度思考，如果在高考中遇见新的实验题目，才能自主完善设计。所以，对待每一个实验，都要引导学生深入研究实验目的、实验原理、综合考虑实验原则来设计思路，完善实验方案。 1．深度探究实验目的 明确实验目的，指的是明确测定什么物理量，验证、探究什么物理规律，只有深入理解了实验目的，实验原理才会一步一步呈现出来，这是明确实验探究方向的必备前提。 2．深度探究实验原理 在实验目的的引导下，选择合适的实验原理，关键要清楚：实验目的与哪些物理量直接相关？待测物理量要通过哪些规律、公式求出？在现有实验条件下用什么方法测定该物理量？ 3．深度探究测量电路 高中电学实验中的测量问题，重点是测电压、测电流、测电阻，核心问题是考虑电流表、电压表有内阻的情况下如何提高测量精度。 4．深度探究控制电路 无论是测电阻还是测电源电动势和内电阻，都离不开滑动变阻器，它在电路中的作用不仅是保障安全性，还起到调节电流和电压的作用，是控制电路的重要元器件。那么，在电路设计中，选择多大的滑动变阻器？又如何连接(限流或分压)？关注教材的练习题，会发现它在引导我们对比滑动变阻器在两种连接方式下的控制功能。 总之，在高考实验部分的复习备考中，引导学生经历对实验的深度探究，不仅能激发学生的好奇心和求知欲，更有利于提高学生发现问题、提出问题、解决问题的能力，进而培养学生的创新精神和实践能力，提升学生的科学素养。 第二部分 实战训练，高考真题演练 1. （2022山东物理）在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如下： ①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上； ②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨； ③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为5.00cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时； ④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示。 回答以下问题（结果均保留两位有效数字）： （1）弹簧的劲度系数为_____N/m。 （2）该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a—F图像如图丙中I所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为________kg。 （3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a—F图像Ⅱ，则待测物体的质量为________kg。 2．（