浙江省高考物理实验试题几个问题的商榷

胡君亮

（永康市第二中学，浙江 永康 321300）

浙江省高考理科综合独立命题已经5年，物理实验的考查以评价学生实验能力和实验素养为目标，试图实现“让做过实验的考生比没做过实验的考生多得分，让认真做实验的考生比马虎做实验的考生多得分.”应该肯定，浙江省近5年的物理实验试题设计是成功的.不过，对考生进行调查发现，试题还是在以下几个方面出现了值得商榷的地方，使考查的结果事与愿违.

1 试题设计的科学性

（2011年第22题）在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中，为了探究3根材料未知，横截面积均为S＝0.20mm2的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图1所示的实验电路.M为金属丝c的左端点，O为金属丝a的右端点，P是金属丝上可移动的接触点.在实验过程中，电流表读数始终为I＝1.25A，电压表读数U 随OP间距离x的变化如表1.

图1

表1

（1）绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线；

（2）求出金属丝的电阻率ρ，并进行比较.

这是一道源于教材的试题，命题教师进行了实验，为了使电阻很小的金属丝b也有一定的电压，他增大了通过金属丝的电流.笔者也进行了这个实验，发现当电流达到试题给出的1.25A时，金属丝a、c已经发烫，而金属丝b几乎还是室温.这样一来，“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的前提条件就不成立了.

（2010年第21题）在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”的实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧.为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端依次逐个挂上钩码（每个钩码的质量均为m＝0.1kg，取g＝10m／s2），并记录绳下端的坐标X加i（下标i表示挂在绳下端钩码个数），然后逐个拿下钩码，同样记录下端的坐标X减i，绳下端坐标的平均值 Xi＝（X加i＋X减i）／2的数据如表2所示.

表2

（1）同一橡皮绳的X加___________X减（大于或小于）；

（2）______同学的数据更符合实验要求（甲或乙）；

（3）选择1组数据用作图法得出橡皮绳的劲度系数k（N／m）；

（4）为了更好地测量劲度系数，在选用钩码时需要考虑的因素有哪些？

本题源于学生课外实验，对促进学校开展研究性学习活动有一定的指导意义.本题情景、导向很好，但考点的设计存在问题.

第（2）小题，哪个同学的数据更符合实验要求？考生一头雾水.因为甲、乙都是经过实验获得的数据，都是事实，怎么能够说谁的数据更符合实验要求呢？如果只从数据变化上看，甲已经伸长到原长的2.5倍，乙只伸长到原长的1.5倍，这样就能说甲伸长得太长而判为不合理？事实上弹簧秤中的弹簧是伸长到原长的3倍以上.而且学生又不能事先知道橡皮筋是否遵循胡克定律？其实只能作出甲、乙两个同学的弹力与长度改变量的图像，才能发现，乙橡皮筋的图线基本上是直线，大概符合胡克定律.而甲的图线已不是直线，不符合胡克定律.因此第（2）小题应放在第（3）小题的后面，然而，第（3）小题又只要求作出1根橡皮筋的图线，因此也无法进行比较.

第（3）小题的问题在于，学生作图后发现甲、乙橡皮筋弹力与伸长量都不是经过坐标原点的直线，也就是说不符合胡克定律，怎能得出橡皮绳的劲度系数呢？像评分标准中得出的答案也没有意义啊？

第（4）小题的参考答案是“尽可能使伸长量在弹性范围内，同时有足够大的伸长量，以减小长度测量的误差”.问题是，实验时谁能知道伸长量在什么范围内属于弹性形变？

2 考查学生的有效性

（2010年第21题）（题目同上）的第（1）小题，同一橡皮绳的X加___________X减（大于或小于）.参考答案是“小于”.然而，调查发现这道小题对绝大多数的同学来说是猜对的.因为没有做过实验，总认为是弹性形变，所以应填“等于”啊？看看没有“等于”的选项，才想到可能不是弹性形变，所以就猜了一个，总不至于傻到猜“大于”吧.因此，这道题选填的选项设计不妥.

（2012年第21题）在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图2甲所示.

（1）在答题纸上相应的图中画出完整的光路图；

（2）对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n＝______（保留3位有效数字）；

（3）为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图2乙所示.图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和 （填“A”或“B”）.

图2

问题出在第（2）小题，玻璃砖的折射率参考答案是1.51±0.03.调查发现，有些认真画图的考生，由于作图偏差，答案超出了参考答案给定的范围而未能得分.相反，有些同学只是记得教材中的玻璃折射率为1.50，反而得分了.因此，这道题所涉及的玻璃砖是否应采用有别于平时实验的玻璃砖？

［2009年第22（Ⅱ）题］在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图3甲、乙所示.测量方法正确的是 （选填“甲”或“乙”）.

图3

本题选项缺乏技术含量，应该再增加一幅将小球夹在测量爪刀口的照片，这样就暴露出使用游标卡尺技术上的错误.同时，本实验中摆长是摆线悬挂点到小球顶点的绳长加上小球的半径，绳长用毫米刻度尺，小球的直径又何必用50分度的游标卡尺进行测量呢？

［2009年第22（Ⅰ）题］某同学从标称为“220V 25 W”、“220V 300W”、“220V 500W”的3只灯泡中任选1只，正确使用多用电表测量灯光阻值如图4所示.该灯泡的阻值是_________Ω，标称的额定功率为______W.

图4

本题考查多用电表的使用.从多用电表上不难读出，该灯泡的阻值是160Ω，但在判断测定的是哪个灯泡时，相当多的同学计算得“220V 300W”的灯丝电阻是161Ω，一激动就选择了“220V 300W”的灯泡.考生没有认真分析或者考试紧张而失分本来是咎由自取.问题是调查失分的同学发现，许多优秀的学生也在这里中招，包括当年考上浙江大学的几个同学.如此看来，这道题的迷惑性太大，降低了评价考生的效度.

（2011年第21题）在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车、一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线.为了完成实验，还须从图5中选取实验器材，其名称是______（漏选或全选得零分）；并分别写出所选器材的作用__________.

图5

本题答案：学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码，或者电火花计时器、钩码、砝码.学生电源为电磁打点计时器提供交流电源；电磁打点计时器（电火花计时器）记录小车运动的位置和时间；钩码用以改变小车的质量；砝码用以改变小车受到的拉力大小，还可以用于测量小车的质量.

学生解答时出现了两个问题：一是用钩码改变小车受到的拉力，因为平时就用10g的钩码进行实验，而照片中没有显示出这是50g的钩码（尽管命题人已经将砝码放在钩码边）.二是不用钩码，只选用砝码.因为1盒砝码，有200g 2只，100g 1只，50g 1只，20g 2只，10g 1只.把200g、100g的砝码用来改变小车的质量，5g、10g的砝码用来改变小车受到的拉力，也能完成实验.但这些都是与评分标准不相符的.

（2013年第22题）采用如图6所示的电路“测定电池的电动势和内阻”.

图6

（1）除了选用照片中的部分器材外，_____（填选项）

（A）还需要电压表； （B）还需要电流表；

（C）还需要学生电源； （D）不再需要任何器材.

（2）测量所得数据如表3.

表3

用作图法求得电池的内阻r＝__________；

（3）根据第5组所测得的实验数据，求得电流表内阻RA＝__________.

第（1）小题的参考答案是（A），按照电路确实还需要电压表.然而，有些同学认为，照片中的电阻箱和电流表串联起来，可以测定电源的路端电压，何必再找电压表呢？因此选择了（D）选项.

3 评价教学的指导性

（2010年第21题）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，某同学测得电流电压的数据如表4所示.

表4

（1）用以上数据描绘电压随电流的变化曲线；

（2）为了探究灯丝电阻与温度的关系，已作出电阻随电流的变化曲线如图7所示，请指出图线的特征，并解释形成的原因.

第（2）小题的参考答案是：电阻随电流增大，存在3个区间，电阻随电流的变化快慢不同.第1区间电流很小时，电阻变化不大；第2区间灯丝温度升高快，电阻增大快；第3区间部分电能转化为光能，灯丝温度升高变慢，电阻增大也变慢.

图7

这道小题要求较高，经调查发现几乎没有学生从3个区间分析，而是简单地说随着电流怎大，热功率增大，温度升高，电阻增大.在解释形成的原因时，考生还不知道辐射是与温度的4次方成正比的，因此图线的特征和形成原因的解释已经超过了中学教学的水平，失去评价中学教学的指导性.

4 试题设计的合理性

2010年第21题（题目同上）第（1）小题要构建坐标系，描绘11个数据点，方能描绘电压随电流的变化曲线，只有4分分值，考生觉得得不偿失.

2011年第22题（题目同上）第（1）小题要描绘14个数据点，连接3条直线.根据直线数据进行3个复杂的数字运算，算后再进行评价.然而分值只有10分，调查发现，大多数考生放弃这道题.

作为理科综合考试，物理设计试题时要考虑对化学、生物学科的影响.如果物理试题过难、过繁，学生将物理试题放在最后解答，最终影响的还是物理学科，从而不能达到命题人的意图.

分析上述试题，并非否认浙江省的物理实验命题.事实上，浙江省的物理实验试题是获得中学教师的好评的，瑕不掩瑜.分析问题，是希望高考试题充分发挥高考评价的功能，充分发挥对新课改的指导作用，充分考虑中学生的认知特点，设计的问题应合理、严密，不能有科学性的差错，不能让思维发散、缜密的考生吃亏.