近３年高考山东卷传感器试题评析与启示

邹兆贵

在近几年高考物理卷问题情境中，很多涉及传感器，通过传感器在力学、电学中的应用，着重考查考生的科学探究能力．下面就近３年高考山东卷传感器试题进行评析，以期加深考生对传感器相关知识的理解并对考生的复习备考提供帮助．

１ 近３年山东卷传感器试题考查内容统计

２０２１—２０２３年高考山东卷传感器试题考查内容统计如表１所示．

表１表明，近３年高考山东卷传感器试题的题型固定，均为实验题．题量方面，２０２１年和２０２２年为一道，分值分别为８分和６分，２０２３年增加为两道，分值增加为１４分．同时对比发现，试题问题数目与总分值的对应关系保持不变，分值为６分时，问题数目为３个，分值为８分时，问题数目为５个．考查规律方面，２０２１年只考查传感器在电学中的应用，２０２２年只考查传感器在力学中的应用，２０２３年既考查了传感器在力学中的应用，也考查了传感器在电学中的应用．总体上看，近３年高考山东卷传感器试题情境新颖，重点考查学生的科学探究能力．

２ 典型例题分析

例１ （２０２２年山东卷）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１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２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－１．

（２）該同学从图２中提取某些时刻F 与a 的数据，画出aＧF 图像如图３中Ⅰ所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为____kg．

３ 启示

通过对近３年高考山东卷传感器试题的分析，得到如下启示．

１）重视实验仪器的读数及使用高中常见实验仪器的读数及使用是学生必修内容，涉及的仪器有电压表、电流表、游标卡尺、螺旋测微器等．在日常的教学中，只有在实验室对这些仪器不断操作，熟练掌握实验的基本技能，知道其原理及读数的方法，才能使学生的实验操作能力得到进一步增强．

２）重视实验的基本原理

近３年高考山东卷传感器试题均以传感器为载体，以实验题的形式考查学生的科学探究能力．试题情境丰富，涉及力传感器、加速度传感器、电流传感器、压强传感器、温度传感器，体现了传感器的应用价值．该类传感器实验题，重点考查学生对牛顿运动定律和闭合电路欧姆定律的理解与应用．这是高中物理力学和恒定电路的核心内容．

３）重视实验数据的分析和处理

实验数据的分析和处理是高考的重要考点，对学生的综合分析能力要求较高．近３年高考山东卷传感器试题均涉及通过图像法分析和处理数据，解答问题时，尤其要注意图像的横轴、纵轴的物理量、单位及数量级，并知道图像斜率及面积的物理意义，同时要注意有效数字的位数．教学时教师要重视对实验数据误差的分析，提高学生对实验结果进行评价的能力，让学生养成严谨务实的学习习惯，培养良好的科学探究品质．

总之，回顾近３年高考山东卷传感器试题，我们会发现其侧重考查学生的理解能力及利用图像分析和处理实验数据的能力．同时还引导我们在平常复习备考中，要重视实验仪器的使用、实验的基本原理及实验数据的分析和处理，从而不断提高科学探究能力，这样才能取得良好的复习效果．