大学自主招生物理实验类选析选练--分解.doc

大学自主招生物理实验类试题选析选练 物理是一门实验的科学，通过对学生实验的考察可以综合反映学生对于物理的基本知识，基本技能，思维方式和方法论的理解，全面体现学生的能力。由于自主招生考试的特点，其考查内容宽泛，深度高于高考，所以高中物理的各个知识点，甚至有些大学的知识点，都可以拿来出实验题。只要考察的能力范围没有超出高中生的认识水平即可。 综合几年各个大学的自主招生试题，笔者发现实验类试题的题型有如下几种： 1、通过题干部分告诉考生一定的物理规律（通常是超出高中范畴的），但是问题设置的内容是高中物理的实验技能方法，重点考察考生的知识迁移能力，属于较高层次的要求。 【例1】（清华09）现有一质量分布均匀的直杆，绕通过垂直于直杆的水平转轴的转动可以构成一个复摆。复摆的周期为，其中为直杆的质量，为重力加速度，为转轴到直杆质量中心的距离，为复摆对转轴的转动惯量。按照力学原理，复摆对转轴的转动惯量可以表示为，其中为直杆绕通过质量中心且垂直于直杆的水平转轴的回转半径。右表为实验中测量的一组(,)值，请用作图法求细杆的的取值和实验室当地的重力加速度。 1.56 1.51 1.50 1.53 1.54 1.59 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 解析： 由和得： 和。 把表中数据在方格坐标纸上作图，描出实验数据（黑点），画出拟合直线，如下图； 找出两个拟合直线上的点（0.05，0.53），(0.19，1.09)（两个“”，尽量取为某一格上的点）。求斜率 所以重力加速度为 拟和直线在轴上的截距为，则回转半径为 点评：此题在问题部分给出了复摆的周期公式，并涉及转动惯量等概念，这是高中教材上不会涉及的内容。但是考生不应因此而被吓到，这是一种“情景设置”罢了，考生应该相信它绝对不会超出自己的认识水平----这就要求考生有良好的心理素质，仔细分析公式给出的各个量的物理意义。既然题目中明确要求作图法，那么考生应当对高中作图法求某些物理量有较好的理解和记忆，比如作图法s-t图求速度，v-t图求加速度，I-U图求电阻等等，这些都是利用线性拟合的方法将数据点合理的连成一条直线，通过直线的斜率来求所要物理量，这样做可以有效的减少实验的测量误差，提高精度。如果考生有了如此认识，那么上面解析中的对公式的处理就不难想到，而此题就迎刃而解了 2、利用现有的高中实验设置问题，但是方法较高中实验通常方法有所提高和拓展，考察学生对于课内实验内容试验方法的理解，实验思想的把握以及应用变型和联想对比能力。 【例2】（东南大学08）用伏安法测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，使得测量结果总存在误差，而按图所示电路进行测量，则由电压表、电流表内阻所造成的误差可消除。 （1）请你简要写出还未完成的主要操作步骤，并用字母表达出相应的测量值。 ①闭合开关S1，开关S2接2，调节Rp和Rp’，读出电流表和电压表的示数I2、U2。 ②保持Rp不变_______________________________________________________ （2）请你推出待测电阻Rx的表达式_______________________ （3）用实线表示导线，将图中的器材按电路图连成测量电路。 解析：（1）S2接1，闭合S1，调节Rp’，读出此时电压表和电流表的示数I1、U1。 （2）在情况①下： 在情况②下: 故 （3）电路连接如图所示。 点评：此实验考察的内容脱胎于高中物理的重要实验------伏安法测电阻，考生应对此非常熟悉。但是此问题设置的新奇之处在于它可以消除通常存在的电压表和电流表的影响。考生解答此类问题应首先回忆已学过的知识，通过对比，比较分析此类实验相对于教科书的标准试验有何新的特点----对于此题来说就在于开关S2的设置，根据题目上下的文意安排，考生不难猜测出此题的设置意图和实验步骤。对于第（3）小问连线的要求要注意实物的S2并没有像电路图给出单刀双掷开关，而只是普通开关，怎么能有普通开关达到效果是要费心思考的地方，切不可不加留意就直接放过。总之，解这类题目要求考生对课内的相似实验熟悉熟知熟记，重在新老实验的比较，问题即可迎刃而解。 3、在高中物理的原有范围内，求异求变，推陈出新，考察理论功底，一般较难。 【例3】（复旦大学08）在上下放置的双缝干涉实验中，若把下面一条缝封闭，并将一平面反射镜（镜面向上）平放在两缝的垂直平分线上，则在屏上（ ） A．没有干涉条纹 B．干涉条纹不变 C．干涉条纹的区域只在屏中心以上的部分，干涉条纹的间距不变，亮纹和暗纹的位置也