高二生物实验专题复习（共8篇）
【知识总结】
1、生态因素概念及非生物因素对生物的影响
2、生物因素对生物的影响
判断生物在环境中的某种现象，要抓住本质，不能只从现象简单推测。例如：鸟类的换羽与哺乳动物的季节性换毛，表面上看与气候冷热有关，这种现象似乎是温度对生物的影响，但实际上这是受日照长短影响的，并非是温度影响的。在生物与生物的关系中，区别种内关系与种间关系的标准，主要根据被判断的生物是不是同一个物种，这不能从表面俗名上区分，要根据学习的生物分类知识来判断。在种间关系所列举的捕食实例中，均是动物捕食植物，食肉动物捕食食草（植）动物；而植物捕食动物的例子也是有的，如猪笼草食昆虫便是其中一例，学习时应引起注意。
3、种群
4、生物群落
5、生态系统
【例题精解】
1、如图100如果成千上万只昆虫生活在一株大树上，鸟又以该树上的昆虫为食。那么树、昆虫和鸟的生物数量金字塔形应是（）
[解析]此题要求回答的是该食物链中，各营养级之间生物体数量的塔形。与课本上的“能量金字塔”不同，能量金字塔是指生态系统中（或某食物链中），各营养组生物所占流经该系统中总能量的百分数而言的。数量金字塔是表示一条食物链中（或生态系统中）各营养级生物体的个体数量关系。所以上述食物链中数量金字塔形应是C。
答案：C。
2、按一对夫妇生两个孩子计算，人口学家统计和预测，墨西哥等发展中国家的人口翻一翻大约需20~40年，美国需40~80年，瑞典人口将会相对稳定，德国人口将减少。预测人口的这种增减动态主要决定
于（）
A、种群数量和密度
B、种群年龄结构
C、种群性别比例
D、出生率和死亡率
[解析]人口的出生率和死亡率是影响人口增减的因素之一。如果出生率大于死亡率，人口呈现增长趋势，因此出生率和死亡率是影响人口动态的直接因素，但不是决定因素。对一个种群数量动态的预测决定于该种群的年龄结构。一个年轻个体占优势的种群，它预示着种群将有很大发展，因为这样的种群，进入生殖年龄的个体会越来越多，是一个急剧增长的年龄结构。如果各年龄组成比例大体相等，老年组个体略小，则属稳定型。目前大多数发展中国家，人口的年龄结构属于急剧增长型；美国属缓慢增长型；德国属衰退型。因此本题涉及的人口增长动态是由年龄结构特点所决定的。
答案：B。
3、分析下列各种叙述，选择有关的非生物因素编号，填入下面的括号中：
（1）决定山区植物垂直分布的主要因素是（）
（2）决定水中绿色植物垂直分布的主要因素是（）
（3）与大多数鱼类的洄游有关的主要因素是（）
（4）柽柳有十分发达的根系和很小的鳞片状叶，与此有关的主要因素是（）
A、阳光
B、温度
C、水分
D、空气
E、土壤的理化特性
[解析]使学生理解并能区别主要的非生物因素对生物生命活动的影响。阳光、温度和水这三种非生物因素对生物的分布起着很大的作用。第（1）、（2）小题都讲垂直分布，似乎相同，但影响其分布的主要非生物因素是不同的。决定山区植物垂直分布的主要因素是温度的高低，影响其光合作用。决定水中绿色植物垂直分布的主要因素是阳光的强弱，影响其光合作用。（3）小题鱼类的洄游可能与多种因素有关，但影响其洄游的主要因素是温度。第（4）小题，应根据适应性的特征来推理。发达的根系可以从土壤深层吸收水分，供植物体生长发育的需要，鳞片状小叶又可减少水分的过多蒸腾，柽柳根叶的结构特点无疑与水分的吸收与散失有直接关系。
错选的主要在（1）、（2）小题。分析其原因，是对陆上、水中植物垂直分布起主导作用的非生物因素搞不清楚。温度与陆上植物的分布有着密切的关系，不但在水平方向上，如梨北桔南，是由于受高、低温的限制，而且植物在垂直方向的分布上也是如此，温度的差异就决定了山上山下植物的种类不同。没有阳光，植物就不能进行光合作用。水中绿色植物的分布，自然要受到阳光的限制。光照影响海洋植物的分布十分明显。随着海洋深度的增加，光量越来越少，就形成了绿藻、褐藻、红藻的分层分布。阳光能够到达的深度极限为海面以下200米，绿色植物就难以生存了。
答案：（1）B（2）A（3）B（4）C
4、（1）下列哪项属于保护色（）
A、西藏野牛的外表形状与岩石非常相似
B、避役的体色随环境色彩而改变
C、无毒蛇具毒蛇的鲜艳体色
D、毒蛾幼虫具鲜艳色彩，身上长着毒毛
（2）下列动物中的体色属于警戒色的是（）
A、金钱豹 B、梅花鹿 C、银环蛇 D、斑马
（3）下列哪项不属于拟态（）
A、昆虫体色似枯叶
B、南美棕王蝶幼虫有毒
C、有的无毒蛇具有毒蛇的鲜艳体色
D、南美天蚕蛾幼虫体态、色斑似眼镜蛇
[解析]考查学生对生物适应性的理解，以及对保护色、警戒色、拟态概念的理解、区分和应用的能力。
保护色是指动物应用栖息环境而具有的与环境色彩相似的体色，不难看出，爬行类的避役（俗称变色龙）的体色，能随环境色彩的改变而改变，属典型的保护色。动物具有保护色，有利于躲避敌害或猎捕食物。警戒色除了动物身上具有鲜艳的色彩和斑纹外，还须有恶臭或毒刺、毒毛等，能够对敌害起到预先示警的作用。银环蛇（毒蛇）体背有黑白相间的环纹和白色环带，非常鲜艳，且它是有毒蛇，故为警戒色，而无毒蛇具有有毒蛇的鲜艳体色就不是警戒色，是拟态。拟态是指某些生物的外表形状或色泽斑，与其它生物或非生物异常相似的状态，南美天蚕蛾幼虫体态、色斑似眼镜蛇，即为拟态。
（1）、（2）、（3）小题的错选，主要是对保护色、警戒色，拟态的概念理解不清，结合具体实例自然就区分不开。保护色是体色与环境色彩相似；拟态不但体色花斑与环境相似，而且在形态上也与环境相似，从而起到保护自身、躲避敌害的作用；警戒色与保护色截然不同，警戒色与环境色彩极不相似，警戒色具有鲜艳的色彩和斑纹，很容易识别，再加上恶臭或毒刺、毒毛等，能够对敌害起到预先示警的作用，因此也有利于动物的自我保护。简单说，所谓拟态，一个是拟（其它生物或非生物的）色彩；一个是拟（其它生物或非生物的）形状。
答案：（1）B（2）C（3）B
5、图101为5种鱼对水温和含盐量的忍受程度，这些种中能分布在北极海域、热带湖泊或全球分布的分别是（）
A、1 2 3
B、5 3 4
C、3 4 2
D、2 1 5
[解析]第1种鱼对水温要求较高，不可能在北极海域生存故排除A；第2种鱼和第4种鱼对水温和含盐量的忍受范围较小，不可能分布在全球，又排除B、C。
答案：D。
6、分析下列各种叙述，选择有关答案的编号，填入下面的括号中：
（1）噬菌体与细菌的关系属于（）
（2）羊与兔子之间的关系属于（）
（3）瓢虫与蚜虫的关系属于（）
（4）大豆根与根瘤菌的关系属于（）
（5）黑鱼常以自己的幼鱼为食，这属于（）
（6）蜂王能分泌一种外激素，将失散的蜜蜂重新聚集在自己的周围，此现象属于（）
A、种内互助
B、种内斗争
C、共生
D、寄生
E、竞争
F、捕食
[解析]考查关于生物与环境关系的基础知识，以及运用所学知识分析生命现象的能力。只要学生对供选答案中各个概念认识清楚，又具有一定的分析能力，解答本题不会有什么困难。噬菌体寄生在细菌体内，从中吸取营养并繁殖后代，两者属寄生关系。羊与兔子都为草食动物，共同生活在一起，为争夺食物必然要相互竞争。瓢虫以蚜虫为食，是吃与被吃的关系，当属捕食关系。大豆的根上长有许多根瘤，根瘤是豆科植物和根瘤菌的共生体，根瘤菌从空气中固氮，并合成含氮化合物，供植物利用；豆科植物又为细菌提供有机物、无机盐和水分等养分，这种互惠互利，相互依赖的关系，即共生关系。黑鱼常以自己的幼鱼为食，这种种内的残食现象属种内斗争。蜂王能分泌一种外激素，将失散的蜜蜂重新聚集在自己的周围，这种聚集成群有利于同种生物的取食、御敌、属种内互助。
错选的主要在（1）、（3）、（4）小题，分析其原因是对各个生物因素的概念理解不清楚所致，也有个别的缺乏生物学基础知识，胡乱猜测。在认识生物因素对生物的影响时，应注意种内、种间关系不同类型的特点及其对生物生存发展的作用。种内关系不是互助就是斗争还好理解。种间关系应善于根据其营养特点来加以区分。（1）、（4）小题错答，主要是对寄生、共生区分不清。寄生的营养特点，一般是寄生物离开寄主很难生活，甚至死亡。寄生物吸取寄生的养分，对寄主也必然造成危害，甚至使之死亡。而理解“共生”的概念应主要抓住两种生物共同生活在一起，对彼此都有利的这一营养特点。
答案：（1）D（2）E（3）F（4）C（5）B（6）A
7、图102都表示生物之间的关系，请问图（a）、（b）、（c）（d）依次表示（）
A、捕食、共生、竞争、寄生
B、捕食、竞争、共生、寄生
C、竞争、捕食、共生、寄生
D、竞争、捕食、寄生、共生
[解析]本题考查识图能力，即对概念的掌握情况，解题的关键应从生物彼此之间的食物关系入手。图（a）中A的数量随着B的增减而增减，但A的增加导致B的减少，说明A、B两种生物之间，A以B为食物，所以图（a）属于捕食。图（b）中A、B两种生物生活在一起，相互依赖，彼此互利，不可分开，所以属于共生。图（c）中A、B两种生物争夺食物、空间，结果B种生物数目大大减少，以致死亡，只有A种生物数目增多，得以繁殖，所以属于竞争。图（d）中A的数量随着B的增加而增加，但不随着B的减少而减少；相反，B减少，A仍增加，所以属于寄生。因此，本题正确答案只能选A。
答案：A。
8、图114是某生态系统中，能量与物质流通关系示意图，看图作答。（图中△为有毒物
-6质浓度百万分之一，即10）
（1）从完成生态系统功能的角度，简要说明生产者的重要作用是__________________。
（2）流经该生态系统的总能量是____________千焦/厘米2/年。
（3）根据图中数值计算能量从A到B、由B到C传递效率依次分别是_______________%，其余的能量最终
通过生物的______________散失，由于生物不能在代谢中再利用____________，因此能量流动具
有__________特点。
（4）图中无机物箭头意指_________和CO等物质的流通过程。图中D是________，通过它们的_______和
_____两种分解方式，将生物组织内的碳放回空气中，由此可见D在物质流通中的重要作用是___。
（5）在生态系统中，碳循环始终与___________结合在一起进行。
（6）从生态因素的角度看，存在__________中的有毒物质，经____________浓缩，因此___________越
高的生物受害越大。
[解析]首先要分析图中各符号所代表的含义，图中所示的是一个生态系统，箭头所示这个生态系统的能量流动和物质循环的方向。图中A显然是物质循环和能量流动的开始，所以它一定是生产者，D是后将物质分解又返回大自然中，它应该是分解者，而B、C分别是初级消费者和次级消费者。我们知道流经生态系统的总能量是来自生产者所固定的太阳能，能量在各营养级的传递过程中是逐级递减的，其去路有三个方向，一是各营养级的生物在分解有机物用于生命活动时，总有一部分能量以热能的形式散失；还有大部分的能量未被下一个营养级所利用，其遗体和排泄物等流入分解者中去；只有一步部分流入下一营养级。所以流经该生态系统的总能量应该是生产者中的能量的三个去路之和=97+306+63。由A到B的传递效率=传递到B的总能量（63）÷A中的总能量（466）×%，以此类推。
该题能全面答对者很少，原因一是对生态系统的功能 知识掌握不牢，特别是对能量在流经生态系统时的三个去向不清楚；二是识图、分析图的能力较差，没有看到图中已经标出△表示的是有毒物的含量，常把图框中的数值也当能量计算，所以造成（2）小题和（3）小题的错误。D是分解者一般都能答对，但两种分解方式，有的只答对有氧呼吸，没考虑到分解者的细菌、真菌以及营腐生生活的微生物，它在分解有机物时，有有氧呼吸，还有无氧呼吸。（6）小题的第二个空有的答成“高度”浓缩，是缺乏识图能力和高度概括能力，有毒物质在各营养级传递过程中是在浓缩，但经过的渠道应该是食物链。
答案：（1）能量流动、物质循环的基础
（2）466
（3）13.5%~20% 呼吸作用 热能 递减单向不循环
（4）H2O（或水、无机盐）分解者有氧呼吸 发酵（或无氧呼吸）保证物质的再利用
（5）能量流动
（6）空气、水、土壤（或无机环境）食物链 营养级
9、图115表示在烧杯中加入一些枯草浸出液，烧杯中的枯草杆菌以其中的有机物为食，过几天后放入大草履虫，再过一段时间后，放入双小核草履虫，它们均以枯草杆菌为食，三种生物在浸出液中数量的增减情况如图中A、B、C曲线所示，据图分析回答：
（1）枯草杆菌与草履虫之间构成__________关系，两种草履虫之间又构成____________关系。
（2）A、B两种曲线分别表示_________和__________的数量变化情况。
（3）曲线A在ab段下降的原因是______________。
（4）曲线C在cd段下降的原因是_____________。
[解析]解题时要正确理解曲线。①两种草履虫都以枯草杆菌为食，所以草履虫与枯草杆 的关系是捕食，两种草履虫之间是竞争；②依据曲线的变化情况，可以看出C曲线上升时，A曲线则下降，说明二者是捕食关系，A曲线种群数量大于C曲线，说明A曲线表示枯草杆菌（营养级低的生物数量多），而C曲线则是以枯草杆菌为大草履虫；③B曲线从半途画起，表示双小核草履虫过一段时间才加入，当它一出现，C曲线即逐渐下降直至为零，说明在两种草履虫的竞争关系中，大草履虫因得不到食物而被淘汰，双小核草履虫为胜者，替代了大草履虫，故图中B曲线代替了C曲线。即在生存斗争中，适者生存，不适者被淘汰。
答案：（1）捕食 竞争
（2）枯草杆菌 双小核草履虫
（3）大草履虫加入后，大量繁殖，导致枯划杆菌减少
（4）双小核草履虫与大草履虫争夺食物（枯草杆菌），前者占优势，适者生存，后者逐渐被淘
关键词：实验,第一轮复习,考纲
果实累累的八月即将到来, 而对于高三师生来说夯实基础的一轮复习快要到了, 马上要进入到关键的第一轮复习。对于第一轮复习来说, 要达到三个目的:一是从全面基础复习转入重点复习, 对各重点、难点进行提炼和掌握;二是将课本复习过的基础知识运用到实战考题中去, 将已经掌握的知识转化为实际解题能力;三是要把握高考各题型的特点和规律, 掌握解题方法, 初步形成应试技巧。由此可以看出, 这一阶段的复习策略和战术调整很关键, 既不能重复基础知识的复习, 也不能过于综合而脱离基础知识。可以说, 这也是高考解决基础知识的复习与各种能力的提升的关键时期。“高考成败在理综, 理综成败在实验”, 由此可见实验在高考中的地位。《2009年普通高等学校招生全国统一考试大纲的说明》对于实验与探究能力也有明确的要求。生物是一门实验学科, 实验知识考查更是高考知识考查的重中之重, 在主观题中几年高考都占50%以上, 在一些选择题中也考察了实验的思想和方法。但实验题也是考生的软肋, 在此失分也特别多。因此, 第一轮复习中的实验专题一定要得到充分关注和充足准备。如何把握高考生物实验专题的要点, 培养学生实验能力, 这就要求既要认真学习《考试大纲》, 又要有一套科学的复习方法。
一、研读考纲
考试大纲是高考命题的依据, 也是我们复习备考的依据。考纲能力要求两处提到对实验能力的考查。一是能用文字、图解、图、表格等不同形式来准确表达实验结果。二是理解所学实验、实习的内容, 包括实验目的、原理、方法和操作步骤, 掌握相关的操作技能;具备验证相关生物学事实的能力, 并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理, 能对一些生物学问题进行初步的探究性研究。针对考纲要求, 在实验专题教学中, 除了要对各个重要实验过程、原理进行分析教学, 更重要的是让学生能自己掌握实验的基本原理、实验的基本分析方法以及能设计实验并预测结果。
二、建立知识网络、确立教学专题
首先让学生明确本专题的课时安排和涵盖内容, 以及知识网络的构建, 再把本专题的相关知识分解成相应的几个小专题, 在教学中根据每个章节建立简明的知识网络。
(1) 对文中科学家的经典实验进行回顾。必修本第一册:酶的发现、光合作用的发现、渗透作用的演示实验、溶液培养法 (无土栽培) 研究植物必需的矿质元素、生长素发现、生长素的运输只能从形态学上端运输到形态学下端、顶端优势的实验、胰岛素的实验、兴奋的传导。必修本第二册:格里菲思的肺炎双球菌的体内转化实验、艾弗里肺炎双球菌的体外转化实验、赫尔希和蔡斯:噬菌体侵染细菌。虽然在一轮复习中对这些实验都进行了复习, 但这些实验是一些实验题目的原型, 在第一轮复习中再提出, 学生可以用实验理论进行分析, 将理解更透彻, 更利于思维发散。
(2) 复习常规实验。 (1) 物质鉴定与提取类:可溶性还原糖、脂肪、蛋白质鉴定, 色素提取和分离, DNA粗提取与鉴定。 (2) 基本技能类:高倍镜使用和观察叶绿体、观察细胞质流动、观察植物细胞有丝分裂、观察质壁分离与复原。 (3) 生理生化类:探索淀粉酶对淀粉和蔗糖作用、温度对酶活性影响、向性运动实验设计、设计实验观察生长素作用、设计小生态瓶、观察二氧化碳对植物的影响。 (4) 社会调查类:调查人群的遗传病、种群密度取样调查、调查环境污染对生物的影响。这些实验都是考纲作出要求的实验, 对于这些实验教师必须重点复习, 让学生能掌握原理、步骤、现象结果, 并能用这些实验解答一些问题。
(3) 复习实验原则。 (1) 对照实验原则。 (2) 有多个影响因素时, 只设计一个因素为变量, 其余因素固定, 即单一变量原则。 (3) 平行重复原则。除此外, 设计过程中要注意实验的科学性、可行性、有实际意义和生产价值, 实验的现象或结果必须可观察、可区别。学生只有掌握实验原则, 才能更好地分析实验, 设计实验。
(4) 分析设计实验的复习。首先要复习好一般的实验程序:观察并提出问题→提出假说→设计并完成实验→分析数据, 得出结论。这是实验分析和设计的基础。其次, 复习时要强化实验与教材有关内容的联系, 形成实验理论和教材内容的有机统一, 要熟记实验设计的一般步骤。其一般步骤为: (1) 准确把握实验目的。实验目的是整个实验设计的灵魂, 所有实验步骤的设计都要围绕实验目的这个核心来进行。 (2) 联系所学的理论知识, 确定实验原理。 (3) 确定实验思路 (方法) 。首先, 应认真研究实验课题, 依据科学的实验思维方法, 找出其中的实验变量和反应变量, 理解题目已知条件所隐含的意义。如题目中所给出的实验材料和试剂分别起什么作用。其次, 根据实验设计的一般原则 (如单一变量原则、对照原则、可行性原则、简便性原则等等) , 充分利用所给器材和试剂, 构思实验变量的控制方法和实验结果的捕获方法。 (4) 设计实验步骤。根据上述实验目的、原理和思路, 设计出合理的实验装置和实验操作步骤, 用简明的语言文字表达出来。 (5) 实验结果的预期、分析和讨论。实验设计方案完成后, 根据理论知识和实验原理对实验可能出现的结果进行预测, 分析实验的科学性和合理性。
实验分析和设计是实验专题中学生最难驾驭的能力, 也是最体现学生能力的地方, 因此也是高考的热点。要很好地提高这个方面的能力, 必须对基本的实验原理、原则有充分理解, 对基本的实验认真地分析。
三、实验专题的具体复习方法
实验专题的复习, 基本按照教师指导复习———学生习题训练———师生评议答案这个模式进行复习。一轮复习课的课堂模式:第一轮复习时, 翻开课本学生就有一种似曾相识的感觉, 久看生厌, 况且, 高三学生几乎每天都是超负荷工作, 很容易在生理和心理上产生疲劳感, 导致课堂效率低下。所以我们避免简单的重复, 在复习的方式和呈现知识的形式方面经常给它们换一个新面孔, 从另一个角度来提出问题, 既让学生有新鲜感, 又加深了对教材的理解。具体的做法是:在黑板上以有思考价值的问题的形式呈现本节课要复习的主要内容;可以设计情景, 和学生互动讨论出一些知识要点, 实验题特别是实验设计方面的题目主观性很强, 应该让学生多开口, 也可以规范学生的实验语言。一轮复习练习的设计:本轮复习, 主要是教师大量翻阅资料, 自己组题, 尽量避免用成题。具体做法是, 我们将手中的全部资料分发到每位高三教师的手中, 将每本练习册中相关章节的高质量的题筛选出来, 汇总到一起, 再加上已做过的题中的易错题, 共同组成一份题。
四、深刻反思
对教师来说, 反思与分析就是对练习及测试内容的分析和自我教学过程的反思, 对练习及测试的分析不能仅仅停留在知识点、考点的分类和覆盖面上, 而且还要从生物学科高考能力要求的角度进行问题分析, 提炼出学生能力结构的欠缺点。教学反思可以从学生和解题两方面进行。 (1) 从学生的答题情况上去进行总结, 如果学生出现普遍性错误, 其原因很可能就是教师在复习中不到位、不深入, 或把简单的问题复杂化了, 反而不利于学生的接受, 或是给学生自主学习、反思的时间不足, 学生未能将所学知识真正消化, 无法内化成自己的知识和能力。 (2) 从解题方面进行反思。A.对知识点的反思。每解完一道题, 要反思题目所涉及的基础知识, 分析一下这阶段的复习有什么不足, 在哪些知识点上还有漏洞, 以便于进一步夯实基础, 及时提取和应用知识。B.对解题方法、过程和规律的反思, 总结最优的解题方法思路传授给学生, 让学生能更快地提高。
赵广宇，成都石室中学教学处副主任，四川省中学生物特级老师，四川省学术和技术带头人，四川师范大学硕士生导师，西华师范大学硕士生导师。
实验题型是各地高考中的必考题型，它考查了学生的实验设计能力、实验操作能力、科学探究能力，还考查了学生的逻辑思维能力、理解能力、分析综合能力、知识的应用能力和表达能力，这体现出高考对学生实验能力和探究能力的要求，是对学生综合能力的考查。同时，生物学科作为一门实验学科，其研究思想、研究方法、研究原则也往往体现在实验研究之中，对生物实验的考查也就包含对生物学研究、生物学实验的思想、方法、原则的考查。
一、实验考题的类型
实验类的题型比较多，从不同的角度可以分成不同的类型。下面着重从考查内容和要素分析考查操作技能类和探究能力类的试题特点。
1.操作技能类
操作技能类试题主要是考查教材实验的实验原理、操作方法、注意事项、实验结果、实验结论等，或者是考查学生运用教材实验的操作方法完成新的实验。操作技能类试题是选择题的主要命题内容，同时，也是考查新课程选修一相关实验的重要形式。
【例1】（2012年安徽卷第1题）某同学以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经不同处理和染色体剂染色，用高倍显微镜观察。下列描述正确的是
A.经吡罗红甲基绿染色，可观察到红色的细胞核
B.经吡罗红甲基绿染色，可观察到绿色的细胞质
C.经健那绿染色，可观察到蓝绿色颗粒状的线粒体
D.经苏丹Ⅲ染色，可观察到橘黃色颗粒状的蛋白质
【解析】典型的选择题考查实验操作技能。考查的知识内容是必修一中的教材实验，知识属于识记水平，技能属于操作水平。第一是考查染色方法，第二是考查染色结果及能否观察到，且二者的因果关系是否正确。
2.探究能力类
这是高考实验类型试题的主要考查方式，包括原理分析类、实验设计类、实验评价类、实验结果分析与处理类等。当然，许多高考题往往是上述类型的组合类，综合考查学生的实验探究能力。
（1）原理解析类
实验原理通常包括实验的生物学原理和操作原理，实验的生物学原理是指该实验所依据的相关生物学知识与规律、原理等；而操作原理则是指实验过程中，其涉及的具体操作方法、步骤依据的生物学、化学等相关原理。以及实验研究的基本原则和方法等。
此类试题通常是以某一生物学实验为题材，题目给出实验步骤、实验现象或实验结果，要求学生对实验原理进行解析，并在此基础上解决有关问题，以考查学生的观察能力、逻辑思维能力及分析、解决问题能力。
【例2】（2012年江苏卷第15题）下列关于“观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂”的叙述，错误的是
A.解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散
B.先用低倍镜找到分生区细胞，再换用高倍镜观察
C.显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体
D.探究有丝分裂日周期性可为实验取材时机提供依据
【解析】该题考查的是教材实验的操作方法与操作原理，以及实验研究过程中运用到的生物学基本原理。其中，A选项考查操作方法的目的，B选项直接考查操作方法：C、D选项则考查有丝分裂过程中的规律性变化。
【例2】（2012年福建卷第26题）回答下列问题：大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性进行研究。
（1）查询资料得知，18℃时，在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1。由图可知，在各自最适pH下，三种蛋白酶催化效率最高的是_____。
（2）资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在15～18℃之间，学习小组假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度在15～18℃间。他们设置15℃、16℃、17℃、18℃的实验温度，探究三种酶的最适温度。
①.探究试验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是______，可用_______试剂鉴定。
②.胃蛋白酶实验组合、幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在______。
③.为了控制试验温度，装有酶和底物的试管应置于______中以保持恒温。单位时间内_______可以表示蛋白酶催化效率高低。
④实验结果如图2，据此能否确认该假设成立？_____。理由是：______。
【解析】此题是综合类考题，重点是应用教材实验的基本原理，解决新问题，属于考查教材实验拓展类的操作原理。从知识角度，本题主要考查酶的本质、检测和影响酶活性的因素等相关的基础知识。从能力考查角度看，主要考查探究性实验设计的基本原理、基本原则、基本程序，对实验结果的分析和实验结论的获得，包括探究实验中无关变量的处理、因变量的观测、曲线的分析等。重在考查学生分析问题的能力，这对学生分析问题的能力和生物学实验探究能力有较高的要求。
（2）实验设计类
要求学生根据实验的目的和原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计数据处理的方法及分析实验现象，最后得出实验结论。重在考查学生的综合知识和创新能力，考生需要运用多种理论知识，结合实验操作的实践经验，做出科学、合理的实验设计方案。这种试题包括完全设计类和补充设计类，现在高考试题中大多是补充设计类。
【例3】（2012年北京卷第29题）为研究细胞分裂素的生理作用，研究者将菜豆幼苗制成的插条插入蒸馏水中（图1），对插条的处理方法及结果见图2。
（1）细胞分裂素是一种植物激素。它是由植物体的特定部位______，再被运输到作用部位，对生长发育起______作用的______有机物。
（2）制备插条时除去根系和幼芽的主要目的是______。插条插在蒸馏水中而不是营养液中培养的原因是______。
班别
姓名
成绩
1．下列有关细胞物质组成的叙述，错误的是()
A．蛋白质都是在核糖体上合成B．糖类在细胞中都作为能源物质
C．所有细胞都含有磷脂分子
D．所有细胞都含有DNA和RNA
2．关于小麦光合作用的叙述，错误的是()
A．类囊体上产生的ATP可用于暗反应
B．夏季晴天光照最强时，小麦光合速率最高
C．进入叶绿体的CO2不能被NADPH直接还原D．净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长
3．下列有关细胞生命历程的叙述，正确的是()
A．细胞衰老表现为酶活性降低，细胞核体积减小
B．人体中癌细胞的清除与细胞凋亡有关
C．细胞中的所有基因均能表达时，该细胞才具有全能性
D．不同细胞的细胞周期持续时间与细胞种类有关，与外界条件无关
4．同学们在足球场上踢足球时，机体会发生的变化是()
A．视神经末梢产生的兴奋在神经纤维上双向传导
B．在内环境中，葡萄糖分解成丙酮酸的速率会加快
C．通过毛细血管舒张和汗腺分泌加强使体内多余热量散失
D．抗利尿激素分泌量减少，对水分的重吸收作用减弱
5．一科技小组采用浸泡法探究生长素类似物萘乙酸(NAA)对某果树扦插枝条生根的影响，结果如下表。下列相关分析中错误的是()
NAA浓度(mg/L)
0
200
300
400
平均生根数(个)
3.2
4.1
5.9
6.2
5.8
A．本实验中NAA浓度为自变量，插条上的芽数和NAA的处理时间均为无关变量
B．该实验最好在遮阴和空气湿度较高的地方进行
C．本实验结果体现了NAA对此果树插条生根的作用具有两重性
D．可继续在NAA浓度为200～400
mg/L范围内缩小浓度梯度，寻找促进该果树插条生根的最适浓度
6．下列有关基因表达过程的叙述，正确的是()
A．一个mRNA上可结合多个核糖体，同时合成多种不同的多肽链
B．每种氨基酸都由多种密码子决定
C．基因表达过程中，以DNA分子的一条链为模板全部进行转录
D．基因可以通过控制酶的合成，间接控制生物的性状
7.下图1是膝跳反射示意图，A、B、C、D表示相关结构，①、②、③表示突触，请据图回答下列问题。（10分）
(1)膝跳反射的神经中枢位于________，完成膝跳反射的结构基础是________。图1中效应器是________________________________（2分）。
(2)膝跳反射发生时，伸肌和屈肌做出的效应分别是____________________________（2分）。
(3)若图2表示神经元静息时的膜电位，膝跳反射发生时，B、C两个神经元的膜电位变化依次对应图3、4，则①、②、③三个突触中，释放兴奋性递质的突触是________。当有神经冲动传来时，突触①中突触后膜的膜电位变化为________________________（2分）。
(4)进行膝跳反射时，若提前告知实验者，在其有思想准备的情况下，膝跳反射表现会弱一些，这说明________________________________________。
8．回答下列问题：(15分，除标注外，每空2分)
(1)1890年，英国剑桥大学生物学家将纯种安哥拉兔的两个4细胞胚胎移入一只纯种比利时兔的输卵管内，成功得到两只纯种安哥拉子兔，这种技术叫________，是胚胎工程的最后一道工序，这个实验首次证实___________________________________________（3分）。
(2)移入的胚胎可以通过体外受精获得。在体外受精前，精子需要进行________处理，处理后的精子________(填“可以”或“不可以”)直接和屠宰场已屠宰的母畜卵巢中采集的卵母细胞完成受精过程。
会考是以理解、掌握、运用有关学科知识的能力为考查重点。因此，生物学科应把精力放在“双基”教学和能力培养上。第一，注重本学科的基础知识、基本技能的复习，充分使用好能体现生物学学科特点的“双基”题。通过“双基”题的训练和测试，及时发现问题，查缺补漏，以扎实的“双基”教学使学生打好牢固的基础。第二，加强对学习能力的培养。教师在教学中得出结论显然不是最主要的，而学生思维过程才是至关重要的，我们可以采取课堂讨论等多种手段，有的放矢地挖掘学生各自的潜力，培养学生自学能力、理解能力、思维能力、分析和解决实际问题的应用能力及创新能力。第三，注重生物学科的内在联系，构建学科内综合知识网络。我们在教学中将生物学科内的知识依据其内在联系加以综合，使学生逐步建立一个点、线、面、体的生物知识网络联系。
二、指导学生掌握良好的学习方法
不少学生复习效果不好，重要原因之一是没有掌握良好的学习方法。为了提高学习成绩，我们在教学中注意学习方法的指导，将学法寓于教法之中，并着重从培养下列能力入手：(1)网络思维能力培养。指导学生将分散的知识点串联归类形成知识链，进而形成知识网络系统。知识系统化有利于举一反三，触类旁通，达到事半功倍之效。(2)综合能力培养。在总复习前，我们根据教材知识结构，将复习内容划分为七个单元：生物的基本结构——细胞、生物体的新陈代谢、生殖和发育、生命活动的调节、遗传和变异、生命的起源和生物的进化、生物与环境，然后将各单元的知识结构进行概括、综合、归纳。(3)分析能力培养。在教学过程中，多设计一些探讨性实验，多提供具有时代特点和公众关注的热点话题有关的情景材料，如克隆技术、生物多样性、人类基因组计划等。别开生面的实验和丰富多彩的情
景材料，容易形成问题情境，诱发学生运用已学的基础知识去解决问题，可以取得较好的复习效果。
三、抓好章节复习，指导学生归纳知识点。
在进行章节复习时，我们采取的方法是启发学生归纳本章的知识结构。打个比方，知识结构好比章节内容的“骨架”，各知识点好比是“血肉”，在理解知识结构的基础上再带学生向“骨架”上填“血肉”，这样就把知识学“活”了。为了发挥学生主体作用，调动学生的学习积极性，我们常以布置作业的形式让学生归纳某一章或节的知识结构，学生感觉这样归纳，使知识条理清楚，记忆深刻，而且还能发现并解决自身存在的问题，从而大大提高了复习效率。
四、注意巩固知识，精选精练相关习题。
众所周知，复习离不开练习巩固。为了既不增加学生的负担，又能达到良好的学习效果，我们十分注意把好精选习题这一关。选题时我们注重选择那些典型代表的、与实际生活有联系的、综合性较强及学生平时学习的薄弱环节方面的习题，而不选有科学性错误或不严密的习题，以避免引起学生的思维混乱。综合摸拟练习以书面形式进行，做到全批全改，及时发现问题并进行点拔，对学生成绩有进步的给予表扬和鼓励。
当然在总结好经验的同时也应该注意在复习过程中容易出现的问题我把这些问题归纳为以下“六忌”。
一、忌“重放轻抓”
“自由式”复习法又叫“放羊式”复习法。这种复习方法，忽视了教师的指导。如果教师放松了“抓”，过度强调学生的自由复习，往往会使学生把握不住重点，甚至走向复习的误区，进而导致复习效果不佳。正确的复习方法，应该是在教师的指导下，学生有计划、有顺序的复习，适当的时候，给学生留一定的时间自由支配。
二、忌“重练轻讲”
总复习的目的和任务，在于帮助学生对中学阶段所学的知识加以整理和总结，进而巩固和提高。因此，复习中最重要的环节就在于帮助学生进一步掌握一个个知识点，并逐步形成知识的网络和系统，只有把这一基础打牢固，才有可能进一步提高，而仅仅靠做题是难以达到上述目的的。在复习中，有的教师把讲练结合、精讲精练片面地理解为以练为主、以练代讲，从而忽视了引导学生对教材内容本身的理解和钻研，把复习课当成了练习课。这样复习的结果必然会使一部分学生一旦遇到较为陌生的题目便束手无策。因此，在总复习时，一定要把复习课本知识与恰当的练习结合起来，把引导学生理解好课本上的基础知识放在第一位，而不能以练代讲、以练代学。
三、忌“重文轻图”
1．酶高效性的曲线解读 专题2细胞的代谢
第1讲 酶和ATP
【网络构建】
(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。(2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。2．影响酶活性的曲线解读
(1)在一定温度范围内，随着温度的升高，酶的催化作用增强；超过酶的最适温度后，随着温度的升高，酶的催化作用减弱，酶只有在最适pH，催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用都减弱。
(2)过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶失去活性；而低温只是使酶的活性降低，酶的分子结构未遭到破坏，温度升高可恢复其活性。
3．反应物浓度和酶浓度对酶促反应的影响解读
1．酶与ATP在细胞代谢中有怎样的联系？
2．ATP与RNA的关系是怎样的？
【核心考点】
考点一 影响酶促反应的因素
关于酶的叙述，正确的是
()
A．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构(2013全国Ⅱ，6B)B．滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率，涉及“降低化学反应活化能”的原理(2013四川，4C)
C．激素都是通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢(2013安徽，2A)D．酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸(2011天津，1A)
[拓展
]酶促反应速率不同于酶活性：
①
温度、pH都能影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率。
②底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。
【链接提升】 与酶有关的图表、曲线解读
(1)在其他条件适宜，酶浓度一定的条件下，酶促反应速率随反应物浓度增加而加快；但当反应物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
(2)在反应物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应的反应速率与酶浓度成正比。
跟踪训练1 图乙表示图甲的反应过程中有关物质浓度随时间变化的曲线，下列叙述正确的是()
A．图甲中物质a可以是麦芽糖也可以是乳糖
B．图甲中物质b能降低该化学反应的活化能，其化学本质与无机催化剂相同
C．图乙中若曲线①②③表示不同温度下酶促反应速率，则曲线①温度>曲线②>曲线③
D．图乙中若曲线①②③表示不同酶浓度下酶促反应速率，则曲线①酶浓度>曲线②>曲线③ 跟踪训练2 对化学本质为蛋白质的酶而言，下列符合其催化反应变化规律的曲线应是()
第 1页(共 8 页)第 2页(共 8 页)主动自信合作探究发展自己成就未来
考点二 影响酶催化效率的因素的相关实验
(反应物＋t1)＋(酶溶液＋t1)，(反应物＋t2)＋(酶溶液＋t2)，(反应物＋t3)＋(酶溶液＋t3)„„(反应
物＋tn)＋(酶溶液＋tn)→反应物分解的速率或存在的量。(2012·高考大纲全国卷)某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步
(2)适宜的pH： 骤：
设计思路：(反应物＋pH1)＋(酶溶液＋pH1)，(反应物＋pH2)＋(酶溶液＋pH2)，(反应物＋pH3)①在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5 mL，＋(酶溶液＋pH3)„„(反应物＋pHn)＋(酶溶液＋pHn)→反应物分解的速率或存在量。再分别加入质量分数为1%的淀粉液1 mL。
②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1 mL，摇匀。
跟踪训练 为探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了相关实验，步骤和结果
③将5支试管放入70 ℃恒温水浴中，保温时间相同且合适。
④取出各试管，分别加入斐林试剂2 mL，摇匀。
⑤观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。
上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度
以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。
(1)________________________________________________________________________。
(2)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。[提醒](1)探究pH对酶活性影响的实验设计中的易错点拨：探究不同pH对酶活性的影响时，①要注意保证酶在最适温度下发挥作用，排除温度对酶活性的影响；②必须将酶溶液的pH调整到实验要求的pH(加清水、加氢氧化钠溶液、加盐酸，或不同pH的缓冲溶液)，再让反应物与酶接触，方可证明环境过酸或过碱对酶活性的影响，避免在未达到预设的pH时反应物已与酶接触并发生反应。(2)当探究酶的最适温度时需要注意： ①在酶溶液和反应物混合之前，需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。②若选(2)实验中设置4号试管的目的是______。实验中设置3号试管的目的是 择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测反应物被分解的试剂宜选用碘液，不应该选用斐林试剂，________________________________________________________________________。因斐林试剂需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。(3)分析实验结果可知：对唾液淀粉酶活性有影响的离子是________，其中对酶活性有抑制作【链接提升】酶的本质、作用及特性的实验探究 用的离子是________，对酶活性有促进作用的离子是________。1．酶的催化作用实验探究 考点三 ATP的合成与能量代谢
对照组：反应物＋清水→反应物不被分解(2013·高考海南卷)关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述，错误的是() 实验组：反应物＋等量的相应酶溶液→反应物被分解A．DNA复制需要消耗能量
B．光合作用的暗反应阶段需要消耗能量 2．酶的专一性探究
C．物质通过协助扩散进出细胞时需要消耗ATP 此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因变量是反应物是否被分解。
D．细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生(1)设计思路一：换反应物不换酶
[提醒]ATP是“能量货币”，任何耗能的生命活动都需要，因此可以说所有的细胞都可以合实验组：反应物＋相应酶溶液→反应物被分解
成ATP，但是不同细胞中ATP的合成场所是有差异的，特别要注意特殊细胞，如人体成熟红细胞对照组：另一反应物＋等量相同酶溶液→反应物不被分解
只在细胞质基质中进行无氧呼吸合成ATP。蓝藻细胞可在细胞质基质和光合片层中进行有氧呼吸
(2)设计思路二：换酶不换反应物
和光合作用，合成ATP。
实验组：反应物＋相应酶溶液→反应物被分解【链接提升】 对照组：相同反应物＋等量另一种酶溶液→反应物不被分解1．不同结构中“A”的含义归纳
3．酶的高效性实验探究
对照组：反应物＋无机催化剂→反应物分解速率
实验组：反应物＋等量酶溶液→反应物分解速率
实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是反应物分解速率。
4．酶的适宜条件的探究
实验的自变量(即单一变量)为温度或pH，因变量是反应物分解的速率或存在量。
2．ATP在能量代谢中的转化和利用(1)适宜的温度：
ATP与ADP转化发生的场所及相关生理过程 设计思路：
第 3页(共 8 页)第 4页(共 8 页)
主动自信合作探究发展自己成就未来
2．总结概括实验原理，研究分清自变量与因变量，联系基本知识，在自变量与因变量之间建跟踪训练1 ATP是细胞的能量“通货”，下列说法正确的是()立关联。
A．ATP脱去2个磷酸基团后是DNA的基本组成单位之一
【特色训练】 B．ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性
1．下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”有关分析合理的是()C．ATP的合成总是伴随有机物的氧化分解
D．黑暗条件下，植物细胞中只有线粒体可以产生ATP
跟踪训练2 磷酸化是指在某些物质分子上加入一个磷酸基团，如三磷酸腺苷(ATP)就是由二磷酸腺苷(ADP)磷酸化而来。下列结构中不能发生ADP磷酸化的是()
A．细胞质基质B．叶绿体基质
A．本实验的因变量是不同的催化剂 C．叶绿体类囊体薄膜D．线粒体内膜
B．本实验的无关变量有温度和酶的用量等 【易错判断】
C．1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验 1．对于一个细胞来说，酶的种类和数量不会发生变化(2013安徽，2D)()
D．分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能 2．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物(2013全国Ⅱ，6D)()
主动自信合作探究发展自己成就未来
C．物质通过协助扩散进出细胞时需要消耗ATP 3.(拓展)下列是生物研究中常用的实验方法，不正确的是()．
D．细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生 A．研究细胞器结构和种类，采用差速离心法和显微观察法
4． 如图表示在最适温度下，反应物浓度对酶促反应速率的影响，据图分析，错误的是()B．提取和分离叶绿体中的色素，采用研磨过滤法和纸层析法
C．探究酵母菌呼吸方式，采用对比实验法和产物检测法
D．观察植物细胞有丝分裂过程，采用活体染色法和持续的显微观察法 4．(2013·高考新课标全国Ⅱ卷)已知大麦在萌芽过程中可以产生淀粉酶，用GA(赤霉素)溶液处理大麦可使其不用发芽就产生淀粉酶。为验证这一结论，某同学做了如下实验：
注：实验结果中“＋”越多表示颜色越深。表中液体量的单位均为mL。回答下列问题：
(1)淀粉酶催化__________水解可生成二糖，该二糖是________________。
(2)综合分析试管1和2的实验结果，可以判断反应后试管1溶液中的淀粉量比试管2中的________，这两支试管中淀粉量不同的原因是____________________________________。
(3)综合分析试管2、3和5的实验结果，说明在该实验中GA的作用是_______________。(4)综合分析试管2、3和4的实验结果，说明__________________________________。【提升训练】
1．(2013·新课标全国卷Ⅱ，6)关于酶的叙述，错误的是
()
A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中
B．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构
C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度 D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物
2．(2013·海南卷，12)甲(ATGG)是一段单链DNA片段，乙是该片段的转录产物，丙(A－P～P～P)
是转录过程中的一种底物。下列叙述错误的是()A．甲、乙、丙的组分中均有糖 B．甲、乙共由6种核苷酸组成 C．丙可作为细胞内的直接能源物质 D．乙的水解产物中含有丙 3．(2013·海南卷，4)关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述，错误的是()
A．DNA复制需要消耗能量
B．光合作用的暗反应阶段需要消耗能量
A．在A点时，随着反应底物浓度的增加，反应速率加快 B．在B点时，反应底物浓度限制了酶促反应速率的提高 C．如果在C点时加入少量的酶，会使反应速率加快
D．如果在A点时温度升高10 ℃，曲线上升的幅度会变小
5．下列A、B、C三图依次表示酶浓度一定时，反应速度和反应物浓度、温度、pH的关系。请据图回答下列问题：
(1)图A中，反应物达到某一浓度时，反应速度不再上升，其原因是___________________。(2)图B中，a点所对应的温度称_________________________。(3)图B中，a点到b点的曲线急剧下降，其原因是____________ ______________________________________________________。
(4)将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12℃和75℃水浴锅中，20 min后取出转入37℃的水浴锅中保温，两试管内的反应分别为：甲________，乙_______________。
(5)图C表示了________催化反应的速度变化曲线。
A．唾液淀粉酶B．胃蛋白酶C．胰蛋白酶D．植物淀粉酶 6．将某种玉米子粒浸种发芽后研磨匀浆、过滤，得到提取液。取6支试管分别加入 等量的淀粉溶液后，分为3组并分别调整 到不同温度，如图所示，然后在每支试管
中加入等量的玉米子粒提取液，保持各组
甲组（20℃）乙组（40℃）丙组（100℃）
温度30分钟后，继续进行实验（提取液中
还原性物质忽略不计）：
（1）若向A、C、E三支试管中分别加入适量的班氏试剂或斐林试剂，沸水浴一段时间，观察该三支试管，其中液体颜色呈砖红色的试管是_______；砖红色较深的试管是______，颜色较深的原因是______；不变色的试管是______，不变色的原因是_________。
（2）若向B、D、F三支试管中分别加入等量的碘液，观察三支试管，发现液体的颜色是蓝色，产生该颜色的原因是______________。
（3）以上实验的三种处理温度不一定是玉米子粒提取液促使淀粉分解的最适温度。你怎样设计实验才能确定最适温度？（只要求写出设计思路）
物理实验为高考必考内容,近年的高考物理试题,越来越重视对实验的考查,尤其是除了对教材中原有的学生实验进行考查,还增加了对演示实验的考查.利用学生所学过的知识,对实验仪器或实验方法加以重组完成新的实验目的的设计型实验将逐步取代对教材中原有单纯学生实验的考查.
历届高考在实验方面的命题重点为:基本仪器的使用、基本物理量的测定、物理规律的验证和物理现象的研究、实验数据的处理.
高考中物理实验题类型大体有:(1)强调基本技能,熟识各种器材的特性.像读数类:游标卡尺、螺旋测微器、多用电表等;选器材类:像选取什么量程的电表和滑动变阻器等;(2)重视实验原理,巧妙变换拓展.像探究匀变速直线运动的变形和测量电阻的再造等.源于课本不拘泥课本一直是高考命题与课标理念所倡导的,所以熟悉课本实验、抓住实验的灵魂——原理是我们复习的重中之重;(3)提倡分析讨论,讲究实验的品质,像近年高考中的数据处理、误差分析、改良方案,甚至开放性实验等与课标的一标多本思路是交汇的;(4)知识创新型实验.像设计型、开放型、探讨型实验等都是不同程度的创新,比如利用所学可以设计出很多测量重力加速度的方案.
二、知识要点
1. 测定匀变速运动的加速度
实验目的:①练习使用打点计时器,学习利用打上点的纸带研究物体的运动.②学习用打点计时器测定即时速度和加速度.
实验原理:①打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它每隔0.02 s打一次点(由于电源频率是50 Hz),因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上点之间的间隔,就可以了解物体运动的情况.②由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:0、1、2…为时间间隔相等的各计数点,s1、s2、s3…为相邻两计数点间的距离,若Δs=s2-s1=s3-s2=…=恒量,即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动.③由纸带求物体运动加速度的方法:
掌握二三四六段的方法
④由纸带求物体运动速度的方法:
2. 验证力的合成的平行四边形定则
实验目的:验证力的合成的平行四边形定则.
实验原理:此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果(即:使橡皮条在某一方向伸长一定的长度),看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等,如果在实验误差允许范围内相等,就验证了力的平行四边形定则.
注意事项:①用弹簧秤测拉力时,应使拉力沿弹簧秤的轴线方向,橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内.②同一次实验中,橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变.
3. 验证牛顿第二定律
实验原理:①如图1所示装置,保持小车质量M不变,改变小桶内砂的质量m,从而改变细线对小车的牵引力F(当m<
4. 验证机械能守恒定律
注意:①先接通电源后松开纸带,让重锤自由下落.②在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2 mm,且点迹清晰的一条纸带.③计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量,进行比较.④因不需要知道动能和势能的具体数值,所以不需要测量重锤的质量.
力学实验测试题:
1.(研究平抛运动)某同学得用图2所示装置做“研究平抛运动”的实验,根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹,但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分,剩余部分如图3所示.图3中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10 m,P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点,P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等.
完成下列填空:(重力加速度取9.8 m/s2)
(1)设P1、P2和P3的横坐标分别为x1、x2和x3,纵坐标分别为y1、y2和y3,从图3中可读出|y1-y2|=______.m,丨y2-y3|=______m,|x1-x2|=______m(保留两位小数).
(2)若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动.利用(1)中读取的数据,求出小球从P1运动到P2所用的时间为______s,小球抛出后的水平速度为______m/s (均可用根号表示).
(3)已测得小球抛出前下滑的高度为0.50 m.设E1和E2分别为开始下滑时和抛出时的机械能,则小球从开始下滑到抛出的过程中机械能的相对损失,(保留两位有效数字).
2.(研究加速度和力的关系)如图4为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置.
(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持______不变,用钩码所受的重力作为______,用DIS测小车的加速度.
(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图5所示).
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是______.
②(单选题)此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是()
(A)小车与轨道之间存在摩擦
(B)导轨保持了水平状态
(C)所挂钩码的总质量太大
(D)所用小车的质量太大
3.(验证平行四边形定则)某同学在家中尝试验证平行四边形定则,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉字,设计了如下实验:将两条橡皮筋的一端分别在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第二条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物.
(1)为完成实验,下述操作中必需的是
a.测量细绳的长度
b.测量橡皮筋的原长
c.测量悬挂重物后像皮筋的长度
d.记录悬挂重物后结点O的位置
②钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次实验证,可采用的方法是______
4.(力的功与物体速度的关系)探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系,实验装置如图所示,实验主要过程如下:
(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、…;
(2)分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度v1、v2、v3、….(3)作出w-v草图;
(4)分析w-v图象.如果w-v图象是一条直线,表明w∝v如果不是直线,可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、等关系.
以下关于该试验的说法中有一项不正确,它是______.
(A)本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、….所采用的方法是选用同样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致.当用1条橡皮筋进行是实验时,橡皮筋对小车做的功为W,用2条、3条、…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…实验时,橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、…
(B)小车运动中会受到阻力,补偿的方法,可以使木板适当倾斜
(C)某同学在一次实验中,得到一条记录纸带.纸带上打出的点,两端密、中间疏.出现这种情况的原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小
(D)根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法,是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算
5.(测定重力加速度)如图8所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可以测定重力和速度.
(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需______(填字母代号)中的器材.
(A)直流电源、天平及砝码
(B)直流电源、毫米刻度尺
(C)交流电源、天平及砝码
(D)交流电源、毫米刻度尺
(2)通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度.为使图线的斜率等于重力加速度,除作v-t图象外,还可作______图象,其纵轴表示的是横轴表示的是______.
6.(测定弹簧的劲度系数)在弹性限度内,弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度的比值,叫做弹簧的劲度系数.为了测量一轻弹簧的劲度系数,某同学进行了如下实验设计:如图9所示,将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与导轨接触良好,水平放置的轻弹簧一端固定于O点,另一端与金属杆连接并保持绝缘.在金属杆滑动的过程中,弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直,弹簧的形变始终在弹性限度内,通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹的形变较大时读数等方法,使摩擦对实验结果的影响可忽略不计.
请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题.
(1)帮助该同学完成实验设计.请你用低、压直流电源()、滑动变阻器()、电流表()、开关()设计一电路图,画在图中虚线框内,并正确连在导轨的C、D两端.
(2)若已知导轨间的距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,正确连接电路后,闭合开关,使金属杆随挡板缓慢移动,当移开挡板且金属杆静止时,测出通过金属杆的电流为I1,记下金属杆的位置,断开开关,测出弹簧对应的长度为x1;改变滑动变阻器的阻值,再次让金属杆静止时,测出通过金属杆的电流为I2,弹簧对应的长度为x2,则弹簧的劲度系数k=______.
7.(验证机械能守恒定律)如图10所示,两个质量各为m1和m2的小物块A和B,分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,已知m1>m2,现要利用此装置验证机械能守恒定律.图10
(1)若选定物块A从静止开始下落的过程中进行测量,则需要测量的物理量有______.
①物块的质量m1、m2;
②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间;
③物块B下落的距离及下落这段距离所用的时间;
④绳子的长度.
(2)为提高实验结果的准确程度,某小组同学对此实验提出以下建议:
①绳的质量要轻;
②在“轻质绳”的前提下,绳子越长越好;
③尽量保证物块只沿竖直方向运动,不要摇晃;
④两个物块的质量之差要尽可能小.
以上建议中确实对提高准确程度有作用的是______.
(3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议:______.
8.(螺旋测微器读数)某同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径,测微器的示数如图11所示,该铜丝的直径为______mm.
9.(探究弹力和弹簧伸长的关系)某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系,并测弹簧的劲度系数k.故法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上.当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度数值记作L0,弹簧下端挂一个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L1;弹簧下端挂两个50 g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L2;……;挂七个50 g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L7.
(1)表1记录的是该同学已测出的6个值,其中有两个数值在记录时有误,它们的代表符号分别是______和______.
测量记录表:
②实验中,L3和L2两个值还没有测定,请你根据图12将这两个测量值填入记录表中.
③为充分利用测量数据,该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差,分别计算出了三个差值:d1=L1-Ln=6.90 cm,d2=L3-L1=6.90 cm.d3=L3-L2=7.00cm.
请你给出第四个差值:d4=______=______cm.
④根据以上差值,可以求出每增加50 g砝码的弹簧平均伸长量ΔL.用d1、d2、d3、d4
表示的式子为:ΔL=______,
代入数据解得ΔL=______cm.
⑤计算弹簧的劲度系数k=______N/m.(g取9.8 m/s2)
1 0.(游标卡尺+光电计时器+匀变速直线运动)某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系,设计实验装置如图13.长直平板一端放在水平桌面上,另一端架在一物块上.在平板上标出A、B两点,B点处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间.
实验步骤如下:
①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d,用天平测量滑块的质量m;
②用直尺测量AB之间的距离s,A点到水平桌面的垂直距离h1,B点到水平桌面的垂直距离h2;
③将滑块从A点静止释放,由光电计时器读出滑块的挡光时间t1;
④重复步骤③数次,并求挡光时间的平均值;
⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cosα;
⑥多次改变斜面的倾角,重复实验步骤②③④⑤,做出f-cosα关系曲线.
(1)用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为g):
①斜面倾角的余弦cosα=______;
②滑块通过光电门时的速度v=______;
③滑块运动时的加速度a=______;
④滑块运动时所受到的摩擦阻力f=______;
(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图14所示,读得d=______.
1 1.(平抛运动+验证机械能守恒)某同学利用如图15所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水平,离地面的高度为H.将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s.
(1)若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2=______(用H、h表示).
(2)该同学经实验测量得到一组数据,如表2所示:
请在坐标纸上作出s2-h关系图.
(3)对比实验结果与理论计算得到的s2-h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率______(填“小于”或“大于”)理论值
(4)从s2-h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是__
参考答案
1.解析:本题考查研究平抛运动的实验.由图可知P1到P2两点在竖直方向的间隔为6格,P1到P3两点在竖直方向的间隔为16格所以有|y1-y2|=0.60 m.|y2-y3|=1.00 m.P,到P2两点在水平方向的距离为6个格,则有|x1-x2|=0.60 m.
(2)由水平方向的运动特点可知P1到P2与P2到P3的时间相等,根据Δx=at2,解得时间约为0.2 s,则有m/s
(3)设抛出点为势能零点,则开始下滑时的机械能为E1=mgh=4.9 m,抛出时的机械能为m,则根据.
2.(1)因为要探索“加速度和力的关系”所以应保持小车的总质量不变,钩码所受的重力作为小车所受外力(2)由于OA段aF关系为一倾斜的直线,所以在质量不变的条件下,加速度与外力成正比;由实验原理:mg=Ma得,而实际上可见AB段明显偏离直线是由于没有满足M>>m造成的.
3.(1)bcd (2)更换不同的小重物
4.解析本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系.这个速度是指橡皮绳做功完毕时的速度,而不整个过程的平均速度,所以(D)选项是错误的.
5.解析:(1)打点计时器需接交流电源.重力加速度与物体的质量无关,所以不要天平和砝码.计算速度需要测相邻计数的距离,需要刻度尺,选(D)..
(2)由公式v2=2gh,如绘出图象,纵轴表示的是速度平方的一半,横轴表示的是重物下落的高度.
6.解析:(1)低压直流电源E、滑动变阻器R、电流表、开关S串接在CD两点之间,如图17所示.
(2)设弹簧原长为L0,应用胡克定律有
K(x1-L0)=BI1d
k(X2-L0)=Bl2d,
两式相减可得k(x1-x2)=B(I1-I2)d,解得.
7.解析:(1)通过连结在一起的A、B两物体验证机械能守恒定律,既验证系统的势能变化与动能变化是否相等,A、B连结在一起,A下降的距离一定等于B上升的距离;A、B的速度大小总是相等的,故不需要测量绳子的长度和B上升的距离及时间.(2)如果绳子质量不能忽略,则A、B组成的系统势能将有一部分转化为绳子的动能,从而为验证机械能守恒定律带来误差;若物块摇摆,则两物体的速度有差别,为计算系统的动能带来误差;绳子长度和两个物块质量差应适当.(3)多次取平均值可减少测量误差,绳子伸长量尽量小,可减少测量的高度的准确度.
规律总结:此题为一验证性实验题.要求根据物理规律选择需要测定的物理量,运用实验方法判断如何减小实验误差.掌握各种试验方法是解题的关键.
8.解析:螺旋测微器固定刻度部分读数为4.5 mm,可动刻度部分读数为0.093 mm,所以所测铜丝直径为4.593 mm.
规律总结:螺旋测微器的读数是高考常考点,采用“固定刻度+可动刻度=读数”的方法进行.9.①L5 L6②6.85(6.84-6.86)
14.05(14.04-14.06)③7.20(7.18-7.22)④1.75⑤28解析:读数时应估读一位,所以其中L5、L6两个数值在记录时有误:根据实验原理可得后面几问的结果.
规律总结:此题考查了基本仪器(刻度尺)的使用,以及基本试验方法(逐差法)的应用.这是高中物理实验的基本能力的考查,值得注意.
10.解析:(1)物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,受重力、支持力、滑动摩擦力,根据三角形关系可得到,根据;根据运动学公式,有,即有;根据牛顿第二定律mgsinθ-f=ma,则有;(2)在游标卡尺中,主尺上是3.6 cm,在游标尺上恰好是第1条刻度线与主尺对齐,再考虑到卡尺是10分度,所以读数为3.6 cm+0.1×1 mm=3.61或者3.62 cm也对.
11.解析:(1)根据机械能守恒,可得离开轨道时速度为,由平抛运动知识可求得时间为,可得
(2)依次描点,连线,注意不要画成折线.
(3)从图18中看,同一h下的s2值,理论值明显大于实际值,而在同一高度H下的平抛运动水平射程由水平速率决定,可见实际水平速率小于理论速率.
关键词： 力学 实验专题 复习策略
一、近年高考对力学实验的考查现状
首先，近年高考物理实验题加强了对基本实验仪器使用和基本实验技能的考查，比如：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、光电门、频闪相机、传感器等常见力学实验器材。其次，要求学生都会观察实验现象，会记录实验数据，会用图像处理实验数据并得出结论。再次，学生要能发现问题、提出问题并制订解决方案，运用已学的物理理论、实验方法和实验器材处理问题，包括简单设计实验。
二、创设情境，从不同的途径总结归类力学实验
1.对同一个实验，总结出多种实验方案。比如速度的测量可以用打点计时器精确测量，可以用频闪相机精确测量，还可以用光电门进行测量，针对不同方法设计一个小题训练。
2.对同一个仪器，总结出在哪些实验用到这种仪器。比如打点计时器的使用，涉及打点计时器的实验有研究匀变速直线运动的规律（求加速度，瞬时速度）、验证牛顿第二定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律。把每个实验的原理、注意事项分别总结出来。
3.对同一个实验模型用在多个实验中，比如必修1中验证牛顿定律的实验装置、可以验证动能定理、机械能守恒。对此，我提出以下问题：
问题1：可用此装置完成的实验有哪些？问题2：研究匀变速直线运动的规律需要平衡摩擦力吗？需要使钩码及吊盘质量远小于小车质量吗？问题3：用此装置做验证牛顿第二定律需要平衡摩擦力吗？需要使钩码及吊盘质量远小于小车质量吗？探究动能定理呢？问题4：平衡摩擦力的方法有哪些？当小车后的绳子上加上力传感器后用该装置做验证牛顿第二定律及动能定理还需用平衡摩擦力？满足钩码吊盘质量远小于小车质量吗？
4.对同一个问题有多种数据处理方法，可以对各种数据处理方法进行分析比较。比如打点计时器打出的纸带数据处理注意事项和方法：①纸带的选择：纸带上的点清晰，适当舍弃开头密集部分，适当选取计数点，弄清楚所选的时间间隔。②加速度的求解方法：逐差法。③用图像法处理实验数据，要求画出图像首先要选择好标度，然后描点、连线。若是题目中直接给出图像，则要先推导出纵坐标随横坐标变化的函数表达式，明确图像中斜率和截距表示的物理量，求相关问题。对频闪照片的处理方法与纸带的处理方法相同。
对同一种数据处理方法也可以用在不同实验中。比如描点作图求斜率可以求解匀变速运动的加速度、匀速运动的速度、利用单摆周期的平方和摆长函数图像的斜率求重力加速度、图像研究a和F的关系，等等。
通过对不同实验装置及不同实验目的的比较让学生对这类实验的认识更有深度和广度。
三、精选题型精讲精练
学生通过高三实验复习，强化了与实验有关的基础知识，同时熟悉了基本实验的原理和步骤，但学生复习的目的就是要参加高考拿高分。我们在实验练习题的设计中要考虑三个方面的能力培养。一是审题能力的培养，能够把题目文字转化为情境，把情境转化为物理条件，也就是要把题中的实验目的和实验原理读懂。二是选择最佳解题方法的能力，设计的考题尽量能一题多解。三是把数学条件转化为物理条件，应用数学方法解决物理问题的能力。
