趙 堅 陳繼明
(昆明五華教師進修學校 云南 昆明 650031) (武漢市教育科學研究院 湖北 武漢 430030)
2010年全國高考(非課改區(qū))理科綜合物理試卷共兩套,其中,甲卷供云南、貴州、甘肅、新疆、內蒙古、青海、西藏等省(自治區(qū))使用;乙卷供湖北、湖南、河南、河北、廣西、山西、江西、陜西等省(自治區(qū))使用.兩卷試題整體結構符合《考試大綱》和《考試說明》的規(guī)定,試題設計充分考慮了使用地區(qū)的經濟和教育發(fā)展狀況.兩卷試題命制在總結2009年命題的基礎上,既保持了良好的連續(xù)性和穩(wěn)定性,又體現(xiàn)出創(chuàng)新性和靈活性的特點.試題以能力測試為主導,以學科主干知識為載體,在考查基礎知識、基本技能和基本方法的基礎上,注重對考生運用知識分析、解決實際問題能力和探究能力的考查.試題難度適中,新舊知識相互融合,沒有偏題、難題、怪題、超綱題,絕大部分試題表述科學、嚴謹、規(guī)范.試卷具有較高的區(qū)分度、效度和信度,凝聚了命題者的集體智慧,很好地滿足了高校選拔合格新生的實際要求,有力地推進了高中物理課程改革,較好地發(fā)揮了對中學物理教學的導向功能.
2010年甲乙卷物理試題結構、題型、題量、賦分值與2009年相比較,沒有任何調整,保持了高度的穩(wěn)定,突出了由現(xiàn)行課程向新課程平穩(wěn)過渡的思想.
近2年全國高考甲乙卷物理試題結構、題型、題量、賦分值如表1(全卷總分值為120分).
表1甲乙卷試題結構、題型、題量、賦分值
年份結構題型題量賦分值2010第Ⅰ卷(第14^21題)選擇題848第Ⅱ卷(第22^26題)實驗題218計算題3542009第Ⅰ卷(第14^21題)選擇題848第Ⅱ卷(第22^26題)實驗題218計算題354
甲卷13道試題考核的知識內容涉及了非課改區(qū)《考試大綱》17個知識單元中的15個(光的波動性和微粒性,電磁場和電磁波未涉及),考查了131個考點中大約30個考點,知識覆蓋面較廣.試題涵蓋了高中物理的“力、熱、電、光、原子”五大知識塊,各塊分值比例與往年基本相同,保持了良好的連續(xù)性和穩(wěn)定性,近3年全國高考甲卷各部分的分值比例如表2(全卷總分為120分).
表2 甲卷部分的分值比例
3.2.1 重視基礎知識 突出主干內容
2010年理綜甲卷物理試題突出考查了學生對基本概念、基本規(guī)律的深刻理解及靈活運用,繼續(xù)強調對“理解物理概念、物理規(guī)律的確切含義,以及它們在簡單情況下的應用”的要求.如8道選擇題和第24、25、26計算,這些試題大都屬于傳統(tǒng)、常規(guī)題,解這些試題涉及的思路基本與當前學生的認知情況相同,沒有出現(xiàn)某些特殊的解題方法.試題設計在突出基礎知識的同時,兼顧對基礎知識掌握是否全面、透徹的考查,很好地體現(xiàn)了高考物理以知識為載體,以過程和方法為依托,以能力考核為目的的命題導向.
3.2.2 力求推陳出新 關注學科能力
縱觀2010年的高考甲卷物理試題,不難看出,有不少試題是命題專家們根據《考試大綱》要求,通過對歷年高考試題、競賽題、科研測試題的改造、變形和重組,舊題新編,推陳出新,從而轉化成為另一新情境下的或另一考查角度的測試內容.這些經過改編后的試題在對物理過程和方法要求方面均呈現(xiàn)了更多的創(chuàng)新性和靈活性.試題本身的立意新穎、設問巧妙、內涵豐富,突出了對學生能否在新設問中根據試題的變式,靈活應用所學物理基本概念和基本規(guī)律去解決物理問題的能力考查,較好地達到“區(qū)分和鑒別不同學生的能力水平”,凸顯高考試題的選拔功能.如,第14、15、16、18、19、20、21、22、24、25、26題,這些試題均可在歷年高考試題中找到其原型或影子.在此,僅以第25題為例說明如下.
【題目】小球A和B的質量分別為mA和mB,且mA>mB.在某高度處將A和B先后從靜止釋放.小球A與水平地面碰撞后向上彈回,在釋放處下方與釋放處距離為H的地方恰好與正在下落的小球B發(fā)生正碰.設所有碰撞都是彈性的,碰撞時間極短.求小球A、B碰撞后B上升的最大高度.
再看下面2002年廣東、河南高考物理試題第19題:下面是一個演示實驗,它顯示圖中自由下落的物體A和B經反彈后,B能上升到比初始位置高得多的地方.
圖1
A是某種材料做成的實心球,質量m1=0.28 kg,在其頂部的凹坑中插著質量m2=0.10 kg的木棍B.B只是松松地插在凹坑中,其下端與坑底之間有小空隙(圖1).將此裝置從A下端離地板的高度H=1.25 m處由靜止釋放.實驗中,A觸地后在極短的時間內反彈,且其速度大小不變;接著木棍B脫離A開始上升,而球A恰好停留在地板上.求木棍B上升的高度,重力加速度g=10 m/s2.
比較不難看出,這2道題考查的知識點和能力要求完全如出一轍.
3.2.3 理論聯(lián)系實際 體現(xiàn)學以致用
2010年高考甲卷物理試題在考查基礎知識的同時,重視考生理論聯(lián)系實際能力的考查,體現(xiàn)了將物理學知識和生活、社會及科技發(fā)展緊密聯(lián)系的理念.如第17題考查地球電場中帶電雨滴的平衡問題,涉及初中密度公式、球體積的計算公式和估算思想;第19題考查變壓調光燈,此題并不是讓學生進行計算,而是從圖像角度考查學生對理想變壓器原、副線圈中電流,原、副線圈兩端電壓以及輸出、輸入功率關系的理解掌握,同時巧妙地將電阻率與溫度的關系融入其中,可以說真正體現(xiàn)了對學生思維靈活性的考查.學生只有通過分析推理,得出物理量的關系式后,才能得出正確答案;第21題考查同步衛(wèi)星;第23題考查熱敏電阻控溫問題.
3.2.4 注重過程分析 強調數(shù)學能力
2010年高考甲卷物理試題,明顯反映出對物理過程分析能力的關注和對應用數(shù)學處理物理問題能力的要求,特別是3道計算題,突出對物理過程分析能力、建模能力和應用數(shù)學處理物理問題的能力考查.3道試題分別考查了 “動能定理、重力做功與重力勢能改變的關系”、“動量和能量守恒定律、豎直上拋” 、“帶電粒子在勻強電場和勻強磁場中的運動”,其中第24題的難點在于對物塊停止位置的可能情況的討論;第25題和第26題的難點在于對物理過程的分析以及對應用數(shù)學處理物理問題的能力要求相對較高,要求學生具有一定的數(shù)學和物理的綜合運用能力.
3.2.5 倡導實驗探究 滲透課改理念
2010年甲卷實驗題不僅注重考查了對實驗原理和方法的理解,實驗條件的控制和操作的基本能力,而且倡導科學探究.如第22題,利用課本中驗證機械能守恒定律實驗裝置研究自由落體運動,考查了學生靈活應變的遷移能力;第23題熱敏電阻控溫,測量降溫過程中在不同溫度下熱敏電阻的阻值,要求進行實驗原理電路圖連線和完成實驗步驟,考查了學生在理解實驗原理和掌握實驗方法的基礎上,進行探究性和設計性的嘗試.這對高中物理實驗教學起到了良好的導向作用.
總的來說,2010年高考甲卷物理試題,充分吸取了2009年命題中的成功和避免了不足,得到了廣大考生和教師的一致肯定.試題將知識、方法、能力作為一個相互聯(lián)系的整體貫穿于整份試卷中,以物理基礎知識為載體,突出對學生分析物理過程,掌握學科思維方法,進行自主學習能力和科學探究能力的考查.試題不偏、不怪,以學生熟悉的陳題和情景為切入口,推陳出新.因此教師在平時教學中,特別是習題教學中,必須要學會研究、精選習題,同時要善于引導學生每做完一題要總結反思評估,看自己對物理概念和規(guī)律的理解是否有新的體會;檢查自己能否獨立地對具體問題進行具體分析;對習題中所給的物理狀態(tài)、物理過程、物理情景產生的原因和有關的條件是否能獨立弄清楚,能否獨立地進行邏輯推理,是否能夠把推理過程準確地表達出來;從而逐漸鍛煉和提高學生理解能力、推理能力、分析綜合能力和應用數(shù)學處理物理問題的能力.只要這樣的備考復習,才是一種低消耗、高效率的辦法.
乙卷13道試題考核的知識內容涉及了現(xiàn)行課程版《考試大綱》內17個知識單元中的14個(動量和機械能、交流電、電磁場和電磁波均未涉及),考查了131個考點中的大約30個考點,知識覆蓋面較廣.2010年試題涵蓋了高中物理的“力、熱、電、光、原子”五大知識塊,各塊分值比例與往年基本相同,保持了良好的連續(xù)性和穩(wěn)定性.近3年全國高考乙卷各部分的分值比例如表3(全卷總分為120分).
表3 乙卷部分的分值比例
4.2.1 重視基礎知識 突出主干知識 聚焦熱門考點
(1) 重視基本概念、基本規(guī)律、基本方法、基本模型的考查
對“基本概念、基本規(guī)律、基本方法、基本模型”的考查在2010年的高考乙卷物理試題中得到充分體現(xiàn),如配平核反應方程所遵循的質量數(shù)和核電荷數(shù)守恒的規(guī)律(第14題),彈簧模型(第15題),場強、電勢、電場力做功的概念、場強與電勢差的關系(第16題),導體棒平動切割磁場模型(第17題),運動合成與分解的方法(第18題),分子力、分子勢能與分子間距離的關系(第19題),平面鏡成像規(guī)律(第20題),簡諧運動的時間周期性和空間周期性規(guī)律、對稱法(第21題),轉換、放大的思想方法(第22題),圖像法(第20~24題和第26題),雙星模型(第25題),等等.
在近10年高考中,乙卷對“熱、光、原”部分的考查均以選擇題的形式出現(xiàn).原子物理部分的“質量數(shù)和核電荷數(shù)守恒”考了6次(含2010年第14題),“能級躍遷”考了3次.光學部分的“全反射與折射”考了6次,“平面鏡成像”考了2次(含2010年第20題),物理光學考了4次.熱學部分則經常以熱學考點綜合的形式進行考查,如結合“分子動理論”、“熱力學第一定律”和“氣體壓強的微觀解釋”考查了7次(其中汽缸模型考查了3次),氣體壓強的估算考查了1次,2010年的第19題則只對“分子動理論”進行考查.
(2) 突出考查主干知識和重點內容
從對“運動和力”、“動量與能量”、“場和路”等主干知識的考查來看,試題重點考查了勻速直線運動、勻變速直線運動、平拋運動、勻速圓周運動、簡諧運動等典型運動,著重考查了加速度、牛頓運動定律、力的平衡、萬有引力定律、電場力和能的性質、電學實驗、帶電粒子在磁場中的運動、分子動理論、平面鏡成像、核反應方程等主干知識和重點內容.
其中6種典型運動(勻速直線運動、勻變速直線運動、平拋運動、勻速圓周運動、簡諧運動、簡諧波)在大綱中都是Ⅱ級要求,統(tǒng)計表明每年高考至少考查其中的4種.2010年除簡諧波未考,其余5種均以各種題型予以考查.如第22題圓盤做勻速圓周運動的周期、頻率、線速度的計算,第25題考查雙星的勻速圓周運動,第26題考查從定點發(fā)射的帶電粒子在有界勻強磁場中做勻速圓周運動.我們認為,立足基礎抓主干,聚焦熱門考點,可以很好地提升學科能力,提高復習效率,走向高考的成功.
4.2.2 推陳出新 強調過程 多層次多角度地考查能力
縱觀2010年高考乙卷物理試題,可以看出,8道選擇題主要考查理解能力、推理能力、分析能力;2道實驗題主要考查基本的實驗能力和運算能力;3道計算題梯度分明,主要考查獲取信息能力、建模能力、理解和推理能力、分析綜合能力、應用數(shù)學處理物理問題能力和空間想象能力.
試題雖然延續(xù)了歷年來把“應用數(shù)學處理物理問題”作為高考考查重點的思想,但主要考查學生基本的應用數(shù)學處理物理問題的能力,要求有所降低,如第22、23(4)題要求結果“保留3位有效數(shù)字”,第25題要求“結果保留3位小數(shù)”.
(1) 常規(guī)問題推陳出新
2010年乙卷所涉及的背景材料和物理過程大多比較典型和常規(guī),但是平中見奇,命題者對每道試題的編制都深思熟慮,考查角度及呈現(xiàn)方式均有創(chuàng)新,以能力立意,推陳出新,在考生原來比較熟悉的模型中,進行知識點的重組、變形和遷移,多角度全方位地考查考生.如第22題(實驗題),則是在2005年高考上海卷第23題(計算題)基礎上簡化物理過程,適當變換物理情景,使試題闡述更加簡明,成為一道很好的現(xiàn)行課程版的高考試題.正所謂社會在發(fā)展,科技在進步,高考命題也在與時俱進.這個實驗所蘊涵的物理思想和方法也在日臻完善.
如前所述,命題者往往從教材、高考試題、競賽試題、科研測試題、調考試題、傳統(tǒng)習題等途徑提取素材進行命題,因此應當引起我們復習備考的高度重視.
(2) 分步設問 梯度合理 引導探究
乙卷3道計算題均采用遞進式設問方式,梯度合理.如第25題考生通過第(1)問“求兩星球做圓周運動的周期”,掌握了雙星運動的特點,然后將雙星模型遷移到第(2)問的“地月系統(tǒng)”中處理問題.命題很好地滲透了新課程理念,這是一種思維探究,它是實驗探究的更高層次.
第26題,第(1)問研究——沿特殊方向(y軸正方向)發(fā)射的粒子在有界磁場中運動的半徑和比荷;第(2)問則變換對象研究——此時刻仍在磁場中的所有粒子的“初速度方向與y軸正方向夾角的取值范圍”; 第(3)問進一步變換角度研究——“從粒子發(fā)射到全部粒子離開磁場所用的時間”.
顯然,命題者以定點發(fā)射的帶電粒子在有界勻強磁場中的運動為素材,通過由個體到群體、由時刻到時間、由特殊方向到所有方向的命題設計,逐步滲透對問題的探究方法,并考查優(yōu)秀學生的推理能力、分析綜合能力、應用數(shù)學處理物理問題的能力以及空間想象能力.對中學物理教學培養(yǎng)學生良好的思維習慣和能力有積極的引領作用.
(3) 思維探究重視過程與方法
高考歷來倡導通過認真審題理解物理情景、對物理過程和臨界狀態(tài)進行分析與推斷,找出這些物理過程和狀態(tài)所遵循的物理規(guī)律并用公式準確表述出來,靈活運用物理方法和數(shù)學工具解答問題.第21題就是體現(xiàn)“思維探究重視過程與方法”的佳作.
在高考中,考生可根據題干信息和選項設置,畫出振子往復運動的路線圖,運用假設法和排除法進行分析判斷.
但我們認為,在高三復習教學中,若教師引導學生采用振動圖像進行研究,可達到透徹理解并掌握簡諧運動的時間周期性和空間周期性等多個教學目標的效果.在此不再贅述.
4.2.3 堅持理論聯(lián)系實際
2010年乙卷物理理論聯(lián)系實際試題選材鮮活,貼近中學物理教學實際,貼近生活.
繼2009年考查了平面鏡的多次反射成像后,2010年第20題再次考查平面鏡成像,變換角度研究平面鏡運動成像規(guī)律.考生需要根據題意作出如圖2所示的光路圖,然后根據三角形知識得到下面(1)、(2)式,才能順利解答.
圖2
(1)
(2)
2010年乙卷第17題情景新穎,突出考查學生從實際試題情景中獲取和遷移信息,構建物理模型的能力,體現(xiàn)了對學生綜合運用所學知識,分析解決實際問題能力的考查.
讓我們首先回顧2004年全國高考湖北卷19題.
圖3
【題目】一直升機停在南半球的地磁極上空.該處地磁場的方向豎直向上,磁感應強度為B.直升機螺旋槳葉片的長度為l,螺旋槳轉動的頻率為f,順著地磁場的方向看螺旋槳,螺旋槳按順時針方向轉動.螺旋槳葉片的近軸端為a,遠軸端為b,如圖3所示.如果忽略a到轉軸中心線的距離,用E表示每個葉片中的感應電動勢,則
A.E=πfl2B,且a點電勢低于b點電勢
B.E=2πfl2B,且a點電勢低于b點電勢
C.E=πfl2B,且a點電勢高于b點電勢
D.E=2πfl2B,且a點電勢高于b點電勢
點評:本題考查“導體棒轉動切割磁場”的模型.
再來看2010年第17題.某地的地磁場磁感應強度的豎直分量方向向下,大小為4.5×10-5T.一靈敏電壓表連接在當?shù)厝牒:佣蔚膬砂?,河?00 m,該河段漲潮和落潮時有海水(視為導體)流過.設落潮時,海水自西向東流,流速為2 m/s.下列說法正確的是
A.電壓表記錄的電壓為5 mV
B.電壓表記錄的電壓為9 mV
C.河南岸的電勢較高
D.河北岸的電勢較高
分析:海水在落潮時自西向東流,該過程首先要轉化為“導體棒平動切割磁場”的模型,如圖4所示,然后再根據所學知識解答.
圖4
點評:我們還可以在更早期的高考試題中看到上題的影子(如1999年全國卷第6題).命題者經常像這樣改編高考試題,值得我們在高三復習備考中學習借鑒.
4.2.4 實驗探究 滲透課標思想
從2010年秋季開始,全國所有地區(qū)將全部進入高中新課程改革實驗,課程改革將倡導探究性學習.2010年第22題側重考查實驗原理和方法,且力、電、光學實驗版塊的界限不再嚴格區(qū)分,而是趨于融合.第23題側重考查電學實驗的基本操作規(guī)范、連圖、讀數(shù)、數(shù)據處理及誤差分析.
這兩道實驗題命題素材不拘泥于學生實驗,拓展了命題空間;入題淺顯,難度適中,有利于消除考生對實驗題的畏懼心理;設問細膩,層層遞進,對所有考生都有很好的區(qū)分度,有利于充分發(fā)揮高考的選拔功能;側重考查實驗原理、方法、器材、步驟、數(shù)據處理、結果及誤差分析,實驗題有計算題化的趨勢;實驗涉及探究、滲透課改.這些變化對今后高考實驗命題的發(fā)展影響深遠,要引起我們足夠的重視.
根據《參考答案》,第(4)問電流表 A1的準確量程為I1m′=6.05 mA. 已知標準電流表A2的量程為I2m=0.1 mA.當待測電流表A1滿偏時,標準電流表A2的示數(shù)為
1.1 mA>1.0 mA
即
I2′>I2m.
那么,第(3)問“開關S閉合后,調節(jié)滑動變阻器的滑動端,使電流表A1滿偏”;此時通過標準電流表A2的電流已經超過它的量程,無法讀取I2.
當然,這并不影響學生在考場上解答本題.
建議:修改標準電流表A2的量程或刪除第(3)問.
5.3 2010年命制的全國甲、乙卷物理試題,充分得到廣大學生和教師的認可,這種導向必將有利于中學物理教學,有利于抑制目前那種熱衷于將試題的內容和解題的方法用一些所謂的模式加以固定,讓學生反復操練這些基本套路,并希望通過大量解題來包圍考試題的不良做法.