2015年課標(biāo)全國(guó)理綜Ⅰ卷物理選做題評(píng)析與啟示

◇江西許冬保(特級(jí)教師)

2016年使用全國(guó)課標(biāo)理綜試卷的省份增多,為了幫助即將選用全國(guó)課標(biāo)理綜試卷的師生有效地進(jìn)行復(fù)習(xí)備考,本文以江西省2015年抽樣統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及從閱卷現(xiàn)場(chǎng)獲得的信息為視角,對(duì)2015年全國(guó)課標(biāo)理綜Ⅰ卷物理選做題進(jìn)行評(píng)析,以饗讀者.

1試題評(píng)析

2015年全國(guó)課標(biāo)理綜Ⅰ卷物理選做題在保持往年題型、題量及總分不變的情況下,每個(gè)模塊中2個(gè)小題的分值進(jìn)行了調(diào)整.其中,第1小題的分值由原來的6分調(diào)整到5分,第2小題的分值由原來的9分調(diào)整到10分.顯然這種調(diào)整旨在提高客觀題的分值,強(qiáng)化了對(duì)物理過程的分析與相關(guān)能力的考查.對(duì)于選擇題評(píng)分要求是:選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分.每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分.下面分模塊進(jìn)行分析.

1.1　模塊3-3選做題評(píng)析

(1) 下列說法正確的是________.

A將一塊晶體敲碎后,得到的小顆粒是非晶體;

B固體可以分為晶體和非晶體2類,有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì);

C由同種元素構(gòu)成的固體,可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體;

D在合適的條件下,某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w,某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w;

E在熔化過程中,晶體要吸收熱量,但溫度保持不變,熱力學(xué)能也保持不變

答案B、C、D.

評(píng)析該題以晶體為載體,考查晶體的各向異性、微觀結(jié)構(gòu)以及晶體熔點(diǎn)等性質(zhì).該題抽樣統(tǒng)計(jì)平均分為2.83分,難度為0.566,區(qū)分度為0.511,可見試題難度適中,區(qū)分度很好.

圖1

(2) 如圖1所示,一固定的豎直汽缸由一大一小2個(gè)同軸圓筒組成,兩圓筒中各有一個(gè)活塞,已知大活塞的質(zhì)量為m1=2.50 kg,橫截面積為S1=80.0 cm2;小活塞的質(zhì)量為m2=1.50 kg,橫截面積為S2=40.0 cm2;兩活塞用剛性輕桿連接,間距保持為l=40.0 cm;汽缸外大氣的壓強(qiáng)為p=1.00×105Pa,溫度為T=303 K,初始時(shí)大活塞與大圓筒底部相距l(xiāng)/2,兩活塞間封閉氣體的溫度為T1=495 K．現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降,活塞緩慢下移．忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦,重力加速度g取10 m·s-2．求

(ⅰ) 在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間,缸內(nèi)封閉氣體的溫度;

(ⅱ) 缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí),缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)．

答案(ⅰ) 330K; (ⅱ) 1.01×105Pa.

評(píng)析該題以大小不同2個(gè)同軸圓筒組成的豎直汽缸為載體,考查理想氣體的等壓及等容過程,涉及物體的平衡條件及氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用.思維導(dǎo)圖和氣體的狀態(tài)參量所對(duì)應(yīng)的符號(hào)如圖2所示.在活塞緩慢下移的過程中,以大、小活塞整體為研究對(duì)象,由平衡條件有

(p1-p)S1=m1g+m2g+(p1-p)S2.

圖2

該題抽樣統(tǒng)計(jì)平均分為0.26分,難度為0.026,區(qū)分度為0.374,可見試題難度很大,區(qū)分度較好.

1.2　模塊3-4選做題評(píng)析

(1) 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫,在雙縫后的屏幕上,紅光的干涉條紋間距Δx1與綠光的干涉條紋間距Δx2相比,Δx1______Δx2(填“>”“<”或“=”).若實(shí)驗(yàn)中紅光的波長(zhǎng)為630 nm,雙縫到屏幕的距離為1.00 m,測(cè)得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5 mm,則雙縫之間的距離為________mm.

答案>,0.300.

從考生答卷情況來看,很多考生有效數(shù)字的位數(shù)不符合要求.寫成d=0.30 mm或d=0.3 mm.該題抽樣統(tǒng)計(jì)平均分為4.12分,難度為0.412,區(qū)分度為0.654,可見試題難度適中,區(qū)分度很好.

(2) 甲、乙2列簡(jiǎn)諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿x軸正向和負(fù)向傳播,波速均為25 cm·s-1.2列波在t=0時(shí)的波形曲線如圖3所示.求

圖3

(ⅰ)t=0時(shí),介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo);

(ⅱ) 從t=0開始,介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為-16 cm的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間.

答案(ⅰ)x=50 cm+300 cm·n(n=0,±1,±2,…);

(ⅱ) 0.1 s.

評(píng)析該題以波動(dòng)圖象及波的傳播規(guī)律為載體,考查頻率不同的2列簡(jiǎn)諧波的疊加,要求考生能夠分析并定量求出振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)及振動(dòng)減弱點(diǎn)在一維坐標(biāo)系上的分布規(guī)律(通式).由圖3可知,甲、乙2列波的波長(zhǎng)分別為λ1=50 cm,λ2=60 cm.甲、乙2列波波峰的x坐標(biāo)分別為

x1=50 cm+k1λ1(k1=0,±1,±2,…),

x2=50 cm+k2λ2(k2=0,±1,±2,…).

由于x1=x2,有5k1=6k2,即k1=6n或k2=5n,n亦為整數(shù).于是可得介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)為x=50 cm+300 cm·n(n=0,±1,±2,…).

由圖4可知,t=0時(shí),2波波谷間的x坐標(biāo)之差為

式中,m1、m2為整數(shù),得

Δx=10 cm·(6m2-5m1)+5 cm,

顯然m1=m2=0時(shí),相向傳播的波谷間的距離有最小值,即Δxmin=5 cm.從t=0開始,介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為-16 cm的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間為

圖4

從閱卷情況看,多數(shù)考生無法得到2列簡(jiǎn)諧波在空間分布的統(tǒng)一表達(dá)式,缺乏對(duì)不定方程處理的相關(guān)策略.該題抽樣統(tǒng)計(jì)平均分為1.18分,難度為0.118,區(qū)分度為0.412,可見試題難度較大,區(qū)分度較好.

1.3　模塊3-5選做題評(píng)析

(1) 在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,得到的遏制電壓Uc與入射光的頻率ν的關(guān)系如圖5所示,若該直線的斜率和截距分別為k和b,電子電荷量的絕對(duì)值為e,則普朗克常量可表示為________,所用材料的逸出功可表示為____．

答案ek, -eb.

評(píng)析該題以光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)為載體,考查光電效應(yīng)方程、逸出功、遏制電壓、最大初動(dòng)能等知識(shí)點(diǎn),要求考生能通過圖象獲取有用的信息.

圖5

從閱卷發(fā)現(xiàn),許多考生通過圖5得到橫向截距為b,實(shí)際上b為縱向截距.另外,逸出功表示為eb的大有人在.本題抽樣統(tǒng)計(jì)平均分為1.05分,難度為0.21,區(qū)分度為0.681,可見試題難度較大,區(qū)分度很好.

(2)如圖6,在足夠長(zhǎng)的光滑水平面上,物體A、B、C位于同一直線上,A位于B、C之間．A的質(zhì)量為m,B、C的質(zhì)量都為m0,三者均處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)使A以某一速度向右運(yùn)動(dòng),求m和m0之間應(yīng)滿足什么條件,才能使A只與B、C各發(fā)生一次碰撞．設(shè)物體間的碰撞都是彈性的．

圖6

答案

.

評(píng)析該題所涉及的研究對(duì)象為3個(gè)物體,物體A涉及2次碰撞及3個(gè)運(yùn)動(dòng)過程.試題情景復(fù)雜,但對(duì)考生而言并不陌生,而且A只與B、C各發(fā)生一次碰撞的條件是隱蔽的．考查彈性碰撞中的動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律以及碰撞發(fā)生的條件(速度關(guān)系)．思維導(dǎo)圖和各物體速度符號(hào)如圖7所示.

圖7

A向右運(yùn)動(dòng)與C發(fā)生第一次碰撞,由動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律得

mv0=mvA1+m0vC1,

可得

如果m>m0,第一次碰撞后,A與C速度同向,且A的速度小于C的速度,不可能與B發(fā)生碰撞;如果m=m0,第一次碰撞后,A停止,C以A碰前的速度向右運(yùn)動(dòng),A不可能與B發(fā)生碰撞;所以只需考慮m

m2+4mm0-m02≥0,

從閱卷情況看,考生對(duì)彈性碰撞中的動(dòng)量守恒方程與機(jī)械能守恒方程的解的結(jié)果沒有記住,引起運(yùn)算結(jié)果的失誤.另外,不等式方程的求解也成為部分考生的障礙.本題抽樣統(tǒng)計(jì)平均分為1.05分,難度為0.411,區(qū)分度為0.865,可見試題難度適中,區(qū)分度很好.

2統(tǒng)計(jì)分析

2.1　考查內(nèi)容分析

表1

2015年全國(guó)課標(biāo)卷理綜物理試題選做題考查內(nèi)容見表1.為了便于比較，表1中同時(shí)列出全國(guó)課標(biāo)Ⅱ卷選做題考查內(nèi)容.由表1可知,各模塊試題考查內(nèi)容均是相應(yīng)模塊中的重點(diǎn)知識(shí),其中客觀題考查的知識(shí)內(nèi)容比較穩(wěn)定.應(yīng)當(dāng)指出的是,相對(duì)論、波粒二象性等選修內(nèi)容在Ⅰ卷中一直未進(jìn)行考查,這并不表示它們不是考查的內(nèi)容.另外,實(shí)驗(yàn)也是考查的內(nèi)容.

2.2　試題難度分析

圖8為2015年課標(biāo)理綜Ⅰ卷物理選考試題3個(gè)模塊的平均難度及其分布.從橫向比較,模塊3-5難度控制較好,但模塊3-3、模塊3-4難度偏大,這對(duì)于選做模塊3-3、3-4的考生來講是不公平的.一直以來,選做題難度控制得不太好,從2007年課標(biāo)高考以來,模塊3-4部分試題較其他2個(gè)模塊試題的難度相近或稍容易,2015年難度陡增,對(duì)中學(xué)教學(xué)可能會(huì)帶來一定的負(fù)面影響(使廣大考生拋棄模塊3-4的學(xué)習(xí)).

圖8

3啟示

不同選做題間存在著難度差異,而且不同試題的選做人數(shù)也存在較大的差異.江西省2015年參考人數(shù)為191899人,其中,選做模塊3-3的考生數(shù)為38110,選做模塊3-4的考生數(shù)為56951,選做模塊3-5的考生數(shù)為96900.62人未選或選擇混亂(評(píng)卷中若考生填涂有誤,作為問題卷,一般給予評(píng)分).

3.1　不回避重點(diǎn),重點(diǎn)知識(shí)重點(diǎn)考

選考試題所考查的知識(shí)內(nèi)容是各模塊中的核心知識(shí),體現(xiàn)了重點(diǎn)知識(shí)重點(diǎn)考查的原則.研究近幾年試題不難發(fā)現(xiàn):模塊3-3的考查重點(diǎn)是熱力學(xué)第一定律(結(jié)合相關(guān)圖象)、熱力學(xué)第二定律及氣體實(shí)驗(yàn)定律.模塊3-4的考查重點(diǎn)是橫波圖象、振動(dòng)圖象以及幾何光學(xué)中的折射定律及全反射.模塊3-5考查重點(diǎn)是彈性碰撞和非彈性碰撞、動(dòng)量守恒及機(jī)械能守恒定律.

3.2　試題平行設(shè)計(jì),不發(fā)生橫向聯(lián)系

每一模塊均由2道試題構(gòu)成,即“1小+1大”.第1題為選擇或填空題,第2題為計(jì)算題.計(jì)算題情境一般為考生所熟悉,難度中等以上.從試題內(nèi)容看,計(jì)算題均涉及必考內(nèi)容,且各選做模塊試題所考查內(nèi)容彼此獨(dú)立,不發(fā)生橫向聯(lián)系,保證了模塊的獨(dú)立性.

3.3　選做題間的難度差異較大,有失公平性

目前,選做題的難度平衡,是以專家主觀預(yù)測(cè)、判斷為準(zhǔn),在難度預(yù)測(cè)中會(huì)適當(dāng)考慮考生對(duì)試題情境的熟悉程度和教學(xué)難度.教育部考試中心關(guān)于選做題難度平衡的方法,主要考慮能力層次、知識(shí)內(nèi)容、題型結(jié)構(gòu)、閱讀時(shí)間等因素.顯然,各選考試題之間的難度差異,對(duì)考生的選擇帶來不公平性.

2016年將有更多的省市使用全國(guó)理綜卷,復(fù)習(xí)中應(yīng)端正認(rèn)識(shí).相比各省市自主命制的選考試題,全國(guó)理綜卷選做題的難度普遍要大，特別是全國(guó)Ⅰ卷.因此,復(fù)習(xí)中應(yīng)謹(jǐn)防認(rèn)識(shí)偏差、復(fù)習(xí)深度不夠或訓(xùn)練難度偏小等原因?qū)е鲁霈F(xiàn)的問題.對(duì)考生而言,選做題的選擇,要從自己的實(shí)際情況出發(fā),綜合考慮試題、個(gè)人興趣、知識(shí)水平及能力水平等因素.

(作者單位：江西省九江市第一中學(xué))