陳智昌

縱觀每年的高考物理試題，雖然不同時空有所差異，但共同的特點都是要求考生理解物理概念、掌握物理規(guī)律、物理知識及科學方法在生活中的物理事件乃至在高科技中的應用?？辞甯呖济}對考生物理學科素養(yǎng)的考查，有助于提高高考備考復習效率，做到事半功倍。

一、理科綜合物理試題中重視物理觀念的形成和應用科學思維解決生活中的實際問題

物理學科核心素養(yǎng)的首要要求是生活中必須要有物理觀念。這決定了物理知識在生活中的應用是歷年高考的重點，這些應用同時要求學生具有一定的科學思維，能準確構(gòu)建物理模型，將實際問題模型化，對學生的這種抽象思維能力要求較高，這類試題能將死讀書、讀死書和會讀書的學生很好的區(qū)分開來。

1.形成準確的物理觀念，科學利用信息解答物理問題，考查知識遷移的能力

【例1】如圖所示的為節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式，A、B點等高，O為結(jié)點，輕繩AO、BO長度相等，拉力分別為FA、FB，燈籠受到的重力為G.下列表述正確的是（本題只有一個選項正確）

A.FA一定小于G

B.FA與FB大小相等

C.FA與FB是一對平衡力

D.FA與FB大小之和等于G

【解析】節(jié)點O受到三個力的作用，且處于受力平衡的狀態(tài)，由于輕繩AO、BO長度相等，A、B兩點等高，因此，輕繩AO、BO與水平方向間的夾角相等，根據(jù)對稱性，輕繩AO、BO的拉力FA、FB的大小相等，選項A正確。

【點評】在我國節(jié)日里懸掛燈籠是非常常見的現(xiàn)象，將力的平衡條件用于解答該問題是典型的物理知識在實際問題中的應用，此題難度不是很大，但要判斷拉力FA與籠受到的重力G的大小關系，必須知道輕繩與豎直方向的夾角，題設中沒有提供這個角度，因此，無法確定這兩個力的大小關系。該題很好地考查了學生應用物理觀念——運動觀、相互作用觀來分析解決實際問題的能力，是一道富有創(chuàng)意但難度不大的應用題。

2.巧用科學思維，將實際問題抽象為物理模型，考查物理知識綜合運用的能力

【例2】如圖所示，某種自動洗衣機進水時，與洗衣缸相連的細管中會封閉一定質(zhì)量的空氣，通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進水量。設溫度不變，洗衣缸內(nèi)水位升高，則細管中被封閉的空氣（本題只有一個選項正確）

A.體積不變，壓強變小

B.體積變小，壓強變大

C.體積不變，壓強變大

D.體積變小，壓強變小

【解析】可以研究與洗衣缸相連的細管中會封閉的一定質(zhì)量空氣，根據(jù)玻意耳-馬略特定律的等溫變化的特征，當溫度不變時，若洗衣缸內(nèi)水位升高，則被封閉在細管中的空氣體積變小，空氣壓強變大，選項B正確。

【點評】自動洗衣機是一個比較常見的家用電器，其每個單元的工作原理可能不一定清楚，但“通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進水量”這個觀點，可以確定壓力傳感器的基本功能，從而進一步可以確定當洗衣缸內(nèi)水位升高時，細管中被封閉的空氣的體積變化情況。利用氣體作等溫變化的特征，可以判斷氣體的壓強變化。本題既對學生的熱學知識的綜合能力有較高要求，也重點考查學生掌握模型構(gòu)建及科學推理的能力，是一道比較實用的創(chuàng)新題。

二、理科綜合物理試題中巧妙設置物理實驗應用題，重在考查實驗探究能力

物理學科要培養(yǎng)學生實驗探究的素養(yǎng)。高考中物理實驗部分的設計是對這一素養(yǎng)的最好考查。同時也體現(xiàn)了物理是以實驗為基礎的學科特色，在物理實驗的高考命題上必定會以實驗目的、實驗原理、器材、方法步驟、數(shù)據(jù)記錄及分析、實驗結(jié)論、誤差分析及改進措施等要素的考查來呈現(xiàn)。

【例3】

（1）如圖所示的是某同學在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶。

①已知打點計時器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為_______；

②ABCD是紙帶上四個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出。從圖中讀出A、B兩點間距s=____________；C點對應的速度是_________（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

（2）某同學利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，使用的器材還包括定值電阻（R0=5Ω）一個，開關兩個，導線若干，實驗原理圖如圖（a）所示。

①在圖（b）的實物圖中，已正確連接了部分電路，請完成余下電路的連接；

②請完成下列主要實驗步驟；

A.檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零；調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖（c）所示，讀得電阻值是__________；

B.將開關s1閉合，開關s2斷開，電壓表的示數(shù)是1.49V；

C.將開關s2__________，電壓表的示數(shù)是1.16V；斷開開關s1。

③使用測得的數(shù)據(jù)，計算出干電池的內(nèi)阻是________（計算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）；

④由于所用電壓表不是理想電壓表，所以測得的電動勢比實際值偏____（填“大”或“小”）。

【解析】

（2）①電路連接如下圖所示；

②A.根據(jù)電阻箱可以直接讀出R=20Ω，C.閉合；

【點評】

（1）在進行毫米刻度尺的度數(shù)時，要注意尺的最小刻度為1mm，因此，A、B兩點距離的讀數(shù)結(jié)果必須要估讀一位，其結(jié)果為s=0.70cm；在進行C點速度的計算時，題目要求保留三位有效數(shù)字，因此，

（2）③由題設知，將開關s1閉合，開關s2斷開時，電路沒有接通，因此，電壓表的示數(shù)是1.49V（電動勢的測量值），可以認為是電源的開路電壓，因此，E=1.49V，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得1.16V=，得到r=0.69Ω（結(jié)果要保留兩位有效數(shù)字）；

④若所用電壓表不是理想電壓表，則要考慮電壓表內(nèi)阻的影響，即電壓表的示數(shù)1.49V不是電源的電動勢，而是路端電壓，由1.49V=，得到，可見，所測電動勢比實際值偏小。

在實驗的設置上，每年的高考物理題中都有一些大膽的嘗試，取得了不錯的效果，但總的來說，難度偏大，學生做實驗題時有如履薄冰、如臨深淵的感覺。這是一道既能考查實驗能力、設置又比較巧妙的物理實驗應用題。因此，考生必須具有扎實的實驗基礎知識及科學的實驗探究思維才能完成。

三、理科綜合物理試題中體現(xiàn)學科綜合素養(yǎng)的高低

高考應具有很強的選拔功能，因此，高考試題中出現(xiàn)一些能力要求高的物理試題是正常的，這種試題應有很高的區(qū)分度，能將學科綜合能力強和學科素養(yǎng)高的學生選拔出來。而將時間和空間進行轉(zhuǎn)換并結(jié)合其它物理原理將具體的物理問題解答出來的命題思路足以體現(xiàn)這一選拔功能。

【例4】如圖（a）所示，左為某同學設想的粒子速度選擇裝置，由水平轉(zhuǎn)軸及兩個薄盤N1、N2構(gòu)成，兩盤面平行且與轉(zhuǎn)軸垂直，相距為L，盤上各開一狹縫，兩狹縫夾角θ可調(diào)（如圖（b）所示）；右為水平放置的長為d的感光板，板的正上方有一勻強磁場，方向垂直紙面向外，磁感應強度為B。一小束速度不同、帶正電的粒子沿水平方向射入N1，能通過N2的粒子經(jīng)O點垂直進入磁場。O到感光板的距離為，粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，不計重力。

（1）若兩狹縫平行且盤靜止（如圖（c）所示），某一粒子進入磁場后，豎值向下打在感光板中心點M上，求該粒子在磁場中運動的時間t；

（2）若兩狹縫夾角為θ0，盤勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動方向如圖（b）所示。要使穿過N1、N2的粒子均打到感光板P1P2連線上，試分析盤轉(zhuǎn)動角速度ω的取值范圍（設通過N1的所有粒子在盤轉(zhuǎn)一圈的時間內(nèi)都能到達N2）。

【解析】（1）根據(jù)該帶電粒子在磁場中的運動情形，可以直接判斷該粒子在磁場中的運動的軌跡應為圓周，由向心力公式知，得到

（2）（一）先討論粒子在磁場中的運動

由題設可知，從O點進入到磁場中的粒子要打到感光板P1P2連線上，其速度的大小必須滿足一定的條件，設能打到感光板的最小速度為v1，最大速度為v2，則最小速度的粒子應擊中P1，最大速度的粒子應擊中P2

①由圖1可知，根據(jù)幾何關系，擊中P1的粒子在磁場中運動的半徑為

（二）再討論粒子在N1、N2間的運動

能穿過N1、N2的粒子，必須滿足的條件是

①當粒子以最小速度v1進入N1后，只有當盤轉(zhuǎn)動角速度ω滿足，粒子才能穿過N2而進入到磁場中

②當粒子以最大速度v2進入N1后，只有當盤轉(zhuǎn)動角速度ω滿足，粒子才能穿過N2而進入到磁場中

綜合以上討論可知，要使穿過N1、N2的粒子均打到感光板P1P2連線上，盤轉(zhuǎn)動角速度ω的取值范圍是

【點評】

（1）討論粒子在磁場中的運動，實際上是研究粒子在空間中的運動。要使粒子能擊中感光板，并打在感光板的連線P1P2上，可以根據(jù)空間尺寸的大小推出粒子在磁場中運動的最小速度和最大速度，從而確定粒子的速度范圍；

（2）討論粒子在N1、N2間的運動，實際上是研究粒子在相同的空間中具有不同運動時間的運動。

進入到N1、N2間的粒子能夠穿過薄盤N2而進入到磁場中的粒子，可以根據(jù)其入射的速度大小確定它在該空間的運動時間，從而確定薄盤轉(zhuǎn)動角速度ω的取值范圍；

（3）粒子在不同時間和不同空間的運動還滿足一定的內(nèi)在聯(lián)系，當以最小速度入射的粒子最終能擊中的位置只能是P1，而該粒子在N1、N2間的運動時間最長；當以最大速度入射的粒子最終能擊中的位置只能是P2，而該粒子在N1、N2間的運動時間最短。這種時間和空間的相互制約決定了粒子的實際運動。

（4）本題主要考查學生綜合運用物理知識的能力，同時，也考查學生能否合理利用時間與空間的轉(zhuǎn)換進行思維，考生對此題的完成情況充分體現(xiàn)其學科綜合素養(yǎng)的高低，是一道能力要求較高的物理綜合題，也是今后的命題方向。

四、從高考命題到“物理核心素養(yǎng)”考查的高三復習啟示

“3+理科綜合/文科綜合”高考模式將在兩年后的新高考改革中落下帷幕，最后兩年的高考全國卷中，就物理學科而言，在一定程度上可能不會增加試題的難度，因此，根據(jù)“高考命題對學生物理學科素養(yǎng)的考查”特點，得到高三物理復習備考的幾點啟示：

1.物理學科高考命題會始終立足于基礎。所以在第一輪復習中，突出落實基礎知識，形成系統(tǒng)物理觀念，培養(yǎng)學生解決物理問題的基本技能，這是物理復習最基本的要求，歷年高考試題會發(fā)生變化，但考查的物理基礎知識不會變；

2.提高學生的科學思維能力。在第二輪復習中，突出能力的訓練和提高，通過小范圍的專題復習，掌握物理學科各個模塊解決問題的基本方法。物理試題中的物理事件可以變化，但解決問題所需的科學思維及方法不會變；

3.沖刺階段，發(fā)揮學生的學科綜合素養(yǎng)，挖掘?qū)W生的解答能力。因此，在第三輪復習中，利用綜合訓練、模擬訓練，體驗解答整體試卷的感受，培養(yǎng)學生的知識遷移能力，并利用這種能力去解決比較復雜的新問題，使其逐漸適應高考的“壓軸題”。通過學科教學及高考選拔，終究讓學生擁有終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力。