北京高考物理試卷部分選擇題的分析與思考＊

楊 君 任 濤

（北京教育考試院 北京 1000 83 ）

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》指出，高中物理課程評價應(yīng)關(guān)注學(xué)生對概念、原理、規(guī)律的理解和應(yīng)用，提高其物理實驗的基本技能及對物理學(xué)基本思想和觀點的了解［1］．

自2004 年起，北京高考物理自主命題至今已有10 年．10 年來，北京卷依據(jù)《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》，根據(jù)北京市實施高中課程改革方案的具體要求，堅持能力立意［2］，在常規(guī)中力求突破，平穩(wěn)中體現(xiàn)創(chuàng)新，逐步形成了北京卷的特色及優(yōu)勢［3］．本文試圖通過近年高考物理的部分典型選擇題，從基礎(chǔ)概念、基本方法、基本規(guī)律和實驗?zāi)芰?方面的考查來分析北京卷試題的特點及特色，供讀者參考．

1 基礎(chǔ)概念的考查

【例1】（2012 年高考北京理綜卷第16 題）處于勻強磁場中的一個帶電粒子，僅在磁場力作用下做勻速圓周運動．將該粒子的運動等效為環(huán)形電流，那么此電流值

A．與粒子電荷量成正比

B．與粒子速率成正比

C．與粒子質(zhì)量成正比

D．與磁感應(yīng)強度成正比

本題正確答案為選項D，考后統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示難度系數(shù)為0．37 ．圖1為本題考后的難度分布圖．

從知識點上看，本題考查了電流、磁場、帶電粒子在磁場中運動的知識．試題要求考生對電流的概念、帶電粒子在磁場中的運動規(guī)律、勻速圓周運動中力與運動的關(guān)系等有較清晰的認識，能夠按照題設(shè)條件建立物理模型，同時能夠根據(jù)物理知識，應(yīng)用數(shù)學(xué)進行簡單推導(dǎo)，得出環(huán)形電流的表達式．

圖1201 2年高考北京理綜卷第16 題難度分布曲線

從考后數(shù)據(jù)看，37 % 的考生回答正確，有23 %的考生錯誤選擇了選項A，27 %的考生錯誤選擇了選項B［3］．考生錯選的一個重要原因是不理解環(huán)形電流的概念，沒有建立相應(yīng)的物理模型，根本沒有推導(dǎo)出環(huán)形電流的表達式．這部分考生運用對電流概念I(lǐng)＝的模糊理解，簡單地認為，電流與粒子電荷量成正比而選擇選項A；或者認為粒子速率越大，運動時間越短，電流越大，因而選擇選項B．

從難度分布上看，本題對理綜得分在200 分以上的考生（一本線對應(yīng)理綜得分為187 分）有良好區(qū)分，理綜得分低于200 分的考生在本題的得分率約為0．3，略大于四選一的概率25 %．說明中等學(xué)生對該題的解答沒有正確的思路和方法，不知道如何分析而盲目猜測，反映出這部分學(xué)生對基礎(chǔ)概念的掌握停留在表面的粗淺認識上．

物理概念是物理學(xué)的基礎(chǔ)，它不僅是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)學(xué)科知識的紐帶，也是進一步學(xué)習(xí)物理規(guī)律，理解物理方法的基礎(chǔ)．物理學(xué)的教學(xué)通常是從物理概念的引入開始，對概念深入精確的理解是學(xué)習(xí)物理的前提和基礎(chǔ)．很多學(xué)生對題中的“環(huán)形電流”概念比較陌生，對題目不知如何分析，原因應(yīng)可追溯到學(xué)習(xí)“電流”這一基本概念時學(xué)生未能深入理解，對電流概念中的“定向移動”的理解單一、片面．其實，高中物理教材也多次提及環(huán)形電流，如解釋磁體磁性的安培“分子電流假說”，另外，在講解氫原子的結(jié)構(gòu)以及帶電粒子在磁場中的運動時，均涉及到環(huán)形電流，但未引起學(xué)生的注意及教師的重視．因此，在物理概念的教學(xué)中，應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生立體的掌握概念的內(nèi)涵和外延．教師一方面應(yīng)深入挖掘概念的內(nèi)涵及本質(zhì)，另一方面，也應(yīng)對概念進行適度的擴展，將其放置于物理情境中延伸．

2 基本方法的考查

【例2】（2013 年高考北京理綜卷第16 題）如圖2所示，傾角為α，質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上，質(zhì)量為m的木塊靜止在斜面體上．下列結(jié)論正確的是

A．木塊受到的摩擦力大小是m gcosα

B．木塊對斜面體的壓力大小是m gsinα

C．桌面對斜面體的摩擦力大小是m gsinαcosα

D．桌面對斜面體的支持力大小是（M＋m）g

圖2

本題正確答案為選項D，考后統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，難度系數(shù)為0．77 ．圖3為本題考后的難度分布圖．

從知識點上看，本題考查的是高中物理的基本技能即受力分析，考查的物理情境為高中常見的斜面模型，解題所用的受力分析方法為考生在高一階段反復(fù)訓(xùn)練的整體法和隔離法．

圖3201 3年高考北京理綜卷第16 題難度分布曲線

值得一提的是有20 %的考生錯選了選項C．反映這部分考生對整體法和隔離法不能正確理解和運用，不知如何選擇研究對象進行受力分析，顯然，這部分考生的物理基礎(chǔ)不扎實，在備考復(fù)習(xí)中忽視了基礎(chǔ)的鞏固．

受力分析是貫穿整個中學(xué)階段物理學(xué)習(xí)的一個基本技能，而整體法和隔離法的思想則是受力分析的基本方法．掌握受力分析的技能是學(xué)習(xí)高中物理的基礎(chǔ)．掌握程度直接影響整個高中階段物理的學(xué)習(xí)．因此，在日常教學(xué)和備考復(fù)習(xí)中，都應(yīng)該重視學(xué)生對學(xué)科基本技能的培養(yǎng)，對學(xué)科基本方法的深刻領(lǐng)悟．

3 實驗?zāi)芰Φ目疾?/h2>

【例3】（2012 年北京理綜卷第19 題）物理課上，老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實驗”．如圖4所示，她把一個帶鐵芯的線圈L，開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)．閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起．

圖4

某同學(xué)另找來器材再探究此實驗．他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗，線圈上的套環(huán)均未動．對比老師演示的實驗，下列4個選項中，導(dǎo)致套環(huán)未動的原因可能是

A．線圈接在了直流電源上

B．電源電壓過高

C．所選線圈的匝數(shù)過多

D．所用套環(huán)的材料與老師的不同

正確答案為選項D，考后統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示本題難度為0．46 ，區(qū)分度為0．48 ．圖5為本題考后的難度分布圖．

圖5201 2年高考北京理綜卷第19 題難度分布曲線

本題以跳環(huán)實驗為載體，考查了考生對電磁感應(yīng)定律的理解．題中呈現(xiàn)的實驗及實驗現(xiàn)象雖然有的考生并不熟悉，但考生運用已經(jīng)掌握的分析問題的基本方法及已有的相關(guān)知識，經(jīng)過推理解決此問題并不困難．

選項分析：考后數(shù)據(jù)顯示，有35 %的考生誤選了選項A．這部分考生未能真正理解電磁感應(yīng)定律的核心原理．感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是閉合回路的磁通量發(fā)生改變，對于“改變”的理解不到位是學(xué)生錯選了選項A的主要原因．這部分考生對規(guī)律的理解往往停留在表面，簡單地認為只有交流電才能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象．反映出學(xué)生對基本規(guī)律及原理的理解不夠扎實、深入．

區(qū)分度分析：難度分布曲線顯示，本題對中上等的考生有良好區(qū)分，尤其對二本線以上的考生區(qū)分明顯，是一道設(shè)問靈活新穎，知識考查基礎(chǔ)，能力考查深入的優(yōu)秀高考試題．

值得一題的是，本題的一個重要啟示是北京理綜卷物理試題對實驗?zāi)芰疾榈纳钊牒图毣谶x擇題中涉及實驗?zāi)芰Φ目疾槭墙瓯本┰嚲淼囊粋€特點，但本題在實驗?zāi)芰疾樯线M一步深入，不僅考查實驗原理、實驗器材的選擇及實驗現(xiàn)象的分析，而且突出考查了對實驗中可能遇到的問題及故障進行分析的能力．能力考查上既考查了學(xué)生的實驗分析及動手能力，也考查了學(xué)生的實驗探究能力．

4 基本規(guī)律的考查

【例4】（2013 年高考北京理綜卷第20 題）以往我們認識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個電子在極短時間內(nèi)只能吸收到一個光子而從金屬表面逸出．強激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認識，用強激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個電子在極短時間內(nèi)吸收多個光子成為可能，從而形成多光子光電效應(yīng)，這已被實驗證實．

光電效應(yīng)實驗裝置示意圖如圖6所示．用頻率為ν的普通光源照射陰極K，沒有發(fā)生光電效應(yīng)．換用同樣頻率ν的強激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽極A接電源負極，在K，A之間就形成了使光電子減速的電場．逐漸增大U，光電流會逐漸減小；當(dāng)光電流恰好減小到零時，所加反向電壓U可能是下列的（其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電量）

圖6

正確答案為選項B，考后統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示本題難度系數(shù)為0．53 ．圖7為本題考后的難度分布圖．

本題以教材中傳統(tǒng)的光電效應(yīng)為素材，結(jié)合物理學(xué)前沿大膽拓展，介紹了強激光照射下的多光子光電效應(yīng)，但最終考查的仍是學(xué)生對傳統(tǒng)光電效應(yīng)原理的深入理解及通過素材獲取新知識的能力．試題基于教材，同時也結(jié)合前沿體現(xiàn)時代性．

圖7201 3年高考北京理綜卷第20 題難度分布曲線

選項分析：選擇選項A的學(xué)生占考生人數(shù)的35 %，理綜卷平均得分為208 ．6分；選擇正確選項B的考生比例為53 %，理綜卷平均得分為210 ．13 分．可以看出，選擇選項A和選項B的考生理綜得分相當(dāng)，扣除本題分數(shù)的影響，錯選本題的考生理綜得分甚至高于正確做答的考生．表明現(xiàn)階段的物理教學(xué)及考試在能力培養(yǎng)及考查上的不足．高的考分卻不一定能體現(xiàn)高學(xué)科能力．

難度分析：本題難度系數(shù)為0．53 ．從難度分布圖中可看出，理綜得分位于220 ～240 分之間的考生難度系數(shù)最低．而這一分數(shù)區(qū)間處于一本線左右，可知一本線左右的學(xué)生做該題時難度最大．反映出該分數(shù)段的考生對于物理規(guī)律及概念的掌握停留在表面，未能深入理解物理規(guī)律的本質(zhì)．也反映出，該分數(shù)段考生通過閱讀材料獲取新知識的能力較低．在復(fù)習(xí)備考中也沒有注重加強學(xué)生對基本概念和規(guī)律的理解．

區(qū)分度分析：本題區(qū)分度為0．11 ，偏低．從難度分布也可看出，本題對理綜得分在240 分以下的考生幾乎無區(qū)分，對高分段的考生區(qū)分明顯．這也恰恰暴露出中學(xué)物理教育對學(xué)生探究能力及自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)上的缺失．

自2010 年北京市進入高中新課程改革后的高考，北京高考物理卷更加關(guān)注考生的學(xué)習(xí)能力和科學(xué)素養(yǎng)，希望在自主學(xué)習(xí)和探究方面對考生進行適度考核．本題既考查了考生對已有傳統(tǒng)光電效應(yīng)知識的掌握及運用情況，同時也考查了考生在處理新問題時的學(xué)習(xí)能力和心態(tài)．本題測試結(jié)果反映出的不僅有新課程學(xué)習(xí)過程中，知識學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)的問題，也有學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和心理因素等問題，希望能夠?qū)χ袑W(xué)教學(xué)有所啟發(fā)．

5 小結(jié)

總之，北京高考理綜卷物理選擇題知識點考查基礎(chǔ)主干，能力考查靈活深入．通過基礎(chǔ)知識、主干知識考查學(xué)生對基礎(chǔ)概念、基本規(guī)律、基本物理方法的深入理解，同時涉及對考生實驗?zāi)芰Φ目疾椋虼?，在中學(xué)物理教學(xué)和高三復(fù)習(xí)備考中，應(yīng)注重加深學(xué)生對知識，概念，規(guī)律的理解和深化，對學(xué)科思維和方法的認知和領(lǐng)悟；應(yīng)在知識點的復(fù)習(xí)中滲透物理思想和物理方法的領(lǐng)悟，加強基本物理能力的培養(yǎng)．

1 中華人民共和國教育部．普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）．北京：人民教育出版社，2003 ．04

2 北京教育考試院．高考北京卷考試說明（2013 版）．北京：開明出版社，2012 ．234 ～237

3 北京教育考試院．高考北京卷理綜試題分析（2012 版）．北京：開明出版社，2012 ．80 ～184