從2020年高考物理試題看命題新變化
——對(duì)近幾年高考理綜全國(guó)卷Ⅱ的分析與思考

方明月 周少娜

(華南師范大學(xué)物理與電信工程學(xué)院 廣東 廣州 510006)

自恢復(fù)高考以來，高考試題一直緊跟時(shí)代發(fā)展，不斷改革創(chuàng)新.物理學(xué)是自然科學(xué)領(lǐng)域的一門基礎(chǔ)學(xué)科，高考物理命題更是緊貼實(shí)際發(fā)展創(chuàng)新.《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》修訂以后，高考物理命題進(jìn)入新一輪改革.從2020年的高考試題(理綜全國(guó)卷Ⅱ)可以發(fā)現(xiàn)一些命題新趨勢(shì)，本文將就此做一些分析.

1 選擇題新變化

無論考試還是現(xiàn)實(shí)生活，都會(huì)面臨選擇，從選擇中能夠看出人們對(duì)某種現(xiàn)象或事物的分析能力與情感態(tài)度.選擇題相對(duì)于其他題型，最大的不同是給出答案供學(xué)生選擇.雖然提供答案，學(xué)生也不能盲目猜測(cè)，需要明確題目要求，通過定性或定量的方法探索并選擇答案.對(duì)于單選題，學(xué)生可以通過不同方法得出同一個(gè)答案，有利于擴(kuò)寬學(xué)生的思維.多選題則通過不同素養(yǎng)水平的答案考查學(xué)生的能力，由于多選答案的不確定性，學(xué)生只有真正探索出結(jié)果才能全部得分，有助于培養(yǎng)學(xué)生大膽猜測(cè)、謹(jǐn)慎求解的科學(xué)思維和求實(shí)態(tài)度.一道好的選擇題，學(xué)生在完成試題的過程中可以體現(xiàn)自身的認(rèn)識(shí)水平和選擇能力.新課程標(biāo)準(zhǔn)修訂以后，選擇題逐漸不搞偏題、怪題，注重對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)和綜合能力的考查.這一特點(diǎn)在今年更加凸顯，如2020年第14題，該題顯性考查物理學(xué)史，在考查科學(xué)文化素養(yǎng)的同時(shí)，體現(xiàn)出對(duì)學(xué)生快速分析問題和提取有效信息的能力要求；第21題通過對(duì)動(dòng)量知識(shí)點(diǎn)設(shè)置不同素養(yǎng)水平的答案，實(shí)現(xiàn)這一部分內(nèi)容綜合應(yīng)用能力的考查.

1.1 顯性考查物理學(xué)史

考題回顧：

【例1】(2016年高考理綜全國(guó)卷Ⅱ第20題)法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖如圖1所示.銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P和Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸.圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中.圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，關(guān)于流過電阻R的電流，下列說法正確的是( AB )

圖1 例1題圖

A.若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒定，則電流大小恒定

B.若從上向下看，圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則電流沿a到b的方向流動(dòng)

C.若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化

D.若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉淼膬杀叮瑒t電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼膬杀?/p>

分析：該題利用法拉第圓盤考查電磁感應(yīng)定律.法拉第圓盤是課本上的裝置，學(xué)生解題時(shí)需要進(jìn)行電源的等效和熟記求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式

考題回顧：

【例2】(2020年高考理綜全國(guó)卷Ⅱ第14題) 管道高頻焊機(jī)可以對(duì)由鋼板卷成的圓管的接縫實(shí)施焊接.焊機(jī)的原理如圖2所示，圓管通過一個(gè)接有高頻交流電源的線圈，線圈所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)使圓管中產(chǎn)生交變電流，電流產(chǎn)生的熱量使接縫處的材料熔化將其焊接.焊接過程所利用的電磁學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)者為( D )

圖2 例2題圖

A.庫(kù)侖 B.霍爾

C.洛倫茲 D.法拉第

分析：該題通過簡(jiǎn)單介紹管道高頻焊機(jī)產(chǎn)生熱量的原理，考察電磁學(xué)的發(fā)展史.

通過研究近5年高考理綜全國(guó)卷Ⅱ的題目，發(fā)現(xiàn)涉及物理學(xué)史的題目只有2016年第20題和2020年第14題，但2016年是通過法拉第圓盤發(fā)電機(jī)考查電磁感應(yīng)定律，真正意義上考查物理學(xué)史知識(shí)的只有2020年的第14題，所以2020年是新課改后高考理綜全國(guó)卷Ⅱ首次顯性考查物理學(xué)史.雖然該題顯性考查物理學(xué)史，但并不是單純地考查物理學(xué)發(fā)展史知識(shí).而是緊貼生產(chǎn)生活，以生產(chǎn)中的管道高頻焊機(jī)為物理情境，要求學(xué)生根據(jù)題目分析焊接中有關(guān)電磁學(xué)的原理并找出該原理的發(fā)現(xiàn)者.

雖然該題較易，仔細(xì)分析就可以得出題目考察 “磁生電”的發(fā)現(xiàn)者，但從中卻可以看到高考理綜全國(guó)卷Ⅱ命題已經(jīng)按照新課程標(biāo)準(zhǔn)中的“物理學(xué)科核心素養(yǎng)”邁出了新的一步.

物理學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生通過學(xué)習(xí)形成的正確價(jià)值觀、探究能力、堅(jiān)毅品格、科學(xué)態(tài)度和情感的體現(xiàn).而物理學(xué)史記載了科學(xué)家們各具特色的探究過程，蘊(yùn)含豐富的科學(xué)思想和人文底蘊(yùn)，也包括失敗的教訓(xùn)和研究方法的改進(jìn)過程.學(xué)習(xí)物理學(xué)史可以讓學(xué)生近距離地體會(huì)科學(xué)家們嚴(yán)于律己、堅(jiān)持不懈、實(shí)事求是的科研態(tài)度，能在潛移默化中提升學(xué)生物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任4個(gè)方面的能力[1].今后的高考命題可能會(huì)逐漸出現(xiàn)顯性考查物理學(xué)史的新型考題，比如結(jié)合現(xiàn)代生活生產(chǎn)技術(shù)或科學(xué)家著名實(shí)驗(yàn)成果考查物理學(xué)史知識(shí)等，傾向于考查學(xué)生對(duì)物理學(xué)史和相關(guān)知識(shí)的理解.面對(duì)新課改下的物理學(xué)史題，學(xué)生單純硬背是不夠的，學(xué)習(xí)時(shí)需要結(jié)合相關(guān)物理概念加強(qiáng)理解和靈活記憶，解題時(shí)必須根據(jù)題目進(jìn)行具體分析和推理.

也可能會(huì)遇到這樣一類題目，即在題目中并沒有顯示地用到物理學(xué)史的結(jié)論，而是把結(jié)論隱含在題目中，需要考生根據(jù)題目作出綜合分析、推理和判斷，才能做出正確解答.相比較而言，這樣的題目要求是比較高的，考生應(yīng)加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練.

1.2 動(dòng)量知識(shí)考試形式再變化

自2017年新課程標(biāo)準(zhǔn)將選修3-5模塊納入必考模塊后，理綜全國(guó)卷Ⅱ每年都會(huì)考查3-5的知識(shí)內(nèi)容，表1統(tǒng)計(jì)了近4年高考全國(guó)卷Ⅱ?qū)Α皠?dòng)量、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用”部分內(nèi)容的考查形式和能力要求.

表1 近4年高考理綜全國(guó)卷Ⅱ?qū)Α皠?dòng)量、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用”內(nèi)容的考查情況

從表1可以看到，今年動(dòng)量部分的知識(shí)第一次以多選題形式出現(xiàn)，難度和思維量都較大.理綜全國(guó)卷Ⅱ關(guān)于這一部分內(nèi)容的考查，從2017年的單選題題型逐漸變化到2019年的最后一道計(jì)算題、2020年的壓軸多選題，能力要求由低到高.筆者認(rèn)為，2017年剛剛進(jìn)行改革，所以2017和2018兩年3-5模塊的內(nèi)容在高考中以單選和簡(jiǎn)單計(jì)算題出現(xiàn)，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)一個(gè)過渡的過程.2019年第25題第(3)小問結(jié)合汽車運(yùn)動(dòng)的f-t圖像考查了沖量、動(dòng)量定理以及動(dòng)能定理的分析等綜合運(yùn)用能力，難度較大.2020年高考理綜全國(guó)卷Ⅱ?qū)?dòng)量部分的知識(shí)考查難度與2019年相近，但題型較前3年再次發(fā)生變化，以多選題的形式出現(xiàn)并增大了思維量.

考題回顧：

【例3】(2020年高考理綜全國(guó)卷Ⅱ第21題)水平冰面上有一固定的豎直擋板.一滑冰運(yùn)動(dòng)員面對(duì)擋板靜止在冰面上，他把一質(zhì)量為4.0 kg 的靜止物塊以大小為5.0 m/s的速度沿與擋板垂直的方向推向擋板，運(yùn)動(dòng)員獲得退行速度；物塊與擋板彈性碰撞，速度反向，追上運(yùn)動(dòng)員時(shí)，運(yùn)動(dòng)員又把物塊推向擋板，使其再一次以大小為5.0 m/s 的速度與擋板彈性碰撞.總共經(jīng)過8次這樣推物塊后，運(yùn)動(dòng)員退行速度的大小大于5.0 m/s ，反彈的物塊不能再追上運(yùn)動(dòng)員.不計(jì)冰面的摩擦力，該運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量可能為 ( BC )

A.48 kg B.53 kg

C.58 kg D.63 kg

分析：該題主要注重過程的分析以及牛頓第三定律和動(dòng)量知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要用動(dòng)量守恒定律依次推出第7次和第8次運(yùn)動(dòng)員推開物塊后的速度v1，v2，再聯(lián)立題目給出的限定條件“反彈物塊不再追上運(yùn)動(dòng)員”，即v1<5.0 m/s

中學(xué)的力學(xué)問題基本可以從牛頓運(yùn)動(dòng)定律、能量和動(dòng)量3個(gè)角度出發(fā)進(jìn)行解決.動(dòng)量定理是動(dòng)力學(xué)的普遍定理之一，而動(dòng)量守恒定律又和能量守恒定律、角動(dòng)量守恒定律一起稱為現(xiàn)代物理學(xué)三大基本守恒定律，可見“動(dòng)量”的知識(shí)內(nèi)容在整個(gè)高中力學(xué)學(xué)習(xí)中至關(guān)重要[2,3].從近幾年高考理綜全國(guó)卷Ⅱ?qū)?dòng)量知識(shí)點(diǎn)的考查形式和難度也可以看出這部分知識(shí)點(diǎn)的重要性，在表1中，命題者對(duì)動(dòng)量知識(shí)點(diǎn)的考查形式多樣，2017-2019年難度呈上升趨勢(shì)，但2020年考查難度與2019年相近.筆者推測(cè)今后的選擇題、計(jì)算題甚至實(shí)驗(yàn)題中都有可能加強(qiáng)對(duì)動(dòng)量知識(shí)點(diǎn)的考查，考查難度可能與2019年和2020年持平，或考查分值增加，這些變化值得引起教師和學(xué)生的注意.

2 計(jì)算題高要求考查物理學(xué)術(shù)語(yǔ)表達(dá)能力

計(jì)算題被稱作高考物理試卷的半壁江山，計(jì)算量和思維量都比較大，通常要求寫出具體的求解過程，對(duì)學(xué)生的邏輯思維和綜合分析能力要求較高.計(jì)算題一般是拉開分值的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，近幾年來計(jì)算題也逐漸發(fā)生變化，以更好地體現(xiàn)對(duì)學(xué)生綜合素養(yǎng)能力的考查.表2簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)了近5年高考計(jì)算題題目的考查要求.

表2 近5年高考物理計(jì)算題題目的考查要求

從表2看到，2020年第24題對(duì)學(xué)生在物理學(xué)術(shù)語(yǔ)表達(dá)能力方面出現(xiàn)了新的考查要求“分析說明”.

考題回顧：

【例4】(2020年高考理綜全國(guó)卷Ⅱ第24題)如圖3所示，在0≤x≤h，-≤y≤+區(qū)域中存在方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小可調(diào)，方向不變.一質(zhì)量為m,電荷量為q的粒子以速度v0從磁場(chǎng)區(qū)域左側(cè)沿x軸進(jìn)入磁場(chǎng)，不計(jì)重力.

圖3 例4題圖

(1)若粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后穿過y軸正半軸離開磁場(chǎng)，分析說明磁場(chǎng)的方向，并求在這種情況下磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值Bm；

分析：該題第(1)問需要學(xué)生根據(jù)粒子的射出位置，分析粒子所受磁場(chǎng)力進(jìn)而說明磁場(chǎng)方向，要求學(xué)生熟練運(yùn)用物理語(yǔ)言表達(dá)并進(jìn)行分析說明[4].

第(2)問則需要學(xué)生結(jié)合粒子做圓周運(yùn)動(dòng)圓心與切線的關(guān)系和三角函數(shù)公式推理出粒子的出射方向和位置，即學(xué)生需要用數(shù)學(xué)語(yǔ)言將結(jié)果清晰地推理出來.總的來說，該題對(duì)物理和數(shù)學(xué)的應(yīng)用能力要求較高.

中學(xué)生普遍覺得物理難，那么難在哪里呢？筆者認(rèn)為，物理的難點(diǎn)在于學(xué)生看不懂其中的“物理”語(yǔ)言.“物理學(xué)術(shù)語(yǔ)”指的是通過語(yǔ)音或文字來表示或限制物理學(xué)概念的約定性符號(hào)[5].學(xué)生對(duì)物理學(xué)術(shù)語(yǔ)不必望而生畏，簡(jiǎn)而言之，物理的“語(yǔ)言”就是數(shù)學(xué)和概念，是利用數(shù)學(xué)、文字和符號(hào)描述物理現(xiàn)象，表征物理規(guī)律和特征的專業(yè)性語(yǔ)言.物理是一門科學(xué)和邏輯性很強(qiáng)的學(xué)科，學(xué)生只有熟練地掌握它的語(yǔ)言，才能在生活或者實(shí)際應(yīng)用中靈活地解決問題.科學(xué)術(shù)語(yǔ)是對(duì)概念的精確把握和高度概括，不像語(yǔ)文一樣用很多詞來解釋，非常簡(jiǎn)潔.而且物理語(yǔ)言意義單一，具有很強(qiáng)的科學(xué)性.雖然一直以來，高考計(jì)算題都要求學(xué)生運(yùn)用物理學(xué)術(shù)語(yǔ)清晰、有邏輯地展示解題過程，但2020年高考理綜全國(guó)卷Ⅱ第24小題直接要求學(xué)生根據(jù)題目分析說明磁場(chǎng)的方向，加大了對(duì)學(xué)生靈活運(yùn)用物理學(xué)“語(yǔ)言”解決問題和表達(dá)交流的能力考查.“物理學(xué)術(shù)語(yǔ)”是現(xiàn)代國(guó)際科學(xué)交流的通用語(yǔ)言，對(duì)其掌握并熟練運(yùn)用是現(xiàn)代化科學(xué)研究的必備技能.隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代教育對(duì)中學(xué)生的要求越來越高.在未來的高考中，更高要求地考查學(xué)生掌握物理“語(yǔ)言”并靈活運(yùn)用其表達(dá)交流的能力可能是一個(gè)趨勢(shì).

3 選修題選項(xiàng)情境設(shè)置多樣化

2020年高考理綜全國(guó)卷Ⅱ的選做題題型相對(duì)固定，通常有兩小問.一般情況下，第一問是選擇題或填空題，較為簡(jiǎn)單.第二問則是一道計(jì)算題，能力要求較高，側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)相應(yīng)選修知識(shí)的分析綜合能力.表3歸納了近幾年選修3-3第1小問題目或選項(xiàng)的物理背景和考點(diǎn)，從表3可以看到，與往年用抽象的汽缸作為物理背景或單純地考查知識(shí)相比，2020年選修題第1問首次嘗試結(jié)合真實(shí)具體的物理情境考查抽象的熱力學(xué)內(nèi)容.

表3 近幾年選修3-3第1小問題目或選項(xiàng)的物理背景和考點(diǎn)

考題回顧：

【例5】(2020年高考理綜全國(guó)卷Ⅱ第33題，選修3-3)(1)下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換過程的敘述，違背熱力學(xué)第一定律的有B，不違背熱力學(xué)第一定律，但違背熱力學(xué)第二定律的有C.

A.汽車通過燃燒汽油獲得動(dòng)力并向空氣中散熱

B.冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低

C.某新型熱機(jī)工作時(shí)將從高溫?zé)嵩次盏臒崃咳哭D(zhuǎn)化為功，而不產(chǎn)生其他影響

D.冰箱的制冷機(jī)工作時(shí)從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)

分析：題目選項(xiàng)通過創(chuàng)設(shè)汽車燃燒汽油、冷水倒入保溫杯、熱機(jī)以及冰箱等生活情境，突出考查學(xué)生對(duì)熱力學(xué)定律的理解和應(yīng)用探究能力.

真實(shí)的情境化試題設(shè)計(jì)，有助于考查學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，同時(shí)豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注和思考日常生活中的物理現(xiàn)象，促進(jìn)學(xué)生應(yīng)用和實(shí)踐等綜合能力的培養(yǎng).未來高考選修3-3可能會(huì)繼續(xù)增加有關(guān)前沿科學(xué)技術(shù)和日常生產(chǎn)生活的試題情境設(shè)計(jì)，出現(xiàn)各種新型模型或真實(shí)背景，學(xué)生復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)注重理論聯(lián)系實(shí)際，提高分析實(shí)際問題的能力[6].

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著教育改革創(chuàng)新活動(dòng)的深入開展，以及普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)的修訂，普通高考內(nèi)容和題目形式也在與時(shí)俱進(jìn)，作為一線教師的教學(xué)設(shè)計(jì)，從教學(xué)內(nèi)容、形式到學(xué)生的訓(xùn)練和考核，也必然要作出相應(yīng)的調(diào)整和完善.

綜上分析，2020年高考理綜全國(guó)卷Ⅱ在物理學(xué)史、動(dòng)量部分內(nèi)容、物理學(xué)術(shù)語(yǔ)表達(dá)和選修3-3方面都發(fā)生了新變化，考查形式多樣，對(duì)學(xué)生的物理能力要求更加全面，凸顯新課程標(biāo)準(zhǔn)的全面發(fā)展理念.今后的高考復(fù)習(xí)中，筆者提出一些建議，供全國(guó)廣大物理教師和學(xué)生參考.

(1)教師應(yīng)該多結(jié)合物理概念、公式等向?qū)W生滲透物理學(xué)史的知識(shí)，加強(qiáng)學(xué)生的理解.

(2)學(xué)生要加強(qiáng)運(yùn)用動(dòng)量、能量和牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合分析物理問題方面的練習(xí).

(3)學(xué)生在復(fù)習(xí)過程中要有意識(shí)地加強(qiáng)自己的物理語(yǔ)言表達(dá)練習(xí)，尤其是涉及公式定理方面的練習(xí)，提高自己的邏輯表達(dá)能力.

(4)對(duì)于選修3-3的知識(shí)內(nèi)容，教師在講課的過程中，要結(jié)合生活中的現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生對(duì)氣體內(nèi)能、熱力學(xué)定律部分內(nèi)容的思考，同時(shí)學(xué)生也要訓(xùn)練一些聯(lián)系生活背景的選擇、填空題.