聚焦主干內(nèi)容 考查關鍵能力凸顯素養(yǎng)導向
——2018年高考物理試題評析

教育部考試中心

2018年高考物理命題貫徹落實深化考試內(nèi)容改革的要求，把推進素質(zhì)教育、促進學生健康成長成才和綜合素質(zhì)提升作為命題的出發(fā)點和落腳點。以“一核四層四翼”的高考評價體系為依托[1]，嚴格遵循考試大綱，聚焦學科主干內(nèi)容，突出基礎性、綜合性、應用性和創(chuàng)新性，加強對學生邏輯推理、信息加工、模型建構(gòu)等關鍵能力的考查，進一步提升命題質(zhì)量，彰顯素質(zhì)教育的鮮明導向，體現(xiàn)高考立德樹人、服務選才、引導教學的核心功能[2]。

1 遵循考試大綱，聚焦主干內(nèi)容

考試大綱是高考命題的依據(jù)，是高考科學化、規(guī)范化的指導性文件?？荚嚧缶V依據(jù)高校人才選拔的要求和國家課程標準的設計，體現(xiàn)了國家選才要求和高中教育目標的統(tǒng)一。依據(jù)考試大綱命題是實現(xiàn)教、學、考有機統(tǒng)一的重要途徑，對確保教學目標、教學內(nèi)容與考試目標、考試內(nèi)容的協(xié)調(diào)以及充分發(fā)揮考試促進教學、引導素質(zhì)教育起到重要的作用。

2018年高考物理命題嚴格依據(jù)考試大綱，聚焦高中物理學科主干內(nèi)容和要求，以主干的、學生終身發(fā)展和繼續(xù)學習必須掌握的知識為基礎設計試題，避免超綱、過難、過繁的內(nèi)容。2018年物理試卷必考部分主要涵蓋力學和電磁學兩部分內(nèi)容，全國卷的4套試題以勻變速直線運動、牛頓運動定律、萬有引力定律、機械能守恒定律、動量守恒定律、靜電場、電路、磁場和電磁感應等重要內(nèi)容為主線，選考部分主要考查氣體實驗定律、熱力學第一定律、光的反射和折射、機械振動與機械波等主要內(nèi)容。在各套試卷考試內(nèi)容比例和分數(shù)權(quán)重中，高中物理主干內(nèi)容都是重點。

例1（2018年高考理科綜合全國Ⅰ卷第17題）

高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為零的勻加速直線運動。在啟動階段，列車的動能

A.與它所經(jīng)歷的時間成正比

B.與它的位移成正比

C.與它的速度成正比

D.與它的動量成正比

本題以高鐵列車啟動階段的運動為情境，考查內(nèi)容涉及力學中位移、速度、動量、動能等重要的物理概念，要求學生理解勻加速直線運動中動能與時間、位移、速度等物理量之間的關系，檢測學生的基本學科素養(yǎng)。

4套全國卷中較難的試題所考查的內(nèi)容均是主干內(nèi)容，涉及的均是重要的物理概念和規(guī)律，從而引導中學教學遵循教育規(guī)律，注重基礎知識和主干內(nèi)容，回歸課堂教材，避免超綱、超量學習。

例2（2018年高考理科綜合全國Ⅱ卷第25題）

一足夠長的條狀區(qū)域內(nèi)存在勻強電場和勻強磁場，其在xOy平面內(nèi)的截面如圖1所示：中間是磁場區(qū)域，其邊界與y軸垂直，寬度為l，磁感應強度的大小為B，方向垂直于xOy平面；磁場的上、下兩側(cè)為電場區(qū)域，寬度均為l'，電場強度的大小均為E，方向均沿x軸正方向；M、N為條狀區(qū)域邊界上的兩點，它們的連線與y軸平行。一帶正電的粒子以某一速度從M點沿y軸正方向射入電場，經(jīng)過一段時間后恰好以從M點入射的速度從N點沿y軸正方向射出。不計重力。

圖1

（1）定性畫出該粒子在電磁場中運動的軌跡；

（2）求該粒子從M點入射時速度的大??；

（3）若該粒子進入磁場時的速度方向恰好與x軸正方向的夾角為，求該粒子的比荷及其從M點運動到N點的時間。

本題以帶點粒子在電場和磁場中的運動為情境，考查內(nèi)容涉及電場、洛倫茲力、牛頓定律、平拋運動規(guī)律、勻速圓周運動等高中物理主干內(nèi)容，要求學生根據(jù)題給電場和磁場區(qū)域的對稱性，轉(zhuǎn)化為運動軌跡的對稱性，考查學生的推理能力、分析綜合能力和應用數(shù)學處理物理問題的能力，對學生的物理思維提出了較高的要求。

2 凸顯學科特點，強化關鍵能力

物理學科考試大綱規(guī)定了高考物理考查5種能力目標：理解能力、推理能力、分析綜合能力、實驗能力和應用數(shù)學處理物理問題的能力[3]。結(jié)合經(jīng)濟社會發(fā)展對創(chuàng)新型人才的要求以及物理學科的特點，在新一輪高考內(nèi)容改革中，高考物理著重考查學生邏輯推理、信息加工、模型建構(gòu)等關鍵能力，引導學生培育支撐終身發(fā)展、適應時代要求的能力和綜合素質(zhì)。

2.1 加強模型建構(gòu)能力的考查

模型建構(gòu)是新修訂的課程標準中物理學科核心素養(yǎng)的重要方面[4]。物理學研究的對象往往比較復雜，需要抓住主要因素，忽略次要因素，對實際問題進行理想化處理，建立起能夠描述客觀事物本質(zhì)的抽象的物理模型。建構(gòu)與應用模型是物理學最重要的研究方法之一，也是物理學的核心學科特色，具有重要的價值。2018年高考物理試題注重考查學生的模型建構(gòu)能力，引導學生深入思考如何建立模型以及利用模型去解決實際問題，促進學生模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)。

例3（2018年高考理科綜合全國Ⅱ卷第16題）

2018年2月，我國500 m口徑射電望遠鏡（天眼）發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星“J0318+0253”，其自轉(zhuǎn)周期T=5.19ms。假設星體為質(zhì)量均勻分布的球體，已知萬有引力常量為6.67× 10?11N·m2/kg2。以周期T穩(wěn)定自轉(zhuǎn)的星體的密度最小值約為

A.5×109kg/m3B.5×1012kg/m3

C.5×1015kg/m3D.5×1018kg/m3

本題利用我國自主建造的世界最大口徑射電望遠鏡所發(fā)現(xiàn)的毫秒脈沖星作為背景，考查學生對萬有引力、勻速圓周運動等規(guī)律的理解和應用。在分析問題的過程中，學生需要根據(jù)題給情境，利用所學知識建立相應的物理模型；以該脈沖星表面處一小塊星體作為研究對象，若星體穩(wěn)定自轉(zhuǎn)不瓦解，則此小塊物體所受到的星體其余部分對它的引力必須大于它做勻速圓周運動所必須的向心力。本題對學生根據(jù)情境構(gòu)建物理模型的能力要求較高。

2.2 加強信息加工能力的考查

物理規(guī)律、狀態(tài)和過程常?？梢杂脠D像來表示，這是研究和處理物理問題的重要方法。在高考物理試題中，通過采用文字、圖表、數(shù)據(jù)等多種呈現(xiàn)方式，增加信息的廣度，要求學生理解圖像的物理意義，將圖像與實際物理過程對應起來，考查學生信息獲取、加工和利用關鍵信息作出推理判斷的能力。

例4（2018年高考理科綜合全國Ⅲ卷第19題）

地下礦井中的礦石裝在礦車中，用電機通過豎井運送到地面。某豎井中礦車提升的速度大小v隨時間t的變化關系如圖2所示，其中圖線①②分別描述兩次不同的提升過程，它們變速階段加速度的大小都相同；兩次提升的高度相同，提升的質(zhì)量相等。不考慮摩擦阻力和空氣阻力。對于第①次和第②次提升過程，

圖2

A.礦車上升所用的時間之比為4∶5

B.電機的最大牽引力之比為2∶1

C.電機輸出的最大功率之比為2∶1

D.電機所做的功之比為4∶5

本題利用豎直礦井中裝礦石的礦車兩次提升過程的速度?時間圖線，考查學生對力和加速度的關系、對速度圖線的斜率和加速度的關系以及對功、功率的理解和運用的能力。在解決問題的過程中，需要學生綜合考慮試題中文字信息和圖線中的關鍵信息。本題對學生信息加工能力要求較高。

2.3 加強邏輯推理能力的考查

推理是一種重要的思維形式，是認識客觀事物和表達思想的重要工具。物理學科中的邏輯推理能力是學習物理、研究物理過程不可或缺的一種重要能力。推理的每一步都要以理論和事實為依據(jù)，同時伴隨著邏輯思維的發(fā)生。深刻理解和熟悉各種基本概念和基本規(guī)律、認真分析事實，是進行推理的前提和基礎。高考加強邏輯推理能力的考查，有助于學生對物理內(nèi)容的理解，有助于學生實現(xiàn)物理知識的融會貫通、舉一反三。

例5（2018年高考理科綜合全國Ⅰ卷第18題）

如圖3所示，abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道，ab水平，長度為2R；bc是半徑為R的四分之一圓弧，與ab相切于b點。一質(zhì)量為m的小球，始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自a點處從靜止開始向右運動。重力加速度大小為g。小球從a點開始運動到其軌跡最高點，機械能的增量為

圖3

A.2mgRB.4mgR

C.5mgRD.6mgR

本題主要考查學生的邏輯推理能力，考查內(nèi)容涉及動能定理、機械能等力學的基本規(guī)律。由于水平外力的大小與重力的大小相等，小球在b點和c點的動能相等，因此，小球自c點運動到其軌跡最高點所用的時間與小球自a點運動到b點所用的時間相同，由此可求得小球從c點到其軌跡最高點的運動過程中水平外力所做的功。本題對學生的邏輯推理能力要求較高。

3 突出基礎性，引導學生夯實基礎

3.1 加強物理觀念的考查

高考物理注重對基本物理概念、物理規(guī)律、實驗技能的考查，突出考試內(nèi)容的基礎性。4套全國試卷增加了對物理基本概念、基本規(guī)律定性理解的試題，適當減少復雜的運算，引導學生加強對基礎知識和基本技能的理解和掌握。試題要求學生從物質(zhì)觀念、運動與相互作用觀念、能量觀念等整體的視角思考問題，能夠清晰、系統(tǒng)地理解物理概念和規(guī)律，能夠正確地解決問題，促進學生物理觀念的形成與發(fā)展。

例6（2018年高考理科綜合全國Ⅱ卷第14題）

如圖4所示，某同學用繩子拉動木箱，使它從靜止開始沿粗糙水平路面運動至具有某一速度。木箱獲得的動能一定

圖4

A.小于拉力所做的功

B.等于拉力所做的功

C.等于克服摩擦力所做的功

D.大于克服摩擦力所做的功

本題考查學生的理解能力，考查內(nèi)容涉及動能定理、功的定義等基本概念和基本規(guī)律。在用力拉動木箱的過程中，重力和地面對木箱的支撐力與木箱的運動路徑垂直，對木箱不做功，對木箱做功的只有拉力和地面與木箱之間的摩擦力。根據(jù)動能定理，拉力所做的功等于木箱獲得的動能和木箱克服摩擦力所做的功。本題不涉及定量的計算，著重考查學生對基本物理概念和物理規(guī)律的理解和掌握，引導學生從能量的觀念解決問題，促進學生物理學科核心素養(yǎng)的提升。

例7（2018年高考理科綜合全國Ⅰ卷第15題）

如圖5所示，輕彈簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物塊P，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上，使其向上做勻加速直線運動。以x表示P離開靜止位置的位移，在彈簧恢復原長前，下列表示F和x之間關系的圖像可能正確的是

圖5

本題主要考查學生對牛頓第二定律、勻變速直線運動規(guī)律、胡克定律等內(nèi)容的理解，要求學生對物體的運動、物體之間的相互作用的觀念有深入的理解，能夠理解這些觀念的內(nèi)涵和外延，引導學生加強對物理學科核心素養(yǎng)中物理觀念的培養(yǎng)。

3.2 增加源于教材情境的試題

2018年高考物理加大源于教材的試題數(shù)量和分值比例，引導教學回歸教材基本內(nèi)容，夯實學生學習的基礎。比如，2018年高考理科綜合全國Ⅱ卷第17題考查光電效應，全國Ⅲ卷第14題考查第一個人工放射性核素，全國Ⅲ卷第24題考查質(zhì)譜儀的基本原理，全國Ⅳ卷第4題考查半衰期，這些情境都來源于教材或?qū)W生熟悉的情境，是基本和典型的問題；這些情境并不拘泥于教材，在設問方式上進行創(chuàng)新，主要考查學生對于基本概念、基本規(guī)律的理解或簡單的應用，引導教學重視學生學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，特別是讓學生形成物理觀念，夯實解決問題的基礎。

例8（2018年高考理科綜合全國Ⅰ卷第16題）

如圖6所示，3個固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線。設小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k，則

圖6

本題考查的內(nèi)容涉及庫侖定律、力的合成與分解等物理規(guī)律，旨在檢測學生對物理學科基本規(guī)律的理解程度，引導學生回歸教材的基礎內(nèi)容，夯實學習基礎。

4 增強應用性，激發(fā)學生學習興趣

2018年高考物理重視理論聯(lián)系實際問題的設計，注重將物理概念、物理規(guī)律與國家經(jīng)濟社會發(fā)展、科學技術進步、生產(chǎn)生活實際緊密聯(lián)系起來，通過設置真實的問題情境，考查學生靈活運用物理知識和方法解決實際問題的能力。物理試題突出應用性，發(fā)揮考試反撥教學的作用，引導學生關心身邊的物理問題，關注社會的發(fā)展和進步，體會物理在生產(chǎn)生活中的應用價值，激發(fā)學生學習物理的興趣。比如2018年高考理科綜合全國Ⅰ卷第24題以煙花彈的爆炸和上升為情境，考查學生運用能量守恒定律、動量守恒定律等解決實際問題的能力；2018年高考理科綜合全國Ⅱ卷第24題取材于日常生活中較為常見的輕微交通事故，考查學生利用牛頓運動定律、勻加速直線運動和動量守恒定律等力學的主干內(nèi)容解決實際問題的能力。

例9（2018年高考理科綜合全國Ⅱ卷第15題）

高空墜物極易對行人造成傷害。若一個50 g的雞蛋從一居民樓的25層墜下，與地面的碰撞時間約為2 ms，則該雞蛋對地面產(chǎn)生的沖擊力約為

A.10 N B.102N

C.103N D.104N

估算是建立在不充分的事實和條件之上，不是盲目的猜測。估算是在一定的限制條件下，人們運用所掌握的物理規(guī)律初步認識客觀現(xiàn)象，結(jié)果的正確性需要經(jīng)過實踐的檢驗。本題貼近生活實際，要求學生估算雞蛋墜落對地面產(chǎn)生的沖擊力，目的是讓學生對高空墜物對人的傷害有一直觀的認識。學生需要根據(jù)日常生活的知識估算出25層樓的高度，知道重力加速度的大小，利用自由落體運動估算出雞蛋落地時的速度大小，再利用動量定理估算出雞蛋對地面產(chǎn)生的沖擊力大小。這種估算能力對于分析和解決物理問題是非常必要和重要的，是學生物理能力的綜合體現(xiàn)[5]。通過讓學生分析解決日常生活中的物理問題，促進學生基于真實情境下的問題解決能力和學科素養(yǎng)的發(fā)展。

例10（2018年高考理科綜合全國Ⅰ卷第20題）

2017年，人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波。根據(jù)科學家們復原的過程，在兩顆中子星合并前約100s時，它們相距約400km，繞二者連線上的某點每秒轉(zhuǎn)動12圈。將兩顆中子星都看作是質(zhì)量均勻分布的球體，由這些數(shù)據(jù)、萬有引力常量并利用牛頓力學知識，可以估算出這一時刻兩顆中子星

A.質(zhì)量之積 B.質(zhì)量之和

C.速率之和 D.各自的自轉(zhuǎn)角速度

2017年8月17日，人類首次發(fā)現(xiàn)雙中子星合并引力波事件。通過引力波的研究，人類可以了解黑洞等天文現(xiàn)象所產(chǎn)生的極端的物理規(guī)律，對人類更好地認識宇宙起源——大爆炸和演化過程，具有非常重要的參考價值。我國第一顆空間X射線天文衛(wèi)星——慧眼HXMT望遠鏡對此次引力波事件進行了成功觀測，為全面揭示該引力波事件和引力波閃的物理機制作出了重要貢獻。觀測此次引力波事件不僅以合作組形式報告本次歷史性發(fā)現(xiàn)的論文，而且論文正文部分報告了觀測結(jié)果。本題將最新的科學研究成果與基礎知識相結(jié)合，要求學生根據(jù)萬有引力定律、牛頓定律、圓周運動規(guī)律等，通過分析推理，得出正確判斷。本題通過讓學生利用高中所學物理知識解決相關的實際問題，使學生真切體會到物理規(guī)律的用處，懂得學習物理的意義所在，培養(yǎng)學生探索自然的愿望，激發(fā)學習物理的興趣。

5 增強開放性和探究性，考查學生的創(chuàng)新意識

2018年高考物理試題體現(xiàn)鮮明的創(chuàng)新導向，創(chuàng)新試題的呈現(xiàn)方式和設問方式，讓學生從不同角度認識問題，鼓勵學生主動思考、發(fā)散思維，激發(fā)學生的想象力和思維的張力，把學生從標準答案中解放出來。在實驗題的設計中，要求學生根據(jù)實驗目的自主挑選實驗器材，設計實驗原理和步驟，反思實驗結(jié)果，提出改進的措施。通過增強試題的開放性和探究性，著重考查學生的創(chuàng)新意識。

例11（2018年高考理科綜合全國Ⅱ卷第22題）

某同學組裝一個多用電表。可選用的器材有：微安表頭（量程100μA，內(nèi)阻900Ω）；電阻箱R1（阻值范圍0～999.9Ω）；電阻箱R2（阻值范圍0～99999.9Ω）；導線若干。

要求利用所給器材先組裝一個量程為1 mA的直流電流表，在此基礎上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流1 mA和電壓3 V兩擋。

回答下列問題：

（1）在圖7所示的虛線框內(nèi)畫出電路圖并標出R1和R2，其中*為公共接線柱，a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱。

（2）電阻箱的阻值應取R1=___Ω，R2=____Ω。（保留到個位）

本題考查學生的基本實驗能力和簡單的電路設計能力。歐姆定律是直流電路的重要規(guī)律，本題要求學生根據(jù)實驗目的和所給器材，應用歐姆定律，改裝電流表和電壓表，設計實驗電路，考查學生的基本實驗能力。

例12（2018年高考理科綜合全國Ⅲ卷第22題）

甲、乙兩同學通過下面的實驗測量人的反應時間。實驗步驟如下：

（1）甲用兩個手指輕輕捏住量程為L的木尺上端，讓木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好處于L刻度處，但未碰到尺），準備用手指夾住下落的尺。

（2）甲在不通知乙的情況下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子。若夾住尺子的位置刻度為L1，重力加速度大小為g，則乙的反應時間為___________（用L、L1和g表示）。

（3）已知當?shù)氐闹亓铀俣却笮間=9.80m/s2，L=30.0 cm，L1=10.4 cm。乙的反應時間為___________s。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

（4）寫出一條能提高測量結(jié)果準確程度的建議：__________。

本題以一個常見的課堂小實驗為背景，考查學生對于實驗設計的理解能力和簡單的實驗數(shù)據(jù)處理能力，要求學生給出一條能夠提高測量結(jié)果準確程度的建議，讓學生在反思結(jié)果的基礎上提出改進的措施，鼓勵學生進行發(fā)散思維和批判性思維，從而加強對學生創(chuàng)新意識的考查。

圖7

6 結(jié)束語

2018年高考物理試題嚴格遵循考試大綱的要求，聚焦主干內(nèi)容，考查關鍵能力，凸顯素養(yǎng)導向。試題以高考評價體系為框架，結(jié)合物理學科特點，進一步深化高考考試內(nèi)容改革，考主干、考能力、考素養(yǎng)，重思維、重應用、重創(chuàng)新，重視真實問題情境的設置，創(chuàng)新設問方式，考查學生運用所學物理知識解決問題的能力，引導學生能力培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提升，助推素質(zhì)教育的發(fā)展。