對2018年全國高考物理I卷第21題的思考及其啟示

時藝瑋

高考是大規(guī)模選拔人才的一種途徑，直接影響考生的教育前途.在此期間令我最興奮的事情就是第一時間拿到高考題，看看考查了哪些知識、方法、能力，同時檢驗一下自己處于哪個層次級別.新穎、別致的題總會發(fā)人深省，2018年理綜全國I卷第21題給我留下了深刻的印象，考點曾幾次出現(xiàn)在近年來的考題中.下面我談?wù)剬Υ祟}的理解.

?一、題目呈現(xiàn)

圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場內(nèi)間距相等的一組等勢面，已知平面b上的電勢為2V，一電子經(jīng)過a時的動能為10eV，從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV.下列說法正確的是（? ）.

A.平面c上的電勢為零

B.該電子可能到達(dá)不了平面f

C.該電子經(jīng)過平面d時，其電勢能為4eV

D.該電子經(jīng)過平面b時的速率是經(jīng)過d時的2倍

?二、對此題的思考

1.科學(xué)性的思辨過程.

讀完此題，我得到的信息是電子在勻強(qiáng)電場中運動.那么除電場力外是否要考慮其他力呢？首先，電子的重力一定是忽略不計;其次，β射線穿透能力較強(qiáng)，盡管電子動能為10eV時速度的數(shù)量級為105m/s，但聯(lián)想到諾貝爾物理學(xué)獎獲得者丁肇中提出電子的半徑是無法測定的，且證明電子的半徑小于10-19m，所以空氣阻力也應(yīng)該忽略不計.其實，無論是否考慮空氣阻力都不影響最終的結(jié)論.

2.解析過程.

A選項，電子從a到d的過程中克服電場力做功為6eV，所以電場方向水平向右，相鄰等勢面之間的電勢差均為2V，所以平面a、b、c、d、e平面的電勢分別為4V、2V、0V、-2V、-4V，故A正確.由于電子不一定垂直等勢面進(jìn)入，可能做曲線運動，也就是類斜上拋運動理想模型，所以可能到達(dá)不了f平面，故B正確.C選項，電子在平面d的電勢能Epd=qφd=2eV，故C錯誤.D選項，只有電場力做功時，動能和電勢能之和保持不變，且等于6eV，電子經(jīng)過b、d平面時的動能分別是8eV和4eV，所以該電子經(jīng)過b平面的速率是經(jīng)過d平面的 2 倍，故D錯誤.綜上所述，選項AB是正確答案.

3.對命題立意的揣測.

此題對電場、等勢面、電場力做功、電勢能與動能的轉(zhuǎn)化與守恒的考查比較基礎(chǔ)，由于這些概念抽象難懂，涉及的表達(dá)式還有正負(fù)號問題，對它們的理解和應(yīng)用容易停留在似是而非的層面.對曲線運動的考查較為隱蔽，命題者隱藏了粒子運動軌跡，在考場緊張的環(huán)境下讓考生自己通過發(fā)散思維想到曲線運動中的斜上拋運動模型分析得出正確答案，無疑加大了難度，考查的難點應(yīng)該是B選項.當(dāng)然，此題明確標(biāo)識為多選題，從優(yōu)秀學(xué)生和教師的視角來看，用排除法也很容易得出正確答案，但對于一般的考生來講困難還是很大的，這也是將此題作為最后一道選擇題的原因吧.

?三、啟示

高考把對能力的考查放在首位，通過考查知識及其運用來鑒別考生能力的高低.縱觀近幾年的高考試題，對曲線運動的“最高點”速度不為零，也就是斜上拋運動理想模型的考查也頻繁出現(xiàn).比如，2011年全國高考理綜新課標(biāo)卷第15題同樣考查了曲線運動但沒展示運動軌跡.

題目呈現(xiàn)：一質(zhì)點開始時做勻速直線運動，從某時刻起受到一恒力作用.此后，該質(zhì)點的動能可能（? ）.

A.一直增大

B.先逐漸減小至零，再逐漸增大

C.先逐漸增大至某一最大值，再逐漸減小

D.先逐漸減小至某一非零的最小值，再逐漸增大

此題中對D選項的考查與2018年高考題對B選項的考查方式完全相同，因為這個選項的設(shè)置使得此題得分率較低.出現(xiàn)這個結(jié)果的根本原因是學(xué)生在分析的過程中太過熟悉的直線運動首先浮現(xiàn)在眼前，對于曲線運動的研究方法的理解只停留在表面，沒有內(nèi)化為能力，無法與生活中常見的斜上拋模型相對應(yīng).

總之，想學(xué)好物理，不僅要記住概念規(guī)律，還要理解概念規(guī)律的內(nèi)涵和外延，能探究物理過程的實質(zhì)，明確基本模型的本質(zhì)與變化，善于將生活中的“原型”抽象成物理模型，掌握解決問題的方法技巧.