保持特色 平穩(wěn)過渡 注重思維 考查素養(yǎng)

摘 要：本文分析了2019年北京高考物理試題與往年試題的共同點，也指出了今年試題的創(chuàng)新點，為明年的學(xué)業(yè)水平等級考試的復(fù)習(xí)提供參考.

關(guān)鍵詞：北京;高考;試題;分析;教學(xué)

文章編號：1008-4134（2019）17-0052中圖分類號：G633.7文獻標識碼：B

縱觀2019年高考北京物理試題，我們可以清楚地發(fā)現(xiàn)，試題注重思維，考查素養(yǎng)，穩(wěn)中求新，穩(wěn)中有變，為2020年新課程改革的首份試卷做了很好的鋪墊，必將起到很好的橋梁與過渡作用.

1 保持北京特色 考查核心素養(yǎng)

2019年試題與2017年、2018年等近年試題一脈相承，試題在覆蓋所有主干知識的同時，大量素材源于教材，不注重復(fù)雜應(yīng)用，而注重概念規(guī)律的本質(zhì)理解、注重學(xué)科思想和科學(xué)方法、注重物理實驗、注重宏觀微觀結(jié)合，又一次完美地體現(xiàn)了北京物理卷的特色，注重了對考生核心素養(yǎng)的考查.

1.1 立足基礎(chǔ) 回歸教材

立足基礎(chǔ)，回歸教材，是北京卷物理試題的特點之一，2019年試題依然如此.2019年北京高考物理試題整體難度適中，注重基礎(chǔ)知識的考查，絕大部分試題都能從教材中找到原型或相關(guān)內(nèi)容，比如客觀題中的第13、14、15、17題，主觀題中的第21、22、第23（1）和第24（1）等，這些試題或源于教材中的正文，或源于教材中的習(xí)題.本文以2019年北京理綜卷第21題（以下簡稱2019-21，以下同）的第（4）設(shè)問為例進行說明.

例1 （2019-21（4））伽利略曾研究過平拋運動，他推斷：從同一炮臺水平發(fā)射的炮彈，如果不受空氣阻力，不論它們能射多遠，在空中飛行的時間都一樣.這實際上揭示了平拋物體

A.在水平方向上做勻速直線運動

B.在豎直方向上做自由落體運動

C.在下落過程中機械能守恒

試題分析 該設(shè)問源自教科版必修2第9頁“早在300多年前，伽利略就曾研究過平拋運動.他推斷：從同一炮臺水平發(fā)射的炮彈，如果不受空氣阻力，不論它們能射多遠，在空中飛行的時間都一樣.這實際上已經(jīng)揭示了平拋物體在豎直方向上的運動為自由落體運動”，試題表述和教材完全一致，書中還配有相應(yīng)插圖，答案就在最后一句話中.

北京使用的兩種教材都介紹了“平拋豎落儀”演示實驗.在實際教學(xué)中，教師也都會做該實驗：平拋A球的同時B球從同一高度做自由落體運動，發(fā)現(xiàn)它們總是幾乎同時落地，改變條件，現(xiàn)象不變，從而得出平拋物體在豎直方向做自由落體運動.伽利略對不同炮彈的比較和“平拋豎落儀”演示實驗含義差不多，但比演示實驗要多思考一點.試題考查的內(nèi)容比較基礎(chǔ)，從核心素養(yǎng)角度看，該設(shè)問主要考查考生的證據(jù)意識.

以上這種取材于教材的命題形式，對中學(xué)教學(xué)有很強的指導(dǎo)意義，有助于引導(dǎo)中學(xué)教師重視教材，引導(dǎo)中學(xué)教學(xué)要回歸教材，把握物理問題的本質(zhì).通過閱讀教材，一方面要知道教材在研究什么問題、如何研究、得到什么結(jié)論，理解教材上的基本知識;另一方面，我們要思考教材上為什么研究這個問題、為什么這樣研究、相關(guān)的知識和研究方法給我們什么啟示？還有哪些相關(guān)的內(nèi)容和方法？通過這樣的思考，我們就可以更加透徹的理解概念和規(guī)律的來龍去脈，知其然并知其所以然，這也是源于教材高于教材的體現(xiàn).

1.2 強化實驗考查 突出學(xué)科特點

與近年來的試卷一樣，物理實驗依然是2019年的考查重點.從占比看，在物理12個題中，與實驗直接相關(guān)的有4個，分別是第13、19、 21、23題，占題目總數(shù)量的1/3，全部實驗的分值大約40分，約占物理總分120分的1/3.從試題內(nèi)容看，既有演示實驗，包括觀察光的干涉衍射實驗現(xiàn)象、光電效應(yīng)、電容器的充電等，也有學(xué)生實驗“研究平拋物體的運動”.從考查層次上看，包括三個層次：一是根據(jù)實驗現(xiàn)象直接做出判斷（第13題）;二是考查基本操作和數(shù)據(jù)處理（第21題）;三是根據(jù)實驗結(jié)果（數(shù)據(jù)或圖象）進一步進行邏輯推理（第19題和第23題）.從試題的立意看，這些試題不僅考查考生是否觀察過實驗，是否操作過學(xué)生實驗，也考查實驗之后的思考.

例2 （2019-19）光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置，當入射光照在管中金屬板上時，可能形成光電流.表1給出了6次實驗的結(jié)果.

試題分析 本題以光電效應(yīng)實驗為背景，給出兩組6次實驗數(shù)據(jù)，由控制變量可知，第一組中3次實驗是相對光強不同導(dǎo)致光電流大小不同，且易發(fā)現(xiàn)相對光強越強，光電流越大的規(guī)律，第二組數(shù)據(jù)類似.兩組之間比較可以發(fā)現(xiàn)，入射光子的能量不同分別是4.0eV和6.0eV，相應(yīng)的逸出光電子的最大動能分別是0.9eV和2.9eV，可知采用了不同頻率的入射光，金屬板的逸出功相同，均為3.1eV，金屬板材質(zhì)很可能相同.選項A和選項B考查的是利用表中數(shù)據(jù)直接進行比較;選項C和選項D考查的則是根據(jù)表中數(shù)據(jù)得到的規(guī)律進行新的推理，正確答案應(yīng)該是B.從核心素養(yǎng)角度分析，本題主要考查能量觀和科學(xué)推理兩個要素.

實驗是中學(xué)物理教學(xué)的基礎(chǔ)，在考試中實驗是重點，同樣，在平時的教學(xué)中，實驗也應(yīng)該是重點.教學(xué)中除了引導(dǎo)學(xué)生了解實驗的基本原理、基本操作、實驗現(xiàn)象、數(shù)據(jù)處理……等方面之外，還應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生大膽設(shè)想，大膽提出問題，這樣有助于加深對實驗的理解，也許還會有新的發(fā)現(xiàn).對于經(jīng)典實驗，教學(xué)中可以引導(dǎo)學(xué)生重回歷史上的探究過程，體會實驗中是如何解決困難的，思考實驗設(shè)計的巧妙之處， 2017年版《課程標準》在必修3的內(nèi)容要求部分有“體會庫侖扭秤實驗設(shè)計的巧妙之處”，也許正是此意;還需要引導(dǎo)學(xué)生體會經(jīng)典實驗中邏輯推理的力量和價值，激發(fā)學(xué)生的問題意識、證據(jù)意識，以及創(chuàng)新意識，如2017年版《課程標準》的內(nèi)容要求中也有相關(guān)表述，比如“通過實驗，認識自由落體運動規(guī)律.結(jié)合物理學(xué)史的相關(guān)內(nèi)容，認識物理實驗與科學(xué)推理在物理學(xué)研究中的作用”等.

1.3 注重物理思維 開闊學(xué)生視野

2019年12個物理試題中，與數(shù)字運算直接相關(guān)的只有第19題，其大意是知道入射光的光子能量為4eV，逸出光電子的最大初動能為0.9 eV，求逸出功.根據(jù)hv=W+EKm，極其簡單，另一組和選項與此類似.與字母運算相關(guān)的有21（2），及三個計算題，其中21（2），知道x、y1、y2、以及重力加速度g求出初速度v0=xgy2-y1.第22和23題雖然是字母題，但幾乎沒計算，而第24題三個設(shè)問分別各只有動能定理、牛頓第二定律和動量定理，每一個設(shè)問都只有一個公式，只要公式熟練，適當變式即可得到答案，難度也不大，而其核心是方法是否正確，是否有正確的物理思維.

把物理思維作為考查重點，這么做可能有兩個目的：一方面避免一些思維能力強的考生因數(shù)學(xué)運算失誤而丟分的遺憾;另一方面注重物理思維的考查，把能力和素養(yǎng)考出來，可以更好地為高校選拔人才.這也與近年北京卷的風(fēng)格類似.

例3 （2019-21（5））牛頓設(shè)想，把物體從高山上水平拋出，速度一次比一次大，落地點就一次比一次遠，如果速度足夠大，物體就不再落回地面，它將繞地球運動，成為人造地球衛(wèi)星.同樣是受地球引力，隨著拋出速度增大，物體會從做平拋運動逐漸變?yōu)樽鰣A周運動，請分析原因.

試題分析 該設(shè)問源自人教版必修2第44頁“牛頓在思考萬有引力定律時就曾想過，把物體從高山上水平拋出，速度一次比一次大，落地點也就一次比一次遠.如果速度足夠大，物體就不再落回地面，它將繞地球運動，成為人造地球衛(wèi)星”.試題以此設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生思考其中緣由.

牛頓人造地球衛(wèi)星的設(shè)想是以平拋物體初速度越大射程越遠為根據(jù)，如果速度足夠大，物體就不再落回地面，它將繞地球運動，成為人造地球衛(wèi)星，此時的物體不就是“人造月亮”嗎？牛頓通過想象和邏輯推理，猜想到“天上的力”（月亮受到地球的引力）和“地上的力”（蘋果受到的重力）是同一種性質(zhì)的力，遵循相同的規(guī)律，再通過“月地檢驗”證實猜想，又將規(guī)律推廣到所有物體之間即“萬有”，進而提出萬有引力定律……牛頓的這些思考與探究過程，內(nèi)涵非常豐富，該設(shè)問只考查了其中一個側(cè)面而已，主要考查模型建構(gòu)能力，模型建構(gòu)是物理學(xué)中及其重要的研究方法，設(shè)問中包括運動模型（從平拋運動到“洲際導(dǎo)彈”，再到勻速圓周運動）和場模型（從小范圍可近似為勻強場的重力場，到大范圍的引力場）.從核心素養(yǎng)角度看，該設(shè)問主要考查考生的模型建構(gòu)這一要素.

一方面該設(shè)問試圖引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)這些偉大科學(xué)家的思考方式，引導(dǎo)學(xué)生通過發(fā)散思維，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維，試題沒有數(shù)學(xué)運算，但物理意味濃厚;另一方面，該設(shè)問試圖引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會從更寬廣的視野審視各種現(xiàn)象和問題，有擴大視野的意識，這與2018-24的立意是一致的.

1.4 強調(diào)學(xué)科方法 理論實踐并重

多年以后學(xué)生不再學(xué)習(xí)物理或者不從事與物理有關(guān)的工作，學(xué)生頭腦中留下的可能并不是某一個知識點或者公式，而應(yīng)該是學(xué)習(xí)物理課程所形成的認識客觀世界的基本觀念、科學(xué)探究的方法，以及解決問題的思維方法.在2019年12個試題中，與學(xué)科方法相關(guān)的有：模型建構(gòu)法、比較法、圖象法、極限法、類比法、量綱法、控制變量法等多種方法.

例4 （2019-24（3））由于大量氣體分子在各方向運動的幾率相等，其對靜止雨滴的作用力為零.將雨滴簡化為垂直于運動方向面積為S的圓盤，證明：圓盤以速度v下落時受到的空氣阻力f∝v2（提示：設(shè)單位體積內(nèi)空氣分子數(shù)為n，空氣分子質(zhì)量為m0）.

試題分析 該設(shè)問在知識方面主要考查動量定理;在素養(yǎng)方面主要考查考生的模型結(jié)構(gòu)和科學(xué)論證這兩個要素，考查理論聯(lián)系實際的能力.由于空氣分子熱運動有各向同性的特點，可以等效為分子群以速度v向靜止的圓盤定向運動，建立柱體模型，在時間Δt內(nèi)，分子總質(zhì)量m總=nm0SvΔt∝v，分子與盤發(fā)生碰撞，無論何種碰撞模型（不妨可以假設(shè)為彈性碰撞或者完全非彈性碰撞兩種特例），有速度變化Δv正比于v，即Δv∝v，根據(jù)動量定理有fΔt=Δp=m總Δv，即有f∝v2.

該設(shè)問數(shù)學(xué)運算并不復(fù)雜，但因涉及的模型較多，考生能否建立合適的物理模型，才是解決問題的關(guān)鍵所在，這與試題2018-24完全類似.本設(shè)問涉及的物理模型有：理想氣體（不考慮分子間相互作用和分子重力，各向同性）、雨滴簡化為圓盤（題目已給出）、柱體模型（流體問題常用）、碰撞模型，等等.采用模型建構(gòu)的方法分析物理問題，是物理學(xué)中最重要的方法.本設(shè)問主要考查考生能否建立碰撞模型，其目的就是倡導(dǎo)模型建構(gòu)這種重要的研究方法，近幾年的第24題都是如此.

1.5 考查創(chuàng)新能力 倡導(dǎo)終身學(xué)習(xí)

創(chuàng)新是民族保持活力的必要因素，終身學(xué)習(xí)是每位公民跟上時代節(jié)奏的重要條件，2017年“兩辦”提出的四種關(guān)鍵能力，明確包含學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力，2019年和2018年的物理試題一樣，在這方面也做了很好的導(dǎo)向.

例5 （2019-23（2））在如圖1所示的充電電路中，R表示電阻，E表示電源（忽略內(nèi)阻）.通過改變電路中元件的參數(shù)對同一電容器進行兩次充電，對應(yīng)的q- t曲線如圖2中①②所示.

a.①②兩條曲線不同是（選填E或R）的改變造成的;

b.電容器有時需要快速充電，有時需要均勻充電.依據(jù)a中的結(jié)論，說明實現(xiàn)這兩種充電方式的途徑.

試題分析 由圖2可知，充電最后階段，①②漸近線相同，即Q相同，對于相同的電容器C（題干已知），根據(jù)公式Q=CU易知電源電動勢E相同，由于不計電源內(nèi)阻，結(jié)合電路結(jié)構(gòu)，①②兩圖線差異的原因只能是電阻R不同.無論從完整圖象（充電全過程）考慮，還是從圖線斜率考慮，均有電流i1大于i2，容易知道電阻R1小于R2，從充電全程或者充到任意q值易知①線充電快，所以為了快速充電，在電動勢不變的情況下應(yīng)可減小電阻R.若需要更均勻充電，則應(yīng)延長充電時間，因此需增大電阻R.理想的均勻充電，則電荷量q正比于時間t，即電流i不變，這其實已為本題的第（3）問做好了鋪墊，電流不變的充電方式其實就是用“恒流源”充電.

第（3）問中“設(shè)想使用理想的‘恒流源替換（2）中電源對電容器充電，可實現(xiàn)電容器電荷量隨時間均勻增加”，其中的“恒流源”是高中沒有學(xué)習(xí)過的內(nèi)容，考生要透徹理解這句話，才能回答好后面的問題，這其實是考查考生的學(xué)習(xí)能力.能否將設(shè)問（2）和設(shè)問（3）聯(lián)系起來，考查了考生的創(chuàng)新能力.

我國目前正在大力發(fā)展和推廣新能源汽車，我國的超大電容水平也處于國際領(lǐng)先水平，如何根據(jù)需要對它們進行充電自然是必須考慮的問題.本設(shè)問以演示實驗“觀察電容器的充電過程”為背景，從理論上考查了考生的創(chuàng)新意識和學(xué)習(xí)能力，這也與核心素養(yǎng)中的創(chuàng)新和社會責(zé)任息息相關(guān)，命題者想借助高考試題上好高中物理最后一課，希望今后有更多的考生思考相關(guān)或類似問題.

2 試題穩(wěn)中有新 力求平穩(wěn)過渡

2019年試題除了保持以往北京試題的特色外，相對于往年，2019年試題也有新的發(fā)展和突破，為其后的等級考試做好過渡.

2.1 增多中檔題 提高區(qū)分度

相對前幾年試題，今年的中檔題明顯增多，特別容易的試題和特別難的試題明顯減少，我們以理綜卷第13題為例.

例6 （2018-13）在核反應(yīng)方程42He+147N→178O+X中，X表示的是

A.質(zhì)子B.中子C.電子D.α粒子

試題分析 該試題敘述簡潔，內(nèi)容單一，題干文字不到一行，4個選項都是簡單詞組，通常難度系數(shù)在0.92左右.

例7 （2019-13）一列簡諧橫波某時刻的波形如圖3所示，比較介質(zhì)中的三個質(zhì)點a、b、c，則

A.此刻a的加速度最小

B.此刻b的速度最小

C.若波沿x軸正方向傳播，此刻b向y軸正方向運動

D.若波沿x軸負方向傳播，a比c先回到平衡位置

試題分析 以波動或者振動為背景的試題，以往通常放在理綜第15題或者第16題前后，今年卻放在了第13題.相比較2018年第13題，2019年的第13題不僅整體閱讀量大了，信息也更加豐富，還配有一個圖象，4個選項分別從瞬時加速度、瞬時速度、以及波的傳播方向和運動過程三方面設(shè)問，考生不用死記硬背，就能輕易得到正確答案，其難度相對以往的第13題估計要大一些.

同樣，以往物理卷壓軸題，即第24題的第三問，通常難度系數(shù)在0.1左右，而2019年同樣位置的試題的設(shè)問首先明確了分子做運動的各向同性，也明確將雨滴簡化成了圓盤模型，而且試題是證明題，目標明確具體，大多數(shù)考生對分數(shù)段的模型并不陌生，因此考生無論在心理上還是應(yīng)試策略上，相對而言都會更加從容，其難度相對以往估計會明顯下降.

減少極易題目和極難題目的比例，增多中檔試題的數(shù)量，其目的可能是為了提高試卷的區(qū)分度，也為2020年將考試分轉(zhuǎn)化為等級分做好準備和鋪墊，這也可能是未來北京物理試卷的一個方向.

2.2 擴展實驗試題考查范圍

北京高考理綜卷第21題的最后一個設(shè)問通常是較高層次的要求，且都是基于本實驗，在實驗內(nèi)進行適當?shù)陌胃呋蛱嵘械氖强疾榉桨冈O(shè)計（2018年）、有的是借助函數(shù)圖象預(yù)測實驗結(jié)果（2017、2015年）、有的是對實驗結(jié)果進行分析（2016年）.

2019年第21題考查的實驗是“研究平拋物體的運動”，前4個設(shè)問與平拋運動實驗明顯直接相關(guān)，但是第5個設(shè)問，考查形式和內(nèi)容與往年有明顯不同，這一設(shè)問與實驗“研究平拋物體的運動”好像關(guān)系不大，看似跳出了平拋實驗本身，實則考查了以平拋為基礎(chǔ)的牛頓思想實驗.相對以往的第（5）問，這是在2018年的基礎(chǔ)上，北京物理試題在實驗考查形式上的進一步發(fā)展、創(chuàng)新和突破.

該設(shè)問至少有以下兩個創(chuàng)新點：一是擴展了實驗的考查范圍，將以往只考查學(xué)生實驗本身擴展到了相關(guān)的經(jīng)典實驗，引導(dǎo)中學(xué)教學(xué)重視經(jīng)典實驗，注重物理中的科學(xué)思維;二是將實驗和理論更緊密地聯(lián)系起來，減小了理論和實驗的分界線，該設(shè)問是實驗聯(lián)系理論，2019-23是理論聯(lián)系實驗，理論和實驗分界線越來越模糊，物理學(xué)本即如此，未來Ⅱ卷中的主觀試題或許會向此方向發(fā)展，因為要引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家一樣學(xué)習(xí)物理，研究物理.

2.3 創(chuàng)新計算題的命題形式

以往每個計算題都是3個設(shè)問，每個設(shè)問都需要書寫解答過程.但2019年的計算題在設(shè)問方面有了新的變化，除了保留原來的形式外，又增加了一種半定量的形式——不需要過程，只需要結(jié)果.

例8 （2019-23（3））設(shè)想使用理想的“恒流源”替換（2）中電源對電容器充電，可實現(xiàn)電容器電荷量隨時間均勻增加.請思考使用“恒流源”和（2）中電源對電容器的充電過程，填寫表2（選填“增大”“減小”或“不變”）.

試題分析 該設(shè)問不需要考生書寫解答過程或者分析過程，考生只需填寫結(jié)果即可.這種形式相對以往而言，不足是不能完整展現(xiàn)學(xué)生的思維過程，但其優(yōu)點是可以考查更多的內(nèi)容，也可以為考生節(jié)約時間，當然，由于是選擇填空，這也是一種調(diào)整試題難度的方式之一.同樣，今年第23（2）和第24（2）都呈現(xiàn)了通過比較判斷，選擇填空的形式.

此外， 2019年物理試題還有很強的時代感，6月8日考試，而試題第18題以5月17日我國成功發(fā)射第45顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星為背景，第20題以5月20日（國際計量日）正式實施新國際單位制（新SI）為背景，時代感超強.

以上從穩(wěn)定和創(chuàng)新等方面對2019年高考北京物理試題做了一些粗淺的分析， 2019年北京物理試題與全國卷或其他省市物理試題相比，各有千秋，北京卷特色濃厚，對中學(xué)教學(xué)有明顯的指導(dǎo)意義，是一份導(dǎo)向意味濃郁，地方特色鮮明，不僅大氣而且有底蘊的試卷，中學(xué)教師可反復(fù)琢磨與品味，多思考“物理應(yīng)該教什么”的問題.

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