基于2021年廣東省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試物理試卷分析及思考

廣東 陳新傳

2021年高考在萬眾矚目中落下了帷幕。本次高考廣東卷試題情境新穎，傳統(tǒng)文化味道濃厚，圖文并茂，緊密聯(lián)系科技、體育和生產(chǎn)生活，切合《中國高考評價體系》和《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱新課標(biāo))要求，緊扣新課標(biāo)要求的主干核心知識，強調(diào)運用所學(xué)知識分析問題和解決問題，著重考查學(xué)科核心素養(yǎng)，突出考查模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證等科學(xué)思維和理解能力、推理能力等關(guān)鍵能力，體現(xiàn)新課程理念，有利于引導(dǎo)教師在物理課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)和分析問題解決問題的能力。

一、2021年廣東物理卷素養(yǎng)指向雙向細(xì)目及試題特點

縱觀整卷，結(jié)合試卷素養(yǎng)指向雙向細(xì)目，可以看出：

1.突出科學(xué)思維，重視物理模型建構(gòu)

2021年廣東物理試卷情境新穎，圖文并茂，除選擇題第1題、第2題和選做題15題(1)無圖以外，其他題目都配有圖示，方便學(xué)生對實際的物理情境正確分析，準(zhǔn)確建構(gòu)物理模型。如第2題、第4題和第14題需要構(gòu)建勻速圓周運動模型，考查學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力。

2.理論聯(lián)系實際，學(xué)以致用

物理情境均源自于生活實際，如第2、3、4、6、7、8、13、14、15、16(2)題分別提到空間站“天和”核心艙、農(nóng)耕曲轅犁與直轅犁、車庫出入口曲桿道閘、靜電推進(jìn)裝置、充電裝置、端午節(jié)賽龍舟、投擲手榴彈、算盤、電子加速器、注射器與藥瓶、光學(xué)傳感器，緊密聯(lián)系科技、體育和生產(chǎn)生活，要求學(xué)生有廣闊的視野和扎實的理論功底。如第14題以電子加速器為情境，考查帶電粒子在電場和磁場中的運動，綜合了牛頓運動規(guī)律、力學(xué)和功能關(guān)系的知識，還兼顧了畫圖，尋找與圓相關(guān)的幾何關(guān)系，還要有“美”感。

3.傳統(tǒng)文化與革命文化教育，體現(xiàn)核心價值

選擇題第3題考查的“曲轅犁與直轅犁”，無論是曲轅犁還是直轅犁都是我國傳統(tǒng)農(nóng)耕的重要工具。唐代之前的犁是直轅犁，回轉(zhuǎn)困難，耕地費力，唐代之后的曲轅犁調(diào)頭轉(zhuǎn)彎方便，操作靈活，節(jié)省人力畜力。隨著機械化耕作的普及，傳統(tǒng)的農(nóng)耕用具不斷消失，甚至難覓蹤影。

選擇題第9題以長征途中向敵方工事投擲手榴彈為背景，考查平拋運動及機械能守恒定律，以此教育學(xué)生幸福生活來之不易，要守正創(chuàng)新，落實立德樹人，體現(xiàn)核心價值。

計算題第13題考查我國古老的計算工具“算盤”。算盤起源于中國，是我國廣為使用的計算工具，算盤上半部每算珠代表5，下半部每算珠代表1，我們不得不佩服古人的智慧。

表1 2021年廣東物理卷素養(yǎng)指向雙向細(xì)目表

續(xù)表

二、試題素養(yǎng)指向及學(xué)業(yè)質(zhì)量水平分析

《中國高考評價體系》指出，“必須以學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向確定關(guān)鍵能力”，“關(guān)鍵能力是高質(zhì)量認(rèn)識問題、分析問題、解決問題所必須具備的能力”。新課標(biāo)指出，“學(xué)業(yè)質(zhì)量是學(xué)生在完成本學(xué)科課程學(xué)習(xí)后的學(xué)業(yè)成就表現(xiàn)”，“高中物理學(xué)業(yè)質(zhì)量是依據(jù)物理學(xué)科核心素養(yǎng)中的‘物理觀念’‘科學(xué)思維’‘科學(xué)探究’‘科學(xué)態(tài)度與責(zé)任’四方面及其水平，結(jié)合課程內(nèi)容的要求而制定的”?？梢姡抡n程改革的重大變化在于培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)。下面就素養(yǎng)指向及其學(xué)業(yè)質(zhì)量水平舉例進(jìn)行分析。

【例1】(2021·廣東卷·4)由于高度限制，車庫出入口采用圖1所示的曲桿道閘，道閘由轉(zhuǎn)動桿OP與橫桿PQ鏈接而成，P、Q為橫桿的兩個端點。在道閘抬起過程中，桿PQ始終保持水平。桿OP繞O點從與水平方向成30°勻速轉(zhuǎn)動到60°的過程中，下列說法正確的是

圖1

( )

A.P點的線速度大小不變

B.P點的加速度方向不變

C.Q點在豎直方向做勻速運動

D.Q點在水平方向做勻速運動

本題以“曲桿道閘”為背景，而不是學(xué)生生活中常見的“直桿道閘”，考查勻速圓周運動和運動的合成與分解的知識，促進(jìn)學(xué)生對基本物理概念和物理規(guī)律等物理觀念的形成和理解，著重考查科學(xué)思維中的模型建構(gòu)能力、理解能力和科學(xué)推理論證能力，凸顯了對基礎(chǔ)性、綜合性和應(yīng)用性的考查。

表2

【例2】(2021·廣東卷·11)某興趣小組測量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù)，緩沖裝置如圖2所示，固定在斜面上的透明有機玻璃管與水平面夾角為30°，彈簧固定在有機玻璃管底端。實驗過程如下：先沿管軸線方向固定一毫米刻度尺，再將單個質(zhì)量為200 g的鋼球(直徑略小于玻璃管內(nèi)徑)逐個從管口滑進(jìn)，每滑進(jìn)一個鋼球，待彈簧靜止，記錄管內(nèi)鋼球的個數(shù)n和彈簧上端對應(yīng)的刻度尺示數(shù)L0，數(shù)據(jù)如表所示。實驗過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。采用逐差法計算彈簧壓縮量，進(jìn)而計算其勁度系數(shù)。

圖2

表3

(3)忽略摩擦，重力加速度g取9.80 m/s2，該彈簧的勁度系數(shù)為________N/m。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

本題考查利用胡克定律測量彈簧的勁度系數(shù)、力的合成與分解和受力平衡條件等知識的理解和應(yīng)用，著重考查科學(xué)探究的實驗?zāi)芰?，同時考查學(xué)生利用逐差法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的理解能力、科學(xué)推理能力等。

表4

表5

【例3】(2021·廣東卷·13)算盤是我國古老的計算工具，中心帶孔的相同算珠可在算盤的固定導(dǎo)桿上滑動，使用前算珠需要歸零，如圖3所示，水平放置的算盤中有甲、乙兩顆算珠未在歸零位置，甲靠邊框b，甲、乙相隔s1=3.5×10-2m，乙與邊框a相隔s2=2.0×10-2m，算珠與導(dǎo)桿間的動摩擦因數(shù)μ=0.1?，F(xiàn)用手指將甲以0.4 m/s的初速度撥出，甲、乙碰撞后甲的速度大小為0.1 m/s，方向不變，碰撞時間極短且不計，重力加速度g取10 m/s2。

圖3

(1)通過計算，判斷乙算珠能否滑動到邊框a；

(2)求甲算珠從撥出到停下所需的時間。

本題以中國古代計算工具“算盤”為背景，考查了動力學(xué)的觀點、動量的觀點和能量觀點的理解和應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注中國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，增強民族自豪感，著重考查了學(xué)生的模型建構(gòu)能力、理解能力、分析綜合能力和信息加工能力等科學(xué)思維能力，兼顧考查了審題能力和規(guī)范答題能力。

三、思考