2014年高考北京物理試卷評(píng)析

尹德利

(北京市東方德才學(xué)校北京100025)

摘 要：分析總結(jié)了2014年高考北京物理試卷的特點(diǎn)，認(rèn)為2014年高考北京物理試卷對(duì)于回歸中學(xué)物理教學(xué)的本質(zhì)、糾正當(dāng)前物理總復(fù)習(xí)的題海戰(zhàn)術(shù)、促進(jìn)考生的繼續(xù)學(xué)習(xí)和終身發(fā)展具有良好的導(dǎo)向作用.

關(guān)鍵詞：高考試卷評(píng)析物理教學(xué)

收稿日期：(2014-07-19)

2014年高考北京理綜卷物理試題延續(xù)了2013年高考北京物理試題的命題思路，在總體難度保持相對(duì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，題目更加親切、靈活、大氣，并有一定的區(qū)分度，對(duì)中學(xué)物理教學(xué)落實(shí)“知識(shí)與技能”、“過程與方法”、“情感態(tài)度與價(jià)值觀”三維課程目標(biāo)，具有良好的導(dǎo)向作用.

1試題由溫和走向溫柔

2014年高考北京物理試卷，無論是題目涉及的內(nèi)容還是題目的問題情境，大部分都是考生所熟悉的，如選擇題第13～19題、第21題以及第22題、第24題的情景圖都是學(xué)生在平時(shí)的練習(xí)中常見到的.與前些年相比較，2014年的北京高考物理試題顯得更加溫柔和親切.選擇題按照由易到難的順序排列，實(shí)驗(yàn)題和計(jì)算題分步設(shè)問，有利于平和考生的心態(tài)，使考生能夠發(fā)揮出自己的真實(shí)水平，同時(shí)也能讓學(xué)生在做題的過程中感受到：一份耕耘一份收獲，只要平時(shí)努力學(xué)習(xí)，就一定會(huì)取得較好的成績(jī).

2注重基礎(chǔ) 考查能力

注重基礎(chǔ)，考查能力是北京高考物理命題一貫堅(jiān)持的原則，2014年北京高考物理命題秉持了這一傳統(tǒng).從整份試卷看，既有對(duì)物理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的考查(第13～17題)，也有對(duì)物理學(xué)思想、方法的考查(第19題和第24題)；既有對(duì)考生運(yùn)用已學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題能力的考查(第18題)，也有對(duì)考生通過閱讀獲取新知識(shí)、解決新問題能力的考查(第20題)，還有對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力的考查[第23題第(2)問、第24題第(3)問].

【例1】(第18題)應(yīng)用物理知識(shí)分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入.例如平伸手掌托起物體，由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng)，直至將物體拋出.對(duì)此現(xiàn)象分析，正確的是

A．手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過程中，物體始終處于超重狀態(tài)

B．手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過程中，物體始終處于失重狀態(tài)

C．在物體離開手的瞬間，物體的加速度大于重力加速度

D. 在物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度

【例2】(第19題)伽利略創(chuàng)造的把實(shí)驗(yàn)、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法，有力地促進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識(shí)的發(fā)展.利用如圖1所示的裝置做如下實(shí)驗(yàn)：小球從左側(cè)斜面上的O點(diǎn)由靜止釋放后沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，并沿右側(cè)斜面上升.斜面上先后鋪墊3種粗糙程度逐漸降低的材料時(shí)，小球沿右側(cè)斜面上升的最高位置依次為1,2,3.根據(jù)3次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，可以得到的最直接的結(jié)論是

A.如果斜面光滑，小球?qū)⑸仙脚cO點(diǎn)等高的位置

B.如果小球不受力，它將一直保持勻速運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)

C.如果小球受到力的作用，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生改變

D.小球受到的力一定時(shí)，質(zhì)量越大，它的加速度越小

圖1

評(píng)析：本題取材于教材，以物理學(xué)史為素材考查物理學(xué)家研究物理問題的方法，這與以往全國(guó)各地的高考卷對(duì)物理學(xué)史的考查方式是不同的.往年全國(guó)各地的高考物理卷對(duì)物理學(xué)史的考查，往往局限在物理學(xué)家及其所作出的科學(xué)發(fā)現(xiàn)上，考查的只是考生的識(shí)記水平.本題以著名的伽利略斜面實(shí)驗(yàn)為背景，考查考生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象作出邏輯推斷的能力，可謂棋高一著.

評(píng)析：本題以物理學(xué)發(fā)展的前沿知識(shí)為背景，考查考生的閱讀理解能力以及獲取新知識(shí)、應(yīng)用新知識(shí)解決物理問題的能力.正確解題的關(guān)鍵是抓住題干中給出的3個(gè)解題信息：

二是折射線與入射線位于法線的同一側(cè)；

三是該材料對(duì)于電磁波的折射率n=-1.

3突出對(duì)基本物理量間本質(zhì)聯(lián)系的考查

第23題(文字?jǐn)⑹雎?考查重力、萬有引力和向心力等基本概念及其內(nèi)在的本質(zhì)聯(lián)系，以及牛頓第二定律、萬有引力定律的應(yīng)用等知識(shí).本題可以看成是2013年高考北京卷第24題第(1)小題(b)問的命題思想的延續(xù)，考查安培力與洛倫茲力內(nèi)在的本質(zhì)聯(lián)系：安培力是導(dǎo)體內(nèi)大量粒子所受的洛倫茲力的總和.這一命題思想的延續(xù)，反映出北京高考物理命題的新動(dòng)向——注重對(duì)物理學(xué)基本物理概念及其內(nèi)在的本質(zhì)聯(lián)系的考查.

以往北京乃至全國(guó)其他省市的高考物理試題對(duì)萬有引力的考查基本上是以選擇題的形式出現(xiàn)，偶爾出現(xiàn)計(jì)算題或證明題，難度也不大.像2014年這樣，從重力和萬有引力的關(guān)系的角度進(jìn)行考查，出乎人們的意料，但仔細(xì)一想，又在情理之中，而且讓人拍案叫絕.

重力是人們最熟悉的一種常見力，萬有引力是自然界4種最基本的相互作用力之一.重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，重力的大小既隨著物體在地球上所在位置的緯度變化而變化，又隨著物體所在高度的變化而變化，這是為什么？重力和萬有引力之間究竟是什么關(guān)系？ 這些問題，對(duì)于即將高中畢業(yè)的考生來說是不是都弄清楚了？這正是本題第(1)問的出題意圖.

隨著地球的自轉(zhuǎn)，地面上的物體也在繞著地球的自轉(zhuǎn)軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，因此需要一個(gè)向心力，向心力的大小

F向=mω2r

式中m為物體的質(zhì)量.在北極上空高出地面h處稱量，重力仍等于萬有引力

由此可求出F1與F0的比值.若在赤道地面稱量，物體受萬有引力和彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F2(等于物體的重力)，由牛頓第二定律得

由此可求出F2與F0的比值，計(jì)算結(jié)果略.

第(2)問，考查萬有引力定律和向心力公式的應(yīng)用.在題設(shè)條件下，計(jì)算“設(shè)想地球”繞“設(shè)想太陽”公轉(zhuǎn)的周期.雖然這是學(xué)生平時(shí)常練習(xí)的題型，但在計(jì)算“地球”和“太陽”間的萬有引力時(shí)，對(duì)許多考生來說，題干中的信息“……太陽的半徑為Rs和地球的半徑R三者均減小為現(xiàn)在的1.0%”，對(duì)于軌道半徑的計(jì)算可能是個(gè)干擾信息(但對(duì)質(zhì)量的計(jì)算卻是有用信息).

本題考查的能力：物理建模能力、推理能力、應(yīng)用能力和探究能力.

4注重對(duì)物理學(xué)思想方法的考查

第24題(文字?jǐn)⑹雎?仍延續(xù)了2013年北京高考物理24題的命題思想——考查宏觀與微觀相結(jié)合研究物理問題的思想方法，引導(dǎo)中學(xué)物理教學(xué)要重視科學(xué)思想方法的顯性教育.

第(1)問，以學(xué)生熟悉的U形導(dǎo)線框上金屬導(dǎo)體棒勻速切割磁感線為背景，考查安培力、功、物體的平衡條件、焦耳定律等知識(shí)，通過公式推導(dǎo)驗(yàn)證，讓考生更加深刻地認(rèn)識(shí)到功是能量轉(zhuǎn)化的量度，從而對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律有更深入的理解.

第(2)問，再次考查電流的微觀表達(dá)式.與2013年壓軸題不同的是，金屬導(dǎo)線中的電子數(shù)密度n是未知的，因此需要根據(jù)題目中的題設(shè)條件和已知量計(jì)算出來.這給一部分考生帶來一定的難度.

這兩問都源于教材中的例題.第(1)問是高中教材《物理·選修3-2》(教科版第18～19頁)中的例題變式，第(2)問是高中教材《物理·選修3-1》(人教版第42頁)中的例題變式.雖是壓軸題，但對(duì)于那些扎扎實(shí)實(shí)緊扣教材復(fù)習(xí)應(yīng)考的考生來說，難度應(yīng)該不大.這兩問，旨在引導(dǎo)物理總復(fù)習(xí)要緊扣教材，要重視對(duì)物理知識(shí)獲得過程的教學(xué)，糾正總復(fù)習(xí)中的題海戰(zhàn)術(shù)和強(qiáng)化訓(xùn)練.

第(3)問考查金屬電阻產(chǎn)生的微觀機(jī)理，從微觀的角度分析研究宏觀的電現(xiàn)象.雖然問題是開放的，但問題本身的難度卻是相當(dāng)大的，或許只有少數(shù)參加物理奧林匹克競(jìng)賽輔導(dǎo)的考生(他們有機(jī)會(huì)提前接觸到大學(xué)普通物理的內(nèi)容，當(dāng)然他們付出的代價(jià)也是相當(dāng)沉重的)能夠做得出來.按照經(jīng)典的金屬電子論，大量電子在金屬導(dǎo)線中既做無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，又在洛倫茲力的作用下做定向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中電子還與金屬晶格中的原子實(shí)(金屬離子)發(fā)生頻繁的碰撞.為了簡(jiǎn)化，歷史上物理學(xué)家引入了電子的漂移速度和平均自由程等概念.對(duì)于絕大多數(shù)的高中生來說，要讓他們?cè)诰o張如戰(zhàn)場(chǎng)的考場(chǎng)上，在如此短的時(shí)間內(nèi)，“展開想象的翅膀”，構(gòu)建一個(gè)合理的自由電子運(yùn)動(dòng)模型，并利用這個(gè)模型求出導(dǎo)線MN中金屬離子對(duì)一個(gè)自由電子沿導(dǎo)線長(zhǎng)度方向的平均作用力f的表達(dá)式，這幾乎是不可能的.當(dāng)然，高考

壓軸題的最后一問，本身就是為了區(qū)分高分段的考生，這也不足為怪.

對(duì)普遍適用的科學(xué)方法進(jìn)行考查可以說是2014年高考北京物理試卷的一大亮點(diǎn).對(duì)于同一物理現(xiàn)象，從宏觀和微觀兩個(gè)不同的角度進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系是物理學(xué)研究常用的思想方法.例如，歷史上人們對(duì)于熱現(xiàn)象的研究就是分別從宏觀和微觀兩個(gè)角度進(jìn)行的.玻意爾、馬略特、查理、蓋·呂薩克、焦耳、邁爾等人從觀察和實(shí)驗(yàn)出發(fā)，研究熱運(yùn)動(dòng)及其變化規(guī)律，建立了熱現(xiàn)象的宏觀理論——熱力學(xué).玻爾茲曼、麥克斯韋、吉布斯等物理學(xué)家則從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，依據(jù)每個(gè)粒子所遵循的力學(xué)規(guī)律，用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法研究宏觀物體的熱的性質(zhì)，由此建立了熱現(xiàn)象的微觀理論——統(tǒng)計(jì)物理學(xué).

此外，歷史上研究電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象、研究光的本性也都是分別從宏觀和微觀兩個(gè)角度進(jìn)行的.源于物理學(xué)的這種思想方法現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等自然科學(xué)的研究以及政治學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、文化學(xué)等社會(huì)科學(xué)的研究中.對(duì)源于物理學(xué)而對(duì)其他自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)研究也普遍適用的科學(xué)方法進(jìn)行考查，對(duì)于提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、促進(jìn)學(xué)生的繼續(xù)學(xué)習(xí)和終身發(fā)展是非常有意義的，反映了北京高考物理命題的大氣和大視野.

綜上所述，2014年北京高考物理試卷既注重基本知識(shí)和基本技能的考查，又注重過程和方法的考查；試題溫柔但不失思維深度，既保護(hù)了考生學(xué)習(xí)物理的積極性，又有很好的區(qū)分度.不少試題取材于課本，對(duì)于減輕當(dāng)前因題海戰(zhàn)術(shù)、強(qiáng)化訓(xùn)練而造成學(xué)生過重的課業(yè)負(fù)擔(dān)、引領(lǐng)中學(xué)物理教學(xué)回歸其本源，發(fā)揮了良好的導(dǎo)向作用.