孟衛東 何 龍 崔軼斌
(清華大學附屬中學 北京 100084)
(收稿日期:2016-06-13)
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2016年高考北京卷理綜物理試題分析
孟衛東 何 龍 崔軼斌
(清華大學附屬中學 北京 100084)
(收稿日期:2016-06-13)
隨著時代的進步和理念的不斷更新,我們始終對更貼合實際情況,更加優質的中學教育進行孜孜探求.而對于北京的中學教育而言,2016年新的北京中考改革方案正式出爐,改革方向堅持以學生為本,全面推進素質教育,尊重學生的興趣多元化,為學生提供多種選擇,促進學生德智體美全面發展.與之相呼應,全國高中教改也蓄勢待發,亟待破殼,其精神內涵學科的“核心素養”早已蜚聲中國教育學界.作為國內中學教育的巔峰之作——高考,勢必要在試題命制過程中貫徹教育改革理念.因此從本次高考北京卷理綜物理試題中便可窺得一二.
縱觀2016年高考北京卷理綜物理試題,其考查知識點如表1所示.

表1 試卷考查知識點分析
可以看到,此次試題知識點涵蓋較為全面,力學、電磁學、熱學、光學、近代物理五大板塊均有涉及,而且分值比例主次分明,其具體分析如圖1所示.

圖1 知識板塊占分比例圖
由圖1可以看到,力學與電磁學依舊占據全卷80%以上的分值,這與中學物理的知識框架以及力學和電磁學在基礎物理中的地位密不可分.力學的發展可以說是人類認識自然、發現自然規律的縮影,其蘊含的物理思想和物理方法含金量極高;而近現代發展起來的電磁學,是我們當今社會發展不可或缺的基礎理論,對未來更高層次物理學科的學習影響深遠.對這部分知識的重點考查也體現了教育部、北京市關于深化教育綜合改革的要求,突出物理學科核心素養的考查.
2.1 重視基礎知識考查
【例1】(2016年高考北京卷第14題)下列說法正確的是( )
A.電磁波在真空中以光速c傳播
B.在空氣中傳播的聲波是橫波
C.聲波只能在空氣中傳播
D.光需要介質才能傳播
答案:A.
在這道題當中,考查了聲音、電磁波(光)的傳播情況.由于光的本質為電磁波,因此我們可以用電磁波的一些性質來解釋光的一些傳播特點.而聲音的傳播在初中就已經有所涉及,在高中進行進一步深化,初步探討了波傳播的特點和性質.因此本題側重考查學生對于基礎知識的掌握情況.
2.2 重視橫向基礎物理模型考查 體現縱向學科綜合能力
此次命題中出現的物理情境模型多數為學生所熟知,如第15題的簡諧振動模型、第22題勻強電磁場中的帶電粒子運動模型等等.
【例2】(2016年高考北京卷第15題)如圖2所示,彈簧振子在M和N之間做簡諧運動.以平衡位置O為原點,建立Ox軸,向右為x軸正方向.若振子位于N點時開始計時,則其振動圖像為( )

圖2 彈簧振子在M和N間做簡諧運動

答案:A.
如例2所示,題目構建的是簡諧振動單彈簧的滑塊模型,屬于學生熟知的物理模型,切入解題較易.但需要注意的是振子初位置與題干規定的正方向,進而由簡諧振動的規律出發,按時間軸推演出其振動圖像.題雖不難,但卻考出了簡諧振動規律的本質,體現了物理量函數圖像在理解物理規律中的重要作用.
這樣的試題要求考生站在學科的高度去理解物理規律,要對某一物理規律形成立體化的整體認知.
【例3】(2016年高考北京卷第17題)中國宋代科學家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角:“以磁石磨針鋒,則能指南,然常微偏東,不全南也.”進一步研究表明,地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖3所示.結合上述材料,下列說法不正確的是( )
A.地理南、北極與地磁場的南、北極不重合
B.地球內部也存在磁場,地磁南極在地理北極附近
C.地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行
D.地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用

圖3 地磁場的磁感線分布示意圖
試卷第17題是以中國傳統科學著作《夢溪筆談》為引,傳揚了宋代科學家沈括對地磁偏角的論述,并配合地磁場示意圖全面考查了考生對地磁場的空間分布、地磁偏角、地磁場對帶電粒子的作用等層面的理解.可以說這是一道具有“中華烙印”的科學性題目.
在體現中國優秀傳統文化的同時,北京卷試題向來不乏科技前沿內容的滲透,如第24題以光鑷效應為命題背景,從側面考查學生對光的粒子性的理解.不過剝去光子身份的特殊性,我們依舊可以把它當成一道動量定理的綜合應用型題目,這樣學生就可以通過已有的知識體系去理解物理在科學研究及技術應用上的新發展,從學生科學探究的能力發展角度是有指導性價值的.
中學物理教學講究“源于自然,服務生活”,如第20題就是以近年備受關注的霧霾問題和空氣污染為背景素材,試題如下.
【例4】(2016年高考北京卷第20題)霧霾天氣是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標的籠統表述,是特定氣候條件與人類活動相互作用的結果.霧霾中,各種懸浮顆粒物形狀不規則,但可視為密度相同、直徑不同的球體,并用PM10,PM2.5分別表示球體直徑小于或等于10 μm,2.5 μm的顆粒物(PM是顆粒物的英文縮寫).
某科研機構對北京地區的檢測結果表明,在靜穩的霧霾天氣中,近地面高度百米的范圍內,PM10的濃度隨高度的增加略有減小,大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小,且兩種濃度分布基本不隨時間變化.
據此材料,以下敘述正確的是( )
A.PM10表示直徑小于或等于1.0×10-6m的懸浮顆粒物
B.PM10受到的空氣分子作用力的合力始終大于其所受到的重力
C.PM10和大懸浮顆粒物都在做布朗運動
D.PM2.5的濃度隨高度的增加逐漸增大
答案:C.
作為選擇題的最后一道題目,2015年考查的是IC卡的應用,而2016年考查的是對PM2.5的理解.該題不僅考查了考生閱讀素材獲取信息的能力,考查了加工素材、分析問題解決問題的能力,還同時通過文字材料的敘述讓學生用科學的態度理性地分析困擾首都人民多年的環境問題,并嘗試給出一個合理的物理推論,這對學生科學思維、科學態度與責任兩個層面核心素養培養是很有幫助的.
從全篇試卷的命題思路來看,北京卷繼承了自主命題以來寶貴的實踐經驗和優秀案例,延續近年來形成的高考北京卷物理試題命題的基本思路,命制試題穩定而高質.作為一門研究自然規律的學科,北京物理命題始終強調回歸物理本質,重視考查考生對學科基本概念、基本規律、基本物理思想及研究方法的考查;重視考查考生對簡單熟悉的物理情境的深入理解;重視考查考生的實驗能力,尤其是實驗操作技能以及對實驗分析和深入思考的能力,而這些正是物理學科核心素養的精神所在.為此一線的物理教學勢必要緊隨高考的指揮棒,在變幻的試題中抓住物理的精髓.
(1)物理教學內容要從知識型講授轉到方法型傳授.北京高考物理試題的創新度逐年加大,而其對物理基本規律的考查卻越發重要,正確的理解并建立物理模型成為解題的關鍵.這些能力不是大量做題就可以提升,而需要教師在日常教學中多問幾句“怎樣做?為什么?”
(2)實驗教學的重要性不必多說,它直接體現了學生綜合運用物理知識的能力水平.實驗題目配合開放性的設問,要求實驗教學要尊重學生原始的探究行為,在真實的問題場景中培養學生的創新意識,提升思維能力、增強實踐能力.
(3)要重視經典物理概念教學.近年的壓軸型題目總會考查學生對某一物理概念的理解程度:2013年考查的是洛倫茲力與安培力的關系;2014年考了氣體分子熱運動與氣體壓強的關系;2015年是導體電阻的微觀模型和光電池電源內阻的問題;2016考查了重力勢、電勢的理解,以及光子動量特性的理解.可見,命題者已經意識到扎實、科學的物理概念的建立對物理學習的重要性.
高考從來不是命題人、考生、教師三家的博弈游戲,高考的目的在于優秀人才的選拔,更在于對優秀人才的培養.試題分析,正是為了將國家、社會對人才的需求如實、正確地傳達給教師和考生,發揮高考應有的作用.