源于教材的高考物理題分析
——以2017年全國卷高考題為例

(四川省成都市石室中學，四川 成都 610052)

通過對高考物理試題的分析，不難發現，很多高考題的素材、原型等都能在教材中找到，可以是教材正文、情境圖片、演示實驗、表格、例題或習題等，通過對素材進行類比、加工改造、加強或減弱條件、延伸或拓展，編制出相關物理知識與方法的試題。充分挖掘與利用教材資源是高考備考中必不可少的環節，作為一線教師應該回歸教材，提煉教材素材、經典模型與物理方法，讓學生從基本知識的掌握到能力提升，再到物理學科核心素養的養成，下面筆者根據2017年全國卷高考物理試題與高中教材的對比，探討相關問題。

1 高考物理題與教材正文

高中物理教材正文一般是對物理現象、概念、規律、模型的描述，其中的文字表達凝聚了編者的心智。

例1(2017年全國Ⅰ卷第14題)：將質量為1.00kg的模型火箭點火升空，50g燃燒的燃氣以大小為600m/s的速度從火箭噴口在很短時間內噴出。在燃氣噴出后的瞬間，火箭的動量大小為(噴出過程中重力和空氣阻力可忽略)( )。

A. 30kg·m/s

B. 5.7×102kg·m/s

C. 6.0×102kg·m/s

D. 6.3×102kg·m/s

本題源于人教版《物理選修3-5》第19頁，教材中對火箭的工作原理、升空時滿足動量守恒定律作了精準的描述，在處理此題時只需要對火箭模型有所認識即可。

圖1

例2(2017年全國Ⅱ卷第16題)：如圖1所示，一物塊在水平拉力F的作用下沿水平桌面做勻速直線運動。若保持F的大小不變，而方向與水平面成60°角，物塊也恰好做勻速直線運動。物塊與桌面間的動摩擦因數為( )。

本題源于教科版《物理必修1》第97頁，教材中討論了“關于移動貨物箱的疑問”。而此題僅在教材原型圖片上的斜向下的推力變成了水平方向的拉力，考查了共點力平衡、正交分解法。與此類似的還有2017年全國Ⅲ卷第23題，該題考查的是多用電表的使用，與人教版《物理選修3-1》第68頁原型圖相似度極高。

2 高考物理題與教材中的經典實驗

教材中的經典物理實驗有著它的歷史背景，涉及科學方法，需要后人去傳承，也是培養物理核心素養之需。

圖2

A.MN上的張力逐漸增大

B.MN上的張力先增大后減小

C.OM上的張力逐漸增大

D.OM上的張力先增大后減小

本題源于人教版《物理必修1》第65頁，運用了平衡問題處理方法之矢量三角形法。在解決動態平衡問題時常常用到正交分解法、函數法、三角形法、矢量圓等技巧，這類問題也反映了近幾年高考考查物理方法的趨勢。

3 高考物理題與教材的演示實驗

演示實驗是教師在課堂演示給學生觀察的實驗，是師生互動的橋梁，對教材提出的問題進行作答，也是學生的思維認知與實際現象相“碰撞”的過程。

圖3

例4(2017年全國Ⅰ卷第19題)：如圖3所示，三根相互平行的固定長直導線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反，下列說法正確的是( )。

A.L1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直

B.L3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面垂直

本題源于教科版《選修3-1》第86頁中演示實驗：觀察平行通電直導線的相互作用，考查了平行通電直導線的相互作用及力的合成。

4 高考物理題與教材的圖形、圖像

教材中每一幅圖片都是教材編寫者精心挑選，具有典型性、時代性等特點，也考慮了學生的地域和認知水平的差異，圖中豐富的信息為高考命題專家提供了空間。

圖4

例5(2017年全國Ⅱ卷第18題)：如圖4所示，虛線所示的圓形區域內存在一垂直于紙面的勻強磁場，P為磁場邊界上的一點，大量相同的帶電粒子以相同的速率經過P點，在紙面內沿不同的方向射入磁場，若粒子射入的速度為v1，這些粒子在磁場邊界的出射點分布在六分之一圓周上；若粒子射入速度為v2，相應的出射點分布在三分之一圓周上，不計重力及帶電粒子之間的相互作用，則v2∶v1為( )

本題源于教科版《物理選修3-1》第99頁圓形磁場的一幅插圖，考查帶粒子在圓形磁場區域內的運動，以兩類速率不同的粒子作為研究對象，對于每種粒子的運動，均可用“旋轉圓法”找尋臨界情況。

5 高考物理題與教材的典型例題

在教材的編寫中，例題的選擇要具有典型性，強調物理思維和解答的規范性及示范性，并在其基礎上進行拓展與延伸。在復習的過程中，可以引導學生重做典型例題。

例6(2017年全國Ⅲ卷第34題)：如圖5所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實線為t=0時的波形圖，虛線為t=0.5s時的波形圖。已知該簡諧波的周期大于0.5s。關于該簡諧波，下列說法正確的是 。

圖5

A. 波長為2m

B. 波速為6m/s

C. 頻率為1.5Hz

D.t=1s時，x=1m處的質點處于波峰

E.t=2s時，x=2m處的質點經過平衡位置

本題源于教科版《物理選修3-4》第29頁例題，命題者在原型的基礎上加強題設條件，由一個時刻的波形改成了兩個時刻的波形，同時進行拓展與延伸，考查了波速及某個時刻、某個質點所在的位置。

6 高考物理題與教材的“科學漫步”“發展空間”

在人教版教材的“科學漫步”和教科版教材的“發展空間”欄目中，均利用緊密聯系社會、生活、生產、科技等素材，拓展學生視野與思維，讓學生體會到物理是從生活中來，同時也服務于生活。

例7(2017年全國Ⅰ卷第15題)：發球機從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球(忽略空氣的影響)。速度較大的球越過球網，速度較小的球沒有越過球網，其原因是( )。

A. 速度較小的球下降相同距離所用的時間較多

B. 速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大

C. 速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少

D. 速度較大的球在下降相同時間間隔內下降的距離較大

本題源于教科版《物理必修2》第12頁的“發展空間”，命題者把排球運動改成了乒乓球，考查的內容是平拋運動，控制高度相同、初速度不同，比較下降相同距離所用的時間及豎直方向的速度、到達相同水平距離所用的時間。

7 高考物理題與教材的課后習題

教材中的習題是教材編寫者針對本節或本章所學知識與技能而精心篩選打磨出來的練習，具有典型性，結合生活實際應用，為學生的理解、應用能力的提升提供了資源，也為高考命題專家提供了資源。

圖6

例8(2017年全國Ⅲ卷第24題)：如圖6所示，空間存在方向垂直于紙面(xOy平面)向里的磁場。在x≥0區域，磁感應強度的大小為B0；在x<0區域，磁感應強度的大小為λB0(常數λ>1)。一質量為m、電荷量為q(q>0)的帶電粒子以速度v0從坐標原點O沿x軸正向射入磁場，此時開始計時，當粒子的速度方向再次沿x軸正向時，求(不計重力)：

(1) 粒子運動的時間；

(2) 粒子與O點間的距離。

教材原型為教科版《物理選修3-1》第106頁第7題：圖7中PQ是勻強磁場里的一片薄金屬片，其平面與磁場方向平行，一個粒子從某點以與PQ垂直的速度射出，動能是E，該粒子在磁場中的運動軌跡如圖7所示，今測得它在金屬片兩邊的軌道半徑之比是10∶9，若在穿越金屬板過程中粒子受到有阻力大小及電荷量恒定，則該粒子每穿過一次金屬片，動能減少了 ，該粒子最多能穿過金屬板 次。

圖7

對比高考題與教材習題發現，兩道題都是考查帶電粒子在磁場中運動模型，但也不是完全相同，各自的題設條件不一樣，教材原型題的特點為：同一粒子，相同磁場，不同速率；金屬片把磁場分成了兩個區域，兩個區域磁感應強度相同，同一個粒子在兩個磁場區域中運動，由于粒子與金屬片的碰撞而使得粒子在兩個區域的速率不同；高考物理題的特點為：同一粒子，不同磁場，相同速率；去掉了薄金屬片，“不同速率”改成了“相同速率”，“兩個區域磁感應強度相同”改成了“在x≥0區域，磁感應強度的大小為B0；在x<0區域，磁感應強度的大小為λB0”。

總之，教材是高考試題命制素材的主要來源，命題者根據課程標準和考試大綱合理地進行挖掘、衍生。教師要認真鉆研教材中不同欄目的功能，基于教材又高于教材，要站在整體的高度審視教材，做到層次分明，結構清晰，讓同一章節或不同章節的知識與方法交匯成系統，結合教學實際，合理回歸教材，找準切入點，選擇合理的教法，動態生成教學資源，根據不同層次學生需求，有效達成課程目標。