對2018年全國高考物理I卷第21題的思考及其啟示

時藝瑋

高考是大規模選拔人才的一種途徑，直接影響考生的教育前途.在此期間令我最興奮的事情就是第一時間拿到高考題，看看考查了哪些知識、方法、能力，同時檢驗一下自己處于哪個層次級別.新穎、別致的題總會發人深省，2018年理綜全國I卷第21題給我留下了深刻的印象，考點曾幾次出現在近年來的考題中.下面我談談對此題的理解.

?一、題目呈現

圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強電場內間距相等的一組等勢面，已知平面b上的電勢為2V，一電子經過a時的動能為10eV，從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV.下列說法正確的是（? ）.

A.平面c上的電勢為零

B.該電子可能到達不了平面f

C.該電子經過平面d時，其電勢能為4eV

D.該電子經過平面b時的速率是經過d時的2倍

?二、對此題的思考

1.科學性的思辨過程.

讀完此題，我得到的信息是電子在勻強電場中運動.那么除電場力外是否要考慮其他力呢？首先，電子的重力一定是忽略不計;其次，β射線穿透能力較強，盡管電子動能為10eV時速度的數量級為105m/s，但聯想到諾貝爾物理學獎獲得者丁肇中提出電子的半徑是無法測定的，且證明電子的半徑小于10-19m，所以空氣阻力也應該忽略不計.其實，無論是否考慮空氣阻力都不影響最終的結論.

2.解析過程.

A選項，電子從a到d的過程中克服電場力做功為6eV，所以電場方向水平向右，相鄰等勢面之間的電勢差均為2V，所以平面a、b、c、d、e平面的電勢分別為4V、2V、0V、-2V、-4V，故A正確.由于電子不一定垂直等勢面進入，可能做曲線運動，也就是類斜上拋運動理想模型，所以可能到達不了f平面，故B正確.C選項，電子在平面d的電勢能Epd=qφd=2eV，故C錯誤.D選項，只有電場力做功時，動能和電勢能之和保持不變，且等于6eV，電子經過b、d平面時的動能分別是8eV和4eV，所以該電子經過b平面的速率是經過d平面的 2 倍，故D錯誤.綜上所述，選項AB是正確答案.

3.對命題立意的揣測.

此題對電場、等勢面、電場力做功、電勢能與動能的轉化與守恒的考查比較基礎，由于這些概念抽象難懂，涉及的表達式還有正負號問題，對它們的理解和應用容易停留在似是而非的層面.對曲線運動的考查較為隱蔽，命題者隱藏了粒子運動軌跡，在考場緊張的環境下讓考生自己通過發散思維想到曲線運動中的斜上拋運動模型分析得出正確答案，無疑加大了難度，考查的難點應該是B選項.當然，此題明確標識為多選題，從優秀學生和教師的視角來看，用排除法也很容易得出正確答案，但對于一般的考生來講困難還是很大的，這也是將此題作為最后一道選擇題的原因吧.

?三、啟示

高考把對能力的考查放在首位，通過考查知識及其運用來鑒別考生能力的高低.縱觀近幾年的高考試題，對曲線運動的“最高點”速度不為零，也就是斜上拋運動理想模型的考查也頻繁出現.比如，2011年全國高考理綜新課標卷第15題同樣考查了曲線運動但沒展示運動軌跡.

題目呈現：一質點開始時做勻速直線運動，從某時刻起受到一恒力作用.此后，該質點的動能可能（? ）.

A.一直增大

B.先逐漸減小至零，再逐漸增大

C.先逐漸增大至某一最大值，再逐漸減小

D.先逐漸減小至某一非零的最小值，再逐漸增大

此題中對D選項的考查與2018年高考題對B選項的考查方式完全相同，因為這個選項的設置使得此題得分率較低.出現這個結果的根本原因是學生在分析的過程中太過熟悉的直線運動首先浮現在眼前，對于曲線運動的研究方法的理解只停留在表面，沒有內化為能力，無法與生活中常見的斜上拋模型相對應.

總之，想學好物理，不僅要記住概念規律，還要理解概念規律的內涵和外延，能探究物理過程的實質，明確基本模型的本質與變化，善于將生活中的“原型”抽象成物理模型，掌握解決問題的方法技巧.