杨 君 任 涛
(北京教育考试院,北京 100083)
本文结合2012年和2013年北京市高考理综卷第24题的命题内容及考试情况,管窥北京市高考物理压轴题的试题特色以及能力考查的方式转变.
匀强电场的方向沿x轴正向,电场强度E随x的分布如图1所示,图中E0和d均为已知量.将带正电的质点A在O点由静止释放.A离开电场足够远后,再将另一带正电的质点B放在O点也由静止释放.当B在电场中运动时,A、B间的相互作用力及相互作用能均为0;B离开电场后,A、B间的相互作用可视为静电作用.已知A的电荷量为Q,A和B的质量分别为m和.不计重力.
图1
(1)求A在电场中的运动时间t;
(3)为使B离开电场后不改变运动方向,求B所带电荷量的最大值qm.
(1)分层设问.北京市高考理综卷物理非选择题的一个显著特点是分层设问,该题亦是如此.分层设问,难点分散,层层引导,逐步深入,使各层次的考生都有展示自己能力的空间.
(2)难度递进.考后的统计数据表明,2012年第24题3问的难度分别为0.56、0.15、0.05.2011年第24题3问的难度分别为0.46、0.11、0.09.2010年第24题3问的难度分别为0.56、0.47、0.06.从中可以看出,分层设问难度系数递减,难度逐步增加.
(3)能力综合.从不同的设问角度和方式既考查学生的推理能力、应用能力和探究能力,又考查考生思维的灵活性和深刻性,同时对中等考生和高分段考生都有良好的区分作用.
需要指出的是,虽然分层设问能够为学生搭好台阶,引导学生思维,但也不可避免的导致对学生的独立思考及探究能力考查的不足.为培养学生联系生活实际、建立物理模型以及独立思考问题的能力,可以考虑在第24题的考查功能上加以深化和完善.
2012年北京市理综卷第24题难度分布和相关分析,分别见图2、表1.
图2
表1
(1)从各问的难度分布曲线可以看出,各问难度逐渐增加,承载不同分数段的区分功能.其中,第1问主要用于一本线以下考生的区分;第2问对一本线以上的考生有良好区分;第3问则主要用于理综卷得分高于240以上的高分考生的区分.
(2)各问的0分率偏高.第1问难度较低,但仍有30%的考生得0分,这应归因于该题的位置难度,部分考生因畏难而主动放弃.第2问和第3问的0分率较高,尤其是第3问,只有7%的考生能得分,绝大部分考生未作答.
对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质.
(1)一段横截面积为S、长为l的直导线,单位体积内有n个自由电子,电子的电荷量为e.该导线通有电流时,假设自由电子定向移动的速率均为v.
(a)求导线中的电流I;
(b)将该导线放在匀强磁场中,电流方向垂直于磁感应强度B,导线所受安培力大小为F安,导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F,推导F安=F.
(2)正方体密闭容器中有大量运动粒子,每个粒子质量为m,单位体积内粒子数量n为恒量.为简化问题,我们假定:粒子大小可以忽略;其速率均为v,且与器壁各面碰撞的机会均等;与器壁碰撞前后瞬间,粒子速度方向都与器壁垂直,且速率不变.利用所学力学知识,导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系.
(注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明)
(1)基于同一物理思想,研究不同物理问题.2013年北京市高考理综卷第24题将宏观和微观结合起来,以微观实质解释宏观现象,从微观机制推导宏观物理量,立意宏大,视野开阔.
(2)能力考查综合、深入.不仅能综合考查考生的理解、推理及应用能力,还能考查他们在自主学习中的独立思考和探究能力.如第(2)问,没有为考生搭设思维台阶,从而较深入地考查考生的自主探究能力.
(3)以推导的形式设问,考查考生的推理能力、逻辑思考能力,同时又考查了学生的思维习惯和语言组织能力.
2013年北京市理综卷第24题难度分布和相关分析分别见图3、表2.
图3
表2
(1)各问的难度曲线表明,试题兼顾了全员区分和高端区分.第1问中的(a)、(b)两问对理综卷得分在260以下的考生区分明显.第2问则主要用于对一本线以上、尤其是理综卷得分在250以上的高分学生的区分.
(2)难度适中,区分度良好,且0分率下降.对比表1和表2可以看出,整题的0分率由30%下降到18%.需要指出的是,第(1)(a)问的0分率高达32%,说明由于本题的位置难度,仍有相当数量的考生在不审题、不看题的情况下就放弃了作答.
对比分析2012年和2013年北京市高考理综卷的物理压轴题(有关难度分布情况如图4所示),可以看出,基于能力立意的考查方式已有所调整.具体表现在如下几个方面.
图4
(1)在常规中力求突破,平稳中体现创新.对比两年的试题难度分布曲线可以看出(如图4所示),曲线大致相同.细看各问的难度分布曲线各有不同,在区分上都能兼顾中等和高分段考生的区分,体现了北京卷稳中求新、稳中求变的特色.
(2)深化能力立意,注重考生的自主探究能力考查.这也是实施素质教育和新课程改革的理念.2013年理综卷第24题的第(2)问,打破了以往的搭台阶设问的传统,深入考查了考生的自主学习过程中的探究能力,考查了学生依据物理情景的建模能力,这也是2013年试题在深化能力考查上新的大胆尝试.
(3)试题素材新颖,设问方式灵活.注重考生的物理思想和方法的考查,注重考查考生对学科知识的整体掌握.2013年北京市理综卷第24题打破以往单一物理情景的命题方式,将宏观和微观结合起来,以微观实质解释宏观现象,从微观机制推导宏观物理量.在这一立意下,考查了电磁学和力学两个物理情景,命题视野开阔,知识考查全面.
(4)总体难度下降,各层次的学生都有发挥的空间,让更多的考生敢于动手做题,减小空答率.这不仅有利于引导中学物理教学摒弃题海、回归教材、重视学生学科素养的培养,同时也是顺应高等教育普及化的现状和高考服务于全体考生的要求.
1 北京教育考试院.高考北京卷考试说明(2013版)[M].北京:开明出版社,2012:234-237.
2 北京教育考试院.高考北京卷理综试题分析(2012版)[M].北京:开明出版社,2012:180-184.
3 北京教育考试院.高考北京卷理综试题分析(2011版)[M].北京:开明出版社,2011:222-226.
4 北京教育考试院.高考北京卷理综试题分析(2010版)[M].北京:开明出版社,2010:218-221.