全国新课标理综物理卷试题回望与启示

江西 许冬保(特级教师)

(作者单位：江西省九江市第一中学)

大数据,品微妙。

全国新课标理综物理卷试题回望与启示

以三维课程目标为统领的普通高中课程改革，始于2004年秋，迄今走过13个春秋，历经11年高考。课改成就显著，为素质教育的全面实施和我国人才培养质量的全面提升作出了重要贡献。11年高考命题凝聚命题设计者的匠心与智慧，锐意改革、与时俱进、大胆实践、不断创新，每年均涌现出令人称道的优秀试题。回眸历史，在于汲取精华；触摸考题，在于获得启示。

一、全国新课标理综物理卷回望及评价

纵观11年高考，理综试卷结构在不断优化，考查内容更趋科学臻美。由国家考试中心设计的全国新课标理综卷，2007-2009年由宁夏率先实行；2010年后使用全国新课标理综卷的省市增加到16个；2013年全国新课标理综卷分为卷Ⅰ、卷Ⅱ；2016年开始出现全国卷Ⅰ、卷Ⅱ和卷Ⅲ。2017年《考试大纲》进行重大调整，将选修3-5由原来的选考内容调整为必考内容，旨在完善知识结构，为新一轮课程改革护航。

2017年高考使用全国卷Ⅰ的省有：山西、河南、河北、湖南、湖北、江西、安徽、福建、广东、山东；使用全国卷Ⅱ的省(区、市)有：宁夏、黑龙江、吉林、辽宁、新疆、内蒙古、青海、甘肃、重庆、陕西；使用全国卷Ⅲ的省(区)有：四川、广西、云南、贵州、西藏。

近年来，高考命题坚持立德树人、突出高考的思想性和育人功能，引导考生科学素质的培养，科学设计试卷蓝图。命题依据《考试大纲》和《考试说明》，试题设计科学合理，试题突出基础性、增强综合性、加强应用性、体现创新性等方面的改革，符合国情。图1为2010-2017年理综物理卷Ⅰ总体难度柱形分布图，可以看出物理试卷的总体难度起伏不大，平均难度值为0.451，整卷难度稍偏大。

二、2017年全国高考理综物理卷简评

研究2017年全国新课标卷Ⅰ、卷Ⅱ和卷Ⅲ，参考国家考试中心对2017年高考理综物理试题的评价，做如下简评：

1.落实考试大纲增加内容，科学设计试卷蓝图

选修模块3-5列为必考内容，这是自2007年新课标高考以来最大的一次调整。参考学生，对于动量、近代物理学部分的考查格外关注。考后表明，试题对增加内容的考查，其综合度、难度、呈现方式(均为选择题)等把控较好。特别值得一提的是，动量定理的考查非常灵活，考生亦可以应用牛顿定律求解，如全国卷Ⅰ第25题，应用动量定理求解第一问，简洁明快。为优秀考生搭建了较好的平台。总之，动量及近代物理学部分内容的考查，定位准确，保证大纲修订平稳落地。

图2为2017年全国新课标3份试卷，各模块考查权重分布图。共同的特点是，必修1及选修3-1为重点考查的内容。横向比较，全国卷Ⅰ，必修1、必修2、选修3-1考查权重分别为10%、16.4%、43.64%；全国卷Ⅱ相应的考查权重分别为21.82%、16.4%、37.27%；全国卷Ⅲ相应的考查权重分别为29.09%、10.91%、30.0%。数据表明：全国卷Ⅰ，考点难度偏大，主观上命题难度加大；全国卷Ⅲ，加大了对必修1的考查力度，必修2及选修3-1相比全国卷Ⅰ、卷Ⅱ，难度较小；全国卷Ⅱ难度恰好处在卷Ⅰ、卷Ⅲ之间。

2.试题坚持立德树人，展现我国科学技术的成就

试题情境设计，注意结合我国的重大科技成就，展示我国科学技术的进步，如全国卷Ⅰ以我国在托卡马克核聚变研究方面的最新成果为背景考查核能的计算；全国卷Ⅲ以“天舟一号”与“天宫二号”交会对接为背景考查引力定律的应用，试题背景材料有利于激发考生的民族自信心和自豪感，兼顾了育人的功能。

3.试题通过创新考查方式，落实高考评价体系要求

1)采集需求定制模块：主要实现的功能是在服务器端针对采集需求创建数据库，并将设计的采集表生成带有输入项的采集表单。

试题增强考试内容的基础性、综合性、应用性和创新性，落实高考“1体4层4翼”的评价体系要求。试题通过创新考查方式，有效地考查了考生的关键能力与核心素养。试卷淡化知识的覆盖面，多处的数据运算，有效地考查了考生的基本素养。试题加强对基本概念、基本规律的考查，强调基础性。试题强调理论联系实际，注重与现代社会、生活、科技等方面的联系，有利于培养考生学以致用的意识和躬身实践的能力。全国卷Ⅱ第21题以某同学自制的简易电动机为情境，考查考生的实践能力(无论线圈如何绕，通电前线圈的重心总在其下方)。

4.增强探究性和开放性，考查创新意识与实践能力

探究能力是中学教学与高考考查的重要方面。通过设计新颖的实验情境，以问题为导向，要求考生将已经掌握的实验理论和技能结合起来，完成新的实验问题。如全国卷Ⅰ第22题滴水计时器，考查考生对打点计时器纸带实验方法的迁移能力。全国卷Ⅱ第23题属于利用电桥原理测微安表内阻的创新实验方法。

三、选择题命题评价与启示

理综物理卷共8个选择题，计48分，权重43.6%。这一布局自2007年始坚持至今。11年来，选择题的结构有所变化。2003年选择题由混合编排调整为有序排列。2016年全国卷Ⅰ“4单+4多”，2017年全国卷Ⅰ又回归到往年“5单+3多”的结构。全国卷Ⅱ及卷Ⅲ皆如此。

由于2017年考试大纲的调整，选择题已打破“4力+4电”的格局，动量(全国卷Ⅱ除外)及近代物理学部分均进行了考查。表1为2017年全国3份试卷选择题考点统计。分析可知，2017年全国卷Ⅰ选择题计算量稍大，全国卷Ⅱ试题稍陈旧，全国卷Ⅲ稍简单。其中直线运动及交变电流未进行考查。电磁感应考查的比较简单，物理学史试题再度空缺。意想不到的是全国卷Ⅰ万有引力方面的试题空缺。

表1 2017年全国3份试卷选择题考点统计

如果从历年试题考查的难度和深度两方面进行分析，涉及万有引力定律应用的试题难度较大，如2012年全国卷Ⅰ的矿井处重力加速度的确定、2016年全国卷Ⅰ的3颗同步卫星的信号覆盖，均是当年选择题中难度最大的试题。这表明，高考并非淡化引力定律的考查，而更大的可能是苦于题库中没有合适的试题(猜想)。近年来物理学史方面的试题空缺，亦可能是同样的原因。

选择题作为一种客观性试题，能有效地考查考生的理解能力及逻辑推理能力。尤其是多选题，对考生概念及规律掌握的程度；对模型建构、科学推理及科学论证等思维能力的鉴别；对考生思维缜密性和灵活性的考查等方面有较好的区分功能。

近几年来，选择题不回避重点，不刻意追求知识覆盖，同一知识点重复考查较为常见。试题在定性或半定量考查方面加大了力度，试题所涉及的物理过程并不复杂，全国卷Ⅰ侧重情境的创新，推理分析与数学运算相统一，能力考查的层次要求相对较高。选择题正确选项的分布、排列，具有较大的随意性，考前不可做无意义的猜测。

四、实验题命题评价与启示

实验题分为2个小题，总分15分，权重13.6%。表2为2013-2017年实验题考查内容统计。统计表明，大多数年份的小分值题为力学题，高分值题为电学题。图3为2010-2017年实验试题难度分布柱形图。该图表明，近 5年来试题难度变化大，其中2015年难度最大。

表2 2013-2017年实验题考查内容统计

实验试题要求考生灵活地应用学过的理论、实验方法、仪器去处理新的实验问题。实验试题重视实验思想与方法的考查，2017年全国卷Ⅰ试题取材源于教材但高于教材。只有认真做过考纲规定的实验，理解实验原理、思想及方法，掌握实验操作技能及具备实验分析和深入思考能力的考生，才能顺利解答实验试题。2017年全国卷Ⅰ实验试题难度较大，命题思路值得关注。

近年来实验试题考查重点主要有：纸带类实验求速度及加速度、电阻及仪表电阻的测量、电源电动势及内阻的测量、传感器的应用等。对图象方法处理实验数据、误差分析、有效数字等方面均有较高的要求。从历年考查内容来看，相对误差的计算应列为复习的内容。

五、计算题命题评价与启示

计算题分2道小题，共32分，权重29.1%，这一格局自2007年以来，坚持至今。但是，2道小题的分值是动态的，近5年来，2道小题的分值分配有“13+19” “14+18” “12+20”3种情形。其中，全国卷Ⅰ2014年、2015年及2017年分值分配均为“12+20”的情形。当然分值的分配与2个小题的难度有关。如图4所示，为2010-2017年2道小题的难度分布折线图。由图可知，2道小题的难度有比较明显的差距，第24题的难度大多在0.4以上；第25题作为压轴题，其难度一般处于0.3以下。

表32013—2017年全国理综物理卷计算题考点分解与统计(表中●、▲分别表示第24、25小题)

年份考查内容2013年2014年2015年2016年2017年卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅲ卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅲ累计质点的直线运动●▲●●▲▲●▲●▲▲11牛顿运动定律●▲●▲●●●▲▲●●▲●▲▲●▲●▲19机械能●▲▲●▲▲●●▲9曲线运动●▲▲●▲▲●●8万有引力定律电场▲●▲●▲▲6电路▲▲●●●▲6磁场▲●●●▲●6电磁感应▲▲●●▲5碰撞与动量守恒

表3为2013-2017年计算题考点分解与统计。在一道题的解答中(参照考试中心的解答过程)，由所列方程所依据的原理，将考点分解到相应的考查内容(主题)中。由表3可知，牛顿运动定律考查的概率最大，其次是直线运动、机械能、曲线运动，表明试题突出力学的基础性地位及方法论价值，体现了“必备知识、关键能力、学科素养、核心价值”等4个层次课程目标的考查。

2017年全国卷Ⅰ，第24题，总分12分，通过阅卷抽样，该题均分为5.02分(剔除零分者，均分为7.05分)，难度值为0.418。试题涉及的知识点有机械能及功能原理(能量观念)，能力层级为理解。但是数学运算繁琐，要求稍高，得分低，暴露考生的数学运算水平偏低，基本学科素养较差。

计算题具有高端区分的特殊功能。计算题能有效地鉴别考生对问题解决所达到的能力层级及思维品质，有利于测量较高层级的能力水平和核心素养。特别是压轴题，通过复杂的物理过程，能有效地考查考生的分析综合能力及应用数学处理物理问题的能力。我们知道，一个物理问题的形成与解决大致需要经历三个过程，一是利用物理学的语言对问题进行描述，即认识问题；二是对问题进行简化、抽象、建构物理模型，即物理建模；三是选择合适的物理规律、应用数学工具经推导演算解决问题，即解题过程。2017年新课标卷的3道压轴题，涉及的考点并不多，但过程复杂，试题并非关注最后的推导演算过程，而是力求将能力的考查涵盖物理问题形成及解决的全过程。

基于核心素养统领下的高中物理教学目标，在于进一步促进学生物理核心素养的养成和发展，逐渐形成经典物理的物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念等；具有建构物理模型的意识和能力，能正确运用科学思维方法，从定性和定量两个方面进行科学推理、找出规律并形成结论，并能解释自然现象和解决实际问题；具有科学探究的意识和探究的能力(理论与实践相结合)；能正确认识科学的本质，促进可持续发展的责任感。

能力的培养和科学素养的提升，不可能是一蹴而就的。在平时的物理学习中，应该重点关注最基本的能力要求，最关键的学科能力。要在解题的全过程中，不断提高知识的运用能力、独立思考的能力、分析与综合的能力。

六、选考题命题评价与启示

选考题分2个小题，总分15分，权重13.6%。选考题的出现是新课程改革的重大举措。2011年选考题的选择题由4个选项增至5个选项，并实行错选倒扣分制。图5为2010-2017年选考题难度分布折线图(由于考生群体不同，统计数据仅供参考)。从图5中可以看出，除了2010年、2015年及2017年外，其余年份2个选修模块的试题难度相差较大。由于2017年选修3-5不再作为选考内容，图5中未列入过去选修3-5选考题的统计数据。2017年可能有较多重点中学的考生选择了选修3-3，这使得总体得分较往年要好，同时也反映出选考试题的设计水平趋于成熟。

多年来，选考题坚持重点知识重点考查的原则，选修3-3重点考查气体实验定律及热力学定律；选修3-4重点考查波动图象、波的叠加及光学中的折射定律、全反射等知识点。总体上选考试题难度居高不下。2017年选考题设计有4个特点：(1)试题情境源于教材，如全国卷Ⅰ第33(1)题，考查氧气分子速率分布曲线；全国卷Ⅱ第33(1)题，考查理想气体的自由膨胀。(2)试题重视情境的创设，如全国卷Ⅱ第33(2)题考查热气球的运动；全国卷Ⅲ第33(2)题考查测压计。(3)试题涉及变质量问题的处理。全国卷Ⅱ第33(2)题，根据盖—吕萨克定律及质量的定义式，得到气体密度与热力学温度的关系式。这一解题思路回避了克拉珀龙方程，但是原解答对密度与热力学温度的关系式的导出过程，显得非常突兀。(4)选修3-4试题均为光学题，数学运算量稍大。

综上分析，在复习中要重视发挥教材的作用(必考部分的复习亦是如此)。对于教材中的图、表、例题、思考与练习题等进行全方位的复习；其次，对于热学中的气体状态变化的处理，涉及变质量问题，若补充克拉珀龙方程等相关知识，可能会提高考生分析、解决问题的能力。最后，对学有余力的考生，最好兼顾选修3-3及3-4的共同学习，这对于形成扎实的学科观念、宽阔的学科视野以及综合的学科素养是大有益处的。

(作者单位：江西省九江市第一中学)