高考物理试题失范举隅

(1. 江西省九江第一中学，江西 九江 332000； 2. 陕西师范大学出版总社，陕西 西安 710062)

高考作为全国统一招生考试，其严肃性、权威性不言而喻。高考物理试卷质量的优劣，关乎高校录取新生的质量、中学物理教学的走向。因此，对高考试题进行评价是一项有实际意义的研究课题。

1 试题规范概述

“规范”在《辞海》中有两种含义：其一为标准或法式；其二为模范或典范。[1]显然，考试命题规范可解读为考试命题“标准”，“标准”即指衡量事物的准则，因此命题规范乃命题准则，试题的科学性、规范性、严谨性直接影响试题的质量。

试题的科学性是指试题所涉及的情境真实、模型合理、数据正确、信息自洽等。[2]试题的规范性是指试题所涉及的知识内容符合物理学科的特点，与学生习得的知识相吻合，文字表述合理、清晰、准确等，并与相应的题型结构、功能相一致。试题的严谨性是指试题所涉及的文本、数据、条件、图形、图像、表格、设问等呈现缜密，无漏洞、歧义及差错等，同时答案正确无争议，赋分合理公平等。为表述简洁，本文中对试题在某一方面的不足，均认定为失范。

2 试题失范举隅

2.1 是万有引力常量还是引力常量

例1(全国Ⅰ卷第20题)：2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星( )。

A. 质量之积 B. 质量之和

C. 速率之和 D. 各自的自转角速度

评析：该题的问题在于物理量表述的失范。“万有引力常量”与中学教材表述不一致，中学教材称为“引力常量”或“引力常数”。[3][4]在大学力学教材中，称“万有引力常量”或“引力常量”。[5]由于试题的考查对象是高中生，因此试题关于物理量的表述，应尽量与中学教材表述一致。

2.2 是静止位置还是平衡位置

图1

例2(全国Ⅰ卷第15题)：如图1所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态。现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动。以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像(如图2)可能正确的是( )。

图2

评析：该题中“P离开静止位置的位移”的说法欠妥。显然，试题中的“静止位置”是指原静止状态时的位置。但容易误解为施力后的物块在原来的位置仍然是“静止状态”，或误认为速度为零的状态即为静止状态，可能会对学生关于“运动与相互作用”的认知带来负面影响。

“静止”要求同时满足速度为零、合力为零的条件。如振动物体经过原静止位置，往往说成是经过“平衡位置”，而没有经过“静止位置”这一说法。在“百度”检索中没有收录“静止位置”的词条，只有“平衡位置”，本题将“静止位置”改为“平衡位置”可能更为妥当。

2.3 应补充空气阻力忽略不计的条件

图3

例3(全国Ⅰ卷第18题)：如图3所示，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为( )。

A. 2mgRB. 4mgR

C. 5mgRD. 6mgR

评析：本题若不计空气阻力，答案为C。若计入空气阻力，机械能增量有一范围，即3mgR<ΔE<5mgR，则选项为B。因此，试题有必要补充条件：“不考虑空气阻力”。另外，“一质量为m的小球”若改为“一质量为m的物块”似乎更妥，因为小球的滚动，会带来转动动能的介入，已不在中学讨论之列。

2.4 是T-V图像还是V-T图像

例4(全国Ⅰ卷第33(1)题)：如图4所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体，下列说法正确的是( )。

A. 过程①中气体的压强逐渐减小

B. 过程②中气体对外界做正功

C. 过程④中气体从外界吸收了热量

D. 状态c、d的内能相等

E. 状态d的压强比状态b的压强小

图4

评析：问题在于图像呈现的失范。图像中的纵、横坐标所表示的物理量不合常规，理由如下：

(1) 热学中核心的概念是温度，[6]温度测量的逻辑基础是热力学第零定律。[7]热力学第一定律是能量转化与守恒定律表现，热力学第二定律是熵所遵循的法则，热力学三定律都和温度紧密联系。

(2) 温度是物理学中规定的七个基本物理量之一。国际计量委员会对基本物理量是这样定义的：物理量是通过描述自然规律的方程或定义新的物理量的方程而相互联系的。因此，可以把少数几个物理量作为相互独立的，其他的物理量可以根据这几个量来定义。温度作为基本的物理量与其在热学中的基础性地位是分不开的。对于一定质量的理想气体来说，压强、体积和温度三个状态量在热力学系统中的地位是“平等”或“平行关系”，并非力学中的位移、速度和加速度之间存在数学上的导出关系。[8]气体实验定律中的查理定律及盖-吕萨克定律，均以热力学温度为自变量。其缘由可能是以热力学温度作为自变量给实验带来了操作和测量的方便。

(3) 图像法作为实验数据处理的重要方法，其坐标轴物理量的约定应与实验要求及坐标系数学意义相吻合，即横坐标表示自变量，纵坐标表示因变量。这可能就是在热学教材中，有V-T图像而无T-V图像的缘由。

综上所述，该题将T-V图像修改为V-T图像可能更合乎热学研究的传统。

2.5 应补充液体的饱和汽压忽略不计的条件

图5

评析：对容器内活塞上方及下方的气体为对象，根据玻意耳定律及力的平衡条件可求出液体的质量。

该题的问题在于情境设计或条件的失范。流入的液体在密闭容器中，会产生蒸气，该蒸气对应一个压强，蒸气可能形成饱和汽或非饱和汽。这样问题便复杂了，需要应用道尔顿分压定律及克拉珀龙方程求解。[9]因此，若增加“不考虑流入液体的汽化”或“不计液体蒸气的气压”，则试题就没有歧义。

2.6 应补充电子重力忽略不计的条件

例6(全国Ⅰ卷第21题):图6中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2V。一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV。下列说法正确的是( )。

图6

A. 平面c上的电势为零

B. 该电子可能到达不了平面f

C. 该电子经过平面d时，其电势能为4eV

D. 该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍

评析：该题的问题在于“电子的重力忽略不计”的条件缺失，使试题的效度、区分度大为降低。对于中等基础及其以下的考生，受力学问题分析的习惯，会不假思索而计入重力，则选项B容易确定。而对于基础稍好的考生来说，若忽略重力，则由于试题文字诱导，使部分考生误认为，电子自左水平向右运动，这样电子一定能到达平面f，则导致选项B漏选。因此，该题增补条件：“不计电子所受的重力”十分必要。

补充说明的是，在2018年全国Ⅰ卷第25题、全国Ⅱ卷第25题、全国Ⅲ卷第24题，试题均附有“不计重力”或“不计重力影响”的条件，这表明高考大题在命题审查过程中会更加严格。

3 结语

高考是一种选拔性考试，而不是目标参照测验。因此，试题的科学性、规范性、严谨性等方面不容小觑。审视2018年全国理综物理卷，试题以“一核四层四翼”的高考评价体系为依托，严格遵循考试大纲，聚焦学科主干内容。试题总体质量较高，有效助推了高中物理课程改革，彰显素质教育的鲜明导向。文中所列失范，反映试题在某些方面的不足，仅供参考。