在常规中微创新，在情境中考素养

董翠敏

对一些省份而言，2020年处于高考改革过渡时期，再加上新冠肺炎疫情的影响， 高考除了要落实立德树人这一根本任务之外，还要承担起稳定大局这一使命。这一点在2020年物理高考全国卷中体现得尤为明显。笔者通过梳理全国卷三套试题的考点，发现2020年物理高考试题有以下两个特点。

特点一：“稳”字当头，紧扣主干知识

2020年物理全国卷的最大特点是“稳”，主要表现在以下三个方面。

（1）题型稳定。三套试题的选择题部分均是“5单选+3多选”的模式，考点覆盖力、电、磁以及原子物理，考点均衡，覆盖面全。实验题和计算题均是力和电、磁交替出现。选修部分依然是“1选择+1计算”或者“1填空+1计算”。

（2）考点稳定。考查的内容以主干知识为主，注重试题的基础性和应用性，侧重对必备知识和关键能力的考查。比如三套试题均考查了动量、动力学问题、万有引力以及电磁学等常规考点。

（3）继续凸显情境化试题在高考中的作用，体现了物理与生活、社会、科技的紧密联系。全国卷三套试题中出现的具体情境有安全气囊、荡秋千、我国自主研制的运-20重型运输机、高频焊接、摩托车越野赛、CT扫描、特高压输电技术、潜水钟、“嫦娥四号”探测器等。平均一套试题中约有3个试题与具体的情境有关。

特点二：“新”字为辅，彰显选拔功能

高考试题承担着服务选才的功能，为了区分不同层次的学生，2020年物理全国卷同样进行了创新，主要表现在以下三个方面。

在试题顺序上进行创新。往年物理实验题均是“1力1电”，并且“力小电大”，力学实验在前面，电学实验在后面。2020年全国Ⅰ卷物理实验题是“电小力大”，并且电学实验在前面，力学实验在后面。

在试题呈现形式上进行创新。考生对于带电粒子在有界磁场中的问题比较熟悉，而有界匀强电场问题则出现得比较少。2020年全国Ⅰ卷中的第25题以圆形匀强电场为背景进行考查，由此可见，在高考试题的命制过程中，“迁移思想”同样发挥了重要作用。

在试题情境上进行创新。2020年我国发生了新冠肺炎疫情，在检测新冠肺炎的过程中用到的一些检测仪器与物理密切相关。比如全国Ⅱ卷中的第17题以CT扫描为情境，考查了带电粒子在电磁场中的运动。同学们在备考过程中，要关注重大的社会问题以及与物理相关的实际应用问题。

研究试题特点，是为了更高效地进行备考。2020年物理高考全国卷，为我们接下来的备考提供了思路和方向。

一、深研新课标，才能准确把握高考命题方向

【例1】（2020年全国Ⅰ卷第17题，6分）图（a）所示的电路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C两端的电压UC。如果UC随时间t的变化如图（b）所示，则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中，正确的是（ ）

【解析】根據电容的定义式可得电容器两端的电荷量q=CUC，根据电流的定义式可得I=，再结合欧姆定律可得R两端的电压UR=R=R=R=，根据图像可得0～1s和2～3s内，=0;1～2s内，=k（斜率）;3～5s内，=-，所以此题选择A。

【评价】此题以电容器的充放电现象为背景，考查了电容、电流的定义式以及欧姆定律，同时考查了学生的读图能力和获取信息的能力。观察电容器的充放电现象是新课标增加的一个学生必做实验，而对这一实验的考查是以选择题的形式进行的，应引起足够的重视。同时，新课标的变化会在高考试题中逐渐体现，应加强研究。

【备考建议】

1.研究新旧课标的变化，重视对新课标中新增内容的复习，并增加与之相关的复习时间。

2.对比新旧课标并列出清单，据此调整复习节奏，精确把握备考方向。

3.物理是以实验为基础的学科，高考试题对物理实验的考查可能会以选择题的形式出现。

二、情境化是高考命题的趋势，亦是拉开差距的关键

【例2】（全国Ⅱ卷第21题，6分）水平冰面上有一固定的竖直挡板，一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上，他把一质量为4.0 kg的静止物块以大小为5.0 m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度;物块与挡板弹性碰撞，速度反向，追上运动员时，运动员又把物块推向挡板，使其再一次以大小为5.0 m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推物块后，运动员退行速度的大小大于5.0 m/s，反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力，该运动员的质量可能为（ ）

A.48 kgB.53 kgC.58 kgD.63 kg

【解析】由于不计冰面的摩擦，在运动员推物块的过程中，系统动量守恒;物块和挡板发生弹性碰撞，碰撞结束后，物块会原速率返回。设运动员的质量为M，物块的质量为m，运动员第一次推出物块后，运动员获得的速度为v1，物块的速率为v0，根据动量守恒可得Mv1=mv0，解得v1=;设第二次推出后，运动员的速度为v2，根据动量守恒可得Mv1+mv0=Mv2-mv0，其中Mv1=mv0，解得v2=.。

由此可知，从第一次推出物块以后，每多推一次，运动员的动量就增加2mv0，当推了n次后，运动员的速度vn=，根据题意可知v7<5m/s，v8<5m/s，代入表达式可得52kg

【评价】此题以滑冰运动员推物块为情境，考查反冲过程中的动量守恒问题，从实际情境出发，过程较多，题干较长，考查了学生的建模能力、推理能力和综合分析能力。能否在较短的时间内建立物理模型并计算出结果是解答此题的关键。

【备考建议】

1.课后增加对科普文章的阅读量，提升阅读速度，以适应题干较长的高考试题。

2.注重收集物理与生活、社会、科技相关的素材，将物理与实际应用进行有效链接，提升解决实际问题的能力以及物理核心素养。

3.从审题能力、信息加工能力、模型建构能力入手，多方面提升自己的综合能力，以适应情境化问题的特点。

三、基本的数学素养水平，是影响做题速度的关键因素

为了拉开差距，高考试题会从计算量上做文章。最基本的精算能力和估算能力是学生必须要提高的关键能力。

【例3】（全国Ⅱ卷第33题，10分）潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒;工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下，如图所示。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g，大气压强为p0，H>>h，忽略温度的变化和水密度随深度的变化。

（1）求进入圆筒内水的高度l;

（2）保持H不变，压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为p0时的体积。

【解析】（1）设潜水钟放入水下后筒内气体的压强为p1，由玻意耳定律和题给条件得p1（h-l）S=p0hS，p1=p0+ρg（H-l）;考虑到H>>h>l，解得l=h 。

（2）设水全部排出后筒内气体的压强为p2，压入的空气在压强为p0时的体积为V，根据题意可得p2=p0+ρgH，p1（h-l）S+p0V=p2hS，联立方程解得V=。

【评价】此题以潜水钟的应用为情境，考查了玻意耳定律，涉及变质量的问题。解决此题的关键是理解并能恰当应用题干中的两个条件：第一个条件是“工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下”，说明在水面上潜水钟内气体的压强为p0;第二个条件是“H>>h”，这个条件是导致学生解不出此题的关键因素。

【备考建议】

1.平时主动适应情境，提升自己的估算能力和水平。

2.努力提升心理素质，对自己的计算能力和水平有较清楚的认识。估算问题会增加考试过程中的不确定度，影响做题速度。这就要求学生有较强的心理素质，对试题中的条件有恰当的理解。

3.平时增加练习题的计算量，努力提升运算速度和准确度。

四、将高中物理规律进行融会贯通，灵活应对创新实验的考查

利用牛顿第二定律和运动学公式可以推导出动能定理和动量定理，探究牛顿第二定律的实验装置也可以探究动能定理和动量定理，尽管新课标中并没有把验证动量定理这个实验列为学生的必做实验，但是对动量定理的考查依然属于对核心规律的考查。

【例4】（全國Ⅰ卷第23题，9分）某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。

实验步骤如下：

（1）开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间________时，可认为气垫导轨水平;

（2）用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块（含遮光片）的质量m2;

（3）用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块;

（4）令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12;

（5）在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I=________，滑块动量改变量的大小Δp=________;（用题中给出的物理量及重力加速度g表示）

（6）某次测量得到的一组数据为：d=1.000 cm，m1=1.50×10-2 kg，m2=0.400 kg，Δt1=3.900×10-2 s，Δt2=1.270×10-2 s，t12=1.50 s，取g=9.80 m/s2。计算可得I= N·s，Δp=kg·m·s-1;（结果均保留3位有效数字）

（7）定义δ=||×100%，本次实验δ=________%（保留1位有效数字）。

【解析】根据匀速直线运动的特点以及光电门的工作原理可知，当滑块经过两个光电门的遮光时间大约相等时，说明气垫导轨水平。由于将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，因此拉力的冲量I=m1gt12;滑块在A点的速度大小为，在B点的速度大小为，则滑块动量变化量为Δp=m2-m2;将具体数据代入表达式可得I=0.221 N·s，Δp=0.212 kg·m·s-1，将计算结果代入第7小问中的公式，可得δ=4%。

【评价】此题的实验目的是验证动量定理，涉及气垫导轨、光电门这些仪器的使用，考查了学生准确表达的能力以及数据处理和误差分析的能力。尽管此题属于创新型实验题，计算量稍大，但思路简单，难度较小。

【备考建议】

1.将几大力学实验和电学实验进行梳理，找出相关实验的内在联系，学会举一反三，进行有效拓展。

2.分析典型的实验装置和实验仪器，总结同一实验装置可以完成哪些实验，同一个实验可以利用哪些装置来完成。

3.熟记实验室的实验仪器的相关特性，多了解以经典物理实验为基础的创新设计实验题型。