落实立德树人 加强教考衔接

2022-05-30 15:33古焕标
广东教育·高中 2022年8期
关键词:滑杆滑块试题

古焕标

一、试题考点分布

2022年广东高考物理试卷延续了广东物理命题的风格,体现了“立德树人、服务选才、引导教学”的核心功能,坚持以课程标准为依据,贴近学生生活和教学实际,注重基础和主干知识,能够围绕高考命题评价体系的要求,突出考查了物理学科的素养和能力,考查的知识点覆盖合理,难度比较适合,稳中有新,能较好地发挥选拔和育人功能.

试题主干知识(力学部分包含第1、2、3、6、9、11、13题,电磁学部分包含第4、7、8、10、12、14题)考查总分值为84分,占全卷的84%,原子物理(第5题)分值为4分,占全卷的4%,选做题(热学第15题或光学第16题二选一)分值为12分,占全卷的12%;具体考查的考点细目表见表1和分值分布表见图1所示.

二、广东物理卷的亮点

2022年广东高考物理试卷命题落实高考改革总体要求,很好地体现了《中国高考评价体系》的“一核”“四层”“四翼”. 试题聚焦基础知识,注重真实情景的创设,增强学生认识真实世界、解决真实问题的能力,突出关键能力的考查,试题体现以下五大亮点:

(一)聚焦核心素养,考查关键能力.

广东高考物理命题彰显了学科素养立意,旨在保障教育改革的稳步推进,试题着重强化了实验题考查的完整性,对学生推理论证能力、空间想象能力等方面的考查,体现了对学生“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面学科核心素养的考查.

1. 加强思维品质考查,增强思维的灵活性.

试卷考查通过突出思维品质,引导学生实现从“解题”到“解决问题”的转变,强调独立思考和创新意识,鼓励学生运用创造性、发散性思维多角度分析解决问题,激发学生的创新意识,注重学生空间想象思维能力的考查. 例如单选题第7题、多选题第10题都引入了立体图形,要求学生有较强的空间想象和分析问题能力,考查学生在立体空间当中应用物理概念、规律解决问题的能力.

【例1】(2022年广东卷第7题)如图2所示,一个立方体空间被对角平面MNPQ划分成两个区域,两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场. 一质子以某一速度从立方体左侧垂直Qyz平面进入磁场,并穿过两个磁场区域. 下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中,可能正确的是( )

A. B.

C. D.

【解析】根据题意,当质子射出后先在MN左侧运动,根据左手定则可知质子在MN左侧受到y轴正方向的洛伦兹力,即在MN左侧会向y轴正方向偏移,做匀速圆周运动,y轴坐标增大;在MN右侧运动时,根据左手定则可知质子所受的洛伦兹力反向,质子在y轴正方向上做减速运动,故A正确,B错误;根据左手定则可知质子在整个运动过程中都只受到平行于xOy平面内的洛伦兹力作用,在z轴方向上没有运动,z轴坐标不变,故CD错误,所以选项A正确.

【答案】A

【点评】本题要把立体空间情景转化为平面坐标情景,由左手定则判断质子的偏转方向,明确粒子运动的轨迹,利用数学知识和物理规律确定轨迹在坐标平面的投影. 此题比较新颖有创意,与2021年广东卷试题对比,体现出今年高考试题题型较新,考点较细,能更好地考查学生的逻辑推理、空间思维想能力.

2. 加强关键能力考查,增强试题的选拔性.

为较好地发挥物理学科在高考中的选拔功能,试卷设置了综合性的问题和较为复杂的情境,特别重视推理论证能力等关键能力的考查. 例如计算题第13、14题重视基于物理素养的关键能力考查,在物理知识层面、能力层面和推理论证层面都有所体现,具有较好的选拔功能. 其中,计算题第13题设计以自动雨伞开伞过程的物理模型为情景,创设联系学生生产生活实际素材,考查学生知识迁移建立物理模型,运用受力分析、牛顿运动定律、动能定理、动量守恒定律等知识解题的关键能力;计算题第14题通过密立根油滴实验的原理示意图,将收尾速度问题、动量守恒定律、电学与力学的综合问题等科学技术进步的真实情境,拉近学生与微观世界的距离,扩展学生关注的科技领域,重视对直观想象能力和推理论证能力的考查. 以上两个计算题都有很多的公式推导,它既考查了物理学科的主干知识以及核心素养,同时在推导的过程当中也体现了对公式的应用关键能力.

(二)加强教考衔接,注重教学实际.

本次广东高考命题在内容范围上与教科书紧密关联,突出主干知识,创新试题设计,加强教考衔接,在结合真实情景的基础上尊重教学实际,避免偏题、怪题与难题的情况. 试题强调对基本概念、公式推导、基本原理的考查,强化知识之间的内在联系,引导学生形成物理知识的系统化,注重本原性方法,淡化特殊技巧,强调通性通法的深入理解和综合运用,回归教学的本真,促进学生将知识和方法内化为自身的知识结构. 例如试题第1题考查了共点力的平衡,力的处理方法;第2题考查了万有引力和天体运动,对基本公式的直接应用;第3题考查了基本概念和图像工具;第4题题目设计新颖,考查基本公式的应用;第5题题目情景新颖,考查了氢原子能级和跃迁原理;第6题直接考查平抛运动的规律;第8题考查带点粒子在复合场中的运动,属于常见简单的模型问题。

【例2】(2022年广东卷第8题)如图3所示,磁控管内局部区域分布有水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场. 电子从M点由静止释放,沿图中所示轨迹依次经过N、P两点. 已知M、P在同一等势面上,下列说法正确的有( )

A. 电子从N到P,電场力做正功

B. N点的电势高于P点的电势

C. 电子从M到N,洛伦兹力不做功

D. 电子在M点所受的合力大于在P点所受的合力

【解析】由题可知电子所受电场力水平向左,电子从N到P的过程中电场力做负功,故A错误;根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知N点的电势高于P点,故B正确;由于洛伦兹力一直都和速度方向垂直,故电子从M到N洛伦兹力都不做功,故C正确;又由于M点和P点在同一等势面上,故从M到P电场力做功为零,而洛伦兹力不做功,M点速度为零,根据动能定理可知电子在P点速度也为零,则电子在M点和P点都只受电场力作用,电子在M点和P点所受的电场力相等,即合力相等,故D错误,故选BC.

【答案】BC

【点评】本题通过对磁控管内局部区域进行简化,描述了带电粒子在复合场中的运动问题,考查了静电场和磁场的基本特性,如电场力、电势、洛伦兹力不做功及电场力做功的特点等基本概念,解题时需灵活运用力学、电磁学及功能关系等基础知识. 此题与2021年广东卷第6题类似,均能突出主干知识,创新试题设计,强调对基本概念、公式推导、基本原理的考查.

(三)创设真实问题情境,培养解决问题能力.

高考命题坚持思想性与科学性的统一,结合物理学科的学科特色,命制具有教育意义的试题,发挥考试的教育功能和引导作用,培养解决真实问题的人. 2022年广东高考物理试题创设联系生产生活实际的真实情境,考查学生灵活运用所学物理知识解决实际问题的能力,促进学生核心素养的培养和发展.

本次物理试题在试题情景设置上,一是体现了生产生活实际的真实情境,旨在让学生体会物理来源于生活,服务于生活的思想,树立学生尊重科学、热爱科学的理想. 例如试题第1题,以制作豆腐的石磨为情景,对作用在石磨推杆上的轻绳进行受力分析求解,考查学生应用所学物理知识来分析问题、解决问题的能力,从而体会物理来源于生活,服务于生活;第3题以运动员滑雪运动为情景,将学科内容和体育运动紧密结合,引导学生热爱体育运动;第6题以玩具子弹射击积木为情景,而不是以子弹射击小鸟等动物为背景,考查平抛运动规律的同时,将学科内容和生命价值观教育紧密结合,起到学科育人的目的;第13题以自动雨伞开伞过程的启发为情景,考查学生建立物理模型,灵活运用所学物理知识解决实际问题的能力. 二是以科技发展与进步中取得的重要成就为背景,旨在激发青年学生树立为国家服务、奉献科技事业的信念. 例如试题第9题以载有防疫物资的无人驾驶小车为情景,用高科技赋能抗疫工作,筑起疫情防控的“铜墙铁壁”,引导学生热爱科学,努力学习,早日为国做出贡献;第2题以“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季为情景,考查学生对万有引力定律与航天等相关物理知识的理解,体现新时代我国航天事业突飞猛进,激起学生探索宇宙的热情,使学生对于祖国的科技发展,也有了更加直观和感性的认识,燃起爱党爱国的热情,达到学科育人的目的.

【例3】(2022年广东卷第9题)如图4所示,载有防疫物资的无人驾驶小车,在水平MN段以恒定功率200W、速度5m/ s匀速行驶,在斜坡PQ段以恒定功率570W、速度2m/ s匀速行驶. 已知小车总质量为50kg,MN=PQ=20m,PQ段的倾角为30°,重力加速度g取10m/ s2,不计空气阻力. 下列说法正确的有(   )

A. 从M到N,小车牵引力大小为40N

B. 从M到N,小车克服摩擦力做功800J

C. 从P到Q,小车重力势能增加1×104J

D. 从P到Q,小车克服摩擦力做功700J

【解析】依题意,小车从M到N做匀速运动,有P1=Fv1=200W,代入数据解得F=40N,小车所受的摩擦力大小为f1=F=40N,则摩擦力做功为W1=-40×20J=-800J,即小车克服摩擦力做功为800J,故A正确,B正确;小车从P到Q,重力势能增加量为EP=mg×?驻h=500N×20m×sin 30°=5000J,摩擦力为f2,有f2+mg sin 30°=p2/v2,摩擦力做功为W2=-f2×s2,s2=20m,联立解得W2=-700J,即小车克服摩擦力做功为700J,故C错误,D正确,所以选ABD.

【答案】ABD

【点评】此题创设以载有防疫物资的無人驾驶小车为情景,重现疫情防控抗疫的场面,考查斜面(水平面)上的汽车功率问题,强化对受力分析、做功、功率和功能关系等核心知识点的考查,提高学生将科学服务于人类的意识,比较新颖,具有新时代气息. 对照2021年高考广东卷,如第2、3、4、6、7、13题,试题命题均突出以生产生活实际的真实情境为载体来考查学生运用所学物理知识解决实际问题的能力,这是我们研究高考试题应该要特别关注的一点.

(四)重视实验探究,提升实验能力.

2022年广东高考物理加强了对学生在实验当中动手能力的考查,在实验原理的理解、基本仪器的使用、实验数据的处理、实验的完整性、误差分析、实验结论的得出和解释等方面加强设计,考查学生的实验探究能力和实验教学的完整性,开足开好实验课,引导学生自己动手做实验,切实提升学生实验能力. 例如第11、12题的两个实验题都是比较完整的实验描述,不是以前比较片段的实验描述.

【例4】(2022年广东卷第12题)弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件,某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系,实验过程如下:

(1)装置安装和电路连接;如图5(a)所示,导电绳的一端固定,另一端作为拉伸端,两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图5(b)所示的电路中.

(2)导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量

①将导电绳拉伸后,用刻度尺测量并记录A、B间的距离,即为导电绳拉伸后的长度L.

②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端. 断开开关S2,闭合开关S1,调节R,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置. 记录两表的示数U和I1.

③闭合S2,电压表的示数__________(选填“变大”或“变小”). 调节R使电压表的示数仍为U,记录电流表的示数I2,则此时导电绳的电阻Rx=__________(用I1、I2和U表示).

④断开S1,增大导电绳拉伸量,测量并记录A、B间的距离,重复步骤②和③.

(3)该电压表内阻对导电绳电阻的测量值__________(选填“有”或“无”)影响.

(4)图5(c)是根据部分实验数据描绘的Rx—L图线. 将该导电绳两端固定在某种机械臂上,当机械臂弯曲后,测得导电绳的电阻Rx为1.33kΩ,则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为__________cm,即为机械臂弯曲后的长度.

【解析】(2)③闭合S2后,并联部分的电阻减小,根据闭合电路欧姆定律,电压表的示数变小,加在导电绳两端的电压为U,流过导电绳的电流为I2—I1,因此导电绳的电阻为Rx=u/I2-I1.

(3)在闭合S2之前,电流表I1的示数包括定值电阻的电流和电压表分得的电流,闭合S2之后,加在电压表两端的电压保持不变,因此流过电压表和定值电阻的总电流仍为I1,故流过导电绳的电流是I2—I1,与电压表内阻无关,电压表内阻对测量没有影响.

(4)由图5(c)可知,导电绳拉伸后的长度为51.80cm.

【答案】(2)③ 变小u/I2-I1   (3)无  (4)51.80

【点评】本题以传感器的敏感元件为背景,突破常规,要求学生将熟悉的滑动变阻器改变电阻的方法进行灵活迁移,根据图像进行实验数据处理等,采用了等效替代的方法,考查了学生的动手能力、问题分析能力、创新能力以及对实验的正确操作过程,这与2021年广东卷的第12题相似,但今年的高考实验题在实验完整性方面有更好的考查,试题比较新颖,有利于引导中学的物理实验教学.

(五)深化基础考查,推进“双减”落地.

2022年广东高考物理严格依据课程标准,注重对高中物理核心、主干内容的考查,在考查中深化基础性和学生对物理本质的理解,引导学生知其然,更知其所以然,逐渐形成对物理全局性、整体性的认识,避免将学生导向细枝末节知识的过度辨析、典型题套路和技巧的运用. 同时,试题注重考查了一些通用性的物理方法,引导减少“机械刷题”现象,促使教学把教材内容讲全讲透,提高课堂效果.

例如试题第13题考查学生受力、运动情况的分析和推理论证的能力,对能量转化与守恒等物理观念的深刻理解,要求学生具备较强的运动与相互作用观念、能量观念;第14题以密立根油滴实验的原理示意图为情景,将带电小球在重力和电场力作用下运动进行动态分析,考查学生对公式的推导、收尾速度问题、动量守恒定律、电学与力学的综合运用知识等物理观念的深刻理解,渗透定性和半定量的分析方法,培养学生的推理论证能力.

【例5】(2022年广东卷第13题)某同学受自动雨伞开伞过程的启发,设计了如图6所示的物理模型. 竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块,初始时它们处于静止状态. 当滑块从A处以初速度v0为10m/ s向上滑动时,受到滑杆的摩擦力f为1N,滑块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞,带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动. 已知滑块的质量m=0.2kg,滑杆的质量M=0.6kg,A、B间的距离l=1.2m,重力加速度g取10m/ s2,不计空气阻力. 求:

(1)滑块在静止时和向上滑动的过程中,桌面对滑杆支持力的大小N1和N2;

(2)滑块碰撞前瞬间的速度大小v1;

(3)滑杆向上运动的最大高度h.

【解析】(1)当滑块处于静止时桌面对滑杆的支持力等于滑块和滑杆的重力,即:

当滑块向上滑动过程中受到滑杆的摩擦力为1N,根据牛顿第三定律可知滑块对滑杆的摩擦力也为1N,方向竖直向上,则此时桌面对滑杆的支持力为:

(2)滑块向上运动到碰前瞬间根据动能定理有:

代入数据解得v1=8m/s.

(3)由于滑块和滑杆发生完全非弹性碰撞,即碰后两者共速,碰撞过程根据动量守恒有:

碰后滑块和滑杆以速度v整体向上做竖直上抛运动,根据动能定理有:

代入数据联立解得h=0.2m.

【点评】本题以自动雨伞开伞过程的工作原理为情景,让学生从雨伞真实的问题情景迁移到常见熟悉的滑块运动模型问题上来,考查了受力、运动情况的分析、动能定理和动量守恒定律等高中物理中主干知识,考查了推理、创新能力和模型建构能力. 试题背景和考查知识点与2021年广东卷第13题相似,这体现了高考试题考查主干知识的平稳性、基础性、高度相似性,引导学生研究高考试题的重要性,减少“机械刷题”现象.

综上所述,今年物理试题在知识点分布和命题风格上与2021年大体一致,突出了对关键能力的考查,充分发挥了物理试题的育人导向作用. 展望2023年广东高考物理试题将会延续广东物理命题风格,坚持以课程标准为依据,以中国传统文化、科技新成果、新进展、体育运动、生产生活等实际情景为基础进行创新试题设计,注重试题的基础性、探究性、创新性和选拔性,对高中物理核心、主干内容的考查,考查物理学科核心素养的具备程度为目的.

三、复习备考建议

1.《中國高考评价体系》和《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》是高考命题的依据,对考生的能力要求、考查内容、考查载体、命题要求等作了详细说明,因此,我们要围绕高考命题评价体系的要求,准确把握高考命题方向,在平时的教学与高考复习备考阶段中有的放矢地开展教学.

2. 高考注重基础性,强调基础扎实,促进课堂教学回归教材. 许多试题取材于教科书,试题的构成是在教科书中的例题、练习题的基础上通过类比、变式、延伸或扩展而成的,因此,在教学中我们要紧扣课本,把握知识的脉络,构建基础和主干知识网络,引导学生用好教材,包括基本概念、基本规律的理解和应用、知识间的逻辑关系,掌握教材上的例题和习题的基本解题方法等.

3. 在“双减”政策背景下,我们要研究高考,选做真题,不要搞题海战术,要有针对性地精选精练,要让学生做得精,做得少,做得活. 特别是在高考备考复习阶段,教师可以精选一些近年来的高考试题以及各个省市的高考模拟题,这些题都是重点知识而且也是经典题型,通过让学生做高考真题或模拟题来剖析这些题目的命题思路和方式,采用一题多解、多题归一等变式训练,把基础知识弄通弄懂,以达到触类旁通、提高知识迁移能力的目的,减少“机械刷题”现象,从而提高课堂效率.

4. 我们要重视和加强实验教学,注重对学生实验知识迁移能力、实验操作能力、实验设计能力的培养. 高考实验考题,多数都是教材中学生实验的重组、整合和创新模拟,即使是在设计性实验中,命题范围也不超出已学过的实验原理和装置. 因此,教师要根据不同的教学内容多渠道、多方位的充分开发和利用实验器材,创设新的实验教学方式,多做演示实验,让每个学生都能亲身体验物理实验过程,避免教师在课堂“讲实验”,学生课后“背实验”的现象,开足开好实验课,尽力让学生做好每一个必考实验.

5. 在平时教与学的过程中,我们要重视试题情境的创设,应紧密结合国家发展、科学技术进步、生产生活、 体育运动、环境保护等具体实例为情境设计问题;另外,教师还要强化学生个人体验情境,引导学生在“学中做、做中学”,提高学生把物理知识与实践情境相联系的自觉性,增强解决问题的能力,实现从“解题”向 “解决问题”的转变,提升学生物理学科核心素养.

责任编辑 李平安

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