新课程高考物理试题评析──网上评议活动小结

新课程高考物理试题评析──网上评议活动小结

‎2011年新课程高考物理试题评析──网上评议活动小结 中国教育学会物理教学专业委员会 ‎　　为进一步推进高中新课程改革，发挥高考对高中物理教学的正确引导作用，开展对物理试题的命题研究，中国教育学会物理教学专业委员会举办了2011年新课程高考物理试题网上评议活动，评议的试题为教育部《普通高中物理课程标准》课程2011年高考试卷中的物理题，涉及山东、广东、海南、宁夏（辽宁、吉林、黑龙江、陕西、湖南、河南、江西、山西、新疆的高考物理题与宁夏相同）、江苏、浙江、安徽、天津、福建、北京等全国共10份高考理综试卷或物理试卷。评议一律采用实名制，其方式是填写评议表，说出自己认为的5道最佳试题和5道欠佳试题，并阐明理由。根据2011年物理高考《考试大纲》，试题的评议条件为：试题有利于使高考具有较高的信度、效度、必要的区分度和适当的难度；试题在考查知识的同时注重考查能力，并把对能力的考查放在首要位置；试题注重理论联系实际，注重科学技术和社会、经济发展的联系，注重物理知识在生产、生活等方面的广泛应用，以有利于高校选拔新生，并有利于激发考生学习科学的兴趣，培养实事求是的态度，形成正确的价值观，促进“知识与技能”、“过程与方法”、“情感·态度·价值观”三维目标的实现。‎ ‎ 　此次活动共收到来自山东等12省、市、自治区的评议表23份，尽管填一份表需要花费大量时间对试题进行研究、判断，但参与者非常投入，不仅评选出了自己心中最佳、欠佳的试题，而且都列出了评选的理由，有的就像是一篇论文，这表明广大教师对高考的关切。‎ ‎ ‎ ‎　　下面根据网上投票的数据和评议的意见，对2011年新课程高考物理试题中最佳题、欠佳题的评选情况做如下综述。‎ ‎ 　　一、最佳题 ‎ 　　●宁夏2011年高考理综试卷第23题 ‎ 　　【题目】利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 　　完成下列填空和作图：‎ ‎ ‎ ‎　　（1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a滑块经过光电门乙时的瞬时速度vt、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是________；‎ ‎ 　　（2）根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上画出图线；‎ ‎ ‎ ‎ 　　（3）由所画出的图线，得出滑块加速度的大小为a =________m/s2（保留2位有效数字）。‎ ‎ 　　【评析】解答本题，首先要在理解试题所给实验装置和步骤的基础上、根据匀变速直线运动的规律推导出a、s、t、vt的关系，随后以平均速度作为变量，作出它随时间t变化的函数图象，然后通过图象斜率的意义求得加速度的值。这一解答过程，十分到位地实现了新课程高考《考试大纲》关于“运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题”的实验能力考查目标。由于以上实验方案是学生从未见过的，不可能通过回忆的方式来解答本题，因此，学生对本题的解答过程就是自主研究的过程，它真正体现了《课程标准》所说的“经历匀变速直线运动的实验研究过程”的要求。本题的精彩之处，不仅在于用-t坐标系处理实验数据对学生来说是崭新的尝试，还在于用-t图象来求解加速度并非流行的数学处理方式，它需要学生自己在考场上把物理概念和数学原理创造性结合起来解决问题。在试题所追求的难度因素方面，本题灵活而不繁杂；在试题的内容设计方面，本题新颖而又合情合理；在试题的评价目标方面，本题把基本的概念、规律跟科学的过程、方法完美地融在一起，可以堪称为“科学探究试题”的典范。海南省2011年高考物理试卷第14题，具有和本题同样的特点。山西省肖增英老师认为，上述题目“有利于克服实验教学中照猫画虎、死记步骤、按部就班、机械操作的现象”，无论在物理试题命题的理论和实践研究方面，还是对高中物理课程中习题教学和实验教学的指导方面，都将具有十分积极的意义。‎ ‎ ‎ ‎　　●安徽2011年高考理综试卷第17题 ‎ ‎ ‎　　【题目】一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图（a）所示，曲线上的A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径ρ叫做A点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度v0抛出，如图（b）所示。则在其轨迹最高点P处的曲率半径是（    ）‎ ‎ ‎ ‎ 　　A．      B．    C．    D．‎ ‎ 　　【评析】本题巧妙地考查了学生理解知识和运用知识的能力。题干中的“曲率圆”和“曲率半径”是从曲线运动的轨迹定义的，即从运动学的视角定义的，但学生对本题的解答却需要运用牛顿第二定律、匀速圆周运动的加速度公式、运动的合成和分解等知识来综合分析，这种问题是学生平常练习中不常见的，学生对本题的解答，全凭自己灵活处理问题的能力。为此，山东省刘玉海老师评价说“这是一道难得的好题！”‎ ‎ ‎ ‎　　本题关于“曲率圆”和“曲率半径”的定义是题干中介绍的新知识，学生在学习该知识后，是否能马上把它灵活运用于对各选项的判断，取决于学生平时自主学习的能力和习惯。在实施新课程物理教学中，教师如果重视学生的自主学习过程，将有利于提高本题的得分率。高考试卷中设计这种试题，对引导高中物理教学如何贯彻新的课程理念将有重要作用。‎ ‎ ‎ ‎　　●北京2011年高考理综试卷第18题 ‎ 　　【题目】“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g。据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为（　　）‎ ‎ ‎ ‎　　A．g       B． ‎2g        C． ‎3g         D． ‎‎4g ‎ ‎ ‎ ‎ ‎　　【评析】本题用图象描述了生活中一项体育运动的情景。学生解答本题，必须从图象中提取两个重要信息：一是此人的重力，二是蹦极过程中处于最大加速度位置时人所受弹性绳的拉力。要获得这两个信息，学生需要在图象形状与蹦极情境之间进行转化：能从图象振幅越来越小的趋势中读出绳的拉力从而判断人的重力；能从图象第一个“波峰”纵坐标的最大值想象这就是人体位于最低点时弹性绳的最大拉力。学生要完成这两个转化，前提之一，是对F-t图象有正确的理解；前提之二，是学生应具有把图象转化为情景的意识。学生这种转化意识的形成是和他们学习过程中的实践体验息息相关的，如果物理教学中，注重学生的实践体验，设计一系列能体现物理规律的实践活动让学生参与，能使学生从亲身感知中体会物理规律的具体内容，这就自然地建立了物理理论与实践情景的联系，从而增强了实践意识。本题让重视实践体验的学生得到了解题优势，这对中学物理教学具有良好的导向。‎ ‎ ‎ ‎　　●浙江2011年高考理综试卷第24题 ‎ ‎ ‎　　【题目】‎ ‎ 　　节能动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。有一质量m＝‎1000 kg的混合动力轿车，在平直公路上以v1＝‎90 km/h匀速行驶，发动机的输出功率为P＝50 kW。当驾驶员看到前方有‎80 km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即起动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动L＝‎72m后，速度变为v2＝‎72 km/h。此过程中发电机功率的用于轿车的牵引，用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50％转化为电池的电能。假设轿车在上述运动过程中所受的阻力保持不变。求：‎ ‎ ‎ ‎　　（1）轿车以‎90 km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力F阻 的大小；‎ ‎ ‎ ‎　　（2）轿车从‎90 km/h 减速到‎72 km/h过程中，获得的电能E电；‎ ‎ ‎ ‎　　（3）轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电维持‎72 km/h匀速运动的距离L′。‎ ‎ ‎ ‎　　【评析】本题以节能混合动力车为试题的情境立意，描述了驾驶员在发现公路上限速标志时立即起动电磁阻尼减速以储存电能的一段运动过程，考查这段运动过程中综合的物理知识。这种情境立意，体现了时代气息，密切联系生活和社会问题，渗透着节能环保、遵纪自律的思想，传递着鲜活的技术信息，而且一切都是那样合乎情理。‎ ‎ ‎ ‎　　试题充分利用这段过程来考查高中物理课程中的主干知识，试题的合理情境，都构成了解题的重要条件，丝毫不牵强附会。命题者把高中物理学的受力分析、功、功率、动能定理、牛顿运动定律、能量守恒与转化、效率等重要知识合理地编织在试题之中，既综合、又不繁杂，既灵活、又有梯度。该题不仅具有较好的鉴别功能，它对引导学生关心生活、关心社会，增强理论联系实际的意识，将起到很好的示范作用。‎ ‎ ‎ ‎　　●宁夏2011年高考理综试卷第18题 ‎ ‎ ‎　　【题目】电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是（　　）‎ ‎ ‎ ‎ 　　A．只将轨道长度L变为原来的2倍 ‎ ‎　　B．只将电流I增加至原来的2倍 ‎ ‎　　C．只将弹体质量减至原来的一半 ‎ ‎　　D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变 ‎ ‎　　【评析】电磁轨道炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器，与传统的大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同，电磁轨道炮的安培力推动方式可以大大提高弹丸的速度和射程，因而越来越受到军事家们的关注。本题以反映现代科技成果的真实事件作为题目的内容背景，把电学中的安培力和力学中的动能定理这两个重点知识结合起来进行考查，这是一个既有创造性、同时又十分合理的试题编写思路。‎ ‎ ‎ ‎　　本题所提供的事实是电磁轨道炮的工作原理图及其弹体的发射过程；本题所给的一个具体条件是磁感应强度B的大小与I成正比；解答本题所依据的物理知识是安培力公式和动能定理。本题需要根据上述知识、事实、条件推导弹体的出射速度v跟轨道长度L、电流I、弹体质量m的定量关系。高考《考试大纲》关于推理能力的要求，是指“能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断。” 因此，本题的解答是一个典型的推理过程，学生对本题答对与否，能很好地反映学生的推理能力的水平。本题难度不大，但会有很好的效度。本题的这种命题思路，值得借鉴。‎ ‎ ‎ ‎　　二、欠佳题 ‎ ‎　　●福建2011高考理综试卷第18题 ‎ ‎　　【题目】如图，一不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮后，两端分别悬挂质量为m1和m2的物体A和B。若滑轮有一定大小，质量为m且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的摩擦。设细绳对A和B的拉力大小分别为T1和T2，已知下列四个关于T1的表达式中有一个是正确的。请你根据所学的物理知识，通过一定的分析，判断正确的表达式是 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎　　【评析】本题不可能通过高中物理知识解得选项中T1的表达式，因为题目需要考虑定滑轮的质量，本题只可能通过其它的方法对选项的正确性作出判断。‎ ‎ 　　本题放在选择题的最后一题，表明这个题目有相当的难度。它难在哪里？题目的难点是不是我们所追求的有价值的难度因素？这就涉及到新课程理念下对试题难度因素的价值判断问题。‎ ‎ 　　高中学生要解答这个题，只可能采用特殊值代入法，把A、B的质量设制为特定值，代入上述四个选项的公式，从计算结果来判断，看哪些选项的答案是不合理的，把所有不合理的选项排除掉，如果还剩下一个选项，所剩选项就作为答案，这是因为题目指明只有一个选项是正确的。 ‎ ‎ 　　物理高考《考试大纲》把理解能力等五项能力作为高考考查的重要内容，其中理解能力是最基本的能力。本题的解答中，即使学生通过“排除法”获得了本题的正确答案，但对作为答案的选项内容也是不理解的，学生选择了一个完全不理解的选项作为自己的正确答案，这不应该成为一种值得弘扬的思维方式。 ‎ ‎　　“排除法”是一种无奈的应试技巧，它不应该是素质教育下高考试题所追求的有价值的难度因素。把只能用“排除法”求解答案的试题作为选择题的“压轴题”，有可能对高中物理习题教学中试题难度因素的价值判断产生不利影响。‎ ‎ 　　●宁夏2011年高考理综试卷第24题 ‎ 　　【题目】甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动，加速度方向一直不变。在第一段时间间隔内，两辆汽车的加速度大小不变，汽车乙的加速度大小是甲的两倍；在接下来的相同时间间隔内，汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍，汽车乙的加速度大小减小为原来的一半。求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比。‎ ‎ ‎ ‎　　【评析】本题通过两辆汽车做加速直线运动的加速度关系考查匀变速直线运动的规律，题意和设问都有新意，学生难以机械模仿，试题的总体效度应该是较高的。本题欠佳之处在于题目表述的个别用词不够确切，造成了部分学生不应该的失误，影响了考试的公平性。‎ ‎ ‎ ‎　　江西省李兴祯老师评议说，他的学生中有的把“在接下来的相同时间间隔内，汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍”‎ ‎，理解为这段时间内汽车甲作变加速运动，加速度逐渐增加为原来的两倍。这些学生对题意的误解，浪费了时间，影响了心态，造成了考试的失误，如果把“增加为”中具有动态含义的“增加”两字删去，只保留一个“为”字，则不会发生这种误解。‎ ‎ 　　浙江省金邦建老师评议说，不少学生对“求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比”，误解为“求甲车两段时间走过的总路程之比和乙车两段时间走过的总路程之比”，导致计算结果与参考答案完全不同。究其原因，是“各自”二字造成了误解，如果删去“各自”二字，或者把设问改成“求这两段时间间隔内，甲乙两车走过的总路程之比”，便会减少歧义。 ‎ ‎　　●浙江2011年高考理综试卷第16题 ‎ ‎ ‎　　【题目】如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1＝800和n2＝200的两个线圈，上线圈两端与u＝51sin 314 t V的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是（    ）‎ ‎ ‎ ‎　　A．2．0V       B．9．0 V     C．12．7V      D．144．0 V ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎　　【评析】同一铁芯上两个已知匝数的线圈，一个线圈的交流电压是已知的，求另一个线圈两端的交流电压的值，这种题目，在高考内容范围内，只可能出现在“变压器”这一知识点中。因此，本题属于对“变压器”知识的考查。按照理想变压器的计算，电压表的读数是9．0V，选项B是应选择的答案。‎ ‎ 　　但本题的评分标准要求学生考虑磁漏等能量损失，不能把上述装置当成理想变压器对待，在评分标准中选项B属于不该选的选项。 ‎ ‎　　物理高考《考试大纲》对变压器的考查要求明确规定为“理想变压器”，并且属于要求较低的Ⅰ类掌握程度。本题跟《考试大纲》的要求不相吻合。‎ ‎ ‎ ‎　　●宁夏2011年高考理综试卷第19题 ‎ ‎　　【题目】卫星电话信号需要通地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为3．8×‎105m/s，运行周期约为27天，地球半径约为‎6400千米，无线电信号传播速度为3×‎108m/s）（    ）‎ ‎ 　　A．0．1s         B．0．25s      C．0．5s          D．1s ‎ ‎　　【评析】本题要求学生根据地球同步卫星周期的知识，运用开普勒行星运动第三定律，计算地球同步卫星做圆周运动的半径，从而估算从地面发出的无线电波往返于同步卫星的最短时间。 ‎ ‎　　然而，命题者忽略了学生在高考备考复习中进行习题训练的现实，由于近年来关于地球同步卫星的高考试题频繁出现，计算地球同步卫星高度的问题已成为热门试题，学生对同步卫星的高度数据有的已很熟悉，四川省陈东老师和内蒙古自治区高广老师不约而同地指出，本题记住同步卫星离地高度3．‎6万千米就可轻易算出答案，完全不必按题目进行复杂运算。本题让那些死记硬背的学生尝到甜头，对教学具有一定的负面影响。 ‎ ‎　　三、一道有争议高考题的启示 ‎ 　　●江苏2011高考物理试卷第4题 ‎ 　　【题目】如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于（    ）‎ ‎ ‎ ‎　　A．0．3J            B．3J    　　C．30J          D．300J ‎ ‎ ‎ ‎ ‎　　【评析】本题是欠佳题还是最佳题？评议中，有两种截然相反的意见，反映了两种完全不同的观点。 ‎ ‎　　认为本题属于欠佳题的理由是： ‎ ‎　　·估算杂技演员表演时抛鸡蛋所做的功，需要知道鸡蛋的质量，但许多考生平时对鸡蛋质量并不在意，因此本题的区分度、效度估计均不高；‎ ‎ 　　·本题有一些干扰的数据，如鸡蛋的大致质量和抛鸡蛋的最大高度，如果题目能给出这些数据，本题将更加完善。本题不利于真正掌握物理规律的考生拿到分。‎ ‎ 　　认为本题属于最佳题的理由是：‎ ‎ 　　·本题源自真实的生活，所涉及的知识点是高中核心知识，这是真正的物理题。‎ ‎ 　　·本题让真正会学习的同学、注重联系生活的同学得到收获，是一道好题。‎ ‎ 　　对本题的评价，反映了对高中物理教学目标的认识。 ‎ ‎　　估计鸡蛋质量，是否属于物理课所应掌握的内容？根据题目图示估计鸡蛋上抛的最大高度，是否属于物理课所应掌握的内容？答案是肯定的：都属于，因为它们跟“过程与方法”目标、跟“情感·态度·价值观”目标密切相关。本题所考查的，不仅仅是动能定理等物理规律，也同时考查对日常生活常见事例中质量、长度的估计水平。这两个估计，不是干扰因素，而是考查要点。因估计不到位而失分者，说明了他们在达成“过程与方法”、“情感·态度·价值观”目标方面的某些欠缺，正体现了该题所应有的区分度和效度。因此，本题是一道体现新课程理念、值得称赞的最佳题。‎ ‎ ‎ ‎　　从以上争议中我们看到，评价一道题目，需要有全面的课程目标视角。我们殷切地期盼高考物理试题的命题，坚持从全面的课程目标视角立意设计，弘扬新课程的理念，引导高中物理课程改革健康、深入的开展。‎ ‎ ‎ ‎（黄恕伯执笔）‎