基于2021年廣東省普通高中學業水平選擇性考試物理試卷分析及思考

廣東 陳新傳

2021年高考在萬眾矚目中落下了帷幕。本次高考廣東卷試題情境新穎，傳統文化味道濃厚，圖文并茂，緊密聯系科技、體育和生產生活，切合《中國高考評價體系》和《普通高中物理課程標準(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱新課標)要求，緊扣新課標要求的主干核心知識，強調運用所學知識分析問題和解決問題，著重考查學科核心素養，突出考查模型建構、科學推理、科學論證等科學思維和理解能力、推理能力等關鍵能力，體現新課程理念，有利于引導教師在物理課堂教學中培養學生學科核心素養和分析問題解決問題的能力。

一、2021年廣東物理卷素養指向雙向細目及試題特點

縱觀整卷，結合試卷素養指向雙向細目，可以看出：

1.突出科學思維，重視物理模型建構

2021年廣東物理試卷情境新穎，圖文并茂，除選擇題第1題、第2題和選做題15題(1)無圖以外，其他題目都配有圖示，方便學生對實際的物理情境正確分析，準確建構物理模型。如第2題、第4題和第14題需要構建勻速圓周運動模型，考查學生應用所學知識分析問題和解決問題的能力。

2.理論聯系實際，學以致用

物理情境均源自于生活實際，如第2、3、4、6、7、8、13、14、15、16(2)題分別提到空間站“天和”核心艙、農耕曲轅犁與直轅犁、車庫出入口曲桿道閘、靜電推進裝置、充電裝置、端午節賽龍舟、投擲手榴彈、算盤、電子加速器、注射器與藥瓶、光學傳感器，緊密聯系科技、體育和生產生活，要求學生有廣闊的視野和扎實的理論功底。如第14題以電子加速器為情境，考查帶電粒子在電場和磁場中的運動，綜合了牛頓運動規律、力學和功能關系的知識，還兼顧了畫圖，尋找與圓相關的幾何關系，還要有“美”感。

3.傳統文化與革命文化教育，體現核心價值

選擇題第3題考查的“曲轅犁與直轅犁”，無論是曲轅犁還是直轅犁都是我國傳統農耕的重要工具。唐代之前的犁是直轅犁，回轉困難，耕地費力，唐代之后的曲轅犁調頭轉彎方便，操作靈活，節省人力畜力。隨著機械化耕作的普及，傳統的農耕用具不斷消失，甚至難覓蹤影。

選擇題第9題以長征途中向敵方工事投擲手榴彈為背景，考查平拋運動及機械能守恒定律，以此教育學生幸福生活來之不易，要守正創新，落實立德樹人，體現核心價值。

計算題第13題考查我國古老的計算工具“算盤”。算盤起源于中國，是我國廣為使用的計算工具，算盤上半部每算珠代表5，下半部每算珠代表1，我們不得不佩服古人的智慧。

表1 2021年廣東物理卷素養指向雙向細目表

續表

二、試題素養指向及學業質量水平分析

《中國高考評價體系》指出，“必須以學科核心素養為導向確定關鍵能力”，“關鍵能力是高質量認識問題、分析問題、解決問題所必須具備的能力”。新課標指出，“學業質量是學生在完成本學科課程學習后的學業成就表現”，“高中物理學業質量是依據物理學科核心素養中的‘物理觀念’‘科學思維’‘科學探究’‘科學態度與責任’四方面及其水平，結合課程內容的要求而制定的”。可見，新課程改革的重大變化在于培養學科核心素養。下面就素養指向及其學業質量水平舉例進行分析。

【例1】(2021·廣東卷·4)由于高度限制，車庫出入口采用圖1所示的曲桿道閘，道閘由轉動桿OP與橫桿PQ鏈接而成，P、Q為橫桿的兩個端點。在道閘抬起過程中，桿PQ始終保持水平。桿OP繞O點從與水平方向成30°勻速轉動到60°的過程中，下列說法正確的是

圖1

( )

A.P點的線速度大小不變

B.P點的加速度方向不變

C.Q點在豎直方向做勻速運動

D.Q點在水平方向做勻速運動

本題以“曲桿道閘”為背景，而不是學生生活中常見的“直桿道閘”，考查勻速圓周運動和運動的合成與分解的知識，促進學生對基本物理概念和物理規律等物理觀念的形成和理解，著重考查科學思維中的模型建構能力、理解能力和科學推理論證能力，凸顯了對基礎性、綜合性和應用性的考查。

表2

【例2】(2021·廣東卷·11)某興趣小組測量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數，緩沖裝置如圖2所示，固定在斜面上的透明有機玻璃管與水平面夾角為30°，彈簧固定在有機玻璃管底端。實驗過程如下：先沿管軸線方向固定一毫米刻度尺，再將單個質量為200 g的鋼球(直徑略小于玻璃管內徑)逐個從管口滑進，每滑進一個鋼球，待彈簧靜止，記錄管內鋼球的個數n和彈簧上端對應的刻度尺示數L0，數據如表所示。實驗過程中彈簧始終處于彈性限度內。采用逐差法計算彈簧壓縮量，進而計算其勁度系數。

圖2

表3

(3)忽略摩擦，重力加速度g取9.80 m/s2，該彈簧的勁度系數為________N/m。(結果保留3位有效數字)

本題考查利用胡克定律測量彈簧的勁度系數、力的合成與分解和受力平衡條件等知識的理解和應用，著重考查科學探究的實驗能力，同時考查學生利用逐差法進行數據處理的理解能力、科學推理能力等。

表4

表5

【例3】(2021·廣東卷·13)算盤是我國古老的計算工具，中心帶孔的相同算珠可在算盤的固定導桿上滑動，使用前算珠需要歸零，如圖3所示，水平放置的算盤中有甲、乙兩顆算珠未在歸零位置，甲靠邊框b，甲、乙相隔s1=3.5×10-2m，乙與邊框a相隔s2=2.0×10-2m，算珠與導桿間的動摩擦因數μ=0.1。現用手指將甲以0.4 m/s的初速度撥出，甲、乙碰撞后甲的速度大小為0.1 m/s，方向不變，碰撞時間極短且不計，重力加速度g取10 m/s2。

圖3

(1)通過計算，判斷乙算珠能否滑動到邊框a；

(2)求甲算珠從撥出到停下所需的時間。

本題以中國古代計算工具“算盤”為背景，考查了動力學的觀點、動量的觀點和能量觀點的理解和應用，引導學生關注中國優秀傳統文化，增強民族自豪感，著重考查了學生的模型建構能力、理解能力、分析綜合能力和信息加工能力等科學思維能力，兼顧考查了審題能力和規范答題能力。

三、思考