2021年高考廣東卷物理11題題目賞析

紀(jì)天舒

【摘 要】 2021年的廣東高考卷，是高考改革后廣東再次單獨命題的試卷.考試的形式、時長、題數(shù)和題型對比改革前的綜合卷和全國綜合卷有較大的區(qū)別.本文從題目解析、學(xué)科素養(yǎng)和題目賞析等方面，就廣東卷第11題進(jìn)行分析和探討.

【關(guān)鍵詞】 高考物理;學(xué)科素養(yǎng);試題探討

2021年的廣東高考卷，是高考改革后廣東再次單獨命題的試卷，距離改革前最后一次命題的2015年，已經(jīng)有5年時間了.此次的考試采用“舊教材新高考”的方式，即復(fù)習(xí)基礎(chǔ)圍繞粵教版的舊版教材（包括必修一、必須二、選修3-1、選修3-2、選修3-3、選修3-4和選修3-5，其中選修3-5中的動量內(nèi)容在2017年就定為必考內(nèi)容）;但考試的形式、時長、題數(shù)和題型對比改革前的綜合卷有較大的區(qū)別，如表格所示：

雖然試卷有所變化，但考查的核心依舊圍繞“高考評價體系”中的“一核四層四翼”的指導(dǎo)方針，落實立德樹人的根本根本任務(wù).下面就廣東卷第11題進(jìn)行分析和探討.

1 試題與解析

1.1 題目

某興趣小組測量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù)，緩沖裝置如圖所示，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1mm刻度尺，再將單個質(zhì)量為200g的鋼球（直徑略小于玻璃管內(nèi)徑）逐個從管口滑進(jìn)，每滑進(jìn)一個鋼球，待彈簧靜止，記錄管內(nèi)鋼球的個數(shù)n和彈簧上端對應(yīng)的刻度尺示數(shù)L0，數(shù)據(jù)如表所示.實驗過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi).采用逐差法計算彈簧壓縮量，進(jìn)而計算其勁度系數(shù).

（1）利用ΔLi=Li+3-Lii=1，2，3計算彈簧的壓縮量：ΔL1=6.03cm，ΔL2=6.08cm，ΔL3=cm，壓縮量的平均值ΔL=ΔL1+ΔL2+ΔL33=cm;

（2）上述ΔL是管中增加個鋼球時產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量;

（3）忽略摩擦，重力加速度g取9.80m/s2，該彈簧的勁度系數(shù)為N/m.（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

1.2 解析

（1）根據(jù)題干中的條件ΔLi=Li+3-Lii=1，2，3，可以計算出壓縮量的變化量？L3為

ΔL3=L6-L3=18.09-12.05cm=6.04cm.

所以，壓縮量的平均值ΔL為

ΔL=ΔL1+ΔL2+ΔL33=6.03+6.08+6.043cm≈6.05cm.

（2）由題干中的ΔLi=Li+3-Lii=1，2，3可知，ΔL是相差3個鋼球的壓縮量之差，所求平均值ΔL為管中增加3個鋼球時產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量;

（3）根據(jù)鋼球的平衡條件有

3mgsinθ=k·ΔL

解得

k=3mgsinθΔL=3×0.2×9.8×sin30°6.05×10-2Nm≈48.6Nm.

2 學(xué)科素養(yǎng)考查點

2.1 理解能力

理解能力是指學(xué)生能夠明確題目中涉及到的物理概念的含義，理解物理規(guī)律的應(yīng)用條件和方法，能夠準(zhǔn)確的應(yīng)用物理所學(xué)的物理公式解題.

本題中，需要學(xué)生準(zhǔn)確理解的有胡克定律及其應(yīng)用、共點力平衡及其應(yīng)用和逐差法及其應(yīng)用.特別是對逐差法的理解和應(yīng)用，是本題中的解題難點.將測量的物理量進(jìn)行按照一定的順序進(jìn)行對應(yīng)項相減，再去平均值的方法，就是逐差法.這種減小誤差的方法，對于處在高考環(huán)境中的學(xué)生來講，有兩個難度，一是帶有小數(shù)的復(fù)雜的計算難度，二是心理上的難度，學(xué)生只在勻變速直線運動中學(xué)習(xí)、運用過逐差法，在力學(xué)中幾乎沒有接觸過，所以，對于這個熟悉的“新知識”很容易讓學(xué)生產(chǎn)生恐慌，影響學(xué)生答題.

2.2 推理能力

推理能力是學(xué)習(xí)和研究物理的過程中不可或缺的重要能力，要求學(xué)生能夠根據(jù)已知的或觀察到的現(xiàn)象，對其中蘊含的物理問題進(jìn)行推理和論證，從而得出正確的結(jié)論或做出正確的判斷，并能運用物理語言準(zhǔn)確地把推理過程表達(dá)出來.

本題中，考查的推理能力有兩點：一是學(xué)生構(gòu)建斜面-物塊模型，利用共點力平衡得出彈簧彈力和重力的關(guān)系;二是根據(jù)逐差法的含義，推理出題目的第2個小問題，即“上述ΔL是管中增加個鋼球時產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量”，這也是本題的難點之一.如果對逐差法不夠了解，可能會被題干中表格的6組數(shù)據(jù)誤導(dǎo)，錯誤的理解成是“增加6個鋼球的壓縮量的平均值”.但仔細(xì)分析，由ΔLi=Li+3-Lii=1，2，3可知，ΔL是相差3個鋼球的壓縮量之差，那么計算的平均值也是增加3個鋼球的平均值.

2.3 實驗?zāi)芰?/p>

物理是一門實驗學(xué)科，實驗題是體現(xiàn)學(xué)科性質(zhì)的必要手段.實驗?zāi)芰σ髮W(xué)生能明確實驗?zāi)康模斫鈱嶒炘恚侠磉\用實驗方法，觀察分析實驗現(xiàn)象，能運用已學(xué)過物理理論解決實驗問題.

本題中對實驗?zāi)芰Φ目疾榉譃閮蓚€層次：第一層次，即考試內(nèi)容和要求中所列的、學(xué)生獨立做過的實驗——胡克定律.通過實驗，熟悉實驗儀器的使用方法，掌握實驗原理，了解實驗中可能存在的誤差以及消除誤差的方法（本題中指的是逐差法）;第二層次，是從做過的具體實驗中提煉出共性的知識，遷移到別處，用來解決新問題，例如逐差法的運用，就是從勻變速直線運動中遷移到力學(xué)中.

3 題目賞析

3.1 綜合性

作為高考題，題目的綜合性是必然的.綜合素質(zhì)的培養(yǎng)是德智體美勞全面培養(yǎng)教育體系的基本要求.這要求學(xué)生在練習(xí)中者能夠?qū)⒖此品至训闹R串聯(lián)起來，綜合解決情景復(fù)雜的問題，做到觸類旁通、舉一反三.

本題結(jié)合了胡克定律、共點力平衡和逐差法三個內(nèi)容.在知識點方面，突出了對共點力平衡和逐差法的理解和運用，特別是對逐差法這個在勻變速直線運動中才學(xué)到的知識，此題體現(xiàn)在力學(xué)中，實現(xiàn)了知識的遷移;在能力培養(yǎng)方面，突出了綜合實驗題的分析能力、理解能力和數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的考查.

由上所述，本題的命題立意較好的體現(xiàn)了對物理知識與能力的考查，為教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了良好的導(dǎo)向.

參考文獻(xiàn)：

[1]2021年高考廣東卷第11題.

[2]教育部考試中心.《高考評價體系》[M].北京.人民教育出版社.2019：29.16-17

[3]教育部考試中心.《高考評價體系》[M].北京.人民教育出版社.2019：31.12