2012年新课程高考物理试题评析

2012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　黄恕伯
2011年高考后，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，根据《基础教育课程》杂志关于高考试题红黑榜的点评思路，中国教育学会物理教学专业委员会举办了新课程高考物理试题网上评议活动。教师以实名制方式在网上投票，点评自己认为的最佳题和欠佳题。这次评议活动的小结在《基础教育课程》杂志刊载以后，公布在学会网站上。该活动得到各地物理教师的积极参与。
2012年高考后，学会沿用了去年的做法，举办了2012年新课程高考物理试题红黑榜的评议活动，参与者倾注了巨大的热情，像云南的李志坚、山西的肖增英、河南的靳玉保、江西的饶日亮等老师，不惜笔墨，对试题进行了深入剖析，有的表格中竟填写了3千多字，这一巨大热情表明了教师对这一活动的认可。
教师们的网上评议是要花费大量时间的，这里没有任何经济回报，也没有任何功利反馈，全凭自己对物理教育的责任感和对学生的热爱，网上评议活动为教师们体现自己的责任、展示自己的智慧搭建了一个宽广的平台。
网上评议也有利于测试者和被试者的角色互补。高考试卷命题组的成员，主要是大学教师，试题如何实现选拔性功能，是命题组思考的核心问题。但高考大纲同时强调，试题内容应有利于高中教学实现三维课程目标，高考对高中教学所起的引导作用，这是中学教师最熟悉的内容。考生及其辅导教师构成了高考的被试群体，只有当测试者和被试者在考纲的基础上达到了统一认识时，考纲的目标才能得以很好地实现。搭建网上评议平台，多吸取中学教师的意见，更能体现被试者的思考。
网上评议还有利于对试卷命题的深入研究。试卷命题不仅是一种学问，也是一种智慧。它不仅需要有坚实的学科功底，需要教育测量的知识，还需要有娴熟的命题技巧、浓厚的实践意识以及灵活运用先进课程理念的能力，并非是学科专家就一定能办到的事。如何进行高考试卷命题，是一个既有理论价值又有现实意义的重大研究课题，网上评议，能发掘广大教师的智慧，为深入研究这个课题获得大量有用的信息。
还需要说明的是，对试题的评价仅仅是试卷评价的一部分，试卷结构（知识和能力结构、难度结构等）也是评价试卷水平的重要指标，例如，试卷具有一个好的难度结构（不是一个总的难度系数），既有利于体现特定对象的选择性又有利于正确引导高中教学。但仅凭一道试题，就很难从全卷结构的视角来评价它的水平。尽管如此，为引起读者对试卷结构的重视，本文在点评中仍然对“题”与“卷”的关系作出了某些阐述，以期打开关于“卷”的评价话题。
试题的设计，全面体现“题”在“卷”中的定位
●新课标理综试卷第24题
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拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图）。设拖把头的质量为m，拖杆质量可以忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ。
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（1）若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小。
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（2）设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ。已知存在一临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tanθ0。
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点评：不同试题在试卷中的地位犹如一场戏中的各个角色，每道题应该有它自己的功能和作用。评价一道试题，不仅应该从“题”的视角来剖析试题自身的特点，还需要站在“卷”的立场上，审视试题属性是否和试卷所赋予的使命相吻合，本题就是一道能全面体现它在“卷”中角色定位的好试题。
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首先，本题体现了它作为主观题的特点，本题关于两小题的设计、以及每个小题的情境和设问，能使不同层次的学生都得到充分的展示，形成一个多档次、有梯度的得分结构，具有很好的区分度。
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同时，本题排序为第24题，属于“次难题”。本题的设计跟该题的角色十分吻合，本题所考查的是关于共点力平衡的基础知识，起点不高，其受力和运动模型为斜推物体做匀速运动的常见情况，难度不大，但试题创设了一个“滑动头拖把”的情境，既灵活、又合理，不仅有效控制了试题的难度，而且体现了有价值的难度因素。
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如果说，一份试卷中的最难题，其情境和内容的设计可能由于综合和抽象的命题需要很难兼顾到联系生活实际的话，那么，试卷中的次难题就必需挑起“从生活走向物理”的重担，本题没有辜负试卷赋予的这一重任，把现实生活的具体事例跟物理试题的抽象模型完美地结合起来。凡是用过拖把的学生，对拖杆与地面夹角太大时不管用多大的力都不可能推动拖把的事实是有体验的，他们很容易根据自己的体验获得重要的解题信息，这对引导高中物理教学把增强学生的实践意识作为重要课程目标，起了积极作用。
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唯一遗憾的是，本题所体现的“摩擦角”概念是有些高等学校物理课程的内容，对学过这一知识的考生来说，很容易完成此题，有失高考的公平性。庆幸的是，本次评选中有6成投票者都把本题列为“最佳题”，说明多数学校并没有把该知识作为高考复习内容。尽管如此，运用大学知识来考查中学能力的命题思路，应该避免。
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反对死记，倡导分析，引导学生养成正确思维习惯
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●新课标理综试卷第21题
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假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为
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A．??????? B． ?????????C． ???????D．
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点评：在解决一个新情境问题时，是死套某些结论还是进行具体分析，这是重要的思维习惯，它关系到学生基本素养的形成。然而现实教学中，有些教师急功近利地要学生记住一些结论在解题时套用，不少教辅资料也对死记套路的做法推波助澜，对教学造成了很大危害。例如用万有引力定律求解星体质量，如果已知星体表面的重力加速度，可以根据物体的重力就是它所受的万有引力的原理，列出方程，得到结论，就可以通过g、R求解M。当前某些流行的做法并不是让学生理解和应用上述基本原理，而是让学生记住这一解题结论，某些教辅资料为了渲染这一解题结论的重要性，称该结论为“黄金代换”公式，并用这一“黄金”公式直接套出某些死板题目的答案。这些“经验”在教辅中抄来抄去，泛滥成灾。本题让不求甚解、死套“黄金代换”公式的学生尝到了苦果，这些学生刻板地看到“黄金代换”公式中g是和R2成反比的，选择了选项D，导致了解答的错误。本题让大家看到：死套一些结论，不注重具体分析，并不能赢得高考分数，这对高中教师正确制订自己的教学策略具有很好的引导作用。它同时给我们一个启示：把教辅中泛滥成灾的某些错误做法体现在高考试题中，让死记硬背的教学付出代价，这是否也是一种正确引导教学的命题思路？
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从结构和层次的视角，有效考查学生应用图象解决物理问题的能力
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●北京理综试卷第23题
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摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米。电梯的简化模型如1所示，考虑安全、舒适、省时等因素，电梯的加速度a随时间t变化的。已知电梯在t = 0时由静止开始上升，a-t图像如图2所示。电梯总质量m＝2．0×103 kg。忽略一切阻力。重力加速度g取I0 m/s2。
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（1）求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2 ;?
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　　（2）类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了由v-t图像求位移的方法。请你借鉴此方法，对比加速度的和速度的定义，根据图2所示a-t图像，求电梯在第1s内的速度改变量△v1和第2s末的速率v2 ;
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（3）求电梯以最大速率上升时，拉力做功的功率p ;再求在0～11s时间内，拉力和重力对电梯所做的总功w。
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点评：运用函数图象表达和分析物理问题，是高考《考试大纲》明确提出需要考查的能力，怎样有效地考查学生运用图象的能力？本题作了精心设计。
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首先，本题选择了摩天大楼的高速直达电梯作为试题运动模型的现实背景，不仅贴切、便于想像，而且也合理反映了生活中真实的物理过程；另外，命题者选择了学生陌生的a-t图象（而不是学过的v-t图象）作为本题的知识载体，避免了学生凭机械记忆答题所造成的能力测量误差。
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运用物理图象的能力，应体现在以下几个方面：一是理解图象中点的含义，二是理解曲线斜率和曲线下包络面积的含义，三是实现图象与情境的转化。本题中三个小题的设问，正是从这三个方面入手的。第(1)小题考查了a-t坐标系中第一象限和第四象限中点的含义，通过理解a＝1m/s2和a＝－1m/s2的含义求解电梯受到的最大拉力和最小拉力；第(2)小题考查了a-t图线下方包络面积的含义，看学生是否能根据这块面积等于a、t的乘积而联想到它就等于速度的变化量Δv；第(3)小题侧重考查了物理图象和现实情境的转化，看学生是否能根据图线的形状想像出电梯整个过程的运动情况，判断出第11s末达到了最大速度，并求出该速度的大小。本题不仅从能力结构的视角全面覆盖了应用物理图象的各个方面，而且层次十分清晰：三个小题的能力要求步步提升，每小题两个设问的水平也层次分明。全题以全面的能力结构和多层次的能力水平，实现了关于应用图象能力的有效考查。
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给常规、传统的实验器材赋予新颖、合理的实验方案，实现高考的双重功能
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●江苏物理试卷第11题
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为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，小亮设计了如图所示的装置进行实验。实验中，当木块A位于水平桌面上的O点时，重物B 刚好接触地面。将A拉到P点,待B稳定后静止释放，A最终滑到Q点。分别测量OP、OQ 的长度h和s。改变h，重复上述实验，分别记录几组实验数据。
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（1）实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮。请提出两个解决方法。
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（2）请根据下表的实验数据作出s-h 关系的图象。
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h (cm)
20．0
30．0
40．0
50．0
60．0
s (cm)
19．5
28．5
39．0
48．0
56．5
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（3）实验测得A、B的质量分别为m = 0． 40 kg、M =0．50 kg。根据s-h图象可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数μ=______。(结果保留一位有效数字)
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（4）实验中,滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果______（选填“偏大”或“偏小”）。
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点评：新课程物理高考考试大纲明确指出，高考试题应有利于高校选拔新生，有利于促进三维课程培养目标的实现。高考的实验题如何实现该双重功能？本题的设计，展示了一条可操作的具体途径，这就是“常规的实验器材＋新颖、合理的实验方案”设计思路。
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本题测量动摩擦因数的实验方案是新颖的，是学生没有经历过的，也是题海中没有练过的，学生需要根据对题中实验方案的理解，运用已学过的物理知识和方法，凭借自己分析解决问题的能力来完成本题的解答，因而对学生物理学习的真实水平具有很好的鉴别力。同时，本题测量动摩擦因数的方案又是如此之合情合理：原理科学，装置简单，操作方便，测量精确，不是一个虚构的、而是一个切实可行的测量动摩擦因数的方案。它能把所学的理论模型跟具体的实践装置结合起来，增强学生的实践意识。
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可贵的是本实验所用的器材都是传统的、常规的。水平桌面、定滑轮、细线、木块等器材都是学生熟悉的，悬吊重物的细线通过定滑轮拖动物体水平运动的实验过程，也是学生体验过的，第(1)小题中实验物体撞击滑轮的现象，也许就是学生实验时曾经发生过的事实。学生以往的实验经历，为本题的审题奠定了很好的基础，学生在相同装置的实验操作中所获得的感性认识，为本题的解答提供了十分有利的条件。它将引发“做实验不如讲实验”的教师进行反思和作出懊悔，促进了高中物理实验教学的健康发展。
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本题略显不足的是第(3)小题的解答有些繁杂，要获得第(3)小题的填空答案，需综合应用物理和数学知识，要花费不少时间，相对于不多的赋分来说，并非“劳有所值”。倘若能把已知条件略作调整，例如设M＝m（或M＝2m），就能使运算大为简化，而且对各要点的考查依然有效。
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试题渗透科技成就和社会热点，引导物理知识与社会实践相联系
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●浙江理综试卷第17题
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功率为10w的发光二极管（LED灯）的亮度与功率为60W的白炽灯相当。根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代。估算出全国一年节省的电能最接近
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A．? 8×108? KW·h?????? ???????B．? 8×1010? KW·h?????
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C．? 8×1011? KW·h??????? ?????D．? 8×1013? KW·h??
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点评：这是一道以全球热点问题“节能”为背景的估算题，反映了当今LED灯的科技成就，渗透了我国2016年前普通白炽灯将被淘汰的信息和今后照明光源的发展趋势，试题密切联系生活和社会实际、倡导节能减排，体现了《高中物理课程标准》所提出的“关注科学技术的主要成就和发展趋势”、“思考与物理学相关的热点问题”、“有可持续发展的意识”等课程目标，对高中物理教学具有很好的导向作用。本题的答案有一定的开放性，解答的过程需要对某些社会、生活中的数据进行合理估计，进一步引导物理教学与社会、生活的联系。试题选项的设计合理，按照全国4亿户家庭、每天照明4小时计算，一年节省电能约为6×1010 KW·h，接近于选项B，倘若家庭户数和每天照明时间的估计数增加或减少50%，其结果仍然是最接近选项C，允许学生的估计具有一定的合理范围，保证了考查结果的有效性。
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也许有人认为本题所考查的知识点比较少，而且对知识的要求也不高，把它列为最佳题有失水准。然而，从全面的视角来看：第一，试卷设计的着眼点不应该局限在知识目标上，课程标准所提出的各项课程目标，凡是纸笔测验能考查的，都属于考查范围，对此，本题已有很好的表现；第二，一份试卷中，各个试题需要有不同的分工，有的试题重视对知识的考查，这种试题容易设计，另外有的试题重视对其它课程目标的考查，设计这种试题需要有全面课程目标的视野，本题就属于这种情况；第三，试题不仅需要具有有选拔的功能，还要有利于引导高中教学贯彻新的课程理念，以培养学生全面的学科素养，本题义不容辞地担当了这一重任。
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实验题缺乏可操作性，对教学产生不利影响
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●新课标理综试卷第23题
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图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱； A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。
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（1）在图中画线连接成实验电路图。
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（2）完成下列主要实验步骤中的填空
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①按图接线。
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②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。
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③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D______；然后读出_______，并用天平称出_____。
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④用米尺测量_______。
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（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B = ______。
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（4）判定磁感应强度方向的方法是：若______，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。
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点评：本题在知识目标上的考查功能是无容置疑的，它将力学与电磁学知识巧妙结合在一起，综合了平衡条件、磁感应强度概念、左手定则和电路连接等内容，全题设问准确、答案客观、难度也控制得很好。但是，作为第23题，它在试卷中的定位是实验题，不是计算题，因此应该按实验题的要求进行评价。
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作为一个实验题，在考查学生的实验能力时，要求学生不仅能理解实验原理和方法，而且会使用仪器，能控制实验条件，运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，将做过实验的学生和没有做过实验的学生真正区分开来，让“黑板上种田”、“纸上谈兵”式的实验教学失去优势、尝到教训。为此，实验题应该是真实的、可操作的，实验题自身绝不能是“纸上谈兵”的。
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然而，本题的可操作性有所欠缺，通常中学物理实验室条件下难以完成本实验：首先是因为中学物理实验室很难获得如题目所示足够强的大范围匀强磁场，加上单股U形金属框中不可能持续通过超量的电流，因而不可能产生很大的安培力；其次是题中的两个定滑轮存在不可忽视的摩擦，加上所连接的导线对U形框有一定的力的牵制，使得微小的安培力难以显示其作用效果，造成题中所陈述的实验现象和操作过程无法实现。为提高安培力作用的演示效果，中学物理教学中想了很多办法来克服摩擦和牵制作用，本题所考查的实验，实际上是理想化的，教师很难在课堂上把它变为现实，这对高中物理实验教学将带来不利影响。
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拼凑和堆砌，不是有价值的难度因素
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●安徽理综试卷第24题
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如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量 M = 2 kg的小物块A。装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。传送带始终以u = 2 m/s 的速度逆时针转动。装置的右边是一光滑的曲面，质量m = 1 kg的小物块B从其上距水平台面h = 1．0 m处由静止释放。已知物块B与传送带之间的摩擦因数 μ= 0．2, ?l = 1．0 m。设物块A、B间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A静止且处于平衡状态。取g = 10 m/s2。
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（1）求物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小；
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（2）通过计算说明物块B与物块A第一次碰撞后能否运动到右边曲面上？
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（3）如果物块A、B每次碰撞后，物块A再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当他们再次碰撞前锁定被解除，试求出物块B第n次碰撞后运动的速度大小。
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点评：本题将光滑曲面、皮带摩擦、撞碰、弹簧振子等模型拼接在一起，考查了力学中匀变速运动、牛顿第二定律、动量守恒、机械能守恒等主干知识，也考查了分析综合能力和应用数学解决物理问题的能力，应该说，试题具有一定的鉴别力。但是，作为压轴题，采用积木组合的方式通过增加试题的物理过程来加大难度，未必是一条好的命题思路，因为学生完全可以将该题 “拆分”为几个独立模型进行解答：光滑斜面上的机械能守恒问题、传送带上的摩擦问题、碰撞中的守恒量问题、弹簧振子的运动问题等。现实教学中，这些独立的问题都是反复训练过的，有很多固化的解答跟评分标准的要求是吻合的，压轴题的这种命题方式就有可能让死记题目类型的复习策略尝到甜头而助长教学中的生搬硬套。虽然本题也确实能鉴别高分学生的综合能力水平，确实能考查学生是否能把一个复杂问题分解为若干简单问题，但区分的主要是学生思维链的长度，而不是他们解决问题的创造性水平，学生解决本问题的方法都是平时训练过的，不需要在考场中让学生自己创造性地提出来。再加上本题没有任何生活实践的情境，不存在把实践情境转化为物理模型的过程，思维的灵活性受到一定的影响。作为一道压轴题，需要尽量在“创新”和“实践”两大主题上做文章，而这两个方面恰恰是本题所欠缺的。
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新课程高考题选用原课程中删去的内容，导向不好
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●天津理综试卷第9题
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（1）略
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（2）略
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（3）某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻。他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路，如图所示。已知G1的量程略大于G2的量程，图中R1为滑动变阻器。R2为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。
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①实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为________。
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A． 合上开关S2
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B． 分别将R1和R2的阻值调至最大
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C． 记下R2的最终读数
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D． 反复调节R1和R2的阻值，使G1的示数仍为I1，使G2的指针偏转到满刻度的一半，此时R2的最终读数为r
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E． 合上开关S1
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F． 调节R1使G2的指针偏转到满刻度，此时G1的示数为I1，记下此时G1的示数
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②仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的G2内阻的测量值与其真实值相比_______（填偏大、偏小或相等）。
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③若要将G2的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量得结果，写出须在G2上并联的分流电阻RS的表达式，RS? = _______。
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点评：本题是一道实验题，考查的实验项目是“半偏法测电流表内阻”。它是《物理教学大纲》课程（下称“原课程”）教科书的学习内容，也是原课程高考考试大纲所规定的实验考查项目，但没有列入新课程高考的实验项目清单。本题半偏法测内阻的实验过程跟原教科书基本上相同，但做了一点很有价值的改动：用标准电流表加上滑动变阻器取代了原实验方案中的高阻值电位器，它不仅使实验更加精确，而且考查了学生对半偏法测内阻的原理是否真正理解，反对死记硬背，这是十分值得赞扬的。本题的不足在于，该项目是一个传统的实验，如果教师复习时讲过这个实验的原理、过程和误差分析，即使本题做了必要的创新和修改，学生解答的心智技能也只需要达到理解的水平，因为半偏法原理的分析过程已经由教师在讲解时帮助学生完成了。而对没有学习过半偏法原理的另外学生来说，他们在考场上看到陌生的电路图以及顺序打乱的操作步骤，要通过自己分析才能领悟其中的道理，需要具有更高层次的心智技能，这与高考的“公平性”相悖。另外，本题让师生们看到，原课程被删去的内容中隐藏着大量的命题机会，这对高中物理教学具有不好的导向。要对电路实验进行考查，具有大量题材和思路，没有必要采用原教材删去的内容。
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漏选可得分、错选不给分，多选题评分标准不合理
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●新课标理综试卷第14题
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伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是
A． 物体抵抗运动状态变化的性质是惯性
B． 没有力作用，物体只能处于静止状态
C． 行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性
D． 运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动?
点评：以下所点评的，不是试题，而是评分标准。在此借用本题，对新课标理综试卷物理选择题评分标准的科学性进行评述。
本试卷中的物理选择题是多项选择题，允许有多个选项正确，评分标准是“全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。” 这一评分标准的含义是：如果某选项是正确的但考生没有选（以下称为“漏选”），并不影响其它选项的评分，可得3分；但如果某选项的结论是错误的而学生选了（以下称为“错选”），即使其它选项全部判断正确，也是0分，这是一种不合理的评分标准。漏选，是对应该选择的选项没有选择，表明考生对该选项的内容不理解而判断错误；错选，是选择了不应该选择的选项，同样是表明考生对该选项的内容不理解而判断错误，两者的本质是完全相同的，但前者可以得3分后者却只能得0分，显然是不合理的。
本题的正确选项是AD。设想有一考生对选项A的知识没有学好，认为A选项的说法是错的而没有选，其它三个选项都判断正确，其填写的答案是D，按评分标准，属于漏选，可以得3分。倘若仅仅把题干中“其中正确的是”改为“其中错误的是”而其它一律原封不变，按照该学生的认知，他就会选择ABC。选项A变成了错选，按评分标准，只能的0分。同样的内容、考查同样的学生，只是由于设问语句略作改变，得分就不同，说明评分标准是不科学的。如果把上述评分标准改为：“全部选项判断正确的得6分，仅有一个选项判断错误的得3分，有两个或两个以上选项判断错误的的得0分。” 则比较合理。漏选和错选都属于选项判断错误，本题的题干不管“其中正确的是”还是“其中错误的是”，赋分都是相同的。