保持特色 平稳过渡 注重思维 考查素养

摘 要：本文分析了2019年北京高考物理试题与往年试题的共同点，也指出了今年试题的创新点，为明年的学业水平等级考试的复习提供参考.

关键词：北京;高考;試题;分析;教学

文章编号：1008-4134（2019）17-0052中图分类号：G633.7文献标识码：B

纵观2019年高考北京物理试题，我们可以清楚地发现，试题注重思维，考查素养，稳中求新，稳中有变，为2020年新课程改革的首份试卷做了很好的铺垫，必将起到很好的桥梁与过渡作用.

1 保持北京特色 考查核心素养

2019年试题与2017年、2018年等近年试题一脉相承，试题在覆盖所有主干知识的同时，大量素材源于教材，不注重复杂应用，而注重概念规律的本质理解、注重学科思想和科学方法、注重物理实验、注重宏观微观结合，又一次完美地体现了北京物理卷的特色，注重了对考生核心素养的考查.

1.1 立足基础 回归教材

立足基础，回归教材，是北京卷物理试题的特点之一，2019年试题依然如此.2019年北京高考物理试题整体难度适中，注重基础知识的考查，绝大部分试题都能从教材中找到原型或相关内容，比如客观题中的第13、14、15、17题，主观题中的第21、22、第23（1）和第24（1）等，这些试题或源于教材中的正文，或源于教材中的习题.本文以2019年北京理综卷第21题（以下简称2019-21，以下同）的第（4）设问为例进行说明.

例1 （2019-21（4））伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样.这实际上揭示了平抛物体

A.在水平方向上做匀速直线运动

B.在竖直方向上做自由落体运动

C.在下落过程中机械能守恒

试题分析 该设问源自教科版必修2第9页“早在300多年前，伽利略就曾研究过平抛运动.他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样.这实际上已经揭示了平抛物体在竖直方向上的运动为自由落体运动”，试题表述和教材完全一致，书中还配有相应插图，答案就在最后一句话中.

北京使用的两种教材都介绍了“平抛竖落仪”演示实验.在实际教学中，教师也都会做该实验：平抛A球的同时B球从同一高度做自由落体运动，发现它们总是几乎同时落地，改变条件，现象不变，从而得出平抛物体在竖直方向做自由落体运动.伽利略对不同炮弹的比较和“平抛竖落仪”演示实验含义差不多，但比演示实验要多思考一点.试题考查的内容比较基础，从核心素养角度看，该设问主要考查考生的证据意识.

以上这种取材于教材的命题形式，对中学教学有很强的指导意义，有助于引导中学教师重视教材，引导中学教学要回归教材，把握物理问题的本质.通过阅读教材，一方面要知道教材在研究什么问题、如何研究、得到什么结论，理解教材上的基本知识;另一方面，我们要思考教材上为什么研究这个问题、为什么这样研究、相关的知识和研究方法给我们什么启示？还有哪些相关的内容和方法？通过这样的思考，我们就可以更加透彻的理解概念和规律的来龙去脉，知其然并知其所以然，这也是源于教材高于教材的体现.

1.2 强化实验考查 突出学科特点

与近年来的试卷一样，物理实验依然是2019年的考查重点.从占比看，在物理12个题中，与实验直接相关的有4个，分别是第13、19、 21、23题，占题目总数量的1/3，全部实验的分值大约40分，约占物理总分120分的1/3.从试题内容看，既有演示实验，包括观察光的干涉衍射实验现象、光电效应、电容器的充电等，也有学生实验“研究平抛物体的运动”.从考查层次上看，包括三个层次：一是根据实验现象直接做出判断（第13题）;二是考查基本操作和数据处理（第21题）;三是根据实验结果（数据或图象）进一步进行逻辑推理（第19题和第23题）.从试题的立意看，这些试题不仅考查考生是否观察过实验，是否操作过学生实验，也考查实验之后的思考.

例2 （2019-19）光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流.表1给出了6次实验的结果.

试题分析 本题以光电效应实验为背景，给出两组6次实验数据，由控制变量可知，第一组中3次实验是相对光强不同导致光电流大小不同，且易发现相对光强越强，光电流越大的规律，第二组数据类似.两组之间比较可以发现，入射光子的能量不同分别是4.0eV和6.0eV，相应的逸出光电子的最大动能分别是0.9eV和2.9eV，可知采用了不同频率的入射光，金属板的逸出功相同，均为3.1eV，金属板材质很可能相同.选项A和选项B考查的是利用表中数据直接进行比较;选项C和选项D考查的则是根据表中数据得到的规律进行新的推理，正确答案应该是B.从核心素养角度分析，本题主要考查能量观和科学推理两个要素.

实验是中学物理教学的基础，在考试中实验是重点，同样，在平时的教学中，实验也应该是重点.教学中除了引导学生了解实验的基本原理、基本操作、实验现象、数据处理……等方面之外，还应该引导学生大胆设想，大胆提出问题，这样有助于加深对实验的理解，也许还会有新的发现.对于经典实验，教学中可以引导学生重回历史上的探究过程，体会实验中是如何解决困难的，思考实验设计的巧妙之处， 2017年版《课程标准》在必修3的内容要求部分有“体会库仑扭秤实验设计的巧妙之处”，也许正是此意;还需要引导学生体会经典实验中逻辑推理的力量和价值，激发学生的问题意识、证据意识，以及创新意识，如2017年版《课程标准》的内容要求中也有相关表述，比如“通过实验，认识自由落体运动规律.结合物理学史的相关内容，认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用”等.

1.3 注重物理思维 开阔学生视野

2019年12个物理试题中，与数字运算直接相关的只有第19题，其大意是知道入射光的光子能量为4eV，逸出光电子的最大初动能为0.9 eV，求逸出功.根据hv=W+EKm，极其简单，另一组和选项与此类似.与字母运算相关的有21（2），及三个计算题，其中21（2），知道x、y1、y2、以及重力加速度g求出初速度v0=xgy2-y1.第22和23题虽然是字母题，但几乎没计算，而第24题三个设问分别各只有动能定理、牛顿第二定律和动量定理，每一个设问都只有一个公式，只要公式熟练，适当变式即可得到答案，难度也不大，而其核心是方法是否正确，是否有正确的物理思维.

把物理思维作为考查重点，这么做可能有两个目的：一方面避免一些思维能力强的考生因数学运算失误而丢分的遗憾;另一方面注重物理思维的考查，把能力和素养考出来，可以更好地为高校选拔人才.这也与近年北京卷的风格类似.

例3 （2019-21（5））牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星.同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因.

试题分析 该设问源自人教版必修2第44页“牛顿在思考万有引力定律时就曾想过，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远.如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星”.试题以此设问，引导学生思考其中缘由.

牛顿人造地球卫星的设想是以平抛物体初速度越大射程越远为根据，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星，此时的物体不就是“人造月亮”吗？牛顿通过想象和逻辑推理，猜想到“天上的力”（月亮受到地球的引力）和“地上的力”（苹果受到的重力）是同一种性质的力，遵循相同的规律，再通过“月地检验”证实猜想，又将规律推广到所有物体之间即“万有”，进而提出万有引力定律……牛顿的这些思考与探究过程，内涵非常丰富，该设问只考查了其中一个侧面而已，主要考查模型建构能力，模型建构是物理学中及其重要的研究方法，设问中包括运动模型（从平抛运动到“洲际导弹”，再到匀速圆周运动）和场模型（从小范围可近似为匀强场的重力场，到大范围的引力场）.从核心素养角度看，该设问主要考查考生的模型建构这一要素.

一方面该设问试图引导学生学习这些伟大科学家的思考方式，引导学生通过发散思维，培养创造性思维，试题没有数学运算，但物理意味浓厚;另一方面，该设问试图引导学生学会从更宽广的视野审视各种现象和问题，有扩大视野的意识，这与2018-24的立意是一致的.

1.4 强调学科方法 理论实践并重

多年以后学生不再学习物理或者不从事与物理有关的工作，学生头脑中留下的可能并不是某一个知识点或者公式，而应该是学习物理课程所形成的认识客观世界的基本观念、科学探究的方法，以及解决问题的思维方法.在2019年12个试题中，与学科方法相关的有：模型建构法、比较法、图象法、极限法、类比法、量纲法、控制变量法等多种方法.

例4 （2019-24（3））由于大量气体分子在各方向运动的几率相等，其对静止雨滴的作用力为零.将雨滴简化为垂直于运动方向面积为S的圆盘，证明：圆盘以速度v下落时受到的空气阻力f∝v2（提示：设单位体积内空气分子数为n，空气分子质量为m0）.

试题分析 该设问在知识方面主要考查动量定理;在素养方面主要考查考生的模型结构和科学论证这两个要素，考查理论联系实际的能力.由于空气分子热运动有各向同性的特点，可以等效为分子群以速度v向静止的圆盘定向运动，建立柱体模型，在时间Δt内，分子总质量m总=nm0SvΔt∝v，分子与盘发生碰撞，无论何种碰撞模型（不妨可以假设为弹性碰撞或者完全非弹性碰撞两种特例），有速度变化Δv正比于v，即Δv∝v，根据动量定理有fΔt=Δp=m總Δv，即有f∝v2.

该设问数学运算并不复杂，但因涉及的模型较多，考生能否建立合适的物理模型，才是解决问题的关键所在，这与试题2018-24完全类似.本设问涉及的物理模型有：理想气体（不考虑分子间相互作用和分子重力，各向同性）、雨滴简化为圆盘（题目已给出）、柱体模型（流体问题常用）、碰撞模型，等等.采用模型建构的方法分析物理问题，是物理学中最重要的方法.本设问主要考查考生能否建立碰撞模型，其目的就是倡导模型建构这种重要的研究方法，近几年的第24题都是如此.

1.5 考查创新能力 倡导终身学习

创新是民族保持活力的必要因素，终身学习是每位公民跟上时代节奏的重要条件，2017年“两办”提出的四种关键能力，明确包含学习能力和创新能力，2019年和2018年的物理试题一样，在这方面也做了很好的导向.

例5 （2019-23（2））在如图1所示的充电电路中，R表示电阻，E表示电源（忽略内阻）.通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电，对应的q- t曲线如图2中①②所示.

a.①②两条曲线不同是（选填E或R）的改变造成的;

b.电容器有时需要快速充电，有时需要均匀充电.依据a中的结论，说明实现这两种充电方式的途径.

试题分析 由图2可知，充电最后阶段，①②渐近线相同，即Q相同，对于相同的电容器C（题干已知），根据公式Q=CU易知电源电动势E相同，由于不计电源内阻，结合电路结构，①②两图线差异的原因只能是电阻R不同.无论从完整图象（充电全过程）考虑，还是从图线斜率考虑，均有电流i1大于i2，容易知道电阻R1小于R2，从充电全程或者充到任意q值易知①线充电快，所以为了快速充电，在电动势不变的情况下应可减小电阻R.若需要更均匀充电，则应延长充电时间，因此需增大电阻R.理想的均匀充电，则电荷量q正比于时间t，即电流i不变，这其实已为本题的第（3）问做好了铺垫，电流不变的充电方式其实就是用“恒流源”充电.

第（3）问中“设想使用理想的‘恒流源替换（2）中电源对电容器充电，可实现电容器电荷量随时间均匀增加”，其中的“恒流源”是高中没有学习过的内容，考生要透彻理解这句话，才能回答好后面的问题，这其实是考查考生的学习能力.能否将设问（2）和设问（3）联系起来，考查了考生的创新能力.

我国目前正在大力发展和推广新能源汽车，我国的超大电容水平也处于国际领先水平，如何根据需要对它们进行充电自然是必须考虑的问题.本设问以演示实验“观察电容器的充电过程”为背景，从理论上考查了考生的创新意识和学习能力，这也与核心素养中的创新和社会责任息息相关，命题者想借助高考试题上好高中物理最后一课，希望今后有更多的考生思考相关或类似问题.

2 试题稳中有新 力求平稳过渡

2019年试题除了保持以往北京试题的特色外，相对于往年，2019年试题也有新的发展和突破，为其后的等级考试做好过渡.

2.1 增多中档题 提高区分度

相对前几年试题，今年的中档题明显增多，特别容易的试题和特别难的试题明显减少，我们以理综卷第13题为例.

例6 （2018-13）在核反应方程42He+147N→178O+X中，X表示的是

A.质子B.中子C.电子D.α粒子

试题分析 该试题叙述简洁，内容单一，题干文字不到一行，4个选项都是简单词组，通常难度系数在0.92左右.

例7 （2019-13）一列简谐横波某时刻的波形如图3所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则

A.此刻a的加速度最小

B.此刻b的速度最小

C.若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动

D.若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置

试题分析 以波动或者振动为背景的试题，以往通常放在理综第15题或者第16题前后，今年却放在了第13题.相比较2018年第13题，2019年的第13题不仅整体阅读量大了，信息也更加丰富，还配有一个图象，4个选项分别从瞬时加速度、瞬时速度、以及波的传播方向和运动过程三方面设问，考生不用死记硬背，就能轻易得到正确答案，其难度相对以往的第13题估计要大一些.

同样，以往物理卷压轴题，即第24题的第三问，通常难度系数在0.1左右，而2019年同样位置的试题的设问首先明确了分子做运动的各向同性，也明确将雨滴简化成了圆盘模型，而且试题是证明题，目标明确具体，大多数考生对分数段的模型并不陌生，因此考生无论在心理上还是应试策略上，相对而言都会更加从容，其难度相对以往估计会明显下降.

减少极易题目和极难题目的比例，增多中档试题的数量，其目的可能是为了提高试卷的区分度，也为2020年将考试分转化为等级分做好准备和铺垫，这也可能是未来北京物理试卷的一个方向.

2.2 扩展实验试题考查范围

北京高考理综卷第21题的最后一个设问通常是较高层次的要求，且都是基于本实验，在实验内进行适当的拔高或提升，有的是考查方案设计（2018年）、有的是借助函数图象预测实验结果（2017、2015年）、有的是对实验结果进行分析（2016年）.

2019年第21题考查的实验是“研究平抛物体的运动”，前4个设问与平抛运动实验明显直接相关，但是第5个设问，考查形式和内容与往年有明显不同，这一设问与实验“研究平抛物体的运动”好像关系不大，看似跳出了平抛实验本身，实则考查了以平抛为基础的牛顿思想实验.相对以往的第（5）问，这是在2018年的基础上，北京物理试题在实验考查形式上的进一步发展、创新和突破.

该设问至少有以下两个创新点：一是扩展了实验的考查范围，将以往只考查学生实验本身扩展到了相关的经典实验，引导中学教学重视经典实验，注重物理中的科学思维;二是将实验和理论更紧密地联系起来，减小了理论和实验的分界线，该设问是实验联系理论，2019-23是理论联系实验，理论和实验分界线越来越模糊，物理学本即如此，未来Ⅱ卷中的主观试题或许会向此方向发展，因为要引导学生像科學家一样学习物理，研究物理.

2.3 创新计算题的命题形式

以往每个计算题都是3个设问，每个设问都需要书写解答过程.但2019年的计算题在设问方面有了新的变化，除了保留原来的形式外，又增加了一种半定量的形式——不需要过程，只需要结果.

例8 （2019-23（3））设想使用理想的“恒流源”替换（2）中电源对电容器充电，可实现电容器电荷量随时间均匀增加.请思考使用“恒流源”和（2）中电源对电容器的充电过程，填写表2（选填“增大”“减小”或“不变”）.

试题分析 该设问不需要考生书写解答过程或者分析过程，考生只需填写结果即可.这种形式相对以往而言，不足是不能完整展现学生的思维过程，但其优点是可以考查更多的内容，也可以为考生节约时间，当然，由于是选择填空，这也是一种调整试题难度的方式之一.同样，今年第23（2）和第24（2）都呈现了通过比较判断，选择填空的形式.

此外， 2019年物理试题还有很强的时代感，6月8日考试，而试题第18题以5月17日我国成功发射第45颗北斗导航卫星为背景，第20题以5月20日（国际计量日）正式实施新国际单位制（新SI）为背景，时代感超强.

以上从稳定和创新等方面对2019年高考北京物理试题做了一些粗浅的分析， 2019年北京物理试题与全国卷或其他省市物理试题相比，各有千秋，北京卷特色浓厚，对中学教学有明显的指导意义，是一份导向意味浓郁，地方特色鲜明，不仅大气而且有底蕴的试卷，中学教师可反复琢磨与品味，多思考“物理应该教什么”的问题.

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]人民教育出版社，课程教材研究所.普通高中课程标准实验教科书物理必修2[M].北京：人民教育出版社，2006.

[3]陈熙谋，吴祖仁.普通高中课程标准实验教科书物理必修2[M].北京：教育科学出版社，2014.

[4]杨清源，王运淼，魏华.中学物理教学设计[M].北京：高等教育出版社，2016.