2020-2021高考物理试题研究

■ 西北农林科技大学附属中学 肖 媛

助力学生通过高考试炼，进入理想大学，是高中教学的核心任务。高考成绩，既是影响学校声誉与发展的考核标准，也是关系千家万户幸福感的重要因素，更是帮助学生改变命运的重要阶梯。基于对高考重要性的清晰认识，及时研究试题，总结规律就显得至关重要。通过分析最新的高考试题，笔者希望从宏观上发现试题的变化规律，从微观上总结新的题目模型，从而更好地助力日常教学。

1 全国卷分析

陕西省高考使用全国卷，通过对2020年全国卷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和2021年全国甲乙卷进行整理归纳，笔者有以下几点感受。

1.1 题目难度适中且稳定

2020年新冠肺炎疫情防控工作持续开展的大背景下，高考前同事间交流，大家对于试题难度的预测普遍是较为稳定或略有降低，实际难度基本和近几年持平，而总体学生水平也基本和往年持平，可见疫情对中等或中等偏上学生的影响没有想象中的那么大。具体来看，2020年14、15、16都为简单题，考查的知识点单一且直观，多集中在简单的受力分析，基本的运动分析，常见的万有引力问题，保证绝大多数的学生能上手。17题往后多为中档题，题目类型常规，但分析运算的量加大，多选题中个别选项具有迷惑性，学生想得高分不易。用作选拔尖子生的21题和25题一如既往地背景新颖，运动过程复杂，数学运算量大，但跟物理试题最难的2013、2014年初的相比，仍然属于难题中的中档题。2021年则表现得更为明显，选择题整体难度均不大，用于体现区分度的21题也只分别考察了最基础的正方形的电磁感应、双物体的粗糙类板块模型，甚至放在往年只能算中等题程度。24题难度相比往年则略有上升，分别考察了多个重复过程的斜面上能量损失问题和两个过程的拍球问题，对学生分析复杂运动的能力提出了进一步要求。

1.2 选修3-5的考点分布细致

2017新高考改革第一次将3-5模块由选修调整为必修，改革伊始，当年的高考题关于3-5的部分只有一道6分的简单程度选择题，2018年则变为了24题，考查动量守恒知识，难度提升综合性更强。2019年对3-5的考察范围和考察难度进一步提高，不仅在选择题中考查了核反应方程，氢原子光谱等较为冷门的知识点，更是在压轴的25题中考查了动量定理和动量守恒这一物理学的主干核心知识，考查的难度达到最高。2020年则考查了核反应方程，动量守恒实验，有递推的碰撞问题，冲量知识，和上年比难度有所下降。2021年全国甲乙卷都在17题围绕粒子的衰变进行分析，同时乙卷19题以外力拉木块为原型涉及了冲量的计算。梳理过往五年的3-5的考点，可以发现高考题不仅仅看重3-5的核心知识动量守恒的考察，也同时注重兼顾光电效应、氢原子光谱等零碎冷门的考点。

1.3 强调数学能力对解决物理问题的作用

数学方法中涉及了归纳递推法和分类讨论思想，数学知识中涉及了三角函数值、三角函数变化。大量的数字运算也消耗了答题时间增加了解题难度，这一点在力学实验题上反映的尤为明显。两年五道实验题分别是利用气垫导轨验证动量定理，利用定滑轮验证牛顿第二定律，利用打点计时器纸带验证动能定理，斜面问题求动摩擦因素，以平抛运动为背景求速度、求重力加速度，原理均较为常规，核心都是常规匀变速运动模型，是学生备考时反复训练的模型，但题目的数据具有一般性，导致运算量巨大，学生因此处于明明会做却失分严重的境地。

1.4 注重图像对于解决物理问题的助力

比如2020年Ⅰ卷17题是含容电路和图像的结合题，20题是斜面模型和图像结合问题，33题是分子间的作用力和分子势能图像，Ⅲ卷15题以碰撞为背景结合v-t图像；21年图像问题数量上更是呈现井喷式增长，甲卷4题基于质子-中子图像考察元素衰变，6题一般情况的等势面图像分析，33题理想气体体积-温度图像，与之形成对应的乙卷33题理想气体压强-体积比值图像，34题波形图，这些题目要求学生有很强的读图能力，能根据已有知识分析直线斜率、横纵轴截距的含义，提取有效信息，解决问题。其次还要求学生具有一定绘图能力，比如2020年I卷和III卷的18题，都要求在带电粒子在磁场中的运动中学生能大致描绘粒子运动轨迹；2020年Ⅱ卷和Ⅲ卷的34题，均为30°直角三角形玻璃砖，2021年甲卷和乙卷34题，都为矩形玻璃砖，虽然玻璃砖形状不断变化，但考察的能力是一以贯之的，都要求学生能利用刻度尺等工具准确绘制光路图。基于这一特点，在平时的教学中我们也应该投注更多的注意力来培养学生规范作图的习惯。

2 地方新高考卷分析

随着高考改革的不断深入，越来越多的省份开始采用 “3＋3”或“3＋1＋2”的新高考模式，陕西省预计也将与明后年结束文理分科的传统方式，转而采用新的“3＋1＋2”，那么提前了解其他省份的新高考经验，掌握题目动向，就显得尤为必要。

2.1 地方卷新高考情况概述

资料显示，2020年度采用新高考模式的有浙江、江苏、山东、海南四省和北京、上海、天津三市。除江苏采用“3＋1＋2”模式外，其余六省市均采用“3＋3”模式，其中除浙江采用“7选3”，江苏“4选2”，其他五省市均采用“6选3”制度。考试时间除天津为60分钟、江苏100分钟、上海120分钟外，其余四省市均为90分钟。考试分值上除上海为150分外，其余各省市均为百分制。各省市题目数量难度均有差异，浙江题目最多，共计22题；上海和北京为20题，海南和山东18题，江苏16题，天津题目最少，只有12题。

2021年实行新高考模式的省市在以上基础上，增加了河北、辽宁、湖北、湖南和广东5省，江苏省也由“4选2”改为“3＋1＋2”，和所有新增省份保持一致，即浙江继续“7选3”，山东、北京、天津、海南和上海继续“6选3”外，其余8省市均采用“3＋1＋2”模式。参与新高考省份个数的大量增加，极大的提高了物理科目命题的自主性和灵活性。表现在考试时间安排上，在总共14套地方试卷中，除天津市考试时间仍为60分，上海市由90分钟降为60分钟，浙江、山东、海南、北京90分钟外，其余省市均为75分钟。考试分值上，所有省市全部统一为百分制。题目数量上，除江苏省微调为15题，已实现新高考的省份均与上年度持平，新增新高考省份均为15题或16题。具体试题结构上，除江苏和上海没有多选题，江苏没有电学实验，上海没有力学实验外，绝大多数省份都采用“单选＋多选＋力学实验＋电学实验＋计算”的题型模式，广东、湖南、河北三省在此基础上再以二选一的形式将选修3-3和选修3-4的内容单列考察，显然这样的排布方式与全国卷不谋而合。

2.2 地方卷与全国卷的共性

同样作为选拔性考试的试题，地方新高考卷和全国卷都非常注重物理核心主干知识的考察，受力分析、牛顿运动定律、动量守恒和电磁学都是考察的热点和重点。表现在计算题上，全国卷每年两道题，总是一道多过程多物体的运动能量问题，一道电磁学问题；地方卷(除上海、广东、湖南、河北只有2题以外)均有有3个或3个以上的计算题，也是在包含上两个题型的基础上，再兼顾电磁感应或其他类型问题。

同时，二者也都注重和生活实际相结合，努力让学生将物理原理和其在生活中的场景联系起来。比如2020年全国卷的考题要求学生就能正确理解安全气囊、荡秋千、管道高频焊机、CT扫描仪、潜水钟的工作原理；而2021年山东卷的血压仪、天津卷的水枪、手机无线充电器，也都属于理论联系实际的典型范例。尤其值得一提的是，很多地方卷题目也会从中国传统文化中取材，比如2020年山东卷借助中医拔罐考察理想气体的状态方程，2021年广东卷让学生从受力的角度感受曲辕犁和直辕犁的差异，定量分析算盘里的算珠的运动情况，这些题目不仅检验了学生对所学知识的掌握情况，更帮助学生从科学的角度理解传统文化，对引导学生的全面发展无疑是有益的。

2.3 地方卷与全国卷的差异性

地方新高考卷和全国卷相比，最显著的变化莫过于从理综三科一起考察变为单科分科考试，而物理科目单独考察相当于变相延长了物理考试的时间，从原先的一个小时左右普遍变为更长的75分钟至一个半小时，所以题目数目普遍有了一定程度的增长。题目数量变多，既使得试卷的考点分布更加均匀，也使得题目综合的程度变大，比如2020年浙江1月卷的15题，将几何光学和波动光学相结合，打破了教材的人为界限，根据物理知识本身的内在逻辑，实现考点的巧妙融合；天津卷2020年第1题，围绕实验这一物理学的基本特征，将3-5的卢瑟福α粒子散射、光电效应和3-4电磁波的发射与接收、双缝干涉放在一起；但也应注意到，这些教材考点交叉的考题虽然是全国卷所没有的新变化，但题目本身整体难度仍然较低，仍然属于简单题的范畴。

与当年时事的紧密结合是地方卷的一大特色。众所周知，2020年中国举国上下经历了新冠肺炎疫情的洗礼，借助这一大背景，同年浙江7月卷第4题以红外测温仪为载体，考查学生对于热辐射基本规律的理解。天津卷第3题则将红外测温仪和紫外线灯放在一起，让学生对于红外线和紫外线进行对比辨析。在中美对抗愈发激烈的大背景下，以华为为代表的5G技术的发展与普及也受到了广泛关注，北京卷第3题就以5G为抓手，从多个维度考察了电磁波的基本概念。2021年，中国的航天事业再次交出亮眼的成绩单，发射次数再创新高，在这样的太空探索热潮下，浙江6月卷、湖南、天津、北京、辽宁、湖北6省市不约而同地选择于同年5月发射的我国第一枚火星探测器“天问一号”为载体，考察卫星运行的物理参量、卫星变轨、卫星着陆受力等一系列万有引力方面相关问题。

3 教学建议

基于对全国卷和地方新高考卷的分析，在陕西省进入新高考模式后，笔者认为一线教师的物理教学工作应该从以下几个方面进行调整。

3.1 教学内容要增加

目前人教版物理教材一共是2本必修，5本选修。实际上课中我校学生都要学习必修，而理科生再额外学习4本选修。进入新高考后，我们的学生则要在两年内学完全部7本教材，特别是高二一年，要完成全部5本选修教材的学习，学生的物理学习范围、深度会进一步加大，课时进度会非常吃紧。

3.2 教学过程中知识覆盖要全面

在目前的物理课堂中，对牛顿运动定律、电磁学、动量等主干知识的教学是非常扎实和深入的，无论是知识点讲解还是配套的各种习题训练都能做到循序渐进、反复演练、螺旋提升。但无论是从全国卷还是新高考的试题导向来看，都要求我们不能放松对非主干细节知识的把控和落实。事实上，非核心内容的考察往往难度不高，但都非常注重细节，所以这就要求我们在复习备考中不能功利主义导向，盲目舍去考点，而应该踏踏实实、认真落实完成好每一个课本上的知识内容。

3.3 继续加强简单题中档题的落实，切勿轻易提升难度

物理单独考试后，虽然题目的数量明显增多，但是题目的难度几乎没有变化。几乎所有的省市都只是增加了简单题和中档题的数量，采用依靠一道压轴的选择、一道压轴的计算来实现区分度的命题策略。尤其是上海市，在新高考的命题中还删减了中档题的所占份额，将更大的篇幅给了简单题，这对于中等水平的同学是一个非常有利的改变。同时虽然题目在跨教材、跨考点的综合性略有上升，但整体来看仍然主要是模块化、类型化、常规性的考题占了压倒性多数，所以无论是日常教学还是复习备考中，都还是应该紧扣基本知识基本能力，不应盲目对偏难怪问题耗费时间。

3.4 适当加强实验教学

这既是物理的学科特点所致，也符合高考应试的需要。无论全国卷还是地方卷，实验题的考察都是非常稳定的力学实验和电学实验的组合，题型固定，考点集中，备考实效性高。尤其是新课阶段应让学生多上手操作，实践出真知，真实的实验情景有助于学生加深对实验原理的理解，熟悉基本的实验操作；并注重真实场景下的实验数据处理和误差分析，不盲目追求实验结果和课本相同，面对最终现象和预期不符时，注意引导学生思考引发差异的原因，并尝试探索如何对实验操作、实验设备进行改进。如果确实由于客观原因无法实现每个学生的动手实操，也可以鼓励学生使用“物理实验室”“物理星球”“虚拟实验”等软件，在课后利用虚拟环境进行仿真实验，作为课堂实验的良好补充。同时，应留意DIS设备在全省的普及情况，随着数字化实验仪器的逐步推广，相关的高考试题出现的概率也会增大。

3.5 高水平学生加强带电粒子在电磁场中运动的综合应用训练

作为一类全面考察学生电磁学知识、受力分析能力、读图绘图能力、综合分析、逻辑推理能力的综合试题，其作为压轴题在地方卷中出现的概率之高几乎是压倒性的，将近70%。在全国卷中，结合往年来看，也有近乎50%的比率。因此，对其的强化训练是冲刺清北学生的必由之路。其次，最好也能补充练习一些结合碰撞、能量的多物体多过程问题，这类问题模块性强、易拆解为多个简单过程的组合，学生相对较容易得分。对比之下，近年来电磁感应类计算题明显难度不大，压轴题出现的概率显著降低，考虑到2021年全国I卷刚考过电磁感应结合板块模型的压轴题情况，在时间有限的情形下，可以不过分追求该类问题的习题难度。

3.6 顶尖学生适当拓展微积分教学

一方面微积分属于高等数学的常用工具，具有很强的实用性；另一方面，高中物理在推导匀变速运动位移公式、做功与路径无关的结论、单棒旋转切割磁场产生的感应电动势等地方大量涉及“微元”思想，即 “先微分再求和”，这本质上就是数学中的微积分。单从应试角度来看，2020年浙江1月卷21题电磁感应问题，利用积分思想求外力冲量；全国Ⅱ卷20题，利用积分和对称思想求解带等量异种电荷的圆环的电势场强问题，都从思想和应用两个角度对学生的微积分能力提出了较高要求。