新高考背景下物理试题素材的三大来源

金鹏+梁恒

摘 要： 有关高中物理试题编制的论文很多，不同的论文从不同的角度阐述了物理试题编制的不同观点与方法。在浙江省新高考背景下，高中物理试题的编制有一定来源与背景。笔者基于对新高考实行以来最新的2016年浙江物理选考试卷和2016年杭州市物理教学质量检测试卷的命题分析，着重从高中物理试题素材的三大来源谈几点认识与思考。

关键词：物理试题；素材；新高考

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）6-0014-5

高中物理常规考试小到各类单元测试、月考、期中考试、期末考试，大到市级质量检测考试、省级的学考与选考、全国高考等。考试的意义在于检查学生对所学物理知识的识记、理解和应用能力，测试学生达到教学目标的程度，并为教师的后续教学提供反馈信息，对学生与教师的双边教学关系起到导向与激励的作用。所有的考试都会涉及到试卷的命题，一份好的试卷是由好的物理试题组成，所以高质量的物理试题就显得非常重要。如何编制高质量的物理试题应该成为物理教师必备的重要技能之一。

笔者基于对2016年浙江物理选考试卷及杭州市物理教学质量检测试卷的命题分析，从物理试题素材的三大来源谈谈对高中物理命题的认识与思考。

一份好的物理试卷离不开原创性试题的加入。原创性试题的数量多少与题目好坏决定了整份试卷的质量高低。原创性试题能够很好地融合新科技和加入新的物理情景，使得物理试题能推陈出新，贴近生活与现代科技社会，尤其在浙江省新高考（物理选考与学考）的改革背景下备受青睐。

原创性试题要求命题教师要善于观察和记录生活，要密切关注现代科技，要对物理课本和经典试题了如指掌；在这样的基础上，还要求命题教师能够选取合适的情景，提取出相应的素材，提炼出合理的物理模型，科学地设置问题，还要做出规范的配套解答。在这一系列的命题过程中，还需全盘考虑所给数据是否合理，所设置的情景是否科学，所提出的问题是否到位且在《考试说明》规定的范围内。如果试题给出的数据之间出现不自洽的情况，就会出现科学性的错误。这种情况有时难以避免，包括高等级的考试试题偶尔也会受到同行的争议。因为一份试卷在公开测试之前，能够接触到试卷题目的教师、学生毕竟是极少数，而原创试题至少在数据上是全新的、没有在大范围内使用过的，所以在试题测试之中或之后，就有可能出现预先没有想到的问题或有待商榷的地方。这就对命题教师提出了很高的要求。命题教师需要对试题反复推算、仔细揣摩，必要时找同行寻求帮助。

原创性试题最重要的来源是课本、生活和现代科技，这也是新高考命题青睐的三大“宝库”。物理课本是课程标准唯一的权威载体，而生活與科技更是物理的源泉与动力。

1 源于课本的题目

例如，浙江新高考2016年4月份选考卷（以下简称“4月卷”）第8题：

密立根油滴实验原理如图1所示。两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间电压为U，形成竖直向下场强为E的匀强电场。用喷雾器从上板中间的小孔喷入大小、质量和电荷量各不相同的油滴。通过显微镜可找到悬浮不动的油滴，若此悬浮油滴的质量为m，则下列说法正确的是（ ）

A.悬浮油滴带正电

B.悬浮油滴的电荷量为

C.增大场强，悬浮油滴将向上运动

D.油滴的电荷量不一定是电子电量的整数倍

图1 密立根油滴实验原理图

本题利用了人教版高中《物理》选修3-1第37页“科学足迹”中的图1.9-8进行编制，利用“科学足迹”中描述的情景和原样的插图进行选项的设置，考查学生对课本的研读程度和对课本相关栏目的重视程度。

例如，浙江新高考2016年10月份选考卷（以下简称“10月卷”）第8题：

如图2为某一电场的电场线，M、N、P 为电场线上的三个点，M 、N 是同一电场线上的两点。下列判断正确的是（ ）

A.M、N、P 三点中N 点的场强最大

B.M、N、P 三点中N 点的电势最高

C.负电荷在M 点的电势能大于在N 点的电势能

D.正电荷从M 点自由释放，电荷将沿电场线运动到N 点

本题利用了人教版高中《物理》选修3-1第20页“问题与练习”第3题的图1.4-6进行编制，考查学生对课本中“问题与练习”的掌握程度。

像这样利用课本中的原样插图进行编制的题目在4月卷和10月卷中还有很多。例如：4月卷的第13题（固定在x轴上的两个电荷）来源于选修3-1第15页的“问题与练习”；10月卷的第15题（氢原子的能级图）来源于选修3-5第58页的课本插图18.4-2；第20题（过山车模型）来源于必修2第80页“问题与练习”第2题的图7.9-4。

又如2016年杭州市物理教学质量检测（以下简称“检测”）高一试卷中的第6题：如图3所示，两束光分别沿着与坐标轴平行的方向照射从O点水平抛出做平抛运动的物体A，在两个坐标轴上留下了物体的两个“影子”。下面四幅图中能正确描述“影子”运动的图像是（ ）

A.影子在x轴上的x-t图 B. 影子在x轴上的v-t图

C.影子在y轴上的x-t图 D.影子在y轴上的v-t图

本题中的平行光照射平抛物体的图像就是高中《物理》必修2课本中的原图。经过一番描述之后，便可以考查学生对平抛运动两个方向上分运动的掌握和理解情况。并且此题中还融入了x-t图像和v-t图像的考查，既属于基础的重点内容，又有一定的综合性。要求学生既对平抛运动的两个分运动非常熟悉，又要求学生对x-t图像和v-t图像有一定的掌握。

在“检测”中利用课本插图作为原创题目取材的还有高一试卷的第10题（自行车脚踏板、链条、后轮联动装置）来源于必修2第22页“思考与讨论”的图5.5-5。

这样的题目一般奉行的出题原则就是源于课本，高于课本。这类题目常常来源于课本的经典方法、图形图像、“思考与讨论”、典型例题、“说一说”“做一做”“问题与练习”、演示实验、“科学漫步”和课题研究。教师在教学中要理解教材中不同栏目的设置及其功能，结合具体的问题落实到位，在与学生交流、讨论、检测中都可以灵活多样，要符合学情和考情，科学地处理好教材资源，真正让教材成为广大师生的“助考器”[1]。

2 源于生活的题目

2.1 源于日常生活

例如4月卷的第10题：

某卡车在公路上与路旁障碍物相撞。处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体，经判断，它是相撞瞬间车顶上一个松脱的零件被抛出而陷在泥里的。为了判断卡车是否超速，需要测量的量是（ ）

A.车的长度，车的重量

B.车的高度，车的重量

C.车的长度，零件脱落点与陷落点的水平距离

D.车的高度，零件脱落点与陷落点的水平距离

本题以交通事故作为背景，考查平抛运动的知识。车辆与障碍物、车辆与车辆相撞是生活中常见的事情，也是考生平时都有所见、有所闻的情景。

又如10月卷中的第5题：

在G20峰会“最忆是杭州”的文艺演出中，芭蕾舞演员保持如图4所示姿势原地旋转，此时手臂上A、B两点角速度大小分别为ωA、ωB，线速度大小分别为vA、vB，则（ ）

A.ωA<ωB

B. ωA>ωB

C. vA

D.vA>vB

本题利用了杭州近期重大的国际要事G20峰会进行编制，这样的背景是每一个考生都知道的，从而体现了高考的公平性；此题考查了圆周运动中线速度和角速度的大小关系。

与此极为类似的是“检测”高二试卷的第7题（“检测”卷于2016年6月份进行了测试）：

电子灭蚊拍是夏天必备的灭蚊神器。如图5所示，假设用手握紧灭蚊拍的手柄，转动手肘关节挥动灭蚊拍，则下列说法正确的是（ ）

A.图中的A、B两点线速度大小相等

B.图中的A、B两点中B点线速度较大

C.图中的A、B两点中A点角速度较大

D.图中的A、B两点中A点向心加速度较大

本题的图片来源于“淘宝”上的图片，只要打开“淘宝”APP的软件，在首页输入“灭蚊拍”后，类似的图片数不胜数。而“灭蚊拍”本身也是大家生活中常备的“神器”，广为人知。这样的题目情景让考生能够体验到物理来源于生活，物理就在身边；让考生感受到生活处处是物理，物理处处是生活。本题考查的是角速度相同的圓周运动中半径不同则线速度、加速度大小不同。

除此之外，笔者利用日常生活中诸多的情景进行原创的题目在“检测”中还有很多，例如高一试卷的第2题（手握杯子）、第3题（高速公路）、第5题（树叶落地）、第8题（日常刷牙）、第14题（沪宁高速常州段重大车祸与高速路上停车拍照）、第15题（常州恐龙园里的“通天塔”）、第21题（生活中的传送带系统）等。

可以看出，其中以公共运输、交通事故为背景的题目较多，一是公共运输与老百姓的生活息息相关；二是以交通事故为背景能够提高考生的安全防范意识，达到一定的安全教育的目的，也是一种寓“德”于题的体现。

2.2 源于体育运动

例如4月卷中的第2题：

如图6所示是某人在投飞镖，飞镖在飞行途中受到的力有（ ）

A.推力

B.重力、空气阻力

C.重力、推力

D.重力、推力、空气阻力

这是一道以投掷飞镖作为背景的试题。这样的情景也是考生非常熟悉且很可能玩耍过的，考查学生对物体受力分析的正确认识。

类似的还有4月卷的第5题（短道速滑）、10月卷的第3题（中国女排在奥运会中的比赛）、第6题（野外攀岩）。

又如“检测”高一试卷的第4题：

跑步机已经慢慢进入老百姓的日常生活。尤其在下雨天的时候，跑步机可以让你的锻炼风雨无阻。如图7所示是某位健身爱好者在跑步机上跑了一段时间后的显示屏照片（跑步者开始跑步时所有数据从零开始计），由图片显示的信息可知，该健身爱好者在这段时间内（等同于在操场上跑步）的平均速率约为（ ）

A.2.36 m/s B.3.1 m/s

C.5.8 m/s D.11.6 m/s

本题的来源是体育运动中跑步锻炼的情景。考查学生对体育运动中的物理相关知识的掌握与计算。

除此之外，利用体育运动中的情景进行原创的题目在“检测”中还有高一试卷的第16题：背景为学生在体育测试中的引体向上，设置了与功和功率相关的物理问题。

这样的命题思路与来源，是和当代社会提倡“全民健身”的大背景相吻合的，是一种顺应现代社会要求的体现。

2.3 源于影视动画

例如“检测”高二试卷的第20题：

动画片《熊出没》（图8）中有这样一个情节：某天熊大和熊二中了光头强设计的陷阱，被挂在了树上。聪明的熊大想出了一个办法，让自己和熊二荡起来使绳子断裂而被解救，其过程可以简化为图9。设悬挂点为O，离地面高度为H=8 m，两熊可视为（处于它们重心A处的）质点，总质量m=1000 kg，悬挂点O到A处的绳长L=3 m（且在运动过程中保持不变）。若两熊的运动始终处在竖直纸面内，它们荡起来使绳子偏离竖直方向的最大夹角θ=30°，不计一切阻力。求：（本题计算中取=1.7）

（1）两熊荡至最低点时的最大速率；

（2）若两熊能被解救，绳子能承受的最大拉力不超过多少？

（3）若两熊能被解救，在它们运动前方离O点水平距离为s=4 m处有一个水池，通过计算说明两熊是否能落入水池中。

这道题目的背景是较为知名的动画片《熊出没》。以这样的背景命题能激发考生一定的兴趣，让物理题显得不那么单调与乏味。像这样的命题来源还可以是很多知名的影视片，因为影视片中的场景、情节就含有很多物理知识。笔者编著的省级精品选修课教材《物理视角中的电影》[2]一书中就有大量鲜活的例子。这样的命题思路在以后的各类考试中也定会有所体现。

由此可以看出，生活情景是物理试题的重要来源之一。所以，这就要求出题老师平时多观察、多记录生活（通过拍照、拍摄视频等形式），以避免“素材用时方恨少”的尴尬局面。另一方面，从考生的角度思考，这就要求考生平时要多在生活中细心观察，善于思考，不懂就问，把生活与物理联系起来，要逐步养成多用物理思维思考生活的习惯。以生活情景来命题也能让考生体会到物理是有用的，物理是有趣的，物理是不难的。

3 源于科技的题目

例如10月卷的第12题：

如图10所示，“天宫二号”在距离地面393 km 的近圆轨道运行。已知万有引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，地球质量M=6.0×1024 kg，地球半径R=6.4×103 km。由以上数据可估算（ ）

A.“天宫二号”的质量

B.“天宫二号”的运行速度

C.“天宫二号”受到的向心力

D.地球对“天宫二号”的引力

又如10月卷的第4题：

如图11所示，无人机在空中匀速上升时，不断增加的能量是（ ）

A.动能 B.动能、重力势能

C.重力势能、机械能

D.动能、重力势能、机械能

此题以现在较为热门的“无人机”作为背景进行编制，融入了生活中的科技情景，考查对能量的认识与判断。

其实，早在6月份的高二“检测”中笔者就以相同的科技背景进行试题的编制，例如第8题：

在2016年，神舟十一号飞船将在天宫二号发射后择机发射，并与天宫二号对接，如图12，目的是为了更好地掌握空间交会对接技术，开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验。神舟十一号由长征二号F运载火箭发射。假设天宫二号在距离地球表面400 km的轨道上做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）

A. 天宫二号的向心加速度小于9.8 m/s2

B. 天宫二号的运行周期约为1 h

C. 天宫二号的运行速度可以达到7.9 km/s

D. 神州十一号与天宫二号对接后，运行速率一定比对接前天宫二号的速率大

除此以外，在2016年新高考中，利用新能源、新科技等作为题目背景的还有4月卷的第11题（探测卫星“悟空”）、第12题（太阳能路灯）、第23题（火箭发射装置），10月卷的第11题（机器人）、第23題（质谱仪模型）。

物理学的建立与发展往往都是与科技相关联的。科技上的需求推动了物理学的发展，而物理学的发展又推动了科技的进步。尤其是现在热门的无人机技术、航天技术、环保节能技术等更是试题青睐的题目背景。所以，不管是作为命题老师还是考生，在平时都应该多多对这些科技背景加以关注，这对于教师命题或考生备考都是很有益的。再如，课本中提到的科技——回旋加速器、速度选择器、磁流体发电机、霍尔元件、电磁流量计等也经常成为命题老师出题的首选，甚至是试卷的压轴题。

另外，试题编制完成以后需要编制参考答案，确定评分标准。试题、答案都检查无误后，还需要仿照格式，规范字体字号排版，重点检测图片是否有缺漏、错位等。等到最后正式印刷之前，命题人还要做最后的确认，尽量让印刷出来的试题趋于或达到零差错。

在试题用于检测后，命题教师要及时采集和分析该试题的相关数据，并作好详细的记录（例如最高分、最低分、优秀率、合格率、整卷平均分、各题平均分以及各题的典型错误）[3]，这样一方面可以及时对本次命题进行反思和反馈，调整和修正有疑义、有争议的题目，收集学生中优秀的多种解法，完善参考答案；另一方面也为以后的命题积累原始数据与材料，组成自己的图库和题库，为下次编制更完善、合理、科学的物理试题做好充足的准备。

参考文献：

[1]吴俊.如何在新高考背景下充分挖掘与利用教材资源[J].中学物理教学参考，2016，45（Z1）：67-68.

[2]金鹏，等.物理视角中的电影（力学篇）[M].杭州：杭州出版社，2014.

[3]吴炳光.编制高质量物理试卷的操作流程和注意事项[J].中学物理，2014，32（11）：25.

（栏目编辑 赵保钢）