对2018年全国高考物理I卷第21题的思考及其启示

时艺玮

高考是大规模选拔人才的一种途径，直接影响考生的教育前途.在此期间令我最兴奋的事情就是第一时间拿到高考题，看看考查了哪些知识、方法、能力，同时检验一下自己处于哪个层次级别.新颖、别致的题总会发人深省，2018年理综全国I卷第21题给我留下了深刻的印象，考点曾几次出现在近年来的考题中.下面我谈谈对此题的理解.

 一、题目呈现

图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2V，一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV.下列说法正确的是（  ）.

A.平面c上的电势为零

B.该电子可能到达不了平面f

C.该电子经过平面d时，其电势能为4eV

D.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍

 二、对此题的思考

1.科学性的思辨过程.

读完此题，我得到的信息是电子在匀强电场中运动.那么除电场力外是否要考虑其他力呢？首先，电子的重力一定是忽略不计;其次，β射线穿透能力较强，尽管电子动能为10eV时速度的数量级为105m/s，但联想到诺贝尔物理学奖获得者丁肇中提出电子的半径是无法测定的，且证明电子的半径小于10-19m，所以空气阻力也应该忽略不计.其实，无论是否考虑空气阻力都不影响最终的结论.

2.解析过程.

A选项，电子从a到d的过程中克服电场力做功为6eV，所以电场方向水平向右，相邻等势面之间的电势差均为2V，所以平面a、b、c、d、e平面的电势分别为4V、2V、0V、-2V、-4V，故A正确.由于电子不一定垂直等势面进入，可能做曲线运动，也就是类斜上抛运动理想模型，所以可能到达不了f平面，故B正确.C选项，电子在平面d的电势能Epd=qφd=2eV，故C错误.D选项，只有电场力做功时，动能和电势能之和保持不变，且等于6eV，电子经过b、d平面时的动能分别是8eV和4eV，所以该电子经过b平面的速率是经过d平面的 2 倍，故D错误.综上所述，选项AB是正确答案.

3.对命题立意的揣测.

此题对电场、等势面、电场力做功、电势能与动能的转化与守恒的考查比较基础，由于这些概念抽象难懂，涉及的表达式还有正负号问题，对它们的理解和应用容易停留在似是而非的层面.对曲线运动的考查较为隐蔽，命题者隐藏了粒子运动轨迹，在考场紧张的环境下让考生自己通过发散思维想到曲线运动中的斜上抛运动模型分析得出正确答案，无疑加大了难度，考查的难点应该是B选项.当然，此题明确标识为多选题，从优秀学生和教师的视角来看，用排除法也很容易得出正确答案，但对于一般的考生来讲困难还是很大的，这也是将此题作为最后一道选择题的原因吧.

 三、启示

高考把对能力的考查放在首位，通过考查知识及其运用来鉴别考生能力的高低.纵观近几年的高考试题，对曲线运动的“最高点”速度不为零，也就是斜上抛运动理想模型的考查也频繁出现.比如，2011年全国高考理综新课标卷第15题同样考查了曲线运动但没展示运动轨迹.

题目呈现：一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用.此后，该质点的动能可能（  ）.

A.一直增大

B.先逐渐减小至零，再逐渐增大

C.先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小

D.先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大

此题中对D选项的考查与2018年高考题对B选项的考查方式完全相同，因为这个选项的设置使得此题得分率较低.出现这个结果的根本原因是学生在分析的过程中太过熟悉的直线运动首先浮现在眼前，对于曲线运动的研究方法的理解只停留在表面，没有内化为能力，无法与生活中常见的斜上抛模型相对应.

总之，想学好物理，不僅要记住概念规律，还要理解概念规律的内涵和外延，能探究物理过程的实质，明确基本模型的本质与变化，善于将生活中的“原型”抽象成物理模型，掌握解决问题的方法技巧.