依托情境试题 落实素养考查

摘 要：2017新课标颁布后，新高考倡导情境化试题，试题以情境为载体，立足核心素养，着力学生能力和思维品质的考查.情景化试题体现学生从“解题”变为“解决问题”，真正实现人的培养，试题不仅具有选拔功能，还具有考试育人的功能.

关键词：情景化试题;素养考查

文章编号：1008-4134（2019）19-0036中图分类号：G633.7文献标识码：B

情境化试题是指以自然界及生活、生产、社会中客观存在的物理现象或过程为背景，考查学生运用核心知识或主干知识解决问题的试题.情境化试题呈现真实的、抽象的、适当加工的复杂情境，使试题中所蕴含的物理规律更加隐蔽.避免了在解题过程中直接套用公式，考查物理模型建构、运用物理知识分析和解决问题的高阶能力，促进学生从“做题”向“做人、做事”转变，促进学生从“解题”向“解决问题”转变. 2019全国物理高考中，情境化试题具有鲜明的特色，现分析如下：

1 描绘体育性境 考查模型建构能力

例1 （2019卷Ⅰ理综18题）如图1，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H.上升第一个H/4所用的时间为t1，第四个H/4所用的时间为t2.不计空气阻力，则t2/t1满足

A.1<<2B.2<<3

C.3<<4D.4<<5

【解析】选C，运动员起跳到达最高点的瞬间速度为零，又不计空气阻力，故可逆向处理为自由落体运动.则根据初速度为零匀加速运动，相等相邻位移时间关系为1∶2-1∶3-2∶2-3∶5-2……，可知t2t1=12-3=2+3，即3

例2 （2019卷Ⅱ理综19题）如图2（a），在跳台滑雪比赛中，运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离.某运动员先后两次从同一跳台起跳，每次都从离开跳台开始计时，用v表示他在竖直方向的速度，其v-t图象如图（b）所示，t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻.则

A.第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小

B.第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大

C.第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大

D.竖直方向速度大小为v1时，第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大

【解析】选B、D.由v-t图面积易知第二次面积大于第一次面积，故第二次竖直方向下落距离大于第一次下落距离，所以，A错误;由于第二次竖直方向下落距离大，由于位移方向不变，故第二次水平方向位移大，故B正确.由v-t斜率知第一次大、第二次小，斜率越大，加速度越大，或由a=v-v0t 易知a1>a2，故C错误;由图象斜率，速度为v1时，第一次图象陡峭，第二次图象相对平缓，故a1>a2，由G-fy=ma可知，fy1

【评析】本类型题目，以学生熟悉的体育运动为背景，考查学生分析推理能力.例1中以扣篮运动为背景，由于忽略空气阻力，可以建构自由落体模型，体现了用可逆思想解决问题的思路，利用初速度为零的匀加速运动，相等相邻位移的时间关系解答，属于创新思维层面的考查. 例2以冬奥会跳台滑雪项目为背景，在图象中给出运动员先后两次空中滑翔时在竖直方向上的速度—时间图线，考查考生对运动的相关物理概念与图象中数学元素对应关系的理解.同理要把运动员的运动看作抛体运动，结合v-t图象进行分析，利用图象的面积比较位移大小，利用图象斜率比较加速度的大小，考查了学生的从图象中获取信息、分析处理信息的能力，很好地体现了核心素养的考查.物理学研究自然界物质的基本结构、相互作用和运动规律，通过物理学科可以更好地研究和认识体育运动的规律.

2 创设科技情境 渗透价值观教育

例3 （2019卷Ⅱ理综14題）2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力（如图3所示），能够描述F随h变化关系的图象是

【解析】由万有引力定律得：F=GMm（R+h）2 ，h越大，F越小，选项D符合题意.

例4 （2019卷Ⅱ理综16题）最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展.若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106N，则它在1s时间内喷射的气体质量约为

A.1.6×102 kg B.1.6×103 kg

C.1.6×105 kgD.1.6×106 kg

【解析】设该发动机在t时间内，喷射出的气体质量为m，根据动量定理，Ft=mv，可知，在1s内喷出的气体质量m0=mt=Fv=4.8×1063000kg=1.6×103kg，故本题选B.

【评析】此类型题目，以我国最新的科技成果为背景，让学生在解答试题的过程中，认识我国最新科技、国防等科技成果的发展现状，渗透爱国主义教育，激发民族自豪感，有助于学生树立正确的价值观、努力学习报效祖国的责任感及使命感.例3以我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆为素材，要求学生分析探测器在“奔月”过程中所受万有引力的变化图象，引导学生关注我国在航空航天方面取得的重要进展，提升学生学习物理的兴趣，增强学生的民族自信心和自豪感.例4以我国正在研制的“长征九号”大推力火箭发动机为背景，考查学生应用动量定理计算发动机在单位时间内喷射的气体质量，考查反冲模型建构、解决问题的能力，引导考生关注我国在重型运载火箭研发方面的进展，增强考生的民族自信心和自豪感.

3 创设劳动情境，考查实际应用能力

例5 （2019卷Ⅲ理综16题）用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间.两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°.重力加速度为g.当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则

A.F1=33mg，F2=32mg

B.F1=32mg，F2=33mg

C.F1=12mg，F2=32mg

D.F1=32mg，F2=12mg

【解析】对圆筒进行受力分析，可知圆筒处于三力平衡状态，由几何关系容易找出两斜面对圆筒支持力与重力的关系，由牛顿第三定律知斜面对圆筒的支持力与圆筒对斜面的压力大小相同.

例6 （2019卷Ⅰ理综33题）热等静压设备广泛用于材料加工中.该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能.一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中.已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106Pa;室温温度为27 ℃.氩气可视为理想气体.

（1）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强;

（2）将压入氩气后的炉腔加热到1227℃，求此时炉腔中气体的压强.

【解析】（1）设初始时每瓶气体的体积为V0，压强为p0;使用后气瓶中剩余气体的压强为p1，假设体积为V0，压强为p0的气体压强变为p1时，其体积膨胀为V1，由玻意耳定律得：p0V0=p1V1，被压入进炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为：V′=V1-V0.设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2，体积为V2，由玻意耳定律得：p2V2=10p1V′，联立方程并代入数据得：p2=3.2×107Pa.

（2）设加热前炉腔的温度为T0，加热后炉腔的温度为T1，气体压强为p3，由查理定律得：p3T1=p2T0，联立方程并代入数据得：p3=1.6×108Pa.

【评析】本类型题目，高考物理试题融入劳动教育的元素，以实际的劳动生产、加工为背景，考查学生分析此背景下所蕴含的物理现象，把实际的问题转化为物理问题，才能正确分析其工作或运动的过程.例6以材料加工中广泛应用的热等静压设备为背景，要求考生分析相应的气体变化过程，建立物理模型并应用气体定律解决问题，引导考生关注生产劳动中的物理原理.题目还考查了学生运用物理核心概念或规律解决实际问题的能力，体现了物理与劳动生活的密切联系.

4 虚构试题情境 考查类比迁移能力

例7 （2019卷Ⅰ理综21题）在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图4中实线所示.在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其a–x关系如图4中虚线所示，假设两星球均为质量均匀分布的球体.已知星球M的半径是星球N的3倍，则

A.M与N的密度相等

B.Q的质量是P的3倍

C.Q下落过程中的最大动能是P的4倍

D.Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P的4倍

【解析】选AC，由a-x图象可知，加速度沿竖直向下方向为正方向，根据牛顿第二定律有：mg-kx=ma，变形式为：a=g-kmx，该图象的斜率为-km，纵轴截距为重力加速度g.根据图象的纵轴截距可知，两星球表面的重力加速度之比为：gMgN=3a0a0=31;又因为在某星球表面上的物体，所受重力和万有引力相等，即：GMm′R2=m′g，即该星球的质量M=gR2G.又因为：M=ρ4πR33，联立得ρ=3g4πRG.故两星球的密度之比为：ρMρN=gMgN·RNRM=1：1，故A正确;当物体在弹簧上运动过程中，加速度为0的一瞬间，其所受弹力和重力二力平衡，mg=kx，即：m=kxg;结合a-x图象可知，当物体P和物体Q分别處于平衡位置时，弹簧的压缩量之比为：xPxQ=x02x0=12，故物体P和物体Q的质量之比为：mPmQ=xpxQ·gNgM=16，故B错误;物体P和物体Q分别处于各自的平衡位置（a=0）时，它们的动能最大;根据v2=2ax，结合a-x图象面积的物理意义可知：物体P的最大速度满足v2P=2·12·3a0·x0=3a0x0，物体Q的最大速度满足：v2Q=2a0x0，则两物体的最大动能之比：EkQEkP=12mQv2Q12mPv2P=mQmP·v2Qv2P=4，C正确;物体P和物体Q分别在弹簧上做简谐运动，由平衡位置（a=0）可知，物体P和Q振动的振幅A分别为x0和2x0，即物体P所在弹簧最大压缩量为2x0，物体Q所在弹簧最大压缩量为4x0，则Q下落过程中，弹簧最大压缩量是P物体最大压缩量的2倍，D错误.

【评析】本题属于虚构情境，根据学生已有经验，虚构不同星球下落的场景，结合学生比较熟悉的地球上下落的场景，类比迁移地分析其它星球的物体下落的情况.这种情境有利于发散学生的思维，考查学生对比迁移的能力，从图象中获取信息，进行信息加工，结合物理核心知识解决问题的能力.本题考查学生分析推理的高阶思维能力，也体现了科学思维的创新性考查.

5 创设探究情境 考查实验证据意识

例8 （2019卷Ⅰ理综21题）某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究.物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图5所示.已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出.在ABCDE五个点中，打点计时器最先打出的是点，在打出C点时物块的速度大小为m/s（保留3位有效数字）;物块下滑的加速度大小为m/s2（保留2位有效数字）.

【解析】分析可知，物块沿倾斜长木板做匀加速直线运动，纸带上的点迹，从A到E，间隔越来越大，可知，物块跟纸带的左端相连，纸带上最先打出的是A点;在打点计时器打C点瞬间，物块的速度vC=xBD2T=4.65×10-22×0.1=0.233m/s;根据逐差法可知，物块下滑的加速度a=xCE-xAC4T2=6.15-3.15×10-24×0.12=0.75m/s2.

【评析】本题利用实验创设了探究情境，属于常规实验的拓展.此类型题目，常以教材中学生比较熟悉的实验为背景，进行变式操作，拓展考查的角度.在变化的场景下，考查学生真实的探究能力.本题中主要考查学生的数据处理能力，由数据获得证据的过程，从而用证据归纳总结结论的能力.此类题目，往往来源于教材，体现了高考的基础性，但又高于教材，体现了高考的灵活性，以学生熟悉灵活的试题场景考查学生核心素养.

6 创设综合情境 考查问题解决能力

例9 （2019卷Ⅱ理综25题）一质量为m=2000kg的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶.行驶过程中，司机突然发现前方100m处有一警示牌.立即刹车.刹车过程中，汽车所受阻力大小随时间变化可简化为图6（a）中的图线.图6（a）中，0～t1时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间（这段时间内汽车所受阻力已忽略，汽车仍保持匀速行驶），t1=0.8s;t1～t2时间段为刹车系统的启动时间，t2=1.3s;从t2时刻开始汽车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止，已知从t2时刻开始，汽车第1s内的位移为24m，第4s内的位移为1m.

（1）在图6（b）中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽車运动的v-t图线;

（2）求t2时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小;

（3）求刹车前汽车匀速行驶时的速度大小及t1～t2时间内汽车克服阻力做的功;从司机发现警示牌到汽车停止，汽车行驶的距离约为多少（以t1～t2时间段始末速度的算术平均值替代这段时间内汽车的平均速度）？

【答案】（1）（2）8m/s2， 28 m/s或者28825m/s2，29.76 m/s;（3）30 m/s;1.16×105J;87.5 m.

【评析】此类题目虽是学生比较熟悉的生活场景，但是情境问题复杂，综合性强，需要运用较强的分析、推理、归纳、综合等思维方法，才能进行解答.本题中，汽车运动情境相对复杂，一些信息需从图象中发掘，把运动情况转化为学生熟悉的直线运动，其中涉及直线运动的速度、加速度、位移等内容的计算，后面又跟冲量、动量、机械功相互联系，解答本题需要描绘出清晰的运动过程，同时考查学习运用力和运动、能量等观念分析问题的习惯.总之，本题运用综合和试题情境，考查学生解决实际问题的能力，同时也让学生了解司机刹车的反应时间，警示学生不酒驾、不疲劳驾驶，渗透生命安全教育，试题体现了人的教育与素养的考查.

7 情境化试题的应对措施

如何能对情境化试题作出正确解答，如何能让学生尽快适应新高考的变化，灵活地解答情境化试题呢？通过以上试题解析，梳理解答情境化试题的策略和技巧，并在常规教学中进行强化练习，教学中重视培养学生的实践意识，培养学生情境和题目的自觉转化能力.

7.1 总结情景化试题的解答技巧

解答情境试题的过程，实质上就是转化的过程.一般要通过信息获取，对文字进行加工，分析试题中的场景过程，经过提炼加工，描绘物理过程，转化为物理试题情境，考查学生思维加工能力;另外还要通过阅读文字，获取试题中有价值的信息，转化为解答试题的条件，考查学生信息获取和思维加工能力;最后，要把试题中的相关条件代入对应的物理公式，再利用相关数学知识进行解答，实现学生概括归纳等能力的考查，促进学生逻辑思维的发展.

7.2 拓展教学手段，注重情景教学

课堂中，教师应注重情境教学， 创设丰富的生活情境和社会情境，注重物理与学生经验对接.注重物理知识与生活情境的关联，加强学生的实践意识，做到学以致用.有目的地引导学生从熟悉的现实生活中寻找学习问题，逐步认识和感悟生活和社会对物理学习的重要影响，逐步树立从物理视角剖析和看待现实问题.并积极分析和解决真实情境问题，勇于对各种媒体中的物理信息敢于审视，勇于质疑.

7.3 拓展试题素材的选取范围

善于从学生熟悉的生活、生产、体育、科技前沿、热点事件等多方面选取素材，如目前考试的热点，以目前中国的重大科技产品为试题背景，设计试题，向学生展示我国科技突飞猛进的成果，如登月计划、北斗导航等素材.体现物理建模能力考查，通过对实际问题的合理转化，建立起物理知识所能解决的模型，并利用物理规律解决问题.

参考文献：

[1]田成良.价值引领 育人载体 素养考查[J].中小学教材教学，2019（04）：53.

（收稿日期：2019-06-24）