立足学科基础 聚焦核心内容——2021年河北省高考物理试题评析与启示

何彦雨 王晓梅 陈 菁

（1.北京林业大学理学院，北京 100083；2.澳门城市大学教育学院，澳门 999078；3.沧州市教育局，河北 沧州 061001）

2021年河北省普通高中学业水平选择性考试物理试题（下文简称“2021年河北省高考物理试题”），坚定贯彻中共中央、国务院印发的《深化新时代教育评价改革总体方案》文件精神，以教育部考试中心2019年发布的中国高考评价体系为指导思想，依据《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》（下文简称《课程标准》），强化基础性考查，优化考试内容，突出立德树人导向，充分发挥高考试题的育人功能和积极作用，助力推进普通高中育人方式改革.

1 2021年河北省高考物理试题分析

高考评价体系的构建，是高考对“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”这一教育根本问题的坚定回答.高考评价体系主要由“一核”、“四层”和“四翼”三部分内容组成.其中，“一核”为核心功能，即“立德树人、服务选才、引导教学”，是对素质教育中高考核心功能的概括，回答“为什么考”的问题；“四层”为考查内容，即“核心价值、学科素养、关键能力、必备知识”，是素质教育目标在高考中的提炼，回答“考什么”的问题；“四翼”为考查要求，即“基础性、综合性、应用性、创新性”，是素质教育的评价维度在高考中的体现，回答“怎么考”的问题.［1］同时，高考评价体系还规定了高考的考查载体——情境，以此承载考查内容，实现考查要求.中国高考评价体系如图1所示.

图1 中国高考评价体系

中国高考评价体系是高考命题、评价与改革的理论基础和实践指南，2021年河北省高考物理试题的命制是对中国高考评价体系以此成功的实践.笔者以中国高考评价体系为理论基础，对2021年河北省高考物理试题进行评析，以期探索试题规律，为广大一线教师的教学提供一定的指导.

1.1 试题分析

试题分析见表1.

表1 2021年河北省高考物理试题分析

1.2 典型试题分析

例1.（2021年河北省高考物理试题第1题）银河系中存在大量的铝同位素26Al，26Al核衰变的衰变方程为，测得26Al核的半衰期为72万年.下列说法正确的是

（A）26Al核的质量等于核的质量.

（B）26Al核的中子数大于核的中子数.

（C）将铝同位素26Al核放置在低温低压的环境中，其半衰期不变.

（D）银河系中现有的铝同位素26Al将在144万年后全部衰变为

解析：本题取材于一种新型的衰变——正电子衰变，在各版本高中物理教材中均没有介绍过这种衰变形式，因此考生在解题时只能采用类比推理的方式进行思考.高考评价体系提出了基础性、综合性、应用性和创新性的考查要求，物理概念和规律是高中物理的基础性内容，是学生形成和深化物理观念的重要途径，本题目很好地考查了考生对核反应方程和原子物理相关概念的掌握情况.在衰变过程中，遵循电荷数守恒和质量数守恒的规律，由此不难得出核的中子数是13，核的中子数是14，而衰变具有半衰期的规律，这个规律作为一个统计学规律，衰变是原子核内部结构决定的，与外部的环境无关，所以本题不难得出正确答案为（C）选项.

物理观念是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识.要获得这种视角，必须具备相应的物理知识，正确建立物理概念，理解物理规律，掌握物理方法.《课程标准》对本部分的要求是“了解原子核的组成和核力的性质.知道四种基本相互作用.能根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程.了解放射性和原子核衰变.指导半衰期及其统计意义.了解放射性同位素的应用，知道射线的危害与防护.”在本部分内容的日常教学过程中，应该让学生经历对物理概念的构建过程，创设必要的情境，让学生经历概括和抽象的过程，寻找事物的本质特征，形成概念，而不应把概念的定义直接告诉学生然后再去做解释，甚至让学生背诵物理定义.本试题让考生从正电子衰变类比于正常衰变，不是让考生追求有关正电子衰变正确的结论，而是让考生通过类比的方法探索可能正确的结论，考查常用的科学探究方法在科学探索中的应用.本题目无论从核心功能、四层、四翼考查，还是从高考的公平性出发，都是一道具有很好的评价功能的试题.

例2.（2021 年河北省高考物理试题第10题）如图2所示，4个电荷量均为q（q＞0）的点电荷分别放置于菱形的4个顶点，其坐标分别为（4l，0）、（-4l，0）、（0，y0）和（0，-y0），其中x轴上的2个点电荷位置固定，y轴上的2个点电荷可沿y轴对称移动（y0≠0）.下列说法正确的是

图2 2021年河北省高考物理试题第10题图

（A）除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为0.

（B）当y0取某值时，可使得菱形内部只存在两个电场强度为0的点.

（C）当y0=8l时，将一带负电的试探电荷由点（4l，5l）移至点（0，-3l），静电力做正功.

（D）当y0=4l时，将一带负电的试探电荷放置在点（l，l）处，其所受到的静电力方向与x轴正方向成45°倾斜向上.

解析：本题是典型的学习探索类情境，考查学生核心价值、关键能力、必备知识，具有非常强的综合性.根据电场强度叠加原理可知，除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为0，所以选项（A）是正确的.因为在x轴上的两个点电荷在O点的合场强为0，在y轴上的两电荷，无论y0取什么值，因为关于原点对称，则在O点的合场强也为0，在横轴和纵轴上除原点外，出现合场强为0的点，根据对称性可知，一定是成对出现的，关于原点对称，所以算上原点，合场强为0的点是奇数个，不会是2个，选项（B）错误.由几何关系可知，坐标为（4l，5l）的A点在第一象限内所在的虚像的垂直平分线的上方；坐标为（0，-3l）的B点在第三象限内所在的虚像的垂直平分线的上方，且到达虚线的距离相等，由电势叠加可知，B点的电势高于A点，则带负电的试探电荷在A点的电势能较大，从A点到B点电势能减小，可知电场力做正功，选项（C）正确.若y0=4l，则4个点构成正方形，由对称可知在点（l，l）处的场强一定沿着过该点与原点连线的方向上；在y轴正向和x正向上的点电荷在（l，l）处的合场强为

在y轴负向和x负向上的点电荷在（l，l）处的合场强为

可知（l，l）点的场强沿着MN方向且与x轴从成45°角的方向向下，将一带负电的试探电荷放置在点（l，l）处，其所受到的静电力方向与x轴正方向成 倾斜向上，选项（D）正确（本题解析图如图3所示）.所以本题的正确选项为（A）、（C）、（D）选项.

图3

本题要求考生对静电场中电场强度、点电荷和试探电荷等概念熟练掌握，并且考生在解答本道题目时，还应该具有非常强的空间想象思维.从中国高考评价体系来看，本题目需要考生由较强的核心价值、关键能力以及必备知识.本题目具有极强的综合性，属于较难题目，高考的一大目的在于科学选拔人才，本题目具有良好的区分度，为高校科学选拔人才服务.现在我们提倡将能力作为高考考查的重点内容不仅符合高考的客观实际，也是衔接高考经过长期实践所确立的“能力立意”命题理念的重要途径，同时可以与基于“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”的新时代高考命题工作有效连接，从根本上实现其考查效果.［2］本题对高考评价体系中的各个维度考查非常到位，学生需要运用多种物理思想方法，合理探究出本题的解题规律才能得到解答，题目的综合性非常强.

2 教学启示

2.1 创设教学情境，激发认知

2021年河北省高考物理试题在教学情境的创设上，还有许多的不足，题目中仅有极少数用到了“生活实践类”的情境创设，其余全部为“学习探索类”情境.在情境中产生疑难，在疑难中产生问题，激发学生的认识冲突，引发学生积极思维，对于核心素养的培养至关重要.在教学过程中，涉及创设情境和提出问题两个基本要素.良好情境的标准应具备以下特点：基于生活实际，接近真实情境；紧扣教学内容，突出教学重点；引起认知冲突，激发积极思维；融入情感因素，激发内在动机；适应学生水平，符合最近发展区要求；具有形象性、具体性、探究性和可感知性.优秀的考题应符合以下标准：问题的设计有思维性和挑战性、开放性和探索性、准确性和适当性、层次性和条理性.

2.2 注重双基，深挖教材

详细研究近几年高考物理试题对学科内容的考查，主要以基础题和中难度题考查的形式出现，在复习备考中要特别重视对基础题的研究流程和训练层面，让学生逐步建立起物理学科解题套路，即按照做题三部曲进行——“小题大做”，每一题都能做到“慢读题、慢建模、快下笔”的做题流程.抓住题干中的关键条件，不漏掉隐含因素，通过条件引导建立解题模型，在前两步基础上很快下笔解决问题.在复习备考中，针对考点、紧扣热点，绝对不能脱离课本.尤其在一轮复习中，一定引导学生遇到生疏的知识点要在课本中找到出处.有些题目则在往年高考题上再立新意，复习中注意把握信息，让学生学会用思维分析问题，从题海中跳跃出来，增大练习量固然重要，但要在练习中学会提炼，不背题、不盲目刷题，提升物理思维学科素养.［3］在平稳中求创新、在创新中求发展.复习中强化物理的基本原理、基本定律、研究方法、物理思想，引导学生立足基础、注重思维、关注多样化，在课本和历届高考题中提炼共性.［4］