2021年高考广东卷物理11题题目赏析

纪天舒

【摘 要】 2021年的广东高考卷，是高考改革后广东再次单独命题的试卷.考试的形式、时长、题数和题型对比改革前的综合卷和全国综合卷有较大的区别.本文从题目解析、学科素养和题目赏析等方面，就广东卷第11题进行分析和探讨.

【关键词】 高考物理;学科素养;试题探讨

2021年的广东高考卷，是高考改革后广东再次单独命题的试卷，距离改革前最后一次命题的2015年，已经有5年时间了.此次的考试采用“旧教材新高考”的方式，即复习基础围绕粤教版的旧版教材（包括必修一、必须二、选修3-1、选修3-2、选修3-3、选修3-4和选修3-5，其中选修3-5中的动量内容在2017年就定为必考内容）;但考试的形式、时长、题数和题型对比改革前的综合卷有较大的区别，如表格所示：

虽然试卷有所变化，但考查的核心依旧围绕“高考评价体系”中的“一核四层四翼”的指导方针，落实立德树人的根本根本任务.下面就广东卷第11题进行分析和探讨.

1 试题与解析

1.1 题目

某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数，缓冲装置如图所示，固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°，弹簧固定在有机玻璃管底端.实验过程如下：先沿管轴线方向固定1mm刻度尺，再将单个质量为200g的钢球（直径略小于玻璃管内径）逐个从管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数L0，数据如表所示.实验过程中弹簧始终处于弹性限度内.采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数.

（1）利用ΔLi=Li+3-Lii=1，2，3计算弹簧的压缩量：ΔL1=6.03cm，ΔL2=6.08cm，ΔL3=cm，压缩量的平均值ΔL=ΔL1+ΔL2+ΔL33=cm;

（2）上述ΔL是管中增加个钢球时产生的弹簧平均压缩量;

（3）忽略摩擦，重力加速度g取9.80m/s2，该弹簧的劲度系数为N/m.（结果保留3位有效数字）

1.2 解析

（1）根据题干中的条件ΔLi=Li+3-Lii=1，2，3，可以计算出压缩量的变化量？L3为

ΔL3=L6-L3=18.09-12.05cm=6.04cm.

所以，压缩量的平均值ΔL为

ΔL=ΔL1+ΔL2+ΔL33=6.03+6.08+6.043cm≈6.05cm.

（2）由题干中的ΔLi=Li+3-Lii=1，2，3可知，ΔL是相差3个钢球的压缩量之差，所求平均值ΔL为管中增加3个钢球时产生的弹簧平均压缩量;

（3）根据钢球的平衡条件有

3mgsinθ=k·ΔL

解得

k=3mgsinθΔL=3×0.2×9.8×sin30°6.05×10-2Nm≈48.6Nm.

2 学科素养考查点

2.1 理解能力

理解能力是指学生能够明确题目中涉及到的物理概念的含义，理解物理规律的应用条件和方法，能够准确的应用物理所学的物理公式解题.

本题中，需要学生准确理解的有胡克定律及其应用、共点力平衡及其应用和逐差法及其应用.特别是对逐差法的理解和应用，是本题中的解题难点.将测量的物理量进行按照一定的顺序进行对应项相减，再去平均值的方法，就是逐差法.这种减小误差的方法，对于处在高考环境中的学生来讲，有两个难度，一是带有小数的复杂的计算难度，二是心理上的难度，学生只在匀变速直线运动中学习、运用过逐差法，在力学中几乎没有接触过，所以，对于这个熟悉的“新知识”很容易让学生产生恐慌，影响学生答题.

2.2 推理能力

推理能力是学习和研究物理的过程中不可或缺的重要能力，要求学生能够根据已知的或观察到的现象，对其中蕴含的物理问题进行推理和论证，从而得出正确的结论或做出正确的判断，并能运用物理语言准确地把推理过程表达出来.

本题中，考查的推理能力有两点：一是学生构建斜面-物块模型，利用共点力平衡得出弹簧弹力和重力的关系;二是根据逐差法的含义，推理出题目的第2个小问题，即“上述ΔL是管中增加个钢球时产生的弹簧平均压缩量”，这也是本题的难点之一.如果对逐差法不够了解，可能会被题干中表格的6组数据误导，错误的理解成是“增加6个钢球的压缩量的平均值”.但仔细分析，由ΔLi=Li+3-Lii=1，2，3可知，ΔL是相差3个钢球的压缩量之差，那么计算的平均值也是增加3个钢球的平均值.

2.3 实验能力

物理是一门实验学科，实验题是体现学科性质的必要手段.实验能力要求学生能明确实验目的，理解实验原理，合理运用实验方法，观察分析实验现象，能运用已学过物理理论解决实验问题.

本题中对实验能力的考查分为两个层次：第一层次，即考试内容和要求中所列的、学生独立做过的实验——胡克定律.通過实验，熟悉实验仪器的使用方法，掌握实验原理，了解实验中可能存在的误差以及消除误差的方法（本题中指的是逐差法）;第二层次，是从做过的具体实验中提炼出共性的知识，迁移到别处，用来解决新问题，例如逐差法的运用，就是从匀变速直线运动中迁移到力学中.

3 题目赏析

3.1 综合性

作为高考题，题目的综合性是必然的.综合素质的培养是德智体美劳全面培养教育体系的基本要求.这要求学生在练习中者能够将看似分裂的知识串联起来，综合解决情景复杂的问题，做到触类旁通、举一反三.

本题结合了胡克定律、共点力平衡和逐差法三个内容.在知识点方面，突出了对共点力平衡和逐差法的理解和运用，特别是对逐差法这个在匀变速直线运动中才学到的知识，此题体现在力学中，实现了知识的迁移;在能力培养方面，突出了综合实验题的分析能力、理解能力和数学应用能力的考查.

由上所述，本题的命题立意较好的体现了对物理知识与能力的考查，为教师的教学和学生的学习提供了良好的导向.

参考文献：

[1]2021年高考广东卷第11题.

[2]教育部考试中心.《高考评价体系》[M].北京.人民教育出版社.2019：29.16-17

[3]教育部考试中心.《高考评价体系》[M].北京.人民教育出版社.2019：31.12