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2022年北京市學業水平等級性考試物理試卷評析
信息來源：北京考試報
2022年北京市學業水平等級性考試物理試卷以《普通高中物理課程標準(2017年版2020年修訂)》為依據，落實立德樹人根本任務，堅持以學生為中心的命題理念，延續北京特色，突出主干知識考查，凸顯素養立意，實現教學和考試的良性互動。試卷整體難度適中，在題型、題量、分值設置方面保持穩定，試題的素材選取、情境創設、呈現方式體現時代特征，有利于考生發揮出應有水平。
堅持五育并舉，凸顯學科育人價值。試題充分發揮評價的育人功能和導向作用，引領考生從物理學的視角思考國家、世界、民族、社會和生活，促進考生科學態度與責任的形成。例如，“天宮課堂”的實驗提高青少年科學探索的興趣，“雪如意”“中科院的核聚變研究”
“流浪地球”
“指南針”等元素激發考生的民族自豪感，彰顯文化自信。引導考生德智體美勞全面發展，例如，排球運動中“墊球”過程分析和跳臺滑雪運動過程分析等試題，讓考生運用物理規律解決問題，提升考生參與體育活動的興趣，促進跨學科學習。再如開普勒定律和引力的平方反比律等試題，引導考生感悟物理學的普適性、統一性和對稱性，發現物理規律中所蘊含的科學美。又如利用壓力傳感器設計水庫水位預警系統、搖繩粗測地磁場等試題，引導考生開展創新性實踐和創造性勞動。
推進素質教育，落實課標育人理念。試題順應學情變化作出適度調整，作為新教材與新高考結合的第一屆，試題加大了從教材中選取素材的比例，優化了難度設計的梯度，低起點切入，有利于緩解考生的緊張情緒。試題力圖彰顯以學生為中心的命題理念。考生面對教師沒講過、平時沒見過的新情境、新設問，考場上現場學習、現場提煉，尋找需要的條件，實現對考生學習能力和思維能力的考查。例如，用手機的秒表計時功能和水龍頭控制水滴滴落設計居家測量重力加速度的方法，用理論推導得出的結果提出測量北京地區地磁場磁感應強度的大小和方向的思路，這類試題引導考生在問題解決中認識到知識的價值，并自主地綜合運用所學知識進行問題解決。試卷遵循課程標準內容要求，引領教學提質達標，助力考生學業減負提質，有助于避免超標學習、超前學習、機械刷題。
試題特色
1.素材選取的鮮活多樣
貫穿古往今來。第19(2)題即以引力平方反比律為素材，要求考生親歷先賢的思維過程，考查考生的模型建構和推理論證的科學思維。第14題以中國科學院在托卡馬克核聚變實驗裝置運行的世界紀錄為背景素材，考查了考生獲取新信息解決實際問題的能力。
打通課堂內外。2022年物理卷命題緊密結合生活實際創設問題情境，引導學生運用物理觀念認識自然現象，理解生活情境。第6題將生活中常見的“繩波”為素材考查機械波的基礎知識，第8題將“手持細線拉著小球做圓周運動”的情境從課堂移至“天宮”、第16(4)題將“利用自由落體運動測量重力加速”實驗由實驗室環境移至“居家學習”環境等，這些試題均深入結合實際生活情境，引導學生運用物理學知識從物理學視角認識思考生活情境。
連接現實科幻。2022年物理試卷既有對于生活情境的思考，也有基于科普科幻情境的問題創設。第8題以“天宮課堂”為背景，通過對在“天宮”和地面進行同一實驗的對比分析，第19(3)題以電影《流浪地球》涉及的科幻題材切入，以為地球尋找繞某新恒星運動的適宜人類居住的公轉軌道設置問題情境。
2.問題設計的靈活開放
第16(4)題要求考生寫出實驗需要測量的物理量及相應的測量方法，答案并不唯一，考生答案言之成理、科學可行即可。第20題是物理學科命題在“開放性”上的進一步嘗試，尤其是第(3)問的解答也具有較強的開放性，考生可設計多種不同測量思路，為學生思維的靈活性和發散性提供了充分展示的平臺。
3.能力考查的綜合深入
突出實踐能力。第13題以某同學設計利用壓力傳感器設計水庫水位預警系統為背景設置問題情境，引導學生學會把實際情境轉化為解決問題的物理情境，把情境中需要完成的工作轉化為相應的物理問題。第16(4)、20(3)題則直接考查考生的實踐能力，要求考生根據題目要求設計測量思路。
考查學科本質。以第12題為例。試題要求學生能夠根據題目信息，分析并理解跳臺滑雪各個動作背后的物理學原理。第14題則突出考查考生對學科概念、規律的物理本質的深入認識，如對核反應中釋放的核能與參與反應的粒子的機械能的辨析與理解，對托卡馬克裝置需高溫運行的內在原理的思考等。
4.素養立意的逐步進階
2022年物理卷探索了不同核心素養以及核心素養的各個組成要素的考查，在此基礎上，基于不同物理情境，通過設計不同層次和能力要求的問題，力圖體現核心素養不同水平的考查和區分。
以模型建構為例。第19題完整呈現了三個水平的考查。第(1)問要求學生熟練運用行星繞太陽做橢圓運動的模型，符合“能在熟悉的問題情境中應用常見的物理模型”的水平2要求;第(2)問要求學生根據問題需要選擇行星繞太陽做圓周運動的模型完成引力平方反比律的證明，符合“能在熟悉的問題情境中根據需要選用恰當的模型解決簡單的物理問題”的水平3要求。第(3)問則要求學生將地球在新公轉軌道的溫度與接收恒星的輻射量進行關聯，并建立恒星向外輻射能量的模型，符合“能將實際問題中的對象和過程轉換成物理模型”的水平4要求。
以制定探究方案為例。第16(1)(2)(3)問要求考生根據已有的科學探究方案，使用基本的器材獲得數據，符合水平2的要求。第(4)問符合“能在他人幫助下制定科學方案，使用基本的器材獲得數據”的水平3要求。第20(3)問更進一步，要求學生僅根據第(2)問的結論，制定測量北京地區地磁場強度的思路，符合“面對真實情境，制定有一定新意的科學探究方案”的水平5要求。
除以上試題特色外，試題還具有以下幾個特點
一、聚焦主干知識，促進深層理解
試題聚焦對主干知識考查，以考生熟悉的情境，變換設問角度，考查考生對知識的深層理解。例如，第1題考查應用玻爾理論解釋氫原子能級躍遷問題，第4題考查理想變壓器的原理，第5題和第12題考查斜面模型，第17題考查拋體運動，這些都是考生熟悉的模型。這些問題源于教材，是中學物理的基礎和典型問題，有利于考生順利進入作答狀態。試卷注重考查思維過程，簡化數學運算。
圍繞主干知識，創設典型的問題情境，深入考查考生對基本概念、基本規律的理解和掌握，引導教學依據課程標準、遵循教育規律。例如，第6題考查機械橫波的形成過程;第8題對比“水流星”在地面和“天宮”核心艙中運動規律的異同;第7題對比正負電子在同一磁場中運動規律的差異，引導考生注重概念和規律的形成過程，加強對基礎知識的融會貫通，促進考生物理觀念的形成和深化。
以學業質量標準為依據，通過多角度、多層次設問，全面考查考生知識和技能的結構化水平，引導教學重視學生知識體系的建構，領悟知識建構中所蘊含的思維方式，在問題解決中實現知識和方法的遷移。例如，第19題考查考生從不同的視角認識天體運動的規律，其中第(1)問建立橢圓運動模型從能量的視角分析做功問題，第(2)問建立圓周運動模型從運動和力關系的視角進行推理論證，而第(3)問則要根據題中信息“地球流浪前后的溫度一樣”建立能量輻射模型解決問題。
二、基于真實情境設計問題，深化關鍵能力考查
試題聚焦真實問題情境，讓考生了解真實世界的圖景，學會思考。試題側重考查考生基于真實情境多角度理解事物，建立情境與知識的聯系。例如，第12題以跳臺滑雪運動為情境，引導考生思考運動員在助滑、起跳、飛行和著陸不同階段的物理學原理，第13題引導考生利用壓力傳感器設計水庫水位預警系統，解決實際問題，第14題引導考生多角度思考全超導托卡馬克核聚變實驗裝置的科學道理，第17題聯系考生生活實際，從運動與相互作用的視角考查體育課中排球的運動規律。
通過豐富試題的呈現形式、設置新穎的問題角度，增強試題的靈活性與開放性，全面考查考生的科學思維能力。例如，第20題第(1)問考查利用搖繩模型對地磁場的估算，第(2)問考查霍耳效應的原理，第(3)問則引導考生思考運用霍耳效應測量北京地區地磁場磁感應強度的大小和方向，設問層層遞進，引導考生由淺入深思考問題。第3題考查理想氣體的p-V圖像問題，第10題考查物體的x-t圖像，第17題則呈現排球運動的情境，第16題呈現實驗裝置示意圖、紙帶和v-t圖像。通過材料、實驗、數據、圖形、表格等多種方式，引導考生用物理語言去分析、描述、解決問題。
三、圍繞同一主題多角度、多層次設問，發揮試卷的甄別、選拔功能
試題圍繞同一主題從不同角度設問，考查考生的知識理解水平和思維靈活性，有利于引導教學落實基礎知識理解，引導學生學會思考。例如，第17題創設了水平擊出的排球在空中運動和被墊起的情境，前兩問從運動學視角分析排球的運動情況，第(3)問則需要利用動量定理，從相互作用的視角分析排球在墊起過程中所受合力的沖量大小。
試題圍繞同一主題從不同層次設問，讓不同水平的考生都有展示的機會，幫助所有考生樹立自信心，不僅增加了試卷的區分度，也有利于引導教學重視學生能力培養，摒棄機械刷題。例如，第16題圍繞測量重力加速度這一考生熟悉的問題，前三問主要考查利用打點計時器測量自由落體運動的加速度，這屬于課標規定內容，第(4)問則結合居家學習的真實情境，要求考生利用手機和刻度尺等器材設計測量重力加速度的創新方案。
試題圍繞同一主題呈現新穎的開放性設問，通過考生的設計創造活動，考查考生的創新思維能力和設計實踐能力，有利于引導教學加強學生創新素養培養。例如，第13、16、
20題都是關于創新性實踐方案的設計，第13題是對水庫水位預警系統創新設計方案的學習理解，第16題要求考生用身邊的實驗器材設計不同于教材中已有的測量重力加速度的方案，第20題則要求考生利用霍耳效應測量北京地區地磁場磁感應強度的大小和方向，這些創造性設計任務具有一定的靈活性和開放性，側重考查高階思維能力，引導考生學以致用，實現從“做題”到“做事”的轉變。
四、加強實踐能力考查，引導教學重視實踐能力培養
試卷凸顯物理實驗的基礎性，從不同層次考查考生的實驗設計等實踐能力。
試題以考生必做實驗和演示實驗為載體，重點考查考生對基礎實驗知識、基本實驗技能和基本實驗方法的理解，引導教學加強實驗能力培養，實驗應做盡做。例如，第15題延續2021年實驗試題的命題思路，分別從實驗原理、實驗操作、數據分析等不同角度考查了伏安法測電阻、多用電表使用、測量電源電動勢和內阻等三個實驗，增加了實驗考查的覆蓋面。
試題圍繞實驗或者實踐情境設計不同層次的設計性任務，讓考生在實驗設計創造活動中展現創新思維能力，引導教學實踐在對實驗學習內容深層理解的基礎上加強實驗方法的拓展延伸，突出學生實踐能力的培養。例如，第15題最后一問拓展到使用電壓表診斷電路故障，第16題拓展到重力加速度測量的創新方案，第20題拓展到地磁場磁感應強度的估算與測量。
總之，試卷在整體難度、任務情境、設問方式等方面精細設計，兼顧科學性、合理性、時代性。從整體上看，2022年北京市學業水平等級性考試物理試卷是一份富有時代特色、具有北京風格的試卷。
評析專家：
張玉峰(北京市特級教師，北京教育科學研究院)
任煒東(北京市特級教師，正高級教師，北京市朝陽區教育科學研究院)
丁慶紅(北京市特級教師，正高級教師，北京教育學院石景山分院)
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