【论文分享】从2026年广东物理压轴题看试题的命制及学科能力的培养

由于清晰度不够影响各位读者拜读此文，特重新发布；若侵权，秒删。

从 2026 年广东物理压轴题看试题的命制及学科能力的培养

中学物理 · 考试与评价　2026 年 8 月　第 15 期

余建刚¹　洪华标²*

(1. 佛山市南海区石门中学　广东　佛山　528248;2. 梅州市教师发展中心　广东　梅州　514021)

基金项目：2024 年广东省基础教育课程教学改革深化行动专题研究项目“指向学科素养的高中物理情境化试题命制与测评研究”(项目编号：粤教教研函[2024]1 号)；广东省教育科学规划重点课题“基于纸笔和实验操作双维度测试的高中物理学业质量评价实践与研究”(项目编号：2025ZQJK268).

摘　要：以 2026 年广东省高考物理压轴题为电综合题为研究载体，依托物理学科三维九级能力评价框架，从学科能力维度和试题命制角度深入剖析试题，并结合当前高中物理教学痛点，从大单元整合教学、自主建模训练、高阶思维培育、情境化课堂、分层梯度培优五个维度提出素养导向的物理学科能力落地培养策略，为新高考命题研究、高中物理复习教学与拔尖创新人才早期培养提供参考.

关键词：高考物理；压轴题；试题命制；物理学科能力；培养策略

中图分类号：G633.7　　文献标识码：B　　文章编号：1008-4134(2026)15-0060-06

随着《普通高中物理课程标准(2017 年版 2025 年修订)》的深入实施与《教育强国建设规划纲要(2024—2035 年)》的发布，物理学科教学与评价正加速从知识本位转向素养本位. 高考物理压轴题因其情境复杂、综合性强、思维要求高，成为考查学生物理观念、科学思维、科学探究等核心素养的关键窗口，同时也承担着为拔尖创新人才早期识别提供依据的重要功能， 也承担着为拔尖创新人才早期识别提供依据的重要功能.

2026 年广东省高考物理第 15 题是一道力电综合压轴题. 该题以平行板电容器为载体，创新性地将“双线摆”结构、电荷突变机制与参数可调往复运动融为一体. 该题重视物理学科本质考查，通过三个层层递进的设问，系统考查了学生从模型识别到参数化探究的能力梯度. 本文依据郭玉英教授提出的物理学科三维九级能力评价框架，从试题命制的视角出发，分析该题的设计思路与考查逻辑，进而探讨高中物理教学中学学科能力培养的有效路径，以期为一线教学与命题研究提供参考.

1　真题呈现

(广东省 2026 年高考物理第 15 题)如图 1(a)所示，平行板电容器两板 M、N 间距为 ，M、N 正中间有一与极板平行的绝缘杆，两端与两根不可伸长的等长绝缘绳相连. 两根绝缘绳相互垂直，末端连接一带电量为 、质量为  的小球，小球到横杆的距离为 . 初始时极板电压为 0，小球静止，随后缓慢增大电压，使小球往 N 板偏移，偏移过程中小球始终受力平衡. 当极板电压增大至  时，小球与 N 板接触，电荷量立即变为 ，随后保持极板电压  不变. 在后续运动过程中，小球触碰到 M、N 板时，速度均立即减为 0，且带电量大小不变，电性相反，小球将在极板间往复沿圆弧运动. 已知重力加速度为 ，忽略空气阻力、小球对极板的影响及极板的边缘效应，求：

(1) 小球刚与 N 板接触时，极板 MN 间的电压 ；

(2) 小球第一次到达 M 板前瞬间，绝缘绳的拉力 ；

(3) 若某次小球与 M 板碰撞时，MN 板间的电压变为原来的  倍()，其他条件不变，此后小球仍能继续在两极板间作往复圆弧运动，求  的取值范围；并求在该取值范围内不同  值下对应小球的最大动能 .

2　基于学科能力视角的试题命制分析

本题以“双线摆静电小球”为背景，将真实实验场景融入物理问题，三个设问有梯度问题链，层层递进，兼具基础性、综合性与创新性，全面考查学生的高中物理关键能力. 下面基于物理学科三维九级能力框架，对各问的情境设计特点、考查能力及其与物理学科核心能力的匹配进行分析.

2.1　物理学科能力内涵与表现框架

在基础教育阶段，学生的物理学科能力是通过学习理解、应用实践、迁移创新三类活动表现出来的，这三类活动也涵盖了学生当下学习生活和应对未来社会挑战的基本内容. 因此，物理学科能力包括学习理解能力、应用实践能力、迁移创新能力三个能力维度. 学习理解能力是知识的输入与加工活动，其能力表现为观察记忆、概括论证、关联整合. 应用实践能力是知识的输出与整合活动，其能力表现为分析解释、推论预测、综合应用. 迁移创新能力是知识的跃迁与创造活动，其能力表现为直觉联想、迁移质疑、建构新模型. 为了实现精准的命题测试和评价，对能力表现进行了细化(见表 1).

表 1　“物理学科能力”各维度内涵及解题过程特征

续表 1

根据郭玉英教授的研究，物理学科能力评价体系采用三维九级架构设计，三大维度分别为学习理解、应用实践与迁移创新. 每个维度下设三项二级评价指标，据此把学生物理学科能力划分为九个层级，能力水平由 A1 至 C3 依次递增，该框架核心内容如图 2 所示. 为进一步实现试题命制、检测与评价的精准化，我们对物理学科能力各级的内涵、表现和解题过程中的特征等做了表格梳理，见表 1[1,3].

2.2　基于学科能力视角的试题命制分析

本题以“双线摆 + 平行板电容器”构建力电综合陌生复合情境，依托“受力平衡—电荷突变—变速圆周运动—参数调控往复运动”四阶物理过程，三问由浅入深、梯度清晰，分别对应物理学科能力框架中“学习理解、应用实践、迁移创新”三大层级，全面落地物理核心素养考查，同时体现高考“重基础、考综合、拔创新”的命题导向. 以下基于物理学科能力三维九级框架，从学科能力视角对试题进行深入剖析.

2.2.1　第 (1) 问：立足基础情境，考查学习理解与基础应用能力

问题：求小球刚与 N 板接触时的极板电压 .

解题关键：平行板电容器两板 M、N 间距为 ，小球到横杆的距离为 . 由几何关系可知，小球刚接触极板时，设双线摆所在平面与竖直平面的夹角为 ，通过题关键词“缓慢增大电压”“偏移过程中小球始终受力平衡”(如图 3)，求刚接触 N 板时的电压. 由共点力平衡条件，可列式

由 

得 .

能力维度分析：本问为整道压轴题的门槛，聚焦静态受力平衡，对应能力层级为学习理解能力(A1、A2)及分析解释能力(B1). 从情境与信息提取来看，题目给出极板间距、摆长、几何约束等显性条件，要求学生首先完成观察记忆(A1)：快速抓取“缓慢加压、全程受力等程、双线摆几何结构”等关键信息，区分几何边界与物理条件；再通过概括论证(A2)，剥离双线摆的装置表象，抽象出带电质点共点力平衡经典物理模型. 综上，本题属于 A 类基础能力层级的典型问题，学生只需在熟悉的情境中运用单一平衡规律即可求解，难度较低，为后续设问提供了必要的电压值.

命题设计分析：本题巧妙融合几何关系与电场力平衡两大基础考点，由双线摆的尺寸推导出偏角 ，将几何分析作为解题前置环节，打破纯力学、纯电学的单一命题模式. 解题只需结合匀强电场场强公式、电场力公式与共点力平衡条件联立计算，运算难度低、物理模型常规，侧重考查学生对基础概念、基本规律的理解与简单应用.

该问命制意图明确，保障试题区分度的下限，检验全体考生对力、电基础知识点的掌握程度，落实物理观念中“相互作用与运动观念”的基础考查，同时为后续分析铺垫物理参数与基础模型.

2.2.2　第 (2) 问：着重考查分析与定量推理能力，是应用实践能力的综合体现

问题：求小球第一次到达 M 板前瞬间，绝缘绳的拉力 .

解题关键：“小球与 N 板接触，电荷量立即变为 ，随后保持极板电压  不变”，可知小球受电场力作用，突变为从 N 水平指向 M，故小球将离开 N 板，向 M 板靠近，做变速圆周运动. 要求出“小球第一次到达 M 板前瞬间，绝缘绳的拉力 ”就需要先通过动能定理，求出小球第一次到达 M 板前的速度. 再通过力的分解求解每根绳子的拉力(如图 4). 具体分析如下：

沿绳方向应用牛顿第二定律有

得 .

又因两根绳相互垂直，有

得 .

能力维度分析：本设问难度显著提升，从静态平衡转向动态变速圆周运动，属于应用实践能力层级，是整道试题的核心综合考点. 命题上设置“状态突变”这一关键节点：小球接触 N 板后电荷量瞬间反向，电场力方向随之突变，物理过程由“静态平衡”切换为“电场力、重力共同作用下的圆弧运动”，过程连续性强、受力环境复杂. 学生需要完成多层能力拆解. 第一，过程拆解与分析(B1)：将运动划分为“N 板出发→圆弧运动至 M 板”单一连续过程，判断运动形式为变速圆周运动，明确做功的力为电场力与重力；第二，定量推论与预测(B2)：选用动能定理求解末速度，预判小球到达 M 板前瞬间的运动状态；第三，多知识综合应用(B3)：结合圆周运动径向牛顿第二定律、力的合成与分解规律，联立求解绳的拉力. 题目中“两根绳相互垂直”的几何条件，进一步增加了受力分解的综合度，要求学生融合力学运动规律、电场规律、矢量运算三类知识.

命题设计分析：从素养考查来看，本问重点考查科学思维中的模型建构、科学推理与定量计算能力. 命题者没有刻意设置偏难怪运算，而是侧重多过程、多模块知识的融合运用，符合高考压轴题“重思维、轻繁琐”的设计原则，区分中等水平与优秀水平考生.

2.2.3　第 (3) 问：开放参数探究，考查迁移创新与高阶思维能力

问题：若某次小球与 M 板碰撞时，MN 板间的电压变为原来的  倍()，其他条件不变，此后小球仍能继续在两极板间作往复圆弧运动，求  的取值范围，并求在该取值范围内不同  值下对应小球的最大动能 .

解题关键：“仍能继续在两极板间作往复圆弧运动”的隐含条件是绳子始终不松弛，即绳拉力 ，求出  值范围. 当小球的速度与电场力和重力的合力垂直时，小球的速度最大，动能最大，主要讨论点在于最大速度时，小球偏角的取值范围.

小球与 M 板碰撞后，电压变为原来的  倍，小球受到的电场力变为

刚碰后绳子不松弛即有，

在后续运动中，速度更大，所需向心力更大，而等效重力沿绳向分力更大，因此更不可能松弛，故得 .

讨论：设电场力与重力的合力方向与竖直方向夹角为 ，有

① 当  时，，小球与 N 极板碰撞瞬间动能最大.

代入  值，得 

② 当  时，，故  处动能最大.

由于 ，得 ，

小球与 M 板碰撞后运动到小球摆角为  处，由动能定理得

得 .

综上， 的取值范围为 .

当  时， 取得最大值

当  时，.

能力维度分析：本设问为整题的拔高分值点，属于 C 类迁移创新能力，也是试题创新性的集中体现，面向拔尖人才选拔. 命题采用参数调控和临界问题的创新命题形式，改变极板电压引入可变参数 ，打破前两问的固定条件，将问题从“定量求解”升级为“动态范围探究”，本质是圆周运动临界极值问题的变式迁移.

直觉联想(C1)：面对“电压变为  倍”这一陌生条件，学生需要调动原有知识(绳子松弛临界条件、圆周运动中的向心力需求)，联想到“不松弛”等价于“向心力不超过径向合力最大值”.

迁移质疑与批判性思考(C2)：将常规重力场下单摆的“绳子松弛”问题迁移到带电小球在复合场中的圆周运动新情境中，建立新旧问题的内在关联；同时，需要质疑“是否整个圆弧上都要探究绳子绷紧的条件”.

自主建构新模型(C3)：在复合场的陌生条件下，脱离固定解题套路，自主建构复合场中圆周运动临界模型，结合动能定理、牛顿定律分类讨论  的取值范围，并求解极值状态下的最大动能，完成复杂陌生问题的自主建模与求解. 这种从“解题”到“探究”的转变，正是 C 类创新思维能力的典型体现.

命题设计分析：该问题延续了整题的逻辑连贯、层层递进，形成完整的问题链，同时跳出常规习题的固定设问模式，以开放性参数探究考查学生的科学探究能力和创新思维，不再是机械套公式，而是要求学生具备独立分析、自主建模、逻辑论证的高阶能力，精准对标拔尖创新人才选拔要求.

3　教学建议

本题以双线摆在电容器中运动为情境，以高中物理核心知识为必备知识，考查学生物理学科核心能力. 作为压轴题，不偏不怪，却能暴露当前高中物理教学普遍存在的诸多短板，如学生只会孤立刷题、模型迁移能力弱、不会自主挖掘临界条件、几何与物理融合分析能力不足. 结合试题考查的三维九级物理学科能力框架，以下从整体教学、模型教学、聚焦高阶科学思维、情境化教学、分层培优等五个方面提出针对性教学策略，以期对当下实现从“刷题应试”向“素养与学科能力培育”转型教学有所启示.

3.1　实施大单元整体教学，打破模块割裂，构建一体化知识体系[4]

传统教学按力学、电磁学、热学、光学、原子物理等模块分块教学，学生容易形成知识孤岛，面对力、电、磁综合题无法联动调用规律，因此在复习中要弱化章节边界，跨章节整合知识. 其次要强化几何与物理融合常态化训练，几何关系是所有综合题通用前置条件，也是学生普遍薄弱点. 形成“先几何、后受力、再列式”的通用解题逻辑，杜绝只会套公式、不会读图析图的问题. 再者，深挖概念本质，摒弃公式机械记忆. 所有物理公式、规律教学必须依托情境与逻辑推导，不要求学生死记二级结论. 有意识地训练学生的理解能力、分析能力，为深度学习理解底层能力.

3.2　重构模型教学：从记忆题型到自主建模，提升迁移应用能力

在教学中，要重视开展基础模型拆解、重组、变式训练. 梳理高中物理经典基础模型，课堂设置模型重组专题，引导学生自主将各模型自由组合，分析陌生复合场景，提升学生“剥离情境表象、提取标准物理模型”的通用能力，无论试题情境如何创新，都能快速识别核心研究模型.

减少套路化刷题，强化模型迁移变式. 减少问题型重复机械训练，多采用“母题多拓”教学模式：改变装置参数、改变场的类型、改变约束条件，让学生在变式中迁移受力分析、能量计算、临界判断的通用方法，破除“见过才会做、换情境就失分”的应试短板. 循序推进学生模型识别、定量推理、自主探究与创新建模能力.

3.3　聚焦高阶科学思维，系统培养临界、参数、探究类问题分析能力

临界问题是区分学生思维层级的通用考点，教学中避免直接告知临界条件，可以采用递进式问题链引导学生自主挖掘隐性约束条件，如“物体持续运动的条件是什么？”“哪些物理量恰好为零？”“受力发生质变的节点在哪里？”等等，训练学生结合题意反向推导临界状态，培养逻辑论证与批判性思维.

渗透控制变量思维，把控制变量、变量探究贯穿常规教学，在习题讲评、新知讲授中，模拟科学探究思路：改变某一物理量，预判运动与受力变化，寻找运动失败临界边界，让学生建立“变量—现象—规律”的探究思维，对接高考开放性探究设问. 在平时的作业、单元测试中适度减少纯数值计算题，增设带参数、取值范围、多情况讨论类习题，模拟新高考探究式设问风格. 引导学生把参数当作变量，分析变量改变对受力、运动、能量的影响，学会分类讨论、推导极值，锻炼自主建构动态物理模型的创新能力.

3.4　深化情境化教学，提升学习理解能力

新高考绝大部分试题均依托实验、生活、科技、工程等真实情境载体，不少学生失分核心原因之一是看不懂新颖场景. 课堂充分利用演示实验、分组实验、简易自制教具，还原各类经典物理装置；同时引入生活类、科技类、工程类真实情境素材，训练学生剥离无关信息、提取有效物理条件，消除对陌生创新情境的恐惧.

坚持情境脱敏常态化训练. 日常练习均衡搭配“熟模型新组合”的创新情境，避免学生只练习固定经典题型. 训练学生不被复杂装置文字、图片干扰，提升信息提取与概括能力.

3.5　实施分层梯度教学，兼顾全员达标与拔尖人才培养

依据物理学科三级能力框架，分层设定教学目标、课堂提问、课后作业，适配不同水平学生. 面对基础层次学生，多聚焦单一模型、单过程、基础平衡与运动计算，夯实概念、公式、基础运算，保证基础设问稳定得分，重点发展学习理解能力. 面对中等层次学生，主攻多过程、多模块综合计算题，熟练握动能定理、圆周动力学、电磁综合分析，提升应用实践能力，突破常规中档综合题. 面对拔尖层次学生，增设培优专题，重点训练临界极值、参数讨论、开放性建模、复杂多过程综合问题等，针对性培育迁移创新等高阶思维，适配拔尖人才选拔要求[6].

4　结束语

一道高质量的高考综合压轴题并非简单堆砌知识点，而是依托分层设问搭建梯度化能力考查链条. 本题从基础受力平衡的理解应用，到多过程变速圆周运动的综合推演，再到含临界条件的自主建模探究，完整覆盖学习理解、应用实践、迁移创新三大物理学科能力层级，兼具基础甄别、能力区分与拔尖人才筛选三重功能，值得我们研研、学习、借鉴.

物理教学与命题研究需持续对标新课程标准育人要求，锚定学科核心素养培育目标，着力学科能力培养，打通“试题命制—学业评价—学情诊断—课堂教学”的闭环，真正实现以评价倒逼教学转型，依托物理学科能力培育落实立德树人根本任务，为国家输送具备扎实科学素养与创新思维的拔尖后备人才.

参考文献

[1] 郭玉英，张玉峰，姚建欣. 物理学科能力及其表现研究[J]. 教育学报，2016，12(04)：57-63.

[2] 李峥，朱兴强，李菁. 基于物理学科能力的试题分析——以 2024 年重庆高考物理压轴题为例[J]. 教学考试，2025(22)：43.

[3] 童友军，周少娜. 基于“物理学科能力”的试题分析与教学建议——以 2023—2025 年高考广东物理卷试题为例[J]. 物理教学，2026，48(04)：56-59.

[4] 陈磊，任鑫，张玉峰. 设计性任务驱动高中物理大单元复习教学实践——以“人教版高中物理必修一”整本书复习为例[J]. 中学物理，2025，43(19)：40-44.

[5] 夏建平. 以浙江选考结构不良试题为载体培养批判性思维[J]. 中学物理，2026，44(09)：61-65.

[6] 滕元斌，徐霞忠. “双减”取径·“素养”落实——结构化单元作业设计实践[J]. 中学物理，2023，41(7)：17.