2021年普通高等学校招生全国统一考试(乙卷)第18题分析

《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》的“学业水平考试与命题建议”中提出“评价学生的物理核心素养，应尽量创设类型多样的、具有一定复杂程度的、开放性的真实情境作为试题的任务情境”。2021年高考物理全国乙卷第18题，以2020年诺贝尔物理学奖的研究为背景，以科学家对恒星S2的观测为情境，巧妙地把物理模型“藏”起来，情境与问题的结合程度高，能有效考查学生模型建构能力和迁移创新能力。

【真题】科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出1994年到2002年间S2的位置如图1所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为1 000 AU(太阳到地球的距离为1 AU)的椭圆，银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖。若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力，设太阳的质量为M，可以推测出该黑洞质量约为

图1

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A.4×104MB.4×106M

C.4×108MD.4×1010M

1 试题评价

中心天体质量的计算是高考中的重要考点，考查频率是非常高的，在以前的考查中通常都是在行星或卫星围绕中心天体做匀速圆周运动的情景下进行，今年则是在恒星围绕黑洞做椭圆运动的情境下进行，这和往年试题相比主要有以下不同。

此道高考题没有直接给出恒星绕黑洞运动的周期，而是提供了长期的观测结果，虽然从观测结果很容易得到周期的近似值，但是却能再现科研过程，体现理论联系实际、体现物理与生产、生活、科技的联系，培养实事求是的科学态度。……