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2006年中考科学专题讲座(四) ——学科交叉型题



2006 年中考科学专题讲座(四) ——学科交叉型题
山东省 陈风青

由于受高考 3+X 考试形式的影响, 学科交叉问题悄然间也成了中考的热点问题。 传统的 物理教学,常受到学科领域的限制。当遇到各学科交叉问题时,如果只从单一物理角度去处 理问题,这无形中就增大了解题的难度;而忽视与其他学科的横向联系, 又在很大程度上限 制了学生思维的发展。 所以

, 加强物理与其他学科的相互渗透, 既有利于学生构建学科间完 整的知识框架, 改变单一学科教学所带来的一些弊端; 又有利于学生对物理知识进一步的理 解和分析,提高综合能力。 一、物理与语文的交叉 例 1 “一代天骄,成吉思汗 ,只识弯弓射大雕??”弓箭能射雕,说明拉满的弓具有 ---------能,离弦的箭具有 能。在拉弓射箭的过程中,弓的 能转化为箭的 -----------能。 解析:被拉满的弓因发生了弹性形变,所以具有弹性势能;离弦的箭有速度和高度, 因此具有动能和重力势能。能的转化是弓的弹性势能转化为箭的动能。 例 2 庐山以秀美的风景闻名于世,唐代大诗人李白在《望庐山瀑布》一诗中写道“日 照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川.飞流直下三千尺,疑是银河落九天” 。从物理学的角度来看,对 这首诗的理解错误 的是( ) .. A.形成“烟”的过程是吸热过程 B. “烟”是液化形成的 C. “飞流直下”的水的动能在增加 D. “飞流直下”的水的重力势能在减小. 解析 把物理知识与语文知识融合在一起,是该题的创新点。 瀑布没有下落之前位置很高 ,具有大量的重力势能 ,在下落的过程中 ,重力势能转化为动 能,即重力势能的减少,动能在增加。而形成的“烟”是由于香炉山峰在日照下产生光的漫 反射现象。答案 A ,B 例 3 在历代诗人们赞美桂林山水的诗篇中写有“群水倒影山浮水,无山无水不入神”的 著名诗句,诗中写的“倒影”是由于光的 现象形成的.清澈的漓江看起来比实际水浅, 是由于光的 现象形成的. 解析 此题把桂林山水的景色融入诗句之中并与物理知识相结合 ,既体现了当地浓郁的 人文气息,又达到了考查学生的目的,可谓两全其美. 答案 反射;折射 练习 1. 唐诗中有“黄河远上白云间” “不尽长江滚滚来”的诗句 ,从物理学的角度来 看,前一句生动形象地表明黄河水储存着大量的 能,后一句表明长江水具有大量的 能. 2. “举杯邀明月,对影成三人”,这里的三“人”其中的一“人”是由于光的直线传播形 成的 . 3. “城市尚余三伏热,秋光先到野人家” ,说明在陆游那个时代,人们就已觉察到城市暖于 郊区.分析城市“热岛效应”的主要原因,一是工厂、交通工具排放大量的 ;二是建筑 群、马路中的沙石、水泥 小,在相同的日照条件下温度上升更明显;三是城市水面小 , 水的 吸热少;四是楼群林立,难以形成空气 . 参考答案 1、势能;动能 2、影 3、热量; 比热;蒸发 ;对流。 二、物理与数学的交叉

例 1 如图 1 所示,距地面 2 米高的墙上有一发光点 S, 水平射出一束光线,投射到一竖直放置的平面镜上,平面镜 图1 距离墙 1 米,当平面镜绕过入射点 O 的水平轴转动某一角度 θ 后,墙上反射光斑向下移动了 3 米,求平面镜转过的角度θ 并完成光路图。 分析与解答:光路图如图 2 所示,当平面镜转过θ 角时, 其法线也转过θ 角 ∴∠MOS=2θ 在△MOS 中,tg2θ =

MS = 3 OS

∴2θ =600 ∴θ =300 图2 例 2 如图 3 所示,χ 轴位于地面的草坪上,χ oy 所在平面与地面垂直(正如书本竖立 于桌上) 。一平面镜位于图示位置,平面镜两端坐标为 A(-1,5)和 B(0,5) 。夜间有一 个点光源 P(3,0)将光线射向平面镜,再由平面镜反射回地面、草坪上,则夜间在χ 轴的 反方向上,哪个区域草坪光合作用最强( ) A.0~-1 区间 B。0~-3 区间 C。-3~-5 区间 D。0~∞区间 解析 根据光的反射定律及作图可知,由 P 点发出的光线 经平面镜反射后,在χ 轴的反方向上-3~-5 区域的光线最强, 应选 C 图3 例 3 大伟同学用一个距离手 3 m 高的定滑轮拉住重 100 N 的物体,从滑轮正下方沿水 平方向移动 4 m ,如图 4 所示,若不计绳重和摩擦,他至少做多少功( ) A.200 J B。300 J C。400 J D。500 J 解析 因为定滑轮实质是一个等臂杠杆,根据杠杆的 平衡条件 F1L1=F2L2,得 FL1=GL2(不计绳重和摩擦) , F = G,即在定滑轮的绳子的自由端的拉力 F 始终等于 物体的重力 G。当人从 B 点走到 C 点,即人水平移动 4 m 时,拉力 F 移动的距离 s = AC-AD. 图4 AC =

AB2 ? BC 2

2 2 = (3cm ) ? (4cm )

= 5cm AD = AB = 3 m ,则 s = 5 m – 3 m = 2 m . 人从 B 点移到 C 点, 重物上升 2 m , 拉力克服重力作功, 所以拉力 F 做的功 W = Fs = Gh=100N ×2 m = 200 J。正确答案为 A。 练习 1、如图 5 所示,一束光线从地面 S 点沿竖直方向 射向一水平放置的平面镜上,平面镜距地面 3m,若将镜子转动 θ 角后,反射到地面 S′后的光斑距 S 点也是 3m,则镜子 转过的角θ 为多少?

2、如图 6 所示为质量、体积关系的图像, 请根据图像回答下列问题: (1)甲物质的密度 ?甲 为多少? (2)甲物质的密度是乙物质的密度的多少倍?

图5

图6 3、某人站在码头上,用缆绳牵着小船靠岸。如图 7 所示, 如果人牵绳的速度为 v1 ,小船前进的速度为 v2 , 则下列答案正确的是( ) A. v 1 > v 2 参考答案 B. v1 < v2 1、θ = 22.50 C. v1 = v2 D. 无法确定 图7

2、 ?甲 =2.7g/ cm3; ? 乙 = 3 ∴ v 1 < v2 )

?甲

3、B (提示:三角形两边差

小于第三边, LAC ? LBC ? LAB

三、物理与化学的交叉 例 1 如图 8 所示,烧杯中盛有一定量的稀硫酸,闭和开关后, 逐滴往烧杯中加入氢氧化钡溶液。以下关于灯 L 的 亮度和灵敏弹簧测力计读数变化的描述,正确的是( ) A 亮 暗(灭) 亮; 大 小 大 B 亮 暗(灭) 亮; 小 大 小 C 暗 亮 暗; 大 小 大 D 均无明显变化 解析:闭合开关后,逐滴加入 Ba(OH)2 溶液, 图8 烧杯内则发生如下反应:Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O,生成物 BaSO4 和 H2O 都不能导 电,使烧杯中 H2SO4 的浓度逐渐减小,电流也随之变小,灯泡变暗;当恰好完全反应时, 灯泡熄灭,弹簧测力计示数变到最小;继续加入 Ba(OH)2 溶液,灯泡又由熄灭逐渐亮起来, 电磁铁磁性由无变强,弹簧测力计示数逐渐变大。通过分析,答案为 A 例 2 如图 9 所示,一密闭容器内盛有石灰石和稀盐酸,烧杯旁边放着一小球,问石灰 石和稀盐酸反应前后,小球对容器底压力 F 将会( ) A.变大 B。变小 C。不变 D。无法判断 解析 对小球进行受力分析可知,小球受到支持力

N 、浮力 F浮 、重力 G 三个力作用,则 N + F浮 = G ,即 N = G - F浮 = G - ? 气 gV排 ,因 ? 气 变大,故 N 变小,
图9

因此小球对容器底的压力减小。所以应选 B 例 3 如图 10 所示,此刻广口瓶恰好处于悬浮状态,广口瓶内盛有少量的大理石和稀 盐酸,瓶口用一气球密封,问待反应完成后广口瓶最终处于 状态,同悬浮相比较, 所受的浮力将 (填不变、减小或变大) 解析 当广口瓶悬浮时, F浮 = G 。由于 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑不断产

生 CO2,致使气球体积不断增大,即排开水的体积 V排 变大, 则 F浮 将大于 G ,广口瓶上浮,最终处于漂浮状态,广口瓶 无论悬浮还是漂浮,因广口瓶所受的浮力均等于其重力,故 其所受浮力不变。 练习 1。如图 11 所示,弹簧秤的示数为 9.8N,现在 H2SO4 溶液中滴入少量的 Ba(OH)2 溶液,问弹簧秤的示数将会( ) A.大于 9.8N B.小于 9.8N C.9.8N D.无法确定 2. 如图 12 所示,在盛水的试管中放一根清洁的铁钉, 用带 U 型管的胶塞塞紧,U 型管内水面处于同一高度, 数天后观察到 U 型管内的 a 侧液面 (填“上升” 、 “下降”或“不变” ) , 产生此现象的原因是 。 图 10

图 11

3.如图 13 所示,水槽中盛有水,烧杯中盛有硝酸钠 图 12 的饱和溶液(底部留有一些未溶解的硝酸钠固体) , 现向水槽中加入足量的生石灰,烧杯中的小木块 将 (填“上浮” 、 “下沉”或“不变” ) ; 若将生石灰换成 ,也会产生相同的想象。 参考答案 1、A 2、升高;铁钉生锈,消耗了氧气, 试管内的气压减小 3、上浮;浓硫酸或 NaOH 四、物理与生物的交叉 图 13 例 1 将一棵绿色植物用透明的塑料袋罩起来,扎紧袋口,放在阳光下, 如图 14 所示,经过一段时间后,观察到塑料袋内壁出现细小的液滴,分析此 现象形成的原因是( ) A 植物在阳光下只进行光合作用不进行呼吸作用 B 液滴是由植物放出的二氧化碳液化而成的 C 液滴是由泥土中的水蒸发后液化而成的 图 14 D 液滴是由植物蒸腾作用散发的水蒸气液化而成的 解析:放在阳光下的绿色植物要进行光合作用和蒸腾作用,通过蒸腾作用绿色植物通 常要放出 CO2 和水蒸气,水蒸气遇冷则液化为小液滴附着在塑料袋的内壁上,通过分析, 答案为 D 例 2 如图 15 所示是一幢学校教学楼,大楼使用时,楼的前后同时种下了许多花草树木 进行绿化,但两年以后发现,楼前后生长状况有了明显的差异,大楼前面树木明显比后面的茂 盛高大,根据你所学的知识回答问题:

(1) 每当阳光明媚的天气,大楼后面总是出现 大面积阴影,这说明光的传播是 . (2) 大楼前面树木比较茂盛,这是因为 充足, 从而使 剧烈的缘故. 图 15 解析 (1) 光在同一种均匀物质里是按直线传播的. (2) 阳光,光合作用. 练习 1. 如图 16 所示,为人的上臂图解, 此时手托着质量为 2kg 的物体,则肱二头肌收缩时 所要承受的力( ) A.小于 19.6 N B.大于 19.6 N C. 等于 19.6 N D. 无法确定 图 16 2. 在盛有食盐水的容器中,悬浮着某物体,现向溶液中加入一定量的新鲜蔬菜叶柄,从 理论上分析,过了一段时间原悬浮物将( ) A.上浮 B。下沉 C。仍悬浮 D。无法确定 参考答案 1、B 2、B (叶柄失水使容器中溶液密度减小,浮力减小,悬浮物下沉) 。 五、物理与地理的交叉 例 1 请读图 17 所示的等高线图并回答:从 B 处爬到 A 处和从 C 处爬到 A 处相比,哪个更容易,为什么? B 解析:根据地理知识:从 C 到 A 坡度陡,而从 B 到 A 坡度 较缓。所以从 B 到 A 省力,但是多走路程;从 C 到 A 较困难, 但是少走路程。 例2 在我国的东部沿海地区,夏季常刮东南风, 图 17 而在冬季却常刮西北风,试说明这是为什么? 评析:气候与我们的生活密切相关,利用物理知识解答这个与气候有关问题,恰好体现 了物理知识来源于生活,又服务于生活。 答题要点:水的比热容比泥土、沙石的大。在夏季吸收相同的热量,海上的温度低于内 陆,风从低温的高气压区(海上)吹向高温的低压区(内陆) ;而在冬季放出相同的热量, 海上的温度高于内陆,风从低温的高气压区(内陆)吹向高温的低压区(海上) 。 练习 1。 如图 18 所示。为我国某地的等高线图,如果把 同一物体分别放在 a 点和 b 点,则物体的重力势能( ) A.在 a 点时大 B。在 b 点时大 C。在两点一样大 D。条件不足,无法确定 2.根据有关资料报道:在三峡大坝建设前,该地区主要是 山地为主,山多水少;当三峡大坝建成后,可让该地区的水量大 图 18 大增加(水库的总库容为 393 亿立方米) ;同时还可以使库区的气温夏降、冬升各约 2℃。 试应用所学的物理知识说明影响气温变化的科学性。 参考答案 1、A 2、答题要点:因为水的比热容比沙石的大,相同质量的水与沙石 相比,吸收(放出)相同的热量,水升高(降低)的温度比沙石多. 六、物理与历史的交叉 例 公元前 212 年, 罗马人发动了侵略叙古拉的战争。 首次交锋, 罗马军队从东方袭来, 此时太阳刚刚升起,阿基米德令士兵们把手中“光亮”的盾牌摆成一面大镜子,利用聚集的 太阳能一举摧毁了罗马的舰队。那么这面摆成的大镜子应是 镜。 解析:根据历史背景和题意,这是一面能利用光的反射来聚光的镜子,那么它一定是 凹面镜。

练习 1、早在公元前 4 世纪成书的《墨经》中就记载了小孔成像的实验,并且作出了 正确的解释。小孔成像可用 来解释。 2、如图 19 所示是古书《天工开物》中描述人们用 舂(chong)来捣谷时的情景.若在 A 点悬挂的物重为 60N, OA:OB=4:3,则捣谷人在 B 点至少需施加竖直向下 N 的力(不计杆自重),并在图中画出该力的图示. 参考答案 1、光在同一种均匀介质中沿直线传播 2、80N;图略(利用杠杆原理) 七、多学科综合 例 1 如图 20 所示,一密闭容器内放着一盆新鲜的绿色植物, 它的右边放着一杯清水,清水内悬浮着一塑料球。 图 19 现将该容器放在一黑暗处,问数天后小球将处于什么 状态? A 漂浮 B 下沉 C 悬浮 D 无法判断 解析:本题涉及到生物、化学、物理三学科的有关知识。 在暗处,绿色植物只进行呼吸作用,释放二氧化碳, 使容器内二氧化碳的浓度增大,二氧化碳不断溶于水后, 使水的密度增大,从而使小球受到的浮力增大,所以小球 图 20 最终应当漂浮,应选 A 例 2 如图 21 所示,用玻璃制成的两个容器 A、B,其上分别连接带旋塞的管,A 容器 内有新鲜的水藻,现将适量的 CO2 气体通入 A 后,旋塞 1 关闭;用抽气机将 B 装置中的空 气抽掉后,关闭旋塞 3,此时小空心铁球恰好在水中漂浮,将此装置置于阳光下 2 小时后, 打开旋塞 2,过一段时间后,B 容器内的液面将会( ) A.下降 B。上升 C。不变 D。无法判断 解析 由植物光合作用 6CO2+6H2O=C6H12O6+6O2 反应式,可知 光合作用不断有 O2 生成,打开旋塞之后, 空心铁球置于充足的氧气和水的条件, 会发生 4Fe+3O2+2H2O=2FeO3·H2O 这一反应, 即铁球表面生锈,则铁球重量变大,排开水的体积 也随之增大,液面上升。 图 21 练习 1、如图 22 所示,将一盆绿色植物放在一个密闭的装有 NaOH 溶液的容器内, 玻璃导管一端插入密闭的容器,另一端经橡胶管与 U 形管相连,U 形管中装有一定量的水, 将此装置放在黑暗处 24h 后。 (1)U 形管右侧液面将 (选填“上升”或“下降” ) 。 (2)U 形管右侧液面发生变化的主要原因是 (用化学方程式表示) 。 图 22 2、水是一种重要的自然资源,与人类、生物生存、工业生产等息息相关,对以下有关 水的认识或观点,你认为正确的是( ) A.水分子可通过高倍光学显微镜观察到 B.天然降水洁净、清澈,应提倡将其直接作为饮用水 C.水的比热容比沙石、干泥土大的多,这是沿海地区气温温差比内陆地区小的原因

D.水能灭火,但把少量水洒到烧旺的煤炉中,火焰反而更加猛烈,此时水起催化作用 E.在淡水资源缺乏的海岛上,可考虑用蒸馏法从海水中提取淡水 F.白天,植物吸收大量的水,主要用来满足光合作用 G.向自来水中滴入硝酸银溶液,有白色沉淀产生;盛开水的热水瓶底常沉积一层水垢这些 说明地表水不是纯净物 H. “水能载舟”是因为水有浮力,物体浸没在水中越深,受到的浮力越大 I.用化学方法能使水变成燃油(有机物) , “水变燃油”为人类提供了获取能源的新途径 参考答案 1、 (1)下降 (2)CO2 +2NaOH = Na2CO3 + H2O 2、C、E、G



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