中考物理跨学科考题例析

跨学科综合题是指以物理为主,综合其他学科知识的试题。这类试题以“能力立意”为主导,突出学科内、学科间知识的相互渗透。随着高考小综合、大综合试题的普及,中考也吸取了这一改革思想,加强了对学科内、学科间知识的综合考查。这类试题的最大特色就是综合性比较强,不仅可以把物理学科的各个知识点串联在一起,也可以把各个学科联系在一起,既可以是两门学科的综合,也可以是三门学科甚至更多学科的综合。题型主要有选择题、填空题、简答题,不少题目还以信息题或探究题的形式出现。

跨学科综合题不仅能考查同学们对物理知识的掌握情况,还能考查同学们综合应用知识的能力,要求同学们具备多学科知识及较强的分析问题、解决问题的能力。

在解此类题时,应认真审题,不仅要从物理的角度去分析题意,还要从其他学科的角度去理解题意,更要掌握对数学等工具学科的应用。

针对此类考题,在复习过程中应重视对基础知识的重组、整合,能够打破教材的编排体系,有意识地加强与其他学科间的联系。要善于抓住联结多个学科内容的知识点,挖掘其隐含的综合交叉信息,使知识形成一个有机整体,以便在知识的相互交融和各种思想方法相互碰撞的过程中产生更为深刻的思想内涵。比如能量是物理、化学、生物3门学科都涉及的一个知识点,在学习中可从能量的类型、转换、利用,能量的表现方式等层面上加以挖掘、梳理、汇总,从而更加深入地认识能量的特点。

一、物理与语文的综合

试题特点:此类试题往往针对语文中的诗词俗语或者句段,要求我们用物理的原理来解释。

解题策略:将物理知识渗透在语文表达中,首先须对文句进行理解,然后再联系物理知识,将两者结合起来解决问题。

例1(2009年福州考题)北国的冬天真的很美,一代伟人曾有诗词“北国风光,千里冰封,万里雪飘,望长城内外,惟余莽莽……”其中冰的形成属于物态变化中的( )。

A.熔化B.凝固 C.液化D.凝华

解析:本题借助诗词考查我们对物态变化知识的掌握情况。题中要求对“冰的形成”进行分析,冰是由水演变而来的,由液态变成固态,所以应该是凝固。

答案:B。

例2(2009年宜昌考题)俗话说“水涨船高”,“水涨”是以 为参照物的,“船高”是以

为参照物的。

解析:本题以“水涨船高”这个俗语来考查我们对参照物的理解。水涨起来了,船也高了起来,是相对于水和船周边相对固定的物体来说的。

答案:地面;地面。

二、物理与数学的综合

试题特点:数学是工具学科,运用数学方法或者借助数形结合的方式来解决物理问题,是此类试题的特点。

解题策略:将数学知识应用在物理解题中,要具备扎实的数学知识和运用数学知识的能力,才能解决相关题目。其中,图表、数轴、数学公式等常常能帮助我们有效地解决物理问题。

例3(2009年河北考题)一物体(长方体)漂浮在液面上,如图1甲所示。对物体施加力的作用,使物体下降至图中的虚线位置。已知物体的下表面到水面的高度为h,水对物体下表面的压强为p,物体受到的浮力为F浮,p、F浮与h的关系如图1乙所示。其中正确的是()。

A.①③B.①④C.②③D.②④

解析:除压强知识外,本题还注重考查同学们对数学知识的应用能力,体现在对图像的处理上。由液体内部压强特点可知,深度越大,物体受到液体的压强越大,所以①是正确的;同时,根据浮力的特点,当物体浸没在液体中时,由于V排不再变化,所以物体所受浮力与其浸没深度无关,③也正确。

答案:A。

例4(2009年绍兴考题)以车代步给人们带来便捷、舒适的同时,也带来了空气污染、道路拥挤等社会问题,须要我们去解决和管理。

(1)全班52位师生准备到离学校10千米的德育基地参观。提出乘出租车(普通轿车)和乘公交车两种出行方法,请你从师生最小人均耗油量和人均占有路面面积的角度,通过计算说明选择公交车的优点(人均占有路面面积=车辆占有道路面积÷载客人数,假设城市中两种车速度相同)。

下表是某普通轿车和城市常见公交车的部分数据。

(2)汽车的尾气排放已成为城市空气污染的重要原因之一,请写出其中的一种污染物。汽车最理想的清洁燃料是氢气,科学家发明了一种车用制氢装置,其原理是硼(B)和水在高温下反应,生成氢气和X,化学方程式是2B+6H2O2X+3H2。则X的化学式是。

(3)我国研制的某款纯电动汽车最大功率是27千瓦,电池充满电后行驶里程约200千米,能满足城市特定交通圈及上班族的基本需要。试计算,当电机工作电压为320伏,工作电流为30安时的功率为多大?

解析:本题其实是一道综合题,不仅考查物理中的功率,也考查化学中的化学式,同时还考查运用数学工具解决问题的能力。

答案:(1)选择轿车至少13辆,公交车至少2辆。

从人均油耗角度看,

轿车:=0.213升/人;

公交车:=0.108升/人。

从人均占有路面面积角度看,

轿车:=2.25米/人;

公交车:=1.115米/人。

公交车比普通轿车节约能源和减少城市拥挤。

(2)一氧化碳(或氮氧化物、碳烟、二氧化硫等) ,B(OH)3。

(3)P=UI=320伏×30安=9 600瓦。

三、物理与化学的综合

试题特点:化学与物理本身就是相通的学科,在这类试题中,既可以使物理、化学知识并列出现,也可以使物理现象在化学情景中体现。

解题策略:此类题有时既可以用单科知识解答,也可以将两科知识综合起来进行解答,应仔细分析题意,弄清楚题中的考查要点。

例5(2009年河北考题)有两瓶失去标签的无色液体,一瓶是饱和氯化钠溶液,一瓶是蒸馏水。为了把它们区分开,同学们提出了以下方法:①蒸发 ②测密度 ③测导电性 ④测pH ⑤加入氯化钠 ⑥加入食醋。你认为可行的是()。

A.①②③⑤ B. ①③④⑤

C. ②③④⑥D. ②③⑤⑥

解析:对物质进行鉴别既可以用物理方法也可以用化学方法,因此是综合考查的热点。在解本题时要注意,蒸馏水是绝缘体,而酸碱盐的水溶液是导体,但两者均为中性。

答案:A。

例6(2009年金华考题)如图2所示,弹簧测力计上挂一铁块,烧杯中盛有稀硫酸溶液,此时发生反应的化学方程式为 ,在化学反应进行过程中,弹簧测力计的示数将(填“变大”或“变小”)。

解析:本题是典型的物理与化学知识相结合的题目。弹簧测力计的读数与物体的重力、浮力有关,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,重力与浮力之差就是弹簧测力计的读数。由于铁会与硫酸反应,重力变小,由于反应生成了硫酸亚铁,致使液体密度变大,铁块受到的浮力也变大,所以弹簧测力计的示数变小。

答案:Fe+H2SO4=FeSO4+H2,变小。

四、物理与生物的综合

试题特点:在自然界中,很多种生物天生具备物理原理,这类试题常常要求用物理知识来解释生物特点。

解题策略:能结合生物的特征精确选择物理知识,从物理的角度去理解生物的特征是解此类题的关键。

例7(2009年哈尔滨考题)自然领域中蕴含着许多物理知识。下列实例中描述正确的是()。

A.丹顶鹤飞翔是利用了伯努利原理

B.警犬搜寻目标是利用了电流的热效应

C.蝙蝠发现昆虫是利用了喉头发出的电磁波

D.萤火虫发光是利用了电磁感应现象

解析:萤火虫发光是萤火虫体内的一种被称为虫萤光素酶的化学物质与氧气相互作用的结果,并非电磁感应现象;蝙蝠发现昆虫是利用超声波,而超声波不是电磁波;警犬搜寻目标是利用嗅觉;丹顶鹤飞翔就如飞机一样,利用的是翅膀上下气流速度不同,从而产生的力不同。

答案:A。

五、物理与地理的综合

试题特点:地理中的等高线可以与物理中的能联系在一起,天气的变化也可以与物理知识相结合……在地理现象中包含着很多物理知识,此类试题考查我们运用物理知识解释地理现象的能力。

解题策略:根据具体的地理现象来选择物理知识,再逐一解释即可。

例8(2009年丽水考题)抽水蓄能电站的工作原理是:用电低谷时,电站利用电网多余的电能把水抽到高处的蓄水库中,用电高峰时,再利用蓄水库中的水发电。某地拟建一座抽水蓄能电站,图3是该项工程所在地的等高线地形图。

(1)专家们经过研究,决定将蓄水库建在图中左边的高地A上,原因是左边高地地势相对较高,蓄水库注水后,水储存的 能更多,从而转化出来的电能就更多。

(2)经过实地勘察,工程师们选择了两条线路AB、CD,其中作为输送建筑材料的线路是,理由是 ,而另一线路将用于架设输水管道。

(3)若蓄水库的总库容量约2.5×107m3,要将湖中的水用抽水机注满蓄水库,至少要对水做多少功?(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)

解析:地势高说明势能大。往山上运送材料时最好选择地势平坦点的道路,由于CD线的等高线比较散,因此坡度比AB线要缓,可用于运送材料。要计算对水做功多少,利用功的公式即可。

答案:(1)重力势。

(2)CD,等高线排列稀疏,坡度缓。

(3)W=Gh=mgh=ρ水Vgh=1.0×103kg/m3×2.5×107m3×10N/kg ×500m=1.25×1014J 。

六、大综合

试题特点:围绕一个主题,把物理知识与其他学科知识进行联合。

解题策略:在熟悉题目所提供的情景的基础上,充分运用各学科知识一一解决。

例9 2008年9月25日21时10分,长征二号F型运载火箭点火,载着翟志刚、刘伯明、景海鹏3位航天员的神州七号飞船在中国酒泉卫星发射中心发射升空。翟志刚穿着中国研制的“飞天”航天服步出飞船,把中国人的足迹首次印到太空。

(1)下列对飞船随火箭一起离开发射塔飞向太空的过程中说法错误的是( )。

A.飞船受到平衡力的作用

B.火箭推力对飞船做了功

C.飞船的动能和势能不断增加

D.燃料的化学能最终转化为火箭的机械能

(2)神七飞船进入距离地面40~100千米的大气层区域,在周围稠密空气剧烈的摩擦下,由

能转化为热能,使返回舱表面温度迅速提升,由特殊材料精制而成的神七飞船顿时变成了一颗火红的流星,这种特殊材料必须具备 、等特点。

(3)在正常运动情况下,返回舱内气体是模拟空气主要成分。值守返回舱的景海鹏听到火警,系统误报,虚惊一场。返回舱内有可燃物,万一发生火灾,应急预案就是立即将返回舱卸压(排除舱内气体,降低舱内气压),这种灭火预案的理论依据是。

(4)如果将植物种子带到太空,植物就会容易发生变异,这是因为在强辐射作用下,细胞的

发生改变的结果。

(5)科学家们研制了“人造空气”来供航天员呼吸。这种“人造空气”中的氮气含量约占70%,氧气占20%以上,此外,还有二氧化碳等气体,非常接近空气的比例。飞船能根据仪器实时检测各种气体含量,并自动调节各种气体成分,同时将有毒的气体过滤掉,始终保证飞船内的空气适合航天员呼吸。下列说法正确的是( )。

A.空气中的二氧化碳含量虽然很小,但是在自然界中是必不可少的

B.在航天飞船上,应把空气中的其他成分都分离出去,只留下氧气,会更有益于人的呼吸

C.我们周围的空气中的各成分的体积分数是不变的,不随地域和季节的变化而变化

D.空气中的氮气对人类呼吸没有任何作用,因此人造空气中可以没有这种气体

(6)下一步我国的目标是登陆月球。月球是从哪里来的?千百年来一直困扰着人们。现在关于月球的起源有许多假说,其中最具影响的是“同源说”,意为地球与月球是同一来源。当宇航员脚踏月面,全面分析月壤成分时,这一问题定会迎刃而解。下列说法支持“同源说”的是 ()。

A.月球上也有火山存在

B.月球是围绕地球转动的卫星

C.月球与地球一样含有种类繁多的化合物

D.月球所含的元素种类和质量分数与地球相近

解析:本题以中国人“飞天”成功为主题,系统地将物理、化学、生物、地理等学科知识综合在试题中。(1)火箭和飞船能够升空,借助了空气对它们的推力,而这个推力当然是火箭喷发的气体对空气作用的结果,属于力的相互作用。火箭的推力没有直接作用在飞船上,因此没对飞船做功。(2)考查能量的转换。火箭上升具有机械能,与空气摩擦时,机械能转化为热能,使火箭升温,所以需要保护层,这种保护层往往用熔点低、导热性差的材料制成。(3)考查化学方面的知识。燃烧必须有助燃剂,排除舱内气体,其实就是去掉氧气。(4)是生物方面的问题。植物发生变异,是由于体内的遗传物质发生改变造成的。(5)是对空气成分及作用的考查。二氧化碳是植物进行光合作用的原料,对植物来说非常重要。(6)与地理知识有关。所谓的同源,指的是具有相同的内容,对本题来说就是具有相同的元素,只有组成的元素相同,才能说地球与月球的来源相同。

答案:(1)B。(2)机械,熔点低、导热性差。(3)助燃性气体(氧气)是燃烧的必要条件。 (4)遗传物质(或染色体、基因)。(5)A。(6)D。