跨学科中考物理试题探究

跨学科中考物理试题探究刘德春(巫山县实验中学,重庆巫山 404700)近年来,全国大多数省市中考物理试题中出现一类新型的综合能力测试题.解答这类题目,必须综合运用各科知识,进行周密充分的分析判断,才能予以正确解答,因此,对学生的知识要求和能力要求都比较高.下面就此作一些探究.1 物理与政治的综合这类题主要是将一些物理现象与政治观点结合起来,考查用政治观点(特别是法律知识)去解释一些物理现象.图1例 1.(2000年河南省中考题)如图1所示为国家技术监督部门法定的市场用案秤.某技术监督部门对市场商贩使用的案秤进行检查时,发现两个商贩在案秤上做了手脚:一个在案秤的砝码盘(铁质材料,下同)底部钻了小孔并注入铅粒,另一个在案秤的砝码盘底部钻了孔并注入铝粒.根据上述事实,技术监督部门依法对这两商贩进行了处罚.(1)在案秤砝码盘底部钻孔并注入铅粒时,称量结果将比物体的实际质量;在案秤砝码盘底部钻孔并注入铝粒时,称量结果将比物体的实际质量.(填大或小)(2)简要说明两商贩违反了法律规定的经济活动中的什么基本原则或规则?为什么?本题的编制与立意均比较新颖.一是题目紧密联系生活实际;二是将物理学科与政治学科结合起来;三是考查用理论知识分析、解决实际问题的能力,即考查运用物理知识分析解释生活现象的能力和运用法律知识保护自己应有的权益的能力.案秤的结构实际上是一个杠杆,当案秤无任何问题、不称物时,调零后,根据杠杆的平衡条件可得:M 秤盘gL 1=M 砝码盘gL 2.称物时,(M 物+M 秤盘)g L 1=(M 砝码+M 砝码盘)g L 2.当在砝码盘底部钻孔并注入铅粒时,由于Q 铅>Q 铁,因而此时的砝码盘质量M 砝码盘(铅)大于M 砝码盘,所以称量的结果将比物体的实际质量小;当在砝码盘底部钻孔并注入铝粒,由于Q 铝<Q 铁,因而此时的砝码盘质量M 砝码盘(铝)小于M 砝码盘,所以称量将比物体的实际质量大.当不法商贩收购东西时,在砝码盘底部钻孔并注入铅粒,使称量的结果比物体的实际质量小;当不法商贩卖东西时,在砝码盘底部钻孔并注入铝粒,使称量的结果比物体的实际质量大.这些做法违背了公平合理和公平交易权的基本原则或规则.答案是:(1)小;大.(2)¹公平合理.5民法通则6和5反不正当竞争法6等法律都规定了必须遵守公平的原则.公平合理主要指买卖公平,竞争公平.º公平交易权.5消费者权益保护法6规定,消费者在购买商品或者接受服务时,有权获得质量保证、计量正确等公平交易条件.2 物理与生物的综合这类题主要是从生物学科中生物体的形态结构、运动原理,以及排泄、视觉、听觉等有关知识,与物理学科的有关知识相结合.例2.(2000年河南省中考题)天气炎热时,人体皮肤内的分泌汗液增多,靠汗液蒸发保持体温不致升高.从物理学角度讲,这一现象说明.本题考查的知识点有:生物学科中的人体分泌汗液的机理、作用,物理学科中有关热学知识解释/汗液蒸发保持体温不致升高0的现象.汗液的产生与蒸发是学科知识的结合点.答案是:汗腺;蒸发吸热.3 物理与化学的综合这类题是将物理概念、规律的知识与化学概念、规律的知识相结合,考查学生综合运用物理知识和化学知识的能力.例3.在杠杆的两端分别挂着质量和体积都相同的铝球和铁球,这时,杠杆平衡.然后,将两球分别浸在稀硫酸和硫酸铜溶液中片刻,如图2,则下列说法正确的是A.铝球一定是空心的.B.左边烧杯中的溶液质量减少了.)56)Vol.24No.1 物 理 教 师 第24卷第1期 (2003) P HYSICS TE AC HER 2003年C.去掉两烧杯后杠杆仍平衡.D.右边铁球上出现红色.图2本题涉及到的知识点有:物理学中的杠杆平衡条件、质量与密度及体积的关系;化学中的铝与稀硫酸的置换反应、铁与硫酸铜的置换反应、反应物与生成物的质量比等.4个备选项提出问题的角度是不同的,我们来逐个加以分析.由于m 铝=m 铁,Q 铝<Q 铁,所以,若两球均为实心的,则由m =Q V 可知,应是V 铝>V 铁,而如今已知V 铝=V 铁,可见,铁球一定是空心的,而铝球则不一定是空心,选项A 不正确.左边烧杯中,铝与稀硫酸发生化学反应,反应方程式为:2Al +3H 2SO 4=Al 2(SO 4)3+3H 2{.对于溶液来讲,虽然所含氢元素的质量减少了,但增加了铝元素,而且增加的铝元素的质量比减少的氢元素的质量大,所以溶液的总质量是增大了,而不是减少了,故选项B 不正确.由题意可知,此杠杆是等臂杠杆.左边铝球由于与稀硫酸发生了化学反应而使其质量减少了;右边的铁球也要与硫酸铜溶液发生化学反应,反应方程式为:Fe +CuSO 4=FeSO 4+Cu,但生成的铜比反应掉的铁质量大,而且,生成的铜是附着在铁球表面上的,因此,铁球的总质量是增大的.所以,去掉两烧杯后,左边的铝球质量小于右边附着铜的铁球质量.由杠杆平衡条件可知,杠杆将不能平衡,右边下降,故选项C 也不正确.由上面的分析可知,铁球表面由于附着了反应生成的铜而出现了红色,故选项D 正确.4 物理与生物、化学的综合这类题是将物理知识与生物知识、化学知识相结合,考查学生综合运用物理知识与化学知识、生物知识的能力.例4.如图3所示,将一盆绿色植物放在一个密闭的、装有氢氧化钠溶液的容器内.玻璃导管一端插入密闭容器,另一端经胶皮管与U 型管相连,U 型管中装有一定量的水.将此装置放在黑暗中24小时后,(1)U 型管中侧液面上升.(2)放置在黑暗中的目的是.(3)U 型管中两侧液面上升或下降的根本原因是.(用化学方程式表示)图3本题涉及到的知识点有:物理学中的气体压强和液体压强;化学中的二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应;生物学中植物的呼吸作用和光合作用等.(1)将此装置放在黑暗中时,绿色植物的光合作用停止了,而呼吸作用仍在进行.在植物进行呼吸作用的过程中,要消耗氧气,放出二氧化碳(植物的呼吸作用可用式子表示为:C 6H 12O 6+6O 2酶6CO 2+6H 2O+能量),而放出的二氧化碳又与氢氧化钠溶液发生化学反应被消耗.(反应方程式为:CO 2+2NaOH=Na 2CO 3+H 2O).所以,密闭容器内的气体将越来越少,气体压强也就逐渐减小.容器内气压比外界大气压小了,U 型管中右侧液面就逐渐下降,左测液面逐渐上升.(2)由上面的分析可知,装置放在黑暗中的目的是阻止绿色植物的光合作用,使之只进行呼吸作用.(3)由上面的分析可知,U 型管中两侧液面上升或下降的根本原因是:绿色植物呼吸作用放出的二氧化碳气体与NaOH 溶液发生了化学反应,使容器内气体逐渐减少,气压降低.5 物理与多学科的综合主要是指物理学科与其他三个以上的学科综合,考查学生综合运用各学科知识解决实际问题的能力.例5.(1999年浙江台州市中考题)水是一种重要的自然资源,与人类、生物的生存、工农业生产等息息相关.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.水的比热比砂石、干泥土大得多,这是沿海地区气温差比内陆地区小的主要原因;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;)57)第24卷第1期 物 理 教 师 Vol.24No.1 2003年 PHYSICS TE AC HE R (2003)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一层水垢,这些都说明地表水不是纯净物;H./水能载舟0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0为人类提供了获取能源的新途径.本题以生活中常见的水作为题设情境,涉及到物理、化学、生物、地理等多个学科,从不同角度、不同方面对初中所学的这些学科中有关水的知识内容进行了全面考查,各学科相互渗透,考查的知识点与能力点比较多.A 考查对分子大小的观察,涉及到化学中水分子的大小与使用电子显微镜才能观察到水分子,涉及到生物中显微镜的观察范围;B 考查天然水的组成;C 考查解释沿海地区气温差比内陆地区小的主要原因,涉及到物理中比热的知识;D 考查产生水煤气的原因、催化剂的有关知识,涉及到化学中的一氧化碳的性质)))一氧化碳的可燃性和物理中的汽化知识:当少量水洒到烧旺的煤炉中时,水温急剧升高,水迅速汽化变成水蒸气,并发生化学反应:C+H 2O高温CO+H 2.所生成的一氧化碳和氢气都能燃烧,因而使火焰反而更猛,而催化剂在化学反应前后是不变的,所以水不是起催化作用;E 考查化学中的蒸馏法分离水和盐;F 考查生物中的光合作用与所需水量的关系,白天在太阳光的照射下,植物吸收的水会蒸发掉很大的一部分,光合作用所需要的只是极少的一部分;G 考查辨析地表水不是纯净物的原因,涉及到硝酸银溶液中的Ag +跟自来水中的Cl -反应生成白色的AgCl 沉淀,热水瓶底沉积的水垢中含有CaCO 3;H 考查水对物体的浮力的认识,根据物理中阿基米德原理:F 浮=Q 水gV 排可知,物体浸没在水中的不同深度,V 排、Q 水都不变,因而F 浮也不变,所以物体受到的浮力跟物体浸没在水中的深度无关;I 考查用化学知识分析/水变燃油0这种违背科学规律的做法,前几年曾有人用/水变燃油0到处行骗,事实上燃油中含有碳元素,水分子中没有碳元素,但化学反应是不能改变元素的种类和原子个数的,所以是不能用化学的方法使水变成燃油的.所以正确答案应是:C 、E 、G.由上可知,这类题目涉及不同学科的知识点,学生只要不熟悉其中的任何一个知识点,或者缺乏综合应用这些知识进行分析、判断的能力,就很难得出正确答案.从初中就开始对学生进行这方面的训练,是很有益处的.(收稿日期:2002-04-15)(上接第55页)(2.83写成2.38)、写错单位(m/s 2写成m/s)、漏掉正、负号等.笔误反映出学生平时训练的不规范,也反映出了学生答卷时精力不够集中.在和学生的交流中,我们了解到经常出现上述失分的学生,在学习所花费的时间上,在分析问题的能力和知识的掌握上不一定比优等生差,甚至对一些难度较大的物理综合题,他们也同样能很好地去分析解决,正是由于上述这类失分影响了他们的考试成绩,从而使一些学生思想苦恼,情绪低落,信心受阻,影响了学习水平的正常发挥.为此,笔者对学生提出以下几点建议:(1)要善于发现自己在学习中存在的问题,并时常提醒自己可能会出现的问题,对每次考试中出现失分情况作出详细的统计和分析,促使自己引起重视,最大限度地减少失分.(2)一定要养成认真细致阅读试题的良好习惯,首先要读懂题意,要看清题目中的已知和所求,然后再分析其物理情景和物理过程,选准物理规律,找出正确、合理的解题思路和方法.(3)在平时的训练中,要勤于动手,不要只分析物理过程或只列出解题方程,要严格按解题规范化要求,认真地完成解题的每一步骤,并对解题中可能出现的多种情况具体分析,对自己容易犯的错误要保持警惕.(4)要鼓励学生相信自己在物理学习上的能力,要从失败的阴影中走出来,树立信心,消除失分带来的负面影响.综上所述,学生在学习上出现的问题是多方面的,也是不可避免的,重要的是要让学生主动地、自觉地去及时寻找和发现问题,并总结、分析这些问题的成因,找出可行的方法,养成良好的学习习惯,把失误消灭在萌芽状态.(收稿日期:2002-09-20))58)Vol.24No.1 物 理 教 师 第24卷第1期 (2003) P HYSICS TE AC HER 2003年。