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初中物理跨学科试题专题复习
近几年,学科间的相互渗透已成为中考的热点问题.传统的物理教学,常受到学科界域的限制,当遇到学科渗透问题时,往往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大家思维的发展.所以,加强物理与其他学科的相互渗透,既有利于大家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,又有利于大家对物理知识进一步的理解和分析,综合能力的提高.下面,从中考试题中常见的物理与其它学科进行渗透进行归类例析,供同学们在中考复习中借鉴学习.
一、物理与数学
中学物理课程标准指出:在使同学们掌握基础知识的同时,应关注物理学与数学科之间的联系,重视培养大家应用数学知识处理物理问题的能力,发挥数学工具在物理学发展过程中的作用.在物理试题中,经常渗透的数学知识如函数图象,列方程组解决电学计算题,勾股定律的应用等.对于同学们来说,利用数学知识解决物理问题,实际是一个思维创新过程,有利于培养同学们的综合分析问题能力.
例1如图甲所示电路中,R为滑动变阻器,R0为定值电阻,电源两端的电压不变,改变R的滑片位置,电压表示数随电流变化的图线画在图乙的坐标系中,则根据以上条件可知R0的阻值为______Ω,电源电压为______V.
解析由甲图可知,R与R0串联,电压表测量R两端电压.由乙图可知,当加在R两端电压为9V时,加在R0两端电压为U-9V,电流表示数为1A,当加在R两端电压为1V时,加在R0两端电压为U-1V,电流表示数为9A.有,得U等于10V,R0的阻值为.
答案110
点评新课程标准指出,学生应该知道简单的数据处理方法,能用简单的图象描述实验结果.本题以跨学科综合的形式,考查了学生是否具有从简单的数学图象中获取信息,再与物理知识相结合处理信息的能力.
二、物理与化学
物理和化学有着密切的联系而且是相互完善的.我们知道,在物理史上有许多科学家既是物理学家也是化学家.在许多物理实验中都要用到一些化学试剂或药品,所以物理与化学之间相互渗透的试题在中考中经常见到.常见的如燃料燃烧时发生的能量转化等知识.
例2《扬子晚报》2007年5月21日报道了一则新闻(标题:氮气泄露,夏现冬景).
本报讯:昨晚,南京市建宁路上一停车场内发生氮气泄露事故,现场周围"寒气"逼人,车厢挂起冰柱,地面结了厚厚一层冰.
昨晚10点左右,建宁路上一家名为"的士"的休闲中心的一名工作人员突然发现停车场里一辆大型槽罐车尾部不断冒出白烟,并且越来越大,当他走过去一看,被现场的情景吓了一跳,只见车尾部开始结冰,车厢下端已经有大约10cm长的冰柱,而液体刚滴到地面上就开始结冰,不久地面上就是一层厚厚的冰.原来,这辆属于南京气体产品公司的槽罐车满载液态氮气,车尾部冒出的白烟就是车罐内液态氮发生泄露的表现.据介绍,氮气具有快速制冷的效果,如果有足够多的氮,可以在很短的时间内将周围气温降低到零下50℃,情况比较危险等
小盼是个爱动脑筋的好孩子,阅读了这则新闻后,提出了下面的问题,你能帮她解答吗
(1)氮气是空气的主要成分,常温常压下是气态,可槽罐车的车罐里怎么会出现液态氮这样将气体进行液化有何好处
(2)车罐内液体氮发生泄露时为何会冒出"白烟"
(3)根据所学的物理和自然知识,文中似乎有两处不妥,你能指出来并加以改正吗
(4)发生此事时,如果你正好在现场,你打算怎么做
解析(1)由于氮常温常压下是气态,所以车罐内的液态氮是通过加压的方法实现液化的.将气体液化,可以缩小体积,便于贮存和运输.
(2)液态氮发生泄露时,会迅速变成气体,同时吸收热量,使周围空气中的水蒸气液化而形成小水珠,出现"白烟".所以"白烟"不是氮气,而是小水珠.
(3)两处不妥:一处为"槽罐车满载液态氮气",氮气是气态氮,"液态氮气"前后矛盾,应改为"液态氮".另一处为"氮气具有快速制冷的效果",空气中就含有大量氮气,照此说法,整个世界岂不冰冷一片.应改为"液态氮具有快速制冷的效果".
(4)发生液氮泄露时,若正在现场,作为中学生,不能不闻不问,事不关己,高高挂起的态度是不对的.首先根据掌握的知识,氮无毒无害,但液氮汽化时可能会对人体造成冻伤,所以可告诉周围人群不必惊慌,但也不要靠近.其次,应寻找泄露点,若是阀门问题拧紧即可.若不好处理,应报警.
答案见解析.
点评这是一道物理与化学知识融合的试题,我们在解答时,要注意从各种渠道获取并筛选有用的信息,从书报中得到的资料作为背景,拟出具有导向性的新问题,并用相关的学科知识去解答.题目第3问提醒同学们语言要规范,科学,这也是与新课标要求的"具有判断大众传媒是否符合科学事实的初步意识","将科学技术应用于日常生活,社会实践的意识"等不谋而合的.当然如果阅读不细心,所学知识不牢固,不会应用,将很难作答.第4问有利于同学们正确的情感,态度,价值观的形成.
三、物理与生物
常见渗透生物的知识点有眼睛(近视眼和远视眼的成因及矫正),肌肉骨骼结构(简单机械如杠杆),心脏跳动(液体压强),还有关于摩擦力等方面的知识也常渗透在生物学之中.
例3小凤矫正了近视眼后看书轻松多了,心想也该帮爷爷矫正老花眼了,如图是用来表示老花眼的成像情况和矫正办法,其中正确的是()
A.②①B.③①C.②④D.③④
解析老花眼即远视眼.远视眼产生的原因是由于晶状体太薄,屈光能力太弱,因此来自近处某点的光还没有会聚成一点就到达视网膜了,在视网膜上形成一个模糊的光斑,清晰的像成在视网膜后方.矫正时利用凸透镜将光会聚,从而使近处的物体能在视网膜上成清晰的像.
答案C
点评解答此类题的关键是知道近视眼和远视眼形成的原理以及矫正的办法.同学们不要只是会做这方面的试题,还要理论联系实际,注意用眼卫生,养成良好的用眼习惯.
四、物理与医学
医学中的B超(彩超)是超声波的应用,激光可以用来治疗近视眼,拔火罐用到了大气压的知识,针灸采用了减小受力面积来增大压强,还有磁核共振,量血压等都应用了物理知识.
例4超声波在科学技术,生产生活和医学中有着广泛的应用.请你说出两个应用的实例:
(1)__________________________________________
(2)__________________________________________
解析此题考查的目的是对新课标"了解现代技术中与声音有关的应用"目标的落实.例如:医学上的超声波诊断(B超),超声波金属探伤,利用超声波进行杀菌消毒,超声波培育种子,超声波探测,潜艇上的声呐系统等.
答案(1)医学上的超声波诊断(B超),(2)利用超声波进行杀菌消毒.
点评超声波在生活生产中有大量应用,同学们在平时要记住一些常见的实例,一般这部分题目不难.
五、物理与地理
地理学中雨的形成过程涉及到了物态变化,风的形成是由于空气对流,等高线及海拔高度会渗透到重力势能大小的判断,而不同地区能源分布与物理中的能源利用相联系.
例5地球上的水在不停地循环着:阳光晒暖了海洋,水变成水蒸气升到空中,形成暖湿气流,暖湿气流遇到冷空气后,水蒸气变成了小水滴,形成雨降落到地面.以下说法中正确的是()
A.水变成水蒸气是汽化现象B.水变成水蒸气的过程中放热
C.水蒸气变成小水滴是凝固现象D.水蒸气变成小水滴的过程中吸热
解析本题考查的是雨的形成过程,在此过程中,水先由液态变为水蒸气,这是汽化过程,要吸热,高温的水蒸气遇到冷空气了,变成了小水滴,这是液化过程,要放热.
答案A
点评解决这类问题,首先要明确题目中说了几个物理过程,每个物理过程包含哪些物理现象以及这些物理现象形成的原因是什么,其次要明确该物质原来是什么状态,后来是什么状态,即发生了怎样的物态变化.
六、物理与历史
历史知识在物理试题中的渗透包括两个方面,一是物理学史的考查,如历史上的物理学家(如牛顿)或经典物理实验(如马德堡半球实验),二是考查历史文物或历史事件中涉及到的物理知识,如"曹冲称象".
例6在四川邛徕窑遗址中出土了一种唐朝"省油灯".这种省油灯的灯盏是铜质的,在灯盏下增加了一层夹层,又叫夹层灯.夹层留一小孔,可以从小孔向夹层中加水.灯点燃后,热会由灯盏通过________的方式使油的内能增加,温度升高,加快油的__________,增加耗油量.在夹层中加水降低油温,达到省油的目的,这是利用水的________特性.为了更省油,请对这种灯提出一个合理的改进意见____________________.
解析液体的温度越高,蒸发越快,省油灯中利用夹层中的水吸收油的热量,使油的温度不致升高,这是利用了水的比热容大,在质量相同,升高的温度相同的情况下,水吸收的热量多,以利于油的降温,为了更省油可从减小油的蒸发方面考虑,如给灯盏加盖,或将铜盏换成瓷器,因为瓷器是热的不良导体,减小热传递.
答案热传递蒸发比热容大在灯盏上加盖或用瓷质灯盏代替铜质灯盏
点评本题通过"省油灯"来考查影响液体蒸发快慢的因素及比热容,热传递的相关知识,体现了"物理服务于社会"的课标理念.
七、物理与建筑
在各种建筑工程中,也经常用到物理知识,比如铺设铁路时用的枕木是为了增大接触面积从而减小压强,在建房砌墙时要用重垂线,工地上的起重装置中用到了滑轮组,电影院的墙壁做成坑坑凹凹是为了减弱回声.
例7青藏铁路路基两旁各插有一排碗口粗细,高约2m的铁棒(如图所示),我们叫它们热棒.热棒在路基下还埋有5m深,整个棒体是中空的,里面灌有液态氨.热棒的工作原理很简单:当路基温度上升时,液态氨受热发生①,上升到热棒的上端,通过散热片将热量传导给空气,气态氨由此冷却②变成了液态氨,又沉入了棒底.这样,热棒就相当于一个天然"制冷机".请问文中空格处的物态变化名称是()
A.①汽化②液化B.①液化②汽化
C.①升华②液
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化D.①升华②凝华解析当路基温度上升时,液态氨受热由液态变成了气态,发生了汽化现象,气态的氨上升到热棒的上端,通过散热片将热量传导给空气,气态氨冷却并变成了液态氨,发生了液化现象.
答案A
点评将前沿科技渗透于试题中,以物理基础知识物态变化为依托,让同学们多了解物理学日新月异,激动人心的变化,激发大家的学习兴趣了.解答此类题目,要善于从题意中提取有用的关 键 词语.
八,物理与体育
体育运动和物理知识关系更为密切,几乎每项运动都涉及到物理知识,如踢足球,打篮球应用了力可以改变物体的运动状态,跳远可以用惯性知识来解释,跑步,体操要用增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,跳水,跳高时机械能的相互转化,等等.
例8如图是跳水运动员跳板跳水时的情景,运动员腾空跳起向上运动后再向下落入水中,若不计空气阻力,则在整个过程中()
A.运动员的动能一直增大,机械能不变
B.运动员的重力势能一直减小,机械能减小
C.运动员的动能先减小后增大,机械能不变
D.运动员的重力势能先减小后增大,机械能增大
解析运动员腾空跳起向上运动时,动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能,运动员向下落入水中的过程中,重力势能减小,动能增大,若不计空气阻力,机械能的总量保持不变.
答案C
点评动能和势能之间的相互转化是各地中考命题的热点,解答此类问题时,要准确分析在运动过程中影响能量大小因素的变化情况,从而分析出能量的变化情况.
九,物理与环保
环保与节能是当今社会热点问题,大多相关试题都是从可持续发展的角度来设计的,象如何防止全球变暖,如何减小地球温室效应,如何做到节约能源以及开发新能源等.
例9国际专门研究全球变暖现象的众多科学家的研究成果表明:如果人们不做任何决定性的改变,让环境就照过去几十年的速度恶化下去的话,十年之后,再怎么努力也不能挽回.现在努力还有救.我们拯救地球,只剩下10年时间！而你,正是可以阻止这灾难发生的其中一人,因此,现在就请你从物理学的角度,提出两条保护地球环境的合理化建议:
(1)________________________________,
(2)________________________________.
解析从文中我们可以强烈感受到保护环境,拯救地球的紧迫性和重要性.我们可以从"温室效应","臭氧空洞","酸雨","森林危机","淡水危机","土地沙化","生物多样化"等方面提出合理化建议.
答案(1)冬天的空调温度设定调低几摄氏度或夏天的空调温度设定调高几摄氏度,(2)控制汽车数量,减少废气排放
点评本题以保护环境,拯救地球为背景材料,紧密联系同学们的生活社会实际,要求大家用学过的物理知识去分析,解决当今社会的热点问题,拉近了理论与实践的距离,引导同学们在个人力所能及的范围内对社会的可持续发展有所贡献.
十,物理与军事
战争与军事题材试题在中考中也经常出现,如雷达发射电磁波,防空警报是由于发声体的振动发出的,飞机投弹过程中机械能的变化,超声波武器,以及潜水艇等.
例10电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的武器,具有速度快,命中率高等优点.它的主要原理如图所示,通电导体在磁场力的作用下沿导轨加速运动,系在通电导体上的弹体以10km/s的速度发射出去,电磁炮的发射过程是________能向__________能转化过程.
解析通电导体在磁场中受力而运动,是将电能转化为机械能的过程.
答案电动(或机械)
点评本题以电磁炮为载体考查能的转化,题目设计很新颖.我们在分析时要筛选出有用的信息,即通电导体在磁场中受力,就可以判断出电能转化为机械能.
十一,物理与农业
农业生产对于同学们来说已是非常陌生,在物理试题中渗透农业生产方面的知识,可以培养同学们热爱劳动,尊重农民的良好品质.比如用盐水选种应用了密度知识,离心泵抽水应用了大气压强,农业灌溉则涉及连通器,水的蒸发等知识.
例11小林同学在农村老家发现一种"舂米对"的古代简单机械,其示意图如图所示.使用这个装置时,人在A端用力把它踩下后立即松脚,B端就会立即下落,打在石臼内的谷物上,从而把谷物打碎.你认为它属于________杠杆(填"费力"或"省力"),并请你在图中画出重力G的力臂.
解析此题中的动力是人的脚施加的往下的力,阻力就是杠杆本身的重力,当人在A端踩下后,B端在自身重力作用下下落.重力G的力臂就是从支点O到重力作用线的距离,力臂画法如图,很明显,人施加的力的动力臂小于阻力臂L,所以是一个费力杠杆.
答案费力如图
点评对于类似的实际中使用的杠杆问题,解决问题的关键是找准杠杆的几个要素,把握好力臂的概念.力臂的画法可简记为:一找点,二画线,三作垂线段,四标力臂.
十二,物理与美术
中考物理试题中,图片类试题所占比重日益加大,其中不乏优美的照片及绘画作品,这些图片在展示蕴含的物理知识的同时,也给我们以美的熏陶.
例12如图是小悦同学的一幅写生画,在仔细观察后,请你用所学知识解释其中的两个物理现象:
(1)______________________________,
(2)______________________________.
解析认真读图可以发现:图中展示的现象主要与光学知识有关,如树的影子是由于光的直线传播形成的,桥的倒影是光的反射形成的.
答案(1)树影是因光的直线传播形成的.
(2)船在水中的倒影是因光的反射形成的.
点评本题通过一幅写生画,考查同学们观察,分析和发散思维的能力.解答这类题要认真观察,分析题图中所展示的物理现象,联系相关的物理知识.
十三,物理与文学
我国古代诗人留下了丰富的优美诗词歌赋,这些诗句渗入物理试题中,不但提升了我们的人文素养,更让我们领略了诗词的美妙内涵,从这些诗句中折射出许多物理知识,如参照物的选择,分子动理论,机械能的转化,光的反射与折射等.
例13"花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴".这两句诗前一句,从物理学角度可以理解为:花朵分泌的芳香分子的____________加快,说明当时周边的气温突然____________.
解析"花气袭人"表明诗人闻到了花香味,这是花朵分泌的芳香分子扩散的结果,由诗意可知,分子扩散加快是由于环境温度升高的缘故.
答案无规则运动升高
点评语文课本中许多诗句都体现了分子热运动的知识,在平时学习时应注重诗词的积累和诗词大意的理解,并善于与相关的物理规律进行联系.
十四,物理与音乐
有关音乐在物理试题中的渗透虽然不多,但它给试题带来了活力和朝气,让我们在答题过程中能够耳目一新,精神焕发.渗透点主要出现在声音的有关知识,如发声体的振动,音色等.
例14春节联欢晚会上,歌唱家戴玉强,吴雁泽,西部歌手阿宝分别用美声,民族以及原生态唱法演唱《我的太阳》,当他们演唱相同曲调部分时,我们仍能辨别出他们每个人的歌声,这主要是依据()
A.响度B.音色C.音调D.用前三者共同判定
解析音色是听觉感觉到的声音的特色,不同发声体,其材料,结构不同,发出的声音的品质不同,即音色不同.同样,不同的人发出的声音,其响度,音调可以相同,但音色是不同的,我们就是根据每个人发声的音色不同来辨别是谁发出的声音.
答案B
点评正确理解声音的三要素(音调,响度,音色)的含义,是解答这类试题的关键.
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