内容正文:
跨学科实践
《义务教育物理课程标准(2022年版)》新增“跨学科实践”主题。“跨学科实践”包含三个二级主题:物理学与日常生活、物理学与工程实践、物理学与社会发展。这部分内容的设计旨在发展学生跨学科运用知识的能力、分析和解决问题的综合能力、动手操作的实践能力,培养学生积极认真的学习态度和乐于实践、敢于创新的精神。
课标要求
新课标要求,“跨学科实践”主题的教学内容约占初中物理总课时的10%。基于跨学科实践的情境命题,有助于落实新时代教育评价改革对命题的“改变相对固化的试题形式,增强试题开放性,减少死记硬背和机械刷题现象”要求,也体现了素养立意的命题思想。
综上,在今后的中考物理命题中,将进一步增加“跨学科实践”情境试题的占比。
考点1.物理学与日常生活
【例1】(2023·济南)商场中,卖微波炉的售货员和顾客发生了一段对话。售货员说:“微波炉很省电,用一次花不了多少电费。”顾客说:“我觉得微波炉很费电,我家的微波炉一开就‘烧保险’。”从物理学的角度看,售货员所说的“省电”和顾客所说的“费电”分别指的是微波炉在使用时( )。
A.消耗较少的电能;消耗较多的电能
B.电功率较小;电功率较大
C.电功率较小;消耗较多的电能
D.消耗较少的电能;电功率较大
考点突破
解析 根据公式W=Pt,售货员认为微波炉很省电,是说微波炉虽然电功率大,但加热食物用时很短,使用时消耗的电能并不多,所以“微波炉很省电,用一次花不了多少电费”,即售货员是从消耗较少的电能角度说的;顾客则是从电功率角度考虑,因为微波炉属于大功率用电器,根据 I=,工作时电路中电流很大,会烧断保险丝,相同时间内消耗的电能多,所以认为很“费电”。
答案 D
1.(2023·云南)日常生活离不开电,下列做法符合安全用电原则的是
( )。
A.发现有人触电,直接用手将其拉开
B.用电器工作时起火,立即用水灭火
C.更换灯泡前,先切断电源
D.用湿毛巾擦拭正在发光的电灯
C
变式练习
2.(2023·日照)“劳则思,思则善心生”,劳动的过程就是一种学习。某学校劳动教育课堂上,以下劳动场景中,利用了费力杠杆的是( )。
A.利用撬棒撬大石块
B.用手拿石块
C.用钢丝钳剪铁丝
D.用羊角锤拔钉子
B
考点2.物理学与工程实践
【例2】(2023·重庆)小莉模拟古人利用浮力打捞铁牛,模拟过程和测量数据如图所示。
①把正方体M放在架空水槽底部的方孔处(忽略M与水槽的接触面积),往水槽内装入适量的水,把一个质量与M相等的柱形薄壁水杯放入水中漂浮,如图甲所示;
②向杯中装入质量为水杯质量2倍的铁砂时,杯底到M上表面的距离等于M的边长,如图乙所示,此时水杯浸入水中的深度h=______cm;
③用细线连接水杯和M,使细线拉直且无拉力,再将铁砂从杯中取出,当铁砂取完后,M恰好可被拉起,完成打捞后,如图丙所示。M与水杯的底面积之比为 SM∶S杯=________。
解析 假设水的密度为ρ,水杯底面积为S,水杯高度为H,水杯和正方体M的质量均为m。甲图中水杯漂浮,浮力等于重力,设此时水杯浸入水中深度为h1,根据F浮=G,则有:ρgSh1=mg,H=h1+12 cm;乙图中同样漂浮,F浮'=G总,则有:ρgSh=3mg,H=h+6 cm;解得h=3h1,H=15 cm,h=9 cm。
水杯和正方体M的重力G=GM=mg=F浮=ρgS×3 cm。
将铁砂从杯中取出,当铁砂取完后,M恰好可被拉起,此时M的重力与水对M向下的压力之和等于细线拉力,细线拉力等于水杯此时所受水的浮力与杯中重力之差,GM+F压=F浮'-mg;根据水对M向下的压力F压=pSM=ρgh2SM,设正方体M的边长为a,有:ρgS×3 cm+ρgSM(9 cm+a)=ρgS×9 cm-ρgS×3 cm;整理得:ρgSM×9 cm+ρgSMa=ρgS×3 cm,即ρgSM×9 cm+ρga3=ρgS×3 cm……①
丙图中漂浮时,总重力等于M受到的浮力加上水杯此时所受水的浮力,2mg=ρga3+ρgS(15 cm-10 cm);即2×ρgS×3 cm=ρga3+ρgS×5 cm;
解得ρgS×1 cm=ρga3……②
将②代入①可得:ρgSM×9 cm+ρgS×1 cm=ρgS×3 cm,即ρgSM×9 cm=ρgS×2 cm;即SM∶S=2∶9。
答案 9 2∶9
3.(2023·东营)《天工开物》中描述了古人应用桔槔汲水的情景。桔槔的结构相当于一个普通的杠杆,如图所示,水桶悬挂点到支点的距离和重物悬挂点到支点的距离之比为1∶2。当水和水桶的总质量为20 kg时,杠杆恰好在水平位置平衡,则重物质量为_______kg。(不计杠杆自重)
第3题图
10
变式练习
4.(2023·江西)如