专题14 跨学科实践(导学案)-【全效学习】2025年中考学练测物理课件PPT（沪科版 福建专版）

专题14 跨学科实践 中考学练测 · 物理 [HK版] 1 01 02 03 综述 典例精析 自主选练 2 01 综述 3 跨学科、实践性的问题综合性较强，需要结合多方面的知识综合应用。 要充分理解题目描述的内容，再联系本学科或者其他学科知识进一步解释。 专题14 跨学科实践 返回目录 4 02 典例精析 5 题型 一 阅读理解 【名师点拨】 通过阅读材料中描述的物理知识、概念，学习新知识， 并结合已学过的知识，抓住关键性的原理和突破口，能学以致用。 专题14 跨学科实践 返回目录 6 例1 [2024北京模拟] 阅读《胎压》，回答问题。 胎压 胎压，严格意义上指的是轮胎内部气体的压强，轮胎的基本结构如图1 所示。轮胎的胎压过高和过低都会缩短轮胎的使用寿命。胎压过低会使胎 体的形变增大，胎侧容易出现裂口；车辆行驶时，低胎压的轮胎反复剧烈 形变会导致轮胎过热，加速橡胶老化、帘布层疲劳折断等；同时轮胎接地 面积增大，也会加速轮胎胎肩的磨损。胎压过高，则会使轮胎过度膨胀变 形，这一方面会使得轮胎的弹性下降，行驶在颠簸路面时轮胎容易产生内 裂和爆破；另一方面，胎压过高还会加速胎冠磨损，同时轮胎耐轧性能下 降，很容易被细小的尖锐物刺穿。总体而言，适度的胎压，能够让轮胎性 能均衡，即便磨损也会比较平均，保证轮胎的使用寿命，如图2所示。 专题14 跨学科实践 返回目录 7 轮胎的胎压与温度是成正比的。查理定律指出，一定质量的气体，当 其体积一定时，它的压强与热力学温度（即开氏度）成正比。换算成常见 的摄氏温度，其计算公式为，其中是温度为 时的气体压 强，是时的气体压强，为摄氏温度， 是气体膨胀系数。对于理想 气体而言， 与气体种类及温度范围无关，，这时 。 专题14 跨学科实践 返回目录 8 （1）胎压过低时轮胎容易过热，是因为轮胎在车辆行驶过程中反复发生了 ______。 形变 （2）夏天早晨温度为，此时汽车四个车轮的胎压均为 ，假定轮 胎对地面的压强等于胎压， ，测量发现每个轮胎与地面的接 触面积相同，均为，则该汽车的总质量为_______。 取，胎内气体视为理想气体 1 500 （3）在（2）中，如果温度中午升高至 ，则此时轮胎的胎压为_____ （结果保留两位小数），每一个轮胎与地面的接触面积约为______ （结果保留两位有效数字）。 2.67 0.014 专题14 跨学科实践 返回目录 9 变式训练1 [2024北京模拟] 请阅读《筒 车》并回答问题。 筒车亦称“水转筒车”，是一种以水流 作动力取水灌田的工具。据史料记载，筒 车发明于隋而盛于唐，距今已有1 000多年的历史。筒车的种类较多，制作 工艺有所不同。如图所示，简易的筒车常用一端开口、一端封闭的竹节制 成筒，竹筒被均匀安装在筒车上，用于从河中打水，同时在水流的推动下 使筒车转动起来。筒车工作时，竹筒绕车轴做圆周运动，筒底与筒口的运 动轨迹是同心圆，且筒底所在的外圆半径大于筒口所在的内圆半径。 专题14 跨学科实践 返回目录 10 竹筒浸在水里的时候被灌满了水，当转过一定角度后将离开水面被提升， 所以竹筒在低处时盛水，在高处时泄水，泄出的水落入水槽后被引向农田， 如此往复，循环提水。在实际使用过程中，人们会根据农田与水面间的高 度差调整水槽的位置和宽度，使水槽能够接到更多的水。 专题14 跨学科实践 返回目录 （1）关于筒车的说法正确的是___（填字母）； C A.筒车能转动是由于竹筒受到了浮力 B.筒车能连续转动是受到惯性的作用 C.筒车工作时对水流有力的作用 D.筒车证明了永动机是可以制造出来的 （2）筒车在匀速转动的过程中，竹筒受__________（选填“平衡力”或“非平 衡力”），以竹筒为参照物，车轴是______（选填“运动”或“静止”）的； 非平衡力 运动 专题14 跨学科实践 返回目录 12 （3）某筒车上均匀分布了20个相同的竹筒，每个竹筒的容积为 ，通过调 整水槽的位置，竹筒中 的水能落入水槽，则当筒车以每分钟转动5圈的 速度连续工作，最多可以为农田浇灌__________ 的水 。 专题14 跨学科实践 返回目录 13 变式训练2 [2023北京东城模拟] 请根据下述材料，回答下列问题： 白鹤梁水下博物馆 白鹤梁水下博物馆位于重庆市涪陵区长江岸边，它被联合国教科文组 织誉为“世界首座非潜水可到达的水下遗址博物馆”，是世界水文资料的宝库。 白鹤梁原本是一块长江边上的天然的巨型石梁，是古人用于观测长江 的水文站，其具有不朽的水文历史价值和文学艺术价值。在三峡工程蓄水 之前，唯有在冬季枯水期，人们才有幸一睹白鹤梁题刻的风姿。为了保护 这块意义非凡的石梁，中国工程院院士于2001年提出“无压容器”水下博物馆 建造方案，即在水下40米的白鹤梁外修建一个钢筋混凝土“罩体”，与长江水 专题14 跨学科实践 返回目录 14 隔离。为了“无压”，罩子内部也要蓄满水，只不过这里面的水是经过过滤、 净化，非常干净的长江水，使“罩体”基本处于水压平衡的状态，同时防止江 水常年对白鹤梁遗址原体的冲刷损坏。 “罩体”内沿白鹤梁遗址原体修建了一条参观廊道，由耐压金属和23个玻 璃观察窗构成，游人可沿着参观廊道近距离观看、研究白鹤梁上的题刻。 照明系统采用 技术，寿命长、光照好、节能省电，另有先进的循环水系 统、防水系统、水下实时摄影系统。 这一极具创新设想的工程实施，为水下文化遗产的原址保护提供了成 功的工程范例。 专题14 跨学科实践 返回目录 （1）白鹤梁的“无压容器”保护方案中混凝土罩体内应当___（填字母）。 A A.蓄满水 B.排空水 C.抽真空 （2）冬季枯水期白鹤梁混凝土保护罩所承受江水压强与非枯水期相比将___ （填字母）。 B A.增大 B.减小 C.不变 （3）若“罩体”内参观廊道上某个玻璃窗面积约为 ，则该玻璃窗所承 受的江水压力约为________，取 。 专题14 跨学科实践 返回目录 16 题型 二 综合实践型 【名师点拨】 通过理论联系实践，将相关知识与实践问题相结合，解 释现象并提出解决方案。 专题14 跨学科实践 返回目录 17 例2 [2024浙江杭州模拟] 开发和生产某种产品，应进行相应的科学研究。 如研制压力锅，就应研究气压跟温度的关系。其研究结果用图像表示如下。 某种型号的压力锅，其限压阀由内阀和外套组成，测得限压阀的整体质量 为，压力锅气孔的直径为 。 （1）烹调较嫩或易熟的菜时，宜采用__________（选填“低压烹调”或“高压 烹调”，下同）的方式；烹调肉类食品，宜采用__________的方式。 低压烹调 高压烹调 专题14 跨学科实践 返回目录 18 （2）用高压锅煮粥，熄火后用冷水将锅冷却（即粥无法从锅体吸热），拿 去限压阀后打开锅盖，可以看到锅内的粥仍在沸腾，而普通铝锅却看不到 这样的现象。对此，下列说法正确的是___。 专题14 跨学科实践 返回目录 19 A.熄灭时，锅内温度降到 以下，但由于打开锅盖后气压降低，所以重 新沸腾 B.熄灭后，锅内温度仍高于 ，即使不冷却、不拿去限压阀，粥还在沸腾 C.熄灭后，锅内温度仍高于 ，打开锅盖后锅内气压比原来低，所以重 新沸腾 D.粥的流动性差，不易降温，熄灭后即使不拿去限压阀，粥也要沸腾较长 时间 （3）当压力锅烧煮食物时限压阀排气，锅内最高温度大约能达到_____ 。 （当时的大气压为， 取3） 123 √ 专题14 跨学科实践 返回目录 变式训练3 [2023北京模拟] 小明乘坐地铁时发现：乘客中有很多“低头族”， 他们长时间低着头看手机。他记起物理课上老师讲过：长时间低头会引起 颈部肌肉损伤。当头颅为竖直状态时，颈部肌肉的拉力为零；当头颅低下 时，颈部肌肉会产生一定的拉力。为了探究“颈部肌肉的拉力与低头角度大 小的关系”，小明跟课外小组的同学们制作了一个头颅模型来模拟实验。如 图甲所示，把人的颈椎简化成支点，头颅模型的质量为 ，头颅模型在 重力作用下可绕支点转动，点为头颅模型的重心， 点为肌肉拉力的作 用点，将细线的一端固定在 点，用测力计拉着细线模拟测量肌肉的拉力， 头颅模型在转动过程中，细线拉力的方向始终垂直于 ，如图乙所示，让 头颅模型从竖直状态开始转动，通过实验同学们记录了低头角度 与细线 拉力 的数据，如下表： 专题14 跨学科实践 返回目录 21 0 15 30 45 60 0 7.3 14.0 20.2 25.0 专题14 跨学科实践 返回目录 22 （1）请在图乙上作图，并通过分析判断颈部杠杆的类型是__________。 费力杠杆 [答案] 专题14 跨学科实践 返回目录 23 （2）设头颅质量为，长，长。当低头角度为 时， 根据实验表中数据及相关物理知识计算此时颈部肌肉实际承受的拉力是 _____ 。 112 （3）当人低头的角度变大时，颈部肌肉的拉力如何变化，根据计算分析这 种变化的主要原因：_______________________________________________ ____。 低头时，阻力臂增大，而、不变，所以拉力增大 （4）根据实验，请你关于“预防和延缓颈部肌肉损伤”提出一个合理化的建 议：________________。 避免长时间低头 专题14 跨学科实践 返回目录 24 变式训练4 [2024陕西西安模拟] 为提高垃圾分类效率，小科设计了如图甲 所示的垃圾分类机器人，它捡起垃圾时，会快速从垃圾上取出标准规格的 样品，通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别，并投 入相应的垃圾桶。该机器人检测电路如图乙所示。 （1）机器人通过摄像头扫描垃圾桶上的二维码来识别垃圾桶，二维码通过 摄像头成的像是______、______的实像。 倒立 缩小 专题14 跨学科实践 返回目录 25 （2）机器人从某块垃圾上取样检测时，检测电路电压表读数为 ，检测时 间为 。 ①通过计算说明应将该垃圾放入图丙中____垃圾桶。各类垃圾样品的电阻 参考值如下表。 样品电阻值/ 垃圾类别 小于10 金属 餐厨 大于30 其他 ② 专题14 跨学科实践 返回目录 26 【解析】由题图乙可知，电路为串联电路，电压表测量定值电阻两端的电 压，电路中电流为 ， 该垃圾的阻值为 ， 由题表中信息可知，该垃圾为餐厨垃圾，所以应将垃圾放入题图丙中②垃 圾桶。 专题14 跨学科实践 返回目录 27 ②该次检测电阻过程中，检测电路消耗的电能是多少？ 解：该次检测电阻过程中，检测电路消耗的电能 。 专题14 跨学科实践 返回目录 28 （3）机器人将重力为的垃圾举高花了，然后再以 的速度 水平移动 ，将垃圾放入相应的垃圾桶。该过程中机器人做功功率是多少？ [答案] 机器人给垃圾的作用力方向向上，所以水平运动时，机器人给垃圾 的作用力不做功，该过程中机器人做功功率 。 专题14 跨学科实践 返回目录 29 题型 三 科学探究型 【名师点拨】 通过针对实际问题进行实验设计，同时分析数据得出实 验数据找到解决问题的方法。 专题14 跨学科实践 返回目录 30 例3 [2024广东] 鞋子面料的透水汽性会影 响脚的舒适感。透水汽性是指单位时间内透 过单位面积的水蒸气质量。为比较两款鞋子 面料的透水汽性，小明用如图所示的两个装 置进行实验。在相同规格的容器中盛放等质 量的水，用恒温装置维持水温不变，面料与容器口紧密贴合。容器口的面 积为，装置甲中的水温为，实验室温度为 。 专题14 跨学科实践 返回目录 31 （1）实验中，装置乙中的水温应为____ 。 37 （2）分别测出两装置中容器、水和面料的总质量； 后，再次测出 相应的总质量 ，数据记录见表。分析数据可得： 实验装置 总质量 总质量 甲 225.00 223.12 乙 235.00 232.68 ①装置甲中透过面料1的水蒸气质量为_____ ； ②面料___的透水汽性更大； ③两种面料的透水汽性之差为____ 。 1.88 2 22 专题14 跨学科实践 返回目录 32 （3）实验过程中，容器的____（选填“内”或“外”）表面会有小水珠形成。 （4）请举出1个生活中选用透水汽性大的材料而增强舒适感的实例：_____ _______________________________________。 内 夏季的床单选用透水汽性大的材料而增强舒适感 专题14 跨学科实践 返回目录 33 变式训练5 [2024北京模拟] 某课外小组学习了导体电阻的知识后，对食盐 溶液的导电性能与什么因素有关提出了以下猜想：①可能与溶液的浓度有 关；②可能与溶液的质量有关；③可能与溶液中两金属片间的距离有关。 为了验证猜想，他们设计了如图的实验装置，将电路中的、 两金属片分 别插入甲、乙、丙、丁溶液中所示位置，金属片、 每次插入溶液中的深 度都相同，甲、乙、丙溶液中金属片、 间距相同，且大于丁中两金属片 间的间距。 专题14 跨学科实践 返回目录 34 （1）食盐水溶液的导电性能可以通过____________来判断。 （2）为了探究猜想②应选择________两图实验进行探究。 电流表示数 甲、丙 （3）将金属片、分别插入如图乙、丁位置，若___（选填“”或“ ”） ，就可以得到“食盐水溶液的导电性能与溶液中两金属片间的距离有关” 的结论。 （4）如图戊所示，小红在原有的实验器材上再加一个开关，就可以测量食 盐水中两金属片、间的电阻，实验步骤：先闭合开关 ，电流表的示数 为；再闭合开关，电流表的示数为；则可计算出 ________ （用、和 表示）。 专题14 跨学科实践 返回目录 35 变式训练6 [2024四川成都模拟] 在学习了 《活动：密度应用交流会》后，某实验小 组的同学利用家中的器材——电子秤、刻 度杯、烧杯测量了牛奶的密度。实验前同 学们不明白秤上的“清零”键是什么功能， 在查看了说明书后了解到，不管秤上是否 放有物体，只要按下“清零”键，其示数就会变成0，之后再往秤上添加物品 时，电子屏上只显示所添加物品的质量。 专题14 跨学科实践 返回目录 36 （1）第一次测量的过程如图甲所示，则测得牛奶的质量为_____ 。 254 （2）测量小组认为，利用电子秤的“清零”键可以直接读出牛奶的质量，下 面的测量步骤，正确的实验顺序是______； A.往烧杯中倒入牛奶，读出电子秤的示数为 B.按下电子秤的“清零”键 C.将烧杯放在电子秤上 CBA 专题14 跨学科实践 返回目录 37 （3）经过对第一次实验的分析，实验小组进行了如下的第二次实验，实验 过程如图乙所示，计算出牛奶的密度为_____ ；相较于第一次实验， 第二次实验的优点是__________________________________。 1.02 测得的质量和体积更准确，误差更小 （4）返校交流时，发现各个小组测量的牛奶密度略有不同，造成这种现象 的原因可能是________________。 牛奶的种类不同 专题14 跨学科实践 返回目录 38 题型 四 设计类 【名师点拨】 利用题目提供的工具进行实验设计。 例4 [2024天津模拟] 某校同学参加物理课外活动时，发现一个漂亮的拳头 大小的正方体空心工艺品，他们把它带到实验室，想利用如图所示的器材 和足量的水测出此工艺品的质量。要求： 专题14 跨学科实践 返回目录 39 （1）写出主要的实验步骤及所需测量的物理量； 解：主要实验步骤： ①用刻度尺测出正方体木块的棱长为 ； ②量筒中装适量水，将木块缓慢放入量筒中，待木块静止后，用刻度尺测 出木块露出水面的长度为 ； ③用细绳做成绳环套在细木棒上，移动绳环位置使细木棒在水平位置上平 衡，并将绳环位置固定，绳环被固定的位置即为杠杆支点位置； 专题14 跨学科实践 返回目录 40 ④将用细绳系好的工艺品系在细木棒支点左侧某位置，然后再将另一细绳 系好木块，并做成绳环套在细木棒支点右侧某位置，并移动木块绳环的位 置，使细木棒保持水平平衡； ⑤用刻度尺分别测出工艺品位置处到支点的距离为 和挂木块绳环处到支 点的距离为 。 专题14 跨学科实践 返回目录 41 （2）写出工艺品质量的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 解：表达式： 。 专题14 跨学科实践 返回目录 42 变式训练7 [2024天津] 生物小组的同学们在冬天利用杂草、落叶及泥土等 材料制作花肥时，发现天气太冷肥料不易发酵，于是他们想制作一个电加 热垫给肥料加热。 【初步设计】 选取一根粗细均匀的电热丝，将其接在电压恒为 的电 源上（如图1所示），加热功率为，该电热丝的电阻 _ __。 （不考虑温度对电阻的影响） 专题14 跨学科实践 返回目录 43 【改进设计】 为获得不同的加热功率，从电热丝的中点处引出一条导 线，将电热丝以不同方式连接在电压为 的电源上，可以得到另外两个加 热功率和，且 。请你在图2甲、乙中将各元件连接成符合改进要 求的电路，并推导出与之比为_____。说明：电热丝上只有、、 三 处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求。 [答案] 专题14 跨学科实践 返回目录 44 【优化设计】 为方便操控，再增加一个单刀双掷开关，通过开关 的通断和在1、2触点间的切换，实现加热垫、和 三挡功率的变换。 请你在图3中将各元件连接成符合优化要求的电路。注意：无论怎样拨动开 关，不能出现电源短路。 [答案] 专题14 跨学科实践 返回目录 45 03 自主选练 见配套《自 主选练本》 46 $$