2025年中考物理重点专题分类练专题13 跨学科实践
文档属性
| 名称 | 2025年中考物理重点专题分类练专题13 跨学科实践 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 156.1KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-05-06 09:25:19 | ||
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文档简介
专题13 跨学科实践
1. 新考法科学推理 (2024兰州)科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出了从1994年到2002年间恒星S2的位置如图所示，科学家认为S2恒星的运动轨迹是一个椭圆，推测银河系中心可能存在着超大质量的黑洞.忽略S2恒星质量的变化，根据图片信息，下列说法中正确的是 ( )
A.黑洞可能位于椭圆轨道内部的P点
B. S2恒星在运动过程中所受合力为零
C. S2恒星在1995年时期的动能大于2001年时期的动能
D. S2恒星在1995年时期的重力势能大于2001年时期的重力势能
2.(2024新疆)体脂率是指人体内脂肪的质量占人体总质量的百分比.体脂秤通过测量人体的电阻并结合人体的身高、体重、年龄等因素，经综合分析得出人的体脂率.
(1)人运动时，存储在脂肪中的能量的一部分转化为人体的 (选填“内能”或“化学能”)，导致人体温度升高.肌肉密度比脂肪密度大，肌肉比脂肪更容易导电.若人的体脂率下降，体重不变，则人体的密度 (选填“增大”或“减小”)，人体的电阻 (选填“增大”或“减小”).
(2)若小强的父亲在医院测体脂率时，加在两手之间的电压为5 V，通过的电流为2.5mA，则小强的父亲两手之间的电阻为 Ω.小强的父亲两手之间的电阻 (选填“可能”或“不可能”)大于两脚之间的电阻.小强的父亲经锻炼后质量从80kg降为78kg，体脂率从25%降为20%，若肌肉的密度为 则小强的父亲增加的肌肉的体积为 dm (结果保留整数).
3. 新考法项目化学习(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(如图甲所示)，加热功率为 ，该电热丝的电阻. (不考虑温度对电阻的影响)
【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 请你在图乙1、2中将各元件连接成符合改进要求的电路，并推导出 与 之比.
说明：电热丝上只有a、b、c三处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求.
【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关S，通过开关S 的通断和S在1、2触点间的切换，实现加热垫 和P 三挡功率的变换.请你在图丙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.
4.(2024福建)“漏刻”是古代一种滴水计时的工具.项目式学习小组制作了一个漏刻，装置如图甲，播水壶不断滴水，受水壶内由标尺与浮块组成的浮箭上升后，通过指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取时间.
(1)测滴水量：播水壶装满水后，计划用烧杯接取滴水.为了减小误差，测量滴水的质量应选择以下方案中的 (填写序号).
①先测空烧杯质量，接水后再测滴水和烧杯的总质量.
②先测滴水和烧杯的总质量，倒去水后再测烧杯质量.
测得1m in滴水的质量为80g,则1刻钟(15 min)滴水的体积为 cm .
(2)分析测算：圆筒形受水壶内部底面积( 浮箭总重6N，长方体浮块的底面积 高3cm.受水壶内无水时，指针对应标尺的位置标记为“←开始滴水”.滴水后，当浮箭刚浮起时，受到的浮力为 N，此时受水壶内的水面高度为 cm.
(3)标尺定标：图乙的标尺上每一格表示1cm，请你在标尺上对应位置标出“←3刻钟”.
(4)成品试测：经检测，漏刻每1刻钟的实际时间均超出15 min，发现随着播水壶内水量减少，滴水间隔时间越来越长.为使滴水间隔时间相同，小组讨论后，将滴水壶装置改进成如图丙所示，依据的物理知识是 .
5.(2023温州)项目学习小组实验发现，装在筒内的电动机带动风叶转动时，电动机转动方向改变，气流方向也改变，如图甲所示.于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”：既能收集书桌上的小纸屑，又能吹风纳凉.他们制定的产品评价表如下.
小组同学设计如图乙电路，利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型，其工作原理示意图如图丙.
评价指标 指标一 指标二
评价等级 优秀 能吸纸屑、吹风且风速可调 吸纸屑后，吹风时无纸屑吹出
合格 能吸纸屑、吹风，风速不可调 吸纸屑后，吹风时有部分纸屑吹出
待改进 只能吸纸屑或 只能吹风 吸纸屑后，吹风时全部纸屑吹出
(1)图乙中，通过切换开关S，可以改变电动机转向的原因是
(2)将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，电动机转速如何变化
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(3)对模型测试时，其“指标一”为优秀.结合评价表，判断该模型的“指标二”评价等级为
专题13 跨学科实践
1. D 【解析】恒星S2绕黑洞旋转的过程中，只考虑动能和重力势能之间的相互转化.由图可知，恒星 S2 从1994年到2002年的运动速度不断增大，即恒星S2的动能增大，故重力势能减小，此时距离黑洞越来越近，所以黑洞可能位于椭圆轨道的 Q 点，A错误；恒星S2沿椭圆轨道做曲线运动，受到非平衡力的作用，其合力不为零，B错误；恒星S2从1995年到2001年间运动速度不断增大，动能增大，C错误；恒星S2 从 1995年到2001年间，质量不变，运动速度增大，高度减小，动能增大，重力势能减小；所以1995年恒星S2的重力势能大于2001年的重力势能，D正确.故选 D.
解题技巧
从隐含条件中判断机械能的变化
(1)判断速度的变化：“匀速”(速度不变)；“加速”(速度变大)；“减速或刹车”(速度变小).
(2)判断高度的变化：“上升”(高度变大)、“下降或下滑”(高度变小)；“近地点”(高度最小)；“远地点”(高度最大).
(3)判断机械能的变化：“光滑”、无空气阻力(机械能不变)，否则减少.
2.(1)内能 增大 减小 (2)2 000 可能 2
【解析】(1)人运动时，存储在脂肪中的能量的一部分转化为人体的内能，导致人体温度升高；人的体脂率下降，体重不变的情况下，脂肪变少，肌肉变多，而肌肉密度大于脂肪，故人体的密度增大；肌肉比脂肪更容易导电，即肌肉比脂肪的电阻小，则体脂率下降，人体的电阻减小；(2)小强的父亲两手之间的电阻 人体电阻同人体是否出汗、是否有伤口、肌肉含量等均有关，条件未知时，小强的父亲两手之间的电阻可能大于两脚之间的电阻；锻炼前、后除脂肪外成分的质量分别为 60 kg,m =78 kg×(1-20%)= 62.4kg,则增加的肌肉的质量 增加的肌肉的体积 2dm .
3.【初步设计】
【改进设计】如答图甲所示 如答图乙所示
推导：答图甲中为阻值为R 的简单电路，由 可得，答图甲中的发热功率
答图乙中为两个阻值为R 的电阻并联接入电路，答图乙中发热功率
两个电路的功率之比为
【优化设计】如答图丙所示
【解析】【初步设计】由 可知， (改进设计】电阻丝有a、b、c三个触点，因此有将 Rab接入电路、Ra (或 Rb。)接入电路、Ra 和 Rb。并联接入电路三种接法，其中Rao接入电路、Ra 和 Rb.并联接入电路两种接法如答图甲、乙所示，其功率 P 和 P 分别为 当 Rub接入电路时，加热功率 与先前相同，不符合题意，故可得两个电路的功率之比为 优化设计】由题可知，电路需满足将 Rab接入电路、Ran(或 Rb。)接入电路、Ra。和Rb。并联接入电路三种接法，且导线不能将电源的正负极直接连接，其电路设计如答图丙所示.
解题技巧
电阻丝 ab从中点c引出一点后，可看做两段阻值相同的电阻丝，当所设计电路的开关处于不同状态时，分别对应不同的挡位和功率
原理 电阻连接方式 挡位(功率)
P=U /R 两电阻串联(ab) 低(P )
一个电阻(ac或 bc) 中(P )
两电阻并联(ab与 bc并联) 高(P )
4.(1)① 1200 (2)6 2 (3)如答图所示 (4)根据p=ρgh，水的深度保持不变，出水口的液体压强不变(答案合理即可)
【解析】(1)若采用方案②来测量滴水的质量时，烧杯中会有水残留，导致测量的质量偏小，故应选择方案①；1m in滴水的质量为80g，则1刻钟滴水的质量为80g/min×15 min=1 200g,则1刻钟滴水的体积 cm ；(2)浮箭刚浮起时，浮箭处于漂浮状态，故浮箭受到的浮力等于浮箭的重力，即 ，由阿基米德原理 可知，浮箭排开水的体积 浮箭浸入水中的高度 因浮箭刚浮起时，浮块与受水壶底面接触但两者之间没有力的作用且浮块的高为3cm，故此时受水壶的水面高度为2cm；(3)浮箭刚浮起时，受水壶内水的体积为 V = 由(1)可知,1刻钟滴水的体积为1200 cm ,则3刻钟滴水的体积 ，则3刻钟所对应的标尺高度为 因每一格表示1 cm，故从“←开始滴水”的位置向下数5格即为标尺上“←3刻钟”的位置；(4)图丙中，由于有溢水口的存在，可以使水的深度保持不变，根据p=ρgh，出水口的液体压强不变，则滴水间隔时间相同.
易错点拨
本题在第(3)问计算“←3刻钟”的对应位置时，容易直接用3刻钟滴水的体积V 直接除以受水壶内部的底面积S查，从而得出对应的标尺高度h 为6cm，从而计算错误；其实本题在第(2)问给出了提示，在计算浮箭刚浮起，受水壶内的水面高度时，我们需计算出那时受水壶内水的体积V ，综上可知，造成浮箭上升的水的体积V上为 V -V .明确此点之后，计算会简单许多.这就要求我们在做题时，需要多联系上下文，去挖掘题中的一些隐含条件做题，从而避免错误.
5.(1)改变通过电动机的电流方向 (2)变小 (3)合格【解析】(1)电动机的转向与电流方向和磁场方向有关，切换开关S，改变通过电动机的电流方向，可以改变电动机的转向；(2)当OP 绕O 点沿箭头方向转动时，接入电路的电阻变大，电路中电流减小，电动机转速变小；(3)由题图丙可知，吹风时，纸屑收集盒外的纸屑会被吹出，可判断该模型的“指标二”评价等级为合格.
1. 新考法科学推理 (2024兰州)科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出了从1994年到2002年间恒星S2的位置如图所示，科学家认为S2恒星的运动轨迹是一个椭圆，推测银河系中心可能存在着超大质量的黑洞.忽略S2恒星质量的变化，根据图片信息，下列说法中正确的是 ( )
A.黑洞可能位于椭圆轨道内部的P点
B. S2恒星在运动过程中所受合力为零
C. S2恒星在1995年时期的动能大于2001年时期的动能
D. S2恒星在1995年时期的重力势能大于2001年时期的重力势能
2.(2024新疆)体脂率是指人体内脂肪的质量占人体总质量的百分比.体脂秤通过测量人体的电阻并结合人体的身高、体重、年龄等因素，经综合分析得出人的体脂率.
(1)人运动时，存储在脂肪中的能量的一部分转化为人体的 (选填“内能”或“化学能”)，导致人体温度升高.肌肉密度比脂肪密度大，肌肉比脂肪更容易导电.若人的体脂率下降，体重不变，则人体的密度 (选填“增大”或“减小”)，人体的电阻 (选填“增大”或“减小”).
(2)若小强的父亲在医院测体脂率时，加在两手之间的电压为5 V，通过的电流为2.5mA，则小强的父亲两手之间的电阻为 Ω.小强的父亲两手之间的电阻 (选填“可能”或“不可能”)大于两脚之间的电阻.小强的父亲经锻炼后质量从80kg降为78kg，体脂率从25%降为20%，若肌肉的密度为 则小强的父亲增加的肌肉的体积为 dm (结果保留整数).
3. 新考法项目化学习(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(如图甲所示)，加热功率为 ，该电热丝的电阻. (不考虑温度对电阻的影响)
【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 请你在图乙1、2中将各元件连接成符合改进要求的电路，并推导出 与 之比.
说明：电热丝上只有a、b、c三处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求.
【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关S，通过开关S 的通断和S在1、2触点间的切换，实现加热垫 和P 三挡功率的变换.请你在图丙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.
4.(2024福建)“漏刻”是古代一种滴水计时的工具.项目式学习小组制作了一个漏刻，装置如图甲，播水壶不断滴水，受水壶内由标尺与浮块组成的浮箭上升后，通过指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取时间.
(1)测滴水量：播水壶装满水后，计划用烧杯接取滴水.为了减小误差，测量滴水的质量应选择以下方案中的 (填写序号).
①先测空烧杯质量，接水后再测滴水和烧杯的总质量.
②先测滴水和烧杯的总质量，倒去水后再测烧杯质量.
测得1m in滴水的质量为80g,则1刻钟(15 min)滴水的体积为 cm .
(2)分析测算：圆筒形受水壶内部底面积( 浮箭总重6N，长方体浮块的底面积 高3cm.受水壶内无水时，指针对应标尺的位置标记为“←开始滴水”.滴水后，当浮箭刚浮起时，受到的浮力为 N，此时受水壶内的水面高度为 cm.
(3)标尺定标：图乙的标尺上每一格表示1cm，请你在标尺上对应位置标出“←3刻钟”.
(4)成品试测：经检测，漏刻每1刻钟的实际时间均超出15 min，发现随着播水壶内水量减少，滴水间隔时间越来越长.为使滴水间隔时间相同，小组讨论后，将滴水壶装置改进成如图丙所示，依据的物理知识是 .
5.(2023温州)项目学习小组实验发现，装在筒内的电动机带动风叶转动时，电动机转动方向改变，气流方向也改变，如图甲所示.于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”：既能收集书桌上的小纸屑，又能吹风纳凉.他们制定的产品评价表如下.
小组同学设计如图乙电路，利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型，其工作原理示意图如图丙.
评价指标 指标一 指标二
评价等级 优秀 能吸纸屑、吹风且风速可调 吸纸屑后，吹风时无纸屑吹出
合格 能吸纸屑、吹风，风速不可调 吸纸屑后，吹风时有部分纸屑吹出
待改进 只能吸纸屑或 只能吹风 吸纸屑后，吹风时全部纸屑吹出
(1)图乙中，通过切换开关S，可以改变电动机转向的原因是
(2)将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，电动机转速如何变化
中小学教育资源及组卷应用平台
(3)对模型测试时，其“指标一”为优秀.结合评价表，判断该模型的“指标二”评价等级为
专题13 跨学科实践
1. D 【解析】恒星S2绕黑洞旋转的过程中，只考虑动能和重力势能之间的相互转化.由图可知，恒星 S2 从1994年到2002年的运动速度不断增大，即恒星S2的动能增大，故重力势能减小，此时距离黑洞越来越近，所以黑洞可能位于椭圆轨道的 Q 点，A错误；恒星S2沿椭圆轨道做曲线运动，受到非平衡力的作用，其合力不为零，B错误；恒星S2从1995年到2001年间运动速度不断增大，动能增大，C错误；恒星S2 从 1995年到2001年间，质量不变，运动速度增大，高度减小，动能增大，重力势能减小；所以1995年恒星S2的重力势能大于2001年的重力势能，D正确.故选 D.
解题技巧
从隐含条件中判断机械能的变化
(1)判断速度的变化：“匀速”(速度不变)；“加速”(速度变大)；“减速或刹车”(速度变小).
(2)判断高度的变化：“上升”(高度变大)、“下降或下滑”(高度变小)；“近地点”(高度最小)；“远地点”(高度最大).
(3)判断机械能的变化：“光滑”、无空气阻力(机械能不变)，否则减少.
2.(1)内能 增大 减小 (2)2 000 可能 2
【解析】(1)人运动时，存储在脂肪中的能量的一部分转化为人体的内能，导致人体温度升高；人的体脂率下降，体重不变的情况下，脂肪变少，肌肉变多，而肌肉密度大于脂肪，故人体的密度增大；肌肉比脂肪更容易导电，即肌肉比脂肪的电阻小，则体脂率下降，人体的电阻减小；(2)小强的父亲两手之间的电阻 人体电阻同人体是否出汗、是否有伤口、肌肉含量等均有关，条件未知时，小强的父亲两手之间的电阻可能大于两脚之间的电阻；锻炼前、后除脂肪外成分的质量分别为 60 kg,m =78 kg×(1-20%)= 62.4kg,则增加的肌肉的质量 增加的肌肉的体积 2dm .
3.【初步设计】
【改进设计】如答图甲所示 如答图乙所示
推导：答图甲中为阻值为R 的简单电路，由 可得，答图甲中的发热功率
答图乙中为两个阻值为R 的电阻并联接入电路，答图乙中发热功率
两个电路的功率之比为
【优化设计】如答图丙所示
【解析】【初步设计】由 可知， (改进设计】电阻丝有a、b、c三个触点，因此有将 Rab接入电路、Ra (或 Rb。)接入电路、Ra 和 Rb。并联接入电路三种接法，其中Rao接入电路、Ra 和 Rb.并联接入电路两种接法如答图甲、乙所示，其功率 P 和 P 分别为 当 Rub接入电路时，加热功率 与先前相同，不符合题意，故可得两个电路的功率之比为 优化设计】由题可知，电路需满足将 Rab接入电路、Ran(或 Rb。)接入电路、Ra。和Rb。并联接入电路三种接法，且导线不能将电源的正负极直接连接，其电路设计如答图丙所示.
解题技巧
电阻丝 ab从中点c引出一点后，可看做两段阻值相同的电阻丝，当所设计电路的开关处于不同状态时，分别对应不同的挡位和功率
原理 电阻连接方式 挡位(功率)
P=U /R 两电阻串联(ab) 低(P )
一个电阻(ac或 bc) 中(P )
两电阻并联(ab与 bc并联) 高(P )
4.(1)① 1200 (2)6 2 (3)如答图所示 (4)根据p=ρgh，水的深度保持不变，出水口的液体压强不变(答案合理即可)
【解析】(1)若采用方案②来测量滴水的质量时，烧杯中会有水残留，导致测量的质量偏小，故应选择方案①；1m in滴水的质量为80g，则1刻钟滴水的质量为80g/min×15 min=1 200g,则1刻钟滴水的体积 cm ；(2)浮箭刚浮起时，浮箭处于漂浮状态，故浮箭受到的浮力等于浮箭的重力，即 ，由阿基米德原理 可知，浮箭排开水的体积 浮箭浸入水中的高度 因浮箭刚浮起时，浮块与受水壶底面接触但两者之间没有力的作用且浮块的高为3cm，故此时受水壶的水面高度为2cm；(3)浮箭刚浮起时，受水壶内水的体积为 V = 由(1)可知,1刻钟滴水的体积为1200 cm ,则3刻钟滴水的体积 ，则3刻钟所对应的标尺高度为 因每一格表示1 cm，故从“←开始滴水”的位置向下数5格即为标尺上“←3刻钟”的位置；(4)图丙中，由于有溢水口的存在，可以使水的深度保持不变，根据p=ρgh，出水口的液体压强不变，则滴水间隔时间相同.
易错点拨
本题在第(3)问计算“←3刻钟”的对应位置时，容易直接用3刻钟滴水的体积V 直接除以受水壶内部的底面积S查，从而得出对应的标尺高度h 为6cm，从而计算错误；其实本题在第(2)问给出了提示，在计算浮箭刚浮起，受水壶内的水面高度时，我们需计算出那时受水壶内水的体积V ，综上可知，造成浮箭上升的水的体积V上为 V -V .明确此点之后，计算会简单许多.这就要求我们在做题时，需要多联系上下文，去挖掘题中的一些隐含条件做题，从而避免错误.
5.(1)改变通过电动机的电流方向 (2)变小 (3)合格【解析】(1)电动机的转向与电流方向和磁场方向有关，切换开关S，改变通过电动机的电流方向，可以改变电动机的转向；(2)当OP 绕O 点沿箭头方向转动时，接入电路的电阻变大，电路中电流减小，电动机转速变小；(3)由题图丙可知，吹风时，纸屑收集盒外的纸屑会被吹出，可判断该模型的“指标二”评价等级为合格.
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