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第二轮 专题突破
专题突破 能力提升
第35讲 跨学科实践专题(多学科融合解决物理问题)
01
限时训练
02
优化提升
目 录
C O N T E N T S
在2022版课标中,“跨学科”是一个重要的主题,要求学生立
足物理课程,“跨”出本学科的视野,把学习拓展到日常生活、工
程实践和社会发展中。在日常生活中,生物、地理、化学、传统
文化、社会发展等往往和物理学科关联性比较大,在完成某个项
目活动中,既要考虑学科内的知识,还需考虑学科间的联系,为
了解决物理问题,需要考虑多学科融合的问题。在复习中,立足
点依然是本学科知识,首要任务是夯实物理学科的主干知识,对
于跨学科内容,应侧重于理解其在解决物理问题中的应用。
广东省考物理试卷中,跨学科题目考查方式非常灵活多样、
创新,对培养和发展学生跨学科运用知识的能力、分析和解决问
题的能力、动手操作的能力等起到了很好的指导作用。#1.1
【例题精选】
图35-1
1.骨骼、肌肉和关节构成了人体的运动系统,最基本
的运动都是肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的,其模型
就是杠杆。如图35-1是小明踮脚时的示意图,脚掌前
端是支点,人体受到的重力是阻力,小腿肌肉施加的
力是动力。已知小明的质量为 ,假设图中阻力臂
是动力臂的一半,他在1分钟内完成50个双脚同时踮起
动作,每次踮脚过程中重心抬升高度是 。请分析回答:
(1)此时脚掌相当于______杠杆。
省力
图35-1
【解析】由图可知,踮起脚时, 为支点,动力臂大于阻力臂,是
一个省力杠杆。
图35-1
(2)根据图示,计算小腿肌肉对每只脚的拉力为多大?
【答案】见解析
【解析】小明的重力
每只脚受到的阻力
根据杠杆的平衡条件可得,
则小腿肌肉对单只脚的拉力
。
图35-1
(3)计算小明踮脚过程中克服重力做功的功率为多大?
【答案】见解析
【解析】双脚踮起一次克服重力所做的功
完成50个双脚同时踮起动作克服重力所做的功
踮脚过程中克服重力做功的功率 。
分析:本题属于“物理学与日常生活”专题内容,人体的各个部分
都体现了物理知识,其中杠杆的应用就是比较常见的一部分。人
的脚部走路时,前脚掌相当于支点,小腿肌肉产生动力,把整个
人往上提升,属于省力杠杆。类似的人体结构就是手臂、脖子和
腰部等。
01
限时训练
2026
图35-2
1.(2025·山西)跨学科实践。
制作简易汽轮机模型
热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学
们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队,制定了
“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流” 的学习流程,
研究了热机原理,收集材料组装了如图35-2所示的汽轮机模型。
图35-2
实验时向易拉罐内部注入大约半罐水,将
去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内,
用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架
上,笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐
下面的酒精灯,当有蒸汽喷出时,扇叶就转动
起来。
图35-2
(1)汽轮机模型工作过程的能量转化情况为:化
学能 ______ ________。
内能
机械能
(2)某团队的同学们在测试过程中,发现扇叶不
转动,出现这种现象的原因可能是_____________
___________________。(答出一条即可)
注入的水过少,
产生的蒸汽量不足
图35-2
(3)热机发展史也是一部热机效率提高史,
在展示交流环节,对如何提高简易汽轮机效率,
同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定
功能”的观念,从结构的角度思考,帮助他们
提出一个可行性措施:______________________。
增加易拉罐的保温性能
2.在跨学科实践课上,某小组开展了“设计太阳能发电系统”的项目
化学习活动。下面是该小组同学的实践过程,请将下列内容补充
完整。
【项目分解】
(1)设计制作小型太阳能发电装置;(2)优化太阳能发电系统。
【项目实践】
(1)设计制作小型太阳能发电装置:
①经过前期调查,了解到太阳能电池板虽然可以直接将太阳能转
化为电能,但成本太高,所以设计的发电模型如图35-3所示,该模
型中的能量转化过程:太阳能 ____能 ______能 电能。
内
机械
图35-3
②为了能将更多的太阳光会聚到烧瓶上,使水更快沸腾,可以使
用多面反光镜,反光镜利用了光的______现象。水被加热至沸腾
后,利用水蒸气带动发电机发电,发电机是利用__________现象
工作的。
反射
电磁感应
图35-3
(2)优化太阳能发电系统:
为了更高效地利用太阳能,要挑选反光能力更强的反光镜。将温
度和外形均相同的甲、乙两块反光镜同时放在太阳光下
(正面朝上)直射一段时间后,用高敏测温枪测得甲的温度高于
乙的温度,则我们应该选择____(选填“甲”或“乙”)反光镜。
乙
图35-4
【项目拓展】
在用电低谷时,电网中很多剩余的电能被白白浪费
掉了。通过地理学科的学习,我们得知广东地区水
资源非常丰富,可以利用水将电能储存下来。如图
(3)用电低谷时,______机工作,将电能转化为水能储存起来。
(4)用电高峰时,______机工作,将水能转化为电能释放出去。
抽水
发电
35-4所示,在山顶建一座储能水电站,它由上水库、下水库、抽水
机、发电机等组成,请你简要说明这种储能水电站的工作过程:
02
优化提升
2026
1.(2025·惠州模拟)如图35-5是苹果自动筛选装置。原理是:传送
带上苹果经过压力检测点时,使压敏电阻的阻值发生变化,
间的电压也随之发生改变,当质量小于一定值的苹果经过压力监
测点,使两端电压小于 时,机械装置启动,将质量不达标的
苹果推出传送带,实现自动筛选。已知电源电压恒为 ,
,压敏电阻的阻值随压力 的变化关系如表所示。#1
图35-5
压力 0 1 2 3 4 5
阻值 120 80 60 45 40 38
(1)压敏电阻是由________(选填“导体”“绝缘体”或“半导体”)
材料制成的,由表中数据可知,随压敏电阻所受到的压力增大,
间的电压将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
半导体
变大
图35-5
(2)当检测点上没有苹果时,两端电压为____ 。
12
(3)试通过计算求出,该筛选装置可将重为___ 以下的苹果推出
传送带。
2
图35-5
(4)为了使该装置能够满足对不同质量标准的苹果进行筛选的要
求,小红设计了两种方案,用以提高苹果质量筛选的标准:
方案一:改变机械装置启动的电压,使其______(选填“变大”或
“变小”)。
方案二:保持机械装置启动的电压不变,将 换成阻值______
(选填“更大”或“更小”)的定值电阻。
变大
更小
图35-5
2.(2025·深圳模拟)综合实践活动:项目式学习小组设计——智
能冷库系统
【任务与要求】海鲜保存通常要求冷库温度维持在
,这样才能保证海鲜的品质和口感,请为某海鲜
市场设计一款智能冷库系统。
【设计电路】设计温控系统,温控系统的原理如图35-6甲所示,控
制电路的电源电压为,热敏电阻 随温度的变化情况如图35-6
乙所示。当冷库温度达到 时,衔铁刚好被吸下来,制冷系
统启动工作;当冷库温度达到 时,衔铁刚好被弹回去,绿
灯亮。已知制冷系统工作的额定功率为 。#1.2
图35-6
【项目实施】
(1)由图35-6甲可知,电磁铁的上端是___极,当冷库温度升高时,
电磁铁的磁性______(选填“增强”“不变”或“减弱”)。
增强
图35-6
(2)当冷库温度在 时,电磁铁线圈电阻忽略不计,则控制
电路的电流大小是_____A。
0.06
图35-6
(3)查阅资料得知制冷系统选择水作为
冷却介质,是因为___________________
___________________。
水的比热容较大,常
用作传输能量的介质
【设计评价】
(4)若长时间工作后,控制电路的电压小于 时,则制冷系统
启动工作将______(选填“高于”或“低于”) 。
高于
(5)在某次制冷过程中,制冷系统正常工作,将体积为
的冷库温度从室温降至 ,则制冷系统的能量转化效率
是______。, ,结
果保留整数
物理
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