第54讲 课标中活动建议开发的物理问题-2022年中考物理二轮复习核心素养专题讲义

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专题知识概述
一、鼓励学生参加社会实践活动，加强STS教育
课程标准明确提出“ 从生活走向物理，从物理走向社会” 的新理念。课堂教学应当全面体现三维目标，始终贯穿这一理念，除此之外，还应当鼓励学生走向生活现实，将课堂延伸到社会中去。教师在布置学习任务时，不应仅仅着眼于书本的问题讨论和解题训练，应当适量增加实践性课题，如专题采访、调查报告、小作文、社会公益活动、主题研讨会等，这些都可以成为学生的作业内容。实践证明学生完全可以独立地去完成这些作业，且在完成的过程中以看、听、触、闻、尝、和想像等多种手段感受知识的存在，进行学问的探讨。这些贴近生活、重在实践的作业，对学生设计、分析、思考等能力的培养大有裨益，对培养学生的自信心，学习成就感很有效果，是提高学生科学素养的有效途径。
在社会实践活动中，要引导学生关注以下问题：
（1）关注生活中的物理问题
现实生活中的问题类型是多种多样的，区分出哪些是与物理学有关的问题能够增进学生对物理知识的感性认识，并由此激发学生学习物理的兴趣。应当向学生提出一些观察的要求，使其有意识地关心周围的物理现象和物理事件，认识到现实生活是物理学知识的源泉。
（2）关注物理知识在现实社会中的具体应用
“ 纸上得来终觉浅”，要让学生真正掌握所学到的物理知识，必须加强与现实相联系的应用训练，使知识回归其本来的形态，这样学到的知识才不会是僵死的和教条的。
（3）关注物理学的发展对社会和经济的促进作用
物理学在人类文明和进步的发展史上具有突出重要的地位。随着时代的发展，物理学也在发展。在学生的社会实践活动中，应当让他们充分感受物理学的成就对社会变革所带来的重要影响，认识物理学与现代社会的不可分割性，从而培养其热爱物理，重视物理的情感。
（4）关注可持续发展
科学技术的应用既为人类文明做出了积极的贡献，同时也为人类的生存带对了若干忧患，如环境污染、生态破坏、能源危机等。科学技术的负面影响是不容回避的问题，应当引导学生正确看待。要让学生通过自己的实践活动了解到，造成这些消极作用的主要原因是人为的，是不适当发展和不适当利用带来的恶果，通过人的努力是可以减少和消除这些不利影响的，从而培养其可持续发展的观点。
二、课标规定的活动建议
1．物质一级主题中的活动
（1）调查学校和家庭的用水状况，设计一个学校或家庭的节水方案。
（2）调查当地水资源的利用状况，并对当地水资源的利用提出自己的见解。
（3）调查当地农田灌溉的主要方式，了解节水灌溉技术。
（4）测量一些固体和液体的密度。如让学生自己设计一种方案，测量酱油、食用油、醋、盐、塑料制品、肥皂、牛奶等物品的密度。
（5）调查生活中的一些日常用品，了解它们应用了物质的哪些物理属性。
（6）观看介绍物质微观世界的科普录像资料。
（7）观看有关人类探索宇宙的科普音像资料。
（8）查阅、收集有关人类探索宇宙的资料。
（9）从图书馆、互联网上收集有关新材料研究和开发的信息，写一篇小论文。
（10）参观生产某种材料（如建材）的工厂，调查生产这些材料可能造成的环境污染，提出治理的设想。
2．运动和相互作用一级主题中的活动
（1）观察生活中的机械运动现象，说明这些现象表现出的机械运动的相对性。
（2）利用脉搏和步长，估测走路的平均速度。
（3）学读汽车、摩托车上的速度表。
（4）会看《旅客列车时刻表》。
（5）用弹簧或橡皮筋制作简易测力计。
（6）用饮料软管制作喷雾器。
（7）调查社区或学校中噪声污染的情况和已采取的控制措施，提出进一步控制噪声的建议。
（8）阅读说明书，学习使用投影仪或照相机。
（9）用凸透镜制作简易望远镜，并用其观察远处景物。
（10）利用磁铁和缝衣针制作指南针，验证同极相斥、异极相吸的现象。
（11）研究动圈式扬声器是否可以作为动圈式话筒使用。
（12）用电磁继电器制作一个简易自动装置。
（13）调查电磁波在现代社会中的广泛应用。
3．能量一级主题中的活动
（1）讨论大阳能在地球上是怎样转化成各种形式的能的。
（2）查找资抖，了解人类利用机械的历程，写一篇调查报告。
（3）从炊事、取暖、交通等方面对当地燃料结构近年来的变化作调查研究，从经济、环保和社会发展等方面进行讨论。
（4）学读家用电能表，通过电能表计算电费。
（5）调查当地近年来人均使用电能的变化，讨论它与当地经济发展的关系。
（6）讨论和分析简单的永动机设计方案，说明永动机是不可能造成的。
（7）查阅资料或访问农机、汽车维修等专业人员，了解内燃机中燃料释放热量的去向，讨论提高效率的可能途径。
（8）调查当地几种炉灶的能量利用效率，写出调查报告。
（9）收集资料，举办小型报告会，讨论能源的利用带来的环境影响，如大气污染、酸雨、温室效应等，探讨应采取的对策。
（10）了解当地空气质量的状况，调查、分析空气质量变化的原因。
（11）了解有关提倡低碳生活方面的一些信息，调查当地使用的主要能源及其对当地经济和环境的影响，提出开发当地可再生能源的建议。
三、课标规定的活动建议是新时代中考命题的重要素材之一
1.山西省每年都有一道或者多道根据课标规定的活动建议命制的试题，是贯彻课标是中考命题的唯一依据的典范，走在全国前列。
2. 课标规定的活动，是培养学生实践能力、创新能力等综合素养重要举措，以其为中考试题命制素材已经在深入人心。
3.以课标规定或者再开发的活动类中考试题，一定成为今后全省统一中考命题人员首先想到的问题，这样打造出来的试题必定能成为体现本省特色的亮丽风景线。
中考典型例题解析
【例题1】超市的塑料袋为市民购物提供了极大的方便，可同时又造成了“白色污染”，是否该取消超市方便袋呢？请你通过了解塑料袋的成分，在生产和使用过程中对环境造成的污染及市民的反应等方面，提出自己的合理建议。其建议如下：
建议一：（1）________________________________；
建议二：（2）________________________________；
建议三：（3）________________________________。
【答案】（1）影响农业发展。废塑料制品混在土壤中不断累积，会影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产。建议农民在田间使用后，及时收回并且焚烧；
（2）对动物生存构成威胁。抛弃在陆地上或水体中的废塑料制品，被动物当作食物吞入，导致动物死亡。建议在动物园旅游观光时，不要把塑料制品乱扔，要自己保存好；
（3）在城市、旅游区、水体和道路旁散落的废旧塑料包装物给人们的视觉带来不良刺激，影响城市、风景点的整体美感，破坏市容、景观，由此造成”视觉污染“。建议旅游景点要及时检查，不允许携带塑料制品进入。
（4）我们只有一个地球，从可持续发展的角度来说，限塑令将是一项造福后代子孙的措施。也许在不久的将来，塑料袋会从我们的生活中消失。
【解析】 本题通过学生对日常生活和生产实际中超市的塑料袋以及田间塑料的使用的调查，让学生有保护环境和合理利资源的意识，也考查学生敢于发表自己的见解、提出合理化建议的责任感使命感等。考查的目标属于过程体验领域中的“反应和领悟”水平。
【例题2】讨论能源的利用带来的环境影响，如大气污染、酸雨、温室效应等，探讨应采取的对策。
【答案】见解析。
【解析】当前，粗放式的能源开发利用模式还未实现根本改变，生态破坏和环境污染问题依然十分严重，突出表现为:1.水体污染严重。地表水普遍受到有机物污染。2007年，全国地表水总体水质属中度污染，国家监测的745个地表水断面中，Ⅰ-Ⅲ类，Ⅳ类、Ⅴ类及劣Ⅴ类水质的断面比例分别为40％、32％和28％。在监测营养状态的26个湖泊(水库)中，呈富营养状态的湖(库)占46.2％。饮用水安全存在隐患，损害了人民群众的健康和环境权益。
2.固体废物污染形势严峻。随着经济的持续高速增长和社会的快速转型，各种固体废物的产生量逐年增加，种类也在不断扩大，电子废物、医疗废物等造成新的污染，农村固体废物污染形势加剧。根据2005～2009年的中国环境状况公报，2004～2008年中国工业固体废物的产生量不断增加，固体废物综合处理能力偏低，危险废物产生量达到1000万吨以上。
3.气候变暖加剧。中国气候变暖趋势与全球的总趋势基本一致。气候变化使得近50年来中国的降水分布格局发生明显变化，西部和华南地区降水增加，而华北和东北大部分地区降水减少。据中国科学家的最新评估结果，未来100年极端天气与气候事件发生频率可能增大，干旱区范围可能扩大、荒漠化可能加重，青藏高原和天山冰川将加速退缩，一些小冰川将消失，预计到2050年中国西北的冰川面积可能再减少27％。
利用煤炭火力发电导致飘尘、酸雨、温室效应，利用石油作为车辆燃料导致尾气污染和酸雨，利用木材为燃料导致温室效应和水土流失，利用沼气为燃料会导致温室效应和土壤污染，利用水力发电导致滑坡、泥石流甚至地震。
专题问题综合训练
1.选择附近某一水域进行调查，将调查情况填入下面的调查报告当中，并对其利用提出合理化建议．
【答案】见解析。
【解析】课标对本主题的活动建议是：
（1）调查学校和家庭的用水状况，设计一个学校或家庭的节水方案。
（2）调查当地水资源的利用状况，并对当地水资源的利用提出自己的见解。
（3）调查当地农田灌溉的主要方式，了解节水灌溉技术。
可以从以下几个方面提出合理化建议：
①清除水底沉积泥沙以增大其蓄水能力；
②改善并保持水质使其可以持续利用；
③自然养殖维持生态平衡；
④过滤、净化以提供饮用。
2.什么叫做温室效应？温室效应的危害有哪些？全球变暖的因素有哪些（说出三点即可）？
【答案】见解析。
【解析】尝试对温室效应等发表自己的见解。
1.温室气体指的是：大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。它们的作用是使地球表面变得更暖，类似于温室截留太阳辐射，并加热温室内空气的作用。这种温室气体使地球变得更温暖的影响称为“温室效应”。水汽(H₂O)、二氧化碳(CO₂)、氧化亚氮 (N₂O)、甲烷(CH₄)等是地球大气中主要的温室气体。
2.温室效应:温室气体（如c2）像温室的玻璃一样，它允许来自太阳的可见光射到地面，也能阻止地面重新辐射出来的红光返回外空间。因此温室气体起着单项过滤器的作用。大气中c2吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截流于大气之中，从而使气温升高，这种现象为温室效应。
如果大气中温室气体过多，便会有更多能量保留在大气中而不能正常的向外空间辐射，这样就会使地表面和大气的平衡温度升高，对地球生态平衡造成影响。
3.温室效应的危害
（1）气候变得更暖和，冰川消融，海平面将升高，引起海岸滩涂湿地、红树林和珊瑚礁等生态群丧失，海岸侵蚀 ，海水入侵沿海地下淡水层，沿海土地盐渍化等，从而造成海岸、河口、海湾自然生态环境失衡，给海岸带生态环境带来了极大的灾难。
（2）水域面积增大。水分蒸发也更多了，雨季延长，水灾正变得越来越频繁。遭受洪水泛滥的机会增大、遭受风暴影响的程度和严重性加大，水库大坝寿命缩短。
（3）气温升高可能会使南极半岛和北冰洋的冰雪融化。北极熊和海象会渐渐灭绝。
（4）许多小岛将会无影无踪。
（5）因为还有热力惯性的作用，现有的温室气体还将继续影响我们的生活。
（6）温度升高，会影响人的生育，精子的活性随温度升高而降低。
（7）原有生态系统的改变。
（8）对生产领域的影响，例如：农业，林业，牧业，渔业等部门。
（9）将感染疾病等传染病。病菌通过极端天气和气候事件（厄尔尼诺现象，干旱，洪涝，热浪等） ，扩大疫情的流行，对人体健康危害。
4.全球变暖的因素
人为因素有：（1）人口剧增因素；（2）大气环境污染因素； （3）海洋生态环境恶化因素；（4）土地遭侵蚀、盐碱化、沙化等破坏因素；（5）森林资源锐减因素；（6）酸雨危害因素；（7）物种加速灭绝因素；（8）水污染因素；（9）有毒废料污染因素等。
自然因素有：（1）火山活动； （2）地球周期性公转轨迹变动等。
3.请你说明潜水艇浮沉的原理。
【答案】潜艇上都设有压载水舱，只要往空的压载水舱里注水，潜艇就变重了，潜艇就逐渐下潜。潜艇正常上浮时，用高压空气分步骤把压载水舱里的水挤出去，使之充满了空气，上浮。
【解析】潜艇主压载水舱注满水时，增加重量抵消其储备浮力，即从水面潜入水下。用压缩空气把主压载水舱内的水排出，重量减小，储备浮力恢复，即从水下浮出水面。艇内设有专门的浮力调整水舱，用于注入或排出适量的水，以调整因物资、弹药的消耗和海水密度的改变而引起的潜艇水下浮力的变化。
4.我们知道减小噪音的原则：一是声源处减弱； 二是传播过程中减弱；三是接收处减弱。以下对减弱生活环境中的噪声的作法正确的是（ ）
A.密闭声源，在声源处建造隔声墙，防止噪声直接向外传播。
B.加强绿化，在繁杂的公路两旁植树造林，形成屏障。
C.取消隔音设施。
D.给机器上足润滑油，即防止产生噪音，又能保护机器。
【答案】ABD
【解析】添加隔音设施，可以减弱生活环境中的噪声。所以C错误。其它选项作法都正确。
5.小清同学利用电磁继电器设计了一个自动恒温加热鱼缸，如图所示，A为一段软导线，左侧的温度计是电接点水银温度计，B为一个小型电热器，其铭牌如表所示．该装置能使鱼缸中的水温大致保持在______℃，用水银温度计是因为水银是_____，装置某次连续正常工作2min，电热器可放出_____J的热量．
【答案】26；导体；1.32×104 ．
【解析】用电磁继电器制作一个简易自动装置。
温度2113计的分度值为1℃，导线的末端在26℃处，
由于5261水银是导体，当4102温度升高到26℃时，控制电流接通，电磁铁有磁性，1653吸引衔铁，电路断开，电阻丝不发热；
当温度下降低于26℃时，控制电流断开，电磁铁无磁性，衔铁被弹簧拉起，电路接通，电阻丝发热；
所以该装置能使鱼缸中的水温大致保持在26℃；
由图象知，电热器的功率为110W，则Q=W=Pt=110W×2×60s=1.32×104 J．
6.生活中涉及能量转化的事例有许多。下列事例正确的是（ ）
A.人运动时，糖原氧化的化学能转化为人运动的机械能和热能。
B.汽车运动时，汽油燃烧，化学能转化为势能。
C.试管中的水蒸气把橡胶塞弹出（实验时注意安全），水蒸气对橡胶塞做功，将水蒸气的内能转化成了橡胶塞的机械能。
D.电流流过电炉丝，电流做了功，将电能转化成了电炉丝的内能。
【答案】ACD
【解析】要认识不同形式能量之间的转化。要看这种能量用于什么目的，要是用于物体运动，就是转化为动能；要是用于物体被举高，就是转化为重力势能；要是用于物体发光，就是转化为光能；要是用于物体发热，就是转化为热能；要是用于物体弹性形变，就是转化为弹性势能；等等。
A.人运动时，糖原氧化的化学能转化为人运动的机械能和热能。
B.汽油燃烧，一般多数同学会答化学能转化为是热能。但要知道汽车运动时，产生的动能是汽油燃烧获得内能，推动活塞做功的结果。所以，汽车运动时，汽油燃烧，化学能转化为动能。
C.试管中的水蒸气把橡胶塞弹出，水蒸气对橡胶塞做功，将水蒸气的内能转化成了橡胶塞的机械能。
D.电流流过电炉丝产生电热，电流做了功，将电能转化成了电炉丝的内能。
7.了解蒸汽机，内燃机，汽轮机，喷气发动机的基本原理。
【答案】见解析。
【解析】蒸汽机、汽轮机先是将水加热产生汽化高温气体，然后利用高温气体推动机器运转；内燃机是让可燃气体或液体在密闭的空间里燃烧，产生高温高压气体，高温高压气体快速膨胀推动机器运转；喷气式也是让可燃气体或液体在密闭的空间里燃烧，产生高温高压气体，高温高压气体快速膨胀向机器运动方向相反的方向喷出，利用它与空气的反作用力推动机器运行。
8.如图是某电热水壶铭牌上的部分信息。该电热水壶在额定电压下工作100s，消耗的电能是_____ J； 它是利用电流的_____效应工作的。
【答案】 1.5× 105 热
【解析】了解常见用电器的铭牌，比较它们的电功率是解决问题关键。
由题意可知，该电热水壶正常工作，它在100s时间内消耗的电能
W=pt=1500W×100s=1.5× 105 J
电热水壶工作时，将电能转化为内能，它是利用电流热效应工作的。
9.如图展示了一个极具想象力的设想，其大意是：上面水池中的水流下来，冲击叶轮转动；叶轮带动打磨轮和水泵的轴转动；人利用打磨轮打磨工件，同时，运转的水泵又把流到下面水池中的水抽到上面的水池中…，只要一开始在上面水池中注满水，就能通过水的上下循环，使机器不停地工作．
①你认为，上面水池中流下来的水，能否被水泵全部抽送到上面水池中？并说明理由．
②这个设想曾得到不少人的赞许，并把这个装置誉为“永动机”．请运用你掌握的知识，说明这个装置是否真能“永动”？
【答案】①不能。因为，高处水池中水的重力势能，只有部分转化为叶轮的动能；而叶轮的动能部分用来打磨物体及转动部分摩擦做功，不会全部提供给水泵用来提升水。或简答为“用于水泵提升水的能量只是从上面流下的水的动能的一部分”。
② 不能。由于从上面流到下面水池中的水不能全部被抽送到上面的水池中（或“对外做功消耗能量”、“用来打磨物体消耗能量”、“克服装置的摩擦要消耗能量”），上面水池中的水越来越少，一定时间后便不再有水从上面流下来，所以这个装置不能够“永动”。
【解析】有的同学会答这个装置能“永动”。错误原因，他没有用能量守恒定律思想去分析，只会背诵内容，不会具体分析。突破办法是：抓住开始的能量性质，然后分析这些能量是怎样转化的，转化到最后的能量和开始能量是否还相等，不相等的话，根据能量守恒定律分析损失的能量哪去了，都要透彻分析。转化到最后的能量和开始能量不相等，说明装置不能够“永动”。
10.请你说出目前处理核废料的常用办法有哪些？
【答案】见解析。
【解析】目前被发现的核废料中最具有代表性的是钚。消解钚的一种方式是将其作为传统轻水反应堆的燃料。不同燃料类型对钚的摧毁程度目前在还研究中。其它处理核废料的长期方法主要有以下五点：
1.地质处置。这种处理方法的基本概念是寻找到一个广大的、地质结构稳定的领域，通过挖掘技术挖掘深达500米至1000米的隧道来储存高放射性废弃物。目的是将其与人类环境永久隔离。
2.海洋处理。海洋处理包括将废弃物埋葬在稳定的深海平原、能够缓慢得将废物带入地幔的俯冲带，以及远程的天然或人工岛屿。虽然这些方法都各有优点，并有助于国际上解决放射性废弃物的处理问题，但需要海洋法的修正。利用靠近大陆的俯冲带处理核废料没有受到国际协议的禁止。这种处理方法被公认为最具可行性、技术最先进的手段。
3.混合再生。这种处理方法在术语上成为混合再生，将高级别废物与铀矿和矿渣融合，使其放射性降到铀矿的原始水平，然后再用活跃性低的铀矿替换。这种处理方法的优点是促进了放射性物质循环再生的周期。
4.变形。通过反应堆消耗核废物将其转化成危害性低的废料。如高速中子反应堆可以消耗超铀元素产生无铀废料从而形成核燃料的循环。这种方法曾进行过大量的实验，但后来被美国政府取消。
5.太空处理。太空处理是一个具有吸引力的概念，因为它能够永远将核废物从环境中驱除。但它有一个明显的缺陷，尤其是运载火箭发射失败的话，会将放射性物质播撒到世界各地的大气层中，这将是一个灾难性事件。由于庞大的核废料需要大量数目的火箭，因而使太空处理暂时不切实际。为了推进这种方法的进一步研究，各国均需尽快出台相关的议题。