谈谈几道跨学科交叉渗透的好题

1、谈谈几道跨学科交叉渗透的好题作者：赵坚 昆明第十四中（原载物理通报2000年第1期,被中国人民大学复印报刊资料中学物理教与学2000年第4期全文转载）自从1998年教育部率先在湖北、上海等五省市进行保送生“综合能力测试”的试点后,1999年5月教育部对全国各省、市保送生（除参加经教育部批准的各类学科竞赛获省一等奖以上的学生外）全面实行了“综合能力测试”.本年度命制的“综合能力测试”卷仍按照高校对保送生文化素质的要求,全面覆盖了中学语文、数学、物理、化学、政治、历史、地理、生物八个科目.试题在考查学科能力的同时,注意考查跨学科的综合能力和学科知识渗透的能力.试题内容多以现实生活中有关理论问题和实

2、际问题立意命题,要求更加真实和全面地模拟现实,是一份既“有利于高校选拔综合能力强的优秀新生”又“有利于中学实施素质教育”的好题.现举几例以飨读者.【例1】（综合测试卷第5题）读下面材料:河流名称长度/km流域面积/m2流量/m3·s-1雅砻江 15001299301800湘 江 817957382288二滩水电站于1991年9月动工,1997年11月10日下闸蓄水,1998年开始向西南电网送电.设计装机容量为330万千瓦.2000年竣工后,年发电量将达到170亿度.大坝为混凝土双曲拱坝,坝高240米,是20世纪亚洲装机容量、库容最大的水利枢纽工程.回答下列问题（1）根据以上材料和已有

3、知识回答:二滩水电站建在上表中的_江上.两江相比,该江水能较丰富的原因是_.电站与用电市场之间关系方面的不利条件是_.（2）设想将二滩的电能输送到成都地区,如果使用相同的输电线,从减少输电线上电能损失来看,在50万伏超高压和11万伏高压输电方案中应选用_输电方案.因为该方案的输电损失为另一方案的_%.本题涉及到地理知识和物理知识的应用,理论联系实际,考察了学生综合运用多学科知识分析解决问题的能力.析与解:建水电站应考虑的两个重要因素是河流的落差和流量.雅砻江也称小金沙江,属金沙江支流,地处四川省西部,源出青海省巴颜喀拉山南麓,东南流经甘孜、新龙、雅江等县,于渡口市三堆子附近汇入金沙江,流域面积

4、约占整个金沙江的40%.两岸高山夹峙,江流湍急.湘江为湖南省最大河流,源自广西壮族自治区灵川县东部、海洋山西麓,东北流经衡阳、长沙、湘潭等县市,于湘阴县浩河口注入洞庭湖.上、中游水流湍急,下游江面宽阔,水量丰盈.从两江所处地理纬度变化看,雅砻江流量虽然比湘江小,但流域面积、水流落差却比湘江大得多,考虑到二滩水电站设计装机容量为330万千瓦,故建在雅砻江上较为合适.另外,因雅砻江地处四川省西部,电站与用电市场距离较远,使得架设的输电线路长.设待输送的电能为P送,输送电压为U送,输电线路的总电阻为R线,则P损=I2R线=（P送/U送）2R线可见 P损故选用50万伏超高压输电方案较好,且P损50万/

5、P损11万=4.84%【例2】（综合测试卷第6题）由实验得知,用电解法将电解液中的金属离子还原为金属单质时,电极所通过的电量Q正比于金属的物质的量n和金属离子化合价的乘积,其比例系数F是一个恒量,称为法拉第常数,它与金属的种类无关.（阿伏伽德罗常数NA=6.023×1023mol-1,电子电量e=1.60×10-19C.Cu的原子量为64×10-3kg·mol-1）（1）试求出法拉第常数F（电量以库仑为单位,保留三位数字）.（2）如果电解硫酸铜溶液获得1kg的金属铜,通过电解槽的电量是多少?（3）用电镀的方法在半径为R的铜球壳表面均匀镀上很薄的银层,在电

6、镀槽中铜球是阳极还是阴极?另一电极是什么材料?若电流为I,通电时间为t,银的原子量为A,金属银的密度为,求镀层的厚度d（用本大题中的符号表示）.本题涉及的知识点较多,有电解法、金属离子还原反应、电量、物质的量、金属离子化合价、法拉第电解定律、法拉第常数、阿伏伽德罗常数、电子电量、原子量、电镀法、电流等.要求学生对涉及到的知识点以及相互间的联系有比较清楚的认识,能综合运用化学和物理知识进行解答.因此对学生跨学科的综合能力和学科知识渗透的能力要求较高.析与解:（1）由题知Q=Nq=nNA·式中N为1mol物质中的离子总数,q为价离子所带的电量.（2）1kg的铜,物质的量铜离子化合价故 （

7、3）根据化学知识.电镀时,通常以所镀的金属或合金作阳极,以金属制品作阴极,以含镀层金属离子的溶液作电解液（多用配合物盐溶液,以控制离子的浓度,这样得到的镀层细致、牢固）.因此,要在铜球壳上镀银,应把铜球壳作为阴极,银作为阳极材料.由法拉第电解定律和电流的定义,有 （1）镀层质量 即 （2）联立（1）、（2）式得 本题中,银的化合价所以 【题3】（综合测试卷第7题第（3）问小问）小能是可再生能源,可持续地利用它来发电,为人类提供“清洁”的能源.若一水力发电站水库的平均流量为Q（m3/s）,落差为h（m）,发电效率为,则全年发电量A（kW·h）是多少?本题研究水电站发电的问题.水电站发电,先由高处的水落下使水轮机转动,再带动发电机发电,是水的重力势能转变为水轮机的动能进而转变为发电机的电能的过程.题目极富现实意义,贴近生活、生产实际.析与解: 又 所以 全年发电量以上几例,突