學(xué)科交叉型問題例析

程寶紅

【摘要】縱觀近幾年各地的物理中考試題，我們不難發(fā)現(xiàn)，命題已著意貫徹“跨學(xué)科學(xué)習(xí)”這一理念，越來越走向生活、走向綜合，注重多學(xué)科間的聯(lián)系，從而打破學(xué)科界限，提高學(xué)生的綜合能力。

【關(guān)鍵詞】物理 學(xué)科 交叉 中考 熱點

【中圖分類號】G633.7 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）10-0147-02

近幾年，學(xué)科交叉問題成了中考的熱點，當(dāng)遇到學(xué)科交叉問題時，往往只從單一物理角度去處理問題，而忽視與其他學(xué)科的橫向聯(lián)系，又在很大程度上限制了思維的發(fā)展。下面結(jié)合自己教學(xué)經(jīng)驗，談幾點關(guān)于物理與多學(xué)科間交叉的綜合性內(nèi)容，并舉一些例子來說明。

一、物理與語文的交叉

中國漢語博大精深，它們內(nèi)容深刻、意存高遠(yuǎn)，既能陶冶情操、加強修養(yǎng)、豐富思想，又包含許多哲理，在許多古詩佳句、民諺俗語、古典成語中都含有豐富的物理知識。

例1：“掩耳盜鈴”這一成語在《詞典》中這樣解釋：捂住自己的耳朵去偷盜鈴鐺。后世多比喻自欺欺人。

解析：從物理學(xué)的角度來分析，此題考查了減少噪聲的途徑。這個偷鈴的人只注意到了在人耳處，且是在自己耳朵處減弱。這樣做，別人照樣可以聽到鈴聲。很顯然，是自欺欺人。

二、物理與數(shù)學(xué)的交叉

學(xué)好物理首先必須學(xué)好數(shù)學(xué)知識，很多物理題目是通過分析和閱讀圖表，并應(yīng)用物理學(xué)知識來得出結(jié)果。

例2：一物體做勻速直線運動，其運動的路程—時間圖像如圖1甲所示，根據(jù)甲圖在乙圖中畫出其運動的速度—時間圖像。

解析：在物理中考中經(jīng)常出現(xiàn)用數(shù)學(xué)圖像法表達各物理量之間關(guān)系的題目，用數(shù)學(xué)圖像法通常與物體運動、物態(tài)變化、壓強和浮力變化及電學(xué)方面相交叉。

三、物理與英語的交叉

在物理教學(xué)中，我們經(jīng)常要與一些代表不同物理量或單位的英文字母打交道。它們往往是物理量或單位的英文單詞的縮寫，了解這些英文字母的來歷，可以幫助學(xué)生理解和掌握其所代表的意義。

例3：下列關(guān)于物理量及其對應(yīng)的單位正確的是（ ）

A.P—電功率—千瓦時（kW·h） B.W—電能—焦耳（J）

C.R—電阻—伏特（V） D.U—電壓—歐姆（Ω）

解析：power，英語中意為權(quán)利、政權(quán)，在物理中指功率，在日常電器使用中指電源。work，英語中指工作，物理上卻指做功。電壓、電流、電阻、電功率的單位都是為了紀(jì)念科學(xué)家對物理學(xué)做的貢獻，而以他們的名字來命名的。

四、物理與化學(xué)的交叉

例4：一同學(xué)在做如圖2所示實驗過程中，閉合開關(guān)后，用滴管向盛有稀硫酸的燒杯中逐漸滴入氫氧化鋇溶液。下列圖像能表示電磁鐵磁性強弱隨氫氧化鋇溶液質(zhì)量變化關(guān)系的是（ ）

解析：這是一道和化學(xué)密切聯(lián)系的題型，向盛有稀硫酸的燒杯中逐漸滴入氫氧化鋇溶液，稀硫酸和氫氧化鋇溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于水的硫酸鋇和水，燒杯中導(dǎo)電的離子逐漸減少，溶液的導(dǎo)電性能逐漸減弱，電磁鐵磁性也隨之逐漸減弱，如果稀硫酸和氫氧化鋇恰好完全反應(yīng)，燒杯中沒有了導(dǎo)電離子，電路沒有電流通過，則電磁鐵沒有磁性，隨著過多的氫氧化鋇溶液的加入，溶液中導(dǎo)電離子的逐漸增多，電流逐漸增大導(dǎo)致電磁鐵磁性增強。

五、物理與政治的交叉

例5：閱讀材料，回答問題：我國是世界上13個最缺水的國家之一，人均淡水資源世界排名第121位。隨著社會發(fā)展，大量工業(yè)和生活污水，使有限的淡水資源遭到嚴(yán)重污染。為此，我國于1989年頒布了《中華人民共和國水法》，從立法角度確立了保護水資源、節(jié)約用水、高效用水的法律。

（1）讀后你最強烈的感受是_____________。

（2）你家所在地在利用水資源方面存在的問題有：①_____； ②_____。

（3）“從我做起”，請?zhí)岢瞿阍谏钪泄?jié)約用水的措施：

①___________；②___________；③___________。

解析：這類題目以政治知識為背景，通常與人類的可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境保護、能源危機、節(jié)約水電為題材，滲透著人文教育和價值觀，從公民對社會的責(zé)任角度，喚起學(xué)生對人類生存問題的關(guān)注，激發(fā)學(xué)生的社會責(zé)任感，并進一步提出節(jié)約用水的措施，對學(xué)生初步認(rèn)識科學(xué)技術(shù)、對于社會發(fā)展、自然環(huán)境以及人類生活的影響，具有十分重要的意義。

六、物理與歷史的交叉

許多試題與中國古代史相結(jié)合，這類試題既了解我們祖先的聰敏才智，并考查學(xué)生對物理知識的掌握情況。

例6：如圖3所示是古書《天工開物》中描述人們舂米來搗谷時的情景。若在A點懸掛的物重為90N，OA：OB=4：3，則搗谷人在B點至少需施加豎直向下___N的力（不計桿自重），并在圖中畫出該力的示意圖。

解析：根據(jù)題意，由杠桿平衡條件可得：

F1L1=F2L2，又OA：OB=4：3，

即L2/L1=4/3，

那么，F(xiàn)1=F2L2/L1=90N×4/3=120N。圖略。

七、物理與生物的交叉

生物學(xué)上的魚鰾與浮力的聯(lián)系、血壓與壓強的關(guān)系、光合作用與能量轉(zhuǎn)化和守恒定律體現(xiàn)了生物與物理學(xué)科的交叉。

例7：在世界最深的太平洋馬里亞納海溝，深潛到10000米的海底時，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)一條長約30厘米的扁魚在海底游動，證實了在世界最深處也有高度發(fā)達的脊椎動物，這條魚受到的海水壓強約是多少？

解： 由液體壓強公式得：

p = ρgh = 1000kg/m3×9.8N/kg×10000m = 9.8×107Pa

此題學(xué)生了解脊椎動物的活動區(qū)域并結(jié)合生物知識對學(xué)生考查液體壓強的基本計算能力。

八、物理與地理的交叉

許多試題通常將物理知識中的大氣壓、機械能、物態(tài)變化、比熱容與地理中的氣候、地形圖相聯(lián)系。

例8：如圖4是我國能源結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計圖，根據(jù)此圖的數(shù)據(jù)，請你完成下列各題。

（1）總結(jié)出我國能源結(jié)構(gòu)或現(xiàn)狀的規(guī)律。

（2）提出解決這種現(xiàn)狀的合理化建議。

解析： 這類試題考查了地理和物理涉及的能源問題，教育學(xué)生應(yīng)節(jié)能降耗，大力開發(fā)新能源的價值觀。

九、物理與計算機的交叉

例9：某電子信箱的地址如下：Zhang Hua@ Server.com.cn這表示信箱用戶名_____，服務(wù)器名叫_____，其中“cn”是____的簡寫。

解析：全球信息網(wǎng)的建立，使人們通過一臺聯(lián)網(wǎng)的電腦，只要輕輕點擊鼠標(biāo)，就可以做到“秀才不出門，便知天下事”。人們可以通過網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)查閱資料、看新聞、購物、進行視頻點播；也可以收發(fā)電子郵件、上網(wǎng)聊天；還可以進行遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等。這是物理信息的傳遞知識和計算機知識相聯(lián)系的典型例題。

十、物理與音樂的交叉

例10：鋼琴與小提琴分別有“樂器之王”和“樂器皇后”的美稱，當(dāng)它們合奏同一旋律的樂曲，我們?nèi)阅芊直娉鏊鼈兊穆曇?，這是因為它們有不同的（ ）

A.音調(diào) B.響度 C.音色 D.頻率

解析：本題與音樂中的樂器知識聯(lián)系，要求學(xué)生利用物理知識來解釋不同物體能發(fā)出不同的聲音的原因。

十一、物理與體育的交叉

例11：我國優(yōu)秀運動員劉翔在雅典奧運會上勇奪110米跨欄金牌，成績是12.9秒。這項奧運會記錄的運動速度是多少？

解析：本題一方面考查學(xué)生對體育知識的了解程度，另一方面也考查學(xué)生對運動學(xué)的知識掌握情況。v = s/t = 110 m/12.9s = 8.52s

十二、物理與美術(shù)的交叉

物理試題中的許多作圖題要求學(xué)生具備一定的美術(shù)功底，才能美觀、正確；還涉及顏料的搭配等。

例12：小明一次到野外寫生，等到給樹葉上色時，發(fā)現(xiàn)顏料盒中的綠色顏料忘帶了，其余顏料都在，怎么辦呢？小明突然一拍腦瓜，說聲“有了”！接著便用顏料盒中的顏料調(diào)出了綠色，你知道他是怎么做的嗎？

解析：根據(jù)顏料混合規(guī)律，黃色顏料與青色顏料混合后可得到綠色顏料。

十三、物理與多學(xué)科的綜合

例13：如圖5，將一盆綠色植物放在一個密閉的裝有NaOH溶液的容器內(nèi)，玻璃導(dǎo)管一端插入密閉的容器，另一端經(jīng)橡膠管與U形管相連，U形管中裝有一定量的水，將此裝置放在黑暗處2h后。

（1）U形管右側(cè)液面將_____（填“上升”或“下降”）

（2）U形管右側(cè)液面發(fā)生變化的主要原因是_______（用化學(xué)方程式表示）

解析：這是一道物理、生物、化學(xué)多學(xué)科綜合習(xí)題，考查了植物的光合作用、化學(xué)反應(yīng)、大氣壓強等知識。