2023版中考物理总复习12专题十二 跨学科实践

专题十二跨学科实践专题概述“跨学科实践”是《义务教育物理课程标准（2022年版）》中新增的一级主题，包含“物理学与日常生活”“物理学与工程实践”“物理学与社会发展”三个二级主题。《教育部关于加强初中学业水平考试命题工作的意见》（2019年11月20日）中提出要“积极探索跨学科命题”。“跨学科实践”内容的设计旨在发展学生跨学科运用知识的能力、分析和解决问题的综合能力、动手操作的实践能力。1类型一物理学与日常生活2类型二物理学与工程实践3类型三物理学与社会发展潜能挑战类型一物理学与日常生活1.（原创）人体中包含着一些构造复杂的“杠杆”，在运动时，它们

可以相互配合，充分利用身体的力学优势。（1）观察分析人走路时的情形，可以将人的脚视为一个杠杆，如图甲所示。行走时人的脚掌前端是支点，人体受到的重力是阻力，小腿肌肉施加的力是动力。①请你画出小腿肌肉施加的力F的力臂l1。②若人的质量为80kg，依据图甲，小腿肌肉产生的动力约为

N。400解析：（1）②人的质量为80kg，则人受到的重力为800N，即阻力为800N，根据图甲可知，动力臂l1是阻力臂l2的两倍，根据杠杆平衡条件，阻力是动力的2倍，所以小腿肌肉产生的动力约为400N。1.（原创）人体中包含着一些构造复杂的“杠杆”，在运动时，它们

可以相互配合，充分利用身体的力学优势。（2）图乙和图丙是两种用来加强腘绳肌力量的常见练习动作，它们的躯干动作是类似的。在练习时，如果负荷（杠铃）过重，可能会让腘绳肌不堪重负，对人造成伤害。用图

（选填“乙”或“丙”）方式进行练习会更加安全。丙解析：（2）建立杠杆模型，两种练习动作的躯干动作类似，说明动力臂相等，图乙的阻力臂大于图丙的阻力臂，若负荷相同，根据杠杆平衡条件可知，用图丙方式训练，腘绳肌提供的力小，所以用图丙方式进行训练更加安全。2.（原创）山西省晋中国家农高区与国家杂交水稻工程技术研究中心

合作，开启北方地区稻谷种植业的先河。水稻在育苗前进行有效选

种可以提高产量。某校组织了“我帮稻农选好种”的项目化主题活

动，请你和小组同学一起参与到以下任务中。

【任务一确定选种方法】【资料查询】优质的稻种个头大、颗粒饱满、发芽率高，而劣质的稻种大多干瘪、发芽率低。【选种方法】风筛法盐水选种法在有风的天气将稻种竖直扬向空中，利用不同品质的稻种落地的远近不同来选种将稻种放在一定浓度的盐水中，利用不同品质的稻种浮沉情况不同来选种2.【分析交流】风筛法：劣质的稻种大多质量较小，受到风力的作用后，落地点大多比优质的稻种

（选填“远”或“近”），原因是

。风筛法虽然简单易行，但容易受到外界因素——自然不稳定的风力、种子中杂质的影响，选种不彻底，所以最终决定采用盐水选种法。【任务二确定盐水的密度】【资料查询】小组同学查阅资料得知当盐水的密度在1.1~1.14g/cm3间，才能符合筛选种子的要求，于是他们对配制好的盐水进行检验。远物体质量越小，惯性越小，受力后运动状态更容易改变2.【进行实验】①在烧杯中倒入需要检验的盐水，放在调好的天平上，测得总质量为123.8g。②把烧杯中的部分盐水倒入量筒中，其示数如图甲所示。③测烧杯和剩余盐水的总质量，天平平衡时右盘中砝码和游码的位置如图乙所示。请你帮小组同学将数据及计算结果记录在下表中。123.8符合烧杯和盐水的总质量m1/g烧杯和剩余盐水的总质量m2/g量筒中盐水的质量m/g量筒中盐水的体积V/cm3盐水的密度ρ/（g·cm-3）

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.④通过计算，判断出本次检验的盐水

（选填“符合”或“不符合”）选种要求。606657.81.12.【任务三模拟盐水选种】【选种过程】小组同学用符合要求的盐水进行选种，请你帮助他们设计实验步骤，选出符合要求的稻种。实验步骤：

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。【交流反思】根据粮食作物的质量标准，常规粳稻种子的发芽率要求不低于85%。小组同学从选好的稻种中选出一部分同时栽种，通过这次测试的发芽率判断稻种是否符合质量标准。请你对小组的测试过程作出评价：

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。在烧杯中倒入符合要求的盐水，将需要筛选的稻种放入烧杯中，待稻种静止后，用漏勺将浮在上层的劣质稻种捞出，倒掉盐水，剩余的稻种就是优质稻种只进行了一次实验，实验误差较大，应进行多次实验，求平均发芽率减小误差（合理即可）3.（原创）如图所示是小晋展示的“眼睛成像及视力矫正原理演示器”

模型。甲装置中的液体透镜模拟矫正视力的眼镜，通过注水、抽水

可以分别实现图丙中的两种效果；乙装置中的液体透镜模拟人眼，

通过注水、抽水调节液体透镜的焦距。（1）小晋想模拟近视眼的矫正过程，接下来他应该进行的操作：通过

让乙装置模拟近视眼，通过

让甲装置模拟近视眼镜。（均选填“注水”或“抽水”）注水抽水3.（原创）如图所示是小晋展示的“眼睛成像及视力矫正原理演示器”

模型。甲装置中的液体透镜模拟矫正视力的眼镜，通过注水、抽水

可以分别实现图丙中的两种效果；乙装置中的液体透镜模拟人眼，

通过注水、抽水调节液体透镜的焦距。（2）通过上述操作，我们知道液体透镜的焦距大小与透镜的厚度有

关，请你猜测液体透镜的焦距还与哪些因素有关，请借助小晋设计

的模型进行实验探究。（可以添加实验器材）

①探究主题：

。②实验器材：

。③实验步骤：

。④实验结论：

。①探究主题：

。②实验器材：

。③实验步骤：

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。④实验结论：

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。液体透镜的焦距大小是否与液体的种类有关激光笔、甲装置、光屏、水、酒精调节激光笔，使其发出平行光，保持激光笔、甲装置的位置不变，将乙装置换成光屏，向甲装置中注水，移动光屏，直到光屏上出现最小、最亮的光斑，测出焦距f1；将甲装置中的水抽空，注入酒精，直到与水透镜的厚度相同，重复上述实验步骤，测出焦距f2若f1≠f2，则液体透镜的焦距大小与液体种类有关；若f1=f2，则液体透镜的焦距大小与液体种类无关（开放性试题，答案合理即可）4.（原创）学校开展快乐劳动教育后，小晋根据自己的劳动体验，猜

想面团的发酵速度与面团发酵时的环境温度有关，于是他设计了如

下实验：

①将酵母和水搅拌均匀，静置15分钟，倒入适量面粉，用筷子搅拌

形成面絮状后揉成光滑面团；②将此面团分为4等份，分别编号A、B、C、D，将四组面团同时放入四个相同的小烧杯内，扣上盖子放置在

不同温度下；③一段时间后观察面团的发酵情况并记录数据，如下

表所示。4.（原创）设计如下实验：①将酵母和水搅拌均匀，静置15分钟，倒入适量面粉，

用筷子搅拌形成面絮状后揉成光滑面团；②将此面团分为4等份，分别编号A、B、C、D，将四组面团同时放入四个相同的小烧杯内，扣上盖子放置在不同温度下；

③一段时间后观察面团的发酵情况并记录数据，如下表所示。（1）小晋是通过

来比较面团的发酵速度的。面团体积的变化情况4.（原创）设计如下实验：①将酵母和水搅拌均匀，静置15分钟，倒入适量面粉，

用筷子搅拌形成面絮状后揉成光滑面团；②将此面团分为4等份，分别编号A、B、C、D，将四组面团同时放入四个相同的小烧杯内，扣上盖子放置在不同温度下；

③一段时间后观察面团的发酵情况并记录数据，如下表所示。（2）分析表格可获得的信息：

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。（写出一条即可）42℃时面团的发酵速度最快（或当面团质量和发酵时间相同时，随着温度的升高，面团的发酵速度先变快后变慢等）4.（原创）设计如下实验：①将酵母和水搅拌均匀，静置15分钟，倒入适量面粉，

用筷子搅拌形成面絮状后揉成光滑面团；②将此面团分为4等份，分别编号A、B、C、D，将四组面团同时放入四个相同的小烧杯内，扣上盖子放置在不同温度下；

③一段时间后观察面团的发酵情况并记录数据，如下表所示。（3）发酵面团的弹性越好，蒸出的馒头越松软。为了尽快做出松软的馒头，应让面团在

（选填“25℃”“42℃”或“60℃”）的温度下发酵。25℃1.（原创）

2022年8月4日，“长征四号乙”运载火箭在太原卫星发射

中心点火升空，随后成功将陆地生态系统碳监测卫星和两颗小卫星

送入预定轨道。参考火箭发射的原理，实践小组的同学按照如图所

示步骤制作出了“水火箭”：将饮料瓶A底部、瓶口剪开，用防水手

工纸折成圆锥状固定在瓶口；将A套在另一个饮料瓶B底部，作为

“水火箭”机身；用手工纸折成四个尾翼固定在B上。类型二物理学与工程实践将制作好的“水火箭”固定在铁架台，灌入三分之一的水，用打气筒向瓶内打气，压缩空气把水从箭尾的喷嘴处向下高速喷出，喷头与箭体分开，“水火箭”向上飞出。1.（原创）“水火箭”固定在铁架台，灌入三分之一的水，用打气筒向瓶内打气，

压缩空气把水从箭尾的喷嘴处向下高速喷出，喷头与箭体分开，“水火箭”向

上飞出。（1）水从箭尾喷出涉及的能量转化与热机的

冲程相同。（2）“水火箭”落地后，箭头部分先着地，火箭A部分严重变形，A发生严重变形的原因是

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。（3）实验过程中，应注意器材的回收和再利用。为防止A变形不能再利用，请你提出一条改进建议：

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。做功“水火箭”从高空坠落，较大的重力势能转化为较大的动能（或A落到地面后，受到很大的力而发生形变）给“水火箭”添加一个降落伞（合理即可）1.（原创）“水火箭”固定在铁架台，灌入三分之一的水，用打气筒向瓶内打气，

压缩空气把水从箭尾的喷嘴处向下高速喷出，喷头与箭体分开，“水火箭”向

上飞出。（4）小组同学认为“水火箭”的发射角度会影响它水平飞行的距离。请你帮助他们设计实验，完成探究。①实验器材：

。②实验步骤：

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。③实验结论：

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。制作好的“水火箭”、水、打气筒、刻度尺将制作好的“水火箭”固定在铁架台上，每次灌入等质量的水，改变发射角度，用刻度尺测出“水火箭”水平飞行的距离若飞行距离不同，则发射角度会影响“水火箭”水平飞行的距离；若飞行距离相同，则发射角度不会影响“水火箭”水平飞行的距离2.北宋的宋白曾任玉津令，他在当地用过一盏“省油灯”，颇感惊艳，

甚至专门作了一首《省油灯盏诗》。“省油灯”（图甲）由一大一小

两个碟子叠在一起，边沿密封，侧面开一个小孔，往小碟里倒入灯油，

再从孔中向夹层大碟子内注入少量的清水，当灯点燃后，油温升高变

慢，从而起到节油的效果，图乙是省油灯剖面图。请你利用物理知识

简述“省油灯”能够省油的原因。答：在大碟子内注入少量的清水，因为水的比热容大，可以吸收更多的热量，使油的温度升高变慢，从而减少油的蒸发，达到省油的目的。3.（原创）如图是创新小组制作的“喷气船”，

将船浮在室内游泳池的水面上，打开漏斗的

活塞，从漏斗中流下的稀硫酸与碳酸钠反应

产生大量气体，塑料罐内气压迅速增大，气

体从罐底小孔喷出，使船前进。力的作用是相互的（或力能改变物体的运动状态）（1）静止在水面上的“喷气船”，在气流喷出后能前进，这一现象说明：

。（2）小晋想知道小船在运动前后受到的浮力的变化情况，于是他记录了小船开始运动和停止运动时，船身浸入水中的深度，就得到了答案。小晋的依据是

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。根据F浮=ρ液gV排可知，液体密度相同，船身浸入水中的深度越大，排开水的体积越大，所受浮力越大4.（2022浙江丽水）图甲是清代的手持消防水枪，它在消防灭火中发挥

过一定作用，其部分结构如图乙所示：枪身由内外两个套筒组成，外

筒底部是进水口，内筒顶端是喷水口，内筒底部有阀门活塞（图丙是

阀门活塞的内部结构图）。使用时将进水口浸没在水中，先向上提内

筒，使水枪吸水，再向下压内筒，使水枪喷水，如此反复。4.（2022浙江丽水）图甲是清代的手持消防水枪，它在消防灭

火中发挥过一定作用，其部分结构如图乙所示：枪身由内外

两个套筒组成，外筒底部是进水口，内筒顶端是喷水口，内

筒底部有阀门活塞（图丙是阀门活塞的内部结构图）。使用

时将进水口浸没在水中，先向上提内筒，使水枪吸水，再向

下压内筒，使水枪喷水，如此反复。大气压丁【原理分析】使用消防水枪吸水时，主要是利用了

。【方案设计】图丁和图戊是小丽设计的消防水枪进水口的两种结构，合理的是图

。4.（2022浙江丽水）图甲是清代的手持消防水枪，它在消防灭

火中发挥过一定作用，其部分结构如图乙所示：枪身由内外

两个套筒组成，外筒底部是进水口，内筒顶端是喷水口，内

筒底部有阀门活塞（图丙是阀门活塞的内部结构图）。使用

时将进水口浸没在水中，先向上提内筒，使水枪吸水，再向

下压内筒，使水枪喷水，如此反复。

【尝试实践】为了解消防水枪的使用效果，小丽和小科仿制了消防水枪并进行演示，用30s将20kg水喷到15m高处，求他们对水做功的功率。（g取10N/kg）1.为实现“双碳”目标和能源转型，实践小组利用如图所示的“人工树叶”电化

学实验装置模拟植物的光合作用。该装

置能将H2O和CO2转化为O2和燃料C3H8O。（1）“人工树叶”可将太阳能和电能转

化为

能。（2）“人工树叶”利用H2O和CO2转化成的燃料（C3H8O）属于

.（选填“可再生”或“不可再生”）能源。化学类型三物理学与社会发展可再生2.（原创）屠呦呦当初寻找抗疟药物时，用传统的提取方法，即用水

煎煮青蒿，并未发现有效成分，后从东晋葛洪的《肘后备急方》中

找到了灵感。她意识到传统提取方法里的加热步骤可能会破坏药物

的活性成分，于是改用酒精煎煮，最终发现了“青蒿素”。请你分

析改用酒精煎煮就能成功萃取“青蒿素”的原因：

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。酒精沸点低，沸腾时温度保持不变3.（2022上海改编）在西藏察隅县境内发现了我国

迄今最高树木：一棵高达83.2m的云南黄果冷杉。

树的生长离不开水，科研人员发现水分被根系吸

收进入木质部的导管后，沿着木质部