自然科学基础

《自然科学基础》课程作业评讲（1）第一章：自然的探索一填空1.造纸印刷术指南针火药2.细胞学说进化论能量守恒和转化定律3.扩大观察范围提高观察的精确性提高观察速度能使感官形式发生转换4.具有一定科学依据具有一定的猜测性二选择1B2D3C4D三简答1.试述20世纪科技发展的特点。⑴科学技术经历了全面空前的革命。如：物理学领域中，建立了以相对论和量子论为支柱的现代物理学体系等；生物学领域中揭示了DNA的结构，遗传工程在新的技术革命中将发挥更巨大的作用等；⑵科学走向综合。人们的视野在微观和宏观两方面都扩大10万倍以上，对自然界有更深入的了解，使生物学与化学、物理学结合得更加密切，越来越多的事实证明，重大科技成果，都将是综合研究的结果；⑶科技成为第一生产力，人类生活发生巨大变化。在20世纪，科技对社会的推动作用越来越显著，对人类历史发展和国家兴衰起着决定作用。人类生活质量提高，寿命延长，并追求人与自然的和谐。2．简述观察与实验的区别和联系该题的考核知识点是：观察、实验的概念以及两者区别与联系。分析：此题重心是先要说明两个概念，再对比它们，找出区别与联系。显然，对答案的步骤要分4个步骤回答：观察通常是指自然观察。它是一种获得经验知识的基本方法。实验是人们根据一定的目的，利用科学仪器和设备作出安排，人为地尽可能控制或模拟所研究的自然现象，以便在最有利的条件下进行观察的一种研究方法。（以上是定义）两者的联系：都是科学认识的基本方法。两者的区别：单纯的观察只能在自然条件下进行，有局限性。不利于认清现象后面最本质的、起决定作用的内部规律性。实验是一种探索性活动，自然科学研究中的先发现、新理论的提出也是在实验基础上产生的。它可以让我们人为地去干预、变革和尽可能控制自然对象，再现最本质的方面，排除次要的、外在的以及偶然的各种因素的干扰，充分发挥人的能动性，揭露自然现象的本质。它的一个重要特点是具有可重复性，可以使实验想象有规律地再现，能接受公众的检验，使人们能相信实验的结果。答题注意：要简明扼要抓住要点就可以了。3.什么叫直接实验和模拟实验这个题的考核知识点是直接实验、模拟实验的概念。直接实验是指实验者用实验手段直接作用于研究的现象或对象的实验。模拟实验是指实验者的实验手段是通过与原型相似的模拟对象间接作用于所研究的现象或对象的。实验对象是模型而不是原型。答题注意：前者和后者区别在于"直接作用于"或"间接作用"。4•简述STS科学教育STS是科学、技术和社会三个英文单词的缩写。STS科学教育是以强调科学、技术与社会的相互关系和科学技术在社会生产、生活和发展中的应用为指导思想而组织实施的科学教育。见书第27页第二章：自然的物质性一填空1.大气圈水圈生物圈2•大陆架大陆坡大洋盆地3•新陈代谢4•氨基酸通式见书P120页5•核苷酸脱氧核糖核酸核糖核酸6•分裂间期分裂期前期中期后期末期三选择1C2C3C4C三简答1.试述太阳系的组成和特征。该题的考核知识点是：太阳系的组成和特征。分析：此题关键在于以教材上36页"银河系的结构"图来回答。太阳系是一个以太阳为中心天体的天体系统。（先给出太阳系定义）太阳系的组成：太阳以及行星、卫星及慧星、流星和星际物质，主要是太阳和九大行星（按离太阳的距离由近及远的顺序依次是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星）；其质量的绝大部分集中在太阳上，光和热也来源于太阳。（解答"太阳系的组成和特征"的问题时，要注意分别加以说明）太阳系的特征是以太阳为中心，行星、卫星及彗星、流星和星际物质环绕太阳公转。太阳系大体上是个球体。答题注意：为了一目了然，形象化可将九大行星中的位置绘在图上表示，如水星离太阳最近，地球离太阳第三位远，金星和火星是地球的近邻。值得注意的最新动态：在2006年国际天文学大会通过行星新定义，确定太阳系只有8颗行星。位居太阳系九大行星末席70多年的冥王星，经过天文学界多年的争论以及本届国际天文学联合会大会上数天的争吵，冥王星被驱逐出了行星家族。2.地球内部各圈层的物理成分和物理性质有何特点？该题的考核知识点是地球内部各圈层组成和特征。分析：地球的内部圈层是同学感到有一定难度的内容，主要是平时比较陌生，对教材上47页"地球的内部圈层"包括地壳、地幔和地核三个同心圈层的含义理解不深。要认识这三者的含义，尤其是各自的特征，应先对图有一定理解记忆才行。地球最外部是地壳，地心部分称为地核，其间为地幔。在内部三圈层中地壳部分很重要，这是因为与人类生活有很大关系，如地震现象就发生在地壳中，矿产资源也主要蕴藏在地壳中。地壳也是人类对地球内部相对了解最为详尽的部分。这里要求认识地壳本身的差异性，即空间分布上大陆壳和大洋壳的区别，内部结构上又有硅铝层和硅镁层的区别，要搞清其厚度、组成和成分上的差别。因此在分析"内部各圈层的物理成分和物理性质有何特点"的问题时，就应该说明：地球内部圈层中地壳上层为硅铝层，下层为硅镁层，平均厚度35千米，大陆地区厚（双层结构，上为硅铝层，下为硅镁层；），海洋地区薄（单层结构，则仅有硅镁层），质量占全球极小部分，密度小；地幔的成分中，上地幔除硅和氧外，铁和镁的成分增加，下地幔则铁和镍增加，地幔质量占全球约7成，密度向内逐渐增大；地核中外核为铁、硅、镍等物质构成，内核由铁和镍构成，质量占全球3成，密度极高。答题注意：答题步骤要从外到里，分步骤得分。3.说明地球表层的重要意义及其基本特征书49页这个题的考核知识点是地球表层意义和基本特征。注意在回答时应先将特征列出，才好回答地球表层对人类的意义是什么。不要拘束于问题的顺序。地球表层的特征是气、液、固态三态并存，外流、内力叠加，无机物物、有机物相互转化，人类聚居的场所。其重要意义在于地球表层是于人类最有直接关系的自然地理环境，与人类的命运息息相关。唯有地球表层才同时存在人类生活所必需的空气、水分、阳光、食物等物质条件，才有可能使人类得到发展。4•地球的海陆分布有何特点？见书P51页5.方法1：先将三种晶体溶于水，先后加入硝酸银溶液和稀硝酸：不发生反应的是白糖，产生白色沉淀的为细盐，产生白色沉淀且加入稀硝酸后白色沉淀消失的是纯碱。方法2：取三种晶体少量于试管中，分别通入气，发生反应的为白糖，再向不发生反应的另两支试管加入水溶解，再加入液反应生成沉淀的为纯碱，另一个则为细盐6•定义见书P108页原因见书P108页中的例如《自然科学基础》课程作业评讲（2）第二章：自然的物质性一选择1.B2D3B4A二填空1.HArNaCl2.0-2降低还原3.蓝弱酸强碱碱三解答1.比较氧族元素与卤族元素单质的化学性质（说明氯原子的氧化性比硫原子强）该题的考核知识点是：氧族元素、卤族元素单质的化学性质。分析：解答此题重点是先弄懂题意，最好用反应方程式来比较两者化学性质，以氯原子的氧化性比硫原子强中精练出它们的化学性质。显然，答案的步骤要分4个步骤回答：首先列出氧族和卤族包含哪些元素。（1）氧族元素包含氧、硫、硒、碲等，其中代表是氧气。（2）卤族元素包含氟、氯、溴、碘等，其中单质代表是氯气。（3）用金属铁跟氯气反应说明（1）式用金属铁跟硫反应，得到（2）式（4）分析说明氯原子的氧化性比硫原子强从（1）（2）式可知：金属铁跟氯气反应，铁的化合价从0->+3，金属铁与硫反应时，铁的化合价从0->+2，从反应条件看铁跟硫反应比跟氯反应要难一些。这里应注意，硫与氯分别与铁反应，反应的条件不同，产物中铁元素的化合价也不同。从原子结构来看，氯原子与硫原子核外电子层数虽相同，但氯原子的核电荷数大于硫原子，对电子的亲合力大，容易得电子，氯原子的氧化性因此比硫原子强。注意之处：其他如氯气跟氢气反应，硫蒸气跟氢气反应来分析说明氧族元素、卤族元素单质的化学性质也是可以的。2.原子序数是17的元素，在周期表中属第几周期？第几族？画出原子结构简图，说明属于金属元素还是非金属元素。该题的考核知识点是元素周期表。该题解答请同学见教材89页元素周期表，将答案找出并画出原子结构调整简图，这里就不再进行讲评了，只是把答案给同学们参考。元素17为氯，在周期表中属第3周期，第7主族，属于非金属，原子结构图如下3.（1）甲烷跟氯气反应，生成一氯甲烷的化学反应方程式，注明属于何类有机化学反应。该题的考核知识点是：有机化学反应方程式。分析：甲烷的氯化反应是一种可继续的反应。??CH4+Cl2CH3Cl+HCl但是，甲烷与氯气就会平稳地发生取代反应。注意之处：甲烷与氯气反应后并没有到此终止，生成的一氯甲烷继续与氯气反应，依次生成CH2Cl2、CHCl3、CCl4的混合物，即甲烷分子里的氢原子逐步被氯原子所取代，生成四种取代产物，通过此题要理解取代反应的确切涵义。（2）乙炔跟氯化氢在120-130度和HgCl2催化下生成氯乙烯的化学反应方程式，注明属于何类有机化学反应。该题的考核知识点是：有机化学反应方程式。分析：乙炔的分子式为C2H2，它在120-130度和HgCl2催化下与氯化氢会发生加成反应。（3）氯乙烷跟氢氧化纳在乙醇溶液中共热的化学反应方程式，注明属于何类有机化学反应。该题的考核知识点是：有机化学反应方程式。分析：同上题类似，先写出正确的氯乙烷的分子式为CH3CH2C1，它跟氢氧化纳在乙醇溶液中共热会发生消去反应。其反应方程式为注意之处：对于写反应方程式的题目一要注意写对元素的分子式，其次注意条件和元素守恒。4.绿化和造林对保护环境的作用（从两个方面说明）该题的考核知识点是：保护环境的措施。分析：此题题意对保护环境的措施做了一定的限制，即要求从"绿化和造林"来谈，重心在"如何起作用"，显然，同学们没有仔细审题，扣题不好，因此回答不完全到位。答题步骤中一定要从两方面进行叙述即"绿化"、"造林"说明对保护环境起的作用是不是什么），要分3个步骤回答：（1）绿化和造林增加了绿色植物。（2）一方面由于绿色植物的光合作用吸收二氧化碳，放出氧气，使燃烧和呼吸等过程产生的二氧化碳被消耗，补充呼吸作用消耗的氧气，有利于保持大气组成不变；（3）另一方面树林可以净化空气、调节气候和降低噪音，还可以杀菌、蓄水和改良土质。在作业一中，简答题涉及的名词概念很多，除了上述几点注意外，还应特别要重视专用名词的概念和分类。第三章：自然界的运动性一填空1.质量，增大2.大于3.具有严格的轨道周期和速度4.2：00二选择1D2C3D4B三简答1.当合外力减小时，加速度与速度的变化情况当合外力与运动方向相同时，合外力减小，加速度一定减小，但速度仍然增大；当合外力与运动方向相反时，合外力减小，加速度减小，速度也减小。2.什么叫地偏向力？它有何特点？书P1963.如何划分地球的五带？每个地带各有何特点？书P201地球五带以纬度划分，其界线为南、北回归线和南、北极圈。热带是南、北回归线之间的地带，太阳高度大，光照强烈，昼夜长短变化不大。南、北温带是南、北回归线分别与南、北极圈之间的地带，太阳终年不会直射，昼夜长短变化大。南、北寒带是南、北极圈分别到南、北极之间的地带，太阳高度很小，光照强度低，夏季和冬季分别出现极昼和率飞行的飞机，与一身长20厘米，质量为0.5千克的飞鸟相碰，设碰撞后，飞鸟尸体与飞机具有同样速率，而原来飞鸟相对于地面的速率甚小，可忽略不计。试估计飞鸟对飞机的冲击力（碰撞时间可用飞鸟身长除以飞机速率除来估算）。这个题的考核知识点动量定理。该题与上题是相当类似的，对于此题一要利用题中给出的条件：碰撞时间可用飞鸟身长除以飞机速率除来估算，求出小鸟碰撞时间t,二要抓住题意的关键，分析出小鸟碰撞前速度V1即为0（是依据题意：原来飞鸟相对于地面的速率甚小，可忽略不计），碰撞后的速度V2为飞机速度（这是依据题意，因为飞鸟尸体与飞机具有同样速率），则小鸟速度变化△V=V2-V1=300m/s，然后利用F=AP/t求出飞鸟对飞机的冲击力。有了以上分析和上题解法基础，同学们就可以自己来解答，这里就不再进行讲评了，只是把答案给同学们参考。《自然科学基础》课程作业评讲（3）第四章：生命与自然一填空1.自养，异养2.光合作用，无机物，太阳能，有机物3.糖类，脂类，蛋白质，矿物质，维生素，水4.无性生殖，有性生殖5.唾液腺，肝脏，胰腺6.变异，遗传，选择，变异和遗传，繁殖过剩，生存斗争，适者生存7.维生素，无机盐二选择1A2D3D4D5C三实验1.分离2.高，圆粒，黄色，叶腑3.TtTt、Tt、tt T、Tt、tt第五章：资源、能源及其利用一填空1.伴生性2.轻质的石油，重油，重质的石油3.磁效应。动作迅速，自动4.牛顿第三定律，机械能守恒定律，能量守恒和转化定律5.硫，硫化，体形的网状6.加紧研究太阳能、水能，风能等再生能源和原子核能的开发利用，矿物燃料二选择1D2A3C4C三.解答1.简述我国各类自然资源的特点。这个题的考核知识点是自然资源的特点。根据题意，此题首先要清楚自然资源的概念，然后说明自然资源的分类，最后说明各类资源的特征。显然，答案的步骤要分4个步骤回答：自然资源是指从自然环境中得到的，可以采取各种方式被人们使用的任何东西。广义地讲，自然环境中除了人以外的所有要素都可看作为自然资源。但通常只是把它局限于对人有潜在用途的自然资源和自然条件。资源资源的概念按自然要素主要可分为土地资源、水资源、生物资源、矿产资源等四类；按再生性质又可分为三类：不可更新的资源、可更新的资源、永可更新的资源。资源分类注意自然要素分类和再生性质分类两种分类之间的关系。要搞清四大资源类型属于何种再生类型，如生物资源是可再生的，而矿产资源却是不可再生的，铁、铜等矿物属不可更新的资源。四种资源类型中以土地资源和水资源为重点，因为这是我国面临的主要资源问题。其中土地资源首先要理解其在概念上有双重属性，即既有自然因素的一面，也越来越受到社会经济因素的影响，是具有双重属性的独特资源，这是与其它资源类型相比最为突出的一点。土地资源有四个特征，即土地是具有生产能力的、土地数量是有限的、土地资源具有时间性、土地有固定的空间和地域，其中具有生产能力和有限的是最基本的特征。我国土地资源的特点是：土地类型多样、可利用土地相对数量少、各类土地资源分布极不均衡。水资源有三个基本特征：即淡水资源所占比例小，水资源是可再生的自然资源，和水资源与人类关系最密切。注意两个表面现象背后的实质：其一是地球表面水体居多，因此水资源也多，但事实上淡水资源却是十分有限的，教材上列出的数据百分比可以用来加深理解；其二是水是可再生的，因此可重复使用，但实际上再生是有条件有过程的，分布也不均匀，因而并不可无限使用，一定要保护水资源。我国水资源的特点是总量丰富，但人均数量少；水资源空间分布不均匀；水资源在时间上分配不均。生物资源、矿产资源特点见教材的309-314页（略）2.写出下列反应的化学方程式。（1）氨氧化生成一氧化氮（2）甲烷燃烧（3）炼铁主要反应原理（4）食盐水电解时两极上发生的化学反应这个题的考核知识点是反应方程式。（1）4NH3+502=4N0+6H20（2）CH4+202=C02+2H20（反应条件为点燃）（3）Fe20+3C0=2Fe+30（4）阳极：2Cl—2e=Cl2阴极：2H++2e==H2此类型题解答时要注意元素守恒和条件，这里就不再进行讲评了，只是把答案给同学们参考。3.简述利用太阳能的优缺点这个题的考核知识点是太阳能。此题教材328页的内容要进行整理归纳，以下答案供参考。优点:（1）是再生热源。太阳中心区每时每刻进行着热核反应，估计可以维持60亿年。（2）能量很大。太阳以光辐射的形式传递能量，到达地球陆地表面的约为17万亿千瓦，相当于全世界目前一年总能耗的3．5万倍以上。（3）没有污染。太阳辐射能不会产生污染物。缺点：（1）受昼夜和天气影响。直接利用太阳能加热或发电不能连续使用，要设法把太阳能贮存起来技术上还有困难。（2）目前利用太阳能成本高。设备装置等投资较高。4.简述金属腐蚀的原因和防护方法。这个题的考核知识点是金属特性。本题比较简单，在教材的366页上有较完备的答案供同学们参考。金属腐蚀原因：是直接发生化学反应而引起的腐蚀（化学腐蚀）；二是由于发生原电池反应而引起的腐蚀（电化学腐蚀）。防护方法：A.改变金属结构；B.覆盖保护层；C.电化学保护。四：解答：1•高40米的瀑布，每秒钟流下的水量是1.0X104kg,如果把水流功率的25%转变成电流，发电的功率有多大？这个题的考核知识点电能及其转换的计算。分析：先根据功率公式求出水流的功率，在根据已知条件水流功率的25%转变成电流，从而求出发电功率。解：水流的功率：根据电功率公式P=W/T=mgh/t=1.0?104?9.8?40/1W=3.9?106w发电的功率：P电=P?25%=9.8?105W解答计算题时，一是要注意理解题意，二是要注意单位换算的一致性，一定要通过多做题分析来真正理解公式，不要乱套公式。2.输电线的电阻共计1.0欧姆，输出的电功率是100KW，用400V的低压送电，输送线上发热损失的功率是多少KW?改用10000V高压送电呢？这个题的考核知识点是电功率的应用。分析：一段电路上的电功率，跟这段两端的电压和电路中的电流强度成正比。根据题意分析可知，加在用电器上的电压改变时，通过它的电流也改变，它的实际功率也随着改变。对于此题可利用电功率公试求出答案。解：设P1为400V低压送电时输电线消耗的电能功率。设传送100KW时，400V低压产生的电流为I1由电功率公式P=VI，得I1=P/V=100KW/400V=250A所以，Pl=I12R=250X250Xl=62500W设I2为10000V时传送的电流，则12=P/V2=100KW/10000V=10A那么，当改用10000V高压送电时，输送线消耗的电能功率为P2P2=I22R=10X10Xl=100W3.额定电压是220V、电阻是160欧姆的电热水器，电功率为多少W?每分钟产生多少焦耳热量？这个题的考核知识点是电功率和焦耳定律的综合应用。分析：此题与上题类似，根据题意由电功率公式求出电热水器的电功率，然后根据焦耳定律求出热量。 解：由电功率公式P=VI=V2/R，得P=220X220/160=302.5W由焦耳定律，电热水器每分钟产生的热量Q=PT=302.5WX6O秒=18150焦耳本作业涉及的计算题均是电功率和热效应的应用，因此要首先熟记公式，再分析题意基础上灵活运用，解题过程中要注意各参数的单位换算。《自然科学基础》课程作业评讲（4）第六章：生活中的科学技术一填空1.光密媒质、光疏媒质、大于2.温度、固体、液体、空气（或气体）3.20KHz、20Hz4.无线电波、r射线5.文字、电报、电话、图像数据6．自动、输出二选择1D2B3C4C三.解答1.放大镜、照相机和幻灯片都用凸透镜成像，试说明它们的成像情况有什么不同。这个题的考核知识点是凸透镜成像原理。根据题意，此题关键是说明三者成像的不同。显然，答案的步骤要分4个步骤回答：放大镜是用来观察物体细节的简单目视光学器件，是焦距比眼的明视距离小得多的会聚透镜。使用放大镜，令其紧靠眼睛，并把物放在它的焦点以内，形成一正立虚像。其作用就是把近处的微小物体成一放大的像。放大镜的成像原理照相机也是利用凸透镜形成缩小的实像，它属于u〈2f,f〈V,K〈ul的情况。幻灯片成像原理注意归纳出以上三个光学仪器均是用凸透镜成像，由于物距、焦距和K值条件区别，相成的像也不同。2.后半句错了。当一束平行光线射到光滑平面时，因其入射角都相等，根据反射定律,反射角也都相等,形成向某一方向的镜面反射。（2分）而当一束平行光线射到凹凸不平的表面上时，每条反射光线仍符合反射定律，只因为此时的光线的入射角都不一样了，所以反射角也不一样，反射光线呈现毫无规律的杂乱指向，这也就是漫反射的成因。3.因为金属的热传递速度比木头的快，所以冬天用手摸金属和木头，觉得金属比木头凉四.计算1.观察者在看到闪电后5.5秒听到雷声，求打雷处与观察者之间的距离。这个题的考核知识点是声、光波传播。分析：在雷雨交加时，总是先看见闪电后，才听到雷声，其实，雷声和闪电都是同时发生的，只是因为光在空气中传播的速度快，而声速比光速要小得多的原由。解：已知空气中声速为340m/s，那么，根据S=VT=340m/s?5.5s=1870m所以打雷处与观察者之间的距离为1870米。此题计算比较简单，同学们完成比较好，许多题都与日常生活的实际问题结合紧密，因此要多关注，进行针对性的解答。2.光线从某种物质射入空气，测得入射角为18度，折射角为30度，求这种物质的折射率和光在其中的传播速度。这个题的考核知识点是光的折射定律。此题是属于光的折射定律的应用，在教材382页上有折射定律的叙述。答案供参考。解：根据折射率公式，n=sina/sinyn=sin180/sin300=0.309/0.5=0.618即光从某物质射入空气的折射率为0.618又因为n=c1/c2,其中c1表示光在某物质中传播速度，c2表示光在空气中的传播速度所以cl=nXc2=0.618X3X108m/s=1.854X108m/s光在其中的传播速度为1.854X108m/s第七章：人类活动与地球环境一名词解释二填空1．陆地生态系统、海洋生态系统、淡水生态系统2人口对资源、环境的压力加剧；经济发展缓慢、就业压力严重；城市人口膨胀、城乡矛盾激化；人口老龄化问题突出3．实行计划生育，控制人口数量，提高人口素质，使人口的增长同经济和社会发展计划相适应。具体要求是"晚婚、晚育、少生、优生、优育"。4.过度放牧和过度耕种、土壤的盐碱化、森林的砍伐三选择1B2D3B4C四•简答1.说明破坏生态平稳的后果。这个题的考核知识点是生态平衡。本题属于本作业的重点，从批改同学们