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中考物理高分之路系列讲座
作者：蔡曙峰 发布时间：2008-08-26 10:27:53 浏览次数：2304
中考物理高分之路系列讲座
第十四讲 “STS”题
江苏如皋市石南中学（226531） 蔡曙峰
题型概述
STS是“科学——技术——社会”的英文缩写，STS教育已成为教育界的一个热门话题，更是物理教育举足轻重的知识载体。物理知识源于生活又服务于社会，能够运用所学的物理知识去解决实际生活中的问题，这是“STS”的最高宗旨。物理《课程标准》强调物理要面向全体，注意物理问题的解决要从生活实际出发，并从物理走向社会，突出对学生“STS”意识的培养。当前各地中考试题的编制都密切联系生活实际，试题的设计都从生活实际现象或实际问题入手，都来源于学生生活中熟悉的生活现象，使学生不感到陌生，让学生体会到生活处处有物理，物理时时在身边。因此，关于科学、技术与社会类知识背景的题目近年来在中考中出现的越来越频繁。
STS题主要有以下几个特点：
一、物理与环保知识的结合。二、物理知识与日常生活的联系。三、物理知识与高新科学知识的发展密切相关。四、物理知识与家用电器。
经典在线
一、 物理知识与环保知识的结合
随着人民生活水平的提高，各种污染也随之而来，如声、光、热、电、射线，为人类生存在发展所必需，但它们在环境中的量过高或过低就会造成污染和危害。环境保护已成为当今社会的热点问题之一，因此在试题中也频繁出现。
例1 （2003年宁夏）我国是电池生产和使用大国，每年电池的生产和消费量达140亿以上，占世界总产量的三分之一，我国目前对废电池的环境管理基本上处于空白，每年报废的上百亿只废电池大部分随意丢弃，对生态环境和公共健康构成了潜在的威胁。
请你就“防止废电池对环境的危害”问题提出一个课题研究的初步设想：
（1） 主要想解决什么具体问题？
（2） 简要说明你如何进行这项课题研究？
解析：（1）提出与主题相关的要解决的问题或课题。如：“废电池产生污染的原因”、“电池的结构及组成”、“我国废电池处理的现状”、“社区废电池回收的情况调查”、“废电池的回收和利用”等。
（2）结合课题制定相关的研究方案，如：“实验方案、调查方案、访谈计划”等，并简要说明实施办法。如“社区废电池回收的情况调查”课题可以这样进行：学生成立调查组，城市学生可以走进社区，农村学生可以步入农房，调查记录废电池是如何处理的，是否有人回收等。
这是一道很好的物理与社会相结合的好题。本试题提供的物理信息蕴含在题目文字中，如“上百亿只废电池”说明数目多，引人注目；“随意丢弃”说明我国废电池处理的现状——人们对废电池的危害意识淡薄，环保意识不强，没有集中处理；对“生态环境”和“公众健康”构成“潜在的威胁”说明废电池污染严重，危害隐蔽，应予以重视，采取回收和利用措施。
例2 （2003年福建福洲）下文是摘自某刊物的文章，请仔细阅读后，按要求回答问题。
光污染，来自靓丽的玻璃幕墙
最近张小姐十分苦恼，因为她的房子正对着一座新大厦的玻璃幕墙，有时站在她家的 窗前，看到对面玻璃墙就象平面镜一样，将同楼居民家的一举一动看得清清楚楚。玻璃墙的 反光也使她苦不勘言，只要是晴天，她的房间就被强烈的反射光线照得通亮，无法正常休息，尤其是那种凹型建筑物，其幕墙在客观上形成一种巨型聚光镜，一个几十甚至几百平方米的凹透镜，其聚光功能是相当可观的，使局部温度升高，造成火灾隐患……
（1） 从文中找出一个光学方面的物理知识填入横线：
___________________________________________________________________。
（2） 文中有一处出现了科学性错误，请在错误句子下面画上横线。
（3） 从文中找出一个玻璃幕墙给居民生活带来不便或危害的实例：
___________________________________________________________________。
（4） 如何防止光污染，请你提出一个合理化的建议：
___________________________________________________________________。
解析：（1）光的反射（或平面镜成像等）；（2）一个几十甚至几百平方米的凹透镜，其聚光功能是相当可观的。（3）造成火灾隐患（或危害居民的身体健康，暴露生活隐私等。）（4）建议对城市使用玻璃墙的范围、设计、制作和安装制定统一的技术标准。（或限制使用玻璃幕墙）
本题是一道有关光学污染的好题，题目要求学生通过阅读短文，然后应用所学光学知识解决题中所提出的问题，较全面地考查了学生的综合能力，其中1、2、3问考查了我们要善于发现问题、观察问题、解决问题的能力。同时又考查了我们的自学能力、阅读理解能力。还告诉我们物理知识就在我们身边，在学习的同时要关注社会，关注生活。
二、物理知识与日常生活的联系
这类问题主要来源于我们的日常生活，把物理知识与日常生活紧密结合在一起，解题时要注意从题目中提取有用的信息，结合物理知识进行解题。
例3 （2003年湖北黄冈）一天，小明看到煤气公司价格牌上，冬季55元/瓶，夏季51元/ 瓶。他寻思着，为什么夏季价格低？他查找了煤气资料：煤气的冬季密度为0.88×103Kg/m3，夏季0.8×103Kg/m3，煤气瓶容积0.015m3。通过计算发现夏季价格比冬季价格______（填“高”或“低”）。若两季价格一样，夏季应标价_____元/瓶。如果按质量计算，煤气价格应是______元/千克。
解析：本题是利用密度知识解决实际问题的能力题，它要求学生能运用密度知识透过现象看到规律。由查到的有关数据通过计算不难发现，实际上冬季和夏季煤气瓶中所装煤气的质量是不相等的，我们可以分别算出冬季和夏季平均每千克煤气的价格进行比较，就能得出正确的结论。
因冬季煤气瓶中煤气质量为
m1=ρ1V
=0.88×103Kg/m3×0.015m3
=13.2Kg
夏季煤气瓶中煤气的质量为
m2=ρ2V
=0.8×103Kg/m3×0.015m3
=12 Kg
即冬季煤气价格为： =4.17元/千克
夏季煤气价格为： =4.25元/千克，则夏季价格比冬季价格高。
若两季价格一样，夏季应标价为：4.17元/千克×12 Kg=50元。
若按质量计算，煤气价格应是4.17元/千克。
本题取材紧密联系学生的生活实际，但要作出准确的判断，必须运用密度知识进行科学的分析，利于提高学生的分析问题的能力。
此题如果单纯从价格牌上看，每瓶煤气的价格是冬季比夏季高，生活中人们也常说夏天买煤气便宜，到了冬季煤气就涨价了，这一点容易给学生以误导，实际上要真正去比较价格的高低，应该比较单位质量的煤气价格。
例4 （2003江苏苏州）三峡水电站是世界上最大的水力发电站，年均发电量预计为8.5×1010KW·h。这些电能将送往江苏、上海等九省市，所以人们说“三峡可‘照亮’半个中国”。专家介绍：三峡水电站的年发电量，相当于一个年消耗5×1010kg煤的火力发电站的发电量，而且是廉价、清洁、可再生的能源。
（1） 已知煤的热值为2.9×107J/kg，则5×1010kg煤完全燃烧将放出多少焦耳的热量；
（2） 向大气中排放过量的二氧化碳等温室气体是造成“温室效应”的主要原因。三峡水电站与同等供电量的火力发电站相比，每年将少排放二氧化碳1.2×1011kg，已知在通常情况下二氧化碳气体的密度为1.98kg/m3，则这些二氧化碳气体在通常情况下的体积为________m3。
（3） 设火力发电站在单位时间内产生的电能为E，它在这段时间内所消耗的燃料完全燃烧产生的热量Q，则火力发电站的效率η= ×100%。根据上述资料，可估算出通常的火力发电站的效率为________。
解析：本题是涉及热量和密度两大知识点的热点题。试题要求学生掌握热量和热值之间的关系式以及密度公式，能够从现有的数据中找出它们之间的关系。计算火力发电站的效率问题，实质上是对初中物理课本中介绍的“热机的效率”知识点的拓展，试题中已给出效率计算式，它要求学生能将以千瓦·时为单位的电能数据准确换算成以焦耳为单位代入公式得出结果。
(1) 5×1010kg煤完全燃烧放出的热量为
Q=qm
=2.9×107J/kg×5×1010kg
=1.45×1018J
（2）1.2×1011kg二氧化碳在通常情况下的体积为
V=
=
=6.06×1010m3
(3)因E=8.5×1010kW·h
=8.5×1010×103×3600J
=3.06×1017J，
则η= ×100%
=×100%
=21%
本题考查了学生熟练运用有关物理公式解决问题和处理分析问题的能力。同时本题体现了物理试题的社会性和实践性，有利于激发学生运用物理知识探究社会奥秘的热情。
三、 物理知识与高新科学技术的发展
这类题目实际并不复杂，它只是将我们已学的物理知识与其它的相关知识进行组合或将物理知识嵌入到其它知识中去。如航空航天、微电子、新型材料等。解题时只要将物理信息从题目中分离出来，然后进行分析，就可以迎刃而解。
例5 （2003年湖北咸宁）磁性材料已经在现代生活和科学技术中广泛使用，下列元器件中，应用磁性材料的是 （ ）
A录音带 B存储软盘 C VCD光盘 D 录像带
解析：此题考查了磁性材料在科技中的应用，实现了物理与现代科技的联系。要正确解好此题，首先必须对录音带、存储软盘、VCD光盘、录像带的结构有一定的了解，录音带、存储软盘、录像带都是利用磁介质来存储信息的，而VCD光盘是光介质来存储信息的。所以正确答案为ABD。
例6（2003年湖北黄石）发射“神州”四号飞船的火箭的燃料主要使用液态氢是因为它的热值______（填“大”或“小”）。“神州”四号飞船返回舱在返回时，虽然表面与大气层剧烈摩擦，就像一个闪光的火球，但由于表面有一层叫“烧蚀层”的特殊物质在汽化时，能________________从而起到保护作用。
解析：此题将现代科技与热学知识紧密联系在一起。解此题的关键是“神州”飞船升空时需要大量的能量，而在“神州”飞船升空时，要尽量减小飞船的质量，因此，飞船的质量要越小越好，根据公式Q=mq可知要得到较多的热量在保证质量尽量小的情况下，热值要尽可能的大，所以第一空应填“大”。对第二空，题目提供这样的信息：表面有一层叫“烧蚀层”的特殊物质在汽化。而汽化要吸收大量的热量，因此，飞船在与空气摩擦时产生的大量的热量被“烧蚀层”的特殊物质在汽化时吸收了，从而降低了飞船的温度，保护了飞船。
答案：大；吸收大量的热量。
四、物理知识与家用电器
随着人们生活水平的提高，家用电器已走进了人们的日常生活，在近几年的中考物理试卷中，出现了大量的与家用电器有关的试题。这类试题要求考生将试题展示的实际情景转化为物理情景，然后运用相应的物理知识解答。
例7（2003年江苏盐城）饮水机是一种常见的家用电器，其工作原理可简化为如图所示的电 路，其中S为一个温控开关，R1为发热板，当饮水机 处 于加热状态时水被迅速加热，达到预定温度时，开关S自动切换到另一档，饮水机便处于保温状态。
（1）
|
b
|
|
R1
|
|
U=220V
|
|
A
|
|
B
|
|
a
|
|
S
|
|
R2
|
（2） 若饮水机加热时发热板的功率为550W，而保温时发热板的功率为88W，求电阻R2的阻值（不考虑温度对电阻的影响）。
解析：饮水机是现代办公和家庭的常用电器，通过图示可知，S接a时，R1和R2串联，根据P=U2/R，在电压一定时，功率与电阻成反比，所以此时为保温状态。S接b时为加热状态，加热时，R1工作，R2断开R1= ==88Ω；保温时R1与R2串联
I= ==1A
R串= ==220
R2=R串—R1=220—88 =132。
例8（2003年云南曲靖）晓明家新买了一台电冰箱使用中工作情况正常。
（1） 晓明想验证一下这台冰箱上标的额定功率与它工作时的实际功率是否相同可身边又没有电压表、电流表等器材，怎么办呢？晓明想到屋外墙上自己家的电能表和手上戴的手表，主意有了！请你说出晓明的验证方法并推算出冰箱实际工作的表达式。（已知电能表转盘每千瓦时的转数为n）
（2） 测出冰箱实际功率后晓明又想，电冰箱是间歇式工作的（即冰箱工作一段时间又停止一段时间，然后再工作再停止，如此循环），它每天要消耗多少电能呢？请你帮他想一个办法，测出冰箱一天（24小时）消耗的电能（要求说清楚测量方法，并推导出冰箱每天消耗电能的表达式）。
解析：根据电功率的计算公式，只要知道电冰箱工作时一段时间内所做的功（即电能表的两次示数之差），即可推算出冰箱的实际功率；由于电冰箱是间歇式工作的，如果知道每天电冰箱实际工作的时间，就可以测出电冰箱一天消耗的电能。
（1） 关闭其它用电器，只有电冰箱工作。当电冰箱工作压缩机工作时，记下一段时间t内电能表转盘的转数n1测得时间t内电冰箱消耗的电功W= kW·h；电冰箱的实际功率P=W/t= kW。
（2） 记下冰箱压缩机某次开始工作的时间t1，停止工作的时间t2和下次开始工作的时间t3，则冰箱一天（24h）的实际工作时间t= ×24h，冰箱一天（24h）消耗的电能W=Pt=P ×24h。
熟悉电能表的使用并正确表达电冰箱一天实际工作的时间是解决本题的关键。平时要多观察、勤思考，常实践，有意识的培养自己运用物理知识解决实际问题的能力。
小结升华：
综上所述“联系生活实际，体现时代气息，重视提高能力，体现知识应用”是“STS”题的重要特征。要解好“STS”题，必须注意仔细观察、分析、概括题中的思想、观念和方法，并将题目给予你的实际情景转化为物理情景，提取有用信息，排除干扰信息，然后运用相关物理知识进行解答。
反馈平台:
1、在奥运会上，体操运动员在上单杠之前，总是要在手上抹些镁粉而在杠上做回环运动时，手握杠又不能太紧，他这样做的目的是 ( )
A 前者是增大摩擦，后者是减小摩擦。
B 前者是减小摩擦，后者是增大摩擦。
C 两者是增大摩擦
D 两者是减小摩擦
2、在日常生活和生产中我们常见到以下事例中，属于减小压强的是哪一组？（ ）
（1） 有“沙漠之舟”称号的骆驼的体重比马的体重大不了一倍，却长有马蹄子面积三倍的脚掌
（2） 号称“森林医生”的啄木鸟长有细长而坚硬的 ，便于啄开树皮
（3） 用螺栓紧固机器零件时，在螺母下垫垫圈
（4） 要把图钉按进较硬的木板，需加更大的力
A （1）（2） B （1）（3） C （2）（4） D（3）（4）
3、下面是某刊物关于“粤海铁1号”的报道，阅读后，回答文后提出的问题。
2003年1月17日上午9：15，我国设计建造的第一艘跨海火车渡轮“粤海铁1号”从广东湛江下水驶向海南海口。“粤海铁1号”的设计时速不低于15海里（1海里等于1.854千米/小时）。仅50分钟便可渡过琼州海峡，到达海口。该渡轮全长165.4米，宽22.6米，吃水深度5.5米排水量13400吨，载重量5500吨……
（1） 此报道中，有一句话是错误的，请你用物理知识加以判断，并在该句话下划线。
（2） 从该报道的数据可知：该轮船自身的质量是______吨。
4、我国研制的高压水流切割器的技术已达到国际先进水平，这种很细的高速水流一次可顺利切割25层牛皮，或2.3mm厚的钢板……如果在水中加入某种砂质磨料，在水的流速相同的情况下，可切割厚300mm的花岗岩，或130mm厚的钢板……
（1） 提高水流为什么能切割坚硬物体？
（2） 为什么加入砂质磨料后，在流速相同的情况下切割能力大大提高？
5、近年来新疆部分城市为调节城市夏天的气候，在市区修建了人工湖或环城河。请解释为什么修建人工湖或环城河就可以适当调节城市夏天的气候。
|
P
|
|
R
|
|
0
|
|
1
|
|
2
|
|
3
|
|
V
|
|
1.5
|
|
+
|
|
_
|
7、为迎接体育中考，某同学自行设计了如图所示的握力计。弹簧处于自然状态时，滑片P与滑动变阻器R断开，当手在A、B之间握压时，压缩弹簧，P在R上滑动，握力越大电流表示数越大。请用笔画线完成电路连接。
|
质量m/kg
|
40
|
|
电能转化为机械能的效率η
|
75%
|
|
工作电压U/V
|
32
|
|
速度v（m/s）
|
≤20
|
|
骑车人质量80kg时平均阻力F/N
|
20
|
8、电动自行车轻便、实用、无污染，很受人们的喜爱。右表是某种型号的电动自行车的相关数据，若骑车人质量为80kg，在2小时内连续匀速行驶36km，根据表中数据求：
（1） 这台电动自行车在24小时内克服阻力所做的功；
（2） 电动自行车匀速行驶的工作电流。
参考答案：
1、D
2、B
3、错误的是“1海里等于1.854千米/小时”；7800
4、（1）因为高速水流动能（或压强）很大，所以能切割坚硬物体。（2）因为加入磨料后，在流速一定时，质量增加了，其动能也增加了，所以切割能力提高了。
5、（1）因为水的比热容大，可吸收较多的热量，使气温降低。
（2）水蒸发时，可以吸热也可降低城市温度。
（3）由于水的蒸发，可调节城市湿度，也可调节气温。
6、3×108；0.1089
7、略
8、7.2×105J；4.2A
摘要：新课程标准颁布以来，如何改进物理实验教学一直是中学物理教师十分关注的热点问题。本文就有关物理实验教学的思路更新、方法改进和实验评价的更新进行了简述。
关键词：实验 新课标 创新
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蔡老师好，关于反馈平台:第一道题，镁粉作用应该是增大摩擦吧？我百度了一下，相关资料：http://baike.baidu.com/view/1294398.htm碳酸镁能吸去掌心汗水，同时还会增加掌心与器械之间的摩擦力。这样，运动员就能握紧器械，有利于提高动作的质量。
开平天天 on 2011-02-11 10:33:10
