聚焦中考“跨学科”考题

化学圈李先生 2024-12-10 03:41:37

文/徐萍萍

一、以其他学科为背景

例1 (2023·四川遂宁)烷烃是一类由碳、氢元素组成的有机化合物,在生产生活中可作为燃料、润滑剂等原料,也可用于动、植物的养护。通常用碳原子的个数命名为甲烷、乙烷、丙烷……癸烷(当碳原子数目超过10 个时即用中文数字表示,如十一烷、十二烷等)。甲烷的化学式为CH4,乙烷的化学式为C2H6,丙烷的化学式为C3H8……其分子结构模型如图1 所示,按照此规律,十二烷的化学式为 。

二、跨学科结论呈现

例2 (2023·山东滨州)由化学知识可知,用pH表示溶液酸碱性的强弱程度。当pH>7 时,溶液呈碱性;当pH<7时,溶液呈酸性。若将给定的NaOH 溶液加水稀释,那么在下列图像中,能大致反映NaOH溶液的pH与所加水的体积V之间对应关系的是( )。

图1

【思路点拨】本题以烷烃化学式与分子结构模型为背景,要求写出十二烷的化学式。解决本题的关键是观察烷烃分子结构模型图中碳、氢原子的组合规律,发现氢原子个数与碳原子个数之间的数量关系。通过观察我们发现,每个化学式中碳、氢原子数满足“氢原子数=碳原子数×2+2”,故十二烷的分子结构图中有12 个碳原子,26 个氢原子,其化学式可写为C12H26。

【思路点拨】本题直接给出溶液的酸碱性与pH之间的关系,但本题的解决还需要掌握一定的化学知识,即NaOH 溶液呈碱性,其pH 大于7,加水稀释后其pH逐渐减小,并接近于7。体现在函数图像上,pH 随V 的增大而减小,且无限逼近于7。故选B。

三、跨学科知识运用类

例3 (2023·广西)【综合与实践】

有言道:“杆秤一头称起人间生计,一头称起天地良心。”某兴趣小组将利用物理学中杠杆原理制作简易杆秤,先设计方案,然后动手制作,再结合实际进行调试。请完成下列方案设计中的任务。

【知识背景】如图3,称重物时,移动秤砣可使杆秤平衡,根据杠杆原理推导,得(m0+m)·l=M·(a+y),其中秤盘质量m0克,重物质量m 克,秤砣质量M 克,秤纽与秤盘的水平距离为l厘米,秤纽与零刻线的水平距离为a 厘米,秤砣与零刻线的水平距离为y厘米。

图3

【方案设计】目标:设计简易杆秤。设定m0=10,M=50,最大可称重物质量为1000 克,零刻线与末刻线的距离定为50厘米。

任务一:确定l和a的值。

(1)当秤盘不放重物,秤砣在零刻线时,杆秤平衡,请列出关于l、a的方程;

(2)当秤盘放入质量为1000 克的重物,秤砣从零刻线移至末刻线时,杆秤平衡,请列出关于l、a的方程;

(3)根据(1)和(2)所列方程,求出l和a的值。

任务二:确定刻线的位置。

(4)根据任务一,求y 关于m 的函数表达式;

(5)从零刻线开始,每隔100 克在秤杆上找到对应刻线,请写出相邻刻线间的距离。

【思路点拨】本题属于综合拓展型试题,需从复杂的跨学科情境中提取出数学信息及问题。对于(1),当秤盘不放重物,秤砣在零刻线时,得m=0,y=0。结合杠杆原理推导结论(m0+m)·l=M·(a+y),可得(10+0)·l=50·(a+0)。整理,得l=5a。对于(2),根据题意可知m=1000,y=50,∴(10+1000)·l=50·(a+50)。整理,得101l-5a=250。

∴相邻刻线间的距离为5厘米。

(作者单位:江苏省海安市李堡镇初级中学)

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化学圈李先生

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