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培养创新意识与融合意识,释疑理科综合试题――赏析一道理科综合试题

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理科高考综合试题强调能力和方法的结合,注重对科学思想、方法和精神的考查。综合题本身是一种新的模式,解决它需要一定的创新意识。独特性、灵活性、求异性是创新意识的标志。同时,综合题将不同学科的知识融合在一起,常常以多样性、复杂性、综合性的特征呈现出来,要求运用多学科而不是单一学科的知识来分析解决问题。这就需要我们打破学科内解题的思维常规,开拓思路,能把题目中涉及到的各科知识应用到所要解决的问题上来。

例题 材料1:科学探测表明,月球表面无大气层,也没有水,更没有任何生命存在的痕迹。月壤中富含氢和氦H-3,月岩中现已发现有100多种矿石,其中月海玄武岩含钛铁矿FeTiO3

可达25﹪,且该钛铁矿可发生下列反应:FeTiO3+H2=Fe+TiO2+H2O.

材料二:1998年“月球勘探者”无人驾驶飞船从月球上传回地球的数据表明月球上可能存在水。科学家是根据中子光谱仪探知的,这种仪器发现,中子的速度在月球上尘土中出现了明显的下降,因而知道,水分中有大量的氢离子。

1.由于月球上是没有空气的,所以在月球上生活会感受到另一幅情景:在月球上看到的天空是黑色的,这是因为,白天和夜里的温差特别大,这是因为,近在咫尺的两个人说话要通过无线电传播,这是因为,人们都要穿宇宙服,这是因为

2.巳知地球的半径R=6.4×106m,地面的重力加速度g=10m/s2,第一宇宙速度v=7.9×103m/s,月球与地球相距r=3.8×108m,月球绕地球一周T=648h。为了快速估算地球同步卫星离地面的高度H,可选用上列的数据是(只填该数据物理量的符号),估算的关系式是,的大小是。(结果只保留两位有效数字)

3.试说明为什么中子的速度明显下降,表明有氢离子存在,从而间接证明有可能存在水。这跟物理学史上什么类似的著名实验可以联系起来?

4.试分析月球表面没有大气、没有液态水、没有生物存在的理由。已知月球半径为1738Km,月球表面引力加速度约为地球表面重力加速度的1/6。标准状况下氢分子的平均速率为1836m/s

5.你认为人类开发和利用月壤中的3He有何积极意义?

6.月球上的钛铁矿对于人类建立月球基地有何重要意义?

[解析]

本大题主要是物理知识和化学、地理、天文、生物知识的综合分析应用。

[答案]

1.没有空气的散射  没有空气的气流来影响星星光线的传播  没有了空气的热容来调节气温  没有空气的振动来传播声音  没有大气压要靠宇宙服来加压、提供呼吸,同时宇宙服还有调节温度和防止射线和流星的袭击的作用。

2.R,r,Tr/g-R6.0×107

3.中子的质量与氢离子(原子)的质量十分接近,根据弹性碰撞中动量守恒原理,中子与质子相碰后发生速度交换,中子速率明显下降,质子则获得较大的速度。因此中子速度明显下降表明大量氢离子存在,从而间接证明有可能存在水。这跟物理学史上查德威克发现中子实验有类似之处,该实验中,中子与石蜡中氢离子碰撞,出现大量质子。从而证明存在质量与质子相近的不带电粒子――中子。

4.由题设条件可以计算出月球的环绕速度v=1684m/s。已知标准状况下氢分子的平均速率为1836m/s,事实上在阳光照射下的月球表面温度远高于273K,即使有氢分子从岩石或土壤中逸出,其速率已大于环绕速率甚至大于月球的脱离速率而逃逸。因月球质量太小,任何气体都将不能被月球引力所束缚,所以月球表面不可能有气体存在。同理,月球表面如果有液态水,它蒸发成的水蒸气最终也将逃逸,而水和气体是一切生物体赖于生存的必要条件,正因为月球表面没有任何气体也没有水,所以迄今为止在月球上没有找到任何生命迹象。

5.3He将是人类可长期使用的清洁、安全、高效的核聚变发电原料。

6.不仅是铁、钛、氧元素的主要资源,而且FeTiO3H2反应将是人类建立月球基地获取取水资源的重要途径。

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