谈理化综合题的背景设置，本文主要内容关键词为：理化论文,背景论文,综合题论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
理化学科间综合试题的命题立意，多以现实生活中的有关理论问题和实际问题为主，着重考查学生的学习能力和信息处理能力。此类综合题的设置一般都立足于不同的背景，常见理化综合题的设置背景有以下四种：
一、自然背景下的理化综合题
例1 在一次雷雨闪电中，两块云间的电势差约为10[9]V，从一块云移到另一块云的电量约为30C，那么
（1）在这次闪电中放出的能量是多少？
（2 ）在闪电过程中使空气中的氮气和氧气直接化合生成一种新的物质，写出相应的化学方程式。
（3）已知每摩氧气和氮气化合时要吸收180.74kJ的能量， 若闪电时有千分之一的能量用于这一反应，将产生多少摩的生成物？
（4）此物质在空气中随雨水流入土地将生成何类物质？ 写出有关的化学方程式
（5）此次雷雨生成物相当于给大地施加了多少千克尿素肥料？
解析 本题是以电学知识为切入点，以自然现象为背景的理化综合题。
（1）W＝qV＝30C×10[9]V＝3×10[10]J
（2）在放电条件下，氮气和氧气可直接化合生成一氧化氮：
（3）由1 mol N[,2]～2 mol NO～180.74kJ
x 3×10[10]J×10[－3]
解得：x＝332 mol
（4）由于一氧化氮极易在空气中氧化为二氧化氮， 二氧化氮与空气中的氧气和水反应生成硝酸，随雨水流入土壤，再与土壤中的碳酸钙、氧化铁等物质反应，生成对应的可溶性硝酸盐，方程式有：2NO＋O[,2]＝2NO[,2]
4NO[,2]＋O[,2]＋2H[,2]O＝4HNO[,3]
CaCO[,3]＋2HNO[,3]＝Ca（NO[,3]）[,2]＋H[,2]O＋CO[,2]
Fe[,2]O[,3]＋6HNO[,3]＝2Fe（NO[,3]）[,3]＋3H[,2]O
（5）根据N元素质量守恒：
（y×10[3]/60）×2＝332mol
解得y＝9.96kg
二、实验背景下的理化综合题
例2 喷泉实验是验证气体在某些溶剂中溶解性的重要实验。
（1）判断下列几种气体（括号内为溶剂或反应物溶液）， 按附图装置加入，能看到喷泉现象的是
A.HCl（H[,2]O）
B.CO[,2]（H[,2]O）
C.SO[,2]（NaOH溶液）
D.NH[,3]（汽油）
（2）在（1）题中，能形成喷泉的原因是：_________。
（3）附图中，烧瓶已充满某气体X，气体体积为1000mL（273K，101325 Pa），烧杯中盛满水，直管长L＝60cm，导管进入烧杯水面下12cm，气体的溶解度在273K时为1∶40（1体积水能溶解101325 Pa下的气体40体积）。实验开始时，用胶头滴管先向烧瓶内挤入1mL水，通过计算确定能否看到喷泉现象？（假设压强的微小变化对气体溶解度的影响可忽略不计）
（4）某学生试图用NH[,3]和H[,2]O做喷泉实验，如果实验失败， 分析实验失败可能的原因。
解析 本题是以气体压强知识为切入点，以实验内容为背景的理化综合题。
（1 ）喷泉实验的原理是利用气体极易被一种液体吸收而形成压强差。容器内的压强降低，外界大气压把液体压入气体容器中而形成“喷泉”。HCl易溶于H[,2]O；SO[,2]易溶于NaOH溶液。故答案应为A、C。
（2）形成喷泉的原因是HCl溶于H[,2]O、SO[,2]溶于NaOH溶液后，使烧瓶内的压强减小，外界大气压把液体压入烧瓶中形成喷泉。
（3）因为1mL水最多溶40mL X气体，则容器内压强减至
p[,1]＝101325×（1000－40）/1000 Pa＝97272 Pa
烧瓶内外压强差为
Δp（气）＝101325 Pa－97272 Pa＝4053 Pa
导管水柱高h＝（60－12）cm＝48cm，则
p（水）＝ρgh＝1×9.8×480 Pa＝4704 Pa
由于Δp（气）＜p（水）故不能看到喷泉现象。
（4）实验失败可能的原因有：烧瓶潮湿、装置漏气、 滴入烧瓶内的水太少、烧杯液面以上至烧瓶内的导管太长等原因。
三、科技背景下的理化综合题
例3 一个连同装备总质量为M＝100kg的宇航员，在距离飞船s＝45m处与飞船处于相对静止状态，宇航员背着装有质量为m[,0]＝0.5kg氧气的贮气筒，筒外有个可以使氧气以v＝50m/s的速度喷出的喷嘴，宇航员必须向着返回飞船的相反方向放出氧气，才能回到飞船，同时又必须保留一部分氧气供途中呼吸用，宇航员的耗氧率为Q＝2.5×10[－4]kg/s。不考虑喷出氧气对设备及宇航员总质量的影响，则：
（1）瞬时喷出多少氧气，宇航员才能安全返回飞船？
（2）为了使总耗氧量最低，应一次喷出多少氧气？ 返回时间又是多少？（提示：一般飞船沿椭圆轨道运动，不是惯性参照系，但是在很短的圆弧上，可以视为飞船做匀速直线运动，是惯性参照系。）
（3）已知超氧化钾（KO[,2]）的性质与过氧化钠（Na[,2]O[,2]）相似，若该宇航员贮气筒的氧气由超氧化钾提供，则需用多少千克KO[,2]？
解析 本题是以动能定理知识为切入点，以科技内容为背景的理化综合题。
（1）设瞬间喷出m（kg）氧气，宇航员可刚好安全返回。
由动量守恒：mv＝Mv[,1] ①
匀速运动：t＝s/v[,1]
②
质量守恒：m[,0]＝m＋Qt ③
联立①②③，得m[2]－0.5m＋0.0225＝0
解得：m＝0.05kg或m＝0.45kg
即喷出氧气质量0.05kg≤m≤0.45kg时宇航员能安全返回飞船
（2）为了耗氧量最低，设一次喷出m（kg）氧气， 则总耗氧量Δm＝m＋Qt ④
由①②④可解得
Δm＝m＋（QsM/mv）＝m＋2.25×10[－2]/m
即当m＝0.15kg时有极小值，返回时间
t＝sM/mv＝600s
（3）由4KO[,2]＋2CO[,2]＝2K[,2]CO[,3]＋3O[,2]
284kg 96kg
x 0.5kg
x＝1.48kg
四、新情境背景下的理化综合题
例4 科学家们正在设法探寻应用前景广阔的“反物质”， 所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电量，但电荷的符号相反。据此
（1）若有反a粒子，它的质量数为_______，电荷数为_______。
（2）一对正负电子相遇发生了湮灭， 转化为一对频率相同的光子，已知电子的质量为0.9×10[－30]kg，普朗克常数h＝6.63×10[－34]J·s，则这两个光子的频率约为___________Hz（保留二位有效数字）。
解析 本题是以微粒结构知识为切入点，以科学发现新情境内容为背景的理化综合题。
（1）a粒子即为氦核，它的质量数为4，质子数为2，带2 个单位正电荷。则根据信息可知反a粒子的质量数也应为4，所带电荷数为－2。
（2）E＝2mc[2]＝2hv
v＝mc[2]/h＝0.9×10[－30]kg×（3×10[8]m/s）[2]/6.63×10[－34]J·s＝1.2×10[20]Hz
综合考试的特点之一即要试图打破单一学科人为割裂知识的局面，还学生一个较为完整的知识架构。熟悉理化综合试题的常见设置背景，对帮助学生提高综合题的解题能力将大有裨益。