初三物理 | 机械能问题中的综合实践活动题简析、举例
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初三物理 | 机械能问题中的综合实践活动题简析、举例
短文阅读题是近几年来的热门题型，特别是#南通中考物理 试卷中这类试题已经形成了一个传统，这种命题模式已经持续了十多年。随着物理教学的发展，最近几年，这类题目又发展为综合考察学生综合素养的问题，名称也随之改变，现在叫做综合实践活动题。查看近年来各地中考试卷，也陆续出现了这样的题型。综合实践活动题考什么？根据笔者的观察，考察内容大致可分为以下几个部分。第一，考察学生的信息提取与加工能力。题目常常以一段科普短文，或者真实的实验场景、或者新材料、新技术为载体，材料中还会出现出现课本上没有提及的新概念、新规律、新装置等等。这类问题对学生的阅读能力要求比较高，学生要能静下心读懂其中的文字、图表，抓取关键条件、物理量、变量关系，剔除无关的干扰信息，把陌生材料翻译成我们熟悉的物理语言。着重考察学生提取信息的能力。第二，常常涉及物理概念与规律的迁移应用。命题者会把力学、热学、光学、电磁学等知识放到一个全新情境里，比如简易测密度装置、传感器电路、新能源设备、及自制测量工具等。题目提供的情境虽然是新的，但背后用到的物理原理还是课标要求掌握的知识点。第三，科学探究与实验思维。这也是综合实践活动题最有特色的地方。试题会仿照真实探究流程，给出猜想、实验步骤、数据表格、现象记录，要求考生利用所学的控制变量等思想方法进行分析、解读，例如，请学生分析实验误差来源是什么，评估一下实验方案的优劣或者给根据给定的指标给实验结果进行评价。这类问题重在考查 学生能否“像科学家一样思考”，怎么提出问题、怎么控制条件、怎么辩证看待实验结论。第四，考察学生的模型建构能力、论证表达与创新思考能力。有些考题还会设置一些开放性问题，要求学生说理、解释现象、甚至简洁严谨的文字写出推理过程。这对学生的语言组织能力，逻辑表达能力要求很高，回答时需要做到观点明确、依据清晰、因果链条完整。部分试题还会加入评价、改进、拓展设问等环节。第五，注重对学生科学素养的考察，也就是物理和科学、技术、社会、环境的联系。因为试题素材大多取自真实生活、工程技术、前沿科技、环保能源、本土生活场景，引导学生意识到物理不只是课本上抽象的公式，而是用来解释生活、解决现实问题的工具。这类问题还兼顾价值导向，引导学生关注节约能源、安全用电、低碳环保等方面。实现学生能从 “解题”角度转到 “解决问题”的角度。让生活和物理相结合。知道了题目考什么，我们还得搞清楚怎么考。很多同学拿到这类信息量较多的大题，第一反应就是怕，看到材料篇幅长、名词陌生，心里先慌了。遇到这些问题的时候我们首先要养成慢读、精读的阅读习惯，学会圈画关键词：例如已知的物理量、不变条件、要研究的变量、特殊说明，养成边读边提取信息的习惯。复习时还是要回归课本，把课本中涉及的功和功率、机械效率的公式记熟、机械能内能的基本概念、基础规律吃透，在脑海中建立清晰的知识链，这样做到遇到新的情境才能快速理解。（一）爱达•魔都号
2023年7月17日，中国首艘国产大型邮轮爱达•魔都号（AdoraMagicCity）正式试航。邮轮全长323.6米，总吨位为13.55万吨，最大航速22.6节。该船主柴油发电机的总功率为64兆瓦（MW），邮轮配备两台提供航行推力的推进器均为16兆瓦（MW）。
邮轮航行时受到的阻力与速度的平方成正比，降低航速可以减小航行阻力，推进功率就会大大减小，但航速不是越小越好，因为船舶航行过程中除了推进设备，还有其他辅助设备工作，航速减小后，相同航程的航行时间就会延长，虽推进功减少，但辅助功相对增加了。发动机要做的功包括推进器消耗的推进功和船上给养的辅助功两部分，航速优化就是要找到适合的航速，使发动机做的总功减少。
此外，为保障邮轮房间的舒适度和节能减排的目的，房间隔板采用导热系数较小的高分子隔热材料，隔板内外存在温度差时，隔板内的温度变化随着厚度改变而均匀递增（或递减），从而在隔板中形成稳定的热量流动。
（1）以下关于航速的表述正确的是_____ 。
A增大航速可以减小阻力
B.航速越小可以节约的燃料越多
C.减小航速可以减小辅助功
D.推进功与辅助功之和最小时航速最合适
（2）热量在隔板中的传导过程和电流相似，同一物体发生热传导的条件是物体的不同部分之间存在________ ，这一条件相当于电路中_______ （选“电流”或“电压”）。（3）推进效率是指邮轮主柴油发电机输送给推进器的推进功与其提供的电能之比，满负荷全速航行时，推进效率为_______ %，如图3，船舱隔板厚度为d，隔板内、外侧环境温度分别为t0和1.2t0，虚线到内侧距离为总厚度的四分之一，则虚线处的温度为_________ t0。
（4）图4是邮轮每千米航程的推进功、辅助功和航速的关系图象，则最省油的航速为_____ m/s；若邮轮的航速从10m/s降低到最省油航速时，则每千米航程少消耗柴油_____ kg（已知柴油发动机的效率为40%，q=4.5×107J/kg）
（二）虎鲸号
（5）如图5所示是我国自主研发的大型无人作战舰艇“虎鲸号”，其动力系统采用柴电双模推进，若“虎鲸号”在某次直线航行动力测试中，采用柴油模式，总消耗2t柴油，设发动机当前消耗柴油质量占总消耗柴油质量的百分比为D，图6为D对应发动机输出功率P，图7为D对应“虎鲸号”航行速度v，下表为D相应阶段内行驶距离s。
则“虎鲸号”此次动力测试中，完全燃烧2t柴油放出的热量为___________ J，航行路程为_______ km。
详解：
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