跨学科综合是高考命题改革的大方向,在知识网络交叉点处设计试题是高考命题的基本思想.为了切实提高理科综合总复习的效率和效果,笔者与几位理、化、生学科教师和已考取名牌大学的学生一起探讨,总结了理科综合复习的要点,以飨求学路上的莘莘学子.
一、基础知识五能
以中学理、化、生的《考试说明》为依据,要求同学们的基础知识复习做到五个“能”:①能清楚地复述所学的基本概念、基本规律、基本原理和基本观点;②能对重点概念、原理和观点进行分解和综合;③能梳理教材的知识体系,揭示重点知识之间的内在联系;④能比较、分析同类型知识的差异之处;⑤能运用所学知识分析、解决实际问题.
二、实验操作七意识
实验操作是理、化、生三学科的共同点,实验操作在高考中的要求越来越高.在备考时要树立七个意识:①动手操作意识;②安全意识;③规范化意识;④环保意识;⑤质量意识;⑥定量意识;⑦创新、质疑意识.总复习阶段重做重要实验,根据要求设计实验方案,解释实验的现象和结果,分析和推理实验全过程.在日常生活中应多视角地观察、思考、理解生活、生产、科技和社会问题,学会对知识进行迁移应用.
三、知识应用大综合
同学们在总复习冲刺阶段中,既要做分科别类的练习,又要做各科知识大统一的综合题,以增强适应性,坦然迎接新题型的挑战!
下面请分析一道以“电池”为素材的理、化、生综合题:
例1 化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用.
(1)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池,其电池总反应可以表示为:Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2;已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸,以下说法中正确的是( ).
①以上反应是可逆反应
②以上反应不是可逆反应
③充电时化学能转变为电能
④放电时化学能转变为电能
A. ①③ B. ②④
C. ①④ D. ②③
(2)废弃的镍镉电池已成为主要的环境污染物,有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值.在酸性土壤中这种污染尤为严重.这是因为 .
(3)下图是废弃镍镉电池中的重金属渗入水体后,进入人体的一条途径:,生物体D中重金属浓度 (填大于、等于、小于)生物体A中重金属浓度,这是通过食物链 作用所引起的.除上述途径外,被污染的水体中的重金属还可以直接通过 (途径)进入人体.
(4)另一种常用的电池是锂电(锂是一种碱金属元素,其相对原子质量为7),由于它的比容量(单位质量电极材料所能转换的电量)特别大而广泛应用于心脏起搏器,一般使用时间可长达十年.它的负极用金属锂制成,电池总反应可表示为:Li+MnO2→LiMnO2
试回答:锂电池比容量特别大的原因是 .锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂配制,为什么这种电池不能使用电解质的水溶液?请用化学方程式解释其原因 .
(5)下面是两个电池外壳上的说明文字:
上述进口电池的电动势是 .上述国产电池最多可放出 mAh的电量;若该电池平均工作电流为0.03A,则最多可使用 小时.
分析:此题以电池为素材,考查化学学科可逆反应的概念、电池放电与充电的实质、环境污染和锂的性质,考查生物学科食物链的富集作用和被污染水体中的重金属进入人体的途径,考查物理学科电池外壳上文字说明的涵义、电池的电量与工作电流及工作时间的关系等.
(1)因放电和充电是在不同条件下进行的两个反应,所以不是可逆反应;又因放电时化学能转变为电能,而充电时电能转变为化学能,所以②、④说法正确.故选B.
(2)因Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液,所以在酸性土壤中污染尤为严重.
(3)由于通过食物链的富集作用,使生物体D中的重金属浓度大于生物体A中的重金属浓度.而重金属除了通过食物链进入人体外,还可由饮水直接进入人体.
(4)根据题中给电池的比容量的概念“单位质量电极材料所能转换的电量”可知,锂电池比容量大的原因是其摩尔质量小.而不能使用电解质的水溶液的原因是:Li是活泼金属,能与水反应,其反应方程式为2Li+2H2O=2LiOH+H2↑.
(5)因电动势的单位伏的符号为V,电量的单位毫安时的符号为mAh,所以由图中说明文字可知,进口电池的电动势为1.2V,国产电池最多可放出600mAh的电量,该国产电池最多可使用的时间为=20h(1A=1000mA).
故正确答案为:(1)B.(2)Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液.(3)大于;富集;饮水.(4)锂的摩尔质量小;2Li+2H2O=2LiOH+H2↑.(5)1.2;600;20.
四、数学工具要利用
高考理、化、生《考试说明》,对于运用数学工具处理问题的能力有明确的规定,即要求将物理、化学、生物问题抽象成数学问题,利用数学工具,通过推理和计算,解决物理、化学、生物问题 .事实上,在近年高考试题中,英语试卷中有数学问题,语文作文题中有以几何图形为背景的材料作文,政、史、地试卷中也有重要的数学计算……这些都体现了数学是解决多学科问题的桥梁和工具.下面给出三例供同学们研读:
例2 (与物理相结合的题)假设某粮店用一杆不准确的天平(其两臂不等长)称大米,某顾客要购买20kg大米,售货员分两次称,先将10kg的砝码放入左盘,置大米于右盘使之平衡后给顾客,然后又将10kg砝码放入右盘,置大米于左盘,平衡后再给顾客,请问,是顾客吃亏还是粮店吃亏?
分析:若顾客所得的米多于20kg,则粮店吃亏,否则顾客吃亏 . 因此,解此题的关键是求出顾客所称得的实际米的重量,再与20kg进行比较,从而达到求解的目的.
解:设天平的支点为O,左盘A的臂长为xA,右盘B的臂长为xB,两次称得的大米实际重量为GA、GB . 则有GA×xA=10xB,GB×xB=10xA,
所以,GA+GB=+>20 ?穴xA≠xB)
故顾客所得的大米实际重量超过20kg,因此粮店吃亏.
点评:解此题主要运用杠杆的平衡原理:动力×动力臂=阻力×阻力臂,再利用均值不等式达到求解目的.
例3 (与化学相结合的题)现有10种α-氨基酸,能构成有三种不同氨基酸单元的三肽 种,能构成只有二种不同氨基酸单元的三肽 种.
解:α-氨基酸的结构简式可表示为:
形成肽键时可以只有—COOH参与,也可以只有—NH2参与,或—COOH和—NH2同时参与.所以10种氨基酸取出3种构成三肽,这三种α-氨基酸单元有一定的排列顺序,可用排列的公式求得三肽的种数:A=720(种).只有两种α-氨基酸单元的三肽可表示为如下三种形式:a-a-b,a-b-a,b-a-a,从10种α-氨基酸中取出“a2b”也是一个排列问题,可用排列的公式求得三肽种数:3A=720(种).
点评:解此题关键是将一个化学问题转化为数学中的排列问题,从而达到求解目的.
例4 (和生物相结合的题)生物学中指出:生态系统中,在输入一个营养级的能量时,大约只有10%~20%的能量能够流动到下一个营养级.在H1→H2→H3→H4→H5→H6这条生物链中,若能使H6获得10kJ的能量,则需要H1最多提供的能量是( )
A.104 kJ B.105 kJ C.106 kJ D.107 kJ
解:要H1提供能量最多,则需要各级的能量传递率最低,即10%,这样各级所提供的能量数依次成等比数列,公比为.于是,本题就是已知等比数列的公比和第六项,求首项.由等比数列的通项公式得:a1==106.应选C.
点评:在解此题时用到了等比数列的通项公式而使问题获解.
五、心理素质要训练
近几年的理综测试卷有意识地增加了一些测试心理素质的因素,对学生而言,相当于增大了难度.如理、化、生三学科既有少量试题拼盘式综合的混编,又有不同题型的难易程度不同的锯齿形排列,还有起点高落点低与起点低落点高试题的交错等等.这一切对学生的答题技巧是一种检验,对学生的心理素质也是一种考验.因此,同学们在总复习阶段必须有意识地强化心理素质训练,只有这样,在考试时才能排除干扰,稳定心理,保持正常心态应考.