第一章 走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室
一、科學(xué)探究:①基地:實(shí)驗(yàn)室;②目的:(觀察)找出物理現(xiàn)象出現(xiàn)的原因及規(guī)律;③重要環(huán)節(jié):制定計(jì)劃、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn);④七大環(huán)節(jié):提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析論證、評(píng)估、交流合作。
二、物理實(shí)驗(yàn)①顯著特點(diǎn):在一定條件下,物理現(xiàn)象可以有規(guī)律地重復(fù)出現(xiàn);②基礎(chǔ):測(cè)量。
三、長(zhǎng)度(L)和時(shí)間(t)的測(cè)量
⑴長(zhǎng)度的單位及換算關(guān)系:①中國(guó)古代長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn):中國(guó)木工尺;國(guó)際通用長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn):米原器。
②在國(guó)際單位制(SI)中,長(zhǎng)度的基本單位是米(m);常用比米大的單位有千米(km);比米小的單位有分米(dm)、厘米(㎝)、毫米(mm)、微米(μm)、納米(nm)、皮米(pm)、飛米(fm)等。③單位換算:1km=103m 1dm=10-1m 1cm=10-2m 1mm=10-3m 1μm=10-6m 1nm=10-9m ④光年表示光在1年的時(shí)間中所走過(guò)的路程,所以是長(zhǎng)度單位,1光年=3×108m/s×365×24×60×60s=9.4608×1015m
⑵長(zhǎng)度的測(cè)量:①常用測(cè)量工具:刻度尺、游標(biāo)卡尺、千分尺、螺旋測(cè)微器等。
②刻度尺的基本認(rèn)識(shí):a.最小刻度值:分度值;b.一次能測(cè)量的尺度:量程;c.起始刻度線(一般而言):零刻度線。③刻度尺的使用方法:a.看(使用前要觀察它的量程、分度值和零刻度線);b.放(測(cè)量時(shí),被測(cè)物體的一端要與零刻度線對(duì)齊,尺要沿被測(cè)邊緣放正,刻度線緊貼被測(cè)物體;c.讀(讀數(shù)時(shí),視線應(yīng)正對(duì)刻度線,并與尺面垂直,在精確測(cè)量時(shí),要估讀到最小刻度值的下一位);d.記(測(cè)量值由數(shù)字(準(zhǔn)確值、估計(jì)值)和單位組成,倒數(shù)第二位是準(zhǔn)確值,最末一位是估計(jì)值,包括估計(jì)值在內(nèi)的測(cè)量值稱(chēng)為有效數(shù)字)。
④長(zhǎng)度測(cè)量的意義:是最基本的測(cè)量,學(xué)會(huì)刻度尺的讀數(shù)方法對(duì)測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)具有普遍意義。⑤科學(xué)測(cè)量要點(diǎn):a.合理選擇測(cè)量?jī)x器;b.正確操作和讀數(shù);c.科學(xué)處理數(shù)據(jù)。
⑶誤差的了解:①定義:測(cè)量值與真實(shí)值之間的差異;②產(chǎn)生原因:a.人為原因;b.工具原因;③錯(cuò)誤可以避免,誤差不可避免;④減小誤差方法:a.選用精密儀器;b.提高測(cè)量技術(shù),改進(jìn)測(cè)量方法;c.多次測(cè)量求平均值。
⑷時(shí)間的測(cè)量:①測(cè)量?jī)x器:秒表、鐘表、停表、電子表等。②單位及其換算關(guān)系:在國(guó)際單位制中,時(shí)間的基本單位是秒(s),常用單位有年(y)、月(m)、日(d)、時(shí)(h)、分(min)、毫秒(ms)、微秒(μs)、納秒(nm)、等。1y=12m=365或366d,1h=60min=3600s,1s=103ms=106μs=109ns
四、特殊的長(zhǎng)度和面積的測(cè)量:⑴特殊測(cè)量方法:①累積法;②化直為曲法;③化曲為直法;④化整為零法;⑤化暗為明法;⑥平移法;⑦目測(cè)法;⑧步測(cè)法;⑨手測(cè)法;⑩轉(zhuǎn)化法……
⑵兩個(gè)概念:①控制變量法:考察其中一個(gè)因素對(duì)研究問(wèn)題的影響,保持其他因素不變的方法;②調(diào)零:測(cè)量?jī)x器使用前,一般應(yīng)先將指針調(diào)到零刻度,叫調(diào)零或校零。
第二章 運(yùn)動(dòng)與能量
一、認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)
⑴宏觀物體的運(yùn)動(dòng):①機(jī)械運(yùn)動(dòng):物理學(xué)中,把物體位置的變化叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng).②自然界中,物質(zhì)運(yùn)動(dòng)有多種形式,機(jī)械運(yùn)動(dòng)區(qū)別于其他運(yùn)動(dòng)之處在于物體的位置發(fā)生了變化,如這正在行駛的汽車(chē).③運(yùn)動(dòng)具有普遍性,大到天體,小到原子,宇宙中的一切物體都是運(yùn)動(dòng)的.④有的物體離我們太遙遠(yuǎn).有的物體運(yùn)動(dòng)太慢,我們?nèi)庋鄹杏X(jué)不到它們位置的改變.⑤機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式:a.運(yùn)動(dòng)路線的形狀:直線運(yùn)動(dòng)與曲線運(yùn)動(dòng);b.速度變化的規(guī)律:勻速運(yùn)動(dòng)與變速運(yùn)動(dòng)。
⑵機(jī)械運(yùn)動(dòng)的描述:①參照物:判斷一個(gè)物體是否運(yùn)動(dòng)和如何運(yùn)動(dòng),首先要選擇一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就叫參照物。②參照物的選擇:a.任意選擇(除物體本身外);b.一旦被選取,就假定其靜止,無(wú)論其相對(duì)地面是靜止還是運(yùn)動(dòng);c.一般選地面或相對(duì)地面靜止的物體作為參照物;③運(yùn)動(dòng)與靜止的相對(duì)性:判斷一個(gè)物體是靜止還是運(yùn)動(dòng),以及它的運(yùn)動(dòng)情況如何,取決于所選的參照物,如地球同步衛(wèi)星相對(duì)于地球是靜止的,相對(duì)于月球是運(yùn)動(dòng)的。平常我們所說(shuō)的靜止都是指相對(duì)靜止,絕對(duì)靜止的物體是沒(méi)有的。
⑶微觀世界的運(yùn)動(dòng):①物質(zhì)是由肉眼看不見(jiàn)的微粒——分子構(gòu)成。分子由原子組成,原子由原子核和核外電子組成,原子核由質(zhì)子和中子組成,質(zhì)子由兩個(gè)上夸克和一個(gè)下夸克組成,中子由兩個(gè)下夸克和一個(gè)上夸克組成。②物質(zhì)本身不帶電,是由于構(gòu)成物質(zhì)的分子、原子不帶電【原子核中的質(zhì)子帶正電,中子對(duì)外不顯電性(稱(chēng)為電中性),核外電子帶等量的負(fù)電(一般情況下),這樣,原子核所帶的正電和核外電子所帶的負(fù)電相抵,因此物質(zhì)本身呈電中性】;③由于原子核體積小、質(zhì)量大,幾乎集中了原子全部的質(zhì)量,而電子的質(zhì)量幾乎為0,所以相對(duì)原子質(zhì)量(又稱(chēng)原子量)≈質(zhì)子數(shù)+中子數(shù);④分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)不變的最小微粒,原子是參加化學(xué)反應(yīng)的最小微粒;⑤分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng);⑥正是由于分子的運(yùn)動(dòng),才構(gòu)成了物質(zhì)的三種狀態(tài)(稱(chēng)為物態(tài)):固態(tài)(有一定的體積和形狀);液態(tài)(有一定的體積,沒(méi)有一定的形狀);氣態(tài)(沒(méi)有一定的體積和形狀);⑦一般分子的直徑約為10-10m,要用掃描隧道顯微鏡(STM)觀察。
二、直線運(yùn)動(dòng)的速度(v)
⑴比較物體運(yùn)動(dòng)快慢的方法:①相同時(shí)間比路程;②相同路程比時(shí)間;③比較物體在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程(稱(chēng)為速度)。【速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量】
⑵勻速直線運(yùn)動(dòng):①定義:一個(gè)物體沿直線運(yùn)動(dòng),在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程始終相等的運(yùn)動(dòng);②速度公式:v=s/t【其中v表示速度,s表示路程,t表示時(shí)間】;③速度單位:m/s(在SI中)、km/h;④單位換算:1m/s=3.6km/h【1m/s的物理意義是物體在1s內(nèi)通過(guò)的路程是1m】;⑤其圖像:v-t圖像是平行于t軸的直線(如下圖?。瑂-t圖像是經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的正比例函數(shù)圖像(如下圖乙);⑥在勻速直線運(yùn)動(dòng)中,任何時(shí)刻速度都相等,因此不能說(shuō)v與s成正比,與t成反比。
⑶變速直線運(yùn)動(dòng):①定義:在相等的時(shí)間內(nèi)物體通過(guò)的路程并不相等的運(yùn)動(dòng);②平均速度(即物體在通過(guò)某一段路程時(shí)的平均快慢程度):v=s/t。
三、能量(E):①定義:一個(gè)物體做功的能力(與物體運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物理量);②單位:【在SI中】焦耳(簡(jiǎn)稱(chēng)焦,符號(hào)J);③形式:太陽(yáng)能(光能)、機(jī)械能、內(nèi)能、電能、化學(xué)能、核能、聲能;④能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化:a.轉(zhuǎn)移:能量不僅能夠從一個(gè)地方轉(zhuǎn)移到另一個(gè)地方(特點(diǎn):?jiǎn)畏较?、不可逆即高溫物體傳給低溫物體或從物體的高溫部分傳給低溫部分),b.轉(zhuǎn)化:不同形式的能量之間還可以互相轉(zhuǎn)化(特點(diǎn):方向性);⑤能量的來(lái)源:太陽(yáng)能的直接或間接利用。
第三章 聲
一、聲音的產(chǎn)生與傳播
①聲源:正在發(fā)生的物體叫做聲源;②產(chǎn)生:聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的,一切正在發(fā)聲的物體都在振動(dòng),振動(dòng)停止,發(fā)聲停止;③傳播:a.形式:以波的形式傳播(稱(chēng)為聲波);b.條件:需要介質(zhì)(即傳播聲音的媒介物),聲音可以在固體、液體、氣體中傳播,真空不能傳聲;c.聲速:每1s內(nèi)聲音傳播的路程稱(chēng)為聲速,通常情況下,v固>v液>v氣;d.影響聲速因素:介質(zhì)的性質(zhì)和介質(zhì)的溫度(在15℃時(shí),聲音在空氣中傳播速度約為340m/s);④聲音能夠傳播信息和能量。
二、樂(lè)音與噪聲(見(jiàn)下圖)
⑴聲音的分類(lèi):①悅耳動(dòng)聽(tīng)的聲音叫做樂(lè)音,②(物理角度)發(fā)聲體做無(wú)規(guī)則振動(dòng)產(chǎn)生的聲音叫做噪聲,(環(huán)保角度)妨礙人們正常休息和工作的聲音。
⑵樂(lè)音的三個(gè)特征:①音調(diào):a.定義:樂(lè)音的高低;b.影響因素:振動(dòng)頻率(頻率越高,音調(diào)越高,聲音越尖細(xì);頻率越低,音調(diào)越低,聲音越低沉);②響度(也叫音量):a.定義:聲音的大?。ㄒ卜从沉寺暷艿拇笮。?;b.影響因素:振動(dòng)幅度(簡(jiǎn)稱(chēng)振幅),振幅越大,響度越大;振幅越小,響度越小【還與人距聲源的距離有關(guān),距離越遠(yuǎn),響度越??;距離越近,響度越大】;③音色(也稱(chēng)音品):a.定義:聲音的特色和品質(zhì);b.影響因素:發(fā)聲體本身的材料和結(jié)構(gòu)。
⑶噪聲的利用與防治:①?gòu)?qiáng)弱程度及危害:用分貝(dB)為單位來(lái)表示噪聲的強(qiáng)弱程度。0dB是一般人剛能聽(tīng)到的頻率為1000Hz的聲音,是聽(tīng)覺(jué)的下限;為了保護(hù)聽(tīng)力,聲音不能超過(guò)90dB;30-40dB是較為理想的安靜環(huán)境;在150dB的環(huán)境中,鼓膜破裂出血,雙耳完全失去聽(tīng)力。②來(lái)源:交通噪聲、工業(yè)噪聲、施工噪聲、居民噪聲等。③當(dāng)代社會(huì)四大污染源:噪聲、廢氣、污水、有毒固體廢物。④利用:除雜草、探測(cè)病灶、顯示海底情況等。⑤控制噪聲:a.在聲源處減弱(消聲);b.在傳播過(guò)程中減弱(隔聲);c.在人耳處減弱(吸聲);根本措施:消除或降低聲源噪聲。
三、奇異的聲現(xiàn)象
⑴聲的反射——回聲:①定義:當(dāng)聲音在傳播過(guò)程中遇到障礙物時(shí),被反射回來(lái)的現(xiàn)象;②聽(tīng)到回聲的條件:回聲到達(dá)人耳的時(shí)間比原聲至少晚0.1s以上,即在空氣中,發(fā)聲人于障礙物相距大于17m,人耳就能聽(tīng)到回聲;反之,回聲與原相混,使原聲加強(qiáng),耳朵就很難把這兩個(gè)聲音區(qū)分開(kāi)。③利用:a.加強(qiáng)原聲;b.測(cè)距:s=0.5v聲t;c.用聲納定位。④混響:a.聲波在室內(nèi)傳播時(shí),要被墻壁、天花板、地面等障礙物反射,當(dāng)聲源停止振動(dòng)后,聲音還會(huì)持續(xù)一段時(shí)間,叫做混響;持續(xù)的這段時(shí)間叫做混響時(shí)間。b.混響時(shí)間過(guò)短,聲音干澀不飽滿(mǎn);混響時(shí)間過(guò)長(zhǎng),回聲與原聲相混,聽(tīng)不清楚。因此,建筑師必須處理好劇場(chǎng)和音樂(lè)廳的混響效果。
⑵共鳴(也稱(chēng)共振):兩個(gè)頻率相同的音叉,一個(gè)發(fā)聲,引起另外一個(gè)音叉也發(fā)聲的現(xiàn)象;如唐代鐘鳴磬響,擊彼此應(yīng)的現(xiàn)象,二胡的共鳴箱等。
⑶不同的動(dòng)物的發(fā)聲部位、發(fā)聲頻率與接收聲音的頻率完全不相同。
四、人耳的聽(tīng)聲能力 聲與現(xiàn)代科技
⑴人耳的聽(tīng)聲能力(如圖):①聽(tīng)聲過(guò)程:外界聲波→外耳道→鼓膜(振動(dòng))→聽(tīng)小骨→半規(guī)管→前庭→耳蝸→聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)→大腦聽(tīng)覺(jué)中樞;②頻率:a.定義:物體在1s內(nèi)振動(dòng)的次數(shù);b.單位:赫茲(在SI中,簡(jiǎn)稱(chēng)赫,符號(hào)Hz),千赫(kHz)、兆赫(mHz),1mHz=103kHz=106Hz;③人耳聽(tīng)覺(jué)頻率范圍:20Hz-20000Hz;敏感范圍1000Hz-3000Hz;分辨頻率差約為3‰.
⑵超聲與次聲:①定義:低于20Hz的聲叫次聲,高于20000Hz的聲叫超聲;②動(dòng)物與聲音:a.狗、貓、蝙蝠、海豚可以聽(tīng)到超聲,b.水母、大象可以聽(tīng)到次聲;③超聲具有方向性好、穿透能力強(qiáng)、能量大且密集等特點(diǎn),常用來(lái)制造聲納(即雷達(dá))、金屬探傷、B超體檢、清洗精密儀器、治療結(jié)石、加濕空氣和除塵等;④次聲具有頻率低、能量衰減小、穿透能力強(qiáng)、傳播距離遠(yuǎn)等特點(diǎn),常用來(lái)監(jiān)測(cè)核爆炸位置、海洋平均溫度、預(yù)報(bào)自然災(zāi)害等。⑶聲技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合(即聲識(shí)別技術(shù)),廣泛用于現(xiàn)代生活,如聲識(shí)別技術(shù)與安檢,制造智能玩具等。
第四章 在光的世界里
一、光的直線傳播 光的反射 面鏡成像及光污染
⑴光的直線傳播:①光源:a.定義:自身能夠發(fā)光的物體;b.分類(lèi):自然光源(太陽(yáng)、螢火蟲(chóng))、人造光源(蠟燭、激光);②傳播規(guī)律:a.在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播【排隊(duì)、影子、小孔成像(倒立、放大或縮小或等大實(shí)像、孔足夠小但與小孔形狀無(wú)關(guān))、激光準(zhǔn)直、日食(月亮運(yùn)動(dòng)到地球和太陽(yáng)之間)月食(地球運(yùn)動(dòng)到月亮和太陽(yáng)之間)】b.從一種介質(zhì)射到另一種介質(zhì)表面上,有一部分光被反射回原介質(zhì)中,稱(chēng)為反射(潛望鏡、平面鏡、球面鏡(凸面鏡和凹面鏡)、樹(shù)在水中倒影);c.從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)中,光傳播方向發(fā)生偏折,稱(chēng)為折射(筷子彎折、海市蜃樓、在岸上覺(jué)得水底變淺、在水中覺(jué)得樹(shù)變高、清晨看太陽(yáng)比其實(shí)際位置高)⑵光線(實(shí)際并不存在):用一根帶箭頭的直線來(lái)表示光的傳播方向和路徑(模型法);光速:在真空中傳播速度為c=3×108m/s,在水中約為3/4c,在玻璃中約為2/3c;光也能夠傳播信息和能量。
⑶光的反射:①有關(guān)概念:從入射點(diǎn)引出的垂直于鏡面的直線叫法線,入射光線與法線夾角叫入射角,反射光線與法線夾角叫反射角;②光的反射定律:a.反射光線、入射光線及法線在同一平面內(nèi),b.反射光線和入射光線分居在法線兩側(cè),c.反射角等于入射角(簡(jiǎn)記為三線共面、法線居中、兩角相等);③反射時(shí),光路是可逆的;④反射分類(lèi):a.鏡面反射:光滑鏡面的反射,平行光反射后仍平行;b.漫反射:平行光反射后射向四面八方;c.不論是鏡面反射還是漫反射,都遵從光的反射定律;⑤自行車(chē)尾燈是利用的光的反射(相互垂直),太空鏡可反射陽(yáng)光。
⑷平面鏡成像:①平面鏡:平靜的水面、平板玻璃、平滑的金屬面等;②平面鏡成像規(guī)律:a.平面鏡所成的像是正立虛像(畫(huà)成虛線),b.像與物大小相等,c.像與物到平面鏡距離相等,像與物對(duì)應(yīng)點(diǎn)連線與鏡面垂直(像與物關(guān)于平面鏡對(duì)稱(chēng));d.像與物上下不變,左右相反;③平面鏡使用不當(dāng),會(huì)造成光污染;④球面鏡(反射面為球面一部分的鏡面)成像:a.凸面鏡:用球面的外側(cè)作反射面的球面鏡叫做凸面鏡,對(duì)光起發(fā)散作用,常用作擴(kuò)大視野;b.凹面鏡:用球面的內(nèi)側(cè)作反射面的球面鏡叫做凹面鏡,對(duì)光起會(huì)聚作用,常用作太陽(yáng)灶、太陽(yáng)焊接機(jī)、車(chē)頭燈等。
二、光的折射 透鏡的光學(xué)性質(zhì)及成像規(guī)律
⑴光的折射:①折射角:折射光線與法線夾角;②光的折射規(guī)律:a.折射光線、入射光線與法線在同一平面內(nèi);b.折射光線和入射光線分居在法線兩側(cè);c.光從空氣斜射入玻璃中或其他介質(zhì)中時(shí),折射光線靠近法線折射,折射角小于入射角(折射角隨入射角的增大而增大);d.當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí),傳播方向不改變【簡(jiǎn)記:三線共面,兩線分居,兩角關(guān)系】③光在折射時(shí),光路是可逆的。
⑵透鏡:①定義:中間厚,邊緣薄的透鏡叫凸透鏡;中間薄、邊緣厚的透鏡叫凹透鏡;②有關(guān)概念:主軸:通過(guò)凸透鏡兩個(gè)球面球心C1、C2的直線叫凸透鏡的主光軸。 光心:凸透鏡的中心O點(diǎn)是透鏡的光心。 焦點(diǎn):平行于主軸的光線經(jīng)過(guò)凸透鏡后會(huì)聚于主光軸上一點(diǎn)F,這一點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)。 焦距:焦點(diǎn)F到凸透鏡光心O的距離叫焦距,用f表示。 物距:物體到凸透鏡光心的距離稱(chēng)物距,用u表示。 像距:物體經(jīng)凸透鏡所成的像到凸透鏡光心的距離稱(chēng)像距,用v表示。③光學(xué)性質(zhì):凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用,凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用;④成像規(guī)律:見(jiàn)下表(另外補(bǔ)充:一倍焦距分虛實(shí),兩倍焦距分大小,物近像遠(yuǎn)像變大,物遠(yuǎn)像近像變小);
物距 (u) 像距 (v) 成像性質(zhì) 應(yīng)用 像與物位置關(guān)系
u>2f f u=2f v=2f 倒立 等大 實(shí)像 等大像法測(cè)焦距、復(fù)印機(jī) 異側(cè)
f2f 倒立 放大 實(shí)像 幻燈機(jī)、投影儀、放映機(jī) 異側(cè)
u=f 不成像 不成像 平行光測(cè)焦距
uu,v=∞ 正立 放大 虛像 放大鏡 同側(cè)
三、神奇的眼睛 通過(guò)透鏡看世界 走進(jìn)彩色世界 (補(bǔ)充內(nèi)容)看不見(jiàn)的光
⑴神奇的眼睛:①眼睛的工作原理:眼睛通過(guò)睫狀肌調(diào)節(jié)晶狀體的彎曲程度(屈光)來(lái)改變晶狀體焦距獲得倒立的、縮小的實(shí)像。②近視眼:a.近視者僅能看清近距離的物體,遠(yuǎn)距離的物體看起來(lái)很模糊,這是因?yàn)閳D像被聚焦到視網(wǎng)膜的前方了;b.糾正的方法是讓近視者戴凹透鏡,這樣可使聚焦后的光線稍向后移,恰好落到視網(wǎng)膜上;③遠(yuǎn)視眼:a.眼球的前后徑變短,近距離的物體發(fā)出的光線聚焦到視網(wǎng)膜后面,看起來(lái)就很模糊,只有遠(yuǎn)距離物體能看清晰。b.矯正方法:遠(yuǎn)視可戴凸透鏡,使光線稍向內(nèi)折屈,幫助光線落在視網(wǎng)膜上;④正常眼睛的明視距離(清晰不易疲勞)約為25cm近視眼的明視距離約為10cm;⑤眼鏡度數(shù)計(jì)算:度數(shù):Φ=1/f,D=100Φ=100/f(f表示焦距,Φ表示透鏡直徑,D表示度數(shù),近視鏡取負(fù)數(shù),遠(yuǎn)視鏡取正數(shù))
⑵望遠(yuǎn)鏡與顯微鏡:①望遠(yuǎn)鏡:a.利用凹透鏡和凸透鏡觀測(cè)遙遠(yuǎn)物體的光學(xué)儀器;b.1608年,荷蘭人漢斯•利伯希發(fā)明了第一部望遠(yuǎn)鏡;c.1609年,意大利佛羅倫薩人伽利略•伽利雷發(fā)明了40倍雙鏡望遠(yuǎn)鏡(目鏡凹透鏡,物鏡凸透鏡),這是第一部投入科學(xué)應(yīng)用的實(shí)用望遠(yuǎn)鏡;d.開(kāi)普勒折射式望遠(yuǎn)鏡:目鏡凸透鏡(正立、放大虛像),物鏡凸透鏡(倒立、縮小實(shí)像);e.牛頓反射式望遠(yuǎn)鏡:目鏡凸透鏡(倒立、放大、實(shí)像),物鏡凹面鏡(同上)。②顯微鏡:a. 1590年,荷蘭、意大利眼鏡制造者造出類(lèi)似顯微鏡的放大儀器,1665年,胡克發(fā)明顯微鏡;b.常見(jiàn)顯微鏡:光學(xué)顯微鏡(荷蘭楊森父子發(fā)明)、電子顯微鏡、掃描隧道電子顯微鏡(STM);c.分為機(jī)械部分和光學(xué)部分(主要為鏡筒,其兩端為目鏡和物鏡,都為凸透鏡;【顯微鏡的目鏡與物鏡放大倍數(shù)的乘積才是其總的放大倍數(shù)如“5×8”等】
⑶彩色世界:①光的色散:1666年,英國(guó)科學(xué)家牛頓做了的日光色散實(shí)驗(yàn),讓一束白光通過(guò)三棱鏡,被分解成紅橙黃綠藍(lán)靛紫七色光,再通過(guò)一個(gè)凸透鏡,在其后再放一個(gè)三棱鏡,發(fā)現(xiàn)色光又合成了白光(說(shuō)明了白光是復(fù)色光,可以被分解成七色光,稱(chēng)為光的色散);②光譜:a.定義:將色光按紅橙黃綠藍(lán)靛紫排成光帶,b.作用:反映光的瑰麗,從中獲得遙遠(yuǎn)天體信息和原子內(nèi)部信息;③光的三原色:紅、綠、藍(lán),混合后為白光;顏料三原色:品紅、黃、藍(lán),混合后為黑色;④物體的顏色:a.有色透明體的顏色由透過(guò)的色光決定,無(wú)色透明體可透過(guò)所有色光,不透明體顏色由它反射的色光決定;b.白色可以反射所有色光,黑色吸收所有色光。
第五章 物態(tài)變化
一、地球上水的物態(tài)變化 物態(tài)變化與我們的世界
⑴物態(tài)變化:①定義:物質(zhì)由一種形態(tài)變?yōu)榱硪环N形態(tài)的過(guò)程;②物質(zhì)三態(tài):固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài);物體三態(tài):固體、液體、氣體;③種類(lèi):a.熔化:物質(zhì)由固態(tài)變到液態(tài)的過(guò)程;b.凝固:物質(zhì)由液態(tài)變到固態(tài)的過(guò)程;c.汽化:物質(zhì)由液態(tài)變到氣態(tài)的過(guò)程;d.液化:物質(zhì)由氣態(tài)變到液態(tài)的過(guò)程;e.升華:物質(zhì)由固態(tài)直接變到氣態(tài)的過(guò)程;f.凝華:物質(zhì)由氣態(tài)直接變到固態(tài)的過(guò)程(簡(jiǎn)記為“三態(tài)六變”)。⑵水循環(huán):①雪、雨、水蒸氣是水的三態(tài);雨、雪、雹統(tǒng)稱(chēng)降水;②水循環(huán)過(guò)程:海水汽化→水蒸氣遇冷液化(或汽化→凝華→熔化);③地球的三大生態(tài)系統(tǒng):濕地、森林、海洋。⑶物態(tài)種類(lèi):固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、等離子體(氣體被加熱至上萬(wàn)℃時(shí),將成為正負(fù)帶電粒子組成的集合體)、超固態(tài)(白矮星、中子星、黑洞)、軟物質(zhì)(液晶、聚合物、膠體、膜、泡沫、顆粒物質(zhì)、生命物質(zhì))【液晶:a.定義:在特定條件下具有晶體結(jié)構(gòu)的液體;b.特點(diǎn):用極其微小的電流就能控制和改變其分子排列;c.應(yīng)用:液晶電視機(jī)、液晶電腦、移動(dòng)電話、電子地圖】(朗繆爾發(fā)現(xiàn)等離子體,熱納發(fā)現(xiàn)軟物質(zhì));
⑷物態(tài)變化的利用:①熱管:a.構(gòu)造:一根密封的真空金屬管,管內(nèi)襯有一層叫吸液芯的多孔材料,里面裝有酒精或其他液體;b.工作原理:熱端受熱,液體吸收熱量汽化,蒸汽在管子里跑到冷端,在管壁遇冷液化,放出熱量,冷凝后回到熱端,循環(huán)往復(fù);c.優(yōu)點(diǎn):把高溫部分的熱迅速傳遞到低溫部分,使物體各部分溫度基本均勻。②電冰箱:目前常用的電冰箱利用了一種叫做氟利昂的物質(zhì)作為熱的“搬運(yùn)工”,電動(dòng)壓縮機(jī)把冰箱里的“熱”“搬運(yùn)”到冰箱的外面的冷凝器中(先液化放熱,再汽化吸熱);③人類(lèi)文明進(jìn)展:蒸汽機(jī)時(shí)代→電氣化時(shí)代→信息時(shí)代;④水污染物:生活污水、工業(yè)廢水、工業(yè)固體廢物、生活垃圾;⑤水污染會(huì)造成赤潮和水華等災(zāi)害。
二、溫度 溫度計(jì)(補(bǔ)充內(nèi)容)
⑴溫度:①定義:表示物體的冷熱程度的物理量,微觀上來(lái)講是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度;②溫度常用單位是攝氏度(°C),冰水混合物的溫度規(guī)定為0 °C,把1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水的溫度規(guī)定為100 °C,0 °C和100 °C之間分成100等份,每一等份叫做1 °C。
⑵溫度計(jì):①定義:能夠快速準(zhǔn)確測(cè)量出物體溫度的儀器;②工作原理:常用溫度計(jì)(溫度計(jì)、體溫計(jì)、寒暑表)是根據(jù)液體(如汞即水銀、酒精、煤油)的熱脹冷縮原理制成的;③注意:a.一切物體都具有熱脹冷縮的性質(zhì)。但是水在4℃以上會(huì)熱脹冷縮而在4℃以下會(huì)冷脹熱縮。這意味著,冰將會(huì)浮在水面;b.汞(又稱(chēng)水銀)是一種在常溫下呈液態(tài)的金屬物質(zhì);④常用溫度計(jì)的量程和分度值:一般溫度計(jì)量程-20℃—100℃,分度值1℃;寒暑表量程-20℃—60℃,分度值2℃;體溫計(jì)量程35℃—42℃,分度值0.1℃;⑤使用方法:a.觀察其量程、分度值、零刻度線;b.要使玻璃泡與被測(cè)液體充分接觸,且不能碰到容器的底部和側(cè)壁;c.要待其示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù),讀數(shù)時(shí)玻璃泡要繼續(xù)留在被測(cè)液體中,視線要與凸形(凹形)液面(最低)處相平,且要注意示數(shù)是在零刻度線的上部(用正數(shù)讀數(shù))還是下部(用負(fù)數(shù)讀數(shù));d記數(shù)由數(shù)字和單位構(gòu)成;⑥體溫計(jì)特點(diǎn):玻璃泡上端有縮口,使體溫計(jì)離開(kāi)人體后溫度穩(wěn)定不變(第二次測(cè)量時(shí)只需輕輕甩動(dòng)使溫度降至正常溫度即可)【除體溫計(jì)外,其他溫度計(jì)不可以甩動(dòng)】⑦錯(cuò)誤操作:a.用溫度計(jì)直接測(cè)量燃燒的酒精燈的溫度;b.用寒暑表測(cè)量沸水的溫度;c.用水銀溫度計(jì)測(cè)量南北兩極的溫度;d.使用時(shí)碰到容器的底部和側(cè)壁等。
【拓展:(攝氏溫度的由來(lái))冰水混合物的溫度始終為0℃,在常溫常壓下,水的沸點(diǎn)為100℃,在0℃~100℃之間由100個(gè)分度值劃分,每個(gè)分度值表示1℃】
三、熔化和凝固
⑴固體的分類(lèi):①晶體:a.定義:有規(guī)則結(jié)構(gòu)的固體;b.實(shí)例:雪花、鉆石、奈、食鹽、糖、海波、許多礦石和所有金屬;②非晶體:a.定義:無(wú)規(guī)則結(jié)構(gòu)的固體;b.實(shí)例:玻璃、松香、蜂蠟、瀝青、塑料、橡膠等?!咀⒁猓壕w分為單晶體和多晶體,非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化成晶體,可見(jiàn),晶體和非晶體之間并沒(méi)有絕對(duì)的界限】
⑵固體的熔化特點(diǎn):①晶體在熔化過(guò)程中,不斷從外界吸收熱量,溫度保持不變;非晶體在熔化過(guò)程中不斷吸收熱量,溫度持續(xù)上升;②晶體在熔化時(shí)的溫度叫做熔點(diǎn)。不同的晶體有不同的熔點(diǎn),非晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn);③晶體在熔化時(shí)是固液共存態(tài);而非晶體是由硬變軟,然后逐漸變成液態(tài);④晶體熔化條件:溫度達(dá)到熔點(diǎn),繼續(xù)吸熱(二者缺一不可);⑶液體的凝固特點(diǎn):①晶體在凝固過(guò)程中,不斷放出熱量,溫度保持不變;非晶體在凝固過(guò)程中不斷放出熱量,溫度不斷下降;②晶體在凝固時(shí)的溫度叫凝固點(diǎn)。晶體有一定的凝固點(diǎn),而非晶體沒(méi)有;③晶體在凝固過(guò)程中有固液共存態(tài),而非晶體沒(méi)有;④凝固是熔化的逆過(guò)程,同種物質(zhì)的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)相同;⑤液體凝固的條件:溫度達(dá)到凝固點(diǎn),繼續(xù)放熱(缺一不可);⑷補(bǔ)充:a.冰水混合物的溫度始終為0℃;b.晶體的熔點(diǎn)跟氣壓的大小有關(guān),熔化時(shí)體積變大的物體,在氣壓增大時(shí)熔點(diǎn)升高;c.晶體中含有雜質(zhì)時(shí),其熔點(diǎn)會(huì)發(fā)生變化(當(dāng)冰中含有酸堿鹽糖時(shí),其熔點(diǎn)會(huì)降低);⑸火山噴發(fā)與太空材料(如砷化鎵)的制造過(guò)程:先熔化后凝固。
四、汽化和液化
Ⅰ、汽化:⑴兩種方式:蒸發(fā)和沸騰;⑵蒸發(fā):①定義:液體在任何溫度下均可發(fā)生,并且只在液體表面發(fā)生的汽化現(xiàn)象;②影響蒸發(fā)快慢的因素:a.液體的溫度;b.液體上方空氣流動(dòng)速度;c.液體的表面積;d.液體的種類(lèi);③特點(diǎn):蒸發(fā)吸熱,有制冷作用;⑶沸騰:①定義:在一定溫度下,液體內(nèi)部和表面同時(shí)發(fā)生的劇烈汽化現(xiàn)象;②液體在沸騰過(guò)程中溫度保持不變,此時(shí)的溫度叫做沸點(diǎn),不同物質(zhì)的沸點(diǎn)不同;③液體沸騰的條件:溫度達(dá)到沸點(diǎn),繼續(xù)從外界吸熱(缺一不可);④影響沸點(diǎn)的因素:液體的沸點(diǎn)與氣壓的大小有關(guān),氣壓減小,沸點(diǎn)降低,氣壓增大,沸點(diǎn)升高。
Ⅱ、液化:①兩種方式:降低溫度和壓縮體積;②液化要放熱;③降低溫度適用于所有氣體,而壓縮體積只適用于部分氣體;④補(bǔ)充:水蒸氣是看不見(jiàn)的,我們看得見(jiàn)的“白汽”“白霧”都不是水蒸氣,都是液態(tài)的小水珠,是水蒸氣遇冷后液化形成的。
五、升華和凝華:Ⅰ、升華(吸熱),凝華(放熱);Ⅱ、判斷物態(tài)變化是不是升華或凝華,要看變化中間是否經(jīng)歷了液態(tài),若經(jīng)歷了液態(tài),則不是升華或凝華現(xiàn)象;若沒(méi)有經(jīng)歷液態(tài),則一定是升華或凝華現(xiàn)象。Ⅲ、生活中常見(jiàn)的升華現(xiàn)象:①燈絲(或鎢絲)變細(xì);
②冬天,室外冰凍的衣服晾干了; ③衣箱中的樟腦丸(或衛(wèi)生球)漸漸變?。?BR> ④高溫加熱碘,碘的體積變?。弧 ?⑤寒冷的冬天,堆的雪人變小了;
⑥干冰(固態(tài)二氧化碳)升華用來(lái)打造絕妙的舞臺(tái)效果,也可用來(lái)人工降雨;
Ⅳ、生活中常見(jiàn)的凝華現(xiàn)象: ①冬天,玻璃窗內(nèi)表面上結(jié)的冰花;②北方冬天的樹(shù)掛;
③霜的形成;④南方雪災(zāi)中見(jiàn)到的霧淞;⑤燈泡(或鎢絲)發(fā)黑;⑥雪糕紙中發(fā)現(xiàn)的“白粉”。
六、知識(shí)整合與實(shí)例分析:
自然界中所發(fā)生的物態(tài)變化:1、夏天,冰棍周?chē)啊鞍讱狻保ㄒ夯?、早晨,草木上的小水滴(液化)3、冬天,室內(nèi)玻璃窗上的冰花(凝華)4、高溫加熱碘,碘的體積變?。ㄉA)5、衣箱中的樟腦丸漸漸變小(升華)6、夏天,水缸外層“出汗”(液化)7、冬天,室外冰凍的衣服也會(huì)干(升華)8、灑在地上的水不久干了(汽化)9、游泳上岸后身上感覺(jué)冷(汽化)10、屋頂?shù)耐呱辖Y(jié)了一層霜(凝華)11、早晨的濃霧(液化)12、水結(jié)成冰(凝固)13、鋼水澆鑄成車(chē)輪(凝固)14、北方冬天的樹(shù)掛(凝華)15、寒冷的冬天,堆的雪人變小了(升華)16、南方雪災(zāi)中見(jiàn)到的霧淞(凝華)17、雪災(zāi)中電線桿結(jié)起了冰柱(凝固)18、燈絲(鎢絲)變細(xì)(升華)19、燈泡(鎢絲)發(fā)黑(凝華)20、冰棒紙周?chē)摹鞍追邸?、霧凇的形成(凝華)21、火山噴發(fā)(先熔化后凝固)22、用電熱水器燒水,沸騰時(shí)不斷有“白汽”冒出(先汽化后液化)
水的三大名稱(chēng):固態(tài):冰(凝固)、霜(凝華)、雪(凝華)、霧?。A)、“窗花”(凝華)、雹(凝固);液態(tài):水、露(液化)、雨(液化)、霧(液化)、“白汽”(液化);氣態(tài):水蒸氣 【注:水蒸氣不可見(jiàn),可見(jiàn)的是水蒸氣遇冷液化形成的水珠】
第六章 質(zhì)量與密度
一、質(zhì)量
⑴認(rèn)識(shí)質(zhì)量:①定義:物體中所含物質(zhì)的多少;②單位及其換算:在國(guó)際單位制中,質(zhì)量的單位是千克(kg),常用單位有噸(t)、克(g)、毫克(mg)、微克(μg)等。
1t=103kg=106g=109mg=1012μg;③學(xué)會(huì)估測(cè)生活中常見(jiàn)物體的質(zhì)量(例:一個(gè)正常成年人的質(zhì)量接近60kg);④質(zhì)量是物體的一個(gè)基本屬性,自然界中的任何物體都有質(zhì)量,物體的質(zhì)量與物體的形狀、物態(tài)及其所處的空間位置無(wú)關(guān)。⑵測(cè)量質(zhì)量:①測(cè)量工具:實(shí)驗(yàn)室常用托盤(pán)天平測(cè)量物體的質(zhì)量,其他的測(cè)量工具有物理天平、臺(tái)秤、案秤、桿秤、電子秤等;②天平的能夠稱(chēng)量的質(zhì)量叫做天平的稱(chēng)量;天平的靈敏程度叫做天平的感量【也就是稱(chēng)量時(shí)的分度值】(一般天平的稱(chēng)量為500g,分度值為0.5g,稱(chēng)量時(shí)感量為0.5g);③使用方法:a.放:把天平放在水平臺(tái)上;b.撥:把游碼撥到標(biāo)尺左端的零刻度線處;c.調(diào):調(diào)節(jié)橫梁兩端的平衡螺母,使指針指在刻度盤(pán)中線處;d.測(cè):左物右碼(物體放在左盤(pán),按照從大到小的順序,用鑷子向右盤(pán)添加砝碼,直到指針指在刻度盤(pán)中線處);e.讀:左盤(pán)物體的質(zhì)量等于右盤(pán)砝碼的質(zhì)量加上游碼在標(biāo)尺上所對(duì)應(yīng)的刻度值;f.收:實(shí)驗(yàn)完畢,要整理好實(shí)驗(yàn)器材。④注意事項(xiàng):a.在調(diào)節(jié)天平的過(guò)程中,如果指針向左偏,則向右調(diào)節(jié)平衡螺母(兩邊的平衡螺母只需調(diào)節(jié)一個(gè)即可);如果指針向右偏,則向左調(diào)節(jié)平衡螺母;b.向托盤(pán)上添加砝碼時(shí)按照從大到小的順序,取出砝碼時(shí)按照從小到大的順序。⑤保養(yǎng)方法:a.用天平稱(chēng)的物體的質(zhì)量不能超過(guò)天平的稱(chēng)量,往托盤(pán)里加砝碼時(shí)要用鑷子輕拿輕放;b.保持天平干燥、清潔,不要把潮濕的物體(應(yīng)放在玻璃容器中)和化學(xué)藥品(應(yīng)在托盤(pán)上放紙)直接放在天平的托盤(pán)里,不要把砝碼弄濕弄臟,以免銹蝕。⑥天平的特殊用法:⑴物、碼顛倒問(wèn)題:物體的質(zhì)量等于砝碼質(zhì)量減去游碼所對(duì)應(yīng)的刻度值;⑵天平兩臂不等問(wèn)題(學(xué)習(xí)八年級(jí)下冊(cè)第11章《功與機(jī)械》后,就會(huì)知道天平實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿):先將物體放在左盤(pán),右盤(pán)加入砝碼使天平保持平衡,再取下物體,在左盤(pán)加砝碼使天平重新平衡,則物體的質(zhì)量等于左盤(pán)砝碼的質(zhì)量;⑶砝碼磨損、銹蝕的問(wèn)題:a.用磨損的砝碼稱(chēng)得的物體質(zhì)量大于實(shí)際質(zhì)量;b.用銹蝕的砝碼稱(chēng)得的物體質(zhì)量小于實(shí)際質(zhì)量;⑦測(cè)量質(zhì)量的特殊方法:累積法、取樣法。
二、物質(zhì)的密度
(1)密度:①定義:某種物質(zhì)單位體積的質(zhì)量叫做這種物質(zhì)的密度;②物理意義:密度是物質(zhì)的一種特性,它只跟物質(zhì)的種類(lèi)、狀態(tài)、溫度有關(guān),但與物質(zhì)的質(zhì)量、體積、形狀、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、是否受力無(wú)關(guān);③公式:ρ=m/V;ρ是物質(zhì)的特性,與m不成正比,與V不成反比; ④公式理解:a.當(dāng)ρ一定時(shí),m與V成正比;b.當(dāng)V一定時(shí),m與ρ成正比;c.當(dāng)m一定時(shí),V與ρ成反比;⑤在SI中,密度的單位是kg/m3,常用單位還有g(shù)/cm3;單位換算:1g/cm3=103kg/m3;單位意義:1kg/m3:1m3的某種物質(zhì)的質(zhì)量是1kg;⑥冰的密度為0.9×103kg/m3;水的密度為1.0×103kg/m3;空氣的密度為1.29kg/m3;⑦同種物質(zhì)的密度隨物態(tài)的改變而改變,但在一定狀態(tài)下密度是定值,它不隨質(zhì)量和體積的改變而改變,質(zhì)量增大幾倍,其體積就增大幾倍,但質(zhì)量與體積的比值始終是定值;⑧同種物質(zhì)的密度一般不同,平時(shí)習(xí)慣上說(shuō)的“水比油重”就是說(shuō)的是水的密度比油的密度大,在體積相同時(shí),水的質(zhì)量大于油的質(zhì)量。
(2)密度的應(yīng)用:①利用ρ=m/V鑒別物質(zhì):求出密度,對(duì)照密度表查找物質(zhì)的種類(lèi);②利用m=ρV求不方便測(cè)量質(zhì)量的物體的質(zhì)量;③利用V=m/ρ求不方便測(cè)量體積的物體的體積;④ρ混=m混/V混=(m1+m2+…mn)/(V1+V2+…Vn).
三、活動(dòng):密度知識(shí)應(yīng)用交流會(huì)
⑴體積:①定義:物體所占空間的大??;②影響因素:物體的長(zhǎng)、寬、高的長(zhǎng)度;③公式:V=abh,V正方體=a3;④在SI中,體積的單位是m3,常用單位有cm3、dm3;單位換算:1m3=10-3dm3=10-6cm3;⑤體積的測(cè)量?jī)x器:量筒、量杯;⑥量筒(量杯)的使用方法:將其平放在水平的桌面上,然后注入適量的液體,最后讀數(shù)時(shí),視線要與凹液面最低處保持水平(仰視讀數(shù),讀數(shù)偏大,量得的液體偏少;俯視讀數(shù),讀數(shù)偏小,量得的液體偏多),記錄的結(jié)果要有數(shù)字和單位;⑦測(cè)量不規(guī)則小物體的體積:把物體用線系好,使它完全浸沒(méi)于水中,前后兩次水面所在位置的刻度值之差就是所測(cè)的物體的體積,這種方法通常稱(chēng)為排水法,體現(xiàn)了物理學(xué)中等效替代的思想方法;⑧測(cè)量液體密度時(shí),應(yīng)采用差量法,即先測(cè)出液體和容器的總質(zhì)量,倒入量筒中一定體積的液體,直接測(cè)出液體的體積,然后再測(cè)出原容器中剩下部分液體和容器的總質(zhì)量,用兩次的質(zhì)量差得到被測(cè)液體的質(zhì)量,然后根據(jù)ρ=m/V進(jìn)行計(jì)算,誤差較小。
⑵特殊測(cè)量密度的方法:排水法、保鮮膜法、取樣法。
一、科學(xué)探究:①基地:實(shí)驗(yàn)室;②目的:(觀察)找出物理現(xiàn)象出現(xiàn)的原因及規(guī)律;③重要環(huán)節(jié):制定計(jì)劃、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn);④七大環(huán)節(jié):提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析論證、評(píng)估、交流合作。
二、物理實(shí)驗(yàn)①顯著特點(diǎn):在一定條件下,物理現(xiàn)象可以有規(guī)律地重復(fù)出現(xiàn);②基礎(chǔ):測(cè)量。
三、長(zhǎng)度(L)和時(shí)間(t)的測(cè)量
⑴長(zhǎng)度的單位及換算關(guān)系:①中國(guó)古代長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn):中國(guó)木工尺;國(guó)際通用長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn):米原器。
②在國(guó)際單位制(SI)中,長(zhǎng)度的基本單位是米(m);常用比米大的單位有千米(km);比米小的單位有分米(dm)、厘米(㎝)、毫米(mm)、微米(μm)、納米(nm)、皮米(pm)、飛米(fm)等。③單位換算:1km=103m 1dm=10-1m 1cm=10-2m 1mm=10-3m 1μm=10-6m 1nm=10-9m ④光年表示光在1年的時(shí)間中所走過(guò)的路程,所以是長(zhǎng)度單位,1光年=3×108m/s×365×24×60×60s=9.4608×1015m
⑵長(zhǎng)度的測(cè)量:①常用測(cè)量工具:刻度尺、游標(biāo)卡尺、千分尺、螺旋測(cè)微器等。
②刻度尺的基本認(rèn)識(shí):a.最小刻度值:分度值;b.一次能測(cè)量的尺度:量程;c.起始刻度線(一般而言):零刻度線。③刻度尺的使用方法:a.看(使用前要觀察它的量程、分度值和零刻度線);b.放(測(cè)量時(shí),被測(cè)物體的一端要與零刻度線對(duì)齊,尺要沿被測(cè)邊緣放正,刻度線緊貼被測(cè)物體;c.讀(讀數(shù)時(shí),視線應(yīng)正對(duì)刻度線,并與尺面垂直,在精確測(cè)量時(shí),要估讀到最小刻度值的下一位);d.記(測(cè)量值由數(shù)字(準(zhǔn)確值、估計(jì)值)和單位組成,倒數(shù)第二位是準(zhǔn)確值,最末一位是估計(jì)值,包括估計(jì)值在內(nèi)的測(cè)量值稱(chēng)為有效數(shù)字)。
④長(zhǎng)度測(cè)量的意義:是最基本的測(cè)量,學(xué)會(huì)刻度尺的讀數(shù)方法對(duì)測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)具有普遍意義。⑤科學(xué)測(cè)量要點(diǎn):a.合理選擇測(cè)量?jī)x器;b.正確操作和讀數(shù);c.科學(xué)處理數(shù)據(jù)。
⑶誤差的了解:①定義:測(cè)量值與真實(shí)值之間的差異;②產(chǎn)生原因:a.人為原因;b.工具原因;③錯(cuò)誤可以避免,誤差不可避免;④減小誤差方法:a.選用精密儀器;b.提高測(cè)量技術(shù),改進(jìn)測(cè)量方法;c.多次測(cè)量求平均值。
⑷時(shí)間的測(cè)量:①測(cè)量?jī)x器:秒表、鐘表、停表、電子表等。②單位及其換算關(guān)系:在國(guó)際單位制中,時(shí)間的基本單位是秒(s),常用單位有年(y)、月(m)、日(d)、時(shí)(h)、分(min)、毫秒(ms)、微秒(μs)、納秒(nm)、等。1y=12m=365或366d,1h=60min=3600s,1s=103ms=106μs=109ns
四、特殊的長(zhǎng)度和面積的測(cè)量:⑴特殊測(cè)量方法:①累積法;②化直為曲法;③化曲為直法;④化整為零法;⑤化暗為明法;⑥平移法;⑦目測(cè)法;⑧步測(cè)法;⑨手測(cè)法;⑩轉(zhuǎn)化法……
⑵兩個(gè)概念:①控制變量法:考察其中一個(gè)因素對(duì)研究問(wèn)題的影響,保持其他因素不變的方法;②調(diào)零:測(cè)量?jī)x器使用前,一般應(yīng)先將指針調(diào)到零刻度,叫調(diào)零或校零。
第二章 運(yùn)動(dòng)與能量
一、認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)
⑴宏觀物體的運(yùn)動(dòng):①機(jī)械運(yùn)動(dòng):物理學(xué)中,把物體位置的變化叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng).②自然界中,物質(zhì)運(yùn)動(dòng)有多種形式,機(jī)械運(yùn)動(dòng)區(qū)別于其他運(yùn)動(dòng)之處在于物體的位置發(fā)生了變化,如這正在行駛的汽車(chē).③運(yùn)動(dòng)具有普遍性,大到天體,小到原子,宇宙中的一切物體都是運(yùn)動(dòng)的.④有的物體離我們太遙遠(yuǎn).有的物體運(yùn)動(dòng)太慢,我們?nèi)庋鄹杏X(jué)不到它們位置的改變.⑤機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式:a.運(yùn)動(dòng)路線的形狀:直線運(yùn)動(dòng)與曲線運(yùn)動(dòng);b.速度變化的規(guī)律:勻速運(yùn)動(dòng)與變速運(yùn)動(dòng)。
⑵機(jī)械運(yùn)動(dòng)的描述:①參照物:判斷一個(gè)物體是否運(yùn)動(dòng)和如何運(yùn)動(dòng),首先要選擇一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就叫參照物。②參照物的選擇:a.任意選擇(除物體本身外);b.一旦被選取,就假定其靜止,無(wú)論其相對(duì)地面是靜止還是運(yùn)動(dòng);c.一般選地面或相對(duì)地面靜止的物體作為參照物;③運(yùn)動(dòng)與靜止的相對(duì)性:判斷一個(gè)物體是靜止還是運(yùn)動(dòng),以及它的運(yùn)動(dòng)情況如何,取決于所選的參照物,如地球同步衛(wèi)星相對(duì)于地球是靜止的,相對(duì)于月球是運(yùn)動(dòng)的。平常我們所說(shuō)的靜止都是指相對(duì)靜止,絕對(duì)靜止的物體是沒(méi)有的。
⑶微觀世界的運(yùn)動(dòng):①物質(zhì)是由肉眼看不見(jiàn)的微粒——分子構(gòu)成。分子由原子組成,原子由原子核和核外電子組成,原子核由質(zhì)子和中子組成,質(zhì)子由兩個(gè)上夸克和一個(gè)下夸克組成,中子由兩個(gè)下夸克和一個(gè)上夸克組成。②物質(zhì)本身不帶電,是由于構(gòu)成物質(zhì)的分子、原子不帶電【原子核中的質(zhì)子帶正電,中子對(duì)外不顯電性(稱(chēng)為電中性),核外電子帶等量的負(fù)電(一般情況下),這樣,原子核所帶的正電和核外電子所帶的負(fù)電相抵,因此物質(zhì)本身呈電中性】;③由于原子核體積小、質(zhì)量大,幾乎集中了原子全部的質(zhì)量,而電子的質(zhì)量幾乎為0,所以相對(duì)原子質(zhì)量(又稱(chēng)原子量)≈質(zhì)子數(shù)+中子數(shù);④分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)不變的最小微粒,原子是參加化學(xué)反應(yīng)的最小微粒;⑤分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng);⑥正是由于分子的運(yùn)動(dòng),才構(gòu)成了物質(zhì)的三種狀態(tài)(稱(chēng)為物態(tài)):固態(tài)(有一定的體積和形狀);液態(tài)(有一定的體積,沒(méi)有一定的形狀);氣態(tài)(沒(méi)有一定的體積和形狀);⑦一般分子的直徑約為10-10m,要用掃描隧道顯微鏡(STM)觀察。
二、直線運(yùn)動(dòng)的速度(v)
⑴比較物體運(yùn)動(dòng)快慢的方法:①相同時(shí)間比路程;②相同路程比時(shí)間;③比較物體在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程(稱(chēng)為速度)。【速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量】
⑵勻速直線運(yùn)動(dòng):①定義:一個(gè)物體沿直線運(yùn)動(dòng),在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程始終相等的運(yùn)動(dòng);②速度公式:v=s/t【其中v表示速度,s表示路程,t表示時(shí)間】;③速度單位:m/s(在SI中)、km/h;④單位換算:1m/s=3.6km/h【1m/s的物理意義是物體在1s內(nèi)通過(guò)的路程是1m】;⑤其圖像:v-t圖像是平行于t軸的直線(如下圖?。瑂-t圖像是經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的正比例函數(shù)圖像(如下圖乙);⑥在勻速直線運(yùn)動(dòng)中,任何時(shí)刻速度都相等,因此不能說(shuō)v與s成正比,與t成反比。
⑶變速直線運(yùn)動(dòng):①定義:在相等的時(shí)間內(nèi)物體通過(guò)的路程并不相等的運(yùn)動(dòng);②平均速度(即物體在通過(guò)某一段路程時(shí)的平均快慢程度):v=s/t。
三、能量(E):①定義:一個(gè)物體做功的能力(與物體運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物理量);②單位:【在SI中】焦耳(簡(jiǎn)稱(chēng)焦,符號(hào)J);③形式:太陽(yáng)能(光能)、機(jī)械能、內(nèi)能、電能、化學(xué)能、核能、聲能;④能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化:a.轉(zhuǎn)移:能量不僅能夠從一個(gè)地方轉(zhuǎn)移到另一個(gè)地方(特點(diǎn):?jiǎn)畏较?、不可逆即高溫物體傳給低溫物體或從物體的高溫部分傳給低溫部分),b.轉(zhuǎn)化:不同形式的能量之間還可以互相轉(zhuǎn)化(特點(diǎn):方向性);⑤能量的來(lái)源:太陽(yáng)能的直接或間接利用。
第三章 聲
一、聲音的產(chǎn)生與傳播
①聲源:正在發(fā)生的物體叫做聲源;②產(chǎn)生:聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的,一切正在發(fā)聲的物體都在振動(dòng),振動(dòng)停止,發(fā)聲停止;③傳播:a.形式:以波的形式傳播(稱(chēng)為聲波);b.條件:需要介質(zhì)(即傳播聲音的媒介物),聲音可以在固體、液體、氣體中傳播,真空不能傳聲;c.聲速:每1s內(nèi)聲音傳播的路程稱(chēng)為聲速,通常情況下,v固>v液>v氣;d.影響聲速因素:介質(zhì)的性質(zhì)和介質(zhì)的溫度(在15℃時(shí),聲音在空氣中傳播速度約為340m/s);④聲音能夠傳播信息和能量。
二、樂(lè)音與噪聲(見(jiàn)下圖)
⑴聲音的分類(lèi):①悅耳動(dòng)聽(tīng)的聲音叫做樂(lè)音,②(物理角度)發(fā)聲體做無(wú)規(guī)則振動(dòng)產(chǎn)生的聲音叫做噪聲,(環(huán)保角度)妨礙人們正常休息和工作的聲音。
⑵樂(lè)音的三個(gè)特征:①音調(diào):a.定義:樂(lè)音的高低;b.影響因素:振動(dòng)頻率(頻率越高,音調(diào)越高,聲音越尖細(xì);頻率越低,音調(diào)越低,聲音越低沉);②響度(也叫音量):a.定義:聲音的大?。ㄒ卜从沉寺暷艿拇笮。?;b.影響因素:振動(dòng)幅度(簡(jiǎn)稱(chēng)振幅),振幅越大,響度越大;振幅越小,響度越小【還與人距聲源的距離有關(guān),距離越遠(yuǎn),響度越??;距離越近,響度越大】;③音色(也稱(chēng)音品):a.定義:聲音的特色和品質(zhì);b.影響因素:發(fā)聲體本身的材料和結(jié)構(gòu)。
⑶噪聲的利用與防治:①?gòu)?qiáng)弱程度及危害:用分貝(dB)為單位來(lái)表示噪聲的強(qiáng)弱程度。0dB是一般人剛能聽(tīng)到的頻率為1000Hz的聲音,是聽(tīng)覺(jué)的下限;為了保護(hù)聽(tīng)力,聲音不能超過(guò)90dB;30-40dB是較為理想的安靜環(huán)境;在150dB的環(huán)境中,鼓膜破裂出血,雙耳完全失去聽(tīng)力。②來(lái)源:交通噪聲、工業(yè)噪聲、施工噪聲、居民噪聲等。③當(dāng)代社會(huì)四大污染源:噪聲、廢氣、污水、有毒固體廢物。④利用:除雜草、探測(cè)病灶、顯示海底情況等。⑤控制噪聲:a.在聲源處減弱(消聲);b.在傳播過(guò)程中減弱(隔聲);c.在人耳處減弱(吸聲);根本措施:消除或降低聲源噪聲。
三、奇異的聲現(xiàn)象
⑴聲的反射——回聲:①定義:當(dāng)聲音在傳播過(guò)程中遇到障礙物時(shí),被反射回來(lái)的現(xiàn)象;②聽(tīng)到回聲的條件:回聲到達(dá)人耳的時(shí)間比原聲至少晚0.1s以上,即在空氣中,發(fā)聲人于障礙物相距大于17m,人耳就能聽(tīng)到回聲;反之,回聲與原相混,使原聲加強(qiáng),耳朵就很難把這兩個(gè)聲音區(qū)分開(kāi)。③利用:a.加強(qiáng)原聲;b.測(cè)距:s=0.5v聲t;c.用聲納定位。④混響:a.聲波在室內(nèi)傳播時(shí),要被墻壁、天花板、地面等障礙物反射,當(dāng)聲源停止振動(dòng)后,聲音還會(huì)持續(xù)一段時(shí)間,叫做混響;持續(xù)的這段時(shí)間叫做混響時(shí)間。b.混響時(shí)間過(guò)短,聲音干澀不飽滿(mǎn);混響時(shí)間過(guò)長(zhǎng),回聲與原聲相混,聽(tīng)不清楚。因此,建筑師必須處理好劇場(chǎng)和音樂(lè)廳的混響效果。
⑵共鳴(也稱(chēng)共振):兩個(gè)頻率相同的音叉,一個(gè)發(fā)聲,引起另外一個(gè)音叉也發(fā)聲的現(xiàn)象;如唐代鐘鳴磬響,擊彼此應(yīng)的現(xiàn)象,二胡的共鳴箱等。
⑶不同的動(dòng)物的發(fā)聲部位、發(fā)聲頻率與接收聲音的頻率完全不相同。
四、人耳的聽(tīng)聲能力 聲與現(xiàn)代科技
⑴人耳的聽(tīng)聲能力(如圖):①聽(tīng)聲過(guò)程:外界聲波→外耳道→鼓膜(振動(dòng))→聽(tīng)小骨→半規(guī)管→前庭→耳蝸→聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)→大腦聽(tīng)覺(jué)中樞;②頻率:a.定義:物體在1s內(nèi)振動(dòng)的次數(shù);b.單位:赫茲(在SI中,簡(jiǎn)稱(chēng)赫,符號(hào)Hz),千赫(kHz)、兆赫(mHz),1mHz=103kHz=106Hz;③人耳聽(tīng)覺(jué)頻率范圍:20Hz-20000Hz;敏感范圍1000Hz-3000Hz;分辨頻率差約為3‰.
⑵超聲與次聲:①定義:低于20Hz的聲叫次聲,高于20000Hz的聲叫超聲;②動(dòng)物與聲音:a.狗、貓、蝙蝠、海豚可以聽(tīng)到超聲,b.水母、大象可以聽(tīng)到次聲;③超聲具有方向性好、穿透能力強(qiáng)、能量大且密集等特點(diǎn),常用來(lái)制造聲納(即雷達(dá))、金屬探傷、B超體檢、清洗精密儀器、治療結(jié)石、加濕空氣和除塵等;④次聲具有頻率低、能量衰減小、穿透能力強(qiáng)、傳播距離遠(yuǎn)等特點(diǎn),常用來(lái)監(jiān)測(cè)核爆炸位置、海洋平均溫度、預(yù)報(bào)自然災(zāi)害等。⑶聲技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合(即聲識(shí)別技術(shù)),廣泛用于現(xiàn)代生活,如聲識(shí)別技術(shù)與安檢,制造智能玩具等。
第四章 在光的世界里
一、光的直線傳播 光的反射 面鏡成像及光污染
⑴光的直線傳播:①光源:a.定義:自身能夠發(fā)光的物體;b.分類(lèi):自然光源(太陽(yáng)、螢火蟲(chóng))、人造光源(蠟燭、激光);②傳播規(guī)律:a.在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播【排隊(duì)、影子、小孔成像(倒立、放大或縮小或等大實(shí)像、孔足夠小但與小孔形狀無(wú)關(guān))、激光準(zhǔn)直、日食(月亮運(yùn)動(dòng)到地球和太陽(yáng)之間)月食(地球運(yùn)動(dòng)到月亮和太陽(yáng)之間)】b.從一種介質(zhì)射到另一種介質(zhì)表面上,有一部分光被反射回原介質(zhì)中,稱(chēng)為反射(潛望鏡、平面鏡、球面鏡(凸面鏡和凹面鏡)、樹(shù)在水中倒影);c.從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)中,光傳播方向發(fā)生偏折,稱(chēng)為折射(筷子彎折、海市蜃樓、在岸上覺(jué)得水底變淺、在水中覺(jué)得樹(shù)變高、清晨看太陽(yáng)比其實(shí)際位置高)⑵光線(實(shí)際并不存在):用一根帶箭頭的直線來(lái)表示光的傳播方向和路徑(模型法);光速:在真空中傳播速度為c=3×108m/s,在水中約為3/4c,在玻璃中約為2/3c;光也能夠傳播信息和能量。
⑶光的反射:①有關(guān)概念:從入射點(diǎn)引出的垂直于鏡面的直線叫法線,入射光線與法線夾角叫入射角,反射光線與法線夾角叫反射角;②光的反射定律:a.反射光線、入射光線及法線在同一平面內(nèi),b.反射光線和入射光線分居在法線兩側(cè),c.反射角等于入射角(簡(jiǎn)記為三線共面、法線居中、兩角相等);③反射時(shí),光路是可逆的;④反射分類(lèi):a.鏡面反射:光滑鏡面的反射,平行光反射后仍平行;b.漫反射:平行光反射后射向四面八方;c.不論是鏡面反射還是漫反射,都遵從光的反射定律;⑤自行車(chē)尾燈是利用的光的反射(相互垂直),太空鏡可反射陽(yáng)光。
⑷平面鏡成像:①平面鏡:平靜的水面、平板玻璃、平滑的金屬面等;②平面鏡成像規(guī)律:a.平面鏡所成的像是正立虛像(畫(huà)成虛線),b.像與物大小相等,c.像與物到平面鏡距離相等,像與物對(duì)應(yīng)點(diǎn)連線與鏡面垂直(像與物關(guān)于平面鏡對(duì)稱(chēng));d.像與物上下不變,左右相反;③平面鏡使用不當(dāng),會(huì)造成光污染;④球面鏡(反射面為球面一部分的鏡面)成像:a.凸面鏡:用球面的外側(cè)作反射面的球面鏡叫做凸面鏡,對(duì)光起發(fā)散作用,常用作擴(kuò)大視野;b.凹面鏡:用球面的內(nèi)側(cè)作反射面的球面鏡叫做凹面鏡,對(duì)光起會(huì)聚作用,常用作太陽(yáng)灶、太陽(yáng)焊接機(jī)、車(chē)頭燈等。
二、光的折射 透鏡的光學(xué)性質(zhì)及成像規(guī)律
⑴光的折射:①折射角:折射光線與法線夾角;②光的折射規(guī)律:a.折射光線、入射光線與法線在同一平面內(nèi);b.折射光線和入射光線分居在法線兩側(cè);c.光從空氣斜射入玻璃中或其他介質(zhì)中時(shí),折射光線靠近法線折射,折射角小于入射角(折射角隨入射角的增大而增大);d.當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí),傳播方向不改變【簡(jiǎn)記:三線共面,兩線分居,兩角關(guān)系】③光在折射時(shí),光路是可逆的。
⑵透鏡:①定義:中間厚,邊緣薄的透鏡叫凸透鏡;中間薄、邊緣厚的透鏡叫凹透鏡;②有關(guān)概念:主軸:通過(guò)凸透鏡兩個(gè)球面球心C1、C2的直線叫凸透鏡的主光軸。 光心:凸透鏡的中心O點(diǎn)是透鏡的光心。 焦點(diǎn):平行于主軸的光線經(jīng)過(guò)凸透鏡后會(huì)聚于主光軸上一點(diǎn)F,這一點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)。 焦距:焦點(diǎn)F到凸透鏡光心O的距離叫焦距,用f表示。 物距:物體到凸透鏡光心的距離稱(chēng)物距,用u表示。 像距:物體經(jīng)凸透鏡所成的像到凸透鏡光心的距離稱(chēng)像距,用v表示。③光學(xué)性質(zhì):凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用,凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用;④成像規(guī)律:見(jiàn)下表(另外補(bǔ)充:一倍焦距分虛實(shí),兩倍焦距分大小,物近像遠(yuǎn)像變大,物遠(yuǎn)像近像變小);
物距 (u) 像距 (v) 成像性質(zhì) 應(yīng)用 像與物位置關(guān)系
u>2f f
f2f 倒立 放大 實(shí)像 幻燈機(jī)、投影儀、放映機(jī) 異側(cè)
u=f 不成像 不成像 平行光測(cè)焦距
u
三、神奇的眼睛 通過(guò)透鏡看世界 走進(jìn)彩色世界 (補(bǔ)充內(nèi)容)看不見(jiàn)的光
⑴神奇的眼睛:①眼睛的工作原理:眼睛通過(guò)睫狀肌調(diào)節(jié)晶狀體的彎曲程度(屈光)來(lái)改變晶狀體焦距獲得倒立的、縮小的實(shí)像。②近視眼:a.近視者僅能看清近距離的物體,遠(yuǎn)距離的物體看起來(lái)很模糊,這是因?yàn)閳D像被聚焦到視網(wǎng)膜的前方了;b.糾正的方法是讓近視者戴凹透鏡,這樣可使聚焦后的光線稍向后移,恰好落到視網(wǎng)膜上;③遠(yuǎn)視眼:a.眼球的前后徑變短,近距離的物體發(fā)出的光線聚焦到視網(wǎng)膜后面,看起來(lái)就很模糊,只有遠(yuǎn)距離物體能看清晰。b.矯正方法:遠(yuǎn)視可戴凸透鏡,使光線稍向內(nèi)折屈,幫助光線落在視網(wǎng)膜上;④正常眼睛的明視距離(清晰不易疲勞)約為25cm近視眼的明視距離約為10cm;⑤眼鏡度數(shù)計(jì)算:度數(shù):Φ=1/f,D=100Φ=100/f(f表示焦距,Φ表示透鏡直徑,D表示度數(shù),近視鏡取負(fù)數(shù),遠(yuǎn)視鏡取正數(shù))
⑵望遠(yuǎn)鏡與顯微鏡:①望遠(yuǎn)鏡:a.利用凹透鏡和凸透鏡觀測(cè)遙遠(yuǎn)物體的光學(xué)儀器;b.1608年,荷蘭人漢斯•利伯希發(fā)明了第一部望遠(yuǎn)鏡;c.1609年,意大利佛羅倫薩人伽利略•伽利雷發(fā)明了40倍雙鏡望遠(yuǎn)鏡(目鏡凹透鏡,物鏡凸透鏡),這是第一部投入科學(xué)應(yīng)用的實(shí)用望遠(yuǎn)鏡;d.開(kāi)普勒折射式望遠(yuǎn)鏡:目鏡凸透鏡(正立、放大虛像),物鏡凸透鏡(倒立、縮小實(shí)像);e.牛頓反射式望遠(yuǎn)鏡:目鏡凸透鏡(倒立、放大、實(shí)像),物鏡凹面鏡(同上)。②顯微鏡:a. 1590年,荷蘭、意大利眼鏡制造者造出類(lèi)似顯微鏡的放大儀器,1665年,胡克發(fā)明顯微鏡;b.常見(jiàn)顯微鏡:光學(xué)顯微鏡(荷蘭楊森父子發(fā)明)、電子顯微鏡、掃描隧道電子顯微鏡(STM);c.分為機(jī)械部分和光學(xué)部分(主要為鏡筒,其兩端為目鏡和物鏡,都為凸透鏡;【顯微鏡的目鏡與物鏡放大倍數(shù)的乘積才是其總的放大倍數(shù)如“5×8”等】
⑶彩色世界:①光的色散:1666年,英國(guó)科學(xué)家牛頓做了的日光色散實(shí)驗(yàn),讓一束白光通過(guò)三棱鏡,被分解成紅橙黃綠藍(lán)靛紫七色光,再通過(guò)一個(gè)凸透鏡,在其后再放一個(gè)三棱鏡,發(fā)現(xiàn)色光又合成了白光(說(shuō)明了白光是復(fù)色光,可以被分解成七色光,稱(chēng)為光的色散);②光譜:a.定義:將色光按紅橙黃綠藍(lán)靛紫排成光帶,b.作用:反映光的瑰麗,從中獲得遙遠(yuǎn)天體信息和原子內(nèi)部信息;③光的三原色:紅、綠、藍(lán),混合后為白光;顏料三原色:品紅、黃、藍(lán),混合后為黑色;④物體的顏色:a.有色透明體的顏色由透過(guò)的色光決定,無(wú)色透明體可透過(guò)所有色光,不透明體顏色由它反射的色光決定;b.白色可以反射所有色光,黑色吸收所有色光。
第五章 物態(tài)變化
一、地球上水的物態(tài)變化 物態(tài)變化與我們的世界
⑴物態(tài)變化:①定義:物質(zhì)由一種形態(tài)變?yōu)榱硪环N形態(tài)的過(guò)程;②物質(zhì)三態(tài):固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài);物體三態(tài):固體、液體、氣體;③種類(lèi):a.熔化:物質(zhì)由固態(tài)變到液態(tài)的過(guò)程;b.凝固:物質(zhì)由液態(tài)變到固態(tài)的過(guò)程;c.汽化:物質(zhì)由液態(tài)變到氣態(tài)的過(guò)程;d.液化:物質(zhì)由氣態(tài)變到液態(tài)的過(guò)程;e.升華:物質(zhì)由固態(tài)直接變到氣態(tài)的過(guò)程;f.凝華:物質(zhì)由氣態(tài)直接變到固態(tài)的過(guò)程(簡(jiǎn)記為“三態(tài)六變”)。⑵水循環(huán):①雪、雨、水蒸氣是水的三態(tài);雨、雪、雹統(tǒng)稱(chēng)降水;②水循環(huán)過(guò)程:海水汽化→水蒸氣遇冷液化(或汽化→凝華→熔化);③地球的三大生態(tài)系統(tǒng):濕地、森林、海洋。⑶物態(tài)種類(lèi):固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、等離子體(氣體被加熱至上萬(wàn)℃時(shí),將成為正負(fù)帶電粒子組成的集合體)、超固態(tài)(白矮星、中子星、黑洞)、軟物質(zhì)(液晶、聚合物、膠體、膜、泡沫、顆粒物質(zhì)、生命物質(zhì))【液晶:a.定義:在特定條件下具有晶體結(jié)構(gòu)的液體;b.特點(diǎn):用極其微小的電流就能控制和改變其分子排列;c.應(yīng)用:液晶電視機(jī)、液晶電腦、移動(dòng)電話、電子地圖】(朗繆爾發(fā)現(xiàn)等離子體,熱納發(fā)現(xiàn)軟物質(zhì));
⑷物態(tài)變化的利用:①熱管:a.構(gòu)造:一根密封的真空金屬管,管內(nèi)襯有一層叫吸液芯的多孔材料,里面裝有酒精或其他液體;b.工作原理:熱端受熱,液體吸收熱量汽化,蒸汽在管子里跑到冷端,在管壁遇冷液化,放出熱量,冷凝后回到熱端,循環(huán)往復(fù);c.優(yōu)點(diǎn):把高溫部分的熱迅速傳遞到低溫部分,使物體各部分溫度基本均勻。②電冰箱:目前常用的電冰箱利用了一種叫做氟利昂的物質(zhì)作為熱的“搬運(yùn)工”,電動(dòng)壓縮機(jī)把冰箱里的“熱”“搬運(yùn)”到冰箱的外面的冷凝器中(先液化放熱,再汽化吸熱);③人類(lèi)文明進(jìn)展:蒸汽機(jī)時(shí)代→電氣化時(shí)代→信息時(shí)代;④水污染物:生活污水、工業(yè)廢水、工業(yè)固體廢物、生活垃圾;⑤水污染會(huì)造成赤潮和水華等災(zāi)害。
二、溫度 溫度計(jì)(補(bǔ)充內(nèi)容)
⑴溫度:①定義:表示物體的冷熱程度的物理量,微觀上來(lái)講是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度;②溫度常用單位是攝氏度(°C),冰水混合物的溫度規(guī)定為0 °C,把1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水的溫度規(guī)定為100 °C,0 °C和100 °C之間分成100等份,每一等份叫做1 °C。
⑵溫度計(jì):①定義:能夠快速準(zhǔn)確測(cè)量出物體溫度的儀器;②工作原理:常用溫度計(jì)(溫度計(jì)、體溫計(jì)、寒暑表)是根據(jù)液體(如汞即水銀、酒精、煤油)的熱脹冷縮原理制成的;③注意:a.一切物體都具有熱脹冷縮的性質(zhì)。但是水在4℃以上會(huì)熱脹冷縮而在4℃以下會(huì)冷脹熱縮。這意味著,冰將會(huì)浮在水面;b.汞(又稱(chēng)水銀)是一種在常溫下呈液態(tài)的金屬物質(zhì);④常用溫度計(jì)的量程和分度值:一般溫度計(jì)量程-20℃—100℃,分度值1℃;寒暑表量程-20℃—60℃,分度值2℃;體溫計(jì)量程35℃—42℃,分度值0.1℃;⑤使用方法:a.觀察其量程、分度值、零刻度線;b.要使玻璃泡與被測(cè)液體充分接觸,且不能碰到容器的底部和側(cè)壁;c.要待其示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù),讀數(shù)時(shí)玻璃泡要繼續(xù)留在被測(cè)液體中,視線要與凸形(凹形)液面(最低)處相平,且要注意示數(shù)是在零刻度線的上部(用正數(shù)讀數(shù))還是下部(用負(fù)數(shù)讀數(shù));d記數(shù)由數(shù)字和單位構(gòu)成;⑥體溫計(jì)特點(diǎn):玻璃泡上端有縮口,使體溫計(jì)離開(kāi)人體后溫度穩(wěn)定不變(第二次測(cè)量時(shí)只需輕輕甩動(dòng)使溫度降至正常溫度即可)【除體溫計(jì)外,其他溫度計(jì)不可以甩動(dòng)】⑦錯(cuò)誤操作:a.用溫度計(jì)直接測(cè)量燃燒的酒精燈的溫度;b.用寒暑表測(cè)量沸水的溫度;c.用水銀溫度計(jì)測(cè)量南北兩極的溫度;d.使用時(shí)碰到容器的底部和側(cè)壁等。
【拓展:(攝氏溫度的由來(lái))冰水混合物的溫度始終為0℃,在常溫常壓下,水的沸點(diǎn)為100℃,在0℃~100℃之間由100個(gè)分度值劃分,每個(gè)分度值表示1℃】
三、熔化和凝固
⑴固體的分類(lèi):①晶體:a.定義:有規(guī)則結(jié)構(gòu)的固體;b.實(shí)例:雪花、鉆石、奈、食鹽、糖、海波、許多礦石和所有金屬;②非晶體:a.定義:無(wú)規(guī)則結(jié)構(gòu)的固體;b.實(shí)例:玻璃、松香、蜂蠟、瀝青、塑料、橡膠等?!咀⒁猓壕w分為單晶體和多晶體,非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化成晶體,可見(jiàn),晶體和非晶體之間并沒(méi)有絕對(duì)的界限】
⑵固體的熔化特點(diǎn):①晶體在熔化過(guò)程中,不斷從外界吸收熱量,溫度保持不變;非晶體在熔化過(guò)程中不斷吸收熱量,溫度持續(xù)上升;②晶體在熔化時(shí)的溫度叫做熔點(diǎn)。不同的晶體有不同的熔點(diǎn),非晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn);③晶體在熔化時(shí)是固液共存態(tài);而非晶體是由硬變軟,然后逐漸變成液態(tài);④晶體熔化條件:溫度達(dá)到熔點(diǎn),繼續(xù)吸熱(二者缺一不可);⑶液體的凝固特點(diǎn):①晶體在凝固過(guò)程中,不斷放出熱量,溫度保持不變;非晶體在凝固過(guò)程中不斷放出熱量,溫度不斷下降;②晶體在凝固時(shí)的溫度叫凝固點(diǎn)。晶體有一定的凝固點(diǎn),而非晶體沒(méi)有;③晶體在凝固過(guò)程中有固液共存態(tài),而非晶體沒(méi)有;④凝固是熔化的逆過(guò)程,同種物質(zhì)的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)相同;⑤液體凝固的條件:溫度達(dá)到凝固點(diǎn),繼續(xù)放熱(缺一不可);⑷補(bǔ)充:a.冰水混合物的溫度始終為0℃;b.晶體的熔點(diǎn)跟氣壓的大小有關(guān),熔化時(shí)體積變大的物體,在氣壓增大時(shí)熔點(diǎn)升高;c.晶體中含有雜質(zhì)時(shí),其熔點(diǎn)會(huì)發(fā)生變化(當(dāng)冰中含有酸堿鹽糖時(shí),其熔點(diǎn)會(huì)降低);⑸火山噴發(fā)與太空材料(如砷化鎵)的制造過(guò)程:先熔化后凝固。
四、汽化和液化
Ⅰ、汽化:⑴兩種方式:蒸發(fā)和沸騰;⑵蒸發(fā):①定義:液體在任何溫度下均可發(fā)生,并且只在液體表面發(fā)生的汽化現(xiàn)象;②影響蒸發(fā)快慢的因素:a.液體的溫度;b.液體上方空氣流動(dòng)速度;c.液體的表面積;d.液體的種類(lèi);③特點(diǎn):蒸發(fā)吸熱,有制冷作用;⑶沸騰:①定義:在一定溫度下,液體內(nèi)部和表面同時(shí)發(fā)生的劇烈汽化現(xiàn)象;②液體在沸騰過(guò)程中溫度保持不變,此時(shí)的溫度叫做沸點(diǎn),不同物質(zhì)的沸點(diǎn)不同;③液體沸騰的條件:溫度達(dá)到沸點(diǎn),繼續(xù)從外界吸熱(缺一不可);④影響沸點(diǎn)的因素:液體的沸點(diǎn)與氣壓的大小有關(guān),氣壓減小,沸點(diǎn)降低,氣壓增大,沸點(diǎn)升高。
Ⅱ、液化:①兩種方式:降低溫度和壓縮體積;②液化要放熱;③降低溫度適用于所有氣體,而壓縮體積只適用于部分氣體;④補(bǔ)充:水蒸氣是看不見(jiàn)的,我們看得見(jiàn)的“白汽”“白霧”都不是水蒸氣,都是液態(tài)的小水珠,是水蒸氣遇冷后液化形成的。
五、升華和凝華:Ⅰ、升華(吸熱),凝華(放熱);Ⅱ、判斷物態(tài)變化是不是升華或凝華,要看變化中間是否經(jīng)歷了液態(tài),若經(jīng)歷了液態(tài),則不是升華或凝華現(xiàn)象;若沒(méi)有經(jīng)歷液態(tài),則一定是升華或凝華現(xiàn)象。Ⅲ、生活中常見(jiàn)的升華現(xiàn)象:①燈絲(或鎢絲)變細(xì);
②冬天,室外冰凍的衣服晾干了; ③衣箱中的樟腦丸(或衛(wèi)生球)漸漸變?。?BR> ④高溫加熱碘,碘的體積變?。弧 ?⑤寒冷的冬天,堆的雪人變小了;
⑥干冰(固態(tài)二氧化碳)升華用來(lái)打造絕妙的舞臺(tái)效果,也可用來(lái)人工降雨;
Ⅳ、生活中常見(jiàn)的凝華現(xiàn)象: ①冬天,玻璃窗內(nèi)表面上結(jié)的冰花;②北方冬天的樹(shù)掛;
③霜的形成;④南方雪災(zāi)中見(jiàn)到的霧淞;⑤燈泡(或鎢絲)發(fā)黑;⑥雪糕紙中發(fā)現(xiàn)的“白粉”。
六、知識(shí)整合與實(shí)例分析:
自然界中所發(fā)生的物態(tài)變化:1、夏天,冰棍周?chē)啊鞍讱狻保ㄒ夯?、早晨,草木上的小水滴(液化)3、冬天,室內(nèi)玻璃窗上的冰花(凝華)4、高溫加熱碘,碘的體積變?。ㄉA)5、衣箱中的樟腦丸漸漸變小(升華)6、夏天,水缸外層“出汗”(液化)7、冬天,室外冰凍的衣服也會(huì)干(升華)8、灑在地上的水不久干了(汽化)9、游泳上岸后身上感覺(jué)冷(汽化)10、屋頂?shù)耐呱辖Y(jié)了一層霜(凝華)11、早晨的濃霧(液化)12、水結(jié)成冰(凝固)13、鋼水澆鑄成車(chē)輪(凝固)14、北方冬天的樹(shù)掛(凝華)15、寒冷的冬天,堆的雪人變小了(升華)16、南方雪災(zāi)中見(jiàn)到的霧淞(凝華)17、雪災(zāi)中電線桿結(jié)起了冰柱(凝固)18、燈絲(鎢絲)變細(xì)(升華)19、燈泡(鎢絲)發(fā)黑(凝華)20、冰棒紙周?chē)摹鞍追邸?、霧凇的形成(凝華)21、火山噴發(fā)(先熔化后凝固)22、用電熱水器燒水,沸騰時(shí)不斷有“白汽”冒出(先汽化后液化)
水的三大名稱(chēng):固態(tài):冰(凝固)、霜(凝華)、雪(凝華)、霧?。A)、“窗花”(凝華)、雹(凝固);液態(tài):水、露(液化)、雨(液化)、霧(液化)、“白汽”(液化);氣態(tài):水蒸氣 【注:水蒸氣不可見(jiàn),可見(jiàn)的是水蒸氣遇冷液化形成的水珠】
第六章 質(zhì)量與密度
一、質(zhì)量
⑴認(rèn)識(shí)質(zhì)量:①定義:物體中所含物質(zhì)的多少;②單位及其換算:在國(guó)際單位制中,質(zhì)量的單位是千克(kg),常用單位有噸(t)、克(g)、毫克(mg)、微克(μg)等。
1t=103kg=106g=109mg=1012μg;③學(xué)會(huì)估測(cè)生活中常見(jiàn)物體的質(zhì)量(例:一個(gè)正常成年人的質(zhì)量接近60kg);④質(zhì)量是物體的一個(gè)基本屬性,自然界中的任何物體都有質(zhì)量,物體的質(zhì)量與物體的形狀、物態(tài)及其所處的空間位置無(wú)關(guān)。⑵測(cè)量質(zhì)量:①測(cè)量工具:實(shí)驗(yàn)室常用托盤(pán)天平測(cè)量物體的質(zhì)量,其他的測(cè)量工具有物理天平、臺(tái)秤、案秤、桿秤、電子秤等;②天平的能夠稱(chēng)量的質(zhì)量叫做天平的稱(chēng)量;天平的靈敏程度叫做天平的感量【也就是稱(chēng)量時(shí)的分度值】(一般天平的稱(chēng)量為500g,分度值為0.5g,稱(chēng)量時(shí)感量為0.5g);③使用方法:a.放:把天平放在水平臺(tái)上;b.撥:把游碼撥到標(biāo)尺左端的零刻度線處;c.調(diào):調(diào)節(jié)橫梁兩端的平衡螺母,使指針指在刻度盤(pán)中線處;d.測(cè):左物右碼(物體放在左盤(pán),按照從大到小的順序,用鑷子向右盤(pán)添加砝碼,直到指針指在刻度盤(pán)中線處);e.讀:左盤(pán)物體的質(zhì)量等于右盤(pán)砝碼的質(zhì)量加上游碼在標(biāo)尺上所對(duì)應(yīng)的刻度值;f.收:實(shí)驗(yàn)完畢,要整理好實(shí)驗(yàn)器材。④注意事項(xiàng):a.在調(diào)節(jié)天平的過(guò)程中,如果指針向左偏,則向右調(diào)節(jié)平衡螺母(兩邊的平衡螺母只需調(diào)節(jié)一個(gè)即可);如果指針向右偏,則向左調(diào)節(jié)平衡螺母;b.向托盤(pán)上添加砝碼時(shí)按照從大到小的順序,取出砝碼時(shí)按照從小到大的順序。⑤保養(yǎng)方法:a.用天平稱(chēng)的物體的質(zhì)量不能超過(guò)天平的稱(chēng)量,往托盤(pán)里加砝碼時(shí)要用鑷子輕拿輕放;b.保持天平干燥、清潔,不要把潮濕的物體(應(yīng)放在玻璃容器中)和化學(xué)藥品(應(yīng)在托盤(pán)上放紙)直接放在天平的托盤(pán)里,不要把砝碼弄濕弄臟,以免銹蝕。⑥天平的特殊用法:⑴物、碼顛倒問(wèn)題:物體的質(zhì)量等于砝碼質(zhì)量減去游碼所對(duì)應(yīng)的刻度值;⑵天平兩臂不等問(wèn)題(學(xué)習(xí)八年級(jí)下冊(cè)第11章《功與機(jī)械》后,就會(huì)知道天平實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿):先將物體放在左盤(pán),右盤(pán)加入砝碼使天平保持平衡,再取下物體,在左盤(pán)加砝碼使天平重新平衡,則物體的質(zhì)量等于左盤(pán)砝碼的質(zhì)量;⑶砝碼磨損、銹蝕的問(wèn)題:a.用磨損的砝碼稱(chēng)得的物體質(zhì)量大于實(shí)際質(zhì)量;b.用銹蝕的砝碼稱(chēng)得的物體質(zhì)量小于實(shí)際質(zhì)量;⑦測(cè)量質(zhì)量的特殊方法:累積法、取樣法。
二、物質(zhì)的密度
(1)密度:①定義:某種物質(zhì)單位體積的質(zhì)量叫做這種物質(zhì)的密度;②物理意義:密度是物質(zhì)的一種特性,它只跟物質(zhì)的種類(lèi)、狀態(tài)、溫度有關(guān),但與物質(zhì)的質(zhì)量、體積、形狀、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、是否受力無(wú)關(guān);③公式:ρ=m/V;ρ是物質(zhì)的特性,與m不成正比,與V不成反比; ④公式理解:a.當(dāng)ρ一定時(shí),m與V成正比;b.當(dāng)V一定時(shí),m與ρ成正比;c.當(dāng)m一定時(shí),V與ρ成反比;⑤在SI中,密度的單位是kg/m3,常用單位還有g(shù)/cm3;單位換算:1g/cm3=103kg/m3;單位意義:1kg/m3:1m3的某種物質(zhì)的質(zhì)量是1kg;⑥冰的密度為0.9×103kg/m3;水的密度為1.0×103kg/m3;空氣的密度為1.29kg/m3;⑦同種物質(zhì)的密度隨物態(tài)的改變而改變,但在一定狀態(tài)下密度是定值,它不隨質(zhì)量和體積的改變而改變,質(zhì)量增大幾倍,其體積就增大幾倍,但質(zhì)量與體積的比值始終是定值;⑧同種物質(zhì)的密度一般不同,平時(shí)習(xí)慣上說(shuō)的“水比油重”就是說(shuō)的是水的密度比油的密度大,在體積相同時(shí),水的質(zhì)量大于油的質(zhì)量。
(2)密度的應(yīng)用:①利用ρ=m/V鑒別物質(zhì):求出密度,對(duì)照密度表查找物質(zhì)的種類(lèi);②利用m=ρV求不方便測(cè)量質(zhì)量的物體的質(zhì)量;③利用V=m/ρ求不方便測(cè)量體積的物體的體積;④ρ混=m混/V混=(m1+m2+…mn)/(V1+V2+…Vn).
三、活動(dòng):密度知識(shí)應(yīng)用交流會(huì)
⑴體積:①定義:物體所占空間的大??;②影響因素:物體的長(zhǎng)、寬、高的長(zhǎng)度;③公式:V=abh,V正方體=a3;④在SI中,體積的單位是m3,常用單位有cm3、dm3;單位換算:1m3=10-3dm3=10-6cm3;⑤體積的測(cè)量?jī)x器:量筒、量杯;⑥量筒(量杯)的使用方法:將其平放在水平的桌面上,然后注入適量的液體,最后讀數(shù)時(shí),視線要與凹液面最低處保持水平(仰視讀數(shù),讀數(shù)偏大,量得的液體偏少;俯視讀數(shù),讀數(shù)偏小,量得的液體偏多),記錄的結(jié)果要有數(shù)字和單位;⑦測(cè)量不規(guī)則小物體的體積:把物體用線系好,使它完全浸沒(méi)于水中,前后兩次水面所在位置的刻度值之差就是所測(cè)的物體的體積,這種方法通常稱(chēng)為排水法,體現(xiàn)了物理學(xué)中等效替代的思想方法;⑧測(cè)量液體密度時(shí),應(yīng)采用差量法,即先測(cè)出液體和容器的總質(zhì)量,倒入量筒中一定體積的液體,直接測(cè)出液體的體積,然后再測(cè)出原容器中剩下部分液體和容器的總質(zhì)量,用兩次的質(zhì)量差得到被測(cè)液體的質(zhì)量,然后根據(jù)ρ=m/V進(jìn)行計(jì)算,誤差較小。
⑵特殊測(cè)量密度的方法:排水法、保鮮膜法、取樣法。