第一章 走進實驗室
一、有關物理學:
1) 物理學是認識世界、改變世界、蘊含科學思想科學方法科學精神的學科。
2) 觀察和實驗是獲取物理知識的重要來源。
3) 科學探究的主要過程是:提出問題、猜想與假設、指定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作。
二、科學探究工具及用途
1) 測量長度工具:刻度尺(直尺、皮尺、卷尺、游標卡尺、螺旋測微器(千分尺)等)。
2) 測量時間:停表。注意分針和秒針的配合。
3) 其它工具:測量質量(天平)、測量體積(量筒、量杯)、測量溫度(溫度計)、測量電流(電流表)、測量電壓(電壓表)、測量力(彈簧測力計、圓盤測力計)。
三、物體長度及測量
1) 長度單位:在國際單位制中是米m,其它有:千米km、分米dm、厘米cm、毫米mm、微米μm、納米nm。單位換算:1km=103m、1dm=10-1m、1cm=10-2m、1mm=10-3m、1μm=10-6m、1nm=10-9m。
2) 估測人的高度、紙張的厚度、發(fā)絲直徑、課桌及教室相關長度,知道教材長度和寬度
3) 刻度尺的使用方法:六個字:認、放、看、讀、記、算。
①“認”:認清刻度尺的零刻度線、量程和分度值。②“放”:尺要沿著所測長度、刻度線貼近被測物體表面、整刻度線對齊被測起點。③“看”:讀數(shù)看尺視線要與尺面要垂直。④“讀”:估讀出分度值的下一位。⑤“記”:記錄測量結果帶單位。⑥“算”:對同一被測長度多次測量取平均值。
4) 誤差:是指測量值與被測物體的真實值之間的差異。
誤差與錯誤:錯誤是不遵守規(guī)則是可以避免的,誤差只能減小而不可避免。
減小誤差的方法:選用精密儀器;改進測量方法;多次測量取平均值來減小誤差。
5) 特殊的測量方法:①累積法(微小量);②曲直互化法;③平移法——等量替代法;④公式法。
6) 體積單位:國際單位是立方米(m3),其它有立方分米(dm3)、立方厘米(cm3)、升(L)、毫升(mL)等。(1L=1000 mL、1L=1dm3、1 mL =1 cm3)
7) 量筒、量杯的使用:放于水平桌面,讀數(shù)時視線要與凹液面的底(凸液面的頂)相平。
8) 控制變量法:先觀察其中一個因素對研究對象的影響,而保持其它所有因素不變的研究方法。
第二章 運動與能量
一、宏觀世界的運動
1)機械運動:一個物體相對于另一個物體位置的改變叫做機械運動。
2)位置變化:一指兩個物體間距離的變化,二指兩個物體間方位的變化。
二、運動的描述:
1) 宇宙中沒有絕對靜止的物體;靜止是相對的,而運動是絕對的。
2) 參照物:要描述一個物體是運動或靜止,要選定一個標準物體做參照,這個標準物叫參照物。相對于參照物,某物體的位置改變了,就說它是運動的;位置沒有改變,就說它是靜止的。
3) 運動與靜止的相對性:判斷一個物體是靜止還是運動,與所選的參照物有關。
4) 參照物的選擇:參照物的選擇是可以任意的,在具體研究問題時,要根據(jù)問題的需要和研究的方便而選取。研究地面上的物體時,通常選地面為參照物。不可選被研究物體做參照物。
5) 相對靜止:運動方向和運動速度都相同的兩個物體稱為相對靜止。
6)實例分析:小明坐火車、本與筆、風洞、空中加油、同步衛(wèi)星。
三、運動的快慢:
1) 比較物體運動快慢的方法:相同時間比較通過的路程(觀眾觀點);通過相同的路程比較時間(裁判觀點);比較路程與時間的比值。
2) 勻速直線運動:如果物體沿直線運動,在任意相同時間內通過的路程始終相等,這種運動稱為勻速直線運動。
3) 速度:物理學中,把做勻速直線運動的物體通過的路程與時間的比叫做勻速直線運動的速度。
4) 速度的物理意義:描述物體運動快慢。
5) 速度公式:v=s/t,v速度:米/秒(m/s)、s路程:米(m)、t時間:秒(s)
6) 速度單位:米/秒(m/s),交通運輸中常用千米/小時(km/h),換算關系:1 m/s=3.6 km/h
7)平均速度:表示物體在某段路程(或某一段時間)內的平均快慢程度。
平均速度的測量:測得總路程和總時間兩個物理量,帶入速度公式即可。
平均速度不一定等于速度的平均值。
8)關于計算:先明確條件信息,然后原始公式-導出公式-帶入數(shù)據(jù)-得出結果。后兩步加單位。
四、各種形式的能量
1) 自然界各種形式的物質運動對應不同形式的能量。 地球上的能量主要來自太陽。
2) 機械運動→機械能;分子運動→內能;電子運動→電能、化學能、光能;核運動→核能。
3) 光能:由太陽、蠟燭等發(fā)光物體所釋放出的一種能量形式,光能是一種可再生性能源。
4) 機械能:表示物體運動狀態(tài)與高度的物理量(即動能與勢能的總和)。做機械運動的物體具有機械能。
5) 內能:物體內一切微粒(如分子做熱運動)的一切運動形式所具有的能量總和。
6) 電能:指電以各種形式做功的能力,泛指與電相聯(lián)系的所有能量。
7) 化學能:物體發(fā)生化學反應時所釋放的能量,變成熱能或其他形式的能。像石油和煤的燃燒,炸藥爆炸以及人吃的食物在體內發(fā)生化學變化時所放出的能量。
8) 核能:當原子核發(fā)生裂變或者聚變時所釋放出的能量。
五、典型例題:限速標志、列車時刻表、分段運動、鷹追兔、電能來源
第三章 聲
一、聲音的產生:
1) 能發(fā)聲的物體叫做聲源。聲音是由物體的振動產生的,一切發(fā)聲的物體都在振動。
2) 振動停止,發(fā)聲停止(錯誤的表述:振動停止,聲音也消失)。
3) 固體、液體、氣體都能振動發(fā)聲。 振動一定能發(fā)聲,發(fā)聲不一定能聽見。
注意區(qū)分聲音的發(fā)生現(xiàn)象和聲音具有能量現(xiàn)象兩個知識點
二、聲音的傳播與接收:
1) 聲音靠介質傳播(氣體、液體、固體都是傳聲介質),真空不能傳播聲音。
2) 聲音以聲波的形式傳播。
3) 人感覺到聲音的條件:(聽力正常)有聲源; 有介質; 響度夠大 + 頻率適當
4) 聲速:聲音在不同的介質中傳播的速度不同,一般氣體中的聲速小于液體和固體中的聲速。
聲速還受溫度的影響,溫度越高,聲速越大。在15℃的空氣中的速度為340m/s。
人類的聽覺范圍:一般在20▬20000Hz范圍內。
三、樂音三個特征:(或稱樂音三要素)
1) 音調:聲音的高低。(俗稱聲音的粗細)
音調由發(fā)聲體振動頻率(振動快慢)決定的。頻率高音調高,尖細;頻率低音調低,低沉。
一般輕、小、薄、短者振動快音調高(吹酒瓶水多音調高,敲酒瓶水多音調低)
2) 響度:聲音的大小。(俗稱音量的大小或強弱)。
影響響度的因素:振動幅度越大響度越大。距離越遠響度越弱。
3) 音色:聲音的特色(也叫音質或音品,音色是區(qū)分不同發(fā)聲體的依據(jù))。
決定音色的因素:由發(fā)聲體的材料、結構和振動方式等因素決定。
4) 生活中關于聲音的“高、低”可能指音調,也可能指響度。
四、其他聲現(xiàn)象:
1) 回聲:聲音的反射現(xiàn)象。回聲到達人耳比原聲晚0.1s以上時(最短距離為17m),人能夠把原聲與回聲區(qū)分開。若小于0.1s,原聲和回聲疊加在一起,使得原聲加強。因此在屋子里說話的聲音比在操場上響亮。
2) 回聲的應用:利用回聲和速度公式(S=1/2vt)可以測距離(如海底深度,冰山距離、潛水艇位置等)。
3) 共鳴:條件→頻率相同
4) 噪聲:物理學定義:無規(guī)則振動而產生的聲音叫噪聲。其大小用聲級表示,單位是分貝(dB)。
0dB是人能聽到的最小的聲音。
從環(huán)境角度:凡是影響人們正常休息、學習和工作的聲音的聲音都是噪聲。
來源:交通噪聲、工業(yè)噪聲、施工噪聲、居民噪聲等。
控制噪聲的三個途徑:在聲源處減弱;在傳播路徑中隔離和吸收;阻止其進入耳朵。
三種方法:吸聲、隔聲、消聲
5) 超聲波:頻率高于20000Hz的聲波。
超聲波的特點和應用:頻率高、反射強(倒車雷達,聲納);穿透能力強(B超、金屬探測器);“破碎”能力強(超聲加濕器、碎石、除垢、洗牙)。
6) 次聲波:頻率低于20Hz的聲波。
次聲的來源:主要產生于火山爆發(fā)、海嘯地震等,另外人類制造的火箭發(fā)射、飛機飛行、火車汽車的奔馳、核爆炸等也能產生次聲波。
次聲的應用:根據(jù)次聲傳播距離遠,能量損失小的特點,可對次聲源進行檢測,如核爆、海洋溫度檢測、各類自然災害等。
7) 聲音的利用:傳遞信息、傳遞能量。
第四章 在光的世界里
一、光的傳播:
1) 本身能發(fā)光的物體叫做光源。分為天然光源與人造光源;月亮不是光源。
2) 光的直線傳播的現(xiàn)象:影子的形成、日食和月食(三者位置)、小孔成像(倒立實像,與孔形狀無關)。
應用:激光準直、站隊成直線、射擊時“三點一線”、木工檢測木料表面是否平滑。
條件:在同種均勻介質中光沿直線傳播
3) 真空中的光速:C=3×108m/s。空氣和真空中的速度接近。在水中和玻璃中依次減小。
4) 光年:長度單位,1光年≈9×1015m。 一個天文單位:指地球到太陽的距離。
5) 光傳播能量和信息:像太陽能灶、激光打孔及切割、浴霸等說明光可以傳播能量;交通信號燈、海員用旗語交流信息,聾啞人通過手勢、動作及表情的變換進行交流等傳播信息。
6) 光線:常用一條帶有箭頭的直線表示光的傳播路徑和方向(模型法)。
二、光的反射
1) 概念:當光從一種介質射向另一種介質表面時,有部分光返回原介質的傳播現(xiàn)象。
2) 光的反射定律:反射光線、入射光線與法線在同一平面內;反射光線和入射光線分居法線兩側;反射角等于入射角(反射時光路是可逆的)。注意表述中入射、反射的順序。
3) 光線垂直鏡面入射時,入射角為零,反射角也為零,光的傳播方向改變180°。
4) 鏡面反射和漫反射:入射光線平行,反射光線也平行為鏡面反射;入射光線平行,反射光線不平行,射向各個方向的為漫反射,它們都遵循反射定律。
看到不發(fā)光物體是光的反射現(xiàn)象,從不同角度看到不發(fā)光物體是漫反射現(xiàn)象。
三、平面鏡及其成像特點
1) 實像和虛像:能夠呈在光屏上的像叫做實像(實像是實際光線會聚的交點,也可以用眼睛直接觀察)。
物體發(fā)出的光線經光學元件反射后成為發(fā)散的光線,則它們的反向延長線相交形成的像稱為“虛像”(虛像不能用光屏呈接,只能用眼睛觀察,因為它不是實際光線匯聚成的,所以,平面鏡成的像是虛像)。
2) 平面鏡成像的原理:光的反射定律。(實質:平面鏡所成的像是反射光線反向延長線的交點)
3) 平面鏡成像的特點:成正立的虛像;像與物大小相等;像與物到鏡面的距離相等;物像連線與鏡面垂直。像與物上下一致,左右對調。
4) 平面鏡的作用:成像;改變光的傳播路線。
四、光的折射
1) 光的折射:光從一種介質斜射入另一種介質時,傳播方向會發(fā)生偏折的現(xiàn)象。(注:發(fā)生折射時,在界面也同時發(fā)生光的反射;光在發(fā)生折射的兩種介質中的傳播速度不同;光路可逆)
2) 光的折射規(guī)律:光發(fā)生折射時,折射光線跟入射光線和法線在同一平面內;折射光線和入射光線分居法線的兩側;光從空氣中斜射入水或玻璃中時,折射角小于入射角;入射角增大(或減小)時,折射角增大(減小);當光從水或玻璃中斜射入空氣中時,折射角大于入射角。
3) 當光線垂直射向介質表面時,傳播方向不變。此時,折射光線、入射光線、法線、反射光線“四線合一”,折射角等于入射角,均為零。
4) 生活中的折射:從岸上看水里的景物或從水里看岸上的景物,看到的都是升高了的虛像。
五、作光路圖注意事項
1) a.要借助工具作圖;b.是實際光線畫實線,否則畫虛線;c.光線要帶箭頭,光線之間不要斷開;d.作光的反射或折射光路圖時,應先在入射點作出法線(虛線),然后根據(jù)反射角與入射角或折射角與入射角的關系作出光線;e.光發(fā)生折射時,處于空氣中的那個角較大;f平行主光軸的光線經凹透鏡發(fā)散后的光線的反向延長線一定相交在虛焦點上;g.平面鏡成像時,反射光線的反向延長線一定經過鏡后的像;h.相關的等距標記、垂直標記、對應點的字母標記、鏡面背后斜線標記要完整。
六、透鏡
1) 凸透鏡和凹透鏡: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。(凸透鏡對光有會聚作用,凹透鏡對光有發(fā)散作用)
2) 主光軸:通過透鏡兩個球面球心的直線叫透鏡的主光軸。是透鏡的對稱軸
3) 光心:薄透鏡的中心點叫做透鏡的光心,用O表示。通過光心的光線傳播方向不變。
4) 平行于凸透鏡主光軸的光線折射后會聚于主光軸上一點,這點叫做凸透鏡的焦點,用F表示,焦點到光心的距離叫做焦距,用f表示。通過凸透鏡焦點的光線折射后平行于主光軸射出。
5) 平行于凹透鏡主光軸的光線經過凹透鏡后形成發(fā)散光,這些發(fā)散光的反向延長線會聚一點,這點叫做凹透鏡的虛焦點,虛焦點到凹透鏡光心的距離叫做凹透鏡的焦距。
6) 焦距越小的透鏡,會聚(或發(fā)散)作用越明顯,折射能力越強。
7) 透鏡的分辨方法:?觸摸法:中間厚邊緣薄的為凸透鏡;?聚焦法:用太陽光對著透鏡照能得到細小亮斑的是凸透鏡;?放大法:看書上放大的字的是凸透鏡。
七、凸透鏡成像規(guī)律及應用
物距 (u)
像距 (v)
成像性質[來源:Z+xx+k.Com]
應用
其他
u>2f
f 倒立 縮小 實像 照相機[來源:學+科+網] 物像異側[來源:學。科。網] u > v u=2f v=2f 倒立 等大 實像[來源:學科網ZXXK] 等大像法測焦距 物像異側 u = v f v>2f 倒立 放大 實像 幻燈機、投影儀、放映機 物像異側 u < v u=f 不成像 不成像 平行光測焦距 u v>u,v=∞ 正立 放大 虛像 放大鏡 物像同側 u = v 補充:物近(離焦點)像遠像(實像和虛像)變大;一倍分虛實,二倍分大小;實像與物異側,虛像與物同側;實像有大、中、小,虛像都是放大的(凹透鏡成像是正立縮小虛像)。 八、常見的光學儀器 1) 放大鏡:獲得更大像,應使物體在物距不超過一倍焦距時盡量遠離透鏡。 2) 照相機:鏡頭相當于凸透鏡,景物到鏡頭的距離為物距,鏡頭到底片的距離為像距 要使底片上的像大些,應減小物距、加大像距,即照相機離景物近些,同時將鏡頭與底片的距離調大些。 3) 投影儀:投影片到凸透鏡的距離為物距,鏡頭到屏幕的距離為像距。屏幕上要成正立的像,幻燈片必須倒放。要使屏幕上得到的像更大,應當使凸透鏡與幻燈片或投影片的距離減小,同時應把幻燈機或投影儀遠離屏幕。投影儀中平面鏡的作用是改變光的傳播方向。 4) 顯微鏡:目鏡和物鏡都是凸透鏡,物鏡相當于幻燈機,目鏡相當于放大鏡。它是對物體的兩次放大,物鏡成放大實像,目鏡成放大虛像。(顯微鏡對物體的放大倍數(shù)=物鏡的放大倍數(shù)X目鏡的放大倍數(shù)) 望遠鏡:目鏡和物鏡都是凸透鏡,物鏡相當于照相機,目鏡相當于放大鏡,先由物鏡把遠處的物體拉近成實像,再由目鏡放大成虛像。我們看遠處的物體通過望遠鏡使視角變大了,所以能看得很清晰。 九、眼睛 1) 眼睛:眼睛相當于照相機,瞳孔相當于照相機的光圈,晶狀體相當于照相機的鏡頭,視網膜相當于照相機的底片。晶狀體和角膜的組合相當于凸透鏡,它把光線會聚在視網膜上。 2) 原理:當物距大于2倍焦距時,成倒立縮小的實像,像距在1倍焦距和2倍焦距之間。 3) 調節(jié):改變晶狀體焦距,使物體的像總能落在視網膜上。看遠處的物體時,睫狀體放松晶狀體變薄,眼睛能看清最遠點,正常眼的遠點在無窮遠。當看近處的物體時,睫狀體收縮變厚,對光的偏折能力變強,眼睛能看清最近點。正常眼睛的明視距離為25cm。 4) 近視眼:晶狀體變厚,折光能力過強,或眼球前后軸過長,像成在視網膜前方,形成近視。近視眼的明視距離小于25cm,配戴對光有發(fā)散作用的凹透鏡矯正。 5) 遠視眼:晶狀體變薄,折光本領過弱,或眼球前后軸偏短,像成在視網膜后面,形成遠視。近視眼的明視距離大于25cm。配戴對光有會聚作用的凸透鏡矯正。 十、物體的顏色 1) 光的色散:白光通過折射可分解為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等七種單色光。 2) 光的三原色:(紅、綠、藍)。 第五章 物態(tài)變化 一、溫度的測量 1) 溫度:物體的冷熱程度(分子運動的劇烈程度)用溫度表示。 2) 溫度計原理:是根據(jù)感溫液的熱脹冷縮的性質制成的。 3) 攝氏溫度:在標準大氣壓下,把冰水混合物的溫度規(guī)定為0度,把水的沸騰溫度規(guī)定為100度,之間分成100等份,每一等份為1攝氏度,用符號℃表示。 4) 溫度計的使用:?使其與被測物長時間充分接觸,直到讀數(shù)穩(wěn)定;?讀數(shù)時不能離開被測物體;?視線應與溫度計標尺垂直,與液面相平,不能仰視和俯視;?測量液體時,玻璃泡不要碰到容器壁或底。 5) 體溫計:量程為35~42℃,分度值為0.1℃,縮口可以使體溫計離開人體讀數(shù),使用前要將液柱甩回感溫泡。 二、物態(tài) 1) 物質存在的狀態(tài):固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。物態(tài)變化:物質由一種狀態(tài)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)的過程。 2) 物態(tài)跟分子運動情況有關,物態(tài)變化跟溫度有關。 三、熔化和凝固 1) 熔化:物質由固態(tài)變成液態(tài)的過程。凝固:物質由液態(tài)變成固態(tài)的過程。 2) 固體分為晶體和非晶體。(晶體:有固定熔點,熔化過程中吸熱,但溫度不變。如:金屬、食鹽、明礬、石英、冰等。非晶體:沒有一定的熔化溫度,變軟、變稀變?yōu)橐后w。如:瀝青、松香、玻璃。) 3) 晶體熔化條件:達到熔點;持續(xù)吸熱。 晶體熔化特點:持續(xù)吸熱;溫度不變。 凝固過程與熔化過程相反,不變的溫度叫凝固點,同種物質的熔點和凝固點相同。 物質在這兩個溫度下處于固液共存態(tài) 四、汽化和液化 1) 汽化:物質由液態(tài)變成氣態(tài)的過程。(汽化有兩種方式:?蒸發(fā);?沸騰) 2) 蒸發(fā)是在任何溫度下只液體表面發(fā)生的一種緩慢的汽化現(xiàn)象。蒸發(fā)吸熱,有致冷作用。 (影響因素:液體的溫度、液體的表面積、液面的空氣流通速度,也跟空氣濕度有關)。 相關現(xiàn)象中結合實際目的區(qū)分加快蒸發(fā)和利用蒸發(fā)吸熱。 3) 沸騰:在一定溫度下,在液體表面和內部同時發(fā)生的劇烈的汽化現(xiàn)象。 沸騰的現(xiàn)象:從底部產生大量氣泡,上升,變大到液面破裂,放出氣泡中的水蒸氣。 沸點:液體沸騰時的溫度(沸點與氣壓有關,氣壓越小沸點越低,氣壓越大沸點越高)。高原地區(qū)普通鍋里煮不熟雞蛋就是因為氣壓低,沸點低造成的。 液體沸騰條件:達到沸點,持續(xù)吸熱。 4) 液化:物質由氣態(tài)變成液態(tài)的過程。(液化的兩種方式:?降低溫度;?壓縮體積)。 所有氣體溫度降到足夠低時都可液化,液化放出熱量(常用的液化石油氣是在常溫條件下用壓縮體積的辦法使它液化儲存在鋼瓶的)。 五、升華和凝華 升華:物質由固態(tài)直接變成氣態(tài)的過程,升華吸熱。凝華:物質由氣態(tài)直接變成固態(tài)的過程,凝華放熱。 六、生活和技術中的物態(tài)變化 1) 自然界中所發(fā)生的物態(tài)變化:1、夏天,冰棍周圍冒“白氣”(液化)2、早晨,草木上的小水滴(液化)3、冬天,室內玻璃窗上的冰花(凝華)4、高溫加熱碘,碘的體積變小(升華)5、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冷(汽化)10、屋頂?shù)耐呱辖Y了一層霜(凝華)11、早晨的濃霧(液化)12、水結成冰(凝固)13、鋼水澆鑄成車輪(凝固)14、北方冬天的樹掛(凝華)15、寒冷的冬天,堆的雪人變小了(升華)16、南方雪災中見到的霧淞(凝華)17、雪災中電線桿結起了冰柱(凝固)18、燈絲(鎢絲)變細(升華)19、燈泡(鎢絲)發(fā)黑(凝華)20、冰棒紙周圍的“白粉”、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,沸騰時不斷有“白汽”冒出(先汽化后液化)23、冰(凝固)、霜(凝華)、雪(凝華)、霧凇(凝華)、“窗花”(凝華)、雹(凝固)、露(液化)、霧(液化)、“白汽”(液化)。 2) 高壓鍋:通過增大氣壓提高水的沸點使食物熟的快并節(jié)約燃料; 融雪劑能降低冰雪的熔點;防凍液提高沸點不易沸騰,同時降低凝固點不易凝固。 3) 電冰箱:內部(蒸發(fā)器)是汽化,吸熱;外部(冷凝器)是液化,放熱。 4) 航天技術中的物態(tài)變化:液化的方法減小燃料的體積;外部整流罩涂有特殊物質的作用:物質熔化和汽化都吸熱,降低衛(wèi)星溫度保護衛(wèi)星。 5) 熱管:熱端汽化吸熱,冷端液化放熱。 6) 火山噴發(fā)熔巖往下流淌凝固點隨地勢下降逐漸降低。