|
物质（物体的组成）▶▶▶物质（物体）的运动和相互作用▶▶▶→（产生）能量 一级主题 二级主题 一、物质 1、物质的形态和变化 2、物质的属性 3、物质的结构与物体的尺 度 4、新材料及其应用 二、运动和相互作用 5、多种多样的运动形式 6、机械运动和力 7、声和光 8、电和磁 三、能量 9、能量、能量的转化和转移 10、机械能 11、内能 12、电磁能 13、能量守恒 14、能源与可持续发展 【物 质】 一、物质的形态和变化 1、物质存在的两种形式：一是实体物质，如空气、水、铁等。二是场物质，如电场、磁场、电磁场。 2、物质的状态变化 熔化、汽化和升华三种状态变化过程中要吸收热量。 凝固、液化和凝华三种状态变化过程中要放出热量。 二、物质的物理属性 1、物质的物理属性和分类 ⑴物质的状态----固态、液态、气态； ⑵物质的密度（ρ）----物质单位体积的质量； ⑶物质的比热（c ）----单位质量的物质温度升高1℃吸的热； ⑷物质的透明度----透明、半透、不透； ⑸物质的硬度----软硬程度； ⑹物质的延展性----易延展（金、纳米材料）、难延展； ⑺物质的弹性----强弱程度； ⑻物质的导电性----超导体、导体、半导体（锗、硅）、绝缘体； ⑼物质的导热性----良导、不良、绝热； ⑽物质的磁性----永磁、软磁、无磁； 三、物质的结构和尺寸 1、分子世界 ⑴物质由大量分子组成,分子很小,一般分子直径的数量级为10- 10m.(放大镜、光学显微镜探测不到) ⑵分子间有空隙,分子一直在不停息地做无规则的运动。(温度升高时,分子运动激烈,扩散进行得快) ⑶分子之间存在着相互作用的引力和斥力，是同时存在的，它们的大小与分子之间的距离有关。 ⑷固体中分子靠得很近,有规律地排列,只能围绕某一点振动，因此固体有一定的体积和形状。液体中分子间距约固体的两倍,可以在一定范围内运动,因此液体有一定的体积，但没有一定的形状。气体中分子离得比较远,间距为固体的10倍以上,能自由地向各个方向运动,因此气体没有一定的体积和形状。 2、粒子世界 ⑴分子由原子(直径约10-10m)组成。(摩擦起电现象表明：原子是由更小的粒子组成，而这些粒子有的是带电的) ⑵原子由带正电的原子核(直径约10-15m)和核外带负电的电子（1897年汤姆逊发现）组成，原子不显电性。卢瑟福的原子行星模型：原子的中心有一个带正电,几乎集中原子质量的原子核,带负电的电子绕着原子核高速旋转。 ⑶原子核是由带正电的质子（1919年卢瑟福发现）和不带电的中子（1932年查德威克发现）组成。 ⑷质子和中子都是由称为夸克（1964年盖尔曼提出）的更小粒子组成的。 加速器是探索微小粒子的有力武器。如：回旋加速器；北京正负电子对撞机（1988年建成）。 3、宇宙世界 ⑴古代人提出“天圆地方说”、托勒密提出“地心说”、哥白尼提出“日心说”。 ⑵现代认为：宇宙是一个有层次的天体结构系统：地球是太阳系中的普通一员，太阳系又是银河星系中数以千亿颗恒星中的一个，而银河星系又是宇宙中无数星系中的一个。 ⑶天文学家哈勃发现谱线“红移”现象（多普勒效应）表明星系都在以各自的速度远离我们而去。 ⑷宇宙的起源，大多数科学家认定：宇宙诞生于距今约137亿年的一次大爆炸。“大爆炸宇宙模型” 4、物质世界从微观到宏观的尺度：夸克—质子、中子—原子核—原子—分子； 月球—地球—太阳—太阳系—银河系—星系团—超星系团。 5、“量天尺”：1光年为光在真空中行进一年所经过的距离。1光年 = 9.461×1015米. 四、新材料及其应用 1、导体和绝缘体：导体内部有大量的可以自由移动的电荷。如金属导体内部有大量的自由电子,当导体两端加有电压时,这些自由移动的电荷就在电压作用下定向移动形成电流。绝缘体中可以自由移动的电荷很少，一般情况下，绝缘体两端加上电压也不能形成电流。注意：导体和绝缘体之间并没有绝对的界限，当条件改变时，绝缘体也可以成为导体，如玻璃在温度升高时,其导电的能力也逐渐增强。 2、半导体导电性能介于导体和绝缘体之间， 半导体具有许多独特的功能。例如：半导体二极管具有单向导电性，即只允许电流从一个方向通过元件，可用于控制电路的通断；半导体三极管可用来放大电信号；半导体材料的电阻大小还可受光、温度、压力等因素控制，因此可制成光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻等元件，用于计算机等电子仪器内。 3、超导体是一种当温度在某临界温度时，电阻为零的材料。用于损耗很小地输送极大的电流，例如：远距离输电线路、超导磁悬浮列车。 4、纳米材料是指几何尺寸达到1—100nm范围的材料（1nm=10-9m），是分子水平上的研制，制成的用品有许多奇特的性质。例如：纳米铜具有超塑延展性；纳米陶瓷硬度高、耐高温、有塑性；纳米奶瓶有抗菌作用。 【运动和相互作用】 一、多种多样的运动形式 1、运动和静止的相对性。自然界中的一切物体都在不停地运动着，运动和静止是相对一个选定的参照物而言。选择不同的参照物，判断同一个物体的运动状况时，得到的结论可能不同。通常取地面为参照物。同步卫星是以地球为参照物，地面上的人看同步卫星是静止的。 2、宏观热现象和分子热运动的联系，例如：宏观的扩散现象说明分子一直在不停息地做无规则的运动。宏观的温度表示物体冷热程度，而温度是大量分子热运动激烈程度的标志。 3、自然界存在多种多样的运动形式.例如：机械运动、热运动、电磁运动等.世界处于不停的运动中. 二、机械运动和力 1、使用刻度尺测量时要注意观察它的零刻度线，量程和分度值；要会放、看、读、记。 测量的一些特殊方法: 累积法、替代法、平移法、比例法等。 2、速度v是用比值s/t来定义的物理量，与s、t 的大小无关。 3、理解“力是物体对物体的作用”要注意三个方面：(1)没有物体就不会有力的作用，一个叫受力物体，另外一个叫施力物体。(2)物体间力的作用是相互的，它们是同时产生，同时消失，没有先后之分。(3)当物体之间发生了（例如，推、拉、提、压、吸引、排斥、碰撞、摩擦）作用才会产生力。 4、重力：由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力,重力的施力物体是地球。（重垂线的应用，重心） 弹力：由于物体发生弹性形变而产生的力叫弹力。 摩擦力：两个相互接触的物体，当它们将要发生或已经发生相对运动时，受到接触面阻碍物体相对运动的力（不一定阻碍物体的运动）叫摩擦力。 摩擦力的方向总是与将要发生或已经发生相对运动的方向相反。 5、力的三要素和示意图：(1)从力的作用点沿力的方向画一线段，线段的长度要合适； (2)线段的末端加箭头以示力的方向； (3)在线段旁标出力的符号和大小。 6、二力平衡的条件—— 同体、等值、反向，共线，这两个力为平衡力。 要着重区分：作用力与反作用力分别作用于两个物体上（不同体），两平衡力是作用于同一物体上. 7、牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。 做出贡献的首先是伽利略的理想实验（建立在可靠的事实基础上，抓住了事物的本质，进行科学推理）。 8、正确理解惯性的概念 ⑴物体具有保持原有运动状态的性质叫做惯性,惯性是物体所具有的一种基本属性. 一切物体在任何情况下都具有惯性.一切物体包括“固、液、气”状态的物体;任何情况是指无论“是否运动和运动快慢、是否受力和受力大小等”情况. ⑵惯性不是力，惯性是性质。力是物体间的相互作用，力有三要素。而惯性是物体的一种属性，与外界条件无关，惯性只有大小，质量大的物体惯性大。不能说“惯性力”、“惯性的作用”。 9、力的作用效果：一是使受力物体发生形变，二是使受力物体的运动状态发生变化。 物体运动状态的改变，是指速度大小的改变和运动方向的改变。 记住物体受力与运动状态的关系，归纳如下： ⑴力是改变物体运动状态的原因，而不是物体运动的原因，即物体的运动不需要力维持。 ⑵物体在平衡力的作用下运动状态不变，原来静止仍然静止，原来运动的做匀速直线运动。 ⑶物体在非平衡力的作用下，运动状态将发生改变，即其运动方向或速度大小将发生变化。 10、简单机械 ⑴杠杆：所谓硬棒，就是要求在使用时棒不会变形，至于棒的形状则并非一定要求是直的。 比如滑轮、轮轴、杆秤、天平、常用的剪刀、镊子、羊角锤等及人体中有许多都是变形的杠杆。 ⑵力对支点的转动效果不仅与力的大小有关，还与支点到力的作用线的垂直距离（力臂）有关。 作图时要先确定支点和力的作用线，再画力臂。千万不要把支点到力的作用点的距离误认为就是力臂。（这个距离可以是力臂的最大值，若杠杆仍平衡，此时作用力是最小值）。 ⑶当有两个力或几个力作用在杠杆上，能使杠杆分别按两个不同方向（比如顺时针或逆时针）转动，若杠杆保持静止不动或匀速转动时，则我们说杠杆平衡了。杠杆平衡的条件是：Fd动L动=F阻L阻。 ⑷滑轮实质是变形的可连续转动的杠杆。定滑轮的支点是转动轴，定滑轮是等臂杠杆，故使用定滑轮不能省力；动滑轮的支点是那段上端固定的绳子与动滑轮相切的点，它的动力臂（轮直径）是阻力臂（轮半径）的2倍，所以动滑轮能省一半力。 ⑸滑轮组的使用 ①使用滑轮组提重物时，若忽略滑轮和轴之间的摩擦以及绳重，则重物和动滑轮由几段绳子承担，提起重物的力就等于总重量的几分之一，即F= 。因此关键是弄清几段绳子承担总重。 ②把重物和动滑轮从滑轮组中“隔离”出来，就很容易弄清直接与动滑轮连接的绳子的段数n。 ③同一个滑轮组,n为“奇动偶定”,拴点在动滑轮上时,连在动滑轮上绳子的段数n=2N+1,则更省力. ④计算绳子的段数n可用拉力F= 、拉力作用点移动的距离S=nh或移动的速度VF=nVG求得。其中G为总重,h为重物和动滑轮上升的高度,VG为重物和动滑轮移动的速度.n取整数(采用小数进一法). 11、压强 ⑴弄清重力与压力的区别 ①从力的性质上看,压力属于弹性力，而重力属于引力性质，是由地球的吸引而使物体受到的力。 ②从施力物体来看,压力的施力物是相互挤压的物体，而重力的施力物体是地球。 ③从力的作用点来看,压力作用点在相互作用的两个物体的接触面上,而重力作用点是物体的重心。 ④从力的方向上看,压力的方向与接触面垂直,而重力的方向总是竖直向下,与水平面垂直。 ⑤从力的大小来看,重力的大小用公式Ｇ＝mg计算,当g一定时,其大小决定于物体质量的大小。 而压力的大小决定相互挤压、发生形变的情况。（压力不一定与重力有关，水平支持面上受到物体的压力大小等于物体的重力只是一种特殊情况，物体对斜面的压力就小于物体的重力）。 ⑵压强表示压力作用的效果。公式：Ｐ＝F/S。1帕斯卡(Pa)的意义是1m2的面积上受1N的压力。 增大或减小压强的方法：改变受力面积和压力的大小.人站立时对地面的压强大小的数量级为104 Pa。 ⑶液体压强Ｐ液=ρ液gh，只与密度ρ液和深度h有关，而与液体的重力、形状等无关，著名的“帕斯卡裂桶实验”就是有力的证明。因为液体受到重力且具有流动性，所以静止液体内部压强有以下特点： ①液体内部向各个方向都有压强； ②同一深度，液体向各个方向的压强都相等； ③液体的压强随液体深度的增加而增大； ④液体的压强还随液体密度的增大而增大。 ⑷大气压强 （1标准大气压等于1.0×105 Pa） ①大气压的存在：“马德堡半球”、“易拉罐”、“覆杯”等实验是有力地证明。 ②大气压的测定：用注射器、弹簧测力计、刻度尺可估测大气压的值.注意：注射器横截面积的计算方法是S=V/L.(V是注射器的容积,L是它的全部刻度的长度).意大利科学家托里拆利最早用实验测出大气压的值相当于76cm高的水银柱产生的压强。水银气压计是根据托里拆利实验制成的.金属盒气压计是抽去内部空气的薄金属盒在大气压发生变化时其厚度会发生改变，这种改变经放大并显示出来，可测量大气压的数值.若将其刻度盘上所标的大气压值折算成高度,则改装成了航空、登山用的高度计。 ③大气压的变化：大气压随海拔高度的增加而减小,人的“高山反应”就是因为高山上气压低引起的；大气压的变化还和天气有关,一般说来,晴天的大气压比阴天的高,冬天的大气压比夏天的高。 ④大气压的应用：用吸管吸瓶中饮料;活塞式抽水机和离心式水泵抽水等都是利用大气压来工作的.普通抽水机的抽水最大高度约10米左右，这是由于1标准大气压大约能支持10.13米高的水柱。 ⑤气体的压强：在温度不变时，一定质量的气体，体积越小，压强越大，如打气筒要用力打气。在体积不变时，一定质量的气体，温度越高，压强越大，如自行车胎气打得太足，在阳光下容易爆裂。 12、流体（气体或液体）压强与流速的关系：流速越大的地方压强越小，流速越小的地方压强越大。 相关物理现象：飞机机翼的升力;气流喷雾器;同向行船相撞;站台上的黄色警戒线;弧圈球、香蕉球等。 13、浮力：浸在液体（或气体）里的物体受到液体（或气体）对物体向上的托力叫做浮力。 ⑴浮力的方向：竖直向上。 ⑵浮力大小的计算： ①吊在弹簧测力计下并浸没在液体中静止的物体(称重法)F浮=G物－F/ (F/为此时测力计的示数) ②根据阿基米德原理（定律法） F浮= G排液 =ρ液gV排 ③当物体漂浮于液面或悬浮于液体中（平衡法） F浮= G物 14、正确理解阿基米德原理 ⑴阿基米德原理阐明了浮力的三要素：浮力作用点在浸在液体（或气体）的物体上，其方向是竖直向上，其大小等于物体所排开的液体（或气体）受到的重力，即F浮=G排液。 ⑵“浸在”既包括物体全部体积都没入液体里,也包括物体的一部分体积在液体里面而另一部分体积露出液面的情况;“浸没”指全部体积都在液体里,阿基米德原理对浸没和部分体积浸在液体中都适用. ⑶“排开液体的体积”V排和物体的体积V物，它们在数值上不一定相等。 当物体浸没在液体里时，V排=V物 ，此时，物体在这种液体中受到浮力最大。 如果物体只有一部分体积浸在液体里，则V排＜V物 ，这时V物=V排+V露。 ⑷根据阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排。即F浮的大小只跟ρ液、V排有关，而与物体自身的重力、体积、密度、形状无关。浸没在液体里的物体受到的浮力不随物体在液体中的深度的变化而改变。 ⑸阿基米德原理也适用于气体：F浮=ρ气gV排，浸在大气里的物体，V排=V物。 例如：热气球受到大气的浮力会上升；给瘪气球打气会使原来平衡的天平不再平衡。 15、正确运用物体的浮沉条件（只考虑浮力和重力）, 应该明确：上浮和下沉都是动态过程。 ⑴从物体受力情况看物体的浮沉条件： ①当G物 = F浮时，受一对平衡力作用，物体漂浮或悬浮。 ②当G物＜F浮时，物体上浮,物体在上浮过程中,其受力情况是不变的,受非平衡力作用.当物体部分露出液面后,其所受浮力随其露出液面部分体积的增加而减小,直至浮力与重力平衡,物体飘浮在液面上. ③当G物＞F浮时,物体下沉,在下沉过程中物体受力情况也不变,受非平衡力作用,直到物体与容器底部接触后,才处于静止状态，受平衡力作用，容器底对物体的支持力+液体对物体的浮力=物体的重力。 ⑵从质量均匀分布的实心物体与液体的密度关系看物体的浮沉条件： ①若ρ物＜ρ液时，则G物＜F浮，物体上浮；稳定后，物体漂浮在液面上。 ②当ρ物＝ρ液时，则G物 = F浮，物体悬浮在液体内部任何深度；。 ③当ρ物＞ρ液时，则G物＞F浮，物体下沉至容器底部，稳定后，静止在容器底部。 16、改变物体所处的状态和使物体浮沉的方法: ⑴改变物体的重力大小.如潜水艇进水和排水、浮沉子的原理、浮桶法打捞沉船、热气球(孔明灯)。 ⑵改变物体所受浮力的大小.如轮船的吃水线（排水量）、鱼鳔的作用、盐水选种、测定血液的密度。 三、声和光 1、声音的发生和传播 (1)声音就是由于物体的振动而产生的.一切正在发声的物体才是声源.物体只要振动，就一定会发出声音,但人耳不一定都能听得到,人听到的声音频率约为20-20000HZ.(人发声频率约为85-1100 HZ) (2)声源振动发出的声音,需要有介质来传播.介质可以是各种固体、液体和气体.真空中不能传声. (3)声音在不同介质中的传播速度一般不相同.通常情况下,在气体中声速最小,在固体中声速最大（空气中约为340m/s，水中约为1500m/s，钢铁中约为5200m/s）另外,在空气中,温度越高,声速越大. (4)回声：声音在空气中传播时,若遇到高大障碍物,会被障碍物反射回来形成回声.人耳要能区分清楚原声与回声,其间隔时间必须在0.1秒以上,所以,人耳到障碍物的距离应大于17m时，才能听到回声. 2、乐音的三个特征 (1)音调：声音的高低叫音调.它是由发声体振动的频率决定的。发声体振动的越快，频率越大，音调则越高；反之，音调越低。例如，1、2、3、4、5、6、7、ⅰ，音调越来越高。注意：鼓皮绷得越紧，音调越高。小提琴的弦丝越短、越细、绷得越紧，音调越高。吹笛的空气柱越短，音调越高。 (2)响度：人耳感觉到的声音的强弱叫响度. 响度与发声体的振幅有关,振幅越大,响度越大,反之则越小.另外,响度还与距离发声体的远近有关,距离越远,响度越小.人耳刚刚能听到的声音为0 dB. (3)音色：是由发声体本身材料、结构所决定的,它是声音的品质.根据音色,能区分乐器或其它声源。 3、从物理学角度看，乐音的波形是有规律的，噪音的波形是杂乱无章的. 从环保角度看,凡是妨碍人们学习、工作、生活和其它正常活动的声音都属于噪声. 表示声音的强弱用的分贝(dB)为单位。安静舒适为40—50 dB；90 dB以上会对听力造成损伤。 减弱噪声主要途径：在声源产生处控制（改变、减少或停止声源的振动），在传播过程中阻断（隔声、吸声和消声），在人耳朵处减弱（戴护耳器）。 4、人耳听不到的声音 超声波;频率高于20 000Hz的声波，具有方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能等特点。 次声波;频率低于20Hz的声波,一定强度对人体会造成严重危害.可用来预报地震,台风和监测核爆炸. 5．声波是一种疏密相间的波(纵波)，能传递信息。一个人说话声沙哑了,说明他生病了; 医生运用“B”超探测人体内部疾病的信息；利用超声波回声定位制成声呐测距;利用超声波多普勒效应测定速度。 声波能传递能量(声能),利用超声波可以清洗精密仪器、焊接等,也可以除去人体内的结石. 6、光的色彩 颜色 ⑴光源：自身能发光的物体叫光源。光源分天然光源和人造光源。 ⑵光的色散现象：用三棱镜可使太阳光发生色散，说明它是由各种（红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫）色光组成。 ⑶光的三原色是红、绿、蓝三种色光。颜料的三原色是红、黄、蓝三种颜色。 色光混合与颜料混合是不同的，红光和蓝光混合可形成品红光；红颜料和蓝颜料混合可得到紫颜色。 ⑷物体的颜色：透明物体的颜色是由它能透过的色光决定的； 不透明物体的颜色是由它能反射的色光决定的。 ⑸光波:光是一种电磁波,光具有能量,光能可转化为内能(太阳灶)、电能(光电池)、化学能(光合作用) ⑹光污染:如眩光、太阳光的镜面反射光、红外线的热辐射、紫外线过度照射等。了解防护措施。 7、人眼看不见的光 ⑴红外线：波长大于(频率小于)可见光的电磁波,具有热效应.如红外线取暖器。另有电视遥控器等。 ⑵紫外线：波长小于可见光的电磁波,具有荧光效应和灭菌作用,应用于紫外灯灭菌，验钞机等。适当的紫外线照射对人有益,但过量的照射对人体十分有害.（臭氧层能吸收绝大部分来自太阳的紫外线）. 8、光在同一种均匀物质（密度均匀、不含有杂质、透明物质）中是沿直线传播的。光可以在真空中传播，速度为3.0×108m/s（最大值），光在不同的物质中传播速度不相同，在水中为2.25×108m/s。 激光测距仪：测量长距离的“直尺”.工作时,向目标发射脉冲激光束,并接受目标反射回来的激光,测出激光往返所经过的时间,就可算出它们之间的距离.如测量月地之间距离,人造卫星测控,大地测量等. 9、光的反射定律要明确以下几点： ⑴反射角、入射角都是指各自的光线与法线的夹角,不可把它们与镜面的夹角,当成入射角和反射角 ⑵当入射光线垂直射到平面镜上，法线与入射光线重合，这时入射角为0°，反射光线沿原路返回。 ⑶在光的反射中，光路是可逆的。 ⑷不论是镜面反射还是漫反射，就任何一条光线来说，都遵循光的反射定律。 10、平面镜成像的特点:物体在平面镜中成虚像,像跟物体的大小相等;像和物体到平面镜的距离相等. 凹面镜对光线有会聚作用，可制成太阳灶、车灯里的反光罩等。 凸面镜对光线有发散作用，能扩大视野。如汽车的后视镜、街头拐弯处和商场中的反光镜等。 11、正确理解折射规律 ⑴入射角是入射光线与法线的夹角,不是和界面的夹角.同样,折射角也不是折射光线与界面的夹角. ⑵光线射向两种透明物质分界面时,将同时发生光的反射和折射.分别遵循光的反射和折射规律. ⑶光垂直射向两种透明物质界面时,光的入射角、反射角、折射角均为零度。 ⑷光从空气射入透明物质时,折射光线偏向法线.如果增大或减小入射角,折射角就随着增大或减小. 注意：光从透明物质射入空气时,折射光线偏离法线,折射角大于入射角,所以,入射角增大到某一角度时,入射光线会只发生反射,这时没有折射光线,这种现象叫做全反射。(光导纤维传输光信号原理) ⑸折射现象的光路是可逆的。（可分析光通过平行玻璃砖后的出射光线跟原入射光线平行）。 12、记住透镜成像的规律： 13、透镜对光是会聚作用和发散作用 ⑴如图甲把点光源放在凸透镜的焦点上，它发出的光线经凸透镜后，折射光线平行于主轴，并没有相交成一点，这是否可认为凸透镜对光线有会聚作用呢。如图，我们将入射光线FA、FC延长，即图中的AA’和CC’与经凸透镜折射的光线AB、CD比较。显然折射光线是相互“靠近”而会聚了，表明凸透镜对光有会聚作用。（用于远视眼的矫正） ⑵在图乙中光线AB、CD入射到凹透镜上，折射光线为BE和DE。将入射线AB、CD延长，如图中虚线BP和DP，折射光线BE和DE与入射光线的方向BP、DP相比较，它们相互“远离”了，表明凹透镜对光有发散作用。（用于近视眼的矫正） 由此可见，透镜对光是会聚还是发散作用，不是看折射光线是否相交，而是体现在它们使光线相互“靠近”了还是“远离”了。 14、明确实像和虚像的区别： ⑴成像原理不同：物体发出的光线经光学器件光线会聚而形成像为实像； 物体发出的光线经光学器件后光线发散，反向延长线相交形成的像为虚像。 ⑵成像性质上的区别：实像倒立的；虚像是正立的。 ⑶接收方法上的区别：实像既能被眼睛看到，又能被光屏接收到；虚像只能被眼睛看到，不能被光屏接收到。 15、波 ⑴所有的波都是在传播周期性变化的运动形态。如：凹凸相间的横波、疏密相间的纵波。 ⑵描述波的性质的物理量 振幅A：波源偏离平衡位置的最大距离，单位为m。周期T：波源振动一次所需要的时间，单位s。 频率f ：波源每秒内振动的次数，单位为Hz。波长λ：波在一个周期T内传播的距离，单位为m。 ⑶波的传播速度 与波长λ、频率 的关系： 。 四、电和磁 1、磁体的性质：吸铁性；指向性；每块磁体都存在N极和S极；同名磁极相斥，异名磁极相吸。 2、磁场：磁体或通电导体周围存在的一种特殊物质,能传递磁极间或磁极与通电导体间的相互作用。 ⑴磁场的存在：通常小磁针静止时是指向南北的,若小磁针指向发生变化,则小磁针处存在着磁场。 ⑵磁场方向规定：小磁针静止时，N极所指方向就是该点磁场方向（磁感线的方向）。 判断方法有： ①小磁针静止时，N极所指方向就是该点的磁场方向； ②用安培定则判断通电螺线管两端的磁极，画出磁感线及方向，再确定某点的磁场方向； ③根据导线中电流方向、导线在磁场中所受力的方向，确定通电导线所在处磁场的方向； ④根据导线切割磁感线的运动方向、导线中感应电流的方向，确定导线所在处磁场的方向。 ⑶磁感线：描述磁场的带箭头的假想曲线。磁感线上任意一点的切线方向，就是该点的磁场方向，磁感线分布越密的地方，磁场越强。在磁体外部磁感线总是从磁体的N极出来，回到S极；磁感线在空间是不能相交的。 ⑷磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。应用于录音机、录像机磁带和计算机磁盘等。 3、地磁场：地球本身是一个巨大的磁体，地球周围的磁场叫地磁场。（月球周围不存在磁场） ⑴地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。 ⑵我国宋代沈括是世界上最早记载地理两极与地磁两极并不重合，存在着磁偏角的科学家。 4、电流的磁场（奥斯特于1820年发现），“电生磁” ⑴奥斯特实验：说明通电导体周围存在着磁场，并且磁场的方向跟电流方向有关。 ⑵安培定则:①标出通电螺线管的N、S极;②标出通电螺线管中的电流方向;③画出螺线管的绕法。 5、电磁铁和电磁继电器 ⑴电磁铁是根据电流的磁效应和通电螺线管中插入铁芯（软铁）后磁场大大增强的原理来工作的。 电磁铁的优点是；①它的磁性的有无可以由通、断电来控制；②它的磁性的强弱可以由电流强度的大小和螺线管的匝数多少来决定；③它的N、S极可以由变换电流方向来控制。（应用于磁悬浮列车） ⑵电磁继电器的低压控制电路控制高压工作电路的通断(相当于开关).应用于自动控制和通信领域。 6、磁场对电流的作用 ⑴通电直导线在磁场中受到力的作用。受力的方向与磁场方向、导线中的电流方向有关。 ⑵电动机是利用磁场对通电线圈作用使线圈转动的原理制成的,把电能大部分转化为机械能。为使直流电动机持续转动，必须安装换向器，在刚过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。 ⑶改变电流或磁场方向可改变电动机的转动方向;改变电流的大小或磁场强弱可改变电动机的转动速度。广泛应用于家用电器和电动交通工具（绿色环保型，效率高,噪声小,无废气排放,无油污）。 7、电磁感应现象（法拉第于1831年发现），“磁生电” ⑴产生感应电流的条件：①导体是闭合电路中一部分;②导体在磁场中做切割磁感线的运动。 注意：当导体平行于磁感线运动时或当导体放入磁场中不运动时,都不会产生感应电流。 ⑵感应电流的方向与磁场的方向、导体切割磁感线运动的方向有关。 ⑶发电机是利用电磁感应原理制成的,它将机械能大部分转化为电能，少部分转化为内能。 交流发电机的线圈在磁场中转动时,所产生感应电流的方向随时间发生周期性变化,这种电流叫做交流电。我国使用的交流电的频率为50Hz，电流方向每秒钟改变100次。 ⑷电能的传输过程：（变压器也是利用电磁感应来改变交流电电压的） 发电厂→升压变电站→高压输电线（可减少输电时电能的损失）→降压变电站→用电户。 8、电磁波 ⑴电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。麦克斯韦建立理论，赫兹实验证明存在。 ⑵电磁波的特性：能在真空中传播,任何频率的波速均为c=3.0×108m/s。金属容器能屏蔽电磁波。 ⑶电磁波谱。 若按波长从小到大依次排列（即频率由高到低）有： γ射线、 射线、紫外线、可见光（紫、靛、蓝、绿、黄、橙、红）、红外线、微波、无线电波。 ⑷不同频率电磁波有不同的应用（X光透视机、紫外线消毒柜、微波炉、收音机）；防止电磁污染。 9、信息 ⑴信息是各种事物发出的有意义的消息。人类特有的三种信息是：语言、符号和图像。 ⑵五次巨大的变革;语言的诞生、文字的诞生、印刷术的诞生、电磁波的应用、计算机技术的应用。 ⑶传播工具:手语、烽火台、驿马、电报(莫尔斯)、电话(贝尔)、移动电话、广播、电视、互联网等. 10、现代通信——信息高速公路 ⑴卫星通信：利用微波（大致沿直线传播）传递信号。系统由空间部分（通信卫星——三颗互成120°的同步卫星，就可以几乎覆盖全球）和地面部分（通信地面站）两部分构成。 ⑵光纤通信：利用激光在光纤中传递信号.光纤的内壁具有使光发生反射的特性(类似于平面镜). ⑶互联网是一个全球性的网络,它拥有丰富的信息资源,应用广泛.如发送电子邮件、远程教育等。 信息产业发展的必然趋势——传递信息所用的电磁波频率越高，在相同时间内传递的信息就越多，信息之路就越宽！ 【能 量】 一、能量、能的转化和转移 1、自然界存在不同形式的能:机械能(声能),内能,电磁能(光能),核能,化学能(生物质能),潮汐能等. 2、能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量都可以互相转化。 如:晒太阳取暖是太阳的内能通过热传递(辐射)转移到人体；植物的光合作用是将光能转化为化学能。 3、做功的过程就是能量转化或转移的过程。 如：摩擦生热的做功过程是机械能转化为内能的过程；运动的物体撞击静止的物体，使静止的物体运动的做功过程是动能转移的过程。 二、 机械能 1、机械功的两个必要因素:一个是作用力，一个是作用力方向上物体通过的路程，两者缺一不可。 若物体受到了力的作用,也通过了距离.但移动的距离跟受到力的方向垂直时,该力对物体没有做功. 2、功率和功是两个不同的概念,做功多不一定做功快;反之,做功快不一定做功多. 从公式P=w/t可知,相同的时间内做功多的,功率大;做相同的功,所用时间少的,功率大. 从公式P=F˙v可知,在功率Ｐ一定时，力Ｆ与速度Ｖ成反比。如汽车上坡时，当功率不变，司机采取换挡减小速度，以获得较大的牵引力；若要保持速度不变，只有加大油门，增大汽车实际功率了。 3、机械效率等于有用功跟总功的比值，η=W有用 / W总＜100％。 机械效率与机械是否省力，机械功率的大小，做功的多少是无关的。 4、对于给定的滑轮组，它的机械效率不是固定不变的。W总= W有用+ W额外,提高机械效率主要措施有： ⑴增大提升的物重(不超过绳子所能承受的最大物重),以增大有用功在总功中的比例,提高效率. ⑵在滑轮的转轴中加润滑油,减小摩擦阻力；减小动滑轮的自重。即在有用功一定的情况下,减少额外功,提高效率。 5、物体做功的本领叫做能（或能量），物体能够做多少功，它就具有多少能。 ⑴物体由于运动而具有动能，物体的速度v越大，质量m越大，它具有的动能就越大。 ⑵物体由于发生弹性形变而具有弹性势能，弹性物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。 ⑶物体由于被举高而具有重力势能，物体被举得越高h，质量m越大，它具有的重力势能就越大。 6、动能和势能统称为机械能。动能和势能在一定条件下可以相互转化，在转化过程中,如果没有其他形式的能产生,则机械能的总量保持不变。如忽略空气阻力时,空中下落石头,机械能的总量保持不变。 三、内能 1、正确区分物体的内能与机械能 ⑴内能和机械能是两种不同形式的能: 机械能是由物体的质量、速度、弹性形变和相对于地面的位置所决定的. 内能是由物体内分子的个数，分子的质量，热运动的激烈程度和分子间相对位置所决定的。 ⑵物体内部大量分子一直在不停息地做无规则的运动（热运动），所以一切物体都具有内能（热能）,但一个物体不一定具有机械能。如停在水平地面上的汽车，它可以不具有机械能，但一定具有内能。 ⑶当物体温度升高时,物体的内能就增加.但物体的机械能不增加. 2、温度、内能和热量的区别。 ⑴温度表示物体冷热程度，温度是大量分子热运动激烈程度的标志。 ⑵内能是一种形式的能。它是物体内所有分子无规则运动所具有的动能和分子势能的总和。 ⑶热量是在热传递过程中转移的内能.不能说“物体的热量是多少”或“物体含有多少热量”。 在热传递过程中,内能总是从高温物体转移到低温物体,直至温度相同,说明内能的转移具有方向性。 ⑷温度只能说“升高、降低或不变',内能只能说“具有、增加或减少”,热量只能说“吸收、放出”. ⑸热量和温度、内能是实质不同的物理量，它们之间又有一定的联系。 注意：在不发生物态变化时，物体吸收了热量，它的内能增加，表现为分子平均动能增加，温度升高。 在发生物态变化时（熔解或沸腾），它的内能增加，表现为分子势能增加，温度不升高。 3、改变物体内能有两种方式：做功和热传递。对改变物体的内能，做功和热传递是等效的。 区别：热传递是内能在物体之间转移,内能总量不发生变化； 做功是其它形式能与内能的转化,内能总量发生变化。 4、热机是利用燃料燃烧获得的内能转化为机械能的机器.（汽油机有火花塞,柴油机有喷油嘴）. ⑴汽油机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，且不断地循环进行。 每个工作循环，活塞往复2次，曲轴旋转2圈，对外做一次功。 在做功冲程中内能转化为机械能。在压缩冲程中机械能转化为内能。 汽油机启动要靠外力做功,而完成一个循环之后的下一个工作循环的启动,要靠飞轮的惯性来完成. ⑵燃料的热值q表示1kg的某种燃料完全燃烧时所放出的热量，单位是J/kg，（气体常用J/m3）。燃料完全燃烧所放出的热量： 。燃料不完全燃烧所放出的热量： η（η为燃烧效率）。 ⑶热机的效率η：η=（用来做有用功的那部分能量）/（燃料完全燃烧所获得的能量）。 5、正确理解比热容的概念 ⑴比热容是单位质量的某种物质温度升高(降低)1℃所吸收(放出)的热量.是物质的一种热学特性 比热容是物质本身的一种属性，不同物质的比热容是不同的,是鉴别物质的方法之一.注意:水的比热容最大；同种物质物态不同，比热容也不同。如水（4.2×103J/（kg·℃）和冰（2.1×103J/（kg·℃）. ⑵虽然某种物质的比热容可以用 来计算，但某种物质的比热容跟它吸、放热的多少，质量的大小，升温或降温的多少无关。 ⑶在没有物态变化时，热量的计算Q吸=cm△t,说明物体吸收热量的多少跟c、m和△t有关，跟物体的初温t0或末温t无关。 四、电磁能 1、电源是将其它形式能转化为电能的装置，用电器是将电能转化为其它形式能的装置。 而推导公式：W=I2Rt和W=U2t/R，只适用于计算将电能完全转化为内能的用电器或电路（纯电阻电路）。 电功的单位:焦耳(J),实用单位为千瓦时(kW·h),俗称度.1 kW·h= 3.6×106J。 ⑵电功率:表示电流做功的快慢,即电流在单位时间内做的功.单位为瓦特（W）、千瓦（kW）、毫瓦（mW）。 电功率的计算：公式P=UI是计算电功率的基本公式，适用于任何用电器或电路。 推出的另两个公式：P=I2R和P=U2/R，仅适用于将电能完全转化为内能的用电器或电路。 额定功率是指用电器在额定电压时正常工作的功率,对给定的用电器是唯一的.(从用电器铭牌上得知) 实际功率是指用电器在某一电压下工作时的功率,一般情况下是不允许的。 五、能量守恒 1、能量的转化和守恒定律：能量既不会消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化成另一种形式，或者从一个物体转移到另一物体，而在转化或转移的过程中，其总能量保持不变。它是19世纪自然科学的三大发现之一，也是自然界最普遍、最重要的基本规律之一。 2、能量的转化和转移的方向性：自然界中许多自发的过程都是有方向性的。例：热传递过程中，内能的转移只能自发由高温物体转移到低温物体；电池的放电过程中，只能自发由化学能转化为电能，说明能量的转移和转化都是有方向性的，而能量经转化后，可利用的能量只会减少而不会增加，因此，要节能和有效地利用能量。 3、任何形式的永动机都是违反能量的转化和守恒定律、能量的转化和转移具有方向性的，所以注定以失败而告终。 4、能量转换装置的效率计算公式： 六、 能源与可持续发展 1、人类进化发展的过程就是一部开发、利用能源的历史。 四次能源革命：火的利用、化石能源的利用、电能的利用、核能的发现和利用 2、弄清能源的分类 ⑴一次能源是指可以直接从自然界中获取的能源，如柴草、煤、石油、天然气、太阳能、水能等。 二次能源是指不能从自然界中直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源，如电力、蒸汽、焦炭、煤气等。区别一次能源和二次能源的关键是看其是否经过加工转换。 ⑵可再生能源和不可再生能源都是对一次能源而言的。 ①可以从自然界源源不断得到的能源叫做可再生能源,如水能、风能、生物质能、地热能、潮汐能。②一旦消耗很难再生的能源叫做不可再生能源，如化石燃料（煤、石油和天然气），核裂变燃料。 ⑶新能源是相对于常规能源说的，有核能、太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能、潮汐能。 新能源的共同特点是比较干净，除核裂变燃料外，几乎是永远用不完的。由于煤、油、气三种常规能源具有污染环境和不可再生的缺点，因此，人类越来越重视新能源和可再生能源的开发和利用。 3、原子能和太阳能的特点 ⑴核能：原子核里蕴藏的能量，是一次能源、不可再生能源、新能源。 获取核能的途径：①裂变（链式反应）原子弹、核电站。②聚变（热核反应）氢弹、太阳。 核电站优点:消耗很少核燃料;对环境污染小;发电成本低.但要防止放射性物质泄漏造成的放射性污染。 ⑵太阳能：一次能源、可再生能源、新能源、清洁能源。 ①优点：太阳能十分巨大；经济、丰富、清洁、安全；分布广阔，获取方便。 缺点：太阳能的辐射功率分散、不稳定；目前转换效率还较低。 ②利用方式：光热转换--太阳灶、太阳能热水器；光电转换--太阳能电池；光化转换--绿色植物. 4、可持续的能源生产和消费已成为社会、经济可持续发展的重要前提之一。 我国实现可持续发展的当务之急是：①依靠科技进步改变能源结构；②开发和推广清洁的可再生能源；③提高能源的利用率；④减小环境污染。 |
|
|
