第四章 物态变化
2022课程标准
能描述固态、液态和气态三种物态的基本特征,并列举自然界和日常生活中不同物态的物质及其应用。
了解液体温度计的工作原理。会用常见温度计测量温度。能说出生活环境中常见的温度值,尝试对环境温度问题发表自己的见解。
经历物态变化的实验探究过程,知道物质的熔点、凝固点和沸点,了解物态变化过程中的吸热和放热现象。能运用物态变化知识说明自然界和生活中的有关现象。
能运用物态变化知识,说明自然界中的水循环现象。了解我国和当地的水资源状况,有节约用水和保护环境的意识。
考点一 温度及其测量
温度
(1)定义:表示物体的① 程度。
(2)单位:② ,符号:③ 。规定:在标准大气压下,冰水混合物的温度为④ ℃,沸水的温度为⑤ ℃,它们之间分成100等份,每一份代表⑥ ℃。
温度计
(1)原理:利用⑦ 的性质制成。
(2)使用方法:估计被测物体的温度,根据估测温度选择合适的温度计。
一看:看清温度计的⑧ 和分度值;
二放:温度计的玻璃泡要⑨ 被测液体中,不能接触容器壁和容器底;
三读:待示数稳定后再读数,读数时玻璃泡⑩ 离开被测液体,视线要与温度计中液柱的凹液面最低处 。
体温计
(1)刻度范围为35~42 ℃,分度值为 ℃。
(2)体温计有缩口, 离开人体读数;使用前应用力将细管中的水银柱甩回玻璃泡。人的正常体温是37 ℃左右。
考点二 熔化和凝固
熔化和凝固
状态变化 吸、放热情况
熔化 态→ 态 热
凝固 态→ 态 热
认识晶体和非晶体
晶体 非晶体
熔 化 熔 点 固体熔化时有无固定不变的温度
有 无
示例 海波、冰、固态水银、金属 沥青、松香、石蜡、玻璃
图象
条件 温度达到熔点,且持续吸热 持续吸热
特点 熔化前:持续吸热,温度上升 熔化时:持续吸热,温度不变 整个过程持续吸热,温度持续上升
凝 固 凝固点 液体凝固时有无固定不变的温度
有 无
图象
条件 温度达到凝固点,且继续放热 持续放热
特点 凝固前:持续放热,温度下降 凝固时:持续放热,温度不变 整个过程持续放热,温度持续下降
同种晶体的熔点和凝固点相同。
考点三 汽化与液化
汽化和液化
状态变化 吸、放热情况 方式
汽化 态→ 态 热 和
液化 态→ 态 热 和
“白气”是水蒸气液化放热形成的液态小水滴。“白气”的形成有两种情况,如表所示:
形成 原因 温度较高的水蒸气遇到温度较低的空气,液化形成小水滴 空气中的水蒸气遇到温度较低的物体,液化形成小水滴
举例 烧开水,从壶嘴冒出很多“白气”;冬天,人在室外呼出的“白气” 夏天,雪糕周围冒出的“白气”
蒸发和沸腾
蒸发 沸腾
发生位置 液体表面 液体表面和内部
发生条件 任何温度 达到 , 继续
剧烈程度 缓慢 剧烈
影响因素
温度变化 降温制冷 温度不变
共同点 都是汽化现象,都要吸热
考点四 升华与凝华
状态变化 吸、放热情况 举例
升华 态→ 态 热 樟脑丸变小,结冰的衣服变干,用久的灯丝变细
凝 华 态→ 态 热 霜、冰花、雾凇
(人教八上图3.1-1) 命题点:温度计的使用 如图为简易的自制温度计。该温度计是根据液体 的原理制成的,若想温度变化得更明显,应尽量选择 (选填“较粗”或“较细”)的管子。
(人教八上图3.3-9) 命题点:物态变化的辨识 如图为一种简易冰箱。里面放的剩饭、剩菜不容易变质,是因为盆中的水 ,带走了剩饭、剩菜里的热量。
(人教八上图3.4-1) 命题点:物态变化的辨识 如图,冬天的早上,室 (选填“内”或“外”)的窗玻璃上出现冰花,这是 现象。
(人教八上图3.4-5、 3.4-6) 命题点:物质的熔点、物态变化的辨识 如图,在一个标准大气压下,某同学将冰块放入空易拉罐中并加入适量的盐。用筷子搅拌大约半分钟,测得易拉罐中冰与盐水混合物的温度低于0 ℃,这是因为盐使冰的熔点 (选填“高于”或“低于”)0 ℃,实验时易拉罐底部生成的白霜是 现象。
重难点 物态变化辨析
热现象在一年四季中都很常见,下列有关热现象的说法中,正确的是 ( )
A.春天,早晨出现大雾,这是汽化现象
B.秋天,早晨花草上有细小的露珠,这是液化现象
C.夏天,打开冰箱门,门口冒出“白气”,这是升华现象
D.初冬,早晨地面上出现白霜,这是凝固现象
(2024·秦皇岛二模)2023年冬天,河北省多地出现持续低温天气,衡水市连续239个小时气温低于零摄氏度,是当地同期从未有过的天气。下列说法正确的是 ( )
A.气温为0 ℃时,冰雪一定会发生熔化现象
B.路边的雪堆会变小,属于凝华现象
C.人在户外呼出“哈气”属于汽化现象
D.树上出现美丽的雾凇,需要放热
固态→液态→气态是吸热过程,气态→液态→固态是放热过程。
实验一 探究固体熔化时温度的变化规律
实验装置图
实验器材及作用
(1)测量仪器:温度计、 。
(2)陶土网和搅拌器的作用:受热 。
(3)实验选取 固体物质:受热均匀。
实验操作
(1)器材的组装顺序: 。
(2)水浴法加热的优点:使固体 。
实验结论
晶体熔化时有固定的熔化温度,即熔点,熔化时吸热,但温度 ;非晶体熔化时没有熔点,持续吸热,温度 。
交流与反思
(1)实验过程中出现“白气”的原因:水蒸气遇冷 形成的。
(2)晶体熔化前后,曲线的倾斜角度不一样的原因:同种物质不同状态下的 不同。
图甲是小丽同学探究冰熔化时温度的变化规律的实验装置图。
甲 乙
丙
(1)如图乙所示,温度计的示数为 ℃。
(2)安装实验器材时,小丽应按照 (选填“从上到下”或“从下到上”)的顺序进行。
(3)她将冰熔化的过程绘制成如图丙所示的温度随时间变化的图象。分析图象数据可知,冰是 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(4)分析图丙可知,该物质在t1时刻的内能 t2时刻的内能;CD段加热时间是AB段加热时间的 2 倍,则冰的比热容 水的比热容。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
(5)当试管中的冰全部熔化成水后,继续用酒精灯加热,试管中的水 (选填“能”或“不能”)沸腾。
【补充设问】
(6)水浴法加热的好处是 。
(7)当点燃酒精灯时,打开灯帽,可闻到淡淡的酒精味,这是 现象,说明液态酒精发生了 (选填物态变化名称)。
(8)当小丽同学在烧杯的水中加入少量的食盐后,发现试管中的水能够沸腾,说明加入食盐后盐水的沸点
(选填“大于”“小于”或“等于”)水的沸点。
(9)实验中小丽发现冰的熔化时间过长,请你为此提出改进方法: 。
(10)在加热过程中,烧杯杯口上方出现“白气”,“白气”是水蒸气 (选填物态变化名称)而成的。
(11)实验中收集多组数据是为了 。
A.寻找普遍规律
B.减小实验误差
(12)实验中用加热时间的长短来表示吸收热量的多少,运用的研究方法是 法。
实验二 探究水沸腾时温度变化的特点
实验装置图
实验器材及作用
温度计、停表、烧杯、酒精灯、硬纸板等。
(1)测量仪器:温度计、 。
(2)陶土网和搅拌器的作用:保证受热 。
实验操作
(1)组装器材的顺序: 。
(2)缩短加热时间的方式:用初温较 的水、减少水的质量、给烧杯盖上纸板。
(3)温度计的位置:温度计的玻璃泡 在水中,且 接触烧杯底或烧杯壁。
分析数据
(1)水的沸点判断:加热一段时间后,水中产生大量的气泡,温度保持不变,此时温度为水的沸点。
(2)绘制水沸腾时的温度—时间图象,并对数据和图象进行分析。
实验结论
水沸腾过程中不断 ,温度 。
交流与反思
(1)纸板上小孔的作用:使烧杯内外气压 。
(2)撤去酒精灯,水不会立即停止沸腾的原因: ,水会从陶土网继续吸收热量。
(3)沸腾前后气泡的特点:图 表示沸腾前,图 表示沸腾时。
甲
乙
(4)水的沸点低于(高于)100 ℃的原因是当地气压 一个标准大气压。
利用如图甲所示的装置探究水沸腾时温度变化的特点。
甲
乙
(1)除温度计外,还需要的测量工具是 。
(2)按照实验规范要求,调整铁圈B,确定其高度时, (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯。
(3)实验中某时刻温度计的示数如图甲所示,此时水温是 ℃。
(4)图乙为某小组绘制的温度—时间图象,分析图象可知水沸腾时温度变化的特点是 。
【补充设问】
(5)撤去酒精灯后,水很快停止沸腾,说明水在沸腾过程中需要持续 。
(6)该烧杯上方的盖上有一个小孔,盖上开孔的目的是 。
(7)实验中,小明观察到水中气泡的情形如图所示,此时烧杯中的水处于 (选填“沸腾前”或“沸腾时”)的状态。
命题点一 温度的估测
(河北真题组合)判断下列数值是否接近实际情况。
(1)(2024·河北节选)冰箱正常工作时冷藏室的温度约为26 ℃。 ( )
(2)(2023·河北节选)中学生800 m比赛后体温约为45 ℃。 ( )
(3)(2022·河北节选)河北省12月份的平均气温约为25 ℃。 ( )
(4)(2021·河北节选)人的正常体温是37.8 ℃。 ( )
(5)(2020·河北节选)让人感觉温暖又舒适的房间温度约为37 ℃。 ( )
(6)(2019·河北节选)标准大气压下,冰水混合物的温度约为4 ℃。 ( )
命题点二 物态变化的理解与辨析
(2024·河北)如图所示的四幅图反映的物态变化不属于凝华的是 ( )
A.冰锥的形成 B.冰花的形成
C.雾凇的形成 D.霜的形成
(2022·河北)下列说法正确的是 ( )
A.“渊冰厚三尺,素雪覆千里。”“冰”的形成是凝华现象
B.“雾里山疑失,雷鸣雨未休。”“雾”的形成是汽化现象
C.“可怜九月初三夜,露似真珠月似弓。”“露”的形成是液化现象
D.“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠。”“霜”的形成是凝固现象
(2021·河北改编)我国北方秋、冬两季的清晨,树枝上常出现雾凇,那么雾凇是怎样形成的 小明做了如图所示的实验来进行探究,将冰块放于易拉罐中并加入适量的盐,用筷子搅拌一会儿,发现易拉罐内有冰与盐水混合物、底部出现了白霜。下列说法不正确的是 ( )
A.雾凇是水蒸气凝华形成的
B.白霜是水蒸气凝固形成的
C.雾凇形成过程中放出热量
D.易拉罐内冰与盐水混合物的温度低于0 ℃
(2020·河北)江、河、湖、海及大地表层中的水不断蒸发变成水蒸气,升入高空的水蒸气温度降低凝成小水滴或凝成小冰晶悬浮在空中,这就是云。两个“凝成”所指的物态变化分别是 ( )
A.汽化 升华 B.液化 凝华
C.凝固 凝华 D.升华 熔化
(2019·河北)下列与物态变化相关的说法正确的是 ( )
A.正在熔化的蜡,吸收热量,温度不变
B.利用干冰使食物降温,这是因为干冰升华吸热
C.北方美丽的雾凇,是空气中的水蒸气凝固形成的
D.炒菜前滴入热锅底的小水滴很快不见了,水滴发生的物态变化是液化
命题点三 探究水沸腾时温度变化的特点
(2023·河北)小明按如图所示装置探究水沸腾时温度变化的特点。
图1 图2
(1)组装器材时,应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序进行。
(2)当水温升高到93 ℃时,每隔1 min记录一次温度填入下表,同时观察水中发生的现象。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6
温度/℃ 93 95 97 99 99 99 99
根据实验现象和表中数据可知,水在沸腾时不断吸收热量但温度保持不变。烧杯中水的沸点是 ℃。
(3)实验结束后,小明取下烧杯上的盖子,发现盖子上有水珠,请从物态变化的角度简要写出水珠的形成过程:
。
(4)若按图2所示装置用烧杯中的水为试管中的水加热,试管中的水 (选填“能”或“不能”)沸腾。
【详解答案】
教材考点·深度梳理
①冷热 ②摄氏度 ③℃ ④0 ⑤100
⑥1 ⑦液体热胀冷缩 ⑧量程
⑨全部浸入 ⑩不能 相平 0.1
可以 固 液 吸 液
固 放 液 气 吸
蒸发 沸腾 气 液 放
压缩体积 降低温度 沸点
吸热 液体与空气接触面积
液面上方空气流速 液体温度
固 气 吸 气 固 放
教材图片·解读延伸
1.热胀冷缩 较细
2.汽化
3.内 凝华
4.低于 凝华
重点难点·提升训练
重难点
例B 解析:雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,故A错误;秋天的早晨花草上出现的小露珠是空气中的水蒸气遇冷液化而成的,故B正确;夏天打开冰箱门,门口冒出“白气”,这是液化现象,故C错误;初冬的早晨地面上会出现白色的霜,这是水蒸气的凝华现象,不属于凝固现象,故D错误。
变式训练
D 解析:冰雪温度达到0 ℃时,还要继续吸收热量,才能发生熔化现象,故A错误;雪堆会变小,这是雪由固态直接变为气态的过程,属于升华现象,故B错误;人在户外呼出“哈气”,这是口腔内的水蒸气遇冷形成的小水珠,属于液化现象,故C错误;雾凇是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶,属于凝华现象,凝华放热,故D正确。
重点实验·完全突破
实验一
2.(1)停表 (2)均匀 (3)小颗粒
3.(1)自下而上 (2)受热均匀
4.保持不变 升高
5.(1)液化 (2)比热容
即时演练
(1)-4 (2)从下到上 (3)晶体
(4)小于 小于 (5)不能
(6)受热均匀 (7)扩散 汽化 (8)大于
(9)减少试管中冰的质量(合理即可)
(10)液化
(11)A (12)转换
解析:(1)液面在0 ℃以下,分度值为1 ℃,示数为-4 ℃。(2)从下到上安装器材便于调整各器材之间的位置。(3)熔化过程有固定熔点的是晶体。(4)冰在熔化过程中虽然温度不变,但是要不断吸热,内能不断增加,所以t1时刻的内能小于t2时刻的内能;CD段加热时间是AB段加热时间的两倍,粗略计算可以视作水在CD阶段吸收的热量是冰在AB阶段吸收热量的两倍,由c=可知,m和Δt相同时,吸收热量少的比热容小,即冰的比热容比水的比热容小。(5)烧杯中的水达到沸点后沸腾,试管中的水温也将通过热传递达到沸点,但是试管中的水无法继续从烧杯中的水中吸热,无法满足继续吸热的要求,所以不能沸腾。(7)打开酒精灯灯帽,可闻到淡淡的酒精味,是因为酒精分子不停地做无规则运动扩散到空气中;酒精由液态变为气态,这个过程是汽化。(8)在烧杯的水中加入少量的食盐后,发现试管中的水能够沸腾,说明烧杯中盐水的沸点比水的沸点高。(10)烧杯内水面处的水蒸气温度较高,在上升的过程中遇冷液化成小水滴,形成“白气”。(11)实验中收集多组数据是为了探究冰熔化的规律,故B错误,A正确。
实验二
2.(1)停表 (2)均匀
3.(1)自下而上 (2)高
(3)浸没 不能
5.吸热 保持不变
6.(1)相等 (2)陶土网的温度高于水的沸点
(3)甲 乙 (4)低于(高于)
即时演练
(1)停表 (2)需要 (3)93
(4)保持不变 (5)吸热
(6)保持水面上方的压强与大气压相同
(7)沸腾时
解析:(1)实验过程中,除测量温度外,还需要测量加热时间,所以还需要停表。(2)为了保证使用酒精灯外焰加热,故需要点燃酒精灯来确定铁圈B的高度。(5)撤去酒精灯,水无法继续吸热,停止沸腾,说明水沸腾过程中需要持续吸热。(6)沸点与气压有关,为了保持水面上方的压强不变,盖上开孔可以与外界大气相通,以使气压与当地大气压相同。(7)烧杯中自下而上的气泡由小到大,此为水沸腾时的状态。
河北中考·真题体验
1.(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
(6)×
2.A 解析:冰锥是水遇冷凝固形成的,属于凝固现象,故A符合题意;冰花、雾凇和霜都是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶,属于凝华现象,故BCD不符合题意。
3.C 解析:“冰”是由水凝固形成的,故A错误;“雾”“露”都是由水蒸气液化形成的,故B错误,C正确;“霜”是空气中的水蒸气凝华形成的,故D错误。
4.B 解析:雾凇是空气中的水蒸气凝华形成的小冰晶,故A说法正确;白霜是空气中的水蒸气凝华形成的小冰晶,故B说法不正确;雾凇形成过程属于凝华,凝华过程放出热量,故C说法正确;霜是由水蒸气温度下降到0 ℃以下凝华形成的,即要形成霜,温度必须低于0 ℃,因此易拉罐内冰与盐水混合物的温度低于0 ℃,故D说法正确。
5.B 解析:水蒸气的温度降低凝成小水滴是液化,水蒸气的温度降低凝成小冰晶是凝华,故B符合题意。
6.B 解析:蜡属于非晶体,在熔化过程中吸收热量,温度不断升高,故A错误;由于干冰升华吸收大量的热,从而可以使食物降温,防止变质,故B正确;北方美丽的雾凇,是空气中的水蒸气遇冷直接凝华形成的小冰晶,故C错误;炒菜前滴入热锅底的小水滴很快不见了,是小水滴吸热汽化成了水蒸气,故D错误。
7.(1)自下而上 (2)99
(3)烧杯内的水汽化形成水蒸气,水蒸气遇冷液化形成小水珠
(4)不能
解析:(1)先安装下面器材,再安装上面器材,便于调节器材间的距离,在固定陶土网时,因酒精灯火焰的外焰温度最高,所以应利用酒精灯火焰的外焰加热。(2)分析表格数据可知:水从3 min后吸收热量,温度不变,所以水的沸点是99 ℃。(3)盖子上的小水珠是烧杯中的水汽化形成的水蒸气遇冷液化形成的。(4)不能观察到试管中的水沸腾,因为当烧杯中的水沸腾后温度不再升高,试管中的水虽然能达到沸点,但是因没有温差,无法继续吸收热量而无法沸腾。第三章 透镜及其应用
2022课程标准
了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。
探究并了解凸透镜成像的规律。
了解凸透镜成像规律的应用。
考点一 透镜
分类 凸透镜 凹透镜
外形特征 中间厚边缘薄 中间薄边缘厚
光学作用 ① ②
三条特殊 光线
实际应用 照相机、投影仪、放大镜、远视眼镜 近视眼镜
凸透镜表面的凸起程度决定了其焦距的长短。凸透镜表面越凸,焦距越短,折光能力越强。
考点二 凸透镜成像规律及其应用
物距u 像的特点 像距v 应用
u>2f ③ ④ ⑤
u=2f ⑥ v=2f 测焦距
fu=f 不成像 / /
uu(物像同侧) 放大镜
(1)凸透镜成像规律可以概括为“二倍焦距分大小,一倍焦距分虚实”。
(2)成实像时,物距增大,像距减小,像变小;成虚像时,物距增大,像距增大,像变大。
考点三 眼睛和眼镜
眼睛与照相机
眼睛 照相机
承像元件 视网膜 胶片
看远近不同的 物体时的调节 调节焦距 调节像距
成像特点 ⑩ 、 的 像
近视眼和远视眼
近视眼 远视(老花)眼
症状 处清晰, 处模糊 处清晰, 处模糊
成因与图示 晶状体太厚,折光能力太 ,成像于视网膜前 晶状体太薄,折光能力太 ,成像于视网膜后
矫正
考点四 显微镜和望远镜
显微镜 望远镜
物镜 成倒立、放大的实像,相当于投影仪 成倒立、缩小的实像,相当于照相机
目镜 成正立、放大的虚像,相当于 镜
特点 物镜成倒立的 像,目镜成正立的 像,所以人眼看到的是物体 立的像
(人教八上图5.1-4) (教科八上图4-5-4) 命题点:放大镜原理 如图为许多同学用透镜所做的游戏。从游戏中可以看出透镜对光有 作用,此时亮点到放大镜的距离就是 。
(人教八上图5.2-1甲) 命题点:照相机原理 如图为照相机的成像原理图。它的镜头相当于一个 透镜,用照相机拍照时,物体到镜头的距离应该 ,这时在胶片上会得到 、 的 像。
(人教八上图5.2-3) 命题点:投影仪原理 如图为投影仪的成像示意图。在放映投影片时,为了使屏幕上的像缩小一些,应使幻灯机的镜头离投影片 (选填“远”或“近”)一些,并 (选填“增大”或“减小”)投影片与屏幕间的距离。
(人教八上图5.3-3) 命题点:凸透镜成像规律 如图,找一个圆柱形的玻璃瓶,里面装满水。把一支铅笔水平地放在玻璃瓶的一侧,透过玻璃瓶,可以看到那支铅笔的形状 (选填“不变”或“变化”)。把铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动时,透过玻璃瓶会看到铅笔尖会逐渐 (选填“变长”或“变短”)。
重难点 凸透镜成像规律及应用
(2024·衡水模拟)如图所示,烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度,该凸透镜的焦距为10.0 cm,凸透镜的位置保持不变。假设光具座足够长,下列说法错误的是 ( )
A.蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时,所成的像逐渐变小
B.当蜡烛放在图中A区时,光屏应放在图中D区才可能呈现清晰的像
C.蜡烛放在B区时,成像原理与投影仪的成像原理相同
D.实验中随着蜡烛的燃烧,光屏上烛焰的像逐渐上移
(2024·迁安二模)小亮在探究“凸透镜成像规律”实验中,通过实验得到的凸透镜成实像时的像距v和物距u的关系图象如图甲所示。下列说法正确的是 ( )
甲乙
A.实验所用的凸透镜的焦距为20 cm
B.图乙中的成像规律可应用于照相机
C.实验一段时间后,烛焰的像位于光屏的下方
D.在图乙中的透镜和光屏之间放一个近视眼镜后,可将蜡烛向左移,光屏上仍会出现清晰的像
(1)凸透镜成像规律汇总
(2)更换透镜后像的变化
所换凸透镜焦距越小,会聚能力越强,故像距变小,像变小;所换凸透镜焦距越大,会聚能力越弱,故像距变大,像变大。
(3)组合透镜
凸透镜+远视镜(凸透镜):增强了会聚作用,光线会提前会聚。
凸透镜+近视镜(凹透镜):减弱了会聚作用,光线会延后会聚。
实验 探究凸透镜成像的规律
实验装置图
实验器材及作用
凸透镜、光屏、蜡烛、光具座(带刻度尺)。
(1)光具座:便于测量物距和像距。
(2)光屏:承接蜡烛的像。
(3)凸透镜:对光线有 作用,应放在蜡烛和光屏 。
实验注意事项
(1)为了使实验现象更明显,本实验应该在 的环境中进行。
(2)调节烛焰、凸透镜和光屏,使三者的中心大致在同一 ,使像成在光屏的 。
实验结论
(1)当u>2f时,f(2)当u=2f时,v=2f,成倒立、 的实像。
(3)当f2f,成倒立、 的实像。
(4)当u=f时,不成像。
(5)当u 交流与反思
(1)当透镜被纸遮住一部分以后,光屏上会成 的像。
(2)随着探究活动的进行,蜡烛越烧越短,发现烛焰在光屏上所成的像逐渐向 移动,为了使烛焰成的像位于光屏中央,应将光屏或蜡烛 ,或者将透镜 。
(3)当物距小于一倍焦距时,成正立、放大的虚像,像不能成在光屏上,所以眼睛应在 一侧观察成像情况。
(4)无论怎么移动光屏,都找不到像的原因,可能是:
①蜡烛在 ;
②蜡烛在 上;
③烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在 。
(5)当光屏上成清晰的像时,蜡烛和光屏互换位置后,光屏上 成清晰的像(光路可逆)。
(6)当凸透镜前加远视镜(凸透镜)时,光线会提前会聚,像距变小,像变小,光屏应该向着 透镜的方向移动;当加近视镜(凹透镜)时,光线会延迟会聚,像距变大,像变大,光屏应该向着 透镜的方向移动。
(7)换用焦距更小的凸透镜:对光的会聚能力变强,像距变小,像变小,为了使光屏上能成清晰的像,光屏应该向 透镜的方向移动;换用焦距更大的凸透镜:对光的会聚能力变弱,像距变大,像变大,为了使光屏上能成清晰的像,光屏应该向 透镜的方向移动。
某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中:
(1)实验前,要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 。
(2)通过调整,恰好在光屏上得到与烛焰等大的像(像未画出),如图甲所示,则所用凸透镜的焦距是
cm。
甲
(3)在图中,把蜡烛向左移动15 cm,凸透镜的位置不变,应把光屏向 (选填“左”或“右”)适当调节,才能在光屏上得到烛焰清晰的倒立、 (选填“放大”“缩小”或“不变”)的实像。若改用焦距为15 cm的凸透镜继续进行实验,如果不改变蜡烛和凸透镜的位置,要在光屏上成清晰的像,应把光屏向 (选填“左”或“右”)适当调节。
(4)在探究凸透镜成像的过程中,他们又尝试用白纸遮挡住凸透镜的一半,发现在光屏上
(选填“仍能”或“不能”)呈现烛焰完整的像。
【补充设问】
(5)当烛焰在距离凸透镜12 cm处时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像,生活中的 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)就是利用这个原理制成的。
(6)若在第(2)问的位置将蜡烛靠近凸透镜,光屏上的像将会模糊,若在透镜前放置一个焦距合适的 (选填“近视”或“远视”)眼镜,光屏上的像也可以再次清晰。
(7)保持凸透镜位置不动,把蜡烛移到45 cm处,无论怎样移动光屏,光屏上始终承接不到像,能观察到像的方法是
。
(8)实验过程中发现像的位置偏高,如图乙所示,为了能使像成在光屏的中央,应将凸透镜向
(选填“上”或“下”)调节。
乙
(9)当蜡烛在光具座35 cm的位置时,在光屏上可观察到一个清晰倒立、放大的实像,若想得到一个清晰倒立、缩小的实像,蜡烛应向 (选填“远离”或“靠近”)凸透镜的方向移动,同时光屏应向 (选填“远离”或“靠近”)凸透镜的方向移动。
(10)如图丙,将点燃的蜡烛置于凸透镜的一倍焦距以内,人眼观察到其放大的像,若将一光屏置于图中虚线处,则人眼观察到烛焰的像 。
丙
A.没有变化 B.会被遮挡
C.能成在光屏上 D.亮度变暗
(11)小组同学认为:凸透镜成实像时,不但像与物上下是颠倒的,而且左右也是相反的。请你设计一种简单的方法,验证该观点:
。
命题点一 凸透镜成像规律的应用
(2023·河北改编)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、焦距为10 cm的凸透镜、光屏位置如图所示时,光屏上恰好呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是 ( )
A.投影仪就是利用这一规律成像的
B.将蜡烛放置在35 cm刻度处,仅向右移动光屏,能得到清晰、倒立、放大的实像
C.若飞来一只小虫落在凸透镜上,遮住凸透镜的部分区域,则光屏上烛焰的像不再完整
D.蜡烛、凸透镜、光屏位置不动,用焦距为8 cm的凸透镜替换该透镜,光屏上能成清晰的像
(2022·河北改编)小明利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的像,分别测出物距u和像距v,实验数据如下表。下列说法正确的是 ( )
实验次数 1 2 3 4 5
物距u/cm 60 30 20 15 12
像距v/cm 12 15 20 30 60
A.该凸透镜的焦距为20 cm
B.从第1次实验到第5次实验,成在光屏上的像越来越小
C.当u=45 cm时,移动光屏,可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像
D.第5次实验后,在贴近凸透镜左侧放一眼镜片,向右移动光屏,能在光屏上成清晰的像,则眼镜片对光起会聚作用
(2020·河北)在探究凸透镜成像的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(像未画出)。下列说法正确的是 ( )
A.凸透镜的焦距是20 cm
B.将蜡烛和光屏都向右移动,光屏上可成清晰的像,该成像规律应用在照相机上
C.在贴近凸透镜的左侧放置一眼镜片,只向左移动光屏,可在光屏上成清晰、缩小的像,该镜片对光起发散作用
D.用f=15 cm的凸透镜替换图中透镜,只向右移动光屏,可在光屏上成清晰的像
(2019·河北改编)如图所示,小明将凸透镜(f=10 cm)固定在光具座40 cm的位置,探究凸透镜的成像规律。下列说法不正确的是( )
A.将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,像逐渐变小
B.当光屏上成清晰的像时,拿开光屏,眼睛在一定范围内仍能看到像
C.将蜡烛放在10 cm处,移动光屏,光屏上可得到倒立、缩小的清晰的像
D.当光屏上成清晰的像时,在贴近凸透镜左侧的位置放一远视镜片,向右移动光屏,光屏上仍能得到清晰的像
(2018·河北)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(像未画出)。则下列说法正确的是 ( )
A.照相机应用了这一成像规律
B.蜡烛燃烧一段时间后,光屏上的像会向下移
C.蜡烛不动,将透镜移至35 cm处,移动光屏可能得到倒立的清晰像
D.更换一个焦距小的凸透镜,只移动透镜仍可在光屏上得到清晰的像
(2017·河北改编)在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(像未画出),下列说法正确的是 ( )
A.凸透镜的焦距可能是8 cm
B.图中凸透镜成像的特点应用在了投影仪上
C.保持透镜和光屏位置不动,移动蜡烛,烛焰仍可在光屏上成清晰的像
D.保持蜡烛和光屏位置不动,移动凸透镜,光屏上能成放大的清晰的烛焰像
(2024·河北)如图所示,烛焰经凸透镜在光屏上成清晰的像,此成像原理可用于制作 。不改变蜡烛与光屏的位置,向 (选填“左”或“右”)移动凸透镜到某一位置,能再次在光屏上成清晰的像。若烛焰的高度大于凸透镜的直径,在足够大的光屏上 (选填“能”或“不能”)成清晰且完整的像。
命题点二 探究凸透镜成像规律
(2021·河北)小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像的规律。
(1)实验前,使 在同一水平高度。
(2)当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示的位置时,光屏上出现了等大、清晰的像,此凸透镜的焦距为
cm。
(3)保持凸透镜位置不动,在(2)实验基础上,想要在光屏上得到缩小、清晰的烛焰像,接下来的操作是 。
(4)保持凸透镜位置不动,把蜡烛移到光具座45 cm刻度处,无论怎样移动光屏,光屏上始终接收不到像。小明观察到像的方法是
。
【详解答案】
教材考点·深度梳理
①会聚 ②发散 ③倒立、缩小、实像
④f⑥倒立、等大、实像 ⑦倒立、放大、实像
⑧v>2f ⑨正立、放大、虚像
⑩倒立 缩小 实 近 远
远 近 强 弱 凹透镜
凸透镜 放大 实 虚 倒
教材图片·解读延伸
1.会聚 焦距
2.凸 大于二倍焦距 倒立 缩小 实
3.远 减小
4.变化 变长
重点难点·提升训练
重难点
例B 解析:蜡烛从图中位置逐渐远离透镜,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,所成的像逐渐变小,故A正确;当蜡烛放在图中A区,此时u>2f,根据u>2f,2f>v>f,成倒立、缩小的实像,因此光屏应放在图中E区才可能呈现清晰的像,故B错误;蜡烛放在B区,此时物距2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于投影仪,故C正确;实验中随着蜡烛的燃烧,蜡烛会变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,光屏上烛焰的像逐渐上移,故D正确。
变式训练
D 解析:由图甲可知,u=v=20 cm,根据u=v=2f,成倒立、等大的实像,即2f=20 cm,则该凸透镜的焦距f=10 cm,故A错误;由图乙可知,此时物距大于二倍焦距,像距等于一倍焦距,光屏上不能成清晰的像,故B错误;实验一段时间后,蜡烛会变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,烛焰的像将位于光屏的上方,故C错误;在图乙中的透镜和光屏之间放一个近视眼镜,近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,会将光线推迟会聚成像,此时像成在光屏的右侧,若将蜡烛向左移,物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,光屏上仍会出现清晰的像,故D正确。
重点实验·完全突破
实验
2.(3)会聚 之间
3.(1)较暗 (2)高度 中央
4.(1)倒立 (2)等大 (3)放大 (5)虚
5.(1)完整的较暗 (2)上 上移 下移
(3)光屏 (4)①一倍焦距内 ②焦点
③同一高度 (5)能 (6)靠近 远离
(7)靠近 远离
即时演练
(1)同一高度 (2)10.0
(3)左 缩小 右 (4)仍能
(5)放大 投影仪 (6)远视
(7)撤去光屏,从光屏一侧向凸透镜方向观察 (8)下 (9)远离 靠近 (10)A (11)沿垂直于光具座方向水平吹动烛焰,观察光屏上像的晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反(合理即可)
解析:(1)探究凸透镜成像规律的实验时,点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,这样可使蜡烛烛焰的像完整地呈现在光屏的中央。(2)通过调整,恰好在光屏上得到烛焰等大的像,则此时的物距等于像距等于2f,即50.0 cm-30.0 cm=20.0 cm=2f,则f=10.0 cm。(3)把蜡烛向左移动15 cm,凸透镜的位置不变,此时的物距变大,像距减小,所以应把光屏向左移动,光屏上才能呈现清晰的像;因为此时的物距大于二倍焦距,所以成倒立、缩小的实像;若改用焦距为15 cm的凸透镜继续进行实验,由于焦距变大,会聚能力变弱,像距变大,要在光屏上成清晰的像,应把光屏向右适当调节。(4)当用白纸将凸透镜的一半挡住后,整个烛焰发出的光虽有一部分被挡住,但还会有一部分光通过凸透镜而会聚成像,因此像与原来相同,仍然完整;因为凸透镜的一半被遮住,所以折射出的光与原来相比减少了一半,故亮度会减弱。(5)烛焰处于一倍焦距和二倍焦距之间时成倒立、放大的实像,投影仪是根据这个原理制成的。(6)若在题目所说的位置将蜡烛靠近凸透镜,物距减小,像成在光屏后方,此时凸透镜和光屏相当于远视眼,要用远视眼镜来矫正。(7)此时的物距小于一倍焦距,凸透镜成虚像,所以应撤掉光屏,从光屏一侧通过凸透镜向蜡烛方向看过去,会看到一个放大、正立的虚像。(8)凸透镜成的是倒立的实像,故像偏高是因为烛焰偏低,要将凸透镜下移。(9)凸透镜成实像时根据物远像近像变小,要增大物距,减小像距,应将蜡烛远离凸透镜,将光屏靠近凸透镜。(10)在图丙中,人眼看到的是放大、正立的虚像,光屏是承接不到的,所以在蜡烛后面放置光屏对实验没有影响,故选A。
河北中考·真题体验
1.B 解析:由图可知,物距大于二倍焦距,此时成倒立、缩小的实像,能够说明照相机的成像原理,故A错误;将蜡烛放置在35 cm的刻度处,此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距要大于二倍焦距,向右移动光屏,能得到清晰、倒立、放大的实像,故B正确;若飞来一只小虫落在凸透镜上,遮住凸透镜的部分区域,物体上任一点都有光线射向凸透镜的其余部分,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,只是折射光线减少,会聚成的像变暗,故C错误;蜡烛、凸透镜、光屏位置不动,用焦距为8 cm的凸透镜替换该透镜,凸透镜的焦距变小,会聚能力变强,像会提前会聚,所以光屏上不再成清晰的像,故D错误。
2.C 解析:根据表格中的数据可知,当u=20 cm时,v=20 cm,则u=v=2f,所以焦距为10 cm,故A错误;从第1次实验到第5次实验,物距始终大于焦距,物距变小,像距变大,像变大,故B错误;当u=45 cm时,物距大于二倍焦距,移动光屏,可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像,故C正确;第5次实验后,在贴近凸透镜左侧放一眼镜片,向右移动光屏,能在光屏上成清晰的像,这说明像推迟会聚了,该眼镜片是凹透镜,对光起发散作用,故D错误。故选C。
3.D 解析:由图可知u=40.0 cm-20.0 cm=20.0 cm,v=60.0 cm-40.0 cm=20.0 cm,u=v,在光屏上得到一个清晰的实像,则u=2f=20.0 cm,解得f=10.0 cm,故A错误;将蜡烛和光屏都向右移动,光屏上可成清晰的像,则物体处于一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,投影仪就是利用该原理制成的,故B错误;在贴近凸透镜的左侧放置一眼镜片,只向左移动光屏,可在光屏上成清晰、缩小的像,这说明像提前会聚了,说明该镜片对光起会聚作用,故C错误;用f=15 cm的凸透镜替换图中透镜,物距u=20 cm,此时f4.D 解析:根据“无论实像或虚像,物靠近焦点像变大”可知,蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,即蜡烛远离焦点,所成的虚像将变小,故A正确;发光物体发出的光线经凸透镜折射后是会聚的,经过成像点后是发散的,所以眼睛必须在成像点以外的光线发散区域才能看到这个像;当眼睛在原光屏处不能看到发光体的像时,眼睛靠近凸透镜也不能看到像,当眼睛从原光屏位置远离凸透镜时,能看到像,故B正确;当将蜡烛放在10 cm处,物距u=40.0 cm-10.0 cm=30.0 cm>2f,成倒立、缩小的实像,故C正确;若在贴近凸透镜左侧的位置放一远视镜片,远视镜片为凸透镜,对光线有会聚作用,此时所成的像将靠近透镜,所以应向左移动光屏,故D不正确。
5.D 解析:由图可知,此时的像距大于物距,成倒立、放大的实像,是投影仪的成像原理,故A错误;蜡烛变短后,烛焰的位置向下移动,根据过透镜光心的光线不改变方向,像的位置向上移动,故B错误;由图可知,物距u=50.0 cm-20.0 cm=30.0 cm,像距v=95.0 cm-50.0 cm=45.0 cm,此时f<30.0 cm<2f,45.0 cm>2f,则15 cm6.D 解析:由图可知,此时的物距为50.0 cm-20.0 cm=30.0 cm,像距为70.0 cm-50.0 cm=20.0 cm,物距大于像距,成的是倒立、缩小的实像,其应用是照相机,故B错误;此时f<20.0 cm<2f,30.0 cm>2f,则10 cm7.投影仪 右 能 解析:由图可知,此时物距小于像距,根据凸透镜成实像时,物距小于像距,成倒立、放大的实像,应用于投影仪;不改变蜡烛与光屏的位置,向右移动凸透镜到某一位置,当物距等于原来的像距,像距等于原来的物距时,根据在光的折射中,光路是可逆的可知,能再次在光屏上成清晰的像;若烛焰的高度大于凸透镜的直径,部分光线仍能通过凸透镜会聚成完整的像,但由于会聚的光线比原来少,所以像比原来更暗。
8.(1)烛焰、凸透镜、光屏的中心 (2)10.0
(3)将蜡烛适当向左移动,并将光屏适当向左移动,使之位于一倍焦距和二倍焦距之间
(4)撤去光屏,从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察
解析:(1)实验前,应使蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,这样做的目的是使烛焰的像成在光屏的中央。(2)由图可知,凸透镜成像时,蜡烛放在距离凸透镜20 cm处时,即u=20.0 cm,光屏上得到倒立、等大的实像,则u=20.0 cm=2f,所以f=10.0 cm。(3)在(2)中成倒立、等大的实像,为使光屏上得到缩小、清晰的烛焰像,蜡烛应向左移动一定的距离,这样物距变大,像距变小,成的像也变小,因此想要在光屏上得到烛焰缩小、清晰的像,接下来的操作是将蜡烛适当向左移动,并将光屏适当向左移动,使之位于一倍焦距和二倍焦距之间。(4)保持凸透镜位置不动,把蜡烛移到光具座45 cm刻度处时,u=50.0 cm-45.0 cm=5.0 cm2022课程标准
知道常见的物质是由分子、原子构成的。
知道原子是由原子核和电子构成的,了解原子的核式结构模型。了解人类探索微观世界的大致历程,关注人类探索微观世界的新进展。
了解人类探索太阳系及宇宙的大致历程,知道人类对宇宙的探索将不断深入,关注人类探索宇宙的一些重大活动。
了解物质世界的大致尺度。
知道自然界和生活中简单的热现象。了解分子热运动的主要特点,知道分子动理论的基本观点。
举例说明自然界存在多种多样的运动形式,知道物质在不停地运动。
了解内能和热量,从能量转化的角度认识燃料的热值。
通过实验,了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。
从能量转化和转移的角度认识效率。
考点一 分子动理论
分子热运动
温度越① ,分子热运动越剧烈。
扩散现象
(1)定义:不同的物质在② 时彼此③ 的现象,这种现象说明分子在不停地④ ,分子间有⑤ 。
(2)影响因素:扩散现象与⑥ 有关,温度越高,扩散进行得越⑦ ;温度越低,扩散进行得越⑧ 。
(1)通常气体扩散最快,液体次之,固体最慢。
(2)分子的运动无法用肉眼直接看到。
分子间的作用力:分子间同时存在相互作用的⑨ 力和⑩ 力。
考点二 内能
内能及其改变
(1)定义:物体内部所有分子热运动的 与 的总和,叫做物体的内能。
(2)决定因素:温度、质量、状态和材料。
(3)改变方式: 和 。
(4)热传递和做功的区别与联系
热传递 做功
实质 能量的 能量的
生活 举例 晒太阳、烧水做饭、哈气取暖 钻木取火、摩擦生热、搓手取暖
条件 物体间存在 外界对物体做功或物体对外界做功
方向 高温物体放出热量,内能 ,温度 ;低温物体吸收热量,内能 ,温度 ,直到两物体温度相等为止 外界对物体做功,物体内能 ,其他形式的能转化为 ;物体对外界做功,物体内能 , 能转化为其他形式的能
联系 做功和热传递改变内能是等效的
由于分子在永不停息地做无规则运动,所以物体的内能永不为零,一切物体在任何时候都有内能。
热量
(1)概念:在热传递过程中,传递能量的多少叫热量,用Q表示。
(2)单位:焦耳(符号: )。
温度、热量和内能的关系
(1)物体的温度升高,内能增加,但不一定是吸收了热量。
(2)热量是一个过程量,要用“吸收”“放出”等词表述,不能用“有”“含有”“物体的”等词表述。物体吸收热量,内能增加,但温度不一定升高。如晶体熔化、液体沸腾的过程。
(3)内能增加,不一定是吸收了热量。物体内能增加,温度不一定升高。
考点三 比热容
定义:比热容是描述物质 的物理量。一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的 与它的 和升高的 乘积之比,叫做这种物质的比热容,用符号c表示。
比热容与物质的种类和状态有关,与物质的质量大小、温度的高低、吸收或放出的热量的多少无关。
公式及单位
公式:c=。
单位:焦耳每千克摄氏度,符号是 。
水的比热容
(1)意义:水的比热容是 J/(kg·℃),它表示的物理意义是
。
(2)应用:制冷剂、取暖、调节气候。
(3)利用比热容计算热量:吸热公式Q吸= ,放热公式Q放= ,其中t0表示初温,t表示变化后的温度(即末温)。
(人教九全图13.1-2) 命题点:扩散现象 如图所示的装置,其中一个瓶子里装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,另一个瓶子里装有空气。演示气体扩散现象时应该把装有二氧化氮气体的瓶子放在 (选填“上”或“下”)方。抽掉玻璃板一段时间后,可以明显观察到上、下两个瓶子内气体的颜色变均匀,这属于 现象。
开始时 10日后 (人教九全图13.1-3) 命题点:分子热运动 如图所示的量筒里,在水的下面注入硫酸铜的水溶液。由于硫酸铜溶液的密度比水的密度 ,故沉在量筒的下部。静放几天,原来明显的界面变得模糊不清,这属于 现象,说明了这种现象可以在 之间发生。
(人教九全图13.1-4) 命题点:分子间的作用力 如图,将两个铅柱的底面削平并紧紧地压在一起,两个铅柱就会结合起来,甚至下面吊一个重物都不能分开,这是因为铅柱的分子间存在 。
(人教九全图13.1-8) (教科九上图1-1-13) 命题点:分子间的作用力 把一块很干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面,记下测力计的读数。如图,让玻璃板的下表面接触水面,然后稍稍用力向上拉玻璃板,发现弹簧测力计的读数 (选填“变大”“变小”或“不变”),其原因是玻璃板与水的接触面之间存在 。
(人教九全图13.2-4) 命题点:改变内能的方式 冬天人们经常通过搓手的方式使手暖和,这是通过 的方法改变内能的。
(人教九全图13.2-4) 命题点:重力势能的影响因素、改变内能的方式 如图,小红从滑梯滑下的过程中,她的重力势能 (选填“增大”“不变”或“减小”)。在这个过程中,小红感觉到臀部发热,这说明通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式可以改变物体的内能。
(人教九全图13.2-5甲) 命题点:能量转化、内能及其改变方式 如图,在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉,用力把活塞迅速压下,棉花就会立即燃烧,此过程是 能转化为 能。活塞下压过程中,气体的内能 。这一过程是通过 改变气体的内能的。
(人教九全图13.2-5乙) 命题点:物态变化、内能及其改变方式 如图,烧瓶内盛少量水。给瓶内打气,当瓶塞跳起时,可以看到瓶内出现白雾,这是水蒸气 形成的。在这个过程中,气体膨胀对外做功,温度降低,内能 ,这是通过 的方式改变物体的内能的。
重难点一 分子动理论
下列对宏观事实的微观解释正确的是 ( )
A.干冰升华——分子种类发生改变
B.公园闻到花香——分子在不断运动
C.气球打气后体积胀大——分子间间隔变大
D.破镜难重圆——分子间存在斥力
(2024·新乐模拟)小明妈妈在家用青菜腌制咸菜,小明发现需要好几天的时间菜才能入味,而炒菜时使菜具有相同的咸味仅需几分钟。其主要原因是 ( )
A.炒菜时盐多些,盐分子容易进入青菜中
B.炒菜时菜分子间有空隙,盐分子易进入
C.炒菜时盐分子间有相互作用的斥力
D.炒菜时温度高,分子热运动加剧,扩散加快
(1)分子间的引力和斥力同时存在。
(2)通常气体扩散最快,液体次之,固体最慢。
(3)分子的运动无法用肉眼直接看到。
重难点二 温度、内能和热量的关系
(2024·石家庄模拟)下列说法正确的是 ( )
A.物体的温度不变,物体的内能一定不变
B.热传递时,内能总是从高温物体传递给低温物体
C.静止的物体没有机械能,内能也一定为零
D.在相同温度下,1 kg的水比1 kg的冰含有的热量多
(2024·石家庄模拟改编)下列关于热量、内能、温度的说法中,正确的是 ( )
A.物体吸收了热量,它的温度一定升高
B.物体的温度升高,可能是吸收了热量
C.质量相等的100 ℃的水蒸气不一定比100 ℃水的内能大
D.热传递过程中,内能一定是从内能多的物体传给内能少的物体
重难点三 热量的计算
如图所示是某款咖啡的制作过程,在咖啡壶中放入100 g 10 ℃左右的冷水,然后将咖啡壶放到滚烫的沙上,待水沸腾后再加入适量细腻的咖啡粉,经过搅拌得到一杯浓郁的咖啡。咖啡壶内的水沸腾前,是通过 的方式增大内能的,咖啡壶内的水沸腾的过程中其内能 (选填“不断增大”“不断减小”或“不变”)。若把100 g水加热至沸腾需要吸收 J的热量。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),当地的大气压为标准大气压]
小明探究“不同物质的吸热能力”时,在两支相同的试管中分别装入质量相等、温度相同的水和煤油,用一个酒精灯同时对两支试管加热,加热一段时间后,温度计示数如图所示。
(1)指出图中使用酒精灯的错误: 。
(2)水和煤油比较, 吸热能力强。
(3)加热一段时间后,煤油的温度升高了4 ℃,则水的温度升高了 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),
c煤油=2.1×103 J/(kg·℃)]
解题时要注意:“升高了t ℃”和“降低了t ℃”对应的是温度的改变量即Δt,而“升高到t ℃”和“降低到t ℃”对应的是物体的末温为t ℃。
实验 比较不同物质的吸放热情况
实验装置图
水 食用油
实验器材及作用
(1)天平:称量加热物质的 。
(2)搅拌器:使物质受热 。
实验方法
(1)控制变量法的应用:采用质量 的不同种类物质,且加热源相同。
(2)转换法的应用:判断吸热能力(升高相同的温度比较 ;加热相同的时间比较 )。
实验结论
质量相同的不同物质,升高相同的温度,比热容 的物质吸收的热量多。
交流与反思
(1)测量物质的选取要求:应选取 、初温相同的不同物质。
(2)实验装置的安装顺序: 。
(3)选择相同的热源、保证加热时间相同的目的:让两种物质 。
(4)用规格相同的电加热器对不同物质进行加热的好处:
①与酒精灯相比,更容易控制相同时间内提供的热量相同。
②内部加热,热量损失 。
为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验。
实验数据记录如下表:
物质 质量/g 初始温 度/℃ 加热时 间/min 最后温 度/℃
水 60 20 6 45
食用油 60 20 6 70
(1)从表中数据可知,水和食用油的质量 (选填“相同”或“不相同”),加热结束时,食用油的温度比水的温度 (选填“高”或“低”)。
(2)该同学在实验中是根据 来反映吸收热量的多少。
(3)分析表中的实验数据可知:质量相同的水和食用油,升高相同的温度时,水吸收的热量
(选填“大于”或“小于”)食用油吸收的热量。
(4)如果加热相同的时间,质量相同的水和食用油, (选填“水”或“食用油”)升高的温度更高。
(5)实验表明, (选填“水”或“食用油”)吸热的能力更强。在物理中用 表示物质的吸热能力。
【补充设问】
(6)实验中用到的研究方法除了转换法外还有 。实验中 (选填“能”或“不能”)用体积相等的两种液体来做实验,原因是 。
(7)已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),则食用油的比热容为 J/(kg·℃)。
(8)汽车发动机常用水作为冷却剂,是因为和其他物质相比,水的 较大;寒冷的冬天水箱要加防冻液,这是为了降低水的 。
命题点一 分子动理论
(2022·河北)如图所示,封闭在注射器中的空气被压缩后,气体分子的 ( )
A.个数减少 B.质量减小
C.间隔减小 D.种类减少
(2020·河北)下列事实能够说明“分子在不停地运动”的是 ( )
A.公园里花香四溢
B.春天里柳絮飞扬
C.海面上浪花飞溅
D.天空中乌云翻滚
(2021·河北)按如图所示的装置进行实验,当观察到热水大面积变成红色时,冷水中只有品红周围变成红色。对该现象的微观解释合理的是 ( )
A.温度越高,分子质量越小
B.温度越高,分子体积越大
C.温度越高,分子间隔越小
D.温度越高,分子运动越快
命题点二 内能及其改变
(2022·河北节选)在劳动课上,小明利用钳子反复弯折铁丝,弯折处铁丝的温度升高,这是通过 的方式改变铁丝的内能。
命题点三 比热容的理解及应用
(2021·河北)小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度—时间图象如图所示。由图可知,甲物质的比热容 (选填“>”“<”或“=”)乙物质的比热容。用酒精灯给物体加热,物体内能增大、温度升高,这是通过 的方式实现的。实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
命题点四 比热容的相关计算
(2023·河北)“早穿皮袄午穿纱”表明沙漠地区昼夜温差大,而沿海地区则昼夜温差小,这是因为水比砂石的 大,楼房中的“暖气”用水作为介质,正是利用了水的这一特性。某同学家“暖气”管道中500 kg的水从65 ℃降低到35 ℃,放出的热量为 J,这一过程中水的内能减少。除热传递外, 也可以改变物体的内能。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2022·河北节选)若纸锅中水的质量为1 kg,水温从20 ℃升高到100 ℃,则水需要吸收 J的热量。[已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
(2020·河北)小明用除颜色不同外,其他都相同的黑、白两张纸分别将两个相同的瓶子包起来,再将质量、初温相同的水分别倒入两个瓶中,然后将两个瓶子放在太阳光下。过一段时间后,小明用温度计测量了两瓶中水的温度,发现包有黑纸的瓶中的水的温度升高得较多。请回答下列问题:
(1)黑纸的吸热性能比白纸的要 (选填“好”或“差”)。
(2)两瓶中的水是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式使其内能增加的。
(3)已知包有黑纸的瓶中装有0.5 kg水,0.5 kg的水温度升高20 ℃,需要吸收 J的热量。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
【详解答案】
教材考点·深度梳理
①高 ②相互接触 ③进入对方
④做无规则运动 ⑤间隙 ⑥温度
⑦快 ⑧慢 ⑨引 ⑩斥 动能
分子势能 热传递 做功
转移 转化 温度差 减少
降低 增加 升高 增加
内能 减少 内 J
吸热本领 热量 质量 温度
J/(kg·℃) 4.2×103
质量为1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃时,吸收(或放出)的热量是4.2×103 J
cm(t-t0) cm(t0-t)
教材图片·解读延伸
1.下 扩散
2.大 扩散 液体
3.引力
4.变大 引力
5.做功
6.减小 做功
7.机械 内 增大 做功
8.液化 减小 做功
重点难点·提升训练
重难点一
例1.B 解析:干冰升华,是因为分子间的间隔发生了改变,分子种类没有发生改变,故A错误;公园闻到花香属于扩散现象,说明分子在不断运动,故B正确;气球打气后体积胀大是分子的数目增多,不是分子间间隔变大,故C错误;破碎的玻璃不能复原是因为两块玻璃分子之间距离大于分子直径的10倍,分子间没有作用力,故D错误。
变式训练
1.D 解析:青菜变咸菜是分子运动的结果,炒青菜时青菜的温度要比腌青菜时青菜的温度高,温度越高,分子运动得越剧烈,分子扩散得越快,青菜变咸得越快。
重难点二
例2.B 解析: 一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水后,吸收热量,温度不变,内能增加,故A错误;热传递的方向是从高温物体到低温物体,故B正确;一切物体都有内能,故C错误;热量不是状态量,不能说含有或者具有热量,故D错误。
变式训练
2.B 解析:物体吸收了热量,内能一定增大,温度不一定升高,如冰熔化,内能增加,温度不变,故A错误;物体温度升高,可能是物体吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故B正确;质量相等、温度为100 ℃的水和水蒸气,分子动能相等,而水蒸气的分子势能大,所以水蒸气的内能大,故C错误;热传递过程中,内能一定是从温度高的物体传给温度低的物体,内能多的物体的温度不一定高,故D错误。
重难点三
例3.热传递 不断减小 3.78×104
解析:将咖啡壶放到滚烫的沙上,待水沸腾后再加入适量细腻的咖啡粉,经过搅拌得到一杯浓郁的咖啡。咖啡壶内的水沸腾前,是通过热传递的方式增大内能的,咖啡壶内的水沸腾的过程中,由于汽化,水的质量减小,其内能不断减小;把100 g水加热至沸腾需要吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×100×10-3 kg×(100 ℃-10 ℃)=3.78×104 J。
变式训练
3.(1)没用酒精灯外焰给物质加热
(2)水 (3)2
解析:(1)图中酒精灯离陶土网很近,没用酒精灯外焰给物质加热。(2)为了比较水和煤油的吸热能力,也可采用比较两者升高的温度的大小来判断,即质量相同的水和煤油,用完全相同的酒精灯加热相同的时间,比较两者升高的温度,若某种物质温度升高得多,说明它的吸热本领弱。相同质量的水和煤油,发现用一个酒精灯同时对两支试管加热相同的时间,水温度升高得少,故水的吸热能力要强一些。(3)加热一段时间后,水和煤油吸收的热量相等。根据Q吸=cmΔt得Δt=,Δt煤油==4 ℃,则Δt水=。由于c水∶c煤油=4.2×103 J/(kg·℃)∶2.1×103 J/(kg·℃)=2∶1,则Δt水∶Δt煤油=1∶2。因为Δt煤油=4 ℃,所以Δt水=2 ℃。
重点实验·完全突破
实验
2.(1)质量 (2)均匀
3.(1)相同 (2)加热的时间 升高的温度
4.大
5.(1)质量 (2)自下而上
(3)吸收的热量相同 (4)②少
即时演练
(1)相同 高 (2)加热时间 (3)大于
(4)食用油 (5)水 比热容
(6)控制变量法 不能 体积相等的两种液体质量不相同
(7)2.1×103 (8)比热容 凝固点
解析:(1)从表中数据可知,水和食用油的质量都是60 g,它们的质量相同;加热结束时,水的温度为45 ℃,食用油的温度为70 ℃,故食用油的温度高。(2)相同的加热装置在相同的时间内放出的热量是相同的,两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较,加热时间越长,液体吸收的热量越多。(3)用相同的加热装置对水和食用油加热,在相等时间内水与食用油吸收的热量相等,加热时间越长,液体吸收的热量越多,由表格数据可知,升高相同的温度时,水的加热时间更长,则水吸收的热量大于食用油吸收的热量。(4)由表中的实验数据知加热相同的时间,质量相同的水和食用油,水的温度升高25 ℃,食用油的温度升高50 ℃,故食用油升高的温度更高。(5)通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同,此实验中,水的吸热能力强于食用油的吸热能力,物质的这种特性用比热容这个物理量来描述。(6)实验中用到的研究方法是转换法和控制变量法;因为水和食用油的密度不同,根据公式m=ρV,可知体积相等的两种液体质量不同,不能保证实验变量的唯一性,故实验中不能用体积相等的两种液体来做实验。(7)由表可以看出,加热6 min(吸热相同),水升温:45 ℃-20 ℃=25 ℃,食用油升温:70 ℃-20 ℃=50 ℃,根据c=,在质量和吸热相同的情况下,比热容c与升高的温度成反比,故食用油的比热容为c=×4.2×103 J/(kg·℃)=2.1×103 J/(kg·℃)。(8)汽车发动机常用水作为冷却剂,是因为和其他物质相比,水的比热容较大,由Q=cmΔt可知,质量相同的水和其他液体,升高相同的温度,水吸热多;寒冷的冬天汽车水箱要加防冻液,这是为了降低水的凝固点,避免水由于结冰而胀破水箱。
河北中考·真题体验
1.C 解析:物质是由分子或原子组成的,注射器中的空气被封闭后,它的分子个数不会减少、气体分子的种类和质量也不会发生变化,但是由于分子间有间隔,空气被压缩后,分子间的间隔减小了,故A、B、D错误,C正确。
2.A 解析:花香四溢是花香分子在不停地做无规则运动,扩散到空气中,进入人的鼻孔,人便闻到了香味,故A符合题意;柳絮飞扬、浪花飞溅、乌云翻滚,都是宏观物体的机械运动,故B、C、D不符合题意。
3.D 解析:分子在不断地运动,分子的运动速度与温度有关,温度高时,分子的运动快,温度低时,分子的运动慢,故当热水大面积变成红色时,冷水中只有品红周围变成了红色。故选D。
4.做功 解析:弯折铁丝时,人对铁丝做功,机械能转化为内能,物体的内能增大,这是通过做功的方式改变铁丝的内能。
5.< 热传递 不变 解析:用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热时,相同时间内,两种物质吸收的热量相同;由图象可知,甲物质比乙物质的温度升高得快,根据吸热公式Q=cmΔt,可知甲物质的比热容小于乙物质的比热容;用酒精灯给物体加热,物体吸收热量,内能增大,这是通过热传递的方式实现的;热值是燃料的一种特性,不随质量的改变而改变,故酒精灯中剩余酒精的热值不变。
6.比热容 6.3×107 做功
解析:水的比热容较大,同样受热或冷却的情况下,吸收或放出相同热量,相同质量的水和砂石相比较,水的温度变化比砂石小,所以沙漠地区昼夜温差大,而沿海地区昼夜温差小;水放出的热量为Q放=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×500 kg×(65 ℃-35 ℃)=6.3×107 J;改变内能的方法有两种:做功和热传递。
7.3.36×105 解析:水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×105 J。
8.(1)好 (2)热传递 (3)4.2×104
解析:(1)将分别包有黑、白纸的两个瓶子放在太阳光下,过一段时间后,用温度计测量了两瓶中水的温度,发现包有黑纸的瓶中的水的温度升高得较多,说明包有黑纸的瓶中的水吸收的热量多,即黑纸的吸热性能比白纸的要好。(2)两瓶中的水从阳光中吸收热量,是通过热传递的方式使其内能增加的。(3)水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×20 ℃=4.2×104 J。第六章 内能的利用 能源与可持续发展
2022课程标准
了解能量及其存在的不同形式,能描述不同形式的能量和生产生活的联系。
通过实验,认识能量可以从一个物体转移到其他物体,不同形式的能量可以相互转化。
了解热机的工作原理,知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。
知道能量守恒定律,列举日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。
列举能量转化和转移具有方向性的常见实例。
列举常见的不可再生资源和可再生资源。
知道核能的特点和核能利用可能带来的问题。
从能源开发与利用的角度体会可持续发展的重要性。
考点一 热机及热机效率
热值
(1)定义:燃料① 放出的热量与燃料质量的② ,叫做这种燃料的热值。
(2)公式及单位:q=,变形式:Q=mq。单位:③ ,符号是④ 。
(1)对于气体燃料来说,热值q=,热值单位为J/m3。
(2)热值是燃料本身的一种特性,它与燃料的种类有关,与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系。
热机及热机效率
(1)内燃机在一个工作循环中包括⑤ 、⑥ 、⑦ 、⑧ 四个冲程;一个工作循环中的做功冲程是利用燃气推动活塞做功,把⑨ 能转化为⑩ 能,压缩冲程把 能转化为 能。
(2)热机效率
定义:热机用来做 的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比。
公式:η=或η=。
提高热机效率的途径:让燃料尽可能充分燃烧,如:将煤粒磨成煤粉,加大送风量等;利用废气的能量;机件间保持良好的润滑,减小摩擦。
除了做功冲程是靠燃气推动活塞做功外,其他三个冲程都是靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成的。
考点二 能量的转化和守恒
能量的转化
在一定条件下,各种形式的能量是可以相互 的。
能量守恒定律
能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式 为其他形式,或者从一个物体 到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量 。
考点三 能源与可持续发展
能源分类
分类 标准 类型 定义 实例
获取 方式 一次 能源 可以 从自然界获取的能源 风能、太阳能、核能、化石能源等
二次 能源 无法从自然界直接获取,必须通过消耗 才能得到的能源 电能
可否 再生 可再 生能 源 从自然界源源不断地得到的能源 风能、太阳能等
不可 再生 能源 在短期内 从自然界得到补充的能源 核能、化石能源等
核能
(1)裂变:用中子轰击质量比较大的原子核,使其发生 ,释放出巨大的能量。
(2)核电站:利用 发电,其能量转化:核能→ → →电能。
(3)链式反应:核反应堆中发生的链式反应是 控制的,利用不加控制的核裂变可制造毁灭性武器—— 。
(4)核聚变:将某些质量很小的原子核,在超高温下结合成新的原子核,释放出巨大的核能,这就是聚变,也称为 。 和太阳能就是利用聚变释放能量。
太阳能
(1)来源:氢原子核在超高温下发生 ,释放出巨大的核能。
(2)利用:太阳能转化为 ,如太阳能热水器;太阳能转化为 ,如太阳能电池。
能源与可持续发展
(1)能量转移和转化的方向性:能量的转移和转化是有 的,最终转变为不可利用的能量,因此要节约能源。
(2)能源的可持续发展:提高能源的利用率,减少能源使用对环境的破坏;发展新能源。
(人教九全图14.1-1) 命题点:能量的转化 如图,酒精燃烧时产生的热量传给了水和水蒸气,这是化学能转化为 能。塞子受到水蒸气的压力而冲出去,水蒸气的 能转化为塞子的 能。利用此原理的机械是 。
(人教九全图14.3-2) 命题点:能量的转化和能量守恒定律 如图,小球下落后再弹起的高度越来越低,说明有一部分机械能转化为 能,总的能量是 的。
(人教九全图22.2-5) (教科九下图11-4-7) 命题点:核能的获取方式及应用 如图,氚核、氘核在超高温下聚合成氦核,释放出核能。所发生的核反应是 , 利用的就是这种反应在瞬间释放的能量。核能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,核电站获取能量的途径是 。
(人教九全图22.3-7) 命题点:能源的分类和能量转化 太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车,太阳能是清洁的 。行驶中的太阳能汽车,其太阳能电池将 能转化为 能,进而再转化为汽车的 。
(人教九全图22.4-1) 命题点:能量转移和能量转化的方向性 汽车制动时,由于摩擦,动能转化成了轮胎、地面和空气的 ,这些消耗的能量不能自动地用来驱动汽车,这说明了能量的转移和转化具有 。
重难点一 热机及其效率
(2024·河北模拟)如图所示,图A、B是四冲程汽油机的两个冲程的工作示意图,图C、D是演示实验的示意图,A图是 冲程,与它原理相同的是 图所示的演示实验。日常生活中,用水作为汽车发动机的冷却液,是因为它的 大。在标准大气压下,质量为5 kg的水的温度从30 ℃升高20 ℃需吸收热量 J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
C D
A B
(2024·邯郸二模)2024年的中国新能源汽车市场好戏连台,下表是某新能源汽车的相关参数。这种新能源汽车,在亏电状态下耗油量为3.5 L/100 km。该车以108 km/h的速度匀速直线行驶216 km,所需时间为 h,若此过程中所受阻力是汽车所受重力(忽略燃油所受重力)的,则牵引力做功的功率为 W,发动机的效率约为 。(百分数保留整数,g取10 N/kg,q汽油=4.5×107 J/kg,汽油的密度ρ=0.75×103 kg/m3)
车身重量 1 500 kg 引擎类型 耗电式混合动力,纯电动
车型尺寸 4 765/1 837/1 495 mm 标准座位数 5个
油耗 3.8 L/100 km 最高时速 150 km/h
油箱容积 48 加速时间 7.3 s
(2024·邢台一模)合理分类和利用垃圾可以变废为宝,在一定条件下,1 kg垃圾能“榨”出0.17 kg燃料油,若燃料油的热值为4.0×107 J/kg,则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为 J,如果这些热量的42%被水吸收,则可以使 kg的水的温度从20 ℃升高到100 ℃,这是通过 的方式改变水的内能。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
关于效率问题的计算方法
(1)热机效率:
η=
(2)热效率:η=
物体温度升高吸热Q吸=cmΔt
燃料燃烧放热Q放=mq,Q放=Vq
电流通过电热器放热Q放=I2Rt,Q放=W=Pt
重难点二 能量的转化与守恒
生活中能量转化的实例很多,下列描述中正确的是 ( )
A.摩擦生热是把内能转化为机械能
B.燃料燃烧放热是把内能转化为化学能
C.电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D.摩擦起电是把电能转化为机械能
如图所示是太阳能LED照明路灯,它主要由太阳能电池板、LED灯等部分构成。太阳能电池发电过程中,能量的转化是 能转化为 能,太阳能是 (选填“可”或“不可”)再生能源。这种路灯相比传统路灯具有的优点是 。
重难点三 能源分类
(2024·唐山丰润区一模)目前人们正致力于开发太阳能、核能、风能、海洋能、氢能……其中核能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,核电站是利用原子核 (选填“聚变”或“裂变”)释放的能量发电的,电能属于 (选填“一次能源”或“二次能源”)。
(2024·石家庄模拟)核电站是利用核 (选填“聚”或“裂”)变反应产生的能量进行发电的,核能是 (选填“可”或“不可”)再生能源。2023年4月12日,素有“人造太阳”之称的中国科学院等离子研究所EAST装置,实现了403 s稳态运行,它有类似于太阳内部核 (选填“裂变”或“聚变”)的反应机制,是探索终极能源的利器。
命题点一 热机
(2024·河北)下表为某储水式电热水器的铭牌的部分内容,它表明该热水器的额定电压为 V。若该热水器正常工作3 000 s,可将一箱装有额定容量的水从25 ℃加热到50 ℃,则这个过程中水吸收的热量为 J,热水器的效率为 %(结果保留整数)。水的密度为1.0×103 kg/m3,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。
型号 额定电压 220 V
额定容量 80 L 额定频率 50 Hz
额定最高温度 75 ℃ 额定功率 3 000 W
防水等级 IP×4 额定内压 0.8 MPa
出厂编号
(2018·河北)有如图所示的两套相同装置,分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料,点燃后加热质量相等的同种液体,通过比较燃料 (选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”)后温度计示数的变化,来判断两种燃料的热值的大小。燃料燃烧, 转化为内能,用比热容 的液体可以使实验现象更明显。(实验中液体没有沸腾)
命题点二 能量的转化与守恒
(2023·河北)秉承可持续发展的思想,开发新能源、更好地利用已知能源是全球范围内的重要课题,开发和利用核能就是一个有效途径。核能是质量较大的原子核发生 或质量较小的原子核发生聚变时释放的能量,通过可控聚变来利用核能,有望解决人类能源问题。1 g核燃料聚变时释放的能量约为1×105 kW·h,假设把1×105 kW·h的能量完全转化为电能,可供年用电量为1 000 kW·h的家庭使用 年。太阳也是一个巨大的“核能火炉”,它向外辐射的能量是我们的能源宝库。人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能量,请你写出一种转化方式或一个相关的实例: 。
(2021·河北)太阳能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,直接利用太阳能可有效地减少碳排放。如图所示是一辆低碳化未来汽车,车顶部装有高效光电转换器,它可将 能转化为电能;车轮的轮毂其实是风力发电机,可以把捕捉到的风能转化为 能。
(2020·河北)核能是一种 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。核电站利用核能发电,它的核心设备是核反应堆,核反应堆是通过可控 (选填“核裂变”或“核聚变”)反应释放核能的设备。核电站中的汽轮机属于 (选填“发电机”“电动机”或“热机”)。
命题点三 能源的分类
(2024·河北)风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。张北—雄安特高压交流输变电工程投运后,实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看,“张家口的风”属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,它实际上来源于 能。我国自主研发的单个陆上风电机组功率可达107 W,这样一个风电机组在此功率下稳定工作 min产生的电能,相当于200 kg焦炭完全燃烧放出的热量。焦炭的热值为3.0×107 J/kg。
命题点四 能源与可持续发展
(2022·河北)2021年河北省PM2.5平均浓度同比下降15.3%,改善幅度为“十三五”以来最高。下列举措不能改善空气质量的是 ( )
A.开发利用新能源
B.推进低碳交通运输
C.提高森林覆盖率
D.增高炼铁厂的烟囱
【详解答案】
教材考点·深度梳理
①完全燃烧 ②比值 ③焦每千克
④J/kg ⑤吸气 ⑥压缩 ⑦做功
⑧排气 ⑨内 ⑩机械 机械 内
有用功 转化 转化 转移
保持不变 直接 一次能源
可以 不能 裂变 核裂变
内能 机械能 可以 原子弹
热核反应 氢弹 聚变 内能
电能 方向性
教材图片·解读延伸
1.内 内 机械 热机 2.内 不变
3.聚变 氢弹 不可再生 核裂变
4.可再生能源 太阳 电 机械能
5.内能 方向性
重点难点·提升训练
重难点一
例1.压缩 C 比热容 4.2×105
解析:A图中,两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,此冲程将机械能转化为内能;B图中,两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能;C图是用力将活塞压下,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧,是通过对物体做功来增大物体内能的,即是将机械能转化为内能的过程;D图是水蒸气膨胀对外做功,将塞子冲出,是内能转化为机械能。与A图原理相同的是C图;日常生活中,用水作为汽车发动机的冷却液,是因为它的比热容大;水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×20 ℃=4.2×105 J。
变式训练
1.2 2.25×104 63% 解析:该车以108 km/h的速度匀速直线行驶216 km,所需时间为t===2 h;若此过程中所受阻力是车重(忽略燃油的重力)的,即f=G=mg=×1 500 kg×10 N/kg=750 N,因该车匀速直线行驶,故F=f=750 N,则牵引力做功的功率为P==Fv=750 N×108× m/s=2.25×104 W;牵引力做的功为W=Fs=750 N×216×103 m=1.62×108 J,在亏电状态下耗油量为3.5 L/100 km,匀速直线行驶216 km消耗汽油的体积为V=3.5 L/100 km×216 km=7.56 L,根据密度公式可知,汽油的质量为m=ρV=0.75×103 kg/m3×7.56×10-3 m3=5.67 kg,汽油完全燃烧放出的热量为Q放=mq汽油=5.67 kg×4.5×107 J/kg=2.551 5×108 J,则发动机的效率为η=×100%=×100%≈63%。
2.6.8×106 8.5 热传递 解析:这些燃料油完全燃烧放出的热量为Q放=qm=4.0×107 J/kg×0.17 kg=6.8×106 J;由题可知水吸收的热量为Q吸=42%Q放=42%×6.8×106 J=2.856×106 J,由Q吸=cm(t-t0)可知可加热水的质量为m水===8.5 kg;燃料油燃烧放出的热量传递给水,因此这是通过热传递的方式改变水的内能。
重难点二
例2.C 解析:摩擦生热是克服摩擦做功,摩擦过程中,消耗了机械能,内能增大,把机械能转化为内能,故A错误;燃料燃烧放热是把化学能转化为内能,故B错误;电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能,故C正确;摩擦起电是消耗了机械能,获得了电能,是把机械能转化为电能,故D错误。
变式训练
3.太阳 电 可 清洁无污染,低碳环保
解析:太阳能电池发电过程中,能量的转化是太阳能转化为电能。太阳能取之不尽、用之不竭,可以从自然界里源源不断地得到,是可再生能源。太阳能LED照明路灯因为利用的是太阳能,所以清洁无污染,能达到低碳环保的目的。
重难点三
例3.不可再生 裂变 二次能源
解析:核能会越用越少,属于不可再生能源;原子弹和核电站都是利用原子核裂变的链式反应发电的;电能是通过消耗一次能源而得到的能源,故属于二次能源。
变式训练
4.裂 不可 聚变 解析:核电站是利用核裂变反应产生的能量进行发电的;核能消耗后短期内无法得到补充,属于不可再生能源;太阳内部发生的是核聚变,EAST装置就是研究核聚变的装置。
河北中考·真题体验
1.220 8.4×106 93 解析:由表格参数可知,热水器的额定电压为U=220 V;由ρ=可知,热水器中水的质量:m=ρV=1.0×103 kg/m3×80×10-3 m3=80 kg,水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×80 kg×(50 ℃-25 ℃)=8.4×106 J;热水器消耗的电能:W=Pt=3 000 W×3 000 s=9×106 J,热水器的效率:η=×100%=×100%≈93%。
2.全部燃烧 化学能 小 解析:比较不同燃料热值的实验中,点燃燃料后,需等待燃料充分燃烧,通过观察温度计示数的变化来比较两种燃料的热值大小;燃料燃烧时将化学能转化为内能;在吸收相同热量的情况下,比热容小的物质升高的温度多,所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显。
3.裂变 100 用太阳能集热器把水加热(答案不唯一)
解析:核能是质量较大的原子核发生裂变或质量较小的原子核发生聚变时释放的能量;把1×105 kW·h的能量完全转化为电能,可供年用电量为1 000 kW·h的家庭使用的时间:t==100年;人类利用太阳能的实质,是将太阳能转化为其他形式的能量,例如用太阳能集热器把水加热。
4.可再生 太阳 电
解析:太阳能是可再生能源,清洁无污染。车顶部装有高效光电转换器,它是把太阳能转化为电能的装置;风力发电机是将风能转化为电能的装置。
5.不可再生 核裂变 热机
解析:核能不能在短时间内从自然界得到补充,是不可再生能源;核电站是利用可控的核裂变释放能量来发电的;核电站中的汽轮机是利用内能工作的,属于热机。
6.可再生 太阳 10 解析:风能可以在自然界里源源不断地得到,属于可再生能源,它实际上来源于太阳能。200 kg焦炭完全燃烧放出的热量:Q放=mq=200 kg×3.0×107 J/kg=6×109 J;单个陆上风电机组功率可达107 W,需要的时间:t===600 s=10 min。
7.D 解析:开发利用新能源,能减少空气污染物的产生,所以A能够改善空气质量;推进低碳交通运输,能减少二氧化碳、一氧化碳的排放,所以B能够改善空气质量;提高森林覆盖率,能多吸收二氧化碳等气体,所以C能够改善空气质量;增高炼铁厂的烟囱,并不能减少空气污染物的排放,所以D不能改善空气质量。第二章 光现象
2022课程标准
探究并了解光的反射定律。通过实验,了解光的折射现象及其特点。
探究并了解平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点及应用。
通过实验,了解白光的组成和不同色光混合的现象。
考点一 光的直线传播
光的直线传播
(1)光源:能够① 的物体叫做光源,如:太阳、萤火虫、电灯等。月亮② (选填“是”或“不是”)光源。
(2)光线:表示光的传播径迹和方向的一条带有箭头的直线。
(3)规律:光在③ 中沿直线传播。
(4)现象:影子、小孔成像、月(日)食等。
(5)应用:激光准直、站队看齐、射击瞄准等。
小孔成像成的是倒立的实像。
光速
光在不同介质中的传播速度不同,光在真空中的传播速度最快,真空中的光速c=④ m/s。
考点二 光的反射
光的反射定律:反射光线与入射光线、法线都在⑤ 内;反射光线和入射光线分别位于⑥ 两侧;反射角⑦ 入射角。
(1)由于发生光的反射时,先有入射,后有反射,因此,描述光的反射定律时,应说反射角等于入射角,不能说入射角等于反射角。
(2)当光线垂直入射时,反射角等于入射角都等于0度。
光路的可逆性
在反射现象中,光路是⑧ 。
镜面反射和漫反射
类型 镜面反射 漫反射
反射面 光滑 粗糙
特点 入射光线平行,反射光线仍然平行 入射光线平行,反射光线向着不同的方向
(续表)
类型 镜面反射 漫反射
视觉 特征 只能在反射光的方向上看到物体,且物体看起来明亮、刺眼 能从各个方向看到物体
相同点 镜面反射和漫反射都遵循光的⑨
举例 镜面、平静的水面、自行车尾灯等 电影屏幕,能从不同方向看到不发光的物体等
考点三 平面镜成像及应用
平面镜成像
(1)原理:光的反射。
(2)特点:平面镜所成的像是⑩ 像;像与物体的大小 ;像到平面镜的距离 物体到平面镜的距离,像与物体的连线与镜面 。
(3)应用:穿衣镜(成像),潜望镜(改变光路)。
凸面镜和凹面镜
凸面镜 凹面镜
特点 对光有 作用,起到扩大视野的作用 对光有 作用
应用 汽车后视镜、路口 的反光镜 太阳灶、汽车前灯的反光装置
考点四 光的折射
定义:光从一种介质斜射入另一种介质中时,传播方向发生 的现象叫光的折射。
光的折射特点
(1)光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射角 入射角。
(2)光从水或其他介质斜射入空气中时,折射角 入射角。
(3)当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不变,折射角等于0度。
在光的折射中,空气中光线与法线的夹角大于其他介质中光线与法线的夹角。
折射现象:折射使池水“变浅”;水中鱼儿位置变高;玻璃砖使钢笔“错位”;海市蜃楼等。
光路的特性:在折射现象中,光路是 。
考点五 光的色散
光的色散:太阳光是 光,它通过三棱镜后被分解成 各种色光的现象叫光的色散。
色光的三原色: 。
看不见的光
红外线 紫外线
定义 光谱上红光以外的光 光谱上紫光以外的光
特性 热效应强 化学效应强
应用 检测病情、制成红外线夜视仪、遥控、遥感 使荧光物质发光(如:验钞机)、合成维生素D、杀死微生物
(人教八上图4.1-6) 命题点:光的直线传播 小孔成像是由于 形成的,所成的像是 像。
(人教八上图4.2-1) 命题点:光现象的解释 如图,小红能够看到地上的课本,是因为课本 (选填“吸收”或“反射”)的光进入眼睛;小红可以从不同方向看到课本,是因为光在课本表面发生了 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。
(人教八上图4.3-1) 命题点:平面镜成像 如图为被水环绕的国家大剧院的照片。从远处看,大剧院和水中的倒影形成了一个完整的“鸭蛋”,这是光的 (选填“反射”或“折射”)现象,所成的像是一个 (选填“虚”或“实”)像。
(人教八上图4.3-11) 命题点:平面镜成像特点及应用 如图,检查视力的时候,视力表放在被测者头部的后上方,被测者识别对面墙上镜子里的像。视力表在镜中的像与被测者相距 m;若视力表全长为0.8 m,则视力表的像的长度为 m。
(人教八上图4.4-3) 命题点:光现象的辨识 如图,清澈见底的池水看起来变浅了,这是由于从池底发出的光经过水面时发生了 现象。逆着光看向池底时,看到池底的像比实际位置偏 。
(人教八上图4.4-4) 命题点:光的折射 有经验的渔民都知道,只有瞄准鱼的下方才能叉到鱼,说明人眼看到鱼在水中的位置比实际的位置 ,这是光的 现象引起的。
(人教八上图4.4-5) 命题点:光现象的辨识 如图,小明将一枚硬币放在碗的底部,起初小明看不到硬币,这是因为光在均匀介质中沿 传播;将平面镜放到碗边适当的位置,小明通过平面镜看到了硬币,这是利用了光的 现象;沿碗壁缓缓向碗中加水,小明再次看到硬币,这是利用了光的 现象。
(人教八上图4.4-6) 命题点:光现象的辨识 如图为海市蜃楼的形成原因。光在传播过程中发生弯折,从而使地平线下的岛屿能够被看见,这是光的 现象。
(人教八上图4.5-1) 命题点:光现象的辨识 如图,一束太阳光通过三棱镜折射后,被分解成七种颜色的光,在白色光屏上形成一条七彩光带,这个现象叫光的 。如果将白色光屏换成红色光屏,我们 (选填“能”或“不能”)看到七彩光束。
重难点一 光现象辨识
(2024·邯郸二模)如图所示的光现象中说法正确的是 ( )
乙
甲 乙 丙 丁
A.甲图中日晷的影子和“大漠孤烟直,长河落日圆”中的“落日”的形成原因相同
B.乙图与“群峰倒影山浮水,无山无水不入神”中“倒影”的形成原因相同
C.丙图与“潭清疑水浅,荷动知鱼散”中“水浅”的形成原因不同
D.丁图中验钞机使用“红橙黄绿蓝靛紫”中的“紫色光”验钞
(2024·秦皇岛二模)小丽在湖边树荫下乘凉,观察到茂密树林下有许多圆形光斑,这是由于光的 形成的;岸上景物在湖面上的“倒影”是光的 形成的虚像;看到湖水中鱼的位置比实际位置偏 (选填“浅”或“深”)。
辨识光现象的两种方法
(1)“关键字”法:熟悉常见的光现象类型。
①光的直线传播:日食、月食、小孔成像、影子、打靶瞄准、激光准直;
②光的反射:倒影、倒车镜;
③光的折射:海市蜃楼、筷子“折断”、彩虹、放大镜。
(2)“传播路径法”:根据定义判断。
①同种均匀介质中:若传播方向不变,为光的直线传播;若传播方向发生改变,为光的反射;
②在两种或同种不均匀介质中:光的折射。
重难点二 光现象作图
考向1 光的反射作图
有时,教室黑板反光能“晃”着一些同学的眼睛,其原因是 ;为了保护同学的眼睛,请你根据所学的知识提出改变这种现状的一条建议: 。图中AO是一条与平面镜成60°角的光线,请在图中画出反射光线并标出反射角度数。
由于光在电影屏幕上发生了 ,所以人们能从不同方向看到屏幕上的像。小明想用一块平面镜使与水平面成30°角的太阳光竖直射入井中(如图所示),则反射光线与入射光线的夹角为 ,在图中画出平面镜的位置并标出镜面与水平面夹角的度数。
(1)确定入射点(反射点)。
(2)作出法线,用虚线来表示,标明垂直符号(若已知法线位置则据此方法确定反射面的位置)。
(3)根据“反射角等于入射角”确定反射光线(或入射光线)的位置,注意箭头的方向。
考向2 平面镜成像作图
小明身高1.7 m,站在竖直放置的平面镜前1 m处,他在镜中的像高是 m,他到像的距离是 m。若将一块木板放在平面镜前,如图所示,请画图说明他能否通过平面镜看到自己的脚尖。
(2024·石家庄裕华区模拟)“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”描述的画面如图甲所示。蜻蜓在水中的“倒影”是由于光的 形成的。当蜻蜓远离水面时,它的“倒影” (选填“变大”“变小”或“不变”)。图乙中的A'表示蜻蜓的“倒影”位置,请在图中确定蜻蜓的位置,并完成人眼看到蜻蜓“倒影”的光路图。
甲 乙
(1)确定像点——利用像与物体关于平面镜对称。
(2)确定入射点——连接像点和眼睛,连线与镜面的交点为入射点。
(3)确定入射光线和反射光线——连接物点与入射点即为入射光线,连接入射点和眼睛即为反射光线。
考向3 光的折射作图
如图1所示,水面上有一只天鹅,天鹅的眼睛到水面的距离是20 cm,则它的眼睛在水中的像到水面的距离为 cm,当这只天鹅飞向空中时,其在水中的像的大小将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。如图2所示,请在图中画出天鹅的眼睛看到鱼的光路图。(将水面看成镜面,天鹅的眼睛看作C点,B点为鱼的实际位置,A点为鱼的虚像位置)
图1 图2
如图所示,一束阳光斜射入盛有水的容器中,在容器底形成光斑P1。保持光束和容器的位置不变,向容器中逐渐加水,水面由A升到B,请你通过作图找出此时光斑P2在容器底部的位置。
(1)确定入射点(折射点)。
(2)作出法线(虚线)。
(3)由“空气中的角大,其他介质中的角小”确定折射光线(或入射光线)的位置。
(4)折射所成的像为虚像,是折射光线反向延长线的交点(反向延长线用虚线表示)。
实验一 探究光反射时的规律性
实验装置图
甲 乙
实验器材及作用
可折纸板、激光笔、笔、平面镜、量角器等。
(1)纸板的作用:显示 。
(2)量角器:测量 和 的大小。
实验注意事项
(1)纸板与镜面必须 放置。
(2)为了更好地观察到光路,实验应在 的环境中进行。
实验操作
(1)验证“三线共面”的方法:如图乙所示,将右侧纸板沿ON向后折,观察到右侧纸板上 反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在 内。
(2)验证光路可逆的方法:将激光沿着FO方向射入,观察到光线沿着OE方向射出,说明在反射现象中,光路是 的。
实验结论
在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在 平面内;反射光线和入射光线分别位于法线两侧;反射角 入射角。
交流与反思
(1)为了实验的顺利进行,纸板表面应该较 。
(2)实验中产生错误数据的原因:误把入射光线或反射光线与 的夹角当作入射角或反射角。
用如图所示的装置探究光的反射定律,白色硬纸板EF垂直于平面镜放置,能沿ON转折,ON垂直于平面镜。
项目 1 2 3 4 5 6
入射角i 15° 30° 45° 60° 70° 80°
反射角r 15° 30° 45° 60° 70° 80°
(1)让入射光贴着纸板EF沿AO射向平面镜上的O点,观察反射光的方向。多次改变入射光的方向,观察并描绘光的径迹,量出入射角i和反射角r,记录如表。比较r和i,可以得出:光反射时,反射角 入射角。
(2)纸板EF右侧没有沿ON折转时,能观察到反射光,有折转时,观察不到反射光,说明反射时,反射光线、入射光线和法线在 。
(3)将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点,光沿图中的OA方向射出,说明光反射时,光路是 的。
(4)由于光在纸板上发生了 (选填“镜面反射”或“漫反射”),所以从不同方向都可以观察到光在纸板上传播的径迹。
【补充设问】
(5)实验前,应将纸板 放置于平面镜上,移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束沿 时针方向转动。
(6)移动激光笔,使入射角为45°,测得反射角也为45°,由此就得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论,你认为有何不妥之处: 。
(7)在图中,若将纸板(连同激光笔)向后倾斜,此时反射光束 。
A.仍在纸板上呈现
B.被纸板挡住
C.在纸板前方
实验二 探究平面镜成像的特点
实验装置图
实验器材及作用
玻璃板、白纸、两支完全相同的蜡烛、火柴、笔、刻度尺等。
(1)选两支完全相同的蜡烛的目的: 。
(2)用透明玻璃板代替平面镜的目的:便于 。
(3)刻度尺的作用:测量两支蜡烛到玻璃板的 。
实验方法
本实验采用的实验方法是 。
实验注意事项
(1)玻璃板要与白纸 放置。
(2)为使实验现象明显,应在较 的环境中进行实验。
(3)实验过程中,代替像的蜡烛 (选填“需要”或“不需要”)点燃。
(4)实验时,眼睛应与物体在玻璃板的 侧观察像的位置。
实验操作
(1)在玻璃板前点燃蜡烛A,移动未点燃的蜡烛B,人眼一直在玻璃板 (选填“前侧”或“后侧”)观察,直到蜡烛B与蜡烛A的像完全 。
(2)移动点燃的蜡烛,多做几次实验,使结论具有 。
(3)辨别平面镜成的是实像还是虚像时,应把光屏放在 的位置处,然后 (选填“透过玻璃板”或“直接”)观察光屏。
实验结论
平面镜所成的像的大小与物体大小 ;像与物体到平面镜的距离 ;像与物体关于平面镜对称,平面镜所成的像是 像。
交流与反思
(1)选择方格纸替代白纸的作用:便于直接判断像和物体之间的 关系。
(2)平面镜成像的原理: 。
(3)实验中要选取较薄的玻璃板,原因是
。
(4)无论怎样移动蜡烛B,都不能与蜡烛A的像完全重合,原因可能是
。
小彤同学在“探究平面镜成像特点”实验时:
图1
(1)如图1,用玻璃板代替平面镜实验时,会看到两个不重合的像,分别是玻璃板前后两个面反射形成的,为消除此影响可选用 (选填“厚”或“薄”)一些的玻璃板代替平面镜。将玻璃板垂直放置在水平桌面上,这样做是为了便于确定像的 。为了便于比较像与物的大小关系,所用的两支蜡烛A、B,应选择外形 (选填“相同”或“不相同”)的。
(2)将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板的前面,将 (选填“点燃”或“不点燃”)的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。
(3)标记蜡烛A、B的位置,测得蜡烛B到镜面的距离 (选填“小于”“等于”或“大于”)蜡烛A到镜面的距离。
(4)当蜡烛A远离玻璃板时,蜡烛A的像会 (选填“靠近”或“远离”)玻璃板,像的大小 (选填“变小”“不变”或“变大”)。
(5)将光屏竖立在像的位置(与玻璃板平行),光屏上无法呈现蜡烛的像,说明平面镜所成的像是 (选填“虚”或“实”)像。
【补充设问】
(6)若将玻璃板绕底边向蜡烛B一侧翻转90°,则在此过程中,蜡烛A的像的大小变化情况是 ,蜡烛A的顶端与其像之间的距离变化情况是 。
(7)实验时应在 (选填“A”或“B”)侧观察蜡烛A经玻璃板所成的像。
(8)若在某次实验中无论怎样移动蜡烛B,也无法与蜡烛A的像完全重合,原因可能是 。
(9)经过三次实验,在白纸上记录的像与物对应点的位置如图2所示,通过处理和分析这张白纸上的信息,可得出的结论是 (写出一条即可)。
图2
命题点一 光现象辨识
(2024·河北)赵州桥是世界上现存最早、保存最完整的古代单孔敞肩石拱桥。如图所示,在平静的水面,桥与它的倒影相映成趣。以下的像与“倒影”的形成原理相同的是 ( )
A.小孔成像 B.放大镜成像
C.照相机成像 D.平面镜成像
(2023·河北)如图所示的光现象中,与“潭清疑水浅”中“水浅”形成原理相同的是( )
A.水中倒影 B.手影形成
C.筷子“弯折” D.激光准直
(2021·河北)下列光现象与物理知识对应正确的是 ( )
A.在平静的湖面上看到蓝天白云——光的直线传播
B.游泳池注水后,看上去好像变浅了——光的反射
C.日出时,看到在地平线以下的太阳——光的折射
D.阳光透过树叶间的缝隙射到地面上,形成圆形光斑——光的反射
(2019·河北)小明在湖边游玩时,看到了一些光现象。
(1)茂密的树下有一个个圆形的小光斑,是由于 而形成的太阳“像”。
(2)看到的湖水中游动的“鱼”比其实际位置要 (选填“深”或“浅”)。
(3)湖中孔桥的“倒影”,是由于光的 而形成的虚像。
(2018·河北)小明在平静的湖边看到“云在水中飘,鱼在云上游”的现象。“云在水中飘”是小明以 为参照物看到“云”在水中运动的现象。“鱼在云上游”是鱼通过水面的 形成的虚像和云通过水面的 形成的虚像同时出现的现象。
命题点二 平面镜成像特点
(2022·河北)雨过天晴,地面上会出现建筑物的影子,影子是由于 形成的。通过地面上一层薄薄的积水还可以看到建筑物的像,如图所示,像的大小与建筑物的大小 。一些建筑物外部采用了玻璃幕墙作为装饰,强光照射到玻璃幕墙时会发生 反射,造成“光污染”。
命题点三 探究光的反射规律
(2020·河北)在“探究光的反射规律”的实验中,平面镜水平放置,白色纸板竖直立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,可绕竖直接缝ON翻转,如图1所示。
图1
(1)实验中还需要的器材是 、激光笔和铅笔。
(2)将一束光贴着纸板E沿AO射到O点,纸板F上会显示出反射光束OB;为探究反射光和入射光是否在同一平面内,下一步的操作是
。
(3)使光束以不同角度入射进行实验,测量数据如下表所示。由此可得出结论:在反射现象中, 。
实验次数 入射角 反射角
1 30° 30°
2 45° 45°
3 60° 60°
(4)如图2所示,已知入射光线与反射光线的夹角为90°,请在图中画出平面镜的位置并标出反射角的度数。
图2
【详解答案】
教材考点·深度梳理
①自行发光 ②不是 ③同种均匀介质
④3.0×108 ⑤同一平面 ⑥法线
⑦等于 ⑧可逆的 ⑨反射定律 ⑩虚
相等 等于 垂直 发散
会聚 偏折 小于 大于
可逆的 白 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 红、绿、蓝
教材图片·解读延伸
1.光沿直线传播 实
2.反射 漫反射
3.反射 虚
4.5 0.8
5.折射 高
6.浅 折射
7.直线 反射 折射
8.折射
9.色散 不能
重点难点·提升训练
重难点一
例1.B 解析:“大漠孤烟直,长河落日圆”中,“落日”是由于大气分布不均匀,下部空气密度大,上部空气密度小,落日发出的光在不均匀的空气中传播时发生折射,折射光线不断向下偏折,我们逆着折射光线看去所看到的落日位置比实际位置高,我们看到的“落日”是由于光的折射而形成的太阳的虚像;而影子是光沿直线传播形成的现象,故A错误;“群峰倒影山浮水,无山无水不入神”中“倒影”的形成原因是光的反射,而人看到不发光的书本也是光的反射现象,故B正确;“潭清疑水浅”中“水浅”是水底看起来比较浅,这是由于光的折射形成的,由于错觉,我们始终认为光是沿直线传播的,看水底是逆着光的传播方向看的(即逆着折射光线看),所以看到的位置比实际位置浅,而水中的铅笔变弯折也属于光的折射现象,故C错误;验钞机是利用紫外线能使荧光物质发光的原理工作的,并不是利用紫色光工作的,故D错误。
变式训练
1.直线传播 反射 浅 解析:茂密的树下有许多圆形光斑,属于小孔成像现象,是由于光沿直线传播而形成的太阳的“像”;岸上景物在湖面上的“倒影”,属于平面镜成像,是由于光的反射而形成的虚像;水中的鱼反射的光斜射向水面,光线在水面处发生折射进入人眼,折射角大于入射角,即人眼逆着折射光线的方向看去,看到的是鱼经水面折射所成的虚像,且虚像在鱼实际位置的上方,所以从岸边看到水中“鱼”的位置比鱼实际位置要浅一些。
重难点二
例2.发生了镜面反射 用不易反光的材料做黑板(答案不唯一)
如图所示:
解析:黑板使用时间长了表面会变得比较光滑,当外面强光照射到黑板上时会发生镜面反射,导致有些同学看不到黑板上面的文字,会“晃”着一些同学的眼睛。为了保护同学的眼睛,可以改换同学的位置或改变黑板的角度或用一些不易反光的材料做黑板;从图中可知入射角i=30°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,则r=30°。
变式训练
2.漫反射 120° 如图所示:
解析:电影屏幕表面是凹凸不平的,平行光线入射到粗糙的屏幕上,反射光线射向四面八方,进入不同方向的人的眼睛,从而使不同方向的人都能看到屏幕上的像,因此光在电影屏幕上发生了漫反射;由于反射光线竖直射入井中,过入射点O竖直向下作出反射光线OB,然后作∠AOB的平分线即为法线(ON),法线垂直于平面镜,则过点O作MM'⊥ON,MM'即为平面镜的位置;由图知反射光线和入射光线的夹角∠AOB=30°+90°=120°,则镜面与水平面的夹角为90°-×120°-30°=60°。
例3.1.7 2 如图所示:
解析:根据平面镜成像的特点,像和物体的形状、大小相同,所以身高1.7 m的小明在镜中的像高仍然为1.7 m;由平面镜成像的特点知,当人到镜面的距离为1 m时,像到镜面的距离也为1 m,则他到像的距离是1 m+1 m=2 m。先作出脚尖A关于平面镜的对称点A',即脚尖在平面镜中成的像,连接像点A'和人的眼睛B,与平面镜交于点O,连接AO就是入射光线,OB为反射光线,如图所示,小明能通过平面镜看到自己的脚尖。
变式训练
3.反射 不变 如图所示:
解析:平面镜的成像原理是光的反射,所以平面镜成的像是虚像;由于物体在平面镜中所成的像和物体的大小相等,所以不管蜻蜓距水面的距离远还是近,像始终和物体等大,因此当蜻蜓远离水面时,它在水中的“倒影”大小将不变。由题可知,A'的位置是蜻蜓通过水面所成的像,根据平面镜成像特点作出蜻蜓的位置,则眼睛和虚像的连线与水面的交点为入射点O,连接AO为入射光线、连接O和眼睛为反射光线。
例4.20 不变 如图所示:
解析:水面相当于平面镜,平面镜所成的像和物体到平面镜的距离相等,水面上有一只天鹅,天鹅的眼睛到水面的距离是20 cm,则它的眼睛在水中的像到水面的距离也是20 cm;由平面镜成像的特点可知,像和物体的大小相等,当这只天鹅飞向空中时,其在水中的像的大小不变;天鹅看鱼时,鱼反射的光线斜射入空气中时,发生折射,折射角大于入射角,折射光线远离法线,眼睛逆着折射光线看上去,人看到的“鱼”在A点,比鱼的实际位置B偏高,即鱼的实际位置B在A的下方,连接CA,与界面的交点O即为入射点,连接B、O,BO为入射光线,OC为折射光线。
变式训练
4.如图所示:
解析:光线从空气中斜射入水中时会发生折射现象,保持光束和容器的位置不变,水面由A升到B时,入射角的大小不变,所以折射角的大小也不变。据此由入射点O作原来折射光线的平行线画出新的折射光线,与容器底的交点即为此时的光斑P2。
重点实验·完全突破
实验一
2.(1)光的径迹 (2)入射角 反射角
3.(1)垂直 (2)较暗
4.(1)没有 同一平面 (2)可逆
5.同一 等于
6.(1)粗糙 (2)平面镜
即时演练
(1)等于 (2)同一平面内
(3)可逆 (4)漫反射 (5)竖直 顺
(6)一次实验得到的结论具有偶然性
(7)C
解析:(2)当把纸板EF右侧沿ON折转时看不到反射光线,说明光反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内。(3)若逆着原反射光线的方向入射,则反射光线逆着原入射光线的方向射出,说明光路是可逆的。(4)从不同方向都可以观察到光在纸板上传播的径迹,说明光在纸板上发生的是漫反射。(5)白色硬纸板EF应竖直放置于平面镜上,这样反射光线才可以在纸板上呈现;移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,则入射角增大,反射角也增大,则反射光线会远离法线,即反射光线将会沿顺时针方向转动。(7)在题图中,若将纸板(连同激光笔)向后倾斜,而法线始终垂直于平面镜,则反射光线、入射光线、法线所在的平面也垂直于平面镜,所以可知反射光束在纸板前方。故选C。
实验二
2.(1)便于比较像与物体的大小关系
(2)确定像的位置 (3)距离
3.等效替代法
4.(1)垂直 (2)暗 (3)不需要 (4)同
5.(1)前侧 重合 (2)普遍性
(3)蜡烛B 直接
6.相等 相等 虚
7.(1)位置 (2)光的反射
(3)可以避免玻璃板前后两个反射面形成重影的干扰
(4)玻璃板没有与白纸垂直放置
即时演练
(1)薄 位置 相同 (2)不点燃
(3)等于 (4)远离 不变 (5)虚
(6)不变 先变大后变小 (7)A
(8)玻璃板没有与白纸竖直放置
(9)像与物的连线与镜面垂直(或像和物到平面镜的距离相等)
解析:(1)(2)实验探究平面镜成像的特点时应选较薄的玻璃板,以减小玻璃板前后表面反射成像形成重影带来的影响;玻璃板垂直放置在水平桌面上,将与蜡烛A完全相同、不点燃的蜡烛B放在玻璃板后面移动,直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,这样既能确定像的位置,同时又便于比较像与物的大小关系。(3)(4)根据平面镜成像特点可知,像和物体到镜面的距离相等,故当蜡烛A远离玻璃板时,像也会远离玻璃板,又因为像和物体大小相等,所以远离过程中像的大小不变。(5)光屏上无法呈现蜡烛的像,因为像为反射光线反向延长线的交点,不是实际光线会聚而成的,说明平面镜所成的像是虚像。(6)平面镜成像大小与物体的大小相同,与玻璃板怎么放置无关;开始时蜡烛A的顶端到玻璃板的距离变大,超过某一角度后将玻璃板慢慢翻转直至水平放置时,蜡烛A的顶端到玻璃板的距离会变小,所以蜡烛A的顶端与其像之间的距离变化情况是先变大后变小。(7)平面镜成的像是光的反射形成的,蜡烛A发出的光线经玻璃板反射,被人眼接收,才能看到像,故眼睛应在蜡烛A所在这一侧观察。(8)玻璃板没有竖直放置时,像会偏上或偏下,所以无论怎样移动蜡烛B,都无法与蜡烛A的像完全重合。
河北中考·真题体验
1.D 解析:“倒影”是河岸上的物体反射的光线经过水面反射后,在水中形成的虚像,属于平面镜成像。小孔成像,是光沿直线传播形成的,故A不符合题意;放大镜成像和照相机成像都是凸透镜成像,是光的折射形成的,故BC不符合题意;平面镜成像的原理是光的反射,与“倒影”的形成原理相同,故D符合题意。
2.C 解析:“潭清疑水浅”指人看到水底形成的像,像的位置比物体的实际位置浅,是光的折射现象;水中倒影,属于光的反射,故A不符合题意;手影的形成是由于光的直线传播在光不能到达的区域形成的影子,故B不符合题意;筷子“弯折”,是由于光的折射形成的现象,故C符合题意;激光准直是利用光的直线传播,故D不符合题意。
3.C 解析:在平静的湖面上看到蓝天白云是平面镜成像,属于光的反射现象,故A错误;游泳池注水后,看上去好像变浅了,这是由于光的折射形成的,故B错误;日出时,看到在地平线以下的太阳,这是由于光在不均匀的大气中传播时发生折射形成的,故C正确;阳光透过树叶间的缝隙射到地面上,形成圆形光斑,是通过小孔成的太阳的像,是由于光的直线传播形成的,故D错误。
4.(1)光的直线传播 (2)浅 (3)反射
解析:(1)茂密的树下有一个个圆形的小光斑,属于小孔成像现象,是由于光沿直线传播而形成的太阳“像”。(2)水中的鱼反射的光线穿过水面,折射进入人眼,此时光线在水面处发生折射,折射角大于入射角,即人眼逆着折射光线的方向看去,看到的是鱼经水面折射所成的虚像,且虚像在实际鱼的上方,所以从岸边看到的水中“鱼”的位置比鱼的实际位置要浅一些。(3)湖中的孔桥的“倒影”属于平面镜成像,是由于光的反射而形成的虚像。
5.水 折射 反射 解析:“云在水中飘”说明云是运动的,是以水为参照物;水中的云属于平面镜成像,是由光的反射形成的与物体等大的虚像;看到的水中的鱼,是由于光的折射形成的,是鱼的虚像。
6.光的直线传播 相等 镜面
解析:沿直线传播的光被不透明的建筑物挡住,在建筑物后面的地面上光照不到的地方形成影子;通过地面上一层薄薄的积水还可以看到建筑物的像,属于平面镜成像,像的大小与建筑物的大小相等;当强烈的太阳光照射到玻璃幕墙的表面时,会发生镜面反射,反射光线非常集中,炫目的光会干扰人们的正常生活,造成“光污染”。
7.(1)量角器
(2)将纸板F沿ON向后折(或向前折),看其上是否有反射光线
(3)反射角等于入射角
(4)如图所示:
解析:(1)因为实验时为了验证光的反射定律,需要测量反射角和入射角的度数,所以必须有量角器。(2)将纸板F沿ON向后折(或向前折),看其上是否有反射光线,转动后,若不能看到反射光线,说明反射光线与入射光线在同一平面内。(3)使光束以不同角度入射进行实验,由表格中的数据可知,反射角始终等于入射角。(4)已知入射光线与反射光线的夹角为90°,由光的反射定律知,反射角等于入射角,则反射角等于×90°=45°,所以先作出反射光线与入射光线的夹角的平分线,然后再过入射点作这个角平分线的垂线即为平面镜的位置,入射角为入射光线与法线的夹角,反射角为反射光线与法线的夹角。第一章 声与电磁波
2022课程标准
通过实验,认识声的产生和传播条件。
了解声音的特性。了解现代技术中声学知识的一些应用。知道噪声的危害及控制方法。
知道电磁波。知道电磁波在真空中的传播速度。知道波长、频率和波速。了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。
考点一 声音的产生与传播
声音的产生:声音是由物体的① 产生的。② 停止,发声也停止。
声音的传播
(1)条件:声音的传播需要③ ,一切固体、液体、气体都能传播声音,真空④ 传声。声音在介质中以⑤ 的形式向外传播。
(2)声速:声速的大小与介质的⑥ (v固>v液>v气)及⑦ 有关。声音在15 ℃空气中的传播速度为⑧ m/s。
考点二 声音的特性
特性 音调 响度 音色
概念 声音的⑨ 声音的 声音的品质
影响 因素 与发声体振动的 有关, 越高,音调越高 与发声体振动的 和 有关, 越大,响度越大 与发声体的材料和结构有关
日常 描述 “高音”“尖叫 声”“瓮声瓮气” “震耳欲聋”“引吭高歌”“声音洪亮” “闻其声知其人”“悦耳动听”
考点三 声的利用
超声波和次声波
人耳听不见的声音:高于20 000 Hz的声叫做 ,低于20 Hz的声叫做 。
声的利用
声传递信息 声传递能量
利用回声测距定位(声呐) 超声波清洗精密仪器
用B超检查身体(超声波) 超声波碎石、洁齿
利用超声波探测金属内部的裂纹等缺陷 超声波雾化器
利用次声波预测地震、台风、海啸、核爆炸等 超声波武器、次声波武器
(1)若声音能改变什么或引起物体变化,则说明声音传递的是能量,如超声波碎石。
(2)若声音能告诉我们什么,物体本身又没发生变化,则说明声音传递的是信息,如用B超检查身体。
考点四 噪声的危害和控制
噪声的概念
物理学角度:发声体做 振动时发出的声音。
环保角度:凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音。
等级:通常用 (符号 )来划分噪声的等级。
控制途径:在 减弱噪声(防止噪声的产生),如汽车排气管上加消声器、无声手枪的消音器;在 减弱噪声(阻断噪声的传播),如加隔音设备、设立屏障、植树造林;在 减弱噪声(防止噪声进入人耳),如戴耳塞。
考点五 电磁波
产生:导体中 的迅速变化在空间激起电磁波。
传播:电磁波 在真空中传播,在真空中,电磁波的传播速度约为 m/s。
(人教八上图2.1-5) (教科八上图3-1-8) 命题点:声音的传播 如图,将正在响铃的闹铃置于玻璃罩中,慢慢抽走玻璃罩中的空气,发现闹铃的响声越来越低,这说明 。
(人教八上图2.1-6) (教科八上图3-1-7) 命题点:声音的产生、声音特性的影响因素 如图,小明正在进行击鼓表演,他发现听到鼓声的同时鼓皮也在振动,说明鼓声是由 产生的。他时重时轻地敲击鼓面,这样做主要改变了鼓声的 ,用较小的力敲鼓,声音的响度 。
(人教八上图2.1-7) 命题点:声音的传播 如图,用一张桌子做实验,一个同学轻轻敲击桌面(使附近同学不能直接听到敲击声),另一个同学把耳朵贴在桌面上可以听到敲击桌面的声音,说明 能够传声。
(人教八上图2.2-1) 命题点:声音特性的影响因素 如图,将一把钢尺压在桌面上,一部分伸出桌面。用手拨动其伸出桌外的一端,轻拨与重拨钢尺,则钢尺发出声音的 不同。保持拨动钢尺的力不变,改变钢尺伸出桌面的长度,则钢尺发出声音的 不同。
(人教八上图2.2-3) 命题点:声音的产生、声音特性的影响因素 如图,将悬挂的乒乓球轻轻接触正在发声的音叉,观察到乒乓球多次被音叉弹开;声音消失,乒乓球便会停止运动,这说明声音 。 若使音叉发出更大的声音,小球被弹开的距离也更大,此实验说明音叉振动的 越大,发出声音的 越大。
(人教八上图2.2-7) 命题点:声音特性的影响因素 如图,在8个相同的玻璃瓶中灌入不等量的水,用嘴对着瓶口吹气可发出不同音调的声音,发出的音调从左至右逐渐 (选填“升高”或“降低”)。用相同的力度依次敲击瓶壁发现,当水瓶中所盛的水越多时,声音的音调越 。
(人教八上图2.2-8) 命题点:声音的产生、声音特性的影响因素 如图,在筷子上捆一些棉花或碎布,做一个活塞,用水蘸湿棉花后插入两端开口的塑料管或竹管中,用嘴吹管的上端,可以发出悦耳的哨声。 塑料管或竹管是通过 的振动发声的,上下推拉“活塞”,声音的 (选填“音调”“响度”或“音色”)就会改变。
(人教八上图2.3-5) 命题点:声音的产生、声的利用 如图,将一支点燃的蜡烛放在扬声器的前方,当扬声器发出较强的声音时,可以看到烛焰随着音乐的节奏晃动。扬声器的纸盆由于 发出声音,烛焰的晃动说明声音具有 。
(人教八上图2.4-4) 命题点:噪声的控制 如图,从环境保护的角度来看,这是在 控制噪声。
(人教九全图21.2-4) 命题点:电磁波的频率、波长与波速 电磁波谱中的可见光频率 (选填“大于”或“小于”)微波的频率;人眼可接收到的电磁辐射(称为可见光)的波长 (选填“大于”或“小于”)微波的波长。电磁波在真空中的传播速度约为 m/s。
(人教九全图21.4-7) 命题点:光导纤维 光纤通信传输信息的载体是光波。如图,当传输信息时,光从光导纤维的一端射入,在内壁上多次 ,将信息传到远方。
重难点一 声现象综合
(2024·衡水模拟)中华古诗词、俗语中蕴含了丰富的声学知识。下列说法正确的是( )
A.“怕得鱼惊不应人”——液体能传声
B.“余音绕梁”——发声体停止振动时也能发出声音
C.“闻其声知其人”——可以根据响度来判断说话者是谁
D.“响鼓也要重锤敲”——物体的振幅越大,发出声音的音调越高
(2024·唐山路北区二模)关于声现象,下列说法正确的是 ( )
A.音乐会上观众能辨别不同的乐器声,是因为它们的音调不同
B.演奏小提琴时,按压琴弦的不同位置,发出声音的响度不同
C.工厂里工人佩戴防噪声耳罩是在声源处减弱噪声
D.外科医生常利用超声波除去人体内的结石,是利用了声波可以传递能量
重难点二 声与电磁波综合
(2024·张家口模拟)关于声和电磁波,下列说法正确的是 ( )
A.电磁波、超声波、次声波都可以在真空中传播
B.我国北斗导航卫星与地面通信利用的是电磁波
C.“听声辨人”是因为不同的人发声的音调不同
D.街道上的噪声监测装置可以减弱噪声
(2024·唐山遵化二模)下列有关声和电磁波的说法正确的是 ( )
A.Wi-Fi无线上网是利用电磁波来传递信息的
B.我们能分辨钢琴声和二胡声是因为它们的音调不同
C.敲鼓时用力越大,鼓声的音调越高
D.超声波探伤仪能够检测钢轨的各种“病变”,说明超声波可以传递能量
(2024·张家口万全区一模)中央电视台的春节联欢晚会现场画面是通过 传到我们的手机、电视机上的。对于十分熟悉的主持人我们不用看画面,就能分辨出是谁,我们判断主持人是谁的依据是不同主持人的 不同。
声与电磁波的区别和联系
声 电磁波
相同点 (1)都属于波;(2)都可以在空气中传播;(3)都能发生反射;(4)都看不见、摸不着,但客观存在;(5)都可以传递信息和能量
产生 由物体的振动产生 由迅速变化的电流产生
传播 传播需要介质,可以在固体、液体和气体中传播,不可以在真空中传播。在15 ℃的空气中的传播速度为340 m/s 传播不需要介质,不仅可以在固体、液体和气体中传播,也可以在真空中传播。在真空中的传播速度约为3×108 m/s
应 用 传递 信息 超声波:倒车雷达、B超、声呐、检测金属工件是否有裂纹等;次声波:地震监测等 手机、无线电广播、遥控器、卫星导航等
传递 能量 超声波洁牙、粉碎人体内的结石、清洗精密仪器等 微波炉、紫外线杀菌等
命题点一 声现象综合
(2024·河北)如图所示,用鹤骨制作的贾湖骨笛是迄今为止中国考古发现的最早的管乐器。用骨笛吹奏发声时,下列说法正确的是 ( )
A.发出的声音一定不是噪声
B.发出的声音是由鹤骨的振动产生的
C.发出的声音在空气中的传播速度与响度无关
D.按压骨笛上不同的孔可以改变发出的声音的音色
(2021·河北)如图所示是我国春秋战国时代的乐器——编钟。关于编钟下列说法正确的是( )
A.悠扬的编钟声是由钟的振动产生的
B.大小不同的钟振动幅度相同时,发声的音调相同
C.敲钟时,用力越大钟声在空气中的传播速度越大
D.通过钟声能判断钟是否破损,是利用了声波可以传递能量
(2019·河北)下列有关声现象的说法正确的是 ( )
A.通过响度分辨不同乐器演奏的声音
B.笛子发出的声音是由笛子振动产生的
C.教室内安装噪声检测装置,学生可以免受噪声干扰
D.通过声学仪器接收到的次声波等信息判断地震的方位和强度
命题点二 声与电磁波综合
(2023·河北)2023年4月15日,神舟十五号航天员乘组进行了第四次出舱活动。在地面工作人员和舱内航天员邓清明的密切配合下,两名出舱航天员费俊龙、张陆圆满完
成全部既定工作任务,安全返回问天实验舱。下列说法错误的是 ( )
A.地面工作人员发出指令的声音是由声带振动产生的
B.地面工作人员可以利用音色区分是哪位航天员
C.地面工作人员与舱内的航天员利用电磁波传递信息
D.舱外的两名航天员大声说话就能直接利用声波进行交流
(2020·河北)下列关于声和电磁波的说法正确的是 ( )
A.电磁波在真空中的传播速度约为340 m/s
B.医生通过听诊器给病人诊病时,只利用了声传递能量
C.人们通过乐器发声时的响度和音调,来区别不同乐器的发声
D.拨动绷紧的橡皮筋,橡皮筋嗡嗡作响,说明声音是由物体的振动产生的
(2018·河北)下列有关声和电磁波的说法正确的是 ( )
A.它们的传播都需要介质
B.它们都可以传递信息和能量
C.人听到的声音大小只跟发声体的振幅有关
D.开会时把手机调为静音是在传播过程中减弱噪声
(2022·河北)2022年2月4日,来自河北省阜平县大山深处的44名孩子,在北京冬奥会开幕式上用希腊语唱起《奥林匹克颂》,如图所示。他们用歌声走出了大山,走到了世界面前。孩子们的歌声是由他们的声带 产生的。我们能够从伴奏中分辨出不同乐器发出的声音,是由于它们发出声音的 不同。世界各地的部分电视用户是利用卫星接收和发射的 信号来收看现场画面的。
【详解答案】
教材考点·深度梳理
①振动 ②振动 ③介质 ④不能
⑤波 ⑥种类 ⑦温度 ⑧340
⑨高低 ⑩强弱 频率 频率
幅度 距离发声体的远近 振幅
超声波 次声波 无规则 分贝
dB 声源处 传播过程中
人耳处 电流 可以 3×108
教材图片·解读延伸
1.声音的传播需要介质
2.振动 响度 小
3.固体
4.响度 音调
5.是由物体的振动产生的 幅度 响度
6.降低 低
7.空气柱 音调
8.振动 能量
9.声源处
10.大于 小于 3×108
11.反射
重点难点·提升训练
重难点一
例1.A 解析:鱼在水中能听到岸上的声音,说明声音能通过水传播,故A正确;振动停止,发声停止,故B错误;“闻其声知其人”——可以根据音色来判断说话者是谁,故C错误;“响鼓也要重锤敲”——物体的振幅越大,发出声音的响度越大,故D错误。故选A。
变式训练
1.D 解析:音乐会上观众能辨别不同的乐器声,是因为它们的音色不同,故A错误;演奏小提琴时,按压琴弦的不同位置,发出声音的音调不同,故B错误;工厂里工人佩戴防噪声耳罩是在人耳处减弱噪声,故C错误;外科医生常利用超声波除去人体内的结石,是利用了声波可以传递能量,故D正确。
重难点二
例2.B 解析:电磁波的传播不需要介质,电磁波可以在固体、液体、气体中传播,也可以在真空中传播;声音的传播需要介质,真空不能传声,故A错误;我国北斗导航卫星与地面通信利用的是电磁波,故B正确;“听声辨人”是因为不同的人发声的音色不同,故C错误;街道上的噪声监测设备只能检测噪声的强弱,不能减弱噪声,故D错误。
变式训练
2.A 解析:电磁波可以传递信息和能量,Wi-Fi无线上网是利用电磁波来传递信息的,故A正确;钢琴声和二胡声的音调和响度可能相同,我们能分辨钢琴声和二胡声是因为它们的音色不同,故B错误;敲鼓时用力越大,鼓面振动的幅度越大,鼓声的响度就越大,故C错误;声波可以传递信息,也可以传递能量,超声波探伤仪能够检测钢轨的各种“病变”,说明了超声波可以传递信息,故D错误。
3.电磁波 音色 解析:中央电视台的春节联欢晚会现场画面是通过电磁波传到我们的手机、电视机上的,我们判断主持人是谁的依据是不同主持人的音色不同。
河北中考·真题体验
1.C 解析:用骨笛吹奏发声时,如果影响了别人的休息,它也是噪声,故A错误;发出的声音是由空气柱的振动产生的,故B错误;发出的声音在空气中的传播速度与响度无关,故C正确;按压骨笛上不同的孔可以改变发出的声音的音调,故D错误。
2.A 解析:敲击编钟时发出的声音是由编钟的振动产生的,故A正确;大小不同的钟振动幅度相同时,发声的音调不同,故B错误;敲钟时,用力越大,钟声的响度越大,而响度不同的钟声在空气中的传播速度是相同的,故C错误;通过钟声能判断钟是否破损,是利用了声音可以传递信息,故D错误。
3.D 解析:人们能辨别不同乐器发出的声音,是因为它们的音色不同,故A错误;笛子发出的声音是由笛子内空气柱的振动产生的,故B错误;教室内安装的噪声检测装置只能用来检测噪声等级,不能减弱噪声,所以学生不能免受噪声干扰,故C错误;发生地震时产生的是次声波,由于声可以传递信息,所以可通过声学仪器接收到的次声波等信息判断地震的方位和强度,故D正确。
4.D 解析:地面工作人员发出指令的声音是由声带振动产生的,故A正确;地面工作人员可以利用音色区分是哪位航天员,故B正确;地面工作人员与舱内的航天员利用电磁波传递信息,故C正确;声音的传播需要介质,真空不能传声,舱外的两名航天员不能直接利用声波进行交流,故D错误。
5.D 解析:电磁波在真空中的传播速度约为3.0×108 m/s,故A错误;医生通过听诊器给病人诊病,是利用了声波可以传递信息,故B错误;每个发声体发出声音的音色是不同的,所以人们通过乐器发声时的音色来区别不同乐器的发声,故C错误;拨动绷紧的橡皮筋,橡皮筋振动产生声音,这表明声音是由物体的振动产生的,故D正确。
6.B 解析:电磁波可以在真空中传播,声波只能在固体、液体、气体中传播,在真空中不能传播,电磁波的传播不需要介质,故A错误;电磁波和声波都可以传递信息和能量,故B正确;人听到的声音的大小跟发声体的振幅(振动的幅度)和距离发声体的远近有关,故C错误;开会时把手机调成静音是在声源处减弱噪声,故D错误。
7.振动 音色 电磁波 解析:孩子们的歌声是由他们的声带振动产生的;因为不同的乐器发出声音的音色不同,所以我们可以通过它们的音色判断乐器的种类;世界各地的部分电视用户是利用卫星接收和发射的电磁波信号来收看现场画面的。
