第六章常见的物质
第一节物质的性质
1．物理变化和化学变化
（1)物理变化和化学变化的涵义
①物理变化：没有新的物质生成的变化叫物理变化。
②化学变化：生成新的物质的变化叫化学变化。
（2）物理变化和化学变化的联系和区别
①联系：化学变化中总伴随着物理变化的发生，但物理变化中不一定会发生化学变化。
②区别：判断是物理变化还是化学变化：从宏观角度看，是否产生新物质；从微观角度看，构成物质的分子种类是否发生变化。
(3)化学变化的实质
构成物质分子的原子重新组合，形成了新的分子。
2．物质的物理性质和化学性质
物质的性质是指物质的物理性质与化学性质。
（1)物质的物理性质
不需要发生化学变化就能表现出来的性质，称为物理性质。物理性质是物质本身的一种属性。物质的物理性质主要包括状态、颜色、气味、密度、熔点、沸点、导电性、比热、溶解性等。
(2)物质的化学性质
物质在化学变化中表现出来的性质叫化学性质。物质的化学性质主要取决于物质的组成和结构。
3．物质的密度
(1）密度公式ρ＝m/v（ρ表示密度，m表示质量，V表示体积）
(2)密度的单位有：克／厘米3或千克／米3，1克／厘米3＝l000千克／米3。
(3)密度的测定
①主要仪器：天平、量筒（或量杯）。
②固体密度的测定：用天平称出物体的质量m，用量筒（或量杯）测出物体的体积V（形状规则的物体，可直接用刻度尺测量后计算出体积；不规则的物体通常用排水法），然后运用公式计算出物体的密度ρ
③液体密度的测定：用天平称出空的烧杯的质量m1，用量筒量取适量待测液体的体积V，将液体倒人烧杯中，称出烧杯和液体的总质量m2,则待测液体的密度为ρ＝（m2一ml）／V。
(4)密度的应用
密度是物质的一种特性，可以根据密度来鉴别物质，并可用于计算物质的质量或体积。
4.晶体的熔化和凝固
（1)晶体的涵义
具有确定的熔化温度（熔点）的固体叫做晶体。
（2)晶体熔化的特点
晶体吸热达到熔点时，就开始熔化。在晶体在B点开始熔化，B点对应的温度T即为熔点，在B- C的过程中，吸热不升温，且固态物质逐渐减少，液态物质逐渐增多，到C点全部熔化成液态；CD段是液体吸热升温过程。
（3）晶体熔化的图象
(4)熔化和凝固的关系
凝固是熔化的逆过程，物质熔化时吸热，凝固时放热。晶体在熔化和凝固过程中的温度保持不变，同一晶体的凝固点与熔点相同。
(5）晶体与非晶体的区别
晶体具有一定的熔点，在熔化过程中晶体的熔点保持不变，而非晶体没有一定的熔点。无论是晶体还是非晶体，熔化时都要从外界吸收热量。
5、沸腾
（１）汽化和液化
汽化：物质由液态变成气态的过程。 液化：物质从气态变为液态的过程
汽化分为两种方式：蒸发和沸腾
蒸发：在任何温度下都能进行的汽化现象。蒸发只在液体的表面进行的，并且不剧烈。
影响蒸发快慢的因素：
①液体温度的高低 ②液体的表面积的大小 ③液体表面上的空气流动快慢。④对于不同的液体还与液体的种类有关。
说明：要加快蒸发就必须尽量满足上述三个条件，要减少蒸发必须尽量避免上述条件，其中减少蒸发在农业上应用比较广泛的是喷灌和滴灌，它的好处是可以减少水分在传输中的渗漏和蒸发。
蒸发吸热，吸收其它物体的热量，可以导致其它的物体温度降低。
（２）沸腾：在一定温度下发生的剧烈的汽化现象。沸腾也是在液体的内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象。
水沸腾时的现象：水在沸腾时虽然继续吸热，但温度保持不变。
沸点：液体沸腾时的温度。不同液体的沸点不同，沸点也是物质的一种特性。液体的沸点受大气压的影响，一般气压越高，沸点也随着增高。标准大气压下水的沸点是100℃。
说明：水在加热过程中的现象：沸腾之前，水的温度不断上升，并有气泡产生，这时的气泡中主要是空气，在上升的过程中逐渐变小，并有响声出现且逐渐增大。达到一定温度时，开始沸腾，这时水底会产生大量的气泡，上升变大，到水面破裂，把里面的水蒸汽释放出来，虽然继续吸热，但温度保持不变。
低沸点物质的一种重要用途：医疗上有一种冷冻疗法就是利用低沸点物质汽化时吸收大量的热而使局部组织冷冻，从而破坏或切除病变的活组织。
（３）使气体液化有两种方式：1、降低温度可以使所有的气体液化（只要温度降低到足够低），压缩体积也可以使气体液化（但不能使所有气体液化，还必须温度降低到一定的程度）
譬如气体打火机以及液化石油气内的液体都是通过压缩体积的方法使气体在常温下液体化的。火箭的燃料液态氢和液态氧也是通过压缩体积的方法制得的。
气体液化的好处是可以使气体的体积大大缩小，便于储存和运输。
（４）电冰箱工作的原理是：主要用到了汽化吸热和液化放热。在冰箱内（即冷冻室）要吸热使温度降低，在冰箱外（散热器）要把吸收的热放出。故在冰箱内冷冻室里是利用液体汽化吸热，使液体变成气体。而在冰箱外通过压缩机把气体压缩并在散热器放热使之液化变成液体又流到冰箱内，再又汽化吸热变成气体。如此反复循环，从而达到制冷效果。
（５）升华和凝华
升华：物质从固态直接变成气态的过程。凝华：物质从气态直接变成固态的过程。升华吸热，凝华放热。
几种常见自然现象的解释： 云、雪、雨、雾、露、霜
说明：它们基本上都是空气中水蒸汽形成的，形成的位置为：云、雪、雨在高空，雾在低空，露、霜在地面。
云：高空中的水蒸汽遇冷液化成的小水珠，这些小水珠聚集在一起形成云
雪：高空的水蒸气遇冷凝华成的小冰晶或有些小水珠凝固而成的小冰晶从空中落下来就是雪。
雨：云中的小水珠越积越大，最后从天空落下来就形成了雨。
雾：低空中的水蒸汽遇冷液化而成的小水珠悬浮在空气中或灰尘上就形成了雾。
露：空气中的水蒸汽遇冷液化成的小水珠搭在地面上的植物或草丛上就形成了露。
霜：空气中的水蒸汽遇冷凝华成的小冰晶搭在地面上的植物或草丛上就形成了霜。
６．物质的溶解性
（1）概念
一种物质溶解在另一种物质中的能力叫做溶解性。物质的溶解性大小与溶质、溶剂的性质和结构有关。不同物质在同一种溶剂中的溶解能力是不同的。根据不同的溶解性，物质可分为易溶物质、可溶物质、微溶物质、难溶物质。同一物质在不同的溶剂中的溶解能力也不同。如果外界条件（如温度）发生变化，物质的溶解能力也可能随之发生变化。
①随着温度的升高，大多数物质的溶解能力随之增大，如硝酸钾等。
②随着温度的升高，物质的溶解能力随之增大，但是增幅不明显，如氯化钠等。
③随着温度的升高，物质的溶解能力反而减小，如熟石灰。
④其他条件不变的情况下，气体物质的溶解能力随温度的升高而减小。
(2)饱和溶液和不饱和溶液
①在一定温度下，一定量溶剂中所能溶解的溶质达到最大量时，溶液达到饱和，此时的溶液即为饱和溶液。
②溶液达到饱和状态的前提条件：“一定的温度”、“一定量的溶剂”。
③饱和溶液和不饱和溶液的相互转化：
④溶液的饱和程度与溶液浓度的关系：不同物质的溶解能力是不同的，有的溶液浓度较高，但仍未达到饱和；而有的溶液虽然很稀，却已经饱和。因此，溶液的浓稀与溶液是否饱和无必然联系。
(3)固体的溶解度
①溶解度表示在一定温度下，某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。如果不指明溶剂，通常所说的溶解度是指物质在水里的溶解度。
②准确理解固体物质的溶解度概念，必须抓住以下几个关键词组：“一定温度”、“100克溶剂”、“溶液达到饱和状态”。溶解度的单位是克，符号是g 。
③溶解速度的快慢与溶解度的大小无关。
④比较不同物质在同种溶液里的溶解性大小必须在相同温度下才有意义。
(4)固体物质的溶解度曲线图的意义
①表示各物质在不同温度下的溶解度数值（曲线上的每个点）。
②表示同一温度下，不同物质的溶解度数值的相对大小。
③表示物质的溶解度随温度的变化而变化的规律及其变化的幅度。
第二节水
1．水的组成
（l）水的组成（或构成）
①水是由氢元素和氧元素组成的。
②水分子是由氢原子和氧原子构成的。
③一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。
(2)水的电解实验
①电解后电源正极处产生的是氧气，电源负极处产生的是氢气。
②所产生的氧气和氢气的体积比为1:20
2．水的主要性质
（l）纯水是无色、无嗅、无味的液体。
(2)水是一种较稳定的化合物，通常在1000℃以上或通电情况下才开始分解。水可以与活泼金属、碱性氧化物、酸性氧化物等其他物质发生反应。
(3)水是一种重要的物质，因为它是生物生存所需要的最基本物质之一，与生命密不可分。水是一种常见的优良溶剂。
3．溶液、悬浊液和乳浊液
（1)溶液、悬浊液和乳浊液的定义
①溶液是均一、稳定的混合物。
②固体小颗粒悬浮在液体里而形成的物质叫悬浊液（如泥水、钡餐）。
③小液滴分散在液体里形成的物质叫乳浊液（如油汤、牛奶）。
(2)溶液与悬浊液、乳浊液的区别
①悬浊液、溶液、乳浊液都是混合物。
②溶液是均一、稳定的，而悬浊液和乳浊液是不均一、不稳定的。
4.溶液中溶质的质量分数
（1)计算公式
(2)溶液的质量分数用小数或百分数来表示。
(3)通过称量（液体溶质为量取）、溶解等步骤，可以配制一定溶质质量分数的溶液。
5．我国水资源的情况、水污染的主要原因及相关防治措施
(1)我国水资源的情况
①我国江河多年平均径流总量居世界第六位，但人均拥有的水资源只有世界人均拥有量的1/4，是世界“贫水国”之一。
②我国水资源在时间和空间分布上很不平衡：夏季丰富，冬季短缺，南多北少。
(2)水污染的主要原因
随着人口的增加，社会经济的迅速发展，用水量剧增的同时，工农业生产和生活污水引起的水污染也越来越严重，使水资源短缺的矛盾更加突出。
(3)水污染的相关防治措施
①工业上，通过运用新技术，新工艺减少污染物的产生，同时对污染的水体作处理，使之符合排放标准。
②农业上，提倡使用农家肥，合理使用化肥和农药。
③生活污水应逐步实现集中处理和排放。
(4)水的净化方法
沉淀法、过滤法和蒸馏法等。
第三节空气
1．空气的主要成分
空气是一种混合物，由多种成分组成，主要含有N2、O2，还有少量的CO2，稀有气体等。
2．大气压强
(1)大气会从各个方向对处于其中的物体产生压强，大气压强简称大气压。
(2)日常生活中存在许多可证明大气压存在的现象，如马德堡半球实验、用吸管吸饮料、塑料挂钩的吸盘贴在光滑的墙面上能承受一定的拉力而不脱落等。
(3)大气压的变化
①离地面越高，大气的密度越小，因此大气压强也就越小。
②一般情况下，晴朗天气的气压较阴雨天气的气压高。
(4)大气压的单位
帕斯卡（简称帕）、毫米汞柱等。海平面附近的大气压称为标准大气压，1标准大气压＝1.01x105帕= 760毫米汞柱。
(6)大气压的测量
测量大气压的仪器叫气压计。气压计包括水银气压计与无液气压计。
3.氧气的主要性质和用途
（1)氧气的物理性质
常温下，氧气是一种无色无味的气体，不易溶于水。在标准状况下，氧气的密度比空气略大。沸点为-183℃（标准状况），凝固点为-218℃（标准状况），液态氧呈淡蓝色，固态氧是雪花状的淡蓝色固体。
(2)氧气的化学性质
氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能支持燃烧，有较强的氧化性。
化学反应 实验现象
与木炭反应 C+O2＝CO2 发出白光，生成使澄清石灰水变浑浊的气体(C02)，放出热量
与硫反应 S+O2＝SO2 发出明亮的蓝紫色火焰，放出刺激性气味的气体(S02)，放出热量
与铁反应 3Fe+202＝Fe304 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体(Fe3O4)，放出热量
(3)氧气的检验
氧气能使带火星的木条复燃，这可用来鉴定氧气。
(4）氧气的实验室制法
实验原理 操作要点 收集方法
2KCl03＝2KCl+302↑2KmnO4＝2K2MnO4+Mn02+02↑ (1)先检查气密性(2)加药、组装(从下到上、从左到右)(3)试管口略向下倾斜(4)塞入试管及集气瓶中的导管不宜太长(5)外焰加热注意事项：(1)转动分液 (1)排水集气法(集得气体较纯，但不干燥)(2)向上排空气集气法(集得的气体较干燥，但易混有空气)注意：用排水法收集时，待气泡大量出现时再开始收集；结束时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯
2H202＝2H20+02↑ 漏斗活塞滴加H，02、可通过活塞的“开”、“关”来控制H，(12的用量，从而控制得到氧气的量(2)分液漏斗颈下端不需要插入液面(3)不需要加热
(5)氧气的用途
①可供生命体呼吸。②冶炼钢铁，焊接或切割金属。③制液氧炸药、火箭助燃剂。
4．二氧化碳的主要性质和用途
（1)二氧化碳的物理性质
二氧化碳是一种能溶于水、密度比空气大、无色无味的常见气体。在加压降温条件下成为干冰（一种半透明白色固体，能升华）。
(2)二氧化碳的化学性质
①一般情况下，二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。
②二氧化碳是一种酸性氧化物，能与水反应生成碳酸：C02＋H2O＝H2CO3；碳酸不稳定，加热时会分解：
(3)二氧化碳的检验
用澄清石灰水可以鉴定二氧化碳气体：Ca(OH)2＋CO2 ＝＝CaCO3↓＋H2O
(4)二氧化碳的实验室制法
石灰石和稀盐酸反应可制取二氧化碳：CaCO3＋2HC1 ＝＝CaCl2＋CO2↑＋H2O，用向上排气法收集。
(5)二氧化碳的用途
①二氧化碳本身无毒，但当其在空气中的浓度过高时，能使人窒息。②它是植物光合作用的原料，是温室中作物的气体肥料。③可用来灭火，如泡沫灭火器、干粉灭火器。
④可制饮料。
5．臭氧与臭氧层
（1)臭氧是一种单质，化学式为O3。
(2)臭氧层
①在距地面20一35千米的大气平流层里的“臭氧层”能阻挡和削弱紫外线。
②人类使用含氯氟烃（如氟利昂）的化学物质已使臭氧层遭到破坏，出现臭氧层空洞。
6．“温室效应”
（1）“温室效应”
大气中的二氧化碳气体像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖，这种现象叫“温室效应”。能产生“温室效应”的气体除二氧化碳外，还有臭氧、甲烷、氟氯烃等。
(2）“温室效应”的防治措施
①减少使用煤、石油、天然气等化石燃料，更多地利用太阳能、风能、地热等清洁能源。②大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。
7．空气污染
（1)引起空气污染的主要成分
二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳及可吸入颗粒污染物等。
(2)污染物的主要来源
汽车尾气、工业废气、烟尘排放、土地沙漠化等。
(3)空气污染指数的项目
二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、可吸入颗粒物等。
(4）空气污染的防治措施
①减少工业生产和日常生活中二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染气体及氟氯烃化合物的排放量。
②提高能源利用的技术水平和能源利用效率，采用新能源，加强国际间的合作。
第四节金属
1．金属与非金属
（l）金属的主要特性
金属具有很多共同的物理性质。例如，常温下它们都是固体（汞除外），有金属光泽，大多数为电和热的优良导体，有延展性，密度较大，熔点较高。
(2)金属与非金属的区别
在元素周期表中，除汞外，金属元素的中文名称都带有“金”字旁。一般可根据金属的特性来初步辨认金属与非金属。
(3)某些非金属（如石墨等）也具有与金属相似的性质，但它属于非金属。
2．金属活动性顺序
(1)在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。
(2）在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。
(3）在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。
3.常见金属的化学性质和用途
（1)常见金属的化学性质
常见的金属有铁、镁、铝、铜、锡等。金属一般能与氧气反应生成氧化物，如2Mg十O2==2MgO）。活泼金属与稀硫酸、盐酸发生反应，如Mg＋2HC1=MgC12＋H2↑。按金属活动顺序，活动性较强的金属能把活动性较弱的另一种金属从它的盐的水溶液中置换出来。
①铁的化学性质
化学反应 实验现象
潮湿空气中与水、02等物质反应 生锈
在氧气中燃烧 Fe+ 2O2= Fe304 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
与酸反应 Fe＋2HCl= FeCl2＋H2↑ 产生大量气泡，溶液由无色变成浅绿色
与CuSO4溶液反应 Fe十CuSO4= FeS04＋Cu 铁棒表面覆盖一层红色物质，若CuS04完全反应，溶液由蓝色变成浅绿色
②铜、铝的化学性质
铜在干燥的空气中比较稳定，在潮湿环境中被腐蚀生成铜绿（碱式碳酸铜），铜绿有毒。
铝是较活泼的金属，像铁一样能跟非金属、酸、盐等溶液反应。在高温时，铝有较强的还原性，工业上用铝来冶炼高熔点金属。
(3)常见金属的用途
根据金属的特性，金属可用来做装饰品、导体、炊具、机器设备的部件等。人们常根据金属的一般属性和每种金属的独特性质，如它们的密度、外表、价格等来选择使用金属。比如，铜、铝的导电性仅次于银，被广泛用于电线、电缆等工业。
4．金属冶炼发展的历程
（1）金属冶炼原理
在高温下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来，产生游离的金属单质。
(2）湿法炼铜
我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家。湿法炼铜的原理是：
CuS04＋Fe =FeS04＋Cu。
5.金属的污染及废弃金属的回收
（l）废弃的金属污染环境
①废旧电池中含有汞等，如果将废旧电池随意丢弃，汞等渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。②铅、镉等有毒金属的离子会污染土壤和地下水源。
(2)废弃金属的回收
通过回收，使金属循环再生，不仅可以节约金属资源，而且可以减少对环境的污染。
6．合金与新金属材料的发展
（1)合金的概念
两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。合金是比纯金属性能更好的物质。钢、18K金、铝合金等都属于合金。合金也是改善金属材料性能的主要方法。
(2)生铁与钢的比较
生铁 钢
含碳量 2％～4.3％ 0.03％一2％
性能 质硬而脆，无韧性 质硬，有韧性
机械加工 可铸，不可锻轧 可铸，可锻轧，可压延
种类 白口铁、灰口铁、球墨铸铁 碳素钢、合金钢
冶炼 原料 铁矿石、焦炭、石灰石、空气 生铁(废钢)、氧气等
原理 高温下，用还原剂CO从铁矿石中把铁还原出来：Fe203＋3C0＝Fe＋3C02 高温下，用氧化剂02或FeO把生铁中过多的碳和其他杂质氧化成气体或炉渣除去
设备 高炉 转炉、电炉、平炉
(3)新金属材料的发展
常用合金包括钢铁、铝合金、铜合金。
特种合金包括耐蚀合金、耐热合金、钦合金、磁性合金等。
第五节常见的化合物
1．单质、化合物
（1)单质、化合物的涵义
①由同一种元素组成的纯净物叫单质，单质又可分为金属和非金属。
②由两种或两种以上元素组成的纯净物叫化合物；化合物可根据组成元素的不同，分为无机化合物和有机化合物。
(2)单质、化合物的联系与区别
①单质和化合物都是纯净物。
②两者的区别在于：单质由同一种元素组成，化合物由不同种元素组成。简单地，可根据它们的化学式进行判断。
2.常见氧化物的性质
（1)氧化物的定义
氧化物是由两种元素（其中一种是氧元素）组成的化合物。常见的氧化物有：二氧化碳、一氧化碳、氧化铁、水、二氧化硫等。
(2)一氧化碳的性质
①一氧化碳的化学性质
化学性质 化学反应 实验现象
可燃性 2CO+O2=2CO2 发出蓝色火焰，产生的气体使澄清石灰水变浑浊，放出大量热量
还原性 CO+CuO=== Cu+C02 黑色固体变成红色，生成的气体使澄清石灰水变浑浊
②一氧化碳与二氧化碳的相互转化
③一氧化碳有毒，能跟血液中的血红蛋白紧密结合，使血红蛋白失去结合O的能力，致使人体因缺氧窒息而死亡。
(3)二氧化硫的性质
二氧化硫是具有刺激性气味的气体，它是酸雨产生的原因之一。
SO2＋H2O==H2SO3。
3．重要的盐
（1)盐的涵义
盐是酸跟碱中和的产物，这是数量很大的一类物质。
(2)常见盐的性质和用途
物质 氯化钠NaCl 碳酸钠Na2C03 碳酸钙CaCO3
俗名 食盐 纯碱、苏打 大理石、石灰石
物理性质 易溶于水的无色透明晶体，不易潮解 白色粉末，从水溶液中析出Na2CO3·10H20晶体，易风化 难溶于水的白色固体
化学性质 其水溶液含有Cl-，能与可溶性银盐(如AgN03)生成不溶于稀硝酸的白色沉淀：AgN03+NaCl== AgCl↓+NaNO3 水溶液呈碱性，能在水溶液中电离出OH－ CaC03+2HCl==CaCl2+H20+C02
物质 氯化钠NaCl 碳酸钠Na2CO3 碳酸钙CaCO3
用途 医学上使用的生理盐水就是0.9％的氯化钠，食用、防腐、化工原料等 制玻璃 是大理石、石灰石的主要成分，制石灰、水泥，建筑材料
4．酸的主要性质及用途
（1)酸的涵义
电离时所生成的阳离子全部是H十的化合物叫做酸。
(2)酸的通性
①能使紫色石蕊试液变红，不能使无色酚酞试液变色。
②能与碱反应
2Fe(OH)3＋3H2SO4 =Fe2(SO4)3＋6H2O，
Cu(OH)2＋2HC1=CuC12＋2H2O,
③能与某些金属氧化物反应生成盐和水
Fe2O3＋3H2S04 ==Fe2 (SO4)3＋3H2O，
CuO＋2HCl== CuCl2＋H2O。
④能与某些金属反应生成盐和氢气
Zn＋H2SO4== ZnSO4 十H2（制氢气），
Fe＋2HC1=FeCl,＋H2↑。
⑤能与盐反应生成新的盐和新的酸
BaCl2＋H2SO4== BaSO4↓＋2HC1（检验SO42-），
AgNO3十HCl = AgCl↓＋HNO3（检验Cl-）。
酸具有相似性质的原因是其在水溶液中电离出的阳离子全部是H+。
(3)盐酸与硫酸的区别
物质 浓酸特性 化学反应 用途
盐酸 浓盐酸具有挥发性、腐蚀性 能与可溶性银盐(如AgN03溶液)生成不溶于稀硝酸的白色沉淀等 金属除锈
硫酸 浓硫酸具有吸水性、腐蚀性、脱水性等特殊性质，稀释时会放出大量的热量 能与可溶性钡盐(如BaCl2溶液)生成不溶于酸的白色沉淀等 精炼石油，金属除锈等
(4)浓硫酸的稀释方法：将酸沿容器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。
5．碱的主要性质与用途
（l）碱的涵义
电离时所生成的阴离子全部是OH一的化合物叫做碱。
(2)碱的通性
①能使紫色石蕊试液变蓝，使无色酚酞试液变红。
②能与酸反应生成盐和水
HNO3＋NaOH ==NaNO3＋H2O，
2HC1＋Ca(OH)2=CaC12＋2H2O。
③能与某些非金属氧化物反应生成盐和水
CO2＋2NaOH==Na2CO3＋H2O，
SO2＋Ca(OH)2= CaSO3＋H2O（吸收空气中的有毒气体）。
④能与某些盐反应生成另一种碱和另一种盐
CUS04＋2NaOH== Cu(OH)2↓＋Na2SO4，
Na2CO3＋Ca(OH)2==CaCO3↓＋2NaOH
碱具有相同性质的原因是其在水溶液中电离出的阴离子全部是OH-。
(3)常见的碱及其性质
物质 氢氧化钠NaOH 氢氧化钙Ca(OH)2
俗名 烧碱、火碱、苛性钠 熟石灰、消石灰
特性 具有强腐蚀性、吸水性(作干燥剂) 具有腐蚀性
化学反应 SO2+2NaOH＝＝Na2S03+H2O(用于吸收空气中的有毒气体) 氢氧化钙的水溶液可以用来鉴别二氧化碳：C02+Ca(0H)2＝＝CaCO3+H20
用途 制肥皂、造纸、纺织等，气体干燥剂 制NaOH、漂白粉，改良酸性土壤，配制波尔多液
6．溶液酸碱性的测定
（1)测定方法
可用酸碱指示剂，如紫色石蕊试液、无色酚酞试液来判别溶液的酸碱性。也可以用pH试纸来定量地测定溶液的酸碱度—pH，pH越小，溶液的酸性越强。
(2)酸性溶液能使紫色石蕊试液变红，但不能使酚酞试液变色；碱性溶液能使紫色石蕊试液变蓝，能使酚酞试液变红。
(3)酸性物质不一定都是酸，只有电离时产生的阳离子全部是H+的才属于酸。同样，具有碱性的物质（如Na2CO3）也不一定都是碱。
7．酸雨的危害
酸雨不仅危害健康，而且使水域和土壤酸化，损害农作物和树木生长，危害渔业，腐蚀建筑物、工厂设备和文化古迹。
8.中和反应
（l）中和反应的特点
酸＋碱＝盐＋水，这是复分解反应的一种特殊类型。
(2)中和反应的意义
用“胃舒平”（主要成分是氢氧化铝）治疗胃酸过多，用熟石灰降低土壤的酸性都是中和反应在生产生活中的应用。
9．有机物
（1）定义
含有碳元素的化合物（除碳的氧化物、碳酸、碳酸盐等以外）称为有机物。
(2)常见的有机物
常见的简单有机物包括甲烷（CH4）、乙炔(C2 H2）、丁烷（C4H10）、酒精等。甲烷俗称沼气，丁烷是打火机内液体的主要成分，乙炔常用于金属的焊接和切割。
(3)有机物的特性
易挥发、易燃烧、难溶于水。
(4)有机物的存在
石油、煤、动、植物体内都含有有机物。
(5)有机合成材料
包括合成塑料、合成纤维和合成橡胶等。塑料产品具有良好的特性，在实际生产生活中的应用越来越广泛。
第七章物质的结构
第一节构成物质的微粒
1．物质的构成
（l）构成物质的三种微粒
物质是由极其微小的、肉眼看不见的微粒构成的。构成物质的基本微粒有分子、原子、离子。
①分子是保持物质化学性质的一种微粒。
②原子是化学变化中最小的微粒。
③离子是带电荷的原子或原子集团。
(2)分子、原子和离子微粒的数量级
原子的半径大约为10-10米数量级。
原子的质量很小，分子的质量也很小，如1个水分子的质量约为3 × 10-26千克。
（3)纳米材料及其应用前景
①概念
纳米材料是指晶粒直径为纳米级（10-9米）的超细材料。它的微粒尺寸大于原子簇，小于通常的微粒，一般为0.1一100nm。
②纳米材料研究及应用前景
纳米材料研究是目前材料科学研究的一个热点，纳米技术被公认为21世纪最具有前途的科研领域。
纳米技术在陶瓷领域、微电子学、生物工程、光电领域、化工领域、医学、分子组装等方面应用前景广阔。
(4)分子、原子和离子的比较
分子 原子 离子
不同点 分子是保持物质化学性质的一种微粒 原子是化学变化中最小的微粒 离子是化学变化中的最小微粒
在化学反应中，分子可以分解为原子，原子又可以重新组合成新物质的分子 在化学反应中不可再分且不能变成其他原子 在化学变化中，可以通过得失电子转变为原子，或组合成新的分子
相同占 质量、体积都非常小，彼此间有间隔，总是在不停地运动。同种分子(或原子、离子)的化学性质相同，不同种分子(或原子、离子)的性质不同，都具有种类和数量的含义
相互关 系 分子是由原子构成的，分子可以分解为构成它的原子。离子是带电的原子或原子集团，部分离子可以通过得失电子转变为原子
(5)原子与离子的转变关系
2．原子的组成
（1)原子的构成
(2)原子中的微粒电性
①不带电荷的微粒：中子。
②带负电荷的微粒：电子。
③带正电荷的微粒：原子核、质子。
(3)原子中的电量关系
核电荷数＝质子数（原因是中子不带电）。
质子数＝核外电子数（原因是原子不带电）。
核电荷数＝质子数＝核外电子数。
(4）原子中的质量关系
相对原子质量＝质子数＋中子数。
一个电子的质量仅为一个质子或中子质量的1/1840.
(5)更微小的基本粒子
质子和中子还不是构成物质的最小微粒，质子和中子都是由更微小的基本粒子—夸克构成的。随着科学技术的发展，随着科学家对微观粒子研究的不断深人，将会发现更多的微观粒子。
3．原子结构模型及其发展历程
（1)原子结构模型
原子的结构与太阳系十分相似，它的中心是原子核，在原子核周围，有一定数目的电子在绕核运动。
(2)原子结构模型的建立与修正
时间 科学家 模型
1897年 汤姆森 汤姆森模型
1911年 卢瑟福 卢瑟福模型
1913年 玻尔 分层模型
1930年 阿斯顿 原子核由电子和质子组成
1932年 费密 气体模型
1935年 玻尔和夫仑克尔 液滴模型
1949年 迈耶夫人 壳层模型
1950年 雷恩沃特 集体模型或综合模型
现代 电子云模型
（3)建立模型
所谓模型，就是按一定规则所描述出来的现实世界中事物（系统）或其过程的映象形式，也是现实客观事物运动变化在人脑中的虚拟反映或思维活动的产物。模型是物质实在的反映，也是人们认识的结晶，是现实世界的抽象或类比。它是为了便于对系统或事物进行实验和预测，把所要研究的对象通过类比、抽象等手段变为易于考察的形式，并使自己的思维能更好地与他人交流、沟通。科学模型是科学思想的产物，是从事科学研究的一种方法。科学实验中依据物理规律、化学定律等建立精确机理模型比较多，生产过程中根据生产原理和实验数据相结合的半机理模型用得比较普遍，而在社会经济、管理、金融等领域内更多的是用实际数据与经济理论结合而产生的模型。总之，不同的应用需要建立不同类型的模型，建立不同类型的模型需要不同的方法〕
①有些过程的内在运动机理尚未认识清楚，只能从外在的现象去认识，并在此基础上去建立模型。
②对有些过程的内在规律虽然有所认识但又过于复杂，因此必须进行合理的简化，并在此基础上建立模型。
③有些问题研究的目的（如预报）不在于了解过程的内在规律而只关心其外在综合表现的变化，因此，只需基于这种需求建立模型。
总之，建模是一项十分重要而复杂的工作，需要从实际出发，“去粗取精，去伪存真，由表及里”，才能建立一个真正适用的模型。
第二节元素
1．元素
自然界的物质尽管种类繁多，但组成物质的元素只有100多种。比如氢气是由氢元素组成的，水是由氢元素和氧元素组成的。
（1)元素的概念
具有相同核电荷数（即质子数）的同一类原子总称为元素。
(2)同位素
原子中原子核内质子数相同、中子数不相同的同类原子统称为同位素。
2．组成人体、地球的主要元素
（1)组成地球的主要元素
地壳中含量居前四位的元素依次为氧（48.06%）、硅（26.30%）、铝（7.37％）、铁（4.75％）。
(2）组成人体的主要元素
①在人体内大约有30多种元素，其中含量较多的元素有氧、碳、氢、氮等11种，为常量元素；铁、碘、铜、锰、锌、钻、铬、硒、氟、硅、锡、钒等为微量元素。这些元素在人体内的含量都应维持在一个适宜的范围，过多或过少都不利于人体健康。
②对人体有害的元素，如锅、汞、铅等。
3．元素符号
（1)元素周期表
根据元素的原子结构和性质，把现在已知的100多种元素按原子序数（核电荷数）的大小科学有序地排列起来，这样得到的表叫做元素周期表。在元素周期表中，同一行的
属于同周期元素，同一列的属于同族元素。从左到右，同一周期元素原子的质子数逐渐增加。同一族的元素具有相似的化学性质。
(2)常见元素的名称和符号
元素名称 元素符号 元素名称 元素符号 元素名称 元素符号 元素名称 元素符号
氢 H 氩 Ar 氖 Ne 锌 Zn
氦 He 钾 K 钠 Na 银 Ag
碳 C 钙 Ca 镁 Mg 钡 Ba
氮 N 锰 Mn 铝 Al 铂 Pt
氧 0 铁 Fe 硅 si 金。 Au
氟 F 铜 Cu 磷 P 汞 Hg
硫 S 碘 I 氯 Cl
(3）元素符号所表示的几种含义
①元素符号表示一种元素及该元素的一个原子。
②当元素符号前面加上系数时，就只具有微观意义。如"2H"只表示2个氢原子。
第三节物质的分类
1.物质的分类
2．纯净物和混合物
组成 分子构成 稳定性
纯净物 只含有一种物质 由同种分子构成 具有固定的组成和性质
混合物 由多种物质组成 由多种分子构成 各成分保持原有的结构和性质
3．混合物的分离技能
（1）过滤
过滤适用于液体与不溶于液体的固体之间的分离，或溶解性不同的固体之间的分离，如分离沙子和水、碳酸钙和碳酸钠的混合物。
过滤操作要注意“一贴二低三靠”。
①“一贴”：滤纸紧贴漏斗内壁。
②“二低”：滤纸边缘略低于漏斗边缘；漏斗内液面略低于滤纸边缘。
③“三靠”：漏斗最下端紧靠烧杯内壁；玻璃棒轻靠三层滤纸一边；烧杯轻靠玻璃棒。
(2）蒸馏与蒸发
蒸馏适用于分离相互溶解但沸点不同的液体，如水和酒精的分离。蒸发适用于从溶液中分离固体溶质，如从食盐水中分离出食盐。
蒸发的操作：将装有溶液的蒸发皿放在铁圈上，用酒精灯直接加热，并用玻璃棒搅拌，防止液体因局部温度过高而爆溅。当蒸发皿中出现较多量晶体时，停止加热，利用蒸发皿的余热把液体蒸干。
(3)饮用水净化的方法
饮用水净化的方法有沉淀法、过滤法和蒸馏法。沉淀法是用活性炭或明矾作为凝聚剂，让天然水得到一定程度的净化；过滤法是除去水中的不溶性固体，这两种方法都不能对水进行彻底的净化，因为能溶于水的杂质不能除去；利用蒸馏法得到的水比较纯净，可以直接饮用。
(4）粗盐提纯的过程
粗盐提纯的步骤一可分为：溶解、过滤、蒸发、转移，应注意各步操作的要领。
4．相对原子质量与相对分子质量
（l）相对原子质量
以一种碳原子的质量的1/12作为标准，其他原子的质量跟它相比较所得的比，就是这种原子的相对原子质量。
原子的相对原子质量的数值可从元素周期表或相对原子质量表中查到。
（2)相对分子质量
①相对分子质量就是一个分子中所有原子的相对原子质量的总和。
②根据化学式计算物质的相对分子质量的基本步骤：
．写出正确的化学式。
．查出各元素的相对原子质量。
．求出各元素的相对原子质量总和。
5．元素的化合价
（l）化合价的含义
①化合价有正价与负价，如氧元素通常显一2价，氢元素通常显十1价；金属元素与非金属元素化合时，金属元素显正价，非金属元素显负价；一些元素在不同物质中可显不同的化合价。
②在化合物里，正负化合价的代数和为零。
③元素的化合价是元素的原子在形成化合物时表现出来的一种性质。因此，在单质分子里，元素的化合价为零。
(2）应用化合价推求实际存在的化合物的化学式
①写出组成化合物的两种元素的符号，正价的写在左边，负价的写在右边。
②求两种元素正、负化合价绝对值的最小公倍数。
③各元素的原子数二原子数二最小公倍数正价数（或负价数）。
④把原子数写在各元素符号的右下方，即得化学式。
⑤检查化学式，当正价总数与负价总数的代数和等于零时，化学式才算正确。
(3)根据化学式推断元素的化合价
根据“正负化合价的代数和为0”的原则，列出方程即可解得。
6．化学式
（1)化学式表示的意义
①表示某种物质，如“H2O"表示水。
②表示这种物质的元素组成，如水是由氢元素和氧元素组成的。
③表示某种物质的一个分子或该物质的微粒构成，如水是由水分子构成的。
④表示分子的构成或分子中原子的个数比，如每个水分子是由1个氧原子和2个氢原子构成的。
⑤表示某物质的相对分子质量，如水的相对分子质量为18。
(2)根据化学式进行简单的计算
①计算相对分子质量，相对分子质量是
1个分子中各原子相对原子质量的总和。
②计算化合物中元素的质量比。
③计算化合物中某元素的质量分数。
第八章物质的运动与相互作用
第一节常见的化学反应
1．氧化、还原反应
（1)氧化反应的概念
①狭义的理解：物质与氧气发生的反应。
②广义的理解：元素化合价升高，物质被氧化，即发生氧化反应。
例：S十O2=SO2，S发生氧化反应；
2Na＋S= Na2S，Na的化合价升高，表示钠被氧化，即发生氧化反应。
物质的燃烧、橡胶制品的老化、金属的生锈、生物呼吸、食物的腐败等都属于氧化反应。
(2)氧气的氧化性
①概念：在一定条件下，氧气能与多种物质发生反应，氧气作氧化剂，表现出氧化性。
②从化合价角度分析：姚中氧元素化合价一般从。价降到一2价，被还原，氧气作氧化剂，表现出氧化性。
(3)还原反应的概念
①狭义的理解：物质失去氧的反应。
②广义的理解：元素化合价降低，物质被还原，即发生还原反应。
例：CuO＋H2==CuO＋H2O，CuO被还原，即发生还原反应。
Fe＋3C12== 2FeCl3+Cl2中氯元素化合价降低，Cl2被还原，即发生还原反应。
(4)氧化、还原反应的化学本质
对于电子的得失、化合价的升降、被氧化、被还原、还原剂、氧化剂等概念，可用“失升氧化还原剂，得降还原氧化剂”来理解与记忆：
①失去电子，元素化合价升高，该元素被氧化，含该元素的反应物是还原剂。
②得到电子，元素化合价降低，该元素被还原，含该元素的反应物是氧化剂。
2．氢气与一氧化碳
（1)氢气与一氧化碳的还原性
H2、CO是常见的重要还原剂。H2、CO在化学反应中常被氧化，发生氧化反应，作还原剂，表现出还原性。
从化合价角度分析：玩中氢元素的化合价从0价升高到十1价，被氧化。
CO中碳元素的化合价从＋2价升高到十4价，被氧化。
例：CuO＋3C0=CO2＋3Cu，WO3＋3H2 ==W＋3H2O。
(2）H2、CO的可燃性及H2、CO的鉴别
①H2,CO在常温下均为无色、无味的可燃性气体，燃烧产生淡蓝色火焰，放出大量的热；与空气（或氧气）混合易发生爆炸，使用时要特别小心，点燃前应进行纯度检验。
②H2、CO的鉴别：常根据燃烧产物来鉴别。
2H2十O2=2H2O，2CO＋O2== 2CO2。
CO燃烧的产物CO2能使澄清石灰水变浑浊。
3.四种基本反应的特点
(1)四种基本反应类型的比较
反应类型 概念 特点
物质种类 化合价
化合反应 两种或两种以上物质生成一种物质的反应 多变一 反应前后元素化合价可能有变化
分解反应 一种物质生成两种或两种以上物质的反应 一变多 反应前后元素化合价可能有变化
置换反应 一种单质和一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物的反应 反应物、生成物均是单质和化合物两种物质 反应前后元素化合价肯定发生变化
复分解反 应 两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应 反应物、生成物均是化合物 反应前后元素化合价肯定不发生变化
（2)其他反应
四种基本反应类型并没有包含所有的化学反应，例如：
Fe2O3＋3CO＝＝2Fe＋3 CO2，6H2O+6CO2＝C6H12O6＋6O2
(3)四种基本反应与氧化还原反应的关系
有单质参加的化合反应、有单质生成的分解反应、置换反应一定是氧化还原反应。
4．燃烧和缓慢氧化
（1)剧烈氧化与缓慢氧化
①通常情况下的燃烧是指可燃物与空气中的氧气发生发光发热的剧烈的氧化反应。
②缓慢氧化是速度缓慢、不易觉察、没有发光但有发热的一种氧化反应，如橡胶制品的老化、金属的生锈、生物呼吸、食物的腐败等。
③缓慢氧化也会引起剧烈反应，如白磷的自燃。
(2)燃烧的条件
①可燃物与氧气（或空气）充分接触。
②温度达到可燃物的着火点（可燃物开始着火的温度，是可燃物固有的特性）。
注意：燃烧不一定要有氧气参加，例玩可以在C12中燃烧，发出苍白色火焰;Mg可以在C02中燃烧等。
(3)灭火的常用方法及原理
只要去除可燃物燃烧的两个条件中的一个即可灭火。
方法 具体操作 原理
冲水冷却法 将水直接喷射到燃烧物E，熄灭火焰；或将水喷到附近未燃烧的可燃物上，使可燃物免受火焰热辐射的影响，避免燃烧 将温度降低到可燃物的着火点以下
隔绝空气法 用湿棉被等难燃物或不燃物覆盖在燃烧物表面上，隔绝空气，将火熄灭 使可燃物与氧气(或空气)隔绝
防止蔓延法 将附近的易燃物和可燃物，从燃烧区转移走；将可燃物和助燃物与燃烧区隔离开；防止正在燃烧物品飞散，以阻止燃烧蔓延 使可燃物的温度达不到着火点
(4)火灾自救
①发生火灾时，首先要保持镇定，并采取适当的方法灭火。
②若自己无法火火，应先了解火源的正确位置并立即报警求助，同时尽早通知家人、邻居设法离开现场。关上大门，以降低火势及烟雾的蔓延速度；切不可一言目乱跑，切勿乘电梯，以免停电被困。关闭房门，打开窗户，在窗前呼救，并设法用绳索逃离现象〔用湿毛巾等物品塞住门、窗的缝隙，以免浓烟渗人。室内浓烟密布时，应用湿毛巾掩盖日鼻，并俯伏在地上沿墙爬行寻找安全出口。
5.光合作用与呼吸作用的区别与联系
光合作用 呼吸作用
场所 叶绿体 活细胞
条件 光照下 全天都能进行
反应方程式 6H20+6CO2＝C6H12O6＋6O2 C6H12O6＋6O2＝6H20+6CO2
物质变化 无机物一有机物 有机物一无机物
能量变化 光能一化学能 化学能一生命活动所需能量热能
意义 生物体内有机物和能龌的最终来源 为生命活动提供能量
联系 光合作用为呼吸作用提供物质基础，呼吸作用为_光合作用提供能量和原料
6.催化剂在化学反应中的作用
（1)催化剂的概念
在化学反应中，能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质叫做催化剂。在工业上，催化剂也叫触媒。
(2)催化剂“一变二不变”
催化剂改变其他物质的化学反应速率，本身的质量不变，化学性质不变。
7．质量守恒定律
（1）概念
参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和，这个规律就叫做质量守恒定律。
(2)应用注意事项
①参加化学反应的各物质的质量总和是指反应了的全部物质的质量总和，不包括未参加反应的那些物质的质量。
③生成的各物质的质量总和是指所有生成物的质量总和。
例如：2克氢气与8克氧气完全反应生成的水的质量是9克，原因在于有1克氢气未参加反应（即氢气过量1克）。
(3)由于化学反应前后元素种类、原子种类、原子数目、原子质量保持不变，所以化学反应遵守质量守恒定律。
(4)常见的现象中所谓的质量“增加”或“减少”，并不违反质量守恒定律。
①质量“增加”只是未考虑隐性的反应物的质量，如金属生锈质量“增加”，实际是空气中的氧气等参加了反应。
②质量“减少”只是未考虑某些生成物的散失，如木材燃烧后所得灰烬的质量“减少”，实际是由于燃烧生成的CO2, H2O（气）的散失。
8.化学方程式及根据化学方程式进行的计算
（1)化学方程式表示的意义
化学方程式反映化学反应的客观事实。
①表示反应物与生成物。
②表示反应所需的条件。
③表示反应中反应物、生成物各物质的质量比。
④表示反应中各物质间的分子（或原子）个数之比。
(2)化学方程式的书写
书写原则：必须以客观事实为基础，绝不能凭空臆想，随意臆造事实上不存在的物质和化学反应；遵守质量守恒定律。
①左反（应物）右生（成物）等号连（左右）。
②化（学）式正确条件清。
③系数配平箭头（↓↑）标。
④左右有固不标↓，左无右有标↓。
⑤左右有气不标↑，左无右有标↑。
(3 )根据化学方程式进行计算的基本步骤
①解：设未知数。
②写出反应的化学方程式。
③列出相关物质的质量关系（各相关物质的相对分子质量的总和标在化学式下面）。
④各相关物质相对分子质量的总和的下面写上已知量、未知量。
⑤相关的四个量列出比例式，求出未知量。
⑥答。
第二节运动和力
1．物体的运动
（1)机械运动
物体位置的变化叫做机械运动。
(2)运动的相对性
①参照物
说物体是在运动还是静止，要看以哪个物体做标准。这个被选作标准的物体叫参照物。
②物体运动的相对性
物体的运动和静止是相对的。如果选择的参照物不同，描述同一物体的运动时，结论也不一样。
③参照物的选取
参照物的选取是任意的。为了方便，我们常用地面做参照物。
2．速度与平均速度
（1)匀速直线运动
匀速直线运动是最简单的机械运动，是指物体沿着直线快慢不变的运动。
（2）速度
①速度是表示物体运动快慢的量。
②对于做匀速直线运动的物体，速度的大小等于物体在单位时间内通过的路程。它不随运动时间的改变而改变，也不随路程的改变而改变，且速度是一个定值，公式为V＝S/t，式中S是指在，t时间内物体通过的路程。
③速度的单位是米／秒、千米／时。1米／秒＝3.6千米／时。
（3)平均速度
粗略描述变速运动的快慢，公式为V＝S/t。
(4)时间和长度的测量
①时间的测量
在国际单位制中，时间的单位是秒，符号是s。时间单位还有小时（h)、分（min)等。除了用钟表外，实验室常用停表来测量时间间隔。
②长度的测量
在国际单位制中，长度的单位是米，符号是m。长度单位还有千米（km）、分米（dm）、
厘米（cm）、毫米（mm）、微米（mm）、纳米（nm)等。这些长度单位之间的关系是：
I km＝1000 m＝103 m，
l dm＝0.lm，l cm＝0.01 m，1 mm＝0.001 m,
1μm＝10-6m，1 nm＝10- 9m。
最常用的长度测量工具是刻度尺，通常根据被测长度末端靠近的刻度线来读数。更精确的测量工具可选用游标卡尺等。
3．力
(1)力的概念
物体对物体的作用称做力。力的作用是相互的，即一个物体对别的物体施力时，也同时受到后者对它的作用力。
(2）力的作用效果
包括两方面：改变物体的形状，改变物体的运动状态。
(3)力的单位
牛顿，简称牛，用N表示。
(4）力的三要素
习惯上，把力的大小、方向、作用点称为力的三要素。力的作用效果与力的三要素有关。
(5）重力
①重力是指由于地球吸引而使物体受到的力。作用点：物体的重心。
②重力的方向：竖直向下。
③重力的大小：G＝mg, G表示重力，m表示质量，g表示质量为1千克的物体受到的重力为9.8牛，其值为9.8牛／千克。在粗略计算时，g的值可取10牛／千克。
（6)摩擦力
①两个互相接触的物体，当它们做相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。摩擦力分为静摩擦力、滚动摩擦力与滑动摩擦力。摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
②滑动摩擦力的大小与物体接触面的粗糙程度和压力有关。
③增大或减小摩擦力的方法：
增大有利摩擦：使接触面变得粗糙，在接触面上添加增大摩擦力的材料，增大接触面的压力，变滚动摩擦为滑动摩擦。
减小有害摩擦：使接触面变得光滑，使摩擦面脱离接触，变滑动摩擦为滚动摩擦。
(7）弹力
弹力是物体由于弹性形变而产生的力。在弹性限度内，弹簧伸得越长，它的弹力就越大。弹簧测力计是根据这个道理制作的。
4.力的测量及图示
(1)力的测量工具
测量力的工具叫弹簧测力计。
①弹簧测力计的刻度原理：
弹簧的伸长量与其所受的拉力成正比。
②使用弹簧测力计的注意点：
检查指针是否对准零刻度线，选择量程，判断最小刻度值。另外，所测的力不能超过测力计的测量限度，以免损坏测力计。
(2)力的图示
用一根带箭头的线段来表示力的三要素的方法。作力的图示时应注意以下三点：
①线段的起点（或终点）表示力的作用点。
②线段上箭头的方向必须跟力的方向一致。
③线段的长度（包括箭头在内）跟力的大小成比例，同时要标出单位线段表示的力的大小。
5．二力平衡
（1)二力平衡的概念
一个物体在两个力的作用下，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，就说这两个力是平衡的。
(2）二力平衡的条件
作用在一个物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，则这两个力就彼此平衡。
6．牛顿第一定律
（1)牛顿第一定律的内容
一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。这是描述物体在不受力时的运动规律。
(2）惯性
物体保持运动状态不变的特性叫做惯性。惯性是物质的一种属性，与物体是否运动、运动速度的大小、是否受力、受力的大小均无关。
7．压强
（1）压力
物体间由于相互挤压而产生的、垂直作用在物体表面上的力。
(2）压强
①压强的概念
压强是指物体单位面积上受到的压力。压强反映了压力的作用效果。
②压强的单位
帕斯卡，简称帕，符号为Pa.
③压强的公式：F＝P/S
(3)运用公式计算压强时的注意点
①压强的大小是由压力和受力面积共同决定的。受力面积一定时，压强与压力成正比；压力一定时，压强与受力面积成反比。
②受力面积不是指物体的表面积，而是指施力物体与受力物体直接接触的那部分面积。
③此公式适用于固、液、气体的压强的计算。
(4)增大、减小压强的方法
①增大压强：一是增大压力，二是减小受力面积。
②减小压强：一是减小压力，二是增大受力面积。
(5)液体的压强
①产生的原因
液体由于受重力作用，且具有流动性，所以不仅对容器底部有压强，对容器侧壁也有压强，而且液体内部对容器内的各个方向都有压强。
②特点
液体的压强随深度的增加而增大，在同一深度，液体向各个方向的压强大小相等；深度相同时，液体的密度越大，压强越大。
③连通器
上端开口、下端连通的容器叫连通器。连通器里的水不流动时，各容器中的水面高度总是相同的。
8．浮力
（1）浮力
浸在液体（或气体）中的物体，受到液体（或气体）向上托起的力称作浮力。
（2)阿基米德原理
浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力。F浮＝G排。
(3)计算浮力常用的方法
①阿基米德原理
②称量法：F浮＝G物一F，其中F为物体浸入液体时弹簧测力计的读数。
③压力差法：F浮＝F1一F2。
④平衡条件法：F浮＝G排，一般指物体在液体中处于悬浮或漂浮状态。
9.流体压强与流速的关系
（l）关系：在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小。
（2）实例
①机翼模型：迎面吹来的风被机翼分成上下两部分，由于机翼横截面的形状上下不对称，在相同时间内，机翼上方气流通过的路程较长，它对机翼的压强较小；下方气流通过的路程较短，因而速度较小，它对机翼的压强较大。因此在机翼的上下表面产生了压强差，这就是飞机向上的升力。
②地铁站台上设置安全线，人必须站在安全线以内的位置候车。这是由于飞驰而过的地铁列车的速度很大，造成了安全线以外的站台边缘处的压强小，于是就产生了一个指向列车的压强差，人若站在安全线以外，就很容易被地铁列车卷走。
10．力学的发展史
时间 人物 学说或理论
公元前4世纪 亚里士多德 亚里士多德把运动分为“自然运动”和“非自然运动”．非自然运动必有外力的作用才能发生，外力的作用一旦停止，运动就不存在
公元前3世纪 阿基米德 阿基米德原理剐杠杆定律
16世纪末 开普勒 行星运动三定律
17世纪初 伽利略 自由落体定律，物体运动的相对性理论
17世纪中期 牛顿 牛顿三大定律，建立了经典力学体系
第三节电与磁
1．电路的组成
（1）电路
把电源、用电器、开关用导线连接起来形成电流的路径称为电路。电源是提供电能的装置，如电池、发电机等。用电器如灯泡、电动机、门铃等。开关的作用是控制电路的通断。
(2)通路、开路与短路
①通路：在电路中，当开关闭合时，电路中会有电流，这样的电路称为通路。
②开路：当开关断开，或电路中某一处断开时，电路中不再有电流，这样的电路称为开路。
③短路：如果不经过用电器，而电源两极直接用导线连接，叫做电源短路。电源短路时，电路中的电流过大，会损坏电源，严重时会造成火灾。
（3)电路图
用元件符号代替实物表示电路的图。常见的元件符号如下表所示。
(4)串联电路与并联电路的判别
(5)串联电路与并联电路的特点
①串联电路的特点
I＝I1＝I2，U＝U1＋U2，R＝R1＋R2。
②并联电路的特点
I＝I1＋I2，U＝U1＝U2，1/ R＝1/R1十1/R2。
2．电流
（1）电流
电流是由于电荷的定向移动形成的。科学上把正电荷的移动方向规定为电流的方向。电流的大小用1秒内通过导体横截面的电量多少来衡量，电流的单位是安培，简称安，符号是A。
(2)使用电流表测量电流的注意点①正确选择量程。被测电流不得超过电流表的量程。在不能预先估计被测电流大小的情况下，应先拿电路的另一个线头迅速试触电流表最大量程的接线柱，如果指针偏转太小，再使用较小的量程。
②电流表必须串联在被测电路中。
③使电流从电流表的“十”接线柱流进，从“一”接线柱流出。
④绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源两极。
(3)在电流表上读数的步骤
①明确电流表的量程，即可以测量的最大电流，也就是说，要明确表针指到最右端时电流是0.6A还是3A.
②确定电流表的一个小格代表多大的电流。例如，若电流表的最右端是3A，表盘上从0到最右端共有30个小格，那么每个小格就代表0.lA。
③接通电路后，看看表针向右总共偏过了多少个小格，这样就能知道电流是多少了。
3．电压
（1）电压
电压是形成电流的必要条件。电压的单位是伏特，简称伏，符号是V。常见的电压值：干电池的电压为1.5伏，我国家庭照明电路的电压为220伏。欧洲的家庭照明电路的电压为110伏。对人体安全的电压为36伏以下。
(2)使用电压表测量电压的注意点
①正确选择量程。
②电压表必须与被测的部分电路并联。
③电压表的“＋”接线柱接在跟电源正极相连的那一端。
④测量时，在电压表上读数的方法与电流表相似。
4.电阻
（1)电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。电阻的单位是欧姆，简称欧，符号为Ω。
(2)导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小取决于导体的长度、横截面积和材料。
(3)滑动变阻器的原理
对材料、横截面积不变的导体，通过改变接人电路中的电阻丝的长度而使电阻发生改变。
使用时必须注意，要使接入电路部分的电阻丝的长度可变，通常使用“一上、一下”两个接线柱就行。
5．欧姆定律
(1)通过导体的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比，这就是欧姆定律。
公式为：I＝U/R。
(2)伏安法测电阻的原理是；R=U/I，测量得到U和I，根据公式求出电阻。
(3)伏安法测电阻的要点
①闭合开关前，滑动变阻器的阻值要达到最大。
②多次测量后求出电阻的平均值，得到实验结果。
6．磁现象
（1)磁体、磁性、磁极和磁化的概念
①具有磁性的物体叫磁体。
②具有吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性。
③任何磁体都有磁性最强的两端，分别为N、S两个磁极。
④磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。磁化现象在工农业生产中均有很广泛的应用。
(2)磁极相互作用的规律
同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。
(3）磁场
①基本性质：它对放人其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用就是通过磁场发生的。
②方向：磁场具有方向性。将一个小磁针放人磁场中任何一点，小磁针北极所指的方向就是该点磁场的方向。
③表示方法：用磁感线表示，磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线的切线方向表示磁场的方向。
(4)电流的磁场
①直线电流的磁场
奥斯特实验表明电流周围存在磁场。若用磁感应线表示，直线电流的磁场是以导线上各点为圆心的同心圆。
②通电螺线管的磁场
螺线管的形状与什么样的磁体形状相似，其磁场也与什么样的磁场相似。
与永磁体不同的是，螺线管的南北极可随电流方向的改变而改变，判定依据是右手螺旋定则，即安培定则。螺线管的磁场强弱会随电流大小、线圈匝数多少的改变而改变。电流为零时，磁场也随之消失。
7．产生感应电流的条件
（l）电磁感应现象
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象称为电磁感应现象。
(2)产生感应电流的条件
①必须有磁场。
②导体必须做切割磁感线的运动。
③导体必须是闭合电路的一部分。
(3)感应电流的方向
感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关。
8.常用电器
常用电器有电话、电风扇、电视机、电冰箱、洗衣机等。
9.家庭电路
（1)家庭电路的组成
家庭电路由电源引线、电能表、闸刀开关（断路器）、保险盒、插座、灯座、开关和家用电器组成。
(2)家庭电路的各种用电器是并联接人电路的，控制各种用电器工作的开关必须与用电器串联。
（3)火线和零线
家庭电路由外面的低压供电线路供电，其中一根电源引线是火线，另一根电源引线是零线。火线和零线之间有220 V的电压，火线和大地之间也有220 V的电压。正常情况下，零线和大地之间没有电压。
辨别火线和零线可用测电笔。测电笔由笔尖金属体、电阻、氖管、弹簧和笔尾金属体组成。用测电笔测一试时，氖管发光的是火线，不发光的是零线。
（4）熔断器、断路器的作用
①熔断器有封闭管式熔断器和敞开插入式熔断器两种。当电流过大时，熔断器内的保险丝会自动熔断，避免导线或用电器损坏．以免引起火灾。熔断器一般装在电器设备上。
②断路器可替代闸刀开关和熔断器。当电流达到额定值的一定倍数时，可以在几分钟或几秒钟内自动切断电路，从而起到电路过载或短路的保护作用。断路器一般接在火线上。
10．电磁知识的应用
（1)电磁感应现象
由于导体在磁场中运动而产生电流的现象，是一种电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。
(2)电磁知识在技术中的应用
①发电机是利用电磁感应原理制成的。实际发电机分为交流发电机和直流发电机。
交流发电机的电路中产生的是交变电流（简称交流），在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率。频率的单位是赫兹，简称赫，符一号为Hz我国电网以交流供电，频率为50HZ
②电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理制成的。电动机使用方便、效率高、无污染、体积小。
③电磁起重机、电磁继电器及磁悬浮列车都是根据电磁铁的原理制成的。电磁铁是根据螺线管磁场的强弱控制原理制成的，由通电螺线管和铁芯组成。电磁铁的磁性有无、强弱和方向都可通过改变电流来控制。
④磁带、磁卡等是利用磁性材料记录信息的产品磁记录技术提高了工作效率，给人们的生活带来了很大的方便。
（3)电磁学的发展史
时问 人物 贡献
10世纪末 古伯 提倡科学实验，研究磁的特性和物体起电的现象
1660年 盖里克 制造出第一台摩擦起电机
1720年 格雷 发观导体和绝缘体的区别。发现电衙能够传递
1729年 格雷 发现电荷分布在导体表面的事实
18世纪中期 富兰克林 提出正电勺负电的概念，发现了电荷守恒定律。统一了天电和地电，彻底破除了人们对雷电的迷信
1785年 库仑 建立了著名的库仑定律
18世纪未19世纪初 伽伐尼 发现了电流，提出了生物电的术语
1794年 伏打 用不同金属组合，进行一系列实验，发现了伏打定律，即如果有几种金属连接时．则电的作用(电压)只取决于两端金属的性质，和中间的金属无关
19世纪初 奥斯特 发现了电流的磁效应
1822年 安培 提出电流产乍磁场的基本定律，即安培定律
1822年 法拉第 提出了研究“转磁为电”的问题
1826年 欧姆 实验发现导线中电流和电势差之间的正比关系，即欧姆定律；证明导线电阻正比于其长度，反比于其截面积
1831年 法拉第 发现电磁感应现象
1838经 法拉第 建立楞次定律
1851年 法拉第 建立电磁感应定律
1865年 麦克斯韦 建立电磁场理沦，得到了电磁场的数学方程
1886年 赫兹 证实光的电磁波理论的正确性，并为人们利用无线电奠定了重大的实验基础
第四节波
1．波
（1)波的存在
①声波
声音以波的形式通过介质将声源的振动向外传播，这个波叫做声波。
频率大于20000赫兹的声波叫做超声波，频率低于20赫兹的声音叫做次声波。
②乐音
声音是多种多样的。有的声音悠扬、悦耳，听到时感觉很舒服。人们把这类声音叫做乐音。如歌唱家的声音、演奏家演奏的乐曲声等。
③噪声污染
与乐音相对的是噪声。噪声妨碍人们的生活、工作与学习，是国际公害。我国政府规定工厂、工地的噪声应不超过85一90分贝，居民居住区，白天不超过50分贝，夜间不超过40分贝。
④电磁波
电报、电话、电视、广播、互联网的信息以电磁波的形式向外传播。光也是一种电磁波。
(2）波在信息传播中的作用
①声与信息传播
轰隆隆的雷声预示着一场可能的大雨；医生通过听诊器可以了解病人心、肺的工作状况等都是声传递信息的实例。另外，根据回声定位的原理，科学家发明了声呐。利用声呐系统，人们可以探知海洋的深度。利用超声波可以准确获得人体内部疾病的信息。
②电磁波与信息传播
人们交流信息的方法最早依赖于语言和信号，有了利用电磁波原理制成的现代通讯工具，使人们进行远距离信息交流变得更加容易，信息传播速度更快，信息传播渠道更通畅。
2．光的反射定律和折射现象
（1)光的直线传播
光在同一种介质中是沿直线传播的。
(2)光在真空中的传播速度
c＝3 × 108米／秒。
(3)光在不同物质里的传播速度
c＞v空气＞v水＞V玻璃。
(4）光的反射现象
光在同一种介质中沿直线传播，当遇到障碍物时，光会在障碍物的表面发生反射，并改变传播方向。一般来说，各种物体的表面都能反射光，我们能够看到本身不发光的物体，是因为物体反射的光进人了我们的眼睛。
(5)光的反射定律
①内容：如图8一6，反射光线OB与人射光线AO、法线MN在同一平面上，反射光线与人射光线分居法线的两侧，反射角∠BOM等于人射角∠AOM。
②注意点：要抓住一面、一点、两角、三线，即镜面，人射点，反射角和人射角、反射光线、人射光线和法线。
③反射时光路是可逆的。
(6)镜面反射与漫反射
①镜面反射
平行光线射到平面镜或其他表面是光滑的物体上时，反射光线也是平行的。镜面反射可以改变光行进的方向。
②漫反射
平行光线射到凹凸不平的粗糙表面上时，反射光线并不平行，而是向着各个方向反射。漫反射可以使人能在各个不同方向都看到物体。
(7）平面镜成像的特点
①像：从物体发出的光线，经过光学仪器后所形成的与原物相似的图像。
②实像：实际光线通过像点的像。
③虚像：物体上的某一点S发出的光线，如果其在传播方向上不能相交于一点，但其反向延长线却能相交于一点S’，那么S’是S的虚像（实际光线不通过像点）。
④平面镜成像的特点虚像，像与物体等大，像与物体关于镜面对称，即像到镜面的距离一与物体到镜面的距离相等，像与物体的连线垂直于镜面。
⑤平面镜的应用
平面镜可以成像；平面镜可以改变光的传播路线，如可用平面镜制成潜望镜。
（8)光的折射现象
大量实验表明，光从一种透明介质进入另一种透明介质时，在两种介质的界面上传播方向通常会发生改变的现象。
(9)光的折射规律
①内容：光从一种介质斜射人另一种介质时，传播方向发生偏折。如图8一7，折射光线BO与人射光线AO、法线在同一平面上，折射光线与人射光线分居法线的两侧。光由空气斜射人水、玻璃等透明介质时，折射角r小于人射角i。
光由水、玻璃等透明介质斜射人空气中时，折射角r大于人射角i。
光垂直射到两种介质的界面上时，传播方向不发生改变，折射角等于0。
②在折射现象中，光路是可逆的，即如果光逆着折射光线射人，其折射光线也将逆着人射光线射出。
③有反射光线不一定有折射光线，有折射光线一定有反射光线。
3.透镜与眼球折光系统
（1）透镜
①透镜可分为凸透镜与凹透镜两种。凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。
②凸透镜成像原理
物距 像距 像的情况 应用
正或倒 放大或缩小 虚或 实
U＞2f 另一侧 f＜ u＜2f 倒立 缩小 实像 照相机
F＜u＜2f 另一侧 u＞2f 倒立 放大 实像 幻灯机
u＜f 同侧 v＞u 正立 放大 虚像 放大镜
（3)眼球折光系统
①人的眼球里的晶状体相当于一个凸透镜，它的焦距通过晶状体、房水、玻璃体的共同作用进行调节。人的眼球相当于一架照相机，物体发出的光通过晶状体在视网膜上成像。
②来自远方的光，经折光系统折射后，若成像于视网膜前，就是近视眼，近视眼应当用凹透镜来矫正。
③若折射后，成像于视网膜后，就是远视眼，远视眼应当用凸透镜来矫正。
4．电磁波
（1)太阳光的组成
太阳光包括可见光、红外线与紫外线。棱镜可以将可见光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等颜色不同的光。各色光有序排列起来就是光谱。红光之外的是红外线，紫光之外的是紫外线。这两种光人眼看不见。
①红外线的应用
烤箱、浴室取暖灯、红外线夜视仪、遥控器等。
②紫外线及其预防
适度的紫外线有助于人体合成维生素D，促进人体对钙的吸收。紫外线能杀死微生物，医院里常用紫外线等来灭菌。此外，紫外线还可用作防伪标记。
过度的紫外线照射对人体有害，轻者使皮肤粗糙，重则引起皮肤癌。因此在太阳辐射较强的季节，应注意使用防紫外线的用品，如防晒霜、防晒伞等。
(2)色光的混合
人们发现，红绿该三色光混合能产生各种色彩，因此把红、绿、监三种色光叫做色光的三原色。如彩色电视机画面＿上的丰富色彩就是由三原色光混合而成的。
(3)电磁波的组成
电磁波包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、下射线等。
5．我国古代在光学方面取得的成就
时问 成就
4000年前 《墨经》中记载有针孔成像的历史， 光线成影的大小及平面镜成像的特点
宋代 沈括从运动的位置研究针孔成像、研究铜镜如何透光，是对透镜的最早研究者
元代 郭守敬对针孔成像作过很深的研究，并利用它的原理来改进“景符”(一种天文仪器)
第五节物质间的循环与转化
1.自然界中的碳循环
（1)碳循环的过程
大气中的二氧化碳通过植物的光合作用而被消耗，又随动植物的呼吸作用、有机物的燃烧及腐烂分解等过程源源不断地重新释放出来，结果使得大气中的二氧化碳的含量基本保持不变。
(2）自然界中碳循环的主要途径
①CO2→光合作用→有机物→动植物的呼吸作用→CO2
②CO2→光合作用→有机物→动物吸收→体内氧化→CO2。
③CO2→光合作用→有机物→动植物残体→微生物分解作用→CO2。
④CO2→光合作用→有机物→动植物残体→地下漫长反应→煤、石油、天然气→燃烧→CO2。
大气中二氧化碳含量的稳定对地球上生物的生存提供了良好的条件，二氧化碳在大气的热平衡中起着重要作用。近百年来，由于大量使用含碳燃料，再加上森林面积的急剧减少，大气中二氧化碳的含量增加较快，使温室效应加剧，一定程度上导致全球性气温变暖。
2.自然界中的氧循环
大气中的氧气来自植物的光合作用，因动植物的呼吸作用、动植物残体的分解、矿物燃料（煤、石油、天然气等）的燃烧而被消耗。氧气不断被消耗，又不断地产生，使得大气中氧气含量保持相对恒定。
3.金属、金属氧化物、碱之间的转化
(1)某些金属与氧气反应，生成金属氧化物
(2）某些活泼金属与水反应，生成相应的碱
2Na＋2H20 =2NaOH＋H2O。
(3)相应的金属氧化物与水反应制得可溶性碱
Na2O＋H2O==2NaOH，
BaO＋H2O===Ba(OH)2，
CaO＋H2O==Ca(OH)2。
(4）难溶性碱受热分解，生成相应的金属氧化物
(5)某些金属氧化物被还原剂还原，生成相应的金属
(6)某些金属氧化物与金属反应
(7)设计物质制备方案
根据金属、金属氧化物、碱之间的转化关系可以设计物质制备方案，如：
Na→Na2O→NaOH，Na→NaOH，CaO→Ca(OH)2，Cu(OH)2→Cu0→Cu，
Cu(OH)2→CuSO4→CuO
4.非金属、非金属氧化物与酸之间的转化
(1)某些非金属单质与氧气反应，生成非金属氧化物
(2)某些非金属单质与某些金属氧化物反应，生成非金属氧化物
(3)某些非金属氧化物（酸性氧化物）与水反应，生成相应的酸
(4）某些酸分解，生成相应的非金属氧化物
H2 CO3=CO2＋H2O
（5)设计物质制备方案
根据非金属、非金属氧化物、酸之间的转化关系可以设计物质制备方案，如：S→SO2→SO3→H2SO4。
5．物质鉴别
所谓物质的鉴别，就是运用物质的物理性质和化学性质，通过观察和实验，确定物质的名称或化合物的组成。
①物质的鉴别可用物理方法或化学方法，也可综合使用物理、化学方法。
②化学方法根据具体情况可采取：不外加试剂，外加试剂，限定试剂，不限定试剂的方式。
③不论采取哪种方式，必须做到“先取样，再操作”，不得直接在原试剂瓶内进行操作。具体操作时所采用的试剂种类要少，操作要简单、方便，现象要明显。
④解答物质鉴别题时，文字表述要合理，如“有气泡产生”“有无色气体放出”不能说成“有氢气放出”“有二氧化碳放出”；“有蓝色沉淀产生”不能说成“有氢氧化铜沉淀产生”。
掌握某些金属、金属氧化物、碱的特殊性质（如颜色、溶解性等）可方便物质的鉴别：如Cu一红色，CuO一黑色，Fe2O3一红棕色，Cu(OH)2一蓝色，Fe(OH)3一红褐色。
掌握某些非金属、非金属氧化物、酸的特殊性质可方便进行物质的鉴别，如：S一淡黄色，C一黑色，白磷一易自燃，SO2一有刺激性气味，NO2一红棕色，CO2一能使澄清石灰水变浑浊，浓H2SO4具有吸水性、脱水性，CO有毒性等。
第九章能与能源
第一节能量转化与守恒
1，能的形式
能的形式有：机械能、光能、电能、热能、化学能、生物质能等。
2．机械能
（1)动能
动能是物体由于运动而具有的能。动能的大小与物体的质量及物体运动的速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。
(2）势能
①重力势能
物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。势能的大小与物体的质量及物体所处的高度有关。质量相同的物体，所处的高度越高，它的重力势能越大；所处高度相同的物体，质量越大，它的重力势能也越大。
②弹性势能
物体由于弹性形变而具有的能叫做弹性势能。弹性势能的大小跟物体的材料以及弹性形变的大小有关，弹性形变越大，物体的弹性势能就越大。
(3)动能、势能之间的相互转化
在一定条件下，动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能。单摆的运动充分表明动能和势能可以相互转化。
机械能＝动能＋势能。
(4)机械能守恒定律
物体具有的势能和动能是可以互相转化的，如果没有摩擦等阻力，那么在势能和动能的相互转化中，机械能的总量保持不变。
机械能守恒定律反映了物体的动能和势能之间可以相互转化，在不存在阻力的条件下，物体动能和势能在相互转化过程中，能的总量保持不变。即动能的减少量恰好等于势能的增加量；反之，势能的减少量恰好等于动能的增加量。
利用机械能守恒定律解题的优点是：不需要考虑过程的细节，只要满足守恒条件，则初态的动能和势能之和一定等于末态的动能和势能之和。
3．机械功
（l）功的概念
功是作用于物体的力和物体在力的方向上移动的距离的乘积。
(2)功的单位
焦耳，简称焦，符号是J。
（3)公式：
功＝力×距离，即W＝FS。
(4)力没有做功的三种情况
①物体受到力的作用，但没有移动距离，这个力对物体没有做功。例如人用力推一个笨重的物体而没有推动。一个人举着一个物体不动，力都没有对物体做功。
②物体不受外力，由于惯性做匀速直线运动。物体虽然通过了一段距离，但物体没有受到力的作用，这种情况也没有做功。
③物体通过的距离跟它受到的力的方向垂直，这种情况中虽然有力的作用，物体也通过了一段距离，但这个距离不是在力的方向上的距离，这个力也没有做功。例如人在水平面上推车前进，重力的方向竖直向下，车虽然通过了距离，但在重力方向上没有通过距离，因而重力没有对车做功。
(5)功与能的关系
如果一个物体能够做功，则这个物体就具有能。正在做功的物体一定具有能。
4．杠杆
(1)杠杆的定义
在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。
(2)支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
①杠杆能绕着转动的固定点叫做支点。
②使杠杆转动的力叫做动力，阻碍杠杆转动的力叫做阻力。
③力臂是支点到力的作用线之间的距离，而不是支点与力的作用点之间的距离。
(3)求力臂的步骤
辨认杠杆，确定支点，作出动力、阻力的图示，将动力和阻力的图示延长，得动力作用线和阻力作用线，再从支点出发分别向二力的作用线作垂线，便得这两个力的力臂。
(4）杠杆平衡的条件
动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1L1＝F2 L2。
(5)杠杆的分类
杠杆种类 特 点 应用实例
省力杠杆 动力臂大于阻力臂，l1＞l2 动力小于阻力，Fl＜F2 开瓶器
费力杠杆 动力臂小于阻力臂，l1＜l2 动力大于阻力，F1＞F2 钓鱼杆
等臂杠杆 动力臂等于阻力臂，l1＝l2 动力等于阻力，Fl＝F2 天平
5．滑轮
（1)定滑轮的结构和作用
工作时轴固定不动的滑轮叫定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，不能省力但能改变力的方向。
(2）动滑轮的结构和作用
动滑轮的实质是L1＝2L2的省力杠杆，能省一半的力但不能改变力的方向。
(3)滑轮组的作用
滑轮组既可省力也可改变力的方向。使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子拉物体，拉物体所用的力F就是物重的n分之一，即F＝G/n，其中n表示拉物体的绳子数。
6．功率
（1)功率的概念
功率是用来描述物体做功快慢的物理量。
(2）功率的单位
瓦特，简称瓦，符号是W。
(3)功率的公式 P＝W/t P=FV
机器的功率是指机器对外做功时输出的功率，每台机器都有各自最大限度的输出功率，对于需确定功率的机器，由P＝Fv，可知牵引力跟速度成反比。
(4）机械效率、有用功、额外功、总功及其关系
有用功 对人们有用的功瞻，即机械克服有用阻力做的功
额外功 对人们没用又不得不做的功‰，即机械克服额外阻力做的功
总功 有用功与额外功的总和，即：W总=W有＋W额
机械效率 有用功与总功的比值或者说有用功在总功中所占的比例。即：η＝W有/W总＝W有/W有＋W额
(5)有关机械效率的注意点
①机械效率通常用百分比表示，没有单位。实际机械的效率总是小于1，即η＜1（理想机械时：因为W额=0, W有 =W总，所以才有η=l）。
②总功是人们利用机械时，动力对机械做的功。如果动力为F，动力方向上通过的距离为s，则：W总=Fs。
③在实际计算中，利用机械提升物体时，有用功W有＝Gh；沿水平面使物体匀速运动时，有用功等于克服摩擦做的功，即W有＝fs。在计算η时，根据题目条件正确确定W有和W总是解题的关键。
④机械效率的大小取决于W有与W总的比值，它与利用机械是否省力无关。有时与W有的大小也无直接关系，W有大，η不一定就大。
7．电功与电功率、热量
（1)电功的概念
电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
(2）电功的单位与公式
计算公式为W＝UIt，单位为焦耳（简称焦，符号为J)、千瓦时（kW·h)。
换算：1 kW·h＝3.6× 106J。
(3)电功率
①电功率是用来表示电流做功快慢的物理量。
②计算公式：P=W/t、P=UI。单位：瓦特（简称瓦，符号为W），千瓦（kW）。1 kW＝1000 W
③测定小灯泡的电功率实验：
．原理：P=UI；电路图；步骤。
．测定小灯泡额定功率时，应调节滑动变阻器，使伏特表读数为额定电压U额时，再读出安培表示数I额，代入P额＝U额I额中计算。
(4）焦耳定律
焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。其数学表达式为：Q=I2Rt，单位为焦。
(5)电热器的原理和应用
电热器的原理是电流的热效应。电热器的主要组成部分是电阻率大、熔点高的合金发热体。
(6)电功、电功率、热量的比较
物理量名称 表达式 单位及符号、 换算关系 注意
电功形 W=UltW=Pt 焦(J)，千瓦时(kW·h)lkW·h=3.6×106J 公式中各量的对应关系，电能表的用途及读数方法
电功率 P=W/t P=UI 瓦(w)，千瓦(kW) 1kW=1000W 当U实=U额 时，P实=P额
热量Q Q=I2Rt 焦(J) 在纯电阻电路中，计算热量可利用Q=W
①正确理解电功和电功率的关系
有的同学认为“电流做功越多，电功率越大”，这是错误的。电功率描述电流做功的快慢，用电流在单位时间内所做的功来表示。所以这里包含功和时间两个因素，只有在时间相同的前提下，做功多者功率才会大。若缺少时间这个因素，功率大时只能说明做功快，做的功不一定多。
②注意电功和热量的区别
如电炉、电烙铁、电饭锅，电流做功时将全部电能转化为内能，Q＝W。而电风扇工作时电能主要转化为机械能，只有少部分能量转化为内能，因此电风扇发热时惟一使用的公式是Q＝I2Rt（R为电动机线圈的电阻），而绝不能使用Q＝W = UＩt（其中U为电机线圈两端的电压）来计算转化的内能，因为此时W＞Q。
③注意电功率P= UI和热功率P＝I2R的联系和区别
在电路中只有电阻元件时（即纯电阻电路），电功率和热功率是相等的。当电路中有电动机、电解槽等用电器时，电能要分别转化成机械能、化学能等，只有一部分转化成内能，电功率大于热功率。
(7）正确理解额定功率和实际功率的关系
①“PZ220一25”的意思是：PZ一普通照明灯泡，220一额定电压220伏，25一额定功率为25瓦。使用各种用电器一定要注意它的额定电压，用电器只有在额定电压下才正常工作。
②当用电器的工作电压不是额定电压时，它的实际功率不等于额定功率；当工作电压低于额定电压时，用电器的实际功率小于额定功率，用电器不能正常工作；当工作电压高于额定电压时，用电器的实际功率大于额定功率，用电器有烧坏的危险。
③一个用电器的额定功率只有一个，但它的实际功率有无数个。实际功率会随着实际电压的变化而变化，灯泡的亮度取决于灯的实际电功率。
8．核能的利用
（1)裂变和链式反应
裂变是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放出能量的过程。在裂变过程中，导致一系列原子核持续裂变，并释放出大量核能的反应称为链式反应。
(2)聚变和热核反应
聚变是使2个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出大量能量的过程。由于聚变需要很高的温度，所以也称为热核反应。
（3)放射性及其应用
原子核的裂变和聚变都会产生肉眼看不见、能量很高的射线，如α射线、β射线,γ射线。这些射线大剂量时会对人畜造成很大的伤害，但若用较小的量并谨慎地加以控制时，射线也可以用来探测机械设备、选育种子、治疗疾病等。
(4)核能是原子核变化时释放的能，获得核能一般有两条途径：重核裂变和轻核聚变。目前建成的核电站都是利用重核裂变将核能转化为电能。原子弹是根据裂变的原理制造的，氢弹是根据聚变的原理制造的，氢弹的威力比原子弹大得多。
9．改变内能的两种途径
（1)改变物体内能的两种途径
做功和热传递。
(2)做功和热传递的区别
(3)内能、温度和热量的比较
概念 量的类型 单位 日常生活中“热”的不同含义
内能 物体内部大量做无规则热运动的粒子所具有的能 状态量，对应的是某一个时刻 J “摩擦生热”，意思就是物体经摩擦后，内能会增加
温度 表示物体的冷热程度 状态量，对应的是某一个时刻 ℃ “热”表示温度高，如“今天天气很热”，意思说今天气温很古同
热量 物体在热传递过程中吸收或放出热的多少，其本质是内能，是物体与物体之间传递的内能 过程量，对应的是一段时间 J “蒸发吸热”，意思是液体在蒸发时要从外界吸收热量
10．能量的转化与传递
（1)能量转化和守恒定律
能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变，这就是能量转化和守恒定律。
从本质上看，能量的转化和转移是有所区别的。能量的转化是指能量的形式发生了变化，一种形式能量减少了，而另一种形式的能量却增加了。能量的转移是指能量从一个物体转移到另一个物体上去，一个物体的能量减少了，而另一个物体同一种能量却增加了，但能量的形式保持不变。
能量转化和守恒是自然科学最基本的规律。“永动机”是不可能成功的，因为它违背了能量转化和守恒定律。能量的转化与传递有一定的方向性：例如热能可以从高温物体转移到低温物体，而不能自发地从低温物体转移到高温物体；可燃物可以通过燃烧将化学能转化成内能，但不可能将内能自发地转化成化学能。
(2)化学能与内能的转化
燃料燃烧释放热量的过程，就是将贮存在燃料中的化学能转化为内能的过程。
1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的燃烧值，其单位为焦／千克。
(3)生物体能量的来源和转化
①生物质能来自生物体，源于太阳能，是一类可再生能源。绿色植物进行光合作用，把太阳能转化为化学能贮存在生物体内的有机物中，其表达式为：
②生物体通过呼吸作用释放能量，一部分供给生物体进行各种生理活动，另一部分则转化为热能而散失。呼吸作用是生物体将贮存在体内有机物中的化学能释放、转化和利用的过程，其表达式为：
(4）能量转化和守恒定律的发现史
时间 发现事实
18世纪末19世纪初 各种自然现象之间的联系和它们之间的相互转化，逐渐被人们发现和认识
18世纪后期 热质说将热看成一种没有质量和不可称量的流质——热质，它不生不灭，存在于一切物体之中，物体的冷热程度，决定于其中所含热质的多少
18世纪末 英国物理学家伦福德对热质说提出了挑战
1799年 英国科学家戴维用实验方法对热质说提出了质疑
1840年 英国物理学家焦耳通过大量的实验，确定了电流产生的热量与电阻和电流的2次方之积成正比，即电流热效应的焦耳定律
1842年 德国医生迈尔在其著作《与新陈代谢联系着的有机运动》中，将转化与守恒关系从机械能、热能推广到电磁能、化学能和生物能，建立了第一个最普遍最广泛的能量转化与守恒定律
1843年 焦耳在《关于电磁热效应及热的力学量》论文中，最先给出了热功当量的值，并以实验支持能量守恒定律
1847年 德国物理学家赫尔姆霍茨在论文《论力的守恒》中具体阐述了热、功、化学能、电磁能、光能、机械能之间的相互转化与体系的能量守恒定律
第二节能源与社会
1．能源
（1)能源的概念
凡是能为人类提供能量的物质资源都可以叫做能源。
(2）能源的分类
形成条件 利用的广泛性 可再生性
一次能源 常规能源 可再生能源 水能、风能、生物能等
不可再生能源 煤、石油、天然气等矿物资源
新能源 可再生能源 太阳能、地热、沼气、潮 汐能等
不可再生能源 核能、油页岩等
二次能源 如电能、沼气、汽油、焦炭、蒸气、工业余 热等(依靠其他能源来制取)
(3)煤、石油与天然气的比较
能源 重要性 元素组成 主要分类 用途
煤 我国第一能源 碳元素 无烟煤、烟煤和褐煤 燃料、化工原料
石油 我国第二能源 碳、氢元素 汽油、柴油、煤油等 燃料、化工原料
天然气 我国重要能源 碳、氢元素 燃料、化工原料
(4）水能、风能、原子能的比较
能源 能源来源 能量转化途径 主要特点
水(江河)能 太阳辐射能 水的势能一水的动能一电能 第三大能源，无污染，可再生
风能 太阳辐射能 气压差一空气的动能一电能 无污染，不会枯竭，但不稳定
原子能 核变化释放 核能一热能一机械能一电能 能量巨大，可控制，需防护
目前，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。这部分能量为人类和动物界的生存提供了能源。煤炭、石油、天然气、油页岩等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。
2．能源与人类生存和社会发展的关系
（1)能源与人类的关系
能源是人类生存和发展不可缺少的物质基础之一。人类文明的每一进步，都和能源的利用息息相关。人类进化发展的过程，是一部不断向自然界索取能源的历史。
随着全球人口的急剧膨胀，人类的能源消费大幅度增长。世界上的煤、石油、天然气等生物化石能源将在几十年至200年内逐渐耗尽。另外，大量矿物能源的燃烧，是造成大气污染、“酸雨”和“温室效应”的罪魁祸首。人类在发展经济，改善生活质量的同时，对环境造成了很大的影响。
(2)我国的能源状况
我国是个能源大国，水力资源居世界第一，正在建设中的长江三峡水电站，设计容量为1842万千瓦，堪称世界之最。煤的储量居世界第三。石油、天然气正在不断探明中，据报道：新疆塔克拉玛干沙漠近来发现了丰富的油气层，埋藏的石油达500亿吨，天然气达8万亿米3。但我国是一个人口大国，人均年耗能不足1吨标准煤，不及世界平均值的一半；人均年用电600千瓦时，约为世界人均的1/4，可见我国又是一个能源穷国。
（3）新能源
太阳能、风能、地热能、波浪能和氢能、核能、生物质能是七种新能源。
①太阳能取之不尽，用之不竭，且不会产生任何污染，是人类最理想的可再生能源。理论计算表明，太阳每秒钟辐射到地球上的能量相当于500多万吨煤燃烧时放出的热量。因此，地球上每年获得的太阳能是十分巨大的。直接利用太阳能的途径有：利用太阳灶和太阳能热水器把太阳能转化为热能；通过光电转换装置把太阳能直接转化为电能。
②氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点，也是一种大有发展前途的新能源。目前该能源没有推广的原因是还没有廉价制氢的方法。
③核能是由于原子核的变化而释放的巨大能量，也叫原子能。核电站是利用原子核裂变的链式反应产生的能量发电的，它的核心是反应堆，反应堆里放出的核能转化为高温蒸气的热能，再通过气轮发电机转化为电能。核电站的特点：消耗的“燃料”少，只需要很少的核燃料，就能产生大量的电能；成本低，1 kWh电能的成本要比火电站低20%以上。我国浙江秦山核电站（1991年建成）和广东大亚湾核电站已运行发电，预计到2010年，我国核电站的功率可达5 × lO7kW。
(4)三种射线的比较
名称 电性 成分 穿透力
a射线 带正电 氦原子核 穿透本领小
β射线 带负电 高速电子流 穿透本领较大
γ射线 不带电 波长很短的电磁波 穿透本领强
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1第一章地球在宇宙中的位置
第一节四季的星空
1．星图上的方位判断
星图上的方位：上北下南，左东右西。因为星图是表示天空中恒星相对位置的地图，观察时，面朝北方，仰视天空，实际方位是前北后南，左西右东。
2．著名星座和恒星
(1)著名星座与主要恒星 (2)根据北斗七星寻找北极星
北斗七星(大熊座的主体部分)呈勺子形，勺端两颗星连接并向开口方向延长约5倍距离的一颗亮星，为北极星。
(3)根据北斗七星斗柄确定四季
北斗七星斗柄朝向东、南、西、北，分别表示春、夏、秋、冬四个季节。
3．阳历和地球公转的关系
(1)地球公转产生四季更替的周期为365．2422天。
(2)阳历日、月时间的依据
阳历月份天数是依据四季更替的周期和地球绕日公转的速度安排的。由于四季更替周期为365．2422天，故采用大小月，大月为31天，小月为30天；2月平年为28天，闰年为29天。
(3)阳历闰年的安排
四季更替周期的小数部分(O.2422日)相当于蒜。因此，阳历在每400年中设97个366日的年(闰年)，其余的303年为365天(平年)。公元年能被4整除的是闰年，世纪年必须能被400整除才是闰年。
4．农历与月相的关系
(1)月相的含义
月球的各种圆缺形态叫月相。
(2)月相变化的成因
①月球是一个不透明、不发光的球体。
②太阳、地球、月球三者相对位置在一个月中有规律地变化。
(3)月相名称及其出现时间的判断
①当日、月、地在同一直线上时，月球居中时为新月(朔)，时间为农历初一，地球居中时为满月(望)，时间为农历十五、十六。
②当日、月、地三者相互垂直时，月球向日、地另一侧运动时为上弦月，时间为农历初七、八；月球向日、地中间运动时为下弦月，时间为农历二十二、二十三。
③月相
④月相变化的周期29.53天。
(4)农历月天数的安排农历月中。大月为30天，小月为29天，大小月相间分布，所以要安排闰月的方式与公历保持一致。
5．日食和月食的形成原因
(1)日食、月食的含义
月球挡住了我们观察太阳的视线，就产生了日食现象；月球进入地球的阴影，我们会看到月球部分或全部月面变暗，就产生了月食现象。
(2)日食、月食的成因和发生时间
日、月、地正好或接近排成一条直线，且月球居中时，会发生日食现象。因此日食总是发生于新月(农历初一)。
当地球居中时，会发生月食现象。月食必须发生于满月(农历十五、十六)。
(3)日食、月食的类型
日食分为日全食、日偏食、日环食三类；月食分为月全食、月偏食两类。
(4)日全食、月全食的过程
①日全食发生的过程是月球阴影从右向左的遮挡过程，即日面右边(西)先变暗，范围逐渐扩大，全部挡住后右边亮，逐渐扩大，直到日全食结束。
②月全食发生的过程是月面左边(东)先变暗，到全部变暗，后左边先亮直到结束为月全食。这两个过程在月相变化图中，只要搞清月球公转方向与阴影的关系就很容易理解。
(5)日、月食并不会每个月都发生的原因
由于月球绕地球运动的轨道平面和地球绕太阳运动的轨道平面有一个5。左右的夹角，因此日、月食并不足每个月都会发生。
第二节太阳系与星际航行
1．太阳和月球
(1)太阳的基本概况
太阳是离地球最近的恒星。它是一颗能发光发热的气体星球，直径约为140万千米，表面温度约6000℃，中心温度高达l500万℃，日地距离约1.5亿千米。地球在自转的同时围绕着太阳运动，绕着太阳旋转一周需要一年时间。
(2)月球的基本概况
月球是地球惟一的天然卫星。月地平均距离约为38.44万千米，月球直径约为3476千米，月球本身不发光。月面的阴暗部分是月球表面的平原、低地地区，月面的明亮部分属于月球表面的高原、山地地区。月面有众多的环形山。月球绕地球公转的周期大约为一个月，它同时也在不停地自转，周期恰好也是一个月，所以在地球上所看到的月球都是同一副面孔。
2．太阳活动对人类的影响
(1)常见的太阳活动的类型
有太阳黑子、日珥和耀斑。太阳黑子发生于光球层，日珥和耀斑发生于色球层。
(2)太阳黑子活动周期
太阳黑子活动的周期为11年，太阳黑子的多少和大小往往作为太阳活动强弱的标志。黑子最多的一年为太阳活动峰年；黑子数最少的一年为太阳活动谷年。
(3)太阳活动对地球的影响
①影响地球上的短波通讯。
②过多的紫外线对人体皮肤造成损伤。
③影响地球的气候。
④影响地球的磁场，指南针不能正确指示方向。
3．太阳系
(1)太阳系的构成
九大行星、小行星、彗星等天体按一定的轨道围绕太阳公转构成了太阳系。太阳是中心天体，它以自己强大的引力将太阳系里的所有天体牢牢地吸引在它的周围，使它们不离不散、井然有序地绕自己旋转。
(2)九大行星距日由近及远的顺序
各行星距日由近及远的顺序为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。
①水星、金星、地球和火星被称为类地行星，它们主要由石质和铁质构成，半径和质量较小但密度较高。
②木星、土星、天王星和海王星被称为类木行星，它们主要是由氢、氦、冰、甲烷、氨等构成，质量和半径均远大于地球，但密度却较小。
③冥王星是一颗特殊的行星，它是太阳系最外面的行星。
(3)小行星带的位置
小行星位于火星与木星轨道之间，用肉眼看不到这些小行星，它们沿着椭圆形轨道绕太阳旋转，形成了一个环状小行星带。
(4)九大行星公转的方向
九大行星公转方向都是自西向东，公转轨道几乎在同一平面上，公转轨道跟圆都很接近。
(5)流星现象、陨星
①流星现象
太阳系中的一一些固体小块闯人大气层时，与大气摩擦燃烧发光而划亮夜空的现象，称为流星现象。
②没有烧尽的流星体降落到地球表面，这些流星体叫陨星。主要由岩石构成的陨星叫陨石。它给我们带来丰富的太阳系天体形成演化的信息，是科学研究的极好素材。通过对陨石中各种元素的同位素含量测定，可以推算出陨石的年龄，从而推算太阳系开始形成的时期。著名的陨石有中国吉林陨石、中国新疆大陨铁、美国巴林杰陨石、澳大利亚默其逊碳质陨石等。
③流星雨
流星体原是围绕太阳运动的，在经过地球附近时，受地球引力的作用，改变轨道，从而进入地球大气圈。许多流星从星空中某一点(辐射点)向外辐射散开，就形成流星雨。
4．彗星
(1)彗星的含义
彗星是在扁长轨道上绕太阳运行的一种质量较小的天体，呈云雾状的独特外貌。
(2)彗星的构成
由岩石的碎片、固体微粒和冰晶组成的“大冰球”。
(3)哈雷彗星公转周期
哈雷彗星是最著名的彗星，公转周期为76年。
5．人类飞向太空的历程和人类对月球与行星的探测
(1)人类飞向太空的历程
时间 事件
1957年 苏联成功地发射了世界上第一颗人造地球卫星，标志着人类打开了航天的大门
1961年 苏联首次成功发射了载人的宇宙飞船，加加林成为人类第一位遨游太空的宇航员
1981年 美国成功地发射了第一架载人航天飞机——“哥伦比亚号”，人类对宇宙的探索进入了一个新的阶段
1993年 美俄等国家开始实施合建国际空间站，人类航天活动又进入一个崭新的时代
(2)人类登月大事件
时间 事件
1959年 苏联“月球”2号探测器首次月面硬着陆成功
1961年 美国宣布实施“阿波罗”载人登月计划
1968年 美国“阿波罗”8号载人宇宙飞船首次成功绕月飞行
1969年 美国宇航员阿姆斯特朗第一个踏上月球，人类首次登月成功
(3)人类探测水星、火星、金星的大事件
时间 事件
1989正5月 美国航天飞机将“麦哲伦”号金星探测器送上太空
2001年4月 美国发射“奥德赛”火星探测器
2003年 欧洲宇航局“火星快车”火星探测器发射升空
2003年 携带“勇气”号火星车的美国“火星探测流浪者”号探测器发射升空
2003年 美国“勇气”号的孪生兄弟“机遇”号火星车发射升空
2004年 美国“信使号”水星探测器搭“德尔塔”2号火箭飞向水星
6．我国航天事业的成就
时间 事件
1960年 中国成功发射第一枚自制的运载火箭
1970年 “东方红”号人造地球卫星发射成功，标志着我国昂首跨人航天时代
1975年 我国成功发射第一颗返回式人造卫星，成为世界上第三个掌握卫星返回技术的国家
1985年 “长征”系列运载火箭参与国际竞争，为其他国家发射卫星
1991年～现在 发射“神舟”系列飞船，其中2003年发射“神舟”五号载人飞船，我国成为世界上第三个独立把宇航员送上太空的国家
第三节银河系和宇宙
1．宇宙
(1)银河系的构成
银河系是由众多恒星及星际间物质组成的庞大的天体系统。
(2)大小和形状
银河系从侧面看呈铁饼状，俯视呈旋涡状。银河系的直径约10万光年。
(3)太阳系在银河系中的位置
太阳系位于银河系赤道平面附近，距银河系中心约3万光年(1光年约94605亿千米)，太阳系作为一颗普通的恒星绕银河系的中心运动。银河系中像太阳这样的恒星有2000多亿颗。
2．宇宙的构成
目前，人类所观测到的类似于银河系的天体系统就有10亿个左右。这些天体系统被称为星系，所有的星系构成了广阔无垠的宇宙。人类所观测到的宇宙部分叫总星系，它有约距地球150亿光年的时空范围。
在这一范围内，由若干级别的天体系统构成，如下所示：
3．宇宙的起源与演化
(1)哈勃发现星系运动的特点
①所有的星系都在远离我们而去。②星系离我们越远，运动的速度越快。③星系间的距离在不断地扩大。
(2)宇宙大爆炸论
大约150亿年前，我们所处的这个宇宙全部以粒子的形式，极高的密度和温度，被挤压在一个“原始火球”中，宇宙就是在这个大火球的爆炸中诞生的。爆炸引起宇宙的膨胀一直延续至今，并仍在不断地延续下去。
4．地心说到日心说的发展史
时间 人物 主要学说理论
2世纪 希腊科学家托勒密 创立“地心说”。该学说认为，大地是宇宙的中心，太阳和其他天体都绕地球转动
16世纪 波兰天文学家哥白尼 依据大量精确的观测资料，建立了“日心说”宇宙体系学说，认为太阳是宇宙的中心，地球和行星绕太阳转动
18世纪 康德一拉普拉斯 “康德一拉普拉斯星云”说认为，太阳系是由一块星云收缩形成的，先形成的是太阳，然后剩余的星云物质进一步收缩演化，形成地球等行星
5．恒星的演化
(1)恒星
由炽热气体组成的、自己能发光、发热的球状或类似球状的天体叫恒星。恒星与地球的距离都很远，距地球最近的恒星是太阳(它的光到达地球需要8分多钟的时间)，其次是半人马座中的比邻星(它的光到达地球约需4．2光年)。
(2)特殊的恒星
①超新星：亮度突增到原来的1000万倍以上的新星。它是恒星最激烈的爆发现象。
②爆发结果是恒星完全瓦解成为星云，或抛射掉大部分质量，遗留下来的部分物质收缩为白矮星、中子星或黑洞，从而进入恒星演化的终结阶段。
③在银河系里，已发现四颗超新星，其中，以1054年所发现的超新星最为著名，最近发现的蟹状星云就是超新星爆发的遗迹。
(3)太阳未来的演变过程
(4)恒星的演变过程
6．地球的演化和生命的诞生
(1)地球的演化过程
时间 演变
46亿～26亿年前 随着地球温度的不断下降，固态的地壳逐渐形成。由高温岩浆不断喷发而释放的大量水蒸气，随着温度下降，凝结成水滴降到地表，地球进入海洋时代。科学家推测，在距今38亿年前，最原始的生命体在海洋中诞生
25亿年前至今 25亿～6亿年前 地球上开始出现大片陆地和山脉，海洋中的藻类释放出氧气，大气中氧气含量逐渐增多
6亿～2.5亿年前的古生代 地球上的陆地面积增加，原始的欧亚大陆和北美大陆露出海面，昆虫、鱼类，两栖类、裸蕨类等生物出现
2.5亿～0.7亿年前的中生代 大西洋和印度洋形成，中国大陆轮廓基本形成，裸子植物和爬行类动物出现
0.7亿年前至今 地球在第三纪经历了大规模的造山运动，形成了喜马拉雅山脉等许多世界上的高大山脉，鸟类、哺乳类动物和被子植物出现
(2)生命的诞生过程
原始大气中甲烷、氨气、水、氢气、二氧化碳等在宇宙射线、紫外线、闪电等作用下合成氨基酸、核酸、单糖等有机物，这些物质汇集在原始海洋中，经过长期而复杂的化学变化，形成蛋白质、核苷酸等大分子物质，在一定条件下，经过浓缩、凝聚等作用，形成一个由多分子组成的体系，外面有一层膜，在原始海洋中又经历了漫长、复杂的变化，最终形成了原始的生命。
第十一章人类生存的地球
第一节地球
1．地球的形状和大小
(1)地球是一个椭球体
①地球是两极稍扁、赤道略鼓的椭球体。
②地球的赤道半径是6378千米，赤道周长约4万千米。
(2)证明地球是球体的方法
哥伦布、麦哲伦等著名航海家的环球航行及人造卫星上拍摄的地球照片等。
2．地球仪和地图
(1)经线与纬线
①经线：在地球仪上连接南北两极的线就是经线。
②纬线：在地球仪上与赤道平行的线是纬线。
③赤道：赤道是最长的纬线，长约4万千米。
④本初子午线：经过英国伦敦格林尼治天文台旧址的经线为0。经线，也叫本初子午线。
⑤经纬网：经线和纬线交织成网，称为经纬网。利用经纬网可以确定地球表面任何一点的位置。
(2)在地球仪和地图上确定地理位置
①一个经纬度只能确定地球表面的一个点的位置，地球表面的一个点也只有一个经纬度。
②从本初子午线向东、向西各分为180。，以东的1800属于东经，通常用“E”表示(如34。E)；以西的180。属于西经，通常用“w”表示(如340W)。
③赤道为0。纬线，由赤道到南北两极各分为90。。赤道以北为北纬(用“N”表示)，越往北北纬的纬度数值越高；赤道以南为南纬(用“S”表示)，越往南南纬的纬度数值越高。赤道以北为北半球，赤道以南为南半球。通常以300和600纬线把纬度划分为低纬度、中纬度和高纬度。
3．平面示意图
(1)比例尺
地图上的比例尺是表示图上距离比实地距离缩小的程度。用公式表示为：
（2)方向
地平面上的基本方向有八个。在地图上常用三种方向表达。
①用经纬网表达方向：在有经纬线的地图上，经线指示南北方向，纬线指示东西方向。
②用方向指示标表达方向：在地图上有指向标，指向标的箭头所指方向为北。
③在没有经纬线和方向标的地图上，根据“上北下南，左西右东”的法则确定方向。
(3)图例
图例是地图上表示地理事物的各种符号。常见的图例如图所示。
第二节地形和地壳的运动
1．地球内部的圈层结构
地球内部可分为地壳、地幔、地核三层。
2．地壳运动
地壳在不断地运动。按照地壳运动的性质和方向，可以分为水平运动和垂直运动两种类型。水平运动使地表岩层在有些地方发生弯曲隆起，形成巨大的褶皱山系；有些地方则断裂张开，形成裂谷或海洋。垂直运动表现为地壳的抬升或下沉，从而引起地表高低起伏和海陆变迁。
3．板块构造学说
板块构造学说将地球表面划分为若干刚性的岩石圈板块，板块之间为俯冲、碰撞带，中洋脊，以及转换断层等活动带。板块构造学说认为，地球表面的运动主要是由板块之间的断层活动来完成的，而板块边界之间的宽阔的块体变形很小，可以认为板块是刚性的。板块运动认为刚性的岩石圈(包括大陆与大洋的地壳)的薄板在上地幔中黏性较小的软流圈上移动。
4．火山地震分布及地震灾害预防活动
(1)世界火山、地震的主要分布地区
(2)地震灾害预防活动
①工程性防御措施：加强各类工程的抗震能力。
②非工程性防御措施：建立健全减灾工作体系，制定防震减灾规划，开展防震减灾宣传、教育、培训、演习、科研以及推进地震灾害保险，救灾资金和物资储备等工作。
5．地形
(1)主要的地形特征
①平原：地面广阔平坦，海拔一般在200米以下，起伏小。
②山地：山高坡陡，海拔一般在500米以上，地势起伏，相对高度大。
③高原：海拔多在500米以上，地面平坦，起伏不大。
④盆地：四周高，中间低，中部地势较为平坦。
⑤丘陵：海拔一般在500米以下，地形起伏，坡度平缓，相对高度小。
(2)简单的地形等高线图
①山顶：等高线封闭，由外向内，海拔增高。
②鞍部：两个山顶之间，由山顶至鞍部，海拔降低。
③峭壁：相邻几条等高线重叠合并处。
④山脊：等高线由高处向低处凸出。
⑤山谷：等高线由低处向高处凸出。
第三节土壤
1．土壤的结构
(1)土壤的成分
①土壤是由水分、空气、矿物质和腐殖质等构成的。
②土壤中有大量的生物：动物、植物和微生物。
(2)土壤的类型
土壤颗粒 质地 性状 对植物生长的不同影响
砂土类土壤 砂粒多，黏粒少 颗粒较粗 疏松，不易黏结 通气、透水性能强，易干旱。有机质分解快，易流失
黏土类土壤 黏粒少，粉砂多 颗粒较细 黏性，湿时黏，干时硬 保水保肥能力强，通气、透水性能差
壤土类土壤 砂粒、黏粒、粉砂粒大致等量 质地较均匀 不太疏松，也不太黏 通气、透水，能保水、保肥、宜于耕种
(3)植物对土壤的作用
①有机质的积累过程。植物吸收养分，合成有机质，在母质中不断积累。
②养分元素的富集过程。植物根系有选择地吸收营养元素，储存在生物体内，并随生物残体的分解释放到土壤表层。随着生物循环的进行，养分元素在土壤表层不断富集。
2．土壤污染及保护
土壤资源是有限的，而人类的生存与发展对它的依赖是必然的。土壤资源的最大威胁来自于土壤的污染和过度开发。
现状 危害 治理措施
水土流失 水土流失面积广，流失量大。黄土高原水土流失特别严重 耕地退化、沙化，洪涝加剧，生态恶化 植树种草，综合治理
土壤荒漠化 内蒙古、甘肃、宁夏、青海、新疆等地最为严重 耕地减少，沙尘暴频发 植树种草，合理开发
土壤污染 我国土壤污染仍在不断恶化 农产品品质下降，危害人体健康 预防为主，加强管理、监测和综合治理
第四节地球上的水体
1．水体的分类
地球上的水中96．53％是海水，只有2．53％是淡水。淡水又可分为冰川水、地下淡水和其他水体。目前人类可以开发利用的淡水只占全部淡水资源的0．3％。
2．水循环
分布在地球各处的水通过蒸发、蒸腾、水汽输送、降水、下渗、地表径流或地下径流等一系列环节和过程紧密地联系在一起，进行着持续不断的循环。通过水体的相互转化和水分交换，水资源得以不断更新。
3．水资源
(1)世界和我国淡水资源的严重危机
①全球有60％的地区水资源缺乏，供水困难。
②我国是世界“贫水国”之一，人均水资源只有世界平均水平的1/4。供水不足严重影响了当地的经济发展和人民生活。
(2)合理开发和利用水资源的措施
①节约用水，循环用水，充分利用。
②防治水体污染，保护水资源。
③修建水库，进行跨流域调水，改变水资源的时空分布。
第五节天气与气候
1．天气与气候
(1)天气的概念
①短时间内近地面的大气温度、湿度、气压等要素的综合状况称为天气。
②天气现象：晴、阴、雨、雪等。
③天气要素包括：气温、气压、风、湿度和降水等。
(2)气候的概念
①气候是指某一地区在多年内的大气平均状况或统计状态。平均状态通常是用气温、降水等气候要素的平均值或统计量来表现的。
②影响气候的因素有：太阳辐射、地面状况、大气环流和人类活动等。
2．人工降雨
(1)冷云人工降雨
①用飞机或气球把冷冻剂_一干冰喷撒到云中，使云内的温度迅速下降，这样过冷水滴极易冻结，从而可形成大量冰晶。冰晶增大增多，即可下落为雨。
②云内播撒碘化银，形成大量人工冰核，从而使云中形成很多冰晶。冰晶增大增多，即可下落为雨。
(2)暖云人工降雨
用飞机(或高炮、火箭)向云层播撒氯化钙、氯化钠等吸湿性强的微粒，将这些微粒作为凝结核，在云中吸收小水滴，小水滴相互碰撞合并成为雨滴，降落为雨。
3．空气质量报告
(1)空气质量报告的概念
空气质量报告是通过新闻媒体(报纸、电视台、网络等)向社会发布的环境信息，可以让人们及时了解空气质量状况，增强环境保护意识，促进人们生活质量的提高。它主要包括“空气污染指数”“空气质量状况”“首要污染物”等指标。
(2)空气污染指数
空气污染指数(API)就是将常规监测的几种空气污染物浓度简化成数值形式，分组表示空气污染程度和空气质量状况。目前计入空气污染指数的项目暂定为：二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。
4．人类与气候
(1)人类活动对气候的影响
人类在生产和生活过程中有意识或无意识地对气候产生影响，包括改变大气成分和水汽含量，向大气释放热量；改变地表的物理特性和生物学特性等。
(2)城市“热岛”现象
城市上空经常维持一个气温高于四周郊区的暖空气团，形成一种气温较高、湿度较低、云雾增多的特殊气候。
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10第一章生命系统的构成层次
第一节观察多种多样的生物
1．生物与非生物的基本特征
(1)具有严谨的结构——除病毒外，生物体都是由细胞构成的。(2)都有新陈代谢作用。(3)都有应激性。(4)都有生长现象。(5)都能生殖和发育。(6)都有遗传和变异的特性。(7)都能适应一定的环境，也能影响环境。
生物的上述基本特征是区别于非生物的基本标准。
2．显微镜的结构、原理和使用方法
显微镜是生命科学研究中最常用的观察工具，可以帮助人们观察肉眼无法看到的微小物体或细微结构。
(1)显微镜的结构
包括镜座、镜柱和镜臂、载物台、遮光器、反光镜、镜筒和物镜转换器、准焦螺旋、目镜和物镜等。其中目镜和物镜是显微镜的最重要部分。
(2)显微镜的成像原理
光线经反光镜反射，通过玻片标本、物镜、目镜的折射后，将所观察的物体放大，然后在人眼的视网膜上成像。注意：显微镜所成的像是倒像，因此玻片移动的方向与物像移动的方向正好相反。
(3)显微镜的使用方法
其操作步骤为：取镜→安放→对光→调焦距→放玻片→观察。观察前，转动粗准焦螺旋，镜筒下降时，眼睛一定要从侧面注视物镜，不让它接触玻片，否则会压碎玻片，损坏物镜(透镜)；观察时，一定要慢慢转动粗准焦螺旋，使镜筒徐徐上升，避免物像一晃而过，或根本没有觉察。
(4)计算所观察物体的总放大率
所观察物体的总放大率=目镜的放大率×正在使用的物镜的放大率。
3．常见生物的种类、形态及生活特性
(1)常见的动物类群 (2)常见的植物类群
4．生物多样性
(1)生物多样性的概念
地球上所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基冈以及各种各样的生态系统，共同构成了生物的多样性。生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
(2)我国生物多样性的特点
物种丰富，特有属、种繁多，起源古老，经济物种丰富，生态系统的类型丰富。
(3)保护生物多样性的意义
①生物多样性是地球生命经过几十亿年发展进化的结果，是人类赖以生存和持续发展的物质基础。
②保护生物多样性就等于保护了人类生存和社会发展的基石，保护了人类文化多样性的基础，就是保护人类自身。
第二节细胞
1．制作临时装片。绘制生物图
利用显微镜观察生物体的微观结构时，必须把待观察的生物材料制成玻片标本，使光线能够直接透过。玻片标本有切片、涂片和装片三种。
(1)制作洋葱表皮细胞的临时装片
①在干净的载玻片中央滴一滴清水。
②用镊子在洋葱鳞片叶的内侧表皮上撕取一层很薄的表皮，放在水滴中。
③用镊子展平，盖上盖玻片。盖盖玻片时，让盖玻片的一边接触水滴，用镊子挑起另一端，然后轻轻放下玻片，以避免产生气泡。
④为能观察清楚，用稀释的碘液或红墨水进行染色。滴一滴碘液在盖玻片的一侧，用吸水纸从另一侧吸，使染液浸润到整个标本。
(2)绘制生物图的要求
①科学性和准确性。
②各部分的比例要合理，大小、位置要适中。
③绘图及注字要用铅笔。
④线条要均匀一致，用圆点衬阴表示明暗和颜色的深浅，不能用铅笔涂抹。
2．细胞的结构
(1)细胞的基本结构
动物细胞和植物细胞都有相同的结构，它们都含有细胞膜、细胞质和细胞核等基本结构。但是植物细胞还含有细胞壁、液泡和叶绿体，动物细胞一般没有这些结构，这也是动植物细胞的主要区别点。细胞是生命活动的基本单位。
(2)原核细胞和真核细胞
细菌的细胞没有细胞核，属于原核生物；植物、动物和真菌的细胞都具有细胞核，属于真核生物。
3．细胞的分裂及其意义
(1)细胞的分裂
细胞的分裂指一个细胞分成两个细胞的过程。在这一过程中，细胞核先分成两个，随后细胞质分成两份，每份各含一个细胞核，最后在原来细胞的中央，形成新的细胞膜。植物细胞还形成新的细胞壁。细胞分裂中最重要的变化是细胞核中染色体的变化，在细胞分裂的过程中，染色体复制加倍，随着分裂的进行，染色体分成完全相同的两份，分别进入两个新细胞中。
(2)细胞分裂的意义
细胞核中有遗传物质DNA，而DNA就是染色体的成分之一，细胞分裂实现了染色体的复制与均分。因此保证了通过细胞分裂产生的新细胞与原细胞所含的遗传物质相同。
4．细胞的生长与分化
(1)细胞的生长
是指细胞由小变大的过程。生物体的生长指生物体内细胞数目增多、体积增大和细胞间质增加。
(2)细胞的分化
随着细胞的增殖，细胞数量增多，细胞的形态和功能逐渐出现了差异，最后形成了具有不同形态和不同功能的各种细胞。这种由一般到特殊，由相同到相异的细胞变化的过程，称作细胞分化。
5．组织、器官和系统
(1)组织
具有分生能力的细胞，不断进行细胞分裂、生长和分化，可以形成形态和功能相同的细胞群，这一细胞群即组织。植物的基本组织有保护组织、输导组织、营养组织、机械组织、分生组织等。人体的基本组织有上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织。
(2)器官
不同的组织按一定的顺序聚集在一起共同完成一定的功能就形成了器官。被子植物由根、茎、叶(营养器官)、花、果实、种子(生殖器官)等六大器官构成。人体由心脏、肺、脑、胃、骨、血管等器官构成。
(3)系统
能够共同完成一种或几种生理功能的多个器官按照一定的次序组合在一起构成系统。人体由消化、循环、呼吸、泌尿、生殖、神经、运动和内分泌等八大系统构成。
多细胞生物有明显的结构层次，由低到高分别是：细胞→组织→器官→系统(动物)→个体。
第三节种群、生物群落、生态系统和生物圈
1．生物分类的单位、方法和检索表
(1)生物分类的单位与方法
现代生物学家根据生物进化的亲缘关系和形态结构的特点，用七个等级对生物进行分类，依次为界、门、纲、目、科、属、种，其中界是最大的一类。
(2)分类检索表
分类检索表是鉴定生物种类的重要工具之一。通过查阅检索表可以帮助我们初步确定某一生物的科、属、种名。
2．种群
(1)种群的概念
种群指生活在同一地点的同种生物的一群个体。
(2)种群的特征
包括种群密度、出生率和死亡率、年龄组成、性别比例等。种群的数量变动与种群的这些特征密切相关。
3．生物群落
(1)生物群落的概念
在一定的自然区域内，相互之间具有直接或间接关系的各种生物的总和，叫做生物群落，简称群落。
(2)群落的分层现象
在森林群落中，高大的乔木组成乔木层，灌木和小树组成灌木层，草本植物组成草本植物层，苔藓和地衣等植物组成苔藓地衣层，形成垂直分层现象。动物在群落中的分布也有类似的垂直分层现象。
(3)植物群落和植被的概念
生活在一定自然区域内所有植物的总和，称为植物群落。被覆在地球表面的植物群落称为植被。
4．生态系统
(1)生态系统的概念
生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。地球上最大的生态系统是生物圈，它包括了地球上的全部生物以及它们所生活的环境中的非生物因素。生物圈还可以分成大小不同的许多生态系统。
(2)生态系统的类型 (3)生态系统的成分
(4)食物链和食物网
在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系，叫做食物链。许多食物链常常相互交错成网状，称为食物网。
(5)生态系统的功能
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。生态系统内的能量流动从绿色植物把太阳能固定在体内后开始，并沿着食物链或食物网的各个营养级传递，最后在呼吸作用中以热能的形式散失。能量流动是单向的、逐渐减少的。生态系统中的物质流动则是循环不息的，即组成生物体的一些基本化学元素在生物群落与无机环境之间可以反复地出现和循环。
5．生物与环境的相互作用
(1)生物一方面受环境中的非生物因素如光、水、温度、食物、风等的影响，而另一方面，生物的生命活动(包括人类的活动)又对无机环境及其他生物造成一定的影响。
(2)生物对生活环境的适应
现存的各种生物对其生活的环境都有一定的适应性，即适应的普遍性。如仙人掌的叶刺、肉质茎对干旱环境的适应；阳生植物和阴生植物叶的形态结构对光照强度、水分蒸腾作用方面的适应；蚯蚓的形态结构特点对土壤穴居生活的适应；极地狐和沙漠狐的体形等对环境温度的适应。此外，更具典型意义的是生物的保护色、警戒色、拟态等。
第二章生物的新陈代谢
第一节绿色植物的新陈代谢
1．植物与矿质元素的关系
(1)矿质元素的概念
矿质元素一般指除了c、H、O以外，主要由根系从土壤中吸收的元素，如N、P、K等。矿质元素通常以离子的形式存在于各种无机盐中。
(2)矿质元素在植物体内的作用
①用于合成一些复杂的化合物，如氮元素是合成蛋白质和核酸等许多重要物质的主要原料。
②参与酶的活动，担负着调节生命活动的功能。
(3)矿质元素在农业生产中的作用
不同农作物对各种矿质元素的需要量是不同的：幼苗时期对无机盐的需要量小，生长旺盛时期对无机盐的需要量大，到果实和种子成熟时需要量又变小了。因此要根据作物的不同种类、不同生长发育时期，进行合理施肥。
(4)植物生长中所需的重要化肥
重要化肥 元素表示 作用 缺失后对植物的影响 应多施该肥的植物种类
氮肥 N 为蛋白质、叶绿素、酶等物质的重要组成部分。充足的氮能使叶色浓绿，提高光合作用效率，生长健壮，枝叶繁茂 植株矮小，叶色发黄，生育延迟，植株瘦弱，抽穗晚 收获菜叶类的农作物，如白菜、菠菜等
磷肥 P 能提高植物的抗旱、抗寒、抗病、抗倒伏和耐酸碱的能力，能促进植物的生长发育，促进花芽分化和缩短花芽分化的时间，因而能促使作物提早开花、成熟 植株暗绿并带点红色 收获果实类的农作物(如番茄、花生等)
钾肥 K 能提高植物对干旱、低温、盐害等不良环境的忍受能力和对病虫、倒伏的抵抗能力 植株矮小，叶片上出现许多褐斑 收获茎、根类的农作物(如番薯、马铃薯等)
2．植物体对水分的吸收、利用和散失过程
(1)植物吸收水分和矿质元素的主要部位是根尖的根毛区。这可以通过去除根尖后与正常植株的对照实验来证明。
(2)植物能否从环境中吸收水分取决于环境溶液(如土壤溶液)的溶质质量分数与根毛细胞细胞液的溶质质量分数的大小关系。由此可知，在农业生产中一次施肥不能过多。
(3)植物体对水分的利用和散失过程
①植物体对水分的利用
根吸收的水分，通过根、茎、叶中的导管，运输到植物的地上部分。进入植物体内的水分，一般只有1％左右保留在植物体内，参与植物的光合作用和其他各种生命活动。
②蒸腾作用的概念
水分以气体状态从植物表面(主要是叶片表面上的气孔)散失到体外的现象，叫做蒸腾作用。进入植物体内的水分，99％左右的水分都通过蒸腾作用散失掉了，只有l％左右真正用于各种生理过程和保留在植物体内。
③蒸腾作用的意义
一是为植物吸收和运输水分提供动力；二是能促进矿质元素的运输；三是降低植物的体温，特别是叶表面的温度。
3．绿色植物的光合作用及其重要意义
(1)光合作用的概念
光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成存储能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
光合作用的过程可以用下面的反应式来概括：
(2)有关光合作用的发现史
时间 科学家 实验的基本过程 结论
1771年 普里斯特利 将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠也不容易窒息死亡 植物可以更新空气
1864年 萨克斯 把绿色叶片放在暗处几小时，使叶片中的营养物质消耗掉，然后把叶片的一半曝光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片呈深蓝色 绿色叶片在光下产生了淀粉
1880年 恩吉尔曼 把载有水绵和好氧性细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里，然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现，好氧性细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近；如果把装片完全暴露在光下，好氧性细菌分散在叶绿体所有光照部位的周围 氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所
(3)光合作用的重要意义
光合作用实现了地球上最重要的两个变化：一是把简单的无机物合成为复杂的有机物，实现了物质的转化；二是把太阳能转变成化学能储存在有机物中，实现了能量的转化。
①光合作用为所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。
②光合作用与生物的细胞呼吸以及各种燃烧反应相反，它消耗二氧化碳，放出氧气，因此在维持大气中的氧气和二氧化碳含量的稳定方面有巨大的作用。
4．植物的呼吸作用
(1)呼吸作用的概念
呼吸作用(主要指有氧呼吸)是指在氧气的参与下，通过植物细胞内有关酶的催化作用，把糖类等有机物氧化分解，生成二氧化碳和水，同时放出大量能量的过程。
(2)植物的呼吸作用的过程
从表面上看，呼吸作用的过程与光合作用似乎恰好相反，但是不能把呼吸作用看成是光合作用的逆反应。因为呼吸作用是生命活动中的另一个复杂过程，其发生的场所以及所需要的酶都与光合作用不同。而且，光合作用一般只存在于绿色植物体中，而呼吸作用存在于一切生命体中。另外，呼吸作用过程所释放的能量是一切生命活动的能量来源。
(3)利用萌发的种子探究植物的呼吸作用
从本质上说，种子的萌发过程就是种子中的细胞提高呼吸作用水平的过程，由于呼吸作用旺盛，因此萌发的种子是探究植物呼吸作用的好材料。实验中，呼吸作用消耗氧气可以用燃着的木条熄灭来检验，而放出二氧化碳可以用澄清石灰水变浑浊来检验。
5．合理灌溉的新陈代谢原理
任何农作物都需要不断地吸收水分。但是，不同种类的农作物的需水量是不同的，如水稻的需水量很大，高粱的需水量很小。而同一种农作物在不同的生长发育时期，需水量也不同。例如在生长旺盛时期，需水量较大，在幼苗期和成熟期，需水量较小。因此，在农业生产中，要根据植物的需水规律适时地、适量地灌溉，用最少量的水获取最大的效益。如根据农作物的需水规律，采用喷灌、滴灌等先进的灌溉技术。如果对农作物进行过度灌溉，则会影响根系的氧气供应，进而影响根细胞的呼吸作用。
第二节人体的新陈代谢
1．食物的消化和吸收
（1）．消化系统的组成
（2）．食物的消化和吸收
①消化有物理性消化和化学性消化。物理性消化主要通过牙齿的咀嚼和胃肠的蠕动；化学性消化主要是利用消化酶，使食物中的营养成分通过化学变化变成可吸收的物质。
②食物中各种成分的消化。食物中的水、无机盐、维生素不经消化能直接被吸收；食物纤维不能被消化；蛋白质最终被分解成甘油和脂肪酸。
③小肠是食物消化吸收的主要场所，与其相适应的结构特点有：(1)小肠长，内壁形成小肠绒毛，可扩大小肠内表面积；(2)小肠绒毛内含丰富的毛细血管和毛细淋巴管，有利于营养物质的吸收；(3)小肠内含有多种消化腺分泌的消化酶，能对食物中的各种成分进行彻底的消化。
④吸收是指营养物质进入循环系统的过程。
2．酶在生命活动中的重要作用
(1)酶的概念
酶是生物活细胞所产生的具有催化作用的蛋白质，是一种生物催化剂。酶能使生物体内的化学反应迅速地进行，而本身并不发生变化，这一点与无机催化剂相似。
(2)酶的特点
①高效性：酶的催化效率一般是无机催化剂的107～1013倍。
②专一性：一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。
③不稳定性：高温、低温以及过酸、过碱，都会影响酶的活性。也就是说，酶的催化作用需要适宜的条件。温度、pH都会影响酶的活性。
(3)酶的作用
酶具有多样性，高效性及专一性等作用特点．对于生物体内的新陈代谢的正常进行是必不可少的。
新陈代谢过程极其复杂，包括生物体内全部的化学反应。生物体每时每刻都在进行着成千上万的化学反应，而这些化学反应通常都是十分复杂的，它们之所以能在生物体内温和的条件下迅速地进行，原因就是生物体内具有各种各样的酶。
3．消化酶在人体消化过程中的作用
(1)食物中各种营养成分的消化过程
食物中的各种营养成分，除了水、无机盐、维生素等可以直接被消化道吸收外，其他如糖类、蛋白质、脂肪等结构复杂、不溶于水的大分子有机物，必须在消化道内经过消化，分解成溶于水的有机物小分子，才能被消化道壁吸收。糖类、蛋白质、脂肪这三大有机物的消化过程必须在各种消化酶的催化作用下才能完成，它们的具体途径为：
(2)消化酶在人体消化过程中的作用
①口腔中的唾液含有唾液淀粉酶，口腔可以使食物中的部分淀粉分解成麦芽糖。
②酸性的胃液中有胃蛋白酶，它能将蛋白质分解成多肽。
③小肠中的消化液包括肠液、胰液和胆汁，肠液和胰液中含有分别能消化糖类、蛋白质和脂肪的消化酶；胆汁虽然不含消化酶，但它可以对脂肪起乳化作用，使脂肪变成极细小的微粒，从而增加脂肪与各种消化液的接触面积，便于脂肪的消化。因此小肠是消化食物的主要场所。
4．人体的呼吸作用
(1)人体呼吸时气体交换的场所和过程
①气体交换的概念
气体交换是通过气体的扩散作用实现的，即一种气体总是从浓度高的地方向浓度低的地方扩散，直到平衡为止。
②人体呼吸作用的概念
人体内不断地氧化分解有机物，放出能量，供给人体各种活动的需要，同时也不断产生二氧化碳等废物。因此人体必须不断地吸收外界的氧气，及时排出体内的二氧化碳。人体与外界进行的这种气体交换过程，叫做呼吸。
③完整的呼吸过程
肺的换气(外界气体和肺泡内气体之间的交换)一肺泡内的气体与血液间的气体间的交换一气体在血液里的运输一血液与组织细胞间的气体交换。通过这一过程，氧到达组织内供细胞利用，细胞产生的二氧化碳则被排出体外。
(2)呼吸作用为人体内能量的利用提供了必要的条件
通过呼吸作用，当含氧低的静脉血流经肺泡的毛细血管后，就变成了含氧丰富的动脉血(血液中的氧大部分以氧合血红蛋白的形式存在)。当动脉血流经组织细胞间的毛细血管时，由于细胞在新陈代谢过程中不断地消耗氧，产生二氧化碳，因此细胞中氧的浓度比动脉血中的低，二氧化碳的浓度比动脉血中的高。于是，血液中的氧迅速与血红蛋白分离，通过毛细血管壁扩散到细胞里，而细胞中产生的二氧化碳则扩散到血液里，经过这样的气体交换后，流经组织细胞的动脉血就变成了静脉血。
5．人体内尿的生成和排出
(1)人体内尿的生成过程
①肾小球的滤过作用
人体内肾小球的作用类似于过滤器。当血液流经肾小球时，除血细胞和大分子蛋白质外，血浆中的部分水分、无机盐、葡萄糖、尿素等物质，都可以由肾小球过滤到。肾小囊腔内，形成原尿。原尿中除不含有大分子蛋白质外，其他成分及浓度都与血浆基本一致。
②肾小管的重吸收作用
原尿流过肾小管时，其中对人体有用的物质能被重新吸收回血液，包括全部的葡萄糖和大部分的水、无机盐等。由此可见，肾小管的重吸收是有选择的。原尿经过重吸收后，剩下的废物，如尿素、尿酸以及一部分水、无机盐等成为尿液。
(2)人体排尿的作用
人体通过尿的排出，不但起到排泄废物的作用，而且对调节体内水和无机盐的平衡，使内环境保持相对稳定，维持组织细胞正常的生理功能，也起到重要作用。因此，人每日应适量喝水。
6．人体的血液循环
(1)心脏
①心脏的结构
心脏是血液循环的枢纽，主要由心肌构成，内部被隔成左右不相通的两部分。左右两部分又被瓣膜分隔成上下两个腔。因此心脏分四个腔：左右心房和左右心室。心房与静脉相连，心室与动脉相连。在心房和心室之间，心室和动脉之问，都有能开关的瓣膜，分别叫房室瓣和动脉瓣。
②瓣膜的特点
瓣膜只能向一个方向开放，保证血液只能按一定的方向流动，即血液只能从心房流向心室，从心室流向动脉。
③心动周期
心脏每收缩和舒张一次所经历的时间，叫做一个心动周期。心动周期包括心缩期和心舒期，首先是两心房同时收缩，然后舒张。在心房开始舒张时，心室同时收缩，然后心室舒张，接着，心房又开始收缩，进入下一个心动周期。
(2)血管的种类、功能、分布及特点
血管种类 功能 分布 特点
动脉 把血液从心脏送往身体各处 多分布在较深的部位 管壁厚，弹性大，管内血流速度快
静脉 把血液从身体各处送回心脏 位置有深有浅 管壁薄，弹性小，管腔大，管内血液流速慢
毛细血管 连接最小的动脉和静脉 分布很广 管壁由一层上皮细胞构成，管内血流速度很慢
(3)人体的血液循环
①哈维与血液循环的发现
英国科学家哈维于1616年公布了他的发现，1628年出版了《心血运动论》一书，系统地阐述了他的理论。在书中，哈维用大量实验材料论证了血液的循环运动。他特别强调了心脏在血液循环中的重要作用，通过对40种不同动物的解剖观察，证明心脏的收缩和舒张是血液循环的原动力。
②血液循环
血液循环包括体循环和肺循环两个部分，当然，这两个部分实际上是相互连通，且同时进行的。
体循环：血液由左心室进入主动脉，再流经全身的动脉、毛细血管网、静脉，最后汇集到上、下腔静脉，流回右心房，这样的血液循环叫做体循环。在体循环中，血液流经身体各部分组织细胞周围的毛细血管网时，把氧和养料送给细胞，把细胞产生的二氧化碳等废物带走。因此，从左心室射出的鲜红色的动脉血，经过体循环，就变成了暗红色的静脉血，流回到右心房。
肺循环：血液由右心室进入肺动脉，流经整个肺泡周围的毛细血管网，再由肺静脉流回左心房的血液循环叫做肺循环。在肺循环中，从右心房进入肺动脉的静脉血，流经肺部的毛细血管网时，跟肺泡里的空气进行气体交换，血液中的二氧化碳进入肺泡内，肺泡内的氧进入血液中，跟血红蛋白结合，于是，暗红色的静脉血变为鲜红色的动脉血，从肺静脉流回左心室。
7．与血液有关的知识
(1)骨髓造血的功能
成年人的各种血细胞均源于骨髓，有些甚至大量储存在骨髓中，并有规律地释放到血液循环中。在正常情况下，成人骨髓造血只限于红骨髓，但在异常情况下要求造血增加时，已无造血功能的黄骨髓能恢复造血功能。骨髓之所以具有造血功能是因为在骨髓中存在一种造血干细胞。
(2)人体ABO血型与输血
①人体ABO血型
人类的血型系统有多种，发现最早并与临床医学有重要关系的是ABO血型系统。血液的红细胞上存在两种凝集原，分别叫做A凝集原和B凝集原；血液的血清中则含有与它们相对抗的两种凝集素，分别叫抗A凝集素和抗B凝集素。同时，每个人的血清中都不含有与他自身红细胞的凝集原相对抗的凝集素。
②输血
输血的时候，主要考虑献血者的红细胞与受血者的血清之间是否会发生凝集反应。按照这一原理就可以推断出ABO血型之间在输血时的相互关系如下表(“+”表示有凝集反应，“一”表示无凝集反应)：
献血者的红细胞 受血者的血清(含凝集素的情况)
(含凝集原情况) 0型(抗A、抗B) A型(抗B) B型(抗A) AB型(无)
0型(无)A型(A)B型(B)AB型(A、B) 一十十十 一一十十 一十一十
但是异型之间输血不能输得太多太快，否则输入的凝集素来不及稀释，可能引起凝集反应，因此，输血时应以输同型血为原则。
(3)学会阅读“血常规”化验单
当身体出现某些疾病时，常会引起血液中的某些成分发生变化。因此，在看病时做个血常规的检查，可以很直观地反映出身体中的某些疾病。学会看验血单，一方面可以帮助我们弄清血液的一些常规指标，同时也可以使我们对某些常见疾病进行自我诊断。
第三节其他生物的新陈代谢
1．生物新陈代谢中物质和能量变化的特点
(1)相关慨念
①物质代谢是指生物体与外界环境之间物质的交换和生物体内物质的转变过程。
②能量代谢是指生物体与环境之间能景的交换和生物体内能量的转变过程。
③同化作用是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质，并且储存能量的变化过程
④异化作用是指生物体把自身的一部分组成物质加以分解，释放出其中的能量，并且把分解的终产物排出体外的变化过程。
(2)生物新陈代谢中物质和能舒变化的特点
新陈代谢中的物质代谢、能量代谢、同化作用、异化作用之间有着错综复杂的关系，如下所示。
2．生物的新陈代谢类型
(1)自养型和异养型
根据生物体在同化作用过程中能否直接利用无机物制造有机物，新陈代谢可以分为白养型和异养型两种。
①自养型
绿色植物和少数种类的细菌以光能或化学能为能量的来源，以环境中的二氧化碳为碳的来源，合成有机物，并储存能量。这样的新陈代谢类型属于自养型。
②异养型
人和动物不能合成自身所需的有机物，而只能依靠外界环境中现成的有机物作为能量和碳的来源，将这些有机物摄人体内，转变成自身的组成物质，并储存能量。这样的新陈代谢类型属于异养型。
(2)需氧型和厌氧型
根据生物体在异化作川过氍叫，对氧的需求情况，新陈代谢可以分为需氧型和厌氧型两种基本类型。
①需氧型
绝大多数的动物和植物在异化作用的过程中，必须不断地从外界环境中摄取氧来氧化分解体内的有机物，释放出其中的能量，以便维持自身的各项生命活动．这种新陈代谢类型叫做需氧型。
②厌氧型
动物体内的寄生虫和某些细菌，在无氧的条件下，才能将体内的有机物氧化分解，从中获得维持自身生命活动所需要的能量，这种新陈代谢类型叫做厌氧型。
第三章生命活动的调节
第一节植物的感应现象
1．植物的感应现象
植物的感应现象是指植物受到刺激会发牛反应的现象，如向光性、向水性、向地性、背地性、向肥性、向触性、向热性等。
(1)向光性：植物对单侧光的反应，如向日葵的花盘向太阳生长。
(2)向水性：植物对水的反应，如植物的根向水丰富的地方生长。
(3)向地性：植物对地心引力的反应，如植物的根向着地心引力的方向生长。
(4)背地性：植物对地心引力的反应，如植物的茎背着地心引力的方向生长。
(5)向化性：植物对化学肥料的反应，如植物的根向化学肥料丰富的地方生长。
(6)向触性：植物对机械刺激的反应，如触动含羞草的叶，会}}{现叶片合拢、叶柄下垂的现象。
(7)向热性：植物对较高温度刺激的反应，如温度较高时植物生长较快。
2．科学探究
(1)科学探究的一般过程
发现问题一提出假说一设计研究计划一实行研究一记录结果一分析和解释结果一结论的推出和评价一问题解决
(2)科学探究的方法
①基本方法
②常用方法
比较、分类、分析、综合、归纳、演绎、假说、数学方法。
(3)实验探究的步骤
提出问题→建立假设→设计实验方案→实验验证→作出解释、交流和评价
设计实验方案时，常常采用对照实验法。对照实验是收集和处理事实证据最常用的方法。对照实验的关键是控制变量，如对植物的向光性进行实验探究时，必须要使两株幼苗分别处于有单侧光和无单侧光的环境中进行观察。
3．有关植物生长素的发现史
1．达尔文的向光性探究实验：（看图填写）
A图表明胚芽受到单侧光照射时，会 。
B图表明如果切去胚芽 部分，发现胚芽
C图中将胚芽的尖端用一个 的锡箔小帽罩起来，发现胚芽 。
D如果胚芽的基部用锡箔包起来，发现胚芽 。
根据上述实验结论，我们可以大胆推想在 的照射下，胚芽的 部分可能会产生某种物质，且这种物质会对 产生影响。
2．温特的实验：
A组实验中a琼脂接触过胚芽的 ，发现这个胚芽会向放琼脂的 生长。
B组实验中b琼脂 接触过胚芽的尖端，发现这个胚芽 。
温特做B组实验对A组来讲，可起到 作用，以排除 的干扰；
此实验表明，胚芽的 确实产生了某种物质，能够控制 的生长。
3．荷兰科学家郭葛等人，最后分离出植物尖端部分含有能促进植物生长的物质，取名为 。这些对植物活命活动产生显著调节作用的物质统称为 。
4．现在科学家知道，当 照射植物时，使植物体内产生的生长素分布 ，背光侧生长素要 （多或少），所以背光侧生长 （快或慢）。
时间顺序 科学家 实验条件 实验现象 推论(或结论)
1880年 达尔文 ①单侧光，尖端罩锡箔小帽②单侧光，锡箔遮尖端下部 ①直立生长②弯向光源生长 结论：尖端是感受光刺激的部位
1880年 达尔文 ①单侧光，有尖端②单侧光，切去尖端 ①弯向光源生长②停止生长
1928年 温特 ①切去尖端，一侧放接触过尖端的琼脂块②切去尖端，一侧放未接触过尖端的琼脂块 ①弯向另一侧生长②停止生长 推论：向光性与尖端产生的物质有关
1934年 郭葛 ①从人尿中分离出一种化合物，将这种化合物混入琼脂，也能引起去尖胚芽鞘弯曲生长。②这种化合物就是吲哚乙酸.并称之为生长素 弯向另一侧生长 结论：生长素就是吲哚乙酸
第二节动物行为
1．动物行为的基本类型
蟋蟀的争斗行为，蚯蚓对光、热刺激的反应，蚂蚁的社群行为，鸟类的筑巢、育雏和迁徙行为等都是常见的动物行为。动物的行为是通过一系列神经系统的反射活动和激素的分泌活动共同协调完成的。动物的行为可分为先天性行为和后天学习行为。
(1)先天性行为
先天性行为是与生俱来的，如婴儿碰到乳头后的吮奶行为。反射活动由大脑皮层以下的神经中枢即可完成。
(2)后天学习行为
是后天通过学习后获得的，如马戏团动物的表演。人的学习行为更为复杂，因为人能对语言、文字的刺激作出反应，如读悲剧小说时会流眼泪。
2．动物的节律性行为
动物的节律性行为是由于环境因素(如昼夜、季节)的节律性变化而引起的动物行为的有规律变化的现象。如猫头鹰的昼伏夜出行为。
第三节人体神经系统与内分泌系统的基本结构及功能
1．人体的主要感官和感受器的结构和功能
感觉器官和感受器是感受环境中的刺激并能将刺激的信号转变为神经冲动的结构。
人体的主要感官有耳、眼、鼻、舌等，感受器有触觉感受器、痛觉感受器、冷觉感受器、热觉感受器、味觉感受器和嗅觉感受器等。
(1)人眼球的基本结构和功能 (2)人耳的基本结构和功能
2．人体神经系统的结构及功能
(1)结构
人的神经系统由中枢神经系统(脑和脊髓)和周围神经系统(脑神经、脊神经和植物性神经)组成。
(2)功能
神经系统具有感知环境中的刺激，并迅速作出反应的功能，反射是神经系统调节生命活动的基本方式。神经元是神经系统的结构单位，具有获取和传递各种信息的功能。
3．人体的主要内分泌腺及其功能
主要内分泌腺 功能
脑垂体 分泌生长激素，该激素调节生长、血压和水平衡等生理过程，也帮助控制其他内分泌腺的活动
甲状腺 分泌甲状腺激素，该激素控制人的生长发育过程
胰腺 分泌胰岛素和胰高血糖素，这两种激素控制血糖的水平
睾丸 分泌雄性激素，也是产生正常精子的器官
卵巢 分泌雌性激素，雌性激素控制青春期女孩的发育
第四节人体活动的神经体液调节
1．激素对生命活动的调节作用
人体中的激素是由内分泌腺分泌的，是对生命活动起重要调节作用的微量化学物质。
(1)生长激素
由垂体分泌，能控制人的生长发育。幼年时分泌不足，会患侏儒症。幼年时分泌过多，会患巨人症。成年时分泌过多，会患肢端肥大症。
(2)胰岛素
胰岛素由胰腺中的胰岛分泌，能调节糖在人体内的吸收、利用和转化等。人体内胰岛素分泌不足时，细胞吸收和利用血糖的能力就会减弱，从而导致血糖浓度超过正常水平，一部分血糖会随着尿液排出体外，形成糖尿，即人体患糖尿病。
(3)甲状腺激素
由甲状腺分泌，能促进体内的新陈代谢，提高神经系统的兴奋性。分泌过多会患甲亢。幼年时分泌不足，会患呆小症。
(4)雌(雄)性激素
由睾丸(卵巢)分泌，能促进生殖器官的发育和生殖细胞的生成，激发和维持人的第二性征。
2．体温调节
(1)体温调节
体温调节主要依靠产热和散热的过程得以实现。人在安静时的产热器官主要是内脏，劳动或运动时的产热器官主要是肌肉。人体散热的器官主要是皮肤。
(2)人体是一个统一的整体
通过脑干中的体温调节中枢的调节和控制，当环境温度低于人的正常体温(37℃)时，一方面引起肌肉收缩，使产热增加，另一方面令皮肤血管收缩，减少散热；当环境温度高于人的正常体温(37℃)时，一方面使肌肉的紧张性降低，使产热减少，另一方面令皮肤血管舒张，汗腺分泌也增多，增加散热，从而使体温保持相对的稳定。可见，人体中的许多系统在调节体温过程中是相互协调的，这说明人体是一个统一的整体。
第四章生命的延续与进化
第一节绿色开花植物的生殖与发育
1．绿色开花植物的生殖器官
(1)绿色开花植物生殖器官的结构及种子、果实的形成过程
绿色开花植物的生殖器官包括花、果实和种子三部分。
花的结构 变化
花被 花萼 凋落(如苹果、桃)或存留(如茄子、草莓)
花冠 凋落
花蕊 雄蕊 凋落
雌蕊 柱头和花柱 凋落
子房 子房壁 发育成果皮 果实
胚珠 珠被 发育成种皮 种子
受精卵 发育成胚
受精极核 发育成胚乳
(2)种子的分类
根据有无胚乳，可分为有胚乳种子和无胚乳种子；根据子叶数目，可分为单子叶植物种子和双子叶植物种子。
2．芽的发育和种子的萌发过程
(1)芽的结构及其发育过程(如图4—1) (2)种子的萌发过程(图4－2)
种子在适宜的条件下，胚中的胚芽、胚轴和胚根细胞就开始分裂和生长。首先，胚根发育成根，同时，胚芽逐渐长成茎和叶，这样就长成了一株能独立生活的新植物(如图4—2中以豌豆为例，展示了种子萌发的全过程)。
(3)影响种子萌发的条件
①种子萌发需要的内部条件
种子萌发需要一个完整的胚，同时需要胚乳或子叶提供足够的营养，这是种子萌发的内部条件。
②种子萌发需要的外界条件
合适的温度、充足的水分和氧气。极少数种子的萌发还需要光照条件(如莴苣、烟草等)。
3．绿色开花植物的生殖方式及其在生产上的应用
(1)绿色开花植物的有性生殖及其在生产上的应用
植物开花后，雄蕊中的花粉就会从花药中散落到雌蕊的柱头上，这一过程叫传粉。
传粉以后，花粉受到柱头分泌的黏液的刺激，就开始萌发并形成花粉管。花粉管沿着花柱向子房生长，花粉管内有精子。子房内的胚珠中有卵细胞，当花粉管到达胚珠时，花粉管里的精子就会与卵细胞结合，形成受精卵。
生产上的应用：人工授粉。
(2)绿色开花植物的无性生殖及其在生产上的应用
绿色植物的无性生殖方式包括：分裂生殖(如低等藻类植物)、孢子生殖(如蕨、胎生狗脊、地钱、葫芦藓等)、营养繁殖、组织培养等。其中植物的营养繁殖方式有：嫁接、分根、压条和扦插。对于绿色开花植物而言，无性生殖方式有：营养繁殖、组织培养等。
生产上的应用：由于营养繁殖能保持某些栽培植物的优良性状，而且繁殖快速，所以被广泛地应用于花卉和果树的栽培中。
第二节人类的生殖与发育
1．人体生殖系统的结构和功能
(1)男性生殖系统
主要由睾丸、输精管、精囊、前列腺等器官组成。其中，睾丸是主要的生殖器官，它能产生精子。
(2)女性生殖系统
主要由卵巢、输卵管、子宫、阴道等器官组成。其中，卵巢是主要的生殖器官，它能产生卵子。子宫是孕育新生命的场所。
2．新生命的诞生过程及各阶段的生理特点
(1)新生命的诞生过程
受精→胚胎发育→分娩→哺乳。
(2)各阶段的生理特点
①受精
受精的实质是一个精子头部的核与卵细胞的核相融合形成受精卵。受精卵的形成场所是在输卵管中。
②胚胎发育
从受精卵分裂开始，直到成熟的胎儿从母体产出为止的整个过程叫胚胎发育。
在受精卵发育成胚泡，缓慢地移动到子宫内，并在子宫内膜上着床形成胚胎(约七天，此后称女性怀孕)前，受精卵细胞分裂所需要的营养来自卵细胞细胞质中的卵黄。之后，胎儿通过脐带与胎盘相连，从母体血液里吸取养料和氧气，并将二氧化碳等废物排人母体血液。
③分娩
胎儿从母体内产出的过程叫分娩。这一过程意味着新生命的诞生。
④哺乳
母乳含有婴儿所需要的丰富营养物质，还含有免疫物质，因此应大力提倡母乳喂养。
3．人的胚后发育和青春期生理及心理的变化
(1)人的胚后发育
幼儿期和青春期是人一生中两个身体迅速生长的时期。
(2)青春期生理及心理的变化
青春期是一个人从童年到成年的过渡阶段，以性发育、性成熟为主要特征。
①第二性征的出现
第二性征是除性器官外的男女性各自所特有的征象。
男性：主要表现在长胡须、喉结突出和变声等；睾丸分泌雄性激素，是男性第二性征出现并得以维持的主要原因；
女性：主要表现在骨盆宽大、乳腺发达等。卵巢分泌雌性激素，是女性第二性征出现并得以维持的主要原因。
②内脏功能日渐健全
如心脏的收缩力显著提高，肺活量显著增大；特别是脑的内部结构和功能不断分化、发展。
③生殖器官的成熟
睾丸和卵巢分别开始产生精子和卵子。于是，女性开始出现月经，男性开始出现排精等生理现象。
4．动物生殖方式和发育过程的多样性
(1)昆虫的发育
有完全变态发育(发育过程中有蛹期，如苍蝇、蝴蝶等)、不完全变态发育(如蝗虫、蝼蛄等)和不变态发育(如衣鱼等)。
(2)青蛙的发育
从幼体(蝌蚪)到成体(蛙)的发育过程中，在生活和形态结构上要发生很大改变的发育类型，叫做变态。
5．动物克隆技术的进展情况
时间 事件 标志
公元前5000年 人类祖先发现，最茁壮的植物种子培育出的谷物更优良 克隆技术最终目标的最初体现，是人类开始按照人类的意图控制生命的开端
1952年 美国科学家罗伯特·希里格斯和托马斯·金用一只蝌蚪的细胞制造了与原版一样的复制品 引发了关于克隆的第一场辩论
1972年 科学家将某种特定基因分离出来，使它与某种有机体结合，产生理想的基因复制品 这是人类利用生物外源基因的转基因技术的开始
1984年 科学家斯蒂恩·威拉德森用胚胎细胞克隆出一头羊，这是第一例得到证实的克隆哺乳动物 能克隆出哺乳动物是这一实验的伟大之处，但利用的是胚胎细胞(具原始分生能力的干细胞)
1996年(1997年2月17日公布) 英国科学家Wil．mut等参与的世界第一例从成年动物细胞克隆出的哺乳动物绵羊多莉诞生 人类在该领域研究的重大突破，引起全世界的轰动
1997年 美国总统克林顿决定5年之内禁止用联邦基金资助克隆人计划
2001年11月 美国马萨诸塞州沃塞斯特的先进细胞技术公司宣布：首次克隆成功了处于早期阶段的人类胚胎
20世纪90年代 我国西北农林科技大学张涌胚胎克隆取得成功
2000年6月 西北农林科技大学成功获得成年体细胞克隆山羊 标志着我国动物体细胞克隆技术的崛起
2003年9月 中科院动物所与法国科学家合作，发明了精确控制大鼠卵细胞自发活化的专利技术
2004年3月14日 中科院动物所年轻的研究员周琪在瑞典召开的国际转基因科技大会上获得Geno-way转基因科技奖 周琪是获得国际转基因科技奖的第一位华人科学家
2005年2月18日 联合国大会法律委员会经长时间辩论后，最终通过一项国际宣言：要求所有国家禁止开展有违人类尊严的任何形式的克隆人的研究，并提交联合国大会讨论和批准 中国政府将继续坚持反对生殖性克隆人的立场，并将加强对治疗性克隆人研究的管理和控制，确保人类的尊严和国际公认的生命伦理原则不受损害
第三节遗传与进化
1．遗传变异的结构和物质基础
(1)遗传变异的结构
生物体的各种性状都是由基因控制的。基因在细胞里大多有规律地集中在细胞核内的染色体上。染色体是由蛋白质和DNA(脱氧核糖核酸)构成。DNA分子具有双螺旋结构，其基本单位为脱氧核苷酸，包括脱氧核糖、碱基和磷酸。
(2)遗传变异的物质基础
基因是遗传变异的物质基础。基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可以使遗传信息得到表达。若不同人种之间头发、肤色、眼睛、鼻子等的不同，是基因差异所致。
2．遗传变异现象
(1)遗传现象
子代与亲代、子代不同个体之间在性状上表现出的相似性现象。如“种瓜得瓜，种豆得豆”。
(2)变异现象
子代与亲代、子代不同个体之间在性状上表现出的差异性现象。如“一母生九子，子子各不同”。
3．生物进化论
(1)生物进化现象
普遍存在于生物界。生物化石为生物进化提供了最有力的证据。
(2)达尔文进化论的主要观点
达尔文认为，生物普遍存在着过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存现象。达尔文生物进化论的核心是自然选择学说；自然选择的实质是适者生存，不适者被淘汰(也是自然选择的结果)。生物进化的总方向是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生；并认为，生物进化的方向由自然选择决定，生物进化的动力是生存斗争。
(3)生物进化论的发展
综合进化论从群体基因频率变化的角度解释物种进化过程，认为同一物种的生物群体中存在着多种多样的基因。在代代相传的种族繁衍过程中，这些基因从亲代传递到子代并保持着相对的稳定性，同时也发生着某些变异。生物群体中的某些基因所控制的生物性状对环境的适应性较强，则这些基因在子代的生物群体中会越来越多；反之，某些基因所控制的生物性状对环境的适应性较弱，这些基因在子代的生物群体中会越来越少。这说明亲代的基因在传递给子代的过程中也发生着“自然选择”。
4．遗传变异在育种方面的应用
(1)杂种优势
通过物种杂交技术，可使子代表现出双亲的遗传优势。如袁隆平的杂交水稻、中国民间的马与驴杂交产生骡。
(2)人类优生
①近亲结婚的危害：近亲结婚使子代遗传病的发病率大大提高。
②我国“婚姻法”规定：直系血亲和三代以内的旁系血亲禁止结婚。
5．基因科学技术的发展
(1)人类基因组计划
人类基因组计划是美国科学家于1985年率先提出的，旨在阐明人类基因组30亿个碱基对的序列，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，使人类第一次在分子水平上全面地认识自我。该计划于1990年正式启动，其目的是测定人类23对染色体的DNA分子中的全部基因，解读它们包含的遗传信息，造福于人类。美、英、德、日、法、中等六国参加了这项工作。中国承担了3号染色体约1100多个基因的测序，2000年6月26日，六国宣布完成了这项意义重大的工作，即人类基因组草图已经完成。
(2)基因工程的应用——转基因技术
转基因技术是指利用分子生物学技术，将某些生物的基因转移到其他物种中，改造生物的遗传物质，使遗传物质得到改造的生物在性状、营养和消费品质等方面向人类需要的目标转变。转基因技术在农业生产、动物饲养和医药研究等诸多领域有着广泛的应用前景。
(3)沃森、克里克与DNA双螺旋结构的发现及启示
1953年，沃森和克里克发现了DNA双螺旋的结构，开启了分子生物学时代。分子生物学使生物大分子的研究进入一个新的阶段，使遗传的研究深入到分子层次，“生命之谜”被打开，人们能清楚地了解遗传信息的构成和传递的途径。从沃森、克里克对DNA分子双螺旋结构模型的多次重建中，体会科学模型的建立同样是一个不断完善、不断修正的过程，从中体验科学家不畏失败、不懈探索的毅力和精神。
第五章人、健康与环境
第一节人体保健
1．健康的概念
健康不仅仅是没有疾病或虚弱状态，而是指个体在身体、心理和社会三方面的完满状态。它包括三个层次的健康：躯体健康、心理健康和社会适应能力。因此，健康是一个综合的、连续的状态，而不仅仅是生病与否的问题。
2．免疫的作用及类型
(1)免疫的概念及作用
①免疫是机体识别和排斥异己物质的机能，主要指机体对病原生物感染的抵抗能力。
②免疫的作用：免疫反应在维持机体内环境平衡中，主要起防卫、自我稳定和免疫监视三种作用。
(2)免疫的类型
免疫包括非特异性免疫和特异性免疫两种。非特异性免疫主要有以下几种作用方式：屏障作用、吞噬作用、体液作用、生理因素。特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫。
3．人工免疫和计划免疫
(1)人工免疫
人工免疫是模拟自然免疫的原理用人工的方法使机体获得免疫。一般分为人工自动免疫(如预防接种)和人工被动免疫(如直接接种含有某抗体的免疫物质)两种。
(2)计划免疫
根据传染病的发生规律、病情监测所获得的信息和人群免疫水平，按照科学的免疫程序，有计划地利用疫苗进行预防接种，以提高人群的免疫水平，从而达到控制和消灭某些传染病的目的。这种有计划的预防接种，简称计划免疫。
4．七大营养素与膳食平衡的观念
(1)七大营养素
食物中的营养素主要有蛋白质、糖类、脂肪、维生素、水、无机盐和膳食纤维等7大类。每一类营养素对人体的新陈代谢有着不同的作用，除了向人体提供能量外，还提供人体生长发育等生命活动所需要的营养物质。
(2)膳食平衡
人体需要各种营养物质，但需要量不尽相同，营养过剩和不足都会影响身体健康。因此，膳食中要求营养物质的种类齐全、数量适当，营养物质之间的比例合理，并且与身体消耗的营养物质保持相对平衡，即膳食平衡。
5．三种非健康的生活模式
身心健康的人，除了具有强健的体魄外，还具有良好的生活方式、行为习惯及心理品质。当前，吸烟、酗酒、吸毒等已成为严重威胁人类身心健康的社会问题。
(1)吸烟
作为人们的一种习惯和嗜好，吸烟已有很长的历史。但愈来愈多的事实证明，吸烟严重地危害着人类的健康。
(2)酗酒
酒中起作用的主要成分是酒精，即乙醇。如果没有节制地饮酒，甚至喝醉，那就是酗酒。
(3)毒品
国际上通常把毒品分为九大类，其中危害最大的有鸦片类(包括鸦片、吗啡、海洛因以及人工合成的药品如杜冷丁等)、可卡因类和大麻类。目前危害我国的毒品主要是海洛因。
6．几种常见的非传染性疾病
当前，非传染性疾病已成为影响人类健康的主要疾病，肿瘤、心血管疾病、糖尿病等都是非传染性疾病。
(1)高血压
一种常见的心血管疾病，是指体循环动脉血压(包括收缩压和舒张压)增高的现象。青春期高血压，顾名思义是指发生在青春期的高血压。
(2)冠心病
如果冠状动脉管腔内壁堆积了一些类似脂肪的物质(胆固醇等)，就会使管腔变窄，管壁失去弹性而变硬，因而血流量变小，心脏便得不到充分的血液供应，这就是冠状动脉粥样硬化性心脏病，简称冠心病。
(3)肿瘤
有些机体组织细胞，因失去正常调控，而呈现无限增殖——不间断分裂的趋势，使身体某些部位出现团块形的新组织，这就是平常所说的肿瘤。依其性质和危害性程度可分为良性肿瘤和恶性肿瘤两种。恶性肿瘤包括癌(恶性上皮瘤)和肉瘤(恶性脂肪瘤、骨瘤、肌瘤等)两类。习惯上把所有的恶性肿瘤都称为癌。
(4)糖尿病
发病的原因是胰腺不能分泌足够的胰岛素，以至于体细胞不能很好地利用血液中的葡萄糖，因此糖尿病人的血液中葡萄糖含量非常高，并通过尿液排出体外。
7．遗传病
由于生殖细胞或受精卵内的遗传物质在结构或功能上发生了改变，使发育成的个体患有某些疾病。这些疾病称为遗传病。如血友病、白化病、色盲等。
第二节健康与环境
1．影响人体健康的重要因素
影响人体躯体健康的主要因素是一些常见疾病。影响心理健康和社会适应能力的因素包括：社会心理压力，不良的行为习惯，其他各种来自社会、家庭的影响以及青春期心理发展的影响。
2．传染病及传播三环节
(1)传染病的概念
传染病是指由病原体引起的，并且能在人与人之间、动物与动物或人与动物之间相互传播的疾病。
(2)传染病的特点
传染病由病原体引起，具有传染性、流行性及免疫性。
(3)传染病的传播三环节
传染病流行必须具有传染源、传播途径和易感人群三个环节，缺一不可。所以当传染病流行时，切断其中任何一个环节，流行即可终止。
3．常见的传染病
人类的传染病，按照传播途径，可以分为呼吸道传染病、消化道传染病、血液传染病、体表传染病和性传播疾病等类型。
传染病类型 原始寄生部位 病原体传播方式 常见病
呼吸道传染病 呼吸道和肺 病原体主要通过飞沫、空气传播 肺结核、流行性感冒、麻疹、流行性腮腺炎、流行性脑脊髓膜炎、白喉、百日咳等
消化道传染病 消化道及其附属器官 病原体主要通过饮水和食物传播 甲型肝炎、细菌性痢疾、伤寒、蛔虫病、蛲虫病等
血液传染病(虫媒传染病) 血液等组织 病原体主要以吸血昆虫为媒介传播 疟疾、流行性乙型脑炎、丝虫病等
体表传染病(接触传染病) 皮肤等体表 病原体主要通过接触传播，包括直接或间接与病人接触，或者与含有病原体的土壤和水接触 血吸虫病、狂犬病、破伤风、沙眼、疥疮和癣等
性传播疾病(特殊的接触性传染病) 泌尿生殖器官 病原体通过性交的方式进入人体 梅毒、淋病、艾滋病、软下疳和性病性淋巴肉芽肿等
4．环境毒物和中毒
(1)环境毒物的概念
人类环境中的某些化学物质，在一定条件下进入人体后，能在人体内发生生物化学或生物物理作用，干扰或破坏人体的正常生理功能，引起暂时性或持久性的病理状态，甚至危及生命，此类物质称为环境毒物。
(2)环境毒物的主要来源
人类生产和生活活动所产生的化学性污染物，如工矿企业、交通运输、生活炉灶等排出的废物；人类广泛使用的某些人工合成的化合物(如农药等)；也有的来自自然界，如某些地区饮水中含有较高的氟化物、硝酸盐等。
(3)中毒
由于毒物作用而引起的病变称为中毒。人体中毒后，必须根据不同的环境毒物，采用不同的方法进行综合防治。
5．触电、溺水等急救的基本方法
日常生活和生产中，常常会遇到人身伤亡事故，此时就要对伤员实施急救。急救时，第一位的工作是抢救生命，首要的任务是排除致死因素。例如，对触电者首先要切断电源、拉开电闸或用于木棍把电线拨开；对溺水者首先要将他救上岸；对气体中毒病人首先要把他们转移到空气新鲜的地方。
第三节人类与生态环境
l．人口过度增长给自然环境带来的严重后果
生物囤为人类提供各种各样的资源，我们的衣食住行等都依赖于生物圈。人口的适度增长有利于人类自身的发展，但是人口的过快增长必将对人类赖以生存的生物圈造成破坏性的影响。目前，由于人口增长速度过快，人类的需要和自然界可能提供的资源、能源之间，已经产生了很大的矛盾，如土地和淡水的人均占有量日渐减少。由此造成自然资源过度开发、生态环境难以得到有效保护的局面。同时，人口的迅速增长，使我们的环境污染加剧。此外，人口的大量增加，还给住房、就业、教育、医疗、交通等增加了巨大的压力，严重阻碍了人们生活水平和人口素质的进一步提高。
2．生态平衡的现象和意义
(1)生态平衡
生态系统发展到一定阶段，它的生产者、消费者、分解者之问能够较长时间地保持着一种动态平衡，也就是说，它的能量流动和物质的循环能够较长时间地保持着一种动态平衡，这种平衡状态就叫做生态平衡。
(2)稳定的生态系统的特征
在稳定的生态系统中，能量的输入和输出之间达到相对平衡；动物和植物在数量上保持相对稳定；生产者、消费者和分解者构成完整的营养级结构，具有比较稳定的食物链和食物网。
(3)影响生态系统稳定性的因素
生态系统之所以能够保持相对的稳定，是因为生态系统内部具有一定的保持自身结构和功能相对稳定的能力。当生态系统受到外来干扰时，只要这种干扰没有超过一定限度，生态系统就能通过自动调节恢复平衡。但若外来干扰超过这个限度，相对稳定的平衡状态就会被打破。影响生态系统稳定性的因素包括自然因素和人为因素两类。
3．我国生物保护与自然保护的意义和措施
(1)自然保护区的概念
为了保护自然和自然资源，特别是保护珍贵稀有动植物资源，保护代表不同自然地带的自然环境和生态系统，国家划出一定的区域加以保护，这样的地区就叫自然保护区。
(2)自然保护区的主要功能
通过自然保护区，人类认识和掌握了自然界变化的规律及人和自然之间的协调关系，以便能更合理地开发和利用自然资源。
(3)威胁生物多样性的主要原因及保护措施
目前我国的生物多样性也面临着威胁，而人为因素是生物多样性面临威胁的主要原因：①生存环境的改变和破坏；②掠夺式的开发利用；③环境污染；④外来物种的入侵。生物多样性的保护包括就地保护、迁地保护、加强教育和法制管理等。
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