课件32张PPT。第一章 走进物理世界
1.1 希望你喜爱物理物理学就在你我身边物理学推动了社会的发展学习物理的方法说明:①牛顿创立了经典力学体系,发现了牛顿运动定律和万有引力定律;用三棱镜分析日光,奠定了光谱分析的基础;提出了作为经典力学基础的三个运动定律.②伽利略最早提出了相对性原理、惯性定律,正确描述了自由落体运动,发明了伽利略天文望远镜.③爱因斯坦提出了相对论和相对时空观.例1 关于学习物理的方法,下列说法不正确的是( )
A.重视观察和实验,要多做实验
B.要会从实验现象和实验数据中概括和归纳出物理概念和规律
C.要学习爱因斯坦,有独立思考的精神
D.学习物理就是要背概念、背规律、背实验
解析:学习物理既要重视观察和实验,又要有理性思维的意识,要善于独立思考.背概念、背规律、背实验是学不好物理的.
答案:D注重总结物理学习的方法,善于观察和实验,善于联系实际,是学好物理的关键.混淆物理现象与非物理现象例2 下列现象中有些是物理现象,有些不是物理现象,其中属于物理现象的是_____(填字母).
A.海水的潮起潮落
B.夕阳西下常伴有红色的霞光
C.小草发芽
D.龙卷风直冲云霄
E.纸的燃烧
F.自行车轮胎制有花纹 解析:海水随着地球的自转而旋转,而旋转的物体都受到一种力的作用,使它们有离开旋转中心的倾向.同时海水还受到月球、太阳及其他天体的吸引力,因为月球离地球最近,所以月球的吸引力较大.这样在这两个力的共同作用下形成了引潮力,故A属于物理现象.夕阳西下后,折射到空中的七种色光中红光的波长最大,穿透力最强,透过云层射到空中的红光最多,所以天空中出现红色的霞光,故B属于光现象.小草发芽,说明生物能够生长和繁殖,属于生命现象,故C不属于物理现象.龙卷风是一种自然现象,具体地说,龙卷风就是雷暴巨大能量中的一小部分在很小的区域内集中释放的一种形式,故D属于物理现象.纸的燃烧,需要通过化学变化表现出来,属于化学现象,故E不属于物理现象.轮胎制有花纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,属于力现象,故F属于物理现象.
答案:ABDF错解:C、E
注意:判别物理现象的关键是看所给的现象中有没有涉及声、光、热、力、电等各种物理现象的规律和物质结构等内容.A、B、D、F均是物理现象,C是生物现象,E是化学现象.题型一 自然界中的物理现象例3 下面所列的现象中,哪个不是物理现象( )
A.体育课上掷铅球
B.树长高了
C.用手拍桌子
D.水从高处流向低处解析:A选项,体育课上掷铅球,这是物理现象,因为铅球被扔出去了,在空中运动一段时间后铅球落地,而铅球本身并没有变化.同理,C、D两选项也是物理现象.B选项,树长高,这是生物现象,不是物理现象.
答案:B题型二 物理实验的作用例4 (多选)关于物理实验,下列说法正确的是( )
A.人们把在人工控制条件下进行观察和实验的活动叫作物理实验
B.多做物理实验是学好物理的最佳途径
C.初中物理离不开实验
D.实验能提供感性知识
解析:本题应从实验的功能方面去分析解答.A选项讲什么是实验,说法正确.B、C、D三个选项讲的是实验的功能,说法正确,所以A、B、C、D四个选项都正确.
答案:ABCD例5 物理学是一门理论性很强的科学.历史上,很多物理学家都根据理性的分析和科学的思考对未知现象做出过预言.牛顿曾通过万有引力的理论计算并大胆预言——地球因自转会在赤道附近隆起,在两极附近变平,是一个扁球体.1735年,法国科学院派了两支探险队,分赴赤道地区和高纬度地区测量地球的准确形状,返回时报告了与牛顿预言相符的结果.对此,哲学家伏尔泰不以为然,他嘲笑探险队道:“你们历经千难万险,远涉蛮荒就为了发现牛顿在家里就知道的情况!”你认为探险队的工作有意义吗?请说明理由.解析:本题考查了对物理实验重要性的认识,体现了物理学的探究思想,物理理论来源于实践,实验是物理学的基础.
答案:探险队的工作非常有意义.因为实践是检验真理的唯一标准,物理学是一门以实验为基础的科学,物理结论是否正确需要实验证实.探险队证实了牛顿的预言,所以说他们的工作非常有意义解读中考:本节在中考中几乎不涉及,但有时也会考查研究物理的基本方法、几位重要物理学家的史料、与教材相关的图片等,题型多为选择题与填空题.考点一 物理常识教材第7页“图1-14”图1-14牛顿发现了万有引力定律例6 (湖北随州中考)“我不知道世界会怎样看待我,然而我认为自己不过像在海滩上玩耍的小孩……而我面前,则是一片尚待发现的真理的大海”.这是以下哪位科学家对自己成就谦逊的说法( )
A.牛顿
B.伽利略
C.欧姆
D.焦耳图1-1-1解析:牛顿是英国伟大的物理学家,在力学、光学、天文学等领域取得了辉煌的成就,但他非常谦虚,在临终时他这样说:“我不知道世界会怎样看待我,然而我认为自己不过像在海滩上玩耍的小孩……而我面前,则是一片尚待发现的真理的大海”.故选A.
答案:A例7 观察如图1-1-2所示的情景,按要求将它们分类.(填序号)
(1)属于力现象的有___________.
(2)属于声现象的有___________.
(3)属于光现象的有___________.
(4)属于热现象的有___________.
(5)属于电现象的有___________.核心素养d、eb、d、fa、b、c、ddba.夕阳西下 b.电闪雷鸣
c.湖光山色 d.火山喷发
e.弯弓射箭 f.演奏二胡
图1-1-2解析:因为空气中有水蒸气,在正午太阳直射的时候,由于太阳和我们观察的位置在同一直线上,因此光线不发生折射;早上或傍晚,由于太阳和我们观察的位置之间有角度,阳光透过水分发生漫反射和折射,这就相当于我们是通过一个棱镜来看太阳光,因此会有霞光,故夕阳西下是光现象.雷电是伴随有闪电和雷鸣的一种可怕而雄伟壮观的自然现象,雷电既有光的产生,又有声音的产生.湖光山色指有水有山,风景秀丽,水面可以被看作平面镜,通过水面看到了山的倒影,是光的反射现象.火山喷发时,固态的岩石在高温下熔化为液态的岩浆,岩浆克服重力从火山口喷出,刚喷出的岩浆随之凝固成固态的岩石,这是一种热现象,同时会产生明亮的火焰和高能次声波.弯弓射箭说明了力可以改变物体的形状,是力现象.演奏二胡使我们听到了优美的音乐,是声现象.课件42张PPT。第一章 走进物理世界
1.2 测量长度和时间长度的单位巧记乐背单位换算要牢记,
数不变,单位换;
大化小,乘进率;
小化大,除(以)进率.方法技巧:在进行长度单位的换算时,正确的步骤是数字不变,乘目标单位与原单位之间的进率,再将原单位改为目标单位即可.例1 下列长度单位的换算正确的是( )
A.96 nm=96×10-3=0.96 μm
B.96 cm=96×10 mm=960 mm
C.96 cm=96 cm× m=0.96 m
D.96 nm=96×10-8 m=9.6×10-7 m
解析:在进行单位换算时,关键点是把“原单位”用“目标单位”进行等量代换,以选项A为例,96 nm=96×1 nm=96×10-3 μm =0.096 μm,显然选项A换算中第二步漏掉“目标单位 μm”;选项C中,正确的换算过程是96 cm=96× m=0.96 m;选项D未能把“原单位nm”和“目标单位m”进行等量代换,正确的换算过程是 96 nm=96×10-9 m=9.6×10-8 m.B长度的测量巧记乐背尺子要放正,
视线要垂直,
读数要估计,
记录要单位.刻度尺的分度值不同,所达到的精确程度不同.
如图1-2-1所示,A刻度尺的分度值是1 mm,能精确到毫米,所测长度可读为3.80 cm,其中3.8 cm是准确值,0.00 cm是估读值.B刻度尺的分度值是1 cm,能精确到厘米,所测长度为3.8 cm,其中3 cm是准确值,0.8 cm是估读值.B刻度尺没有A刻度尺精确,反过来,当我们读出3.80 cm时,就要知道所用刻度尺的分度值是1 mm,所以测量值3.80 cm和3.8 cm的意义是不同的.图1-2-1例2 (福建漳州中考)如图1-2-2所示,要正确测出物体A的长度,应选_____(填“甲”或“乙”)图,物体A的长度为______.
解析:乙图中用刻度尺测量物体A的长度时没有将物体的左端与“0”刻线对齐,而是与刻度尺的最左端对齐,故乙测法错误;甲图中两条相邻刻线之间的距离(分度值)是1 mm,物体的长度是6.05 cm-4.00 cm=2.05 cm.图1-2-2甲2.05 cm刻度尺的使用规则:(1)首先要了解刻度尺:①量程是多少;②零刻线是否磨损;③分度值是多少.(2)使用时:①刻度尺要与被测部分对齐;②让刻度尺有刻度的一面紧贴被测部分,测量的始端与“0”刻线对齐,如果“0”刻线磨损,可以与其他整刻线对齐,此时测量结果要减去整刻线所对的数值;③读数时视线要与尺面垂直;④读数时结果要估读到分度值的下一位;⑤记录数据要写单位.误差和错误例3 下列对误差和错误的理解中正确的是( )
A.误差就是测量中产生的错误
B.只要我们认真测量,误差和错误都可以避免
C.只要选用精密的测量仪器就可以消除误差
D.误差只可能减小,不可能避免
解析:误差是在正确测量的情况下,测量值与真实值之间存在的差异,不是错误,故A错误;测量中应该尽量减小误差,却不能避免误差,误差不同于错误,错误是不遵守测量仪器的使用规则测出的结果,它是可以避免的,而误差是不可避免的,故B、C错误,D正确.D时间的单位及测量例4 如图1-2-3所示,停表的读数是_____min _____ s.
解析:由题图知在停表的小表盘上,每1 min之间有2个小格,所以1个小格代表0.5 min,指针在“3”和“4”之间,偏向“3”的一侧,所以分针指示的时间为3 min,且大表盘应读0,1,2……这一圈刻度;在停表的大表盘上,每1 s之间有10个小格,所以1个小格代表0.1 s,指针在4.4 s处,所以秒针指示的时间为4.4 s,即停表的读数为3 min 4.4 s.图1-2-34.43停表读数时应按先小表盘后大表盘的顺序读取两指针的示数,最后记录结果为大表盘的读数加上小表盘的读数.测量长度时记录错误例5 如图1-2-4所示,用刻度尺测物体的长度,所测物体的长度是_______.
图1-2-4
解析:由题图知,在每1 cm之间有10个小格,所以1个小格代表的长度为1 mm,也就是此刻度尺的分度值为 1 mm;物体的起始端在6.00 cm处,末端在9.80 cm处,所以物体的长度L=9.80 cm-6.00 cm=3.80 cm.3.80 cm错解:9.80 cm、3.8 cm、3.80
注意:错因是分不清刻度尺的分度值,忘记估读到分度值的下一位;用零刻线磨损的刻度尺测量物体的长度时,只看末端就直接读数;当被测物体的末端与刻度尺的某一刻线恰好对齐时,忽略了在测量值后面加估读值“0”;记录的结果不带单位等.求平均值出错例6 同一长度的五次测量记录分别是:25.1 mm、25.2 mm、25.1 mm、27.2 mm、25.3 mm,根据以上测量记录可知,这一物体的长度应记作_______mm.
解析:27.2 mm与其他四个测量结果比较,差别最大,所以此数值是错误的,应该舍去,则物体的长度L =
≈25.2 mm.25.2错解:25.6
注意:认为物体长度为25.6 mm,错因是没有将错误数据27.2 mm去掉就取平均值了.用同一刻度尺测同一物体的长度时准确值应是相同的,有差异的只是估读值,而27.2 mm与其他数据相比明显存在差异, 这不是误差,而是错误,取平均值作为物体的长度时,应将该数据去掉,平均值的位数应与测量值的位数相同.题型一 长度的单位及各单位间的换算例7 人教版《物理》课本长258.0 mm,合_______m, _______ μm.思路导图只换单位不换数值明确原单位与目标单位的换算关系进行单位之间的等量代换解析:单位换算目标是mm→m、mm→μm.它们之间的换算关系分别是1 m=103 mm、1 mm=103 μm.换算过程为258.0 mm=258.0×10-3 m=0.258 m,258.0 mm=258.0×103 μm=2.58×105 μm.
答案:0.258 2.58×105题型二 刻度尺及其使用例8 用图1-2-5所示的刻度尺来测金属块的长度,下列测量结果正确的是( )
A.8.60 cm
B.1.60 cm
C.1.6 cm
D.以上结果都不正确图1-2-5解析:由题图可知,该刻度尺的分度值是0.1 cm,金属块左端对准的刻线是7.00 cm,右端对准的刻线是8.60 cm,所以金属块的长度是8.60 cm-7.00 cm=1.60 cm.故选B.
答案:B思路导图观察刻度尺的分度值是多少看清物体的两端与哪处刻线对齐两刻线所对应的刻度之差即为物体的长度例9 某同学用刻度尺测量钢球的直径,测得的四次结果分别是1.82 cm、1.87 cm、1.68 cm、1.81 cm,则小球的直径应取( )
A.1.83 cm B.1.833 cm
C.1.76 cm D.1.759 cm
解析:由题目所给测量结果可知,数据1.68 cm是错误的,应去掉;在求平均值时,平均值的位数应与测量值的位数相同,则钢球的直径d= ≈1.83 cm,故选A.题型三 测量误差A题型四 测量时间例10 如图1-2-6所示是两种常用的测量时间的工具.其中甲表叫,大表盘的分度值是.若体育课上要测量跑200 m的时间,应用_____(填“甲”或“乙”)表;要测量一场电影的时间,应用_____ (填“甲”或“乙”)表.图中所示甲表的读数为.图1-2-6解析:题图所示的两种计时工具,甲表叫停表,大表盘分度值是0.1 s,小表盘分度值是0.5 min,测量的准确程度较高,所以在体育课上要测量跑200 m的时间,应用此表.乙表叫钟表,分度值是1 min,一周最大读数是12 h,测量一场电影的时间,选择钟表即可.由图甲知,在停表的小表盘上,每1 min之间有2个小格,所以1个小格代表0.5 min,指针在“3”和“4”之间,偏向“4”一侧,所以分针指示的时间为3 min,且大表盘应读31,32,33……,这一圈刻度;在停表的大表盘上,每1 s之间有10个小格,所以1个小格代表0.1 s,指针在37.5 s处,所以秒针指示的时间为37.5 s,即停表的读数为3 min 37.5 s.
答案:停表 0.1 s 甲 乙 3 min 37.5 s例11 图1-2-7中的甲、乙两图是同一把平放在同一张白纸上的透明刻度尺正放和反放的照片,图丙是其沿刻线方向的横截面图.刻度尺的刻线是用油漆喷上去的.由图乙可以看到,每个数字和刻线的右侧都有一个阴影.图1-2-7(1)利用图丙说明,该刻度尺的刻线喷在图丙中所标的A、B、C、D的哪个部位?为什么?
(2)一般都将刻度尺带刻线的一侧做得较薄,这样做的好处是什么?
解析:(1)刻线喷在刻度尺背面,刻度尺薄的一侧,由题图丙知C处较薄,所以刻度尺的刻线喷在C处,目的是让刻线靠近被测物体,减小测量误差.(2)刻度尺有刻线的一边做得较薄,是为了在使用刻度尺画线的时候笔尖贴近刻度尺,线更容易画直.同时由于笔尖贴近刻线,更容易画出符合要求的线段.答案:(1)C处;为了让刻线靠近被测物体,减小测量误差.(2)刻度尺可以紧靠被测物体;在使用刻度尺画线的时候笔尖贴近刻度尺,线更容易画直,同时由于笔尖贴近刻线,更容易画出长度符合要求的线段.知识链接(1)刻度尺的使用:①使用刻度尺时应让有刻线的一侧紧靠被测物体;②物体的一端对准整刻线或“0”刻线;③读数时视线与尺面垂直;④要估读到分度值的下一位;⑤记录结果包括数值和单位.
(2)刻度尺的制作原理:刻线喷在刻度尺较薄的一侧的背面,这样做是为了所画的线更准确、更标准.解读中考:本节主要考查长度、时间的单位及各单位间的换算,刻度尺、停表的正确使用等.刻度尺的正确使用、停表的读数是考查的热点,题型多为选择题、填空题和实验题. 考点一 刻度尺的使用教材第10页“活动2”
仔细观察图1-19所示的测铅笔长度的方法,并回答下面的问题:
图1-19
(1)刻度尺应该怎样摆放?
刻度尺要紧靠被测量的物体,零刻线要对准.例12 (贵州黔西南中考)如图1-2-8所示,读数时视线正确的是____(填“A”或“B”),物体的长度读数为_____cm.
解析:读数时,视线要与尺面垂直,故选B;由题图知,刻度尺的分度值是1 mm,物体的起始位置对应的刻度值是5.00 cm,末端对应的刻度值是7.48 cm,则物体的长度L=7.48 cm-5.00 cm=2.48 cm.图1-2-82.48B考点二 停表的使用教材第13页“测量时间的工具”
停表的读数
首先读出小表盘上的整分钟数(不包括半分钟数),然后读出大表盘上的秒数,若小表盘的分钟数大于半分钟,则大表盘读31,32……,若小表盘的分钟数没过半分钟,则大表盘读0,1,2……,读出停表上两指针所对应的时间值,用小表盘对应的分钟数加上大表盘对应的秒数(注意单位统一)就是测量值.例13 (广西贺州中考)如图1-2-9所示,机械停表的读数是_____________,合计______ s.
图1-2-9
解析:停表的小表盘分度值为0.5 min,指针所指时间在3 min与4 min之间,刚超过3 min;大表盘的分度值为0.5 s,指针所指的时间在10 s处,故停表读数为3 min 10 s=190 s.1903 min 10 s例13 小明用一把如图1-2-10所示的刻度尺测量物理书的宽度,他的测量方法如图所示,图中是他读数时眼睛的位置.
图1-2-10
(1)请指出小明测量中的一个错误:___________.
(2)纠正错误后小明前后测量了四次,读数分别是25.98 cm、26.00 cm、26.02 cm、26.42 cm.其中错误的数据是______.该课本的宽度应为cm.他多次测量的目的是_______.核心素养(3)下列关于误差与错误的说法正确的是_______.
A.读数时多估读几位数字,可以减小误差
B.误差就是错误
C.只要测量时认真仔细,工具精密,就不会有误差
D.测量时误差不可避免
(4)若有一把金属材料制成的刻度尺,且这种金属材料在温度不同时,其长度变化很明显(热胀冷缩),则在严冬季节用它测量物体的长度时,其测量结果将________(填“偏大”“偏小”或“不变”).解析:(1)由题图知,刻度尺的使用有以下错误:刻度尺没有沿着被测物体放正;读数时视线没有与尺面垂直;刻度尺的刻线没有紧贴被测物体.(2)四次读数中,26.42 cm与其他数据相差较大,属于错误数据,应去除;物理课本的宽度L=25.98 cm+26.00 cm+26.02 cm3=26.00 cm;用刻度尺测物理课本的宽度需要多次测量,多次测量的目的是取平均值减小误差.(3)测量时应该估读到分度值的下一位,再多估读几位没有意义,故A错误;测量时出现误差,不等于出现了错误,错误是可以避免的,而误差是不能避免的,故B错误,D正确;误差是难以避免的,但测量时认真仔细,工具精密,可以减小误差,故C错误.(4)由于金属的热胀冷缩,严冬季节,尺子实际长度变短,而刻度依然是原来标注的刻度,所以用它测量物体的长度时,其测量结果会偏大.
答案:(1)读数时视线没有与尺面垂直(或刻度尺没有沿着被测物体放正或刻度尺没有紧贴被测物体)(2)26.42 cm26.00减小误差(3)D(4)偏大1.3长度和时间测量的应用课件37张PPT。第一章 走进物理世界
1.3 长度和时间测量的应用长度测量的特殊方法方法技巧:累积法适用于测无法直接测量的微小量,如测纸张的厚度、硬币的厚度、铜丝的直径等;替代法(辅助法)适用于测不容易直接测量尺寸的量,如测硬币的直径、圆锥的高等;化曲为直法适用于测弯曲的长度,如测地图上铁路的长度等;滚轮法适用于测较长的距离;截取法适用于测弯曲的距离.例1 如图1-3-1所示,将50 cm长的金属丝,在铅笔上紧密排绕了30匝,线圈长度为_______cm,则金属丝的直径为_______ cm;若在绕金属丝时,没有密绕而是留有间隙,则测得的直径将偏.图1-3-1解析:本题是先测出30匝金属丝的直径之和是多少,再除以30,就是金属丝的直径.由题图可知线圈长度L=5.00 cm,线圈匝数n=30,故金属丝的直径 ≈0.17 cm.若在绕金属丝时,没有密绕而是留有间隙,会使测量的线圈长度偏大,导致测得的直径偏大.
答案:5.00 0.17 大本题所用的方法叫累积法,直接用毫米刻度尺测金属丝的直径不好测,但可以先测30匝金属丝的直径之和,再除以匝数30,就可以算出金属丝的直径.测形状不规则物体的体积俯视读数偏大,
仰视读数偏小.小提示:利用量筒或量杯测量物体体积时应注意:①物体不易吸水或不溶于水;②物体大小要合适,使它能够完全放入量筒或量杯中;③量筒或量杯中的水量适量,即物体放入量筒或量杯中后,水面不会超过量筒或量杯的最大刻度,同时水又能浸没被测物体.例2 如图1-3-2所示是用量筒测量形状不规则物体的体积的一种方法.由图可知,该量筒的量程为_______mL,该物体的体积为_______ mL.
解析:该量筒所能测量的最大值为100 mL,所以其量程为0~100 mL;量筒中液体的体积为50 mL,物体和液体的总体积为60 mL,故物体的体积V=60 mL-50 mL=10 mL.图1-3-20~10010长度与时间的估测例3 身高160 cm的小明利用自己的身体特征进行了以下估测,最接近真实值的是( )
A.教室宽5臂展,约8 m(臂展:两臂左右平伸时,两手中指指尖之间的距离)
B.教室长10步幅,约30 m(步幅:走路时,两脚尖之间的距离)
C.课桌长4,约2.8 m(:张开手,拇指尖到中指尖之间的距离)
D.物理课本厚1指宽,约10 cm解析:教室宽5臂展,约8 m,则每臂展约1.6 m,符合生活实际;教室长10步幅,约30 m,则每步幅约为3 m,这不符合实际;课桌长4,约2.8 m,则每约0.7 m,即7 dm,这不符合实际;物理课本厚1指宽,约1.5 cm,10 cm不符合实际.故选A.
答案:A不能正确地选择测量方法例4 测量一个圆柱体的直径,如图1-3-3所示的几种测量方法中正确的是( )图1-3-3解析:用刻度尺测量物体的长度时,一般应从零刻线或某一整刻线开始测量,A、B、D选项中的测量方法会使测量值偏小,不符合题意;C选项所示的方法为“辅助工具法”,与圆柱体接触的两个三角板的直角边所对应的示数之差即为圆柱体直径的大小,符合题意.故选C.
答案:C错解:A或B或D
注意:测量圆柱体的直径,关键是找到一种合理的测量方法,即如何准确地确定直径的起点和终点,并且使之与刻度尺上的刻线对齐.由于圆柱体的横截面是圆形的,所以我们应借助一些辅助工具进行测量.在A、B、D三个选项中,刻度尺的刻线没有对准圆柱体截面的起点,测量方法错误,正确的测量方法是C选项所示的方法.题型一 长度测量的特殊方法例5 长度的测量是最基本的测量之一,如图1-3-4所示的圆柱体的直径为______cm.
图1-3-4解析:由题图知,刻度尺的分度值是1 mm,圆柱体的前端对应的刻度值是6.00 cm,末端对应的刻度值是8.35 cm,则圆柱体的直径d=8.35 cm-6.00 cm=2.35 cm.
答案:2.35(2.34~2.36均正确)题型二 测物体的体积例6 如图1-3-5所示,量筒的量程是________,分度值是______,物体的体积是________cm3.
图1-3-5
解析:由题图可知,量筒的最大测量值是50 mL,即量筒的量程是0~50 mL,量筒每10 mL分10个小格,每小格为1 mL,即分度值是1 mL,则V物=V总-V水=40 mL-20 mL =20 mL=20 cm3.200~50 mL1 mL题型三 人体上的尺和表例7 在下列常见物体的数字后面填上适当的单位:
(1)一张纸的厚度约为0.07______.
(2)教室的高约为3.1______.
(3)中指的长约为0.75______.
解析:(1)人的头发的直径在0.07 mm左右,一张纸的厚度与此差不多,在0.07 mm左右.(2)一层楼的高度在3 m左右,教室的高度与一层楼的高度差不多,在3.1 m左右.(3)一支粉笔的长度在10 cm左右,中指长度略小于10 cm,在7.5 cm=0.75 dm左右.mmmdm例8 给你一枚一角硬币,你能想出多少种测硬币直径的方法?把你所用的器材和步骤写出来.
解析:本题是长度测量的开放性问题,解题方法有多种,“替代法”是应用了等量替代的原理;“以直代曲法”是在测量地图上两地间的铁路线、公路线长时常用到的方法.
答案:方法一
器材:硬币、三角板(两个)、刻度尺
步骤:用两个三角板的直角边紧夹硬 币(如图1-3-6所示),两个三角板的直角 边所对应的刻度值的差值,就是硬币的直径.图1-3-6方法二
器材:硬币、刻度尺、红色圆珠笔
步骤:在硬币边缘上点一红色标记,将硬币放在刻度尺上,使红色标记对准某一刻线,记下读数,将硬币沿刻度尺的刻线转过一周后,红点再对准另一刻度时记下读数(如图1-3-7所示),这两个读数之差,即为硬币的周长C,根据周长公式C=πd,即可求出硬币的直径d= .图1-3-7方法三
器材:硬币、弹性不大的细棉线、刻度尺、笔
步骤:用细棉线绕硬币一周,并在起点与终点处用笔做记号,用刻度尺量出细棉线上两记号间的距离即为硬币的周长.根据周长公式C=πd,即可求出硬币的直径d= .
方法四:
器材:硬币、白纸、刻度尺、笔
步骤:把硬币放在白纸上,紧贴着边缘用笔画上一圈,再剪下对折,然后用刻度尺直接测量圆的直径d.知识链接(1)利用直尺和三角尺的组合,可以测量出环形物体、圆柱体、球体的直径,还有硬币的直径、圆锥体的高等.生活中测身高也是应用这个方法.
(2)除此之外,还有一些特殊的测量物体长度的方法,如累积法、以直代曲法、滚轮法、取样法、平移法等.
(3)测量物体的长度时刻度尺的使用方法:
①测量前,看清刻度尺的零刻线、分度值和量程;②测量时,刻度尺要沿着所测的长度,不能歪斜,零刻线应对准被测物体的一端;③读数时,视线要与尺面垂直,并估读到分度值的下一位.
(4)减小误差的方法:①采用更加精密的测量仪器;②多次测量求平均值;③改进实验方法.解读中考:本节主要考查的内容为长度的特殊测量方法、长度的估测、体积的测量、时间的估测等.其中时间和长度的估测及测量工具的使用是历年中考考查的重点.由于测量和生活、生产密切相关,所以今后对这部分内容的考查还有可能会增加,题型多以填空题、选择题、实验题为主,偶尔也有简答题.考点一 长度的估测教材第16页“活动3”
你身上的“尺”
图1-27 身体上的一些尺寸例9 (福建龙岩中考)在生活中,人们经常用手估测长度:伸出你的拇指和中指(如图1-3-8所示),拇指和中指两指尖之间的距离叫(zhǎ).你的一约_________________ cm,你现在使用的物理试卷的长度约_____________________.
解析:一在15~22 cm之间,物理试卷的长度约为52 cm,为2.5~3.5.图1-3-83(2.5~3.5均正确)17(15~22均正确)考点二 特殊方法测物体的长度教材第17页“作业第2题”
如图1-29所示,将细铜丝在铅笔上紧密排绕25圈,则细铜丝的直径为______mm.
图1-29例10 (山东德州中考)如图1-3-9所示,小明用刻度尺和三角板测一枚纽扣的直径,纽扣的直径是______cm.
解析:由题图知刻度尺上每1 cm之间有10个小格,所以1个小格代表的长度是0.1 cm=1 mm,即此刻度尺的分度值为1 mm;纽扣左侧与2.00 cm刻线对齐,右侧与3.20 cm刻线对齐,所以纽扣的直径d=3.20 cm-2.00 cm=1.20 cm.图1-3-91.20例11 现有一个圆柱形封闭油桶,形状如图1-3-10所示,仅有一个钢卷尺(量程满足测量的要求),一支粉笔和一个重垂线,不许计算,不许打开油桶,要求直接测量出封闭油桶的上、下边缘上两点间最大的直线距离.请设计一个实验方案,说明具体方法.核心素养图1-3-10解析:油桶是封闭的,在不能打开的前提下测量上、下边缘上两点间最大的直线距离,必须采用等量转换的方法,进行间接测量.
①将桶直立于水平地面上,用粉笔沿桶底在水平地面上画一个圆;
②将桶移至与圆相切的位置,设切点为B′(如图1-3-11);图1-3-11③利用重垂线找出切点
正上方桶边缘上的点A;
④用卷尺找出圆的过B′点的直径,确定直径的另一端点C的位置;
⑤用卷尺直接测量A、C之间的距离,测得结果即为桶的上、下边缘上两点间最大的直线距离.
答案:见解析课件36张PPT。第一章 走进物理世界
1.4 尝试科学探究探究摆的奥秘例1 如图1-4-1所示是一条细绳一端系一个小铁块做成的摆,小明用电子表测出了这个摆的周期(摆动一个来回所用的时间)后,想探究摆的周期与什么因素有关.他猜想可能与小铁块的质量有关,还可能与细绳的长短有关.于是他通过改变小铁块的质量和细绳的长度测出摆动30个周期所用的时间,得出如下表所示的实验数据:图1-4-1(1)摆动一个来回所用的时间比较短,难以测准,为了减小误差,小明的做法是_______________________________________________________.测出摆动30个周期所用的时间,除以30,即为摆的周期(2)在第1、2次实验中,小明用“保持质量不变,改变细绳长度”的方法来探究摆的周期与细绳长度的关系.这种方法是物理学中研究问题常用的____________法.
(3)通过比较第1、2次实验的数据,得出的实验结论是_______________________________________________;通过比较第_______________________次实验的数据,得出的实验结论是摆的周期与小铁块的质量无关.
(4)通过实验分析,小明得出的实验结论是__________________________________________________.摆的周期与小铁块的质量无关,与摆长有关控制变量在小铁块的质量一定时,摆长越长,周期越大1、3(或2、4)解析:(1)直接测出一个周期,测得的周期误差较大,题中小明的做法是测出摆动30个周期所用的时间,除以30,即为摆的周期.(2)在第1、2次实验中,小明用“保持质量不变,改变细绳长度”的方法来探究摆的周期与细绳长度的关系,应用了控制变量法.(3)由表中实验数据可知,在第1、2次实验中,小铁块质量相等,摆线长度不同,摆线长度越长摆的周期越大;由表中实验数据可知,在第1、3或2、4次实验中,小铁块的质量不同,摆线的长度相同,摆的周期相同,由此可知:摆的周期与小铁块的质量无关.(4)由表中实验数据可知:摆的周期与小铁块的质量无关,与摆长有关.本实验中,保持摆长不变,探究钟摆摆动的快慢是否与摆重有关;保持摆重不变,探究钟摆摆动的快慢是否与摆长有关.这就是控制变量法,控制变量法在今后的探究实验中会经常用到.科学探究的过程例2 下列各种说法都与科学探究要素有关,请你判断是对还是错.(对的打“√”,错的打“×”)
(1)学习物理既要学习物理知识,又要学习科学的探究方法( )
(2)要学会提出问题,因为提出一个问题往往比解决一个问题更重要( )
(3)猜想与假设要以事实为依据,不能凭空乱想( )
(4)在科学探究活动中,要有周密的计划,否则就是盲目的活动( )√√√√(5)人们常说:“事实胜于雄辩”,这说明收集证据特别重要( )
(6)要重视交流与合作,因为这是表述自己观点的机会,同时也是向别人学习、修正或放弃自己错误观点的机会( )√√弄混科学探究环节的顺序例3 科学探究,要经历提出问题、、设计实验与制订计划、、分析与论证、评估、交流与合作的过程.
解析:科学探究一般要经历提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作的过程.
答案:猜想与假设进行实验与收集证据错解:进行实验与收集证据猜想与假设
注意:科学探究一般要经历提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作这几个过程,猜想与假设是明确实验目的并设计实验的前提,进行实验与收集证据是实验探究的关键环节.题型一 摆的奥秘例4 (山东枣庄模拟)小芳对八年级物理“伽利略对摆动的研究”非常感兴趣,于是利用如图1-4-2所示的装置进行实验.她测出了摆球摆动30次所用的时间,进而算出摆球摆动一次所用的时间.针对摆球摆动一次所用的时间与哪些因素有关这一问题,她提出了以下猜想:
A.可能与摆球的质量有关;
B.可能与摆线的长短有关;
C.可能与摆角的大小有关.图1-4-2她利用以下器材:质量不同的两个小钢球、长度不同的两根细线、一个铁架台、一个停表、一把刻度尺、一个量角器等,进行了以下四次实验.(1)由1、2两次实验,可验证猜想______(填猜想前的字母),结论是__________________________________________________________________.
(2)由________两次实验,可验证猜想C.
(3)由________两次实验,可验证猜想A.
解析:(1)分析1、2两次实验可知,摆球质量和摆角相同时,摆线越长,摆动一次所用的时间越长,故可得结论:当摆球质量、摆角一定时,摆线越长,摆动一次所用的时间越长.(2)要探究摆动一次所用的时间与摆角大小的关系,应控制摆线长和摆球质量不变,改变摆角的大小,由表中数据可知2、3符合.(3)要探究摆动一次所用的时间与摆球质量的关系,应控制摆线长和摆角的大小不变,改变摆球质量的大小,由表中数据可知3、4符合.3、4B当摆球质量、摆角一定时,摆长越长,摆动一次所用的时间越长2、3题型二 科学探究过程例5 简述“探究乒乓球的反弹高度的影响因素”的基本环节.
解析:一个较完整的科学探究过程应该包含7个环节:提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作.(1)提出问题:乒乓球的反弹高度与哪些因素有关?(2)猜想与假设:①与接触面的硬度有关;②与乒乓球下落的高度有关;③与乒乓球的大小有关.(3)设计实验与制订计划:①让同一乒乓球先后从同一高度自由下落,分别接触水泥地面和木板表面,观察乒乓球弹起的高度.②让同一乒乓球先后从不同高度自由下落,接触水泥地面,观察乒乓球弹起的高度.③让大小不同的乒乓球从同一高度自由下落,接触水泥地面,观察乒乓球弹起的高度.(4)进行实验与收集证据:分别进行实验,测量出乒乓球弹起的高度.(5)分析与论证:由测量结果分析出影响乒乓球反弹高度的因素.(6)评估:乒乓球的反弹高度除了与探究的几个因素有关外,还与什么因素有关?探究的结论是否可靠?(7)交流与合作:与同学们交流探究过程,改进探究方案.
答案:见解析例6 小明从电影中看到,古代的将军用力把铁弓拉满后,能将箭射得很远,于是小明联想到自己玩耍的竹弓,即使拉得很满,也不能将箭射得很远.请你分析以上现象,提出一个值得探究的问题,并简述探究的方法.
(1)你提出的探究问题是?
(2)你探究的方法是.解析:(1)箭被射出距离的不同,反映了铁弓与竹弓弹性的不同.前后两次都是将弓拉满,即弓的形变相同,由于两只弓的材料不同,造成了弓的弹性不同.由此提出问题:物体的弹性与物体的材料是否有关?(2)为了探究弓的弹性与材料是否有关,根据控制变量的思想可知,要用两个长、宽、厚都相同,但材料不同的钢尺和塑料尺且拉弯相同的幅度去做实验.由于其弹性是由被弹击物体射出去的距离来体现的,所以要用两把尺子去弹同一个静止在桌面上的小球,比较小球被弹开的距离,即可得出结论.答案:(1)物体的弹性与物体的材料有关吗
(2)用两个长、宽、厚都相同的钢尺和塑料尺,拉弯相同的幅度,去弹同一个静止在桌面上的小球,比较小球被弹开的距离,即可得出结论知识链接控制变量法是物理学中进行科学探究的常用方法.对于多因素问题,控制其他因素不变,只改变其中一个因素,从而研究该因素对所研究事物的影响,如此对各因素分别进行研究,再综合分析,这就是控制变量法.本题(1)中提出的问题,根据控制变量的思想,保证形变的程度相同,被弹击的物体相同,但研究对象的材料不同,由此去设计探究的方法.解读中考:中考对本节的考查重点是对科学探究方法和意义的理解.中考的考查趋势一是结合生活、生产设置新情景考查探究能力,二是结合其他章节知识综合考查探究能力.题型多为选择题、填空题、实验题. 考点一 探究摆球的摆动快慢与哪些因素有关教材第19页“图1-35”
探究摆的奥秘
图1-35 用不同摆球做实验例7 (内蒙古包头中考)某同学要探究单摆来回摆动一次的时间与什么因素有关,于是他准备了不同质量的小铁球(质量已知)、细绳、刻度尺、铁架台等器材,实验装置如图1-4-3所示.
(1)实验器材中还应该有________.
(2)他将实验过程中测量的数据记录在下表中,分析数据可知,单摆来回摆动一次的时间只与________有关,该实验所用的科学探究方法是_________________.图1-4-3停表摆长控制变量法(3)实验完成后,该同学用质量为20 g和50 g两个小铁球,分别制成摆长为80 cm和100 cm的两个单摆,根据上面实验结论可推测,这两个单摆来回摆动一次的时间应分别是_______s和_______ s.2.01.8解析:(1)因为要探究单摆来回摆动一次所用的时间跟哪些因素有关,故需有测量时间的工具,故还缺少停表.(2)由表中实验数据可知,在摆动幅度、质量变化,摆长不变时,来回摆动一次的时间不变.只有摆长改变了,来回摆动一次的时间才改变,所以单摆来回摆动一次的时间只与摆长有关,与小球质量和摆动幅度无关.研究任意一个因素和来回摆动时间的关系时,一定保证其他因素不变,这种探究方法是控制变量法.(3)分析实验数据可知:来回摆动的时间与摆长有关,与小球的质量和摆动幅度无关,所以80 cm和100 cm的两个单摆来回摆动一次的时间应分别是1.8 s和2.0 s.例8 下面是小明和他的学习小组一起做的探究篮球反弹性能的强弱与哪些因素有关的实验,请按照要求填空.
【猜想与假设】
猜想一:可能与篮球的材质有关;
猜想二:可能与篮球的_________(写一个)有关.
【制订计划与设计实验】
在探究猜想一时,他们只选择材质不同、其他因素都相同的篮球,设计了以下实验方案.
方案一:其他条件都相同,用力向下拍不同的篮球,观察比较它们反弹后的高度;核心素养充气情况方案二:其他条件都相同,让不同的篮球从同一高度自由下落,观察比较它们反弹后的高度;
方案三:其他条件都相同,使不同的篮球反弹到相同的高度,观察比较它们所需自由下落的高度.
【评估与交流】
(1)按照方案一探究,其不足之处是
____________________.很难控制向下拍的力相同
(2)按照方案二探究,篮球反弹后的高度越高,反弹性能就越_____(填“强”或“弱”);像这种用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法,在物理学上,我们称之为________.
(3)按照方案三探究,篮球所需自由下落的高度越高,反弹性能就越_____ (填“强”或“弱”).强转换法弱解析:【猜想与假设】根据实际,篮球的反弹性能还可能与篮球的充气情况、质量、大小等因素有关.【评估与交流】(1)方案一:其他条件都相同,用力向下拍不同的篮球,在用力向下拍篮球时,很难控制向下拍的力相同.(2)篮球能够反弹的高度越高,说明其弹性越好.实验中用反弹的高度来表示篮球反弹性能的强弱,在物理学上称之为转换法.(3)反弹到相同的高度,篮球所需自由下落的高度越高,说明篮球的反弹性能越弱.课件55张PPT。第二章 声音与环境
2.1 我们怎样听见声音声音是怎样产生的(1)振动一定发声,但有些声音我们听不见,如我们慢慢地挥动双臂,尽管振动发声,我们却听不见声音;不振动一定不发声.
(2)蟋蟀靠翅膀相互摩擦而振动发声;蚊子靠翅膀振动发声;哺乳动物靠声带振动发声;管乐器靠管内空气柱振动发声;弦乐器靠弦振动发声.例1 为了探究声音产生的原因,小明和小华一起做了几个实验:小明把手放在喉咙处,大声讲话,感觉喉头振动;小华把发声的音叉放在水中,可以激起水花.
(1)通过对上面的实验现象分析,得出的结论:_________________.
(2)小华同学用手使劲敲桌子,发出很大的响声,但是他几乎没有看到桌子振动,为了证明桌子在振动,他的改进方法是______________________.在桌面上撒一些纸屑发声的物体在振动解析:喉头振动、水花激起体现的共同特征是振动,即发声的物体在振动;有些发声体振动幅度小,不容易观察,可以采用转换法,如在被敲击的桌面上撒一些纸屑等轻小物体,通过轻小物体的跳动反映发声的桌子在振动.本题采用转换法解题,即把一个不明显的物理变化过程通过巧妙的设计,让大家更直接、更明显地感受到这种变化的存在.如题中可以采取在桌面上撒些纸屑等轻小物体,观察这些轻小物体的跳动来反映桌子在振动.声音是怎样传播的方法技巧:根据两个研究对象(声波和水波)在某些方面的相同或相似(都是一种波),而推测出它们在其他方面也可能相同或相似,这种研究问题的方法称为类比法.例2 声音是由物体_______产生的.声音以_______的形式向外传播.
解析:声音是由物体振动产生的,振动停止,发声也停止;声音以声波的形式向外传播.振动声波声音的传播需要介质 例3 小明敲响乙音叉时,与甲音叉的叉股接触的乒乓球会被弹起来,这一现象既能说明发声的物体在________,也能说明声音可以在____中传播;若在月球表面上进行此实验,则___(填“还能”或“不能”)观察到上述现象.不能振动空气图2-1-1 解析:敲响乙音叉时,乙音叉振动产生的声波,通过空气传递给甲音叉,使甲音叉振动发声,与甲音叉的叉股接触的乒乓球会被弹起来,这一现象既能说明发声的物体在振动,也能说明声音可以在空气中传播;若在月球表面上进行此实验,因为月球上没有空气,两音叉之间为真空,声音无法传播,所以不能看到此现象.
声音是由物体振动产生的,在观察音叉振动时要利用其他物体的运动来体现,即要运用转换法.声音不能在真空中传播,月球表面是真空,所以若在月球表面上进行本题中的实验将无法观察到乒乓球被弹起来.
声音传播有多快 声速随温度的升高而增大,温度每升高1 ℃,声音在空气中每秒传播的距离约增加0.6 m.例4 关于声音在空气中的传播速度,下列说法中正确的是( )
A.声音在空气中的传播速度是340 m/s
B.声音在空气中的传播速度不随温度的变化而变化
C.声音在15 ℃的空气中的传播速度是340 m/s
D.声音在空气中的传播速度随温度的升高而减小解析:声音在15 ℃的空气中的传播速度是340 m/s,温度不同声速也不同,故A、B错误,C正确;声音的传播速度与介质的种类和温度有关,但在同种介质中的传播速度不一定相同,例如在空气中,温度越高,声速越大,故D错误.C人怎样听见声音(1)人耳通过骨传导听声的过程:发声体振动 头骨、颌骨的振动 听神经传递信号 大脑产生听觉
(2)由于固体传声的能力比气体强,所以骨传导声音的效果比空气传导声音的效果要好. 例5 声音从产生到引起听觉的过程中是发声体的______产生声音,声音在_____中传播,到人耳中______引起振动,这种振动通过听小骨及其他组织传给听神经,听神经将信号传给大脑,从而产生听觉.
解析:声音是由物体振动产生的,声音通过介质传播,人耳听到声音是经过鼓膜、听小骨、听神经,最后传到大脑才听到声音的.振动空气鼓膜 声音产生的过程为外界声音引起鼓膜振动 听小骨将振动传给听神经 听神经将信号传给大脑.
将声源与传声介质混淆了
例6 能说明“液体可以传播声音”的事例是( )
A.我们听到雨滴打在雨伞上的“嗒嗒”声
B.将要上钩的鱼被岸边的说话声吓跑
C.我们听到树枝上小鸟的“唧唧”声
D.人在小溪边听到“哗哗”的流水声解析:雨滴打在雨伞上的“嗒嗒”声,是通过空气传播的,故A不符合题意;因为声音可以通过水传播,所以鱼会被岸上的说话声吓跑,故B符合题意;小鸟的“唧唧”声是通过空气传播的,故C不符合题意;流水的“哗哗”声是通过空气传播的,故D不符合题意.故选B.
答案:B错解:A或D
注意:错选A项是因为没有认识到声音的传播需要介质;错选D项是因为把声源与传声介质混淆了.题型一 探究声音的产生例7 如图2-1-2所示,将悬挂的乒乓球轻轻接触正在发声的音叉,观察到乒乓球被音叉多次弹开;声音消失,乒乓球便会停止运动,此现象表明声音( )A.是由物体振动产生的 B.可以通过固体传播
C.不能在真空中传播 D.是以波的形式传播的思路导图结论:声音是由物体振动产生的正在发声的音叉将乒乓球多次弹开说明发声的音叉在振动 解析:正在发声的音叉将乒乓球多次弹开,说明音叉在振动,从而说明声音是由物体振动产生的.故选A.
答案:A题型二 声音的传播例8 下列关于声音传播的说法中,错误的是( )
A.学生所听到的老师的讲课声是靠空气传播的
B.“土电话”靠固体传声
C.声音在液体中比在空气中传播得慢
D.真空不能传声思路导图声音传播依靠介质传声介质包括:固体、液体、气体声音在各种介质中的传播速度不同,v固>v液>v气解析:平常我们听到的声音是通过空气传播的;“土电话”靠中间的绳传播,属于固体传声;真空中没有声音传播的介质,故不能传声;声音在液体中比在空气中传播得快.故选C.
答案:C题型三 有关回声测距离的应用例9 一辆轿车匀速驶向一座高山,司机鸣笛6 s后听到回声.若汽车行驶时的速度是12 m/s,则汽车司机听到回声时距离高山有多远?(已知声速为340 m/s)思路导图汽车行驶的距离s1,声音传播的距离s2汽车行驶s1与声音传播s2所用时间t相同 将数值代入公式
即可解析:由v= 可知,在t=6 s的时间内,汽车行驶的距离s1=v1t=12 m/s×6 s=72 m,声音传播的距离s2=v2t=340 m/s×6 s=2 040 m,设汽车司机听到回声时距离高山为s,则2s=s2-s1,s= = =984 m.
答案:984 m拓展题例10 (江西九江修水月考)探究:发声的桌面也在振动?
提出问题:
敲桌子时,我们能听到声音,但肉眼却看不见桌子在振动.桌子是否在振动呢?有什么方法证明桌子在发声的同时也在振动呢?实验设计:
(1)如图2-1-3所示,在桌子上固定一小块平面镜,让太阳光(或手电筒发出的光、玩具激光笔发出的激光)照射在平面镜上经平面镜反射后,在墙上出现一个小光斑.
(2)轻轻地敲击桌面,观察墙壁上小光斑的位置有什么变化图2-1-3(3)用力敲击桌面,观察小光斑位置有什么变化?
收集证据:
桌面发声时,你发现墙壁上小光斑__________________,这说明_______________________.
解析:轻轻地敲击桌面,小光斑的位置几乎不动;因为此时桌面振动的振幅较小;用力敲击桌面,桌面振动的振幅变大,会发现小光斑的位置会上下移动.这证明发声的桌面在振动,即声音是由物体振动产生的.声音是由物体振动产生的位置会上下移动知识链接(1)声音是由物体振动产生的.
(2)转换法的应用,由于桌面振动的幅度较小,不容易被观察,所以将桌面的微小振动转换为光斑的移动来体现.解读中考:本节考查的重点是声音的产生和传播的条件,声音的传播需要介质,声音在不同的介质中传播的速度不同是考查的热点问题,对于人耳听到声音的过程,应结合人耳的构造进行理解.题型主要有填空题、选择题和简单的计算题. 考点一 声音的产生教材第29页“作业第1题”
你认识图2-13中的乐器吗?这些乐器分别是依靠什么振动发声的?图2-13例11 (湖南邵阳中考)2016年“六一”文艺汇演,邵阳市资江小学两位女生表演的“古筝二人奏”震撼全场观众.悦耳动听的古筝声是由于古筝琴弦_____的产生的.解析:声音是由物体振动产生的,所以古筝声是由古筝琴弦振动产生的.图2-1-4振动考点二 回声的利用教材第29页“作业第4题”
人耳能分清前后两次声音的时间间隔应大于110 s.据此,要想听到回声,人离障碍物的距离应( )
A.大于17 m B.大于34 m
C.小于17 m D.小于34 mA.大于17 m B.大于34 m C.小于17 m D.小于34 m图2-1-5例12 (江苏常州中考)2015年1月,科学家在南极洲发现一个陨石凹坑,形状如圆形平底锅,如图2-1-5所示.小明在圆心A点大喊一声,经过6 s听到回声.设空气中声速为340 m/s,圆形凹坑的直径为( )解析:声音到凹坑壁的时间t=12×6 s=3 s,从A点到凹坑壁的距离(半径)s=r=vt=340 m/s×3 s=1 020 m,圆形凹坑的直径d=2r=2×1 020 m=2 040 m.故选C.
答案:C核心素养例13 一鸣同学学习了《声音的产生与传播》后,知道声速的大小跟介质的种类和温度有关.于是她思考声音在空气中的传播速度与温度有什么具体关系呢?通过查阅有关资料,她收集了如下表所示的一组空气中声速随温度变化的实验数据.( 1)请你在如图2-1-6所示的坐标系中作出声音速度和温度关系的图像.(2)根据图表中的信息,分析、论证空气中的声速与温度之间的关系:__________.
(3)请你根据所作图像找出温度为15 ℃时声速为m/s_______.
(4)当飞机的飞行速度接近周围空气中的声速时会受到相当大的阻力.很久以前,人们就尝试进行超音速飞行,在飞机速度有限的情况下,你能指出在高温天气还是低温天气情况下实验更容易成功?解析:(1)结合表中数据,采用描点法绘制图像如图2-1-7所示.(2)由图像及表中数据可知,随着空气温度的升高,声速增大,空气温度每升高10 ℃,声速增大6 m/s.(3)空气温度每升高10 ℃,声音的速度升高6 m/s,因此当空气温度每升高5 ℃,声音的速度升高3 m/s.现在空气的温度为10 ℃,声音的速度为336 m/s,所以当空气的温度为15 ℃,声音的速度变为339 m/s.(4)由表中数据可知,在同种介质中,声音的传播速度随温度的升高而增大,因此本实验在飞机速度有限的情况下,在低温天气情况下实验更容易成功. 答案:(1)如图2-1-7所示(2)声速随着温度的升高而加快(3)339(4)因为声速随着温度的升高而加快,因此在飞机速度有限的情况下,低温天气情况下实验更容易成功图2-1-7课件35张PPT。第二章 声音与环境
2.2 我们怎样区分声音声音的高低——音调巧记乐背
声音高低叫音调,
频率高低调不同.
长松粗低、短紧细高,
发声物体要分清.(1)一般情况下,女生的音调高于男生的音调.
(2)声音在介质中的传播速度与声音的频率无关,在同种介质中,频率不同的声音传播速度相同.
(3)振动部分越长,频率越低,音调越低.如吹笛子时,空气柱(振动部分)越长,笛子发出声音的音调越低.例1下表中列出一些音阶的频率,由此可以看出( )A.音阶越高,频率越高 B.频率越高,音调越低
C.频率越高,越悦耳动听 D.相邻音阶的频率之差是相同的. 解析:分析题表中数据可知,随着音阶从“1”到“7”音调增高,每个音阶对应的频率也是逐渐增高,由此可知,频率越高,音阶越高,故A正确,B错误.“悦耳动听”是说声音的音色好,与声音的频率高低无关,故C错误.由题表中的数据可知,相邻音阶的频率之差是不同的,故D错误.
答案:A物体在1 s内振动的次数叫频率.声音音调的高低与频率有关,频率越高,音调越高;频率越低,音调越低.用波形比较频率 例2 声波可以在示波器上显示出来,先将话筒接在示波器的输入端,再将两个敲响的音叉甲和乙分别对着话筒发出声音,在示波器上出现了如图2-2-1所示的波形.通过对波形的分析,可知( )
A.甲声波的频率较高
B.乙声波的频率较高
C.两列声波的频率一样高
D.甲声波传播速度较慢 图2-2-1解析:由题图可知,两列声波振动的幅度相同,但疏密程度不同,所以两列声波的振幅相同,但频率不同;波形越密,频率越高,音调就越高.故选B.
答案:B
波形的高度表示振幅的大小,波形越高,振幅越大,响度越大;波形的疏密程度表示频率的高低,波形越密,频率越高,音调越高.乐器的音调弦绷得越紧,
振动越快,
频率越高,
音调越高;
反之音调越低. 例3 二胡有两根粗细不同的弦,琴手在演奏时,由“D”调改为“C”调时,他是通过将____弦调为____弦来调节的;在同一根弦上,从拉“3”(mi)到拉“1”(do)的过程中,按弦的手指应从____向____移动,这是通过改变弦的____来改变声音的音调的.
解析:由“D”调改为“C”调时,音调由高到低,细弦振动快,音调高,粗弦振动慢,音调低,因此他是通过将细弦调为粗弦来调节音调的;在同一根弦上,从拉“3”(mi)到拉“1”(do)的过程中,音调由高到低,按弦的手指应从下向上移动,这是通过改变弦的长度来改变声音的音调.细粗下上长度解答此题首先要知道“C”调和“D”调、“3”(mi)和“1”(do)哪个音调高,其次知道物理学中把声音的高低称为音调,音调的高低与发声体的振动快慢有关,物体振动越快,音调就越高.对发声时的发声体理解有误
例4 图2-2-2在电视节目中,我们看到过:表演者敲打装有不同质量水的8个瓶子瓶口时,会得到“1、2、3、4、5、6、7、ⅰ”的不同音调,反复练习后,便可演奏歌曲了.在如图2-2-2所示的4个瓶中,如果用嘴向瓶口吹气时得到“1、2、3、4”四个音,则___发“1”音,___瓶发“4”音;如果用细木棒敲打瓶口时也能得到“1、2、3、4”四个音,则___瓶发“2”音,___瓶发“3”音.丙丁甲乙图2-2-2 解析:对瓶口吹气时,瓶内空气柱振动发出声音,瓶内空气柱越长,发出声音的音调越低;瓶内空气柱越短,发出声音的音调越高.由题图中四个瓶子的水位,可知瓶内空气柱从长到短分别是丙、乙、甲、丁,因此对应的四个音阶是“1、2、3、4”.用细木棒敲打瓶口时,是瓶和瓶内水振动发出声音,瓶内水越多,对瓶的振动阻碍越大,瓶子振动产生声音的音调就越低;瓶内水越少,对瓶的振动阻碍越小,瓶子振动产生声音的音调就越高.题图中4个瓶子的水位从高到低分别是丁、甲、乙、丙,则对应的四个音阶分别是“1、2、3、4”.错解:丁、丙、乙、甲
注意:解本题的关键是区分用嘴向瓶口吹气和用细木棒敲打瓶口时发声体各是什么,有的同学认为两种情况下都是瓶内空气柱振动发声的,因而错把用细木棒敲打瓶口当作向瓶口吹气时一样研究了;也有部分同学错误地认为两种情况发出的声音都是瓶内的水振动产生的.题型一 关于音调与频率的关系 例5 如图2-2-3所示,用薄塑料片在甲、乙两把塑料梳子的齿上用同样的速度分别划一次,则( )A.甲图声音尖锐,音调高
B.乙图声音尖锐,音调高
C.甲图塑料梳子的齿疏,振动慢,音调高
D.乙图塑料梳子的齿密,振动慢,音调高B思路导图塑料片在梳子齿上划过,梳子齿振动发声快划振动快,频率高;慢划振动慢,频率低频率高,音调高;频率低,音调低 解析:如题图所示,用薄塑料片在甲、乙两把塑料梳子的齿上用同样的速度各划一次,因为乙梳子的齿密,所以乙梳子齿振动得快,频率高,发出声音的音调高,可见音调的高低与发声体振动的频率有关,频率越高,音调越高;频率越低,音调越低.故选B.题型二 弦乐器的音调 例6 如图2-2-4所示,演奏民族乐器二胡时,一只手拉弓,另一只手的手指按住琴弦的不同位置是为了改变声音的_______.图2-2-4音调 解析:弦乐器发出声音音调的高低与弦的材料、长短、粗细、松紧有关,演员不断调整手指在弦上的按压位置,改变了弦发声部分的长度,弦振动的快慢就会不一样,从而改变了声音的音调.
例7 (江苏苏州期末)如图2-2-5中分别列出了几种动物可听到声音的最高频率和能发出声音的最高频率,请根据图表给出的信息回答下列问题:
(1)海豚发出声音的最高频率为多大?狗可以听到声音的最高频率为多大?
(2)如果声音在空气中的传播速度是340 m/s,运用公式:波长=速度/频率,计算人可听到最高频率声音的波长.图2-2-5 解析:(1)由题图可知,海豚发出声音的最高频率为120 kHz,狗可听到声音的最高频率为50 kHz;(2)由题图中数据可知,人可听到声音的最高频率是20 kHz=20 000 Hz,已知声音在空气中的传播速度是340 m/s,人可听到最高频率声音的波长=速度/频率=
=0.017 m=1.7 cm.
答案:(1)120 kHz 50 kHz(2)1.7 cm
知识链接(1)分析图表从中得到想要的信息.
(2)已知声音在空气中的传播速度,查图表可知人能够听到声音的最高频率,结合波长公式可算出波长.解读中考:
本节知识中决定音调高低的因素的判断、通过声音波形图判断发声体音调高低为中考考查的重点.题型多以选择题、填空题和实验探究题为主.考点一 音调的高低教材第34页“作业第1题”
女高音与男低音中的“高”与“低”是指声音的____不一样,主要是由声源的振动______决定的. 例8 (广西百色中考)生活中经常用“高”“低”来形容声音,如“女高音”“男低音”,这两个词中的“高”“低”描述的是声音的( )
A.响度
B.音色
C.音调
D.振幅 解析:“女高音”“男低音”这里的“高”和“低”是指声音音调的高低,是由发声体振动的频率决定的.故选C.考点二 音调与频率的关系教材第34页“作业第2题”
弦乐器的音调高低跟弦的____、____和____都有关系.拉二胡时,手指在琴弦上上下移动,是通过____来改变音调的高低的. 例9 (山东济宁中考改编)在学校组织的文艺汇演中,小希用二胡演奏了《二泉映月》,如图2-2-6所示.演奏过程中,她不断变换手指在琴弦上的位置,其目的是为了改变________________.图2-2-6振动琴弦的长度 解析:解答本题的关键是清楚:音调的高低与发声体振动的快慢有关,发声体振动越快,频率越高,音调就越高.小希在表演二胡时,用弓拉动琴弦,使琴弦振动发声;不断调整手指在琴弦上的按压位置,振动琴弦的长度会不断改变,琴弦振动的快慢不一样,频率不同,故发出声音的音调就会不同.
核心素养 例10 (宁夏中考)图2-2-7如图2-2-7所示,往暖瓶里灌开水的过程中,听声音就能判断瓶中水位的高低.请你简要说明其中的道理. 解析:往暖瓶里灌开水,可以根据发出声音的音调来判断水位高低的;往暖瓶里灌开水时,瓶内空气柱振动发出声音,随着瓶内水面上升,瓶内空气柱变短,其振动频率变高,发出声音的音调变高.
答案:见解析课件44张PPT。第二章 声音与环境
2.3我们怎样区分声音声音的强弱——响度(1)日常生活中的“音量”是指响度.如“请把收音机的音量调小点”是说调小收音机发出声音的响度.
(2)平常我们说的某某“声音大”是指响度大;“声音粗”是指音调低.
(3)音调高的声音响度不一定大,响度大的声音音调也不一定高.如“男低音放声歌唱,女高音轻声伴唱”中的男低音的音调低但响度大. 例1 在公共场所“轻声”说话是文明的表现,在课堂上“大声”回答问题才能让老师和同学们都能听清楚.这里的“轻声”和“大声”是指声音的.
解析:“轻声”和“大声”都是指声音的大小或强弱,也就是声音的响度.
答案:响度声音的“高”“低”有时指音调,有时指响度,含义不是唯一的.例如,音乐中的高音、低音,这里的“高”“低”指的是音调;而“引吭高歌”“低声细语”里的“高”“低”指的是响度,二者容易混淆.物理学中的声音“高”“低”只用来描述音调,而声音的大小用来描述响度.用波形比较振幅 例2 某同学在学过声音的特性以后,到学校物理实验室借了两个不同的音叉,用同一示波器,做了四次实验,并记录了四次实验的波形图,如图2-3-1所示.ABCD 根据我们所学过的知识可知,在上述四个波形图中,其中A和C是____相同,A和B是____相同.(均填“响度”或“音调”)
解析:由题图可知,相同时间内,A图物体振动了1次,B图物体振动了2次,C图物体振动了1次,D图物体振动了2次,故A、C物体的振动频率相同,则音调相同.比较A、B、C、D四个图可知,A、B偏离原平衡位置的距离相等,即振幅相等,所以A、B响度相同;C、D偏离原平衡位置的距离相等,即振幅相等,所以C、D响度相同.音调响度根据图形判断信息的方法:(1)由波形的疏密程度,可知发声体振动频率的高低,波形越密,频率越高,音调越高.(2)波形的高度反映了发声体振动振幅的大小,波形越高,振幅越大,响度越大.声音的品质——音色音色又叫音品,它反映了声音的品质,所谓音色不同,也就是人们所说的“音质不同”.除了发声体发出的泛音个数、频率分布等影响音色外,音色还与传声介质、听者的年龄、经历等有关.例3 (湖南郴州中考)校园广播站正在播音,小明马上告诉大家:“这是我班的小丽同学在播音”.那么,小明判断的依据是声音的( )
A.音调 B.响度
C.音色 D.频率
解析:不同发声体的材料和结构等不同,发出声音的音色会不同,我们是靠音色来分辨不同人发出的声音的,这就是“闻其声知其人”的道理.故选C.
答案:C 方法技巧:观察声音波形图,从波形的疏密程度来认识音调的高低,从波形的高低来认识响度的大小,从波形的形状来认识音色.音调相同的不同乐器发出声音的波形总体上的疏密程度是相同的,即频率相同,但波的形状不同,即音色不同.音调、响度、音色的辨析不要误认为音调高就是响度大,音调低就是响度小,生活中所说的“高声喊叫”中的“高”指的是响度,“花腔女高音”中“高”指的是音调.例4 小红同学喜欢利用复读机进行英语听力训练,在音量不变的情况下,如果让复读机先正常播放一段录音,然后再快速播放同一段录音,则发出的声音()
A.响度增大,音调不变
B.响度减小,音调不变
C.响度不变,音调升高
D.响度不变,音调降低
解析:音量不变是指声音的大小不变,即响度不变,快速播放同一段录音,发出声音的频率变高,音调变高.故选C.
答案:C 例5 我们平时所说的“女高音”“男低音”,这里的“高”“低”指的是()
A.音调 B.音色
C.响度 D.速度
解析:声音的高低叫作音调.音调的影响因素是发声体的振动频率,频率越高,音调越高;频率越低,音调越低.我们平时所说的“女高音”是指声带振动频率高,即音调高;“男低音”是指声带振动频率低,即音调低.故选A.
答案:A混淆生活中的音调与响度错解:C
注意:此题最容易错选C项,因为学生把生活用语中声音“高”“低”跟物理中声音的“高”“低”没有区分开来,把平时讲的“你说话的声音太低,我听不见”“请把电视机声音放高点”中的“高”“低”与题中的“高”“低”混淆了.不清楚音色是分辨发声体的依据例6 水牛“哞哞”的叫声和蚊子“嗡嗡”的叫声相比较,_____的叫声音调高,_____的叫声响度大.用小提琴和二胡同时演奏《二泉映月》,凭听觉就能分辨出小提琴和二胡,是因为二者的_____不同.
解析:由于牛的声带振动的幅度要比蚊子翅膀振动的幅度大,所以牛的叫声响度大;而牛的声带振动比蚊子翅膀振动得慢,所以蚊子翅膀振动发出声音的音调较高;小提琴和二胡的发声体的结构和材料都不相同,发出声音的音色不同,所以凭借听觉就能区分二者.蚊子水牛音色错解:水牛蚊子音调或响度
注意:没有区分开响度和音调,错误地认为水牛叫的声音大,响度大,音调就高;蚊子叫的声音小,响度小,音调就低.
题型一 理解影响响度的因素角度a 响度与振幅的关系
例7 如图2-3-2所示,在一个正在发声的喇叭上放上一些泡沫小球,调节音量开关,逐渐调大音量,会听到声音的______变大,同时看到___________________,实验表明_____________________________________.响度泡沫小球跳得更高响度与振幅有关,振幅越大,响度就越大图2-3-2解析:逐渐调大音量,会听到声音的响度变大,同时看到泡沫小球跳得更高,而小球跳得更高是由于喇叭的纸盆振动的振幅变大引起的.角度b 响度跟人与声源的距离有关
例8 “……驻足倾听,隐隐传来‘威风锣鼓’的节奏,渐渐地鼓声、锣声变得雄壮、喧腾起来,汇成一片欢乐的海洋……”.对文中“隐隐传来”的理解,不正确的是()
A.空气可以传声
B.锣鼓声响度很小
C.锣鼓声在传播过程中音调变了
D.听者离声源很远 解析:“威风锣鼓”的节奏是通过空气传入人耳的;“驻足倾听,隐隐传来”说明鼓声、锣声的响度并不大,可见听者离声源较远,所以A、B、D正确;锣声、鼓声在传播过程中音调不会发生改变,故C错误.故选C.
答案:C题型二 关于音色的理解 例9 CCTV歌手大赛,有一道辨听题:“先听音乐,后判断该音乐是哪一种乐器演奏的”.这主要考查歌手对乐器的鉴别能力,依据是()
A.音调 B.响度
C.音色 D.声速
解析:解决此题要知道音色反映的是声音的品质与特色,它跟发声体的材料、结构等有关.不同乐器发声部分的材料和结构都不相同,会发出不同音色的声音,因此我们可以根据音色辨别是何种乐器.故选C.
答案:C题型三 关于音调、响度、音色的综合应用 例10 下列关于声音的说法中不正确的是()
A.“响鼓也要重锤敲”,说明声音是由振动产生的,且振幅越大,响度越大
B.“震耳欲聋”说明声音的音调高
C.“闻其声知其人”,说明可以根据音色判断说话者
D.“隔墙有耳”说明固体能传声 解析:声音是由物体振动产生的,并且物体振动的幅度越大,响度就越大,故A正确;“震耳欲聋”指的是声音的响度大,故B错误;“闻其声知其人”,是根据不同人发出声音的音色不同来判断说话者的,故C正确;“隔墙有耳”说明声音能在固体中传播,故D正确.
答案:B 例11 小明同学在学习完教材上“探究声音的响度与哪些因素有关”的实验后,回到家中想用铁脸盆和水等来做这个实验,请帮助他完成探究报告.
(1)提出问题:声音的响度与振幅有什么关系?
(2)猜想与假设:_________________.
(3)进行实验与收集证据:
A.需要实验器材:铁脸盆、水、钢勺.
B.在铁脸盆中装入适量的水,用钢勺轻敲铁脸盆,会发现铁脸盆中的水在跳动.振幅越大,响度越大 C.用较大的力敲铁脸盆,发现铁脸盆中的水跳动比步骤B中的水跳动______(填“高”“低”或“不变”).
(4)结论:通过分析,结合提出的问题,你能初步得出结论:______________________________________.
(5)评估:你还可以用这些器材来探究什么问题?(写出探究的问题即可)_______________________________________________ 高响度与振幅有关,振幅越大,响度越大声音是怎样产生的或音调高低与水的多少有关吗?解析:(2)本题所探究的问题是声音的响度与振幅的关系,因此可以猜想:振幅越大,响度越大;(3)根据实验现象可知,用较大的力敲铁脸盆,发现铁脸盆中的水跳动比步骤B中的水跳动高;(4)通过实验分析,我们可以得出结论:响度与振幅有关,振幅越大,响度越大;(5)用这些器材还可以探究声音的产生、音调高低与水的多少的关系等.知识链接(1)响度是指声音的强弱,它与发声体振动的振幅和听者距离发声体的远近有关,振幅越大,响度越大;听者距离发声体越远,响度越小.
(2)转换法的应用,将不易观察到的现象转换为易观察到的现象来进行研究.
(3)声音是由物体振动产生的,由此可以选择实验器材来完成探究.解读中考:从全国各省市的中考来看,本节知识中对音调、响度、音色的辨析和决定响度大小的因素的判断为考查重点.题型以选择题、填空题为主.考点一 响度教材第38页“作业第1题”
人们常用“震耳欲聋”来形容物体发出的声音,这是描述声音的( )
A.音调 B.响度
C.音色 D.以上三个特性 例12 (湖北襄阳中考)襄阳泰凯电子有限公司生产“ViKi”智能手机,出口到南美、南亚和非洲市场.调节手机的音量是改变声音的( )
A.音调 B.音色
C.频率 D.响度
解析:声音有三个特性:音调、响度和音色.音调指声音的高低,响度指声音的大小,通过音色能分辨发声体.使用手机时,调节音量按钮是为了改变声音的大小,调节的是声音的响度.故选D.
答案:D考点二 音调、响度与音色的区分教材第38页“作业第4题”
用不同大小的力弹同一个琴键,发出的声音的_____不同,弹不同琴键,发出的声音的_____不同.在不同的乐器演奏同一个音,发出的声音的_____不同. 例13 (江苏南通中考)医生为心脏病患者诊断时,常用听诊器听患者的心跳,使用听诊器是为了( )
A.增大心脏跳动时的振幅
B.加快心脏跳动时的频率
C.增强人听到声音的响度
D.改善心脏跳动时的音色
解析:听诊器的工作原理就是利用声音在管内空气中集中传播,减少声音的分散,提高声音的响度,从而可以听到更清楚的声音,然后根据经验判断是否有病症.听诊器无法改变声音的频率、音色,也不能增大心脏跳动的振幅.故选C.
答案:C核心素养 例14 如图2-3-3所示,在相同的几个啤酒瓶中盛有不同深度的水,同学们进行了一系列探究:?图2-3-3 (1)小兰同学依次吹啤酒瓶口,可以听到不同音调的声音,其中音调最高的是__编号啤酒瓶,此时主要是_____振动发声.
(2)小宇用竹筷轻轻敲打瓶身时,也会产生不同音调的声音,其中音调最高的是____编号啤酒瓶.小宇通过调节瓶中的水量,也恰好能演奏“1、2、3、4、5、6、7”,其中与“3”对应的是____编号啤酒瓶.
(3)我们周围有很多乐器和小兰实验时瓶子的发声原理相同,请你说出一种乐器的名称,并说明这种乐器通过何种途径改变发出声音的音调.G空气柱AE 解析:(1)吹啤酒瓶口时,是瓶内空气柱振动发声,空气柱越短,振动频率越高,音调越高,所以音调最高的是编号G啤酒瓶.(2)用竹筷轻轻敲打瓶身时,是瓶子和水振动发声,水越多,振动越慢,频率越低,音调越低,所以音调最高的是编号A啤酒瓶.小宇通过调节瓶中的水量,也恰好能演奏“1、2、3、4、5、6、7”,其中与“3”对应的是编号E啤酒瓶.(3)小兰实验时靠的是空气柱的振动发声,在常见的乐器中,笛子、箫等都与这一原理相同.此类乐器是通过手指按压不同的孔,来改变管中空气柱的长度,从而改变发出声音的音调.
答案:(1)G 空气柱(2)A E(3)笛子通过手指按压不同的孔,来改变笛管中空气柱的长度,从而改变发出声音的音调课件35张PPT。第二章 声音与环境
2.4 让声音为人类服务声音与音乐、建筑例1 一般来说,在大礼堂、影剧院的四周墙壁上都做成凸凹不平的或安装像蜂窝状的装饰板.这样做的目的是( )
A.提高声音的音调
B.减弱声音的反射
C.增强声音的反射
D.为了美观漂亮
解析:大礼堂的墙壁做成凸凹不平的像蜂窝状似的,声音在反射时能量会相互抵消(声音被吸收),减弱声音的反射.故选B.
答案:B吸声就是让声波进入吸声材料后,在其微孔中发生多次反射及摩擦而将声音吸收掉.把消声材料做成蜂窝状、蓬松状,可以减弱声音的反射,类似现象有在雪后的田野上感到格外静.听不见的声音例2 (江苏常州中考)超声手术刀通过超声发射器,从不同方向向身体内的病变组织发射多束超声波,利用其能量准确“烧死”病变细胞.以下超声波的特点与该手术刀的治疗功能无关的是( )
A.方向性好 B.穿透力强 C.能量集中 D.遇物反射
解析:超声波具有声音的特点可以传播信息和能量.超声波手术刀就是应用超声波方向性好、穿透力强、能量集中的特点,该手术刀的治疗功能与遇物反射无关.故选D.
答案:D噪声的来源及其危害巧记乐背
噪声定义不唯一,
乐音也能变噪声.
声音等级用分贝,
刚听弱声正为0;
办公学习要保证,
大小不能超70;
要想听力不损害,
声音不能超90;
要想休息睡眠好,
50以内要保证.例3 (多选)夜晚,歌舞厅正在播放优美的舞曲,并且声音很大.对此下列说法中正确的是( )
A.优美的舞曲悠扬动听一定不是噪声
B.从物理学角度看,优美的舞曲属于乐音
C.对于附近想休息的居民而言舞曲属于噪声
D.无论从什么角度讲,悠扬动听的舞曲都应属于乐音
解析:从物理学角度和环境保护角度定义的噪声是不同的.从环境保护角度来讲,凡是影响人们正常的生活、休息和学习的声音都是噪声;从物理学角度来讲,杂乱、振动无规则的声音都是噪声.故选B、C.
答案:BC噪声的控制例4 下列措施中不是为了减弱噪声的是( )
A.摩托车的消音器 B.隔音走廊
C.防止噪声的耳罩
D.给城市道路两旁安装环境质量检测仪
解析:摩托车排气管上装消音器是在声源处减弱噪声,故A不符合题意;隔音走廊是在传播过程中减弱噪声,故B不符合题意;戴上耳罩是在人耳处减弱噪声,故C不符合题意;质量检测仪适用于公共场所环境及大气的测定,不是为了减弱噪声,故D符合题意.故选D.
答案:D对噪声理解不透彻例5 下列关于噪声的说法正确的是()
A.物体振动发出的声音一定是噪声
B.乐音一定不是噪声
C.在有些情况下,乐音也可以成为噪声
D.所有噪声的响度一定很大解析:从物理角度来看,物体做无规则振动而发出的声音是噪声;从环境保护角度来看,一切干扰人们学习、休息和工作的声音都是噪声.物体振动发出的声音不一定是噪声,故A错误.一切干扰人们学习、休息和工作的声音都是噪声,在有些情况下,乐音也可以成为噪声,故B错误,C正确.乐音的振动遵循一定规律,噪声的振动杂乱无章,无规律可循,并不是所有噪声的响度一定都很大,故D错误.
答案:C错解:A或B或D
注意:错选A是因为不能区分乐音与噪声;错选B是不知道乐音有时也可能成为噪声;错选D是因为不知道噪声的响度不一定很大.题型一 声音传递信息和能量例6 (湖南郴州中考)下列实例是利用声传递能量的是( )
A.利用超声波给金属工件探伤
B.利用超声波排除人体内的结石
C.医生通过听诊器给病人诊病
D.超声波导盲仪帮助盲人出行解析:利用超声波给金属工件探伤,是利用了声传递信息,A不符合题意;利用超声波排除人体内的结石,是利用了声传递能量,B符合题意;医生通过听诊器给病人诊病,是利用了声传递信息,C不符合题意;超声波导盲仪帮助盲人出行,是利用了声传递信息,D不符合题意.故选B.
答案:B题型二 次声的危害例7 1948年初,荷兰货船在通过马六甲海峡遭遇一场风暴后,全体船员都莫名其妙地死亡了,后来经过多年的研究,人们终于弄清了元凶是某种声波.下面给出的几种声波,你认为真正的凶手是( )
A.超声波
B.次声波
C.人耳听到的风声
D.人耳听到的很大的海浪声解析:所有的声波都能传递能量,不同声波传递能量不同.一般来说,能造成危害的能量,都是由地震、火山、海啸、核爆炸时产生的次声波所携带的.风暴会产生能量很高的次声波,具有很大的破坏力,能使机械设备破裂,飞机解体,使人的内脏出血破裂,危及生命.
答案:B题型三 减弱噪声的途径例8 (江苏淮安中考)生活中经常需要控制噪声,以下措施中,属于在传播过程中减弱噪声的是( )
A.道路两旁栽行道树
B.考场周围禁鸣喇叭
C.机场员工佩戴耳罩
D.建筑工地限时工作解析:道路两旁栽行道树是在传播过程中减弱噪声,故A符合题意;考场周围禁鸣喇叭是在声源处减弱噪声,故B不符合题意;戴防噪声的耳罩是在人耳处减弱噪声,故C不符合题意;建筑工地限时工作是在声源处减弱噪声,故D不符合题意.
答案:A例9 小明同学为了探究一组材料的隔声性能(材料:泡沫塑料板、玻璃板、木板、硬纸板),设计并完成了下列实验:用这些材料做成盒子,先把机械闹钟放入其中一个盒子当中,然后从听到最响的声音位置开始,慢慢远离声源,测得听不到指针走动声音时的距离并记录下来.然后比较各种情况下这段距离的大小就可以比较不同材料的隔声性能.进行实验后收集到的数据如下表:(1)说出两点实验设计或操作过程中应注意的问题:①________________;②_________________________.
(2)上述材料中隔声效果最好的是______________,最差的是_________________.用同一个闹钟盒子的厚度和形状相同泡沫塑料板玻璃板(3)在噪声污染严重的环境里,“隔声”就是为了改变声音的________________(填“音调”“响度”或“音色”),是有效的降噪方法之一.在控制噪声的途径中,“隔声”就是_________________________.响度在传播过程中减弱噪声解析:(1)材料的隔声效果是通过距声源距离的大小来体现的,属于转换的思想;实验中应选用同一个闹钟,用不同材料制成的盒子的厚度和形状要相同.(2)由题意可知,如果听者距声源的距离越大,说明材料的隔声性能越好,根据题表中数据可知,泡沫塑料板的距离为0.3 m最短,故隔声性能最好;木板的距离为0.4 m,隔声效果次之,而硬纸板的距离是0.5 m,隔声性能排在第三位,玻璃板的距离为0.6 m,隔声性能最差.(3)在噪声污染严重的环境里,“隔声”就是为了改变声音的响度;“隔声”属于在传播过程中减弱噪声.解读中考:本节知识中次声波和超声波的理解和利用在中考中经常出现,噪声的产生和控制与现实生活联系密切是中考命题热点内容之一,出题形式多以选择题、填空题为主. 考点一 控制噪声的途径教材第44页“作业第5题”
2010年5月至10月,上海举办世博会.为了向全世界充分展示“城市,让生活更美好”的主题,上海十分重视人居环境,如城区汽车禁止鸣笛、主干道路面铺设沥青、住宅区道路两边安装隔音板等.这些措施的共同特点是()
A.美化居住环境 B.缓解热岛效应
C.降低噪声污染 D.减少大气污染例10 (四川凉山州中考)白天你的邻居装修房子十分吵闹,干扰你的学习和生活,下列措施中哪一个是合理可行的()
A.叫邻居不装修房子 B.将家中音响声音开到最大
C.赶快将家中的门窗关闭 D.安装噪声监测装置
解析:A选项,叫邻居不装修房子是在声源处减弱噪声,但不合理;B选项,将家中音响声音开到最大,更加干扰你的学习和生活,不可行;C选项,关紧门窗可以在传播过程中减弱噪声,合理可行;D选项,安装噪声监测装置只能检测出噪声的强弱,不能减弱噪声,不可行.故选C.
答案:C核心素养例11 做物理实验可以帮助我们学习物理,我们身边的许多物品都可以是做物理实验的器材,现有一根吃饭用的筷子,请你用这根筷子作为实验器材,设计一个声学实验,简要说明实验的做法和说明的物理知识.(根据实验需要,可任选其他辅助器材)
解析:用筷子轻敲一下桌面,发出的声音小,再重敲一下桌面,发出的声音大.这说明发声体振动的振幅越大,声音的响度越大.
答案:见解析课件40张PPT。第三章 光和眼睛
3.1光世界巡行光及其作用例1 下列四种现象中,主要反映光具有能量的是( )
A.照镜子
B.用放大镜点燃纸
C.用显微镜观察细胞组织
D.美化城市
解析:照镜子、用显微镜观察细胞组织、美化城市均说明光可以传递信息,用放大镜点燃纸是利用光能使纸的温度升高,从而达到纸的着火点,使纸燃烧起来,说明光具有能量.B光是怎样传播的(1)光源例2 图3-1-1中不属于光源的是( )
解析:点燃的生日蜡烛、奥运圣火和西下的夕阳自身都能够发光,所以它们都是光源;璀璨的宝石反射其他发光物体的光,它自身不能发光,所以不是光源.故选B.图3-1-1B(2)光的直线传播(3)光沿直线传播的几种现象影子日食月食小孔成像例3 如图3-1-2所示,小明想通过A、B两张纸片上的小孔看见烛焰,他应将烛焰、两个小孔和人眼调到_________上,这样操作的依据是_______________________________.操作过程中,他还在B纸片上看到了一个烛焰的像,这个像是_______(填“正立”或“倒立”)的.图3-1-2倒立同一直线光在均匀的空气中沿直线传播解析:光在均匀的空气中是沿直线传播的,小明想通过A、B两张纸片上的小孔看见烛焰,应将烛焰、两个小孔和人眼调到同一直线上;蜡烛发出的光通过A纸片上的小孔在B纸片上形成像,像是倒立的实像.光的传播有多快在空气中,光的传播速度约为3×108 m/s,远大于声音的传播速度,所以每次打雷时,总是先看见闪电,再听见雷声.比较声音和光传播的不同点例4 光在真空中的传播速度为________m/s;打雷时,常常先看见闪电,后听到雷声的原因是_________________.为实现我国的探月计划,向月球发射的激光到达月球并返回地面共需2.56 s,则地球和月球间的距离是________ m.
解析:光在真空中的传播速度是3×108m/s,闪电和打雷是同时发生的,由于在空气中光速大于声音的速度,所以先看见闪电,后听到雷声.利用激光测距时,激光往返的路程s=ct=3×108 m/s×2.56 s=7.68×108 m,地球和月球间的距离s′= s= ×7.68×108 m=3.84×108 m.3.84×1083×108空气中光速大于声速光的色散例5 光的色散说明白光是一种复色光,棱镜对不同色光的偏折程度不同,其中对红光的偏折程度最小,对紫光的偏折程度最大.图中3-1-3能正确表示白光通过三棱镜发生色散的是( )
图3-1-3
解析:棱镜对不同色光的偏折程度不同,其中对红光的偏折程度最小,对紫光的偏折程度最大,所以白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带,红光在最上面,紫光在最下面.故选A.A让一束太阳光经过三棱镜,在三棱镜后面的光屏上依次呈现出红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这七种颜色的色光.由此我们可以判断出棱镜对不同色光的偏折能力不同,对红光的偏折能力最弱,对紫光的偏折能力最强.光的三基色和颜料的三基色分不清影子与小孔成像中的像例6 晴天,树荫下的地面上出现的圆形光斑是( )
A.太阳的实像 B.太阳的影子
C.太阳的虚像 D.树叶的影子
解析:树荫下的地面上出现的圆形光斑是太阳光通过浓密的树叶间的小孔所成的太阳的像,且是实像,是由光的直线传播形成的,故选A.A错解:B或C或D
注意:错选B、D项是因为不知道太阳光通过树叶间的小孔射到地面就是小孔成像;错选C项是没有弄清小孔成的像到底是虚像还是实像.题型一 光的直线传播及其应用例7 一个人晚上沿马路行走经过一盏路灯时,路灯照射出人在地上的影子的长短变化情况是( )
A.逐渐变长
B.先变长、再变短
C.逐渐变短
D.先变短、再变长解析:当人在远处时,人与灯光的夹角(钝角)小,形成的影子长,当人逐渐走近路灯时,人与灯光的夹角会变大,此时形成的影子会变短.当人经过路灯逐渐远离时,人与灯光的夹角又会变小,形成的影子再次变长.因此当人经过路灯时,影子先变短后变长.故选D.
答案:D远离路灯时,根据人身高、路灯高、光线角度变化,分析影长的变化思路导图人经过路灯分两个过程:走向路灯和远离路灯走向路灯时,根据人身高、路灯高、光线角度变化,分析影长的变化题型二 光的传播速度例8 人类至今唯一一个亲身访问过的天体就是月球,月球与地球的平均距离约为3.84×108 m.激光的速度是3×108 m/s.用激光反射器向月球发射激光信号.
(1)经过多少秒在地面上能接收到返回的激光信号?
(2)能否用超声波代替激光测量地球和月亮之间的距离?为什么?思路导图已知光速是c,月球到地球的距离为s激光信号返回地面的时间t=声、光传播有区别,声音传播需要介质解析:(1)已知光的传播速度为3×108 m/s,往返的路程2s=2×3.84×108 m=7.68×108 m,则激光信号返回地面的时间t= =2.56 s.(2)不能,因为地球到月球之间是真空,声音的传播需要介质,不能在真空中传播,所以这种方法不能用来测量地球到月球之间的距离.
答案:(1)2.56 s(2)这种方法不能用来测量地球和月球之间的距离,因为声音不能在真空中传播.题型三 光的色散例9 中国科技馆里有一个“光线小岛”,这个展品可以让参观者体验到光射向平面镜、透镜、棱镜后的情况.如图3-1-4所示,白光通过三棱镜后形成一条彩色带,这种现象叫作光的_________(填“分解”或“色散”)现象,它说明白光是由___________色光组成的.图3-1-4七种色散解析:白光由七种色光组成,当白光经过三棱镜后,因为三棱镜对这七种色光的折射率不同,所以七种色光通过三棱镜发生折射后的偏折情况不同,从而白光会被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,这是光的色散现象.例10 小东与几位同学做手影游戏时发现,手影的大小经常在改变.影子的大小与哪些因素有关?他猜想:影子的大小可能与光源到物体的距离有关,他们借助如图3-1-5甲所示的实验装置来探究影子高度与光源到物体距离的关系.实验中,把手电筒正对黑板擦由近及远先后放在到黑板擦距离不同的位置,保持其他因素不变,分别测量影子在墙面上的高度.记录数据如下表:图3-1-5(1)分析数据后,他们发现:若保持其他因素不变,当手电筒由近处逐渐远离黑板擦时,影子的高度随之_____.
(2)为了进一步发现其中的规律,他们根据数据绘制了影子高度H随手电筒到黑板擦距离L变化的图像(如图乙).由图像可知,当手电筒到黑板擦的距离L=35 cm时,影子的高度H是_________cm.
解析:(1)由题中表格可以看出,当手电筒由近处逐渐远离黑板擦时,影子的高度随之减小.(2)由坐标图像可知,当L=35 cm时对应的高度H为15.5 cm.15.5减小解读中考:本节内容在中考中主要考查根据光的直线传播的特点解释生活中和自然界中的一些现象,特别是影子的形成、小孔成像、日食和月食的形成等,光速也经常考查,但一般不单独命题,常与其他光学知识结合在一起考查,题型多为选择题、填空题和作图题. 考点一 光在均匀介质中沿直线传播教材第48页“内容节选”
光在传播过程中,遇到不透明的物体,在物体后面光因沿直线传播而不能到达的区域便产生影.
例11 (湖南邵阳中考)如图3-1-6,我看不见“美景”的原因是( )
A.光的直线传播
B.光的反射
C.光的折射
D.光的色散图3-1-6解析:由题图知,站在高处的人能够看到远处大海的美丽景色,而站在低处的人由于大山的阻挡看不到.原因是远处景物的光被大山挡住了,无法进入低处人的眼睛,说明光是沿直线传播的.
答案:A例12 操场边有一棵大树,一个晴朗的夏日里,王霞发现:阳光透过树叶的缝隙,在地面上照射出许许多多的光斑,这些光斑尽管有的大,有的小,但几乎都是圆形的,这是为什么呢?核心素养王霞去请教老师,老师说:“这些光斑都和太阳的形状相似,是太阳的‘像’.你可以拿一支点燃的蜡烛作为光源,用削得很尖的铅笔在一张纸片中心扎一个小孔(直径约3 mm),设法把它立在桌子上(如图3-1-7所示),另拿一张白纸放在小孔后面,试一试能在后面的这张白纸上看到蜡烛的像吗.”(实验时拉上窗帘,使室内的光线变暗)图3-1-7(1)请你也来做一做“小孔成像”实验.探究如何才能使蜡烛的像变大或变小.把你的发现写下来.
(2)小孔所成的蜡烛的像是正立的还是倒立的?你能不能尝试解释?
解析:(1)通过实验发现:蜡烛到小孔的 距离一定时,光屏到小孔的距离越远像越大,反 之像越小;光屏到小孔的距离一定时,蜡烛离小 孔越近像越大,反之像越小.也就是蜡烛离小孔越近、光屏离小孔越远,所成的像越大.(2)如图3-1-8所示,由于光在均匀的空气中沿直线传播,物体上部射出的光通过小孔投射在光屏下方,物体下部射出的光通过小孔投射在光屏上方,所以形成的像是倒立的.
答案:见解析图3-1-8课件47张PPT。第三章 光和眼睛
3.2探究光的反射规律光的反射现象光的反射使我们能看到不发光的物体.注意:光的反射是一种普遍现象,一般来说,物体的表面都能反射光,发生反射的光仍在原来的介质中传播,但要与光的直线传播区分开.例1 如图3-2-1所示是表示光在物体表面反射的情况,图中是_______反射光线,_____是法线, _____是入射角, _____是反射角.
解析:根据反射定律的内容可知,图中ON是法线,AO是入射光线, ∠2是反射光线,∠2是入射角,∠3是反射角,而且∠3=∠2.图3-2-1∠3ONOB∠2探究光的反射规律乙甲注意:实验中纸板的作用是显示光的传播路径,验证反射光线和入射光线、法线是否在同一平面内,显示反射角随入射角变化的情况.注意事项:①让一束红光贴着纸板射向平面镜是为了显示入射光线的位置;②让激光手电筒从反射光线一侧逆着反射光照射过去是为了验证光在反射时,光路是否可逆;③将纸板F向前或向后折是为了探究反射光线与入射光线、法线是否共面.例2 (山东聊城中考)为了探究光反射时的规律,实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光器和几种不同颜色的笔,依据教材设计了如图3-2-2所示的实验.图3-2-2(1)实验中还需要的器材是_________.
(2)实验中为了使光线能在纸板上显示出来,方便实验研究,你该采取的操作是_____.
A.向纸板喷烟或雾
B.使光束垂直纸板射到O点
C.使光束贴着纸板射到O点
(3)改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光线的径迹.取下纸板,测量ON两侧的∠i和∠r,将数据记录在上表中,根据数据得出的结论是__________________________________________________.在光的反射现象中,反射角等于入射角量角器C(4)若将一束光贴着纸板沿FO方向入射到O点,光将沿图中的OE方向射出,因为在反射现象中,________.
解析:(1)为了测量入射角和反射角的大小,还需要的测量工具是量角器.(2)为了使光线能在纸板上显示出来,应该采取的操作是使激光器紧贴纸板入射,即选项C的说法符合题意.(3)根据表中的数据可以得出的结论:在光的反射现象中,反射角等于入射角.(4)让光线沿着FO的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出,该现象说明在光的反射现象中,光路是可逆的.光路可逆镜面反射与漫反射我们能看见人是因为光照在人身上发生了漫反射,所以从任何方向都能看到.有时看不见镜子里的人是因为人反射的光照在镜子上发生了镜面反射,只能在特定方向看到.例3 下列关于镜面反射和漫反射分析正确的是( )
A.镜面反射遵循光的反射定律,漫反射不遵循光的反射定律
B.只有发生镜面反射的物体我们才能看到它
C.光照到衣服上时会发生漫反射
D.当平行的入射光线射向平面镜后,其反射光线将不再平行解析:镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律,故A错误;物体发生镜面反射或漫反射的光线进入我们的眼睛,我们都能看到它,故B错误;衣服的表面是粗糙的,当光照射到衣服上时发生的是漫反射,故C正确;当平行的入射光线射向平面镜后,发生镜面反射,其反射光线将仍然平行射出,故D错误.
答案:C判断镜面反射和漫反射时,不能看反射后的光线是否平行,而要看反射面是否光滑.若反射面是光滑的,则为镜面反射,否则就是漫反射.光反射的应用与危害例4 目前光污染越来越严重,建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石等都能造成光污染,形成光污染的主要原因是( )
A.光的反射 B.光的混合
C.光的色散 D.光沿直线传播
解析:由于建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石等的表面都很光滑,所以光照在它们的表面时会发生镜面反射,造成光污染,影响居民的生活.故选A.
答案:A混淆镜面反射和漫反射例5 小华在学习了光的反射后,在家进行实验,晚上,他在桌面上铺一张白纸,把一块小平面镜平放在白纸上,让手电筒的光正对平面镜和白纸照射,从侧面看去,如图3-2-3所示,他会看到的现象及原因分析正确的是( )
A.镜子比较亮,因为它发生了镜面反射
B.镜子比较亮,因为它发生了漫反射
C.白纸比较亮,因为它发生了镜面反射
D.白纸比较亮,因为它发生了漫反射图3-2-3解析:当用手电筒垂直照射白纸和平面镜时,平面镜会发生镜面反射,反射光线垂直反射,从侧面看时,几乎没有光线进入人眼,所以平面镜是暗的;光线垂直照射到白纸上,白纸表面是粗糙的,发生漫反射,反射光线射向四面八方,从侧面看时,有光线进入人眼,所以白纸是亮的.故选D.
答案:D错解:A
注意:没能掌握人看到物体的条件和正确区分漫反射和镜面反射.平面镜发生的是镜面反射,当光线垂直照射到平面镜上时,反射光线都竖直向上,其他方向没有反射光线,因此,从侧面看时,没有反射光线进入人眼,所以平面镜较暗.白纸发生的是漫反射,反射光线射向各个方向,各个方向上都有反射光线,因此有反射光线进入人眼,所以白纸较亮.感觉亮与暗的关键是看进入眼睛的光线的多少.不能正确判断入射角和反射角例6 入射光线与平面镜的夹角由90°减小到60°时,反射角将( )
A.由90°减小到60° B.由30°减小到0°
C.由0°增大到60° D.由0°增大到30°
解析:入射角、反射角的确定要以法线为标准.入射角是入射光线与法线的夹角,它跟入射光线与镜面的夹角是互余角.当入射光线与镜面的夹角是90°时,入射角为0°,反射角也为0°.当入射光线与镜面的夹角减小到60°时,入射角从0°增大到30°,反射角也由0°增大到30°,故选D. D错解:A
注意:由于没有掌握入射角、反射角的定义而误把光线与镜面的夹角当作入射角或反射角.题型一 探究光的反射规律例7 (甘肃天水中考)如图3-2-4所示,在“探究光的反射定律”实验中,小红同学将一块平面镜放在水平桌面上,再把一块纸板垂直放置在平面镜上.
图3-2-4(1)实验时让光贴着纸板入射是为了____________.
(2)如果纸板没有与平面镜垂直放置,当光贴着纸板沿AO入射时,_________(填“能”或“不能”)在纸板上看到反射光.
(3)为了便于测量和研究,需要把光路记录在纸板上,你的方法是____________________________________.
(4)为了得到反射角与入射角大小关系的普遍规律,应当___________________.显示光路不能用笔在纸板上沿着光路将其描画下来进行多次实验解析:(1)实验时如果不让光贴着纸板入射,就无法确定反射光线、入射光线,所以让光贴着纸板入射是为了显示光路,方便观察与测量.(2)入射光线、法线、反射光线在同一平面内,如果纸板与平面镜不垂直,则镜面的法线不在纸板上,入射光沿纸板照射后,反射光线不在纸板上,因此我们在纸板上看不到反射光线.(3)为了便于测量和研究,需要把光路记录在纸板上,可以用笔在纸板上沿着光路将其描画下来.(4)只进行一次实验,根据一次测量就得出的实验结论不具有普遍性,为了使结论符合客观事实,应进行多次实验.题型二 镜面反射和漫反射例8 (山东滕州模拟)在一个明月如皓的夜晚,李刚走在回家的路上,高悬的月亮使李刚的右侧留下长长的身影,刚下过的雨在坑洼的路面上留下了一个个积水坑.李刚为了不踏入水坑,下列说法正确的是( )
A.应踩在较亮的地方,因为水面发生了漫反射,看起来较暗
B.应踩在较亮的地方,因为路面发生了漫反射,看起来较亮
C.应踩在较暗的地方,因为路面发生了漫反射,看起来较暗
D.应踩在较暗的地方,因为水面发生了镜面反射,看起来较亮解析:由题意可知,“高悬的月亮使李刚的右侧留下长长的身影”,说明月亮在人的左侧.由于平静的水面能发生镜面反射,地面凹凸不平,地面发生的是漫反射,故此时月光经水面发生镜面反射,没有反射光线进入人的眼睛,人感觉水面暗;经地面发生漫反射,有少量的光线反射进入人的眼睛,人感觉地面亮.为了不踏入水坑,李刚应踩在较亮的地方.故选B.
答案:B题型三 光的反射的应用例9 有一光电控制液面高度的仪器,它是通过光束在液面处的反射光线射到光电屏上的光斑位置来判断液面高低的.如图3-2-5所示光路中,一光束与液面的夹角为40°,则反射角的大小为______,当光电屏上的光斑由S1移到S2时,液面______ (填“上升”或“下降”).图3-2-5解析:因为入射光线与液面的夹角为40°,所以入射光线与法线的夹角为90°-40°=50°,即反射角为50°;又因为光反射时,反射角等于入射角,故反射角等于50°;光电屏上的光斑S1向左移动到S2时,由于入射角不变,如图3-2-6所示,反射光线与原来的反射光线平行,所以液面上升.
图3-2-6
答案:50°上升例10 为了验证光的反射定律,海若同学准备了一块平面镜、一块画有法线ON的平整硬纸板(其中F可绕接缝ON转动)、直尺、铅笔.
甲 乙
图3-2-7(1)这个实验还需要的重要器材是______、 ______.
(2)硬纸板放在平面镜上时,要保持与镜面______.
(3)如图3-2-7甲所示,将入射光线AO向法线靠近时,看到反射光线OB ______(填“靠近”或“远离”)法线,这一现象说明反射角随入射角的减小而______.
(4)将纸板E、F置于同一平面后,若将一束光贴着纸板F沿BO射到O点,反射光将沿图中的OA方向射出,说明光在反射时,光路是的______.
(5)如图乙所示,将一束光贴着纸板E沿AO射到O点,若将纸板F向后折,此时在纸板F上看不到反射光,说明了_________________________________________.入射光线、法线、反射光线在同一平面内量角器激光笔垂直靠近减小可逆解析:(1)探究光的反射定律时,需要光源以及测量入射角与反射角的大小,所以该实验还需要的器材是量角器和光源,可用激光笔做光源.(2)硬纸板放在平面镜上时,要保持与镜面垂直.(3)将入射光线AO向法线靠近时,入射角减小,则反射角也随之减小,因此看到反射光线OB靠近法线.(4)当光贴着纸板F沿BO射到O点时,光将沿OA方向射出,说明光在反射时,光路是可逆的.(5)把纸板F向后折,此时在纸板F上看不到反射光线,说明了反射光线、入射光线与法线在同一平面内.知识链接(1)验证光的反射定律时,需要用到光源、平面镜、画有法线ON的平整硬纸板、直尺、量角器及铅笔.
(2)只有硬纸板和平面镜垂直时才能保证法线和平面镜垂直.
(3)当入射角增大时,反射角也将增大;当入射角减小时,反射角也将减小.
(4)光在反射时,光路是可逆的.解读中考:本节考查的重点是光的反射定律与光的反射定律的应用以及根据光的反射定律作图,特别要注意理解光的反射中“一点”“两角”“三线”的关系,能区分镜面反射和漫反射.题型以选择题、填空题、作图题和实验题为主.考点一 作光的反射的光路图教材第55页“作业第4题”
如图3-22所示,为了使斜射的阳光AO能够竖直向下射入井中,在井口应该怎样放置平面镜?图3-22例11 (天津中考)小明想利用一块平面镜使射向井口的太阳光竖直射入井中,如图3-2-8所示,图3-2-9中的数字序号表示的是确定平面镜位置时作图的先后次序.其中作图过程正确的是( )
图3-2-8 图3-2-9解析:根据题意可知,使用平面镜是为了让太阳光竖直射入井中,即反射光线是竖直向下的,所以作图过程中的第一个步骤应该是过入射点作竖直向下的反射光线;因为反射角等于入射角,法线正好是入射光线和反射光线夹角的角平分线,所以第二步应作出入射光线和反射光线夹角的角平分线,即为法线;由于法线垂直于镜面,所以第三步应过入射光线和反射光线的交点作出法线的垂线,此垂线即为平面镜的位置.故选B.
答案:B考点二 镜面反射与漫反射教材第55页“作业第5题”
如图3-23所示,雨后的夜晚,路上有些积水,甲、乙两同学在较暗的月光下相向而行.甲同学看到积水的水面比路面亮,那么乙同学看到的现象是怎么样的?请你用学过的物理知识对乙同学看到的现象进行解释.图3-23例12 (福建泉州中考)雨后初晴的晚上,地上有积水,当我们迎着月光走时,地上发亮处是积水,这是因为( )
A.地上暗处是光发生镜面反射
B.地上发亮处是光发生镜面反射
C.地上发亮处是光发生漫反射
D.地上发亮处和暗处都发生镜面反射解析:水面比较光滑,光射到水面上会发生镜面反射,而地面比较粗糙,光射到地面会发生漫反射.当我们迎着月光走时,月光照到水面发生镜面反射,月光的反射光线射向同一方向,几乎全部进入人眼,而地面发生漫反射,反射光线射向各个方向,进入人眼的很少,故看到积水处发亮.
答案:B例13 自行车的尾灯在夜间发出的红光能有效地提示后面的车辆,避免了交通事故的发生,保障了我们的安全.但是,自行车尾灯是靠什么发出红光的呢?尾灯内究竟有没有灯泡呢?请同学们查阅相关资料进行解释.
解析:自行车的尾灯是利用光的反射原理发出红光的,其内部并没有灯泡.在夜间,路灯、探照灯、霓虹灯……以及各种车辆的灯光入射到自行车的尾灯上会发生反射现象,从而我们就看到了光,并以为光是从尾灯内发出的.因为自行车的尾灯自身的颜色是红色的,有色的不透明物体反射与它颜色相同的光,所以自行车的尾灯只能反射红色的光.这就是为什么我们在夜间看到自行车的尾灯发出的是红光.
答案:见解析核心素养课件43张PPT。第三章 光和眼睛
3.3探究平面镜成像特点平面镜成像的特点平面镜成的像大小与物体大小相等.说明:①在探究平面镜成像时用玻璃板代替平面镜的原因是平面镜是不透明的,用平面镜做实验无法找到像的位置,所以用玻璃板来代替.②在探究平面镜成像时取两支相同的蜡烛的目的是探究平面镜所成的像与物体的大小关系.③玻璃板要竖立放置是为了蜡烛与像重合.④使用光屏的目的是探究平面镜成的是虚像还是实像.⑤由于玻璃板有一定的厚度,测量物与像到镜面的距离时应选取点燃蜡烛这侧的镜面.1平面镜成像的特点例1 如图3-3-1所示是利用透明玻璃探究平面镜成像特点的实验示意图,下列说法正确的是( )
A.蜡烛远离玻璃板的过程中,蜡烛的像始终等大
B.像的大小与蜡烛到玻璃板的距离有关
C.把光屏放在玻璃板后像所在的位置,像会成在光屏上
D.用玻璃板代替平面镜是为了能在玻璃板后成一实像图3-3-1解析:蜡烛通过玻璃板成的像是等大、正立的虚像,只要蜡烛的大小不变,像的大小就不变,像的大小只与蜡烛本身有关,故A正确,B错误;因平面镜成的像是虚像,所以不能在光屏上呈现,故C错误;用玻璃板代替平面镜,目的是确定像的位置与大小,并不会成实像,故D错误.
答案:A平面镜成像的特点:像与物的大小相同,像与物到镜面的距离相等,像与物的对应点连线与镜面垂直,成虚像;在探究平面镜成像特点时,用玻璃板代替平面镜,是为了确定像的位置与大小平面镜成像的原理平面镜所成的像为虚像,不能用光屏承接.关于平面镜成像,无论镜子大小,只要发生了光的反射就能形成物体完整的像.镜子的大小只会影响观察到像的范围的大小,镜子大,能观察到的像的范围就大,反之,范围就小.例2 (潍坊中考) 如图3-3-2所示,小明同学身高1.8 m,家里装修时要在墙上安装一个竖直的平面镜,为了能从平面镜中看到自己的全身像,平面镜的最小长度应为( )
A.30 cm
B.60 cm
C.90 cm
D.120 cm图3-3-2解析:如图3-3-3所示,A、C、B分别表示人的头顶、眼睛和脚的位置.EF为平面镜的位置,由平面镜成像特点可确定A′、C′、B′为A、C、B的像,因为OC=OC′,所以OC= CC′,根据三角形中位线的性质可知,EF= A′B′= AB,EF为平面镜的最小长度,AB为小明的身高,所以镜的长度应为小明身高的一半,小明身高1.8 m,则平面镜的最小长度为0.9 m.故选C.
答案:C
图3-3-3根据平面镜成像特点可知,物体与像关于平面镜对称.分别找出小明的头顶、眼睛和脚在平面镜中的像,根据平面镜成像的特点画图,结合三角形中位线可计算得平面镜的长应为人身高的一半,镜的上端应在人的头顶和眼睛之间距离的中点位置.利用平面镜成像作图例3 如图3-3-4所示,AB、CD是发光点S发出光线的两条反射光线,在图中画出发光点S和它在平面镜中的像S′.
图3-3-4 图3-3-5
解析:先将两条反射光线AB、CD反向延长交于一点S′,再通过平面镜作出S′的对称点S,S即为发光点,如图3-3-5所示.
答案:如图3-3-5所示本题的另一种作图方法:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,由此作出两条反射光线的入射光线,两条入射光线的交点即为发光点.再作发光点关于平面镜的对称点即为像点.平面镜的应用例4 如图3-3-6所示为潜望镜的结构示意图,通过这样的潜望镜看到物体AB的像是( )
A.倒立、放大的虚像 B.正立、等大的虚像
C.倒立、放大的实像 D.正立、缩小的实像图3-3-6B潜望镜的原理是地面上的、远处的景物反射的光照射到潜望镜上的平面镜上,再反射到下面的平面镜上,再反射到人的眼里,人就能从低处看见地上面的以及远处的景物. 解析:通过潜望镜观察到的物体是经平面镜两次反射所成的像,实质还是平面镜成像,所以所成的像仍然是等大的虚像,故选B.
凸面镜和凹面镜凸面镜成的像比实际物体小,凹面镜成的像比实际物体大.没有正确理解平面镜成像特点例5 某同学从远处走向一面穿衣镜,他在镜中像的大小及像和人之间距离的变化正确的是( )
A.像大小不变,像和人之间的距离变小
B.像变大,像和人之间的距离变大
C.像变大,像和人之间的距离变小
D.像大小不变,像和人之间的距离不变解析:物体在平面镜中成的像的大小跟物体的大小有关,跟其他因素无关;某同学从远处走向平面镜,人的大小不变,像的大小不变;物、像到平面镜的距离相等,人到平面镜的距离减小,像到平面镜的距也减小,所以像和人之间的距离减小.故选A.
答案:A错解:C
注意:根据错误的生活经验,当感觉到我们走向穿衣镜时,会看到镜中的像逐渐变大,像和人之间的距离逐渐变小,因而错选C.题型一 探究平面镜成像规律例6 (江苏常熟月考)小明在做“探究平面镜成像特点”的实验时,将一块玻璃板竖直架在水平台上,取两支完全相同的蜡烛A和B进行实验,如图3-3-7甲所示.
(1)为便于观察,该实验最好在较_______(填“明亮”或“黑暗”)的环境中进行.
(2)小明点燃玻璃板前的蜡烛A,他应该在玻璃板_______ (填“前”或“后”)观察,调整玻璃板后的蜡烛B的位置,直到看上去B和A的像_____,此时蜡烛B的位置即为蜡烛A的像所在的位置.黑暗前重合位置.
(3)若将光屏放在玻璃板后像所在的位置,像_______ (填“能”或“不能”)成在光屏上.
(4)玻璃板的前后两面都可以反射成像,所以实验中通常会选用较薄的玻璃板.当把笔尖触到较厚的玻璃板上时(如图乙),看到笔尖的像与笔尖相距4 mm,则玻璃板的厚度约为_______ cm.
甲 乙图3-3-70.2不能解析:(1)在较明亮的环境中,很多物体都在反射光线,干扰人的视线;在较黑暗的环境中,蜡烛是最亮的,蜡烛射向平面镜的光线最多,反射光线最多,进入人眼的光线最多,感觉蜡烛的像最亮,所以应在比较黑暗的环境中进行实验.(2)点燃A蜡烛,在玻璃板前面通过玻璃观察,同时小心地移动B蜡烛,直到与A蜡烛的像完全重合为止,此时蜡烛B的位置即为蜡烛A的像所在的位置.(3)因为虚像不能用光屏承接,所以光屏放在蜡烛B的位置上,发现光屏上不能承接到像.(4)因为像距等于物距,所以4 mm等于物距与像距之和,故平面镜的玻璃厚度是2 mm=0.2 cm.题型二 利用平面镜成像作图例7 根据平面镜成像的特点,画出图3-3-8中物体AB在平面镜中所成的像.(保留作图辅助线)
图3-3-8解析:平面镜成像的特点是像与物大小相等、到平面镜的距离相等、像与物的连线与镜面垂直、左右互换,即像与物关于平面镜对称,利用这一对称性作出AB的像.分别作出物体AB的端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′,A′B′即为AB在平面镜中的像.如图3-3-9所示.
答案:如图3-3-9所示图3-3-9题型三 平面镜成像的应用例8 如图3-3-10甲所示为一个反射式路灯,图乙中S为灯泡位置,图中已画出灯泡射出的两条最边缘的出射光线.MN是一个可以调节倾斜程度的平面镜.请在图乙中画出灯S此时照亮路面的范围(保留作图中必要的辅助线);请提出一种能够增大灯照亮范围的方法___________________.
甲 乙图3-3-10解析:根据平面镜成像特点作出灯S的像点S′, 分别延长灯泡射出的两条最边缘的出射光线交平面镜于O1、O2,连接S′O1、S′O2即可作出灯S照亮路面的范围AB;从作图的过程中可以发现,当减小灯与平面镜的距离或改变平面镜的倾斜程度时,都可以增大灯照亮范围.
答案:如图3-3-11AB所示减小灯与平面镜的距离(或改变平面镜的倾斜度等)图3-3-11例9 小丽为小明表演了一个“水火相融”的小魔术.她先用一块透明的薄玻璃板,将桌子分割成甲、乙两个区域后,用一块不透明的挡板将乙区域分割成两部分.小丽在甲区域内放置了一个盛满水的烧杯,且里面浸没着一支蜡烛A,并在乙区域挡板后的指定位置放置蜡烛B.准备就绪后,小丽请小明坐在乙区域一侧的某点P(如图3-3-12所示),并迅速将乙区域已准备好的蜡烛B点燃,在小丽一只手麻利地在小明眼前绕过的同时,另一只手悄悄地将挡板拉开一个缝隙MN.当小明沿着小丽的手指望向蜡烛A时,奇迹出现了:蜡烛A竟然在水中燃烧了! 图3-3-12
(1)请根据光学知识判定:小丽是怎样选取和放置蜡烛的?
【选取蜡烛】使蜡烛A、B满足_________的条件.
【确定位置】在蜡烛A的位置确定后,不借助刻度尺如何确定蜡烛B的位置?___________________________________________________.甲 乙点燃蜡烛B,并调节B的位置,使蜡烛B的像与蜡烛A完全重合完全相同(2)请你依据所学的光学知识解释小丽悄悄地将挡板拉开的目的._________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.让蜡烛B发出的光通过缝隙MN射到玻璃板上,使其反射光线进入小明的眼睛(或蜡烛B发出的光经玻璃板反射后通过缝隙MN射入小明的眼中),使小明看到与蜡烛A重合的B的像解析:(1)【选取蜡烛】两支蜡烛长短或粗细不同时,会出现不能完全重合的现象,所以必须保证两支蜡烛完全相同,这样后面的蜡烛才能和前面蜡烛的像完全重合.【确定位置】根据玻璃板的透光性,取两个等大的蜡烛A和B,把A蜡烛摆在玻璃板前面,点燃蜡烛B,并调节B的位置,使蜡烛B的像与蜡烛A完全重合,即可确定蜡烛B的位置;小丽悄悄地将挡板拉开,让蜡烛B发出的光通过缝隙MN射到玻璃板上,使其反射光线进入小明的眼睛(或蜡烛B发出的光经玻璃板反射后通过缝隙MN射入小明的眼中),使小明看到与蜡烛A重合的B的像.解读中考:本节中考重点考查平面镜成像的特点,要求能运用这些特点作光路图解释现象,且要对平面镜成像特点的探究过程相当熟悉.题型以选择题、填空题和作图题为主. 考点一 利用平面镜成像作图教材第59页“作业第2题”
在平面镜前有一光源S(图3-34),请根据平面镜成像的特点,画出它在平面镜后的像S′.
图3-34例10 (湖北黄石中考)如图3-3-13所示,点光源S置于平面镜前,请画出点光源S的成像光路图.
解析:从点光源S向镜面任意发出两条入射光线,入射点分别是O1、O2,根据光的反射定律,画出这两条入射光线的反射光线;将这两条反射光线反向延长,相交于点S′,点S′即为点光源S在平面镜中所成的像.
答案:如图3-3-14所示图3-3-13图3-3-14例11 如图3-3-15所示是一个魔术箱,箱顶部的中央有一条窄缝,一束光从左侧的小孔射入,从右侧的小孔射出,将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中,可遮光板却没有遮住光束,请同学们试着解释这一奇特的现象.核心素养图3-3-15解析:此题通过人们喜欢的魔术考查光的反射知识,首先知道光束从左侧的小孔射入,从右侧小孔射出的特点,然后再根据平面镜对光线的作用,即可解答.
答案:解法一:光束从左侧的小孔射入,从右侧小孔射出,光线的方向没有发生改变,其实就是三块平面镜的反射,如图3-3-16所示.图3-3-16解法二:光束从左侧的小孔射入,从右侧小孔射出,光线的方向没有发生改变,其实就是四块平面镜的反射,如图3-3-17所示.图3-3-17课件40张PPT。第三章 光和眼睛
3.4探究光的折射规律光的折射光从空气斜射入水中时,会发生折射,导致船桨像被“折断”一样.例1 下列光现象中,由于光的折射形成的是( )
A.赵州桥在水中形成“倒影” B.手在墙上形成“手影”
C.筷子好像在水面处向上弯 D.景物在凸面镜中成像
解析:光从一种介质斜射入另一种介质时会发生折射现象.赵州桥在水中形成“倒影”,是平面镜成像,属于光的反射现象;手在墙上形成“手影”,是光沿直线传播形成的;筷子好像在水面处向上弯折,属于光的折射现象;景物在凸面镜中成像,是凸面镜成像,属于光的反射现象.故选C.
答案:C光的折射规律光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角.例2 如图3-4-1所示的光路图中,能正确表示光从空气射入水中时发生的反射和折射现象的是( )
图3-4-1
解析:当光从空气斜射入水中时,折射角应小于入射角,当光发生反射时,反射角与入射角相等,故A、D错误,B正确;当光发生折射时,折射光线和入射光线分居法线两侧,故C错误.故选B.B要解决此题,需要知道当光线斜射到两种介质的分界面上时,会同时发生反射和折射,光在发生反射时,反射角等于入射角;当光从空气中斜射入水中时,折射光线将向靠近法线的方向偏折,即折射角小于入射角.自然界中的折射现象例3 暑假,小梦陪着爷爷到湖里叉鱼.小梦将钢叉向看到鱼的方向投掷,总是叉不到鱼.如图3-4-3所示的四幅光路图中,能正确说明叉不到鱼的原因是( )图3-4-2图3-4-3解析:水中鱼反射出的光,在水面处发生了折射,折射角大于入射角,人认为光是沿直线传播的,所以逆着折射光线看上去,看到的是变浅的鱼的虚像.因此有经验的渔民应该用鱼叉瞄准看到鱼的下方位置,才能将鱼叉到.由此可知,A、C选项光的传播方向错误,B选项折射角等于入射角,故B错误,只有D选项正确.
答案:D此题主要考查光的折射现象,鱼身上反射出的光线由水中进入空气时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得鱼变浅了.把实际情况和光路相混淆例4 如图3-4-4甲所示,一盛水容器置于水平桌面上,一束光从左上方斜射向水面,这时反射角为α,折射角为γ;若把容器右侧稍微垫高,如图3-4-4乙所示,待水面重新平静后,反射角为α′,折射角为γ′,那么( )
甲 乙图3-4-4A.α′<α,γ<γ′ B.α′=α,γ′=γ
C.α′>α,γ′<γ D.α′<α,γ′>γ
解析:当把容器的右端垫高些时,水面仍是水平的,即法线方向仍然是竖直方向,故入射角不变,所以反射角和折射角也不变化,即α′=α,γ′=γ.
答案:B错解:A或C
注意:本题误将容器位置的变化混淆为水面的变化.其实,无论容器侧面被垫起多高,平静后的水面总是水平的,所以容器侧面被垫起,并不能改变入射角的大小,所以反射角和折射角也不会改变,故选B.题型一 光的折射规律的应用例5 某校新建成一个喷水池,在池底中央安装了一只射灯.射灯发出的一束光照在右边的池壁上,当池内无水时,站在池旁左边的人看到在S点形成一个亮斑,如图3-4-5所示.现往池内灌水,水面升至a位置时,人看到亮斑的位置在P点;如果水面升至b位置时,人看到亮斑的位置在Q点,则( ) 图3-4-5
A.P点在S点的上方,Q点在S点的下方
B.P点在S点的下方,Q点在S点的下方
C.P点在S点的上方,Q点在S点的上方
D.P点在S点的下方,Q点在S点的上方解析:往池内注水,水面升至a位置时,射灯发出的光线在水面上发生折射,根据折射规律可知,P点如图3-4-6甲所示;水面上升至b位置时,射灯射出的光先在水池壁上发生反射,再折射出水面,根据反射定律和折射规律知,Q点如图乙所示.
甲 乙
图3-4-6
答案:D题型二 实验探究光的折射规律例6 某同学在做“探究光的折射特点”实验,如图3-4-7是光从空气射入水中时的光路,实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧,通过实验还得到如表数据.图3-4-7(1)分析表中数据,可得出结论:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生____________和____________现象.
②光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是折射角随入射角的增大而_________(填“增大”“不变”或“减小”),且折射角_____(填“大于”“等于”或“小于”)入射角.当光从空气垂直射到水面时,折射角的大小等于___度.
该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出光的折射特点.反射折射增大小于零(2)若用激光沿CO方向从水中射入空气,激光在空气中传播的光路是_______(填“OA”或“OB”);激光经过水面反射时的反射角大小等于______(填“α”“β”或“γ”).光线从空气垂直水面射入时,入射光线、折射光线与法线重合,入射角、反射角、折射角都为0° 思路导图光从空气斜射到水面时,发生反射和折射现象,光路是可逆的γOA解析:(1)①光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象;②由表中数据可知,光从空气斜射到水面时,当入射角不断增大时,折射角也随之增大,故折射角随入射角的变化关系是折射角随入射角的增大而增大,且折射角小于入射角.当光从空气垂直射到水面时,折射角等于零度.(2)在光的折射现象中光路是可逆的,若用激光沿CO方向将光从水中射入空气,则激光在空气中的光路是OA.光从水中斜射入空气中,反射角等于入射角,所以反射角大小等于γ.题型三 光的折射作图例7 (广西百色中考)如图3-4-8所示,光线AO从空气斜射入水中,请画出法线和折射光线的大致方向.
图3-4-8 图3-4-9
解析:首先过入射点垂直于水面画出法线,因为光从空气斜射入水中,所以折射角小于入射角,据此画出折射光线.
答案:如图3-4-9所示例8 小芸同学用一只新买的激光笔照射水平水面,在竖直白墙上出现了两个红色亮点A和B,其中A为反射点,B为折射点,如图3-4-10所示.现保持入射点O的位置不变,欲使反射点A下移至A1处,应使入射光线MO绕着点O沿_____(填“顺时针”或“逆时针”)方向转动,同时观察到折射点由B点可能会移到_____(填“B1”或“B2”)点.图3-4-10解析:当光从空气斜射到水面时,同时会发生反射和折射现象,反射角等于入射角,折射角小于入射角.现保持入射点O的位置不变,欲使光点A下移至A1处,根据反射角等于入射角,则应使入射光线绕着O点沿顺时针方向转动(图3-4-11中红色光线标注).当入射光线绕着O点沿顺时针方向转动时,入射角增大,折射角随着入射角的增大而变大,因此同时观察到折射点由B点可能会移到B1点.
答案:顺时针 B1图3-4-11知识链接(1)光的折射规律:折射光线、入射光线、法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居法线的两侧,且当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,当光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角.
(2)光的反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角.解读中考:本节知识中的光的折射特点,正确确定入射角、折射角并知道它们的大小关系,会用图形把这种关系粗略表示出来是中考考查的重点,题型主要为选择题、填空题和作图题. 考点一 光的折射现象及其应用教材第64页“作业第4题”
如图3-44所示,男孩做出了错误的判断.以下四幅光路图中,能正确说明产生这一错觉的原因是( )例9 (广西钦州中考)如图3-4-12所示是人眼看到池底某点的光路,其中正确的是( )图3-4-12解析:光由池底某点射出,经水面射入人的眼睛,故光线是从水中到空气中,图A和图C光线的传播方向画错了,故A、C错误;光由池底某点射出,经水面射入空气中时发生折射而射入人眼,折射角大于入射角.眼睛观察到的是该点的虚像,该点的虚像在折射光线的反向延长线上,故B错误,D正确.
答案:D例10 小明做了如下实验:照图3-4-13那样,让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到直边上,可以看到一部分光从玻璃砖的直边上折射到空气中,另一部分光反射射入玻璃砖内.核心素养图3-4-13在实验中,发现折射角比入射角大,而且逐渐增大光的入射角,将看到折射光线离法线越来越_____,且光强越来越弱.反射光强越来越强.当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时, _____光就消失了,只剩下_____光.
小明同学继续对这个问题进行研究,他让光从半圆形玻璃砖直边上射入玻璃砖,由于折射角小于入射角,就找不到前面实验中出现的现象.
他就这个发现请教了物理老师,老师告诉他这种现象叫作全反射.折射角变成了90°时的入射角,叫作临界角.远折射反射他又用水进行了实验,让光从水中射向空气,再让光从空气入射到水中,得到了同样的结论.
根据上面小明的探究和已学过的知识,请总结一下发生全反射的条件是:① ____________________________ ;② ________________________________.入射角大于或等于临界角光要从光密介质射向光疏介质解析:(1)当光从玻璃中斜射入空气中时,折射角大于入射角,当逐渐增大光的入射角,将看到折射光线离法线越来越远;当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光线就消失了,只剩下反射光线.(2)要发生全反射现象,需要使光从光密介质射向光疏介质,并且入射角需要达到或大于临界角,此时折射光消失,只剩下反射光.课件34张PPT。第三章 光和眼睛
3.5奇妙的透镜凸透镜和凹透镜方法技巧:判断透镜种类时,不能根据透镜的局部厚度或透镜的形状进行判断,要通过比较透镜中间和边缘的厚度进行判断.透镜对光的作用凹对光有发散作用凸透镜对光有会聚作用例1 如图3-5-1所示是光线通过透镜的光路图.其中正确的是( )
图3-5-1
解析:判断透镜对光的作用,要看折射光线相对于入射光线是会聚了还是发散了.A图中折射光线要比入射光线的延长线更加“远离”主光轴,因此透镜起到发散作用,应是凹透镜,故A错误;B图中的透镜对光有会聚作用,应为凸透镜,故B正确;C图中的透镜对光有会聚作用,应为凸透镜,故C错误;D图中的透镜对光有会聚作用,应为凸透镜,故D错误.B透镜的焦点和焦距要解答本题需掌握:凸透镜对光线有会聚作用,会聚作用是指经凸透镜射出的光线相对于入射光线更加“靠拢”主光轴,使光束变窄;凹透镜对光线有发散作用,发散作用是指经过凹透镜射出的光线相对入射光线更加“远离”主光轴,使光束变宽、变发散.
方法技巧:测量凸透镜焦距的方法是让太阳光通过凸透镜在白纸上会聚成一个最小、最亮的光斑,该光斑所在的位置即为凸透镜的焦点,用刻度尺量出焦点F到光心O的距离即是焦距f.例2 将凸透镜的一面正对着太阳光,另一面正对着一张白纸,调整凸透镜与白纸之间的距离,使白纸上的光斑最小、最亮,这时镜片中心与纸之间的距离近似等于凸透镜的_____,平行光线会聚的这一点叫作_____.一般的凸透镜有_____个这样的点.
解析:使凸透镜正对太阳,将白纸放在凸透镜后面与凸透镜平行的位置,并前后移动,直到在白纸上出现一个最小、最亮的光斑为止,量出这时光斑与透镜间的距离,该距离就约等于凸透镜的焦距.平行光线会聚的这一点叫作凸透镜的焦点,一般的凸透镜有两个这样的焦点,它们分别在凸透镜的两侧.两焦距焦点利用太阳光简单测量焦距的方法:使凸透镜正对着太阳光,找到焦点,即光斑最小、最亮的点,测量焦点到凸透镜的距离,该距离即为焦距.透镜中的三条特殊光线例3 (陕西蓝田模拟)画出如图3-5-2所示的折射光线或入射光线.
图3-5-2 图3-5-3
解析:平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过凹透镜的虚焦点;过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变,如图3-5-3A所示.平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,如图3-5-3B所示.
答案:如图3-5-3所示把握不了器材中的透镜部分例4 如图3-5-4所示,一块玻璃砖内有一个“椭圆形的气泡”,当一束平行光垂直射到玻璃砖上时,透过玻璃砖的光将( )
A.比原来发散
B.比原来会聚
C.仍是平行光
D.无法判断图3-5-4解析:题图的玻璃砖中间有“椭圆形气泡”,玻璃砖的两侧中间薄、边缘厚,属于凹透镜.凹透镜对光有发散作用,平行光虽然垂直射入,但仍要发散,而且是两次发散,故选A.
答案:A错解:B或C或D
注意:错选B项是因为错误地认为中间的气泡是凸透镜;错选C是误认为玻璃砖两边都是平的,当一束平行光垂直射到玻璃砖上时,其传播方向不改变;错选D是对透镜的认识模糊.题型一 根据光路判断透镜的种类例5 如图3-5-5中画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形.其中凸透镜是( )
图3-5-5
A.a B.b、d C.c D.a、b、c、d解析:从光线通过透镜的情形可知,a、b、d的折射光线相对于入射光线是发散的,所以都是凹透镜;只有c是凸透镜,折射光线相对于入射光线变得会聚了.
答案:C例6 如图3-5-6所示,小华同学让凸透镜正对着太阳光,用白纸在透镜的另一侧观察太阳光通过凸透镜后的现象,移动白纸使光斑最小、最亮,此时光斑离凸透镜10 cm,据此我们可以确定此透镜的焦距为( )
A.5 cm
B.10 cm
C.15 cm
D.20 cm图3-5-6解析:把凸透镜正对着太阳光,在透镜的另一侧放一张白纸,当白纸与凸透镜的距离为10 cm时,白纸上的光斑最小、最亮,这个光斑所在的位置就是焦点,透镜到焦点的距离就是焦距,即该凸透镜的焦距是10 cm,故选B.
答案:B题型三 三条特殊光线的作图例7 (湖南永州中考)如图3-5-7所示,请在图中作出两条入射光线经凹透镜折射后的折射光线.
图3-5-7 图3-5-8
解析:延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴;过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变,如图3-5-8所示.
答案:如图3-5-8所示例8 某小组在探究凸透镜成像规律时,不小心将透镜掉在地上碎成三块.他们不知道碎镜片的焦距是否与原透镜相等,于是选取其中一块镜片,准备测量其焦距.图3-5-9(1)请你设计一个简单的实验测量所选镜片的焦距,所需光源是__________(填“电光源”或“平行光源”);另外所用的主要器材有_____________ ;在图3-5-9中的虚线框内画出你所设计的实验示意图.(图中镜片已画出)
(2)测量后,发现这块镜片的焦距与原透镜的焦距相等,由此他们得出“每块镜片的焦距都与原透镜相等”的结论.他们这种推断方法存在的主要问题是___________________________________________.平行光源刻度尺、光屏如图3-5-10所示只测一块镜片的焦距得出的结论具有偶然性解析:(1)测量凸透镜的焦距时,一定要使平行光线平行于主光轴入射,在光屏上得到最小、最亮的光斑的位置才是凸透镜的焦点,测量焦点到光心的距离就是该透镜的焦距.实验时要用光屏承接焦点,要用刻度尺测量焦距.测量凸透镜焦距的实验示意图如图3-5-10所示.(2)只测一块镜片的焦距得到的结论很具有偶然性,所以要测量多个碎片的焦距,然后得出结论.知识链接(1)测量凸透镜的焦距时,让平行光源平行于主光轴入射,经凸透镜折射后会聚成最小、最亮的光斑,该光斑所在的位置就是凸透镜的焦点,测量光心到焦点的距离,该距离就是凸透镜的焦距.
(2)测量凸透镜的焦距时,要用光屏承接最小、最亮的光斑,然后用刻度尺测量光心到焦点的距离.
(3)通过实验数据得出实验结论,要进行多次实验,只有一次实验不能得到科学性结论.解读中考:本节主要考查凸透镜、凹透镜对光线的作用、特点及它们的焦点、焦距,其中根据透镜对光线的作用特点来完成光路图是考查中的难点.出题形式有填空题、选择题和作图题,偶尔也有实验题或简答题. 考点一 透镜的光路图教材第68页“作业第2题”(节选)
根据图3-54中各图所给出的入射光线或折射光线,画出相应的折射光线或入射光线.图3-54例9 (四川德阳中考)作出图3-5-11中所缺的光线.
图3-5-11
解析:过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴,如图3-5-12所示.
图3-5-12
答案:如图3-5-12所示例10 某物理学习小组选择如图3-5-13甲所示的四个透镜进行探究实验(其中A、B和C、D是两组形状分别相同的凸透镜,它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成):核心素养图3-5-13(1)为了探究凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系,小组同学应选择图中的哪两个凸透镜做实验?答:_______(填字母序号);器材确定后,接着小组同学让一束与主光轴平行的光,分别经过两凸透镜后会聚于焦点处,如图乙、丙所示.比较两次实验的现象,可以得到的结论是:凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越_______.
(2)如果选择A、B两个透镜,他们还可以探究凸透镜的焦距大小与________的关系.
(3)这次探究活动中,运用的一种主要的科学研究方法是_____________.控制变量法A、C短材料解析:(1)要探究凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系,应选择材料相同而透镜球形表面弯曲程度不同的透镜做实验,由题图甲可知,应选A、C;由题图乙、丙可知,凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越短.(2)由题图甲可知,A、B两个凸透镜球形表面弯曲程度相同,而材料不同,因此可以用它们探究凸透镜的焦距大小与材料的关系.(3)探究活动中,运用的一种主要的科学研究方法是控制变量法.课件41张PPT。第三章 光和眼睛
3.6探究凸透镜成像规律探究凸透镜成像规律实验中烛焰、凸透镜、光屏三者的中心一定要在同一高度.巧记乐背一倍焦距分虚实,
二倍焦距分大小;
物在焦点外,
物近像远像变大,
物在焦点内,
物远像远像变大.例1 小张同学探究“凸透镜成像规律”的实验装置如图3-6-1所示,其中焦距为15 cm的凸透镜固定在光具座上50 cm刻线处,光屏和蜡烛分别位于凸透镜两侧.
图3-6-1
(1)小张将蜡烛移至光具座上10 cm刻线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是____(填“放大”“等大”或“缩小”)的实像.缩小(2)小张将蜡烛移至光具座上30 cm刻线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是____ (填“倒立”或“正立”)的实像.
(3)小张再将蜡烛移至光具座上40 cm处,他从透镜的右侧通过透镜可以看到烛焰____ (填“倒立”或“正立”)的像.
(4)以上(1)、(2)步骤中,小张将蜡烛从光具座上10 cm向30 cm处移动时,若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像,光屏应____ (填“远离”或“靠近”)透镜,此时所成像的大小将____ (填“变大”“变小”或“不倒立正立远离变大变”).
(5)若烛焰已在光屏上成清晰的像,此时用遮光布遮住凸透镜的下半部分,则所成烛焰的像为____ (填“完整”或“不完整”)的像.实验过程中蜡烛燃烧时会逐渐变短,则光屏上烛焰的像也将逐渐向____移动.完整上解析:由题意知f=15 cm,所以2f=30 cm.(1)当蜡烛在光具座上10 cm刻线处时,物距等于40 cm,大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像.(2)当蜡烛在光具座上30 cm刻线处时,物距等于20 cm,处于1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、放大的实像.(3)当蜡烛在光具座上40 cm刻线处时,物距等于10 cm,小于1倍焦距,成放大、正立的虚像.(4)将蜡烛从光具座上10 cm向30 cm处移动时,物距减小但一直大于焦距,则像距变大,应将光屏向右移动才能再次在光屏上成清晰的像,且像变大.(5)凸透镜成实像时,烛焰发出的所有透过凸透镜的光会聚到光屏上成像.当将凸透镜的下半部分遮住后,烛焰发出的光虽有一部分被挡住,但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像,因此像与原来相同,仍然完整;由于凸透镜的一半被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了一半,故亮度会减弱,像变暗了.蜡烛燃烧时会逐渐变短,根据凸透镜成实像时像与物上下、左右相反可知,像将逐渐向光屏的上方移动.凸透镜的应用——放大镜放大镜成正立、放大的虚像.例2 昆虫观察盒的盒盖是一个凸透镜(如图3-6-2所示),盒盖到盒底的距离为10 cm,是利用凸透镜能成正立、放大的________(填“实”或“虚”)像的原理制成的,可以方便地观察小昆虫.在一次实验中,小明不小心把盒盖上的凸透镜打碎了,为了修好观察盒,老师给他提供了焦距分别为4 cm、8 cm、10 cm和12 cm的凸透镜各一个,他应该选择焦距为________ cm的凸透镜.图3-6-2解析:凸透镜做放大镜使用时,u<f时,成正立、放大的虚像,盒盖处安装凸透镜,盒底处有昆虫,要使凸透镜作放大镜使用,物距要小于焦距,此时物距是10 cm,所以应该选择焦距为12 cm的凸透镜.
答案:虚 12根据凸透镜作放大镜使用时,物距和焦距的关系进行判断:当u<f时,成正立、放大的虚像;当u=10 cm,要成正立、放大的虚像时,透镜的焦距应大于10 cm.不清楚凸透镜成像的本质原因例3 把一支点燃的蜡烛立于凸透镜的一侧,在另一侧光屏上可以得到蜡烛清晰的像.如果用不透光的纸遮住凸透镜的上半部,则( )
A.光屏上仍能成像,像与原来一样
B.光屏上仍成原来的像,只是比原来暗
C.要通过移动光屏,才能得到清晰的像
D.光屏上不能成像解析:凸透镜成实像是因为蜡烛发出的光线经过凸透镜后会聚到像点,若遮住凸透镜的一部分,则凸透镜的其他部分仍然能够会聚光线,所以仍能成完整的像,只是照射到像上的光线数量减少,像比原来暗,故选B.
答案:B错解:A或C或D
注意:尽管将凸透镜遮住一部分,但没有遮住的部分仍然是个凸透镜,仍能使光线折射后会聚成像,只是进光面积减少了,会聚的光线数量减少,使像的亮度降低了,但每一个物点仍能对应成像,所以像仍然是完整的.题型一 探究凸透镜成像的规律例4 某小组利用如图3-6-3所示的装置探究“凸透镜成像规律”.图3-6-3(1)他们首先进行以下操作:将实验器材按蜡烛、凸透镜和光屏的顺序放置在光具座上,调节它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的________大致在同一高度.
(2)将蜡烛移到距凸透镜很远处,慢慢移动光屏,发现光屏上得到一个最小、最亮的光斑,此时凸透镜到光屏的距离为10 cm,则凸透镜的焦距为________ cm;再移动凸透镜和光屏到如图3-6-3所示位置时,在光屏上得到了一个清晰的倒立、 ________ (填“放大”或“缩小”)的实像.中心10缩小(3)将蜡烛移到距凸透镜5 cm处,无论怎样调节光屏,光屏上始终接收不到清晰的像,这时应从________ (填“左”或“右”)侧透过凸透镜直接观察.
(4)快下课时,蜡烛随着燃烧而变短,光屏上的像将向________ (填“上”或“下”)移动.右上解析:(1)将实验器材按蜡烛、凸透镜和光屏的顺序放置在光具座上,调节它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度.(2)将蜡烛移到距凸透镜很远处,进入凸透镜的光接近平行光,经凸透镜折射后形成一个最小、最亮的光斑,这个点就是凸透镜的焦点,焦点到凸透镜的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是10 cm;根据题图可知,物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像.(3)当物距u=5 cm<f时,物体通过凸透镜成放大的虚像,并且虚像和物体在同一侧,所以应从右侧透过凸透镜直接观察.(4)蜡烛随着燃烧而变短,根据凸透镜所成实像都倒立,像将向上移动.题型二 判断凸透镜的焦距例5 (湖南娄底中考)某班同学在“探究凸透镜成像规律”实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图像,如图3-6-4所示.下列判断正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是4 cm
B.当u=3.5 cm时,在光屏上能 得到一个缩小的像
C.当u=5 cm时,成放大的像, 投影仪就是根据这一原理制成的
D.把物体从距凸透镜3 cm处 移动到8 cm处的过程中,像逐渐变小图3-6-4解析:由题图知,当u=4 cm时,v=4 cm,根据凸透镜成像的规律,物距等于2倍焦距时,成倒立、等大的实像,此时像距与物距相等,所以2f=4 cm,则f=2 cm,故A错误; f=2 cm,2f=4 cm,当u=3.5 cm时,f<u<2f,所以成倒立、放大的实像,故B错误;当u=5 cm时,u>2f,所以此时成倒立、缩小的实像,照相机是利用这一原理制成的,故C错误;把物体从距凸透镜3 cm处移到8 cm处的过程中,物距逐渐增大且一直大于焦距,所以成的像逐渐变小,故D正确.
答案:D题型三 利用凸透镜成像规律作图例6 如图3-6-5所示,O1O2为透镜的主光轴,S′为点光源S经透镜成的像.试确定用的是什么透镜,并用作图法求出透镜和焦点的位置.图3-6-5解析:像S′在物的后面,且都在主光轴上方,故是凸透镜不是凹透镜;连接物像S、S′并延长,与主光轴交于O点,则O点为凸透镜的光心,过O点垂直主光轴作出凸透镜;从S点平行于主光轴作一条入射光线,与凸透镜相交于A点,连接S′A并延长,与主光轴交于F点,F点即为焦点.
答案:如图3-6-6所示图3-6-6例7 如图3-6-7所示人在鉴定文物时,常用放大镜观察文物的细微部分,这时他看到的像是___________________.如果在文物上有两条裂纹,其夹角是5度,要想使看到的像更大些,应该将放大镜离裂纹______.放大镜的放大倍数是6倍,则他看到的角是______度.图3-6-75正立、放大的虚像远些解析:因放大镜成像时物距小于焦距,所成的像是正立、放大的虚像,而成像时物距越大,像距越大,像越大,所以要想像变大,就要增大物距.无论放大镜的放大倍数是多大,都只能放大物体本身,不能改变物体之间的角度.解读中考:本节知识的重点是理解凸透镜在各种条件下所成像的性质及变化情况、实验探究过程,用探究结论解决实际问题.出题形式主要有选择题、填空题和实验探究题. 考点一 凸透镜成像的应用教材第72页“作业第3题”
取一个盛水的圆柱形玻璃杯,将手紧靠在杯的背面,透过水杯看到的手“变大”了.请实际试一试,并解释这个现象.例8 (吉林中考) 如图3-6-8所示是装有水的圆柱形玻璃杯,将铅笔靠近玻璃杯的后面,透过玻璃杯可以看到笔尖指向左侧,此时成像为正立、_______的虚像.如果将铅笔由靠近玻璃杯的位置向远处慢慢移动,你会看到笔尖指向_____侧.图3-6-8放大右解析:题图是装有水的圆柱形玻璃杯,其构造相当于一个凸透镜,即中间厚,边缘薄,所以将铅笔靠近玻璃杯的后面,相当于将铅笔放在凸透镜的1倍焦距以内,故能看到铅笔成一个正立、放大的虚像;如果将铅笔由靠近玻璃杯的位置向远处慢慢移动,当铅笔大于该“凸透镜”的1倍焦距后,即成倒立的像(处于1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、放大的实像;处于2倍焦距以外,成倒立、缩小的实像),故你会看到笔尖指向会改变,即指向右侧.考点二 探究凸透镜成像规律.教材第72页“作业第1题”
如图3-61所示是用蜡烛、凸透镜和光屏研究凸透镜成像规律的实验装置,若将蜡烛放于图中位置,要在光屏上成清晰的像,需要进行的调节是.若要使像变大,应将蜡烛向移.图3-61例9 (湖南益阳中考)如图3-6-9所示,在做“探究凸透镜成像规律”的实验中,烛焰在图示位置时能在光屏上成清晰的像,所成的像是倒立、______(填“放大”“等大”“缩小”)的实像.现将蜡烛沿主光轴向远离凸透镜的方向移动,要使烛焰仍能在光屏上成清晰的像,则光屏应沿主光轴向______ (填“远离”或“靠近”)凸透镜的方向移动.图3-6-9靠近放大解析:由题图知,物距小于像距,此时在光屏上成倒立、放大的实像,当将蜡烛沿主光轴向远离凸透镜的方向移动时,物距变大,像距变小,光屏上得到的像变小,因此要使烛焰仍能在光屏上成清晰的像,则光屏应沿主光轴向靠近凸透镜的方向移动.例10 物理兴趣小组想知道某透镜的焦距f为多少,做了如图3-6-10甲所示的实验,镜面垂直于阳光,在透镜下面放上白纸(纸、镜平行),测出透镜与白纸间距s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min,绘出如图乙所示的图线.核心素养图3-6-10(1)可判断该透镜的焦距f为________.
(2)将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上(如图丙),器材正确放置后,还应对其进行调整,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的________上.做成像实验,记录每次成实像的物距u,像距v,物像间距L(u+v),绘出如图丁所示的图线(以f为长度单位),由图丁可知,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥ ________ (用f表示).4f12 cm主光轴解析:(1)由题图乙可知,当透镜与白纸间距s=12 cm时,白纸被烤焦的时间t=4 min,所用的时间最短,说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高,这个点就是凸透镜的焦点,则测出透镜与白纸的间距即为焦距,即f=12 cm.(2)将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上,且烛焰、光屏和透镜中心在同一高度,即位于凸透镜的主光轴上;根据凸透镜成实像时满足u>f,由题图丁可知,随着物距u的增大,物像间距L先减小后增大,当物距u=2f时,物像间距L最小为4f,因此要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥4f.课件47张PPT。第三章 光和眼睛
3.7眼睛和光学仪器眼睛是怎样看见物体的说明:眼睛的调节是有限度的,晶状体表面的弯曲程度最大时看清的物点叫作眼睛的近点,晶状体表面弯曲程度最小时,看清的物点叫作眼睛的远点.正常眼睛观察物体最清晰而又不疲劳的距离叫明视距离,约为25 cm.例1 如图3-7-1所示,眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个___________,它把来自物体的光会聚在___________上,形成物体的像.
解析:人的眼球好像一架照相机,角膜、晶状体和玻璃体的共同作用相当于一个凸透镜;视网膜相当于光屏,外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像.图3-7-1凸透镜视网膜要解答本题需掌握:人的眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,外界物体在视网膜上所成的像是倒立的实像.近视眼、远视眼的成因及其矫正眼镜的度数等于焦距的倒数乘100,即D= ×100.如一近视镜片的焦距是- 0.5 m(“-”表示镜片为凹透镜),则该镜片的度数D= ×100度=-200(度).例2 当前由于学生用眼不当及电脑、手机的普及,造成学生戴“眼镜”现象比较普遍,为了改变这种现象,除了学生在平时要注意用眼,也应注意矫正.如图3-7-2所示的四幅图是近视眼或远视眼的成像原理及矫正方法,能够说明远视眼的成像原理的是____图;表示矫正近视眼的是___图.图3-7-2甲 乙 丙 丁丁甲解析:题图甲的入射光线会聚在视网膜的后方,表示了远视眼的成像情况,为了使光线会聚在视网膜上,就需要在光线进入人的眼睛以前会聚一下,因此配戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正,如图丙;图乙的入射光线会聚在视网膜的前方,所以图乙表示了近视眼的成像情况,为了使光线会聚在原视网膜上,就需要在光线进入人的眼睛以前发散一下,因此配戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正,如图丁.影像的保存——照相机方法技巧:照相机的调节方法:物体离照相机镜头越远物距越大,物体在胶片上所成像越小,像的位置(胶片到镜头)越近,暗箱越短(像距越小).例3 如图3-7-2所示是一款具有摄像功能的手机,摄像头的镜头相当于一个_______镜,图3-7-3中甲、乙是用这款手机先后拍下同一小车的两张照片 (设摄像头焦距不变),拍摄第二张比拍摄第一张时摄像头离小车_______ (填“远”或“近”)些.两次拍摄时,摄像头离小车的距离都满足__________________ (填与焦距之间的关系).图3-7-2 图3-7-3甲 乙大于二倍焦距凸透近解析:手机摄像头相当于凸透镜,用手机拍摄时,凸透镜成倒立、缩小的实像.凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,通过比较甲乙两图可知,乙的像大,所以乙的物距小,因此拍摄第二张比拍摄第一张时摄像头离小车近一些.甲、乙两图都是倒立、缩小的实像,摄像头离小车的距离都大于二倍焦距.根据凸透镜成像的三种情况和应用进行判断:u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机;2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影;u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜.凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大.眼睛的好帮手——显微镜和望远镜巧记乐背望远镜来看得清,
全靠两片凸透镜;
物镜实像来缩小,
目镜虚像又放大.例4 如图3-7-4是某同学在显微镜下观察到的人口腔上皮细胞的像,仔细观察并分析:从像A变成像B是做了怎样的处理?( )
图3-7-4
①低倍镜换成了高倍镜;②高倍镜换成了低倍镜;③载玻片向右下移动;④载玻片向左上移动.
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④A B解析:A图中的细胞图像小,而B图中的细胞图像大,故而由A变成B是由低倍镜换成了高倍镜.从图中可看出,A物像原来在视野的左上方,而B物像在视野的右下方,我们在显微镜下看到的物像是上下左右均颠倒的物像,所以我们移动载玻片的方向正好与物像移动的方向相反.在A图中物像位于视野的偏左上方,向左上方移动载玻片,物像才会向右下方移动,故选B.
答案:B显微镜下看到的物像是上下颠倒,左右相反的,想要将物像移动到哪个方向,就要向着反方向移动载玻片.没有弄清眼睛的调节方式例5 当用眼睛看近处的物体时,下列描述正确的是( )
A.睫状体放松,晶状体变厚,近处射来的光会聚在视网膜上
B.睫状体放松,晶状体变薄,近处射来的光会聚在视网膜前
C.睫状体收缩,晶状体变薄,近处射来的光会聚在视网膜上
D.睫状体收缩,晶状体变厚,近处射来的光会聚在视网膜上解析:要想正确判断我们看物体时眼睛是如何调节的,就要熟记眼球中各部分的作用以及它们是如何工作的.看近处物体时,睫状体收缩,晶状体变厚,折光能力增强,才能把近处景物清晰地呈现在视网膜上.故选D.D错解:A或B或C
注意:选A项是误认为睫状体放松时晶状体变厚;选B项是误认为晶状体变薄折光能力变强,近处物体成像在视网膜前;选C项是误认为睫状体收缩,晶状体变薄,折光能力变强.题型一 关于人眼视物的理解例6 正常的人眼,能将物体的像始终成在视网膜上,从而看清远近不同的物体,这是由于( )
A.不断改变晶状体的焦距,使像成在视网膜上
B.不断改变物距,使像成在视网膜上
C.不断改变像距,使像成在视网膜上
D.以上说法均不正确解析:人眼晶状体的曲度可以调节,当看远处的物体时,晶状体变薄,折光能力变弱,焦距变长,使像成在视网膜上;当看近处的物体时,晶状体变厚,折光能力变强,焦距变短,也能使像成在视网膜上.即正常的人眼,通过不断改变晶状体的焦距,能将物体的像始终成在视网膜上,从而看清远近不同的物体,故选A.
答案:A题型二 近视眼、远视眼及其矫正例7 图3-7-5是鱼眼与人眼的结构示意图,我们观察发现:像鱼这样的眼睛如果到陆地上观察物体,像将成在视网膜的前面.童话世界中生活在水里的美人鱼,上岸后,若要看清远处的物体,应该配戴( )
A.近视眼镜 B.远视眼镜 C.凹面镜 D.凸面镜图3-7-5解析:由题图可知,鱼眼的晶状体曲度大,焦距短,会聚能力强,在陆地上看远处的物体,像成在视网膜的前面,所以应配戴发散透镜,使光线的会聚能力减弱.故选A.
答案:A题型三 照相机和投影仪的使用例8 五四青年节那天,学校请来摄影师给我们拍毕业照,列好队后,摄影师发现有几位同学没有进入取景框内,这时他重新调整照相机的正确方法是( )
A.照相机向前移,镜头向前伸
B.照相机向前移,镜头向后缩
C.照相机向后移,镜头向前伸
D.照相机向后移,镜头向后缩解析:根据凸透镜成像的规律知,要使全体同学都进入镜头,则要把成的像变小点,即像距变小,物距变大,故应人不动,照相机离人远一些,镜头往里缩一些,故选D.
答案:D例9 在探究“近视眼的形成原因和矫正方法”时,小剑同学选择了如下器材:蜡烛(模拟所视物)、水凸透镜(模拟人眼的晶状体,并与注射器相连)、光屏(模拟人眼视网膜)、光具座等.图3-7-6(1)实验前,小剑认真阅读了器材使用说明书,发现水凸透镜的凸起程度可以通过注射器注入或吸取水的多少来调节,并且,水凸透镜凸起程度越大,折光能力越强,即水凸透镜的焦距越_______(填“长”或“短”).
(2)他安装并调整实验装置,如图3-7-6所示,将点燃的蜡烛置于透镜前的________________位置时,在光屏上得到了烛焰的倒立、缩小的清晰的像.短大于二倍焦距(3)当向水凸透镜内注入水,使透镜更凸后,发现光屏上的像变模糊,若要在光屏上再次得到烛焰清晰的像,应在水凸透镜前放置一块______透镜;若撤去放置的透镜,应将光屏______(填“靠近”或“远离”)水凸透镜才能得到清晰的像.
(4)根据上述实验可知,近视眼的形成原因是:眼睛的晶状体变______(填“厚”或“薄”),物体的像成在视网膜______(填“之前”或“之后”).之前凹靠近厚解析:(1)因为水凸透镜的凸起程度越大,折光能力越强,所以水凸透镜的焦距越短.(2)因为在光屏上得到了烛焰的倒立、缩小的清晰的像,所以物距应该大于二倍焦距,故将点燃的蜡烛置于透镜前大于二倍焦距的位置.(3)向水凸透镜内注入水时,透镜更凸,会聚能力较强,像将成在光屏的前面,为了使像正好成在光屏上,应使光线推迟会聚,使所成的像相对于光屏后移,所以应在水凸透镜前放置一块凹透镜,或者将光屏前移靠近水凸透镜.(4)近视眼的成因是晶状体变厚,折光能力变强,使得远处物体的像成在视网膜之前.知识链接(1)凸透镜成像的三种情况:u>2f,成倒立、缩小的实像.2f>u>f,成倒立、放大的实像.u<f,成正立、放大的虚像.
(2)凸透镜越厚,其折光能力就越强,故据此能判断该题中凸透镜变厚后,像应成在原光屏的什么位置.
(3)根据凸透镜和凹透镜对光线的作用能判断出所应选择的透镜或光屏的移动情况,进而总结出近视眼的成因及矫正方法.解读中考:本节知识中眼睛的视物原理,近视眼和远视眼的成因及其矫正,显微镜和望远镜的构造和原理等在中考中经常出现,题型多为选择题和填空题. 考点一 近视眼的成因与矫正办法教材第74页“活动1”
研究近视眼镜和远视眼镜
近视眼的晶状体成像在视网膜前,需要戴凹透镜矫正.远视眼的晶状体成像在视网膜后,需要戴凸透镜矫正.例10 (河南中考)如图3-7-7所示是近视眼和远视眼的成因示意图.下列说法正确的是( )
图3-7-7
A.甲是远视眼,应配戴凹透镜矫正
B.甲是远视眼,晶状体折光能力较弱
C.乙是近视眼,应配戴凸透镜矫正
D.乙是近视眼,晶状体折光能力较弱甲 乙解析:题图甲的入射光线会聚在视网膜的后方,是晶状体折光能力太弱,所以图甲表示了远视眼的成像情况,为了使光线会聚在原来的会聚点前面的视网膜上,就需要在光线进入人的眼睛以前会聚一下,因此应配戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正;图乙的入射光线会聚在视网膜的前方,是因为晶状体折光能力太强,所以图乙表示了近视眼的成像情况,为了使光线会聚在原来的会聚点后面的视网膜上,就需要在光线进入人的眼睛以前发散一下,因此应配戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正.综上所述,只有选项B的说法是正确的.
答案:B例11 人类的眼睛很像一架照相机,眼睛与照相机的不同之处是:人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距来获得清晰的________、 ________的实像,如图3-7-8所示;普通照相机是在物距确定的情况下通过改变像距使像变得清晰.核心素养图3-7-8由眼睛的调节作用所能看清楚的最远点,叫远点,正常眼的远点在极远处;眼睛所能看清楚的最近点,叫近点,正常眼的近点约距眼睛10 cm.眼睛是人体的重要器官,长时间的用眼,如看书、看电视、计算机,都可以引起眼睛的疲劳,眼睛疲劳的常见症状是头疼脑涨、眼睛发干.看物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离,正常眼的明视距离为25 cm.
回答下列问题:
(1)请在下面空格把文中像的性质补充完整:
①____________、② _______________. 倒立缩小(2)人的眼睛是通过改变晶状体的______获得清晰的像,普通照相机是在物距确定的情况下通过改变________使像变得清晰.
(3)如果来自远处某点的光经过晶状体折射后会聚在视网膜之_____(填“前”或“后”),这就是近视眼,应该配戴_____镜来矫正.
(4)根据上文,你认为人的正常眼睛的观察范围是___.
A.10~25 cm B.10 cm~极远处
C.0~25 cm D.0~10 cmB前凹透焦距像距解析:(1)人的眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,它把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像,即符合物体处于2倍焦距以外,成倒立、缩小实像的原理.(2)人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度即厚度,改变晶状体的焦距来获得清晰的像,普通照相机是在物距确定的情况下通过改变像距使像变得清晰.(3)近视眼的成因是只能看清近处的物体,看不清远处的物体,晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,因此来自远处点的光会聚在视网膜前;对近视眼可通过凹透镜对光线的发散作用进行矫正.(4)正常眼的远点在极远处,正常眼的近点约距眼睛10 cm,即人的正常眼睛的观察范围是10 cm~极远处,故选B.课件43张PPT。第四章 物质的形态及其变化
4.1从全球变暖谈起温度人手对温度的感觉并不可靠.摄氏温标、热力学温标和华氏温标摄氏温度的正确理解:①摄氏温标的单位符号为℃,书写时字母左上角的小圆圈,既不能漏掉,也不能分开或位置不对.②冰水混合物的温度为0 ℃:这里的冰水混合物指两者混在一块儿且能长时间放置,保证冰中有水、水中有冰.例1 甲、乙两盆水都有冰块,甲盆里冰块多,乙盆里冰块少,甲盆在阳光下,乙盆在树阴下,两盆水中的冰块都未完全熔化( )
A. 甲盆中的水温比乙盆中的高 B. 两盆中的水温相同
C. 乙盆中的水温比甲盆中的高 D. 条件不足,无法判定
解析:甲盆里的冰块多些,乙盆里的冰块少些,甲盆放在阳光下,乙盆放在树阴下,两盆水中的冰块都未完全熔化,说明两盆都是冰水混合物,不论冰决多少,大气压相同时冰水混合物的温度相同,所以两盆中的水温相同.故选B.
答案:B温度计虽然每一种液体都有热胀冷缩的性质,但不是每一种液体都能用来
作为温度计内的测温液体.测温液体的选择必须遵循以下几个原则:一是液体存在的温度范围要大,即它变为固体时的温度要低,变为气体时的温度要高;二是液体的膨胀系数要大;三是液体要纯净,不玷污玻璃,不侵蚀玻璃.方法技巧:用温度计测温度时,将不便观察的温度转换为非常直观的液体的热胀冷缩,运用了转换法;把玻璃泡中液体的热胀冷缩转换为直玻璃管中液柱的上升或下降,且直玻璃管越细,液柱上升或下降越明显,此处运用了放大法.例2 为了使自制温度计(图4-1-1)的精确度提高,下列方法中正确的是( )
A.将自制温度计的玻璃管做长一些
B.增大自制温度计的玻璃瓶的容积,减小玻璃管的内径
C.减小自制温度计的玻璃瓶的容积,将玻璃管做长一些
D.把自制温度计的玻璃管做粗一些,使玻璃管内能装更多的液体图4-1-1解析:玻璃瓶中的液体升高相同的温度,体积膨胀相同,如果玻璃管越细,液柱上升越高,越精确,所以内径要细一些;玻璃瓶的容积越大,温度变化量相同时,液体总体积的变化量会越大,表现在玻璃管中液柱上升越高,精确度越高.综上所述,故A、C、D错误,B正确.
答案:B液体温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的,玻璃瓶中的液体遇热膨胀时,会在玻璃管中上升,升高相同的温度,体积膨胀相同,如果玻璃管越细,液柱上升越高,越精确;如果玻璃瓶的容积越大,温度变化量相同时,液体总体积的变化量会越大,表现在玻璃管中液柱上升越高,精确度越高.温度计的使用玻璃泡碰
到容器壁玻璃泡没有
完全浸入被
测夜体中正确的方法玻璃泡碰
到容器底例3 在使用温度计测量物体的温度之前,应注意观察所用温度计的_____和_____.如图4-1-2所示,是两支不同的温度计,它们的工作原理是________________ ;甲温度计的示数是_____ ℃,乙温度计的示数为_____ ℃.图4-1-2-3量程分度值液体的热胀冷缩8解析:温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的;在使用温度计前要先观察其量程和分度值;图甲温度计的分度值为1 ℃,且液面在零刻线的上方,其示数是8 ℃;图乙温度计的分度值为1 ℃,且液面在零刻线的下方,其示数是-3 ℃.温度计读数时,应先判断是“零上”温度还是“零下”温度.判断方法是:从温度计内液面位置起,若越向上刻度值越大,则零刻线在下,且从零刻线往上读,为“零上”温度;若越向上刻度值越小,则零刻线在上,且从零刻线往下读,为“零下”温度.体温计的结构和使用例4 (2016·山东东营)人体的正常体温为______℃;如图4-1-3所示,体温计的测量范围为35~42 ℃,分度值为______ ℃,此时示数为______ ℃.
解析:人体的正常体温为37 ℃;人的体温一般不会超过35~42 ℃的范围,由题图知,体温计的测量范围是35~42 ℃,一个大格是1 ℃,一个小格是0.1 ℃,则分度值为0.1 ℃,其示数为36 ℃+0.1 ℃×8=36.8 ℃.图4-1-336.8370.1没有弄清温度计的读数方法例5 如图4-1-4所示,温度计的示数是某城市某天的气温,当时气温是_____.
解析:由题图知,温度计上10 ℃之间有10个小格,所以一个小格代表1 ℃,即此温度计的分度值为1 ℃;液面在“0”刻线的下方第3条刻线处,故温度计的示数为-3 ℃.图4-1-4-3 ℃错解:3 ℃或17 ℃
注意:填3 ℃是因为错误地认为温度值在零上;填17 ℃是因为错误地认为温度在10 ℃以上.题型一 温度的估计例6 (贵州遵义中考)下列温度值最接近实际的是( )
A.健康成年人的体温是39 ℃
B.让人感觉温暖而舒适的室内温度是25 ℃
C.洗澡时淋浴的适宜水温是60 ℃
D.在1个标准大气压下盐水的凝固点是0 ℃解析:正常情况下,人的体温在37 ℃左右,变化幅度很小,A选项不符合实际;人体正常体温在37 ℃左右,感觉舒适的温度在25 ℃左右,B选项符合实际;人体正常体温在37 ℃左右,洗澡水的温度应该略高于体温,在40 ℃左右,不能达到60 ℃,C选项不符合实际;晶体的凝固点与物质的种类有关,1个标准大气压下水的凝固点为0 ℃,盐水的凝固点要低一些(第3节将学到),D选项不符合实际.
答案:B题型二 温度计的原理例7 (2016·)图4-1-5为伽利略制造的第一个温度计,它可以测量气体的温度.若外部大气压不变,在气温发生变化时,球形容器内气体的体积随之发生变化,使玻璃管内液面上升或下降,从而测量出气温的高低.以下说法正确的是( )
A.当气温升高,球内气体体积膨胀,玻璃管内液面下降
B.当气温升高,球内气体体积收缩,玻璃管内液面上升
C.当气温降低,球内气体体积收缩,玻璃管内液面下降
D.当气温降低,球内气体体积膨胀,玻璃管内液面上升图4-1-5解析:当外界气温升高,球形容器内的气体受热膨胀,玻璃管内的液面下降;反之,当外界气温下降,球形容器内的气体收缩,玻璃管内的液面上升,故B、C、D错误,A正确.
答案:A题型三 温度计的读数例8 (内蒙古呼伦贝尔中考)用同一支温度计分别测量当天正午与晚上的气温,两次温度计的示数如图4-1-6甲、乙所示,其中_____图是晚上的气温,其示数是_____ ℃.
图4-1-6-4乙解析:题图甲温度计液面以上的刻度值是越往上越大,因此对应是零上温度,分度值为1 ℃,因此题图甲的示数为4 ℃;题图乙温度计液面以下的刻度值是越往下越大,因此对应的是零下温度(也可以用负数来表示).题图乙温度计的分度值为1 ℃,其示数为-4 ℃.因为晚上气温要低一些,所以题图乙温度计测量的是晚上的气温.题型四 体温计的使用例9 两支用后没甩过的体温计,示数都是38 ℃,用它们分别测量体温为37.5 ℃和39 ℃的两个病人,这两支温度计的示数分别是( )
A.38 ℃和39 ℃ B.37.5 ℃和38 ℃
C.38 ℃和38 ℃ D.37.5 ℃和39 ℃
解析:用示数是38 ℃的体温计测量体温为37.5 ℃的病人时,由于缩口的作用,水银不会下降,所以示数仍保持38 ℃;用示数是38 ℃的体温计测量体温为39 ℃的病人时,水银会从玻璃泡内膨胀上升,使示数增加到39 ℃.故选A.A例10 有一支刻度不准但刻度均匀的温度计,在通常情况下,将它插入冰水混合物中,示数是6 ℃;将它插入1个标准大气压下的沸水中,示数是96 ℃,用它测得某液体的温度为42 ℃时,则该液体的实际温度是( )
A.42 ℃ B.40 ℃
C.36 ℃ D.48 ℃
解析:温度计一个小格表示的温度为 ,用它测得某液体的温度为42 ℃时,液体的实际温度为 .故选B.B知识链接对于刻度不准的温度计计算问题,我们要先求出温度计一个小格表示的温度值,数出温度计的水银面相对于0 ℃上升了多少个小格,用一个小格表示的温度值乘格数求出液体的实际温度.解读中考:本节知识中摄氏温标的规定和温度计的使用方法,温度的记法和读法,体温计的构造特点及正确使用方法为中考重点.题型以选择题和填空题为主. 考点一 温度计的使用及其读数教材第86页“作业第2题”
图4-11中温度计的示数是℃.我国南极科考队成功到达南极的最高点,该地的气温可达零下80 ℃以下,用图4-11所示的温度计 (填“能”或“不能”)测量该地的气温.图4-11例11 (贵州遵义中考)如图4-1-7所示的温度计,关于它的说法正确的是( )
A.该温度计是根据固体热胀冷缩的原理制成的
B.在使用该温度计测量物体温度时,可以离开被测物体读数
C.该温度计的量程是20~100 ℃
D.该温度计此时的示数为32 ℃图4-1-7解析:该温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的,故A错误;使用温度计测量物体的温度,读数时玻璃泡要继续留在被测物体中,故B错误;由题图中的温度计可知,该温度计的量程是-20~100 ℃,故C错误;由题图中的温度计可知,每一大格代表10 ℃,每一大格分成10小格,所以每一小格代表1 ℃,即该温度计的分度值是1 ℃,液面在0 ℃以上,其示数为32 ℃,故D正确.
答案:D例12 阅读下面短文,回答后面的问题.
风寒温度
人们都有这样的体验:走在街上,穿着衣服感觉冷暖刚好适宜,这时突然刮起了一阵大风,顿时感觉周身寒冷,这就是风寒效应.风寒效应会影响人体对冷的感觉,导致人体感觉的温度与温度计的示数有明显的差别.原来,人体的主要散热部位是皮肤,通过皮肤红外辐射、接触传导热量、冷热空气对流和汗液蒸发等方式散热.当无风时,在人体皮肤和周围空气之间,有一个比较稳定的空气层,由于空气是热的不良导体,可以起到保温作用;当刮风时,稳定的核心素养空气保温层不断被新来的冷空气所代替,并把热量带走,风速越大,人体散失热量越快、越多,人也就感觉越寒冷.科学家提出用风寒温度描述刮风时人体皮肤感觉的温度,并通过大量实验找出了风寒温度和风速的关系,下表在气温为5 ℃时,风寒温度和风速的关系.(1)风会使人感觉更寒冷的原因主要是加强了下列哪种散热方式______.
A.辐射B.传导C.对流D.汗液蒸发
(2)当气温为5 ℃,风速为35 km/h时,地面的水会结冰吗?
答:________.
解析:(1)风加速了人体周围空气流动的速度,加快了对流;(2)当气温为5 ℃,风速为35 km/h时,虽然风寒温度为-2 ℃,但地表温度高,地面不会结冰.不会C课件52张PPT。第四章 物质的形态及其变化
4.2探究汽化和液化的特点物态变化例1 水无常形,变化万千,无处不在.请在下面的横线上写出物质存在的状态.
雨______;雪______ ;冰______ ;水蒸气______ ;
露______ ;雾______ ;霜______.
解析:人们熟知的雨为液态,雪为固态,冰为固态,水蒸气为气态.水蒸气遇冷形成小水滴,若附着在地面物体的表面上就形成露,若附在空气中尘埃上就形成雾,则露和雾为液态.水蒸气遇冷直接变成小冰晶,附着在草木、瓦砾上,形成霜,则霜为固态.固态液态固态固态气态液态液态汽化的一种方式——蒸发(1)探究:汽化现象说明:①汽化是物质由液态变成气态的过程,汽化时要吸热;②汽化有蒸发和沸腾两种方式.(2)影响蒸发快慢的因素人体皮肤上水蒸发从人体吸收热量,使人体的温度降低.蒸发制冷的原因:液体蒸发→从液体中吸热→液体温度下降→与周围物体有温度差→从周围物体中吸热→周围物体放热→周围物体的温度降低→液体蒸发制冷.(1)蒸发的快慢也与液体本身性质有关,如在其他情况一样时,酒精比水蒸发得快.
(2)蒸发的快慢与空气湿度也有关系.湿度越大,蒸发越慢,如夏天下雨前人们感觉闷热,就是因为空气湿度大,人身上的汗液难以蒸发.例2 下列做法中为了加快液体蒸发的是( )
A.酒精灯不用时要盖上灯帽
B.农业灌溉中用管道输水代替沟渠输水
C.蔬菜用保鲜膜包好后放入冰箱冷藏室
D.洗头发后用电吹风把头发吹干解析:酒精灯盖上帽可以减小液体表面附近空气的流速,是为了减慢液体蒸发,A不符合题意;用管道输水代替沟渠输水,可以减小液体的表面积,是为了减慢液体蒸发,B不符合题意;把蔬菜用保鲜膜包好后放入冰箱冷藏室,减小了液体表面附近空气的流速和降低了液体的温度,是为了减慢蒸发,利于保鲜,C不符合题意;用电吹风吹湿头发,即加快了液体表面附近的空气流速,又使液体表面的温度升高,是为了加快蒸发,D符合题意.D探究汽化的另一种方式——沸腾方法技巧:物理学中对于一些物理量的变化情况,常根据测量的数据,用精心描绘的图像来表示.这种方法不但可以省去大段文字的描述,而且具有直观、形象的特点.
说明:缩短实验时间的方法:①提高水的初温;②减少水量;③在烧杯上加盖以减少散热.蒸发和沸腾的比较例3 使装水的试管B浸在烧杯A的水中,下面用酒精灯加热,则( )
A.烧杯A中的水不能沸腾,试管B中水能沸腾
B.烧杯A中的水能沸腾,试管B中水不能沸腾
C.烧杯A与试管B中的水都不能沸腾
D.烧杯A与试管B中的水一起沸腾图4-2-1解析:用酒精灯对烧杯A加热时,烧杯中的水由于吸热温度逐渐升高,达到沸点,试管中的水吸收烧杯中水的热量,温度也会升高,达到沸点;烧杯中的水温度达到沸点以后,还在继续吸热,所以会沸腾;由于烧杯中的水沸腾时温度不变,所以试管中的水达到沸点时,与烧杯中水的温度相同,不能再吸收热量,所以试管中的水不会沸腾.故选B.
答案:B沸腾的条件是:①温度达到沸点;②继续吸热.两个条件缺一不可.液化气体液化成液体可以通过压缩体积和降低温度两种方法实现.例4 夏天,小雨将冰水和热水分别注入常温下的两只透明烧杯中,如图4-2-2所示.一会儿发现两只烧杯的杯壁上都有一部分出现小水珠,变得模糊了.针对这一现象,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两杯都在内壁出现了水珠
B.甲、乙两杯都在外壁出现了水珠
C.甲杯的内壁出现了水珠,乙杯的外壁出现了水珠
D.甲杯的外壁出现了水珠,乙杯的内壁出现了水珠图4-2-2解析:甲杯中装的是冰水,杯外的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在杯子的外壁;乙杯中装的是热水,杯内温度高,杯内的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在杯子的内壁.故选D.
答案:D水蒸气遇冷液化成小水珠.当杯内温度低,杯外温度高,杯外空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠,附着在杯子的外壁;当杯内温度高,杯外温度低,杯内空气中的水蒸遇冷会液化成小水珠,附着在杯子的内壁.没有认识“白气”的实质例5 水烧开后会从壶嘴喷出“白气”;刚从冰箱里拿出的雪糕周围会有“白气”.对这两种现象分析正确的是( )
A.这两种现象中的“白气”都是水蒸气
B.雪糕周围的“白气”是雪糕熔化后的小水珠
C.雪糕周围的“白气”是空气中水蒸气遇冷液化形成的
D.这两种现象都是空气中水蒸气液化形成的小水珠解析:水烧开后从壶嘴喷出的“白气”,是壶内水蒸气从壶嘴喷出后,遇到外面冷的空气液化形成的小水珠;刚从冰箱里拿出的雪糕周围会有“白气”,是空气中水蒸气遇到冷的雪糕,液化形成的小水珠.故选C.
答案:C错解:A或B或D
注意:错选A项是因为误认为“白气”就是水蒸气;错选B项是误认为小水珠是雪糕熔化形成的;错选D项是误认为壶嘴喷出的“白气”是空气中的水蒸气液化形成的小水珠.题型一 影响蒸发快慢的因素例6 (四川凉山州中考)有些饭店在洗手间外安装了热风干手器,手一靠近它就有热风吹到手上,使手上的水很快蒸发掉.使水快速蒸发的原因是( )
A.加快了水面空气的流动
B.提高了水的温度并增大了水的表面积
C.加快了水面空气的流动,提高了水温,也可能增大了水的表面积
D.加快了水面空气的流动并增大了水的表面积解析:热风干手器在吹热风时,既提高了水的温度,又加快了水面空气的流速,当风力足够大时也会增大水的表面积,故A、B、D错误,C正确.
答案:C题型二 探究水的沸腾实验例7 探究水的沸腾实验中.
图4-2-3
(1)如图4-2-3甲是实验中某时刻温度计的示数,读数为______℃.
(2)实验时,当水中有大量的气泡产生,且在上升过程中体积逐渐______ ,直至水面破裂,水开始沸腾.甲 乙89.5变大(3)当水温上升到80 ℃时,每隔0.5 min记一次温度计的示数直至沸腾一段时间,绘制出温度随时间变化的图像如图乙所示.根据图像可知,水的沸点为______ ℃;沸腾前,水温变化的特点是______________.写出形成这种特点的两个原因:① __________________________________ ;② ______________________________________________.99先快后慢水的温度升高,加快了汽化,散热加快水的温度升高,与环境的温度差变大,散热加快(4)小明、小华与小红在同一小组做实验,小明与小华分工合作,小明计时,小华读出温度并记录数据,而小红独自计时、读取温度并记录数据.他们同时按下停表并且每隔0.5 min记录一次温度计的示数,小红每次读数都比小华迟2 s.图乙为小红画出的图像,请在图乙中再画出小明和小华合作的图像.如图4-2-4所示图4-2-4解析:(1)由题图甲知,此温度计的分度值为1 ℃,液柱上表面在80 ℃上面第9条刻线与第10条刻线中间,其示数为89.5 ℃.(2)沸腾时,水吸热温度保持不变,气泡在上升过程中体积逐渐变大,到达水面破裂.(3)由题图乙知,水在沸腾过程中温度保持99 ℃不变,所以水的沸点为99 ℃;沸腾前水温变化快慢的特点是先快后慢,形成这种特点的主要原因是水的温度升高,加快汽化,与环境的温度差变大,散热加快.(4)小红每次读数都比小华迟2 s,则小红记录的温度比小华记录的温度高.题型三 液体沸腾的条件例8 图4-2-5如图4-2-5所示,烧杯中盛有甲液体,试管内盛有乙液体.在1个标准大气压下,用酒精灯对烧杯底部持续加热,一段时间后,发现试管内的乙液体沸腾.已知1个标准大气压下,酒精的沸点是78 ℃,水的沸点是100 ℃,煤油的沸点是150 ℃.下列判断正确的是( )
A.若甲液体为水,则乙液体为水
B.若甲液体为煤油,则乙液体为煤油
C.若甲液体为酒精,则乙液体为水
D.若甲液体为煤油,则乙液体为水解析:液体沸腾需要同时满足两个条件:一是温度达到沸点,二是继续吸热;由题图及题意可知,甲液体的沸点如果低于乙液体的沸点,乙液体不能达到沸点,也不能继续吸热,乙液体不能沸腾;甲液体的沸点如果与乙液体的沸点相同,乙液体只能达到沸点,但不能继续吸热,乙液体不能沸腾.所以,只有甲液体的沸点高于乙液体的沸点,乙液体才能达到沸点,并能继续吸热,乙液体才能沸腾,故A、B、C错误,D正确.
答案:D题型四 对液化的理解例9 下列现象中不属于液化现象的是( )
A.夏天自来水管出“汗”
B.冬天,人口中呼出“白气”
C.夏天,从冰柜中拿出的冰棒周围冒出“白气”
D.放在敞口瓶中的酒精逐渐减少解析:夏天自来水管出“汗”,是空气中的水蒸气遇到水管,在其表面发生液化形成的小水滴,故A不符合题意;冬天,人口中呼出“白气”,是口中呼出的水蒸气遇冷液化成的小水滴,故B不符合题意;夏天,从冰柜中拿出的冰棒周围冒出“白气”,是空气中的水蒸气遇到温度低的冰棒液化形成的小水滴,故C不符合题意;放在敞口瓶中的酒精逐渐减少,属于汽化(蒸发)现象,故D符合题意.
答案:D例10 阅读以下材料,回答后面的问题.
体育比赛中,有时候运动员突然受伤,医护人员在实施急救时,常常会对着受伤部位喷一种雾状的药剂,如图4-2-6所示. 运动员如果伤得不太重,经过这种紧急救治,往往能重返赛场,坚持比赛.这究竟是一种什么神奇的药剂?为什么能对伤痛产生这么大的效果?图4-2-6原来,这是一种叫作氯乙烷(C2H5Cl)的有机物,它的沸点只有12.5 ℃,所以在常温常压下是气体.通常它以液态形式被储存在压强较大的金属罐中.在喷出来的一刹那,压强减小且由于接触到温暖的皮肤,氯乙烷立刻变成气体,由液体变成气体的氯乙烷从运动员受伤部位的皮肤上吸收了大量热量,使受伤的部位温度迅速降低,神经被麻痹,于是疼痛就迅速缓解了,到比赛结束以后,运动员还要接受正式的治疗.
(1)氯乙烷在常温常压下的存在形式是_______态,储存在金属罐中的氯乙烷是_______态.气液(2)氯乙烷喷到运动员受伤的部位后发生的物态变化名称是_______ ,在这个过程中氯乙烷从皮肤上_______大量热量.
解析:(1)由题意可知,氯乙烷在常温常压下的存在形式是气态,储存在金属罐中的氯乙烷是液态.(2)由题可知,氯化烷的沸点只有12.5 ℃,常温常压下是气体.当氯化烷从金属罐中喷出时,由于皮肤的温度高于其沸点,氯乙烷迅速汽化,从液态变为气态,在这个过程中氯乙烷从皮肤上吸收大量热量.吸收汽化知识链接(1)使气体液化的方法:降低温度、压缩体积;
(2)将气体液化的最大好处是体积缩小,便于储存和运输.
(3)液态氯乙烷蒸发快,蒸发是汽化现象,需要吸收热量,从而迅速降低受伤皮肤的温度,使皮肤麻醉.解读中考:本节知识中影响蒸发快慢的因素、沸腾的特点、蒸发吸热与液化放热等为中考考查的热点.题型以选择题、填空题和实验题为主.考点一 探究水的沸腾实验教材第94页“作业第1题”
在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中:
(1)如图4-22(a)(b)所示,其中图是水沸腾时的情况.
(2)如图4-23所示是三位同学在实验中画出的温度-时间图像,其中正确的是( )图4-22图4-23例11 (山东淄博中考)小云用如图4-2-7所示装置探究水的沸腾.
(1)组装实验器材时,应按照_________(填“自上而下”或“自下而上”)的顺序.实验室现有水银温度计(-20~120 ℃)、酒精温度计(-80~60 ℃)、体温计、寒暑表等不同种类的温度计,本实验应选用的温度计是___________.图4-2-7 图4-2-8自下而上水银温度计(2)实验中,小云观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同,如图4-2-8甲、乙所示.表示沸腾前气泡上升情况的是图_______;水沸腾时,烧杯中不停地冒出“白气”,这些“白气”实际上是_______(填“小冰晶”“小水滴”或“水蒸气”).
(3)实验完毕,小云撤去酒精灯后发现水继续沸腾了一段时间,原因是___________________________________
________________________________________.石棉网的温度仍高于水的沸点,水可以甲小水滴继续吸热解析:(1)酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度;而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,但不能碰到容器壁和容器底,所以先放好烧杯后,再调节温度计的高度,所以组装实验器材时,应按照自下而上的顺序.体温计的量程为35~42 ℃,家用寒暑表的量程为-20~60 ℃,水银温度计的量程为-20~120 ℃,酒精温度计的量程为-80~60 ℃,而1个标准大气压下水的沸点是100 ℃,所以应选水银温度计.(2)甲图中气泡在上升过程中体积逐渐减小,所以是沸腾前的情况;乙图中气泡在上升过程中体积逐渐增大,所以是沸腾时的情况;烧杯中冒出的“白气”是水蒸气液化形成的小水滴.(3)刚撤掉酒精灯时,铁圈、石棉网的温度还高于水的沸点,所以水可以继续吸热,不会马上停止沸腾.例12 阅读下面的短文,回答后面的问题.
热管
如图4-2-9甲是青藏铁路通过“千年冻土”区的照片,照片中插在路基两旁的一排碗口粗细的是热管(还有一部分埋在路基下面),这是为了解决“冻土”区路基在温度过高时会变得松软不牢固,采取的其中一种方法.核心素养图4-2-9甲 乙热管是一根两端封闭的金属管(如图乙是管内物质物态变化的示意图),管内有容易汽化的液体,上方一端处在温度较低的地方,下方一端处在温度较高的地方,当它的下方一端受热时,里面的液体会吸热而汽化,蒸气跑到温度低的上方一端时放热而液化,液化后的液体通过重力作用(或其他途径)又回到受热的下方一端,如此循环往复,热管就相当于一个天然“制冷机”.
( 1)热管里面发生的物态变化是______和______.汽化液化(2)当热管“制冷”时,上方一端的温度_____下方一端的温度,此时,热管把从高温处吸收的_____“搬到”低温处放出;当上方的温度和下方的温度相同时,热管_____ (横线上填以下其中一个序号:①停止“制冷”;②开始“制冷”;③热量;④温度;⑤高于;⑥低于).
解析:(1)里面的液体会吸热从液态变成气态而汽化,蒸气跑到温度低的上方一端遇冷从气态变成液态而液化.(2)当热管“制冷”时,上方一端的温度低于下方一端的温度,热管把从高温处吸收的热量“搬到”低温处放出;当上方的温度和下方的温度相同时,热管停止“制冷”.①⑥③课件41张PPT。第四章 物质的形态及其变化
4.3探究熔化和凝固的特点熔化和凝固“熔化”和“溶化”的区别:熔化是物质自身从固态变为液态的过程,
熔化需要吸热,如雪在阳光照射下变成水;溶化是一些固体(溶质)在液体(溶剂)中溶解的过程,如盐溶于水变成盐水.例1 (多选)水是大自然的精灵,瞬息万变中向我们展示了它神秘的特性.下列选项中因为水的凝固而形成的是( )
A.草叶上的露珠 B.屋檐下的冰凌
C.冬天,千里冰封 D.旷野上的白雾
解析: 草叶上的露珠是空气中的水蒸气遇冷液化而成的小水珠;屋檐下的冰凌是雪先熔化为水,水又凝固成冰而形成的;冬天,千里冰封,冰是水凝固形成的;雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴.故选B、C.BC凝固是物质由液态变成固态的过程,注意运用概念辨析法解题.要判断是哪一种物态变化,首先要分清物质的初末状态,然后按照概念辨析法去判断.探究固体熔化的特点给冰块持续加热,冰块温度达到熔点后,温度会保持不变.一段时间后,冰块完全熔化成液态水,水持续吸热,温度再次升高,当水的温度到达沸点后将不再升高.注意:给海波持续加热,海波的温度达到熔点后,温度会保持不变.一段时间后,海波完全熔化成液态,持续吸热,温度再次升高,当液态海波的温度到达沸点后将不再升高.
方法技巧:①水浴法:是一种给物质均匀、间接地加热,并能控制物质温度升高速度的方法.②图像法:在分析海波和石蜡的温度变化时,用图像法把海波和石蜡的温度变化与时间的关系表示出来,找到它们熔化时的特点.③对比法:将海波和石蜡的熔化图像进行对比,找到它们熔化时的特点.例2 (2016·)在做 “海波熔化”的实验时,两个实验小组分别选择了如图4-3-1甲、乙所示的实验装置进行实验.
(1)选择______图的小组的实验装置较好,其原因是__________________________________________________.
(2)下表是其中一个小组的测量数据.
分析实验数据可知,海波在熔化过程中要_______(填“吸收”或“放出”)热量,温度_______ (填“升高”“降低”或“保持不变”).图4-3-1可以使海波受热均匀,且可以避免温度变化过快,便于数据的采集记录乙保持不变吸收解析:(1)在需要加热温度不超过100 ℃时,都可以采用水浴法加热.利用水浴法加热,可以使物质受热均匀且可以避免温度变化过快,便于数据的采集记录.(2)由题表可知,0~4 min内,海波的温度逐渐升高,但5~7 min温度保持不变,说明海波受热熔化,熔化吸收热量,但温度不变;7 min后温度继续升高,说明第7 min时海波已完全熔化,温度继续升高.在做探究固体熔化的实验时:①装置的安装顺序是由下至上;②水浴法加热时试管要放置在适当的位置,试管不能接触烧杯底,试管内的固体要完全浸没在液面下.晶体和非晶体例3 如图4-3-2分别表示甲、乙、丙、丁四种物质的熔化或凝固图像,其中表示晶体的熔化图像的是( )图4-3-2解析:A图,整个过程温度有上升的趋势,且有一段时间温度保持不变,所以是晶体的熔化图像,符合题意;B图,温度有上升的趋势,且整个过程中温度都在不断上升,所以是非晶体的熔化图像,不符合题意;C图,整个过程温度有下降的趋势,且有一段时间温度保持不变,所以是晶体的凝固图像,不符合题意;D图,温度有下降的趋势,且整个过程中温度都在不断下降,所以是非晶体的凝固图像,不符合题意.故选A.
答案:A熔化图像整个过程中温度有上升的趋势,若在熔化过程中
温度保持不变,则为晶体的熔化图像,否则为非晶体的熔
化图像.凝固图像整个过程中温度有下降的趋势,若在凝固
过程中温度保持不变,则为晶体的凝固图像,否则为非晶
体的凝固图像.对晶体处于熔点时状态认识模糊例4 萘的熔点是80.5 ℃,那么,下列关于80.5 ℃的萘的说法正确的是( )
A.一定处于固液共存状态
B.一定处于液态
C.可能处于固液共存状态
D.如果继续吸热,可能处于固态解析:萘是晶体,温度在熔点80.5 ℃时,萘有三种存在的可能:①尚未熔化,全部是固体;②已经开始熔化但是没有完全熔化,为固液共存状态;③全部熔化,温度还未升高,为液态.故选C.
答案:C错解:A或B或D
注意:错选A项误认为温度处于熔点的晶体一定会熔化;错选B项误认为温度处于熔点的萘一定是液态的;错选D项误认为熔化时继续吸热,还可能处于固态.题型一 探究熔化和凝固的特点例5 如图4-3-3甲所示,是“探究固体熔化特点”的实验装置.实验时先将固体和温度计分别放入试管内,再放入盛有水的烧杯中,观察固体的熔化过程.图4-3-3甲 乙(1)试管内固体在熔化过程中,某时刻温度如图乙所示,读数方法正确的是_________(填“A”“B”或“C”),示数为_________ ℃.
(2)在该固体熔化过程中,如果将试管从烧杯中拿出来,该固体将停止熔化.将试管放回烧杯中后,该固体又继续熔化,说明固体熔化时需要_________ (填“吸收”或“放出”)热量.吸收B39解析:(1)A是俯视会使读数偏大,C是仰视会使读数偏小,读数时视线要与液柱的上表面相平.温度计的每一个大格代表10 ℃,每一个小格代表1 ℃,即分度值为1 ℃,其示数是39 ℃.(2)固体熔化时,把试管从烧杯中取出,固体停止熔化,又放回烧杯中固体继续熔化,可见固体熔化时需要吸收热量.
题型二 熔化和凝固图像的判断例6 在下列“温度随时间变化”的图像中,能反映晶体凝固特点的是( )图4-3-4解析:A选项,随着时间的延长,物质的温度在上升、不变、上升,并有一段时间吸热温度不变,这是晶体的熔化图像,不符合题意;B选项,随着时间的延长,物质的温度一直在下降,这是非晶体的凝固图像,不符合题意;C选项,随着时间的延长,物质的温度在下降、不变、下降,且有一段时间放热温度不变,这是晶体的凝固图像,符合题意;D选项,随着时间的延长,物质的温度一直在升高,这是非晶体的熔化图像,不符合题意.故选C.
答案:C题型三 熔化吸热、凝固放热的应用例7 下列事例中是为了防止熔化或凝固产生不利影响的是( )
A.冰冻食品可以保鲜 B.高热病人利用冰袋降温
C.将熔融玻璃制成玻璃板 D.冬天将水箱中水放掉
解析:冰冻的食品温度低,防止细菌滋生,有利于食品保鲜,是利用凝固的,A不符合题意;高热病人利用冰熔化吸收热量,使高热病人的温度降低,防止引发其他疾病,是利用熔化的,B不符合题意;将熔融玻璃制成玻璃板,此过程是液态变为固态的过程,是利用凝固的,C不符合题意;冬天将水箱中水放掉,防止水结冰时体积膨胀,胀破水箱,是防止凝固造成危害的,D符合题意.D例8 汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高,为了确保安全,可用水循环进行冷却.实际上,水中往往还要加入不易挥发的乙二醇,加入乙二醇后的混合液冬天不容易凝固,长时间开车也不容易沸腾.有关资料表明,乙二醇与水按不同的比例混合,混合液的凝固点、沸点不同,具体数值如下表(表中乙二醇的含量是指乙二醇在混合液中所占体积的百分比).在给汽车水箱中加混合液时,宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10 ℃至15 ℃,但混合液中乙二醇的含量不宜过高. (1)在混合液中,如果乙二醇的含量由30%逐渐增大到80%,则混合液凝固点的变化情况是__________________.
(2)若某地常年最低气温为-15 ℃,对该地区汽车来说,宜选乙二醇的含量为_________%的混合液.
(3)长时间使用后,汽车水箱中的混合液会减少.与原来相比,混合液的沸点_________(填“升高”“降低”或“不变”),其原因是___________________________.水蒸发,乙二醇的含量升高先降低后升高40升高解析:(1)通过题表中数据可知,混合液中乙二醇的含量由30%逐渐增大到60%时,混合液的凝固点一直降低,当乙二醇的含量由60%逐渐增大到80%时,混合液的凝固点一直升高,所以混合液中乙二醇的含量由30%逐渐增大到80%时,混合液的凝固点先降低后升高.(2)因为在给汽车水箱中加混合液时,宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10~15 ℃,而某地常年最低气温为-15 ℃,结合题表可知,混合液的凝固点为-28 ℃即可满足条件,所以选择乙二醇的含量为40%的混合液.(3)长时间使用后,汽车水箱的混合液中的水会蒸发减少,从而导致乙二醇的含量增大,而混合液的沸点会随着乙二醇含量的增大而升高,所以混合液的沸点会升高.解读中考:本节知识中晶体、非晶体在熔化和凝固时的特点和区别,用图像分析晶体熔化和凝固的过程,晶体的熔化、凝固条件的理解与应用是中考考查的重点.题型主要有选择题、填空题和实验题. 考点一 熔化和凝固时的特点教材第96页“活动1”
探究海波的熔化现象
由实验可知,海波熔化时的温度为48 ℃,在熔化的过程中,继续加热,温度保持不变;海波全部熔化成液体时,继续加热,温度上升.图4-28例9 (湖南娄底中考节选)用如图4-3-5甲所示装置探究萘熔化时温度的变化规律.请回答下列问题.
(1)除图甲所示的实验器材外,还需要的实验器材有火柴和_______.
(2)将装有萘的试管放入水中加热,而不是用酒精灯直接对试管加热,这样做不但能使试管受热均匀,而且萘的温度上升速度较_______(填“快”或“慢”),便于记录各个时刻的温度.
(3)实验中要不停地用搅拌器搅拌,其目的是________________________________________.停表慢使萘各处的温度一致(使萘受热均匀)(4)给萘加热一段时间后,可看到烧杯中有“白气”冒出,“白气”是_______(填序号).
A.水蒸气 B.小水珠
(5)图4-3-5乙是萘熔化时温度随时间变化的图像.从图像中可看出,萘是_______(填“晶体”或“非晶体”),从开始熔化到完全熔化,大约持续了_______min.图4-3-5甲 乙10B晶体解析:(1)从图像知,记录的数据有温度和时间,测量温度需要温度计,测量时间需要停表,所以实验器材还缺少停表.(2)将装有萘的试管放入水中加热,这是水浴法加热.采用水浴法加热,使试管受热均匀,且萘的温度升高比较慢,便于记录各个时刻的温度.(3)为了使萘均匀受热,即使萘各处的温度一致,在加热过程中需要用搅拌器不断搅拌萘.(4)烧杯中有“白气”冒出,是烧杯中的水蒸气上升时,遇冷液化成的小水珠.(5)由图像知,萘在熔化时,有一段时间吸热且温度不变,所以萘是晶体.萘在第25 min到第35 min时,不断吸收热量,温度保持不变,所以这段时间是萘的熔化过程,所以萘熔化持续了35 min-25 min=10 min.例10 据报道:2011年5月的一天晚上(当时气温为20 ℃左右),某市一辆运送液化石油气的汽车发生了交通事故,导致车上气罐内的液化石油气泄漏,泄漏的液化石油气急剧汽化.消防队员在施救过程中,无意间发现泄漏孔附近潮湿的棉纱结了冰,于是消防队员用潮湿的棉纱堵住泄漏孔,不一会儿棉纱居然也结了冰,堵住了泄漏孔.看了这则报道后,小王猜想泄漏孔附近的温度应不高于0 ℃;而小王母亲则猜想泄漏孔附近的温度仍然为20 ℃左右.核心素养(1)根据上述报道中描述的现象,你认为谁的猜想是正确的?这样猜想的依据是什么?
(2)请你解释为什么泄漏孔附近的潮湿棉纱会结冰?
解析:(1)小王的猜想是正确的;猜想依据就是水的凝固点为0 ℃,泄漏孔附近潮湿的棉纱能结冰,表明它附近的温度一定不高于0 ℃.(2)液化石油气离开泄漏孔后,因压强迅速减小而急剧汽化,汽化过程中要吸收大量热,导致泄漏孔附近的温度降低,以至于棉纱上的水会结冰.
答案:见解析课件28张PPT。第四章 物质的形态及其变化
4.4升华和凝华升华升华:物质由固态直接变为气态的过程(1)有些物质极易升华,如干冰、樟脑丸等;有些物质很难升华,如白
炽灯的钨丝只有在高温时才会升华.
(2)描述升华时一定要注意是物质由固态“直接”变为气态.例1 下列物态变化,属于升华的是( )
A.水烧开时,冒出大量“白气”
B?人刚从水中出来,感觉特别冷
C?干手器将手烘干
D?冬季,雪人没熔化却变小
解析:确定物质开始时所处的状态和最后所处的状态是判断物态变化的关键.水烧开时冒出大量的“白气”,是壶内冒出的温度较高的水蒸气遇冷液化形成的,故A不符合题意;刚从水中出来的人,感觉特别冷,是由于人身上的水变成水蒸气,属于汽化,汽化吸热,故B不符合题意;干手器将手烘干是水由液态变为气态,属于汽化,故C不符合题意;冬季堆在户外的雪人没有熔化却变小,是雪由固态直接变成了气态,属于升华,故D符合题意.D凝华灯泡中的钨丝受热后升华成钨蒸气,遇冷又在灯泡内壁凝华形成固态钨.(1)升华和凝华并不是所有物质都能发生的现象,目前我们认识的升华和凝华仅限于某些特殊物质,且在一定条件下才能发生.
(2)凝华过程并不是液化和凝固这两个过程的总和,但这三个过程都是放热的.物质凝华或凝固后,其最终状态都是固态,只是发生物态变化前的状态不同,凝固是物质从液态变成固态的过程,凝华是物质从气态直接变成固态的过程.例2 四季分明的临沂城宜商宜居.下列自然现象中,属于凝华的是( )
A.春天,冰雪消融 B.夏天,露珠晶莹
C.秋天,白雾弥漫 D.冬天,霜满枝头
解析:春天,冰雪消融,是固态的冰变成液态的水,属于熔化,A不符合题意;夏天,露珠晶莹,露珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,B不符合题意;秋天,白雾弥漫,雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,C不符合题意;冬天,霜满枝头,霜是空气中的水蒸气遇冷迅速放热后凝华形成的,D符合题意.D对凝华和凝固分辨不清例3 在我国北方寒冷的冬天,玻璃窗内表面常有美丽的冰花形成,这种现象属于( )
A.凝固现象 B.液化现象 C.凝华现象 D.升华现象
解析:凝华是物质由气态直接变为固态的过程,凝固是物质由液态变为固态的过程.寒冷的冬天,外面的温度很低,所以玻璃窗的温度也会很低,室内温度较高,所以室内空气中的水蒸气遇到冷的玻璃窗会发生凝华现象,我们会在玻璃窗的内表面看到美丽的冰花.故选C.C错解:A
注意:错选A是误认为冰花的形成是水结成的冰,即由液态变成固态.题型一 生活中的升华例4 在冬奥会滑冰比赛中,为了消除冰刀滑行造成的划痕,使冰面恢复平整,常在比赛间隙进行“补冰”,“补冰”时,工作人员在冰面上浇水,并向浇水处喷撒干冰(固态二氧化碳).在“补冰”时干冰和水发生物态变化的过程中( )
A.均吸收热量 B.干冰吸收热量,水放出热量
C.均放出热量 D.干冰放出热量,水吸收热量解析:比赛间隙进行“补冰”,工作人员在冰面上浇水,并向浇水处喷撒干冰时,干冰会迅速吸热,升华变为二氧化碳气体,而水遇冷放热凝固成冰.故选B.
答案:B题型二 生活中的凝华例5 下列现象通过凝华形成的是( )
A.厨房蒸笼旁的“白气” B.冬天清晨树叶上的霜
C.夏天清晨小草上的露珠 D.蜡烛流出的“烛泪”
解析:厨房蒸笼旁的“白气”,是蒸笼内冒出的温度较高的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故A不符合题意;冬天清晨树叶上的霜,是空气中的水蒸气遇冷凝华成的小冰晶,故B符合题意;夏天清晨小草上的露珠,是空气中的水蒸气遇冷液化成的小水滴,故C不符合题意;蜡烛燃烧流出的“烛泪”,蜡烛由固态变成液态,属于熔化,故D不符合题意.B题型三 升华和凝华的应用例6 文艺演出时,舞台上往往要用弥漫的白烟雾,产生演员与布景若隐若现的舞台效果.这种烟雾实际上是( )
A.利用干冰升华形成的二氧化碳
B.利用干冰升华吸热,使空气放热液化形成的雾
C.利用干冰升华吸热,使空气中的水蒸气放热液化形成的雾
D.利用干冰升华吸热,使空气中的水蒸气汽化形成的雾图4-4-1解析:在舞台上投撒干冰,干冰迅速升华,要吸收大量的热量,从而使周围空气的温度降低,空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠悬浮在空中,这就是我们看到的白烟雾.故选C.
答案:C例7 由于水能溶解多种物质,因此天然水总是溶有杂质,可以采用蒸馏的方法除去水中的杂质,得到纯净水.如图4-4-2所示是实验室制取蒸馏水的装置,在制取蒸馏水的过程中发生的物态变化有( )
A.汽化 B.液化
C.先汽化后液化 D.先液化后汽化图4-4-2解析:首先要对天然水加热,使水变成水蒸气进入到冷凝管中,这一过程是汽化.进入冷凝管中的水蒸气遇冷变成小水滴,这一过程是液化.故选C.答案:C解读中考:本节知识中识别各种物态变化中的升华和凝华现象,用升华和凝华现象解释自然界和日常生活中的物态变化是中考考查的重点,题型以选择题和填空题为主.考点一 升华和凝华教材第101页“活动1”
观察碘的升华现象
实验装置如图4-34所示,在烧瓶中放入少量固态碘,烧瓶口用玻璃片盖住,对烧瓶微微加热,观察发生的现象.该实验表明:固态的碘受热能直接升华.图4-34例8 (湖北宜昌中考)某同学在探究物态变化的实验中,在试管中放入少量碘,塞紧盖子放入热水中,观察到试管中固态碘逐渐消失,变为紫色的碘蒸气并充满试管.
(1)此过程固态碘发生的物态变化是_______(填物态变化的名称).
(2)在上述实验中,小明同学猜想:固态碘是先变成液体,再变成气体,因为速度太快,液态碘出现的时间太短,因而没有观察到.为验证猜想,他查询了一些小资料:碘的熔点是113.5 ℃,碘的沸点是184.4 ℃,水的沸点是100 ℃.升华请你根据上述资料分析说明小明的猜想为什么是错误的:__________________________________.
(3)为了进一步探究此类现象,小明在试管中放入适量温水,然后放入一小块干冰(固态二氧化碳),此时观察到水中有大量气泡产生,同时水面上有大量白雾.水中大量的气泡是由_____________形成的,水面上大量的白雾是由________________形成的.水蒸气遇冷液化热水温度低于碘的熔点,碘不可能熔化干冰吸热升华解析:(1)试管中的固态碘在热水中,由固态直接变为气态,属于升华;(2)由题中数据知,水的沸点是100 ℃,而碘的熔点是113.5 ℃,所以碘在100 ℃的沸水中不可能熔化;(3)干冰在温水中迅速由固态升华为气态,同时吸收热量,使水面上方空气的温度降低,空气中的水蒸气遇冷液化形成白雾.例9 阅读下面的材料,回答后面的问题.
材料一:据《北京晚报》报道,2001年5月,阴天,气温约为-15 ℃,在新疆罗布沙漠的沙丘上覆盖着5~10 cm厚的积雪,然而过了约20 min雪不见了,而脚下却是干爽的沙地,这一现象令在场的科学考察队员瞠目.
请你提出自己的看法,这雪为什么不见了?核心素养雪不见了的原因是雪发生升华现象变成了水蒸气,所以看不见了.材料二:1779年,一个寒冷的夜晚,俄国首都圣彼得堡市中心的一个大厅里灯火辉煌,六千支燃烧着的巨型蜡烛,把厅里的舞会气氛烘托得热气腾腾.在悠扬的乐曲声
中,夫人小姐、名流雅士拥满大厅,翩翩起舞,有的人还在冒着汗水.正在大家跳得如痴如狂的时候,一位小姐突然晕倒,旁边的人不知所措.有人喊道:“快打开窗户.”打开窗户后,刺骨的寒风涌入大厅,突然出现了奇怪的现象:大厅里竟然飘起了雪花,纷纷扬扬落到人们的头发和衣服上.在场的人无不目瞪口呆,面面相觑.就在这时,一位先生迅速把这位小姐搀扶到门口,并把发生的现象向大家做了科学解释.(1)大厅里出现雪花的原因是水蒸气遇强冷空气______而成的,需要_________(填“吸收”或“放出”)热量.
(2)小北塘看到这一材料后,联系生活,想到了闷热的夏天,房间里开着空调,在窗玻璃的_________ (填“外”或“内”)侧发生的_____现象.液化凝华放出外解析:材料一:雪发生了升华现象,由固态的雪直接变成了气态的水蒸气.因为当时气温低,没有达到雪熔化的条件,同时“表面干爽”表明没有留下水迹,所以不可能是雪熔化后渗透到沙地中,而是雪发生了升华现象.材料二:(1)由分析知,大厅里由于蜡烛燃烧,人很多,空气里含有大量的水蒸气,当打开窗户后,刺骨的寒风涌入大厅.这些水蒸气遇到寒冷的空气放热发生凝华直接变成雪.(2)夏天,开着空调的房间温度比外面低,房间窗玻璃的温度也低,这样外面热的水蒸气遇到冷的窗玻璃液化成小水滴,附着在窗玻璃的外侧.课件31张PPT。第四章 物质的形态及其变化
4.5水循环与水资源自然界中的水循环云、雨、雹、雪、雾、露、霜的形成例1 下列各天气现象形成原因正确的是( )
A.露是水凝固形成的 B.雾是水蒸气液化形成的
C.霜是冰升华形成的 D.雪是水蒸气液化形成的
解析:露是空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在花草树木上形成的,故A错误;雾是空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在空中的灰尘上形成的,故B正确;霜是空气中的水蒸气遇冷凝华成小冰晶附着在花草树木上形成的,故C错误;雪是空气中的水蒸气遇冷凝华成小冰晶形成的,故D错误.故选B.
答案:B水是珍贵的资源例2 有这样一句顺口溜反映了近几十年来我国河流的水污染日趋严重:“七十年代,淘米做饭;八十年代,浇花灌溉;九十年代,鱼虾绝代.”提高环保意识,防止环境污染是每一个公民的责任.下列有关做法中正确的是( )
A.洗衣服时尽可能使用污染小的无磷洗衣粉
B.利用工业废水直接浇灌农田,可以节约用水
C.将废旧干电池统一收集,集中填埋
D.将城市的生活垃圾回收后在郊区焚烧解析:磷是营养元素,会使水体出现富营养化,导致藻类和其他浮游生物暴发性繁殖,从而造成水质恶化,故A符合题意;工业废水含有大量有害物质,直接浇灌农田,会损坏土壤,故B不符合题意;废旧干电池直接深埋会对土壤造成污染,故C不符合题意;生活垃圾回收后在郊区焚烧,会产生大量有害气体,污染空气,故D不符合题意.故选A.
答案:A对雨、露、霜等成因分不清例3 下列现象形成的过程中,需要吸热的是( )
A.草地上的露
B.瓦片上的霜
C.山谷白雾弥漫
D.冰雪消融汇成小河
解析:露是空气中的水蒸气液化成的小水珠,液化放热;霜是空气中的水蒸气遇冷凝华成的小冰晶,凝华放热;雾是水蒸气遇冷液化成的小水珠,液化放热;冰雪消融,是固态冰吸热熔化成水,熔化吸热.故选D.D错解:A或C
注意:错选A项误认为露是物质由固态熔化为液态形成的;错选C项误认为雾就是水蒸气.题型一 合理利用水资源例4 水可以造福人类,但水被污染后却会给人类造成灾难,为了防止水的污染,下面的措施中可以采用的是( )
①控制水中所有动植物的生长;②不随意排放工业废水; ③禁止使用农药、化肥;④生活污水经过净化处理后再排放; ⑤控制二氧化硫和二氧化氮的排放,防止酸雨的形成.
A.①②④ B.①③⑤ C.②③④ D.②④⑤解析:①控制水中所有生物的生长,这种做法不可采用,因为水中生物都消失了,人类自身恐怕也难以生存;②不随意排放工业废水,这种做法可以采用;③禁止使用农药、化肥,这种做法不可采用,因为在农业生产中,农业和化肥还是不能少的,我们只能合理使用或研制新型低毒的农药;④生活污水净化处理后再排放,这种做法可以采用;⑤控制二氧化硫和二氧化氮的排放,防止酸雨的形成,这种做法可以采用,因为酸雨呈酸性,对水中生物有严重的影响.故选D.
答案:D题型二 物态变化的应用例5 近年,西南地区遭遇了百年一遇的干旱,农田大面积龟裂,饮用水严重缺乏.物理课上,小明问:怎么不向高空抛撒干冰实施人工降雨以缓解旱情?老师说:人工降雨是需要条件的.
(1)请问:在什么情况下才能实施人工降雨?
(2)水资源日益匮乏的今天,请你举出生活中节约用水的一项措施.图4-5-1解析:要实行人工降雨,空气中必须含有大量水蒸气,此时向高空抛撒干冰,干冰升华吸热,使气温下降,水蒸气遇冷液化成小水滴.为了节约用水,在生活中应一水多用、随手关闭水龙头等.
答案:(1)空气中的水蒸气的含量比较多的时候.(2)随手关闭水龙头(回答合理即可)例6 阅读下面的短文,回答后面的问题.
地球上,水的三种状态在不断地相互转化.水的物态变化,形成了海洋、陆地、大气间的水循环.
图4-5-2地球上水的储量虽然很多,但是淡水资源非常紧张,仅占全球总水量的2.8%.在干旱地区可通过人工降雨的方法向天取水,其中一种人工降雨的方法是把干冰(固态二氧化碳)播撒到冷云中,使其周围环境的温度降低,空气中的水蒸气遇冷迅速凝结成小水滴或小冰晶,导致降雨.
水是生命之源,人类一直重视水资源的利用和保护.建造水库便是重要措施之一.(1)自然界中水的一个循环包含的物态变化有
________________________________________________________________________________________________________________________________________.
(2)地球上可以直接利用的淡水不足总水量的1%,节约用水、保护水资源是每个公民应尽的义务.下列做法中,不正确的是_____.
A.建议并提倡居民使用节水龙头
B.用喷灌、滴灌的方法浇灌园林或农田
C.将工业废水处理达标后排放
D.将生活污水任意排放熔化:冰、雪变成水;凝固:水结冰;汽化:水变成水蒸气;液化:水蒸气变成水;升华:冰、雪直接变成水蒸气;凝华:水蒸气直接变成小冰晶D解析:(1)自然界中水的一个循环包含的物态变化有:熔化:冰、雪变成水;凝固:水结冰;汽化:水变成水蒸气;液化:水蒸气变成水;升华:冰、雪直接变成水蒸气;凝华:水蒸气直接变成小冰晶.(2)建议并提倡居民使用节水龙头,用喷灌、滴灌的方法浇灌园林或农田,将工业废水处理达标后排放,都是节约用水、呵护水资源的正确做法,故A、B、C做法正确;生活污水不能任意排放,故D做法错误.故选D.(1)自然界中水循环的过程.
(2)保护水资源的措施有使用节水龙头来节约用水,防止水污染,兴建污水处理厂;植树造林,保护植被,防止水土流失;利用尖端科技对海水进行淡化,开辟第二水源;合理分配水资源等.知识链接解读中考:本节知识中云、雨、雹、雪、雾、露、霜的形成,节约、有效、合理使用水资源等在中考中考查的频率较高,题型以选择题和填空题为主. 考点一 云、雨、雹、雪、雾、露、霜的形成教材第108页“作业第3题”
雾、霜、露中,哪些是水蒸气液化形成的,哪些是水蒸气凝华形成的?例7 (湖南娄底中考)你知道吗,自然界中的云、雨、雾、露、霜、雪、雹都是小水滴的“杰作”,海洋上空的水蒸气因为___________投向了大海的怀抱,“调皮”的水滴因为___________使河床干涸.(均填物态变化名称)
解析:地球上的水在不停地循环着:阳光晒暖了海洋,水变成水蒸气升到空中,形成暖湿气流;暖湿气流遇到冷空气后,水蒸气液化变成了小水滴,形成雨降落到海面,或者凝华成小冰晶,以雪的形成降落到海面;河里的水又因吸热汽化成水蒸气升到空中,使河床干涸.汽化液化或凝华例8 阅读下面短文,回答后面的问题.
小水滴的自述
我们叫水滴,住在大海里,喜欢到处旅行.这天,我和我的伙伴们正在海面嬉戏,不知不觉中,我的身体变轻了,终于和其他伙伴一起慢慢悠悠地升入了天空.哇!新的旅行又开始了……我们越升越高,高空的温度却越来越低,低温使我们挤成一团,凝结成很小很小的小水珠或小冰晶,渐渐地我和许多来自世界各地的小水珠连成了一朵朵千态百态的云.风推着我们在空中飘行,气温更低了,我核心素养感到身体变得重了许多,当风伯伯再也托不住我时,我和伙伴一个个急速地下降.不一会儿,我们就降落到了地面,给花草树木做了“甘霖”;而我却落到了小溪里.我快乐地顺着小溪到达河流,经过几天几夜的旅程,我又来到了大海的怀抱里,等待着新一次旅行的开始.(1)根据小水滴的自述,按小水滴的旅程顺序,在下面“[ ]”“()”内分别填上它经历的物态和这一过程中的吸、放热情况.
(2)由小水滴的自述可以知道,地球上的水在不停地运动着、变化着,形成一个巨大的循环系统.既然水是循环的,为什么还要节约用水?解析:(1)水吸收热量,汽化成水蒸气;水蒸气放出热量,分别凝华成冰或液化成水;冰吸收热量,熔化成水;水放热凝固成冰;冰吸热熔化成水.(2)在自然界中,水虽然是循环的,但人们对水质是有要求的,循环过程中得到的水不一定能够直接利用,所以要节约用水.
答案:(1)
(2)见解析课件44张PPT。第五章 我们周围的物质
5.1 物体的质量物体的质量 物体是指具有一定形状、占据一定空间、有质量的实物,而物质是指组成物体的材料.一个物体可以由多种物质组成,如碗可以是金属做的,也可以是陶瓷做的.同种物质也可以组成不同的物体,如铁球、铁锅都是物体,而它们都是由铁这种物质组成的.例1 关于物体的质量,下列说法正确的是( )
A.同一块铁块,做成铁锤质量大,做成铁管质量小
B.一块铝熔化成液体后,质量变小了
C.一块铜在地球上的质量比在月球上的质量大
D.一块铜的质量不随它的形状、温度、状态、位置的改变而改变解析:同一块铁块,做成铁锤和做成铁管,形状改变了,质量不变,故说法错误;一块铝熔化成液体后,状态变了,质量不变,故B说法错误;一块铜从地球带到月球上,位置变了,质量不变,故C说法错误;因为质量是物体本身的一种属性,它的大小与物体所含物质的多少有关,而与物体的温度、形状、状态和位置无关,故D说法正确.
答案:D质量的单位用天平称重前,要先估计被测物体的质量是否超过天平的最大测量值,避免损坏天平.例2 质量为1.8× mg的物体,可能是( )
A.一头大象
B.一位小学生
C.一只鸡
D.一颗小铁钉
解析:1.8× mg=1.8 kg,比较接近一只鸡的质量.故选C.
答案:C先将单位mg换算成我们熟悉的单位kg,然后根据生活实际中对物体质量的估计进行判断.质量的测量一放平,二调零,三调横梁成水平,
指针偏哪哪边重,螺母反向高处动;
称物体,先估计,左物右码利于己;
取砝码用镊子,切记不可用手碰;
夹砝码须心细,加减对应盘高低;
指针指中为平衡,称后砝码放盒中.巧记乐背 例3 小金同学在使用托盘天平称物体的质量时,采用了如下步骤:
称量前:A.把天平放在水平桌面上;B.调节天平横梁两端的平衡螺母.称量中:C.将被测物体放在右盘内,用手将砝码放在左盘内,再移动游码直到横梁平衡;D.盘中砝码的总质量加上游码指示的质量值,就是所称物体的质量.称量后:E.称量完毕,整理仪器,把砝码放回盒内.以上步骤中可能有遗漏或错误,请在下列横线上写出这些步骤的序号,并加以补充或纠正:
(1)_____________________________________________________
(2)_____________________________________________________
(3)_____________________________________________________
__________________________________ A.把天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的零刻线处B.调节天平横梁两端的平衡螺母,直到横梁平衡C.将被测物体放在左盘内,用镊子将砝码放在右盘内,再移动游码直到横梁平衡解析:称量前:A.把天平放在水平桌面上,没有移动游码到标尺零刻线处.B.调节天平横梁两端的平衡螺母,没有指出调节的目的.称量中:C.将被测物体放在右盘内,用手将砝码放在左盘内,再移动游码直到横梁平衡,物体和砝码放置的位置颠倒了,且不能用手拿砝码,防止腐蚀砝码,影响测量结果.D.盘中砝码的总质量加上游码指示的质量值,即可得出所称物体的质量.称量后:E.称量完毕,整理仪器,把砝码放回盒内. 称量前的调节分三步进行:①把天平放在水平桌面上;②将游码移至标尺左端的零刻线处;③调节天平横梁两端的平衡螺母,直到横梁平衡.称量中,被测物体放在左盘内,砝码放在右盘内,砝码只准用镊子夹取,再移动游码使横梁平衡,这时右盘内砝码的总质量加上游码指示的质量值,就是所称物体的质量测量物体质量的方法方法技巧累积法是一种特殊的测量方法,用于测量微小物体的质量或其他可测物理量,如测量一个大头针、一个图钉、一枚邮票的质量时,先测几十个甚至上百个相同物体的质量M,再除以个数n,即可得到每个物体的质量m= 在测量液体的质量时,先测量容器和液体的总质量,由于液体会有部分附着在容器壁上,不能全部倒出,再测容器的质量时会造成容器质量偏大,使液体质量的测量值偏小. 例4 学过天平使用的知识后,好奇的小明想用家中的一架旧天平称一枚鸡蛋的质量.在调整横梁平衡时,先将游码移至零刻线处,此时指针偏向分度盘右侧,则应将平衡螺母向______调节.他发现无论怎样调节平衡螺母,指针总略偏向分度盘右侧,于是他在天平的左盘中放入几粒米后重新调节平衡并进行了测量,如图5-1-1所示,则鸡蛋的质量________(填“大于”“等于”或“小于”)61 g.
左等于 图5-1-1 解析:天平调平时,指针偏右,说明右侧的质量偏大,应将平衡螺母向左调节;无论怎样调节平衡螺母,指针总略偏向分度盘右侧,于是在天平的左盘中放入几粒米后重新调节平衡并进行了测量,即此时这几粒米和天平的左盘相当于一个整体,该天平的横梁平衡了,所以在随后的测量中,只要天平能重新平衡,左盘所放物体的质量仍然等于右盘内砝码的总质量与游码指示的质量值之和,此时砝码的总质量是60 g,游码指示的质量值是1 g,故左盘内鸡蛋的质量m=60 g+1 g=61 g.
答案:左 等于称量过程中又调节平衡螺母例5 某同学用托盘天平称一个物体的质量,将天平调节平衡后,估计物体的质量约为50 g,就把物体和砝码分别正确地放入盘中,发现指针明显地偏向分度盘中央红线的左侧,则他应该 ( )
A.减少砝码
B.增加砝码
C.将横梁右端的平衡螺母向右移动
D.将横梁右端的平衡螺母向左移动
解析:称量过程中指针偏左,说明物体的质量偏大,砝码的质量偏小,此时不应再减少砝码,应适当增加砝码,故A错误,B正确;如果是在称量前出现指针偏左(或偏右),才能向右(或向左)移动平衡螺母,称量中不可以移动平衡螺母,故C、D错误.
答案: B错解:A或C或D
注意:错选A,原因是没有理解指针总是偏向质量较大的一侧.题目中的指针向左侧偏,说明这时左盘内被测物体的质量大于右盘内砝码的质量,物体的质量是一定的,只能向右盘内增加砝码;错选C、D,原因是不知道已调平的天平,在测量过程中横梁两端的平衡螺母绝对不能再调,因为如果这时调节横梁两端的平衡螺母,相当于把原来已达到标准的天平的平衡给破坏了,这样测得物体的质量不准确. 测量液体质量是实验顺序颠倒 例6 下面是实验小组同学测量盐水质量的实验步骤:a.称出烧杯和盐水的总质量m总;b.称出烧杯的质量m杯;c.计算盐水的质量m盐=m总-m杯;d.将盐水倒入烧杯中.则合理的顺序为________.解析:测量烧杯中盐水的质量,首先得测出空烧杯的质量,然后测出烧杯和盐水的总质量,最后由m盐=m总-m杯求盐水的质量.
答案:b、d、a、c错解:d、a、b、c
注意:若先称出烧杯和盐水的总质量m总,将盐水倒出后,再称出烧杯的质量m杯,会由于盐水附着在烧杯壁上,造成m杯偏大,使测量值偏小.题型一 对物体质量的理解例7 (湖南永州中考)一块铁块的质量会发生变化的情况是( )
A.将它熔化成铁水
B.将它轧成薄铁片
C.将它切掉一个角
D.将它从地球运到月球C解析:将铁块熔化成铁水是铁块的状态改变了,但它所含铁的多少没有改变,质量不变,故A不符合题意;把铁块轧成薄铁片是铁块的形状变了,但它所含铁的多少没有改变,质量不变,故B不符合题意;将铁块从地球运到月球是铁块的位置改变了,它所含铁的多少没有改变,质量不变,故D不符合题意;切掉一个角,铁块所含铁减少了,质量变了,故C符合题意.
答案:C题型二 液体质量的测量例8为了测一小瓶油的质量,某学生采用了如下步骤:
A.移动平衡螺母使横梁平衡;
B.瓶放在左盘,称得瓶的质量;
C.瓶内倒入油后,称得瓶和油的总质量;
D.将天平置于水平台上;
E.将游码置于标尺左端零刻线处;
F.将天平整理好.
(1)该学生遗漏了哪一步骤?________________________________________________________________.
(2)遗漏的步骤为G,并按正确顺序排列____________ (用字母表示)计算油的质量,油的质量等于瓶和油的总质量减去瓶的质量DEABCGF方法点拨 称液体质量的步骤关键在于先称容器的质量还是先称容器和液体的总质量.这两种方法都可以称出液体的质量,但哪种方法更合理,则主要是看哪种方法误差较小.如果我们先称出容器和液体的总质量,再把液体倒掉去称容器的质量,则容器壁上会附着少量的液体,使实验误差较大.例9 用托盘天平称量1枚大头针的质量有以下步骤:
A.把几枚大头针放在天平的左盘内,砝码放在右盘内测量;
B.把游码放在标尺的零刻线处,调节平衡螺母,使天平平衡;
C.数出左盘内大头针的数目,算出1枚大头针的质量;
D.移动游码,使横梁平衡;
E.把天平放在水平台上,观察天平的称量和标尺的分度值;
F.计算几枚大头针的总质量,总质量=右盘内砝码的总质量+游码所对的刻度值;
G.将天平整理好.(1)正确的实验步骤为_____________.
(2)测量100枚大头针的总质量时,所加的砝码和游码的位置如图5-1-2所示,则此天平的读数为______g,每一枚大头针的质量是________g.EBADFCG41.40.414解析:(1)天平在使用时先放到水平台上,并观察量程和分度值,再将游码拨到标尺的零刻线处,调节天平两端平衡螺母使横梁平衡;称量时左盘放物体,右盘放砝码,由大到小加砝码,再适当调节游码,读数为右盘内砝码的总质量加游码指示的质量值;累积法测1枚大头针的质量先测n枚的质量,再用总质量除以数目,即可得到1枚大头针的质量,故正确的顺序是EBADFCG.(2)由题图可知,标尺的分度值是0.2 g,则100枚大头针的总质量m总=20 g+20 g+1.4 g=41.4 g,因此一枚大头针的质量
m= = 0.414 g.
答案:(1)EBADFCG(2)41.4 0.414知识链接:(1)微小物体的质量不便于直接测量,可以采用累积法,即测多算少法测量;
(2)明确用累积法测微小物体的质量的步骤;
(3)天平平衡时,左盘内物体的质量等于右盘内砝码的总质量加上游码指示的质量值.解读中考: 本节学习的重点是质量的概念、单位和托盘天平的使用.其中对质量的理解、用天平测量物体的质量是中考考查的热点,题型以选择题、填空题和实验题为主.考点一 用天平测量固体的质量教材第113页“活动1”
用天平测量固体的质量
具体步骤为:先把天平放在水平工作台上,让游码归零,调节平衡螺母,使天平平衡,再按“左物右码”的原则,通过加减砝码(砝码按从大到小的顺序)或移动游码使天平再次平衡,砝码的总质量加游码指示的质量值即为所称量固体的质量.例10 (广西贺州中考)如图5-1-3所示,小露用天平测木块的质量:
(1)将天平放在水平桌面上,把_________移至标尺零刻线处,然后调节_________,使天平平衡.
(2)木块放在天平的左盘,然后用_________往右盘中加减砝码.
(3)放在右盘的砝码和游码的位置如图5-1-3所示,则木块的质量是_________g.游码平衡螺母镊子27图5-1-3解析:(1)当调节天平横梁平衡时,将游码移至横梁标尺左端零刻线处,然后调节平衡螺母,使天平平衡.(2)用天平称量物体的质量时,物体要放在天平的左盘,然后用镊子往右盘中加减砝码.(3)天平标尺每一个大格代表1 g,每一个小格代表0.2 g,则游码指示的质量值是2 g,物体的质量=砝码的总质量+游码指示的质量值,即m物=20 g+5 g+2 g=27 g.
答案:(1)游码平衡螺母(2)镊子(3)27考点二 物体的质量 例11 (湖北宜昌中考)下列关于质量的说法中正确的是( )
A.水结成冰后质量变大了
B.物理书在北京和上海的质量是一样的
C.1 kg的棉花比1 kg的铁块质量小
D.将铁块压成铁饼,质量减小了解析:水结成冰后,状态发生变化,质量不变,故A错误;物理课本在北京和上海只是位置不同,质量不变,故B正确;1 kg的棉花和1 kg的铁块的质量相等,故C错误;把铁块压成铁饼,形状发生变化,质量不变,故D错误.
答案:B考点三 质量的估测例12 (福建龙岩中考)2016年“父亲节”恰逢星期天,小莉给爸爸煮了两个鸡蛋.通常两个鸡蛋的总质量约为( )
A.10 g B.20 g C.100 g D.200 g解析:由生活经验可知,1 kg鸡蛋大约20个,每个鸡蛋的质量约为50 g,两个鸡蛋的质量约为100 g.故选C.
答案:C核心素养 例13 为了在学校实验室测出一颗小螺丝钉的质量,小华同学设计了下面几种实验方案:
A.直接测出这颗小螺丝钉的质量
B.先测量出50颗相同小螺丝钉的总质量,再算出一颗小螺丝钉的质量
C.多次测出一颗小螺丝钉的质量,然后求平均值
D.测出小螺丝钉和铁块的总质量,再测出铁块的质量,然后相减即可得出螺丝钉的质量
(1)你认为最好的方案是_____________;
(2)简要说明你的理由
___________________________________________B小螺丝钉的质量太小(或其他测量方法误差太大)解析:小螺丝钉的质量太小,小于天平的分度值,所以不能直接测出这颗小螺丝钉的质量,故A、C方案不合适;测出小螺丝钉和铁块的总质量,再测出铁块的质量,因为小螺丝钉的质量太小,小螺丝钉和铁块的总质量与铁块的质量相差不大,所以不能得出小螺丝钉的质量,故D方案不合理;用调好的托盘天平测出50颗小螺丝钉的质量m,则一颗小螺丝钉的质量m0= ,故B方案最好.
答案:(1)B(2)小螺丝钉的质量太小(或其他测量方法误差太大)课件36张PPT。第五章 我们周围的物质
5.2 探究物质的密度探究物体的质量与体积的关系不同物质,体积大的质量不一定大.例1 如图5-2-1所示是某同学在完成“探究木块的质量和体积的关系”的实验后,绘制的木块质量和体积的关系图像,请你根据图像分析:
(1)木块的体积为2 cm3时,其质量为 ____ g;木块的体积为4 cm3其质量为_______g;木块的体积为6 cm3时,其质量为______g.
(2)由此可见:同一种物质的质量与体积成______关系,或者说,同一种物质的质量与体积的比值是________.
图5-2-1123正比相同的解析:(1)由题图知,当木块的体积为2 cm3时,其质量为1 g;当木块的体积为4 cm3时,其质量为2 g;当木块的体积为6 cm3时,其质量为3 g.(2)由题图知,质量-体积图像是一条倾斜的直线,说明质量与体积是成正比的.
答案:(1)1 2 3 (2)正比 相同的质量与体积的比值是物质的一种特性,它不随质量、体积、位置的变化而变化.同一种物质的质量与体积的关系图像是一条过原点的倾斜直线.密度方法技巧:比值定义法是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法.比如物质的密度.一般地,比值定义法的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性,它不随定义所用的基本物理量的变化而改变,如确定的某种物质的密度就不随质量、体积的变化而变化.
例2 有根均匀的铝棒,若锯掉四分之一,则剩下四分之三铝棒的密度是 ( )
A.原来密度的四倍 B.原来密度的四分之一
C.原来密度的四分之三 D.与原来密度相同解析:密度是物质的一种特性,它与物质的种类和状态有关,与物质的质量和体积无关,所以铝棒锯掉 后,剩下的 铝棒的密度不变,故A、B、C错误,D正确.
答案:D解答本题的关键是掌握密度是物质的特性;同种物质的密度相同,不同物质的密度一般不同;物质的密度与物质的质量和体积无关.
密度的公式及其单位应用密度公式解题时应注意以下几点:
①ρ、m、V三量的同一性,即ρ、m、V是同一物体的三个物理量.②ρ、m、V单位的统一性,即若m用kg做单位,V用m3做单位,这时ρ的单位为 kg/m3;若m用 g做单位,V用cm3做单位,这时ρ的单位为g/cm3.③ρ、m、V三量的同时性,即ρ、m、V是对应同一时间或同一状态的三个物理量.
例3 某金属块的质量为158 g,体积为20 cm3,则这种金属的密度为______g/cm3,合_________kg/m3;若将它截去一半,则剩余部分的密
度为_____________.解析:这种金属的密度ρ= = =7.9g/cm3=7.9×103kg/m3.密度是物质本身的一种特性,与物质组成物体的体积和质量的大小无关,如果将它截去一半,剩余部分的密度仍为7.9×103 kg/m3.
答案:7.9 7.9×103 7.9×103 kg/m37.9×103 kg/m37.9×1037.9 已知质量和体积,利用密度公式ρ= 即可求得金属的密度;同一种物质在同一状态下,密度是一个定值,不随物质组成物体的形状、质量、位置的改变而改变不能正确理解密度的公式C例4 关于密度的公式ρ= ,下列说法正确的是( )
A.ρ与m成正比
B.ρ与V成反比
C.对于同一种物质而言,m与V成正比
D.以上说法均正确
解析:密度是物质的一种特性,它只跟物质本身有关,而跟它组成的物体的大小(m大小,V大小)无关,因为同一种物质,当它的体积扩大为原来的n倍时,其质量也变为原来的n倍;当它的体积变为原来的 时,其质量也变为原来的 ,即密度是恒定的.故选C.
答案:C
错解:A或B
注意:出现错选的原因是单纯地从数学角度分析公式,而忽略了密度的物理意义,密度是物质本身的一种特性,其大小与物质的种类、状态有关,而与物质的质量、体积无关,对于同一种物质来说,ρ是确定的,不存在与m成正比,与V成反比的关系.
认为物质的密度只与种类有关例5 对一个铁球进行加热,铁球的体积膨胀变大,则铁球的密度( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.无法确定解析:将一个铁球进行加热,在此过程中铁球的质量不变,由于受热膨胀,铁球的体积会变大,根据公式 可知,铁球的密度会变小.故选B.
答案:B
B错解:C
注意:这是错误理解“密度是物质的一种特性”这句话造成的,片面认为只要物质的种类没变,物质的密度就一定不发生改变.
题型一 探究物体的质量与质量体积的关系 例6 小明在“探究物体的质量与体积的关系”实验中:
(1)在称物体的质量之前,应将天平放在水平工作台上,并_____________________________;若发现指针偏向分度盘中央红线左侧,此时应该把平衡螺母向______(填“左”或“右”)调节,才能使天平平衡,待指针指在分度盘中央红线上即可进行称量.当把物体放到天平左盘时,右盘中的砝码和游码所处的位置如图5-2-2甲所示,天平平衡,请你将数据记录在下表空格内.
右将游码移到标尺左端零刻线处(2)将该物体放到盛有70 mL水的量筒中,量筒中的水面如图乙所示,将物体的体积记录在下表空格内.
甲已丙图5-2-21410甲已丙图5-2-2(3)小明又继续测量了3个同种物质组成的物体的质量和体积,并将数据记录在下表中,请你根据表中的数据在图丙的坐标纸上描点,作出图像,观察图像和表格中的数据你得出的结论是:_______________________________________________________如图5-2-3所示同一种物质组成的物体,其质量与体积成正比图5-2-3解析:(1)把托盘天平放在水平工作台上,在天平横梁平衡之前,要将游码移到标尺左端的零刻线处;指针指向分度盘中央红线的左侧,则要向右移动平衡螺母.由题图甲可知,砝码的质量为10 g,标尺的分度值是0.2 g,游码指示的质量值为4 g,所以物体的质量为14 g.(2)根据题图乙中水面的位置,可以确定此时量筒中水和物体的总体积为80 cm3,水的体积为70 cm3,所以物体的体积为80 cm3-70 cm3=10 cm3.(3)根据画出的质量随体积变化而变化的图像可知,它是一条倾斜的直线,所以同一种物质组成的物体,其质量与体积的比值是一个定值.题型二 密度的简单计算例7 我国古典名著《西游记》中,齐天大圣孙悟空用来降妖除魔的如意金箍棒是东海中的“定海神针”,书中写道“该棒长两丈多,斗来粗,有13 500斤(6 750 kg)”,金箍棒的体积约合0.86 m3.求:
(1)如意金箍棒的密度;(用科学计数法表示,小数点后保留两位小数)
(2)在电视拍摄时,若用一种树脂材料制作一根与书中所写大小相同的实心金箍棒道具,需这种材料多少千克?(树脂材料的密度为0.9×103 kg/m3)解析:(1)如意金箍棒的密度
≈7.85×103 kg/m3;
(2)由题意可知,所要制作的道具与书中所写金箍棒的大小相同,即体积相同,由 可知,需要树脂材料的质量m′=ρ′V=0.9×103 kg/m3×0.86 m3=774 kg.
答案:(1)7.85×103 kg/m3 (2)774 kg题型三 利用图像解决有关密度,质量和体积的问题例8 如图5-2-4所示是A、B、C三种物质的质量m与体积V的关系图像,由图可知,A、B、C三种物质的密度ρA、 ρB、 ρC和水的密度ρ水之间的大小关系是 ( )
A.ρA>ρB>ρC,且ρA>ρ水
B.ρA>ρB>ρC,且ρC>ρ水
C.ρA<ρB<ρC,且ρA>ρ水
D.ρA<ρB<ρC,且ρC>ρ水图5-2-4A解析:由图像知,VB=4 cm3时,mB=4 g,根据密度公
式 知,ρB= =1 g/cm3,即ρB=ρ水;由图像知,当A、B的质量均为4 g时, VA < VB ,由 可知,ρA>ρB;由图像知,当B、C的体积均为4 cm3时,mB>mC,由 可知,ρC<ρB,故三者密度的关系为ρA>ρB>ρC,且ρA>ρ水、ρC<ρ水.故选A.
答案:A例9 如图5-2-5所示,底面积相等的甲、乙、丙三个容器,装有质量相等、液面刚好相平的A、B、C三种液体,则液体密度的大小关系正确的是 ( )
A. ρA最大 B.ρB最大
C. ρC最大 D.ρA=ρB=ρC图5-2-5解析:由题知三个容器的底面积相等,液面刚好相平,则三种液体的体积关系为VA>VB>VC,因为 ,三种液体的质量相同,所以三种液体密度的大小关系为ρA<ρB<ρC,即ρC最大.故选C.
答案:C解读中考: 本节学习的重点是探究物体的质量与体积的关系,对密度的理解,密度公式的理解,密度公式的应用,同时这也是中考考查的热点,题型主要有选择题、填空题和计算题.考点一 密度及其特性例10 (山东滨州中考)甲、乙、丙三种物质的质量与体积的关系如图5-2-6所示.ρ甲、 ρ乙、 ρ丙、 ρ水分别代表甲、乙、丙三种物质和水的密度,据图可知 ( )
A.ρ甲>ρ乙>ρ丙,且ρ丙>ρ水
B.ρ甲>ρ乙>ρ丙,且ρ丙<ρ水
C.ρ丙>ρ乙>ρ甲,且ρ丙=ρ水
D.ρ乙>ρ甲>ρ丙,且ρ丙>ρ水图5-2-6B解析:由图像可知,当甲、乙、丙三种物质的体积相等时,它们的质量关系为m甲>m乙>m丙,由 可知, ρ甲>ρ乙>ρ丙,故C、D错误;当m乙=10 g时,V乙=10 cm3,则ρ乙= =1.0g/cm3=ρ水,所以
ρ丙<ρ水,故A错误,B正确.
答案:B考点二 密度的计算例11 (四川南充中考)已知一个空瓶子装满水后的总质量为300 g,在装满水的瓶子中放入一个小石块,溢出水后其总质量为320 g,取出小石块后,剩余的水和瓶子的总质量为290 g(不计取出小石块的过程中带走的水).则小石块的质量为______ g,小石块的密度为_____ g/cm3.(ρ水=1.0×103 kg/m3)解析:小石块的质量m=m溢总-m剩=320 g-290 g=30 g,小石块排开水的质量m水=m总-m剩=300 g-290 g=10 g,由 可知,小石块的体积V=V水= =10 cm3,小石块的密度 .
答案:30 3
303核心素养例12 如图5-2-7所示,目前世界上最“轻”的材料是由我国科学家造出的“全碳气凝胶”,即使把它压在狗尾草上也不会压弯狗尾草的毛尖,这种材料的密度为0.16 kg/m3.“轻”仅是这种材料众多特点之一,“全碳气凝胶”还是迄今已报道的吸油能力最强的材料,它最多能吸收自身质量900倍的有机溶剂——例如原油,可用于处理海上的漏油事故,原油的密度为0.9×103 kg/m3.请你计算:
图5-2-7(1)一块100 cm3的“全碳气凝胶”的质量;
(2)100 cm3的“全碳气凝胶”最多能吸收原油的体积.解析:(1)“全碳气凝胶”的密度为0.16 kg/m3=0.16×10-3 g/cm3,由 知,100 cm3“全碳气凝胶”的质量m=ρV=0.16×10-3 g/cm3×100 cm3=0.016 g.(2)0.016 g“全碳气凝胶”可吸收原油的质量m′=900×0.016 g=14.4 g,原油的密度ρ′=0.9×103 kg/m3=0.9 g/cm3,原油的体积 V′= =16 cm3.
答案:(1)0.016 g(2)16 cm3课件51张PPT。5.3密度知识应用第五章 我们周围的物质密度公式及其变形公式的应用注意:应用公式ρ= 应遵循的原则:①对应性,代入数据时,ρ、m和V要一一对应;②统一性,在应用公式时,各物理量的单位要统一(ρ-kg/m3、m-kg、V-m3,ρ-g/m3、m-g、V-cm3).例1 一块石碑,长为50 cm,宽为20 cm,高为3 cm,它的密度是2.5×103 kg/m3,求它的体积和质量.
解析:石碑的体积V=50 cm×20 cm×3 cm=3 000 cm3=3×10-3 m3,由ρ= 知,石碑的质量m=ρV=2.5×103 kg/m3×3×10-3 m3=7.5 kg.
答案:3×10-3 m37.5 kg密度表注意:水的反常膨胀:4 ℃时水的密度最大,温度高于4 ℃时,随着温度的升高,水的密度越来越小;温度低于4 ℃时,随着温度的降低,水的密度也越来越小.水凝固成冰时,体积变大,密度变小.例2 李明同学阅读了下表后,得出了一些结论,其中正确的是( )
A.不同的物质,密度一定不同
B.固体的密度都比液体的密度大
C.同种物质在不同状态下,其密度一般不同
D.质量相等的实心铜块和实心铅块,铜块的体积比铅块的体积小解析:不同物质的密度一般不同,但也有相同的,如煤油和酒精,故A错误;有的液体的密度比固体的大,如水银的密度就很大,故B错误;同种物质在相同状态下其密度是一个定值,在不同状态下,如水和冰,它们密度就不同,故C正确;由于铜的密度小于铅的密度,所以质量相等的实心铜块和实心铅块相比,铜块的体积比铅块的体积大,故D错误.
答案:C测量固体和液体的密度(1)测固体体积的几种方法测量漂浮的固体体积时可采用针压法.先用排水法测量物体的体积,再用天平测质量,会导致质量偏大,密度也偏大.(2)测固体和液体的密度注意:①测量固体的密度时应先测固体的质量,再用排水法测量固体的体积,若顺序颠倒,固体上沾有水会影响质量的测量结果.②测量液体的密度时,如果先用天平称量烧杯中液体的质量,然后将烧杯中液体倒入量筒,测其体积,由此算出密度,这种方法的弊端是烧杯中的液体“倒不尽”,从而造成体积测量不准确,引起较大的误差.例3 (山东枣庄中考)火山石可以漂浮在水面上,小王用天平、量筒和水等器材测量某块火山石的密度,实验步骤如下:
a.小王用调节好的天平测出火山石的质量m,其示数如图5-3-1所示;图5-3-1b.往量筒中倒入水,使水面到达V1=50 mL处;
c.用细线系住火山石,放入量筒,用铁丝将其压入水中足够长时间,水面到达V2=54 mL处;
d.取出火山石,水面下降到了V3=48 mL处;
e.小王认为火山石的体积测量不够准确,它的体积应该包含材质和其中空隙部分的体积,于是又向量筒中加水到50 mL处,将刚才取出的火山石表面附着的水擦干净,再次没入量筒的水中,此时水面到达V4=55 mL处.请解答下面问题:
(1)该实验原理为_______(用公式表示).
(2)在步骤d中,水面没有回到50 mL处的原因是___________________________________________________.
(3)请你根据小王的实验思路,将有关数据及计算结果填入下表.
(4)观察表格,请你指出其中存在的不足之处
__________________________________________.火山石吸附了2 mL的水(或火山石吸附了一定体积的水)4.25 0.84V1、V2、V3、V4无单位解析:(1)测量火山石密度的实验原理是 .(2)水面没有回到50 mL处的原因是火山石吸附了2 mL的水(或火山石吸附了一定体积的水).(3)天平标尺的分度值为0.2 g,游码指示的质量值为4.2 g,即火山石的质量m=4.2 g;根据步骤e可知,火山石的体积V= V4 – V1 =55 mL-50 mL=5 mL=5 cm3,所以火山石的密度 =0.84 g/cm3.(4)观察表格知,不足之处在于实验记录表格中,体积均无单位.测量固体密度的原理是 ,测量火山石的质量时没有用到砝码,只使用了游码,由游码右端对应的刻度值读出火山石的质量,通过步骤e测出火山石的体积,再通过公式 算出火山石的密度.密度知识的应用质量相同而体积不同的物体,其组成物质肯定不同.利用密度公式判断物体是实心的还是空心的,具体方法如下:
(1)比较密度:利用公式 求出物体的密度,与组成物体的物质密度比较,若ρ物体=ρ物质,则是实心的;若ρ物体<ρ物质,则是空心的.
(2)比较质量:假设物体是实心的,利用公式m=ρV求出实心物体的质量m,与题目所给质量比较,若m已知=m,则是实心的;若m已知(3)比较体积:假设物体是实心,利用公式V= 求出实心物体的体积V,与题目所给体积比较,若V已知=V,则是实心的;若V已知>V,则是空心的.例4 某铝球重为6.75 kg,体积是3 dm3.计算说明此球是空心的还是实心的?(ρ铝=2.7×103 kg/m3)
解析:解法一:比较体积.由 可知,铝球中铝的体积V铝= =2.5×10-3 m3=2.5 dm3 ,因V铝<V球,所以此球是空心的.
解法二:比较密度.由 可知,铝球的密度ρ铝球=
=2.25×103 kg/m3,因ρ铝球<ρ铝球,所以此球是空心的.解法三:比较质量.由 可知,3 dm3铝球的质量m′=ρ铝V=2.7×103 kg/m3×3×10-3 m3=8.1 kg,因m′>m铝球,所以此球是空心的.
由以上三种方法可知,这个铝球是空心的.
答案:见解析测量液体密度时实验步骤错误例5 实验室里利用天平和量筒测盐水的密度时,有如下实验步骤,下列对其中合理且必要的实验步骤进行排序,正确的是( )
①用天平称出烧杯和盐水的总质量;②测出烧杯和剩余盐水的总质量;③读出倒入量筒中盐水的体积;④称出烧杯的质量.
A.①③② B.③②④ C.④③② D.④①③解析:按照①③②这个步骤可以减小测量过程中的误差,①中测出 ,③中测出 ,则盐水的密度
.故选A.
答案:A错解:D
注意:如果按④①③的顺序进行实验,则在将盐水倒入量筒中测体积时,有一部分盐水附着在烧杯内壁上,导致测体积的盐水比测质量的盐水少,误差较大.如果按①③②的顺序进行实验,测质量的盐水和测体积的盐水是一致的,误差较小.题型一 密度公式及其变形公式的应用例6 一捆粗细均匀的铜线,质量约为17.8 kg,铜线的横截面积是10 mm2.(ρ铜=8.9×103 kg/m3)求:
(1)这捆铜线的体积.
(2)这捆铜线的长度.
解析:(1)根据 可知,这捆铜丝的体积V=
=0.002 m3;(2)根据V=SL可知,这捆铜丝的长度L= =200 m.
答案:(1)0.002 m3 (2)200 m题型二 物体密度的测量例7 (黑龙江齐齐哈尔中考)小红的妈妈从市场买回了一桶色拉油,担心买的油是地沟油,小红为解除妈妈的顾虑,在网络上查得优质色拉油的密度在0.91~0.93 g/cm3之间,地沟油的密度在0.94~0.95 g/cm3之间,她决定用测密度的方法鉴别油的品质.
(1)实验步骤如下:
A.将托盘天平放于_____________上,移动游码至标尺______处,发现指针静止时如图5-3-2甲所示,则应将平衡螺母向______ (填“左”或“右”)调节,使横梁水水平桌面零刻线右平平衡.
B.用天平称出空烧杯的质量为10 g.
C.往烧杯中倒入适量的色拉油,将装色拉油的烧杯放在左盘内,在右盘内加减砝码使天平平衡.天平平衡时所用砝码和游码的位置如图乙所示,则烧杯和色拉油的总质量为______ g.
D.将烧杯中的色拉油全部倒入量筒中,如图丙所示,量筒内色拉油的体积是______ cm3.
(2)该色拉油的密度为______ g/cm3,由此,小红判断色拉油的品质是______ (填“合格”或“不合格”)的.56500.92合格(3)分析小红同学的实验过程,你认为测量结果______ (填“偏大”或“偏小”).小红通过反思后想到:其实不需要增加器材也不需要添加额外的步骤,只要将上面的实验步骤顺序稍加调整就会大大减小上述实验的误差,她调整后的实验步骤是___________(填实验步骤前的代号).图5-3-2甲 乙 丙ACDB偏大解析:(1)A.将托盘天平放于水平桌面上,移动游码至标尺零刻线处,发现指针静止时向左偏,则应将平衡螺母向右调节,使横梁水平平衡;C.由图乙可知,烧杯和色拉油的总质量为50 g+5 g+1 g=56 g;D.由图丙可知,量筒中色拉油的体积V=50 mL=50 cm3.(2)量筒中色拉油的质量m=56 g-10 g=46 g,该色拉油的密度ρ= =0.92 g/cm3;因为0.92 g/cm3在0.91~0.93 g/cm3之间,故色拉油的品质是合格的.(3)将烧杯中的色拉油全部倒入量筒,因烧杯壁上有少量残留的油,导致测得油的体积偏小,根据密度公式可知,测得油的密度偏大;实验时只要先测量烧杯和色拉油的总质量,再将色拉油全部倒入量筒中,最后测量空烧杯的质量,即可减小测量时的误差,故顺序为ACDB.题型三 密度知识的综合运用例8 在贵重金属中常用“盎司”这个质量单位,1盎司=28.3 g,一块奥运会的金牌含有5盎司黄金,(ρ金=19.3×103 kg/m3)问:
(1)一块奥运金牌含有黄金质量为多少克?
(2)如果金牌的体积为10 cm3,它是由纯金做成的吗?
解析:(1)1盎司=28.3 g,5盎司=5×28.3 g=141.5 g.(2)奥运会金牌的密度= =14.15 g/cm3 =14.15×103kg/m3, ρ金=19.3×103 kg/m3,因此这块奥运会的金牌不是纯金的.
答案:(1)141.5 g (2)不是由纯金做成的例9 小刚同学想测酱油的密度,但家里只有天平和小空瓶,而没有量筒.他思考后按照自己设计的实验步骤进行测量,测量内容及结果如图5-3-3甲所示.甲 乙
图5-3-3(1)请按图乙中三个瓶子的摆放顺序写出实验步骤.
第一步:____________________________________;
第二步: ____________________________________ ;
第三步: _____________________________________.
(2)他第三次测得的质量如图甲中砝码和游码所示,其结果m3= ______g.
(3)请你根据小刚测量的数据帮他计算出酱油的密度为___________kg/m3.用天平测出小空瓶的质量m1用天平测出小空瓶装满水的质量m2用天平测出小空瓶装满酱油的质量m347.41.11×103解析:(1)实验步骤的第一步:用天平测出小空瓶的质量m1;第二步:用天平测出小空瓶装满水的质量m2;第三步:用天平测出小空瓶装满酱油的质量m3.(2)由题图甲可知,m3=20 g+20 g+5 g+2.4 g=47.4 g.(3)酱油的体积V=V水= ,则酱油的密度ρ酱= ·ρ水=
×1.0×103 kg/m3≈1.11×103 kg/m3.知识链接(1)此实验中没有量筒,测酱油的体积可采用等效法,借助水来进行体积的替代,得到酱油的体积;
(2)用天平测量出酱油的质量,注意天平的使用规则及读数方法;
(3)密度的计算公式 .解读中考:本节知识中根据密度公式用不同方法来求物质的密度、鉴别物质是中考考查的重点;用天平和量筒测液体和固体的密度,难点是测密度实验的顺序及误差分析,题型以选择题、填空题和实验题为主.考点一 测固体的密度教材第121页“活动2”
测量固体的密度
(1)测量规则固体密度的步骤:①用天平测出固体的质量m;②测出固体的体积V;③利用公式 ,求出其密度.
(2)测量不规则固体密度的步骤:①测出固体的质量m;②在量筒中倒入适量的水,读出水的体积V1;③用细线将固体系上,轻放入量筒内的水中,并使其浸没,读出水和固体的体积V2,则固体的体积V=V2-V1;④计算待测固体的密度.例10 (辽宁本溪中考)晨曦家有一个沉香木工艺品,他将工艺品带到实验室,想测量其密度.
图5-3-4
(1)晨曦先将天平放在水平桌面上,游码放在标尺左端零刻线处,发现指针位置如图5-3-4甲所示,他应将平衡螺母向______端调,使横梁平衡.左(2)晨曦再把工艺品放在天平左盘内,平衡时右盘内的砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,则工艺品的质量为______ g.
(3)量筒内盛280 mL的水,将工艺品放入量筒的过程中,系在工艺品上的细线突然脱落,工艺品沉入水中时一部分水溅在量筒内壁,此时水面到达的位置如图丙所示,则工艺品的体积为______ cm3.
(4)利用公式算出工艺品的密度为____________ kg/m3.
(5)同组同学观察到了晨曦测量的全过程,提示晨曦,这样测得的工艺品密度要比真实值______ (填“偏大”或“偏小”).72601.2×103偏大解析:(1)将天平放在水平桌面上,并将游码拨到标尺左端零刻线处,指针向右偏,平衡螺母应该向左调节;(2)题图乙中标尺的分度值为0.2 g,工艺品的质量m=50 g+20 g+2 g=72 g;(3)图丙中工艺品的体积V=340 cm3-280 cm3=60 cm3;(4)工艺品的密度ρ= =1.2 g/cm3 =1.2×103 kg/m3;(5)工艺品沉入水中时一部分水溅在量筒内壁,使测量的工艺品的体积偏小,质量测量是准确的,根据 可知,测量的密度值偏大.考点二 测液体的密度教材第122页“活动3”
测量液体的密度
(1)实验器材:天平(带砝码)、小玻璃空瓶、水、酱油、笔.
(2)实验步骤:①用调好的天平测空瓶的质量m1;②在空瓶中倒入适量水,并用笔在水面处做上标记,用调好的天平测出水和瓶的总质量m2;③将瓶中的水倒干净,向空瓶中倒入酱油直至液面与标记重合,用调好的天平测出酱油和瓶的总质量m3;④根据公式m酱油=m3-m1计算出酱油的质量,瓶子中所盛水的质量m水=m2-m1,根据V酱油=
计算出酱油的体积;⑤根据公式 计算出酱油的密度.
(3)酱油密度表达式为ρ酱油= .例11 (广西来宾中考)小明想要知道豆浆的密度大小,于是他进行了如下操作:
(1)将托盘天平放在水平桌面上,游码置于标尺的零刻线处,调节天平横梁平衡时,出现了如图5-3-5所示的现象,他应该向_______(填“左”或“右”)调节平衡螺母,使横梁平衡.图5-3-5右(2)用托盘天平测出空烧杯的质量m0.
(3)把豆浆倒入烧杯中,用托盘天平测出烧杯和豆浆的总质量m1,则倒入烧杯中的豆浆质量为_____(用测得的物理量表示).
(4)将烧杯中的豆浆全部倒入量筒,读出量筒中豆浆的体积V,由此得知豆浆的密度为_______________(用测得的物理量表示).m1-m0(m1-m0)/V(5)实验过程中,若只有天平、烧杯和水,请你帮助小明设计一个测量豆浆密度的实验,要求写出需要测量的物理量及计算豆浆密度的表达式(用字母表示).
实验步骤:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
计算豆浆密度的表达式_____________.①用天平测出空烧杯的质量m1;②在烧杯内装入一定量的水,并在水面的位置做一个标记,用天平测出水和烧杯的总质量m2;③倒出水,再将豆浆倒入烧杯,至标记处,用天平测出豆浆和烧杯的总质量解析:(1)调节天平横梁平衡时,左偏右调、右偏左调,由图知指针向左偏,所以应该向右调节平衡螺母;(2)用托盘天平测出空烧杯的质量m0;(3)又测出豆浆与烧杯的质量m1,则倒入烧杯中的豆浆质量为m1-m0;(4)测得量筒中豆浆的体积为V,则豆浆的密度为ρ=(m1-m0)/V;(5)没有量筒,无法直接测量豆浆的体积,因此,需使用等效替代的方法,用等体积的水来替代等体积的豆浆即可。例12 (福建莆田中考)用同种材料制成的三个正方体,它们的棱长分别为1 cm、2 cm、3 cm,质量分别为3 g、24 g、54 g,其中只有一个是空心的,请你通过计算判断哪个是空心的.
解析:正方体的体积V=a3,a是正方体的棱长,各正方体的密度分别为ρ1= =3 g/cm3,ρ2= =3 g/cm3,ρ3= =2 g/cm3,因棱长为3 cm的正方体密度最小,所以棱长为3 cm的正方体是空心的.
答案:棱长为3 cm的正方体是空心的核心素养课件33张PPT。5.4 认识物质的一些物理属性第五章 我们周围的物质物质的磁性 例1 如图5-4-1所示,将铁钉放在某矿石附近,铁钉立即被吸引到矿石上,此现象说明该矿石具有()A.磁性 B.导电性 C.弹性 D.绝缘性 解析:我们把物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫作磁性,将铁钉放在矿石附近,铁钉立即被吸引,说明该矿石能够吸引铁钉,即该矿石具有磁性.
答案:A物质的导电性 例2 图5-4-2 在开关和小灯泡之间连着两个金属夹A和B,在金属夹之间分别接入硬币、铅笔芯、橡皮、塑料尺,闭合开关后小灯泡能发光的是_______________. 解析:常见的导体包括人体、大地、各种金属、酸碱盐的水溶液等.题中铅笔芯和硬币是导体.铅笔芯、硬币物质的导热性 例3 煎锅和炒锅的柄用木料或在金属上包一层塑料制成,这是因为_________________________.
解析:金属是热的良导体,而木料和塑料是热的不良导体,煎锅和炒锅的柄用木料或在金属上包一层塑料制成,是为了使用时不烫手.
木料和塑料是热的不良导体物质的硬度 例4 “削铁如泥”通常用来形容某种刀具品质优良,从物理的角度来讲,说明制作刀具材料的______比铁的大.
解析:刀具的刀刃一般用钢来制作,因为刀切东西时刀刃要承受很大的压力,硬度必须大.“削铁如泥”是一种夸张的说法,意思是说铁在刀下像泥一样软,刀具的硬度比铁的大.
硬度不能区分热的良导体和导体 例5 下列属于热的良导体的是( )
A.铜、铁、空气 B.铜、铁、盐水
C.铜、陶瓷、水 D.铁、铝、锡
解析:热的良导体是指物体的导热本领大,而导体是指物体的导电本领大,两者有本质的区别.常见的热的良导体有金属等;常见的热的不良导体有木材、橡胶、空气、水、盐水等.故选D.
D错解:B
注意:错选B是误认为盐水是热的良导体,与盐水是导体混淆了.题型一 物质的磁性 例6 在当今社会,科学技术迅猛发展,磁性材料以其独特作用被应用于各个领域.下列哪些设备中没有用到磁性材料( )
A.作为乘客凭证和票价结算的磁性卡
B.用于记录语言、音乐、图像信息的磁带
C.广泛用于计算机的磁性存储设备,如硬盘、软盘等
D.VCD播放器的专用光盘 解析:磁性材料在我们生活中应用广泛,根据生活经验,对每种用品进行分析,磁卡、录音磁带、磁盘都采用磁电记录方式,用的都是磁性材料;CD、VCD和DVD光盘是利用光来进行工作的,它在光驱中利用激光头发出的光来读取信息,利用的不是磁性材料.故选D.
答案:D题型二 物质的导电性 例7 某新型“防盗玻璃”为多层结构,每层中间嵌有极细的金属线.当玻璃被击碎时,与金属线相连的警报系统就会立即报警.“防盗玻璃”能报警是利用了金属的( )
A.延展性 B.导电性
C.弹性 D.导热性 解析:新型“防盗玻璃”为多层结构,每层中间嵌有极细的金属线.当玻璃被击碎时,与金属线相连的警报系统就会立即报警,说明当玻璃被击碎时,形成闭合回路,利用了金属的导电性.故选B.
答案:B题型三物质的导电性 例8 不同物质的物理属性一般不同,在生活中有不同的应用:北方的寒冬,自来水管往往因管内水结冰膨胀而破裂.在自来水管外捆扎发泡塑料,可以有效解决该问题,这是因为发泡塑料的_____;用塑料皮包裹在电工钳的手柄上,可以防触电,是因为塑料的______.
解析:寒冬,气温很低,露天自来水管内的水凝固成冰,体积变大,很容易把水管胀破,也就是常说的“冻破”;包上发泡塑料后,塑料的导热性能差,有效防止了“寒气的入侵”,起到了保护的作用.用塑料皮包裹在电工钳的手柄上,是利用了塑料的绝缘性能好,导电性能差的特性.
答案:隔热性好绝缘性好例9 有两根长度、粗细、外表颜色都差不多的金属棒,一根是铝的,一根是铁的.请你根据它们的理化性质,用尽可能多的、各种类的不同方法把它们区分开来.简述使用方法的要点.
方法①:_________________________________;
方法②: _________________________________.解析:①密度比较法:a.测量密度,密度大的是铁,密度小的铝;b.用天平称取等体积固体的质量,质量大的是铁,质量小的是铝.②强度比较法:a.折弯等粗的金属丝,易变形的是铝,不易变形的是铁;b.用铁榔头敲打,易扁的是铝,难扁的是铁;c.用钢丝钳剪切,易剪断的是铝,不易剪断的是铁.其他方法如导电性、磁铁吸引法等描述合理均可.
答案:见解析知识链接区分物质的方法有密度比较法、强度比较法、导电性比较法、磁铁吸引法、导热性比较法等.解读中考:本节知识中物质的导热性、导电性、硬度、磁性等在中考中考查越来越多,题型一般为选择题和填空题.考点一 物质的导电性教材第126页“活动1”
比较物质的导电性能
通过实验,容易导电的有糖水、盐水;不容易导电的有纯净水.
图5-20液体导电例10 (山东临沂中考)下列关于物质的物理属性及应用的说法,正确的是( )
A.电线外层用塑料,是因为塑料具有良好的绝缘性
B.用橡胶做汽车的轮胎,是因为橡胶的硬度大
C.玻璃刀刃用金刚石,是因为金刚石的弹性好
D.锅、铲的把手用胶木,是因为胶木的导热性好解析:塑料是良好的绝缘体,电线外层用塑料,可以避免漏电和触电,保证用电安全,故A正确;用橡胶做汽车的轮胎,主要是因为橡胶常温下有高的弹性,可减小汽车的震动与颠簸,橡胶做的轮胎耐磨性优异、抗湿滑性好、生热低、曲挠性好,故B错误;金刚石的硬度大,用来制作玻璃刀的刀刃,可以划开玻璃,故C错误;锅、铲用胶木做把手,利用的是胶木的导热性差,避免使用时烫手,故D错误.
答案:A例11 硬度是描述材料软硬程度的物理量.为了研究甲、乙两种材料的硬度,某活动小组设计了检测材料硬度的实验方案,选择了适当的器材(质量已知的金属球和多个有凹槽的金属块).如图5-4-3(1)所示,他们将测试材料放在水平桌面上,金属球静置于其上表面,在金属球上再放一个有凹槽的金属块,凹槽恰好与金属球上表面完全接触,使金属块能静止在金属球上.一段时间后,取下金属块和金属球,在材料表面留下凹形压痕.该小组在控制时间变量的条件下,多次实验并根据实验数据绘制的图像如图(2)所示.请你根据图像所提供的信息回答以下问题:核心素养(1)活动小组在研究甲材料硬度的问题中,自变量是____(填选项前的字母).
A.金属球的质量B.材料所受压力
C.材料压痕面积D.材料的种类
(2)甲、乙两种材料硬度较大的是_______(填“甲”或“乙”).
图5-4-3(1) (2)甲B解析:(1)根据活动小组所选择的器材(质量已知的金属球和多个有凹槽的金属块)和操作方法可知,本题是通过在金属球上放置有不同凹槽的金属块来改变材料所受压力,所以该小组在研究甲材料硬度的问题中,自变量是材料所受压力.(2)在凹形压痕单位面积上所承受的压力是材料的硬度,其公式为 ;在凹形压痕面积相同时,材料所承受的压力越大,硬度越大.由图像可知,在凹形压痕面积相同时,因为甲材料所受压力大于乙材料所受压力,所以甲材料的硬度大于乙材料的硬度.课件36张PPT。5.5 点击新材料第五章 我们周围的物质纳米材料例1 下列关于纳米材料的说法中正确的是( )
A.很小的材料就是纳米材料
B.纳米材料就是一种叫“纳米”的物质做成的材料
C.纳米材料是近几年才开始被人们利用的,不存在天然的纳米材料
D.纳米材料的基本单元很小解析:纳米是长度单位,1 nm=1× m,当材料的微粒小到纳米尺寸时,材料的性能会发生显著变化,在力、热、磁等方面表现出许多特殊性能,如可以大大提高材料的强度和硬度,降低烧结温度,提高材料的磁性.纳米材料是采用化学、物理甚至生物方法将物质变成纳米级的细微颗粒后形成的材料,它的基本单元很小,但它的本身不一定小.
答案:D半导体材料例2 下列关于半导体的说法中正确的是( )
A.常温下半导体的电阻为零
B.半导体广泛应用于各种电子设备中
C.半导体就是超导体
D.任何情况下半导体都是不导电的
解析:导电性能介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体,由此可知A、C、D选项说法错误;半导体具有一些特殊的物理性质,用半导体材料制造的二极管、三极管和集成电路等广泛应用于各种电子设备中,故B选项说法正确.
答案:B超导材料(1)有些材料能强烈地吸收电磁波,称为隐形材料.
(2)隐形材料的应用:隐形材料用于飞机、坦克等军事装备上,涂有隐形材料的物体能将雷达发射出的电磁波大部分吸收掉,反射回去的却很少,使雷达变成“睁眼瞎”.例3 超导材料是一种_____为零的材料.因此,人们想到用它来实现既能远距离输送极大的电流,又不会因为导线存在电阻而损失电能.但目前还没有研制成常温下的超导材料,因为一般物质都是当其温度_____(填“升高”或“降低”)到一定值时,才出现超导现象.
解析:超导材料在低温下表现出超导性,也就是电阻在低温下会变为零,利用超导材料可以实现大功率输电,而不会在电路上损耗电能.一般物质都是当其温度降低到一定值时,才会表现出超导性,而成为超导材料.降低电阻不能正确区分超导体和半导体例4 关于超导材料和半导体材料,下列说法中正确的是( )
A.在一定温度条件下,半导体材料的电阻为零
B.超导材料就是最先进的半导体材料C.超导材料在一定温度条件下输电,在线路上没有电能损耗
D.半导体材料的应用目前还在试验中
解析:超导材料在一定的温度条件下输电,由于没有电阻,电流在通过电路时不会产生热量而没有电能的损耗.故选C.
答案:C错解:A或B或D
注意:错选A是误认为半导体材料在一定的温度条件下,电阻为零.错选B是没弄清超导材料和半导体材料的定义,超导材料是当温度降低到一定值时,导体的电阻会突然变为零,具有这种特性的材料;半导体材料是导电性能介于导体和绝缘体之间的材料.错选D是不清楚半导体材料已经在电、光、声、热等领域广泛应用.题型一 半导体的特性及其应用例5 (湖南株洲中考)2014年诺贝尔物理学奖颁给了发明蓝色二极管的三位科学家,他们的这项发明实现了利用二极管呈现白光,且发光效率高.LED灯(即发光二极管)不具有的特点是( )
A.亮度高 B.能耗低
C.寿命长 D.发热多解析:发光二极管是由半导体材料制成的,可将电能转化为光能,而且二极管具有单向导电性;LED灯发出“健康光线”的原因是光线中不含紫外线和红外线,直流驱动,无频闪;LED灯发热少,90%的电能转化为可见光,是一种高效、环保的光源,其特点是无辐射、亮度高、能耗低、寿命长,不具有的特点是发热多.
答案:D题型二 新材料的使用例6 下列关于新材料、新技术及其应用的说法正确的是( )
A.计算机CPU不需要半导体材料
B.“神舟八号”飞船的外表面涂有一层隐形材料
C.纳米技术是纳米尺度内的科学技术,纳米材料具有某些特殊性能
D.超导体主要应用于电饭锅和热水器上解析:现代计算机中(CPU元器件)集成了成千上万个半导体元件,故A不符合题意;“神舟八号”飞船的外表面涂有一层特殊材料在高温下熔化和汽化吸热,故B不符合题意;纳米材料除了基本单元小以外,在力、声、光、电、磁等方面表现出特殊的性能,故C符合题意;超导体的电阻为零,电饭锅和热水器是利用电流的热效应工作的,如果导体的电阻为零,则电饭锅和热水器不能工作,故D不符合题意.故选C.
答案:C题型三 形状记忆合金例7 用形状记忆合金弹簧,可打通被血栓堵塞的冠状动脉.使用时,先将形状记忆合金弹簧,插入内充冷水的导管里,用导管将它送入冠状动脉血栓中,由于体内热量使形状记忆合金弹簧,恢复,可将血栓撑开,打通冠状动脉.
解析:记忆合金的特点是其形状随温度的变化而变化.考虑到人体内温度较高,会使记忆合金形状发生变化,因而可以先将记忆合金弹簧拉直,当它顺利到达血栓处后由于温度的升高,弹簧恢复原状,从而把血栓撑开.
答案:拉直 升温 原状例8 阅读下面的短文,回答后面的问题.
半导体制冷
半导体材料有P型半导体和N型半导体两种,除了可以应用于各种电子元器件外,还可以用作制冷材料.如图5-5-1所示是一个半导体制冷单元的原理图,P型半导体和N型半导体的上端和铜片A连接,下端分别与铜片B连接后接到直流电源的两端,此时电路中的电流方向是从N型半导体经铜片A流向P型半导体,铜片A会从空气吸收热量,铜片B会向空气放出热量;反之,改变直流电源的正负极方向,使电流方向从P型半导体经铜片A流向N型半导体,这时铜片A会向空气放出热量,铜片B会从空气吸收热量.由于一个制冷单元制冷量小,为了满足实际需要,需要多个制冷单元同时工作.
图5-5-1(1)如图5-5-1所示,若要使一个电冰箱箱内的温度下降,铜片A应置于电冰箱的_____,铜片B置于电冰箱_____.(均填“箱内”或“箱外”)
(2)若将图中的电源换成交流电源,此时电冰箱能否正常制冷?答: _____.
(3)若将图中电源正负极互换,其他条件不变,则铜片B表面空气的温度将_____ (填“升高”“不变”或“降低”).降低箱内箱外不能解析:(1)由短文提供的信息可知,①电路的电流方向是从N型半导体经铜片A流向P型半导体,铜片A会从空气吸收热量,应置于冰箱的箱内,从冰箱内吸收热量,使电冰箱箱内的温度下降;铜片B会向空气放出热量,应置于冰箱的箱外.(2)铜片B会向空气放出热量,应置于冰箱箱外,把从箱内吸收的热量散发掉,达到制冷的目的;交流电源的电流方向是变化的,这样吸热和放热的状态就会不断改变,不能使吸热的部分恒定保持吸热状态,不能使放热的部分恒定保持放热状态.(3)若将图中电源正负极互换,其他条件不变,电流方向从P型半导体经铜片A流向N型半导体,这时铜片A会向空气释放热量,铜片B会从空气吸收热量,铜片B表面空气的热量由于被吸收而温度降低.知识链接(1)半导体二极管的特点是单向导电性.
(2)容易导热的物体是热的良导体,铜是热的良导体.
(3)交流电源电压较大,且电流方向不断变化,不能直接使用.
(4)热传递是将热量从高温物体传递到低温物体,或从物体的高温部分传到低温部分.解读中考:本节知识中纳米材料、半导体材料、超导材料、隐形材料的特点和应用在中考中出现的频率越来越高,题型以选择题、填空题为主.考点一 纳米材料的特性和应用教材第129页“纳米材料”
纳米是长度单位,大小为十亿分之一米( m).当材料的微粒小到纳米尺寸时,材料的性能就会发生显著变化.例如,纳米陶瓷材料可在室温下任意弯曲;纳米碳管的强度是钢的100倍;纳米磁性材料的磁记录密度比普通磁性材料高10倍以上;纳米复合材料对光的反射率低,能吸收电磁波,可用作隐形飞机的涂层;气体通过纳米材料的扩散速度比一般材料的扩散速度大几千倍;等等.例9 (江苏无锡中考)纳米陶瓷作为高新科技材料应用广泛,它具有坚硬、耐磨、耐腐蚀、耐高温、完全无磁性等特点,它不能应用于( )
A.公交IC卡
B.切割硬物的刀具
C.“嫦娥二号”外表涂层
D.装浓硫酸的容器解析:公交车的IC卡是利用磁来记录信息的,而纳米陶瓷有完全无磁性的特点,所以纳米陶瓷不能在公交IC卡上使用;切割硬物的刀具是利用纳米陶瓷耐磨的特点;“嫦娥二号”外表涂层是利用纳米陶瓷耐高温的特性;装浓硫酸的容器是利用纳米陶瓷耐腐蚀的特点.故选A.
答案:A考点二 超导材料的特性和应用教材第130页“图5-27(b)”
在很低的温度环境中,某些材料呈现零电阻的特性,材料的这种特性称为超导体.超导材料应用前景非常广阔,若用它来输电可大大节约能源和材料.
图5-27(b)超导性的表现例10 (江苏连云港中考)科学研究发现,某些材料在超低温的情况下电阻突然减小为零,这种性质称为超导性,具有超导性的物体称为超导体.超导体有着十分诱人的应用前景.
(1)请就超导现象提出一个探究性问题,如哪些材料具有超导性?
____________________________________________?
(2)请列举未来超导体可能应用的一个例子.
________________________________________低温超导的原理是什么电动机解析:(1)提出的探究性问题:低温超导的原理是什么?(2)超导材料的特性就是在温度很低时电阻为零,用超导材料传输电能可以减少热损耗,如输电导线、电磁铁、电动机和发电机线圈等.例11 据《羊城晚报》报道,1989年8月1日,广东省某县镇发生了一起重大爆炸事故,烧毁房屋52间,死亡13人,受伤34人,经济损失达481万元.这起事故是由于县供销社生产资料门市部内电线严重老化,通电时产生火花,库存火药爆炸造成的.由橡胶或塑料制成的导线线皮是用来绝缘的,但时间长了,线皮会老化变质,绝缘性能变差,甚至龟裂露出线芯,通电时,电线之间会产生火花,酿成火灾.
阅读上面的材料后,请你对下列问题进行评估:核心素养(1)造成这起重大爆炸事故的原因是什么?(2)电线老化的具体含义是什么?采取哪些措施可以较好地解决电线老化问题?
解析:(1)从材料我们可以看出,造成这起重大爆炸事故的原因是电线严重老化,通电时产生火花.(2)由题意知,电线老化是指线皮老化变质,绝缘性能变差,甚至龟裂露出线芯;电线老化的主要原因是电线在输电过程中产生热量,加快了电线的老化.为了较好地解决电线老化问题,我们可以从减少电线在输电过程中热量的产生方面采取一定的措施,比如采用超导体,高压、弱电流输电,采用粗导线等.
答案:见解析课件16张PPT。第一章 走进物理世界
本章知识解读方案专题一 长度的估测专题解读估测及估算能力是同学们必须具备的能力,平时就要注意这方面知识的学习与运用,解决此类题的关键是:在学习和生活中多积累一些常见物体的长度值,对常用的长度单位形成具体概念.同时将估测的物体与已有标准长度的物体进行对比,看是标准长度的几倍,从而估计出估测的物体的长度.例1 生活中我们可以利用自己身体的一些部位的“尺”对物体的长度进行估测,下列所列举的利用身体上的“尺”估测物体长度的事例中不符合实际的是( )解析:中学生的身高在165 cm左右,小树的高度与此差不多,在165 cm=1.65 m左右,故A符合实际;中学生大拇指指尖到中指指尖的距离——“一”大约18 cm,课桌长度有4,在80 cm左右,故B符合实际;中学生“一庹”在1.5 m左右,两庹半长在3.5 m左右,故C符合实际;中学生的步幅在60 cm左右,甬路长50步,约50×60 cm=3 000 cm=30 m,故D不符合实际.
答案:D专题二 刻度尺的使用专题解读刻度尺的正确使用规则:用前“三认”,即认清量程、分度值、零刻线的位置及是否磨损;用时“五会”,即会选、会放、会看、会读、会记.中考对刻度尺使用规则的考查主要集中在读数、记录、平均值三个方面.读数包括视线要与尺面垂直,估读到分度值的下一位.记录时数字和单位同时记.例2 如图1-2所示,小华用刻度尺测量某铁棒的长度,该刻度尺的分度值是_______,测量的结果应为______cm.
图1-2
解析:题图所示的刻度尺中每1 cm又被分为10个小格,故分度值为1 mm;铁棒末端所指示的刻度的准确值为60.2 cm,刻度尺要估读到分度值的下一位,故物体的长度为60.20 cm.60.201 mm方法点拨:本题考查同学们正确使用刻度尺测量长度的方法.读数时要注意刻度尺的分度值和尺上标出的单位.测量结果的最后一位数字是估计值,该位即使是“0”也不能省略.专题三 科学探究的过程科学探究一般要经过七个步骤,即提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、交流与合作.中考常考查科学探究中的某一步骤.中考较难的问题是由生活实际或某一常见的情境提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划及对实验进行评估,解题的关键是正确运用控制变量法设计实验,理解每一步的意义.专题解读例3 用滴管从瓶中吸取酒精,滴在手上,感觉凉凉的.小明就这一现象产生的原因,提出了两种猜想.猜想1:酒精的温度低于手的温度;猜想2:酒精蒸发时吸热,有制冷作用.随后他在烧杯中倒入适量酒精,用相同的温度计分别测量手的温度 和烧杯中酒精的温度 ,并重复多次,均发现 > .由此,他( )
A.只能验证猜想1
B.只能验证猜想2
C.既能验证猜想1,也能验证猜想2
D.既不能验证猜想1,也不能验证猜想2解析:他反复测量了手的温度和酒精的温度,均发现
> ,所以可以验证猜想1;若要验证猜想2,可把温度计在酒精中蘸一下取出,观察温度计示数的变化,温度计示数降低,说明酒精蒸发吸热,这样才能验证猜想2.故选A.
答案:A方法点拨:根据猜想,手感觉凉,可能有两个影响因素,所以在进行探究时注意控制变量法的应用,此题很容易出错.方法一 控制变量法在科学探究中的应用方法解读某一物理量往往受几个不同物理量的影响,为了确定这个物理量与各个不同物理量之间的关系,就需要控制某些量,使其固定不变,改变某一变量,看所研究的物理量与该改变的物理量之间的关系.例4 小洪买了一种叫“吹泡泡”的玩具,发现有时能吹出泡泡,有时又吹不出泡泡.爱动脑筋的他产生了一个疑问:泡泡的产生究竟与哪些因素有关呢?他猜想:泡泡的产生可能与吹泡泡用的管子的粗细有关.于是他设计并进行了实验,记录了如下实验结果:请你根据小洪的实验记录回答下列问题:
(1)分析以上实验结果,可以得到什么结论?_________________________________________________.
(2)请你另外提出两种猜想,说明影响泡泡产生的因素._________________________________________________;_________________________________________________.其他条件相同时,管子直径越大越难吹出泡泡泡泡的产生可能与吹泡泡时吹气的速度有关泡泡的产生可能与肥皂液的浓度有关(3)设计一个方案,验证你提出的其中一种猜想,请写出需要的器材,实验步骤和判断方法._____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.器材:三根直径相同的管子、三杯浓度不同的肥皂液.步骤:分别用三根管子醮三杯肥皂液,用相同的速度吹,观察泡泡的产生情况.判断方法:如果吹出泡泡的情况相同,则泡泡的产生与肥皂液的浓度无关;如果吹出泡泡的情况不同,则泡泡的产生与肥皂液的浓度有关解析:(1)从表中数据可以看出,使用同一种肥皂液,其他条件相同时,管子直径越大越难吹出泡泡.(2)根据吹泡泡过程中的实际操作步骤和使用的肥皂液可以做出猜想:泡泡的产生可能与吹泡泡时的吹气速度有关;泡泡的产生可能与肥皂液的浓度有关.(3)可选择肥皂液的浓度对泡泡产生情况的影响来进行研究,运用控制变量法,保持管子直径和吹气的速度相同,并设计出具体的步骤.课件16张PPT。第三章 光和眼睛
本章知识解读方案专题一 利用平面镜成像规律作图专题解读(1)作图要点:①物与像关于平面镜对称;②平面镜在物点和像点连线的垂直平分线上;③反射角等于入射角,法线是反射光线和入射光线夹角的角平分线,且法线与镜面垂直;④平面镜成像时,所有反射光线的反向延长线一定经过镜后的像点;⑤实际光线画实线,不是实际光线画虚线;⑥光路要带箭头,光线与光线之间要连接好.例1 如图3-1所示是由光源S发出的光经过平面镜反射后的两束反射光线,请画出光源S的位置,并完成光路图.
图3-1 图3-2
解析:先将两条反射光线反向延长交于一点S′,再通过平面镜作出S′的对称点S,点S即为光源的位置,连接S与两个反射点画出入射光线.
答案:如图3-2所示专题二 根据透镜对光的作用作图专题解读在透镜的光路作图中,三条特殊光线的传播是有规律的.例2 完成图3-3中的光路图.
图3-3
解析:通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点.
答案:如图3-4所示图3-4专题三 凸透镜成像规律及其应用能呈现在光屏上的像都是实像,虚像不能呈现在光屏上.实像倒立,虚像正立.做凸透镜成像实验前要调共轴,即烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一高度并且在同一条直线上.凸透镜一倍焦距是成实像和虚像的分界点,二倍焦距是成放大像和缩小像的分界点.凸透镜成实像时,物如果换到像的位置,像也将换到物的位置.专题解读例3 (四川广安中考)如图3-5所示是小浩同学探究凸透镜成像规律的实验装置图.
(1)实验前,小浩需要点燃蜡烛,并调整凸透镜与光屏的高度,使蜡烛的火焰与凸透镜的中心、光屏的中心大致在______________.
(2)老师告诉他,凸透镜的焦距是10 cm.当他把蜡烛置于图中10 cm刻线处时,移动光屏,结果在凸透镜右侧大约63 cm刻线处获得了清晰的像.人们运用这条成像规律制造出了_______(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”).图3-5照相机同一高度(3)小浩好动且思维颇有创意,他突发奇想,要是把蜡烛与光屏的位置互换,结果会怎样呢?他立即一试,哇!太神奇了,光屏上的像依旧十分清晰,只是原来缩小的像变成了放大的像.你能解释一下所成像依旧清晰的原因吗?_____________________.折射光路可逆解析:(1)为了能使像成在光屏的中央位置,要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度.(2)凸透镜的焦距是10 cm,在凸透镜右侧大约63 cm刻线处获得了清晰的像,此时像距v=63 cm-50 cm=13 cm,即f<v<2f,而物距大于2倍焦距,凸透镜成倒立、缩小的实像,人们运用这条成像规律制造出了照相机.(3)当把蜡烛与光屏的位置互换时,因为光在折射时的光路是可逆的,所以光屏上还能出现清晰的像.方法一 等效替代法在平面镜成像实验中的应用方法解读在研究物理问题时,为了使物理问题简化,在保证效果不变的前提下,往往用一个物理量或物体来代替另外的物理量或物体,这种方法叫等效替代法.如在探究平面镜成像的实验中,不容易找到虚像的位置时,我们用了一个等长的蜡烛放在玻璃板后面移动,通过检验这个蜡烛与像能否重合,来判断物体和像的大小关系,并确定像的位置.例4 在“探究平面镜成像特点”的实验中,作为平面镜的是_______.另外,还有两支完全相同的蜡烛A和B、火柴、白纸和________.
(1)将一块玻璃板竖直架在水平台上,点燃玻璃板前的蜡烛A,再拿一支没有点燃的相同蜡烛B,在玻璃板后面移动,直到跟前面那支蜡烛的像__________.
(2)所用刻度尺的作用是便于比较像与物的____________________关系.图3-6玻璃板刻度尺重合到平面镜的距离(3)选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的__________关系.
(4)移去后面的蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏上__________(填“能”或“不能”)接收到蜡烛烛焰的像,所以平面镜所成的像是__________(填“虚”或“实”)像.
(5)小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时,它的像________(填“变大”“变小”或“不变”).大小不能虚不变解析:选择玻璃板代替平面镜便于确定像的位置,便于比较物像大小关系.另外,还有两支完全相同的蜡烛A和B、火柴、白纸和刻度尺.(1)将一块玻璃板竖直架在水平台上,点燃玻璃板前的蜡烛A,再拿一支没有点燃的相同蜡烛B,在玻璃板后面移动,直到跟前面那支蜡烛的像重合.(2)用刻度尺测量物像到平面镜之间的距离,比较物像到平面镜的距离关系.(3)选择两段相同的蜡烛便于比较物像的大小关系.(4)移去后面的蜡烛B,在像的位置放一光屏,光屏上不能接收到像,说明平面镜成虚像.(5)像与物大小相等,将蜡烛逐渐远离玻璃板时,它的像不变.方法二 对称法方法解读在光学部分,如光的反射、平面镜的成像等都具有对称性,因此在解决与此相关的问题时,运用对称性往往能起到化繁为简的效果,在物理学中,我们把这种处理问题的方法叫作对称法.例5 如图3-7所示,B为隧道中的一堵墙,S点有一激光器,请根据平面镜成像特点画出激光器发出的经平面镜MN反射后恰好经过A点的入射光线和其反射光线.
图3-7 图3-8
解析:根据平面镜成像时像与物关于平面镜对称,作出S点的像S′,连接S′A,与MN相交于一点,这一点即为入射点O,OA即为反射光线,连接SO即为入射光线.
答案:如图3-8所示课件14张PPT。第二章 声音与环境
本章知识解读方案专题一 探究声音的产生及传播 (1)一切声音都是由于物体振动产生的.
(2)人能听到声音的条件:①发声体振动;②有传播声音的介质;③接收的声波在人耳的听觉频率范围内;④正常的耳朵.
(3)声音传播的速度与介质的种类和温度有关.一般情况下,声音在气体中的传播速度小于在液体中的传播速度;在金属中的传播速度大于在液体、气体中的传播速度,在同一介质中,一般温度越高声音的传播速度越大.专题解读例1 (广西贵港中考)手掌按住正在发声的鼓面,鼓声消失了,原因是手( )
A.把声音反射回去了
B.吸收了声波
C.改变了鼓面的振动频率,超出了人的听觉频率范围
D.使鼓面停止了振动
解析:敲鼓时鼓面振动发出声音,手掌按住鼓面,鼓面停止振动,因此鼓声消失.故选D.
答案:D专题二 关于声音特性的判断专题解读(1)音调是指声音的高低,与发声体振动的频率有关,频率越高,音调越高.
(2)响度是指声音的大小,与发声体振动的振幅有关,振幅越大,响度越大,如日常生活中说的“震耳欲聋”指响度,“女高音”指音调.
(3)音色指声音的品质,与发声体的材料、结构等有关,是区别不同发声体的主要依据.例2 (山东滨州中考)二胡是中国的民族乐器,有粗(内弦)、细(外弦)两根弦,拉弓时马尾和弦摩擦发出声音,如图2-1所示.下列做法不能改变二胡音调的是( )图2-1A.用手指按压同一根弦的不同位置
B.手指按压在弦的相同位置,从摩擦内弦换到摩擦外弦
C.加大摩擦弦的力量
D.旋转弦轴,增加弦的紧张度
解析:用手指按压同一根弦的不同位置,弦振动部分的长度不同,振动的频率不同,发出声音的音调不同,故A不符合题意;手指按压在弦的相同位置,从摩擦内弦换到摩擦外弦,由于两根弦的粗细不同,振动的频率不同,发出声音的音调不同,故B不符合题意; 加大摩擦弦的力量,可使弦的振幅不同,从而发出声音的响度不同,不影响音调,故C符合题意;旋转弦轴,增加弦的紧张度,可使弦振动的频率变高,音调变高,故D不符合题意.故选C.
答案:C专题三 理解控制噪声的措施专题解读(1)噪声的定义:①从物理学的角度看,噪声是指发声体做无规则振动时发出的声音;②从环境保护的角度来看,凡是妨碍人们正常工作、学习和休息的声音,以及对人们要听的声音起干扰作用的声音,都属于噪声.
(2)要控制噪声,一是在声源处控制噪声产生,如摩托车上的消音器;二是阻断噪声的传播,如在道路两旁植树造林、安装隔音墙;三是防止噪声进入人耳,如纺织工人头戴防噪声耳罩等.例3 (广西钦州中考)防止噪声产生、阻断噪声传播和防止噪声进入耳朵,是控制噪声的三种措施,在图2-2中属于阻断噪声传播的措施是( )A.摩托车的消音器 B.穿越北京动物园的“隔音蛟龙”C.工厂用的防噪声耳罩 D.学校附近禁止汽车鸣笛解析:控制噪声的措施有:防止噪声的产生、阻断噪声的传播、防止噪声进入人耳.摩托车的消音器是防止噪声产生,A不符合题意;穿越北京动物园的“隔音蛟龙”是阻断噪声的传播,B符合题意;工厂用的防噪声耳罩是防止噪声进入人耳,C不符合题意;学校附近禁止汽车鸣笛是防止噪声的产生,D不符合题意.故选B.
答案:B方法一 观察比较法方法解读 物理是一门以观察、实验为基础的学科,人们的许多物理知识是通过观察和实验,经过认真的分析、比较而思索总结出来的,本章尤其明显地体现了这一特点,从声音的产生和传播到乐音的三个特性的影响因素,再到噪声的控制,都是先从实验入手,仔细观察实验现象,进行比较、分析,找出它们的共同规律,从而得出我们想要的结论.例4 如图2-3所示,用牙轻轻咬住铅笔上端,用手指轻敲铅笔下端,注意听这个敲击声,然后张开嘴使牙不接触铅笔,而保持铅笔位置不变,手指用与前面同样的力轻敲铅笔下端,这时他也听到了声音,比较这两次听到的敲击声,这个实验能说明什么问题?图2-3解析:第一次用手指轻敲铅笔产生的声音通过人的头骨、颌骨以骨传导的方式传到听神经,声音要强些;第二次,由于牙与铅笔未接触,产生的声音由空气传入人耳,声音引起鼓膜振动,这种振动产生的信号经过听小骨及其他组织传给听神经,声音要弱些.
答案:说明骨传导声音的效果比空气传导声音的效果好些.方法二 运用图像法分析物态变化方法解读例5 一辆汽车以10 m/s的速度匀速行驶,道路前方有一座高山,司机鸣笛4 s后听到回声,则司机听到回声时汽车距离高山多远?(声音在空气中的传播速度为340 m/s)课件23张PPT。第五章 我们周围的物质
本章知识解读方案专题一 质量及其测量专题解读(1)质量是物体的一个基本属性,它不随物体的位置、形状、状态、温度等变化而改变.
(2)天平的使用方法:一放平、二调零、三调平衡(左偏右调,右偏左调)、四称(左物右码)、五读(砝码的总质量加游码指示的质量值是物体的质量).在称量时不要再调节平衡螺母.例1 (山东枣庄中考)在宇宙飞船中,物体处于失重状态.如果将一塑料杯带到绕地球飞行的宇宙飞船中,塑料杯的质量( )
A.为零 B.不变 C.变小 D.变大
解析:质量是物体的属性,只与所含物质的多少有关,与物体的位置、状态、形状、温度等无关.将一塑料杯带到绕地球飞行的宇宙飞船中,塑料杯的位置不断变化,但所含塑料的多少没有变化,所以质量不变.故选B.B例2 (广西河池中考)如图5-1甲所示是使用托盘天平时的实验情景.
(1)请你指出实验时存在的两处错误:________________________________________;_____________________
(2)纠正错误后,重新进行实验.天平平衡时,盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,则被测物体的质量为_____ g.图5-1甲 乙82.4将待测物体放在天平的右盘而砝码放在左盘用手直接拿砝码解析:(1)如题图甲,用天平称量物体的质量时,待测物体应放在天平的左盘而砝码应放在右盘.用手直接拿砝码会腐蚀砝码,影响砝码的准确度.(2)天平的标尺每一个大格代表1 g,每一个小格代表0.2 g,其游码指示的质量值是2.4 g,物体的质量=砝码的总质量+游码指示的质量值=50 g+20 g+10 g+2.4 g=82.4 g.专题二 密度的特性及计算密度是物质的特性,利用公式ρ= 及变形公式m=ρV、V= 可解决实际问题,如鉴别物质、计算物体的质量及体积、判断物体是实心还是空心.专题解读例3 小红的妈妈到某工艺品商店买了一件用金铜合金制成的实心工艺品,商店的售货员告诉她:这件工艺品是由质量相等的金、铜两种金属混合制成的,含金量为50%.小红的妈妈对售货员的话表示怀疑,让小红进行验证.小红通过实验测出工艺品的质量为600 g,体积为52 cm3,并从教材密度表中查出了金、铜的密度分别19.3 g/cm3和 8.9 g/cm3.
(1)请根据小红的实验结果计算工艺品的密度.
(2)请根据售货员的说法,计算出工艺品的密度.并说明售货员的话是否可信.
(3)请计算这件工艺品的实际含金量.解析:(1)题目中给出了工艺品的质量和体积,可以直接代入公式ρ= 求出工艺品的密度.根据实验结果,工艺品的实际密度ρ= ≈11.54 g/cm3.(2)根据售货员的说法,工艺品中金和铜的体积分别为V金=
≈15.54 cm3,V铜= ≈33.71 cm3,总体积 V′=V金+V铜=15.54 cm3+33.71 cm3=49.25 cm3,工艺品的密度ρ′= ≈12.18 g/cm3.从计算结果可知,实际密度小于按含金量为50%计算时的密度,因此售货员的说法不可信.(3)设这件工艺品中金的质量为m金′,则铜的质量为600 g-m金′,由 知, =52 cm3,解得m金′≈255 g,则含金量为
答案:(1)11.54 g/cm3(2)根据售货员的说法计算出的工艺品的密度为12.18 g/cm3,说明售货员的话不可信(3)42.5%专题三 密度的测量专题解读在密度的测量中考查的内容主要有测量物体密度的原理ρ= ,测量固体和液体密度的方法.通常结合实际情况用天平测物体的质量,用量筒测物体的体积,然后代入密度公式进行计算.例4 小明用天平、大烧杯、小烧杯和水来测量一块石块的密度.
(1)在使用托盘天平前要对天平进行调节,请将下列各步骤前的字母按照正确的顺序排列________.
A.组装好天平,把天平放在水平台面上;
B.调节天平的平衡螺母,使天平横梁水平平衡;
C.把游码置于标尺的零刻线处.甲 乙
图5-2ACB(2)天平调平后,小明测出了石块的质量,如图5-2甲所示,石块的质量m=________g.
(3)因为石块较大,不能直接放入量筒中,小明用以下方法测量石块的体积,操作步骤如下:
A.测出空小烧杯的质量为15.0 g;
B.把装满水的大烧杯和空小烧杯如图乙放置;
C.把石块缓缓浸没入大烧杯水中,大烧杯中部分水溢进小烧杯;
D.待溢出的水全部滴入小烧杯后测出小烧杯的总质量是34.4 g.58.2(4)小明计算出石块的密度ρ石=________kg/m3.
(5)小南观摩了小明的实验后认为小明测量体积的方法麻烦,他认为可以把溢进小烧杯的水倒入量筒中,直接读出石块的体积.你认为采用谁的方案可以使测量误差更小?
_______________________.小明的方案误差更小3.0×103解析:(1)天平的使用和调节:把天平放在水平台面上,把游码置于标尺的零刻线处,调节天平的平衡螺母,使天平横梁水平平衡.(2)由题图甲可知,石块的质量m=50 g+5 g+3.2 g=58.2 g.(4)溢出水的质量m水=34.4 g-15.0 g=19.4 g,石块的体积V= =19.4 cm3,石块的密度ρ= =3.0 g/cm3 =3.0×103kg/m3.(5)小南的方案中将溢进小烧杯的水倒入量筒中,烧杯内壁上会有残留的水,使得测量的石块的体积偏小,测量的密度值偏大,所以小明的方案误差更小.专题四 物质的物理属性及新材料的应用专题解读不同物质具有不同的性质,我们已经学习过的物理属性主要有状态、颜色、气味、光泽、密度、硬度、导电性、导热性、磁性等.试题主要从以下几个角度考查:
(1)根据性质鉴别不同物质;
(2)根据性质给物质分类;
(3)根据性质确定材料的用途;
(4)根据实际用途确定材料应具有的性质.
例5 如图5-3所示的建筑,是位于北京人民大会堂旁的国家大剧院.该建筑穹顶表面积达3×104 m2,为使如此大面积的建筑外壳不至过重而又坚固,设计者选择钛金属板做主材,这是因为钛的密度___,硬度___.(均填 “大”或“小”)
图5-3
解析:在表面积大的情况下,使建筑外壳不至过重,只能是从密度上来考虑,在相同体积下,密度越小,质量越小,而要求坚固,所以材料还需要硬度大、不易变形等.大 小方法一 比例法方法解读在某些特定条件下,恰当地运用已知量和未知量的比例关系来求解有关密度的问题.
(1)由密度ρ= 可得到:当ρ一定时,物体的质量m与它的体积V成正比,即 .
(2)不同物质组成的物体,在体积相同的情况下,密度大的质量也大,物体的质量跟它的密度成正比,即当V一定时, .(3)不同物质组成的物体,在质量相同的情况下,密度大的体积反而小,物体的体积跟它的密度成反比,即当m一定时, .例6 某实心铜雕的质量为445 kg,现要用蜡将其复制成大小一样的蜡制品,则需用多少千克的蜡?(ρ铜=8.9×103 kg/m3,ρ蜡=0.9×103 kg/m3)解析:因为体积相等时,物体的质量和密度成正比,即 ,则m蜡= m铜= ×445 kg=45 kg.
答案:45 kg方法二 图像法比较密度的大小在物理学中,常采用数学中的函数图像,将物理量之间的关系表示出来.因此图像实际上反映了物理变化过程的特点以及物理量之间的变化关系.(1)认清横轴和纵轴所表示的物理量及单位.(2)利用水平、竖直截线,研究这两个量之间的关系.方法解读例7 如图5-4是A、B、C三种物质的质量m与体积V的关系图像.由图可知下列说法正确的是( )
A.ρA>ρB>ρC
B.ρA=0.000 5 kg/m3
C.ρA=5×103 kg/m3
D.ρA<ρB<ρC图5-4解析:由图像可知,横轴是质量,纵轴是体积;由图像可知,当三种物质的质量都为20 g时,A物质的体积最大,C物质的体积最小,所以A物质的密度最小,C物质的密度最大,故A错误,D正确.由图像可知,当A物质的质量是20 g时,其体积为40 cm3,则A物质的密度ρ= =0.5×103 kg/m3,故B、C错误.
答案:D课件17张PPT。第四章 物质的形态及其变化
本章知识解读方案专题一 物态变化的吸热、放热特点及其应用中考中经常考查利用物态变化的吸热、放热知识解释日常生活中的常见现象.要解决此类问题,可结合实际判断物态变化及其吸热、放热特点.专题解读例1 (山西中考)同学们都玩过肥皂泡泡,如图4-1所示是小梦同学在-9 ℃的室外玩肥皂泡泡时拍摄的照片.他发现肥皂泡泡在很冷的室外会迅速结冰,掉落在地面如同散落的玻璃球,神奇极了.对这一现象包含的物态变化及吸放热情况判断正确的是( )
A.这是凝固现象,需要放热
B.这是凝固现象,需要吸热
C.这是凝华现象,需要吸热
D.这是凝华现象,需要放热图4-1解析:解答本题要知道六种物态变化的定义:物质从固态变为液态的过程是熔化;物质从液态变为固态的过程是凝固;物质从液态变为气态的过程是汽化;物质从气态变为液态的过程是液化;物质从固态直接变为气态的过程是升华;物质从气态直接变为固态的过程是凝华.本题的“发现肥皂泡泡在很冷的室外会迅速结冰”,物质由液态变为固态,属于凝固,需要放热.故选A.
答案:A专题二 探究实验过程的考查专题解读探究熔化、凝固及水沸腾的条件和特点等是中考命题的热点.主要考查器材的选择、数据的处理、识别图像等.解决此类问题时注意分析“猜想、设计实验、进行实验、分析归纳、总结交流”等实验环节,在分析实验现象时要注意图像法、比较法的运用.例2 (辽宁本溪中考)晓轩同学在“探究冰和蜡的熔化规律”时,使用的实验装置如图4-2甲所示.图4-2丙 丁甲 乙(1)蜡在加热过程中某一时刻温度计的示数如图乙所示,温度是______℃,实验数据如下表,可以判断蜡属于______ (填“晶体”或“非晶体”).
(2)向试管中放入碎冰,根据加热过程中记录的数据画出如图丙所示温度-时间图像,得出冰熔化的特点是____________ 、 _____________.39非晶体吸收热量温度不变(3)另一同学把冰放入如图丁所示的烧杯中,并未用酒精灯加热,冰也熔化了.于是他认为冰熔化不需要吸收热量,他的想法______ (填“正确”或“不正确”),他还发现冰熔化时烧杯外壁有一层水珠,这是形成的______.液化不正确解析:(1)图乙中温度计的分度值为1 ℃,示数为39 ℃;由表中数据知,蜡在熔化过程中,继续吸热、温度不断升高,没有一定的熔化温度,因此蜡属于非晶体.(2)分析图丙可知,冰达到一定温度开始熔化,故冰是晶体,在熔化过程中,不断吸收热量,温度保持不变.(3)他的想法是错误的,冰会从周围空气吸收热量熔化;冰块变成水的过程是熔化,熔化吸热,因此杯子的外壁感觉很凉;空气中温度较高的水蒸气遇到温度较低的玻璃杯凝结成小水滴,属于液化.方法一 控制变量法在探究影响蒸发快慢的因素中的运用方法解读当被研究的问题与多个因素有关时,需要利用控制变量法.影响蒸发快慢的因素有液体的温度、液体的表面积、液体表面附近空气流动的速度,当只研究液体蒸发的快慢是否与液体的温度有关时,就需要保持液体的表面积和液体表面附近空气流动的速度相同.例3 保留水分是蔬菜和水果保鲜的一个方面.为了探究影响蔬菜和水果水分散失快慢的因素,有甲、乙、丙三组学生各自做了探究实验,图4-3是他们所做实验的部分情境示意图(实验材料是均匀剖开的胡萝卜).请据图回答下列问题:图4-3甲 乙 丙(1)本探究实验采用了实验研究中常用的科学方法:_____________.你认为上述三个实验中,探究方法正确的有____小组和________小组.
(2)本探究实验中,每组都有_____个对照实验,其中丙小组实验探究蒸发快慢是否与_____________有关.
(3)甲小组通过比较塑料袋内外的胡萝卜水分散失快慢,来探究蒸发与_______________________快慢的关系.液体表面附近空气流动控制变量法甲丙两液体的温度解析:(1)在实验中,研究一个量与多个变量的关系,每次只研究其中一个,而控制其他的变量不变,所以用的是控制变量法;根据控制变量的思想知,甲和丙小组的探究方法是正确的.(2)由题图可知,本探究实验中,每组都有两个对照实验,其中丙小组,液体的表面积相同,液体表面附近空气的流速相同,只有光照不同,故实验探究蒸发快慢与液体的温度是否有关.(3)甲小组中,进行了用塑料袋密封和用电风扇吹风的处理,因此是通过比较塑料袋内外的胡萝卜水分散失快慢,来探究蒸发与液体表面附近空气流动快慢的关系.方法二 运用图像法分析物态变化方法解读图像能形象、直观地把物理现象或物理量之间的关系表示出来,在物态变化中常用时间表示横坐标,用温度表示纵坐标,其中时间的长短表示放热或吸热的多少.本章应用图像分析的物态变化有:①熔化和凝固,包括晶体和非晶体的熔化和凝固;②液体的沸腾;③其他的类似图像.例4 如图4-4所示是“探究某物质熔化和凝固规律”的实验图像,下列说法不正确的是( )
A.该物质的熔化过程持续了6 min
B.EF段表示的是凝固过程,第14 min时物质处于固液共存状态
C.该物质在FG段是固态
D.该物质是晶体,它的熔点是45 ℃图4-4解析:该物质的熔化过程持续了6 min-3 min=3 min,故A错误;图中EF段表示的是凝固过程,第14 min物质处于凝固过程中,则第14 min时物质处于固液共存状态,故B正确;该物质在FG段已经凝固完毕,处于固态,故C正确;由图知,BC段保持温度45 ℃不变,所以此物质是晶体,故D正确.故选A.
答案:A