第七讲 重力 摩擦力
一 复习导航
1. 主要概念和公式
（1） 重力
重力和其他力一样，也有大小、方向和作用点.
物体所受重力的大小与物体的质量成正比，有关系式G=mg.
重力的方向竖直向下，和物体所在处水平面垂直.
重力的作用点在物体的重心.
（2） 摩擦力
滑动摩擦力： 是相互接触的两个物体间发生相对滑动时所受的力. 它的作用是阻碍物体的相对滑动，大小可用f=μN来计算. 一般情况下， μ<1.
静摩擦力： 两个相对静止的互相接触并有挤压的物体之间若有相对运动趋势，就会产生静摩擦力，大小随外力的变化而发生改变，但变化有着一定的范围.
2. 基本物理方法
（1） 比较法： 用此法分析重力与质量的区别与联系.
（2） 归纳法： 通过分析重力、摩擦力等具体的力的作用，归纳出要产生力必须至少有两个物体，力是物体对物体的作用.
（3） 控制变量法： 在探究影响摩擦力大小的因素的实验中，用此法得出滑动摩擦力的大小与压力的大小及接触面的粗糙程度有关，而与接触面的面积无关.
3. 易错易混的问题
（1） 物体重力的大小随地理位置而改变.
重力是物体由于地球的吸引而受到的力，这个力的大小与物体距地心的距离有关. 距离越大，地球对物体的吸引力越小，物体受到的重力也越小. 因此，同一物体放在赤道上比放在南北极受到的重力小，物体在地面比在高山上受到的重力大. 如果我们乘飞船逐渐远离地球，受到的重力就会越来越小，一旦脱离地球的吸引，也就不再受重力的作用.
（2） 摩擦力的方向是否总与物体运动的方向相反？
不是的. 摩擦力有时阻碍运动，有时有利于运动. 但无论是哪种情况，必与相对运动（或相对运动趋势）方向相反. 如人走路时，地面给鞋底的摩擦力方向是指向人的运动方向的.
（3） 摩擦是否总有害？
摩擦有时有害，有时有益. 如机器齿轮的摩擦是有害的，汽车刹车时，轮子和地面的摩擦却是有益的.
二考点聚焦
1. 命题趋势
对重力的考查的重点是重力概念及其与质量的关系、重力的方向和作用点，通常以填空、选择、作图等题型为主；对摩擦力命题的考查，则偏向于有关摩擦力与其平衡力的综合题和有关摩擦的实验探究题，命题形式以填空、选择、实验为主.
2. 典题解析
题1抛出去的球在空中飞行的过程中，关于球的重力情况说法正确的是（不计空气阻力）（）.
A. 受重力和手的推力 B. 只受重力
C. 只受推力 D. 不能确定
解析球在空中飞行过程中因球已脱离了手，手对球的推力已经不存在了，故本题选B.
点评造成此题错误的原因是不能正确理解力是不能离开物体而独立存在的.
题2物体放在斜面上，则图1中表示物A受重力的示意图是（）.
解析 A图，重力方向正确，但作用点错了；B图，重力作用点正确，但重力方向错了；C图，重力的作用点正确，但方向错了. 本题选D.
点评 画物体受重力的示意图时，要注意重力的方向和作用点两个方面.
题 3 关于重力的概念说法正确的是（）.
A. 重力是一种力，等于物体的质量
B. 重力不随物体位置的改变而改变
C. 空中飞行的飞机由于距地面有一定高度，因此不受重力作用
D. 流动的河水受重力的作用
解析 重力是一种力，与物体的质量有关，而不等于物体质量. 重力随地理位置而改变；在地球附近的物体都受重力，故A、B、C选项错误，本题选D.
题 4 在生物课上，所用显微镜的底座又厚又大，从物理学的角度说，这是为了 .
解析 重心越低，物体支承面的面积越大，物体越稳定，由此可见，这是为了增加显微镜的稳定性.
点评 物理与生活有密切联系，希望同学们能多观察、多思考，将所学知识应用于生活.
题 5 下列摩擦属于滚动摩擦的是（）.
A. 汽车刹车时在滑行过程中车轮与地面间的摩擦
B. 用卷笔刀削铅笔时，铅笔与转孔间的摩擦
C. 用粉笔在黑板上写字时，粉笔与黑板间的摩擦
D. 滚动轴承滚珠与轴承间的摩擦
解析 A、B、C选项中，相互接触的两物体中，其中一个物体的接触面始终不变，属于滑动过程，都是滑动摩擦. 滚珠与轴承间的接触面都是变化的，属于滚动过程，是滚动摩擦.
点评 区别滑动摩擦和滚动摩擦的关键是注意物体间的接触面是否变化.
题 6 用10N的水平拉力拉一小车以1m/s的速度在一平面上做匀速直线运动，之后小车又以2m/s的速度在同一平面上做匀速直线运动，则此时摩擦力的大小为（）.
A. 5N B. 10N C. 20N D. 可以为零
解析 小车在水平方向上受两个力的作用： 拉力和摩擦力. 又因为做匀速直线运动，拉力与摩擦力相等，所以摩擦力为10N. 当以2m/s的速度运动时，由于仍在同一平面上，说明接触面粗糙程度没变，又因为小车对水平面的压力不变，所以摩擦力不变. 本题选B.
点评 （1） 滑动摩擦力大小的确定在初中阶段只能利用物体在水平方向上做匀速直线运动时，摩擦力等于拉力，间接地通过拉力确定；（2） 滑动摩擦力大小只与压力和接触面粗糙程度有关，与其它任何条件都无关，本题要区别上述两点，正确理解.
题 7 小明在家里淘气，把手插入玻璃瓶内拿不出来，当他正想把玻璃瓶打碎时，忽然想起物理老师讲的有关现象，于是他试试看，果然方法很灵，请你对小明的做法做出解释.
解析 手放入瓶内拿不出来一般都是因为摩擦力太大，所以从减小摩擦入手，可以冲一些肥皂水，从瓶口倒入瓶中，或抹在手腕上，使接触面光滑，从而减小摩擦，便可以顺利把手取出.
点评 摩擦与我们的生活息息相关，希望同学们能善于观察，能把摩擦知识应用于生活.
题 8 如图2所示，在同一水平桌面上放有长方体木块和铁块各一个，探究木块和铁块下表面谁更粗糙，请你只利用一个量程满足实验要求的弹簧测力计，设计一个实验来验证你的猜想，写出实验步骤、现象和结论.
解析 本题是探究实验题，其特点是利用滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关，通过比较摩擦力来确定接触面的粗糙程度，因此必须满足在压力一定时进行比较. 这种探究方式，在物理学上叫做“控制变量法”，为了满足压力一定，则必须将木块与铁块叠放，用弹簧测力计拉其中的木块或者铁块，使它们一起做匀速直线运动，如图3所示.
实验步骤： （1） 将铁块放在木块上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下弹簧测力计的示数F1；（2） 将木块放在铁块上，用弹簧测力计水平匀速拉铁块，记下弹簧测力计的示数F2.
根据实验现象得出结论： 若F1>F2，木块下表面更粗糙；若F1
点评 控制变量法是物理学中常用的探究方法，我们经常用到的还有： 归纳法、观察法、推理法、演绎法等.
三 创新试题
1.假如失去重力，将会出现的现象是 （写出一种即可）
2. 若用5N的拉力拉木块在水平面上做匀速直线运动，则此时摩擦力为 . 若使木块在同一水平面加速运动，则摩擦力应（填“增大”“不变”或“减小”）
3. 如图4所示，虚线是抛出去的铅球在空中运动的轨迹，请画出此时铅球所受的重力的示意图.
4. 关于磁悬浮列车减小摩擦的方法，正确的是（）.
A. 给摩擦面加润滑油
B. 减小摩擦面间的压力
C. 使接触面脱离接触
D. 变滑动为滚动
5. 为探究滑动摩擦力大小与什么因素有关，小明设计了如图5甲所示的实验.
（1）在探究滑动摩擦力的大小是否与物体间的接触面积有关时，小明先后用大小木块按图5甲所示的方法进行实验，小明的做法是否正确？为什么？
（2）在研究此问题时，小红设计的实验如图5乙所示实验，弹簧测力计一端固定另一端钩住长方体，木块下面是一长木扳，实验时拖动长木板，然后读出弹簧测力计示数，即可测出木块和木板间的摩擦力。
（a）从实验操作方面考虑，应选 方案，简述你选择的理由 。
（b）从实验误差方面考虑，应选择 方案，简述你选择的理由 。
［参考答案］
1. （1） 抛出去的石块不会落回地面
（2） 杯子里的水倒不进嘴里
2. 5N，不变
3. 如图所示：
4. C
5. （1） 不正确. 因为研究摩擦力和接触面积的关系时，应保证影响摩擦力大小的其它因素不变，即应该保证压力大小和接触面的粗糙程度相同.
（2）（a）选择乙方案 理由： 甲方案中，木块运动要匀速，实际很难控制；乙方案中，木板滑动时可以是变速的，实验操作容易. （b） 选择乙方案选择的理由： 甲方案中由于弹簧测力计是运动的，不易读准示数；乙方案中，由于弹簧测力计是静止的，容易读准示数.第六讲 速度 平均速度
一 复习导航
1. 主要概念和公式
（1） 运动和静止的相对性
物体在空间的位置变化过程，叫做机械运动. 在描述物体的运动状态时，被选作标准的物体叫做参照物.
（2） 匀速直线运动 速度
快慢不变、经过的路线为直线的运动叫匀速直线运动. 在匀速直线运动中，速度等于运动物体在单位时间内通过的路程，公式为
匀速直线运动可以用速度—时间图像和路程—时间图像来描述
（3） 变速直线运动 平均速度
物体沿一直线运动，如果在相等的时间内通过的路程并不相等，这种运动叫做变速直线运动. 变速直线运动的快慢只能用平均速度进行粗略描述，公式为
2. 基本物理方法
（1） 图像法： 用函数图像表示物体的运动情况. 图像法具有信息量大、直观形象的特点.
（2） 控制变量法： 实际问题中，通常采用相同路程比时间和相同时间比距离的方法来确定物体运动的快慢.
（3） 公式计算法和测量实验法.
3. 易错易混的问题
（1） 运动和静止的相对性问题
一个物体是静止还是运动取决于所选择的参照物. 参照物可以任意选取，但在研究地面上物体的运动时，人们常选取地面或相对于地面静止不动的物体作参照物. 同一物体选取不同的参照物有不同的结论.
（2） 正确理解速度的物理意义
为了比较物体运动的快慢，人们引入了速度的概念，速度用公式表示为v=. 在匀速直线运动中，速度是恒定的，不随时间或路程的变化而变化，因此，不能说速度与路程成正比、与时间成反比.
（3） 速度和平均速度有何区别
平均速度的表达式与匀速运动时速度的表达式是相同的，但它们的物理含义不同. 平均速度表示的是某一段路程中的平均快慢程度，不是速度的平均值，使用时要注意区别.
二 考点聚焦
1. 命题趋势
每年的中考物理试题中，有关运动和速度知识点的试题都占有一定的比例. 而且近年的中考试题在这两个知识点上的难度有增加的趋势，尤其是重视对图像和对实验探究能力的考查.
2. 典题解析
题 1 小明是学校航模队成员，他们制作了一架飞机模型. 在正式飞行前，飞机模型要在地面上进行空中姿态实验，模拟飞机在空中的飞行，你能帮他们设计一个可行方案吗？
解析 运动和静止具有相对性. 模型飞机相对于地面是不动的，但我们如果用风来吹模型飞机，则模型飞机相对于气流就是运动的，因此我们可以借助气流来模拟飞机的飞行情况.
将模型飞机用细线悬挂起来，用电风扇对着飞机吹，让空气流动形成气流，则飞机相对于气流就是运动的（如图1所示），这样就可以模拟飞机在空气中的飞行情况了.
点评 理解“运动和静止的相对性”是设计本实验的关键.
题 2 某物体做匀速直线运动，由速度公式v=可知，物体的（）.
A. 速度与路程成正比
B. 速度大小恒定不变
C. 速度与时间成反比
D. 以上说法都对
解析 做匀速直线运动的物体，它的速度大小是保持不变的，不能从数学意义上看公式v=，得出速度与路程成正比，或速度与时间成反比的结论. 由公式v=可看出，路程s增大n倍，时间t也增大n倍时，其比值不变，即速度v不变. 故选项A、C、D都是错误的.
点评 学习物理概念一定要重在理解，学习物理公式不仅要记住其表达式，更重要的是理解其包含的意义，匀速直线运动的特点就是速度保持不变.
题 3 北京到上海的铁路里程为1463km，下表是北京开往上海4列客车的时刻表：
（1） 小丽上车后，坐在车厢内向外观望，她发现对面并排停着一列列车. 忽然她觉得自己的列车开始缓慢前进了，但是，“驶过”了对面列车的车尾才发现，实际上她乘坐的列车还停在站台上，而对面的列车却向反方向开去了. 请你分析小丽为什么会有这种“错觉”.
（2） 设列车在行进中做匀速直线运动，请在图2中绘画出列车时刻表中最快和最慢两列列车的运动图像.
解析 （1） 一个物体是静止还是运动取决于所选择的参照物，小丽两次选取不同的参照物得到了两个不同的答案. 第一次小丽选取对面的列车为参照物，觉得自己的列车开始缓慢前进了，第二次小丽选取站台为参照物，所以对面的列车却向反方向开去，而她乘坐的列车还停在站台上.
（2） 从列客车的时刻表中可以看出，1461次普快从北京到上海运行时间为24 h17min，而动车组仅用10h（还缺1min）. 在图2中，只需描出（0，0）、（10，1463）、（24，1463）三个坐标点，连线如图3即可.
点评 解答本题的关键是要懂得物体的运动和静止是相对的，是相对于参照物的位置有无变化. 所选的参照物不同，对同一物体是否运动得出的结论有可能不同.
描点作图像以及从图像中获取信息，是中考试题中常见考查形式，同学们要加以重视.
题 4 如图4所示，小车从斜面的顶端A处由静止释放，沿斜面滑下直到撞上C处挡板的过程中，请你用刻度尺和秒表分别测出小车在s1及s2两段路程中的平均速度v1和v2，请写出实验的主要步骤和计算v1和v2的表达式，并设计一个记录实验数据的表格.
解析 实验步骤： （1） 让小车从斜面顶端A处由静止开始下滑，直到撞上C处的挡板，测出小车从A点运动到C点的时间t1；（2） 将挡板移至B处，让小车由A处自由下滑到挡板处，测出由A点到B点所用的时间t2；（3） 分别测出AC段路程s1和BC段路程s2；（4） 由公式v=得出平均速度分别为：
记录实验数据的表格：
点评 本题中，小车由A 邛C下滑过程中的BC段所用的时间无法直接测量，应采取用全程（A 邛C）时间t1减去上半段（A 邛B）所用时间t2的方法.
“测定平均速度”的实验，是中考试题中常见的试题，同学们在复习时一定要重视实验的过程和评价. 实验时应注意： （1） 要测量哪一段路程中的平均速度，就要测量其对应的路程及通过这段路程所用的时间；（2） 为了使测得的时间更准确，可先试几次，然后再测量；（3） 斜面要长一些而且要保持较小的坡度，可使小车在下坡时运动得慢些，运动的时间长一些，以便于较准确地测量运动的速度.
题 5 一列长为140m的列车以144km/h的速度穿过一平直的隧道，已知整个列车车身在隧道的时间为42s. 求：
（1） 隧道的长为多少？
（2） 从列车的车头开进隧道到列车的车尾开出隧道，一共需多少时间？
（3） 在列车内，一位旅客以0.5m/s的速度从车头走到车尾，一共需多少时间？
解析 这是运用速度计算公式来解决实际问题的一道计算题，由题意可以发现，列车的运动速度是不变的. 解决问题的关键是弄清物体运动的情况，因为列车本身有一定的长度，所以列车全部通过隧道是车头进、车尾出的路程，为s隧道+s车；列车全部在隧道中的运动是车尾进、车头出的路程，为s隧道-s车. 分析题意时，可画出如图5所示的示意图，帮助解题.
在列车内，以列车为参照物，可使计算过程简化.
解题过程如下：
答 隧道的长为1820m；从列车的车头进隧道到列车尾出隧道，一共需49s；旅客从车头走到车尾，一共需280s.
点评 在利用速度计算公式进行计算时，一定要弄清路程和时间的大小，在解决火车过桥或过山洞，或两列火车相遇等问题时都要考虑火车自身的长度.
用速度公式解题时一般的过程是： （1） 仔细审题，明确研究对象及已知条件和待求量；（2） 分析过程，确定物体的运动形式，画出运动过程的简图；（3） 抓住题目中的相同量、不变量，找出待求量和已知量之间的关系，建立关系；（4） 规范地写出解题的过程.
题 6 某中学九年级科技活动小组用一些大小不同的正方形塑料薄膜、细绳以及回形针制作了一些降落伞，如图6所示. 其中，有的同学在降落伞下部挂一枚回形针，有的挂两枚甚至更多的回形针. 同学们将降落伞从教学楼4楼阳台（距地面高度约10m）释放让其自由下落，并测量其降落至地面的时间. （塑料薄膜和细绳的自重忽略不计）
（1） 请说出可能影响降落伞下落时间的一个因素.
（2） 预测这个因素变化（增大或减小）时，对降落伞下落时间会有什么影响.
（3） 请设计一个实验探究方案，检验你的预测是否正确.
① 根据你的实验方案进行探究，应该选用哪些实验器材： .
② 实验步骤：
解析 本题以同学们熟悉的常见现象为素材，以身边易得的物品为器材进行探究，要求同学们运用所学知识提出研究问题、科学猜想并运用科学研究方法设计合理的实验方案进行验证.
（1） 可能影响降落伞下落时间的因素有伞下挂回形针的数量（或： 可能影响降落伞下落时间的因素有塑料薄膜面积的大小）.
（2） 回形针增多时，下落时间减少（或： 塑料薄膜面积增大时，下落时间增加）.
（3） 可以设计不同的实验方案，选择的器材只要与设计的实验方案相符即可.
① 实验器材： 不同数量的回形针（或： 薄膜面积不同的降落伞）、秒表.
② 实验步骤：
方案一： 直接测量降落伞下落时间：
a. 在降落伞下挂一枚回形针，从教学楼4楼阳台释放让其自由下落，并测量其降落至地面的时间t1；
b. 在同一降落伞下挂两枚回形针，从教学楼4楼阳台释放让其自由下落，并测量其降落至地面的时间t2；
c. 在同一降落伞下挂三枚回形针，从教学楼4楼阳台释放让其自由下落，并测量其降落至地面的时间t3；
d. 比较t1、t2、t3的大小，得出结论.
方案二： 将两个不同的降落伞（所挂回形针数量不同或薄膜面积不同）同时从同一高度开始下落，比较落地先后. （请同学们完成具体的实验步骤）
点评 本题是中考试题中常见的一道探究实验题，同学们一定要重视实验的过程和评价.
题 7 图7是某物体做直线运动时的路程随时间变化的图像，请根据图像，你能获得的信息有哪几条？
信息一
信息二
信息三
解析 观察图7的路程随时间变化图像可知，该物体的运动分为三个阶段，每一个阶段都可从运动的路程、运动的时间、运动的速度等三方面寻找信息.
信息一： 物体在前4s做匀速直线运动，速度大小为1m/s；
信息二： 物体在第4s到第8s静止；
信息三： 物体在第8s到第11s做匀速直线运动，速度大小为1m/s；
信息四： 物体在11s内一共运动了7m的距离；
信息五： 物体在11s内的平均速度为0. 64m/s.
点评 图像在物理学中有着广泛的应用，它可以使许多较为复杂的物理问题变得简单和明了，我们在解决图像问题时首先要看清坐标轴所表示的物理量及其单位，其次要认清每一分度表示的值，然后再根据图像进行计算或分析来解决问题.
三 创新试题
1. 在一些马路口，人车相撞的交通事故有所增加，有人猜想事故的发生与行人横过马路时的错误判断有关.
（1） 如图8所示，一位行人准备横过马路时，正好有一辆轿车从距斑马线100m处驶过来，轿车行驶的速度与时间的关系图像如图9所示，行人行走的路程与时间的关系图像如图10所示. 如果马路宽12m，问： 行人能否在轿车到达斑马线前完全穿过马路？
（2） 为了减少在斑马线发生人车相撞事故，请你分别向交警部门（或道路建设部门）、汽车司机和过路的行人各提一项合理的建议.
2. 某小组同学分别测出了甲、乙、丙电动小车做直线运动的路程和时间，并依据数据做出了相应的路程—时间图像，如图11所示. 观察甲、乙、丙车的图像，回答下列问题：
（1） 观察分析图C丙车图像可知，丙车在AB段处于状态（选填“运动”或“静止”）.
（2） 观察分析甲、乙、丙车运动图像，在前5秒钟内车运动的较快，它的速度是m/s.
（3） 观察分析甲或乙车运动图像，都是过原点的倾斜直线，由这个特点可以得出的初步结论是甲车或乙车做匀速直线运动，理由是： .
3. 观察不同时刻拍摄的A、B两组照片（如图12），其中能判断是飞机还是汽车在运动的是 组.
4. 甲乙两个长度相同的滑道，一个为凸形，一个为凹形，两个物体以相同的速度分别进入甲乙两个滑道，如图13所示，若不计滑道的摩擦，通过甲滑道用的时间为t甲，通过乙滑道用的时间为t乙，则（）
A. t甲=t乙 B. t甲> t乙
C. t甲< t乙 D。无法比较t甲和t乙的大小
［参考答案］1. （1） 该行人不能完全通过马路，有人车相撞的危险.
（2） 给交警部门的建议： ① 设立警示标志，提醒注意安全；② 设立强制减速带. 给汽车司机的建议： ① 通过岔路口时要减速慢行；② 注意观察，避让过路行人. 给过路行人的建议： ① 正确估计车速和车距，保证足够的过路时间；② 宁停三分，不抢一秒.
2. （1） 静止 （2） 乙 3（3） 甲或乙车通过的路程与时间成正比（或者甲或乙车通过的路程与时间的比值是一个定值；或者甲或乙车在相等的时间内通过的路程相等）. 3. B 4. B《功、功率和机械效率》精讲
一、 理解与领悟
1. 功——用来表示力使物体的能量变化了多少的物理量
我们知道力有两种作用效果： 一是改变物体的形状；二是使物体的运动状态发生改变. 其实，从能量的角度说，力还有改变物体能量的效果. 例如： 使物体速度变化——动能变化；使物体高度变化——重力势能变化；使物体形状变化——弹性势能变化等等. 物体能量发生变化的多少，在物理学中用“功”来表示这种“变化量”. 如果物体在力的作用下动能或势能发生了变化，就说力对物体做了功. 力使物体的动能或势能改变越大，力对物体做的功也就越多. 概括地说， 功是用来表示力使物体的能量变化了多少的物理量. 要知道力对物体做了多少功，就看它使物体的能量改变了多少.
进一步的研究表明，力对物体做功的多少，与力的大小和物体沿力的方向移动距离的大小有关. 使物体移动相同的距离，所用的力越大，力做的功越多；或者，对物体施加相同的力，使物体沿力的方向移动的距离越大，力做的功越多. 于是，物理学中把功的涵义具体为： 力和在力的方向上移动的距离的乘积称为功. 这样也就很自然地有了计算做功多少的方法，写成公式就是：
W=Fs.
根据上述，可以获得一种具体判断力是否对物体做功的方法： 一是看有没有力作用在物体上；二是看物体有没有沿力的方向移动距离. 两者缺一不可.
2. 功率——表示做功快慢的物理量
做功使物体的能量改变（使物体的能量发生转化或转移） ，其过程是有快有慢的. 做同样多的功，花的时间越少说明做功越快；或者，在相同时间内，做功越多说明做功越快.
如何表示做功的快慢呢？不妨想一想运动的快慢是怎样表示的. 物体单位时间内运动的路程叫做速度，速度越大说明运动越快；类似地，单位时间内所做的功称为功率，功率越大说明做功越快. 功率的公式在形式上也与速度公式类似，功率的计算公式是：
W总=W有用+W额外
3. 理解机械效率，关键是理解“有用功”、“额外功”和“总功”
很多情况下，人们并不是直接对物体做功，有时为了省力，有时为了方便，甚至是为了安全，往往是利用机械来做功. 当利用机械做功时，有一个很重要的问题值得研究：
例如，用水桶从井中向上提水，水桶是提水的机械. 其目的很明确，就是要把一定量的水从井里取上来，必须克服水的重力做功，这是为了把水取上来必须做的功. 物理学中，把“为了达到某种目的”必须做的功叫做有用功. 但是，因为使用了水桶，于是你在提水过程中不但要对水做功，也要对水桶做功，这是不可避免的. 从提水这个“目的”看，提水桶就成了“不可避免的额外负担”. 物理学中，把不希望做但又不得不做的功称为额外功. 在提水的例子中，把水桶提上来做的功就是额外功.
在提水的例子中，人的提力既要对水做功，同时也要对水桶做功，即包括了“有用功”和“额外功”，所以把人的提力做的功称为总功. 三者的关系为： W总=W有用+W额外.
使用机械做功时，额外功是不可避免的. 但是人们总有这样的愿望： 努力使机械多做有用功，尽可能少做额外功，即希望有用功占总功的比例越大越好. 于是，物理学中把“有用功与总功的比值”称为机械效率，即
4. 影响机械效率大小的因素
从一些简单的例子看： 例如，用水桶提水，水桶越重需要做的额外功就越多；又如，用动滑轮或滑轮组提升重物，动滑轮越重，需要做的额外功也越多. 这说明，机械的自重是影响机械效率的因素之一. 有些机械在工作时，由于做相对运动或者绕轴转动，会受到摩擦阻力，而摩擦阻力越大需要做的额外功也越多，所以摩擦阻力也是影响机械效率的因素之一. 因此，我们可以从减少机械自重和机械工作时的有害摩擦阻力这两个方面来提高机械的效率. 当然，在实际问题中，机械自重和有害摩擦总不可能减小到没有的程度，所以机械效率总是小于1的.
机械效率大小还与机械的工作情况有关. 举个例子说： 一个大型起重机，它上面的滑轮组很笨重. 不论提升的物体轻重，总是要把笨重的动滑轮提起来. 你说，用它把几吨的物体或几千克的物体提起相同的高度，机械效率会一样吗？当然是提起几吨物体时的机械效率大. 因为，两种情况所做的额外功一样，而提起几千克的物体时做的有用功却很少，所以这种情况下的机械效率就比较小.对于一个机械来说，越是充分利用它的能力，它的机械效率就越大. 比如滑轮组，在它能承受的范围内，提升的物体越重，机械效率就越大.
5. 一个不可违背的自然法则——功的原理
很多事实说明，要想得到某种“利益”，必须付出比“利益”还要大的“代价”，至少是与“利益”等同的“代价”. 要想“少付出”而“多获得”是不可能的.
例如，使用机械时，要想省力（这是希望得到的“利益”） ，那就要多移动距离（这是必须付出的“代价”） ；反过来，如果不惜付出费力的“代价”，那么相应的也会得到省距离的“实惠”. 但是，既想省力又要省距离是不可能的. 力和距离是与做功相关的，省力就要费距离，费力就会省距离，其实质就是不可能少做功. 这反映了自然界的一个基本法则——使用任何机械都不省功. 物理学把这个法则称为功的原理.
“不省功”包含两层意思： 一是，使用机械做功与直接做功相等，这是理想情况，现实生活中不存在；二是，在实际情况中，因为不可避免地要做额外功，所以使用机械做功比直接做功还要多. 这与上面说到的“机械效率总是小于1”是一致的.
二、 应用与实践
例 1 如图1表示一个楼梯，楼梯上面是一个平台. 楼梯的斜坡长L=5m，平台高h=4m，平台长s=3m. 某人手提质量为25kg的水桶沿楼梯匀速上楼，并走到平台右端. 整个过程中人做了多少功？（g=10N/kg）
解析 人提水桶的力是：
F=G=mg=25kg×10N/kg=250N.
人沿楼梯上楼走的是斜坡，但是提力的方向竖直向上，所以水桶沿提力方向移动的距离是楼梯的高度. 于是，人沿楼梯上楼做的功为： W=Fs=Fh=250N×4m=1000J.
当人提水桶沿平台行走时，由于提力方向竖直向上，而水桶在水平方向移动，所以提力对水桶不做功.
于是，整个过程中人所做的功就是1000J.
例 2 某人骑自行车匀速前进，已知人和车的总质量是70kg，地面对自行车的阻力是人和自行车总重的1/10，人骑自行车做功的功率是70W. （g=10N/kg） 求： （1） 人蹬自行车，使自行车前进的动力是多大？（2） 10min内，自行车前进的距离是多大？
解析 (1)根据二力平衡的知识,动力的大小等于自行车受到的阻力:
例3 用如图2所示的滑轮组提升重900N的物体,使物体匀速上升3m,所用拉力为400N,摩擦不计.求(1)动滑轮有多重 (2)滑轮组机械效率是多大 (3)若用它匀速提升重1800N的物体,绳端的拉力是多大 这种情况下滑轮组的机械效率是多大
解析(1)由图看出,物体和动滑轮总重由三股绳子承担,在”摩擦力不计”的条件下:
由
瞧!同一滑轮组,提起的物体越重,机械效率越大.第一讲 声现象
一 复习导航
1. 主要概念和公式
（1） 声音的产生和传播
声音是由物体振动产生的. 声音可在固体、液体和气体中传播，但是不能在真空中传播.
声音在不同介质中的传播速度一般不同，一般情况下，在固体中传播速度最快，液体中次之，空气中传播最慢，声速还与温度有关，即使在同一种介质中，在不同的温度条件下，声速也是不相同的. 15℃时，声音在空气中的传播速度为340m/s.
（2） 声音的三要素
响度表示声音的强弱，由声源振动的振幅决定；音调表示声音的高低，由声源振动的频率决定，声音的频率越高，音调越高；音色由发声体的材料、结构决定，音色不同，声音的波形不同.
（3） 噪声
噪声通常是指那些难听的、令人厌烦的声音，它的波形杂乱无章. 从环保的角度看，凡是影响人们正常学习、工作和休息的声音，即“人们不需要的声音”，都属于噪声. 例如，在休息时，即使是美妙的音乐也是噪声.
噪声轻则影响人的睡眠、休息、学习和工作，重则使人神经衰弱，甚至引起心脏病和高血压.
噪声的控制： 控制噪声的声源（改变、减少或停止声源的振动） ；阻断噪声的传播（隔声、吸声如植树造林等） ；在人耳处减弱噪声（戴护耳器如耳罩、耳塞、头盔等） .
2. 基本物理方法
（1） 科学推理法： 课本在研究介质传播声音而设计的实验中，手机发出的声音开始通过空气传声效果好，空气稀薄时传声效果差，推理到真空不能传播声音，这里的探究实验中合理应用了科学推理.
（2） 转换法： 鼓面的振动同学们不容易观察到，实验中在鼓面上放些碎纸片，因此我们说因碎纸片在振动而推知鼓面在振动. 这种将不容易直接观察的细微现象，通过某种方式转化成直观、形象的现象表现出来，这种转换思想也是常用的一种方法.
3. 易错易混的问题
（1） 认为振动都是人的肉眼能直接观察到的
不少同学只认识到明显的振动，即肉眼观察到的振动，如钢尺的振动、音叉的振动和音箱喇叭的振动等. 说这些振动明显，其实是其振幅大，易于观察. 但是也有很多振动，因为其振幅太小或时间短，不易被肉眼直接观察，如敲击桌面时的振动、气球爆炸时的振动等，对这些振动可以根据其发出的声音的特点推断它的存在；朋友与你讲话交流，你并没有看到声带的振动，是因为你根本不可能看到声带的振动.
（2） 声音随声源停止振动而消失
用手按住音叉，音叉不振动了，声音没有了；用手按住锣面，锣面不振动了，声音也没有了. 其实，振动停止，发声也停止，应理解为振动停止后，停止发出声波，而已传递出去的声波仍会在介质中传播. 如人对着正前方的山崖（或高大的建筑物） 喊一声，经过一段时间，还能听到被反射回来的声音；成语“余音绕梁”说的也是这个道理.
（3） 声音响度大，音调就高；音调高，响度也就大
在日常生活中，由于用字表达不准确，“高”、“低”含义不是唯一的，有时指音调，有时指响度. 例如，合唱时有人说“那么高的音，我唱不上去”，或“那么低的音我唱不出来”，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. 科学用语要求清楚明确、含义唯一. 声音的“高”、“低”只用来描述音调，而音调由频率决定；声音的“大”、“小”只用来描述响度，而响度由振幅和距离发声体的远近决定. 驴叫声和蚊子嗡嗡声相比较，驴叫声响度大，音调却低，而蚊子嗡嗡声响度小，音调却高.
（5） 有振动未必就一定有声音
不是所有的振动都会发出声音. 主要原因有三点： 一是有无声音是由人的听觉器官——耳朵决定的，由于生理机制原因，人耳能听到的声波频率范围一般在20~20000Hz范围内，在此范围以外的声波——超声波和次声波，人耳是无法感觉得到的，也就是说听不到声音；二是声音靠介质传播，若在真空中振动铃，人耳是不会听到声音的；三是响度足以能引起人耳鼓膜的振动. 以上分析换个角度说： 人能听到声音需要同时满足四个条件，一是有声波到达人耳；二是人的听觉系统不出现故障；三是到达人耳的声波要达到一定的强度；四是声音的频率在某一范围内.
二 考点聚集
1. 命题趋势
近年来对声现象的考查主要集中在声音的产生和传播、怎样防治噪声、超声波（次声波） 的应用、乐音的特征等内容上，其中噪声污染、超声波及次声波是新课标考试的热点，值得关注.
在今后的中考中，考试的题目仍然会以基础性较强、难度不大的题目为主. 环境保护等社会热点问题会集中体现在如何减弱（控制） 、防治“噪声污染”等方面. 如2006年江苏淮安的中考试题把城市高架道路的两侧设有透明板墙与防止噪声污染结合起来 ；实验探究题越来越受到命题专家的青睐，如2006年江苏南通第13题考查探究声音产生的条件而且把物理方法列入考试范围，比如控制变量法、实验观察法、转换法、推理法等；创新试题有所增加，创新思维和创新方法是人类进步的加速器，近两年来中考特别注重这一点，需要突破常规思维进行创新，这样不但考查物理知识，同时向同学们传递了创新的方法，希望引起同学们的注意.
2. 典题解析
题 1 除夕夜，热闹的春节文娱晚会进行到午夜时，大家都会等待新年的第一声钟响，在人们敲响大钟后，有同学发现，虽然停止对大钟的撞击，大钟仍“余音不止”，其原因是（） .
A. 一定是大钟的回声
B. 有余音说明大钟仍在振动
C. 是人的听觉“延长”了时间
D. 大钟虽已停止振动，但空气仍在振动
解析 根据声音产生的条件可知，有声音发出，则物体一定在振动，振动停止，发声也随之停止. 题目中“余音未止”说明钟一直在发声. 回声是声音遇到障碍物反射回来而形成的，其效果与余声不同，听觉延长只是主观臆测，空气只能传播钟声，而不能产生钟声. 答案选B.
点评 一切发声体都在振动，振动停止，发声停止，但不能叙述为振动停止，声音也消失，因为振动停止，只是不再发声，而原来发出的声音仍然可继续存在并传播.
题 2 如图1所示，两个中学生用细棉线连接两个纸杯，制成了一个“土电话”，对该实验的解释中不正确的是（） .
A. 用“土电话”通话，表明固体能够传声
B. 用金属丝代替棉线听到的声音就大些，是因为金属丝振动得快
C. 听到声音就能分辨出是谁，是根据音色不同
D. 实验时若不张紧棉线，对方就听不到由“土电话”传来的声音
解析 在用“土电话”通话时，图1中听者的右耳会听到由“土电话”传来的声音，说明固体（细棉线、纸杯） 能够传声，故选项A的说法是正确的；用金属丝代替棉线听到的声音就大些，是因为金属传声的能力比细棉线强，而不是因为金属丝振动得快，故选项B错误； 不同的人发出声音的音色是不同的，我们根据不同的音色，能区分是谁发出的声音，故选项C正确；实验时若不张紧棉线，话筒方说出的声音无法通过线的振动传到听筒方，也就是说对方就听不到由“土电话”传来的声音，故选项D正确. 所以应该选B.
点评 同学们对“土电话”并不陌生，甚至很多同学曾制作过. 试题考查的是最基本的物理知识，是中考经常考查的内容，试题呈现了一个真实的生活情景，将所要考查的知识融于具体的活动情境中这也引导同学们要勤动手、善动脑.
题 3 2006年春节联欢晚会上，从《星光大道》走出来的农民歌手阿宝，以其金属般的嗓音、极其罕见的高音给观众留下了深刻的印象，有一位专家在评价阿宝的演唱时说：“你的歌曲唱得很有味道，能唱到两个high C，比世界著名的三大男高音之一的帕瓦罗蒂还高出整整八度.”其中“金属般”和“两个high C”描述的是声音的和.
解析 乐音的三要素是音调、音色和响度，演员在演唱时声音通过话筒传到机器放大后播放，这其中改变的是响度，而保持原有的音调和音色不变. 阿宝金属般的、极具穿透力的声音，描述的是与众不同的音色，而“两个high C”描述的是声音的音调. 正确应填： 音色、音调.
点评 有关响度、音调和音色在中考中也是出现频率较高的知识点，在解题过程中要注意三者之间的区别： 响度是指声音的强弱，它是由声源振幅决定；音调指声音的高低，它是由声源振动频率决定；音色是由物体的材料和结构决定，也就是决定于自身.
题 4 我们看到闪电之后5s，听到了雷声，请问发生雷电的区域大约离我们有多远？
解析 一次雷电过程中，闪电和雷声是同时发生的，但是由于闪电是以光的速度传播的，非常快，而雷声是以声音的速度在空气中传播的，速度相对于光的速度很慢很慢. 因此我们可以认为，光从有限的距离传过来到达我们的眼睛不需要时间，所以我们就认为看到闪电之后声音才开始传播过来（实际上是同时传播的，只不过在我们看到闪电的时候，声音传播的路程可以忽略） . 即这5s是声音从雷电发生区域传播到我们的耳朵所用的时间.
s=vt=340m/s × 5s=1700m.
点评 这里要注意一个问题，如果涉及到回声的话，要考虑声音所走过的路程是实际距离的两倍. 比如利用声呐探测水中鱼群的位置，声音从发出到回传被接收到，实际走过的路程是距离的两倍.
题 5 在一些城市的繁华街道上，我们经常可以看到一种装置（如图2所示） ，请问它是什么装置？下面表格中列出了一些声音的分贝数和人的感觉，结合表中内容，从图中你看出了什么问题？应该采取哪些具体措施？（答出一条即可）
解析 图中的装置是噪声显示牌或噪声检测、监测或显示装置（仪器或设备） .
从图中可以看出噪声达到90dB，已影响人们正常的学习和生活，长期生活在这样的环境中会影响听力，并引起多种疾病. 具体措施： 机动车严禁在市区高声鸣笛；在道路两旁植树；安装隔声板；临近路旁生活的居民在车辆高峰期应关闭门窗；戴上防噪声的耳塞等.
点评 课程标准要求我们不但要学好科学知识，还要关注社会，因此很多社会的热点问题（环境问题、能源问题等） 成了中考命题的热点，我们一定要予以重视.
题 6 超声波是人耳听不见的声音，但它有广泛的应用. 在下列设备中，利用超声波工作的是（） .
A. 验钞机 B. 微波炉
C. 电视遥控器 D. 潜艇上的声呐系统
解析 验钞机是利用钞票上的荧光物质在紫外线的照射下能够发光的原理制成的；微波炉应用的是电磁波中的微波使食物中的水分子剧烈运动，振动中，分子与分子互相摩擦，产生很多内能使温度升高从而快速将食物煮熟的原理制成的；电视遥控器应用的是红外线使被照射物体发热的原理制成的；声呐应用的是超声波定向性好、在水中传播距离远等特点制成的，利用它发出的超声波碰到水下物体反射形成的回波来发现潜艇、鱼群等水下目标，还可以测位置. 应选D.
点评 这道题要求同学们对多方面的科技知识有所了解，作为考试，一般同学能够凭借记忆作出正确答案，但是作为平常学习，除了要搞清所有基本知识点，还要认真阅读、理解课本中的“生活·物理·社会”及章后的“信息库”. 希望大家做个有心人，学会关注科学、技术、社会，如温室效应、热岛效应、以声消声、光污染、喷雾治伤、人工降雨、火箭、 卫星等，平时学习时要多问几个为什么.
三 创新试题
1. 请你想象一下，如果“声音在空气中传播的速度变为0.1m/s”，小华看到前方小李正在步行前进，于是一边奔跑一边对着小李大声喊道：“小——李——，快——停——下. ”此时发生的情况是（） .
A. 和正常时一样
B. 小李什么也听不到
C. 小华先追上小李，然后听到“小——李——，快——停——下”
D. 小华先追上小李，然后听到“下——停——快，——李——小”
2. 阅读与探究
小明在家中听音响时，忽然想到课本上说声音能使空气形成疏密相间的波动并以此将声音传到远方. 小明想：“声音的这种波动我为什么看不见？这种说法到底对不对呢？”
小明想了一会儿，起身找来一个小碟、一段铁丝和一勺洗衣粉. 小明将洗衣粉倒入碟子中，加水溶解： 然后将铁丝弯成一个带把的铁圈，将铁圈放在水中，使铁圈附上一层薄膜. 小明将铁圈放在音响的喇叭前，打开音箱. 这时，他发现，薄膜随着声音不断的在发生变化，如图3所示.
小明对实验进行了分析，获得了结论.
请你回答以下问题：
（1） 小华通过实验可以获得什么样的结论？
（2） 小华的研究大致上经历了什么样的探究过程？
（3） 小华在实验的过程中成功运用了什么物理学的探究方法？
3. 小明自己制作了一个哨子，如图4所示.
在筷子上缠一些棉花，做成一个活塞，用水蘸湿棉花后插入两端开口的塑料管. 吹管的上端，可以发出悦耳的哨声. 这哨声是由管内空气柱产生的. 上下推拉活塞，可以改变声音的（选填“音调”，“响度”，或“音色”） .
［参考答案］ 1. D 2. （1） 声音能使空气形成疏密相间的波动并以此将声音传到远方 （2） 提出问题，设计并进行实验，分析论证 （3） 转换法 3. 振动 音调第三讲 温度计及其使用
一 复习导航
1. 主要概念和公式
（1） 温度计的测温原理
大量事实表明： 物体的体积、长度等一些物理量，会随温度的改变而呈现出某种变化，我们可以通过这些物理量的变化情况，测量出它们的温度变化. 日常生活中使用的液体温度计就是根据水银（或酒精） 的热胀冷缩现象制成的.
（2） 常见的液体温度计种类
按用途分，常见的温度计有实验用温度计、寒暑表、体温计；按测温物质分有水银温度计、煤油温度计、酒精温度计等.
实验用温度计的刻度范围一般为-20~110℃，分度值为1℃.
寒暑表的刻度范围一般为-30~50℃，分度值为1℃.
体温计的测量范围为35~42℃，能反映人体温度变化范围，能反映人体正常温度37℃；分度值为0.1℃，测量精确度高. 构造特点之一是玻璃泡的上方有一段非常细的缩口，可以离开人体读数，但使用后一定要使升上去的水银向下甩回玻璃泡里；构造特点之二是刻度部分制成三棱柱形，起放大镜作用.
（3） 温度计的使用方法
在使用温度计测温度前： ① 选择量程合适的温度计，若待测温度高于温度计的最高温度，温度计会胀破，若待测温度低于温度计的最低温度，则测不出温度值；② 认清它的最小刻度值，以便测量时准确读数.
在测量时： ① 将温度计的玻璃泡与被测物体充分接触一段时间（由被测物体来确定时间的长短） ；② 如测液体温度时，温度计的玻璃泡不能碰到容器的底或壁（否则测出的温度不等于被测液体的温度） ；也不能用温度计作搅动器来搅动被测的液体（因为温度计的玻璃泡壁很薄，碰到容器壁容易碰坏） ；③ 当温度计中的液面不再升高或降低时再读数（如被测物体的温度是稳定不变的，则经过一段时间后待温度计中的液面稳定后读数；如被测物体的温度是变化的，则要在温度计中的液面不再上升. 将要下降，或不再下降，将要上升时读数） .
在读数时： ① 温度计的玻璃泡不能离开被测物体（体温计除外） ；② 视线要与温度计中液柱上表面相平（如液柱的上表面是凸面，则与凸面的顶部相平；如液柱的上表面是凹面，则与凹面的底部相平） ；③ 对于体温计的读数. 视线要与体温计垂直，且转动体温计到读数最清楚的位置（因为体温计玻璃管的内径很细，外径的横截面是三角形的，相当于一个凸透镜，能起到放大的作用） .
在测量后： 体温计必须用力甩（使已升上去的水银再回到玻璃泡里，如果没有将水银甩回到玻璃泡内，则体温计只能测出高于它原来示数的温度，但不能测出低于它原来示数的温度），而其他的温度计不必要甩.
2. 基本物理方法
转化法：温度计是利用液柱长度的变化来显示温度高低的.
3. 易错易混的问题
（1） 不会读取温度值；
（2） 混淆实验温度计与体温计在构造和使用方法上的区别.
二 考点聚焦
1. 命题趋势
综观近几年全国各地的中考物理试题，本部分内容主要考查温度计的原理、使用和读数. 试题热点集中于从图中读出温度计的示数，判断使用温度计测温、观察方法和正误. 个别省市为了进一步考查学生分析问题的能力，还考查如何用刻度均匀、示数与摄氏温标不同的温度计测温的问题，题型都是以填空、选择的形式出现.
2. 典题解析
题 1 有些物理量的大小不易直接观测，但它变化时引起其他量的变化却容易直接观测，用易观测的量显示不易观测的量是测量物理量的一种思路. 例如： 温度计是利用液柱长度的变化来显示温度高低的. 请你也举出一个例子： .
解析 本题是结果开放性试题，同时又渗透着物理学研究问题的方法——转化法. 用易观测的量显示不易观测的量是制作测量仪器的一种基本思路. 如： 弹簧测力计是利用弹簧长度的变化来显示力的大小；电流表、电压表是通过指针偏转角度的变化来显示电流、电压的大小；天平是通过砝码和游码数量的多少来显示被测物体质量大小的等等.
点评 用易观测的物理现象来推测无法感知的事实，这是物理学中常用的转化方法. 初中物理学中常见的转化法事例有： 在鼓面上撒一些纸屑，通过纸屑的运动反映鼓面的振动；通过扩散现象说明分子在不停地做无规则运动；用手很难将固体压缩，说明固体分子间有斥力；酒精和水混合后总体积变小，说明分子间有间隙；摩擦起电，说明原子是由更小的微粒组成的；通过观测电路中小灯泡的亮或灭，来判断看不见、摸不着的电流的有无.
解析 根据温度计测温原理及摄氏温度的规定，看清温度计的分度值，注意液面的位置看是在0℃以上还是0℃以下，可正确解答此题. 答案： 热胀冷缩，℃，温度计甲的示数为2.4℃，读做2.4摄氏度. 温度计乙的示数为-1.8℃，读做零下1.8摄氏度（或负1.8摄氏度） . 温度计读数时需要注意三个问题. 一是温度计的刻度，即弄清温度计的量程和最小刻度；二是正确判断玻璃管内液面位置；三是正确读数.
点评有些同学习惯地认为1个小格代表0.1℃，错误地认为温度计甲为2.2℃，应当看清2℃至3℃有5个小格，每个小格为0.2℃. 另有些同学未看清温度计乙的刻度示数随液面下降而加大，即此时的示数为负值. 误将温度计乙的示数读为2.2℃.
温度读数误区，把零度以下的温度读作摄氏负多少度或摄氏零下多少度都是错误的，应读作零下多少摄氏度或负多少摄氏度.
题2 常用温度计是利用液体的 来测量温度的，用摄氏度做温度单位时，表示符号为 ，图1中温度计甲的示数为 ，读作 ；温度计乙的示数为 ，读作 。
题 3两支内径不同、下面玻璃泡内水银量相等的合格的温度计，同时插入一杯热水中，过一会儿则地看到（） .
A. 两支温度计水银柱上升的高度相同，示数相同
B. 内径细的温度计水银柱升得较高，示数较大
C. 内径粗的温度计水银柱升得较高，示数较大
D. 内径粗的温度计水银柱升得较低，两支温度计示数相同
解析温度计玻璃泡内装有液体，若其内径做得细一些，当温度升高时液柱的高度细内径的比粗内径的要大，灵敏度高些，但两支温度计所表示的温度相同. 正确答案为D.
点评家庭和实验室里常用的温度计是根据液体热胀冷缩规律制成的，要明确玻璃泡内水银量相等，升高相同的温度时，液体膨胀的体积相同，内径细的，液柱升高的高度就大.
题4一支温度计刻度均匀但示数不准，在一标准大气压下，把它放入沸水中，示数为95℃，放在冰水混合物中示数为5℃. 现把该温度计悬挂在教室的墙上，其示数为32℃，教室内的实际温度是（） .
A. 27℃ B. 30℃ C. 32℃ D. 37℃
解析 首先，根据摄氏温度的规定，计算出此温度计每小格所表示的实际温度. 根据摄氏温度的规定，此温度计在冰水混合物中示数为5℃，它的实际温度值为0℃；在一标准大气压下沸水中的示数为95℃，它的实际温度为100℃. 示数5℃与95℃间有90格，代表的实际温度差为100℃. 所以每格表示的实际温度为10/9℃，其次，根据题给条件算出室温的格数，从5℃到32℃之间有27格. 最后，用室温的格数与每格表示的实际温度数相乘，就可以算出室温的大小. 选B.
解法一（1） 此温度计每格表示的实际温度为
100℃/（95-5）格=10/9℃/格.
（2） 室温的格数为（32-5） 格=27格.
（3） 室温为t=10/9℃/格 × 27格=30℃.
解法二根据摄氏温度的规定和题给条件画出校准表如图2所示.
根据校准表，用比例法可列方程
（t-0）/（32-5）=（100-0）/（95-5），
解方程得t=30（℃） .
点评 本题的实质是以原刻度为标记， 重新改制一个温度计. 具体的做法是确定0℃和100℃时，这支温度计的液面位置；确定温度计上每个刻度所表示的实际温度；最后根据温度计示数确定所测的准确温度.
解题中把温度每小格“定格”在1℃上. 有的同学认为冰水混合物的温度为0℃，则示数为5℃处为0℃，示数为32℃处为32℃-5℃=27℃，错选了A. 有的同学认为沸水温度100℃在温度计示数95℃处，则32℃处表示的实际温度为32℃+5℃=37℃，而错选了D. 如果某个温度计的刻度均匀但示数不准，可以进行“校准”，即要抓住摄氏温标0℃和100℃的规定；掌握温度计制作原理及刻度方法；理解每小格所代表的实际温度值，按温度计的原刻度重新设计刻度上的示数，达到准确测量温度的目的.
三 创新试题
1. 比较图3中常用温度计和体温表计的不同点：
（1） （2）
（3） （4）
2. 甲、乙两只准确的温度计，甲的玻璃泡的容积比乙的大，两只温度计的玻璃管的内径相同，若以℃为单位，当周围温度改变时（） .
A. 甲的水银柱的长度的变化比乙的大，因此甲的读数比乙的大
B. 甲的水银柱的长度的变化比乙的小，因此甲的读数比乙的小
C. 甲的水银柱的长度的变化比乙的大，但读数仍与乙的读数相同
D. 甲、乙水银柱的长度的变化相同，因此两温度计的读数相同
3. 下表是一些物质的熔点和沸点（1标准大气压） ，根据下表，在我国各个地区都能测量气温的温度计是（） .
A. 水温度计 B. 水银温度计
C. 酒精温度计 D. 乙醚温度计
【参考答案】 1. （1） 体温计有缩口，常用温度计没有 （2） 体温玻璃管内径较细 （3） 测量范围不同，体温计35~42℃，常用温度计-20~100℃ （4） 最小刻度不同，体温计为0.1℃，常用温度计为1℃ 2. C 3. C第四讲 光的反射现象
一 复习导航
1. 主要概念和公式
（1） 光的直线传播
光在同一种均匀介质中沿直线传播. 小孔成像、日食、月食都是光直线传播的例子. 如果介质不均匀，或者光在传播时遇到两种介质的交界面，光的传播方向将发生变化.
真空中光速为3 × 108m/s，光在空气中的速度略小于在真空中的速度，近似为3 × 108m/s，在其他介质中，光的传播速度都小于这一数值.
（2） 光的反射
光在两种介质的交界面处发生反射，并遵从光的反射定律： 反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线和入射光线分居在法线两侧；反射角等于入射角.
（3） 平面镜成像
平面镜所成的像是虚像. 特点是物体通过平面镜成正立、等大的虚像，且物像关于镜面是对称的.
2. 基本物理方法
（1） 建模法： 通过建立光线这个物理模型来表示光的传播方向
（2） 归纳法： 通过对多个光的直线传播实例得出光在同一种均匀介质中沿直线传播.
（3） 等效转化法：
平面镜成像的实验是使学生认识平面镜成像特点的关键. 如图1那样，在桌面上竖直放置一块薄玻璃板，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面，可以看到玻璃板后面出现了蜡烛的像. 另外拿一只相同的没点燃的蜡烛在玻璃板后面移动，直到看上去它跟像完全重合，后一支蜡烛的位置就是前一支蜡烛的像的位置. 观察比较蜡烛和它所成像的大小，改变点燃蜡烛的位置，重做上面的实验，量出每次实验中两支蜡烛到玻璃板的距离，并比较它们的大小.
这个实验设计，体现了等效转换的物理思想.
a） 用玻璃板替代平面镜，玻璃板既可以当平面镜用于成像，又可以让光透过看到镜后的物体， 使实验能够找出从像到平面镜的距离，并能比较像的大小；
b） 把点燃的蜡烛在镜后成的像转换成了与它完全重合的另一只蜡烛，这样就能真实的比较像与物的大小和到镜面的距离；
c） 蜡烛的像转换成了与它完全重合的另一只蜡烛，以实物代替“虚”像. 把光屏放在镜后蜡烛的上方，在光屏上不能得到火焰的像，有助于理解“虚”像的概念.
3. 易错易混的问题
（1） 光线是否真实存在？
光线是带有箭头的直线，用来表示光的传播路线和方向. 光是真实存在的，它有一定的传播路线和方向，而光线并不真实存在，是为研究问题而假设的理想模型.
（2） 对日食、月食形成的认识
当太阳、月球、地球运行在一条直线上，如果月球转到地球和太阳之间，月球挡住了射向地球的太阳光，由于光的直线传播，在地球上的阴影部分发生日食，如图2.
如果地球转到月球和太阳之间，地球挡住了射向月球的太阳光，由于光的直线传播，在阴影部分里的月球不能反射太阳光，就形成月食，如图3.
（3） 站在平面镜前的人向平面镜走近时 ，他的像是否变化？
当人面镜，人们总以为像变大了，实际上像始终与人的大小不变，人的大小不变，像的大小就不会改变.
二 考点聚焦
1. 命题趋势
从近几年全国各省、市的中考物理试卷看，光学这部分题型多为选择、填空、作图、实验题，有少量的探究题. 各地试题越来越注重从课程改革新理念、新视点上考查物理基础知识及基本技能，注意情感态度与价值观的渗透，讲究过程与方法.
对选择题和填空题应注重对光学基本知识点进行辨析和理解，选择最佳答案. 如分析自然现象、影视图画中的光学现象，应该对其所涉及的光学知识或原理了如指掌，作图题仍然集中在运用光的反射定律、平面镜成像特点来进行作图. 特别强调的是，作图一定要规范，光线和实像要用实线表示，且光线是带箭头的实线，辅助线和虚像要用虚线表示. 复习时对探究光的反射定律、平面镜成像的实验应重理解而不是死记那些结论，方能以不变应万变.
2. 典题解析
题 1 小明在听讲座时，想把投影在银幕上的彩色图像用照相机拍摄下来. 由于会场比较暗，他使用了闪光灯，这样拍摄出来的照片
（） .
A. 反而看不清投影到银幕上的图像，倒是把银幕上的一些污渍拍出来了
B. 色彩鲜艳，比不用闪光灯清楚多了
C. 色彩被闪掉了，拍到的仅有黑色的字和线条
D. 与不用闪光灯时效果一样，因为拍摄的是银幕上的像，而不是实际的景物
解析 闪光灯的光照在物体上，可以使物体表面的亮度增大，但闪光灯的光照到银幕上后，只能增加银幕的亮度，而不能增加图像的亮度，相反图像的亮度和清晰度会明显减弱，所以反而看不清银幕上的图像，而银幕上的污渍更加清晰了，银幕上黑色的字和线条实际上是投影片上不透明物体的影子，即黑暗区域，被闪光灯的光照射后，银幕上的亮度增大后，“影子”（黑字） 自然消失了. 应选A.
点评 本题将基本知识、基本原理放在真实生动的情景中，提醒同学们应该注意观察生活中的光现象，并能有意地将观察到的物理现象与课堂上的知识结合起来. 本情景涉及到光的反射、实像、影子等知识，解题时要注重对这些知识进行辨析和理解，选择最佳答案.
题2有一些电工仪表的刻度盘上有一个弧形缺口，缺口下面有一面镜子（如图4） ，它的作用是（） .
A. 读数时使眼睛处于正确位置
B. 增加刻度盘的亮度
C. 检验仪表是否水平
D. 便于观察仪表的内部结构
解析如同使用刻度尺、温度计一样，在使用工具估读测量数据时都要求视线处于正确位置，对精密的仪器更是这样. 只有让人的视线与刻度盘保持垂直，这种状态下读出指针对应的数值才比较准确. 由于平面镜成像的一个显著特点是物与像对应点的连线与镜面垂直，所以当我们通过平面镜观察，让物与像完全重合时，视线肯定与平面镜垂直了（如图5中的虚线④） ，此时读出位置③处的刻度数值就比较准确，而读位置①②处对应的数值就会造成错误. 应选A.
点评 平面镜的作用大致分为两类： 一是改变光路，一是成虚像. 而根据平面镜成像的特点我们应用到精密仪器的读数上. 此题情景新颖，使我们感受到物理知识的应用价值，感受到物理和生活密切的联系.
题 3 有一光电控制液面的仪器，是通过光束在液面上的反射光线打到光电屏（能将光信号转化为电信号进行处理） 上来显示液面高度，然后通过装置调节液面的高度. 如图6所示的光路图，当光电屏上的光点由S1移到S2时，表示液面高度（） .
A. 上升 B. 下降 C. 不变 D. 都有可能
解析 先假设液面下降了，因入射光线方向未变，则反射光线方向也不应该变化，下降后的反射光线应该与原来的反射光线平行，但由于液面的下降会导致入射点向右偏移，则反射光线在光电屏上的光点也会向右偏移，这显然不符合“光点由S1移到S2”的题目条件，这说明一开始的假设“液面下降”是错误的，即液面应上升. 应选A.
点评 通过本题提高同学们运用光的反射及反射定律知识解决问题的能力，训练同学们的创造性思维. 本题从“假设法”入手解答此类型题是今后学习物理时应该借鉴的重要方法.
题 4 黑板上同一个字，有的座位上的同学看得清楚，而有的座位上同学看不清楚，其原因是（） .
A. 教室光线亮度不够
B. 黑板产生镜面反射造成的看不清楚
C. 黑板漫反射造成的看不清楚
D. 以上说法都不对
解析 光的反射分镜面反射和漫反射. 有的座位上的同学看得清楚，说明教室内的光线亮度足够，所以A错误. 光线经黑板发生漫反射后学生应从各个不同角度都能看到同一个字，故C选项错误；在黑板的局部发生镜面反射时，特别在这个字处若发生镜面反射时，反射光线所对的座位上的同学就看不清楚这个字了，故选项B正确. 应选B.
点评 本题向我们介绍了做选择题时排除法的应用. 充分利用题目提供的条件，一一排除不合理的选项. 这就需要我们运用所学知识对各种现象进行深刻、灵活的辨析.
三 创新试题
1. 钱包掉到沙发下. 没有手电筒，小华借助平面镜反射灯光找到了钱包. 图7中已标示了反射与入射光线，请在图中标出平面镜，并画出法线.
2. 如图8所示： MN为平面镜，A为发光点. 眼睛放在B处时，可以从平面镜中看到A的像. 现要在平面镜上贴一张狭窄的纸条，挡住A经平面镜反射到B的光线，使在B处的眼睛无法从平面镜中看到A，这个纸条应贴在平面镜的哪个位置？
（1） 请通过准确作图找到这个位置.
（2） 如果平面镜上标有如图所示的细刻度
（认为细刻度对光的反射没有妨碍） ，那么纸条所贴的位置应位于刻度为的地方（图中单位为cm） .
3. 两平面镜OM1、OM2之间夹角为θ，入射光跟平面镜OM2平行，经两个镜面两次反射后，出射光跟OM1平行，如图9所示，那么此θ角应为（）.
A. 30°B. 45°C. 60°D. 75°
4. 下列有关光的说法正确的是（） .
A. 阳光下，微风吹拂的河面，波光粼粼，这里蕴含着光的反射现象
B. 汽车在夜间行驶时，应打开驾驶室里的电灯
C. 人在看镜子时，总是靠近镜子去看，其原因是靠近时，平面镜所成的像会变大
D. 在暗室里，为了能从镜子中看清自己的脸部，应把手电筒正对着镜子照
5. 在“研究平面镜成像特点”时，某同学利用一块玻璃板代替平面镜. 图10是这位同学做完实验后白纸上留下的记录，其中MN是他实验时画出的玻璃板的位置，A、B是两次实验中点燃的蜡烛所在的位置，A′、B′分别是他找到的蜡烛的像的位置.
（1） 用玻璃板代替平面镜的目的是 。
（2）根据该同学在白纸上留下的实验记录，能否得出“像和物到镜面的距离相等”的结论？为什么？
（3）在玻璃板的同一侧，该同学通过玻璃扳看到了同一个蜡烛的两个像，产生这种现象的原因是 。
（4）若无论如何移动玻璃板后面的蜡烛，都不能使它与像重合，其原因可能是
。
【参考答案】 3. C4. A 5. （1） 便于找到并画出你的位置
（2） 不能，因为进行了两次实验，一次相等，另一次不相等
（3） 玻璃板的两个表面同时发生反射，每个表面成一个像
（4） 玻璃板与桌面不垂直第五讲 光的折射现象
一 复习导航
1. 主要概念和公式
（1） 光的折射规律
折射光线、入射光线和法线在同一平面上；折射光线和入射光线分居在法线两侧.
光从空气斜射入水或玻璃时，折射角小于入射角；反之，折射角大于入射角. 入射角增大时，折射角也增大.
当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变. 在折射中光路是可逆的.
（2） 近视眼与远视眼
人的眼睛的晶状体相当于一个凸透镜，来自物体的光经晶状体成像于视网膜上，再通过视觉神经把信息传到大脑，产生视觉.
① 近视眼是指远处的物体通过晶状体所成的像落在视网膜的前方，所以近视眼看不清远处的物体. 因为凹透镜对光线有发散作用，所以通过配戴凹透镜可以使像成在视网膜上，起到矫正视力看清远处物体的作用.
② 远视眼是指近处的物体通过晶状体所成的像落在视网膜的后方，所以远视眼看不清近处的物休. 因为凸透镜对光线有会聚作用，所以通过配戴凸透镜可以使像成在视网膜上，起到矫正视力的作用.
（3） 凸透镜成像的特点
① 焦点是物体成实像与虚像的分界点，物体在焦点处不成像.
② 二倍焦距处是成放大与缩小像的分界点，在2f处，物体成等大的像.
③ 实像总是倒立的，虚像总是正立的
④ 实像与物分居在镜的两侧，虚像与物在同侧.
⑤ 物距大于像距时，物大于像（即成缩小的像） ；物距小于像距时，物就小于像（即成放大的像） .
⑥ 物体向右移，像也向右移；物体向左移，像也向左移.
⑦ 物距大于一倍焦距时，“物（距）近、像（距） 远、像变大；物（距） 远、像（距）近、像变小”
⑧ 成实像时，物像“左右相反；上下颠倒”
2. 基本物理方法
（1） 建模法： 通过建立折射光线、入射光线、法线等物理模型表述相关规律.
（2） 对比法： 通过对比了解凸透镜的会聚作用与凹透镜发散作用的区别.
（3） 归纳法： 通过归纳探讨凸透镜成像规律及特点.
3. 易错易混的问题
（1） 实像和虚像的区别
实像是实际光线会聚而形成的，在像的所在位置，有实际光线到达，是能用光屏接收得到的；虚像是反射光线或折射光线的反向延长线相交而成的，反射延长线并不是实际光线，因而在虚像所在的位置，并没有实际光线到达，用光屏是接收不到的. 实像和虚像的成因不同. 如： 小孔成实像是由于光的直线传播；凸透镜能成实像（u>f） 是由于光的折射，平面镜成虚像是由于光的反射.
（2） 凸透镜成像规律中u>2f和f （3） 光从空气斜射入水中与从水中斜射入空气中的两种情况的区别.
（4） 放大与变大、缩小与变小 放大或缩小是像与物相比较而言；变大或变小则是指像的变化情况或变化过程.
（5） 会聚与相交 会聚是指折射光线比入射光线更靠拢主光轴，不一定相交.
二 考点聚焦
1. 命题趋势
这部分内容在各地中考题中均有出现，是光学部分知识考查的重点内容，多以填空、选择、作图为主，试题主要以“日常生活”、“社会生产”、“现代科技发展”和“自然现象”等同学们熟悉的现象，特别是一些同学们感兴趣的“熟悉而又陌生”的自然现象和天文奇观（如“日出”） 为命题背景，考查同学们对基础知识、基本技能和基本原理的理解掌握情况，使同学们感受并领悟物理知识的应用价值. 充分体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念. 同时，也重视开放性试题的设计，突出了科学研究方法、猜想与假设、数据分析以及得出结论等环节的考查. 较好地考查了同学们运用知识分析问题、解决问题的能力，
2. 典题解析
题 1 在我国古代就有关于光现象的描述，如“捞不到的是水中月，摘不到的是镜中花”、“潭清疑水浅”等. 其中“水中月”、“镜中花”是光的现象；“疑水浅”是光的现象.
解析 “水中月”，“镜中花”和各自的实物的大小相同，它们是由于光在水面和镜面发生反射形成的虚像； “潭清疑水浅”是由于光的折射使潭底在水中形成一个虚像，像的位置比潭底高，所以潭看起来要浅.
点评 我国古代很多文学词语都蕴含着丰富的物理知识，这要求我们在学好知识的同时，用心去挖掘蕴藏在这些词语内部的物理知识，感受物理知识的价值和物理学的美，激发我们对物理学习的兴趣.
题 2 光线从空气斜射到水中，入射角为α，折射角为β，光线射到液体底部水平放置的平面镜上又反射出来，最后光线回到空气中. 当光线由水中回到空气中时折射角为多大？
解析 光线由空气斜射到水面发生一次折射，然后由水中的平面镜发生反射，最后由水到空气再次发生折射. 根据光的反射和折射的规律，按题意要求画出光路图. 如图1所示，入射光线斜射到水面，入射角为α，折射角为β，光线在水中按直线入射到平面镜上，则此时的入射角大小也为β，则反射角大小也等于β. 根据光路的可逆性，当光线从水中斜射到空气中时，由于入射角为β，则空气中的折射角也为α，因此，光线由水中回到空气中时折射角为α.
点评 借助于图像建立物理模型是光学知识学习的重要方法之一，也是解决光学问题的重要途径.解决此类问题行之有效的方法是，画出满足题意的示意图，然后根据光的反射和折射特性以及光路的可逆性来加分析，从而解决问题.
题 3 在图2中的虚线框内的适当位置，填入符合要求的面镜或透镜.
解析 A、B、C三图中的入射光相同，均为平行光. 图A、B的出射光为发散光，图C中的出射光仍为平行光，由此可判定图A、B的框内装有透镜，图C的框内装有平面镜. 延长各光线，它们的交点为入射点，也为出射点，即面镜或透镜所在的位置. 由此可定出图C中的平面镜是斜放的，图A、B中的透镜是直立的. 通过画图还可知，图A中的光线经过透镜后发散，框内装的是凹透镜；图B中的光线先会聚再发散，框内装的是凸透镜， 结果如图3所示.
点评 “黑盒子”问题是难度较大、综合性较强的填图题. 解决这类问题时，要明确以下三点： （1） 根据光线在盒中是反射还是折射，判断其中的光学元件是面镜还是透镜；（2） 入射光线与反射光线或折射光线的交点，就是面镜或透镜所在的位置；（3） 根据面镜或透镜对光线的作用判断面镜或透镜的种类. 在初中阶段，只要求平面镜、凸透镜和凹透镜三种. 平面镜只改变光路，凸透镜使光线会聚，凹透镜使光线发散. 总之，光学复习时要注重联系生活实际，分析总结规律，运用作图法去解决实际问题.
题 4 如图4（a）所示，一条光线对着凸透镜另一侧的焦点射去，试确定它经过凸透镜偏折后的传播的方向.
解析 此题如果直接作图比较困难，不妨转换一下思路，便可方便解题，如图（b） 在入射光线上任找一点S，假设它是发光点，现利用三条特殊光线中任两条作出S的像S′，因为折射光线一定要通过像点，所以以连接PS′点即为所求的折射光线.
点评 光路作图是光学考查的基本内容，应熟练掌握三条特殊光线的作图方法，在此基础上，我们应把握像是折射光线相交而成的，物体发出的入射光线经凸透镜后，其所有的折射光线必经过像点. 利用特殊光线作出像点，再利用以上规律作出任意光线的折射光线是解决此类问题的重要方法.
题 5 小宇做完凸透镜成像实验后，又想用手表代替蜡烛，看到光屏上能成什么样的像. 于是他在透明的玻璃板上用黑色笔画了个手表盘，如图5（甲）所示. 把这个玻璃板放在蜡烛的位置上，并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射，如图5（乙）所示. 移动光屏直到成清晰像为止. 此时表盘在光屏上所成的像是图5（丙）中的哪一个？（） .
解析 像对于原来的物体而言： 左右颠倒、上下颠倒. 将手表左右颠倒如图B，再上下颠倒如图D所示，故选D.
点评 特别强调的是重视实验，注意观察实验现象，亲历实验探究过程，从实验中总结规律和结论，列表对比相近或相类似的现象及规律，灵活运用，加深理解光学规律，升华内化为自己的知识和技能.
题 6 在研究凸透镜成像情况的实验中，当烛焰到凸透镜的距离是20cm时，在透镜另一侧的光屏上得到一个放大的像，则下列判断不正确的是（） .
A. 该透镜的焦距是20cm
B. 该透镜可作为放大镜
C. 当蜡烛距透镜的距离是40cm时，光屏上可得到缩小的像
D. 当蜡烛距透镜的距离是10cm时，在光屏上得不到像
解析 本题是考查灵活运用凸透镜成像规律分析问题的能力. 在凸透镜成像中，若要分析物体经过透镜后的成像性质，必须知道凸透镜的焦距和物距，按凸透镜成像规律“抓两点，观两变”. 本题的关键是算出焦距f的大小及物体在镜前不同位置与焦点的相对位置，再判断像的性质，根据题意，当u=20cm时，在光屏上得到放大的像，可以知道此像一定是倒立的实像，则f 点评 凸透镜成像的题目是初中光学中数量最多、难度最大的一类题目，在初中光学中占有重要的地位，这类题目考查的知识点是凸透镜成像规律，熟练掌握凸透镜成像的条件是解答这类题目的前提，而凸透镜成像性质的变化取决于物距与焦距关系的变化. 因此，解答这类题目，首先要去弄清凸透镜的焦距或焦距大小的范围，比较物距与焦距的大小，根据物距与焦距的关系的大小和凸透镜的成像规律，运用数学知识正确解答.
题 7 将物体从物距为1.5f处移向3f处，在移动过程中，物体的像（） . （两解）
A. 先是放大像后是缩小像
B. 先是缩小像后是放大像
C. 逐渐变大
D. 逐渐缩小
解析 根据凸透镜的成像规律可知，物体在2f处所成的像是等大倒立实像，在物距大于f时所成的像均为倒立实像. 在物体由1.5f移至3f的过程中，物体所成的像均为倒立的实像. 在1.5f至2f区域，像是放大的（即像比物大） ；在2f至3f区域，像是缩小的. 选项A正确，B错误. 在移动过程中，像的大小在变化. 比较像的变化情况可知，随着物体向3f处移动，像越来越小. 具体地说，在1.5f时像最大，此时像比物大，由1.5f移至2f的过程，像始终比物大，但相差越来越小；在2f处时像与物一样大；由2f移至3f的过程，像都比物小，而且差别越来越大. 通过上述分析可知，选项C不正确，选项D正确.应选A、D.
点评 “放大”、“缩小”指像与物相比较的结果. 像比物大称为放大的像，像比物小则为缩小的像. “变大”、“变小”则指像本身的变化情况，如果后一次的像比前一次的像大，称为变大，后一次像比前一次像小则称为变小.
题 8 小华去参观展览会，在一个小展室里看见一个女导游正在介绍商品，试着与她握手，却发现是一个虚拟导游，可望而不可及. 后来他发现这个女导游只是在一个玻璃屏风后倒立的电视机屏幕上经过处理的一个形象而已
解析 从图中不难发现，屏风前的“女导游”相对屏风后电视机里的女导游是倒立的，且两者在屏风的两侧，故屏风相当于一个凸透镜，这个“女导游”是电视机里的女导游经屏风成的实像. 再比较发现，看到的“女导游”比电视机里的女导游要大，根据凸透镜的成像规律可知，电视机屏幕与玻璃屏风的距离（即物距u） 应满足： f 点评 实像由实际光线的交点组成，能够用屏幕显示. 虚像处没有实际光线通过，它由出射光线的反方向延长线交点组成，无法在屏幕上显示，只能用眼睛或仪器观察. 平面镜、凹透镜所成物体的像是虚像，在凸透镜焦距以内的物体也成虚像. 位于凸透镜焦距以外的物体则成实像.
题 9 初三年级同学在拍毕业照时，照相机镜头上正停着一只苍蝇，则拍出来的照片（）
A. 会有一只正立、放大的苍蝇
B. 不会出现苍蝇，但有一个大黑点
C. 不会出现苍蝇，但比正常情况下暗一些
D. 会有一只倒立、放大的苍蝇
解析 物体经过凸透镜成像的过程是： 物体上一点反射后到达凸透镜各点的光线，经凸透镜折射后都交于一点，一只苍蝇停在凸透镜上时遮住这一点折射后成像的光线，但其余各点的光线仍交于一点. 从能量的角度看，只是到达光屏上的能量减少了一点. 苍蝇自身在一倍焦距内，不会在胶片上成像，所以应选C.
点评 即使凸透镜碎成两半，用其中的一半仍能成完整的像. 像是有多条光线会聚而成的，而不是只有三条特殊光线会聚而成的.
题 10 在探究凸透镜成像规律的实验中：
第一组同学依次把点燃的蜡烛、透镜、光屏放在光具座上. 但是，在实验中无论怎样移动光屏都找不到清晰的像，请你帮他们找出一个可能的原因： .
第1、2两个实验小组分别进行了若干次操作，并把实验数据准确记录在下面表格中. 请分析以上数据，你能得到什么结论？（写出两条即可）
解析 本题是一道发散性的实验现象分析题. （1） 在光屏上找不到清晰的像可能是成虚像不能出现在屏上，或成实像但不在光屏上. 在物距小于焦距时，凸透镜不会成实像；凸透镜到物体的距离在1倍焦距处时，成像在无穷远处；当凸透镜到物体的距离在1倍焦距外，但接近1倍焦距时，虽然成像，但像的位置离凸透镜很远，光具座的长度可能达不到，另外，因为光具座为一直线状，且光屏不可能太大，所以若光屏、凸透镜、烛焰三者的中心不在同一高度上，像将会或上或下离开光屏的位置，综上所述，主要原因有三个： ① 由于物距小于或等于焦距，凸透镜不能成实像； ② 凸透镜成实像，但由于物距太小，光屏调不到烛焰的像所在的位置； ③ 凸透镜成实像，但光屏、凸透镜、烛焰三者的中心不在同一高度.
对比实验记录数据从以下方面入手，即： 焦距相同、物距不同，成像情况. 焦距不同、物距相同，成像情况. （2） ① 在凸透镜焦距一定，且成实像的情况下，物体到凸透镜越远（近） ，像离凸透镜越近（远） ；② 在成实像情况下，物距相同时，透镜焦距越大，像离透镜越远；③ 物体到凸透镜距离大于1倍焦距，成倒立的像.
点评 本题是探究凸透镜成像规律中遇到的实际问题，要求我们在探究过程中善于观察并从中发现问题，认真思考，不放过实验中遇到的任何问题，提高自己的探究能力. 通过实验数据记录归纳出实验结论也是科学探究中的一种能力，要特别注意挖掘题目中的内涵，找出规律.
题 11 如图7（a）所示，直线AB是光滑木板与棉布的分界线（木板与棉布处在同一水平面上） ，然后使一个小线轴（如缝纫机上的线轴） 沿着与直线AB成一角度的方向PO匀速滚动，可以看到，线轴在棉布上滚动的方向发生了改变. 如图7（b）所示，一束光从空气斜射入玻璃中时传播方向也发生了改变.
解析 本题中线轴的甲轮从光滑木板运动到与棉布接触时，由于受到了棉线上阻力的作用，使甲轮的运动状态发生改变，故甲轮速度将变小；而甲轮与棉布接触时，乙轮仍在光滑木块上运动，不受阻力作用，故乙轮速度大小不变；通过（1） 、（2） 两图的类比可知光由空气斜射入玻璃时发生折射的原因可能是光的传播速度发生了变化；初中物理中关于运用类比法的例子是比较多的， 如水流类比电流等.
点评 本题是集物理知识与物理方法为一体的新题型，新课程要求我们在掌握物理知识的同时，还要掌握一定的物理研究方法，同时还要渗透情感、态度与价值观的教育.
三 创新试题
1、当摄影师用一台镜头焦距固定的照相机给全班同学照完毕业像后，接着又要给小明同学照半身像，这时摄影师应该 （填“增大”或“减小”）镜头到底片的距离。
2、如图8所示，一点光源S经凸透镜L成的像在A点，若在S、L之间放一块厚玻璃砖（如图中的虚线框所示），则点光源S所成的实像有可能在A、B、C中的 点上。
3. 在研究光的折射时，小明知道了光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角；光从水斜射入空气中时，折射角大于入射角. 小明想： 光在其他透明介质的分界面发生折射时有什么规律呢？即什么条件下折射角小于入射角，什么条件下折射角大于入射角？
为了研究这个问题，他在老师的指导下做了如下实验： 让一激光手电筒射出的光束从水斜射入玻璃；再从玻璃依次斜射入冰、空气中，其光路如图9所示. 然后老师又告诉他光在一些透明介质中的传播速度，如下表. 试回答：
（1） 针对小明提出的问题，仔细观察图中的光路，对照表格中的数据进行分析，你能得出什么结论？
（2） 根据你得出的结论，请在图10中画出光由玻璃斜射入酒精时，折射光线的大致位置.
4. 如图11所示，华南中学初三（2）班STS课外兴趣小组，在探究折射角与入射角关系时，将一束光从玻璃射向空气，发现光在玻璃和空气的分界面处同时发生折射和反射现象，且折射角大于入射角；当入射角不断增大时，折射光线离法线越来越远，且越来越弱，反射光线却越来越强；当入射角增大到某一角度α时，折射角达到90°，折射光线就完全消失，只剩下反射回玻璃中的光线；再减少入射角，当入射角小于α时，折射光线和反射光线又同时存在；而让光线从空气射向玻璃时，无论怎样改变入射角，折射光线和反射光线都同时存在. 他们感到非常惊奇，大家又做了一遍，发现还是如此，这究竟是什么现象呢？
查阅资料得知，这种折射光线完全消失的现象叫全反射现象，折射角变成90°时的角度叫做临界角，而且此现象在医学和通信等方面都有广泛的应用.
阅读上面内容，请回答下面问题：
（1） 用符号γ将图中折射角标出；
（2） 如果将一束光从空气射向玻璃， . （填“ 能”、“不能”或“可能”） 发生全反射现象；
（3） 发生全反射现象的条件是：
① ；
② 。
5. 某小组同学在“研究凸透镜成像规律”的实验中，记下所用凸透镜的焦距，按正确的方法安装和调节好实验装置. 他们在光具座上先固定焦距为f1的凸透镜，按表1中的物距u依次进行实验，每次都使光屏上烛焰的像最清晰，并将相应的像距v记录在表1中. 然后他们换用焦距为f2的，重复上述实验，并将数据记录在表2中. 为了进一步探究物距u和像距v之间的关系，他们进行适量的运算，将结果分别记录在表1和表2的后四列中. （已知f1表1 凸透镜的焦距为f1
表2 凸透镜的焦距为f2
(1)分析比较实验序号1、2与3（或4、5与6）数据中的物距u与像距v变化关系及相关条件，可得出的初步结论是： 。
（2）分析比较实验序号 数据中的物距u与像距v变化关系及相关条件，可得出的初步结论是：不同的凸透镜，当它们成实像时，物距相同，像距随焦距的增大而增大。
（3）请进一步综合分析比较表1、表2中的经运算后得到的数据及相关条件，并归比例内项得出结论。
（a）分析比较 。
（b）分析比较 。
【参考答案】
1. 减小 增大
2. B
3. （1） 光从传播速度大的介质斜射入传播速度小的介质中，折射角小于入射角. （2） 如图
4. （1）
（2） 不能
（3） ① 从玻璃或水射入空气；② 入射角大于或等于临界角
5. （1） 同一凸透镜，当它成实像时，像距随物距的增大而减小
（2） 1与4（或2与5，或3与6）
（3） （a） 表1或表2中后两列的数据及相关条件，可得出的结论是： 同一凸透镜，当它成实像时，物距的倒数与像距的倒数之和是一个定值
（b） 表1和表2中后两列的数据及相关条件，可得出的结论是： 不同的凸透镜，当它们成实像时，物距的倒数与像距的倒数之和是不同的，且随焦距的增大而减小
