中考物理知识点复习

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名称 中考物理知识点复习
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资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2011-12-26 20:24:41

文档简介

光现象
【考纲要求】
1、知道光沿直线 传播的条件和光在真空中的传播速度。
2、理解光的反射、折射现象和定律。
3、掌握探究平面镜成像的特点实验,并且能灵活运用特点解释实际问题。
4、知道白光的组成;色光混合与颜料混合的不同现象;看不见的光及应用。
【知识结构】
【中考考点】
因这一章的知识在中考中所占的比例较小,所以中考主要集中在选择或填空中,时有探究出现。考点主要内容为:一个特点——平面镜成像的特点,二个规律——光的反射和折射规律,三种现象——光的直线传播、光的反射、光的折射,四个应用——光的直线传播、光的反射、光的折射、光的色散的应用。
【知识梳理】
一、光的传播
1、光源:一切自身能发光的物体都称为光源。光源可分为天然光源和人造光源。
注意:依靠反射光而发亮的物体不是光源。
2、光的直线传播:光在同一种均匀介质中沿直线传播。通常用一根带箭头的直线—光线来表示光的传播方向。
光的直线传播的现象:影子、小孔成像、日食和月食。
3、光速:光在不同介质中传播的速度不同。
光在真空中传播的速度为3×108m/s。
光在空气中的传播速度与在真空中相差不多:光在水中的传播速度约是真空中的3/4:光在玻璃中的速度约是真空中的2/3。
注意:光在一年时间内传播的距离称为1光年,光年是距离单位。
二、光的反射
1、光的反射现象:光从一种介质射向另一种介质表面时,在分界面处有一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。
人眼看到物体是由于物体发出的光线或反射的光线进入人眼。
2、光的反射定律:
反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内,反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角,可以总结为“三线共面、法线居中、两角相等”。
重点提示:要注意入射角和反射角指的是入入射光线和反射光线与法线的夹角。入射角变化,反射角也变化,但一定相等。在反射现象中,光路是可逆的。
3、镜面反射和镜面反射:
射到光滑镜面上的平行光线经反射后仍然是平行的,这种反射叫做镜面反射。平行光线射到表面凹凸不平的物体表面时,反射光线向着不同的方向,这种反射叫做漫反射。漫反射使我们从不同方向都能看到本身不发光的物体。
重点提示:发和生镜面反射的条件是反射面是光滑的平面。镜面反射和漫反射的每一条光线都遵守光的反射定律。
三、平面镜成像
1、平面镜成像的特点:平面镜成的像是虚像,像和物体到镜面的距离相等,像和物体的大小相等,像和物体的对应点的连线与镜面垂直,即平面镜成的像与物体关于镜面对称。
2、平面镜成像的原理:平面镜成像时,满足光的反射定律。
小结:影子和像的联系与区别
原理 特点
影子 光的直线传播 光照不到的黑暗区域
像 由光线或光线的反向延长线会聚面成、明亮面有色彩
3、平面镜的应用
①利用平面镜改变光的传播方向,起到控制光路的作用。 ②利用平面镜成像。
4、凹面镜和凸面镜
①凹面镜对光线有会聚作用:平行光线经凹面镜后会聚于凹面镜的焦点,从焦点射向凹面镜的光线经凹面镜反射后成为平行光线。
②凸面镜对光线有发散作用:平行光线经凸面镜后发散。
四、光的折射
1、光的折射现象: 光人从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫做光的折射。
2、光的折射规律:折射光线与入射光线、法线在同一平面内。折射光线与入射光线分居于法线两侧。
①光从空气斜射入其他介质中时,折射光线向法线方向偏折;而从其他介质余射入空气中时,折射光线向远离法线的方向偏折。
②当入射角增大时,折射角也增大。
③光的折射现象中光路是可逆的,即光线方向颠倒时,光的传播路径不变。
④当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。
重点提示:在光的折射规律中有“空气中总是大角”,即不论空气中的角是入射角还是折射角,总是要比其他介质中的角要大一些(垂直入射除外)。也就是说,在空气与其他介质的界面上发生的折射现象,如果折射角大于入射角,那么折射角所在介质为空气;如果入射角大于折射角,那么入射角所在的介质为空气。
3、生活中的折射现象:斜插入水中的筷子在水下的部分看起来向上弯折;往脸盆中倒水,看起来盆底深度变浅;潜入水中的人看岸边的人变高:从厚玻璃砖后看到钢笔“错位”。
4、光折射与光的反射的区别
光的反射 光的折射
联系 光从一种介质斜射入另一种介质时,二者同时发生
区别 反射光线和入射光线在同一种介质中,反射角与入射角相等 折射光线和入射光线分别 在两种介质中,折射角与入射角不相等
五、光的色散
1、光的色散现象:太阳光通过棱镜后,被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光,形成一条彩色的光带,这就是光的色散现象,它是英国物理学家牛顿发现的。
2、色光的三原色:红、绿、蓝:颜料的三原色:红、黄、蓝。
重点提示:色光的混合与颜料的混合规律不同。两种色光混合后使眼睛感觉到产生了另一种颜色,而两种颜料的混合是它们都能反射的色光。
3、物体的颜色:透明物体的颜色是由通过它的色光决定的,不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。
4、不同的色光照射到不同颜色的物体时,出现的情况是:
①白纸可以反射各种色光,纸出现的颜色与光的颜色相同。
②黑纸吸收各种色光,无论什么颜色的光照在黑纸上,纸都是黑色的。
③各种色纸反射和它颜色相同的光,对其它不同颜色的光都吸收。
④白光照在不同颜色的纸上,纸出现的颜色与纸的颜色相同。
5、不同的色光照射在不同颜色的透明物体时,透色光的情况是:
光的颜色志透明物体颜色相同时,光可透过物体。若兴的颜色志透明物体颜色不同时,光就透不过物体。
六、看不见的光
1、红外线:在光谱中,在红光以外有一种看不见的光叫做红外线。
红外线有热作用(即热效应),可应用在红外夜视仪、诊断疾病、遥控等方面。
重点提示:红外线进不可见光,任何物体都向外辐射红外线。当物体温度升高时,它向外辐射的红外线会大大增强。
2、紫外线:在光谱中,在紫光以外有一种看不见的光叫紫外线。
紫外线的化学作用、荧光作用、生理作用,它有助于人体合成维生素D、能杀菌、能使荧光物质发光。
七、 难点专攻
1、光速的计算:光速特别大,通常利用来求距离,有两种方法:一是通过反射;二是通过时间差。利用光的反射测距离时,要注意光走过的路程是所测距离的二倍。
2、反向改变光路:利用平面镜和光的反射定律,可以有目的地改变光的传播方向。
①入射光线不变,旋转镜面:一束光线照射到平面镜上,若保持入射光线方向不变,把平面镜绕入射点旋转α角,则反射光线与入射光线的夹角将随之改变,且反射光线相比原来转过2α角。
②镜面不动,光线旋转:一束光线照射到平面镜上,若保持镜面不动,当入射光线旋转θ角,反射光线也旋转θ角。
重点提示:制作潜望镜、改善室内光照条件等都会用到反射改变光路。无论是镜面旋转还是入射光线旋转,都可能有两种情况,即沿顺时针方向旋转和沿逆时针方向旋转,讨论时两种情况都要考虑。
3、作图
①平面镜成像作图
平面镜成像作图的两种方法:一是根据反射定律;二是根据平面镜成像特点。
A、根据反射定律作图的步骤:a、从点光源S引出两条光线,射到平面镜上。b、作两条入射光线的法线。c、根据反射定律,反射角等于入射角,作反射光线,将反射光线反向延长,反射光线的反向延长线的交点即为点光源S的像点S'。
B、根据平面镜成像特点作图的步骤:a、过S点作平面镜的垂线(像与物的连线跟镜面垂直)。b、截取S'点,让S'点到镜面的距离等于S点到镜面的距离(像与物到镜面的距离相等)。c、画出像点S'(像与大小相等)。
重点提示:作图时,光线要标明传播方向,光线和界面用实线表示,法线和反向延长线要用虚线表示。
②光的折射作图
光的折射作图步骤:垂直于界面作出法线:根据折射规律作出折射光线(注意空气中角大)。
4、平面镜成像特点的实验探究
实验器材:玻璃板、一张大纸、两枝完全相同的蜡烛、刻度尺。
①在光具座上竖立一块薄玻璃板作为平面镜,把一支点燃的蜡烛入在玻璃板前面,可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。
②另外拿一支相同的没有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,这个位置就是前面蜡烛像的位置。
③观察比较蜡烛和它所成的像的大小,从光具座上读出两支蜡烛到玻璃板的距离,就可以总结出平面镜成像的规律。
说明:取一块薄玻璃板作为平面镜的目的是为了更好地观察所成的像。用手去摸所成的烛焰的像,我们会发现它并不烫手,这说明平面镜所成的像是虚像。实验中应注意:应将没有点燃的那枝蜡烛放在玻璃板的后面,并调整其位置,直至它与烛焰的像重合,即从玻璃板正面观察,几乎分不出哪个是原蜡烛的像,哪个是后放过去的蜡烛。
【典例详解】
例1、下图中描述的现象属于光的折射的是
解析:该题考查了光的三种现象的分辨,历年中考中最基础的考点,A选项日偏食属于光的直线传播,B、D选项一个是平面镜成像,一个是凸面镜成像,均属于光的反射。
答案:C
方法指津:关于光的三种现象的应用于分辨,应首先熟练牢记几种特殊的光学现象,例如:光的直线传播中的小孔成像、射击瞄准、日食月食等,光的折射中的筷子变折、太阳没出天变亮、清澈的河底变浅等。其次掌握面镜成像——光的反射,透镜成像——光的折射。
例2、某人身高1.8m,站在平面镜前1.2m处,则他在平面镜中的像高 m,他的像距他 。当向远离平面镜方向移动0.3m后,则他的像距平面镜有 。在他远离平面镜的过程中,他的像将 (选填“变大”、“变小”、“不变”)。
解析:该题考查的是平面镜成像的特点,平面镜成正立、等大的虚像,与物等大,像物到镜面的距离相等。
答案:1.8m 2.4m 1.5m 不变
易错分析:虽然这类题容易,但是这类题却非常容易错误,尤其是距离之间的关系。做这类题的关键在于看清题眼,到底是像距平面镜还是像距物体之间的距离,做到这一点,那这种类型的题迎刃而解。
例3、洁白的投影屏幕上可以呈现出五颜六色,是因为它 ;而玫瑰花在阳光下呈现十分艳丽的红色,是因为它 。
解析:光的色散和物体颜色的考查,白色物体反射所有的光,黑色物体吸收所有的光。不透明物体的颜色取决于反射的光。
答案:能反射所有的光 反射红色光
例4、若水中的人能看到岸上的树,则他看到的实际上是  (  )
A.变高了的树的实像 B.变矮了的树的虚像
C.变矮了的树的实像 D.变高了的树的虚像
解析:该题考查了实虚像的对比,题目当中水中的人看岸上的树,光从一种介质射向另一介质属于光的折射,而且所看到的树是光的折射光线的反向延长线形成的,所以为虚像。
答案:D
例5、(1)画出图1中的入射光线,标出入射角、反射角及其大小。
(2)根据平面镜成像规律,画出图2中ABC在平面镜中的像。
(3)在图3中大致作出入射光线A0的折射光线,并标出入射角i和折射角r。
(4)画出图4中眼睛看到发光点A的光路图。
(5)画出图5中从B点入射,反射光经A点的光路图。
解析:例5的五道小题考查了光学作图的题型。关于光学作图祥见知识点解析。
答案:
例6、山东潍坊)如图所示,在探究“平面镜成像的特点”实验中,将玻璃后放一只与A完全相同的未点燃的蜡烛,这样做的目的是探究
用直尺分别测量蜡烛和像到玻璃的距离,目的是 .
解析:平面镜成像特点的探究,正立、等大、等距、垂直的探究。
答案:像和物的大小关系 像到平面镜与物体到平面镜的距离关系
【精题演练】
1、 关于高速公路上有关设施的说法不正确的是
A. 夜间行车时,总感觉到路旁的护栏处有“路灯”,这路灯就是光源
B. 夜间行车时,总感觉到路旁的护栏处有“路灯”,这是光的反射的结果
C. 中间的绿化带既能美化公路环境,又能减轻视觉疲劳,还能减弱噪声
D. 中间的绿化带能有效阻挡夜间会车时的强光,是因为光沿直线传播
2、平静的池面上映出了空中飞翔的小鸟,小红说:“快来看,小鸟和鱼在水中比赛呢!”她看到的“鸟”和“鱼”实际上是
A.鸟是实像,鱼是虚像
B.鸟是虚像,鱼是实像
C.鱼和鸟都是实像
D.鱼和鸟都是虚像
3、如图1所示,均是与光有关的四种现象,其中反映光沿直线传播的是
4、光学实验课时,小叶用激光灯对着光滑的大理石地面照射,无意中发现对面粗糙的墙壁上会出规一个明亮的光斑,而光滑地面上的光斑很暗,对此现象解释较合理的是( )
A.地面吸收了所有的光
B.墙壁对光发生漫反射
C.地面对光发生漫反射
D.墙壁对光发生镜面反射
5、图16是探究平面镜成像的实验装置,关于这个实验:(1)应选择______来研究平面镜成像特点(填“平面镜”或“平板玻璃”);(2)观察像时,会发现两个几乎重叠的像,这是______造成的;(3)如果在像A’的位置放一个光屏,在光屏上______承接到像A’(填“能"或“不能”),说明平面镜成的像是____________像;(4)如果将蜡烛向靠近镜面的方向移动,那么像的大小将______(填“变大”、“变小”或“不变”)。(5)图17是小军本人,他在进行实验时,从镜中也观察到了自己的像。那么他在镜中看到自己的像应是图18中的______(填序号)。
图16
6、小明妈妈的钱包掉到了沙发下,没有手电筒,小明借助平面镜反射灯光找到了钱包。右图中已标出了反射光线和入射光线,请你在图中画出平面镜,并保留作图痕迹。
【考题预测】
1.光盘是用激光在反光铝膜上刻出凸凹的音槽来记录音像信息,外表面是一层平滑透明的保护膜。如图是一张放在阳光下的VCD光盘,下列说法正确的是
A.对着光盘能看到你的像,是铝膜发生折射现象形成的
B.对着光盘能看到你的像,是凸凹的音槽漫反射形成的
C.光盘呈现彩色的扇面是表面保护膜的反射形成的
D.光盘上呈现彩色的扇面是光的色散现象形成的
2.下列属于光的反射现象的是
A.笔“断”了 B.水中倒影 C.邮票放大 D.手影
3. 仔细阅读下面关于赞美光的诗句:“大千世界,五光十色;湖面映照着,人来车往;镜头记忆着,世事沧桑;宇宙鸿朦,远在天边;回想起古人,凿壁的佳话;怎能不珍惜,今天的时光。”从中可以获得许多与光有关的知识。请根据示例,另举一例。
示例:诗句:大千世界,五光十色。光的知识:各种各样的光。
举例:诗句:__________________。光的知识:________________
4. 小红同学在做“探究平面镜成像”的实验时,将一块玻璃板竖直架在水平台上,再取两段完全相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,进行观察,如图所示,在此实验中:
(1)小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是__________.
(2)所用刻度尺的作用是便于比较像与物________关系.
(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__________接收到蜡烛烛焰的像(填“能”或“不能”).所以平面镜所成的像是__________像(填“虚”或“实”).
(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”).
5. 小明站在游泳池边A 处,看到路灯B 在池水中的像与他看到的池中一条鱼在C 点重合,用光学作图法确定路灯B 的位置和鱼的大致位置。
参考答案
精题演练:
1、A 2、D 3、C 4、B 5、⑴平板玻璃⑵像物大小相等⑶不能;虚⑷不变;A
6、
2010考题预测:
1、D 2、B 3、湖面映照着,人来人往;光的反射 4、⑴便于找到物体的像⑵距离⑶大小⑷不能;虚⑸不变 5、如图:
1、光源是 的物体,常见的光源有
2、光在真空中的光速是 km /s ,合 m /s 。
3、光在不同的介质中速度是不同的:v空气 v水 v玻璃。
4、白光经三棱镜分解后,形成: 七色按序排列的彩色光带叫光谱。这说明 不是单色光。
5、红外线和紫外线
6、色光的三基色是:红、 、蓝。颜料的三原色是:品红、 、蓝。
不透明体的颜色由它反射的色光决定,透明体的颜色由它透过的色光决定,
7、光在同种均匀介质中沿 直线传播,生活中应用该性质来
8、光在传播途径中斜射到不同或不均匀介质表面会发生反射和折射。
光的基本知识
1、光的反射定律: 反射光和入射光及法线在同一平面内,反射光和入射光分居于 的两侧,反射角 入射角。
2、镜面反射和漫反射:都遵循光的反射定律。
3、平面镜成像:成的是 像,像与物体到镜面的距离相等,成像特点简记为:
成 大的、 立的、对称的、 像。
4、平面镜应用:潜望镜、穿衣镜、自行车尾灯等。
5、凸面镜:能使平行光线发散,应用:汽车后视镜、街头转角处的反光镜等。
凹面镜:能使平行光线 ,应用:太阳灶、牙医的头镜、手电筒的反光装置等。
6、反射光路可逆。
光的反射
1、光的折射定律: 折射光和入射光及法线在同一平面内,折射光和 分居于 两侧,从空气斜射入其它介质时:折射角 入射角, 从其它介质斜射入空气时:折射角 入射角。
2、不经光学仪器的自然的折射现象所成的像,一般为虚像。如:岸上观鱼、池水“变 ”、水中的筷子“弯折”、海市蜃楼等,人所见都是虚像。
3、折射光路可逆。
4、凸透镜、凹透镜等光学仪器都是应用光的折射原理磨制成的。
光的折射压强
【考纲要求】
1理解压强概念,知道增大和减小压强的方法;会用压强公式简单计算。
2、知道液体内部压强的特点,掌握液体压强的公式。
3、大气压强存在和测量的实验。
4、流体压强与流速关系的实验探究,流体压强与流速的关系。
5、会用压强知识解决日常生活中应用。
【知识结构】
【中考考点】
这一章的知识相对来说比较难,而且应用比较广泛,所以是中考考查的重点,题型主要集中在选择、填空、探究、综合计算中。考点主要内容为:压力和重力的区别,增大减小压强的方法、压强公式的计算、液体压强的特点、大气压强、流速与压强的关系。
【知识梳理】
1.压力
定义:垂直作用在物体表面上的力叫做压力.
方向:与受力物体的支承面相垂直.由于受力物体的受力支承面可能是水平面,也可能是竖直面,还可能是角度不同的倾斜面,因此,压力的方向没有固定的指向,它可能指向任何方面,但始终和受力物体的受力面相垂直.
单位:如重力、摩擦力等其他力的国际单位一样,是牛顿.
作用效果:压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小有关.
当受力面积一定时,压力越大,则压力的作用效果越显著;当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越显著.
2.压强
定义:物体单位面积上受到的压力叫做压强.
计算公式:
p=
上式中F为压力,单位用牛;S为受力面积,单位用米2,p即为压强.
单位:国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕.
1帕=1牛/米2
它表示每平方米面积上受到的压力是1牛.
(4)在生产和生活中,如果要减小压强,可减小压力或增大受力面积;如果要增大压强,则可以增大压力或减小受力面积,但从实际出发,压力大小往往是不可改变的,则减小压强应增大受力面积,增大压强应采用减小受力面积的方法.
3.液体压强
产生原因
由于液体受到重力作用,且具有流动性,所以液体对容器底和容器侧壁有压强,液体内部向各个方向都有压强.
特点
液体对容器底和侧壁有压强,液体内部向各个方向都有压强.
液体的压强随深度增加而增大;在同一深度,液体向各个方向的压强相等;不同液体的压强还跟密度有关.
计算
液体压强的计算公式是
p=gh
式中为液体密度,单位用千克/米3;g=9.8牛/千克;h是液体内某处的深度,单位用米;p为液体压强,单位用帕.
由公式p=gh可知,液体的压强大小只跟液体的密度、深度h有关,跟液体重、体积、容器形状、底面积大小等其他因素都无关.
由公式p=gh还可归纳出:当一定,即在同一种液体中,液体的压强p与深度h成正比;在不同的液体中,当深度h相同时,液体的压强p与液体密度成正比.
连通器
上端开口、下部相连通的容器叫连通器.
连通器里如果只装有一种液体,在液体不流动时,各容器中的液面总保持相平.
船闸就是连通器原理的应用.
4.大气压强
产生原因
空气受到重力作用,而且空气能流动,因此空气内部向各个方向都有压强,这个压强就叫大气压强.
马德堡半球实验:
有力地证明了大气压的存在.同时还可说明,大气压强是很大的.
大气压的测定
托里拆利实验测出了大气压的大小.
在托里拆利实验中,测量结果和玻璃管的粗细、形状、长度(足够长的玻璃管)无关;如果实验时玻璃管倾斜,则水银柱的长度变长,但水银柱的高度,即玻璃管内外水银面的高度差不变;这个高度是由当时的大气压的大小和水银的密度所共同决定的,通常情况下,为76厘米左右.
5.大气压的变化
(1)大气压随海拔高度的增加而减小,这主要是由于离地面越高的地方空气越稀薄,空气的密度越小.
(2)大气压的变化和天气有关,一般说来,晴天的大气压比阴天的高,冬天的大气压比夏天的高.
6.气压计
测量大气压的仪器叫气压计.
常见的气压计有水银气压计和金属盒气压计两种.
水银气压计是根据托里拆利实验制成的,它在测量时,必须挂竖直,如果挂歪斜了,则测量结果将比实际值偏大.
金属盒气压计即无液气压计,如将其刻度盘上所标的大气压值折算成高度,则成了航空、登山用的高度计.
7.液体的沸点与液面气压大小有关,液面气压减小,液体沸点降低;液面气压增大,液体沸点升高.
8.活塞式抽水机和离心式水泵,都是利用大气压来工作的.普通的抽水机工作时,其抽水高度约10米左右.这是由于1标准大气压大约能支持10.3米高的水柱.
【典例详解】
例1、如下图所示,有五块完全相同的砖以三种形式摆放在水平地面上。(a)是两块迭放;(b)是单块砖平放;(c)是两块砖并排平放。它们对地面的压强分别为Pa、Pb、和Pc,则(  )
  
  分析:解题应看清“形式”,抓“本质”,本题检查的知识点是压强的概念,要把握压力与受力面积的比F/S为压强,(a)、(b)受力面积相等,但(a)是(b)压力的2倍,所以 ,(a)、(c)的压力相等,但(c)的受力面积是(a)的2倍,所以 Pc=(1/2)Pa,即Pb=Pc=(1/2)Pa,应选D。再有,也可以先比较(b)、(c),(c)的压力、受力面积均为(b)的2倍,所以Pc应等于Pb。
答案:D
  例2、两块完全相同的砖块,所受重力均为19.6牛顿,三条棱长分别为20厘米、10厘米、5厘米。砖块A平放,砖块B侧放,两砖块如图互相交叉叠放,求砖块A对砖块B的压强。
分析:压强公式P=F/S中的“S”是受力面积,而不是物体的底面积或表面积。该题中的受力面积既不是砖块A的下表面积,也不是砖块B的侧面积,而应该是砖块A和砖块B的接触部分的面积。
  解答:受力面积S=5厘米×10厘米=50厘米2=5×10-3米2,根据压强公式: 
  
  答:砖块A对砖块B的压强是3.92×103帕斯卡。
  方法提炼:
  (1)计算压强时,所谓面积S,应当是实际受力作用的面积。
  (2)计算压强要注意单位的统一,只有压力的单位用牛顿,面积的单位用平方米,压强的单位才是帕斯卡。 
例3、如图所示,一封闭容器中盛满了某种液体.对容器底的压力和压强分别为F1和p1[图中(a)],若把容器倒置后对容器底的压力和压强分别为F2和p2[图中(b)],则F1与F2、p1与p2的大小关系是( )
A. F1=F2 , p1=p2 B.F1>F2 , p1>p2
C.F1=F2 , p1<p2 D. F1>F2 , p1=p2
分析:由液体压强公式p=gh可知,(a)、(b)两种情况下由于液体密度及容器底到液面的深度都相等,所以两种情况下容器底受到的液体压强相等,即p1=p2.
但是由于静止液体对容器底的压力不一定等于液体的重,它的大小应等于液体对空器底的压强与容器底面积的乘积,即, F1=p1S1, F2=p2S2.由于p1=p2,而S1>S2.所以可得: F1>F2,即应选D.
答案:D
例4、如图所示,将一个两端开口的玻璃 筒的下端盖上一块薄塑料片A、竖直插入水中,塑料片离容器底部10厘米,容器内水深30厘米,缓慢地往玻璃筒里注入煤油,筒里煤油深_______厘米时,塑料片将会下落.(g取10牛/千克)
  分析:往玻璃筒内注入煤油后,塑料片受到筒内煤油对它向下的压强和筒外水对它向上的压强.根据二力平衡的条件,当塑料片受到向下的压力等于向上的压力时,塑料片恰好下落,此时有 .注意塑料片在水中的深度 是它到液面的距离, 厘米.计算时要用国际单位.
  解法一:
  
  ∴
  
  解法二:
  ∴
答:筒内煤油面高25厘米时,塑料片下沉。
方法提炼:解题过程还可以借鉴到测密度,仔细思考一下。
例5、如图所示的托里拆利实验装置中,下列哪种情况能使玻璃管内外水银面的高度差发生变化( )
A.将管倾斜         B.将玻璃管变粗
C.向水银槽中加入少量水银  D.外界大气压发生变化
分析:管内水银柱产生的压强和外界大气压相等。当外界大气压不变化时,由可知,管内外水银面的高度差h就不会发生变化,所以,当管倾斜时,管内水银虽然增多,但管内外水银面的高度差不会变化;向水银槽中加入少量水银后,槽中水银面和管内水银面同时升高,管内外水银面高度差仍然不变;只有当外界大气压发生变化时,管内外水银面的高度差才会发生变化,所以答案为D.
答案:D
方法提炼:解此类题的关键是抓住玻璃管内外水银面的高度差就表示外界大气压的大小,只要外界大气压不变,这个高度差就不会改变;只有当外界大气压变化时,这个高度差才会发生变化.解题时学生常常不明确这里所说的玻璃管内外水银面的高度差是在竖直方向上的.出错的主要原因是对托里拆利实验的原理没有理解.
例6、如图所示,将一只试管装满水银后倒插在水银槽中,管顶高出水银面20cm,在标准大气压下,管外水银面上受到的大气压强等于 Pa,若在试管顶部开一小孔,将看到 现象.
分析:本题虽然给出了试管内水银柱的高度为20cm,但并非相当于外界大气压,外界真正的气压为1标准大气压,即应相当于76cm汞柱产生的压强,应为1.01×105Pa.若在试管顶部开一个小孔,此时试管内外相当于一个连通器,所以最终将看到的是管内外液面等高.
易错分析:本题着重考查大气压强部分、学生的观察实验能力及知识应用能力.不少学生容易受试管内水银柱高度为20cm的影响,误认为此时大气压相当于20cm高的汞柱产生的压强,于是按 而得出错误的结果.若在试管顶开一小孔,有的学生认为水银将向上喷出,这说明学生没有真正理解“托里拆利实验”,并且应变能力较差,未找出题中的隐含条件“外界为标准大气压”,而机械地照图求出20cm水银柱产生的压强,学生也不能完整而简练地答出“管内水银流入槽内”的正确答案.
例7、自来水笔吸墨水时,把笔上的弹簧片按下后松开,墨水吸进橡皮管内,原因是( )
A.弹簧片弹力作用的结果
B.橡皮管有吸引力
C.手对橡皮管有压力
D.管外墨水面上大气压大于管内气压
易错分析:由于吸墨水时要先按下自来水笔上的弹簧片,所以是弹簧片的弹力使墨水进入橡皮管内,选项A正确;由于吸墨水时要先用手按下自来水笔上的弹簧片,所以是手对弹簧片的压力使墨水进入橡皮管内,选项C正确.
  正确解答:因为当把自来水笔上的弹簧片按下时排出了橡皮管内的一部分空气,使得松开弹簧片时橡皮管内的气体压强小于管外墨水面上的大气压强,在管内外气体压力差的作用下,墨水被“吸进”自来水笔的管内.选项D正确.
答案:D
方法提炼:在利用大气压的知识解释物理现象时,一定要分析不同区域气体压强的情况,当不同区域的气体压强不相同时,就会发生这些现象,而不能简单地从现象本身作出判断.在这个现象中,当把自来水笔上的弹簧片按下再松开时,造成了橡皮管内的气体压强和管外墨水面上气体压强不同,在管内外气体压力差的作用下,墨水被“吸进”了自来水笔的管内.
例8、医用挂盐水时,瓶盖上除了一根输液管外,还需用一个空针头插在盐水瓶盖上,能说出它的作用吗?
解答:当瓶内盐水顺输液管流出时,瓶内液体体积减少而空气体积增大,使瓶内气压减小.若瓶内气压与液柱挂高所产生的压强之和等于人体血压时,输液就将停止.由于人体内血压接近大气压,要想使输液不停止,就必须给瓶内补充空气,插空针头就是使内外空气可以相通,从而保证瓶内气压为一个大气压值.
【精题演练】
1、如图1所示,将一块砖平放、立放、侧放时,它对地面的压强
A.平放时最大
B.立放时最大
C.侧放时最大
D.平放、立放、侧放时,一样大
2、下列哪一事例可以说明大气压的存在
A.用吸管吸牛奶 B.棒冰融化 C.手握橡皮圈发生形变 D.水往低处流
3、我国铁路大提速后,站台上的乘客与列车间的空气流速和压强也发生了变化,为了有效地防止安全事故的发生,站台的安全线距离由原来的1m变为2m.关于列车与乘客间空气流速及压强的变化,判断正确的是
A.空气流速变大,压强变小 B.空气流速变大,压强变大
C.空气流速变小,压强变大 D.空气流速变小,压强变小
4、小明在学习液体压强时,用压强计做了如下实验,获得下表数据:
据表中信息,判断小明研究的问题是
A.液体压强与液体深度的关系 B.液体压强与液体密度的关系
C.液体压强与液体温度的关系 D.液体压强与气压的关系
5、生活处处有物理,留心观察皆学问. 厨房中也包含着很多物理知识. 如:抽油烟机在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强 ,从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出.
6、小明同学在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,做了如下图甲、乙所示的实验。
(1)实验能够得到的结论是 。
(2)若想继续探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应再做图_______(填“丙”或“丁”)所示实验。
7、为测量大气压强的数值,王欣同学进行了如下实验,将塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘压在玻璃上的面积为S;将装适量细沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上,如图所示,用小勺轻轻向桶内加细沙,直到塑料吸盘刚好脱落玻璃板,测出此时塑料挂钩、小桶和沙的总重力为G。
(1)吸盘即将脱离玻璃板时,空气对塑料吸盘的压力大小是__________,所测大气压强的数值是_____________。
(2)该方法所测大气压强数值往往比实际值小一些,你认为产生这一误差的原因可能是(一条即可):___________________________________。
【考题预测】
1、如图所示的事例中,属于减小压强的是
2、下列事例中,利用大气压作用的是
A.小王将新鲜空气吸入肺里 B.医生用针筒把药水推入病人肌肉中
C.小李用图钉把地图钉在墙上 D.深水潜水员要穿特制的抗压潜水服
3、小明同学在倒置的漏斗里放一个乒乓球,用手指托住乒乓球。然后从漏斗口向下用力吹气,并将手指移开,如图所示,那么以下分析正确的是
A.乒乓球不会下落,因为其上方气体流速增大,压强变大
B.乒乓球不会下落,因为其上方气体流速增大,压强变小
C.乒乓球会下落,因为其上方气体流速增大,压强变大
D.乒乓球会下落,因为其上方气体流速增大,压强变小
4、下表是小明同学利用图17所示的实验装置探究液体压强规律时所测得的部分数据.
(1)实验所得的数据有一组是错误的,其实验序号为________________。;
(2)综合分析上列实验数据,归纳可以得出液体压强的规律:①____________________,该结论是通过分析比较实验序号____的数据得出来的.②_______________________,该结论是通过分析比较实验序号____的数据得出来的.
5.如图所示,小华在滑冰场上快速滑行,在10s内滑行80m ,她和冰刀的总质量为40kg,已知每只冰刀与冰面的接触面积为15cm2。问:
(1)小华受到的重力是多大?
(2)小华滑行的平均速度是多大?
(3)小华在单脚滑行时对冰面的压强是多大?当小华双脚站立时,她对冰面的压强怎样变化,简要说明理由。
精题演练
1、B 2、A 3、A 4、A 5、小
6、(1)受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显 (2)丁
7、(1)G G/S
(2)吸盘的空气没有完全挤出(或吸盘的气密性不好;实验过程中有外部空气进入吸盘;吸盘脱离玻璃板前面积有所减小;其它合理答案也可)
中考预测:
1、D
2、A
3、B
4、(1)4 (2)①液体内部的压强随深度的增加而增大 1.2.3(或1.2.5或1.2.6) ②在同一深度,液体向各个方向的压强相等 3.5.6
5、解:(1)小华受到的重力G = mg = 40×10
= 400(N)
(2)小华滑行的平均速度
= 8(m/s)
(3)小华在单脚滑行时对冰面的压力F = G = 400N
她单脚滑行时对冰面的压强(Pa)
当小华双脚站立时,她对冰面的压强减小。
因为双脚站立时,在压力不变,脚与冰面的接触面积增大。
1、定义:__________作用在物体_________的力
压力
2、压力的方向:总是_____于物体表面,并指向被压物体。
3、压力的作用点:作用在被压物体的表面
4、压力与重力的区别:压力与重力产生的原因、大小、方向、作用点均不同。只有当在________条件下,它们的大小才相等。
1、定义:物体在_____________上受到的压力
2、物理意义:表示压力________的物理量,压力的________越明显,物体受到的压强越大。
3、计算公式:P=_____________ (适用范围:这是压强的定义式,适用于所有物体间的压强计算,无论气体、固体、液体) ;对于在水平面上的柱型物体,p=____
4、国际单位:1Pa=_________
5、增大压强的方法:在压力一定时,________受力面积;在受力面积一定时,
_______压力。还可同时增大_____和减小______(举例说明)
6、减小压强的方法:在压力一定时,________受力面积;在受力面积一定时,
_______压力。还可同时增大_____和减小______(举例说明)
压强
压强
1、产生的原因:由于液体受到_______,对容器底有压强;又由于液体能______,对容器侧壁有压强。
2、规律:液体内部向________都有压强,在同一深度,液体向______压强____
,深度越深,压强越_____
3、计算公式:P=______,从公式可以看出,液体压强只跟液体的____和_____有关,而与液体的体积、重力及盛装液体的容器形状无关。
4、连通器的应用:茶壶、锅炉水位计、自来水管、船闸等
液体具有__________
计算公式:___________ (只适用于液体)
液体压强
定义:大气对浸在它里面的物体产生的_____
产生的原因:空气受重力
大气压存在的事实:______半球实验、瓶吞蛋实验、覆杯实验等
大气压的测量:_____实验证明1个标准大气压支持_____mm高的水银柱,
1个标准大气压的大小等于_____Pa,
大气压随高度的增加而______,还与季节和天气有关
沸点随气压的改变:气压减小时,水的沸点_____,气压增大时,水的沸点_____
大气压的应用:吸盘挂物、针筒吸药水等
气体的压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置压强越____
大气压强物态变化
【考纲要求】
1、知道常见温度值;液体温度计的工作原理;温度的测量
2、理解物态变化过程的实验探究
3、认知物态变化的实际应用
【知识结构】
汽化
和液化
【中考考点】
因这一章的知识相对来说比较简单,所以中考主要集中在选择或填空、探究中。考点主要内容为:能说出生活环境中的常见的温度值、判断物态变化、知道物态变化过程中的吸热、放热情况、晶体和非晶体熔化、凝固的区别、晶体熔化实验、熔化、凝固的条件、不同物体沸点不同、沸腾的条件、“观察水的沸腾”实验、沸点受气压的影响、影响蒸发的因素
【知识梳理】
一、温度计
1、温度:表示物体的冷热程度。
2、摄氏温度:温度计上的字母C或℃表示的是摄氏温度。
摄氏温度的规定:在一个标准大气压下冰水混合物的温度是0摄氏度,沸水的温度是100摄氏度,0℃和100℃之间分成100等份,每等份代表1℃
3、温度计:测量温度的工具。
①原理:常用温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的。
②常用温度计种类:
A.实验用温度计:量程一般为-20℃—110℃,分度值为1℃,所装液体一般为水银或酒
B.寒暑表:量程一般为-30℃—50℃,分度值为1℃,所装液体一般为煤油或酒精。
C.体温计:量程为35℃—42℃,分度值为0.1℃ ,所装液体为水银。结构特点:玻璃泡和直玻璃管之间有一段非常细的缩口。体温计离开人体后缩口处的水银断开,直玻璃管内的水银不会退回玻璃泡内,这样体温计离开人体后仍然表示人体的温度。但是每次使用之前,应当把体温计中的水银甩下去(其他温度计不用甩)。刻度部分制成三棱柱形是利用放大镜原理。
③温度计的使用方法:
使用之前应观察它的量程和分度值。
使用时,温度计的玻璃泡全部浸入被测液体中,不要碰到容器底或容器壁。
温度计玻璃泡浸入被测液体后要稍侯一会儿,待温度计的示数稳定后再读数。
读数时温度计的玻璃泡继续留在液体可,视线要与温度计中液柱的上表面相平。
4、利用标准点法求正确温度
对刻度模糊的温度计和刻度不标准的温度计,根据它们的读数或水银柱的变化来确定正确的温度比较困难,可采用标准点法来确定正确的温度。其步骤为:A.确定标准点及其对应的两个实际温度;B.写出两标准点之间的格数变化或长度变化及与其对应的实际温度的变化;C.写出待求点与其中一个标准点之间的格数变化或长度变化及与其对应的待求温度与一个实际温度的变化;D.利用温度变化与格数变化或长度变化之比相等列出比例式;E、根据题意求解。
二、熔化和凝固
(一)熔化
1、定义:物质从固态变成液态的过程叫做熔化。
2、固体分晶体和非晶体两类:有确定的熔化温度的固体叫晶体。常见的晶体:海波、冰、石英、水晶、食盐、明矾、萘、各种金属。没有确定的熔化温度的固体叫非晶体。常见的非晶体:松香、玻璃、蜂蜡、沥青等。
3、晶体的熔化:
①晶体在熔化过程中保持在一定的温度,这个温度叫熔点。
②晶体熔化的条件:温度达到熔点,继续吸热。
③晶体熔化的特点:晶体在熔化过程中吸热温度保持不变。
4、非晶体的熔化
①非晶体在熔化过程中没有一定的温度,温度会一直升高。
②非晶体熔化的特点:吸热,先变软,然后逐渐变稀成液态,温度不断长升高,没有固定的熔化温度。
(二)凝固
1、定义:物质从液态变成固态的过程叫做凝固。
2、凝固点:液态晶体在凝固过程中保持一定的温度,这个温度叫凝固点。
3、液态晶体的凝固:液态晶体在凝固过程中放热温度保持不变。同一种物质的熔点就是它的凝固点。
4、非晶体的凝固:非晶体在凝固过程中没有一定的凝固点,温度会一直降低。
(三)物体在熔过程中要吸热,在凝固过程中要放热,熔化和凝固互为逆过程。
(四)温度为熔点的物质既可能是固态、液态,也可能是固液共存状态。
三、汽化和液化
1、汽化
①定义:物质从液态变为气态的过程叫汽化。
②汽化的两种方式:沸腾和蒸发
③沸腾:
A.沸腾是在一定温度下在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
B.沸点:液体沸腾时的温度叫沸点。不同的液体沸点不同;同一种液体的沸点还与上方的气压有关系。
C.液体沸腾的条件:一是温度达到沸点,二是需要继续吸热。
D.液体沸腾时吸热温度持在沸点不变。
④蒸发
蒸发是在任何温度下且只在液体表面发生的汽化现象。
B.发快慢的因素:液体的温度越高蒸发越快;液体的表面积越大蒸发越快;液体表面上的空气流动越快蒸发越快。
C.蒸发的特点:在任何温度下都能发生;只发生在液体表面;是一种缓慢的汽化现象;蒸发吸热。
D.蒸发致冷:是指液体蒸发时要从周围或自身吸收热量,从而使周围物体或自身温度下降。
⑤蒸发和沸腾的异同
异同点 蒸发 沸腾
不同点 发生部位
温度条件
剧烈程度
影响因素 供热快慢
温度变化 降温致冷 吸收热量,温度不变
相同点
⑥汽化吸热
2、液化:物质从气态变为液态的过程叫液化。
①液化的两种方法:降低温度;压缩体积。
②气体液化时要放热。
③常见的液化:雾和露的形成;冰棒周围的“白气”;冷饮瓶外的水滴。火箭上燃料“氢”和助推剂“氧”都是通过加压的方法变成液态氢和氧的。
3、电冰箱是根据液体蒸发吸热,气体压缩体积液化放热的原理制成的。
四、升华和凝华
1、升华:物质从固态直接变为气态的过程叫升华。
物质在升华过程中要吸收大量的热,有制冷作用。生活中可以利用升华吸热来得到低温。
常见的升华现象:樟脑丸先变小最后不见了;寒冷的冬天,积雪没有熔化却越来越少,最后不见了;用久的灯丝变细。
2、凝华:物质从气态直接变为固态的过程叫凝华。
物质在凝华过程中要放热。
常见的凝华现象:玻璃窗上的冰花;霜;用久的灯泡变黑;冰棒上的“白粉”。
五、解释物态变化时应注意的问题
1、解答问题的一般步骤:A.识别问题给出的初状态与末状态;B.根据有关的概念或规律寻找与其有关的物态变化过程;C.得出结论。
2、不要以错误的主观感觉作为判断依据,人们的一些主观感觉并不正确。
【典例详解】
例1、 在某一温度计的管子上刻有150格均匀的标度.在1标准大气压下,当温度计的玻璃泡进入冰水混合物中时,水银柱位置在40刻度处;当玻璃泡进入沸水中时,水银柱的位置在90刻度处.当水银柱上升到100刻度处时,应相当于多少摄氏度 相当于热力学温度多少度
分析与解答:摄氏温标规定:冰水混合物的温度为0度,1标准大气压下沸水温度为100度,由此可见,题中所说的40刻度处就是0℃,90刻度处就是指100℃.从40到90有50等份,每1等份的实际温度是:=2℃.
当水银柱上升到100刻度处时,共占有的等份数是:100-40=60.所以100刻度处的实际温度是:
2℃×60=120℃.
由热力学温度与摄氏温度的关系式:T=t+273k可得120℃相当于热力学温度:
T=(120+273)k=393k.
即,该温度计100刻度处相当于120℃,相当于393k.
例2、如图1所示 是萘的熔化图象.
图 1
(1)AB段萘是____状态,处于_____过程.
(2)BC段萘是____状态,处于_____过程. 在这过程中,______热量,温度_____.
(3)CD段,萘是_____状态,它_____热量,温度_______.
分析与解答:萘是晶体,它在AB段时是固态,吸收热量,温度由70℃上升到80℃;在第4分钟时(即开始达到80℃)开始熔化,在这阶段中,虽然不断吸热,但温度保持不变,处于固液共存状态;到第9分钟熔化结束.这一阶段即用BC表示;最后的CD段则是处于液态,继续吸收热量温度升高.
答案:(1)固态 吸热升温 (2)固液共存 熔化 吸收 不变
(3)液态 吸收 升高
例3、当水壶里的水被烧开以后,在壶盖小孔上方一定高度可以看到“白气”,而紧靠小孔的地方却看不到.为什么
分析与解答:这个现象应以液化现象的特点去进行分析.
“白气”是水蒸气温度降低,液化凝结成的雾状小水珠。而水蒸气是无色透明气体,是看不见的,当水壶里的水被烧开以后,会产生大量温度较高的水蒸气,这些看不见的水蒸气上升到一定高度,遇到外界温度较低的空气时,与空气进行热交换而放出热量,液化成许多小水珠,悬浮在空气中,便是我们所看到的所谓“白气”.而紧靠壶盖处由于温度较高,水蒸气不能放热液化.所以看不到“白气”.
例4、在“观察水的沸腾”实验中
(1)如图,是某同学选用温度计测小烧杯中水的初温的操作图。
A是操作过程,B是读数过程,C是读取的温度。
①A图中操作的错误是: 温度计的玻璃泡碰到了容器底
②B图读数中的错误是: 读数时温度计的玻璃没有继续留在被测液体中
③若操作正确无误,根据C图可知此时烧杯中水实际温度是 30 OC
(2)该同学在做实验时,见图,发现从开始给水加热到水开始沸腾所用的时间过长,请你帮助他找出可能存在的原因。(写出两种即可)
第一种可原因:
第二种可原因:
解析:本题(1)主要考查学生对温度计的使用方法及读数的掌握。在使用温度计测液体的温度时,应注意温度计不能碰到容器底和容器壁,温度计的液泡要全部浸没在所测液体中,这样测量的温度才是液体的温度,在读数时,需要等到温度计的示数稳定后再读数,且读数时温度计不能拿出被测液体,读数时视线要与温度计的凹液面相平,这是使用温度计测液体温度的规则,牢记这几项,这个题就比较容易解决了。本题(2)主要考查了影响液体沸腾的一些因素,根据生活经验,我们不难想到,水多时比水少时水开得慢,水温低时比水温高时水开得慢,在用酒精灯加热时,外焰和内焰的温度是不同的,因此还要考虑到可能没有用外焰加热等等。
答案:(1)温度计碰到烧杯底部 温度计不能离开被测液体 30
(2)水太多 水的初温较低 没有用外焰加热
【精题演练】
1、下列关于物态变化说法正确的是:
A.樟脑丸变小了,属于汽化现象 B.太阳出来雾散了,属于汽化现象
C.开灯的瞬间,灯丝烧断了,属于液化现象 D.冬天玻璃窗上的冰花,属于凝固现象
解:B
2、中国南极长城站是我国第一个南极科学考察基地,在那里用的液体温度计是酒精温度计,这是因为酒精
A .沸点较高B .沸点较低 C .凝固点较低D .凝固点较高
解: C
3、一锅沸腾的油,魔术师把手伸进去,一分钟、两分钟……再把手拿出来——没事!对这一现象的分析正确的是
A.这是不可能的,是一种伪科学
B.这是不可能的,油在沸腾时温度不断升高
C.这是可能的,一定是这种油的沸点很低
D.这是可能的,一定是手上沾有水,水从油中吸收了热
解: C
4、现代建筑出现一种新设计:在墙面装饰材料中均匀混入小颗粒状的小球,球内充入一种非晶体材料,当温度升高时,球内材料熔化吸热,当温度降低时,球内材料凝固放热,使建筑内温度基本保持不变.下面四个图象中,表示球内材料的熔化图象的是
解:C
5、用蒸笼蒸馒头,是上层还是下层蒸格中的馒头先熟呢?小明仔细观察后发现:高温的水蒸气经过多层蒸格向上升,遇到冷的蒸笼盖时,大量水蒸气发生 现象, 很多热量,使 层蒸格中的馒头先熟。有经验的师傅拿刚出笼的馒头前,先将手沾点水,这样做主要是利用 ,使手不会被烫伤。
解:液化 放出 上 水汽化吸热
6、夏季,农户家常用一种没有烧过的粘土做的茶壶.观察发现,装水后,壶的外壁总是潮湿的。请分析:这种茶壶能使里面的凉荼水变得更凉些的原因是 。你认为茶壶放在 地方变凉效果会更好.
解: 外壁潮湿不断蒸发,从壶内吸收热量,使壶内水变凉。 通风阴凉地方(意义相近即可)
7、六月中旬,“非典”得到了有效的控制,但人们对其防范措施没有减弱.一天,小明早上照例测量体温后,用力甩了体温计,随即将体温计放在窗台上,上学去了.晚上回家后发现体温计的示数为 ℃(如图所示).他以此判断今天的最高气温为 (填“>”、“=”、“<”),其理由是 .
解:35;=;体温计有小缩口,温度上升时,水银柱上升,温度降低时,水银柱不下降。
8、在探究海波和石蜡熔化规律时,小琴记录的实验数据如下表所示。请根据表中的实验数据解答下列问题。
(1)在海波和石蜡这两种物质中,属于晶体的是 ;
(2)该晶体的熔点是 ℃;
(3)当该晶体的温度为42℃时,它处于 态。(选填“固”或“液”)
解:海波 48 固
9、小明和小琴在做“观察水的沸腾”实验中,当水温上升到84℃时,每隔1min读一次温度计的示数,直到水沸腾4min后停止读数,其数据记录如下表所示:
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7
温度/℃ 84 88 96 99 99 99 99
①第三次数据没有记录,当时温度计示数如图所示,请将读数填在表格里;
②请根据表格中的数据,在图中的小方格纸上画出水的温度随时间变化的图像;
③由表中数据可知水的沸点是____℃.
解:(1)92 (2)如图所示(3)99
【考题预测】
1、 实验中学STS课外小组参观了造酒厂的煮酒设施(如图所示)。关于这套煮酒设施,下列说法正确的是
A. 在汽化池中酒精吸收的热量是化学能转化而来的
B. 为了分离出水和酒精,汽化池中温度应控制在水的沸点
C. 在冷凝池中发生了凝华现象
D. 在冷凝池中进水管的水温高于出水管的水温
解:A
2、如图是目前倡导使用的新型建筑材料——空心水泥砖,以下说法错误的是
A. 做成空心,可以减少水泥与砂石用量,节约资源
B. 空心砖做成的房子冬暖夏凉,可以保温
C. 空心砖可以减小噪声污染
D. 空心砖承受压力小,不适宜用于高层建筑
解:D
3、小红同学喜欢摄影,一天清晨,她用照相机对同一片树叶拍了两张清晰的照片,如图中甲和乙所示,小红拍摄这两张照片时相机镜头焦距相同,那么拍摄 相片时树叶与相机距离大一些。树叶上有一颗露珠,它是 形成的,露珠下面叶脉看起来比较大,这是叶脉通过露珠而形成的 像。过一会儿,小红再回到这里看这片树叶,发现露珠不见了,露珠不见的原因是 。
解:乙;空气中的水蒸汽液化;正立放大的虚;汽化(蒸发)而变成水蒸汽.
4、据传有一夏天洋人宴谐林则徐,其中一道甜点为冰洪淋,因其白气不断,林则徐以为必烫故以嘴吹之,谁知入口却冷,洋人笑以为柄;林则徐声色不动;过得几日,回宴洋人,其中一道热汤刚刚煮沸,浮有厚油,无一丝白气冒出,林则徐热情请之,洋人一口吞下一匙,顿时毗牙裂嘴,哈哈有声,不停乱弹,出尽洋相。试分析那冷冷的冰洪淋上方的白气是由于 形成的,而滚滚的热汤反而没有白气,是由于 ,据生活经验,浮有厚油的沸汤比普通开水还要烫,其原因是 。
解:空气中水蒸汽遇冷液化、水的密度大沉在底部、油的沸点比水高
5、【探究名称】影响液体蒸发快慢的因素
【提出问题】液体蒸发快慢跟哪些因素有关
【猜想与假设】通过观察图6和联系生活实际进行猜想
猜想一:液体蒸发快慢可能跟液体________的高低、液体____的大小和液体表面空气流动快慢有关.
猜想二:相同条件下,将水和酒精同时擦在手臂上,酒精更容易干,猜想液体蒸发快慢可能还与____有关.
【设计与进行实验】小明同学对其中的一个猜想进行了如下实验:
如图7所示,在两块相同的玻璃板上,分别滴一滴质量相等的酒精,通过观察图中情景可知,他探究的是酒精蒸发快慢与____是否有关.此实验过程中需控制酒精的 和其表面上方空气流动快慢相同.
【交流与评估】
我们知道液体蒸发时要吸热,请你举一个应用蒸发吸热的事例: ________.
解:【猜想与假设】 猜想一:温度 表面积 猜想二:物质
【设计与进行实验】液体的表面积 温度
【交流与评估】夏天在地上洒水来降温等
测量
温度计的原理:__________________________
温度计正确的使用方法:
1、测量时应将____________全部浸入被测液体中,
不要碰到___________或___________。
2、记录时应待温度计的示数________后读数,读
数时,________不能离开被测液体,视线必须
与液柱的上表面_________。
3、使用体温计测温前要_________________。
温度计
温度计的种类:_______________________________________
物态变化
汽化和液化
汽化的两种形式:_________________________________
状态变化
汽化:_________    _________
液化:_________    _________
熔化和凝固
晶体和非晶体的区别:_________________________________
状态变化
熔化:_________    _________
凝固:_________    _________
升华和凝华
状态变化
举例:升华:         ;凝华:          。
升华:_________    _________
凝华:_________    _________浮力
【考纲要求】
1.计算浮力大小的三种方法
称重法、原理法、平衡法是常用的计算浮力的方法。其他方法I一般都要与原理法联合使用,才能顺利完成浮力问题的解答。
2.求解浮力问题的一般步骤
(1)明确研究对象;
(2)明确研究对象所处的状态(漂浮、悬浮、沉底、上浮或下沉等);
(3)对研究对象进行受力分析,并画出受力示意图(除分析重力、浮力外,还要注意是否有其他相关联的物体对它有拉力、压力等);
(4)列出物体处于平衡状态下的力的平衡方程(在展开方程时,应注意抓住题中的关键字:“全浸”、“部分浸”、“漂浮”、“沉底”、“露出水面”等);
(5)用适当公式求出未知量。
【中考考点】
本专题内容难度较大,是中考的一个调频考点。在中考中多以填空题、选择题、计算题、实验探究题的形式为主,也会有一些有关的计算题出现。
这一部分是中考的重点和热点,在中考题中出现概率较高,应引起足够的重视.其中压强的概念、液体压强的特点、大气压的应用、流体压强和流速的关系应用是填空和选择的热点,压强的计算在近几年中考中也多次出现,但计算难度有所降低.今后在复习中应注意
所学知识和生活实际应用的联系,利用浮力解决生活中的简单实际问题,还要学习探究实验的一般思路和方法,中考中浮力的计算题出现的概率极高,但近几年课改区对浮力的相关计算难度要求有所下降,另外对与密度和浮力相关的生活实际问题和开放性的实验是中考的热
点,希望大家在复习时,引起足够的重视.
【知识梳理】
1浮力
液体和气体对浸在其中的物体有向上的托力叫浮力。
浮力的施力物体是液体,受力物体是浸在液体中的物体,浮力的方向总是竖直向上的。
2浮力的计算
(1)称量法(实验法):F浮=G物- F示(F示表示物体浸在液体中弹簧秤的示数);根据挂在弹簧秤上的物体浸在液体中时,进行受力分析得出。
(2)阿基米德原理法(公式法):浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力。
表达式:F=G排=P液gV排(应注意对此公式中p液、V排的理解)。
(3)平衡法:根据物体浸在液体中所处状态,进行受力分析。
(4)压力差法:F浮=F上 - F下。
3物体的浮沉条件
物体在液体中的浮沉状态由物体所受到的浮力大小和重力大小共同决定。根据同一直线上二力合成知识,可以有以下几种情况:
(1)当F浮>G物时,物体上浮,直到漂浮在液体表面为止,此 时F浮=G物;
(2)当F浮(3)当F浮= G物时,物体可以停留在液体内部任何深度处,此种状态称为悬浮。
注意:当物体为实心时,还可以通过对比物体密度与液体密度来判断物体的浮沉情况。
(1)当p液 >p物时,物体上浮,直到漂浮在液体表面为止:
(2)当p液 (3)当p液 =p物时,物体悬浮。
4浮力的应用
(1)密度计:利用物体漂浮在液面的条件及阿基米德原理制成的。密度计在任何液体里都呈漂浮状态,所受浮力大小不变,都等于它自身所受的重力大小,即F浮=G计,得出p液gV排=G计。由此得出:液体密度较大时,密度计露出部分多;反之,液体密度较小时,密度计露出部分少。所以密度计的刻度值是上面较小而下面较大。
(2)轮船:轮船在水中航行时呈漂浮状态,此时船体排开的水的重力等于轮船自身所受浮力的大小。“排水量”是指轮船满载时排开水的质量,即排水量=船自身质量+货物质量。
(3)潜水艇:潜水艇体积一定,潜入水下后所受浮力大小不变,它利用水舱充放水来改变自身所受重力的大小,从而实现其上浮、下沉、悬浮及漂浮。
(4)气球和飞艇:气球和飞艇是飘浮在空中的,内部所充气体密度必须小于空气密度,一般充有氢气或氦气。充气使体积增大,排开空气体积增大,浮力也随之增大。当浮力增大至大于气球或飞艇的重力时,气球或飞艇就上升;当排出一部分氢气或氦气时,气球或飞艇就下降。因此,它们是通过改变浮力来实现上升、下降的。但有一种热气球是通过加热方式使球内气体膨胀达到减小气体密度增大浮力的,因此热气球只要停止加热,此球体积就会缩小而减小浮力,将返回地面。
(5)盐水选种:就是将种子放在一定浓度的盐水里,密度小于盐水密度的种子能在盐水中浮起来,密度大于盐水密度的种子就沉在水底。这样就可将饱满与不饱满的种子区分开。
【典例详解】
1. (2010年无锡市中考)取一只小塑料袋(重力忽略不计),袋内装满水,用细线把袋口扎紧(要求袋内不留空气),用弹簧测力测量水的重力如图所示,水的重力为    N.将这袋水逐渐浸入水中,弹簧测力计读数逐渐变小,表明水袋所受浮力的大小随排开水的体积增大而   .当水袋全部浸没水中时,弹簧测力计的读数为零,这时塑料袋排开水的体积为 m3.(g=10N/kg)
2.8  增大 2.8×10—4 解析:从图示弹簧测力计的示数可以看出,此时水的重力为2.8N,则水的体积为V=m/ρ=G/gρ==2.8×10-4m3,当水袋逐渐浸入水中时,弹簧测力计的示数变小,说明所受浮力在变大,即浮力大小与排开水的体积的增大而增大,当全部浸没时,塑料袋排开水的体积与袋内水的体积相等。
2.(2010年烟台市中考)在探究“浮力大小等于什么”的实验中,小明同学的一次操作过程如图所示.
(1)测出铁块所受到的重力G铁
(2)将水倒入溢水杯中
(3)把铁块浸入溢水杯中,读出测力计示数F
(4)测出小桶和被排开水的总重G
(5)记录分析数据,归纳总结实验结论,整理器材
分析评估小明的实验,指出存在的问题并修正.
问题:(1)没有测空小桶的重力 (2)溢水杯的水量不足 改正:(1)测空小桶的重力G桶 (2)将溢水杯中的水加至溢水口处 解析:在探究“浮力大小等于什么”的实验中,探究的结论是浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力,所以实验时,需要用弹簧测力计测出铁块受到的浮力和它排开水的重力进行比较得出结论,因此实验过程中需要测空小桶的重力G桶,并且将溢水杯中的水加至溢水口处。
3.(2010年河北省中考)小明自制土密度计并测定盐水的密度。
实验器材:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。
实验步骤:
①在竹筷的一端缠上适量细铅丝,制成土密度计。
②用刻度尺测出竹筷的长度L。
③把土密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h1(如图所示)。
④ 。
请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题:(ρ水=1.0 g/cm3,F浮=ρ液gV排 )
(1)竹筷一端缠上铅丝,是为了 。
(2)密度计是利用 条件工作的。被测液体的密度越大,密度计排开液体的体积 (选填“越小”或“越大”)。
(3)被测盐水的密度表达式:ρ盐水= _____________(不计铅丝体积)
(4)小明计算得出盐水的密度为1.05 g/cm3,已知烧杯中盐水的体积为400 cm3,盐的密度为2.6 g/cm3,则盐水中含盐 g。(盐放入水中溶解后,盐和水的总体积不变)
④把土密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2(或把土密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出竹筷浸入液面下的长度h2)
⑴使竹筷能够竖直漂浮在液体中 ⑵漂浮 越小 ⑶(或) ⑷32.5
解析:⑴密度计是利用物体漂浮时,F浮=G物的原理来工作的,为了使密度计能够漂浮在液体中,应该使密度计的下端较重,在竹筷一端缠上铅丝,就是为了使竹筷能够竖直漂浮在液体中。⑵由F浮=G物和阿基米德原理得,ρ液gV排=G物,可知,被测液体的密度越大,密度计排开液体的体积越小;⑶要测盐水的密度,可把土密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2(或把土密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出竹筷浸入液面下的长度h2),则F浮水=F浮盐水=G物,即ρ水gV排水=ρ盐水gV排盐水,也就是ρ水gS(L-h1)=ρ盐水gS(L-h2)(或ρ水gS(L-h1)=ρ盐水gSh2),则盐水的密度(或)。⑷设盐溶解前的体积是V,则水的体积是400cm3-V,由题意知,ρ盐水V盐水=ρ盐V盐+ρ水V水,即1.05g/cm3×400cm3=2.6g/cm3×V+1.0g/cm3×(400cm3-V),解得V=12.5cm3,故盐水中含盐的质量m=ρ盐V盐=2.6g/cm3×12.5cm3=32.5g。
4.(2010年黄冈市中考)在打捞海底沉船时,常用水下机器人潜入水下打捞船上物品,已知ρ海水=1.03×103kg/m3.
(1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大
(2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m3、密度为2.7×103kg/m3的物体静止不动,求该力的大小.
(3)若机器人在水下运动时,所受海水阻力与速度的关系如图所示,求机器人在水下以0.5m/s的水平速度匀速运动时,机器人水平推进力的功率.
解:
解析:(1)机械人在水下受到的水的压强可以根据液体压强公式P = ρ海水gh求得。(2)只要根据重力与质量的关系公式和密度公式求出重力G=mg=ρ物V物g和阿基米德原理公式F浮= ρ海水gV排,以及物体静止时受力平衡知F举=G-F浮即可求得机械人的举力。(3)机械人水平推力的功率可以通过功率公式的推导式P= = = Fv求出。
【精题演练】
1.潜水艇能够上浮和下沉是通过_________________来实现的.
2.把重10N,体积为1.2×103cm3的物体投入水中,当物体静止时,物体的状态是 .(填“漂浮”“悬浮”或“沉到水底”)
3.一只苹果的质量为140g、体积为1.8×10-4m3,用手将其浸没在水中时,苹果受到的浮力为 N(g取10N/kg),松手后苹果将 (填“上浮”“下沉”或“悬浮”).
4.如图所示,金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中,气泡受到水的压强将________(填“变大”“变小”或“不变”);气泡受到水的浮力将_______(填“变大”“变小”或“不变”).
5.今年4月,为庆祝人民海军建军60周年,我潜艇部队参加了在青岛举行的海军检阅活动.某潜水艇的总体积为1.5×103m3,最大下潜深度350m,此潜艇位于海面以下100m处时受到的浮力大小是 N,受到海水的压强是 Pa.(海水的密度为1.03×103kg/m3,取g=10N/g)
6.悬浮在水中的潜水艇受到的浮力 重力(填“大于”“等于”或“小于”).若用压缩空气将水舱里的水排出一部分后,它将 (填“上浮”“悬浮”或“下沉”).
7.一个质量为0.06 kg的鸡蛋悬浮在一杯盐水中不动时,它受到的浮力是 N.当向杯中加盐时,鸡蛋将 (填“上浮” “悬浮”或“下沉”).(g 取10 N/kg)21世纪教育网
8.一个重12N,体积为800cm3的小球,用手抓住将它浸没在水中,它受到的浮力是_______N;松开手后,小球将_________(填“上浮”“下沉”或“悬浮”),此过程中小球受到水的压强_________(填“变大”“变小”或“不变”),浮力__________(填“变大”“变小”或“不变”).(g取10N/kg)
9.一艘轮船从长江驶入东海,比较轮船在长江与东海里所受的浮力,下列说法中正确的是 ( )
A.由于轮船始终浮在水面上,所以它受到的浮力不变
B.由于海水的密度大,所以轮船在海洋里受到的浮力大
C.由于轮船排开海水的体积小,所以它在海洋里受到的浮力小
D.由于轮船排开海水的体积大,所以它在海洋里受到的浮力大
10. “远征号”潜水艇从长江某基地赴东海执行任务过程中 ( )
A.潜水艇在海水中潜行时所受的浮力大于在江水中潜行时所受的浮力
B.潜水艇在海水中潜行时所受的浮力等于在江水中潜行时所受的浮力
C.潜水艇在海水中潜行时所受的重力小于在江水中潜行时所受的重力
D.潜水艇在海水中潜行时所受的重力等于在江水中潜行时所受的重力
11.将重为4N,体积为6×10—4m3的物体放入一装有适量水的溢水杯中,溢出水300g,若不计水的阻力,当物体静止时,下列判断正确的是 ( )
A 物体上浮,F浮=6N B 物体悬浮,F浮=4N C 物体漂浮,F浮=4N D 物体沉在水底,F浮=3N
12.如图所示,把一个苹果放入浓盐水中,苹果处于漂浮状态.如果把水面以上的部分切去,则余下的部分 ( )
A.沉入水底 B.仍然漂浮
C.刚好悬浮 D.无法判断
13.下列情景涉及到的物理知识,描述正确的是 ( )
A.静止在水平桌面上的课本对桌面的压力和桌面对它的支持力是一对平衡力
B.拦河大坝的截面上窄下宽呈梯形,应用了连通器原理
C.二胡演员在演奏中不时移动手指调节二胡弦的松紧程度,他是在调琴声的响度
D.中考期间,学校周围禁止汽车鸣笛,是为了在声源处控制噪声的产生
答案:
1.改变自身重力 解析:潜水艇内有两个水舱,是通过高压气体来吸入或排出舱内的水,以调节潜水艇的自身重力,从而改变浮力与重力的大小关系实现上浮、下潜和悬浮的.
2.漂浮
3.1.8  上浮 解析:苹果的重力G=mg=0.14kg×10N/kg=1.4N;苹果浸没在水中时所受的浮力大小F=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.8×10-4m3=1.8N>1.4N,所以当松手后,苹果会上浮.
4.变小 变大 解析:液体的压强随深度的增加而增大,气泡在水中上升的过程中,深度越来越小,受到水的压强将变小,气泡内的气体压强大于外界压强,气泡膨胀体积增大,从而气泡排开水的体积增大,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排知,气泡受到水的浮力将变大.
5.1.545×107 1.03×106 解析:由阿基米德原理知,此潜艇受到的浮力F浮=ρ海水gV排=1.03×103kg/m3×10N/kg×1.5×103m3=1.545×107N;受到海水的压强p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×100m=1.03×106Pa.
6.等于 上浮 解析:根据物体的浮沉条件可知,悬浮的潜水艇所受浮力与重力相等,当水舱内排出一部分水后,其自身重力减小,而潜水艇排开水的体积不变,浮力不变,浮力大于重力,故上浮.
7. 0.6 上浮
8、 8N;下沉;变大;不变
9.A 解析:轮船无论是在长江,还是在东海,均漂浮在水面上,其浮力与重力相等,由于轮船的重力不变,故浮力不变,而长江水的密度小于海水的密度,根据阿基米德原理可知,有浮力不变的情况下,排开的水的密度越大,排开的水的体积越小,所以在东海漂浮时,轮船排开的水的体积小.
10.A 解析:从长江到东海后,水的密度发生了变化,长江水的密度小于东海水的密度,由于潜水艇排开水的体积是一定的,当排开的水的密度越大,其浮力越大,所以选项A正确.
11.C 解析:当物体浸没在水中时,所受浮力最大,根据阿基米德原理得F最大=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10—4m3=6N,即F最大>G,所以物体放入水中后,最终是漂浮在水面,即F=G=4N.
12.B 解析:根据物体的浮沉条件判断物体浮沉的方法有两种,一是比较浮力与重力的相对大小,二是比较物体密度与液体密度的相对大小.把一个苹果放入盐水中,苹果漂浮说明苹果的密度小于盐水的密度,苹果虽然切去一部分,但它的密度是不变的,所以剩余的部分苹果在盐水中仍然漂浮.
13.D透镜及应用
【考纲要求】
1.认知凸透镜会聚作用和凹透镜发散作用;
2.理解探究凸透镜成像规律的实验;
3.认知凸透镜成像的应用;
【知识结构】
凸透镜的成像规律和应用列表:
物距u 像距v 像的性质 应用
u>2f
u=2f v=2f 等大倒立实像 ————————
f<u<2f
u<f ————————
照相机利用物距 ,成 、 的 像的原理制成的。
投影仪利用物距 ,成 、 的 像的原理制成的。
放大镜利用物距 ,成 、 的 像的原理制成的。
【中考考点】
因这一章的知识相对来说比较简单,所以中考主要集中在选择或填空时有探究出现。考点主要内容为:凸透镜成像的探究实验、凸透镜的应用、作图、眼睛和眼镜。
【知识梳理】
一、透镜
1、凸透镜和凹透镜
①凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜。
②凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜。
③主光轴:通过两个球面平均球心的直线电主光轴。简称主轴。
④光心:主光轴上有个特殊的点,通过它的光线传播方向不改变,这个点叫做透镜的光心。
2、透镜对光的作用:凸透镜对光有会聚作用,光线折射后向主光轴靠拢。凹透镜对光有发散作用,光线折射后偏离主光轴。
3、焦点和焦距
①凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点,这个点叫做焦点,用F表示。凸透镜两侧各有一个焦点。焦点到光心有距离叫做焦距,用f表示。同一凸透镜两侧的焦距相等。
注意:根据凸透镜能够把平行于主光轴的光线会聚于焦点这的性质,我们可以粗测凸透镜的焦距,方法是:将一凸透镜正对着太阳光,拿一白纸在透镜的另一侧来回移动,当折纸上的亮点最小、最清晰时,测出光点到光心的距离,即是该凸透镜的焦距。焦距的长短表示出凸透镜对光线会聚作用的强弱。焦距越短,镜面越凸,凸透镜对光线的会聚作用越强。光线通过后折射得越厉害。
②凹透镜能使平行于主光轴的光线发散,发散光线的反向延长线交于一点,这个点叫做凹透镜的虚焦点,凹透镜两侧各有一个虚焦点。虚焦点到光心的距离叫做焦距,凹透镜两侧的焦距相等。凹透镜焦距的长短表示它对光线发散作用的强弱。焦距越短,对光线的发散作用越强。光线通过后偏折得越厉害。
4、三条特殊光线
①经过凸透镜的三条特殊光线:
A、跟主光轴平行的光线,经凸透镜折射后过焦点。
B、通过焦点的光线,经凸透镜折射后平行于主光轴。
C、通过光心的光线,经凸透镜折射后传播方向不变。
②经过凹透镜的三条特殊光线:
A、跟主光轴平行的光线,经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线过凹透镜的虚焦点。
B、正对着凹透镜虚焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出。
C、通过光心的光线,经凹透镜折射后传播方向不变。
二、生活中的透镜
1、照相机:照相机的镜头相当于一个凸透镜,胶片相当于光屏。它是利用u>2f时凸透镜成的像是倒立、缩小的实像这一原理来工作的。照相时,物体到镜头的距离是物距,底片到镜头的距离(即暗箱的长度)是像距。依据凸透镜成像的规律,成实像时,物距变小,则像距变大,像也随着变大,也可以记忆为“物进则像退,像变大”
2、投影仪:投影仪的镜头相当于凸透镜,屏幕相当于光屏。投影仪的原理是f3、放大镜:原理是u4、虚像和实像
①光线经过光学元件的反射或折射后,实际光线会聚到一点,则是所成的你是实像;光线经过光学元件反射或折射后,实际光线发散,反向延长后反向延长线相交于一点,后成的像是虚像。
②实像既能呈现在光屏上,也能用眼睛直接观看;虚像只能用眼睛观看,不能呈现在光屏上。
③虚像和实像都既可因反射而形成,也可因折射而形成。
三、探究凸透镜成像的规律
1、物距:物距是物体到凸透镜的距离,用u表示。
2、像距:像距是像到凸透镜的距离,用v表示。
3、实验:
①器材:兴具座、凸透镜、光屏、蜡烛、火柴等
②步骤:
A、依次将点燃的蜡烛、透镜、光屏安放在光具座上,调整火焰的中心、透镜的光心、光屏的中心在同一高度上。
B、调节蜡烛到透镜的距离,使u>2f,左右移动光屏,直到在光屏上能够看到烛焰的清晰的像,记下此时的物距和像距的大小。这时我们会看到光屏上出现相对蜡烛倒立的缩小的像,此时像位于一倍焦距和二倍焦距之间。
C、把蜡烛移向凸透镜,仍保持它们的距离大于2倍焦距,再移动光屏。可以观察到还是倒立的缩小的实像。像的位置仍在一倍焦距与二倍焦距之间。但与步骤B相比像远离了透镜,即像距大了。蜡烛移动到距透镜2 倍焦距处,移动光屏可以在距离透镜2 倍焦距处观察到倒立的与烛焰等大的实像。像的位置也在2倍焦距处。
D、调节蜡烛到透镜的距离,使fE、继续减小蜡烛到透镜的距离,当u4、凸透镜成像的规律及其应用
物距u和焦距f的关系 像距v和焦距f的关系 像的性质 像的位置和物体同侧还是异侧 应用举例
正立或倒立 放大或缩小 实像或虚像
u>2f fU=2f V=2f 倒立 等大 实像 异侧
F2f 倒立 放大 实像 异侧 投影仪
U=f 不成像
U重点提示:一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小。成实像时,物近像远像变大;成虚像时,物近像近像变小。如果凸透镜被遮挡住一部分,只有一部分进光,凸透镜对光的作用不变,仍是完整的像,只是像变暗了。“倒立的实像”是相对于物来说的,像与物上下颠倒、左右相反。凡倒立的是实像,实像是倒立的;凡正立的是虚像,虚像是正立的。
四、眼睛和眼镜
1、眼睛的结构:见课本P68图3.4-1。角膜和晶状体的共同作用相当于一个凸透镜;睫状体改变晶状体的形状,从而改变晶状体的焦距;虹膜调节瞳孔的大小,控制进入眼睛的光的多少。
2、眼睛的视物原理:眼球好像一架照相机,眼睛的角膜和晶状体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。
当眼睛看近处的物体时,睫状体收缩,带动晶状体变厚、折光作用增强,来自近处物体的光线会聚在视网膜上形成视觉。当看远处物体时,睫状体放松,带动晶状体变薄,折光作用减弱,来自远处物体的光会聚在视网膜上产生视觉。
3、近视眼和远视眼的区别
特点 形成原因 矫正
近视眼 近视眼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,来自远处某点的光会聚在视网膜前,到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑 配戴凹透镜
远视眼 远视眼只能看清远处的物体,看不清近处的物体 晶状体太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太扩大短,来自近处某点的光还没有会聚成一点就到达视网膜,在视网膜上形成一外模糊的光斑 配戴凸透镜
4、明视距离:正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离叫做明视距离,大约25厘米。
5、透镜的焦度:透镜焦距的倒数叫焦度,用φ表示。φ=1/f。眼睛的度数D=100=100/f,f的单位是m。
重点提示:凸透镜(远视镜片)的度数为正数,凹透镜(近视镜片)的度数为负数。
五、显微镜和望远镜
1、显微镜
①结构:显微镜镜筒的两端各有一组透镜,每组透镜的作用都相当于一个凸透镜,靠近眼睛的凸透镜电做目镜,靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。
②原理:来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像,目镜的作用则像一个普通的放大镜,把这个像再放大一次。经过这两次放大作用,由目镜所得的视角比用眼睛直接观察物体时的视角大得多,我们就可以看到肉眼看不到的小物价体了。放大倍数等于目镜和物镜放大倍数之积。
重点提示:物体对眼睛所成视角的大小不仅和物体的大小有关,还和物体到眼睛的距离有关。
2、望远镜
结构:由目镜(由凸透镜或凹透镜组成)和物镜(由凸透镜组成)组成。
原理:物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像,目镜用来把这个像放大,我们就能看清远处的物体了。
重点提示:望远镜物镜焦距长,目镜焦距短,且物镜的第二焦点和目镜的第一焦点重合。
六、重点专攻
1、正确理解会聚作用和发散作用
凸透镜(凹透镜)对光的会聚(发散)作用是指从透镜射出的光线相对于入射光线加大了会聚程度或减小了发散程度,即光线经过凸透镜(凹透镜)并不一定会聚到一点(发散),只不过比原来的传播方向更靠近主光轴(更远离主光轴)。
会聚作用与会聚光线是不同的,发散作用与发散光线也是不同的,要区别开,即会聚作用射出的不一定是会聚光线,发散作用射出 的不一定是发散光线。
2、根据成像判断透镜的情况
利用凸透镜成像规律分析实际问题时关健是根据题中所给的成像情况,利用成像特点列出物距与焦距(或像距与焦距)的关系式,通过解不等式或不等式组得到焦距的范围,再进一步利用成像特点分析具体问题。
【典例详解】
例1、当物距为20厘米时,经透镜得到倒立放大的实像,当物距变为10厘米时,像一定是( )
A.放大的虚像 B.放大的实像
C.缩小的虚像 D.缩小的实像
解析:根据凸透镜成像规律可知,当物距小于2倍焦距而大于1倍焦距时,凸透镜可成倒立放大的实像,故可知该凸透镜的焦距应满足:10厘米<f<20厘米.
当物距变为10厘米时,即物距小于焦距时,由凸透镜成像规律可知,应是正立、放大的虚像.
答案:A
方法提炼:关于凸透镜成像规律题,应首先明确物距、像距、成像特点、应用四个条件中的一个,美其名曰:一拖三即一个条件得出三个结论,如:条件照相机,可以得出物距大于2倍焦距,像距在2倍焦距和1倍焦距之间,成倒立缩小的实像。必须熟练掌握规律。
例2、有一次小明参加集体照,但奇怪的是,他明明参加了,结果却小明不在集体照中,根据你所学的知识,拍照时照相的人忘记了 ( )
A.把照相机向人移远,同时拉长暗箱
B.把照相机向人移近,同时拉长暗箱
C.把照相机向人移远,同时缩短暗箱
D.把照相机向人移近,同时缩短暗箱
解析:该题考察的是凸透镜应用中物距增大,像距减小,像变小的结论,而且还需搞清照相机的物距和像距。
答案:C
例3、一物体AB经过透镜成的像为A,B,,下图中能正确反映这种情况的是(  ) 
解析:凸透镜成像规律实验中的图像分析题,还是熟练掌握凸透镜成像的规律为依据。
答案:C
例4、王老师在课堂上,看近处课本时要戴上眼镜,观察远处同学时又摘下眼镜,这样戴上摘下,非常不方便.王老师的眼睛是___________(近视、远视)眼,可以用___________镜来矫正。小军将一种新型眼镜送给了老师,如图所示,镜片A区厚度相同,B区可以矫正视力,现在王老师可以通过________区看书,通过__________区看同学,再不需要频繁戴上摘下眼镜。
解析:该题考察的是眼睛和眼镜的应用,需要学生理解和分辨。
答案:远视 凸透 B A
【精题演练】
1、小明自制了一个简易投影仪(如图),在暗室中将印有奥运五环(红、黄、蓝、绿、黑五色环)标志的透明胶片,贴在发白光的手电筒上,并正对着焦距为10cm 的凸透镜。调整手电筒、凸透镜、白色墙壁之间的位置,在墙上得到了一个清晰正立放大的像,下列说法错误的是:
A.手电筒与凸透镜的距离应小于10cm ,且胶片应正立放置
B.手电筒与凸透镜的距离应大于10cm小于20cm ,且胶片应倒立放置
C.能从不同角度看到墙上五环标志的像,是因为光在墙面上发生的是漫反射
D.将白色的墙上蒙上一层红布,可以看到奥运标志的像中五环的颜色只有红色和黑色
答案:A
2、在2008年北京奥运会安保工作中将采用人脸识别系统(如图),识别系统的摄像机可以自动将镜头前1m处的人脸拍摄成数码相片,通过信号线传递给计算机识别.摄像机的镜头
A.相当于凸透镜,焦距可为0.5m
B.相当于凸透镜,焦距可为0.1m
C.相当于凹透镜,焦距可为0.5m
D.相当于凹透镜,焦距可为0.1m
答案:A
3、两只机械手表,放在凸透镜的主光轴上,如图所示,手表的表面正对透镜,跟主光轴垂直,从透镜的另一侧适当位置观察手表,则下列关于手表秒针旋转方向说法中正确的是
A.甲表秒针逆时针旋转,但看到的秒针比直接看表时粗大
B.乙表秒针逆时针旋转,跟直接看表相同
C.乙表秒针顺时针旋转,但表面上下左右都倒过来
D.甲表秒针顺时针旋转,但看到的秒针比直接看表时粗大
答案: D
4、某同学在探究凸透镜成像的规律时,用了两个焦距不同的凸透镜分别进行了若干次操作,并把实验数据准确地记录在以下两个表中.
凸透镜的焦距/cm 物体到凸透镜的距离/cm 像到凸透镜的距离/cm 像的正倒 凸透镜的焦距/cm 物体到凸透镜的距离/cm 像到凸透镜的距离/cm 像的正倒
14 20 47 倒立 16 20 80 倒立
14 30 26 倒立 16 30 34 倒立
14 40 22 倒立 16 40 27 倒立
14 60 18 倒立 16 60 22 倒立
请分析以上数据,把能得出的探究结论写出二条填在横线上
结论一:________________________________________________________________
结论二:________________________________________________________________
答案:结论一:在成实像的情况下,凸透镜的焦距相同时,物体到凸透镜的距离越长,像到凸透镜的距离就越短。
结论二:在成实像的情况下,物体到凸透镜的距离相同时,凸透镜的焦距越长,像到凸透镜的距离就越大。
5、2008年5月12日,四川省汶川县发生了里氏8.1级地震,为了及时了解受灾情况,相关部门利用了飞机航拍和卫星遥感技术。飞机航拍只能在白天进行,利用的是地面物体________(选填“反射”或“折射”)的可见光来拍摄,拍摄时物体距离相机的距离在________。而卫星遥感则可以昼夜不停的工作,因为它不仅可以感知________(选填“可见光”或“不可见光”),还可以感知物体发出的________(选填“紫外线”或“红外线”)。
答案:反射 两倍焦距之外 可见光 红外线
6、某实验小组在“探究凸透镜成像特点”实验过程中,进行了以下步骤:
(1)将凸透镜正对太阳光,在透镜的另一侧移动光屏,在距透镜10cm处,屏上呈现出最小、最亮的光斑,由此粗略测出此凸透镜焦距约是多少?
(2) 小华同学将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,如图所示,并使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上,实验过程中凸透镜保持在光具座上50cm的位置处不变。将烛焰移动到光具座上的15cm位置处,当光屏在光具座60~70cm间的某位置时,光屏将会接到烛焰的像,该像与物比较有什么特点?应用这一原理可以制成什么光学仪器?
(3)小华同学对凸透镜成像做了进一步的探究,让凸透镜和烛焰的位置保持不变,将光屏向右移动了2cm,结果发现屏上烛焰的像变模糊,接着她将同学的近视眼镜放在透镜与烛焰之间并左右移动进行调节,结果光屏上烛焰的像又重新变清晰。此现象说明近视眼镜是凸透镜还是凹透镜?
答案:(1)10cm (2)倒立、缩小的实像 照相机(或摄像机、摄像头)
(3)凹透镜
【考题预测】
1、如图是张敏同学拍摄的西湖大酒店风景相片, 下面说法正确的是
A.要想使大楼的像更大些,张敏应向大楼靠近些,再拍摄
B.大楼在湖中的倒影是由于光的直线传播形成的
C.大楼在湖中的倒影是由于光的折射形成的
D.拍摄时底片上的像是倒立放大的虚像
答案:A
2、小明利用电脑上的视频摄像头给自己拍数码登记照。试拍后发现左脸白,右脸黑,原来是台灯放在左侧,这是由于光的________造成的;调整台灯后,小明应在距离镜头________处;如果觉得像偏小,他应该________(选填“靠近”或“远离”)镜头。看着自己的照片.发现面部光线还是不均匀。请你帮他想出一个解决办法________________________________。
答案:直线传播 大于二倍焦距 靠近 灯光不直接照射面部(用多灯从不同角度照明;让灯光透过白布照明;让墙面反射灯光照明等等)(只要合理即可)
3、如图是十字路口处安装的监控摄像头,它可以拍下违章行驶的汽车照片,摄像头的镜头相当于一个 镜。A 、B 是一辆汽车经过十字路口时,先后拍下的两张照片,可以看出汽车是 摄像头(“靠近”、“远离”)。观察照片可以发现,几乎看不见车内的人,但车的外表却很清晰,是因为车内的人 ,摄像头几乎无法成像。夜晚,为了不影响司机开车,车内的灯应 。
答案:凸透 靠近 反射的光很弱 熄灭
4、.在做“探究凸透镜成像规律”的实验时:
⑴小明发现所用的凸透镜没有标明焦距,于是他让太阳光平行于主光轴照射在凸透镜上,在透镜另一侧F点得到一个最小的亮点,如图所示。试作出这一过程的光路图。
⑵请用刻度尺量出凸透镜的焦距:f= cm。
⑶小明将该凸透镜放在光具座上进行实验,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,其中明显还需要调整的是__________                。调整后,在光屏上恰好得到一个清晰的蜡烛的像,请你详尽地描述这个像的点:      。
⑷此时,小明把自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间且靠近凸透镜的位置,结果光屏上原来清晰的像变模糊了,若不改变蜡烛和凸透镜的位置,应将光屏向 凸透镜的方向移动(填 “远离”或“靠近”),才能使蜡烛的像变清晰。此实验说明近视眼配戴合适的近视眼镜能矫正视力的原因是               。
答案:
⑴ 如图所示。
⑵ 约5cm(1分)
⑶光屏的高度,使蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一直线上(1分) 、 倒立、缩小的实像(2分)。
(4)远离(1分) 能把成在视网膜前的像成在视网膜上。(2分)
5、在探究“近视眼的形成原因和矫正方法”时,冰蓉同学选择了如下器材:
蜡烛(模拟所视物)、水凸透镜(模拟人眼晶状体,并与注射器相连)、光屏(模拟人眼视网膜)、光具座等。
(注: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。)
(1)她安装并调整好实验装置,如图所示,将点燃的蜡烛置于透镜前某一位置时,在光屏上得到了烛焰清晰的像;当向水凸透镜内注入水,使透镜更凸后,发现光屏上已无烛焰清晰的像,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 (选填:“靠近”或“远离”)水凸透镜,才能得到清晰的像。
(2)根据上述实验,可知近视眼的形成原因是: 。
答案:⑴ 凹 靠近
⑵ 晶状体较正常人眼更凸 或变厚(或像成在了视网膜之前) 或晶状体偏折能力强或对光线的汇聚能力强
1、中间 边缘 的透镜叫凸透镜,它对光线有 作用
2、凸透镜的几个要素:主光轴、光心O、 F、 f、
(物距u ,像距v 。)
3、中间 边缘 的透镜叫凹透镜,它对光线有 作用。
4、透镜的三条特殊光线:(1)过光心的光线(2) 过焦点的光线,
(3)平行于主光轴的光线
5、凸透镜成像原理:光的折射。
6、凸透镜成像的规律和应用。
7、显微镜和望远镜:透镜的组合使用。
透镜及凸透镜成像
1、眼睛的作用相当于 透镜,眼球好像一架 ,来自物体的光会聚在视网膜上,形成 、 的 像。
2、近视眼矫正前将光会聚在视网膜 (前或后),矫正时需要在眼睛前面放一个 透镜。
3、远视眼矫正前将光会聚在视网膜 (前或后),矫正时需要在眼睛前面放一个 透镜。
眼睛和眼镜欧姆定律
【考纲要求】
1.理解欧姆定律及简单计算。
2.会用电压表和电流表测电阻。
3.掌握串并联电路的特点。
【知识结构】
【中考考点】
因这一章的知识相对来说比较简单,所以中考主要集中在选择或填空、探究中。考点主要内容为:能说出生活环境中的常见的温度值、判断物态变化、知道物态变化过程中的吸热、放热情况、晶体和非晶体熔化、凝固的区别、晶体熔化实验、熔化、凝固的条件、不同物体沸点不同、沸腾的条件、“观察水的沸腾”实验、沸点受气压的影响、影响蒸发的因素
【知识梳理】
一、电流跟电压、电阻的关系
1、电流跟电压的关系:在电阻一定时,导体中的电流踺段导体两端的电压成正比。
注意:①这里导体中的电流和导体两端的电压都是针对同一导体而言的,不能说一个导体中的电流和另一导体上的电压成正比。②不能反过来说,电阻一定时,电压跟电流成正比。这里存在一个逻辑关系的问题,电流、电压都是物体量,有各自和物体,物体 量之间存在一定的因果关系,这里的电压是原因,电流是结果,是因为导体两端加了电压,导体中才有电流,不是因为导体中通了电流才加了电压,因果关系不能颠倒。
2、电流跟电阻的关系:在电压一定的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
注意:①电流和电阻是针对同一导体而言的,不能说一个导体的电流与另一个导体的电阻成反比。②不能反过来说,电压不变时,导体的电阻与通过它的电流成反比。我们知道电阻是导体本身的一种特性,即使导体中不通电流,它的电阻也不会改变,更不会顺为导体中电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。
二、欧姆定律
1、内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
2、表达式:I=U/R U表示一段导体两端的电压,单位是伏特(V);R表示这段导体的电阻,单位是欧姆(Ω);I表示通过这段导体中的电流,单位是安培(A)。
3、公式的物体意义:欧姆定律的公式I=U/R表示加在导体两端的电压增大几倍,导体中的电流就增大几倍;当加在导体两端的电压不变时,导体的电阻增大几倍,其电流就减小为原来的几分之一。
4、由公式可变形为:U=IR R=U/I
5、对欧姆定律的理解:
①定律涉及的电流、电压、电阻三个物体量都是针对同一导体或同一段电路而言的,即满足“同体性”;式中的I、U、R还应是同一段导体在同一时刻的电流、电压、电阻,即满足“同时性”;运用该式时,式中各物理量的单位要统一使用基本单位。
②定律中提到的“成正比”和“成反比”的两个关系分别有不同的前提条件,即当电阻一定时,通过它的电流跟它两端的电压成正比,当导体两端的电压一定时,通过它的电流跟它的电阻成反比。
③欧姆定律公式I=U/R可以变形为U=IR,但不能认为导体两端的电压跟导体中的电流、导体的电阻成正比,因为电压是形成电流的原因;公式还可以变形为R=U/I,但不能说导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟电流成反比,因为电阻是导体本身的一种特性,跟所加电压和通过的电流无关,只是为我们提供一种测量、计算导体电阻的方法而已。
④欧姆定律只适用于纯电阻电路,如:只接有电阻器、电热器、白炽灯等电路。对于非纯电阻电路,如电动机电路、日光灯电路等,不能直接应用。
6、电阻的串联和并联
①电阻串联:R=R1+R2+…+Rn。导体的串联相当于增加了导线的长度,由影响电阻的因素可知,串联电路的总电阻大于任何一个分电阻。如果把n个阻值都是r的导体串联,则总电阻R=nr。
②电阻并联:1/R=1/R1+1/ R2+…+1/Rn。如果n个阻值都是r的导体并联,则总电阻R=r/n。当只有两个电阻并联时,R=R1R2/(R1+R2),电阻的并联裨上是增大了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻小于任一分电阻。
③在串、并联电路中,任一电阻增大,电路总电阻也增大。串联电路中,各电阻分压,且各电阻两端电压与各电阻阻值成正比;并联电路中,各电阻分流,且各支路电流之比为各支路阻的反比。
三、测量小灯泡的电阻
1、实验原理:根据欧姆定律的变形公式R=U/I,测出待测电阻两端的电压和通过的电流就可以计算出导体的电阻。这种测电阻的方法叫伏安法。
2、实验器材:电源、开关、电流表、电压表、小灯泡、滑动变阻器、导线若干。
3、实验电路图:
4、实验操作步骤:
①按电路图连接好电路,检查电路无误后闭合开关。
②调节滑动变阻器的滑片,读出一组电压和电流值,记录数据。
③计算出待测电阻的阻值。④整理实验器材。
实验中可以多测几驵电流和电压的数据,分别算出相应的电阻R,进行比较。用伏安法测量小灯泡的电阻时,加在灯泡两端的电压不同,小的亮度不同,也就是小灯泡灯丝的温度不同,这样测出的几组数据中,算出的灯泡的电阻是不同的加在灯泡两端的电压越大,灯泡越亮,灯丝的温度越高,其电阻越大。由此可得出灯丝的电阻随温度的升高而增大的规律。
5、滑动变阻器的作用:改变小灯泡两端的电压及保护电路。
6、实验过程中应注意的事项:①连接电路时开关应是断开的。②电路连好开关闭合前,应使滑片位于阻值最大处。③电压表、电流表要选择合适的量程。④每个小灯泡的金属口上都标着它正常工作的电压。接通电源后通过变阻器把电压调到该电压值,测量时从该电压开始逐次降低。
四、欧姆定律和安全用电
1、电压越高越危险:
①对人体的安全电压:电流对人体的危害性跟电流的大小、通电时间的长短等因素有关。大量触电事故表明:当人体两端的电压低于36V,通过人体的电流低于0.1mA时,才不会引起触电感觉。因此只有不高于36V的电压才是安全的。
②电压越高越危险:由欧姆定律可以知道,在电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。电压越高,通过人体的电流就会越大,对人体的伤害就会越大。人体是导体,一般情况下加在人体的电压越过36V时,通过人体的电流就会给人体造成危险,家庭电路的电压是220V,大大超过了安全电压,故我们不能接触220V的电压。高压电路的电压达到几十万伏,人体不直接接触,也会有危险,因此对人体的安全电压是不高于36V。
③不能用湿手触摸用电器:欧姆定律告诉我们,导体中电流的大小与导体的电阻成反比。人体也是导体,家庭电路的电压是220V,大大超过了安全电压,而湿手又使人体的电阻大大减小,触摸电器就很可能发生触电事故;并且不纯净的水也是导体 。如果用湿手插(拔)插头、按开关等,极易使水流入插座和开关内,使人体和电源相连,造成危险。因此,千万不要用湿手触摸用电器。
2、断路和短路
①断路:电路没有接通。可能原因:灯丝断了;灯头内的电线断了;、开关等处的接线松动、接触不良。
②电源短路:不经过用电器直接将电源两极连接起来的现象。由欧姆定律可以知道,由于导线的电阻很小,电源短路时电路上的电流会很大,这样大的电流,电池或其它的电源都不能承受,会造成电源损坏;更为严重的是,因为电流太大,会使导线的温度升高,严重时有可能造成火灾。
③用电器短路:即电路中的某一用电器的两端由导线直接连接。当用电器发生短路时,此用电器无法工作,并会引起整个电路中的电流过大而发生危险,这也是不允许的。
3、注意防雷:雷电是大气中一种剧烈的放电现象,雷雨天要注意防雷。高大的建筑物上安装的避雷针、高压输电铁塔上最上面的两根导线也是用来防雷的。雷雨时不要在空旷的地方活动或停留;不要在树下避雨;不要接触金属物品(包括金属把的雨伞);拔掉所有的电源线、网线、电视天线插头等。
4、安全用电的原则:①不接触低压带电体②不靠近高压带电体;③不弄湿用电器;④不损坏绝缘部分;⑤金属外壳的用电器一定要接地;⑥家庭电路的安装一定要正确。
五、欧姆定律在电流表和电压表中的应用
电流表的电阻很小,将它串联到电路中就相当于串联一根电阻可忽略不计的导线,因电流表串联在电路中不会影响电路中的电流大小。以由于串联中的电流处处相等,因此通过电流表上的示数可以知道电路中与电流表串联的其它部分中的电流。如果将电流表直接接到电源两极上,由于电流表的电阻很小,根据欧姆定律,电路中的电流会很大,就会把电路中的电流表及电源烧坏,所以绝不允许将电流表直接在电源两极上。与电流表相反,电压表的电阻很大,将电压表并联在某段电路或电源的两端时,有电压表的支路就相当于断路,所以电压表可直接接在电源两极上,这时测的是电源电压。
六、电流表、电压表的示数变化
在含有滑动变阻器的电路中,由于开关的闭合或断开会引起电流表、电压表示数的变化,或滑动变阻器的滑片移动也会引起电流表、电压表的示数变化。判断电流表、电压表示数如何变化是电学中一类比较重要的题型。这种题目的分析一般遵循下列思路:
1、首先分析电路的连接情况,看清是串联电路还是并联电路,分析电路连接时一般先去表。即把电流表当成导线,把电压表当做开路处理。
2、分析滑片滑动时,变阻器电阻如何变化,电路总电阻如何变化,或开关闭合、断开时电路连接情况如何变化,电路中总电阻如何变化。
3、运用欧姆定律看总电流如何变化,然后再进一步分析各用电器上电流和电压的变化情况。这种题目从解题过程来看,一般符合总→分→总的特点。
七、解电学题的方法、步骤
解电学题目应该掌握一定的方法,和般按照下列的步骤进行。
首先,根据题意和所给出的电路图分析电路的连接情况(用电器串联、并联情况的电压表、电流表、所测电压的电流的情况),画出等效电路图。具体做法:①简化电路。将不工作的用电器和电路中的电表去掉,电流表的内阻很小,简化处理时可先看做一根导线,电压表的内阻很大,简化处理时将其所在支路看做断路。②看滑动变阻器连入电路的是哪段电阻丝。③分析电流表和电压表分别测的是哪段电路的电流和电压。
其次,在电路图上标明已知量和未知量,同一个导体的U、I、R下角标要相同,这样对试题所描绘的物体情景就有了整体的认识,便于分析和解题,避免张冠李戴。
最后再根据欧姆定律和串、并联电路的特点列方程解题。
【典例详解】
例1、如图,当滑动变阻器接触头P向右移动时,电流表、电压表的示数如何变化?(电源电压U不变)
解析:此题考查的是电表示数变化问题,滑动触头P未动时,R1、R2并联
电压表示数:U=U1=U2
电流表示数:I=I1+I2
当P向右移动时,R2增大,U2不变,电压表示数不变。
因,R2增大时,I2变小,I=I1+I2也变小,电流表示数变小。
答案:电压表示数不变;电流表示数变小。
方法提炼:关于电表示数变化问题是历年中考考查的重点也是难点问题,解决该类问题首先简化电路,判断串并联;其次认清各表测量的对象;从引起变化的电阻入手,导到总电阻、总电流(不管是串联还是并联,一个电阻增大其总电阻增大,总电流减小),然后根据欧姆定律各各击破。
例2、一个小灯泡的电阻是8欧,正常工作时的电压是3.6伏,现在要把这盏灯直接接在4.5伏的电源上能行吗?怎样做才能使这盏灯正常发光?
解析:考查串联电路分压的特点,根据题意画出用电阻R2分支部分电压U2=U-U1=4.5伏-3.6伏=0.9伏的串联电路
电路中的电流
需要串联的电阻
答案:串联一个2欧的电阻。
例3、如图所示的电路中,电源电压为9伏且不变,电阻R1=12欧,R2=12欧,R3=6欧,在以下情况中电流表的示数各是多少?
⑴S1、S2都断开时
⑵S1、S2都闭合时
⑶S1闭合,S2断开时
解:本题考查通过改变开关的开、闭来改变电路结构,解题的关键是弄清各种情况中电路的连接形式。
⑴S1、S2都断开时,R1与R2串联,
R=R1+R2=12欧+12欧=24欧
⑵S1、S2都闭合时,R1被短路,R2与R3并联,
所以R=4欧
⑶S1闭合,S2断开时,只有电阻R2与电源相连
方法提炼:遇到变化电路不要慌,当里个当,当里个当。一个当一个电路图,条件要注明,方程在其中。
例4、小明为测量小灯泡正常发光时的电阻(阻值约为10 ),设计了图1所示的电路图。 已知电源电压为6v,灯泡的额定电压为3.8V,滑动变阻器标有“20 lA”字样。
(1)图2是小明根据电路图连接的实物图。闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡 ;经检查,是由于一根导线连接错误。请你在实物图中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
(2)若电压表0~15v的量程损坏,为完成实验,请你使用原有器材重新设计一个串联电路,并将设计的电路图画在上面的虚线框内。
(3)根据你的设计重新连接电路进行实验。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为 v,小灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.4A,则小灯泡的电阻是 。
解析:本题考查的是伏安法测电阻,从原理到故障的排除再到图的设计,考查了学生的动手操作能力和思维创新能力。
答案:不发光;2.2V;5.5
【精题演练】
1、如图所示.将开关S闭合后,向左移动滑动变阻器滑片P,灯的亮度和电压表示数变化情况分别是( )
A.灯变亮,电压表示数变大
B.灯变亮,电压表示数变小
C.灯变暗,电压表示数变大
D.灯变暗,电压表示数变小
答案:B
2、如图所示,电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器的最大阻值为20 ,定值电阻R0为5 。闭合开关后,移动滑片,发现能使电流表(“0~0.6A”或“0~3A”)和电压表(“0~3V”或“0~15V”)的指针同时达到满刻度线。则R0的电功率与电流的关系图像可能是
答案:C
3、如图所示,是用电压表和电流表测2.5V小灯泡正常发光时电阻的实验电路。
(1)请你在虚线框内画出该实验电路的电路图。
(2)闭合开关,电压表指针如图所示,为测出2.5V小灯泡正常发光时的电阻,滑动变阻器滑片P应向   端移动(选填“A或B”)。
答案:(1)
(2)B
4、一个额定电压为8V的小灯泡,正常发光时的电阻为10Ω。手边现只有电压为10V的电池,以及任意阻值的备选电阻器。为了使此小灯泡正常发光:
(1)请在右边的方框内画电路图来表示你的设计方案,并说明设计理由。
(2)通过计算回答你所选用的电阻器的阻值。
答案:(1)电路图如下:
理由:利用串联电路的分压特点。
(2)解:利用电阻分压:UR=U-UL=10V-8V=2V
  电路中的电流为:I=UL/RL=8V/10Ω=0.8A
电阻的阻值:R=UR/I=2V/0.8A=2.5Ω
【考题预测】
1、如图所示为某电器厂生产的一款电吹风原理图,图中标有“M”的元件是一个带有风扇的电动机,“R1、R2”是电热丝,通过插头接入220V家庭电路。请仿照示例填写开关分别在1、2、3号功能位时电动机M、电热丝R1和R2的工作状态(“工作”、“不工作”),以及对应的电吹风的功能状态(“吹高热风”、 “吹热风”、“停”)。
示例:1号位:M、R1和R2都不工作;功能状态为“停”。
2号位: 。
3号位: 。
答案:电动机、电热丝R1和R2都工作,电吹风的工作状态为“吹热风” 电动机、电热丝R1工作,电吹风的工作状态为“吹高热风”【电动机、电热丝R1工作,电热丝R2被短路,电吹风的工作状态为“吹高热风”】
2、要测量电阻Rx的阻值(约100 ),实验室能提供的器材有:学生电源(U = 3V)、电流表、电压表、滑动变阻器(最大阻值R = 50 )、开关各一个,导线若干。
(1)小明设计的实验电路图如图甲所示,请用铅笔画线代替导线,根据甲图将乙图中的实物图连接完整。
(2)当小明按照甲图连好实物电路后,闭合开关,发现电流表的指针能够偏转,电压表的示数为3V,产生这种现象的原因是 。
(3)在实验过程中,小明发现电流表指针偏转幅度太小,但他想了想,觉得不需要改变电路的连接方式,且不用读出电流表的示数,也能较准确地求出Rx的阻值。他的做法是:将滑动变阻器的滑片移到 ,读出 ,则Rx= (用字母表示)。
答案:(1)如图所示.(2)滑动变阻器接入电路中的阻值为0(或“滑动变阻器的滑片滑到最左端”、“滑动变阻器被短路”等) (3)最大阻值处(或“最右端”) 电压表的示数Ux(或“Rx两端的电压Ux)
欧姆定律
内容:_________________________________________________________。
公式:,公式变形_______,_______
应用
伏安法测电阻原理公式:_______
判断电路故障
串联电路的特点
Chuanlian
电流处处相等:_______________
总电压等于各部分电路电压之和:_______________
总电阻等于各串联电阻之和:_______________
电压分配于电阻的关系:_______________
并联电路的特点
Chuanlian
总电流等于各支路电路之和:_______________
各支路两端电压相等:_______________
总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和:_______________
电流分配于电阻的关系:_______________电路、电流、电压、电阻
【考纲要求】
1、会分析简单电路图;简单串联电路或并联电路
2、认知简单串联电路和并联电路的连接
3、会电流表、电压表、滑动变阻器的使用
4、会简单电路故障的分析和判断
【知识结构】
【中考考点】
因这两章的知识相对于电学来说属于基础知识,所以中考主要集中在选择或填空中。考点主要内容为:电路的连接、导体和绝缘体、作图题和电路设计、判断电路故障、判断滑动变阻器对电流、电压的影响。
【知识梳理】
一、电路和电流
(一)电荷
1、摩擦起电:摩擦过的物体具有吸引轻小物体的性质,就说物体带了电。用摩擦的方法使物体带电,叫摩擦起电。
2、正负电荷:自然界中只有两种电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。带电体凡是与丝绸摩擦过的玻璃棒相排斥的带正电;凡是与毛皮摩擦过的橡胶棒相排斥的带负电。正电荷、负电荷常分别用“+”、“-”表示。
3、电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
两个带电体相互排斥,则有:①都带正电,②都带负电两种可能。
两个带电体相互吸引,则有:①一带正电,一带负电;②一带正电,另一个不带电;③一个带负电,另一个不带电三种可能。
4、验电器:检验物体是否带电的仪器。用带电体接触验电器的金属球,它的两片金属箔就会张开,张开角度越大,说明带电体所带电荷越多。即验电器的工作原理是同种电荷相互排斥。验电器可以判断物体是否带电,也可以判断物体带什么电,判断物体琏什么电时,可以先让验电器带上已知电性的电荷,再让带电体接触验电器的金属球,如果验电器在原来的基础上张角变大,则物体带的电与原来验电器上带的电相同;如果验电器张角先合拢又张开,则物体带的电与原来验电器上带的电相反。
5、电荷量及中和:
①电荷量:电荷的多少叫做电荷量。简称电荷,符号是Q,其单位是库仑,简称库,符号为C。
②中和:等量异种电荷放在一起会完全抵消,这种现象叫做中和。
6、原子结构:一切物质都是由分子组成的,分子又是由原子组成的,原子是由位于原子中心的原子核和核外电子组成的,原子核带正电,电子带负电,电子在原子核的电力作用下,在核外绕核运动。原子的这种结构称为核式结构。
7、元电荷:电子是带有最小负电荷的粒子,它的电荷量为1.6×10-19C,称为元电荷,用e表示。1C的电量等于6.25×1018个电子所带的电量。任何带电体所带的电量都是电子所带电量的整数倍。
8、原子的电中和:通常情况下,原子核所带的正电荷与核外所有电子总共带的负电荷在数量上相等,因此整个原子呈中性。
9、摩擦起电的实质
不同物质的原子核束缚电子的本领不同,两物体互相摩擦时,哪个物体的原子核束缚电子的本领弱,它的一些电子就会转移到另一个物体上,摩擦起电的实质不是产生了电,而是电子在物体之间发生了转移。
10、导体和绝缘体:电荷可以在导体中定向移动。
导体能够导电的原因是因为内部存在着大量的自由电荷,绝缘体内部几乎没有可以自由移动的电荷。
(二)电流和电路
1、电流:电荷的定向移动形成电流。
电路中有电流时,发生定向移动的电荷可能是正电荷,也可能是负电荷,还可能是正负电荷同时向相反方向发生定向移动。把正电荷移动的方向规定为电流的方向。电流方向与正电荷移动的方向相同,与负电荷移动的方向相反。
电路中电源外部电流的方向是从正极流向负极,即“正极→用电器→负极”;在电源内部电流的方向是从负极流向正极。
电路中要获得持续电流必须同时满足两个条件:电路中要有电源;电路要闭合是一个通路。
2、电路:由电源、用电器、开关、导线连接起来的电流的通路。
电源是提供电能的装置,把其它形式的能量转化为电能。用电器是消耗电能,将电能转化为人们所需的其它形式能量的装置。导线连接电路,开头控制电路。
3、电路的状态:
①处处连通的电路叫通路。
②某处断开的电路叫开路或断路,电路断路时用电器是不工作的。
③将电源正、负极直接用导线连在一起的电路叫短路。电路短路时会将电源烧坏,甚至引起火灾,这样的短路会使整个电路短路,是绝对不允许的。部分电路短路:用导线把电路中的某一部分两端连接起来,这样电路会部分短路,可以利用这种短路来控制电路。
4、电路图:用统一规定的符号表示电路连接情况的图叫电路图。
画电路图的规则:①电路图应画成方框图形;②电路图要处处连接,不能形成开路,更不能形成短跑路;③电路图中不能出现元件的实物符号,必须用电路符号表示电路元件;④电路 图与实物图元件顺序必须一一对应;⑤用电器、开关等电路元件不要画在连线的拐角处。
5、电路图和实物图的转化:
依电路图连接实物图时,应注意:①连接的实物图中各元件的顺序应与电路图保持一致;②对于串联电路,一般从电源正极开始连接,沿电流方向将元件依次连接,对于并联电路,先连接元件较多的一条路,然后将元件少的一长路并联接入;③连线应简洁、明确、到位,不得交叉;④连接电路时开关应是断开的,待连接完毕检查无误后,再闭合开关进行实验。
依实物图画电路图时也可采用与上面类似的“电流路径法”,但也应注意电路图中各元件的位置安排适当,使图形容易看懂、匀称、美观。
6、判断电路的连接是否正确的方法
①看电路的基本组成部分是否齐全,电源、用电器、导线和开关四个部分缺一不可;
②仪表接法是否符合其使用规则和要求;
③电路是否有短路现象,是否会烧坏仪表、用电器或电源;
④电路是断路现象,是否会造成仪表或用电器不起作用;
⑤电路的连接是否符合题意要求,各元件能否起到预期的作用。
(三)串联和并联
1、串联:电路元件逐个顺次首尾相连接的电路连接方式叫做串联。开关和秘控制的用电器是串联的。
串联电路的特点:电路不分叉,电流只有一条路径,电流依次流经各用电器,只要有一处发生开路,电路中就没有电流,其它用电器都不能工作。即串联电路中一个开关可以控制所有用电器。
2、并联:将用电器不分先后,并列连在电路两端的电路连接方式叫做并联。
并联电路的特点:电路分叉,干路有若干支路,电流有若干条通路,干路中的电流分别通过各支路用电器,一条支路上的用电器不能工作,不影响其他支路的用电器工作。干路上的开关控制所有的用电器,支路上的开关只控制本支路上的用电器。
3、串、并联电路的识别
①用电器连接法:用电器逐个顺次连接且互相影响的是串联;用电器并列连接且各自独立工作互相不影响的是并联。
②电流路径法:凡是电路中电流只有一条路径的,一定是串联;电路中有两条或两条以上路径的是并联。
③描点法:对于比较复杂的电路,有时不能辨别电流的路径可以通过描点。描点的原则:凡是用导线直接相连的点都可视为同一点。如果电路元件连在同一点上,则是并联,否则是串联。
④用电器断路法:把电路中的某一用电器断开,如果其他用电器不受影响,仍能正常工作,则这些用电器是并联的,否则是串联的。
⑤电流规律法:如果题目中给出了电流,还可以利用串、并联电路的电流特点来判断。
前三种方法适用于判断电路图中各用电器的连接情况,第四种方法适用于实际电路中用电器的连接情况,如判断家庭电路用电器的连接情况、判断马路上路灯的连接情况等。
(四)电流的强弱
1、电流:电流是表示电流强弱的物理量。用I表示,单位是安培,简称安,符号是A。
2、电流表:用来测量电流的仪表。在电路中的符号是
3、电流表的使用:电流表接入电路时应和被测用电器串联;让电流从正接线柱流进,从负接线柱流出;电路中电流不要超过电流表量程;绝不允许将电流表直接连到电源两极上,这样如同短路,会很快将电流表烧坏,甚至损坏电源。
4、电流表的读数:①明确电流表的量程;②确定电流表的分度值;③接通电路后看电流表的指针总共向右偏过了多少个小格。
(五)探究串、并联电路的电流规律
1、串联电路的电流特点:串联电路中电流处处相等,I1=I2=…=In。电流表接在任何位置读数都相等,可以说电流表测的是各用电器的电流或电路中的电流。
2、并联电路的电流特点:并联电路中干路电流等于各支路电流之和,I=I1+I2+I3+…+In。电流表接在不同的位置瓬数不同,测不同的电流。电流表接在干路上测干路的电流,接在支路上测的是支路上的电流。
二、电压
(一)电压
1、电压:电压是形成电流的原因。要使电路中形成电流,电路两端必须保持一定的电压。电压由电源来提供。电源的作用是给用电器两端提供电压。电压的单位是伏特(V)。
2、电压表:测量电路中某段电路两端电压大小的仪表。电路符号是
电压表的使用规则:使用电压表之前注意观察它的量程和分度值;电压表与所测量的用电器并联;让电流从电压表的“+”接线柱流进,从“-”接线柱流出;电压表可以直接接在电源两极上,待测电压不能的量程,无法估测电压时,可采用试触法来选择量程。
3、电压表的读数:根据接线柱确定量程;认清电压表的分度值;待指针稳定后看电压表指针向右偏转的格数,读出正确的电压。
4、串联电池组的电压等于各节电池的电压之和;并联电池组的电压与每节电池的电压相等。
(二)探究串、并联电路电压的规律
1、串联电路电压的规律:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。即:U=U1+U2。
2、并联电路电压的规律:并联电路两端的电压 与各支路两端的电压相等。即:U=U1=U2。
三、电阻和变阻器
(一)电阻
1、电阻:导体对电流的阻碍作用叫电阻。用R表示。单位是欧姆(Ω),常用的单位还有kΩ、MΩ。电路符号是
2、决定导体电阻大小的因素:导体的电阻是导体本身的一种性质,导体电阻的大小与导体的长度、横截面积和材料的性质有关,其关系为R=ρl/S,ρ是导体的电阻率。此外,导体的电阻还和温度有关。与两端的电压大小、通过它的电流的大小无关。同种导体的长度越长,横截面积越小,电阻越大。
(二)变阻器
1、变阻器:变阻器是一种通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变电阻 的器件。常见的变阻器有滑动变阻器和变阻箱。滑动变阻器的电路符号为
2、作用:通过改变滑动变阻器滑片的位置,从而改变接入电路中电阻 丝的长度,来改变电路中电阻的大小,从而改变电路中的电流和部分电路两端的电压,还可以保护电路。
3、使用方法:串联在要改变的电路中;两接线头要采用一上一下的接法。连接电路时应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处。滑动变阻器在使用时,不能使通过的电流超过最大量程,否则会烧坏变阻器,所以在使用前,要将电阻调到最大,能连续地改变连入电路中的电阻,但不能直接读出电阻值的大小。
4、电阻箱:电阻箱是一个能表示出阻值的变阻器,能直接读出连入电路 的电阻值,但不能连续地调节。读数方法:旋盘下面“△”所对示数乘乘以相应的倍数之和。四个是0~9999之间的整数值。
(三)移动滑动变阻器的滑片P对电路影响的分析步骤
要分析滑片P移动时滑动变阻器对电路的控制作用时,首先应通过描电流的路径来判断滑动变阻器连入电路的是哪段电阻丝(电流通过哪段电阻丝,哪段电阻丝就被接入电路中),然后分析当滑片P移动时会使连入电路的电阻丝变长地面观察站是变短,从而知道变阻器的电阻变大还是变小,最后再利用欧姆定律和串、并联电路的特点来分析电路中电流和电压的变化。
(四)电路中未知元件的选择
在选择、填空题中常有电路中未知元件的题目,有的同学碰到这种题目常常感到毫无头绪,其实只要熟悉各种元件的连接方法,再逐一分析即可得出结论。选择时要注意:电压表不能串联在干路上,电流表不能与其它元件并联,出可以这样想:电压表相当于断路,电流表相当于导线。
(五)电路常见故障的分析
在对电路故障分析时,有些同学往往感到无从下手,究其原因主要有三方面:一是没有搞清楚电路故障都有哪些情况;二是没有掌握对此类问题的分析方法;三是不知道电路出现断路和短路后将会主生哪些现象。一般来讲电路故障主要表现为:
1、电路断路:电路不通 ①灯泡不亮②电流表无示数③电压表示数为零④电压表示数接近电源电压⑤断开处一端能使试电笔氖管发光,另一端不能使其发光。
2、电路短路:电路仍通 ①灯泡可能仍亮②灯泡可能不亮(说明灯泡被短路)③电流表有示数④电压表可能有示数(和电压表并联部分无短路而断路)⑤电压表示数可能为零(和电压表并联部分无断路而短路)⑥短路处任意点均能使试电笔氖管恨光。
在清楚了这些电路故障可能引起的现象后,在分析此类问题时考虑就要全面。
(六)电路故障的检测
电路故障检测仪器很多,可以用电压表、电流表以及各种电路元件。
电压表没有读数说明所接部分以外电路是断开的,有读数则说明所接部分以外电路是连通的。断路故障的判断:用电压表逐段与电路并联,若电压表指针偏转,则现电压表并联的电路有断点;短路故障的分析:用电压表和电源并联,若有示数,说明电路未全部发生短路,再逐段与电路并联,若电压表示数为零;则该电路被短路;若电压表示数不为零,则该电路不被短路或不完全被短路。
用小灯泡检测电路故障时,基本过程和用电压表类似。
电流表接入电路时,若有示数,说明电路其它部分连通;若若无示数,说明电路其它部分断开。
【典例详解】
例1、根据下图甲、乙两个电路图识别小灯泡是怎样连接的?
解析:该题考查的是电路的连接,根据串联电路及并联电路特点,我们从甲图上可看出电键闭合后,电流从电源正极流出到a点分成两路,分别经L1和L2后汇合于b再回到电源负极,小灯泡L1和L2分别在两条支路上,所以两盏小灯泡是并联的。
图乙的电路不可直接识别,可以在分析电流方向的基础上,画出它的等效电路,再判断电灯的连接方式。图丙是图乙的等效电路,不难看出L1和L2是并联的。
答案:甲、乙均是并联
方法提炼:关于电路的连接方式的判断,电流法是最基本也是最实用的方法,从电源的正极到负极有一条路径的是串联,两条或两条以上的是并联。电压表相当于断路,电流表相当于导线,按照电流的流向找到电流的分开点和汇合点。
例2、下列四组物质中,都属于绝缘材料是( ,)
A.水银、玻璃、油 B.玻璃、石墨、纯净水
C.塑料、橡胶、陶瓷 D.干木柴、陶瓷、海水
解析:本题考查的是导体和绝缘体的分辨,熟练掌握几个常见的绝缘体如:玻璃、陶瓷、橡胶、塑料、纯净的水等是解决此类问题的关键。
答案:C
例3、将图中给出的元件连成电路,并画出相应的电路图。要求:
①元件位置不动,导线不能交叉 ②三盏灯并联 ③开关S1 控制电灯L1和L2
④开关S2控制电灯L1、L2和L3
解析:此题考查的是电路的作图,要求将三盏灯并联,开关S1控制电灯L1和L2,因此,在电路中首先应将L1和L2并联,然后把开关S1串联接入,这样开关S1就控制了L1和L2,题目中还要求S2控制三盏灯,那么L3连在前面的并联电路上,再将S2串联在电路的总干路上,这样就能达到目的。
例4、如图所示,闭合开关后,灯泡不亮,但电流表仍然有示数,电压表读数为零。滑动变阻器的滑片向右移,电流表的示数有变化,其故障原因可能是( )
A.滑动变阻器接触不良
B.开关接触不良
C.小灯泡两端短路
D.灯泡的灯丝断了
解析:此题考查的是电路故障的判断,由题目可知电流表有示数,电路为短路,电压表无示数,短在两点之间。
答案:C
方法提炼:关于实验室电路故障的判断,首先应判断故障的类型:短路或断路;依据为:电流表有示数,短路;反之为断路。或者两个用电器都不工作,为断路;其中一个工作为断路。其次判断位置,两点之间有电压,断断在两点之间;短短在两点之外。
例5、下列几种关于电阻的说法中正确的是( )
A.长导线的电阻比短导线的电阻大
B.粗导线的电阻比细导线的电阻小
C.铁导线的电阻比铜导线的电阻大
D.电阻是导体对电流的阻碍作用,即使导体中没有电流,导体还仍然有电阻
解析:决定导体电阻的因素有三个,即导体的材料、长度和横截面积,我们分析问题时,不能只考虑一个因素,而忽略其他因素,题中A、B、C、三个选项都只考虑了决定电阻大小的一个因素,因此是不全面的,电阻是导体的一种属性,与导体中是否有电流无关。
答案:D
例6、如图所示电路中,当闭合开关S后,滑片P向右移动时,灯泡变亮的是( )
解析:本题考查的是滑动变阻器对电流、电压的影响,滑动变阻器应和用电器串联,连入电路的电阻是滑片与下接线柱之间的电阻。
答案:D
【精题演练】
1、击剑比赛中,当甲方运动员的剑(图中用“S甲”表示)击中乙方的导电服时,电路导通,乙方指示灯亮。下面能反映这种原理的电路是
答案:D
2、在实验室,鲁慧中同学发现一个电流表有两个量程,大量程是0—9A,小量程模糊不清。为了测量小量程是多少,她先用大量程接入电路,指针位置如图(a)所示,然后再改用小量程接入同一电路,指针指示如图(b)所示,则电流表的小量程为
A、0—0.6A B、0—1A C、0—2A D、0—3A
答案:D
3、如图用一个带负电的a物体去接触不带电的验电器的金属球b时,金属球也带上负电,则( )
a上的一些电子转移到b上,瞬时电流方向b a
b上的一些电子转移到a上,瞬时电流方向a b
b上的一些正电荷转移到a上,瞬时电流方向b a
a上的一些正电荷转移到b上,瞬时电流方向a b
答案: A
4、如图所示电路中,电源电压为6V且保持不变,当开关S闭合时,只有一个灯泡发光,且电压表的示数为6V,产生这一现象的原因可能是( )
A.Ll断路 B.L1短路 C.L2断路 D.L2短路
答案:B
5、电学课中,老师曾讲过“水果电池”,激发了某同学对苹果导电性能的探究:
(1)你认为苹果的导电性能可能与苹果的哪些因素有关
你的猜想是: 。
(2)下表是该同学用伏安法,在一定电压下研究苹果的形状、甜度和通过的电流的实验数据:
苹果l 一般甜 苹果2 较甜 苹果3 很甜
完整 100(uA) 200(uA) 000(uA)
削了皮 100(uA) 200(uA) 300(uA)
切掉一部分 100(uA) 200(uA) 300(uA)
根据上述表格信息,把能得出的探究结论写出两条填在横线上。
结论一: ;
结论二: 。
答案:苹果的大小、形状、酸甜程度、是否成熟、品种等(围绕苹果答出一个即可)
结论一:电压一定时,通过苹果的电流与苹果的甜度有关,越甜电流越大;
结论二:电压一定时,通过苹果的电流和苹果的形状无关;(意义相近即可)
6、如图所示是研究导体的电阻跟哪些因素有关的实验装置。木板上有两条长度与横截面积均相等的金属丝。AB是镍铬合金丝,CD是锰铜丝。这个实验装置可以探究导体的电阻与  是否有关。如果将金属丝CD换为镍铬合金丝,其长度等于金属丝AB的二分之一,横截面积与金属丝AB相等,那么这个实验装置可探究导体电阻与   是否有关。
答案:材料;长度。
【考题预测】
1、小明观察了市场上自动测高仪后,设计了以下四个电路(其中R’是滑动变阻器,R是定值电阻,电源两极间电压恒定)。其中能实现身高越高,电压表示数越大的电路是( )
答案:B
2、综合考虑下表中各方面的因素,通过分析填写解决问题
(1)在你认为导电性能好的金属中,适宜做导线的是 ,其理曲是

(2)通过综合分析上表的各项指标,请写出你所发现的一条规律

答案:(1)铝、铜;导电性能适中,价格低,产量较大,熔点较高。(2)导电性能强的金属,导热性能也强。
组成:_________,_________,_________,_________。
串联:用电器_________连接
连接方式
并联:用电器_________连接
常用的电路符号:电源______,开关______,小灯泡_______,电阻_______,
滑动变阻器_________,电流表_______,电压表________。
电路
入户线:_____线和_____线,为了防止用电器漏电还要接_____线
家庭电路
家庭电路电压:__________,人体安全电压:___________
组成:_______,_______,_______,_______,_______,________。
电流
定义:电荷的___________形成电流
形成电流的条件:____________,____________。
方向:电源______→_______→电源______
单位:安培(A),单位换算:1A=______mA=______μA。
测量工具:电流表
使用方法
与被测用电器_____联。
电流从____流入,从_____流出。
不能超过_______。
不能直接接在_______两端。
读数方法
0~0.6A,每格____A。
0~3A,每格____A。
电压
作用:使电路中形成______。
提供电压的装置:________。
单位:伏特(V),单位换算:1kV=______V=______mV。
测量工具:电压表
使用方法
与被测用电器_____联。
电流从____流入,从_____流出。
不能超过_______。
可以直接接在_______两端。
读数方法
0~3V,每格____V
0~15V,每格____V
电阻
物质按导电性能分类:_________,________,________。
定义:导体_______________作用。
单位:欧姆(Ω),单位换算:1MΩ=______kΩ=______Ω
影响电阻大小的因素:______,______,______,______。
变阻器
工作原理:利用改变连入电路中电阻丝的______来改变电阻。
连接原则:__________。连接方法有_____种。与用电器_____联。
常见变电阻器有:________,________等。
常见用途
易。
防止电路中______过大。
改变电路中用电器的_______和_______。力和运动
【考纲要求】
1、理解力的概念;力的作用效果;力的三要素。
2、知道重力、弹力和摩擦力,并会做力的示意图和力的测量。
3、理解牛顿第一定律和惯性现象,能解释日常生活中的现象。
4、知道二力平衡的条件和探究过程,与作用力和反作用力的区别。
5、知道机械运动的概念,参照物的选择;学会初步的长度、时间的测量。
【知识结构】
牛顿第一定律的内容:
【中考考点】
因这一章的知识属于力学的基础章节,并且力的分析是力学的关键,所以中考每年都有体现主要集中在选择或填空中。考点主要内容为:正确认识机械运动的概念、识别参照物、理解匀速直线运动和变速运动的概念、速度单位的换算、运用匀速直线运动公式解决问题、变速直线运动的平均速度问题、正确使用刻度尺测量物体长度、判断力的作用效果、正确对物体进行受力分析及相应的示意图、分析判断摩擦力的大小、辨析惯性现象、关于平衡力和相互作用力、了解摩擦现象在实际生活中的应用。
【知识梳理】
一、机械运动
1、物理学里把物体位置的变化叫机械运动,判断物体是运动还是静止的关键是看该物体与参照物的位置是否发生了改变。
2、 同一个物体是在运动还是静止,取决于所选的参照物,这就是运动和静止的相对性。
3、速度和平均速度
⑴快慢不变、沿着直线的运动叫做匀速直线运动。
⑵在物理学里,速度表示物体运动的快慢,在匀速直线运动中,速度在数值上等于运动物体在单位时间内通过的路程。公式是:。
⑶在国际单位制中,速度的单位是,常用单位有,。
⑷在变速运动中,平均速度粗略说明物体在某段路程或在某段时间内的运动快慢,只作粗略研究时,也可用求它的速度。
4、路程和时间的计算
运用公式计算时,应注意各物理量的单位要统一,、、必须是同一个物体在同一个运动过程中的速度、路程和运动时间。
5、长度的测量:工具:刻度尺
(1)使用刻度尺前要注意观察刻度尺的零刻线、量程和分度值。
(2)使用刻度尺要注意:根据测量要求选择适当量程的刻度尺;刻度尺要沿着所测长度;读数时视线要与尺面垂直;在精确测量时,要估读到最小刻度的下一位;记录的测量结果由数字和单位组成。
(3)测量所能达到的准确程度是由刻度尺的分度值决定的。
6、长度的主单位是米(m),其他单位分别是千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米()、纳米(nm)等。
7、知道测量存在误差
⑴了解产生误差的主要原因:主要与测量的工具和测量的人有关。
⑵知道减小误差的方法:选择精密测量工具;测同一长度时,可采用多次测量求平均值的方法。
⑶ 明白误差和错误不同:误差只能减小,不能避免;而错误是由于不遵守测量规则引起的,是不该发生的,应当避免的。
8、会用特殊方法测长度
二、力和运动
1、力的概念:在物理学中,力是物体对物体的作用。在理解力这个概念时,要注意下列三点:
(1)力是作用。推、压、拉等都是作用。在力的作用下,物体的运动状态或形状会发生变化。
(2)力的作用是相互的。一个物体对另一个物体作用时,也受到另一个物体的反作用。例如人推车的同时,人也受到车的推力;用力拉弹簧时会感到弹簧有向回拉的力。
(3)力不能脱离物体存在。有力必有施力物体和受力物体。研究问题时,我们常将被研究的物体定为受力物体,将对这个物体有作用力的物体称为施力物体。例如,甲、乙两队人拔河,两队人都用力拉绳子。研究绳子如何运动时,以绳为研究对象,施力物体是拔河的两队人,受力物体是绳。
2、物体间力的作用是相互的
当两个物体之间产生力时,一个物体受到另一个物体的作用力,必定也要反作用于另一个物体。如:脚踢球时,脚用力作用于球,球从静止到运动;反之球也作用于脚,使脚感到疼。实际问题中必须分清以哪个物体作为受力对象。通常,以被分析的对象作为受力物体;作用于被分析对象的物体为施力物体。两个相互作用的物体互为施力体和受力体。如踢足球中,研究球的运动时脚是施力体;研究脚踢球时为什么会感到疼时,脚是受力体。
必须明确:一个物体是施力体的同时必定也是受力体。
3、力的作用效果
力的作用效果有两方面:改变物体运动状态和改变物体形状。
(1)力可以改变物体的运动状态。表示物体运动状态有两个因素:运动的快慢及运动的方向。任一方面发生变化,都称为物体运动状态发生了变化。所以,一个物体由静止到运动或由运动到静止;运动的物体速度变大或变小;物体作曲线运动等都属于运动状态的变化,都要受到力的作用。
将磁铁靠近一个铁钉,铁钉会被吸起来。用摩擦过的塑料尺靠近薄纸,薄纸会向塑料尺靠拢。原来静止的铁钉、薄纸在力的作用下,由静止变为运动。
一个在草坪上滚动的足球,经过一段距离后会停下来。在平地行驶的汽车关闭了发动机后,速度会越来越慢。这是因为物体在地面运动时,受到地面摩擦和空气阻力,由运动变为静止。
向斜上方扔出一个物体,可以看到它受重力沿曲线运动。用棒打击迎面飞过来的垒球,可以使它改变运动方向向其他方向飞去。受到力作用的物体,它的运动方向也可以改变。
(2)力可以引起物体的形变。任何一个物体受到力的作用时,都会产生形状的变化(简称形变),只是形变的大小不同。
物体形变的情况与外界对物体的作用力有关。物体受到压挤时变短、受到拉伸时变长,物体受到斜向作用力时会出现弯曲。
物体形变的大小与受到作用力的大小有关。外界施加在物体上的作用力越大,物体发生的形变也越大。用力拉弹簧,若力比较小,弹簧伸长的就小些,用较大的力才能将弹簧拉开较大的距离。
物体形变的大小与物体本身的性质有关。不用费多大的力就可以将一根橡皮筋拉长。把10根相同的橡皮筋捆在一起,把它们拉长就要施加大得多的力。
3、力的三要素,大小、方向、作用点
影响力作用效果的重要因素有三个,这就是力的大小、方向和作用点,称为力的三要素。
(l)力是有大小的。力的大小不但影响物体形变的大小,也影响物体运动状态变化的快慢。从日常生活经验可知,用较小的力拉桌子,桌子不动;加大拉力后,桌子将由静止开始运动,运动状态发生变化,但变化不快;用较大的力拉桌子,桌子将很快地运动起来而且运动状态变化很快。分析力的效果时,必须讲清作用力究竟多大。
(2)力是有方向的。沿物体运动方向施加作用力,物体的运动速度会加快;逆物体运动方向施加作用力,物体的运动速度会减慢;垂直物体运动方向施加作用力,物体的运动方向改变。形变情况也与此相似,拉物体时物体伸长;压物体时物体变短;沿横向施加作用力时物体会弯曲或扭转。不说明力的作用方向,无法确定力的作用效果。
(3)力的作用点指力作用在物体上的位置。即使力的大小与方向不变,它作用在不同点上时产生的效果也不尽相同。例如用扳手拧螺丝,用同样大小、方向的力,将力作用在扳手远离螺母的一端时,容易将螺母拧下;若将力作用在扳手靠近螺母的一端时,会感到不易拧动。将门的把手安在离门轴较远的地方,就是让力的作用点离门轴远一些,使力的作用效果更明显。
今后讨论力的作用效果时,都必须明确作用力的大小、方向和作用点。
4、力的单位
在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛。这是为了纪念伟大的科学家牛顿而命名的。
你拿起两个鸡蛋所用的力大约是1牛顿。拿起一块砖用的力大约是20牛顿。运动员举起杠铃时需要用1000至3000牛顿的力。
5、力的示意图
  力是普遍存在的,但是力又是抽象的,力无法直接“看到”,只能通过力的效果间接地“看到”力的存在。有些情况下,力的效果也很难用眼直接观察到,只能凭我们去分析才能认识力的存在。
  为了使物体受到的力更形象、更具体、更直观地展现在人们眼前,我们借助画图的方法把力表示出来,也就是把力这个抽象的东西画出来,这就是我们下面要学的力的示意图。要想表现出力,就必须表示出力的三要素。
⑴力的作用点的画法:一般来说,把力的作用点画在受力物体上即可。
⑵力的方向的画法:沿力的方向画一条带有箭头的线段,箭头的方向就表示出了力的方向。
⑶力的大小的画法:在线段的末端标示出力的大小,如F=50N。
6、牛顿第一定律
⑴ 实验研究:如图,让小车从同一高度自由滑下,发现小车在水平面上开始运动的速度相同。在水平面上换用三种不同材料毛巾、棉布、光滑木板,观察小车在不同材料的水平面上运动的情况,然后把其所受阻力,滑行距离和速度变化快慢等填入表格进行分析。
次数 水平面 小车受阻力情况 滑行距离 速度变化快慢
1 毛巾
2 棉布
3 木板
⑵ 定律内容:研究对象:一切物体;成立条件:不受外力作用;结论:总保持静止状态或匀速直线运动状态
7、惯性、惯性现象
⑴惯性
①物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。
②一切物体在任何情况下都具有惯性。
③物体的惯性大小只与其质量有关、质量越大,惯性越大。
⑵惯性现象:正确解释惯性现象的方法:
①研究对象原来是运动的,还是静止的。
②物理过程中发生了什么现象。
③由于惯性物体将保持原来的运动状态。
8、二力平衡
⑴物体的平衡状态和平衡条件
①物体在力的作用下处于静止状态或匀速直线运动状态称为平衡状态。
②物体在两个力作用下处于平衡状态,称为二力平衡。
二力平衡的条件(作用在同一物体上)
平衡力的合力为0。
⑵平衡力与相互作用力的区别
一对相互作用力 一对平衡力
受力物体 分别作用在两个物体上 共同作用在一个物体上
力的性质 一定相同 不一定相同
力的效果 两个各有各自的效果,它与相互作用的两个物体的运动状态无关。 使受力物体处于平衡状态
力的变化 同时产生,同时消失 一个力变化,另一个力不一定变化
⑶运动和力的关系
①物体不受力时,物体的运动状态不变,将保持静止状态或匀速直线运动状态。
②物体受平衡力作用时,物体的运动状态也保持不变,将处于静止状态或匀速直线运动状态。
③物体受非平衡力作用时,物体因所受力的合力不为零,物体的运动状态会改变,即可能是加速或减速的变速直线运动,也可能是运动方向发生改变的曲线运动。
9、弹力与弹簧测力计
⑴弹力是由于物体发生形变而产生的力。在湖面上有一个漂浮的木块,当我们用一根竹条拨动木块时,我们发现竹条弯曲了,也就是发生了弹性形变,当然这根竹条是要恢复原状的,这样它就会对阻碍它恢复原状的物体产生力的作用,将木块推开,我们把物体由于形变而产生的力叫做弹力,木块就是在弹力的作用下被推开的。再比如说,当我们用力拉弹簧时,弹簧发生了形变,这时弹簧也要恢复原状,这样它也会对阻碍它恢复原状的物体产生弹力,也就是我们的手所感受到的这个力。因此弹力就是因物体发生形变而产生的力。
⑵弹力总是与物体的形变方向相反,向上拉弹簧时,我们发现它形变的方向盘是向上的,可是我们所感受到的弹力却是向下的;同样如果我向下压弹簧,它形变的方向盘是向下,我们感受到弹力的方向是向上的,总之弹力的方向盘是与物体的形变方向盘相反。
⑶我们通常所说的压力和支持力都是弹力。当一个物体放在另一个物体的表面时,上面的物体由于受到重力的作用,所以它必然有一种向下运动的趋势,可是另一个物体不让它向下运动,这样上面的物体就要产生向上的形变,这时它自然会产生一个向下的弹力,这个向下的弹力就是上面物体对下面物体的压力。由于上面物体对下面物体有压力的作用,下面的物体自然也会产生一个向下的弹力,当然它也会产生一个向上的弹力,这个向上的弹力就是支持力。
⑷弹簧秤是测力的仪器,它利用弹簧在一定范围内,伸长量与拉力大小成正比的原理制成的。弹簧秤使用前应注意三点:零刻度调整(即弹簧在自然状态下的原长位置);量程;最小刻度值。
弹簧秤使用时应先将钩子拉伸几下,检查摩擦情况以及弹簧有否与底板相碰。使用后应检查指针是否回复到零位(这是为了防止弹簧使用久后失去弹性)。在使用过程中拉力方向应沿弹簧秤轴线方向。
弹簧秤是可以向任意方向拉引,不一定局限于竖直位置。
10、重力
重力的产生:重力是我们最常见的一种力。重力是由于地球对物体的吸引产生的,但这个吸引力并不能都叫重力。只有地球对地面附近物体的吸引力才能叫重力。一切近地面的物体都受到重力,物体受重力时并不一定要与地球接触。如:树上苹果,空中飞的小鸟等都具有重力。重力的施力体是地球。
(l)重力的大小与物体的质量有关。质量为1千克的物体,受到的重力为9.8牛。如果用G表示物体受到的重力,用m表示物体的质量,则重力G=mg。在同一地点重力与物体质量成正比,表示为G=mg。
  要注意的是:①g的数值会随地点发生变化,因此物体重力也会随地点变化。如:1kg物体从北欧移到非洲时,质量不变,重力由9.81N减少至9.79N。②不能认为质量是物体的属性,重力又与质量成正比,因此重力也是物体属性。重力与质量成正比只能对同一地点的物体而言。
这个公式为重力的计算式,式中g=9.8牛/千克,是重力与质量的比值。利用这个公式,可以通过物体的质量得知其所受重力的大小。使用时注意各物理量的单位,m的单位为千克,G的单位为牛。如果只要求作粗略的计算,可将g近似取为10牛/千克。
(2)重力的方向是竖直向下的。用一根细绳系住重物并悬挂起来,当绳静止时,绳的方向沿重力的方向,称为竖直方向。地球是一个半径为6400千米的巨大圆球,在地球上不同地方的人所说的竖直方向是不同的。地球对物体的吸引力指向地心,重力的方向也大致指向地心,也可以说沿地球半径方向、与地球表面垂直。我们平常所说的竖直方向指与水平地面(实际是球面)垂直的方向。我们站在地球表面,受到重力的作用,头朝上脚在下沿竖直方向站立。在地球另一边的阿根廷人,与我们一样,也认为自已是头朝上脚在下竖直站立在地面。重力方向总是竖直向下。这里说的“竖直”必须与水平垂直,不要把竖直误解为垂直,垂直的概念仅仅指两方向成90°。这里的“向下”是以人自身位置作参照的一种习惯说法,由于地球是圆的,因此指向地球球心的方向都叫“向下”。人们处在地球的任何地方时,重力总是竖直向下。
(3)重力作用在物体的重心。重心是重力的作用点。规则物体的重心是它的几何中心,如圆球的重心是球心,均匀球壳的重心也是球心,一块长方形薄板的重心在两条对角线的交点。在画物体的受力图时,应当将重力的作用点画在重心上。重心是物体各部分受到的重力所集中作用的点。一般均匀分布,形状规则的物体重心在其几何中心点上。如:均匀正方形板,重心在两条对角线交点上;均匀球体,重心在球心上。对于不规则、不均匀的薄板状物体,可采用“悬吊法”画出两条重力作用线,其交点就是重心位置。
11、摩擦力
⑴什么是摩擦力:
摩擦力是一种常见的力. 两个互相接触的物体,当一个物体要发生相对运动或已经发生相对运动时,就会产生一种阻碍相对运动的力,这个力就是摩擦力.
我们用比较小的力推桌子,桌子并没有开始运动,原来桌子和地面之间有摩擦力,它的作用效果跟推力相抵消. 我们用比较大的力推桌子,桌子开始运动起来,这时推力的大小超过了摩擦力. 当桌子运动起来后,我们必须继续施加推力才能使它保持这种运动,如果不用力,桌子会停下来,这时的推力用来平衡摩擦力.
  当我们推桌子时,桌子没有动,这时有摩擦力. 桌子和地面接触,当桌子要运动时,产生了阻碍相对运动的力,这就是摩擦力. 正是由于有摩擦力,导致桌子要发生相对运动,但是没有动起来.
  当桌子运动起来后,我们不再用力推它,桌子很快停下来. 其原因是桌子受摩擦力. 可见,桌子和地面接触,桌子在地面上已经发生相对运动,这时也有摩擦力.
还要注意以下几个问题:①摩擦力产生的条件②摩擦力的作用点③摩擦力的方向④摩擦力的实质。
⑵滑动摩擦力的大小
由日常生活的经验可以得到滑动摩擦力的大小可能与接触面之间的压力有关,可能与接触面的粗糙程度有关,可能与接触面的大小有关,可能与物体的运动速度有关,可能与运动方向有关等等。在这些可能的因素中,我们研究的是滑动摩擦力的大小与接触面的压力和接触面的粗糙程度的关系。
  滑动摩擦力的测量.
  我们拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动,此时,木块在水平方向上受到拉力和摩擦力,当物体做匀速直线运动时,木块受到的滑动摩擦力和拉力大小相等、方向相反. 所以,只要用弹簧秤测出拉力的大小,就知道了摩擦力的大小.
  通过以上实验可知,摩擦力的大小跟压力大小有关. 压力越大,摩擦力越大. 摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,摩擦力越大.
⑶增大有益摩擦
  摩擦力是普遍存在的. 在很多场合,摩擦力是有益的. 人走路时不打滑多亏了摩擦力所以我们要把鞋底子做的粗糙一些. 我们拿起一个茶杯,靠的就是手和杯子之间的摩擦力,由此我们发现人的手表面上也是粗糙的,也就是有手纹和指纹. 缝纫机的大轮带动小轮转动,那是皮带和轮子之间有摩擦力的缘故. 在冰面上有两辆汽车,一辆是空载,另一辆是满载,哪一辆车更容易起动,当然是重车更容易起动,因为它加在接触面上的压力较大,所以摩擦力也较大,因此更容易起动。为了让空载的汽车也让它顺利起动,我们把车胎的下面放一些砂子,是用增大接触面的粗糙程度,来增大有益的摩擦。
⑷减小有害摩擦
  摩擦力并不是都有好处,在有些场合是有害的,必须设法减小它. 机器的各个部件之间的摩擦不仅浪费动力,而且造成机件的摩损,影响机器的寿命.
  由于摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关,要减小有害摩擦,应该使物体表面更光滑和减小压力. 但是,利用这两种方法还不能使摩擦力减小到令人满意的程度,我们可以做这样一个实验. 在木块和木板之间放一排圆铅笔,使木块做匀速直线运动,测出拉力的大小.
  可见,利用滚动代替滑动可以减小摩擦,这就是所有的车辆都安上轮子的道理. 机器的转动部分安装滚动轴承,轴承内圈和外圈之间装有很多光滑的钢球或钢珠,这样,转动时的滚动摩擦非常小.
  还有一种减小摩擦的方法是使两个互相接触的摩擦面彼此离开. 加润滑油可以在摩擦面间形成一层油膜,运动部件只在油膜上滑动,减小了摩擦. 利用压缩气体在摩擦面之间形成一层气垫,使摩擦面脱离接触,可以使摩擦变得更小. 气垫轴承、气垫船就是利用气垫来减小摩擦的. 我国现在正在研究的磁悬浮列车,也是利用这种方法来减小摩擦的。
【典例详解】
例1、有位诗人坐船远眺,写下了著名诗词:“满眼风光多闪烁,看山恰似走来迎;仔细看山山不动,是船行。”诗人在诗词前后两次对山的运动的描述中,所选的参照物分别是: ( )
A.风和水 B.船和地面 C.山和船 D.风和地面
解析:本题考查了关于参照物的选择,近几年中考尤其是对古诗词中运动和静止的相对性考查增多,关于参照物的选择,首先考虑地面,然后考虑诗词中出现的物体。
答案:B
例2、某学习小组对一辆在平直公路上做直线运动的小车进行观测研究。他们记录了小车在某段时间内通过的路程与所用的时间,并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图象, 如图所示。根据图象可以判断
A.0~5s内,小车的平均速度是0.4m/s
B.0~7s内,小车的平均速度是1.5m/s
C.2s~5s内,小车受到的合力不为零
D.5s~7s内,小车受到的合力不为零
解析:图像信息考查平均速度和物体状态与合力之间的关系,从图像信息可以看出,小车0到2s内做匀速直线运动,2s到5s小车静止,5s到7s内做匀速直线运动,三个过程小车所受的合力均为0.平均速度的计算用总路程除以总时间。
答案:A
例3、如图所示是测量乒乓球的直径的一种方法,它的直径是 cm 。
解析:本题考查的是长度的测量,物理中的长度的测量与平时的测量有所不同,是造成学生错误的关键,物理中的长度的测量要估读到分度值得下一位。所以在做这类题目时要首先观察分度值和零刻度。
答案:4.00
例4、下图(a)、(b)中的情景表示了力的作用效果,其中图_______主要表示力能使物体的运动状态发生改变;图________主要表示力能使物体发生形变。[均选填“(a)”或“(b)”]
解析:本题用图的形式考查力的作用效果,力可以改变物体的运动状态,力可以改变物体的形状。
答案:a;b
例5、在倒置的漏斗里放一个乒乓球,从漏斗口向下用力吹气,乒乓球将悬浮在漏斗里。请你画出此时乒乓球受力的示意图。
解析:力的分析和力的示意图是整个力学的基础和关键,关于力的分析应了解物体的状态,静止和匀速直线运动合力为0,具体分析过程:首先画出竖直向下的重力,然后找到接触点,具体判断。关于力的示意图,要做到力的方向、大小、作用点三者都能够体现。
答案:
例6、在乘坐公交车时,我们常常会遇到下图所示的情景.报纸、电视、网络等新闻媒体也经常从不同角度对此类事情进行过报道。为了避免这种情况的发生,保证乘客的安全,现在公交车上的语音提示系统会自动提醒大家:“上车的乘客请扶好站稳”.
请你用学过的物理知识解释漫画中发生的情景并指出这则报道中的错误.说明为什么“扶好站稳”就能避免这种情况的发生.
解析:这是发生在公交车突然刹车(或速度由快突然变慢,或突然倒车)时的情景.
当公交车突然刹车时,公交车和乘客的脚同时受到阻力的作用而停止运动,而乘客的上半身由于惯性的原因继续保持向前的运动状态而向前倾倒.
报道中的错误:“突然失去惯性”
“扶好站稳”后,当公交车的运动状态改变时,乘客由于手和脚的作用力可以随时改变身体的运动状态,保持与公交车的运动状态一致而不至于摔倒.
例7、如图所示,“奔马”模型的后蹄能稳稳地站立在手指上,下列分析正确的是
A.“奔马”受到的重力与手指对它的支持力是一对平衡力
B.“奔马”受到的重力与它对手指的压力是一对平衡力
C.“奔马”对手指的压力与手指对它的支持力是一对平衡力
D.“奔马”受到的重力与它对手指的压力是一对相互作用力
解析:本题考查平衡力和作用力和反作用力的区别,关键在于力的作用点是不是在一个物体上,例如:压力和支持力属于作用力和反作用力,它们大小相等、方向相反、作用在同一直线上,但不在同一物体上。
答案:A
例8、下列做法中,属于增大摩擦的是 ( )
A.锁生锈不好开时,可将少量食油注入锁孔就易打开
B.拉链不好拉时,可在拉链上抹一点石蜡,就好拉了
C.冬天马路上结冰,可在冰面上撒些细沙,就更安全
D.搬运笨重的货箱时,可在地上铺几根圆木就容易搬动
解析:本题考查增大摩擦的方法,增大压力和增加接触面的粗糙程度。变滚动为滑动都可以增大摩擦。
答案:C
例9、下图是一只气泡水准仪,它是将装有水并有一气泡在内的密封玻璃管,固定在一平整的长方形木块上,如果将它放在桌面上,若气泡A恰好在玻璃管的正中央,则说明桌面是水平的,今将放在水平桌面上的水准仪突然由静止变为向右运动时,气泡将向 移动,如果使向右运动的水准仪突然停下来时,气泡又将向 移动。
解析:当水准仪突然由静止向右运动时,管中的水由于惯性要保持静止,因而落后于水准仪,气泡被水挤向右方;当向右运动的水准仪突然停下来时,由于管中的水有惯性,仍要保持向右运动,就把气泡挤向左方。
答案:右;左
易错分析:在本题的解答中,容易出现的错误是认为水准仪突然由静止向右运动时,气泡由于惯性要保持原来的静止状态,相对于水向左移动,这里应该注意到玻璃管中的气泡的惯性与水的惯性相比小得可以不考虑,这是解本题的关键。
例10、一只木箱放在水平地面上,一个小孩用力推它但木箱仍静止,下列分析中错误的是( )
A. 木箱受到的推力小于木箱受到地面的阻力
B. 木箱受到的推力等于木箱受到地面的阻力
C. 木箱受到的各个力的合力为零
D. 木箱受到的重力与地面对它的支持力大小相等
解析:木箱受到小孩用力推它,木箱具有了运动趋势,但仍然静止(处于平衡状态)木箱所受各个力的合力为零,答案C正确;木箱在水平方向只受到了推力和地面的摩擦阻力,这两个力的合力为零,推力与地面对木箱的摩擦阻力相等,答案B正确,而答案A不正确;同理答案D也正确。
答案:A
易错分析:在本题中最容易出现的错误是认为木箱未推动,是因为地面对木箱的摩擦力大于推力,这样木箱才不会被推动,认为答案A分析是正确的。水平地面上的木箱所受推力与摩擦力是同时存在的,当木箱处于静止时,摩擦力随推力增加而增大,但它们每时都是相等的,直到木箱刚刚开始运动时,这时的摩擦力才是最大摩擦力。
【精题演练】
1.如图所示,其中与其它三个力所产生的作用效果不同的是
答案:D
2.你在使用钢笔答题时,笔中墨水的哪个量是保持不变的
A.密度 B.质量 C.重力 D.体积
答案:A
3.下列事例中,能减小摩擦力的是
A.运动鞋鞋底有花纹 B.行李箱下安装两个轮子
C.骑自行车刹车时用力捏闸 D.在冰冻路面上撒沙子
答案:B
4.下列事例中,属于运用了重力方向的是
答案:A
5.某同学幸运地亲身体验了一次极限运动,当他乘坐专业人员驾驶的汽车在环形跑道上高速行驶时,感觉“天旋地转”,好像地面上的人和建筑物都在旋转。这时他选取的参照物是 ;当他乘坐的汽车位于如图所示位置时,他自身受到的重力方向是 。
答案:汽车(或自己、驾驶员等) 竖直向下
6.如图所示,一铁块放在水平地面上,请画出当条形磁铁靠近铁块时,铁块所受摩擦力的示意图。(图中已标出摩擦力的作用点)
答案:
【考题预测】
1、下列实例中,为了增大摩擦的是
A.拉杆旅行箱底部装有轮子 B.鞋底刻有凹凸不平的花纹
C.向自行车的转轴处加润滑油 D.在气垫船底和水之间形成一层空气垫
答案:B
2、随着“神舟七号”载人飞船发射成功,我国已实现三次载人航天飞行。在火箭推动飞船上升阶段,航天员是被固定在飞船座舱内的,相对下列哪个参照物航天员是静止的
A.太阳 B.地球 C.月球 D.飞船
答案:D
3、如图是一款利用电磁悬浮技术制作的没有“地轴”的地球仪,其 原理是:将空心金属球放在通电的线圈上,电磁场在金属球表面产生涡流,涡流与磁场作用形成磁力,从而实现地球仪的悬空静止。
地球仪悬空静止的原因是
A.只受到磁力的作用 B. 由于惯性的作用
C.没有受到重力的作用 D. 磁场的磁力和重力相互平衡
答案:D
4、如图所示,用弹簧测力计水平拉动水平桌面上的物体,使其匀速直线滑动.以下叙述中的二个力属于一对平衡力的是 ( )
A.弹簧测力计对物体的拉力与物体所受的重力
B.弹簧测力计对物体的拉力与桌面对物体的摩擦力
C.物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力
D.物体对桌面的压力与物体所受的重力
答案:B
5、如左下图所示,第24届世界大学生冬季运动会吉祥物冬冬在进行冰壶比赛,掷出的冰壶能在冰面滑行,是由于冰壶具有 ,而冰壶最终会停止下来,是因为 。
答案:惯性 摩擦力改变了它的运动状态(或受到摩擦力)
6、如图所示,是一只盛有水的圆柱形水杯,请在图中画出水对水杯侧壁A点压力的示意图。
答案:
7、在学习运动和力的关系时,小明和小华提出下面的观点。请你利用身边的物品或实验器材设计一个实验,说明他们的观点是不正确的。
(1)写出你选用的物品或实验器材∶
(2)简述实验方法及实验现象∶
答案:例(1)小车、长木板
(2)用力推着小车在水平放置的长木板上运动,撤销推力,小车继续在木板上运动
8、2009年4月29日,创下多项世界第一的重庆朝天门长江大桥正式通行(如图)。大桥主桥长932m,全桥永久用钢达到国内创纪录的4.6×107kg 。
求:(1)大桥永久用钢受重力多大 (取g=l0N/kg)
(2)如果从桥上人行通道过桥的路人步行速度约为1.2 m/s,他通过主桥所用时间为多少 (结果保留整数)
解:(1)大桥永久性用钢所受的重力 G=mg=4.6×107kg×10N/kg=4.6N
(2)行人通过主桥所用的时间: t=
描述
定义: 。
物理意义:表示物体运动的 。
单位及换算:1m/s=______km/h
公式: 。
测量(长度和时间测量)
匀速直线运动——速度
机械运动
变速直线运动——平均速度→概念及计算
运动和力
1、力的概念:力是________________________ ;力的单位:____。
2、力的作用效果
3、力的三要素:力的__ ____、___ ____、___ ____
4、力的作用是相互的
5、力的示意图: 。
改变物体的
改变物体的

二力平衡的概念: 。
6、平衡力
二力平衡的条件: 。
力和运动的关系: 。电磁、信息的传递
【考纲要求】
1、知道磁体的基本性质。
2、认知通电螺线管和安培定则的应用。
3、知道电磁感应现象及感应电流产生的条件。
4、知道通电道题在磁场中的受力作用,力的方向与电流及磁场方向有关。
5、知道光是电磁波,电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。
【知识结构】
1、磁体:具有 的物体
2、磁极:一个磁体有两个极,即 (N极)和 (S极)
3、磁极间的相互作用:同名磁极 、异名磁极
4、磁化:使原来没有磁性的物体 的过程
概念:磁体的 存在磁场
性质:对放入磁场中的磁体产生 作用
5、磁场 方向:小磁针静止时 极的指向
描述: 磁感线——是虚拟的,不是客观存在的
磁感线的方向:从磁体的 出来,回到磁体的
6、地磁场: 周围存在的磁场
1、奥斯特实验表明:
2、通电螺线管的磁场:外部磁场与 的磁场相似
安培定则:用右手握住螺线管,让弯曲的四指指向 的方向,则大拇指指向的那端就是
特点:磁性的有无跟 有关
3、电磁铁: 磁性的强弱跟 、 、 有关
应用:电磁起重机、 、 、
作用:利用 控制工作电路 的开关。
工作原理:通电时: ,
4、电磁继电器: 断电时:
应用:通过控制 的通断,间接地控制 的通断。
实例:自动控制:如温度自动控制、 。
5、扬声器:是把 信号转换成 信号的装置
1、通电导线在磁场中受力会发生
2、通电线圈在磁场中受力会发生 。
3、通电导线在磁场中受力运动的方向跟 方向和 方向有关
4、应用:电动机——由 能转化为 能的机器。
1、什么是电磁感应现象?
2、产生感应电流的条件:(1) (2)
3、感应电流的方向跟 方向和 方向有关
4、应用:发电机——把 能转化为 能的机器。
1、产生:导线中电流的 在空间激起
2、传播:不需要介质
3、描述:波长、波速、频率。三者的关系式:C =
4、电磁波谱: 、 、 、 、
5、应用:如通讯、 、 、 、
6、通信的方式:微波通信、 、 、
7、电话:(1)基本结构:由 串联在电路里
(2)原理
【中考考点】
因这一章的知识相对来说比较简单,所以中考主要集中在选择或填空中。考点主要内容为根据磁感线的方向判断磁极、磁场的方向;磁体的性质;根据通电螺线管外部磁场的方向判断通电螺线管的极性或电源正、负极;根据通电螺线管中的电流方向判断通电螺线管的极性;探究电磁铁的特点;电磁继电器的应用实例;磁场对电流的作用及应用;电磁感应现象及应用;电磁波在日常生活中的应用;电磁波在真空中的传播速度,知道波长、频率和波速;了解波在信息传递中的作用。
【知识梳理】
一、磁现象
1、磁性:物体能够吸引铁、钴、镍的性质叫做磁性。
2、磁体:具有磁性的物体称为磁体。
3、磁体的性质:吸铁性、指向性
4、磁极:磁体上两端磁性最强的部位叫磁极。任何磁体都有北极(N极)和南极(S极)。
5、磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
6、判断一个物体是不是磁体的方法:
①根据吸铁性;
②根据指向性;
③根据磁极间的相互作用规律;
④根据磁体两极磁性最强,中间最弱。
7、磁化:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程电磁化。
去磁:使具有磁性的物体失去磁性的过程叫去磁。
容易失去磁性的物体叫做软磁体;不容易失去磁性的物体叫做永磁体或硬磁体。
二、磁场
1、磁场:磁体周围存在的一种看不见、摸不着,能够使磁针偏转的物质。磁极间的相互作用就是通过磁场发生的。
2、磁场方向:放在磁场中某点的小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。
3、基本性质:磁场对放入其中的磁体产生力的作用。
4、磁感线:为了形象直观地描述磁场中各点的磁场方向,根据铁屑的排列情况,在磁场中画出的一些带箭头的曲线。
注意:
①磁场是真实存在于磁体周围的一种物质;而磁感线是人们为了研究磁场方便,假想出来的一种模型,它并不真实存在。
②磁体周围的磁感线都是从北极出发回到磁体的南极,在磁体内部磁感线从磁体的南极出发回到北极。可见磁感线是一组闭合的曲线。
③磁感线的疏密可以表示磁场的强弱,磁体两极处磁感线最密,表示磁极处磁场最强。
④磁感线布满磁体周围的所有空间并且不相交。磁感线的形状可以是直的,也可以是弯曲的。
⑤磁感线的方向:磁感线上任意一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时北极的指向一致也就是该点的磁场方向。
⑥不同磁体周围磁感线以及同名磁极间、异名磁极间的磁场分布分别如图所示。
5、地磁场:地球周围的磁场。地磁的两极与地理的两极不重合,它们之间稍有偏离,最早发现地磁的两极与地理的两极不重合的是我国宋代学者沈括。
三、电生磁
1、电流的磁效应:
①通电导线的周围有磁场,磁场的方向跟电流方向有关,这就是电流的磁效应。
②奥斯特实验:第一个揭示了电和磁有联系的实验,奥斯特在世界上第一个发现了电和磁之间的联系。
奥斯特实验表明:通电导线周围存在磁场;电流的磁场文秘和电流的方向有关。
2、通电螺线管的磁场:通电螺线管的磁场与条形磁体相似,它也有N、S极,它的N、S极与螺线管上电流的方向有关,可以用安培定则来判断。
安培定则的内容:用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
判断方法:
①标出螺线管上电流的环绕方向;
②用右握住螺线管,让四指弯向电流的方向;
③大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
影响螺线管极性的因素:螺线管的极性和电流的方向与螺线管的缠绕方法有关。
通电螺线管的外部磁感线由N极到S极,在内部由S极到N极。
3、关于通电螺线管的作图
关于通电螺线管的题目有三种类型:第一种是已知电源的正、负极和绕线方法来判断螺线管的极性;第二种是已知螺线管的极性和绕线方法来判断电源的正、负极;第三种是已知电源的正、负极和螺线管的极性画螺线管的绕线情况。解决这三种问题,应从以下几点入手:
①记住常见的几种磁感线分布情况。
②磁场中的小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向和该点的磁感线方向。
③磁感线是闭合曲线:磁体外部的磁感线都是从磁体的北(N)极出发回到磁体的南(S)极;在磁体内部磁感线从磁体的南极出发回到北极。
④对于通电螺线关健是根据N、S极或电源的“+”、“-”极判断出螺线管的电流方向,绕时的绕线线形状应像“S”或反“S”,螺线管朝向读者的一侧应画导线,内侧不画导线,最后将导线跟电源连接志闭合电路。
四、电磁铁
1、电磁铁:带有铁心的通电螺线管叫做电磁铁。
2、电磁铁的工作原理:电磁铁是内部插有铁心的螺线管,当通电螺线管插入铁心后,由于铁心被磁化,产生了与原螺线管磁场方向一致的磁场,因而它的磁性比原来强得多。电磁铁就是利用电流的磁效应和通电螺线管中插入铁心生磁性大大增强的原理工作的。
3、影响电磁铁磁性强弱的因素有电流的大小、线圈匝数、有无铁心等。线圈匝数一定时,电流越大,磁性越强;结构相同的电磁铁,电流一定,线圈匝数越多,磁性越强。有铁芯时比无铁芯磁性强。
五、电磁继电器 扬声器
1、电磁继电器:是利用低电压、弱电流电路的通断来间接地控制高电压、强电流电路的装置,实质是由电磁铁控制电路工作的开关。
构造:电磁铁、衔铁、弹簧、动触点、静触点。
电路组成:低压控制电路;高压工作电路。
工作原理:电磁铁通电时具有磁性吸引衔铁,使动触点和静触点接触,工作电路闭合,电磁铁断电时失去磁性,弹簧把衔铁拉起来切断电路。
2、扬声器:是把电信号转换成声信号的一种装置。
构造:永磁体、线圈、纸盆。
工作原理:当线圈中通过交变电流时,线圈的磁性大小及方向不断变化,受到永磁体的吸引和排斥来回变化,带动纸盆来回振动,于是扬声器就发出了声音。
其发声原理可表示为:变化的电流—变化的磁场—纸盆的振动—声音。
六、电动机
1、磁场对通电导线的作用:通电导线大磁场中要受到力的作用,力的方向跟电流的方向、磁感线的方向有关。当电流的方向或磁感线的方向变得相反时,通电导线受力的方向也变得相反。
2、通电线圈在磁场中会受力发生转动。
3、电动机
①工作原理:通电线圈在磁场中受力而转动,其能量转化过程是电能转化为机械能。
②种类:直流电动机、交流电动机
③直流电动机构造:磁体、线圈、换向器、电刷。
④换向器:由两个铜制半环构成。
作用:每当线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中电流方向使线圈能沿着同一方向连续转动。
⑤转速:电动机的转速由电流大小决定。
⑥电动机的转动的方向由电流方向和磁场方向决定。
⑦能量转化:电能转化为机械能。
⑧电动机优点:构造简单;控制方便;体积小;无污染;效率高。
七、磁生电
1、 电磁感应现象:闭合电路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动产生电流的现象叫做电磁感应现象,产生的电流叫感应电流。
英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,进一步揭示了电与磁之间的联系,发明了发电机。
感应电流的方向与导体做切割磁感线运动的方向和磁感线方向有关。
2、产生感应电流的条件:电路必须是闭合的;部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
3、发电机:
①制成原理:利用电磁感应现象制成的
②能量的转化:机械能转化为电能
③分类:直流发电机、交流发电机
④交流发电机的构造:转子、定子、2个铜环、2个电刷。
4、交流电和直流电:
①交流电:大小和方向周期性变化的电流。符号AC。
②直流电:电流方向不变的电流。符号DC。
5、我国供生产和生活用的是交流电,频率是50Hz,周期是0.02s,电流在每秒内产生的周期性变化的次数是50次,在1秒内电流方向变化100次。
八、电磁现象作图
1、已知磁体的磁极画磁感线方向或通电螺线管中电流方向。
2、根据磁感线方向确定磁极,标出通电螺线管的磁极或电流方向。
3、根据题中或图中的已知条件,画出螺线管线圈的绕法。
4、根据图中通电螺线管的电流方向,标出磁极、磁场中某点的小磁针的极性,以及另一个通电螺线管的磁极或线圈的绕法。
5、根据要求完成电磁继电器线路的连接。
信息的传递
一、现代顺风耳—电话
1、电话
①发明:1876年贝尔发明了电话。
②基本结构:
话筒:金属盒、碳粒、膜片
听筒:磁铁、螺线管、薄铁片
③工作原理:话筒把声音变成变化的电流,电流延着导线把信息传到远方,在另一端,电流使听筒的膜片振动,携带信息的电流又变成了声音。即:
声音的振动电流的变化振动(声音)
④电话的种类:录音电话;投币电话;移动电话;磁卡电话;可视电话;无绳电话。
2、电话交换机
①作用:提高线路的利用率。
②占线:①对方电话机正在使用;②交换机之间的线路不够用。
③发展:手工交换机;自动交换机;程控电话交换机。
3、模拟通信和数字通信
①模拟信号:声音转换为信号电流时,这种信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样,“模仿”着声信号的“一举一动”,这种电流传递的信号叫做模拟信号。使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。
特点:模拟信号在长距离传输和多次加工、放大的过程中,信号电流的波形会改变,从而使信号丢失一些信息,表现为声音、图像的失真,严重时会使通信中断。
②数字信号:用不同的符号的不同的组合表示的信号叫做数字信号。
特点:通常的数字信号只包含两种不同的状态,形式简单,所以抗干扰能力特别强。
二、电磁波的海洋
1、产生:导线中电流的迅速变化会在周围空间产生电磁波。
2、传播:不需要介质(可以在真空中传播)
3、波速:在真空中最快,c=3×108m/s
4、波速c与波长λ、频率f的关系:c=λf
在同一种介质中,波速一定时,波长与频率成反比。
5、无线电波是电磁波的一部分,光波也是电磁波。
三、广播、电视和移动通信
1、无线电广播信号的发射的接收。
①发射:由广播电台完成。
声信号电信号加载到高频电磁波发射出去。
②接收:由收音机完成。
各种电磁波选出特定频率的电磁波取出音频信号并放大声音。
2、电视的发射和接收
电视用电磁波传递图像信号和声音信号
3、移动电话:既是无线电发射台,也是无线电接收台
①工作方式 :它将用户的声音转化为高频电信号,并发射出去,同时它又能在空中捕捉到电磁波,使用户接收到对方送来的信息。
②基地台:手持移动电话很小,发射功率不大,它的天线也很简单,灵敏度不高。因此,它跟其他用户的通话要靠较大的无线电台转接。这种固定的电台叫做基地台。
③无绳电话:主机与手机上各有一个天线,它们通过无线电波来沟通。工作区域大约在几十米到几百米的范围内。
④音频、视频、射频和频道:见课本科学世界
四、越来越宽的信息之路
1、微波通信:波长10m~1mm,频率30MHz—3×105MHz。它比无线电波(中波和短波)的频率更高,可以传递更多的信息。微波大致沿直线传播,不能沿地球表面折射。因此每隔50Km左右要建一个微波中继站,把上一站传来的信号处理后,再发射到下一站去,一站一站地传下去,将信息传向远方。
2、卫星通信:借助地球同步卫星来弥补微波在地面传播的不足,用通信卫星作微波通信的中继站,可以使它转发的微波天线电信号跨越大陆和海洋达到地球上的很大范围。现在我们看到的很多电视节目都是通过卫星传送的。在地球周围均匀地配置三颗同步通信卫星,就覆装盖了几乎全部地球表面,可以实现全球通信。
3、光纤通信:激光频率单一、方向高度集中。光导纤维光不但能够沿直线传播,也可以沿着弯曲的水流传播,还可以沿着玻璃丝进行传播,激光用于实际的通信就是使激光在特殊管道—光导纤维中传播。光纤通信通信容量极大,不怕雷击,不受电磁干扰,通信质量高,保密性好。
4、网络通信:把计算机联在一起,可以进行网络通信。利用因特网可以收发电子邮件、查阅资料、看新闻、购物、视频点播、聊天,还可以进行远程教育、远程医疗。
最频繁的网络通信方式:电子邮件
最大的计算机网络:因特网
服务器之间的信息主要靠导线、光缆、微波来传递。
【典例详解】
例1、在一个圆纸盒里藏放着一个条形磁铁,在盒子周围放置一些小磁针(小磁针涂黑端为N极),这些小磁针静止时的指向如图甲所示,则图乙中能正确反映盒中条形磁铁放置情况的是(   )
解析:本题考查了根据磁感线的方向判断磁极、磁场的方向,在磁场的周围磁感线从北极出发回到南极,磁场中小磁针北极所指的方向便是磁场的方向。
答案:C
例2、如图,根据通电螺线管外小磁针的极性,判断通电螺线管内的小磁针的极性及电源的正负极.
例3、在图中,根据电流方向标出电源的正、负极和通电螺线管及小磁针的N、S极。
解析:例2和例3分别考查了根据通电螺线管外部磁场的方向判断通电螺线管的极性和电源的正负极;根据电流方向判断小磁针的N、S极。关于这类题型应熟练掌握安培定则,四指环绕的方向为通电螺线管上电流的方向,大拇指所指的方向为磁场的方向。
答案:
例2、
例3、
例4、如图所示,是某学习小组同学设计的研究"电磁铁磁性强弱"的实验电路图。
⑴要改变电磁铁线圈中的电流大小,可通过 来实现;要判断电磁铁的磁性强弱,可观察 来确定。
⑵下表是该组同学所做实验的记录:
电磁铁(线圈) 50匝 100匝
实验次数 1 2 3 4 5 6
电流 / A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5
吸引铁钉的最多数目 / 枚 5 8 10 7 11 14
①比较实验中的1、2、3(或4、5、6),可得出的结论是:电磁铁的匝数一定时,通过电磁铁线圈中的电流 ;
②比较实验中的1和4(或2和5或3和6),可得出的结论是:电磁铁线圈中的电流一定时,线圈匝数 ;
⑶在与同学们交流讨论时,另一组的一个同学提出一个问题:"当线圈中的电流和匝数一定时,电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关?"
①你对此猜想是: ;
②现有大小不同的两根铁芯,利用本题电路说出你验证猜想的方法: 。
解析:本题考查了探究电磁铁特点的实验,电磁铁磁性的强弱与匝数的多少、电流的多少、有无铁芯有关;实验时用到控制变量法。
答案:⑴调节滑动变阻器的滑片位置(改变连入电路的电阻)(改变电阻)等 电磁铁吸引铁钉(大头针)的多少
⑵①越大,磁性越强(越小,磁性越弱)②越多,磁性越强(越少,磁性越弱)
⑶①针对主题提出猜想
②将大小不同的铁芯分别插入通电螺线管中,观察铁芯吸引铁钉(大头针)的多少
例5、小利同学观察到学校楼道里的消防应急灯,平时灯是熄的,一旦停电,两盏标有“36V”灯泡就会发光。以下是小利设计的四个电路,其中可以起到消防应急灯作用的电路是
解析:例5考查了电磁继电器的应用,电磁继电器分为控制电路和工作电路,应用中关键在于控制电路中的开关。
答案:C
例6、闭合电路的一部分导体在磁场中运动的方向如图所示,图中小圆圈表示导体的横截面,箭头表示导体运动的方向,下列各图中不能产生感应电流的是( )
A B C D
解析:本题考查了电磁感应现象感应电流产生的条件,主要考查切割磁感线运动的理解。
答案:C
例7、车载GPS 导航仪是通过与导航卫星互相传递信息,确定汽车的准确位置,并在电子地图上显示出来(如图),为汽车驾驶员导航。下列说法正确的是
A.导航仪与导航卫星是通过电磁波传递信息
B.导航仪上的移动电话是通过电流传递信息
C.导航卫星发射的电磁波不能在真空中传播
D.导航卫星发射的电磁波比光的传播速度慢
解析:通过车载GPS导航仪考查了电磁波的知识,光属于电磁波,电磁波具有光的所有性质,能在真空中传播,速度与光的速度相同。
答案:A
【精题演练】
1、如图所示的四个演示实验中,能够说明发电机原理的是( )
答案:C
2、如图所示,小磁针的指向不正确的是( )
答案:D
3、探究产生感应电流条件的实验步骤如图9、10、11所示
(1)本实验中,我们通过观察什么现象来判断电路是否有感应电流?_______
(2)通过比较图_______与图_______可知,产生感应电流的一个条件是电路要闭合;通过比较图_______与图_______可知,产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动
(3)若图9中AB棒不动,磁铁左右水平运动,电路_______感应电流(选择“有”或“无”)
答案:(1) 电流表指针的偏转 (2) 9、 11; 9 、10 (3) 有
【考题预测】
1、在下图所示的实验装置图中,能够说明电磁感应现象的是( )
答案:B
2、对下图中甲、乙、丙、丁四幅图解释合理的是( )
A.甲:磁场能产生电流
B.乙:闭合开关,小磁针N极向左偏转
C.丙:麦克风应用了磁场对电流的作用
D.丁:电流相同时,线圈的匝数越多电磁铁磁性越强
答案:D
3、阅读回答问题:
磁记录
下图是磁带录音机磁头工作原理图.
录音机的磁带上附有一层硬磁性材料的小颗粒.录音时,动圈话筒将声音转变成强弱变化的电流,这样的电流通过录音磁头,产生了强弱变化的磁场.磁带划过磁头时,磁带上的小颗粒被强弱不同地磁化,于是记录了一连串有关磁性变化的信息.
放音时,磁带贴着放音磁头运动,磁性强弱变化的磁带使磁头中产生变化的感应电流,电流经放大后使扬声器发声,便“读”出了录音带中记录的信息.
阅读上文,回答下列问题.
(1)在图中标出此时录音磁头线圈中电流的方向.
(2)说出录音和放音过程主要运用了哪些物理原理.
(3)请你再列举一个用磁来记录信息的生活实例.
答案:(1)线圈中的电流方向见图.
(2)电流的磁效应 磁化 电磁感应
(3)磁盘、磁卡、银行卡、电话卡、信用卡等(答出1项即可)
简单磁现象
电流的磁场
电与磁的关系
磁场对电流的作用
电磁波
电磁感应
信息的传递简单机械、功和功率
【考纲要求】
1、认知杠杆的定义、分类、力臂的画法;探究杠杆的平衡条件实验。
2、会用杠杆的平衡条件解决实际问题。
3、知道滑轮及滑轮组的分析和绕法。
4、掌握功和功率、机械效率的定义、公式,能够运用公式解决实际问题。
5、理解滑轮组机械效率的探究实验。
【知识结构】
杠杆的五要素:
1、杠杆 杠杆的平衡条件:
省力杠杆

单 杠杆的分类 等臂杠杆

械 费力杠杆
定滑轮:不省 ,可改变 。
2、应用:滑轮 动滑轮:省 ,不改变 。
滑轮组:既省力,有改变力的方向。
【中考考点】
这一章的知识相对来说比较难,而且应用比较广泛,所以是中考考查的重点,题型主要集中在选择、填空、探究、综合计算中。考点主要内容为:杠杆力臂的画法、杠杆的平衡条件、滑轮及滑轮组、功和功率、机械效率的计算、测滑轮组的机械效率。
【知识梳理】
1.杠杆
(1)定义:在力的作用下,能绕固定点转动的硬棒叫杠杆.
杠杆不一定是一根直棒,它可以是各种不同的形状.
(2)杠杆五要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂统称为杠杆五要素.
支点:杠杜绕着转动的固定点叫做杠杆的支点.
动力:使杠杆转动的力.
在实际确定动力时,要看我们使用杠杆工作时为了达到预期目的,需要杠杆向哪个方向转动,能使杠杆向需要方向转动的力,不论是哪个物体施加的力,就是作用在杠杆上的动力.
阻力:阻碍杠杆转动的力.
和确定动力时的方法相同,由力的转动效果来决定,阻碍杠杆向需要方向转动的力就是阻力.
动力臂:从支点到动力作用线的距离叫做动力臂.
动力作用线就是通过动力作用点,沿动力的方向所画的直线.动力臂就是从支点到动力作用线所画的垂线长,也就是几何学中的点到线的距离,.而决不是从支点到动力作用点的距离.
阻力臂:从支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂.
(3)杠杆平衡条件:
杠杆的平衡是指杠杆静止不转或者杠杆匀速转动.
杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂
写成公式就是:F1·l1=F2·l2
或写成比例式:=
该比例式说明:杠杆平衡时,动力与阻力之比和它们的力臂成反比.
(4)杠杆的应用
杠杆的实际应用中,可分为三类:
第一类是省力杠杆,其动力臂l1 大于阻力臂l2,平衡时动力F1小于阻力F2,即用较小的动力就可以克服较大的阻力.但是实际工作时动力移动的距离却比阻力移动的距离大,即要费距离.如撬起重物的撬棒,开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等,都属于这一类杠杆.
第二类是费力杠杆:这类杠杆的特点是动力臂l1小于阻力臂l2,平衡时动力F1大于阻力F2,即要用较大的动力才能克服阻力完成工作,但它的优点是杠杆工作时,动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离.使工作方便,也就是省了距离.如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳,这些杠杆都是费力杠杆.
第三类是等臂杠杆,这类杠杆的动力臂l1等于阻力臂l2,平衡时动力F1等于阻力F2,工作时既不省力也不费力,如天平、定滑轮就是等臂杠杆.
2.定滑轮
(1)定滑轮实质是等臂杠杆.
(2)使用定滑轮不能省力,在不计摩擦时,动力和阻力大小相等,动力通过的距离和阻力通过的距离相等.
(3)使用定滑轮可改变作用力的方向.即要使重物上升,可在绳端施加向下的作用力,而给人们带来方便.
3. 动滑轮
(1)动滑轮实质是省力杠杆.
(2)使用动滑轮可省力,在不计摩擦和动滑轮重的情况下,动力是阻力的,也就是说可省一半的力.
(3)使用动滑轮工作时不能改变动力的方向,而且动力通过的距离是阻力通过的距离的2倍.
4.滑轮组
把定滑轮和动滑轮组合起来,即可构成滑轮组.
使用滑轮组,应注意两个关系式:
(1)F=.
式中G在不计动滑轮重和摩擦时,表示被提起的重物的重;在不计摩擦时,则表示重物与动滑轮的总重.
式中n表示承担重物重(或重物与动滑轮总重)G的绳子的股数.
(2)S=nh
式中h为重物被提升的高度.n仍表示承担重物重(或重物与动滑轮总重)G的绳子的股数.
上两式说明,使用滑轮组工作时,由几股绳来承担重物与动滑轮的总重,所施加在绳端的作用力就是重物与动滑轮总重的几分之一,但作用力通过的距离就是重物被提升高度的几倍.
5、功
⑴力学里所说的功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
⑵不做功的三种情况:有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。
巩固:☆某同学踢足球,球离脚后飞出10m远,足球飞出10m的过程中人不做功。(原因是足球靠惯性飞出)。
⑶力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 公式:W=FS
⑷功的单位:焦耳,1J= 1N·m 。
把一个鸡蛋举高1m ,做的功大约是0.5 J 。
⑸应用功的公式注意:①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力;②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。③ 功的单位“焦”(牛·米 = 焦),不要和力和力臂的乘积(牛·米,不能写成“焦”)单位搞混。
6、功的原理
⑴内容:使用机械时,人们所做的功,都不会少于直接用手所做的功;即:使用任何机械都不省功。
⑵说明: (请注意理想情况功的原理可以如何表述?)
①功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。
②功的原理告诉我们:使用机械要省力必须费距离,要省距离必须费力,既省力又省距离的机械是没有的。
③使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向,给人类工作带来很多方便。
④我们做题遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)理想机械:使用机械时,人们所做的功(FS)= 直接用手对重物所做的功(Gh)
⑶应用:斜面
①理想斜面:斜面光滑
②理想斜面遵从功的原理;
③理想斜面公式:FL=Gh 其中:F:沿斜面方向的推力;L:斜面长;G:物重;h:斜面高度。
如果斜面与物体间的摩擦为f ,则:FL=fL+Gh;这样F做功就大于直接对物体做功Gh 。
7、机械效率
⑴有用功: 定义:对人们有用的功。
   公式:W有用=Gh(提升重物)=W总-W额
=ηW总
斜面:W有用= Gh
⑵额外功: 定义:并非我们需要但又不得不做的功
公式:W额= W总-W有用=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)
斜面:W额=f L
⑶总功: 定义:有用功加额外功或动力所做的功
公式:W总=W有用+W额=FS= W有用/η
斜面:W总= fL+Gh=FL
⑷机械效率:① 定义:有用功跟总功的比值。
② 公式:
斜 面:
定滑轮:
动滑轮
滑轮组
③ 有用功总小于总功,所以机械效率总小于1 。通常用 百分数 表示。某滑轮机械效率为60%表 示有用功占总功的60% 。
④提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。
⑸机械效率的测量:
原 理:
应测物理量:钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S
器 材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。
步骤:必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:保证测力计示数大小不变。
结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:
①动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多。
②提升重物越重,做的有用功相对就多。
③摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多。
绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
8、功率
⑴定义:单位时间里完成的功
⑵物理意义:表示做功快慢的物理量。
⑶公式: = Fv
⑷单位:主单位 W 常用单位 kW mW 马力
换算:1kW=103W 1mW=106 W 1马力=735W
某小轿车功率66kW,它表示:小轿车1s 内做功66000J
⑸机械效率和功率的区别:
功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功。
【典例详解】
例1、 如图所示是用道钉撬撬起道钉的示意图,请画出作用在道钉撬上动力F1的力臂.
解析:力臂是从支点到力的作用线的距离.画力臂是重要的作图之一,要注意作图规范.画力臂可以从以下几步进行:
  辨认杠杆,确定支点;将力的作用线用虚线延长(有时可不用延长);从支点向力的作用线作垂线,标垂足,垂线要用虚线;力臂用双向箭头(或大括号)表示出,在旁边标上字母l.
  本题作图如图所示.
例2、一根杠杆两端挂有等重的实心铜块和铁块,当它们都浸没在水中时,杠杆恰好平衡,现将铜块和铁块同时从水中取出,则杠杆将( )
A.铜块端向下运动 B.铁块端向下运动 C.杠杆仍然平衡 D.条件不足,无法判断
解析:铜块和铁块浸没在水中时,竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向上的浮力F浮.和杠杆向上的拉力F.由力的平衡关系可分别求出铜块和铁块所受的拉力:
F铜=G铜-F浮铜=G铜-水gV铜 …… ①
F铁=G铁-F浮铁=G铁-水gV铁 …… ②
根据密度关系可得:
V铜==,V铁==
代入①、②两式可得:
F铜=G铜-=G铜(1-)…… ③
F铁=G铁-=G铁(1-)…… ④
铜块与铁块浸没在水中时杠杆平衡,则由杠杆平衡条件可得:
F铜·l1=F铁·l2.
由③式与④式可知,∵ G铜=G铁,铜>铁.
∴ F铜>F铁.因此l1<l2 即铜块的力臂小于铁块的力臂.
则由水中取出铜块和铁块,在不受浮力作用时:G铜·l1<G铁·l2.
说明铁块这端应向下转动.
答案:B.
例3、如图所示,用滑轮组拉着重物在水平地面上匀速前进,在绳的端点A的作用力 N,重物与地面间的摩擦力 为多大?将重物移动的距离为 米,绳端A移动的距离为多少?不计滑轮本身的质量以及轴与轮间的摩擦?
  解析:由图中可见对于滑轮组,右测为定滑轮,左侧直接拉物体的是动滑轮,与此动滑轮连接的绳子段数有三段,每段绳子的拉力是F,所以动滑轮拉物体力 .对被拉物体再进行受力分析可知,重物在水平方向上受到滑轮组对它的拉力和地面的摩擦力,又由
  于重物沿水平面匀速运动,因此摩擦力与拉力大小相等.所以,滑轮对重物的作用力大小等于重物所受地面对它的摩擦力.
  将重物技动1 ,与动滑轮连接的三段绳子的端点都应当移动1 ,所以绳端A移动的距离应为3 .
  解题 已知: ,
  求: 和
  解:动滑轮拉物体的力 ,由二力平衡条件可知:
   N
  
答案:N、
方法提炼:关于滑轮组的问题,一看方向,二看状态。方向决定了有用功,方向分为竖直方向和水平方向,本题是水平方向,所以和物体的重力无关;状态决定了绳子末端的求法,状态分为理想状态(不计滑轮、绳子本身的质量及摩擦)、半理想状态(不计绳子的重力和摩擦)和现实状态,
例4、如图所示,滑轮重1牛,悬挂在弹簧秤下端,作用在绳端的拉力F是2牛,物体G重100牛,则弹簧秤的示数是_________牛,水平地面受到物体G的压力是_________牛.(不计摩擦)
解析:该题应对研究对象进行受力分析并结合力的平衡知识求解.
滑轮在竖直方向上受到竖直向下的重力G’=1牛,两股绳竖直向下的拉力,其中每股绳上的拉力F都是2牛;滑轮受到弹簧秤竖直向上的拉力F’,由于滑轮处于平衡状态,受到
的是平衡力,如图所示,所以:
F’=G’+F+F=1牛+2牛+2牛=5牛
即弹簧秤的示数是5牛
物体G放置在水平地面上,受到竖直向下的重力G=100牛,绳子竖直向上的拉力F=2牛,还受到水平地面竖直向上的支持力N,由于物体静止不动,它受到的是平衡力.即:
N=G-F=100牛-2牛=98牛.
说明水平地面对物体的支持力是98牛,由于物体对水平地面的压力和水平地面对物体支持力是大小相等,所以物体G对水平地面的压力就等于98牛.
答案:5;98.
方法提炼:关于单个滑轮,一看两边,二看中间;两边的力相等,中间等于两边;省力费距离。
例5、如图所示的四种情景中,人对物体做功的是( )
解析:做功有两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过一段距离。本题的A 、 B、D三种情景,虽然人均对物体施加了力,但物体均没有移动,所以A、B、D两图的人都没有对物体做功。C图中的小丽在竖直方向上施加了力,并使箱子在竖直方向上移动了一段距离,所以小丽对箱子做了机械功。
答案:C
例6、如图所示,在粗糙程度相同的表面上,用大小相等的拉力F,沿不同的方向拉物体运动相同的路程s,则下列关于拉力做功的判断中正确的是(  )
A.乙图中的拉力做功最少 B.甲图中的拉力做功最少 
C.甲、乙、丙三种情况下拉力做功一样多 D.丙图中的拉力做功最多  
解析:三种情况下拉力做的功就只需比较拉力的大小和沿拉力方向移动距离的长短,不要受干扰条件平面或斜面及向上或向下运动的影响。本题中这两个因素都相同,所以做功一样多。
答案:C
例7、如图所示,小民利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。当提升物体A时,滑轮组的机械效率为75%,小民对地面的压力为F1;当提升物体B时,小民对地面的压力为F2。已知小民的质量为65kg,物体A的质量为90kg,物体B的质量为50kg。假设在拉绳子的过程中,小民对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上,不计绳重和摩擦。则F2:F1= ________ 。
解析:这是一道比例型题,由于小民对地面的压力F1=G人-(GA+G0)/2, 小民对地面的压力F2= G人-(GB+G0)/2,要求出F2:F1必须先解出动滑轮的重G0。根据当提升物体A时,滑轮组的机械效率,可解得Go=300N,然后代入可求得F2:F1=5:1。
答案:5:1
例8、一质量为3000kg的汽车沿着长为5.4km的盘山公路匀速行驶,当它从山脚行驶到高为0.5km的山项时,耗时15min,汽车发动机牵引力为4000N.求,(1)汽车的行驶速度;(2)汽车发动机牵引力做的功;(3) 汽车发动机牵引力的功率.
解析:(1)汽车的行驶速度v=s/t=5.4×103m/(15×60s)=6m/s;
(2)汽车发动机牵引力做的功W=FS=4000N×5.4×103m=2.16×107J;
(3) 汽车发动机牵引力的功率P=W/t=2.16×107J/(15×60s)= 2.4×104w.
【精题演练】
1、如图所示,使用中属于费力杠杆的工具是
答案:C
2、两位同学利用左下图所示的可以绕O点自由转动的健身器材进行锻炼,甲同学竖直向下用力F1将另一端的乙同学拉起。请画出拉力F1的力臂L1。
答案:
3、在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某同学用如图13所示的同一滑轮组分别做了三次实验,实验数据记录如下:
(1)在表中的空格处填上适当的数据;(机械效率用百分数表示,保留一位小数)
(2)在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计;
(3)从实验数据分析得出:使用同一滑轮组, 可以提高滑轮组的机械效率;
(4)滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关,请你作出恰当的猜想:
滑轮组的机械效率与 有关(写出一种影响因素即可)。
答案:(1)表中填 88.9% 1.2 30
(2)匀速
(3)增加物重
(4)动滑轮重、绳与滑轮的摩擦等(其他合理答案参照给分)
4、小明做“测滑轮组机械效率”实验时,用下图中所示的滑轮,组装成滑轮组,请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。用此滑轮组将重为3.6N的物体匀速提起时,拉力的功率为0.36W,滑轮组的机械效率为75%。(忽略摩擦及绳重)
求:(1)绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重。
(2)若用此滑轮组提起小于3.6N的重物时,其机械效率将如何改变?说明理由。
答案:解:绕法如右图,绳子段数n=4。
(1)因为
所以拉力为
由于
所以绳子自由端移动速度为
由于忽略摩擦及绳重,则
所以动滑轮重
(2)减小
由于忽略摩擦及绳重所以当提升的物体重力减小时,滑轮组机械效率减小。
(或者当提升物体的重力减小时,有用功减小,额外功不变,故其机械效率减小。)
【考题预测】
1、下图是各式各样剪刀的示意图,它们都是一对的杠杆。现要用它们来剪开较硬的物体,其中选用最合适的剪刀是( )
答案:A
2、同一物体沿相同水平地面被匀速移动,如下图所示,拉力分别为F甲、F乙、F丙,不记滑轮与轻绳间的摩擦,比较它们的大小,则
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙 C.F甲>F乙=F丙 D.F甲=F乙>F丙
答案:B
3、是小松同学测定滑轮组机械效率的实验装置,小松同学实验中测量的有关数据如右表所示:
次数 钩码重G/N 钩码上升的高度h/m 拉力F/N 细线自由端移动的距离s/m 机械效率η/%
1 2.0 0.03 1.6 0.06
2 3.0 0.05 0.1 75
⑴请你根据表中数据在图中画出实验时滑轮组的绕线情况,并填好表中的空格。
⑵若提升的钩码重增加到6N,则该滑轮组的机械效率将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
⑶小松在实验过程中,应当 向下拉动弹簧测力计,才能通过弹簧测力计准确读出拉力的大小。
答案:(1)
62.5 2.0 (2)变大 (3)匀速
4.如图1所示,是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌,靠自己双手的力量,攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片,该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神.已知他和轮椅总质量为80kg,攀爬高度39m,历时约3min20s.
图1
(1)如果不计机械装置的额外功,求他的平均功率多大?
(2)小明同学看到火炬手攀爬很费劲,想到物理课上学过利用滑轮组可以省力.小明同学如果站在地面上,用如图2所示的哪个滑轮组拉起火炬手侯斌最合适,理由是什么 如果该滑轮组机械效率为80%,求小明同学的拉力至少要多大?(g取10N/kg)
图2
答案:解:(1)P=W/t=Gh/t=mgh/t=80kg×10N/kg×39m/200s=156W
(2)D滑轮组. 拉力方向向下且更省力
∵η=W有用/W总=Gh/Fs=Gh/4Fh=G/4F
∴F=G/4η=(80kg×10N/kg)/(4×0.8)=250N
 5、做功的快慢--功率(P):-
 3、功的计算:

1、定义: 。
 2、做功的两个必要因素: ; 。
 4、功的单位:
(1)定义: 内完成的功。
(2)物理意义:表示做功    的物理量
(3)公式:
(4)单位:
单位换算:
国际制单位:
常用单位:
 6、做功的效率
---机械效率(η ):
(1)定义: 跟 的比值。
(2)公式:
L1
(3)提高机械效率的方法:

η
W有用
W总
=
η
Gh
FL
=
η
Gh
FS
=
Gh
Fh
=
G
F
=
η
Gh
FS
=
Gh
F2h
=
G
2F
=
η
Gh
FS
=
Gh
Fnh
=
G
nF
=
η
W有用
W总
=
Gh
FS
P
W
t
=声现象
【考纲要求】
1.探究声音的产生和传播。
2.认知声音的特性。
3.认知噪音的危害和控制途径。
4.认知现代技术与声的利用。
【知识结构】
【中考考点】
因这一章的知识相对来说比较简单,所以中考主要集中在选择或填空中。考点主要内容为:声音的产生和传播、声音的特性和影响因素、噪音的防止途径、声的利用。
【知识梳理】
一、声音的产生与传播
1.声音的产生:声音是由物体的振动产生的。
注意:一切正在发声的物体都在振动,振动的物体不一定在发声。物体振动停止,发声也停止,但声音不一定停止。
2.声音的传播:声音在介质中以声波的形式向周围传播。传播声音的物质叫介质。声音的传播离不开介质。
注意:固体、液体、气体都可以传声,真空不能传声。
3.回声:声波在传播过程中遇到障碍物后要发生反射。人们把声音遇到障碍物反射回来的声音叫做回声。
人耳分辨出回声和原声的条件是:反射回来的声音到达人耳比原声晚0.1s以上,即声源到障碍物的距离大于17m。
4.声速:声在每秒内传播的距离叫声速,声速的大小与介质的种类有关。一般情况下,声音在固体中传播最快,液体中次之,气体中最慢。
声速的大小还与温度有关。在15℃的空气中,声速是340m/s。
利用声音在不同介质中的传播速度不同,结合公式,可以利用回声测量距离或者利用空气中的声速和金属物体的长度测量声音在这种金属中的传播速度。利用回声测距离时要特别 注意,接收到回声的时间为往返的时间,因此用公式s=vt计算时,t应为题目所给时间的一半。
二、我们怎样听到声音
1.人耳的构造:见课本P17图1.2-1
2.人耳感知声音的过程:外界传来的声音引起鼓膜的振动,带动听小骨及其他组织也跟着振动,这种振动又传给耳蜗中的听觉神经,听觉神经把信号传给大脑,我们便听到了声音。
声音传入大脑的顺序是:外耳道→鼓膜→听小骨→耳蜗→听觉神经→大脑。
人耳听到声音的条件:有声音产生、声音达到一定的响度、有介质传播、人的听觉器官健全。
3.骨传导:声音通过头骨、颌骨传到听觉神经,引起听觉的传声方式叫骨传导。
注意:正常的人听到别人的声音是通过鼓膜振动,经过听小骨来传递的,听到自己的声音则主要是通过头骨来传递的。听自己说话的录音与直接听自己说话的声音有所不同正是这个原因。
4.双耳效应(立体声原理):声源到两只耳朵的距离一般不同,加上人的头部对声音有掩蔽作用,就会造成声音传到两只耳朵的时刻、强弱、及其他特征不同,从而能辨别声源位置的现象,就是双耳效应。
三、声音的特征
1.音调:声音的高低叫音调。音调的高低是由声源的振动频率决定的。声源的振动频率越大,音调越高,人们听到的声音越尖细;声源的振动频率越小,音调越低,人们听到的声音越粗钝。不同物体的振动频率不同,同一物体的振动频率也可以调节。
人的发声频率范围大约是85~1100Hz,人的听觉频率范围大约是20~20000Hz。
频率低于20Hz的声音称为次声波,频率高于20000Hz的声音自然保护区为超声波。
2.响度:人耳感觉到的声音的强弱就是响度。响度是由振幅决定的。声源的振幅越大,声音的响度就越大,人们感到声音就越大:声源的振幅越小,声音的响度就越小,人们感到的声音就越小。
响度除与振幅有关外,还跟耳朵与声源的距离有关。离声源越远,声音越发散,人耳感觉到的声音响度越小。
注意:我们平时所说的声音“大小”是指响度,而声音“高低”一般是指音调。
3.音色:声音的品质。音色反映了声音的特点,也叫音品。音色由发声体的材料、结构决定。
注意:我们能分辨出不同的人,不同的乐器发出的声音的依据就是音色。
四、噪声的危害和控制
1.噪声:从物理角度看:发声体做无规则振动时发出的声音叫噪声。从环保角度看:凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听到的声音产生干扰的声音,都属于噪声。
2.不同等级的噪声会对人、动植物产生不同的危害。
为了保护听力,声音不能超过90dB。
为了保证工作和学习,声音不能超过70dB。
为了保证休息和睡眠,声音不能超过50dB。
3.控制噪声的三个途径:防止噪声产生、阻断噪声的传播、防止噪声进入耳朵。即在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱。
五、声的利用
1.声音可以传递信息。利用这一点可以用超声波制成声呐来判断距离、确定方位;用B超可以诊断病情等。
2.声波可以传递能量。声波所携带的能量可以产生很大的威力。
超声波能够传递能量,可以用来去污垢、打碎结石等。
利用次声波能预报破坏性大的地震、海啸、台风,甚至可以探知几千米外的核武器实验和导弹发射。
【典例详解】
例1:将要上钩的鱼,会被岸上的脚步声吓跑,这时鱼接受到声音的主要途径是( )
A.岸→空气→水→鱼 B.空气→水→鱼
C.岸→水→鱼 D.岸→空气→鱼
解析:这道题主要考查声音传播的途径,声音的传播要靠介质,分别是固体、液体和气体,而且固体比空气的传声效果好,真空不能传声。
答案:C
易错分析:这道题的易错之处在于大部分同学认为声音的传播主要先从空气开始,而忽略了固体比气体传声效果好这一知识点,其实题目中给出了鱼接受声音的主要途径是中的主要为关键点。
【方法指津】善于发现题中的重要词语是解决一些物理问题的关键,而重点词语的发现又是以对自然现象的观察为依据,所以观察和分析是解决物体问题的重要方法之一。
例2:日常生活中,常用“震耳欲聋”来形容声音的( )
A.音调 B.响度 C.音色 D.音调和响度
解析:这道题考查声音的三个特性的分析:音调表示声音的高低,响度表示声音的大小,音色表示声音的特色。
答案:C
易错分析:本题用成语“震耳欲聋”来区分声音的三个特性,如果对特性理解不够深,稍有不慎就会出现A的错误答案。
【方法指津】物理概念和定义不要求死记硬背,要求理解和掌握,所以在复习时要思考和理解,并能熟练灵活的运用。
例3:下列控制噪声的措施中,属于防止噪声产生的是
A.关闭房间的门窗 B.会场内把手机调到无声状态
C.高速公路旁的房屋装隔音窗 D.机场跑道工作人员使用防噪声耳罩
解析:防止噪音的途径有:从声源处,传播过程中,人耳处。而本题考查的是防止噪音的产生既从声源处防止噪音。
答案:B
易错分析:A、B、C、D四个答案都是防止噪音的措施,关键在于本题考查的是防止噪音产生的是,稍有不慎就会出现错误。
例4:如图1所示,甲,乙,丙,丁四个瓶子中各装了一定量的水,分别用木棒敲打四个瓶子,音调最高的是_______瓶,音调最低的是________瓶。如果改为对着瓶口吹气,此时音调最高的是________瓶,音调最低的是________瓶。
图1
解析:本题中考查的是声音的产生源及音调和频率的关系,敲击瓶子的发声体为水,而对瓶子吹气发声体是空气,振动的快慢取决于瓶内水和空气的多少。
答案:甲、丁、丁、甲
易错分析:这道题易错的关键是不能分清发声体及音调与频率的关系。
例5:一辆匀速行驶的汽车像距离他440m远的正前方一高墙鸣笛,经2.5s后司机听到由高墙反过来的回声,求汽车的速度。
解析:本题考查的是声的利用中回声测速的问题,注意的是接收到回声的时间为往返的时间,并且汽车在行驶过程中。
答案:12m/s
易错分析:大部分同学首先没有注意接收回声的时间是往返的时间,其次忽略了汽车的匀速运动,导致产生错误答案。
【方法指津】关于路程时间的计算要善于建立物理情景,画出草图,根据条件找到等式。
【精题演练】
1、如图l是一种新型锁——声纹锁.只要主人说出事先设定的暗语就能把锁打开,别人即使说出暗语也打不开。这种声纹锁辨别声音的主要依据是
A.音调 B.响度 C.音色 D.声速
2、控制噪声可以从三个方面入手。下面一些关于控制噪声的措施所能起到的作用的说法中,正确的是(  )
A.摩托车安装消声器是为了在人耳处减弱噪声
B.在城市中禁鸣汽车喇叭是为了阻断噪声的传播
C.体育馆、剧院的内墙要用吸音材料来装饰是为了防止噪声产生
D.在飞机旁工作的人员要佩带有耳罩的头盔是为了在人耳处减弱噪声
3、下列说法正确的是( )
A.敲锣是靠锤子的振动发声的
B.气体传声比液体传声快
C.音调越高的声音越响亮
D.真空不能传声
4、2008年5月12日我国汶川地区发生了8.0级的大地震.给人民群众造成了重大损失.因为地震产生的声波属于 (填“次声波”或“超声波”).所以地震前人们并没有感知到.倒塌房屋中的一些被困人员.通过敲击物体使其 发出声音,被及时获救.
5、有以下事实或做法:
①人们挑选瓷器时,总要敲击几下,以判断瓷器是否有裂纹;②医生用B超来获取病人体内器官的情况;③医生用超声波给人们洁牙;④中医通过“闻”来诊病;⑤外科医生用超声波除去人体内的结石。
以上事例中,能表明声可以传递信息的是__________;能标明声可以传递能量的是__________。(填序号)
【考题预测】
1、声音是由于物体的振动而产生,但我们看到蝴蝶翅膀在振动时,却听不到因翅膀振动而发出的声音,这是因为蝴蝶翅膀振动的频率        20Hz(选填"低于"、“高于”)。这种听不到的声波有很强的破坏性,在这次“5·12”汶川大地震时,600多公里之外的贵阳也有不少市民出现头晕、恶心等症状,就与这种声波有关,我们将这种声波称为 声波。
2、自然界和日常生活中有很多有趣的声现象.例如:笑树能发出笑声是因为果实的外壳上面有许多小孔,经风一吹,壳里的籽撞击壳壁,使其 发声;广场音乐喷泉的优美旋律是通过 传入我们耳中的.
3、两人相距较远说话时,听不到对方的声音,但同样情况下,用自制的土电话就可以听到相互的说话声;耳朵贴在铁轨上能听到远处火车开来的声音而站起来就听不到了。
对此,请你提出一个要研究的问题 。
4、当喇叭里响起“我和你,心连心,共住地球村……”的男声演唱时,小明和小亮齐声说:“是刘欢在演唱!”他们作出判断的依据是:不同演员声音的
A.音调不同 B.响度不同 C.音色不同 D.声速不同
5、要想使校园内有一个良好的声音环境,应从哪些方面采取措施?(举三例)
【精题演练】答案:
1、C 2、D 3、D 4、次、振动 5、①②④、③⑤
【2010年考题预测】答案:
1、低于、次 2、振动、空气 3、声波在固体中传播的能量损失笔在空气中少吗?声音的传播距离与介质有关吗?声音的固体中的传播距离比在空气中传播的远吗?
4、C 5、从二个方面阐述:声源处、传播过程中。例如:禁止在校园内外大声喧哗、植树造林、隔音材料建房等。
声音的产生:一切发声的物体都在________
声音的传播:声音靠________传播,__________不能传声
声音的特性
音调的高低与________有关
响度的大小与________有关
音色由________________决定
人怎样听到声音
骨传导
双耳效应
噪声的危害和控制
划分噪声的单位________
减弱噪声的三个途径_________,________,________
声的利用
利用声音可以获得________
利用声音可以传递________


象机械能和内能
【考纲要求】
1、知道动能、势能的定义并能够分析它们之间的相互转化。
2、理解内能的概念及与机械能的区别。
3、分子动理论的内容并能解释日常生活中的现象
4、理解比热容的概念,掌握热量的计算;区别汽油机和柴油机。
【知识结构】
【中考考点】
这一章的知识相对来说比较基础,应用比较广泛,题型主要集中在选择、填空、探究、热量的计算中。考点主要内容为:动能和势能的转化、分子动理论、机械能和内能的区别、热量、温度、内能之间的关系、热机、热传递的理解、热量的计算、改变内能的方法、能源、:利用比热熔解释自然现象。
【知识梳理】
一、动能和势能
1、能量:一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能
理解:①能量表示物体做功本领大小的物理量;能量可以用能够做功的多少来衡量。
②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如:山上静止的石头具有能量,但它没有做功。也不一定要做功。
2、探究决定动能大小的因素:
①猜想:动能大小与物体质量和速度有关;
②实验研究:研究对象:小钢球 方法:控制变量;
?如何判断动能大小:看小钢球能推动木快做功的多少
?如何控制速度不变:使钢球从同一高度滚下,则到达斜面底端时速度大小相同;
?如何改变钢球速度:使钢球从不同同高度滚下;
③分析归纳:保持钢球质量不变时结论:运动物体质量相同时;速度越大动能越大;
保持钢球速度不变时结论:运动物体速度相同时;质量越大动能越大;
④得出结论:物体动能与质量和速度有关;速度越大动能越大,质量越大动能也越大。
3、机械能:动能和势能统称为机械能。
理解:①有动能的物体具有机械能;②有势能的物体具有机械能;③同时具有动能和势能的物体具有机械能。
二、动能和势能的转化
1、动能和重力势能间的转化规律:
①质量一定的物体,如果加速下降,则动能增大,重力势能减小,重力势能转化为动能;
②质量一定的物体,如果减速上升,则动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能;
2、动能与弹性势能间的转化规律:
①如果一个物体的动能减小,而另一个物体的弹性势能增大,则动能转化为弹性势能;
②如果一个物体的动能增大,而另一个物体的弹性势能减小,则弹性势能转化为动能。
3、动能与势能转化问题的分析:
⑴首先分析决定动能大小的因素,决定重力势能(或弹性势能)大小的因素——看动能和重力势能(或弹性势能)如何变化。
⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——如果除重力和弹力外没有其他外力做功(即:没有其他形式能量补充或没有能量损失),则动能势能转化过程中机械能不变。
⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失——机械能守恒;“斜面上匀速下滑”表示有能量损失——机械能不守恒。
三、水能和风能的利用
1、 知识结构:
2、水电站的工作原理:利用高处的水落下时把重力势能转化为动能,水的一部分动能转移到水轮机,利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。
四、分子动理论及其应用:
1、物质是由分子组成的。
分子若看成球型,其直径以10-10m来度量。
2、一切物体的分子都在不停地做无规则的运动
①扩散:不同物质在相互接触时,彼此进入对方的现象。
②扩散现象说明:A分子之间有间隙。B分子在做不停的无规则的运动。
③装置下面放二氧化氮这样做的目的是:防止二氧化氮扩散被误认为是重力作用的结果。实验现象:两瓶气体混合在一起颜色变得均匀,结论:气体分子在不停地运动。
④固、液、气都可扩散,扩散速度与温度有关。
⑤分子运动与物体运动要区分开:扩散、蒸发等是分子运动的结果,而飞扬的灰尘,液、气体对流是物体运动的结果。
3、分子间有相互作用的引力和斥力。
①当分子间的距离d=分子间平衡距离 r ,引力=斥力。
②d<r时,引力<斥力,斥力起主要作用,固体和液体很难被压缩是因为:分子之间的斥力起主要作用。
③d>r时,引力>斥力,引力起主要作用。图2-4说明:分子之间存在引力 固体很难被拉断,钢笔写字,胶水粘东西都是因为分子之间引力起主要作用。
④当d>10r时,分子之间作用力十分微弱,可忽略不计。
破镜不能重圆的原因是:镜块间的距离远大于分子之间的作用力的作用范围,镜子不能因分子间作用力而结合在一起。
五、内能的初步概念:
1、内能:物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。
2、物体在任何情况下都有内能:既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用,那么内能是无条件的存在着。无论是高温的铁水,还是寒冷的冰块。
3、影响物体内能大小的因素:①温度:在物体的质量,材料、状态相同时,温度越高物体内能越大。②质量:在物体的温度、材料、状态相同时,物体的质量越大,物体的内能越大。③材料:在温度、质量和状态相同时,物体的材料不同,物体的内能可能不同。④存在状态:在物体的温度、材料质量相同时,物体存在的状态不同时,物体的内能也可能不同。
4、内能与机械能不同:机械能是宏观的,是物体作为一个整体运动所具有的能量,它的大小与机械运动有关
内能是微观的,是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。这种无规则运动是分子在物体内的运动,而不是物体的整体运动。
5、热运动:物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
现象:温度越高扩散越快。说明:温度越高,分子无规则运动的速度越大。
六、内能的改变:
1、内能改变的外部表现:
物体温度升高(降低)——物体内能增大(减小)。
物体存在状态改变(熔化、汽化、升华)——内能改变。
反过来,不能说内能改变必然导致温度变化。(因为内能的变化有多种因素决定)
2、改变内能的方法:做功和热传递。
A、做功改变物体的内能:
①做功可以改变内能:对物体做功物体内能会增加。
物体对外做功物体内能会减少。
②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化
③如果仅通过做功改变内能,可以用做功多少度量内能的改变大小。(W=△E)
④解释事例:看到棉花燃烧起来了,这是因为活塞压缩空气做功,使空气内能增加,温度升高,达到棉花燃点使棉花燃烧。钻木取火:使木头相互摩擦,人对木头做功,使它的内能增加,温度升高,达到木头的燃点而燃烧。图2-11看到当塞子跳起来时,容器中出现了雾,这是因为瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功,内能减小,温度降低,使水蒸气液化凝成小水滴。
B、热传递可以改变物体的内能。
①热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。
②热传递的条件是有温度差,传递方式是:传导、对流和辐射。热传递传递的是内能(热量),而不是温度。
③热传递过程中,物体吸热,温度升高,内能增加;放热温度降低,内能减少。
④热传递过程中,传递的能量的多少叫热量,热量的单位是焦耳。热传递的实质是内能的转移。
C、做功和热传递改变内能的区别:由于它们改变内能上产生的效果相同,所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同,前者能的形式发生了变化,后者能的形式不变。
D、温度、热量、内能 区别:
△温度:表示物体的冷热程度。
温度升高——→内能增加
不一定吸热。如:钻木取火,摩擦生热。
△热量:是一个过程。
吸收热量 不一定升温。如:晶体熔化,水沸腾。
内能不一定增加。如:吸收的热量全都对外做功,内能可能不变。
△内能:是一个状态量
内能增加 不一定升温。如:晶体熔化,水沸腾。
不一定吸热。如:钻木取火,摩擦生热
七、热量:
1、比热容:⑴ 定义:单位质量的某种物质温度升高(降低)1℃时吸收(放出)的热量。
⑵ 物理意义:表示物体吸热或放热的本领的物理量。
⑶比热容是物质的一种特性,大小与物体的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
⑷水的比热容为4.2×103J(kg·℃) 表示:1kg的水温度升高(降低)11℃吸收(放出)的热量为4.2×103J。
⑸水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热,是因为水的比热容大。
2、计算公式:Q吸=Cm(t-t0),Q放=Cm(t0-t)
3、热平衡方程:不计热损失 Q吸=Q放
八、内能的获得——燃料的燃烧
燃料燃烧:化学能转化为内能。
九、热值
1、定义:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。
2、单位:J/kg
3、关于热值的理解:
① 对于热值的概念,要注重理解三个关键词“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是针对燃料的质量而言,如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。某种燃料:说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧:表明要完全烧尽,否则1kg燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
② 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,同时反映出不同燃料燃烧过程中,化学能转变成内能的本领大小,也就是说,它是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关。
3、公式:Q=mq(q为热值)。
实际中,常利用Q吸=Q放即cm(t-t0)=ηqm′联合解题。
4、酒精的热值是3.0×107J/kg,它表示:1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。
煤气的热值是3.9×107J/m3,它表示:1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。
5、火箭常用液态氢做燃料,是因为:液态氢的热值大,体积小便于储存和运输
6、炉子的效率:
①定义:炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
②公式:η=Q有效/ Q总= cm(t-t0)/ qm′
十、内能的利用
1、内能的利用方式:
⑴ 利用内能来加热;从能的角度看,这是内能的转移过程。
⑵ 利用内能来做功;从能的角度看,这是内能转化为机械能。
2、热机:定义:利用燃料的燃烧来做功的装置。
能的转化:内能转化为机械能
蒸气机——内燃机——喷气式发动机
3、内燃机:将燃料燃烧移至机器内部燃烧,转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。它主要有汽油机和柴油机。
4、内燃机大概的工作过程:内燃机的每一个工作循环分为四个阶段:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在这四个阶段,吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的,而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程,是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。
5、 热机的效率:热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。
公式:η=W有用/ Q总= W有用/qm
提高热机效率的途径 使燃料充分燃烧
机件间保持良好的润滑、减小摩擦
尽量减小各种热量损失
6、汽油机和柴油机的比较:
【典例详解】
例1、2003年10月16日,“神州五号”载人飞船成功返航,实现了中国人几千年的“飞天”梦. 当飞船减速着陆时,“航天英雄”杨利伟的 ( )
A、动能增加,重力势能减少 B、动能减少,重力势能减少
C、动能减少,重力势能不变 D、动能不变,重力势能减少
解析:本题考查的是动能和势能的转化,从影响动能的因素:质量和速度;影响势能的因素:质量和高度入手,飞船减速着陆时,质量不变,速度减小,高度减小。
答案:B
例2、对以下现象解释不正确的是( )
A、萝卜放在泡菜坛里会变咸,这个现象说明分子是运动的
B、两块表面干净的铅块压紧后会结合在一起,说明分子间存在斥力
C、两杯质量相同的热水和冷水,往其中各加一块糖,过一会儿品尝,热水较甜--温度越高,热运动越剧烈
解析:考点为运用分子动理论解释日常生活中的问题,物质是由分子组成的,分子不停的做无规则的运动,分子间存在相互作用的引力和斥力。扩散现象和热现象说明了分子不停的做无规则运动,温度代表分子平均动能。
答案:B
例3、甲、乙两个冰块的质量相同,温度均为0℃。甲冰块位于地面静止,乙冰块静止在10米高处。这两个冰块( )
  A. 机械能一样大 B. 乙的机械能大 C. 内能一样大 D. 乙的内能大
解析:本题考查了机械能和内能的区别:内能属于分子的能量,微观能量,分子的热运动和分子势能的总称,与温度和分子间的相互作用有关。而机械能是物体宏观的能量和物体的质量、速度、高度有关。
答案:B
例4、关于热量、温度、内能之间的关系,下列说法正确的是 (  )
  A.物体温度升高,内能一定增加 B.物体吸收热量,温度一定升高
  C.物体温度不变,一定没有吸热 D.物体温度升高,一定吸收热量
解析:本题考查了热量、内能、温度之间的关系,关于三者的关系记住两句话:物体的温度升高(降低),内能一定增加(减少);物体吸收(放出)热量,物体的内能一定增加(减少)。三者关系中只有这两句存在一定的关系。
答案:A
例5、一箱汽油用掉一半后,关于它的说法下列正确的是( )
A.它的密度变为原来的一半 B.它的比热容变为原来的一半
C.它的热值变为原来的一半 D.它的质量变为原来的一半
解析:关于比热容和密度、热值一样都是物体的属性,只要物质的种类不变,一般情况下,比热容、密度、热值均不变。
答案:D
例6、在热传递的过程中,传递的能量总是从
A.质量大的物体传到质量小的物体 B.密度大的物体传到密度小的物体
C.温度高的物体传到温度低的物体 D.比热大的物体传到比热小的物体
解析:本题考查了热传递的知识,热传递的条件是存在温度差,热传递的实质是:能量的传递;热传递的方向是:从高温物体到低温物体,或从物体的高温部分到低温部分。
答案:C
例7、质量为0.5kg的水,温度从 60℃降至40℃,会放出______J的热量。若将这部分热量全部被初温为10℃、质量为0.7kg的酒精吸收,则酒精的温度将上升______℃。[酒精的比热容为2.4×103J/(kg·℃),水的比热容为 4.2 ×103J/(kg·℃)]
解析:这道题主要考查学生对热量的计算公式的掌握。由题可知,前半部分是用放热计算公式,后半部分是用吸热公式进行计算。则对前半部分因是放热,所以,Q放=Cm(t0—t)=4.2 ×103J/(kg·℃)×0.5kg×(60℃—40℃)=4.2×104J;对后半部分,由Q吸= Cm(t’—t0’)变形得,t’=Q吸/C酒精m+t0=4.2×104J/(2.4×103J/(kg·℃)×0.7kg)+10℃=35℃。
答案:4.2×104 35
例8、铝的比热是0. 88×103焦 / (千克·℃),水的比热是4.2×103焦 / (千克·℃) .质量为0.3千克的铝锅中放有2千克的水,把它们从20℃加热到80℃时,求:
(1)铝锅需要吸收多少热量?
(2)水需要吸收多少热量?
(3)一共需要吸收多少热量
解析:本题考查了热量的计算,关于热量的计算首先建立热平衡方程,然后根据公式进行求解,注意△t表示的是温度差,C表示比热容,m表示质量。在解答此题时,关键是注意铝锅中加水加热,是铝锅和水同时吸收热量,它们的初温和末温是一样的,但吸收的热量不一样,因铝和水的比容热及质量不同,在计算吸收的热量时分别利用热量的吸热公式进行计算即可,共同吸收的热量为二者热量之和。
解:(1)Q铝=C铝m铝(t-t0)=0.88×103J/(kg·℃)×0.3kg×(80℃-20℃)=15840J;
(2)Q水=C水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(80℃-20℃)=504000J;
(3)Q=Q铝+Q水=15840J+504000J=519840J。
例9、下列事例中,用做功方法改变物体内能的是( )
A.酒精涂在手上觉得凉 B.冬天晒太阳,人感到暖和
C.锯木头时,锯条会发烫 D.烧红的铁块温度逐渐降低
解析:本题考查改变物体内能方法的区别,改变物体内能的方法有:做功和热传递,做功的实质是能量的转化,热传递的实质是能量的转移。
答案:C
例10、 关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法( )
①在做功冲程中,是机械能转化为内能
②在做功冲程中,是内能转化为机械能
③只有做功冲程是燃气对外做功
④汽油机和柴油机的点火方式相同
以上说法中正确的是
A.只有②③ B.只有①③
C.只有②④ D.只有②③④
解析:考点是热机,关于热机应掌握柴油机和汽油机的区别。
答案:A
【精题演练】
1、娄底市境内煤炭资源丰富,矿山工作车昼夜繁忙,其中金竹山煤矿的空中索道是连接山顶矿区和山下火车站的重要通道,当运煤车从山下沿索道匀速上升时
A.动能减少,重力势能增加 B.动能减少,重力势能减少
C.动能不变,重力势能增加 D.动能增加,重力势能减少
答案:C
2、人们用冷水冷却汽车发动机,用热水取暖,主要是因为水的____较大。通常情况下,与同等质量的其他物质构成的物体相比,升高或降低相同温度,水吸收或放出的热量较____(填“多”或“少”)。
答案:比热容 多
3、“神舟七号”载人飞船完成各项任务后,在返回的过程中,返回舱进入大气层将通过一段黑障区,这一段时间飞船将“烧成”一个大火球,如图6所示,而飞船内的宇航员和设备则安然无恙,下列说法正确的是
A.飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦内能转化为机械能
B.飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦机械能转化为内能
C.飞船“燃烧”是航天员为了消除太空细菌采取的高温消毒措施
D.飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化,从而放出了大量的热保护了飞船
答案:B
4、泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。该厂某型号专用车在车型测试中,在一段平直的公路上匀速行驶5.6km,受到的阻力是3.0×103N,消耗燃油1.5×10-3m3(假设燃油完全燃烧)。若燃油的密度ρ=0.8×103kg/m3,热值q=4×107J/kg,求:
(1)专用车牵引力所做的功。
(2)已知热机效率η=(式中W为热机在某段时间内对外所做的功,Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量),则该专用车的热机效率是多少?
答案:解:(1)因为专用车匀速行驶,所以牵引力F=f=3.0×103N
牵引力做的功W=Fs=3.0×103N×5.6×103m =1.68×107J
(2)消耗燃油的质量:m=ρV=0.8×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.2kg
燃油完全燃烧所产生的热量:Q=mq=1.2kg×4×107J/kg=4.8×107J
热机效率η===35%
【考题预测】
1、荡秋千是一种常见的娱乐休闲活动,也是我国民族运动会的一个比赛项目。小丽同学荡秋千时在从右侧最高点荡到左侧最高点这一过程中,小丽的
A.动能一直增大,重力势能一直减小
B.动能一直减小,重力势能一直增大
C.动能先减小后增大,重力势能先增大后减小
D.动能先增大后减小,重力势能先减小后增大
答案:D
2、根据表中几种物质的比热容,判断下列说法中不正确的是
A.制作体温计常用水银做介质,原因之一是水银的比热容小
B.北方楼房中的暖气用水做介质,利用了水的比热容大的特性
C.由于水比沙石的比热容大,所以内陆地区的昼夜温差比沿海地区大
D.由于水比冰的比热容大,所以冷却食品时0oC的水比0oC的冰效果好
答案:D
3、如图所示,是我国选手在第24届世界大学生冬运会女子冰壶比赛中夺冠的一个场景.比赛时两名队员在冰壶前方“刷冰”,通过 的方式改变冰的内能,使表面的冰 成薄薄的一层水(填物态变化名称),这样就能够减小冰壶与冰面之间的 ,使冰壶按照运动员预计的运动快慢和方向运动.
答案:做功 熔化 摩擦
4、根据图中提供的信息回答下列问题。
(1)问题:塞子冲出试管后为什么继续向前运动?
回答: ;
(2)问题:塞子被推出的过程中,能量是如何转化的?
回答: ;
(3)提出一个与物态变化有关的问题并回答。
问题: ?
回答: 。
答案:(1)由于塞子具有惯性;(2)内能转化为动能;
(3)塞子冲出试管口后,“白气”是如何形成的?水蒸气液化形成的



势能
重力
势能
定义:物体由于被举高而具有的能量。
决定其大小的因素:
物体质量越大、举得越高,势能就越大
弹性
势能
定义:发生形变的物体具有的能量。
决定其大小的因素:
物体弹性形变越大、弹性势能就越大
动能
定义:物体由于运动而具有的能量
决定其大小的因素:
物体速度越大、质量越大,动能就越大
动能
转化
转化
势能
弹性势能
重力势能
1.               
2.               
               
3.               
1.定义:                     
放热:             
吸热:             
4.热量计算:
2.内然机
热机
1.种类:                     
②    
①    
构造和工作原理
①     
1.是分子   和      的总和。
2.改变内能的方法
②     
分子热运动
3.计算:            
2.单位:         
比热容
扩散
引力和斥力
内能
热和能
3.燃料的热值
4.热机的效率
机械能的天然资源
风能
水能
拦河筑坝
海水潮汐
直接做功
发电热和能
【考纲要求】
本专题主要包含两方面的知识
一、要会区别温度、内能和热量的区别,必须从定义人手,比如:热量的定义是通过热传递改变内能的方式,所以不能说某种物质含有热量,只能说吸收或者放出热量。记住改变物体内能的途径。
二、记住计算某种燃料完全燃烧所释放的热量和计算物体温度变化时吸热、放热的公式。从不同燃料燃烧释放能量的能力不同,认识热值的概念,并分析热机效率与环境保护的关系。复习过程中要加强讨论与交流,并能提出提高燃料利用率的好方法。
【中考考点】
本专题的内容主要突出了对基本技能和解决问题、分析问题的能力。一般会以填空题、选择题计算题等形式出现。
本专题内容是中考的重点章节,有热量、内能、比热容、热值等重要的热学概念,中考题中内能、比热容、热量计算这三部分内容出现的概率在90%以上.热量计算作为基本计算题多出现在热学或与电学综合,实验题中多以探究新问题的形式出现,本部分内容与生活实际联系比较密切,在中考中多出现联系生活实际、社会热点、环境保护等方面的问题,应引起足够的重视.分子动理论的初步知识和相关现象的考查难度不大,属于必得分数。
【知识梳理】
1分子动理论
(1)分子动理论的基本内容:物质由分子构成,分子永不停息地做无规则运动,分子间有相互作用的引力和斥力。
(2)物质的状态是由它的分子结构决定的。
(3)扩散:相互接触的不同种物质,彼此进入对方的现象叫扩散。
2内能
(1)物体内大量分子的无规则运动叫做热运动。
(2)物体中所有分子做无规则运动具有的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。
(3)一个物体的温度升高,它的分子运动加快,内能增加。
(4)改变物体内能的方法有两种:做功和热传递。
(5)在国际单位制里,能量的单位是焦耳(J)。
3热量
(1)在热传递的过程中,传递能量的多少,叫做热量。
(2)热量的国际单位是“焦耳”(J)。
4比热容
(1)比热容是表示“质量相等的不同物质,升高(或降低)相同的温度,吸收(或放出)的热量不相等”这一物质的特性。
(2)定义:单位质量的某种物质,温度升高l℃吸收的热量,叫做这种物质的比热容,简称比热。
(3)公式
(4)比热容的单位:J/(kg.℃)。
(5)比热容是物质的一种特性,每种物质都有自己的比热容。
5热量计算公式
(1)吸热公式:Q吸=cm(t-t0),其中t表示末温,to表示初温,t -t0表示物体升高的温度,用△t表示t-t0,则Q吸=cm△t。
(2)放热公式:Q放=cm(t0-t),其中to-t表示物体升高的温度,用△t表示to-t,则Q吸=cm△t。
6燃料燃烧放热
(1)燃料的热值:1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
(2)计算燃料燃烧放热:Q放=质量×热值(Q=mq)。
(3)气体燃料的热值单位一般用J/m3,公式相应就变为Q= Vq。
热机
热机是利用燃料放出的热量来做功的机器。热机的共同特点是将燃料燃烧放出的热量转化为内能。四冲程汽油机或柴油机是由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程四个冲程的不断循环连续工作的。其中做功冲程将燃料燃烧后产生的内能转化为机械能,其他三个冲程都是辅助冲程,靠飞轮的惯性来完成。
热机的效率
用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比,叫热机的效率。内燃机的效率比蒸汽机要高。在热机的各种能量损失中,废气带走的能量最多。加强利用废气的能量,是提高燃料利用率的重要措施。
能量
能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化成另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移过程中,能量的总量保持不变。
【典例详解】
1.(2010年兰州市中考)关于内能、热量和温度,下列说法中正确的是
A.温度低的物体可能比温度高的物体内能多
B.物体内能增加,温度一定升高
C.物体内能增加,一定要从外界吸收热量
D.物体温度升高,它的热量一定增加
A 解析:物体的内能多少与物体的质量、体积、温度等有关,故A说法正确;物体内能增加,则可能是分子势能增大,也可能分子动能增大,故温度不一定升高,如液体的沸腾过程,吸收热量,内能增加,而温度不变,故B错误;改变物体内能的途径有两种,一是热传递,二是做功,故C错误;物体温度升高,内能一定增加,但不能说热量增加,热量是一个过程量,不能说物体的热量。
2.(2010年福州市中考)厨房中的一些现象和做法都含有物理知识,下列对应正确的是 ( )
A打开醋瓶能闻到酸味-------分子做无规则运动
B用高压锅煮饭--------利用降低气压,提高水的沸点
C打开锅盖看到“白气”-------汽化现象
D用煤气灶烧开水------利用做功改变物体内能
A 解析:闻到醋味是分子的无规则运动,故A对,高压锅是利用了液体的沸点与气压有关系,气压越高,沸点越高,越容易煮熟食物,锅内冒出的白气是由水蒸气液化而成的,用煤气灶烧开水属于热传递来改变物体的内能,正确的答案为A。
3.(2010年盐城市中考)如图所示,小明同学嗅到瓶中醋的气味.这是因为( )
A.分子在永不停息地运动
B.分子间有间隙
C.分子间存在斥力
D.分子间存在引力
A 解析:嗅到醋味是醋分子不停运动的结果,答案为A。
4.(2010年湛江市中考)属于通过做功途径改变物体内能的是 ( )
A.在火炉上烧水,水温升高 B.感冒发烧,用冷毛巾敷额头
C.用气筒给轮胎打气,气筒壁发热 D.炎热的夏天,柏油路面温度升高
C 解析:在火炉上烧开水,用冷手巾敷额头、夏天柏油路面温度升高都是由于存在温度差而使物体内能改变,属于热传递改变物体的内能,只有用拟向给轮胎打气,气筒壁发热是做功来改变物体的内能。
5.(2010年安徽省中考)分子动理论是从微观角度看待宏观现象的基本理论。以下现象,能用分子动理论进行解释的是( )
A.风的形成 B. 烟从烟囱中冒出
C.用毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引轻小物体 D.离花园较远处就能闻到花香
D 解析:风的形成是由于空气的流动,A错误;烟是宏观物体,从烟囱中冒出是宏观运动,B错误;用毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引轻小物体是由于摩擦起电,使橡胶棒带了静电的缘故,C错误。正确答案是D。
6.(2010年广州市中考)如图9所示实验,试管口木塞冲出过程(  )
A.试管口出现的白雾是水蒸气       
B.试管口出现白雾说明水蒸气内能增加
C.能量转化情况与内燃机压缩冲程相同
D.水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能减少
D 解析:水蒸气是看不见的无色气体,看到的是一些液体小液滴,故A错;试管内水蒸气推动塞子,对塞子做功,内能减小,温度降低,水蒸气液化为小液滴,这类似于内燃机中的做功冲程,故BC错,D正确。
7.(2010年北京市中考)下列说法正确的是 ( )
A 温度越高的物体,放出的热量越多
B在“摩擦生热”的过程中,内能转化为机械能
C铁块很难被压缩,是因为分子间存在着斥力
D内陆地区比沿海地区昼夜温差大,原因之一是砂石的比热容比水的比热容小
CD 解析:物体温度降低放出的热量与物体的种类、物体的质量及温度的变化有关,温度高放出的热量不一定多,A错;摩擦的过程是消耗机械能的过程,生热是将机械能转化为内能,B错;压缩物体时表现为分子间的斥力作用,拉伸物体时表现为分子间的引力作用,C正确;沿海地区水多,水的比热容大,在吸收或放出相同热量时,温度变化小,D正确。
8.(2010年安徽省中考)下列现象中,用物理知识解释正确的是( )
A.风吹过,人便感到凉爽,主要是因为流动的空气加快了人身上汗液的蒸发
B.吃冰棒感觉凉爽,是因为升华要吸热
C.物体的温度高,是因为它具有较多的热量
D.运载火箭的燃料采用液氢,是因为液氢的比热容大
A 解析:蒸发的快慢与液体的温度、液体的表面积和液体表面上空气流动的快慢有关,因此流动的空气会加快人身上汗液的蒸发,A选项正确;吃冰棒感觉凉爽是因为冰棒熔化吸热的缘故,B错误;热量是一个过程量,不能说物体“含有” 或“具有”热量,C错误;运载火箭的燃料采用液氢,是因为液氢的热值大,D错误。
9. (2010年江西省中考)在研究和学习物理学的过程中,方法是不可缺少的.比值法是对与多个因素有密切关系的某个物理量进行测量的思想和方法.我们学习过的速度和密度概念都是通过比值法建立起来的.下列物理量也是用这种方法建立起来的有( )
A.热值 B.功率 C.功 D.比热容
ABD 解析:热值、功率和比热容都是采用了比值定义法建立起来的概念,故A、B、D选项都正确。
10.(2010年广州市中考)用图16的装置演示气体扩散现象,其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,另一瓶装有空气.为了有力地证明气体发生扩散,装二氧化氮气体的应是     (选填“A”或“B”)瓶.根据     现象可知气体发生了扩散.扩散现象说明气体分子     。若实验温度分别为①0℃,②4℃,③20℃,④30℃.则
在     温度下(填序号)气体扩散最快.
(1) B, A瓶中有红棕色气体, 永不停息无规则运动, ④ 解析:演示气体的扩散现象是用来研究分子运动的,为避免由于外力如重力的干扰,实验过程中应把密度大的气体置于下瓶中,若发现上瓶中有了颜色,说明密度大的气体也跑到了上瓶中,从而有力地说明了分子的运动,分子运动的快慢与温度有关,温度越高,分子的运动越剧烈。
11.(2010年贵阳市中考)高速行驶的汽车突然刹车后,不会立即停止,是由于汽车具有 ;在此过程中,车轮与地面的摩擦会使车轮发热,这是通过 的方式增大了它的内能。
惯性 做功 解析:行驶汽车刹车后向前运动,不会立即停止,是由汽车具有惯性,刹车后仍保持刹车前的运动状态;摩擦生热是克服摩擦力做功,将机械能转化为内能。
12.(2010年厦门市中考)如图是中国女子冰壶队在温哥华冬奥会比赛中的一个场景。两名队员在冰壶前方用力“刷冰”,使表面的冰 成薄薄的一层水以减小阻力(填物态变化名称),这是通过 的途径增加了冰的内能。
熔化 做功 解析:刷冰是利用“毛刷”快速摩擦冰面,使冰面内能增大,冰层表面熔化形成一层薄薄的水以减小阻力,这是通过摩擦做功的方式来改变冰的内能。
13.(2010年哈尔滨市中考)五月的哈尔滨,处处飘溢着花香,这是 现象;气温高时,香味更浓,说明 。
扩散 温度越高分子无规则运动越剧烈 解析:“处处飘溢花香”是花香气分子扩散到空气中去了,这说明了分子在不停地做无规则运动,温度越高分子无规则运动越剧烈,所以花香味更浓。
14.(2010年吉林省中考)如图所示,把两端开口的软管一端靠近桌面上的碎纸片,另一端举高并摇动,将会看到纸片被吸进软管并从上端管口飞出。这是管口上端空气流速加快,压强变 的缘故;摇动过程中,手指与管壁间摩擦生热,机械能转化为 能。
小 内 解析:摇动皮管的一端时,被摇动的一端口空气流动速度加快,气压减小,小于皮管另一端口气压,在气压差的作用下,将水压入软管并从上端口飞出,摩擦生热是克服摩擦消耗了机械能转化为内能。
15.(2010年昆明市中考)
为了减少有害气体的排放,某单位用温泉水取代了起初用焦碳作燃料的供热方式。让45t、70℃温泉水流经实验室的散热器后,温泉水的温度降至50℃,在此过程中,温泉水释放的热量是       J;若这些热量由燃烧的焦碳来提供,则需要完全燃烧
        Kg的焦碳。[C水=4.2×103J/(Kg·℃),q焦碳=3.0×107J/Kg]
3.78×109  1.26×102 解析:温泉水释放的热量Q放=cm(t 0-t)=4.2×103J/(kg·0C)×45×103kg×(700C—500C)=3.78×109J,若这些热量由燃烧焦碳来提供则有Q=mq,得m=Q/q==126kg。
16.(2010年兰州市中考)图24所示的是某型号电热水壶铭牌,壶中装有1.8L温度为20℃的水,求:
(1) 将水烧开,水吸收的热量是多少?
〔一个标准大气压下,c水 = 4.2×103J/(kg·℃) 〕
(2)若在电热水壶工作时,标有“3000r/kW·h”的电能表在1min内转了50转,电路的实际电压是多少?
(3)不计热损失,此时烧开一壶水大约需要多少时间?
解析:要计算水吸收的热量可根据吸热公式Q=cm(t—t0),而水的质量可通过m=ρV求得;通过电能表转速和时间,可以求出电热水壶的实际功率,由于电热水壶的电阻不变,所以由功率公式P=U2/R可变形求出水壶两端的实际电压;电热水壶在烧水时,若不计热量损失,则有W=Q,从而可求得烧开水的时间。
17.(2010年苏州市中考)上海世博会的主题是“城市,让生活更美好”.为了倡导低碳生活,太阳能热水器被广泛应用于现代生活.
下表提供的是一装满水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息:
太阳照射时间/h 太阳能转换为水的内能的效率 热水器最大水容量/L
10 50% 100
水升高的温度/℃ 水的比热容/[J·(kg·℃)-1] 水的密度/(kg·m-3)
60 4.2×103 1.0×103
注:1L=10-3m3
请根据上表信息,通过计算回答问题.
(1)热水器中水的质量为     kg;
(2)热水器中的水需吸收的热量为     J;
(3)热水器平均1h所接收的太阳能约为     J.
(1)100 (2)2.52×107 (3)5.04×106 解析:水的质量为m=ρV=1.0×103m3×100×10-3m3=100kg;
水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103 J·(kg·℃)-1×100kg×60℃=2.52×107J;
根据表格信息可知,太阳能转换为水的内能的效率为50%,则10h热水器接收的太阳能为E=Q吸/50%=5.04×107J。所以热水器平均1h所接收的太阳能约为5.04×107J/10h=5.04×106J/h.
18.(2010年聊城市中考)小刚家安装了太阳能热水器,其水箱的容积是200L。某天早晨,小刚给热水器水箱注满水,看到温度计显示水箱中水的温度为190C,中午时温度计显示水箱中的水温为440C。求:
(1)水箱中水的质量。
(2)水箱中水吸收的热量。〖c水=4.2×103J/(kg·0C)〗
解:
解析:由水箱的容积可知水的体积为200L,根据密度公式有m =ρV即可计算出水的质量;水吸收的热量可由Q=cm(t-t0)求出。
19.(2010年成都市中考)2009年3月发布的《钢铁产业调整和振兴规划》提出,到2011年,我国钢铁行业节能减排要取得明显成效。重点大中型企业吨钢综合能耗不超过620千克标准煤,吨钢耗用新水量低于5吨,吨钢烟粉尘排放量低于l.0千克,吨钢二氧化碳排放量低于l.8千克,二次能源基本实现l00%回收利用,冶金渣近l00%综合利用,污染物排放浓度和排放总量双达标。
已知水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3,标准煤的热值q=3.4×10 7 J/kg。求:
(1)5 t水的体积。
(2)620 kg标准煤完全燃烧放出的热量。
解:⑴由公式知,5t水的体积
⑵煤完全燃烧放出的热量
解析:⑴已知水的质量和密度,要求水的体积,可根据密度公式的变形式代入数据直接解得;⑵煤完全燃烧放出的热量可根据公式计算,因已知煤的热值和质量,代入数据即可求出。
20.(2010年沈阳市中考)
解析:已知汽油的体积为V=10L=10dm3=10×10—3m3,所以消耗的汽油的质量m=ρV,这些汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq,根据汽车的效率可得汽车行驶100km做的功W= mq×30%=Fs,从而可求出汽车的牵引力F= mq×30%/s,s=100km,由于汽车匀速行驶,所以牵引力与阻力是一对平衡力,从得出阻力f=F。
【精题演练】
1、用高压锅煮食物时,锅内水的温度在升高的过程中,水的内能随之 ;因为高压锅良好的密封性,使水蒸气不易外泄而增大了锅内气压,提高了水的 ,从而提高水温,所以容易煮熟食物.
2、目前甲型H1N1流感的蔓延正引起世界各国的高度关注,虽然该病毒的传播机制还未确定,但保持良好的卫生习惯是预防感染病毒的有效措施.专家称感染病人咳嗽所产生的有大量病毒的飞沫,会使1m范围内的其他人吸入而被感染,所以与感染病人近距离接触须带口罩.一粒飞沫的直径约为1×10-6~5×10-6m(分子直径约为1×10-9m),由此可判断飞沫 分子.(填“是”或“不是”)
3.如图所示,是我国选手在第24届世界大学生冬运会女子冰壶比赛中夺冠的一个场景.比赛时两名队员在冰壶前方“刷冰”,通过 的方式改变冰的内能,使表面的冰 成薄薄的一层水(填物态变化名称),这样就能够减小冰壶与冰面之间的 ,使冰壶按照运动员预计的运动快慢和方向运动.
4、我市在科学规划和建设城市时,大量增加水面面积,是利用水的________大的特性,且水在蒸发时________(填“吸热”或“放热”),可以调节气温,营造“宜居重庆”的舒适环境.
5.美丽的柳叶湖是常德市的一颗明珠,她不仅以其旖旎的风光令人们留恋忘返,更是这个城市的居民在盛夏避暑的好去处.柳叶湖的水面宽广,蓄水量丰富,而水的 比砂石的大,在质量相同的情况下吸收相同的热量后水升高的温度要 砂石升高的温度(填 “多于”、“等于”或“少于”),因而夏天里人们在柳叶湖边会感到很舒服.
6.人们用冷水冷却汽车发动机,用热水取暖,主要是因为水的_________较大.通常情况下,与同等质量的其他物质构成的物体相比,升高或降低相同温度,水吸收或放出的热量较_________(填“多”或“少”).
7.有一种节能锅,如图所示.它由内锅和外锅组成,内锅底部固定有一个用特殊材料制成的物块,烹饪食物时,先把内锅置于火上加热,待内锅里的水沸腾.物块被烧红时关闭火源,立即把内锅放在外锅里密闭,烧红的物块继续给食物加热,直到食物被煮熟,要放出更多的热量,此物块应该具有质量 、比热容 的特点.
8.用同样的炉火分别给相同质量、相同初温的水和食用油加热,开始阶段发现食用油温度升高的快,说明食用油的_______比水小,通常情况下用油炸食物比水煮食物熟得快,说明食用油的_______比水高.
9.用两个相同的“热得快”分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,两液体的温度随时间变化的图像如图所示.如果要你从甲、乙两液体中选择汽车的冷却液,应选择 液体.
10.星期天,小明同学在父母的协助下,从早上七点开始每隔半小时对他家附近的气温和一个深水池里的水温进行测量,并根据记录的数据绘成温度—时间图象,如图所示.从图线可以看出乙的温度变化幅度小,是 (填“气温”或“水温”)的图线,温度变化幅度小的原因是 .
11.密闭的房间里打开香水瓶的盖子,一会儿整个房间都能闻到香味.下列说法正确的是
A.温度越高,香味扩散得越慢 B.若温度低于0℃,这个现象就消失
C.这个现象能说明分子间有相互作用力 D.这个现象能说明分子运动是无规则的
12.由于水的比热容比沙石或干泥土的比热容大,所以在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显著.因此  (  )
A.白天的海风多是从陆地吹向海面,夜晚的海风多是从海面吹向陆地
B.白天的海风多是从海面吹向陆地,夜晚的海风多是从陆地吹向海面
C.白天和夜晚的海风多是从陆地吹向海面
D.白天和夜晚的海风多是从海面吹向陆地
13.水是一种重要资源,人类的生存及工农业生产与水息息相关.以下与水有关的说法中不正确的是 ( )
A.水在任何温度下都能汽化B.水结冰时要吸收热量
C.水的比热容比沙石、干泥土的比热容大得多,这是沿海地区昼夜温差较小的主要原因
D.随着社会的发展和人口的增长水资源已出现严重危机,我们一定要节约用水
14、 “神舟七号”载人飞船完成各项任务后,在返回的过程中,返回舱进入大气层将通过一段黑障区,这一段时间飞船将“烧成”一个大火球,如图6所示,而飞船内的宇航员和设备则安然无恙,下列说法正确的是 ( )
A、飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦内能转化为机械能   
B、飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦机械能转化为内能   
C、飞船“燃烧”是航天员为了消除太空细菌采取的高温消毒措施   
D、飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化,从而放出了大量的热保护了飞船
15.小萌在烈日当空的海边玩耍,发现沙子烫脚,而海水却是凉凉的,这是为什么?
16.炎热夏天,小丽将装有0.6kg水的塑料瓶放入电冰箱冷藏室,待水降温后饮用.水由35℃降至5℃过程中放出的热量为多少?[水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]
17.为应对日益短缺的石油危机,世界各国正加紧新能源汽车的研制和生产.我国自主研发的“东光牌”油电混合动力汽车(具备内燃机、电动机两种动力装置),每种动力装置的额定功率都是50kW,充电一次可贮存电能100kW·h.
(1)若该车只由电动机提供动力,每次充电后,可正常工作多少h?
(2)目前车用乙醇汽油的热值约为4.0×107J/kg,汽车行驶消耗一次充电的电能,相当于节约多少kg汽油?
(3)如果该车动力装置的机械效率为75%,它正常工作1min所做的有用功是多少J?
18.太阳能热水器是一种常见的利用太阳能的装置.某品牌太阳能热水器,在晴天能接收到的太阳能平均辐射强度(用R表示)为R=300J/(m2·s),它表示每平方米面积上一秒内接收到的太阳能为300J.该太阳能热水器集热管接收阳光照射时的有效面积是2m2,贮水箱中盛有0.1m3的水.求:(1)贮水箱中水的质量.(2)若在阳光下照射70min,所接收到的太阳能全部用来加热水,贮水箱中的水温可升高多少度.[ρ水=1.0×103kg/m3,C水=4.2×103J/(kg·℃)]
答案:
1、增大或提高 沸点或温度 解析:水的温度在升高过程中,从火焰上吸收热量,内能增大;高压锅内气压比外界气压大,所以水的沸点升高,食物在高沸点的水中,容易被煮熟.
2、不是 解析:从所提供的数据可以看出,飞沫的直径远大于分子直径,说明飞沫不是分子,飞沫实际是一个小物体,像灰尘、烟雾等由多个分子组成的轻小物体.
3. 做功 熔化 摩擦
解析:“刷冰”的过程中,刷与冰快速摩擦生热,冰的内能增加,温度升高,使冰面上冰层熔化为水,减小了冰壶与冰面的摩擦,刷冰时做功越多,冰层熔化越多,越光滑,冰壶运动的越远,因此可以通过刷冰的快慢来调节冰壶的运动速度和路径.
4.比热容 吸热 解析:水的比热容较大,在相同条件下,吸收或放出相等的热量,其温度变化小,即吸热时升温慢,升的小,放热时,降温慢,降的少,且水在蒸发时吸收热量,从面降低了周围环境和自身的温度.
5.比热容或比热 少于 解析:水的比热容大于砂石的比热容,在质量和吸收热量相同时,比热容较大的水温度升高的低,这样湖附近的温度比周围原温度要低一些,所以感觉凉爽.
6.比热容 多 解析:水的比热容比较大,由Q=cmΔt知,与同等质量的其他物质构成的物体相比,在升高或降低相同的温度时,水吸收或放出的热量较多,因此常用水来取暖或冷却汽车发动机.
7.大  大 解析:从题意可知,物块的作用是吸收热量后,温度升后,再慢慢降温,放出热量供给内锅来加热食物,根据吸放热公式Q=cmΔt可知,在物块温度变化相同时,其质量越大,比热越大,给内锅加热时,放出的热量就越多.
8.比热容 沸点 解析:同样的炉火说明相同的时间内放出的热量相等.由公式Q=cm△t,相同质量的水和食用油吸收相同的热量,比热容小的食用油温度变化大,所以食用油温度升高的快.液体沸腾时的特点是吸热不升温,由于食用油的沸点高,所以可以使食物升到更高的温度,容易煮熟.
9.乙 解析:相同的热得快说明加热相同时间,放出的热量相同.由图线可以看出,升高相同温度,乙液体需要的时间长,也就是乙液体吸收的热量多,所以应选乙液体作为发动机的冷却剂.
10.水温 水的比热容较大 解析:水的比热容比空气的大,由公式Q=cm△t,质量相同的水和空气吸收相同的热量,水的温度变化小,所以温度变化幅度小的是水温.
11.D 解析:打开香水瓶的盖子,能闻到香味,是由于分子在不停地做无规则运动的缘故,这种现象叫做扩散,并且温度越高,分子无规则运动越剧烈,扩散越快,A错误,D正确;分子在永不停息地做无规则运动,无论在什么温度下,B错误;此现象不能说明分子间有相互作用力,C错误.
12.B 解析:由于水的比热容比沙石或干泥土的比热容大,白天在阳光照射下,水和沙石或干泥土同样吸热,水的温度升高得不多,水面附近空气的温度升高得也不多,陆地沙石温度升高较多,地面附近空气温度较高,热空气密度小而上升,海面的冷空气密度较大而流向陆地填补,形成从海面吹向陆地的海风.夜晚陆地和海洋同样散热,陆地上的沙石温度降低较多,空气的温度较低,海洋的温度降低不多,附近空气的温度较高,这样海洋地区热空气上升,陆地的冷空气流向海洋填补形成从陆地吹向海面的海风.
13.B 解析:水结冰属于凝固过程,需要放出热量,所以,B项错误.
14.B 解析:飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦机械能转化为内能 ,飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化,从而吸收了大量的热保护了飞船
15.因为沙子的比热容比海水的比热容小,吸收相同的热量,相同质量的沙子比海水温度升高快,所以小萌在烈日当空的海边玩耍,感到沙子烫脚,海水却是凉凉的.16、解:Q放=cm(t0-t)=4.2×103J/(Kg℃) ×0.6Kg×(35℃-5℃)=7.56×104J
17.解:(1)由,可得
(2)消耗一次充电的电能节约汽油的质量
(3)由,可得
18.(1)m=ρV=0.1m3×1.0×103kg/m3=100kg
(2)根据题意有RSt=cmΔt,整理得Δt=RSt/cm==6(0C)
100
0
时间min
10
20
30
40
50
温度℃
20
40
60
80

乙电功和电功率
【考纲要求】
1、认知浮力产生的条件及大小的测量。
2、掌握浮力的实验探究及运用浮力知识解释日常生活中的应用。
3、理解物体的沉浮条件和阿基米德原理,并且能够进行计算。
【知识结构】
【中考考点】
这一章的知识相对来说比较难,而且应用比较广泛,所以是中考考查的重点,题型主要集中在选择、填空、探究、综合计算中。考点主要内容为:浮力产生的条件、影响浮力的因素、测浮力、阿基米德原理、物体的沉浮条件、浮力的应用。
【知识梳理】
1、浮力
(1)定义:浸在液体(或气体)中的物体,受到液体(或气体)向上托起的力叫浮力。
(2)方向:无论物体在哪种液体中受到的浮力方向总是竖直向上的。
(3)产生原因:假设有一个正方体完全浸没在水里,如图1所示则正方体的前后、左右、上下六个表面都要受到水的压强和压力,由于左右两个侧面和前后两侧面对应部分在水中的深度相同,由液体压强公式p=ρgh可知,受到水的压强大小相等;由公式F=ps可知。作用在左右、前后侧面上的压力也大小相等,且方向相反,彼此平衡。
图1
但是上下两表面由于在水中的深度不同,受到水的压强也不等,上表面的深度小,压强小;下表面的深度大,压强大;所以下表面受到的向上的压力F下大于上表面受到的向下的压力F上,水对物体向上的和向下的压力差就是水对物体的浮力,即F浮=F下-F上.
如果物体浸在其他液体中,所受浮力也是由于该液体对物体向上和向下的压力差产生
的.
(4)浸在液体中的物体,无论是全部浸没在液体里,还是只有一部分浸入液体里;无论是正在上浮还是正在下沉,无论是静止在容器底部还是漂浮在液面,都要受到液体对物体的浮力作用.只有如图2所示的情况中,该长方体的下表面与容器底面
紧密贴合,不受到液体向上的压力,只受到液体向下的压力作用时,
才不受到液体的浮力作用,这是一种特殊情况.
(5)漂浮在液面的物体,其上表面不受到液体向下的压力.因此,它受
到的浮力就等于液体对物体向上的压力. 图2
2.用弹簧秤测浮力
有一铁块要测量出它在水中所受的浮力,可把铁块用细线系好挂在弹簧秤上,记下此时弹簧秤的示数G,然后把铁块浸入水中,则弹簧秤的示数减少,再记下此时弹簧秤的示数G1,那么弹簧秤减少的示数,即两次弹簧秤的示数差,就等于铁块浸入在水中时所受浮力的大小,即:F浮=G-G1.
3.用阿基米德原理计算浮力
(1)阿基米德原理的内容:浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力.
(2)阿基米德原理的数学表达式:
F浮=G排=液gv排
式中G排即为被液体排开的液体的重,单位是牛;液是物体所浸入的液体的密度,其单位必须用千克/米 3;v排表示被物体排开的液体的体积,单位必须用米 3,g=9.8牛/千克(或取10牛/千克).
(3)由阿基米德原理可知,浮力F浮的大小只跟液体的密度液、物体排开液体的体积v排有关,跟物体本身的形状、构成物体的材料的密度无关,此外和物体在液体中的情况,如物体浸没在液体中的深度、容器中液体体积的多少、物体在液体中是静止还是运动等,都无关.
(4)阿基米德原理也适用于气体,这就是:浸没在气体里的物体受到的浮力大小,等于它排开的气体所受到的重力.即:F浮=G排气=ρ气gv排
4.物体漂浮在液面的条件
如图3所示,物体漂浮在液面,则其竖直方向上受到
两个力的作用:竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮,由
于物体静止在液面,因此它所受的重力G和浮力F浮应是一
对平衡力,它们的大小相等.
所以,物体漂浮在液面的条件是: 图3
F浮=G物.
因为 F浮=液gv排,G物=物gv物.
可得关系式:液gv排=物gv物.
5.物体在液体中的浮沉条件
如图4所示,浸没在液体中的物体,在竖直方向上受到
两个力的作用:竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮。
物体在液体中究竟是上浮、下沉还是悬浮,由物体所受的
重力 G和浮力F浮的大小关系来决定.
当F浮与G不平衡时,物体的运动状态就要发生变化:当
F浮>G时,物体上浮,直到F浮与G大小相等时静止在液面,即 图4
漂浮时为止;当F浮<G时,物体下沉,直到静止在容器底部时为
止.
当F浮=G时,物体所受的浮力和重力是一对平衡力,物体可悬浮在液体中的任意位置,保持静止或匀速直线运动状态.
6.利用物体和液体的密度关系判断物体的浮沉:
由阿基米德原理可得:F浮=液gv排
物体的重力大小为:G物=物gv物.
当物体浸没在液体中,v排=v物.
液gv排=物gv物.
整理后可得:液=物
同样方法可推得:
当液>物时,则物体上浮;
当液<物时,则物体下沉.
7.浮力的作用
(1)轮船: 轮船是采用“空心”法而浮在水面的,它所受到的浮力等于船的总重.
轮船的排水量是指轮船满载时排开的水的质量,即:排水量=船自身的质量+满载时货物的质量.
(2)潜水艇:靠改变自身的重而实现上浮、下沉或停留在水中.
(3)飞球和飞艇:利用空气的浮力升入高空.
(4)密度计:是利用物体漂浮在液面的条件工作的,即F浮=G物.
密度计上标的刻度是被测液体的密度与水的密度之比,且大的刻度值在下面,小的刻度值在上面.
【典例详解】
例1、完全浸没在水中的乒乓球,放手后从运动到静止的过程中,其浮力大小变化情况是( ).
A.浮力不断变大,但小于重力
B.浮力不变,但浮力大于重力
C.浮力先大于重力,后小于重力
D.浮力先不变,后变小,且始终大于重力直至静止时,浮力才等于重力
解析:本题考查的是影响浮力的因素,乒乓球完全浸没在水中时,浮力大于重力.因浮力大小与物体在液内深度无关.因此乒乓球在水中运动时所受浮力不变,直到当球露出水面时,浮力开始变小.当浮力等于重力时;球静止在水面上,呈漂浮状态.
答案:D
例2、如图所示,一边长为15厘米的正方体木块漂浮在水面上,其上表面距离水面5 厘米,g=10牛/千克,求
木块上、下表面受到液体的压力差?
木块所受到的浮力大小及方向?
解析:解答该题时,要综合应用液体的压强、压力及浮力产生原因的知识。漂浮在水面的物体,其上表在水面以上,不受水对它的向下压强和压力,即:向下=0,F向下=0。
根据液体的压强公式 p= gh可求出浮体的下表面所受液体的压强,再由公式F=PS,可求出下表面所受液体向上的压力.
解:因为木块是漂浮,所以上、下表面所受液体的压力差:
F=F向上-F向下=F向上=PS=ghs
=1.0×103千克/米3×10牛/千克×(15-5)×10-2米×15×15×10-4米2
=22.5牛
木块所受到浮力就等于木块所受水的压力差
F浮=F=22.5牛
答:木块上、下表面所受液体的压力差是22.5牛;木块所受浮力也等于22.5牛,方向竖直向上.
例3、如图所示,在盛水容器中,有4个体积完全相同的物体:A是一浮于水面的正方体木块;B是用线吊着浸没在水中的长方体铁块;C是悬浮在水中的空心钢球;D是圆台形石蜡块,它沉于容器底面并与容器底无缝隙紧密结合,试比较分析A、B、C、D所受浮力的情况.
   解析:虽然A、B、C、D四个物体,它们的形状不同,组成的物体种类不同,有的是实心的、有的是空心的,浸入水中的深度也不同,但这些不同条件跟浮力的大小均无关,所以无需加以考虑.浮力的大小只跟液体的密度与排开液体的体积有关.因为它们是浸在同一种液体中,所以浮力的大小由 V排而定,但D物体与容器底紧密结合,故浮力为零.由此可知,此题A、B、C、D四个物体所受浮力大小可以用下式来表示,即 。
方法提炼:关于浮力的问题,因为涉及的公式比较多,所以给学生造成的麻烦比较大。这就要求学生在考虑浮力问题时理清思路,首先从物体静止的位置开始(漂浮、悬浮、沉底),借助物体的沉浮条件考虑;不能解决的时候,再考虑阿基米德原理,解决问题。
例4、弹簧秤下挂一物体,在空气中弹簧秤的示数是392牛,浸没在水中时,弹簧秤的示数是342牛,求:(1)该物体的体积是多少?(2)构成该物体的材料密度是多少?
解析:由题意可知,该题应该用公式法求出该物体的体积和密度先由物体在空气中和在水中的弹簧秤示数差求出其所受的浮力大小;再将阿基米德原理的公式F浮=液gv排变形为v排=F浮/ρ液g,可求出物体浸没时的v排 ,也就等于物体的体积,这是最为关键的一步,最后由密度公式=m/V,即可求出组成该物体的材料密度.
解:物体浸没在水中时所受的浮力:
F浮 = G-G=392牛-342牛=50牛
物体排开水的体积:
V排===5×10-3米3
物体的体积: V=V排=5×10-3米3
物体的密度: == ==7.84 ×103千克/米3
答:(1)物体的体积是5×10-3米3
(2)构成该物体的材料密度是7.84 ×103千克/米3
拓展延伸:该题第二问中密度的求解,可以借鉴到密度的测量中,用弹簧测力计测密度首先测量物体的重力,再测在水中的示数,然后根据计算。
【精题演练】
1、刘星将一块重2N的橡皮泥放入水中后橡皮泥立即沉入水底;他取出橡皮泥将其捏成船状再放入水中,"泥船"却漂浮在水面上,他是利用了   的方法来增大浮力的,此时"泥船"所受的浮力为  N.
2、如图所示,一个斜柱状容器内盛有一定量的水,水面浮着一个重为5N的球。
如果把球取出,则水对容器底部压力的减少值( )
A.大于5N B.等于5N
C.小于5N C.与球的体积大小有关
3、小张看到鸡蛋浮在盐水面上,如图所示,他沿杯璧缓慢加入清水使鸡蛋下沉.在此过程中鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像可能是图中的 ( )
4、在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:
① 可能跟物体浸入液体的深度有关;
② 可能跟物体的重力有关;
③ 可能跟物体的体积有关;
④ 可能跟物体浸入液体的体积有关;
⑤ 可能跟液体的密度有关。
为了验证上述猜想,小明做了如图所示的实验;他在弹簧测力计下端挂一个铁块,依次把它缓缓地浸入水中不同位置,在这一实验中:
(1)铁块分别在水中1一2 一3的位置,观察弹簧测力计的示数怎样变化?在位置3 一4中,弹簧测力计的示数又怎样变化?能说明什么间题。
(2)比较实验的整个过程,分析弹簧测力计的示数的变化规律,可以总结出什么结论。能证明上述哪个猜想是正确的?
【考题预测】
1、研究发现,同一物体在地球的不同纬度所受的重力不同,物体越靠近赤道,所受重力越小;越靠近地球两极,所受重力越大。一艘军舰从我国青岛港出发,前往位于赤道附近的亚丁湾执行护航任务,若海水密度及舰艇质量不变,比较两地,则该舰艇
A.在亚丁湾所受浮力较小 B.在亚丁湾所受浮力较大
C.在两处所受浮力相等 D.在亚丁湾所排开海水的重力较大
2、如图所示,金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中,气泡受到水的压强将____(填“变大”、“变小”或“不变”);气泡受到水的浮力将____(填“变大”、“变小”或“不变”)。
3、在北京奥运会上获得比赛前三名的选手都将挂上既体现奥运理念,又体现中华民族特色的奖牌——用一种玉石制作然后分别镀上金、银、铜而成的奖牌。刘星是个爱动脑筋的孩子,当他得到一小块制作奥运奖牌余下的玉石材料后,立即着手利用家里的弹簧秤测这种材料的密度。请你和刘星一起来完成测量过程。(g取10N/kg)
(1)右图甲所示用细线拴住玉石块,用弹簧秤测出其所受重力,这时弹簧秤示数是_______N,从而可计算出玉石块的质量。
(2)如图乙所示让玉石块完全浸入水中,从图中弹簧秤的示数可计算出玉石块所受的浮力是__________N。
(3)利用以上测量数据可计算出玉石块的密度是_______________kg/m3。
4、在学习了浮力的有关知识后,甲、乙两同学对“物体的上浮或下沉与哪些因素有关”进行了探究。他们各自将一根新鲜萝卜浸没在水中,松手后,发现萝卜要上浮直至漂浮在水面上(如图1所示).为了使漂浮的萝卜沉下去,两同学分别进行了实验:
甲:将一根铁钉全部插入萝卜中(如图2所示),将萝卜浸没水中松手,发现萝卜沉入水底。
乙:也用同样的铁钉,但只将其一半插入萝卜中(如图3所示),将萝卜浸没水中松手,发现萝卜叶沉入水底。
请回答下列问题:
(1)从物体受力的角度看,他们在萝卜中插 入铁钉是为了改变 的大小
(2)结合两位同学的实验目的、过程及现象,可以得出的结论是
(3)虽然两同学的实验结果基本一致,但老师认为甲同学的方法更科学。你认为老师这样评价的主要理由是
参考答案
精题演练:
1、增大排开液体的体积;2
2、B 3、D 4、(1)变小。不变,说明物体受到的浮力与浸入液体的深度无关(其它合理的表述即可)。(2)物体浸入液体的体积越大,受到的浮力越大,能证明猜想④正确。
中考预测:
1、A 2、变小;变大 3、⑴、3.6 ⑵、0.8 ⑶、4.5×103
4、(1)重力
(2)在浮力一定的条件下,物体的上浮或下浮与物体的重力有关(能体现“与重力有关”的其他合理答案均可得分)
(3)甲同学将铁钉全部插入萝卜中,在改变重力时控制浮力保持不变
(能体现“控制浮力不变”、“控制体积不变”等其他合理答案均可得分;或评价乙同学“没有控制浮力不变”、“没有控制体积不变”等合理答案也可得分)
定义:浸在液体中的物体,受到液体对它向__________的托力
浮力产生原因:物体受到液体对它上、下表面的压力差。
阿基米德原理:(1)探究过程及内容:________________________________
(2)公式:_______________,由公式可知,浮力只与____和_____有关,而与放入液体中的物体的重力、密度、体积、形状、所处位置和全部浸没时的深度均无关。
4、浮沉条件
浮力
5、浮力的应用:轮船、潜水艇、气球、飞艇、密度计
漂浮:_______________________________
悬浮:_______________________________
上浮:_______________________________
下沉:_______________________________
1.称重法:F浮=G-F拉
2.压力差法:F浮=F上-F下
3.阿基米德原理:F浮=G排=ρ液gV排
4.利用浮沉条件(平衡法)
6、计算浮力的方法多彩的物质世界
【考纲要求】
1、知道物质的宏观和微观尺度;人类探索微观世界的历程以及原子的核式结构。
2、理解质量和密度的概念及日常生活中的应用。
3、会用天平和量筒测量物质的密度。
【知识结构】
【中考考点】
多彩的物质世界做为力学的基础章节,考查的知识点比较基础,所以中考主要集中在选择、填空、探究中;但是测密度是每年中考的热点。考点主要内容为:密度是物质的一种特性,主要由物质的材料决定;天平的使用和天平的读数;有关密度的计算和单位换算;测量密度的方法;理解物质的m—V图像。
【知识梳理】
1.质量的定义:物体中所含物质的多少叫质量
2.质量的单位
国际通用单位:千克(kg)
其他常用单位:吨、克、毫克
换算关系:
1吨=103千克 1千克=103克
1克=103毫克 1千克=106毫克
3.质量是物体的一种属性.物体质量不随物体的形状、状态、温度、位置而改变
4.质量的测量
(1)生活中常见的测量质量的器具有:杆秤、台秤、案秤和电子秤等,在实验室里测量质
量的仪器是天平.常用天平有两种:物理天平和托盘天平.
(2)托盘天平的使用
使用前先观察:
(a)观察最小刻度:即游码标尺上的每一小格表示多少克;
(b)观察天平的最大秤量值:(又叫称量)即最多能测量多少克.
托盘天平的正确使用方法
把托盘天平放在水平台上.
校正零点,调节横梁平衡.
具体步骤:i)把游码放在标尺的左端零刻度线处.
ii)调节横梁右端的平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处,或指针在中线两侧摆动的幅度相等.
把被测物体放在天平左盘里,把砝码放在右盘里,通过加、减砝码和调节游码在标
尺上的位置,直到横梁恢复平衡.
(d)被测物体的质量就等于右盘里所有砝码的总质量加上游码在标尺上所对应的刻度值.
5.密度的定义
某种物质单位体积的质量,叫做这种物质的密度.
6.国际单位制中,密度的单位是:千克/米3,其他单位:克/厘米3
换算关系:(以水的密度为例)
1.0×103千克/米3=1.0×103×=1.0克/厘米3
它表示1米3的水质量是103千克,即1厘米3的水质量是1克.
7.密度是物质的一种特性、不同的物质,它们的密度值一般是不相同的.
对于同种材料制成的物体,虽然它们的质量不同,体积不同,但是它们的质量跟体积的比值都是相同的,即密度是相同的,与物体的形状、体积大小无关,忽略温度的影响,可认为同种物质的密度大小是不改变的.
8.密度的计算
根据密度的定义,可得密度的计算公式:

式中m表示物体的质量,单位用千克;v表示物体的体积,单位用米3;则表示这物体的材料密度,单位即为千克/米3
如果m的单位克,v的单位用厘米3,则的单位即为克/厘米3
9.密度的测定
根据密度的计算=,可知测定密度的基本方法是:
(1)用天平测出物体的质量m;
(2)如果是形状规则的固体,可用刻度尺测出有关数据,计算出体积v.如正方体的体积v=l3,球体体积v=R3,圆柱体体积v=r2h等.
如果是形状不规则的固体,且不溶于水,则可采用量筒(或量杯),由量筒中水面放入
物体后与放入物体前的两次液面示数差来测出固体体积v.
(3)将测出的物体质量m与体积v,代入公式=求出组成物体的材料密度.
(4)量筒(量杯)的使用
a.估计被测物体的体积,选择适当的量筒或量杯.
b.观察量筒刻度每一小格表示的数值是多少.
c.量筒必须放置在水平桌面上,然后将液体倒入量筒中
d.观察量筒液面到达的刻度值,视线要跟液面相平.
量筒和量杯的刻度单位是毫升(或升).
1升=1分米3, 1毫升=1厘米3
10.密度的应用
(1)计算质量
若已知物体的体积,和物体的材料密度,则可用公式m=v求出物体质量
(2)计算体积
若已知物体的质量和物体的材料密度,则可用公式v=求出物体的体积.
(3)鉴别物质
若已知物体的质量和体积,或已测出质量和体积,即可用公式=求出密度,通过查密度表,就可知是何种材料构成的物体.
【典例详解】
例1、一块体积是100厘米3的冰熔化成水后,水的体积( )
A.仍是100厘米3 B.大于100厘米3
C.小于100厘米3 D.无法确定
解析:质量是物体本身的一种属性,当物体的形状、状态、温度、位置改变时,物体的
体积、密度等通常会发生变化,但是物体的质量大小是不会变化的.因此,冰熔化成水后,水的质量和冰的质量是相等的,即m冰=m水.
密度是物质的一种特性,它的大小是由物质本身性质决定的,虽然忽略温度的影响,物质的密度大小是不会改变的,但是状态改变时,密度却是要改变的.查密度表可得: 水=1.0×103千克/米3, 冰=0.9×103千克/米3,即水>冰,而v水=,v冰=.则可知: v水<v
答案:C
例2、使用指针向上指的托盘天平测量物体的质量,下列各种情况会造成测量结果比真实值偏小的是( )
  A.调节天平的横梁平衡时,指针偏向标尺中线的右侧便停止调节
  B.调节天平的横梁平衡时,指针偏向标尺中线的左侧,就停止调节
  C.使用的砝码已磨损
  D.称量时测量者的头部偏向标尺的右侧,造成视线与标尺不垂直
  解析:天平使用中很重要的一点,就是在测量之前和测量过程中要保证横梁平衡.选项A和B的情况是天平调节中出现的错误.在天平未开始测量时,天平横梁向右侧倾斜,右侧质量大于左侧质量,这样最后即使天平保证平衡,砝码的质量也会小于测量的真实值.同样道理,指针向左侧偏,则会出现测量值偏大的错误.如果不注意保护砝码,使砝码质量小于标准值,就需要多加砝码才能保证天平平衡,因此,最后读取的砝码值会偏大.选项D是在测量中没有使天平平衡,头向右偏,视线使原本向右偏的指针与标尺的零刻度线重合了,这样实际上右盘中砝码质量大于左盘中物体的质量,出现测量值偏大的错误.
  答案:A
例3、一空瓶质量200克,装满水后总质量为700克,现向一空瓶内装一些金属颗粒,使瓶和金属质量共为1000克,然后再向瓶内灌满水,用天平测得此时的总质量为1410克.求瓶内金属的密度.
解析:由空瓶质量及装满水后的总质量可求出瓶内的水的质量,并再由水的密度可求出水的体积,即瓶的容积.
由空瓶质量及瓶和金属颗粒的总质量可求出金属颗粒的质量;由瓶内再灌满水后的总质量可求出后装入的水的质量,并进一步求出其体积;用瓶内容积减去后装入的水的体积即可求出金属颗粒的体积.
最后,将金属颗粒的质量和体积代入公式=即可求出该金属的密度.
解:m1=200克,m2=700克,m3=1000克,m4=1410克, 水=1克/厘米3
瓶内装满水时,所盛水的质量:
m水=m2-m1=700克-200克=500克
盛满水时,水的体积:
v水===500厘米3
则瓶内容积:
v=v水=500厘米3
瓶内金属颗粒的质量:
m金=m3-m1=1000克-200克=800克
瓶内后装入的水的质量:
m水=m4-m3=1410克-1000克=410克
瓶内后装入的水的体积:
v水’===410厘米3
金属颗粒的总体积:
v金=v-v水=500厘米3-410厘米3=90厘米3
金属颗粒的密度:
===8.9克/厘米3
即金属密度为8.9×103千克/米3
例4、小明利用一个圆柱形玻璃杯、天平、水,测出了一小块不规则小石头的密度。请将他的步骤补充完整。
(1)将托盘天平放在水平台上,将标尺上的游码移到零刻度处,调节天平两端的________,使天平平衡。
(2)用天平测量石头的质量,天平平衡时,如图所示,则小石头的质量为________。
(3)在圆筒形玻璃杯中装入适量的水,记下水面到达的位置a处,并测出它们的总质量为16g。
(4)将石头用细线系好,浸没入圆筒形玻璃杯的水中,记下水面到达的位置b处。
(5)将石头从水中提出来,再往玻璃杯中注入水,使_______________________,测出此时玻璃杯的总质量为31g。
(6)用密度公式计算出石头的密度为________g/cm3(保留两位小数)
解析:本题考查的是关于密度的测量,属于中考的重点和热点,测密度的原理是=,石头的质量用天平测量,不规则物体的体积用排水法。
答案:螺母(平衡螺母) 53.75g 水面重新到达位置b处 3.58
方法提炼:关于密度的测量是每年中考的热点,在复习的时候应熟练掌握测密度的原理和步骤;总结特殊测密度的方法,例如:涉及压强和浮力的测量方法。
【精题演练】
1、在“用托盘天平测物体质量”时,某同学用已调节好的天平在测物体质量过程中,通过增、减砝码后,发现指针指在分度标牌的中央刻度线左边一点,这时他应该
A.把横梁右端螺母向右旋出一些 B.把横梁右端螺母向左旋进一些
C.把天平右盘的砝码减少一些 D.向右移动游码
答案:D
2、图1是在 “探究物质的密度”实验中使用的天平,砝码盒中配备的砝码有100g、50g、20g、10g、5g等。请你完成下列问题:
(1)调节天平时应将________移至零刻度处,然后调节________,使天平横梁平衡。
(2)小王同学进行了下列实验操作:
A.将烧杯中盐水的一部分倒入量筒,测出这部分盐水的体积V;
B.用天平测出烧杯和盐水的总质量ml;
C.用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m2;
以上操作的正确顺序是:________________ (填字母代号)。
(3)小王测量烧杯和盐水的总质量ml时,估计盐水和烧杯的总质量在150g左右。试加砝码时,应用镊子夹取100g、50g砝码各1个放入右盘中,若指针右偏,则应取下______g砝码,试加上其它砝码,最后调节游码。
(4)图2是小李同学在实验操作过程中的情况。他的错误是:________________________
答案: (1)游码 (平衡)螺母 (2)BAC (3)50 (4)(测量过程)调螺母
【考题预测】
1、小刚想了解花生油的密度:
⑴ 小刚想,花生油是油类,它的密度应该比水小,于是他滴了一滴油在水中,发现油浮在水面上,由此可以证明他的猜想是________的.
(2)在调节天平平衡时发现指针指在分度盘如图3的位置,他应该将平衡螺母向 移动.
(3)用天平测出烧杯和花生油的总质量为150g,然后将一部分花生油倒入量筒中,再测出剩余花生油和烧杯的质量为106.8g,读出量筒中花生油的体积,如图15甲所示,最后算出花生油的密度,请你将测得的结果填入下表.
(4)图15乙是他在实验结束后整理器材的情景,其中操作不规范的是________________________________.
烧杯和花生油的总质量(g) 烧杯和剩余花生油的质量(g) 花生油的质 量(g) 量筒中花生油的体积(cm3) 花生油的密度(g/ cm3)
150 106.8
答案:(1)对;(2)左;
(3)
烧杯和花生油的总质量(g) 烧杯和剩余花生油的质量(g) 花生油的质 量(g) 量筒中花生油的体积(cm3) 花生油的密度(g/ cm3)
150 106.8 43.2 54 0.8
(4)用手直接拿砝码
物质由________组成,分子由________组成
原子的结构
原子核
核外电子
固、液、气三
态的微观模型
固体有一定的体积和形状
液体没有固定的形状,但有一定的体积,具有流动性
气体没有固定的形状和体积,具有流动性
宇宙和微观世界
定义:物体所含________的多少叫做质量
单位:国际单位 kg 换算关系:1kg=103g=106mg
质量是物质的属性:不随_________、___________、__________改变
测量工具:________
天平的使用方法
使用前注意事项
使用过程中注意事项
读数方法


定义:__________某种物质的________叫做这种物质的密度。
计算公式:___________


单位:国际单位 kg/m3 换算关系:1g/cm3=103kg/m3
密度是物质的一种特性,与________和________无关
测量物质密度的原理公式:________
密度的应用
已知物质的密度和体积求质量的公式:________
已知物质的密度和质量求体积的公式:_________
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