内容正文:
专题01 对环境的察觉与力与空间探索
考点要求
课标要求
感觉世界
· 知道人体感觉的形成以及鼻和嗅觉、舌和味觉
声与听觉
· 能解释与声音的产生、传播有关的简单问题;了解波可以传递信息;
声音的特性与应用
· 知道音调、响度、音色区别和影响因素
· 了解噪声及其防治噪声的途径;
光的反射与折射
· 知道光的直线传播、反射、折射和色散等现象
· 知道平面镜成像规律和光的反射定律以及光的折射规律的应用
透镜和视觉
· 掌握凸透镜成像规律
· 了解眼睛及其视物原理和眼球的结构和视觉的形成;
· 掌握近视、远视形成的原因及矫正方法和眼的保健
考点要求
课标要求
力
· 1.列举生活中常见的力(如重力、摩擦力、弹力),并能说明其意义。
· 2.会测量力的大小,并用力的图示来表示力的三要素。
· 3.描述牛顿第一定律,能用惯性解释有关的常见现象。
· 4.举例说明二力平衡的条件,以及力是物体运动状态变化的原因。
· 5.理解压强的含义,能说出日常生活中增大和减小压强的方法。
· 6.知道液体内部存在压强,了解影响液体压强大小的因素。
· 7.关注生产生活中的运动与相互作用的现象,并能解释交通运输、生产生活中的简单问题。
运动与互相作用
· 1.能运用实验加推理的方法,得出牛顿第一定律。
· 2.了解力和运动之间的关系。明确力并非维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
· 3.能叙述惯性的意义,明确一切物体,无论是固体、液体还是气体,无论物体是静止的还是
· 运动的,都具有惯性。并能用惯性知识解释有关现象。
· 4.知道二力平衡的意义,能说出当受力平衡时,物体可能处于静止状态,也可能处于匀速直线运动状态。
· 5.能说明二力平衡的条件以及物体运动状态变化的原因。能用二力平衡的条件解决简单的问题。
· 6,能用大量事例说明摩擦力是普遍存在的,知道不但固体会产生摩擦力,而且气体和液体也会产生摩擦力。能够想象没有摩擦的世界将会出现的情景。
· 7.会通过实验探究影响滑动摩擦力大小的因素。
· 8.能说明摩擦力的利和弊,说出增大和减小摩擦的具体方法。
压强
· 1.知道压力的作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关,用单位面积上受到的压力可以很好地反映压力的作用效果。
· 2.写出压强的公式、单位。能从公式出发得出增大和减小压强的方法,能分析增大和减小压强的实例。
· 3.了解液体对容器底部和容器侧壁都有压强,以及压强的大小跟液体深度之间的关系。能用压强计探究液体内部压强的特点,并由此得出一般液体压强的特点。能利用液体压强的特点解释一些现象。
空间探索
· 1.知道火箭的工作原理和工作过程,会动手制作水火箭。
· 2.了解我国空间站的发展战略,了解我国空间站的组成及各部分的作用。
· 3.知道我国月球探测工程“嫦娥工程”的阶段划分、各阶段任务成果,以及载人登月计划。
· 4.了解中国行星探测任务“天问系列”,尤其是天问一号探测器的任务及成果。
· 5.认识人类航天探测器对太阳系探索的范围及重要意义。明确我国在月球和火星探测方面的技术发展历程与取得的突破。
对环境的察觉单元是基础内容。主要以感觉的产生为起点,系统地介绍了人体感觉的形成及其相关感觉器官,进而探讨声、光等物理现象在人体感知中的应用,最后将这些知识与日常生活和实际应用相联系。因此在备考中,应重点关注感觉产生的基本原理,掌握皮肤的触觉、冷热觉、痛觉等基本功能,理解嗅觉与味觉的形成过程及特点;熟悉声音的产生与传播机制,掌握音调、响度、音色的区别及噪声防治措施;掌握光的直线传播、反射、折射和色散现象,熟练应用平面镜成像规律及光的反射、折射定律;深入理解凸透镜成像规律、眼睛的结构与视觉形成机制,掌握近视、远视的成因及矫正方法。本专题中感觉器官的功能特点、声音的特性与应用、光的反射与折射现象、凸透镜成像规律及视觉原理相关考点考查频率较高。本专题考查题型有:选择题、填空题等。
力与空间探索是力学核心内容。主要以力的概念为起点,系统地介绍了力的种类、测量方法及三要素,进而探讨牛顿第一定律、惯性、二力平衡、摩擦力、压强等力学核心原理,最后将这些知识与日常生活和实际应用相联系。因此在备考中,应重点关注力的分类及意义,掌握力的测量方法和力的图示表示;理解牛顿第一定律和惯性的含义,能用惯性解释常见现象;掌握二力平衡的条件及物体运动状态变化的原因;熟悉摩擦力的产生、影响因素及应用;理解压强的定义、公式及影响因素,能分析增大和减小压强的实例;了解液体内部压强的特点及其应用;关注我国在空间探索领域的成就,如空间站、嫦娥工程和天问系列等。
力的分类与意义、牛顿第一定律与惯性、二力平衡条件、摩擦力的影响因素与应用、压强的计算与应用、液体压强的特点相关考点考查频率较高。本专题考查题型有:选择题、填空题、实验探究题、简答题等。
音调、响度和音色的辨析
项目
找关键词
根据波形判断
音调
粗细、长短、松紧、尖、 刺耳、浑厚、低沉
音调高的声音波形密一些,音调低的声音波形疏一些
响度
不同的力敲击、大小、 洪亮、轻声、音量
响度大的声音振幅大一些,响度小的声音振幅小一些
音色
悦耳、动听
不同音色的声音,波形的形状不同
控制噪声
控制噪声的途径有三种,即在声源处控制噪声、在传播途中 控制噪声、在声音接收处减弱噪声。在进行分析时,我们主要看控制 噪声的措施是在哪个地方进行的,如在声源处减弱,通常控制噪声的途径是“在声源处控制噪声”;在空旷的空间阻隔,通常控制噪声的途 径是“在传播途中控制噪声”;在耳朵附近阻隔,通常控制噪声的途径是“在声音接收处减弱噪声”。
凸透镜成像规律的探究
“探究凸透镜成像的规律”实验中,明确实验的关键点是解决 问题的关键。应让物体、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上。改变物 距,观察像距及像的大小变化。凸透镜成实像时,物距变小,像距就变大;物距变大,像距就变小。要熟记凸透镜的成像规律。
视力缺陷及矫正
解决此类题要知道近视眼成像在视网膜前,需要用凹透镜来矫正,使像成在视网膜上;远视眼成像在视网膜后,需要用凸 透镜来矫正,使像成在视网膜上。
感觉世界
一、人的感觉
情景
乐器发出的声音
热水和冷水
感觉器官
耳
皮肤
感觉类型
听觉
皮肤感觉
情景
牛奶和豆浆
米醋和酱油
苹果和橘子的甜味
感觉器官
舌或鼻
舌或鼻
舌
感觉类型
味觉或嗅觉
味觉或嗅觉
味觉
1.感觉的产生:人的感觉器官内有能接收某种刺激并产生信息的感受器,产生的信息会沿着相应的神经传到大脑,大脑对接收的信息做出分析,就产生视觉、听觉、嗅觉、味觉、皮肤感觉等。如图所示。
2.五种基本的感觉及相应的感觉器官
视觉——眼,听觉——耳,嗅觉——鼻,味觉——舌,皮肤感觉——皮肤。
3.影响感觉的因素:人的感觉会受到酒精、药物等的影响。酒精会影响人的感觉和反应快慢,有些药物会影响人的神经系统,尤其是大脑。所以人们在生活中要注意酒后一定不要开车。
皮肤感觉
1.皮肤的感觉
皮肤的感觉
特点
触觉
不同部位的皮肤对各种刺激的敏感程度是不同的,触摸一般用指尖,因为指尖皮肤上的触觉神经末梢比较集中。盲人的触觉往往比普通人要灵敏盲人一般用指尖触摸盲文进行“阅读”,用指尖触摸钞票判断面值或真假
冷热觉
皮肤上有冷热觉感受器,皮肤的不同部位冷热觉的敏感程度不同,如手背皮肤上的神经末梢对冷热比较敏感感受额头温度一般用手背
痛觉
是人体对损伤性刺激发出的警报,对人体具有保护意义
2.皮肤的其他功能
除了作为感觉器官感受外界的刺激外,皮肤还有很多重要的功能,如防止身体水分散失、排汗散热、保护身体免受细菌入侵等。
鼻和嗅觉
1.嗅觉的形成过程
如图所示,我们能闻到苹果的香味,是因为苹果中挥发出的化学物质被吸入鼻腔后溶解在鼻腔内的黏液中,然后刺激嗅觉神经末梢(嗅觉感受器)产生信息,这些信息通过嗅觉神经传到大脑,大脑分析后就产生了苹果香味的感觉。
嗅觉的形成过程:气味(化学物质)-吸入→鼻腔-溶解→粘液-刺激→嗅觉神经末梢-产生信息→嗅觉神经大脑(形成嗅觉)。
2.嗅觉的特点
特点
解读
举例
适应性
嗅觉适应快,数秒至数分钟即可产生
在海鲜市场或者家禽市场内,时间长了腥臭味就闻不出来了
差异性
人的嗅觉会随着年龄 的增长而逐渐减弱
孩子的嗅觉往往要比他们的父母灵敏得多。随着年龄的增长,他们的嗅觉也会逐渐减弱
不同动物的嗅觉敏感程度差异很大
有些哺乳动物属于嗅觉高度发达的敏嗅觉类,狗的嗅觉能力远远超过人类
选择性
动物对不同气味的敏 感程度不同
猫对老鼠、鱼的气味敏感,对青草的气味不敏感
3.嗅觉的功能
嗅觉不仅能帮助人们闻到食物的香味,还能帮助人们避开危险。例如,当人们嗅到泄漏的天然气气味(供气时加入的臭味物质)、有毒的刺激性气味时,就知道要采取措施或及时远
离;当人们闻到食物腐败的气味时,就不再食用,从而避免食物中毒。
舌和味觉
1.味觉的形成过程
如图,舌的表面有许多肉眼可见的小凸点,这些小凸点的侧壁分布 着很多味蕾。舌的表面有上万个味蕾,味蕾里有许多味觉细胞,这些细胞能感受化学物质的刺激,对液态物质的刺激尤其敏感。(例如,水果糖越嚼越甜,就是因为溶解在唾液中的糖越来多)
味觉的形成过程:食物进入口腔内,食物中的化学物质溶于唾液-刺激→味觉细胞-传到→大脑(产生味觉)。
2.舌感知的味觉
味觉主要有酸味、甜味、苦味、咸味等。麻、辣、涩是人体对多种刺激综合后形成的感觉。舌的不同部位对不同味觉的敏感性有区别,如舌尖对甜敏感,舌尖两侧对咸敏感,舌体两侧对酸敏感,舌根对苦敏感。
3.味觉的敏感性随人的年龄增长而下降
随着人年龄的增长,舌上功能正常的味蕾数目逐渐减少,味觉敏感性也随之下降,对基本味觉的感知能力变弱。为了补偿这种味 觉的减退,年龄大的人一般更喜欢吃味道较浓的食物,以获得更强的味觉体验。生理需求的变化也可能导致年龄大的人更喜欢吃味道较浓的食物。例如,一些研究表明,老年人的新陈代谢率下降,活动量减少,因此他们可能需要更多的调味品来提高食欲,促进食物的消化吸收
声音的产生
1 .探究声音的产生
实验探究1
实验探究2
实验过程
把一根橡皮筋套在椅子背的一角,用手将它拉紧,拨动橡皮筋。仔细倾听橡皮筋发出的声音,同时仔细观察橡皮筋的振动情 况。推测橡皮筋的振动与听到的声音之间有什么联系
将手指轻轻放在自己的咽喉处,然后发出“啊——”的声音,体会手指的感觉
实验图示
实验现象
当橡皮筋振动时,它就会发出声音;当橡皮筋停止振动时,它就停止发出声音
当发出声音时,手指可以感觉到声带在振动;停止发声,振动停止
实验结论
声音是由物体振动产生的。一切正在发声的物体都在振动,振动停止,发声也停止
2.声源
(1)概念:正在发声的物体叫作声源。
(2)能成为声源的物体:固体、液体和气体都能发声,都可以成为声源。如:敲打桌子时,桌子振动发出声音;小溪的水流因振动而发出声音;吹笛子时,空气在笛子内振动发出声音。
声音的传播
1.探究声音传播的条件
声音可以在固体、液体和气体中传播。真空不能传声。
2.声音传播的条件
(1)介质:声音传播需要物质,科学上把这样的物质叫作介质。
(2)声音传播的条件:声音的传播需要介质,传声的介质既可以是气体、固体,也可以是液体。真空不能传声。
声波
1.声音是以波的形式传播的
(1)类比水波,理解声波
水波
声波
图示
分析
在水槽中加入水,放上一支软 木塞。然后用铅笔不断轻触水 面,水面上就会形成一圈一圈 的水波,向外传播,引起软木塞上下浮动
当喇叭的纸盘面向外侧运动时, 压缩邻近的空气,使这部分空气变密;当喇叭的纸盘面向内侧运动时,这部分空气变疏。喇叭纸盘面不断振动,空气中就形成疏 密相间的波,向远处传播
类比归纳
水波是一圈一圈向外传播的,而声波是以疏密相间的波动形式向外传播的,声波与水波具有相似的形式
(2)声波的概念:声音以波的形式传播着,这种波叫作声波。
(3)声波将声音从发声的物体传播到远处,其实它传递着的是能,而非物质。例如,雷电发生后,雷声以声波的形式将能向四面八方传播,到达我们周围,使我们周围的空气振动,从而使我们能够听到雷声,但雷电发生处的空气并没有到达我们的周围。
2.声音传播的快慢
(1)声速
声音传播的快慢用声速描述,其大小等于声音在每秒内传播的距离。在15℃的空气中,声音每秒传播340 m。
(2)影响声速的因素
①介质种类。在不同的介质中,声音传播的快慢一般不同。一般情况下,声音在固体中传播最快,在液体中次之,在气体中最慢。
②温度。温度越高,空气中的声速越大。气温每升高1℃,声音在空气中每秒传播的距离约增加0.6m。
听觉的形成
1.耳的结构及功能
耳的结构如图所示。
结构
组成
功能
外耳
耳郭
收集声波
外耳道
传导声波,声波进入外耳道后撞击鼓膜
中耳
鼓膜
接收声波产生振动,并带动鼓室内的听小骨振动
鼓室
位于鼓室内的听小骨把声音放大后传入耳蜗
咽鼓管
连通鼓室和咽部,使鼓膜内外空气压力保持平衡,从而使鼓膜能正常振动
内耳
前庭
内有感受头部位置变动的感受器,保持身体平衡
半规管
耳蜗
内有液体和听觉感受器,能接受声音振动刺激,产生信息
2.听觉的形成
声波-外耳→鼓膜振动-中耳→听小骨放大振动-内耳→耳蜗内听觉感受器接受声音刺激,产生信息-→听觉神经-→大脑听觉中枢,形成听觉。
3.影响听觉的因素
(1)年龄:听觉通常会随年龄的增大而逐渐减弱。可以通过助听器来提高听力。
助听器相当于一个小型扩音器,把原本听不到的声音加以放大,再利用听障者的残余听力,将声音信息送到大脑听觉中枢
(2)器官损伤:听觉器官的某一部分受到损伤,会使听力下降,甚至失聪,助听器也很难起到作用。
4.耳能保持身体平衡
(1)耳有保持身体平衡作用的原因:内耳的半规管、前庭中有感受头部位置变动的感受器。
(2)晕车、晕船、航空病的原因:内耳感受头部位置变动的感受器 过于敏感,且受到过长或过强的刺激。
声音的特性
1.音调
(1)概念:声音的高低可用音调来表示。
(2)频率
(3)唱歌或演奏乐器时,需要经常改变音调。当演唱不同的音符时,人需要通过喉部的肌肉来改变声带振动的频率,从而产生高低不同的音调。
(4)超声波与次声波
①人耳的听觉范围:人对高音和低音的听觉有一定的限度,多数人能够听到的声音频率范围为20~20000Hz。
②超声波:高于20000Hz的声波叫作超声波。
③次声波:低于20Hz的声波叫作次声波。
④动物的听觉范围通常与人很不相同。大多数哺乳动物能听到的声音的频率比人类高得多。如图列出了人和一些动物能够听到和发出的声音频率范围。
2.响度 也指声音的大小
(1)定义:声音的强弱可用响度来衡量。越用力击鼓,听到的鼓声越响亮,响度就越大。响度是人们对声音强弱的主观感觉。
(3)单位:科学上,人们通常用分贝作为单位来计量声音的强弱。分贝的符号为dB。注意0 dB并不是没有声音
(4)声音的等级及听觉效果
0 dB是人刚能听到的最微弱的声音,30~40 dB 是较为安静的环境,70 dB的声音会干扰人们谈话、影响工作效率,长时间处于大于100 dB 的环境中对耳的听力会造成损伤,大于120 dB的声音则会导致耳疼痛,甚至会造成永久性听觉障碍而听不到任何声音。几种声源的分贝数如图所示。
为了保护人们的听力,声音不能超过90 dB; 为了不影响工作和学习,声音不能超过70 dB; 为了保证休息和睡眠,声音不能超过50 dB。在嘈杂的环境中工作的人们,应戴上听力防护设备。
3.音色手机声控密码锁通过识别声音的音色来解锁
(1)音色:反映声音的品质与特色,可用于辨别不同物体发出的声音。
(2)影响音色的因素:发声体的材料、结构。
(3)音色与波形
音色的不同反映到波形图上就是波的形状不同,如图是不同乐器发 出的音调相同的声音的波形,如都发出C 调的“1”(do)的波形图。
4.声音的三要素
(1)音调、响度和音色叫作声音的三要素。
声的利用
1.消除回声
声音在传播过程中遇到障碍物,就会被反射。当障碍物离人较远时,人发出的声音经过较长时间(大于0.1s)回到耳边,人们就能把回声和原声区分开来。当障碍物离人较近时,声音被很快反射回到耳边,此时,人们区分不出回声和原声。为获得更好的声音感觉,音乐厅中常采用消除回声的设计,使听众获得更好的听觉感受。
2.超声波的利用
回声定位:蝙蝠在飞翔时会发出超声波,这些超声波碰到猎物时会被反射回来,根据回声传来的方位和时间,蝙蝠可以确定猎物的方位及距离。蝙蝠采用的定位方法叫作回声定位。
(1)声呐及倒车雷达:利用回声定位原理,科学家发明了声呐。利 用声呐系统,人们可以测量海洋的深度,绘制海底地形图。渔船 还可以利用声呐获得鱼群的信息。汽车上安装的倒车雷达,也是 利用了回声定位原理。
(2)超声波检查:利用超声波扫描可以得到人体内部各器官的图像,以获得人体内部是否有病变的准确信息,确诊病情,然后采取相应的治疗措施。超声波仪器也可用来检查孕妇腹中胎儿的发育情况。
(3)超声波清洗器、超声波洗牙等。
3.次声波的利用
(1)传递信息:不同的动物感受声波的频率范围不同。大象利用人类听不到的“声音”进行交流,这种“声音”是一种次声波,也就是说,大象可以利用次声波传递信息,进行交流。
(2)监测核爆炸。
(3)预报地震、火山喷发、海啸、台风等自然灾害。
噪声及其控制
1.乐音与噪声
(1)乐音:有规律、悦耳动听、使人感觉轻松愉快的声音叫作乐音,如清脆的鸟鸣声、悠扬的乐器声、悦耳的歌声等。
(2)噪声:无规律、难听刺耳、令人感到烦躁不安的声音叫作噪声,如马路上的嘈杂声、飞机的轰鸣声等。
(3)乐音和噪声的相对性
凡影响人们正常工作、生活和休息的声音都是噪声。如夜晚时,悦耳的歌声对于睡觉的人来说是噪声。
2.噪声的危害与防治
(1)噪声的危害:噪声妨碍人们的生活、工作与学习,有害健康,被列为国际公害。
(2)噪声的防治
光的反射
1.光的反射:与声音遇到障碍物会反射一样,光射到水面、桌面或 其他物体(我们能够看见不发光的物体,是因为从物体表面反射的光进入了我们的眼睛)的表面时也会发生反射。
2.与光的反射有关的基本概念:一点、三线、两角
一点
入射点
光的入射点,用字母O表示
三线
入射
光线
入射到反射面上的光线,如图中的A0
反射
光线
入射光线射到反射面上后,被反射面反射后的光线,如图中的OB
法线
经过入射点0并垂直于反射面的直线,它是一条辅助线,常用虚线表示,如图中的ON
两角
入射角
入射光线与法线的夹角,如图中的α
反射角
反射光线与法线的夹角,如图中的β
3.光路的可逆性
在反射现象中,光路具有可逆性。若使人射光逆着原反射光的方向射到平面镜上,其反射光恰能逆着原入射光方向射出。例如,当我们从平面镜里看见别人的眼睛时,别人也可以从平面镜里看见我们的眼睛。
4.镜面反射和漫反射
镜面反射
漫反射
现象
当一束太阳光斜射到平面镜的表面,在平面镜的另一侧可看到耀眼的亮光
当一束太阳光斜射到粗糙的白纸表面,无论从哪个方向观察,都看不到耀眼的亮光
原因
一束平行光射到光滑的反射面(如平滑的镜子)上时,反射光仍是平行的,这种反射叫作镜面反射,如下图甲所示。→大部分反射光进入眼中
一束平行光射到粗糙的反射面(如一张白纸)上时,反射光会射向各个不同的方向,这种反射叫作漫反射,如下图乙
所示。→只有较少一部分反射光进入眼中
5.光污染
(1)光污染:现代社会,光照的不合理使用带来的一种可怕的灾难。
(2)光污染的危害
①导致能源浪费;
②影响人们的工作和生活;
③破坏生态环境,影响动物的自然生活规律,使其昼夜不分;
④破坏植物的生长节律,影响植物休眠等。
平面镜
1.探究平面镜成像特点
平面镜所成像的大小与物体的大小相等;像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等。
2.平面镜成像的原理第 5 章
成像原理
光的反射
解读
在平面镜前面点燃一支蜡烛,平面镜后面并没有点燃的蜡烛,但我们却看到平面镜后面好像有点燃的蜡烛,这是因为蜡烛火焰向四处发光,一部分光经过平面镜反射后进入我们的眼睛,使我们产生视觉,我们感到这些光好像是从蜡烛的像上发出的,而实际上像并没有发出光,这样的像称为虚像
3.平面镜成像的特点
特点
概述
等大
像和物体的大小相等
等距
像和物体到镜面的距离相等
垂直
像和物体的连线与镜面垂直
正立虚像
在镜中所成的像是正立的虚像,只能用眼睛观察到,不能用光屏去承接
左右反向
像和物体左右是相反的
光的折射
1.光的折射现象
光从空气斜射入水中时,其传播方向会发生偏折,这种现象叫作光的折射。
2.与光的折射有关的基本概念:一点、三线、两角
一点
入射点0
三线
法线NN':经过入射点0并垂直于介质分界面的直线;
入射光线A0;
折射光线OC
两角
入射角α:入射光线与法线的夹角;
折射角γ:折射光线与法线的夹角
4.生活中光的折射现象
海市蜃楼
夏天,海面附近空气温度较低,密度较大,来自地平线以下远处物体的光,传播时由于不同高度空气的疏密不同而向地面多次弯曲后进入我们的眼中,形成“蜃景”现象
“错位”
的奥秘
来自筷子S点的光,由水中斜射向杯外时发生折射,折射光的反向延长线会交于S'点,这样看起来就好像筷子错位了一样
叉鱼
的诀窍
人们看到的是水中的鱼的虚像,它比鱼的真实位置浅,所以要瞄准“鱼”的下方才能叉到鱼
“变高”
的奥秘
光从空气进入水中时发生折射,水中的人看到的是岸上树的虚像,它比树的真实位置高
光的色散
1.探究光的色散
探索活动:太阳光通过三棱镜
探究过程
让太阳光射到三棱镜上,从棱镜另一侧的白纸屏上 可以看到一条彩色的光带。在白纸屏上形成的彩色光带的颜色是按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺列的
探究结论
(1)太阳光是白光。
(2)太阳光射入、射出三棱镜发生折射,被分解成各种颜色的光,这种现象叫作光的色散。
(3 )白光是由多种色光混合而成的
2.太阳光的可见光谱:三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光,它们按照一定的顺序排列,形成太阳光的可见光谱,如图所示。
3. 色光的三原色
人们发现,红、绿、蓝三种色光按不同比例混合能够产生各种颜色,如图甲所示,因此把红、绿、蓝叫作色光的三原色。彩色电视机就是用红色、绿色、蓝色来产生各种颜色。
看不见的光
1.红外线
(1)定义:在可见光谱的红端以外存在着一种人眼看不见的光,叫作红外线。
(2)来源:太阳的热主要是通过红外线的形式辐射到地球上的。自然界的所有物体都在不停地向外辐射红外线。物体的温度越高,辐射的红外线就越强。
(3)特点及应用
①热效应强:加热物体,如取暖、烘烤;红外线探测器、红外线照相机、红外线夜视仪等。
②穿透云雾的能力强:遥感勘测,如寻找水源、监测森林火灾、军事用途。
③某些动物(如响尾蛇)是靠红外线来捕食的。
2.紫外线
(1)定义:在可见光谱的紫端以外存在着一种人眼看不见的光,叫作紫外线。
(2)来源:自然界中的紫外线主要来源于太阳。
(3)特点及应用
①荧光效用:使荧光物质发光,从而使我们看到它,如用紫外线验钞。
②生理作用:医用紫外线灯灭菌、帮助人体合成维生素D。
③化学作用:紫外线摄影。
透镜
1.常见的两类透镜
种类
概念
图示
实例
凸透镜
中间厚、边缘薄的透镜
凹透镜
中间薄、边缘厚的透镜
2.主光轴和光心
名称
概念
图示
主光轴
通过两个球面球心的直线叫作主光轴,简称主轴。主光轴用点划线表示
光心
主光轴上有个特殊的点,通过这个点的光传播方向不变,这个点叫作透镜的光心,用字母“0”表示。薄透镜的光心就在透镜的中心
3.透镜对光的作用
透镜类型
对光的作用
图示
凸透镜
会聚作用。平行光经过凸透镜折射后会聚于一点
凹透镜
发散作用。平行光经过凹透镜折射后会向外发散,发散光线的反向延长线交于主光轴上一点
4.焦点和焦距
(1)凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点,这一点叫作凸透镜的焦点,用字母“F”表示。焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距,用字母“f”表示。凸透镜两侧各有一个焦点。
(2)焦距的变化
对比分析
平行光经玻璃砖折射后平行射出,可认为会聚点在无穷远处,焦距无穷大
将玻璃砖打磨成有一定凸度的凸透镜,平行光经过凸透镜折射后会聚于凸透镜后某一点
总结
凸透镜越凸,焦距越小,会聚能力越强
5.通过透镜的三条特殊光线
凸透镜
通过光心的光线经凸透镜后,传播方向不变
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,折射光线通过焦点
通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出
凹透镜
通过光心的光线经凹透镜后,传播方向不变
平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线过虚焦点
射向凹透镜的光线,如果其延长线通过另一侧虚焦点,经凹透镜折射后平行于主光轴射出
凸透镜成像规律
1.实像和虚像
(1)实像:如图甲所示,在光屏上所成的像,是来自蜡烛火焰的光通过凸透镜会聚而形成的,这样的像叫作实像。
(2)虚像:如图乙所示,通过凸透镜射出的光没有会聚成像,只是人眼逆着光射出的方向看去,能看到像,这样的像叫作虚像。
2.物距和像距
(1)物距:物体到凸透镜的距离,用“μ”表示。
(2)像距:像到凸透镜的距离,用“ν”表示。
放大镜、投影仪和照相机
1.放大镜
实质
原理
图示
使用方法
放大镜是一种焦距较小的凸透镜
u<f时,物体经过凸透镜成正立、放大的虚像
使用放大镜时,把放大镜放在被观察物体的上方,使物体在凸透镜1倍焦距以内,并通过调节放大镜与物体的距离来改变放大倍数
2.投影仪
实质
原理
图示
使用方法
投影仪上有一个相当于凸透镜的镜头
当把物体(投影片)放在1倍焦距与2倍焦距之间,并距投影仪镜头比较近的位置时,来自物体(投影片)的光,通过凸透镜后会聚在屏幕上,形成放大、倒立的像
投影仪与电脑相连接,将电脑上的图文或视频通过投影仪放大
3.数码照相机
实质
原理
图示
使用方法
数码照相机的镜头相当于一个凸透镜,影像传感器相当于光屏
景物在镜头(凸透镜)2倍焦距之外时,能在影像传感器上成一个清晰的倒立、缩小的实像
让景物在照相机镜头的二倍焦距以外,按下快门后,来自景物的光线经过镜头聚集到影像传感器上
眼睛
1.眼睛
眼睛是人体重要的感觉器官。据统计,大脑中约有80%的信息来自眼睛。眼睛的主要部分是眼球,眼球的大部分藏在头颅骨的眼眶内,只露出很小一部分,这样有利于保护眼球。此外,眼球前有眼睑,可随时合上,以防止异物进入眼睛,具有保护眼睛的功能。
2.眼球的结构和功能
光通过透明的角膜进入眼里。
白色巩膜是眼球的一层坚韧的保护外壳。
视神经把感光细胞所产生的信息传入大脑。
物体的像成在视网膜上,这里分布着许多对光很敏感的感光细胞。
晶状体相当于一个凸透镜,能使物体在视网膜上成像。
瞳孔在虹膜的中央,根据环境中光的强弱,可随时调节大小。
玻璃体由一种透明的胶状物质组成,它充满着整个眼球的内部。
3.视觉的形成
(1)眼睛观察到物体的过程:眼睛中的角膜、房水、晶状体和玻璃体共同作用,形成一个聚光系统,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,它把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体倒立、缩小的实像。视网膜上有很多感光细胞,这些细胞受到光刺激后发出信息,信息沿着视神经传到大脑而形成视觉。即眼睛观察到物体的过程是光→眼球聚光系统→ 视网膜→视神经→大脑皮层视觉中枢。如图所示。
(2)眼睛的调节功能:眼睛通过睫状肌改变晶状体的形状,使我们能够看清远近不同的物体。
看近处物体
看远处物体
睫状肌
收缩
放松
晶状体
变厚
变薄
对光的会聚能力
变强
变弱
成像原理图
视力缺陷与矫正
1.近视与远视
近视
远视
特点
患近视的人只能看清近处的物体,看不清远处的物体
患远视的人只能看清远处的物体,看不清近处的物体
形成原因
眼球的前后径过长或晶状体曲度过大,来自远处物体的光会聚在视网膜前,使视网膜上的物像模糊不清
眼球的前后径过短或晶状体曲度过小,使来自近处物体的光会聚在视网膜的后面
矫正方法
配戴凹透镜可矫正近视
配戴凸透镜可矫正远视
2.高度近视的危害:高度近视患者由于眼球前后径增长较多,眼球壁会变薄,从而引起一系列的眼部变化,甚至引起玻璃体浑浊、视网膜脱离等并发症,严重影响视力。高度近视往往不可逆,预防高度近视,需要避免不良的用眼习惯,如长时间看手机、电脑,在黑暗处看手机等。
3.爱护眼睛,保护视力
(1)读书和写字的姿势要正确;书与眼睛的距离要保持约33cm; 应该在光强度适宜的环境下阅读。
(2)连续看书或写字1h 左右要休息片刻,或者向远处眺望一会,让眼睛的肌肉得以放松。
(3)使用电脑时,眼睛与屏幕应相距50~70cm。不要长时间地使用电脑 。
(4)定期接受眼睛检查,若眼睛出现不适,应及时治疗或矫正。
(5)如有异物进入眼睛,不要用手揉,可用眼药水等冲洗眼睛。
(6)不要躺着、坐车或走路时看书。
牛顿第一定律
1.牛顿第一定律
(1)内容:任何物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,除非有作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(2)牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因。
(3)牛顿第一定律不是实验定律,是在实验的基础上,经过进一步的推理而概括出来的。
2.判断物体的运动状态
物体不受外力作用时,原来静止的物体将永远保持静止状态;原来运动的物体将永远做匀速直线运动,速度的大小和方向都不改变。
物体的平衡状态与二力平衡的条件
平衡状态:
物体受几个力作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,则物体处于平衡状态。物体处于平衡状态时受力平衡。
二力平衡的条件:
作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上。二力平衡的条件可简记为“同体、等大、反向、共线”。
二力平衡的特点:
如果两个力平衡,则必然大小相等、方向相反、作用在同一物体上,并且作用在同一条直线上。
摩擦力
1.产生摩擦力的条件:①接触面粗糙,②两个物体相互接触且有挤压,③有相对运动或相对运动趋势。
2.摩擦力的方向:与相对运动或相对运动趋势的方向相反。
3.滑动摩擦力的大小:只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与物体运动的速度、接触面积等无关。
探究液体内部压强的特点
压强计是测量液体内部压强的仪器。当外力对橡皮膜表面产生压强时,U形管两侧的液面会出现高度差,压强越大,液面的高度差也越大。因此,U形管两侧液面的高度差大小,可以反映橡皮膜所受压强的大小。
液体压强的特点:(1)液体对容器底部和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;(2)液体的压强随深度增加而增大;
(3) 在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;(4)不同液体的压强还跟液体的密度有关,深度相同时,液体密度越大,压强越大。
受力分析
1.受力分析的原则:每个力都有施力物体和受力物体;物体的受力情况与运动状态保持一致。
2.受力分析的顺序:先画重力、已知力,围绕一圈找弹力,最后再画摩擦力。
3.力的作用点:一般在物体的重心上。
4.力的方向
重力:竖直向下。
弹力:压力和支持力与接触面垂直,指向受力物体;绳子的拉力沿绳子指向绳收缩的方向。
摩擦力:与接触面平行,与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。
力
一、力的认识
1.力对物体的作用
一个物体对另一个物体发生推、压、拉等作用,我们就说这个物体对另一个物体施加了力的作用,即力是物体对物体的作用。
2.对力的理解
(1)力不能离开物体而单独存在:力是物体对物体的作用,产生力的作用总要有两个物体(一个是施力物体,一个是受力物体),单独一个物体不会产生力的作用,离开物体更不会有力的作用,总是成对出现。
(2)力的作用与物体间是否接触无关:相互接触的物体之间不一定产生力的作用,如并排放在水平桌面上的两个物块,它们之间如无相互挤压,则两物块间无力的作用。没有接触的物体之间也可能有力的作用,如磁铁吸引铁屑。因此是否接触不是判断物体间是否有力的作用的依据。
3.力的作用效果
力可以改变物体的运动状态,不表示“有力作用在物体上时,物体的运动状态一定改变”,如用力推静止的汽车,汽车仍然静止,此时虽然有力作用在汽车上,但汽车的运动状态没有改变。
二、力的图示
1.力的三要素
力的作用效果跟力的大小、方向、作用点有关。人们通常把力的大小、方向、作用点叫作力的三要素。
2.力的图示
概念:由于力有三个要素,因此单用一个数值是无法完整地表示一个力的,科学上通常用一根带箭头的线段来形象地表示力。这种表示力的方法叫作力的图示。
3.力的图示的作图步骤
①确定受力物体,画出作用点;
②选定标度(用某一长度表示多少牛的力),从作用点开始沿力的方向画一条线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度;
③在线段的末端标出箭头,表示方向,并标出力的大小.
三、力的作用是相互的
1.力的作用是相互的
一个物体对另一个物体施加力的作用时,也同样受到另一个物体对它的力的作用,也就是说,物体之间力的作用是相互的。
2.对力的相互性的理解
(1)两个相互作用的力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,分别作用在两个物体上。
(2)物体之间相互作用力同时产生、同时消失,没有先后、主次之分。如运动员用脚踢球时,球受到脚的作用力,同时脚也受到球的作用力;当球飞离脚时,球不再受脚的作用力,同时脚也不再受球的作用力。
四、力的测量
1.力的单位
在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号为N。
2.测力计
测量力的大小的工具叫作测力计。
弹簧测力计是一种常用的测力计,其结构如图所示。
(1)结构:拉环、弹簧、指针、拉杆、面板、秤钩。
(2)原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的长度越长。
3.弹力
(1)弹簧受到拉力会发生形变,不受拉力时又会恢复到原来的状态,弹簧的这种性质叫作弹性。
(2)手拉弹簧时也会感受到弹簧反抗拉伸的作用。发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫作弹力。
五、重力
1.重力
物体由于地球的吸引而受到的力叫作重力。
2.重力的特点
①地球附近的所有物体都受到重力的作用,不管它是运动的还是静止的。
②重力的施力物体是地球,受力物体是地球附近的物体。
③重力的作用:使物体从高处落向地面或使物体有向下落的趋势。例如,熟透了的果子在重力作用下脱离树枝并落到地面上;水在重力作用下从高处流向低处;抛出去的铅球会在重力作用下落回地面等。
④物体间力的作用是相互的,地球吸引物体的同时,物体也吸引地球。
3.重力的方向
重力的方向总是竖直向下。
4.重心
(1)概念:地球吸引物体的每一部分,物体的各部分都受到重力的作用。但是,对于整个物体,重力作用的表现就好像它作用在某一个点上,这个点叫作物体的重心。重心实际上是物体各部分受到重力作用的等效作用点。
(2)重心的位置:
①形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的几何中心处。
②质量分布不均匀的物体,重心的位置除与物体的形状有关外,还跟物体的质量分布有关。如一个充满气的篮球,其重心在几何中心处,若将篮球内充入一半体积的水,则该篮球的重心将下移。
③物体的重心不一定在物体上。如质量分布均匀的圆环的重心在环的中心处,不在环上。
④重心的位置与物体所在的位置及运动状态无关。
⑤为了研究问题方便,在受力物体上画力的示意图时,常把力的作用点画在重心上。
5.重力的计算
如果用G表示物体受到的重力,m表示物体的质量,g表示质量为1kg的物体受到的重力为9.8N,G=mg。在粗略计算中,g的值可以取10N/kg。
运动与相互作用
一、牛顿第一定律
1.牛顿第一定律
任何物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,除非有作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
2.力和运动的关系:改变物体的运动状态
由牛顿第一定律可知,物体在不受力的作用时总保持匀速直线运动状态或静止状态,所以,要改变物体的速度大小或运动方向,必须对物体施加力的作用。牛顿第一定律揭示了力与运动的关系,即力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因。
二、惯性
1.惯性的概念:一切物体都具有保持原有的速度大小和运动方向的性质。物体有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,这种性质叫作惯性。因此,牛顿第一定律也叫作惯性定律。
2.对惯性的认知
(1)普遍性:一切物体在任何情况下都具有惯性。无论是固体、液体还是气体,无论质量大小,无论是运动的还是静止的,无论受力还是不受力,物体都具有惯性
(2)决定因素:惯性只和物体的质量有关。物体的质量越大,惯性越大;质量越小,惯性越小。
(3)与力的区别:惯性是物体的一种固有属性,它不是力,力是物体对物体的作用。因此不能说“惯性作用”“惯性力”,在惯性前面加“产生”“受到”“出现”“克服”等词都是错误的。
3.惯性与牛顿第一定律的区别与联系
(1)区别:牛顿第一定律是描述物体不受外力作用时所遵循的运动规律,是有条件的,即只有在不受外力作用时才遵循;而惯性是物体的一种属性,与物体是否受力等一切外在因素无关,任何时候都存在
(2)联系:因为人们把物体保持原有静止状态或匀速直线运动的性质叫作惯性,所以牛顿第一定律又被称为惯性定律。
三、二力平衡
1.二力平衡
一个物体在两个力的作用下,如果保持静止或匀速直线运动状态,就说明这两个力是平衡的(即二力平衡)。
2.二力平衡的条件
作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且力的作用线在同一条直线上,那么这两个力就相互平衡。
四、摩擦力
1.摩擦力的存在
两个互相接触的物体,当一个物体在另一个物体表面上滑动时,在它们的接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫作滑动摩擦力。滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
2.影响摩擦力大小的因素
滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小和接触面的粗糙程度有关。当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
五、增大或减小摩擦的方法
1.增大有益摩擦
增大接触面间的压力、增大接触面的粗糙程度、变滚动摩擦为滑动摩擦。
2.减小有害摩擦
减小接触面间的压力、减小接触面的粗糙程度变滑动摩擦为滚动摩擦、使接触面分离
压强
一、压力的作用效果
1.压力的定义
压力是垂直作用在物体表面上的力,是物体之间由于相互挤压而产生的。
2.影响压力作用效果的因素
压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小有关:
(1)受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(2)压力的大小一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
3.压强
(1)定义:物体所受压力大小与受力面积之比。
(2)公式:P=,P表示压强,F表示压力,S表示受力面积。
(3)单位:在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(Pa)。
4.液体压强
(1)液体内部各处都有压强;
(2)同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强相等;
(3)液体内部的压强随深度的增加而增大;
(4)不同的液体在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,液体的密度越大,压强越大
5.液体压强的计算公式:P=ρ液gh。
空间探索
一、火箭
1.火箭的工作原理
由于火箭燃料仓中的燃料燃烧产生高温高压的气体,这些热气体从火箭底部的开口处向后喷出时,就会产生一个反作用力,这个反作用力推动火箭向前运动。
2.多级火箭
典型的多级火箭有三级,前面一级火箭的燃料耗尽后会从火箭上脱落,下一级火箭点燃接替工作,继续为火箭飞行提供动力。最后将携带的承载物运送到目的地。
二、中国空间站
作用价值:
(1)科技创新:中国空间站是我们的太空家园,为我国科学家进行长期的、大规模的空间科学实验、技术试验研究提供条件,能够极大地促进空间科学技术的发展,辐射带动相关领域技术创新。
(2)信息价值:空间站可以为我国提供更精准、更丰富的情报信息,提高各个领域的监视能力。
(3)军事价值:空间站可以用于测试和验证一些军事技术和装备,提升我国的国防实力和国际地位
三、探索月球和火星
1.月球探测工程——“嫦娥工程”
“嫦娥工程”分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。
(1)“无人月球探测”
“无人月球探测”工程分“绕”“落”“回”三期。“绕”“落”“回”分别指环绕月球、着陆月球、月球取样返回的无人探测任务。2007年至2020年之间,已有5个嫦娥系列的探测器奔赴月球,“绕”“落”“回”三期任务已圆满完成。
(2)“载人登月”
2023年5月,我国“载人登月”阶段任务也已启动实施,总体目标是在2030年前实现载人登陆月球,并开展月球科学考察及相关技术试验,掌握载人地月往返、月面短期驻留、人机联合探测等关键技术,完成“登”“巡”“采”“研”“回”等多重任务。
(3)“建立月球基地”
不久的将来,在完成载人登月的基础上,我国将建立“月球基地”,开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证,推动载人航天技术由近地走向深空的跨越式发展,深化人类对月球和太阳系起源与演化的认识,为月球科学的发展贡献中国智慧。
2.火星探测工程
(1)命名
2020年4月24日是第五个“中国航天日”,中国行星探测任务被命名为天问系列,首次火星探测任务被命名为天问一号
(2)历程
天问一号探测器由一部轨道飞行器和一辆火星车构成,并于2020年7月23日发射升空,祝融号火星车在2021年5月15日成功着陆火星表面,对火星表面进行巡视探测
(3)意义
①天问一号探测器升空,实现通过一次任务完成火星环绕、着陆和巡视探测三大目标,使我国成为世界上第二个独立掌握火星着陆巡视探测技术的国家。
②天问一号对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等的科学探测,实现了中国在深空探测领域的技术跨越,从而进入世界深空探测先进行列
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专题01 对环境的察觉与力与空间探索
考点要求
课标要求
感觉世界
· 知道人体感觉的形成以及鼻和嗅觉、舌和味觉
声与听觉
· 能解释与声音的产生、传播有关的简单问题;了解波可以传递信息;
声音的特性与应用
· 知道音调、响度、音色区别和影响因素
· 了解噪声及其防治噪声的途径;
光的反射与折射
· 知道光的直线传播、反射、折射和色散等现象
· 知道平面镜成像规律和光的反射定律以及光的折射规律的应用
透镜和视觉
· 掌握凸透镜成像规律
· 了解眼睛及其视物原理和眼球的结构和视觉的形成;
· 掌握近视、远视形成的原因及矫正方法和眼的保健
考点要求
课标要求
力
· 1.列举生活中常见的力(如重力、摩擦力、弹力),并能说明其意义。
· 2.会测量力的大小,并用力的图示来表示力的三要素。
· 3.描述牛顿第一定律,能用惯性解释有关的常见现象。
· 4.举例说明二力平衡的条件,以及力是物体运动状态变化的原因。
· 5.理解压强的含义,能说出日常生活中增大和减小压强的方法。
· 6.知道液体内部存在压强,了解影响液体压强大小的因素。
· 7.关注生产生活中的运动与相互作用的现象,并能解释交通运输、生产生活中的简单问题。
运动与互相作用
· 1.能运用实验加推理的方法,得出牛顿第一定律。
· 2.了解力和运动之间的关系。明确力并非维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
· 3.能叙述惯性的意义,明确一切物体,无论是固体、液体还是气体,无论物体是静止的还是
· 运动的,都具有惯性。并能用惯性知识解释有关现象。
· 4.知道二力平衡的意义,能说出当受力平衡时,物体可能处于静止状态,也可能处于匀速直线运动状态。
· 5.能说明二力平衡的条件以及物体运动状态变化的原因。能用二力平衡的条件解决简单的问题。
· 6,能用大量事例说明摩擦力是普遍存在的,知道不但固体会产生摩擦力,而且气体和液体也会产生摩擦力。能够想象没有摩擦的世界将会出现的情景。
· 7.会通过实验探究影响滑动摩擦力大小的因素。
· 8.能说明摩擦力的利和弊,说出增大和减小摩擦的具体方法。
压强
· 1.知道压力的作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关,用单位面积上受到的压力可以很好地反映压力的作用效果。
· 2.写出压强的公式、单位。能从公式出发得出增大和减小压强的方法,能分析增大和减小压强的实例。
· 3.了解液体对容器底部和容器侧壁都有压强,以及压强的大小跟液体深度之间的关系。能用压强计探究液体内部压强的特点,并由此得出一般液体压强的特点。能利用液体压强的特点解释一些现象。
空间探索
· 1.知道火箭的工作原理和工作过程,会动手制作水火箭。
· 2.了解我国空间站的发展战略,了解我国空间站的组成及各部分的作用。
· 3.知道我国月球探测工程“嫦娥工程”的阶段划分、各阶段任务成果,以及载人登月计划。
· 4.了解中国行星探测任务“天问系列”,尤其是天问一号探测器的任务及成果。
· 5.认识人类航天探测器对太阳系探索的范围及重要意义。明确我国在月球和火星探测方面的技术发展历程与取得的突破。
对环境的察觉单元是基础内容。主要以感觉的产生为起点,系统地介绍了人体感觉的形成及其相关感觉器官,进而探讨声、光等物理现象在人体感知中的应用,最后将这些知识与日常生活和实际应用相联系。因此在备考中,应重点关注感觉产生的基本原理,掌握皮肤的触觉、冷热觉、痛觉等基本功能,理解嗅觉与味觉的形成过程及特点;熟悉声音的产生与传播机制,掌握音调、响度、音色的区别及噪声防治措施;掌握光的直线传播、反射、折射和色散现象,熟练应用平面镜成像规律及光的反射、折射定律;深入理解凸透镜成像规律、眼睛的结构与视觉形成机制,掌握近视、远视的成因及矫正方法。本专题中感觉器官的功能特点、声音的特性与应用、光的反射与折射现象、凸透镜成像规律及视觉原理相关考点考查频率较高。本专题考查题型有:选择题、填空题等。
力与空间探索是力学核心内容。主要以力的概念为起点,系统地介绍了力的种类、测量方法及三要素,进而探讨牛顿第一定律、惯性、二力平衡、摩擦力、压强等力学核心原理,最后将这些知识与日常生活和实际应用相联系。因此在备考中,应重点关注力的分类及意义,掌握力的测量方法和力的图示表示;理解牛顿第一定律和惯性的含义,能用惯性解释常见现象;掌握二力平衡的条件及物体运动状态变化的原因;熟悉摩擦力的产生、影响因素及应用;理解压强的定义、公式及影响因素,能分析增大和减小压强的实例;了解液体内部压强的特点及其应用;关注我国在空间探索领域的成就,如空间站、嫦娥工程和天问系列等。
力的分类与意义、牛顿第一定律与惯性、二力平衡条件、摩擦力的影响因素与应用、压强的计算与应用、液体压强的特点相关考点考查频率较高。本专题考查题型有:选择题、填空题、实验探究题、简答题等。
音调、响度和音色的辨析
项目
找关键词
根据波形判断
音调
粗细、长短、松紧、尖、 刺耳、浑厚、低沉
音调高的声音波形密一些,音调低的声音波形疏一些
响度
不同的力敲击、大小、 洪亮、轻声、音量
响度大的声音振幅大一些,响度小的声音振幅小一些
音色
悦耳、动听
不同音色的声音,波形的形状不同
控制噪声
控制噪声的途径有三种,即在声源处控制噪声、在传播途中 控制噪声、在声音接收处减弱噪声。在进行分析时,我们主要看控制 噪声的措施是在哪个地方进行的,如在声源处减弱,通常控制噪声的途径是“在声源处控制噪声”;在空旷的空间阻隔,通常控制噪声的途 径是“在传播途中控制噪声”;在耳朵附近阻隔,通常控制噪声的途径是“在声音接收处减弱噪声”。
凸透镜成像规律的探究
“探究凸透镜成像的规律”实验中,明确实验的关键点是解决 问题的关键。应让物体、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上。改变物 距,观察像距及像的大小变化。凸透镜成实像时,物距变小,像距就变大;物距变大,像距就变小。要熟记凸透镜的成像规律。
视力缺陷及矫正
解决此类题要知道近视眼成像在视网膜前,需要用凹透镜来矫正,使像成在视网膜上;远视眼成像在视网膜后,需要用凸 透镜来矫正,使像成在视网膜上。
感觉世界
一、人的感觉
情景
乐器发出的声音
热水和冷水
感觉器官
耳
皮肤
感觉类型
听觉
皮肤感觉
情景
牛奶和豆浆
米醋和酱油
苹果和橘子的甜味
感觉器官
舌或鼻
舌或鼻
舌
感觉类型
味觉或嗅觉
味觉或嗅觉
味觉
1.感觉的产生:人的感觉器官内有能接收某种刺激并产生信息的感受器,产生的信息会沿着相应的神经传到大脑,大脑对接收的信息做出分析,就产生视觉、听觉、嗅觉、味觉、皮肤感觉等。如图所示。
2.五种基本的感觉及相应的感觉器官
视觉—— ,听觉——耳,嗅觉—— ,味觉——舌,皮肤感觉—— 。
3.影响感觉的因素:人的感觉会受到酒精、药物等的影响。酒精会影响人的感觉和反应快慢,有些药物会影响人的神经系统,尤其是大脑。所以人们在生活中要注意酒后一定不要开车。
皮肤感觉
1.皮肤的感觉
皮肤的感觉
特点
触觉
不同部位的皮肤对各种刺激的敏感程度是不同的,触摸一般用指尖,因为指尖皮肤上的触觉神经末梢比较集中。盲人的触觉往往比普通人要灵敏盲人一般用指尖触摸盲文进行“阅读”,用指尖触摸钞票判断面值或真假
冷热觉
皮肤上有冷热觉感受器,皮肤的不同部位冷热觉的敏感程度不同,如手背皮肤上的神经末梢对冷热比较敏感感受额头温度一般用手背
痛觉
是人体对损伤性刺激发出的警报,对人体具有保护意义
2.皮肤的其他功能
除了作为感觉器官感受外界的刺激外,皮肤还有很多重要的功能,如防止身体水分散失、排汗散热、保护身体免受细菌入侵等。
鼻和嗅觉
1.嗅觉的形成过程
如图所示,我们能闻到苹果的香味,是因为苹果中挥发出的化学物质被吸入鼻腔后溶解在鼻腔内的黏液中,然后刺激嗅觉神经末梢(嗅觉感受器)产生信息,这些信息通过嗅觉神经传到大脑,大脑分析后就产生了苹果香味的感觉。
嗅觉的形成过程:气味(化学物质)-吸入→鼻腔-溶解→粘液-刺激→嗅觉神经末梢-产生信息→嗅觉神经大脑(形成嗅觉)。
2.嗅觉的特点
特点
解读
举例
适应性
嗅觉适应快,数秒至数分钟即可产生
在海鲜市场或者家禽市场内,时间长了腥臭味就闻不出来了
差异性
人的嗅觉会随着年龄 的增长而逐渐减弱
孩子的嗅觉往往要比他们的父母灵敏得多。随着年龄的增长,他们的嗅觉也会逐渐减弱
不同动物的嗅觉敏感程度差异很大
有些哺乳动物属于嗅觉高度发达的敏嗅觉类,狗的嗅觉能力远远超过人类
选择性
动物对不同气味的敏 感程度不同
猫对老鼠、鱼的气味敏感,对青草的气味不敏感
3.嗅觉的功能
嗅觉不仅能帮助人们闻到食物的香味,还能帮助人们避开危险。例如,当人们嗅到泄漏的天然气气味(供气时加入的臭味物质)、有毒的刺激性气味时,就知道要采取措施或及时远
离;当人们闻到食物腐败的气味时,就不再食用,从而避免食物中毒。
舌和味觉
1.味觉的形成过程
如图,舌的表面有许多肉眼可见的小凸点,这些小凸点的侧壁分布 着很多味蕾。舌的表面有上万个味蕾,味蕾里有许多味觉细胞,这些细胞能感受化学物质的刺激,对液态物质的刺激尤其敏感。(例如,水果糖越嚼越甜,就是因为溶解在唾液中的糖越来多)
味觉的形成过程:食物进入口腔内,食物中的化学物质溶于唾液-刺激→味觉细胞-传到→大脑(产生味觉)。
2.舌感知的味觉
味觉主要有酸味、甜味、苦味、咸味等。麻、辣、涩是人体对多种刺激综合后形成的感觉。舌的不同部位对不同味觉的敏感性有区别,如舌尖对甜敏感,舌尖两侧对咸敏感,舌体两侧对酸敏感,舌根对苦敏感。
3.味觉的敏感性随人的年龄增长而下降
随着人年龄的增长,舌上功能正常的味蕾数目逐渐减少,味觉敏感性也随之下降,对基本味觉的感知能力变弱。为了补偿这种味 觉的减退,年龄大的人一般更喜欢吃味道较浓的食物,以获得更强的味觉体验。生理需求的变化也可能导致年龄大的人更喜欢吃味道较浓的食物。例如,一些研究表明,老年人的新陈代谢率下降,活动量减少,因此他们可能需要更多的调味品来提高食欲,促进食物的消化吸收
声音的产生
1 .探究声音的产生
实验探究1
实验探究2
实验过程
把一根橡皮筋套在椅子背的一角,用手将它拉紧,拨动橡皮筋。仔细倾听橡皮筋发出的声音,同时仔细观察橡皮筋的振动情 况。推测橡皮筋的振动与听到的声音之间有什么联系
将手指轻轻放在自己的咽喉处,然后发出“啊——”的声音,体会手指的感觉
实验图示
实验现象
当橡皮筋振动时,它就会发出声音;当橡皮筋停止振动时,它就停止发出声音
当发出声音时,手指可以感觉到声带在振动;停止发声,振动停止
实验结论
声音是由物体振动产生的。一切正在发声的物体都在振动,振动停止,发声也停止
2.声源
(1)概念:正在发声的物体叫作声源。
(2)能成为声源的物体:固体、液体和气体都能发声,都可以成为声源。如:敲打桌子时,桌子振动发出声音;小溪的水流因振动而发出声音;吹笛子时,空气在笛子内振动发出声音。
声音的传播
1.探究声音传播的条件
声音可以在固体、液体和气体中传播。真空不能传声。
2.声音传播的条件
(1)介质:声音传播需要物质,科学上把这样的物质叫作介质。
(2)声音传播的条件:声音的传播需要介质,传声的介质既可以是气体、固体,也可以是液体。真空不能传声。
声波
1.声音是以波的形式传播的
(1)类比水波,理解声波
水波
声波
图示
分析
在水槽中加入水,放上一支软 木塞。然后用铅笔不断轻触水 面,水面上就会形成一圈一圈 的水波,向外传播,引起软木塞上下浮动
当喇叭的纸盘面向外侧运动时, 压缩邻近的空气,使这部分空气变密;当喇叭的纸盘面向内侧运动时,这部分空气变疏。喇叭纸盘面不断振动,空气中就形成疏 密相间的波,向远处传播
类比归纳
水波是一圈一圈向外传播的,而声波是以疏密相间的波动形式向外传播的,声波与水波具有相似的形式
(2)声波的概念:声音以波的形式传播着,这种波叫作声波。
(3)声波将声音从发声的物体传播到远处,其实它传递着的是能,而非物质。例如,雷电发生后,雷声以声波的形式将能向四面八方传播,到达我们周围,使我们周围的空气振动,从而使我们能够听到雷声,但雷电发生处的空气并没有到达我们的周围。
2.声音传播的快慢
(1)声速
声音传播的快慢用 描述,其大小等于声音在每秒内传播的距离。在15℃的空气中,声音每秒传播340 m。
(2)影响声速的因素
①介质种类。在不同的介质中,声音传播的快慢一般不同。一般情况下,声音在固体中传播最快,在液体中次之,在气体中最慢。
②温度。温度越高,空气中的声速越大。气温每升高1℃,声音在空气中每秒传播的距离约增加0.6m。
听觉的形成
1.耳的结构及功能
耳的结构如图所示。
结构
组成
功能
外耳
耳郭
收集声波
传导声波,声波进入外耳道后撞击鼓膜
中耳
鼓膜
接收声波产生振动,并带动鼓室内的听小骨振动
鼓室
位于鼓室内的听小骨把声音放大后传入耳蜗
咽鼓管
连通鼓室和咽部,使鼓膜内外空气压力保持平衡,从而使鼓膜能正常振动
内耳
前庭
内有感受头部位置变动的感受器,保持身体平衡
耳蜗
内有液体和听觉感受器,能接受声音振动刺激,产生信息
2.听觉的形成
声波-外耳→鼓膜振动-中耳→听小骨放大振动-内耳→耳蜗内听觉感受器接受声音刺激,产生信息-→听觉神经-→大脑听觉中枢,形成听觉。
3.影响听觉的因素
(1)年龄:听觉通常会随年龄的增大而逐渐减弱。可以通过助听器来提高听力。
助听器相当于一个小型扩音器,把原本听不到的声音加以放大,再利用听障者的残余听力,将声音信息送到大脑听觉中枢
(2)器官损伤:听觉器官的某一部分受到损伤,会使听力下降,甚至失聪,助听器也很难起到作用。
4.耳能保持身体平衡
(1)耳有保持身体平衡作用的原因:内耳的半规管、前庭中有感受头部位置变动的感受器。
(2)晕车、晕船、航空病的原因:内耳感受头部位置变动的感受器 过于敏感,且受到过长或过强的刺激。
声音的特性
1.音调
(1)概念:声音的高低可用 来表示。
(2)频率
(3)唱歌或演奏乐器时,需要经常改变音调。当演唱不同的音符时,人需要通过喉部的肌肉来改变声带振动的频率,从而产生高低不同的音调。
(4)超声波与次声波
①人耳的听觉范围:人对高音和低音的听觉有一定的限度,多数人能够听到的声音频率范围为
②超声波:高于20000Hz的声波叫作 。
③次声波:低于20Hz的声波叫作 。
④动物的听觉范围通常与人很不相同。大多数哺乳动物能听到的声音的频率比人类高得多。如图列出了人和一些动物能够听到和发出的声音频率范围。
2.响度 也指声音的大小
(1)定义:声音的 可用响度来衡量。越用力击鼓,听到的鼓声越响亮,响度就越大。响度是人们对声音强弱的主观感觉。
(3)单位:科学上,人们通常用分贝作为单位来计量声音的强弱。分贝的符号为dB。注意0 dB并不是没有声音
(4)声音的等级及听觉效果
0 dB是人刚能听到的最微弱的声音,30~40 dB 是较为安静的环境,70 dB的声音会干扰人们谈话、影响工作效率,长时间处于大于100 dB 的环境中对耳的听力会造成损伤,大于120 dB的声音则会导致耳疼痛,甚至会造成永久性听觉障碍而听不到任何声音。几种声源的分贝数如图所示。
为了保护人们的听力,声音不能超过90 dB; 为了不影响工作和学习,声音不能超过70 dB; 为了保证休息和睡眠,声音不能超过50 dB。在嘈杂的环境中工作的人们,应戴上听力防护设备。
3.音色手机声控密码锁通过识别声音的音色来解锁
(1)音色:反映声音的品质与特色,可用于辨别不同物体发出的声音。
(2)影响音色的因素:发声体的材料、结构。
(3)音色与波形
音色的不同反映到波形图上就是波的形状不同,如图是不同乐器发 出的音调相同的声音的波形,如都发出C 调的“1”(do)的波形图。
4.声音的三要素
(1)音调、响度和音色叫作声音的三要素。
声的利用
1.消除回声
声音在传播过程中遇到障碍物,就会被反射。当障碍物离人较远时,人发出的声音经过较长时间(大于0.1s)回到耳边,人们就能把回声和原声区分开来。当障碍物离人较近时,声音被很快反射回到耳边,此时,人们区分不出回声和原声。为获得更好的声音感觉,音乐厅中常采用消除回声的设计,使听众获得更好的听觉感受。
2.超声波的利用
回声定位:蝙蝠在飞翔时会发出超声波,这些超声波碰到猎物时会被反射回来,根据回声传来的方位和时间,蝙蝠可以确定猎物的方位及距离。蝙蝠采用的定位方法叫作回声定位。
(1)声呐及倒车雷达:利用回声定位原理,科学家发明了声呐。利 用声呐系统,人们可以测量海洋的深度,绘制海底地形图。渔船 还可以利用声呐获得鱼群的信息。汽车上安装的倒车雷达,也是 利用了回声定位原理。
(2)超声波检查:利用超声波扫描可以得到人体内部各器官的图像,以获得人体内部是否有病变的准确信息,确诊病情,然后采取相应的治疗措施。超声波仪器也可用来检查孕妇腹中胎儿的发育情况。
(3)超声波清洗器、超声波洗牙等。
3.次声波的利用
(1)传递信息:不同的动物感受声波的频率范围不同。大象利用人类听不到的“声音”进行交流,这种“声音”是一种次声波,也就是说,大象可以利用次声波传递信息,进行交流。
(2)监测核爆炸。
(3)预报地震、火山喷发、海啸、台风等自然灾害。
噪声及其控制
1.乐音与噪声
(1)乐音:有规律、悦耳动听、使人感觉轻松愉快的声音叫作乐音,如清脆的鸟鸣声、悠扬的乐器声、悦耳的歌声等。
(2)噪声:无规律、难听刺耳、令人感到烦躁不安的声音叫作噪声,如马路上的嘈杂声、飞机的轰鸣声等。
(3)乐音和噪声的相对性
凡影响人们正常工作、生活和休息的声音都是噪声。如夜晚时,悦耳的歌声对于睡觉的人来说是噪声。
2.噪声的危害与防治
(1)噪声的危害:噪声妨碍人们的生活、工作与学习,有害健康,被列为国际公害。
(2)噪声的防治
光的反射
1.光的反射:与声音遇到障碍物会反射一样,光射到水面、桌面或 其他物体(我们能够看见不发光的物体,是因为从物体表面反射的光进入了我们的眼睛)的表面时也会发生反射。
2.与光的反射有关的基本概念:一点、三线、两角
一点
入射点
光的入射点,用字母O表示
三线
入射
光线
入射到反射面上的光线,如图中的A0
反射
光线
入射光线射到反射面上后,被反射面反射后的光线,如图中的OB
法线
经过入射点0并垂直于反射面的直线,它是一条辅助线,常用虚线表示,如图中的ON
两角
入射角
入射光线与法线的夹角,如图中的α
反射角
反射光线与法线的夹角,如图中的β
3.光路的可逆性
在反射现象中,光路具有可逆性。若使人射光逆着原反射光的方向射到平面镜上,其反射光恰能逆着原入射光方向射出。例如,当我们从平面镜里看见别人的眼睛时,别人也可以从平面镜里看见我们的眼睛。
4.镜面反射和漫反射
镜面反射
漫反射
现象
当一束太阳光斜射到平面镜的表面,在平面镜的另一侧可看到耀眼的亮光
当一束太阳光斜射到粗糙的白纸表面,无论从哪个方向观察,都看不到耀眼的亮光
原因
一束平行光射到光滑的反射面(如平滑的镜子)上时,反射光仍是平行的,这种反射叫作镜面反射,如下图甲所示。→大部分反射光进入眼中
一束平行光射到粗糙的反射面(如一张白纸)上时,反射光会射向各个不同的方向,这种反射叫作漫反射,如下图乙
所示。→只有较少一部分反射光进入眼中
5.光污染
(1)光污染:现代社会,光照的不合理使用带来的一种可怕的灾难。
(2)光污染的危害
①导致能源浪费;
②影响人们的工作和生活;
③破坏生态环境,影响动物的自然生活规律,使其昼夜不分;
④破坏植物的生长节律,影响植物休眠等。
平面镜
1.探究平面镜成像特点
平面镜所成像的大小与物体的大小相等;像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等。
2.平面镜成像的原理第 5 章
成像原理
光的反射
解读
在平面镜前面点燃一支蜡烛,平面镜后面并没有点燃的蜡烛,但我们却看到平面镜后面好像有点燃的蜡烛,这是因为蜡烛火焰向四处发光,一部分光经过平面镜反射后进入我们的眼睛,使我们产生视觉,我们感到这些光好像是从蜡烛的像上发出的,而实际上像并没有发出光,这样的像称为虚像
3.平面镜成像的特点
特点
概述
等大
像和物体的大小相等
等距
像和物体到镜面的距离
垂直
像和物体的连线与镜面 直
正立虚像
在镜中所成的像是正立的虚像,只能用眼睛观察到,不能用光屏去承接
左右反向
像和物体左右是相反的
光的折射
1.光的折射现象
光从空气斜射入水中时,其传播方向会发生偏折,这种现象叫作光的 。
2.与光的折射有关的基本概念:一点、三线、两角
一点
入射点0
三线
法线NN':经过入射点0并垂直于介质分界面的直线;
入射光线A0;
折射光线OC
两角
入射角α:入射光线与法线的夹角;
折射角γ:折射光线与法线的夹角
4.生活中光的折射现象
海市蜃楼
夏天,海面附近空气温度较低,密度较大,来自地平线以下远处物体的光,传播时由于不同高度空气的疏密不同而向地面多次弯曲后进入我们的眼中,形成“蜃景”现象
“错位”
的奥秘
来自筷子S点的光,由水中斜射向杯外时发生折射,折射光的反向延长线会交于S'点,这样看起来就好像筷子错位了一样
叉鱼
的诀窍
人们看到的是水中的鱼的虚像,它比鱼的真实位置浅,所以要瞄准“鱼”的下方才能叉到鱼
“变高”
的奥秘
光从空气进入水中时发生折射,水中的人看到的是岸上树的虚像,它比树的真实位置高
光的色散
1.探究光的色散
探索活动:太阳光通过三棱镜
探究过程
让太阳光射到三棱镜上,从棱镜另一侧的白纸屏上 可以看到一条彩色的光带。在白纸屏上形成的彩色光带的颜色是按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺列的
探究结论
(1)太阳光是白光。
(2)太阳光射入、射出三棱镜发生折射,被分解成各种颜色的光,这种现象叫作光的色散。
(3 )白光是由多种色光混合而成的
2.太阳光的可见光谱:三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光,它们按照一定的顺序排列,形成太阳光的可见光谱,如图所示。
3. 色光的三原色
人们发现, 三种色光按不同比例混合能够产生各种颜色,如图甲所示,因此把红、绿、蓝叫作色光的三原色。彩色电视机就是用红色、绿色、蓝色来产生各种颜色。
看不见的光
1.红外线
(1)定义:在可见光谱的红端以外存在着一种人眼看不见的光,叫作 。
(2)来源:太阳的热主要是通过红外线的形式辐射到地球上的。自然界的所有物体都在不停地向外辐射红外线。物体的温度越高,辐射的红外线就越强。
(3)特点及应用
①热效应强:加热物体,如取暖、烘烤;红外线探测器、红外线照相机、红外线夜视仪等。
②穿透云雾的能力强:遥感勘测,如寻找水源、监测森林火灾、军事用途。
③某些动物(如响尾蛇)是靠红外线来捕食的。
2.紫外线
(1)定义:在可见光谱的紫端以外存在着一种人眼看不见的光,叫作紫外线。
(2)来源:自然界中的紫外线主要来源于太阳。
(3)特点及应用
①荧光效用:使荧光物质发光,从而使我们看到它,如用紫外线验钞。
②生理作用:医用紫外线灯灭菌、帮助人体合成维生素D。
③化学作用:紫外线摄影。
透镜
1.常见的两类透镜
种类
概念
图示
实例
凸透镜
中间厚、边缘薄的透镜
凹透镜
中间薄、边缘厚的透镜
2.主光轴和光心
名称
概念
图示
主光轴
通过两个球面球心的直线叫作主光轴,简称主轴。主光轴用点划线表示
光心
主光轴上有个特殊的点,通过这个点的光传播方向不变,这个点叫作透镜的光心,用字母“0”表示。薄透镜的光心就在透镜的中心
3.透镜对光的作用
透镜类型
对光的作用
图示
凸透镜
会聚作用。平行光经过凸透镜折射后会聚于一点
凹透镜
发散作用。平行光经过凹透镜折射后会向外发散,发散光线的反向延长线交于主光轴上一点
4.焦点和焦距
(1)凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点,这一点叫作凸透镜的焦点,用字母“F”表示。焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距,用字母“f”表示。凸透镜两侧各有一个焦点。
(2)焦距的变化
对比分析
平行光经玻璃砖折射后平行射出,可认为会聚点在无穷远处,焦距无穷大
将玻璃砖打磨成有一定凸度的凸透镜,平行光经过凸透镜折射后会聚于凸透镜后某一点
总结
凸透镜越凸,焦距越小,会聚能力越强
5.通过透镜的三条特殊光线
凸透镜
通过光心的光线经凸透镜后,传播方向不变
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,折射光线通过焦点
通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出
凹透镜
通过光心的光线经凹透镜后,传播方向不变
平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线过虚焦点
射向凹透镜的光线,如果其延长线通过另一侧虚焦点,经凹透镜折射后平行于主光轴射出
凸透镜成像规律
1.实像和虚像
(1)实像:如图甲所示,在光屏上所成的像,是来自蜡烛火焰的光通过凸透镜会聚而形成的,这样的像叫作实像。
(2)虚像:如图乙所示,通过凸透镜射出的光没有会聚成像,只是人眼逆着光射出的方向看去,能看到像,这样的像叫作虚像。
2.物距和像距
(1)物距:物体到凸透镜的距离,用“μ”表示。
(2)像距:像到凸透镜的距离,用“ν”表示。
放大镜、投影仪和照相机
1.放大镜
实质
原理
图示
使用方法
放大镜是一种焦距较小的凸透镜
u<f时,物体经过凸透镜成正立、放大的虚像
使用放大镜时,把放大镜放在被观察物体的上方,使物体在凸透镜1倍焦距以内,并通过调节放大镜与物体的距离来改变放大倍数
2.投影仪
实质
原理
图示
使用方法
投影仪上有一个相当于凸透镜的镜头
当把物体(投影片)放在1倍焦距与2倍焦距之间,并距投影仪镜头比较近的位置时,来自物体(投影片)的光,通过凸透镜后会聚在屏幕上,形成放大、倒立的像
投影仪与电脑相连接,将电脑上的图文或视频通过投影仪放大
3.数码照相机
实质
原理
图示
使用方法
数码照相机的镜头相当于一个凸透镜,影像传感器相当于光屏
景物在镜头(凸透镜)2倍焦距之外时,能在影像传感器上成一个清晰的倒立、缩小的实像
让景物在照相机镜头的二倍焦距以外,按下快门后,来自景物的光线经过镜头聚集到影像传感器上
眼睛
1.眼睛
眼睛是人体重要的感觉器官。据统计,大脑中约有80%的信息来自眼睛。眼睛的主要部分是眼球,眼球的大部分藏在头颅骨的眼眶内,只露出很小一部分,这样有利于保护眼球。此外,眼球前有眼睑,可随时合上,以防止异物进入眼睛,具有保护眼睛的功能。
2.眼球的结构和功能
光通过透明的角膜进入眼里。
白色巩膜是眼球的一层坚韧的保护外壳。
视神经把感光细胞所产生的信息传入大脑。
物体的像成在视网膜上,这里分布着许多对光很敏感的感光细胞。
晶状体相当于一个凸透镜,能使物体在视网膜上成像。
瞳孔在虹膜的中央,根据环境中光的强弱,可随时调节大小。
玻璃体由一种透明的胶状物质组成,它充满着整个眼球的内部。
3.视觉的形成
(1)眼睛观察到物体的过程:眼睛中的角膜、房水、晶状体和玻璃体共同作用,形成一个聚光系统,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,它把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体倒立、缩小的实像。视网膜上有很多感光细胞,这些细胞受到光刺激后发出信息,信息沿着视神经传到大脑而形成视觉。即眼睛观察到物体的过程是光→眼球聚光系统→ 视网膜→视神经→大脑皮层视觉中枢。如图所示。
(2)眼睛的调节功能:眼睛通过睫状肌改变晶状体的形状,使我们能够看清远近不同的物体。
看近处物体
看远处物体
睫状肌
收缩
放松
晶状体
变厚
变薄
对光的会聚能力
变强
变弱
成像原理图
视力缺陷与矫正
1.近视与远视
近视
远视
特点
患近视的人只能看清近处的物体,看不清远处的物体
患远视的人只能看清远处的物体,看不清近处的物体
形成原因
眼球的前后径过长或晶状体曲度过大,来自远处物体的光会聚在视网膜前,使视网膜上的物像模糊不清
眼球的前后径过短或晶状体曲度过小,使来自近处物体的光会聚在视网膜的后面
矫正方法
配戴凹透镜可矫正近视
配戴凸透镜可矫正远视
2.高度近视的危害:高度近视患者由于眼球前后径增长较多,眼球壁会变薄,从而引起一系列的眼部变化,甚至引起玻璃体浑浊、视网膜脱离等并发症,严重影响视力。高度近视往往不可逆,预防高度近视,需要避免不良的用眼习惯,如长时间看手机、电脑,在黑暗处看手机等。
3.爱护眼睛,保护视力
(1)读书和写字的姿势要正确;书与眼睛的距离要保持约33cm; 应该在光强度适宜的环境下阅读。
(2)连续看书或写字1h 左右要休息片刻,或者向远处眺望一会,让眼睛的肌肉得以放松。
(3)使用电脑时,眼睛与屏幕应相距50~70cm。不要长时间地使用电脑 。
(4)定期接受眼睛检查,若眼睛出现不适,应及时治疗或矫正。
(5)如有异物进入眼睛,不要用手揉,可用眼药水等冲洗眼睛。
(6)不要躺着、坐车或走路时看书。
牛顿第一定律
1.牛顿第一定律
(1)内容:任何物体总保持 状态或 状态,除非有作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(2)牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因,而不是 的原因。
(3)牛顿第一定律不是实验定律,是在实验的基础上,经过进一步的推理而概括出来的。
2.判断物体的运动状态
物体不受外力作用时,原来静止的物体将永远保持 状态;原来运动的物体将永远做 运动,速度的大小和方向都不改变。
物体的平衡状态与二力平衡的条件
平衡状态:
物体受几个力作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,则物体处于平衡状态。物体处于 时受力平衡。
二力平衡的条件:
作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上。二力平衡的条件可简记为“同体、等大、反向、共线”。
二力平衡的特点:
如果两个力平衡,则必然大小相等、方向相反、作用在同一物体上,并且作用在 直线上。
摩擦力
1.产生摩擦力的条件:①接触面 ,②两个物体相互接触且有 ,③有相对运动或 趋势。
2.摩擦力的方向:与相对运动或相对运动趋势的方向 。
3.滑动摩擦力的大小:只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与物体运动的速度、接触面积等 。
探究液体内部压强的特点
压强计是测量液体内部压强的仪器。当外力对橡皮膜表面产生压强时,U形管两侧的液面会出现高度差,压强越大,液面的高度差也越大。因此,U形管两侧液面的高度差大小,可以反映橡皮膜所受压强的大小。
液体压强的特点:(1)液体对容器底部和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;(2)液体的压强随深度增加而增大;
(3) 在同一深度,液体向各个方向的压强都 ;(4)不同液体的压强还跟液体的密度有关,深度相同时,液体密度越大,压强越大。
受力分析
1.受力分析的原则:每个力都有施力物体和受力物体;物体的受力情况与运动状态保持一致。
2.受力分析的顺序:先画重力、已知力,围绕一圈找弹力,最后再画摩擦力。
3.力的作用点:一般在物体的重心上。
4.力的方向
重力: 。
弹力:压力和支持力与接触面垂直,指向受力物体;绳子的拉力沿绳子指向绳收缩的方向。
摩擦力:与接触面平行,与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。
力
一、力的认识
1.力对物体的作用
一个物体对另一个物体发生推、压、拉等作用,我们就说这个物体对另一个物体施加了力的作用,即力是物体对物体的 。
2.对力的理解
(1)力不能离开物体而单独存在:力是物体对物体的作用,产生力的作用总要有两个物体(一个是施力物体,一个是受力物体),单独一个物体不会产生力的作用,离开物体更不会有力的作用,总是成对出现。
(2)力的作用与物体间是否接触无关:相互接触的物体之间不一定产生力的作用,如并排放在水平桌面上的两个物块,它们之间如无相互挤压,则两物块间无力的作用。没有接触的物体之间也可能有力的作用,如磁铁吸引铁屑。因此是否接触不是判断物体间是否有力的作用的依据。
3.力的作用效果
力可以改变物体的运动状态,不表示“有力作用在物体上时,物体的运动状态一定改变”,如用力推静止的汽车,汽车仍然静止,此时虽然有力作用在汽车上,但汽车的运动状态没有改变。
二、力的图示
1.力的三要素
力的作用效果跟力的 、 、 有关。人们通常把力的大小、方向、作用点叫作力的 。
2.力的图示
概念:由于力有三个要素,因此单用一个数值是无法完整地表示一个力的,科学上通常用一根带箭头的线段来形象地表示力。这种表示力的方法叫作力的图示。
3.力的图示的作图步骤
①确定受力物体,画出作用点;
②选定标度(用某一长度表示多少牛的力),从作用点开始沿力的方向画一条线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度;
③在线段的末端标出箭头,表示方向,并标出力的大小.
三、力的作用是相互的
1.力的作用是相互的
一个物体对另一个物体施加力的作用时,也同样受到另一个物体对它的力的作用,也就是说,物体之间力的作用是相互的。
2.对力的相互性的理解
(1)两个相互作用的力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,分别作用在两个物体上。
(2)物体之间相互作用力同时产生、同时消失,没有先后、主次之分。如运动员用脚踢球时,球受到脚的作用力,同时脚也受到球的作用力;当球飞离脚时,球不再受脚的作用力,同时脚也不再受球的作用力。
四、力的测量
1.力的单位
在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称 ,符号为N。
2.测力计
测量力的大小的工具叫作测力计。
弹簧测力计是一种常用的测力计,其结构如图所示。
(1)结构:拉环、弹簧、指针、拉杆、面板、秤钩。
(2)原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的长度越长。
3.弹力
(1)弹簧受到拉力会发生形变,不受拉力时又会恢复到原来的状态,弹簧的这种性质叫作弹性。
(2)手拉弹簧时也会感受到弹簧反抗拉伸的作用。发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫作弹力。
五、重力
1.重力
物体由于地球的吸引而受到的力叫作 。
2.重力的特点
①地球附近的所有物体都受到重力的作用,不管它是运动的还是静止的。
②重力的施力物体是地球,受力物体是地球附近的物体。
③重力的作用:使物体从高处落向地面或使物体有向下落的趋势。例如,熟透了的果子在重力作用下脱离树枝并落到地面上;水在重力作用下从高处流向低处;抛出去的铅球会在重力作用下落回地面等。
④物体间力的作用是相互的,地球吸引物体的同时,物体也吸引地球。
3.重力的方向
重力的方向总是竖直向下。
4.重心
(1)概念:地球吸引物体的每一部分,物体的各部分都受到重力的作用。但是,对于整个物体,重力作用的表现就好像它作用在某一个点上,这个点叫作物体的重心。重心实际上是物体各部分受到重力作用的等效作用点。
(2)重心的位置:
①形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的 处。
②质量分布不均匀的物体,重心的位置除与物体的形状有关外,还跟物体的质量分布有关。如一个充满气的篮球,其重心在几何中心处,若将篮球内充入一半体积的水,则该篮球的重心将下移。
③物体的重心不一定在物体上。如质量分布均匀的圆环的重心在环的中心处,不在环上。
④重心的位置与物体所在的位置及运动状态无关。
⑤为了研究问题方便,在受力物体上画力的示意图时,常把力的作用点画在重心上。
5.重力的计算
如果用G表示物体受到的重力,m表示物体的质量,g表示质量为1kg的物体受到的重力为9.8N,G=mg。在粗略计算中,g的值可以取10N/kg。
运动与相互作用
一、牛顿第一定律
1.牛顿第一定律
任何物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,除非有作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
2.力和运动的关系:改变物体的 状态
由牛顿第一定律可知,物体在不受力的作用时总保持匀速直线运动状态或静止状态,所以,要改变物体的速度大小或运动方向,必须对物体施加力的作用。牛顿第一定律揭示了力与运动的关系,即力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因。
二、惯性
1.惯性的概念:一切物体都具有保持原有的速度大小和运动方向的性质。物体有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,这种性质叫作惯性。因此,牛顿第一定律也叫作惯性定律。
2.对惯性的认知
(1)普遍性:一切物体在任何情况下都具有惯性。无论是固体、液体还是气体,无论质量大小,无论是运动的还是静止的,无论受力还是不受力,物体都具有惯性
(2)决定因素:惯性只和物体的质量有关。物体的质量越大,惯性越大;质量越小,惯性越小。
(3)与力的区别:惯性是物体的一种固有属性,它不是力,力是物体对物体的作用。因此不能说“惯性作用”“惯性力”,在惯性前面加“产生”“受到”“出现”“克服”等词都是错误的。
3.惯性与牛顿第一定律的区别与联系
(1)区别:牛顿第一定律是描述物体不受外力作用时所遵循的运动规律,是有条件的,即只有在不受外力作用时才遵循;而惯性是物体的一种属性,与物体是否受力等一切外在因素无关,任何时候都存在
(2)联系:因为人们把物体保持原有静止状态或匀速直线运动的性质叫作惯性,所以牛顿第一定律又被称为惯性定律。
三、二力平衡
1.二力平衡
一个物体在两个力的作用下,如果保持静止或匀速直线运动状态,就说明这两个力是 的(即二力平衡)。
2.二力平衡的条件
作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且力的作用线在同一条直线上,那么这两个力就相互平衡。
四、摩擦力
1.摩擦力的存在
两个互相接触的物体,当一个物体在另一个物体表面上滑动时,在它们的接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫作滑动摩擦力。滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
2.影响摩擦力大小的因素
滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小和接触面的粗糙程度有关。当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
五、增大或减小摩擦的方法
1.增大有益摩擦
增大接触面间的压力、增大接触面的粗糙程度、变滚动摩擦为滑动摩擦。
2.减小有害摩擦
减小接触面间的压力、减小接触面的粗糙程度变滑动摩擦为滚动摩擦、使接触面分离
压强
一、压力的作用效果
1.压力的定义
压力是垂直作用在物体表面上的力,是物体之间由于相互挤压而产生的。
2.影响压力作用效果的因素
压力的作用效果与压力的大小和受力 大小有关:
(1)受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越 ;
(2)压力的大小一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
3.压强
(1)定义:物体所受压力大小与受力面积之比。
(2)公式:P=,P表示压强,F表示压力,S表示受力面积。
(3)单位:在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(Pa)。
4.液体压强
(1)液体内部各处都有压强;
(2)同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强相等;
(3)液体内部的压强随深度的增加而增大;
(4)不同的液体在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,液体的密度越大,压强越大
5.液体压强的计算公式:P= 。
空间探索
一、火箭
1.火箭的工作原理
由于火箭燃料仓中的燃料燃烧产生高温高压的气体,这些热气体从火箭底部的开口处向后喷出时,就会产生一个反作用力,这个反作用力推动火箭向前运动。
2.多级火箭
典型的多级火箭有三级,前面一级火箭的燃料耗尽后会从火箭上脱落,下一级火箭点燃接替工作,继续为火箭飞行提供动力。最后将携带的承载物运送到目的地。
二、中国空间站
作用价值:
(1)科技创新:中国空间站是我们的太空家园,为我国科学家进行长期的、大规模的空间科学实验、技术试验研究提供条件,能够极大地促进空间科学技术的发展,辐射带动相关领域技术创新。
(2)信息价值:空间站可以为我国提供更精准、更丰富的情报信息,提高各个领域的监视能力。
(3)军事价值:空间站可以用于测试和验证一些军事技术和装备,提升我国的国防实力和国际地位
三、探索月球和火星
1.月球探测工程——“嫦娥工程”
“嫦娥工程”分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。
(1)“无人月球探测”
“无人月球探测”工程分“绕”“落”“回”三期。“绕”“落”“回”分别指环绕月球、着陆月球、月球取样返回的无人探测任务。2007年至2020年之间,已有5个嫦娥系列的探测器奔赴月球,“绕”“落”“回”三期任务已圆满完成。
(2)“载人登月”
2023年5月,我国“载人登月”阶段任务也已启动实施,总体目标是在2030年前实现载人登陆月球,并开展月球科学考察及相关技术试验,掌握载人地月往返、月面短期驻留、人机联合探测等关键技术,完成“登”“巡”“采”“研”“回”等多重任务。
(3)“建立月球基地”
不久的将来,在完成载人登月的基础上,我国将建立“月球基地”,开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证,推动载人航天技术由近地走向深空的跨越式发展,深化人类对月球和太阳系起源与演化的认识,为月球科学的发展贡献中国智慧。
2.火星探测工程
(1)命名
2020年4月24日是第五个“中国航天日”,中国行星探测任务被命名为天问系列,首次火星探测任务被命名为天问一号
(2)历程
天问一号探测器由一部轨道飞行器和一辆火星车构成,并于2020年7月23日发射升空,祝融号火星车在2021年5月15日成功着陆火星表面,对火星表面进行巡视探测
(3)意义
①天问一号探测器升空,实现通过一次任务完成火星环绕、着陆和巡视探测三大目标,使我国成为世界上第二个独立掌握火星着陆巡视探测技术的国家。
②天问一号对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等的科学探测,实现了中国在深空探测领域的技术跨越,从而进入世界深空探测先进行列
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