05

透鏡及其應用

一、光的折射

1. 定義：光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向一般會發生變化；這種現象叫光的折射現象。

2. 光的折射規律：三線同面,法線居中,空氣中角大,光路可逆

⑴折射光線，入射光線和法線在同一平面内。

⑵折射光線和入射光線分居與法線兩側。

⑶光從空氣斜射入水或其他介質中時，折射角小于入射角，屬于近法線折射。光從水中或其他介質斜射入空氣中時，折射角大于入射角，屬于遠法線折射。光從空氣垂直射入（或其他介質射出），折射角=入射角= 0 度。

3. 應用：從空氣看水中的物體，或從水中看空氣中的物體看到的是物體的虛像，看到的位置比實際位置 高

☆藍天白雲在湖中形成倒影，水中魚兒在“雲中”自由穿行。這裡我們看到的水中的白雲是由 光的反射 而形成的 虛像 ，看到的魚兒是由是由光的折射而形成的 虛像 。

二、透鏡

1. 名詞：薄透鏡：透鏡的厚度遠小于球面的半徑。

主光軸：通過兩個球面球心的直線。

光心：（O）即薄透鏡的中心。性質：通過光心的光線傳播方向不改變。

焦點（F）：凸透鏡能使跟主光軸平行的光線會聚在主光軸上的一點，這個點叫焦點。

焦距（f）：焦點到凸透鏡光心的距離。

2. 典型光路

3. 總結

三、凸透鏡成像規律及其應用

1. 實驗：實驗時點燃蠟燭，使燭焰、凸透鏡、光屏的中心大緻在同一高度，目的是：使燭焰的像成在光屏中央。

若在實驗時，無論怎樣移動光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：

①蠟燭在焦點以内；

②燭焰在焦點上

③燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度；

④蠟燭到凸透鏡的距離稍大于焦距，成像在很遠的地方，光具座的光屏無法移到該位置。

2. 實驗結論：（凸透鏡成像規律）

F分虛實,2f大小,實倒虛正

具體見下表:

3. 對規律的進一步認識：

⑴u＝f是成實像和虛象，正立像和倒立像，像物同側和異側的分界點。

⑵u＝2f是像放大和縮小的分界點

⑶當像距大于物距時成放大的實像（或虛像），當像距小于物距時成倒立縮小的實像。

⑷成實像時：

⑸成虛像時：

四、眼睛和眼鏡

1. 成像原理: 從物體發出的光線經過晶狀體等一個綜合的凸透鏡在視網膜上行成倒立，縮小的實像，分布在視網膜上的視神經細胞受到光的刺激，把這個信号傳輸給大腦，人就可以看到這個物體了。

2. 近視及遠視的矯正:近視眼要戴凹透鏡,遠視眼要戴凸透鏡.

五、顯微鏡和望遠鏡

1. 顯微鏡: 顯微鏡鏡筒的兩端各有一組透鏡，每組透鏡的作用都相當于一個凸透鏡，靠近眼睛的凸透鏡叫做目鏡，靠近被觀察物體的凸透鏡叫做物鏡。來自被觀察物體的光經過物鏡後成一個放大的實像，道理就像投影儀的鏡頭成像一樣；目鏡的作用則像一個普通的放大鏡，把這個像再放大一次。經過這兩次放大作用，我們就可以看到肉眼看不見的小物體了。

2. 望遠鏡:有一種望遠鏡也是由兩組凸透鏡組成的。靠近眼睛的凸透鏡叫做目鏡，靠近被觀察物體的凸透鏡叫做物鏡。我們能不能看清一個物體，它對我們的眼睛所成“視角”的大小十分重要。望遠鏡的物鏡所成的像雖然比原來的物體小，但它離我們的眼睛很近，再加上目鏡的放大作用，視角就可以變得很大。

06

質量與密度

一、質量

1、定義：物體所含物質的多少叫質量。

2、單位：國際單位制：主單位kg ，常用單位：t g mg

對質量的感性認識：一枚大頭針約80mg 一個蘋果約 150g

一頭大象約 6t 一隻雞約2kg 一個中學生約50kg

3質量的理解：固體的質量不随物體的形态、狀态、位置、溫度 而改變，所以質量是物體本身的一種屬性。

4、測量：

⑴ 日常生活中常用的測量工具：案秤、台秤、杆秤，

⑵ 托盤天平的使用方法：二十四個字：水平台上, 遊碼歸零, 橫梁平衡,左物右砝,先大後小, 橫梁平衡.

具體如下:

①“看”：觀察天平的稱量以及遊碼在标尺上的分度值。

②“放”：把天平放在水平台上，把遊碼放在标尺左端的零刻度線處。

③“調”：調節天平橫梁右端的平衡螺母使指針指在分度盤的中線處，這時橫梁平衡。

④“稱”：把被測物體放在左盤裡，用鑷子向右盤裡加減砝碼，并調節遊碼在标尺上的位置，直到橫梁恢複平衡。

⑤“記”：被測物體的質量=盤中砝碼總質量 遊碼在标尺上所對的刻度值

⑥注意事項：A 不能超過天平的稱量 B 保持天平幹燥、清潔。

⑶ 方法：A、直接測量：固體的質量B、特殊測量：液體的質量、微小質量。

二、密度

1、定義：單位體積的某種物質的質量叫做這種物質的密度。

2、公式：ρ=m/V

3、單位：國際單位制：主單位kg/m3，常用單位g/cm3。這兩個單位比較：g/cm3單位大。單位換算關系：1g/cm3=103kg/m3 1kg/m3=10-3g/cm3

水的密度為1.0×103kg/m3，讀作1.0×103千克每立方米，它表示物理意義是：1立方米的水的質量為1.0×103千克。

4、理解密度公式

⑴同種材料，同種物質，ρ不變，m與 V成正比； 物體的密度ρ與物體的質量、體積、形狀無關，但與質量和體積的比值有關；密度随溫度、壓強、狀态等改變而改變，不同物質密度一般不同，所以密度是物質的一種特性。

⑵質量相同的不同物質，密度ρ與體積成反比；體積相同的不同物質密度ρ與質量成正比。

5、圖象：左圖所示：ρ甲>ρ乙

6、測體積——量筒（量杯）

⑴用途：測量液體體積（間接地可測固體體積）。

⑵使用方法：

“看”：單位：毫升（ml）=厘米3 ( cm3 ) 量程、分度值。

“放”：放在水平台上。

“讀”：量筒裡地水面是凹形的，讀數時，視線要和凹面的底部相平。

7、測固體的密度：

說明：在測不規則固體體積時，采用排液法測量，這裡采用了一種科學方法等效代替法。

8、測液體密度：

⑴ 原理：ρ=m/V

⑵ 步驟：

①用天平測液體和燒杯的總質量m1 ；

②把燒杯中的液體倒入量筒中一部分，讀出量筒内液體的體積V；

③稱出燒杯和杯中剩餘液體的質量m2 ；

④得出液體的密度ρ=（m1-m2）/ V

9、密度的應用：

⑴鑒别物質：密度是物質的特性之一，不同物質密度一般不同，可用密度鑒别物質。

⑵求質量：由于條件限制，有些物體體積容易測量但不便測量質量用公式m=ρV算出它的質量。

⑶求體積：由于條件限制，有些物體質量容易測量但不便測量體積用公式V=m/ρ算出它的體積。

⑷判斷空心實心

2

九 年 級

01

内能

1. 分子動理論的基本内容

2. 比熱容：1kg的某種物質，溫度上升1℃吸收的熱量，叫做這種物質的比熱容。用符号c表示。

（1）比熱容是表示吸熱能力的物理量。

（2）比熱容是物質的一種特性，它隻和物體的種類和狀态有關。

（3）比熱容的單位： 焦/（千克·攝氏度），符号： J/(kg·℃)。

（4）利用水的比熱容大，可用水做冷卻劑和取暖劑調節氣候等。

3. 熱量計算公式。

（1）吸熱公式： Q吸=cm(t-t0) 其中c表示這種物質的比熱容， t表示末溫， t0表示初溫， t-t0表示物體升高的溫度，用△t表示 t-t0，則Q吸=cm△t 。

（2）放熱公式： Q放=cm(t0-t) 其中t0-t表示物體降低的溫度，用△t表示t0-t，

則Q放=cm△t 。

02

改變世界的熱機

（1）内燃機在汽缸内燃燒汽油或柴油。大多數汽車裡的内燃機是燃燒汽油的，也叫汽油機。

（2）汽油機的構造：排氣門、進氣門、火花塞、汽缸、活塞、連杠、曲軸。

（3）汽油機的工作原理：活塞從汽缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。

汽油機有吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程

吸氣沖程：進氣門打開，排氣門關閉，活塞向外運動，汽油和空氣的混合物進入氣缸。

壓縮沖程：進氣門和排氣門都關閉，活塞向内運動，燃料混合物被壓縮。

做功沖程：在壓縮沖程結束時，火花塞産生電火花，使燃料猛烈燃燒，産生高溫高壓的氣體。高溫高壓的氣體推動活塞向外運動，帶動曲軸轉動，對外做功。

排氣沖程：進氣門關閉，排氣門打開，活塞向内運動，把廢氣排出汽缸。

四沖程内燃機的一個循環包括四個沖程，活塞往複兩次，曲軸轉兩圈，飛輪轉兩四圈,做功一次。

（4）汽油機和柴油機的區别：

①柴油機與汽油機的相同點：

都是内燃機（都是燃料在汽缸中燃燒，将内能轉化為機械能的機器）；

汽油機的火花塞與柴油機的噴油嘴的工作時刻都是在壓縮沖程末；

一個工作循環都要經曆四個沖程（曲軸和飛輪轉兩周，對外做功一次；排氣沖程排出的廢氣相同）；

啟動時，都是靠外力先使飛輪和曲軸轉動起來。

②柴油機與汽油機的不同點：詳見下面表格。

5、熱機效率：η=w有/Q總 ，一般Q=mq。W=FS

03

認識電路

1. 摩擦起電。

（1）摩擦起電的定義：用摩擦的方法使物體帶電叫摩擦起電。

（2）物體具有的吸引輕小物體的性質被稱為帶電，或者說帶了電荷。自然界中隻有正電荷和負電荷兩種電荷。一般規定，跟絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷為正電荷，跟毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷為負電荷。電荷間的相互作用規律：同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引。

（3）摩擦起電的實質：摩擦起電并不是創造了電，隻是電荷發生了轉移。得到電子的，因為有了多餘的電子而帶負電；失去電子的，因為缺少電子而帶正電。

2. 電場、電流、電池和電能。

（1）電場：是帶電體周圍存在的一種特殊物質，通過它，帶電體之間不需要接觸就能相互發生作用。

（2）電荷在導電體中有了定向移動，形成電流。正電荷定向移動的方向為電流的方向。

（3）伏打電池的基本原理：把化學能轉換成電能。

（4）電流具有電能。電能通常在轉化成其他形式時才能被我們利用，用電器是能量轉化的裝置。電能可以轉化為多種形式的能量，也可以從各種形式的能量轉化而來。用電器能夠把電能轉化為内能、機械能、聲能、光能和化學能等。

3.（1）把電源、用電器、開關、導線連接起來組成的電流的路徑叫電路。電路的基本組成部分及其作用：

①電源：能持續提供電流的裝置，常見的有幹電池、蓄電池、發電機等。

②用電器：消耗電能的工作設備，将電能轉化為其他形式的能。

③開關：用來接通或斷開電路。

④導線：用于連接電源、開關、用電器等，形成讓電荷移動的通道。

（2）電路三種常見狀态為通路、開路、短路。通路就是處處接通的電路，其特征是電路中有電流通過，用電器工作；開路就是斷開的電路，其特征是電路中沒有電流，用電器不工作；短路就是将導線直接連接在用電器或電源兩端的電路，其特征是電流很大，會燒毀電源和導線，甚至引發火災。

（3）串聯電路和并聯電路的特點。

串聯電路：将電路元件逐個順次連接起來組成的電路。其特點是電流隻有一條途徑，流過一個用電器的電流同時通過其他用電器，若其中一個用電器不工作，其他所有用電器都不能工作。

并聯電路：将用電器的兩端分别并列地連在一起，然後再接入電路。其特點是電流有多條途徑，有幹路和支路之分，各支路互不影響。

04

探究電流

1. 電流。

（1）電流是電荷定向移動形成的，形成電流的電荷有正電荷、負電荷，酸堿鹽的水溶液中是正負離子，金屬導體中是自由電子。

規定“正電荷定向移動的方向為電流的方向”，電流的方向跟負電荷定向移動的方向相反。在電源外部，電流的方向是從電源的正極流向負極。

電流通過導體時會産生熱效應、化學效應，磁效應。

（2）一秒内通過導體截面電荷量的多少叫電流。電流的單位為（A），常用單位還有毫安（mA）微安(μA)。

（3）測量電流大小的儀表叫電流表。電流表的電阻很小，在測量電流的同時它相當于導線。電流表有三個接線柱，其中一個是公共接線柱（可以是正接線柱，也可以是負接線柱）。一般電流表兩個量程，0～0.6A和0～3A。在讀數時必須弄清楚電流表所使用的量程，認清所使用量程的分度值。

電流表的使用規則：

①電流表必須串聯在被測電路中；

②必須使電流從電流表的“ ” 接線柱流進；“-”接線柱流出；

③所測電流不能超過電流表的量程，在不能估計被測電流大小時，要先用最大量程進行試觸，根據情況改用小量程或換更大量程的電流表；

④絕對不允許不經過用電器而把電流表直接接到電源兩極。

（4）串聯電路中電流的特點：電流處處相等，I=I1=I2

（5）并聯電路中電流的特點：幹路電流等于各支路電流之和，I=I1 I2。

2. 電壓。

（1）電源是提供電壓的裝置，電源兩端有電壓，不一定有電流。

（2）在國際單位中，電壓的單位是伏，符号是V。常用單位及換算：1kV=103V=106mV

（3）電壓的大小可用電壓表測量。電壓表有三個接線柱，有0-3V和0-15V兩個量程。電壓表的電阻很大，在電路中相當于開路。

電壓表使用規則：

①電壓表必須并聯在被測電路中；

②電流從電壓表的“ ” 接線柱流進；“-”接線柱流出；

③被測電壓不能超過電壓表的量程；

④電壓表可以直接接到電源兩極測量電源的電壓。

（4）串聯、并聯電路中電壓分布的特點：在串聯電路中總電壓等于各串聯電路兩端的電壓之和，U=U1 U2；在并聯電路中，各支路兩端的電壓相等，U=U1=U2。

（5）常見的一些電壓值：一節幹電池的電壓1.5V；一節蓄電池的電壓2V；家庭電路電壓220V，對于人體的安全電壓不高于36V。

3. 電阻。

（1）容易導電的物體叫導體，導體導電的原因是導體中有自由移動的電荷。

常見的導體有：金屬及其合金、酸堿鹽水溶液；不容易導電的物體叫絕緣休，絕緣體不容易導電是因為缺少自由移動的電荷。常見的絕緣體有：橡膠、塑料、玻璃、油等。

導體和絕緣體在一定條件下可以相互轉化。

（2）電阻就是導體對電流起阻礙作用的大小。在國際單位中，電阻的單位是歐姆，符号是。

常用單位及換算：1MΩ=10^6Ω ，1kΩ=10^3Ω 。

（3）導體的電阻大小是由導體的材料、長度和橫截面積決定的，還與溫度有關。在其他因素相同的情況下，導體越長電阻越大；橫截面積越小電阻越大。

（4）滑動變阻器的電阻部分由塗有絕緣層的電阻絲繞在絕緣管上，通過滑片在上面滑動來改變接入電路的電阻線的長度來改變電阻大小。所以滑動變阻器接入電路時瓷筒上的接線柱和金屬杆上的接線柱各取一個。它在電路圖中的符号如下圖，應該與被測電路串聯，優點是可以連續改變電路中的電流大小。

05

歐姆定律

1. 歐姆定律的理解。

（1）歐姆定律的内容：通過導體的電流與該導體兩端的電壓成正比，與該導體的電阻成反比。

（2）數學表達式：I=U/R

（3）定律的使用條件是純電阻電路，電路中的用電器一般為純電阻用電器。

2. 電阻的連接。

（1）電阻的串聯：串聯電路的總電阻，等于各串聯電阻之和。R總＝R1 R2

（2）電阻的并聯：并聯電路的總電阻的倒數，等于各并聯電路的倒數之和。1/R總＝1/R1 1/R2

3. 測電阻。

常用伏安法。根據歐姆定律公式的變形式，用電壓表測出導體兩端電壓，用電流表測出通過導體的電流，即可算出導體的電阻。

06

電功率

1. 電功的定義和實質。

（1）電功的定義：電流通過導體時電流所作的功。 W=UIt

（2）電功的實質：電流通過導體做功的過程就是把電能轉化為其他形式能的過程，電流做了多少功就消耗了多少電能，就有多少電能轉化為其他形式能。

2. 電功的測量。

測量電功的儀器是電能表，能測出用戶在某段時間内消耗電能的多少。電能表兩次數字的差值為用戶在這段時間内消耗的電能。

電能表表盤上常見數字的含義。如“220V 20A 50Hz 3000r/kW·h”中，3000r/kW·h表示每用一度電時，電能表的轉盤要轉過3000轉；220V表示電能表正常工作時的電壓；20A表示電能表允許通過的最大電流。

3. 電熱的定義和計算公式。

（1）電熱的定義：電流通過導體時，導體要發熱，這種現象叫做電流的熱效應。

（2）焦耳定律：電流通過導體時産生的熱量與電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。焦耳定律公式：Q=I^2t若電能全部轉化為内能，則Q=W=UIt=Pt

4. 電功的計算。

（1）影響電流做功的因素：①電路兩端電壓的高低；②通過電路中電流的大小；③通電時間的長短。

（2）電功的計算式：①定義式：W=UIt；②推導式：W=U^2·t/R（純電阻）=UIt（純電阻）=Pt。

（3）電功的單位：①主單位：J；②常用單位：km·h；③換算關系： 11km·h=3.6×10^6J。

5. 電功率。

（1）定義：電功率是電流在單位時間所做的功。電功率是反映電流做功快慢的物理量。

（2）計算：①定義式：P=W/t；②常用式：P=UI；③推導式：P=U^2/R=I^2（純電阻）

（3）單位：①主單位：瓦（W）；②常用單位：千瓦（kW）；③換算關系： 1kW=1000W。

（4）測量電功率的原理：P=UI。

6. 額定電壓、額定功率、實際電壓和實際功率。

（1）額定電壓：用電器正常工作時的電壓為額定電壓，也就是用電器銘牌上所标的電壓。

（2）額定功率：用電器在額定電壓下消耗的電功率，也就是用電器銘牌上所标的功率。

（3）實際電壓：用電器實際工作時的電壓為實際電壓，可能等于、高于或低于額定電壓。

（4）實際功率：用電器在實際電壓下消耗的電功率，可能等于、高于或低于額定功率。

07

磁與電

1. 磁體及磁極間的相互作用規律。

（1）磁體在磁性上最強的部分叫做磁極。條形磁體的磁極在磁體兩端，中間幾乎沒有磁性。每個磁體都有兩個磁極，即南極和北極。

（2）磁極間相互作用規律：同名磁極極相互排斥，異名磁極相互吸引。

（3）磁化：一些物體在電流或磁場的作用下獲得磁性的現象。

2. 磁場和磁感線。

（1）在磁體周圍有着一種我們看不見的特殊物質，叫做磁場。磁體之間力的作用，是通過磁場實現的。

（2）小磁針在磁場中某一點靜止時，N極的指向即為該點磁場的方向。

（3）磁感線上，任何一點的切線方向表示該點磁場的方向，曲線分布的密疏程度表示磁場的強弱。

3. 電與磁

（1）1820年，奧斯特發現：直線電流産生的磁場中，磁感線是以導線為圓心排列的一層一層的同心圓。

（2）安培定則：用右手握螺線管，讓四指彎向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的N極。

（3）内部有鐵芯的螺線管叫做電磁鐵

（4）電磁鐵的特點：

電磁鐵的磁性有無可以有電流的通斷來控制

電磁鐵的磁性強弱可以有改變電流大小或螺線管的匝數來控制

電磁鐵的磁極改變可以由對調電流方向來實現

電磁鐵的應用：電磁起重機、電鈴等

4. 電磁繼電器

電磁繼電器的作用：通過控制低壓電路的通斷間接的控制高壓電路的通斷

實質：電磁繼電器實質上是由電磁鐵控制工作電路通斷的開關

應用：遠距離操作和自動控制

5.電磁感應現象

法拉第發現了電磁感應現象，導緻了發電機的發明

閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線的運動時，導體中就會産生電流，這個現象叫做電磁感應，産生的電流叫做感應電流。（如果電路不閉合，導體中不會有感應電流，隻在導體兩端産生感應電壓）

感應電流的方向跟磁場方向和導體運動方向有關

這一過程中，機械能轉化為電能

右手定則：伸開右手，讓大拇指和其餘四指垂直，把右手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手掌心，讓大拇指指向導體運動的方向，則其餘四指指的就是感應電流的方向。

(1)這種周期性改變方向的電流叫做交流電。方向不變的電流叫做直流電。我國交流電的特征是：周期是0.02秒，頻率是50赫茲，電流方向1秒鐘改變100次。

(2)發電機是由線圈和磁場組成，也可以說是由定子和轉子組成的。大型發電機采用線圈不轉而磁極旋轉的方式，叫旋轉磁極式發電機。

(3)交流發電機和直流發電機線圈中産生的都是交流電，直流發電機是靠換向器轉化為直流電向外供電。

6.磁場對電流的作用

(1)通電導體在磁場中會受到力的作用----電動機的原理

(2)通電導體在磁場中的受力方向跟磁場方向和電流方向有關

(3)這一過程中，實現了由電能到機械能的轉化。

(4)通電線圈在磁場裡會受力轉動。

(5)換向器的作用是：每當線圈剛轉過平衡位置時能自動改變線圈中的電流方向

(6)平衡位置是指線圈平面與磁感線垂直時的位置

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