初二物理知识的整合

第一章 声现象 1.1 声音的产生与传播 1.声音是由于物体振动而产生的，没有振动，就没有声音。人们说话的声音，唱歌的声音是咽喉处声带的振动产生的；各种乐器传出来的美妙的乐曲声，是弦或簧的振动产生的；许多昆虫（如蝉、蟋蟀等）的鸣叫声，也是发声器官的振动产生的。一切声音都来源于振动。能发出声的那部分物体叫声源。 2.声音是 一种波，叫声波。声波的传播需要媒介（物），即介质。各种固体、液体和气体都是传播声音的介质，空气就是一种介质。声音每秒钟传播的距离叫声速。同一声音在不同介质中传播速度不同。一般来说，声音在固体、液体中的传播速度大于在气体中的速度。声速除跟介质种类有关外，还跟介质温度有关。15时空气中的声速为340m/s，它的意思是：声音在15的空气中1s 内传播340m。 1.2 我们怎样听到声音 1.外界传来的声波通过外耳道传到耳鼓膜，引起鼓膜的振动，鼓膜再带动听小鼓振动并传给听觉神经，听觉神经把信号传到大脑皮层，听觉中枢就产生了听到声音的感觉。即，人类听到声音的过程是：外界声波鼓膜听小骨听觉神经大脑听觉中枢声音感。另外，声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经，引起听觉。这时，听到声音的过程是：外界声波头骨、颌骨听觉神经大脑听觉中枢声音感。 由此可见，耳朵虽是人类唯一的听觉器官，但不是感受声音的唯一途径。耳聋患者听不到声音的原因有两类：一类是由于听觉神经损坏；另一类是由于耳传导障碍，如鼓膜破损。如果属于后者，声音通过骨导的方式传到听觉神经也能感知声音。 2.人的双耳对听到的声音由于距声源距离不同，在三个方面形成差异：一是感受到声音的强度不同；二是感受到声音有先有后，即有时间差；三是感受到的声音振动的步调有差异。这些差异使我们能判断声源位置，这就是双耳效应。双耳效应也使我们感觉声音是立体的。 1.3 声音的特性 1.声音的高低叫音调。在合唱时若起调高了，我们常说调高了，唱不上去。这就是指高音调。在音阶中1比1音调高八度，2比2低八度，音调的高低是由发声体的振动决定的。频率是指每秒钟振动的次数。显然，每秒振动次数越多，振动就越快，频率就越大。物体振动得快，频率大，音调就高；振动得慢，频率小，音调就低。 频率（ ）的单位是赫，符号是HZ。常人的听觉频率范围为20HZ至20000HZ。高于20000HZ的声音叫超声波，低于20HZ的声音叫次声波。人不能听见超声波和次声波。一些动物的听觉频率范围与人类不同。 2.响度是指声音的强弱或大小。说话时声音大，洪亮，就是响度大。发声体振动时，振动的幅度叫振幅。响度和发声体的振幅有关，振幅越大，产生的声音响度也越大。 3.音色又叫音品。同一首乐曲（音调相同）用不同的乐器演奏，它们发出的乐音是不同的。例如，用二胡和小提琴分别演奏二泉映月，常人一般能区分出是用什么乐器演奏的，这就是因为两种乐器发出的乐音的另一个特征音色不同。在波形上，不同乐器若发出相同音调的音，可看到主要的振动频率是相同的（反映音调同），但附加振动不同，反映音色不同。 1.4 噪声的危害和控制 1.从物理学的角度讲，噪声是发音体做无规则的振动时发出的声音。从环保的角度讲，凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音产生干扰的声音都属于噪声。噪声是与固体废弃物、废水、废气共同构成环境污染的四大公害之一。 工厂里各种机器的运转声，交通工具如汽车、飞机等的轰鸣声，都是噪声。用金属汤勺刮碗时发出的刺耳的尖叫声，令人难受，这也是生活中的一种噪音。当我们正在专心学习或工作时，其他人旁若无人的谈笑声，甚至平时听来优美的乐曲声，由于干扰了学习或工作，都是噪声。 2.声音的强弱用分贝（dB）表示。0dB是人能听到最弱音；30dB40dB是较为理想的安静环境。为保护听力，声音不能超过90dB；为保证工作和学习，声音不能超过70dB；要保证休息和睡眠，声音不能超过50dB。 3.控制噪音从三个途径着手：一是从声源处，如摩托车加装消声器；二是在传播过程中，如工厂的围墙和树木都能起到吸收和阻挡声音的作用；三是在人耳处，如双手捂住或戴防噪声耳罩。 1.5 声的利用 1.声音可以传递信息。人类利用谈话、唱歌等声音来进行交流，大象利用次声波进行交流，而蝙蝠则是利用超声波来感知周围的一切。 人们通过声音来了解自然或研究对象的一些信息。比如，用次声波接收器接收火山爆发、地震以及火箭发射、核爆炸等发出的次声波，了解这些现象或事件的情况。 2.声音还可传递能量。医院用超声波震碎人体内的结石，人们利用超声波清洗物体的污垢。据说，攀登珠穆朗玛峰的登山队员不敢在山上大声说话，是担心声音太大会招致雪崩。 3.回声是声音再传播过程中被障碍物反射回来的声音。由于人耳对于传来的原声和回声时间间隔要大于0.1s以上才能区分，所以在教室听课时，一般两次声音相差不到0.1s，回声和原声混在一起，只是使原声加强，因而在教室内听课很难听到回声。 第二章 光现象 2.1 光的传播 1.本身能发光的物体叫光源，如太阳、电灯、火、萤火虫等。月亮本身不发光，只是反射太阳的光，故月亮不是光源。 2.光的传播不需要介质。光在真空中、气体中、透明的液体和固体中都能传播。扫地时会看到射进教室的太阳光是沿着直线传播的。影子的形成，日食、月食的现象，小孔成像等也可用光的直线传播来解释。光沿直线传播的性质除用在开凿隧道时激光引导掘进机沿直线前进外，射击时要求“三点一线”，排队站直线，木匠检查工件是否平直等都要利用光的直线传播。 3.光线是人们为描述光的传播方向而引入的带箭头的直线或曲线。箭头的方向表示光的传播方向，直线或曲线表示光的传播路径。 4.光速是光的传播速度。从现有理论和实践中知道，真空中的光速是宇宙间最快的速度。用c表示真空中的光速，c=3108 m/s=3105 km/s。一般空气中光速也取这么大。和声速不同的是，一般的，光在液体中的速度比在空气中的小，而在固体中的速度又比液体中小。 5.由于宇宙太大，人们用光传播一年的距离作为天文学长度的一个单位，叫光年。1光年=365243600s3108m/s9.46051015m。 2.2 光的反射 1.光源发出的光进入我们的眼睛，我们就看到了光源。不发光的物体为什么也能被我们看到呢？因为光在物体的表面会发生反射，物体反射光源发出或被其他物体反射后射到物体上的光进入眼睛，我们就能看到这个物体。 2.光射在两种介质的交界面时，会改变传播方向返回原来的介质中，这就叫光的反射。 3.射向界面的光线叫入射光线，被界面反射回来的光线叫反射光线，过入射点垂直界面的直线叫法线。 4.光的反射规律：反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线、入射光线位于法线两侧；反射角等于入射角。光的反射规律就是通过确立三线同面，两线异侧，两角相等来最终确定反射光线的唯一位置。由于光在反射时先有入射角，后有反射角，若比较反射角与入射角有什么关系，不能说入射角等于反射角。 5.根据反射角等于入射角可推得光反射时光路可逆，即入射光线改为反射光线的位置入射时，新的反射光线在原来入射光线的位置。 6.非常平滑的表面发生的反射是镜面反射，特点是：若入射光线是平行光线，反射光线也一定是平行的。而凸凹不平的表面发生的反射是漫反射，特点是即使入射光线是平行的，由于反射面各点法线不平行，各入射角不再相等，各反射角也不再相等，反射光线会射向四面八方。漫反射时每一条反射光同样遵守光的反射规律。 2.3 平面镜成像 1.平面镜成像的特点：像物等大，像距等于物距，像、物对应点的连接点的连接垂直于平面镜，平面镜成的像是正立的虚像，像、物左右对称。 2.虚像：不是实际光线会聚而成，而是实际光线的反向延长线会聚而成的像，看见的像不能显现在光屏上。在课本上2.3-1中，在像的位置放一光屏（如白纸板），上面不会有像，是进入眼中的光线使人感觉在像的位置发出了光线。 3.平面镜所成虚像可以用两种方法确定：一是由平面镜成像的特点，二是由光的反射规律作任意两条反射光线反向延长的交点来确定。 4.反射面是平面的叫平面镜，反射面是球面外表面的叫凸面镜，反射面是球面内表面的叫凹面镜。凸面镜对光起发散作用，凹面镜对光起会聚作用。平行光经凹面镜反射后的反射光会聚的点叫凹面镜的焦点。 2.4 光的折射 1.光从一种物质斜射在两种介质界面时，除一部分被反射回原来的介质外，进入另一种介质的光传播方向发生改变的现象叫光的折射。游泳池看起来变浅，水杯中筷子看起来向上偏折等都是光的折射现象。 2.光的折射规律：光从空气斜射如水或玻璃时，折射角小于入射角，即折射光线向法线偏折。光从水或玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角，即折射光线向界面偏折。 3.折射光路也是可逆的。 4.光从一种介质进入另一种介质要发生折射，必须是斜着射入。如果垂直射在界面上，入射角为零，折射角也为零，则传播方向不改变。 5.光在同种不均匀的介质中也会发生折射。早晨看到地平线上刚升起的太阳，实际上还在地平线下方。这是因为太阳发出的光在穿过逐渐稠密的大气层时向地面偏折而看到的。海市蜃楼也是由于空气疏密不均使光线发生折射造成的。 6.水中看岸上的物体，由于光的折射，所看到的虚像在实物上方。空气中看水面下的物体，由于光的折射，所看到的虚像也在实物上方。 2.5 光的色散 1.白光（太阳光）通过三棱镜，就被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光，这一现象叫光的色散。将这一七色光再通过一倒过来的三棱镜后又变回白光，说明白光是由各种色光混合而成。 2.红、绿、蓝三色光混合能产生各种色光，红、绿、蓝三色光叫做色光三原色。品红、黄、青是颜料的三原色。由品红、黄、青三种颜料进行适当混合可调配出各种颜色。一个透明体是什么颜色，决定于它能透过的色光的颜色。窗户上的蓝色玻璃因为能透过白光中的蓝色光而显蓝色，白光中的其他色光大多被吸收了。一个不透明物体的颜色是由它能反射的色光颜色决定的。一般某个颜色的物体能反射几种色光，若主要反射蓝光就显蓝色。两种色光混合后变成另一种颜色，这就是色光的混合原理。颜料混合的规律与色光混合的规律不同。两种颜料混合后是什么颜色，取决于它们能共同反射的色光，这是颜料的混合原理。要注意，没有黑光存在，白颜料也不能由其他颜料调配出来。 2.6 看不见的光 1.不同颜色的光按顺序排列起来，就是光谱，科学家常常利用光谱来研究发光物体和它发出的光。太阳光是白光，通过三棱镜折射后就分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光形成的光带，我们把它成为太阳光谱。 2.太阳光谱上的七色光是我们人眼能看见的，叫可见光。而红外光（也叫红外线）不能引起我们的视觉，叫不可见光。它们和可见光一样具有反射、折射、衍射等性质。 3.红外线是光谱上低于红光频率的光。任何物体无论是有生命还是无生命的，温度高还是温度低的物体都会发出红外线。温度越高的物体辐射出的红外线越强，棉、食物，利用红外线加热取暖，临床上用于理疗治病，响尾蛇导弹有红外线探测器和红外线测定仪以自动跟踪目标，红外线夜视仪，红外线成像仪，红外线遥感卫星等。 4.太阳光谱上频率高于紫光，在紫光外侧的不可见光叫紫外线。地球上的天然紫外线来自太阳光，紫外线的化学作用是使照相底片感光。紫外线有利的一面是：适当紫外线有助人体合成维生素D以预防佝偻病等，医院用紫外线灯灭菌。由于紫外线有荧光效应，也用紫外线来识别标记。紫外线的危害：过量紫外线照射易引起皮肤癌。 5.大气能把太阳光向四面八方散射，散射光使整个天空看起来都是亮的。月球上没有大气，没有散射光，所以月球的天空是黑暗的。 第三章 透镜及其应用 3.1 透镜 1.透镜是组成照相机、投影仪、显微镜、望远镜、电影放映机等光学仪器的重要元件，也是眼镜的基本元件。凸透镜是指中间厚，边缘薄的透镜，它的两个表面，一般都是球面的一部分。我们常说的放大镜以及老光眼镜就是凸透镜。凹透镜是指中间薄，边缘厚的透镜。 2.光心：透镜中心的一点叫光心，通过关心的任何光线，其传播方向不变（不偏折）。焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后相交会聚在主光轴上的点叫焦点，通常用F表示；平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长线相交于主光轴的点叫凹透镜的虚焦点。焦距：焦点或虚焦点到光心的距离，焦距用f表示。 3.凸透镜对光起会聚作用。凸透镜对光线起会聚作用，并非一定能使光线会聚在一点，而是能使不同方向射来的光线通过凸透镜两个表面的两次折射，最后向主光轴一侧偏折，这就是会聚作用（图31）。 图31 图32 4.凸透镜对光起发散作用，使不同方向射来的光线折射后偏离主光轴（图31）。 5.凸透镜有两个焦点，凹透镜有两个虚焦点。焦距的长短反映了透镜对光偏折作用的强弱，焦距越短，使光线偏折越厉害。 3.2 生活中的透镜 1.照相机镜头相当于一个凸透镜，胶卷相当与光屏，远处物体射来的光线经凸透镜折射后在胶片上形成一个倒立缩小的实像，这个像的光纤能使胶片感光发生化学变化，成为感光。 2.模型照相机由一个透镜和一个半透明纸做的光屏构成。要在光屏上成一个清晰的像，就要改变光屏和凸透镜之间的距离(这个距离称为像距)，只有二者之间的距离合适时才能得到清晰的像。 3.投影仪利用凸透镜来成像。投影仪上有一个相当于凸透镜的镜头，被投影物通过凸透镜在光屏上形成一个倒立放大的实像。投影仪与照相机成像的共同点是：都能在光屏上形成道理的实像。要在光屏上得到清晰的像，投影仪需要调节的是镜头到被投影物的距离（这个距离叫物距），这是和照相机成像原理有区别的。注意投影仪上面的平面镜只起改变光路的作用。 4.任何一个凸透镜都可做放大镜使用。当把凸透镜靠近物体上方的适当距离，对着凸透镜看去就能看到一个正立放大的虚像，这样使用的凸透镜叫做放大镜。放大镜的像与照相机、投影仪或幻灯机成的像是不同的，它只能通过凸透镜去观看，不能在光屏上成像。这个虚像与平面镜的虚像有不同之处，放大镜成的像与物体是在凸透镜的同一侧，这也是与照相机、投影仪（或幻灯机）不同之处。 3.3 探究凸透镜成像的规律 1.这是一次较完整的探究活动，一般包括提出问题、猜想和假设、设计实验、进行实验与搜集证据、分析和论证等几个方面。 2.提出的问题：凸透镜所成的像的大小、倒正跟物体在凸透镜前的位置有什么关系？ 猜想和假设：像的大小可能跟物体和像的相对位置有关。像的倒正很可能跟它与物体是否在同侧有关。 设计实验是这样做的：先通过平行光测出凸透镜焦距，把凸透镜放在蜡烛（物体）和光屏的中间，先让蜡烛离凸透镜尽量远些，通过光屏找出对应像的位置，然后改变蜡烛到凸透镜的距离（物距），找出对应像到凸透镜距离（像距）。无论怎样移动光屏都得不到像时，进一步减小物距，进行观察。通过观察对应像的大小倒正，归纳总结出凸透镜成像的规律。 进行实验：按设计步骤做实验。 分析和论证：由实验数据可总结出凸透镜成像的规律如下表。 物距u 像距v 像的性质 u2f 2fuf 倒立、缩小、实像 u2f u2f 倒立、等大、实像 2fuf u2f 倒立、放大、实像 uf 不成像 uf 物像同侧 正立、放大、虚像 变化情况：物体在远处向凸透镜逐渐移动的过程中（u减小），像逐渐远离凸透镜（v增大），像也逐渐增大。当物体在焦点内时，放大的虚像就在物体同侧了。 两个分界点：两倍焦距点缩小或放大的分界点。 焦点倒立（实）像或正立（虚）像的分界点。 即，物体在距凸透镜两倍焦距外，像是缩小的；在两倍焦距内，像都是放大的；物体在距凸透镜焦距以外，像都是倒立的是实像，在焦点以内像是正立的，是虚像。 3.实像：实际光线会聚而成的像，能用光屏承接。 虚像：不是实际光线聚成的像，无法用光屏接收到虚像，可通过实际反射光线后折射光线反向延长形成交点找到虚像位置。 4.照相机成像原理：当物体在距凸透镜二倍焦距以外时，在凸透镜另一侧一倍到二倍焦距之间成倒立、缩小的实像。 投影仪成像原理：当物体在距凸透镜一倍到二倍焦距之间时，在另一侧二倍焦距以外成倒立、放大的实像。 放大镜的原理：当物体在凸透镜焦点以内时，在物体同侧成一个正立、放大的虚像。 5.照相机构造：镜头相当于凸透镜，胶卷相当于光屏，机壳相当于暗室。光圈是指光线进入照相机的小孔，用来控制进光量的，大小是可调的。要注意的是光圈数字越大，实际的光圈孔径越小，即光圈孔径小光圈数字大。光圈还影响照片上景物的清晰范围，即景深。光圈数字越小，精神越小。快门有两层含义，既表示遮光的装置，有表示遮光门打开是时间，也称快门速度，相机上所标值为时间的倒数（如快门开启时间为1/60s，实际标60）。调焦环用来调节镜头到胶卷的距离即像距，并非真正调节焦距。第一章1.1物理学：研究声、光、热、力、电等各种物理现象的规律和物质结构的一门科学。观察和实验是进行科学探究的基本方法，也是通向正确认识的重要途径。1.2比较有定性比较和定量比较两种。测量是定量比较。长度和时间的测量是基本的测量。 米m（主单位）测量长度：长度单位 千米km 分米dm 厘米cm 毫米mm 微米m 纳米nm等 量程测量工具：刻度尺 分度线 零刻度线测量方法：零刻度线对准被测物一端，尺的位置与被测物平行，视线正对刻度线并垂直尺面，记录时要有准确值、估计值和单位。 定义：测量值与真实值之间的差异 误差：减小误差：1.多次测量求平均值 2.采用更精密的测量工具 3.采用更合理的测量方法 秒s（主单位）测量时间：时间单位 时h 分min 毫秒ms 微秒m 纳秒ns等 测量工具：钟表1.3特殊测量：累积法：测量纸的厚度 以直代曲法：测量曲线的长度1.4科学探究：提出问题；猜想和假设；制定计划和设计实验；进行实验和收集证据；分析与论证；评估；交流与合作。第二章2.1声音的产生：物体振动产生声。 声源：正在发声的物体。 形式：波传播： 固体条件：介质 液体 （真空不能传声） 气体：340ms 接受：人耳结构 听不到声的情况：1.不在人的听觉范围内 2.离声源太元 3.无介质 音调：高低频率（声源每秒振动次数，单位：赫兹Hz）2.22.3乐音的三要素： 响度：强弱振幅（分贝dB计量声音强弱）离声源远近 音色材料、结构、发声方式 弦乐器的音调：当弦粗细、张紧程度相同，弦越长音调越低； 当弦粗细、长短相同，弦拉得越紧音调越高； 当弦长短、张紧程度相同，弦越细音调越高； 人发出声波的频率范围851100Hz 人“听到”声波的频率范围2020000Hz 物理学：无规律振动2.4乐音 环境保护：影响人正常生活、学习、休息 物理学：有规律振动 噪音 环境保护：有可能影响人 定义：振动频率高于20000Hz的声音超声 作用：传递信息；具有能力。 次声：振动频率低于20Hz的声音 消声 方法 吸声 隔声减少噪声 在声源处 途径 在传播过程中 在人耳处 第三章3.1光的定义：光是一种电磁波，平时看到的是“可见光”，能引起人的视觉的电磁波。光的作用：让我们看见物体；带来温暖；植物光合作用人能看见物体的条件：是光源或能反射光；光能进入人的眼睛。光源：能自行发光的物体。分为自然光源和人造光源。光的传播：在同一种均匀介质中沿直线传播。光线：描述光的传播路径和方向。光的现象：影、日食、月食、小孔成像等。3.2光的反射的定义：光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。 定律：三线共面，分居两侧，两角相等。 镜面反射和漫反射 无论是镜面反射，还是漫反射都遵循光的反射定律3.4光的折射的定义：光由一种物质进入另一种物质时传播方向发生改变的现象。 定律：光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线、入射光线、法线在同一平面，折射光线和入射光线分居法线两侧；折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也随着增大；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变，在折射中光路可逆。3.3平面镜对光的作用：（1）成像 （2）改变光的传播方向 平面镜成像特点：成正立、等大的虚像；像距=物距；像与物的连线垂直与镜面。光的反射光线的反向延长线一定通过像点。 凸面镜：会聚光球面镜 凹面镜：发散光3.5透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，且透镜厚度远比其球面半径小的多。 分类：凸透镜：边缘薄，中央厚 凹透镜：边缘厚，中央薄主光轴：通过两个球心的直线 光心：透镜中心。通过它的光线传播方向不变焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示 虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。 焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。 透镜对光的作用：凸透镜：会聚；凹透镜：发散3.6凸透镜成像规律u 2f 缩小 实像 倒立 f v 2f 照相机 u = 2f 等大 实像 倒立 v = 2f f u 2f 幻灯机 u = f 不 成 像 u u 放大镜3.7眼睛：正常眼、近视眼（像在视网膜前，凹透镜纠正）、远视眼（像在视网膜后，凸透镜纠正）显微镜：物镜（fu2f）目镜（uf）望远镜：物镜（u2f）目镜（uf）3.8色散：太阳光通过三棱镜，依次被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成。透明体的颜色由它透过的色光决定不透明体的颜色由它反射的色光决定色光的三基色是：红、绿、蓝颜料的三原色是：品红、青、黄第四章 4.1温度：表示物体冷热程度的物理量 温度计：利用汞、酒精、煤油等液体的热胀冷缩性质来测量温度。 摄氏温标的规定：在一个标准大气压下冰水混合物的温度为0度，沸水的温度为100度，它们之间分成100等份，每一等份叫1摄氏度。常用温度计的使用方法：观察量程，判断是否适合待测物体温度；认清温度计的分度值，以便准确读数。玻璃泡全部浸入被测液体中，不要碰到容器底或容器壁；玻璃泡浸入被测液体中稍候一会儿，待温度计的示数稳定后再读数；读数时玻璃泡要继续留在被测液体中，视线与温度计内液面相平。4.24.4 任何温度 温度蒸发 液体表面 影响蒸发的因素 表面积 缓慢 周围空气流动汽化： 一定温度（沸点）沸腾 液体内部、表面 水沸腾的条件：沸点；继续吸热 剧烈液化方