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文档简介
.测量的初步知识 【考点聚焦】测量的初步知识涉及到的考点有:1长度的单位及其换算,长度的测量。2体积的单位及其换算,体积的测量。3误差和错误。4长度的测量方法。【呈现形式】上述考点常以填空题和选择题型出现。其中长度和体积的测量,长度的特殊测量方法也能以实验题型或探究性试题题型出现。 【知识结构】 一、长度的测量 1长度的单位:主单位:米(m),其它单位km、dm、cm、mm、m、nm 2长度的测量工具:基本工具:刻度尺;精密工具:游标卡尺、螺旋测微器、激光测距仪。 3刻度尺正确使用: 会选:观察刻度尺的零刻度线、量程、最小分度值;会放:尺要放正,零刻度线与被测物体一端对齐,刻度线紧贴被测物;会读:视线正对刻度线,读出准确值和估计值;会记:准确值估计值单位。二、体积的测量1体积的单位:主单位:立方米(m3)其它单位:dm3、cm3、mm3、L、mL。2体积的测量工具:量筒或量杯3量筒的正确使用:量筒放在水平桌面上;视线要与液面齐平三、测量误差1定义:测量值与真实值之间差异2误差不可避免,但可以减小。错误可以避免。图13减小误差的方法:采用精密测量工具;改进测量方法(常用多次测量求平均值的方法)【对应训练】1单位换算:8.5m cm; 36000nm km 15cm3 m3。2如图1所示,用刻度尺测量A、B两个小木条的长度,其中对木条 的测量是正确的,这个木条的长度是 cm。3用刻度尺测量木块的长度,图2的四种方法正确的是 图2图34如图3所示,某同学用量筒、足够多的水,一定重的铁块和细线,测量某一木块的体积,所作的步骤如下:A往量筒内倒入适量的水,并记录下水的体积V1;B用细线栓住铁块,轻轻放入量筒内水中,并使之全部浸没,记下铁块和水的总体积V2;C取出铁块,用细线把铁块和木块捆在一起浸没在量筒内的水中,记下此时的总体积V3;D计算出木块的体积;以上步骤中多余的是 (填步骤前的序号)写出求木块体积的公式,即V= = cm35关于误差下列说法中正确的是 A误差是实验中产生的错误 B测量中误差和错误是不可避免的C误差是不可避免的,但可以尽量减小 D使用精密仪器和改进实验方法可以避免误差6把一根刻度尺均匀但不准确的直尺跟标准直尺进行比较,当两尺零刻度线对齐时,不准确尺的30.00cm刻度线正好与标准尺的29.50cm刻度线平齐,由上面读数可知标准尺的分度值是 。若用不准确的直尺测得笔盒的长度为15cm,则用标准尺测得笔盒的长度为 cm。7有一个量程为1m的卷尺,请你设计一套简单的方法测出你家到学校的路程,写出必要的方法、步骤,并将路程表达出来。【参考答案】1850 3.610-8 1.510-5 2.B 3.35 3.A 4.A V3-V2 15 5.C6.1mm 14.75 7.a.用卷尺测出自行车前轮的周长L;b.推车从家到学校,数出自行车前轮转动的圈数n;c.路程snL电 阻【考点聚焦】本部分知识涉及到的考点有:1电阻及其单位2决定电阻大小的因素3滑动变阻器和电阻箱的构造4连接滑动变阻器到电路,改变电流。【呈现形式】影响电阻大小的因素,滑动变阻器的接线,用滑动变阻器改变电流是本节知识的重点,考试时会把影响电阻大小因素与实验设计、作图等联系起来,常以填空题、选择题、实验题的形式出现。【知识结构】一、电阻的定义:导体对电流阻碍作用大小的物理量。二、电阻的单位及其换算三、影响导体电阻大小的因素:导体的电阻大小是由导体的材料、长度和横截面积决定的,还与温度有关。在其它因素相同的情况下,导体越长电阻越大;横截面积越小电阻越大;大多数导体温度升高时电阻增大,少数导体的电阻随温度的升高而减小。四、变阻器1滑动变阻器:(1)构造;(2)原理;(3)用途;(4)连接;(5)注意。2电阻箱:拔插式电阻箱和旋盘式电阻箱,优点是可直接读出连入电路中的阻值。【方法提示】1 研究物理问题的方法当研究的问题与两个或多个因素有关时,可采用控制一个或几个量不变,只改变其中一个量,观察所研究的问题与这个量的关系。例如在“研究导体电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,就是采用了这种方法。【例题1】有关导体电阻的说法正确的是 A粗细相同的两根导线,长度大的电阻一定大B长度相同的两根导线,横截面积小的电阻一定大C同种材料制成的长短相同的两根导线,横截面积小的电阻一定大D铝导线的电阻一定比铜导线的电阻大【解析】本题主要考查用“控制变量法”研究问题的能力,控制变量法是一种非常重要的研究方法,也是近年来中考重点考查的一种方法,初中物理课本多次采用此法研究问题,比如说在研究压强大小与压力大小、受压面积大小的关系时,就用了此法,学习中注意研究掌握它。关于导体的电阻,它是导体本身具有的一种性质,它的大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。用控制变量法研究导体的电阻大小时,要保证三个因素(材料、长度、温度)一定时,才能确定电阻与另一个因素(横截面积)的关系,故本题答案为C。 2滑动变阻器的使用:(1)滑动变阻器的连接方法是“一上一下”;(2)使用前应观察上面标的电阻值和允许通过的最大电流值;(3)闭合开关之前,应使滑片位于使电路的电阻最大位置,以保护电路和电表。图1 【例题2】在图1中电源电压不变,当滑片P向a端移动时,会出现的现象是 A电流表示数变小,灯泡变暗 B.电流表示数变大,灯泡变亮 C电流表示数变大,灯泡变暗 D.电流表示数变小,灯泡变亮 【解析】 本题主要考查滑动变阻器接在电路中是如何改变电路中电流大小的。解题的关键是分析清滑动变阻器的哪部分电阻丝接在电路中的,滑片p移动时,该段电阻丝是变长还是变短,从而得知电阻在变大还是变小,进一步推得电流变化和灯泡亮度变化。本题中发现滑动变阻器接入电流的是pa段,电阻丝,当p向a移动时,pa段变短,电阻变小,所以电流增大,本题答案选B。 3判断滑动变阻器接入电路的电阻的变化 (1)确定滑动变阻器与电路的接法; (2)判断电流通过滑动变阻器的哪段; (3)判断电阻丝长短的变化; (4)由电阻丝长度的变化,判断接在电路中的滑动变阻器电阻大小的变化。图2 【例题4】如图2所示,电路的m、n两点间接一滑动变阻器来控制电灯的亮度,电路图上方为滑动变阻器结构示意图。要求变阻器的滑片向右滑动时电灯逐渐变亮,则变阻器连入电路的方式应采用 Am接a,n接b B.m接d,n接b C.m接b,n接a D.m接c,n接d 【解析】 从电路图可知,电灯与滑动变阻器串联。要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,电灯逐渐变亮,则滑片向右移动时,连入电路的电阻应减小,即连入电路的电阻丝长度应减小,故连入电路的应是滑片和d之间的哪段电阻丝。题目中给定选项A、C实质相同,都是把光滑金属杆连入电路;而D是把全部电阻丝连入电路。这三种接法,当滑片移动时都无法改变连入电路的电阻值。只有选项B符合要求,故选B。【对应训练】1导体电阻的大小决定于导体本身的 、 、 以及温度,导体的电阻是导体本身的一种 。2当导体的材料和横截面积一定时,导体越长,则其电阻 ,当导体的材料和长度一定时,则其横截面积越大,其电阻就 。图33如图3所示电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器接入电路的是 段;当滑片P向下移动时,电路中电阻 ,电流表的示数 。(填“变大”、“变小”或“不变”)4. 将一段电阻为R的均匀电阻丝截成等长的2段,再将它们的端点紧紧缠在一起,合并后的电阻丝的电阻是原来的( )图4A1倍 B2倍 C4倍 D倍5. 如图4所示的电路中,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动,则电压表和电流表的示数将( )A增大、减小 B不变、增大 C不变、减小 D减小、增大。6. 如图5所示的各电路中,灯泡和电阻均相同,能利用滑动变阻器调节电灯从亮到熄灭的正确电路是 图57如图6所示,甲图中AB和CD是长度不同,粗细相同的镍铬图6合金线,乙图中AB和CD是长度相同,粗细不同的镍铬合金线,用图示装置可以研究同种材料导线电阻大小与什么因素有关,有什么关系。由甲图的实验可以得出的结论是: ;图7由乙图的实验装置可以得出的结论是: 。 8. 如图7所示,给出了几种电路元件,要求用滑动变阻器来改变电路中的电流。请完成下列问题:设计电路图,并按电路图连接实物图。当电路中接入变阻器后,在闭合开关前,滑动片P应调到 端。滑动变阻器的作用是 。当接变阻器的 和 接线柱的两种情况下,变阻器不起变阻作用。请按照你的连接方法完成下表:滑片P的移动变阻器连入电路的电阻变化小灯泡L的亮度变 化电流表的示数变 化向左向右9. 在温度一定的条件下,做“研究决定电阻大小因素”的实验时,采用了 的方法,即每次选用两根合适的导线,测出通过它们的电流,然后进行比较得出结论。下表给出了实验中所用到的导线的情况。导体代号ABCDEFG材料锰铜钨镍铬丝锰铜钨锰铜镍铬丝长度(m)1.00.51.51.01.21.50.5横截面积(mm)23.20.81.20.81.21.21.2为了研究导线电阻与材料是否有关,应选用的两根导线是。为了研究导线电阻与长度是否有关,应选择的两根导线是 。为了研究导体电阻与横截面积是否有关,应选择的两根导线是。21综合考虑下表中各方面的因素,通过你的分析回答以下问题:金属全球年产量(104吨)密度(103kg/m3)熔点()导热性能1最强9最弱导电性能1最强9最弱市场价格大约(元/吨)铝15002.76604416000铜80008.910832217700金219.310633388000000钢铁3014307.91540872200铅300011.3327994900镍8008.9145376103000银810.5961111365000哪两种金属的导电性能好?在你认为导电性能好的金属中,那种更适宜做导线?为什么?通过综合分析上表的各项指标,请写出你所发现的规律。【参考答案】 1材料 长度 横截面积 性质 2越大 越小 3. AP 变大 变小 4.D 5. B 6. D 7.导体电阻大小与长度有关,长度越长,电阻越大;导体电阻大小与粗细有关,横截面积越大,电阻越小 8. 略 最大阻值的一端 改变电路中电流的大小 AB CD 略 9. 控制变量。 C和F。 C和G 。 A和D 。 10(略)电磁联系、原子、分子【考点聚焦】本部分知识涉及到的考点有:1两种电荷及它们间的相互作用,电荷量及其单位。2电荷的检验。3磁体的基本性质,包含磁体具有吸铁性和指向性。磁极间相互作用。4磁体周围存在磁场和磁场具有方向性。5磁感线和地磁场。6电流周围存在磁场,通电螺线管的一些基本性质。7会用右手螺旋定则确定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向。8电磁铁的工作原理9电磁继电器的构造和工作原理。10原子和原子核的组成。【呈现形式】这部分知识涉及到的知识点较多,需要记忆的知识较多,但有许多知识点在小学自然中已经学过,只是在知识的层次上有所提高,但要求还是比较低,大都是知道这一层次,在这些知识中磁场、磁感线的分布、奥斯特实验、右手螺旋定则、电磁感应现象是本部分知识的重点,考试的侧重面是利用磁体的性质、磁极间的作用规律、电荷间的相互作用规律、右手螺旋定则、电磁感应现象解决实际问题。常见的题型可以涉及到所有中考试题的题型,但难度系数会较高,也就是说会较容易。【知识结构】一、简单的电现象1摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电。2两种电荷及其相互作用:规定:用绸子摩擦过的玻璃棒带的电荷叫作正电荷;用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫做负电荷。电荷之间同种电荷相互排斥,异种电和相互吸引。二、简单的磁现象1磁性:(1)磁极:南极(S)、北极(N )(2)磁极间同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;(3)磁化和消磁。2 磁场:(1)磁场的基本性质和方向;(2)磁感线;(3)地磁场的方向。三、电磁联系 1电流的磁场:(1)奥斯特实验;(2)通电螺线管的磁场:右手螺旋定则;电磁铁的构造和应用。 2电磁感应:(1)产生感应电流的条件;(2)影响感应电流方向的因素;(3)应用发电机 3磁场对电流的作用:(1)磁场对通电直导线的作用;(2)磁场对通电线圈的作用电动机:原理;组成。四、原子和原子核:(1)原子结构的实质:原子是由原子核和核外电子组成,原子核带正电,核外电子带负电。整个原子呈中性,原子核所带的正电荷数和负电荷数相等。 【方法提示】1 检验物体是否带电的方法:正负电荷的三个共同特点是:(1)具有吸引轻小物体的性质。(2)能使验电器金属箔张角发生变化。(3)电荷之间相互作用力,检验的方法:(1)用验电器。(2)是否吸引轻小物体。(3)利用电荷间的相互作用。【例题1】用一个带电体接触已带正点的验电器金属球,如果出现下列情况,试判断带电体的带电性质 A.金属箔张开的角度变小 B.金属箔张开的角度变大C.金属箔先闭合又张开【解析】(1)金属箔张开的角度变小,说明金属箔所带的正电荷减少,减少的这部分电荷是因为与带电体之间发生了中和而抵消了,所以带电体带的是负电荷,且所带电荷量小于验电器原有正电荷的电荷量。(2)金属箔张开的角度变大,说明金属箔所带的正电荷增加,增加的这部分电荷是由带电体通过金属棒转移而来的,因此,带电体带的是正电。(3)金属箔先闭合又张开,说明金属箔原来所带正电荷先全部被中和掉,所以带电体带负电;之后,金属箔又张开,说明带电体所带负电荷的电荷量大于原验电器所带正电荷的电荷量,中和现象发生后,金属箔又重新带上与带电体相同性质的负电荷。 2摩擦起电的实质:由于不同物质的原子核对核外电子的束缚能力并不相同,当两个物体相互摩擦时,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,失去电子后带正电,得到电子的物体由于有了多余的电子而带负电。 【例题2】关于摩擦起电,下列说法正确的是 A两个物体相互摩擦时会发生带电现象 B.摩擦起电的两个物体一定带有等量同种电荷 C.在摩擦起电现象中负电荷从一个物体转移到另一个物体 D在摩擦起电现象中正电荷从一个物体转移到另一个物体 【解析】摩擦起电的原因是由于不同物体的原子核束缚电子的本领不同,两个物体相互摩擦时,哪个物体的原子核束缚电子的能力弱,它的一些电子就会转移到另一个物体上,因失去电子而带正电,另一个物体因获得多余电子而带负电。摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体的过程,因此相互摩擦后的两个不同物体带上的是等量异种电荷。如果两个物体是相同的物体,它们的原子核束缚电子的能力相同,相互摩擦后不能起电,不会发生带电现象,所以选项A、B、D是错误的,正确答案为C。 3通电螺线管与条形磁铁的异同点 相同点:(1)它们都有吸引铁类物质的性质;(2)都具有指北性;(3)磁感线的形状相同。不同点:条形磁铁属永磁体,而通电螺线管只是在通电时才具有磁性;(2)通电螺线管的南北极与电流的方向有关,条形磁铁的南北极不变;(3)磁性强弱的变化。图1【例题3】在图1中,根据小磁针静止时的指向(黑色为N极),标出电源的正负极。【解析】(a)图中,小磁针静止时N极向右,说明该处磁场方向向右,则螺线管右端是S极,由安培定则知螺线管中电流方向正对你一面沿导线向上,即电流从电源右端流出,所以电源右端为正极,左端为负极。(b)图中,小磁针静止时N 极向左,说明该处磁场方向向左,则螺线管右端是S极,由安培定则知螺线管中电流方向正对读者一面是沿导线向上,即电流从电源左端流出,因此电源左端是正极,右端是负极。根据小磁针北极指向(或磁感线方向)判断电源正负极的思路是:小磁针北极指向(或磁感线方向)通电螺线管磁场方向通电螺线管两端的极性用安培定则判定螺线管中电流方向电源的正负极。 4右手螺旋定则的运用 (1)知道电流方向及线圈绕线方式,判定磁极位置及磁场分布,进而判断周围小磁针的方向;(2)知道螺线管绕线方式及磁场方向,判定线圈中电流的流向及电源极性;(3)知道电流方向及磁场方向,判定螺线管绕线方式。图2 【例题4】如图2所示,电磁铁B通电后,悬挂软铁块A的弹簧被拉长,当滑动变阻器的滑片p向左移动时,弹簧的长度和电流表示数的变化情况是 A.弹簧被拉的更长,电流表的示数变小 B.弹簧缩短,电流表的示数变大 C弹簧缩短,电流表的示数变小 D.弹簧被拉的更长,电流表的示数变大 【解析】 这是一道电磁学综合题,解题时应按一定的顺序分析,当滑片p向左移动时,电路中总电阻增大,而总电压不变,所以总电流减小,即电流表的示数较小,电磁铁B的磁性也随之减弱,所以电磁铁B对磁极附近的铁块A的吸引力也将减小,铁块A在弹簧作用下上移,弹簧缩短,所以本答案为C。如果将本题中铁块A换成磁铁A,那么,本题又要涉及磁极间的相互作用、吸引或排斥,题目难度将会增大,同学们可以试一试。 5产生感应电流的条件:(1)电路要闭合;(2)闭合电路中一部分导体运动;(3)导体必须做切割磁感线运动 【例题5】在图3所示的装置中,要使电流表有电流通过的可行办法是 A.闭合开关S,使导体ab竖直向上移动 B.闭合开关S,使导体ab水平向外移动 C.保护开关S,使导体ab水平向右移动 D.断开开关S ,使导体ab斜向后移动 【解析】图3 本题考查电磁感应中感应电流产生的条件,这些条件应包括下面两点: (1)电路必须是闭合的;(2)电路一部分导体(不是整个电路)在磁场中作切割磁感线的运动。因此对照上面两个条件,选项A不满足条件(2),选项C也不满足条件(2),选项D则不满足条件(1),而选项B则同时满足条件(1)、(2),所以有电流产生。有关电磁感应现象中感应电流产生的条件是中考中一个热点,要记住。 6直流电动机和交流发电机的区别直流电动机交流发电机原理通电线圈在磁场里转动电磁感应现象构造与电刷接触的是换向器与电刷接触的是两个铜环能量转化电能 机械能机械能 电能在电路中的作用用电器电源【对应训练】1雷电是云层与云层或云层与大地之间的放电现象,两云层尖放电时带的是 电荷,云层带的电荷是因为 而产生的。2判断小球是否带电,以下说法中不正确的是 A用一个带电体靠近它,如果能够吸引小球,则小球一定带电B用一个带电体靠近它,如果能够排斥小球,则小球一定带电C用验电器的金属球接触它,如果验电器的金属片能够张开,则小球一定带电D如果小球能吸引小纸屑,则小球一定带电3用绸子摩擦过的玻璃棒上带正电,这是因为 A摩擦过程中,玻璃棒上产生了正电荷 B.玻璃棒上的一些电子转移到丝绸上C丝绸上的一些正电荷转移到玻璃棒上 D.玻璃棒和丝绸上的正负电荷同时发生转移4任何磁体总是同时具有 、 两个磁极,它们是磁体上磁性最 的部分,磁极间的相互作用规律是 。5.用一根钢棒的一端靠近小磁针的北极,结果磁针向钢棒靠近,由此可以判定 图4A钢棒原来一定有磁性,且靠近磁针的一端是北极B钢棒原来一定有磁性,且靠近磁针的一端是南极C钢棒原来一定没有磁性D钢棒原来不一定有磁性6如图4所示在条形磁铁周围放有甲、乙、丙、丁四个可以自由旋转的小磁针,当它们静止时,磁针的N极指向错误的 A甲小磁针 B乙小磁针 C丙小磁针 D丁小磁针7. 地球本身是一个巨大的 。它的周围存在着磁场,叫做 。磁针指向南北就是因为受到了 的作用,地磁北极在 附近,地磁南极在 附近,地理两极和地磁两极并不完全重合,世界上最早准确记述这一现象的是我国 代的 。8在图5中,螺线管的一端悬挂一只小磁针,当开关接通后,小磁针将 图5 A只发生转动,N极转向螺线管 B只发生转动,S极转向螺线管 C发生转动,S极转向螺线管,同时又被螺线管吸引 D发生转动,N极转向螺线管,同时又被螺线管排斥9. 如图6所示,通电螺线管附近有甲、乙、丙、丁四个小磁针,在图中标出它们的N极。10. 如图7所示。软铁棒m用橡皮筋悬吊着置于电磁铁的上方,当合上开关S的瞬间会发生什么现象?为什么?若增大通入螺线管的电流时又会发生什么现象?为什么?图6图7 11.关于电磁感应现象,下列说法正确的是 A一段导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生感应电流B导体切割磁感线产生感应电流的方向,跟导体运动方向和磁感线方向无关C闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,机械能转化为电能D以上说法都是错误的图812. 如图8所示,a表示垂直于纸面的一根导体,它是闭合电路的一部分“v”表示导体的运动方向,“”表示电流方向垂直纸面面向内,请根据图甲中的电流方向画出其它各图中有感应电流的导体中电流的方向(用“”表示电流方向垂直纸面向外),没有感应电流产生的说明原因。 13.阅读分析下面一段话,并回答问题。 一天,小明在炉火旁烤火,他突然想到如果将磁铁放在火中烧,会有什么现象呢?磁性是变强了?还是变弱了?“也许是磁性会变强吧?”小明这样想。为了验证自己的想法,小明做了一个实验:将一条形磁铁的一段固定在铁架台上,另一端吸着一些小磁针,在用酒精灯给磁铁加热,一段时间后,当磁铁被烧红后,小明发现小铁钉纷纷落下,现在小明知道该怎样保护磁铁了。图9 请你回答下列问题:(1) 阅读上述短文后,你可以得出什么结论? (2) 根据这一现象,你认为生活中要保持磁体的磁性不消弱,应注意什么?(3) 刚才你和小明在学习研究这一问题时,整个过程运用了怎样的学习程序? 14如图9所示中所提供的元件,以笔画线为导线,设计一个可以改变磁性强弱的电磁铁,并要求滑片P向右运动时电磁铁的磁性增强;(2)若要求滑片P向左移动时磁性增强,只能改动电路中的一根虚线上的一根接头,应怎么改?【参考答案】 1异种 与大气层摩擦 2.C 3. B 4. 南(S)、北(N) 强 同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引 5.D 6.C 7. 磁体 地磁场 地磁场 地理南极 地理北极 宋 沈括 8.D 9.略 10. 电流周围产生磁场,软铁棒被吸引,电流增大时,磁性加强,软铁棒被拉下的距离加大。11.C 12. 乙:向外 丙:无电流,因未切割磁感线;丁:向内 13. (1)在高温烧灼下,磁体将失去磁性(2)注意不要让磁体靠近高温热源(2)提出问题合理猜想实验验证得出结论实际应用。14略 光的反射【考点聚焦】本部分知识涉及到的考点有:1光的直线传播2光在真空中的传播速度3光的反射定律,会完成反射光路图4平面镜成像及其特点【呈现形式】常以填空题、选择题、作图题、实验题的形式出现,例如:对反射定律的实验验证可以通过实验题的形式进行考查。对反射现象和反射光路可以通过作图题进行考查。平面镜的成像的特点可以通过实验或选择题的形式进行考查。【知识结构】一、光的产生:光源二、光的直线传播1条件:在均匀介质中沿直线传播2现象:(1)小孔成像;(2)影子的形成;(3)日、月食的形成;(4)三点一线。3真空中的光速:c3108m/s三、光的反射1光的反射定律:反射光线与入射光线和法线在同一平面内;反射光线和入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。即“三线共面,两角相等,法线居中。”2 光的反射类型:(1)镜面反射;(2)漫反射。3 平面镜成像特点:(1)平面镜所成的像为虚像;(2)像和物到镜面的距离相等(3)像和物大小相等;(3)像和物的连线跟镜面垂直。【方法提示】1应用光的直线传播解释有关现象该类问题的解释掌握三点(1)光在均匀介质中沿直线传播;(2)光在传播过程中遇到了什么物体;(3)说明出现什么现象和结果。例如:影子的形成。由于光在均匀介质中是沿直线传播的,因而当光在传播中遇到不透明的物体时,正对准物体传播的光就会被挡住,在物体背光的一侧产生了与物体相似的暗区,这就是影子。【例题1】不能用光的直线传播来解释的物理现象是 A“一叶障目,不见泰山”B.太阳光穿过大气层射向地面过程中发生弯曲C.检查一块木头是否直,可闭上一只眼睛,用另一只眼睛沿棱的长度方向看过去D日食、月食的形成【解析】因为阳光的直线传播是有条件的,只有在同一种均匀介质中传播时,光才沿直线传播,而大气层并不均匀,靠近地球表面的大气层密度较大,越往高空越稀薄,因此光的传播过程中会发生弯折,像天上星星会眨眼;早晨,当太阳还在地平线以下时,我们就看见了它;夏日的晴天,站在马路边看到路上行驶的汽车飘忽不定等现象,都是由于空气密度在不断地变化,而引起光的传播方向不断变化而造成的,所以选项B不是光的直线传播现象。此题正确答案是B。由此题可以看出:(1)人要想看见物体,必须有光线射入人的眼睛,才能引起视觉。(2)月食、日食的形成是光沿直线传播的重要现象。2有关反射面的转动当反射面绕入射点转动时,注意法线也随着转动,且法线转过的角度同界面转过的角度相同,法线始终与界面垂直,弄清该关系,是解决此类问题的关键。【例题2】如图1所示,光线与镜面成300角投射到镜面上,反射角与入射角夹角为多大?若把镜面旋转10,入射光线不变,这时反射光线与入射光线的夹角又为多大?【解析】如图2所示,先作法线,确定入射角为60,根据反射定律,反射角等于入射角,则反射光线与入射光线的夹角为二倍的入射角,等于120。当镜面发生旋转时,由于题目没有制定旋转方向,因此可能有两种转动方法:顺时针或逆时针。如图3所示,若镜面顺时针转10,则法线也顺时针转10,使入射角增大10,为70;故两线夹角为140;此时反射光线转动的角度为21020。若镜面逆时针旋转10,同理可知入射角将减少10,两线夹角为100。由此题看出:在入射光线方向不变时,转动镜面,若镜面转过角,则法线转过角,反射光线将变化2角,反射光线与入射光线的夹角将增大或减小2。3判断平面镜的成像图是否正确(1)观察各像点是否用虚线连接。因成的是虚像,应当用虚线表示;(2)连接对应的物点与像点,观察它们的连线是否与镜面垂直,物、像点到镜面的距离是否相等。4依据平面镜成像的特点作图问题(1)类型:已知物和镜画像;已知像和镜画物;已知物和像画镜(2)注意:物用实线,像及物像连线用虚线,镜面要打斜线。(3)具体作法:根据反射定律作图:从物点任意画两条光线射向平面镜,根据反射定律作其反射光线,两条反射光线的反向延长线的焦点,即为虚像点。根据平面镜成像特点作图(对称性)这里重点介绍利用对称法作光路图,就是根据平面镜成像的对称性完成光路。平面镜成像的特点是物体在平面镜中所成的像是虚像,像和物体的大小相等,它们的连线垂直于镜面,它们到镜面的距离相等;简记为:正立、等大、对称、虚像。利用对称法可以方便地解决四种类型的平面镜作图题:(1)确定虚像的位置;(2)确定观察范围或光照范围;(3)确定光路;(4)确定发光点的位置。在作图过程中,我们可以发现,对称法的核心是平面镜的成像规律,从根本上讲是光的反射定律的应用。【例题3】如图4所示,请画出这位同学在平面镜中看到足球的光路(只画一条光线即可)图4【解析】首先根据平面镜成像的对称法确定足球的虚像位置。可过足球(球心O)向平面镜镜作一垂线,使像与物体对于平面镜是等距的。由于人眼感觉光好像是从足球的虚像O/上射来的,故连接人眼P与虚像O/,交平面镜于一点A,其实A点即为入射点,AP即为反射光线,因此AP要画成实线并带箭头(而O/A不是实际光线,要画成虚线)。最后连接OA即为入射光线。由此看来这位同学能看见足球是由于从足球上“发出”的光经过平面镜反射后射入人眼。 此题首先利用对称法找到虚线,然后根据平面镜成像原理确定了光路。属于对称法解题的第一种和第三种类型。【对应训练】1下列物体中,都是光源的一组是 A.太阳、月亮 B.月亮、恒星 C.太阳、点燃的蜡烛 D.闪光的水晶、开亮的电灯2.下列现象中不属于光的直线传播的是 A.海市蜃楼 B.小孔成像 C.手影游戏 D.穿过森林的阳光 3一束光线垂直射到平面镜上,则入射角为 ,反射光线与平面镜的夹角为 ,若平面镜沿顺时针方向转动30度,则反射光线与入射光线夹角为 .4.一竖直水井深10m,月球到地球间的距离是3.8105m,则月亮在井中的像离水面 m.在猴子捞月的故事中,猴子始终捞不到月亮,原来是因为 .5.人向竖直放置的平面镜走近的过程中,下列说法中正确的是A.人在镜中的像越来越大,人从镜中观察到的范围越来越大B.人在镜中的像大小不变,人从镜中观察到的范围越来越小C.人在镜中的像越来越大,人从镜中观察到的范围越来越小D.人在镜中的像大小不变,人从镜中观察到的范围越来越大6.如图1所示,请作出三角形的像7.如图2所示中,作出S点发出的一条入射光,经反射面反射后经过P点图2图1图3 8.小明从平面镜里看到镜子对面的电子钟示数的像如图3所示,这时的时刻应该是多少?请简述的判断方法,并请动手试一下. 9. 检查视力时人与视力表的距离应为5m。现在由于屋子太小,前后两面墙间的距离只有3m.请你想办法,使得能在这间屋子里进行视力检测.请画出示意图,并写出计算依据. 【参考答案】 1C 2.A 3. 09060 4. 3.8105 5.D 6.略 7.略 8. 10:51 9.略光的折射【考点聚焦】本部分知识涉及到的考点有:1光的折射现象2凸透镜的焦点、焦距和主光轴3凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用4凸透镜成放大、缩小的实像和成虚像的条件5照相机、幻灯机、放大镜的原理【呈现形式】日常生活中常见的折射现象是填空题和简答题的最好物理模型。凸透镜对光线的作用在作图题中经常出现,特别是特殊光线经过凸透镜的折射光路图,同时,实验研究凸透镜成像规律,运用凸透镜成像规律,分析解决问题仍是这部分考试的重点。【知识结构】一、日常生活中的折射现象:插入水中的筷子“弯折”,河水变“浅”,游泳者看岸边的灯“变高”等。二、光的折射规律1折射光线、入射光线和法线在同一平面上。2折射光线和入射光线分居法线两侧。3光从空气斜射入水或其它介质时,折射角小于入射角;反之,折射角大于入射角。入射角增大时,折射角也增大4当光线垂直射向介质表面时,传播方向不变。在折射中光路是可逆的。三、应用1凸透镜:(1)凸透镜的主轴、焦点、焦距;(2)凸透镜对光线的作用;(3)凸透镜的成像特点2光学仪器:(1)照相机;(2)幻灯机;(3)放大镜。3凹透镜:(1)凹透镜对光线的作用;(2)凹透镜的主轴、焦点、焦距;(3)近视眼的矫正。【方法提示】1光的反射和折射的异同点:(1)当光传播到两种介质的交界面时,一般要同时发生反射和折射现象。(2) 反射光线和折射光线都与对应的入射光线、法线在同一平面上。(3)反射光线、折射光线都和对应的入射光线分居法线两侧。(4)反射角和折射角都随对应的入射角的增大而增大。(5)光在反射和折射时光路都是可逆的。图1【例题1】一束光线在水与空气的界面发生了折射,四位同学画出了四幅光路图,其中正确的是 【解析】应将每幅光路图与光的折射规律进行逐条对照,符合折射规律即为正确。必须注意以法线为基准确定好入射角和折射角。光从空气斜射入水中。折射角应小于入射角,故A不正确;折射光线与入射光线应分居法线两侧,故B不正确;光从水中斜射入空气中,折射角应大于入射角,故C不正确,答案:D2三条特殊光线(1)与主光轴平行的入射光线,经过透镜后通过焦点。(2)通过光心的入射光线,经过透镜后方向不变。(3)通过焦点的入射光线,经过透镜后为与主光轴平行的光线。【例题2】完成如图2所示的光路图。图2图3【解析】在完成光路图的练习或考试中。重点要看是什么光学元件,然后再看缺少什么光线。A、B两图凸透镜,缺少折射光线;C、D两图是凹透镜,缺少入射光线。A图中通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出;B图中平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后,会聚在主光轴的焦点上;C图中经凹透镜折射后发散且折射光线的反向延长线经过焦点上,所以入射光线是平行于主光轴射入的;D图中折射光线是平行射出的,可知入射光线是会聚射入凹透镜的,且入射光线的延长线交于主光轴的焦点上。本题作图如图3所示,解答该题时要牢记三条特殊光线的性质,是作图的关键。3如何观察凸透镜成像实验(1)凸透镜、蜡烛、光屏放在同一条直线上,使三者的中心大致在同一高度上。(2)实验时可由大于2倍焦距之外开始,逐渐向凸透镜靠拢,逐一完成各项实验步骤。透镜像的性质A倒立放大实像B倒立缩小实像C正立放大实像【例题3】有A、B、C三只凸透镜,将这三块凸透镜放在光具座上做成像实验,当保持各透镜到烛焰距离相等的条件时,得到的实验记录如表:由此可知A、B、C三只凸透镜的焦距关系为 A.fAfBfC B. fC fAfB,C. fAfBfC D. fBfCfA【解析】根据凸透镜成像规律,可采用两种方法求解:一种是几何作图法方法,比较形象直观地求解;另一种采用数字推理的方法求解。根据A、B、C成像情况,以及已知三种情况下物距相同这个条件,用作图法确定出三种情况下,一倍焦距及两倍焦距的位置,可直观判断出:fC fAfB【例题4】在做“研究凸透镜成像规律”的实验中,某同学先把凸透镜固定在光具座上,然后将光屏和点燃的蜡烛分别放置在凸透镜两侧,如果它在光具座上无论怎样左右移动光屏,在光屏上都不能呈现烛焰的像,则可能有几种原因?【解析】在物距小于焦距时,凸透镜不会成实像;凸透镜到物体的距离在1倍焦距处时,成像在无穷远处;当凸透镜到物体的距离在1倍焦距外,但接近1倍焦距时,虽然成像,但像的位置离凸透镜很远,光具座的长度可能达不到,另外,因为光具座为一直线状,且光屏不可能太大,所以若光屏、凸透镜、烛焰三者的中心不在同一高度上,像将会或上或下离开光屏的位置,综上所述,主要原因有三个:(1)由于物距小于或等于焦距,凸透镜不能成实像。(2)凸透镜成实像,但由于物距太小,光屏调不到烛焰的像所在的位置。(3)凸透镜成实像,但光屏、凸透镜、烛焰三者的中心不在同一高度。4凸透镜成像规律(1)列表法(2)图像法物距u和焦距f的关系像的性质位置应用举例正立或倒立缩小或放大实像或虚像同侧或异侧u2f倒立缩小实像异侧照相机u=2f倒立等大实像异侧fu2f实像异侧幻灯机u=f不成像uf正立放大虚像同侧放大镜图4 【例题5】在研究凸透镜成像情况的实验中,当烛焰到凸透镜的距离是20cm时,在透镜另一侧的光屏上得到一个放大的像,则下列判断不正确的是 A该透镜的焦距是20cm B该透镜可作放大镜 C当蜡烛距透镜的距离是40cm时,光屏上可得到缩小的像 D当蜡烛距透镜的距离是10cm时,在光屏上得不到像【解析】本题是考查灵活运用凸透镜成像规律分析问题的能力,在凸透镜成像中,若要分析物体经过透镜后的成像性质,必须知道凸透镜的焦距和物距,按凸透镜成像规律“抓两点,观两变”,本题的关键是算出焦距f的大小及物体在镜前不同位置与焦点的相对位置,再判断像的性质,根据题意,当u20cm时,在光屏上得到放大的像,可以知道此像一定是倒立的实像,则fu2f,即f202f,所以10cmf20cm,当物距u40cm时,由于10cmf2f,在光屏上可以得到缩小的像,当物距u10cm时,物体的位置uf,在光屏上得不到像,但通过凸透镜可以观察到正立、放大的虚像,这种成像规律的应用就是放大镜。答案应选A。【对应训练】1一束光从空气中斜着射入某种透明物质,已知入射光线跟界面成37o,且它的折射光线跟反射光线垂直,则它的反射角为_,折射角为_.2当你漫步在池塘边,常会看到池塘中的“白云”和在“白云”中游来游去的鱼这一现象的正确解释是:看到的“鱼”是由于光的 形成的虚像;看到的“白云”是光的 形成的虚像(选填“折射”或“反射”)3. 请你对下列光学仪器归类:a近视眼镜;b老花眼镜 c防盗门上的“猫眼”;d照相机镜头。(1)类: (2)类 。4. 照相机照相时,如果被照的景物由远变近,应将镜头往 ,使胶片离镜片 些。完成这一动作是调节照相机上的 。5放大镜的原理是:当物体到凸透镜的距离 焦距时,透过凸透镜,可以看到一个 像。6投影仪是利用 透镜来成像的,它上面的平面镜的作用是 ,使射向天花板的光能在屏幕上成像。7.焦距为10cm 的凸透镜,当物体放置在主光轴上距透镜16cm 处时,光屏上可以得到一个清晰像的特点是A正立、放大的像 B倒立、放大的像 C正立缩小的像 D倒立缩小的像8.某同学在探究凸透镜成像实验时,将一厚纸片遮住透镜的上半部,则她在光屏上
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