人教版九年级物理下册详细知识点

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第十三章内能第1节分子热运动扩散现象是指不同物质在接触时互相进入对方的现象。例如，打开一瓶香水，很快就会闻到香味；走进花园，很远就能闻到花香；抽出玻璃板后，装空气的瓶子颜色变深，装二氧化氮的瓶子颜色变浅等。液体、气体和固体都会发生扩散现象，如硫酸铜溶液和清水的扩散实验，墨水在清水中自动散开，糖在开水中溶解等。扩散现象说明了分子都在永不停息地做无规则的运动，分子间存在间隙，影响分子运动的快慢的因素是温度。温度越高，分子运动越剧烈，因此这种无规则运动被称为分子的热运动。分子间同时存在引力和斥力。例如，两个底部削平的铅柱紧压在一起后，下面吊一个重物都不能把它们拉开；固体很难被拉伸；用细线把干净的玻璃板吊在弹簧测力计下面，使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，弹簧测力计的读数会变大。分子间存在斥力的例子是固体和液体很难被压缩。分子间的引力和斥力都随分子间距离的改变而改变。当分子间距离过小，引力小于斥力，表现为斥力；当分子间距离过大，引力大于斥力，表现为引力；当分子间相距很远，分子间作用力很微弱，可忽略。固、液、气三态物质的宏观特性和微观特性都与分子间作用力有关。第2节内能内能是一种与热运动有关的能量，任何一个物体在任何情况下都具有内能。影响物体内能大小的因素包括温度、物体的质量、材料和状态。在物体的质量、材料、状态相同时，温度越高，内能越大。例如，同一铁块，温度越高，内能越大。2、内能的影响因素内能与物体的温度、材料和状态有关。当温度、材料和状态相同时，物体的质量越大，内能越大。而当温度、质量和状态相同时，不同的材料可能会有不同的内能。同样，当温度、材料和质量相同时，不同的状态也可能导致内能的变化。例如，将零度的水加热后变成零度的冰，内能会减小。内能是指物体的总能量，而不是分子的能量。由于内能具有不可测量性，改变内能的方式有两种：热传递和做功。这两种方式对于改变内能来说是等效的。3、热传递热传递可以通过吸收或放出热量来改变物体的内能。太阳能热水器、炉子烧水、铁块在火中加热到发红、用热水袋取暖、冬天呵气等都是通过热传递来改变物体的内能的例子。热传递的条件是物体之间存在温度差。内能会从高温物体向低温物体传递，或从同一物体的高温部分向低温部分传递。热传递的实质是内能在物体间的转移。热量是物体在热传递过程中转移的能量，其国际单位是焦耳。需要注意的是，热量是一个过程量，不能说一个物体具有多少热量，只能说一个物体吸收了多少热量或放出了多少热量。4、做功做功是通过内能和其他能量的转化来改变物体的内能。例如古时钻木取火、搓手取暖、溜滑梯屁股发烫、刀具和飞轮摩擦出火花、锯木变热等都是通过做功来改变物体的内能的例子。在物体做功时，内能会增加；而物体对外做功时，内能会减少。关于气体做功的两个代表实验是：在一个配有活塞的厚玻璃管中放一小团蘸了乙醚的棉花，在快速向下压活塞的过程中，棉花会着火；在大口玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气，给瓶内打气，当瓶塞跳起时，瓶内出现白雾。这是因为空气对物体做功，导致内能减小，从而产生了温度变化和相应的物理现象。5、比热容比热容可以用来探究物质的吸热和放热性能。通过实验可以发现，不同物质的比热容不同，这意味着它们在吸收或放出相同热量时，温度变化的幅度也不同。比热容是一个重要的物理量，在工业生产和科学研究中有着广泛的应用。问题提出：物体吸收热量的多少与哪些因素有关？猜想假设：与物质种类、物体质量、温度升高多少有关。探究物体吸收热量多少与物质种类是否有关。实验原理：（1）器材：水、食用油、相同的电加热器（或酒精灯）、温度计、秒表，相同的两个玻璃杯、铁架台等（2）实验方法：（控制变量法）方案一：取等质量的水和食用油，加热相同的时间（吸收相等的热量）后，比较温度的升高量（即保持质量、吸收热量相同，通过比较（t-t0）来比较比热容，（t-t0）大的比热容小）方案二：取等质量的水和煤油，使其升高相同的温度，比较加热的时间（吸收热量的多少)。（即保持质量、（t-t0）相同，通过比较吸收热量来比较比热容，吸收热量大的比热容大）（3）实验过程（4）实验现象：a、质量相等的水和食用油，加热时间相同（吸收相等的热量）时，水比食用油温度升高的少、变化的慢。（即质量、吸收热量相同时，水的（t-t0）小，水的比热容大）b、质量相等的水和食用油，升高相同的温度时，水加热的时间比食用油长（即水吸收的热量比食用油多）。（即质量、（t-t0）相同时，水吸收的热量大，水的比热容大）第十四章内能的利用（一）热机1、定义：把内能转化为机械能的机器。深化升华：热机的基本原理是燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功把内能转化为机械能。热机的种类很多，这些热机在人类社会的工业化进程中起到了举足轻重的作用，而且在现代社会中还发挥着巨大作用。2、种类：热机常见有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。3、内燃机（1）分为汽油机和柴油机两大类。（2）内燃机一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。其中，每完成一个工作循环，活塞往复两次，飞轮转动两周，只有做功冲程实现内能向机械能的转化。要点提示：在四个冲程中，压缩冲程和做功冲程中发生了能量转化，压缩冲程中活塞运动的机械能转化为汽油和空气混合物的内能。做功冲程中，燃料燃烧把燃料的化学能转化为燃气的内能，然后通过做功把燃气的内能转化为活塞的机械能。燃料的热值1、定义：1千克的某种燃料完全燃烧而放出的热量。2、物理意义：表示燃料燃烧时放热本领的物理量，燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的，就是说，不同燃料在燃烧时放热的本领不同，物理学中用热值来表示燃料的这种特性。3、热值是用来描述燃料性质的物理量，它的单位是焦/千克，读作焦每千克，用符号J/kg表示。例如，酒精的热值为3.0×10^7J/kg，表示1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×10^7J。4、燃料燃烧过程中，燃料储存的化学能转化为内能。内能的主要来源是燃料，在燃料燃烧时化学能转化为内能释放出来。不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小不同，这就是燃料的一种性质，用燃料的热值来表示。同种燃料的热值相同，与燃料的质量大小、形状及放出热量的大小都没有关系。5、热值是描述燃料性质的物理量，它反映的是1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量。热值的单位为J/kg。对于热值的理解应抓住三个关键词：1kg、某种燃料、完全燃烧。其中，“1kg”指的是热值针对1kg的燃料而言，如果不是1kg的燃料，完全燃烧放出的热量值与热值不同。“某种燃料”是指热值与燃料的种类有关，不同燃料的热值一般不同。“完全燃烧”是指燃料在燃烧时必须烧完、烧尽，只有1kg的燃料完全燃烧时放出的热值才是这种燃料的热值。（三）热机的效率1、热机效率是指热机工作时，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。2、提高热机效率的途径包括尽量减小各种热量损失、保持良好的润滑，尽量减小摩擦，尽可能使燃料充分燃烧等等。3、热机造成的环境污染包括燃料燃烧过程中产生的有害气体和不完全燃烧产生的粉尘、飞灰等，这些都会污染大气，危害人体健康，影响植物正常生长。为了减小污染，可以改进燃烧设备，采取集中供热，提高燃烧效率，减少有害气体的排放量，采用污染小的气体燃料，加装消烟除尘装置等。要点提示：在利用燃料燃烧产生内能时，主要存在两大问题：一是提高效率，尽可能增加可利用的能量，减少浪费，节约能源，是缓解能源危急的重要途径；二是减少有害气体的排放，减少污染，保护人类及所有生命的生存环境。（四）能量的转化和守恒能量的转化是指能量从一种形式转化为另一种形式的过程。能量守恒定律是指在任何封闭系统中，能量总量保持不变，能量不能被创造或破坏，只能由一种形式转化为另一种形式。这个定律是自然界中最基本的定律之一，它对于我们理解自然界中的各种现象和发展规律具有重要的指导意义。能量守恒定律指出，能量可以转化或转移，但总量不变。这个定律包括两个部分：能量的转移和转化，以及能量的守恒。在各种能量转化和转移的过程中，能量总量始终保持不变。举例来说，热机利用内能做功的过程就是内能转化为其他形式的能量，而在这个过程中，消耗的内能会产生相应数量的其他形式的能量，总能量不变。同样地，在摩擦生热、燃料燃烧、热传递、电动机工作和用电炉加热物体等过程中，能量也是守恒的。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。自然界中所有的变化都涉及能量的转化或转移，无论是大到天体、小到原子核内部，还是物理、化学、生物、地理和天文学等领域的问题，都遵循着这个定律。能量的转化和转移是普遍的，通过做功这种形式来完成。自然界中的一切都依赖于能量的转化，例如地球从太阳那里获得光能，出现了风、水的流动，繁茂的植物和多种多样的动物，人类的活动，机器轰鸣，家电的使用，哪一样都离不开能的转化。理解能量守恒定律需要注意以下几点：能量可以转化或转移，但总量不变；能量的转移和转化是普遍的，通过做功这种形式来完成；自然界中的一切都依赖于能量的转化。由于不同物质原子核束缚电子的能力不同，当两个物体相互摩擦时，束缚电子能力较弱的物体会失去电子，变得带正电；而束缚电子能力较强的物体会得到电子，变得带负电。需要注意的是，摩擦起电只能转移带负电荷的电子，且两个物体将带上等量异种电荷。由同种物质组成的两物体摩擦不会起电。摩擦起电并不是创造电荷，只是电荷从一个物体转移到另一个物体，使正负电荷分开，但电荷总量守恒。能量可以在机械能和电能之间转化。接触带电是指物体和带电体接触后带上同种电荷，而感应带电是由于带电体的作用，使附近的物体带电。中和是指等量异种电荷完全抵消的现象，即使带电量不等的物体也会发生中和现象。导体是容易导电的物体，如金属、石墨、人体、大地、湿润的物体、含杂质的水、酸碱盐的水溶液等；而绝缘体是不容易导电的物体，如橡胶、玻璃、塑料、油、陶瓷、纯水、空气等。导体容易导电的原因是因为导体中有大量的自由电荷可以在导体内部自由移动，而绝缘体不容易导电的原因是因为电荷几乎都被束缚在原子范围内，不能自由移动。金属导体容易导电靠的是自由电子，而酸碱盐的水溶液容易导电靠的是正负离子。导体和绝缘体之间并没有绝对的界限，在一定条件下可相互转化，而绝缘体虽然不能导电，但能带电。电流是由电荷在导体中定向移动形成的，其方向规定为正电荷移动的方向。电流的方向与负电荷、电子的移动方向相反。在电源外部，电流的方向是从电源的正极流向负极；在电源内部，电流的方向是从电源的负极流向正极。电路由电源、开关、用电器和导线构成。电源是能够提供电能的装置，如干电池、蓄电池和发电机等。它们能将化学能或机械能转化为电能。持续电流的形成必须满足两个条件：必须有电源，电路必须闭合（通路）。只有这两个条件都满足时，才能有持续电流。开关是用来控制电路通断的装置。用电器是一种消耗电能的装置，它可以将电能转化为其他形式的能量。导线的作用是传导电流，输送电能。电路有三种状态：通路、开路（断路）和短路。通路是指电路中有电流通过，电路是闭合的；开路（断路）是指电路中无电流，电路不闭合；短路是指不经过用电器而直接用导线把电源正、负极连在一起，这会导致电路中有很大的电流，可能会引起火灾或烧坏电源，因此是不允许的。用电器两端直接用导线连接起来的情况也属于短路，这时电流将直接通过导线而不会通过用电器，用电器不会工作。电路图中常用电路元件的符号包括开关、电源、电阻等。串联电路是指将电路元件逐个顺次连接起来，形成一条电流只有一条路径的电路。串联电路的特点是只需一个开关就能控制整个电路，但各用电器之间互相影响，一个用电器因开路停止工作，其它用电器也不能工作。并联电路是指将电路元件并列地连接起来，形成电流有两条或以上路径的电路。并联电路的特点是各用电器之间互不影响，当某一支路为开路时，其它支路仍可为通路。干路开关能控制整个电路，各支路开关控制所在各支路的用电器。电流是表示电流强弱的物理量，用符号I表示，单位是安培（A）。电流等于1秒内通过导体横截面的电荷量。电流表是用来测量电流的仪表，其内阻很小，可看做零。电流表的示数是根据量程刻度位置来确定的。Correctedandrewritten:Somecurrentmetershavethreeterminalslabeled"+","0.6"and"3".Inthiscase,"0.6"and"3"arenegativeterminals,andthecurrentflowsinfrom"+",andoutfrom"0.6"or"3".Rulesforusingacurrentmetercorrectly:1.Thecurrentmetermustbeconnectedinserieswiththedevicebeingtested.Ifitisconnectedinparallel,notonlywillitnotmeasurethecurrentflowingthroughthedevice,butiftherearenootherdevicesinthecircuit,thecurrentmeterwillburnoutduetothehighcurrentflowingdirectlyfromthepowersupply'stwopoles.2.Theconnectionstothe"+/-"terminalsmustbecorrect,sothatthecurrentflowsinfromthe"+"terminalandoutfromthe"-"terminal.Otherwise,thepointerofthecurrentmeterwilldeflectinthewrongdirection.3.Themeasuredcurrentmustnotexceedthecurrentmeter'srange.Ifthecurrenttobemeasuredcannotbeestimatedinadvance,themaximumrangeshouldbeusedfortesting.Ifthemeasuredcurrentexceedstherangeofthecurrentmeter,thepointerwillgobeyondthescalerangeandbendorburnoutthecurrentmeter.Duringtesting,ifthepointerdeflectsbeyondthemaximumvalue,theswitchshouldbedisconnectedandchecked.Ifthedeflectionistoosmall(lessthan0.6A),itwillaffecttheaccuracyofthereading,andasmallrangeshouldbeused.4.Itisabsolutelynotallowedtoconnectthecurrentmeterdirectlytothepowersupply'stwopoleswithoutpassingthroughthedevicebeingtested,otherwisethecurrentmeterwillburnout.Beforeusingthemeter,ifthepointerdoesnotpointtozero,thecentralzeroadjustmentscrewcanbeadjustedtozerothepointer.Section5:CurrentLawsforSeriesandParallelCircuitsThecurrentinaseriescircuitisthesameeverywhere.Thetotalcurrentinaparallelcircuitisequaltothesumofthecurrentsineachbranch.Chapter17:Ohm'sLawSection1:TheRelationshipbetweenCurrentandVoltageonaResistorWhentheresistanceisconstant,thecurrentintheconductorisproportionaltothevoltageacrosstheconductor.Whenthevoltageisconstant,thecurrentintheconductorisinverselyproportionaltotheresistanceoftheconductor.Section2:Ohm'sLawandItsApplications1.Ohm'sLawThecurrentinaconductorisproportionaltothevoltageacrosstheconductorandinverselyproportionaltotheresistanceoftheconductor.(GermanphysicistOhm)Formula:U-voltage-volts(V);R-resistance-ohms(Ω);I-current-amperes(A)WhenusingOhm'sLaw,itshouldbenotedthatR=Icannotbeunderstoodastheresistanceoftheconductorbeingproportionaltothevoltageacrosstheconductorandinverselyproportionaltothecurrentintheconductor.Becausetheresistanceisapropertyoftheconductoritself,itsvalueisdeterminedbythematerial,length,cross-sectionalarea,andtemperatureoftheconductor,anditsvalueisindependentofthecurrentandvoltageintheconductor.Peoplecanonlyusethisformulatomeasureandcalculatetheresistanceoftheconductor.2.ComparisonoftheRulesforSerialandParallelCircuitswithRespecttoResistanceIftheresistancevalueofacertainresistorinacircuit(seriesorparallel)increases,thetotalresistancealsoincreases;iftheresistancevaluedecreases,thetotalresistancedecreases.Section3:ResistanceMeasurementVolt-amperemethodformeasuringtheresistanceofasmalllightbulb.[Experimentalprincipleandequipmentomitted][Experimentalcircuitomitted][Experimentalstepsomitted]家庭电路中电流过大的原因主要有两个：发生短路和用电器总功率过大。如果家庭电路保险丝烧断，也可能是因为发生短路、用电器功率过大或选择了额定电流过小的保险丝。安全用电非常重要，避免触电事故和火灾的发生。触电事故是指人体直接接触火线，一定强度的电流通过人体所引起的伤害。安全电压不应超过36V，而动力电路电压380V和家庭电路电压220V都超出了安全电压。低压触电形式有单线触电和双线触电。在使用电器时，应遵循不接触低压带电体和不靠近高压带电体的原则。磁性是指磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质。具有磁性的物质叫做磁体，而磁体上磁性最强的部分叫做磁极，任何一个磁体都有两个磁极，分别是南极和北极，它们之间的相互作用规律是同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。磁化是指使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。磁场是指在磁体周围存在的一种物质，能使磁针偏转的物质。磁场对放入磁场中的磁体产生磁力的作用，磁场的方向规定为在磁场中的任意一点，小磁针静止时，N即所指的方向就是那点的磁场方向。磁感线是用来表示磁场方向和强度的线，磁感线越密集，表示磁场越强。结论：电磁继电器是一种使用电磁铁控制工作电路通断的开关。使用电磁继电器控制电路有很多好处，如可以用低电压控制高电压，远距离控制和自动控制。二、电动机1.磁场对通电导体的作用通电导体在磁场中会受到力的作用，受力方向与电流方向和磁感线方向有关。2.电动机电动机的基本结构包括转子线圈、定子（磁体）、电刷和换向器。电刷的作用是与半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。换向器的作用是使线圈一旦转过平衡位置就改变线圈中的电流方向。电动机的工作原理是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。通电线圈在磁场中的受力大小与电流、磁场的强弱和线圈的匝数有关。电动机有直接电动机和交流电动机两种类型，分别应用于电动玩具、录音机、小型电器等和电风扇、洗衣机、家用电器等。三、磁生电1.电磁感应现象电磁感应现象是由英国物理学家法拉第第一个发现的。电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。由于电磁感应产生的电流叫做感应电流，其方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。2.发电机原理发电机是根据电磁感应原理工作的，是一种将机械能转化为电能的机器。3.直流电和交流电直流电是指方向不变的电流，而周期性改变电流方向的电流叫做交流电。产生感应电流的大小与磁场强度、切割磁感线速度和线圈匝数有关。交流电的周期是0.02秒，频率为50Hz（每秒内产生的周期性变化的次数是50次），每秒电流方向改变100次。4.发电机和电动机的区别发电机和电动机的结构和工作原理有所不同。发电机无电源，是由机械能转化为电能的；而电动机有电源，是由电能转化为机械能的。五、现代顺风耳——电话电话是一种现代顺风耳，可以将声音转化为电信号，通过电线传递到远处，再将电信号转化为声音。电话的发明使得人们可以远距离通讯，方便快捷。1876年，美国科学家亚力山大·贝尔发明了电话。电话最简单的结构由话筒和听筒组成。话筒将声音信号转化成电信号，听筒将电信号转化成声音信号。通话双方的话筒和听筒是互相串联的，自己的话筒和听筒是互相独立的。话筒里有一个金属盒，里面装满碳粒，上面盖有一个膜片，作用是将声信号转化成电信号。听筒里有一个永磁铁，它的两个磁极上套有螺线管，磁极前有薄铁片，作用是将电信号转化成声信号。为了提高线路的使用效率，人们发明了电话交换机。一个地区的电话都接到同一台交换机上，每部电话都编上号码。使用时，交换机把需要通话的两部电话接通，通话完毕再将线路拆开。在一台交换机与一台交换机之间连接上若干对电话线，两个不同交换机的用户就能互相通话。1891年出现了自动电话交换机，它通过电磁继电器进行接线。电话按信号传输方式来分，可分为有线电话和无线电话；按信号类型来分，可分为模拟电话和数字电话。模拟信号在传输过程中会丢失信息，而且抗干扰能力不强，保密性也很差，信号衰减厉害。数字信号在传输过程中，抗干扰能力强，保密性好。电磁波在空气、水、某些固体，甚至真空中都能传播。光波也是电磁波的一种。电磁波的速度和光速一样，都是3×108m/s，电磁波的速度等于波长λ和频率f的乘积：c=λf，单位分别是m/s（米每秒）、m（米）、Hz（赫兹）；频率的常用单位还有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。用于广播、电视和移动电话的电磁波是数百千赫至数百兆赫的那一部分，叫做无线电波。无线电广播信号的发射由广播电台完成。发射部分主要由话筒、载波发生器、调制器、放大器和发射天线组成。信号的接收由收音机完成。接收部分主要由接收天线、调谐器、解调器和扬声器组成。电视信号的传输与无线电广播基本相同，只是发射部分多了摄像机，摄像机把图像变成电信号。接收部分多了显像管，显像管把电信号还原成图像。移动电话和固定电话的工作原理基本相同，只是移动电话使用电磁波传递声音信号。移动电话既是无线电的发射装置，又是接收装置。它的特点是体积小，发射功率不大，天线简单，但需要基站台转发信号。无绳电话是家庭中主机电话与分机电话之间的一种无线电话，通常使用范围在几十米或几百米之内。微波通信利用波长在10m~1mm之间，频率在30MHz~3×105MHz之间的电磁波传输信息。微波通信容量大，一条微波线路可以开几千甚至几万条电话线路。但是每隔50km必须建中继站，信号会衰退，时间也会延迟。微波大致直线传播，因此每隔50公里左右就要建一个微波中继站。卫星通信利