物理八年级上册知识点梳理

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长度和时间的测量

长度的单位

在国际单位制中，长度的基本单位是米，符号是m。成年人走两步的距离大约是1.5m，课桌的高度大约是0.75m。

常用长度单位还有千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、纳米（nm）。它们同米的换算关系为：

1km=1000m=103m

1dm=0.1m=10-1m

1cm=0.01m=10-2m

1mm=0.001m=10-3m

1μm=0.000001m=10-6m

1nm=0.000000001m=10-9m

单位换算举例：3.5km=3.5×1000m=3500m

单位换算总结：①数字与单位分离，单位等量代换，数字进行运算；②大单位换算成小单位要乘以进率，小单位换算成大单位要除以进率。

长度的测量

初中阶段测量长度的常用工具是刻度尺，更精密的测量工具还有游标卡尺、螺旋测微器等。

正确使用刻度尺的方法可用五个字加以概括，即“认、选、放、读、记”。

使用刻度尺前要注意观察它的零刻度线是否磨损、量程和分度值。

量程是测量工具的测量范围，分度值是指相邻两刻度线之间的长度，它决定了测量的精细程度。如上图，这个刻度尺的测量范围是0~8cm，分度值是0.1cm。

选：根据测量要求，选择适当量程和分度值的刻度尺。

测量工具的选用不是分度值越小越好，比如测量身高应该使用卷尺而不是游标卡尺。一般选用原则是满足单次测量量程的前提下尽量选择分度值小的测量工具。

放：零刻度线与被测物体一端对准，刻度线紧贴被测物体，刻度尺要与被测物体平行（如图3甲所示），不能歪斜（如图3乙所示）。

图3甲

图3乙

对于较厚的不透明的刻度尺（如木尺），应使刻度线贴着被测物体（图3丙为反例）。零刻度线磨损时，要从其他清晰整数刻度线作为起始刻度测起，测量结果应该等于读出的刻度值减去作为起始的刻度值（如图3丁所示）。

图3丙

图3丁

读：视线要垂直于刻度线（如图4所示）；读数时要估读到分度值的下一位（当估读数字为0时，也不能漏掉）。图中铅笔长度为69.5mm，其中69mm是准确值，0.5mm是估读值。

图4

记：测量结果由数字和单位组成。图5中木块长度为2.77cm。

图5

时间的测量

在国际单位制中，时间的基本单位是秒，符号是s。常用单位还有小时（h）、分（min）、毫秒（ms）、微秒（μs）等。

1h=60min

1min=60s

1s=1000ms

1ms=1000μs

在时间单位间的进率关系中，时、分、秒之间是60进制，秒、毫秒、微秒之间是千进制。

在日常生活中，测量时间的工具有钟、表等；在运动场和实验室，常用的计时工具是停表。停表可以分为电子停表和机械停表，电子停表读数简单，初中阶段常考机械停表。

机械停表的读数：机械停表的刻度盘由两类规格：大表盘有60秒一周的，也有30秒一周的；相应小表盘有以1分为分度值的，也有以0.5分为分度值的，读数时首先要分清表盘的规格然后再进行准确读数。

如图，大表盘的量程是30s，分度值是0.1s，小表盘的量程是15min，分度值是0.5min。此时小表盘指针在2到2.5min之间，故大表盘指针读数在0到30s之间，读数为6.0s，所以最终读数是2min6.0s。

注意：因为机械停表的秒针是按照分度值跳动的，所以不需要估读。

误差

测量值与真实值之间的差别叫做误差，误差只能减小，不能消除。

注意：误差概念不能反过来说，这是果与因的关系。

区别测量误差测量错误

产生原因跟测量工具的精确程度有关；跟测量方法的合理性有关不遵守使用规则；记录结果时粗心

减小或避免不可避免，只能减小，方法：①选用精度高的测量工具；②改进测量方法；③多次测量求平均值采用正确的测量方法就可以避免

例1.如图甲所示，木块的长度是2.85cm．如图乙所示，停表所记录的时间是200s．

解析：利用刻度尺测量物体长度，在精确读数时，要估读到分度值的下一位。停表大表盘的分度值是0.5秒，一圈读数是30秒，结合小表盘示数0到3之间有6个格，可知小表盘的分度值是0.5分，那么停表所记录的时间为3分20秒，故等于200s。

例2.用塑料卷尺测量长度时，若用力拉尺测量，那么测量结果将偏小

解析：卷尺被拉长后分度值变大，测量值比真实值偏小。

例3.小张用一把毫米刻度尺测量某物体的长度，先后测量了5次，记录的结果如下:①8.2cm；②8.21cm；③8.22cm；④8.32cm；⑤8.20cm。其中记录的数据中属于错误数据的有:①④(填序号)，该物体的长度是8.21cm。

解析：因为小张使用的是毫米刻度尺，所以读数时要估读到毫米的下一位，记录结果①因为没有估读，所以是错误的。记录结果④的数据与其他数据差别太大，应该是读数错误，所以也舍弃。我们拿到数据，应该先剔除错误数据，再计算余下数据的平均值，即为答案（注意：答案的精确位数与读数一致，过多的精确位数没有意义）。

运动的描述

机械运动

在物理学中，我们把物体的位置随时间变化的运动叫做机械运动。

机械运动是物理学中最简单的一种运动形式，区别于复杂的微观粒子运动、电磁运动，更不同于生命运动、心理活动等

参照物

在研究物体的运动和静止时，被选作标准的物体叫做参照物。

描述物体的运动情况时，需要事先选定一个物体为参照物。平时我们在描述物体运动时，一般是默认了地面或固定在地面上的物体为参照物。

运动和静止的相对性：

含义：①运动是绝对的，绝对不动的物体是不存在的；②静止是相对的，我们说某物体静止，是相对于某个特定参照物而言的，相对于其他绝大部分物体来说它是运动的；③对运动状态的描述是相对的，物体的运动状态取决于所选择的参照物，选择的参照物不同，研究对象的运动状态也一般不同。

例1.一位诗人坐船远眺，写下了著名的诗句“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”．诗人多次描述了运动并作了简单解释，其中前后两次描述了山的运动状态，两次所选的参照物分别是船和地面

解析：山相对地面来说是静止的，船相对地面来说是运动的，则山相对于船来说是运动的，诗人“看山恰似走来迎”，一定是选择了一个相对山运动的物体作为参照物，所以第一次是船，第二次是地面。

注意：行船、行车的参照物选择问题一般是以船车或地面为参照物，做题时可以优先从这两个角度去辨析。忽略风的影响，我们一般认为船和江水是相对静止的，所以答案里绝对不会出现“江水”这一选项。

例2.一辆车沿河岸行驶，车上的人看到岸边的树向西移动，而河面上一艘船却在向东移动。若以船为参照物，则有车和地面都向西运动，且地面比车运动得快。

解析：树相对于岸一定是静止的，车上的人看到树向西移动，所以车相对地面一定是向东移动；车上的人看船向东移动，那么说明船的移动速度大于车的移动速度。

例3.观察下图中的烟和小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况，下列说法中正确的是（D）

A．甲乙两车一定向左运动B.甲乙两车一定向右运动

C．甲车可能运动，乙车向右运动D.甲车可能静止，乙车向左运动

解析：以房子为参照物，炊烟向左飘，说明风速向左。甲车旗子向左飘，可能向左运动，但是速度一定小于风速，可能静止，也可能向右运动。乙车旗子向右飘，则一定是向左运动，并且速度大于风速。

运动的快慢

比较运动快慢的两种方法

相同时间比较路程。如百米赛跑中，每位运动员的运动时间都是相同的，那么谁跑在前，谁快！

相同路程比较时间。如百米赛跑结束后，每位运动员都会到达终点，那么谁使用的时间短，谁快！

在自然界中，大多数情况下，做机械运动的物体在不同时间段内通过的路程也不相同，我们常用“路程与时间的比值”比较物体运动的快慢，其实质是“相同时间比较路程”。

速度

速度是表示物体运动快慢的物理量。在物理学中，把路程与时间之比叫做速度。在数值上等于物体在单位时间内通过的路程。用公式表示为：。（注意，此公式叫做定义式，区别于决定式，我们可以通过此公式计算出物体运动的速度，但是其实物体运动的速度并不是由路程和时间决定）

在国际单位制中，速度的基本单位是米每秒，符号是m/s，常用单位还有千米每小时，符号km/h。它们之间的关系：，

常见物体的运动速度：人步行速度约1.1m/s；自行车约5m/s；小汽车速度约30m/s；学生百米短跑速度约7.5m/s。

匀速直线运动

匀速直线运动：物体沿着直线且速度不变（任意相等时间内物体通过的路程都相等）的运动。

变速直线运动：速度大小变化的直线运动，即在相等时间内，物体通过的路程不等。

初中阶段我们主要研究匀速运动，偶尔涉及变速运动，绝对不会考到曲线运动。

运动图像

甲是s-t图，随着时间的推移，物体通过的路程不变，说明物体静止，即s-t图像的斜率表示速度。

乙是s-t图，随着时间的推移，物体通过的路程变大，且任意相等时间内的路程变化量相等，说明物体在做匀速直线运动。

丙是v-t图，随着时间的推移，物体的速度不变，说明物体在做匀速直线运动，因为，所以图中阴影面积表示物体以恒定的速度行驶时间所通过的路程。

丁是v-t图像，随着时间的推移，物体的速度变大，说明物体在做加速运动，属于变速运动。

平均速度

物理意义：用来粗略地描述做变速运动的物体运动的平均快慢程度。表述时一定要指明是哪段路程或哪段时间内的平均速度。

计算：计算平均速度时，必须明确研究的运动过程，用这段运动过程的总路程除以总时间计算平均速度。在速度公式中，s一定是时间t内通过的路程，t一定是通过路程s所用的时间。

例1.一列长100m的列车，穿过500m的某一山洞，若火车运行速度是108km/h，火车穿过山洞所用时间是多少秒？

答案：列车穿过山洞的总路程等于车长加上山洞长，即s=s车+s洞=100+500=600m，车速v=108km/h=30m/s。由公式变形得：

解析：物理计算题对格式的要求：①必要的问题说明，即你从题干中获取到哪些信息；②利用到哪些公式及导出公式；③带入数据，计算过程不需体现；④得出答案并协商正确的单位。

例2.甲乙两个做匀速直线运动的物体，他们的速度之比是2：3，通过的路程之比是3：4，则它们所用的时间之比是9：8

解析：物理公式不仅可以算数，还可以计算比例关系。本题中时间之比等于路程之比比上速度之比：

例3.如图是小刚从家中出发到达学校的s-t图象．其中一半路程步行，一半路程骑自行车．则小刚骑车是图中OA（选填“OA”或“AB”）段，小刚从家中到学校的平均速度为2.4m/s．

解析：骑车速度比步行快，在s-t图像中，快速物体对应图像比慢速的更接近s轴，对应到数学知识就是斜率更大。

例4.某物体在前一半路程的速度是20m/s，后一半路程中的速度是30m/s，则该物体在全程中的平均速度是24m/s

解析：设总路程为s，则前一半路程所用时间为，后一半路程所用时间为，则总时间为，则平均速度为24m/s。可知相等路程的平均速度不等于速度的平均值，而相等时间的平均速度才等于速度的平均值。

测量平均速度

实验目的测量小车运动的平均速度

实验原理平均速度计算公式：

实验器材斜面、小车、木块、金属片、刻度尺、停表

需要测量的量运动小车通过的路程；②通过某段路程所用时间

实验注意事项①斜面要长一些而且要保持较小的坡度，这样可使小车在下滑时运动得慢些，运动时间长一些，以便于较准确地测量运动的时间；②小车的前端对齐起始线，由静止释放；③计时开始于小车释放应该是同时的，小车撞击金属片时立即停止计时

在图所示的斜面上测量小车运动的平均速度。让小车从斜面的A点由静止开始下滑，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可测出不同阶段的平均速度。

(l)图中AB段的路程sAB=40.0cm，如果测得时问tAB=1.6s．则AB段的平均速度vAB=25.0cm/s。

(2)在测量小车到达B点的时间时，如果小车过了B点才停止计时，测似AB段的平均速度vAB会偏小。

(3)为了测量小车运动过程中下半程的平均速度，某同学让小车从B点由静止释放，测出小车到达C点的时间，从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度。他的做法正确吗？不正确，理由是：所测时间不是小车运动过程中下半程的时间。

解析：（1）尺子的分度值是1cm，读数时要估读到分度值的下一位。计算出平均速度的精确位数要与长度测量值一致。（2）小车过B点才停止计时，则计时时间偏大，由公式得，计算出的速度偏小。

声现象

声音的产生与传播

声音的产生

声音是由物体的振动产生的，振动的物体可以是固体（音叉）、液体（投石入水）或者气体（哨子）。正在发声的物体叫做声源。

有声音一定有物体在振动，但有振动不一定能听到声音。振动停止，发声也停止，但是声音不是立即消失。

柔软、可塑物体能够吸收振动。如用手握住发声的音叉，音叉停止振动，那是因为手吸收了音叉的振动；将发声的音叉放入水池，水面溅起水花，但是很快消失，说明水吸收了音叉的振动，a手和音叉都有柔软、可塑的特点。

声音的传播

声音的传播需要介质，固体、液体和气体均可作为传声的介质，真空中不能传声。

介质传声，本质是振动的传递。物体振动会发声，声源将振动传递给介质，进而引起介质振动，最终将振动传递到人耳。这也就解释了为什么声源停止发声，我们仍然能够听到声音。

声音以波的形式传播，我们称其声波。声波就像石块击打水面引起的水波那样向远方传播。

声速

声速是描述声音传播快慢的物理量，它的大小等于声音在每秒内传播的距离。

声速大小与介质的种类和介质的温度有关。一般情况下，固体传声效果最好，气体传声效果最差。

15℃时空气中的声速是340m/s。常温水中的声速是1500m/s；铁棒中的声速是5200m/s。

回声：声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来而形成的。如果回声到达人耳比原声晚0.1s以上，人耳能把原声跟回声区分开来；否则回声和原声混在一起使原声加强。

二级结论：人耳能把回声跟原声区分开来，障碍物距听者至少17m（15℃时空气中的声速为340m/s）。

例1.如左图所示，敲响的音叉在振动，但是现象并不明显，使其接触水面能溅起水花，这是使用了转换法；如右图所示，鱼儿能听见拍手声，说明液体可以传播声音。

解析：物理学中对于一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫做转换法。

例2.甲同学在一根装满水的较长的铁管一端敲一下，乙同学在铁管的另一端能听到几次敲击声？请回答按乙同学听到的先后顺序，指出这三次声音分别是什么物质传播的？并简要说明听到三次声音原因？

解析：乙同学能听到三次敲击声。先听到从铁管传来的，第二声是从水中传来的，最后一声从空气传来的。因为声音在不同介质中传播速度不同的，在铁管传播速度最快的，在水中次之，在空气中最慢。

例3.在长为884m的金属管的一端敲一下，在另一端先后听到两次声音，两次声音相隔2.43s。声音在金属管中传播的速度是多大？（此时气温约为15℃）

解析：金属管的长s=884m，15℃时空气中的声速v空=340m/s，两次声音间隔△t=2.43s。由公式得声音在空气中的传播时间。声音在金属中的传播速度比在空气中的快，所以声音在空气中的传播时间等于在金属管中的传播时间加上时间间隔，有，则。声音金属管中的传播速度。

例4.列车以72km/h的速度行驶，在它的正前方有一个隧道，列车驶入隧道前必须鸣笛，司机鸣笛1.2s后，听到自隧道口处的峭壁反射的回声，那么司机听到回声时，他离隧道口还有多少米？（声速是340m/s）

解析：列车的速度v车=72km/h=20m/s，空气中的声速v声=340m/s，发声到听到回声的时间间隔t=1.2s。声音通过的路程s声=v声t=340×1.2=408m，列车通过的路程s车=v车t=20×1.2=24m。则发声时，列车距峭壁的距离，那么司机听到回声时，他离隧道口的距离。

声音的特性

音调

物体每秒振动的次数叫做频率，单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。物体振动的频率越高，发出声音的音调就越高。

频率是描述声源振动快慢的物理量，而音调是描述声音高低的特性，描述对象不同。声源振动的频率决定发声音调的高低，所以只能说声音音调与声源振动频率的关系，而不能反过来说，响度与振幅同理。

人耳听觉频率范围是20～20000Hz，高于20000Hz的声叫做超声波，低于20Hz的声叫做次声波。

物体振动的频率，取决于振动物体的材料、长短、粗细、松紧等，振动物体越短、越细、越紧，振动频率越高，发声音调越高，如短尺、细弦、绷紧的橡皮筋振动发声音调高。

响度

物体振动偏离平衡位置的最大值叫做振幅。物体振动的振幅越大，发出声音的响度就越大。

增大听到声音响度的常用方法：（1）增大发声体振动的幅度；（2）减小声音传播的距离；（3）让声音尽可能集中传播，即尽量减少发散，如医生用听诊器；（4）通过共鸣增大听到声音的响度，如吉他琴箱；（5）利用回声来增大原声

音色

音色就是声音的品质，是区分发声体的依据。音色由发声体的材料、结构等因素决定。

波形图

如左图所示，在相等时间内甲乙两物体的振动次数（即频率）相等，丙物体振动次数更多，则甲乙两物体发声音调相等，丙物体发声音调更高；乙物体的振幅大于丙的大于甲的，则乙物体发声响度大于丙的大于甲的。

如右图所示，三种物体发声的振幅、频率都相同，但是波形不同，所以音叉、钢琴和长笛发声音色不同。

音调、响度和音色对比

比较项目音调响度音色

定义声音的高低声音的强弱声音的品质与特色

影响因素发声体振动的频率发声体振动的幅度、声音传播的距离及发散程度等发声体的材料、结构等自身因素

描述词高低大小清脆、嘶哑等

注意：高低一般是形容音调的，如“男低音”等，但有时也用来形容响度，如“不敢高声语”、“引吭高歌”等，都是形容响度大，真正做题时还要甲乙区分。

例1.如图所示，相同的玻璃瓶里所装的水的量不同。（1）当你用嘴贴着瓶口吹气时，如果能分别吹出“哆来咪发”你个音阶，请按顺序写出与这四个音阶相对应的瓶子的排列：丙乙甲丁，这时是空气柱在振动。（2）当你用金属汤勺敲玻璃瓶时，你听到的音阶也有高有低，则发声音调最高的是丙。

解析：贴着瓶口吹气，声音是由瓶内空气柱振动产生的，前面我们学过，发声体越短，发声音调越高，所以发声音调升序是瓶内空气柱越来越短；用金属汤勺敲击玻璃瓶，声音是由玻璃瓶振动产生的，第一节我们学过，水能够吸收振动，所以水少的瓶子发声音调高。

例2.如图所示的实验装置，在音叉的叉股上用胶水粘贴一个小的平面镜，用玩具激光笔作光源，打开激光笔开关后，调节其角度，使激光束通过叉股上的平面镜，反射在墙壁上形成一个光斑。轻敲音叉，我们在听到声音的同时会观察到光斑有什么变化？用力敲音叉，我们听到的声音有什么变化？光斑有什么变化？这个实验说明了什么规律？我们运用的实验方法有什么特点？谈谈你的看法。

解析：轻敲音叉，可以看到经小平面镜反射到墙壁上的光斑在跳动；用力敲音叉，我们听到的声音响度变大，光斑的跳动幅度更大了。这个实验说明了声音是由物体的振动产生的，并且物体振幅越大，发出声音响度越大。此实验运用到了放大的方法，将不易察觉到的现象通过一定的方法，使其明显。

声的利用

声与信息

声具有音调、响度、音色等特性，在不同介质中的传播速度一般不同，通过合理使用，我们可以从中提取到信息，所以声可以传递信息。

应用：（1）可闻声传递信息，如我们可以通过声音沟通；（2）超声波传递信息，如通过B超可以检查病情；（3）次声波传递信息，如技术人员通过监测次声波可以确定台风、海啸的方位和强度等。（4）回声定位：声呐是根据回声定位原理制成的。利用声呐人们可以探知海洋深度，计算公式。其工作过程是：轮船上的发射器发射出超声波，声呐检测到反射的回声，从而可以计算出海洋深度。

声与能量

声是由物体振动产生的，而物体振动具有能量，所以声可以传递能量。

应用领域应用事例

医学超声波碎石：利用超声波击碎病人体内的结石

工业利用超声波清洗钟表等精密机械

生活（1）超声除尘（2）超声洁牙

如何区分某一事例是利用声传递信息还是能量？答：声传递信息的过程中物体的运动状态、形状和结构等均不发生改变；声传递能量会使物体运动状态、形状或结构发生改变。

拓展

声和声音：声音通常指的是人耳能听到的声，即可闻声。声是一个更大的概念，即包括可闻声、超声波和次声波。

在自然界中，动物一般发出超声波，用来定位和交流等，如海豚和蝙蝠等；粗大笨重的物体发出次声波，如大象、地震、火山、海啸等

超声波具有：①方向性好，几乎沿直线传播；②穿透力强，能穿透许多电磁波不能穿透的物质；③能量集中，可以切割硬质材料、清洗精密仪器等，在人类活动中更常用；次声波的频率可能与人体器官的固有频率相同或接近，所以次声波能够对人体造成危害。

噪声的危害和控制

噪音的来源

从物理学角度：发声体做无规则振动时会产生噪音。

从环保角度：凡是妨碍人们正常工作、学习和休息的声音，以及对人们要听的声音产生干扰的声音都是噪音。

噪声强弱等级和噪声的危害

声音强弱的等级（单位：dB）人的感觉，对人的危害

0人刚能听到的最弱的声音

30～40较为理想的安静环境

不超过50dB保证休息和睡眠

不超过70dB保证工作和学习

不超过90保护听力

控制噪声

控制噪声的途径在声源处减弱在传播过程中减弱在人耳处减弱

应用到的知识点声音是由物体振动产生的声音的传播需要介质人能听到声音是因为声音引起了鼓膜的振动

举例汽车的消声器、无声手枪城市高架桥旁边的隔音墙、城市道路旁边植树工厂的工人戴防噪声耳罩、防噪声头盔

物态变化

温度

温度

温度是表示物体冷热程度的物理量，常用符号t表示。

人的正常体温大约是37℃，人体感觉舒适的温度约25℃。

温度计

仅凭感觉判断物体的温度是不可靠的，为了准确判断物体的温度，必须使用温度计进行测量。

常见的温度计有实验室用温度计、体温计、寒暑表，他们都是根据液体热胀冷缩的规律制成的。

摄氏温度

摄氏温度规定：把在标准大气压下冰水混合物的温度定为0℃，沸水的温度定位100℃，在0℃和100℃之间分成100个等份，每个等份代表1℃。

温度计的使用

注意事项

使用前观察温度计的量程，所测温度不能超过此范围

观察温度计的分度值，它反映了温度计的准确程度

使用时会选：估计被测物体温度，选择量程合适的温度计

会拿：手要拿温度计的上部，不能用手触及温度计的玻璃泡

会放：温度计的玻璃泡必须全部浸入被测液体中，不能碰触容器壁或容器底

会读：待温度计的示数稳定后再读数；读数时玻璃泡要继续停留在液体中，视线要与温度计中液柱的液面相平

会记：记录温度数值，不可漏写或错写单位，在0刻度线以下时要加“-”

注意：相对于其他物理测量工具，温度计测得十分不准，估读没有什么意义，所以温度计都不需要估读。

温度计读数时，视线要与液柱的液面相平，仰视会使读数偏小，俯视会使读数偏大，这里的“偏大、偏小”均是指读数与真实值的关系。

体温计

体温计是测量人体温度的温度计，常见测温液体是水银，如下图所示体温计，它的示数是38.1℃。

体温计的量程通常为35～42℃，和人体温度变化范围相同，分度值为0.1℃。

体温计可以离开人体读数：玻璃泡和直玻璃管之间有细管，测体温时，玻璃泡内的水银随着温度升高，发生膨胀，通过细管挤到直管；当体温计离开人体时，水银变冷收缩，细管内的水银断开，直玻璃管内的水银不能退回玻璃泡内，仍然指示人体的温度。

使用前将温度计用力向下甩，把水银甩回玻璃泡内。

三种常用温度计的比较

实验室用温度计寒暑表体温计

原理液体的热胀冷缩

玻璃泡内液体水银、煤油等煤油、酒精等水银

刻度范围-20～110℃-30～50℃35～42℃

分度值1℃1℃0.1℃

构造玻璃泡上部是均匀直管玻璃泡上部有一段细而弯的细管

注意事项不能离开被测物体读数，不能甩放在被测环境中直接读数，不能甩可以离开人体读数，使用前要用力向下甩

例1.有一支用毕没有甩过的体温计，读数停留在38.2℃，被误用来测量病人的体温，如果病人实际体温是37.8℃，体温计读数是38.2℃；病人实际体温是38.5℃，体温计读数是38.5℃．

解析：体温计内有细管，用完后不甩会记录之前的最高温度。

例2.小明要自制一支能测水沸点的温度计，现有表中所列的两种物质，他应选用表中的甲苯做为测温液体，原因是甲苯的沸点高于水的沸点。

物质凝固点/℃沸点/℃

酒精-11778

甲苯-95110

总结：利用液体热胀冷缩原理制成的自制温度计想要测量某物体A的温度，测温液体的沸点要高于物体A的温度，否则测温液体沸腾，体积膨胀，可能会导致温度计炸裂；测温液体的凝固点要低于物体A的温度，否则测温液体凝固成固态，失去流动性，进而导致无法使用。

例3.小明有一只温度计，虽然它的玻璃管的内径和刻度都是均匀的，标度却不准确．它在冰水混合物中的读数是-0.7℃，在沸水中的读数是102.3℃．（l）当它指示的气温是-6℃时，实际的温度是多少？（2）它在什么温度附近误差很小，可以当作刻度正确的温度计使用？

解析：（1）实际温度记为t，温度计的读数记为t'。按题意，t和t'为线性关系，因此t=at'+b——①

分别把t'=-0.7℃、t=0℃和t'=102.3℃、t=100℃代入①，得

解出，，再将a、b值代入①式得

t=0.97t'+0.68℃——②

把t'=-6℃代入②式，得t=-5.1℃．

（2）令t'=t，则②式变为，解出t=23.3℃。

熔化和凝固

物态变化

物态是物质的聚集状态。固态、液态、气态是自然界中物质常见的三种状态。同种物质的三种状态在一定条件下可以相互转化。物质各种状态间的变化叫做物态变化。

熔化和凝固

物质从固态变为液态的过程叫做熔化，从液态变为固态的过程叫做凝固。

区分熔化、溶化和融化：溶化指固体在液体中溶解的过程，例如食盐溶化在水中，属于化学问题；融化的主体多是冰雪，例如“冰雪熔化”，一般出现在语文中。

熔点和凝固点

探究固体熔化时温度的变化规律

设计导思问题1：怎样使物体均匀受热，且温度变化较平稳，有利于读数？答：采用水浴加热问题2：为了更形象地反映熔化过程中温度变化规律，可以采用什么方法？答：可以采用图像法问题3：实验中如何判断熔化的开始和结束？答：晶体开始熔化时，尽管还在加热，温度却不升高；熔化结束时，温度开始升高

实验论证海波熔化时温度随时间变化图像石蜡熔化时温度随时间变化图像

海波在熔化前温度直线上升；熔化时温度为48℃保持不变；全部溶化后，温度又直线上升。说明海波有固定的熔点。石蜡在熔化过程中，温度随时间变化的曲线没有明显的停顿现象，说明石蜡没有固定的熔点。

注意点1.实验时要保证使用酒精灯的外焰加热，所以装置要从下到上连接；2.实验中需要的测量工具是温度计和停表，加热时，在记录加热时间和温度的同时还需要不断观察海波的物态变化。

固体可以分为晶体和非晶体，晶体有固定的熔化温度，叫做熔点，非晶体没有固定的熔点。

同一种物质的凝固点和熔点相同（因为非晶体没有熔点和凝固点，所以这种物质只能是晶体）。

晶体熔化曲线解读

如左侧海波的熔化图像所示，图中AB段为固体吸热升温阶段，图中BC段为晶体吸热熔化阶段，图中CD段为液体吸热升温阶段，熔化时间t=6-3=3分。右侧为石蜡的熔化图像，作为对比。

熔化吸热凝固放热

晶体和非晶体的共同点：熔化吸热，例如“下雪不冷化雪冷”、“春寒料峭”等；凝固放热，例如在北方的冬天，为了很好地保存蔬菜，人们通常会在菜窖例防几桶水，这样可以利用水结冰时放出的热使菜窖的温度不会太低。

晶体熔化的条件：（1）温度达到熔点；（2）继续吸热

液体凝固形成晶体的条件：（1）温度达到凝固点；（2）继续放热

晶体为什么有固定的熔点：这是由晶体的分子排列结构决定的，当晶体从外界吸收热量时，其内部分子、原子的平均动能增大，温度也开始升高，但并不破坏其空间点阵，仍保持有规则排列。继续吸热达到一定的温度——熔点时，其分子、原子运动的剧烈程度可以破坏其有规则的排列，空间点阵也开始解体，于是晶体开始变成液体。在晶体从固体向液体的转化过程中，吸收的热量用来一部分一部分地破坏晶体的空间点阵，所以固液混合物的温度并不升高。当晶体完全熔化后，随着从外界吸收热量，温度又开始升高。

晶体与非晶体的区别：

种类晶体非晶体

物质举例海波、冰、萘、金属、精盐、水晶、明矾蜂蜡、松香、沥青、玻璃

有无熔点有固定熔点无固定熔点

熔化过程吸热、温度不变吸热、温度升高

凝固过程放热、温度不变放热、温度降低

熔化和凝固图像

例1.冬天为什么要往雪地上撒盐？答：因为盐水的凝固点比较低，假设为零下10℃，而外界的温度是零下5℃，在水和盐水的凝固点之间，所以在这个温度下，雪不会熔化，而撒了盐的雪会熔化。

例2.烧杯和试管里都是冰，当在烧杯的下边加热使烧杯里的冰熔化一部分时，试管里的冰熔化么？为什么？

答：不熔化。冰是晶体，晶体熔化需要同时满足两个条件：①温度达到熔点；②继续吸热。当烧杯里的冰部分熔化时，试管里的冰可能还没有达到熔点，故不会熔化；即使试管内的冰达到了熔点，但是烧杯内的水处于冰水混合态，温度保持熔点不变，试管内外温度相同，故不会发生热传递，故不会熔化。

总结：两个物体之间要发生热传递必须存在温度差。

例3.如图所示，小李同学用此装置探究冰熔化过程中温度变化情况．

（1）他将观察到的温度计示数变化情况记录在表中．请根据表中数据，在图的坐标纸上画出冰熔化过程中的温度﹣时间图象．

t/min0123456789

t/℃-4-3-2-1000135

（2）某时刻温度计的读数如所示，此时的温度是4℃；

（3）为减小误差，实验过程中宜选用较大的冰块还是较小的冰块？宜选用较小的冰块，因为较小的冰块之间接触紧密，受热均匀；

（4）如果将冰块换成石蜡碎块做同样的实验，石蜡熔化过程中所得到的温度﹣时间图象是否与冰的相同？为什么？冰块是晶体，晶体在熔化过程中吸热温度保持不变；石蜡是非晶体，非晶体在熔化过程中吸热温度不断升高．所以石蜡熔化过程中所得到的温度﹣时间图象与冰的不相同。

汽化和液化

物质从液态变为气态的过程叫做汽化，从气态变为液态的过程叫做液化。

沸腾

在一定温度下，液体的内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。各种液体沸腾时都有确定的温度，这个温度叫做沸点。1标准大气压下水的沸点为100℃。

探究水沸腾时的特点：

装置图

实验现象水沸腾时大量气泡上升，逐渐变大，到水面破裂，里面的水蒸气散发到空气中；水沸腾后继续吸热，温度不变。

注意点①缩短加热时间的方法：减少水量，提高水的初温，烧杯上加盖；②液体的沸点与气压有关，气压越高，沸点越高；③水在沸腾前，底部气泡在上升过程中不断减小。

液体沸腾的条件：①温度达到沸点；②需要继续吸热

蒸发

在任何温度下都能发生汽化现象叫蒸发。蒸发现象的速度比较缓慢，且只能发生在液体的表面。液体蒸发时，会从液体自身及周围中吸收热量，使液体自身和周围的物体温度降低，因此液体蒸发有制冷作用。

影响蒸发快慢的因素：

因素加快蒸发措施举例

温度把衣服晾在向阳处

液体的表面积把衣服展开来晾晒

液体表面空气流动速度把衣服放在通风处晾晒

空气中水蒸气的含量在晴天晾衣，而不是阴天

蒸发和沸腾的异同点：

项目蒸发沸腾

相同点物态变化都是汽化现象

吸放热情况都是吸热过程

不同点发生部位只在液体表面发生在液体表面和内部同时发生

剧烈程度缓慢剧烈

发生现象不容易观察到迅速产生大量气泡

发生条件任何温度下都能进行在一定温度下（沸点）进行，且与气压有关

温度变化蒸发要吸热，使液体和与液体接触的物体温度降低，有制冷作用沸腾要吸热，但液体温度保持不变

液化

使气体液化有两种方式：①降低气体温度；②压缩气体的体积（如液化天然气）。

汽化吸热（例如人们在高温的天气里大汗淋漓，是因为汗液蒸发吸热，使体温不致升得太高），液化放热（例如烧水、做饭的时候，水蒸气引起的烫伤往往比开水烫伤更严重，这是因为水蒸气和开水的温度虽然差不多，但是水蒸气液化的时候还要放出大量的热）。

电冰箱的制冷原理

电冰箱是通过压缩机使制冷剂液化和汽化来实现热量搬运的。制冷剂是一种既容易汽化又容易液化的物质，在冷冻室内，通过压缩机工作，增大液态制冷剂的体积，使其汽化。我们知道汽化吸热，所以制冷剂带走了冷冻室内的热量。当制冷剂通过管道转移到冷冻室外时，再通过压缩机工作，压缩气态制冷剂的体积，使其液化，我们知道液化放热，那么气态制冷剂放出热量，进而实现物态循环、热量搬运。

例1.很冷的冬天，戴眼镜的人从室外走进温暖的室内，眼镜变模糊了，这是因为室内的水蒸气遇到冷的镜片液化成小水珠附着在镜片上。

解析：水蒸气是看不到的，能看到的都是小水珠。水蒸气遇冷液化成小水珠，只会出现在温暖的一侧，如秋天早晨，水珠只会出现在窗子的内侧；夏天，汽车内开空调制冷，水珠只会出现在车窗的外侧。

例2.干湿泡温度计是用两个相同的温度计并列制成的，使用时，其中一个温度计下端的玻璃泡包着湿纱布，另一个温度计的玻璃泡不包着湿纱布。将其放在室内，包着湿纱布的温度计的读数要比不包着湿纱布的温度计的读数低；两个温度计的读数差越大，表明空气中的水蒸气含量越小。

解析；湿纱布中的水汽化吸热，使外界温度降低。空气越干燥，湿纱布中的水蒸发速度越快，两个温度计的读数差越大。

例3.妈妈在炖骨头汤时，沸腾后改用小火，原因是：①水沸腾后温度保持不变，继续使用大火并不能加速骨头变熟，改用小火还能避免汤出现剧烈沸腾现象；②可以减少单位时间内消耗的燃料，从而起到节能的效果。

例4.物理课上老师做了如下实验（实验环境气压为标准大气压）。

（1）往一个用过的透明塑料袋里面滴入几滴酒精。（2）将袋口扎紧。（3）将塑料袋放入80℃以上的热水中，发现塑料袋明显鼓起（如图所示）。（4）从热水中拿起鼓起的塑料袋，放入冷水中，发现塑料袋有变瘪了。

上述过程中酒精发生了液化和汽化两种物体变化。但小明觉得操作（2）之前应该增加一个步骤：将袋挤瘪，排尽空气，否则塑料袋鼓起来有可能是因为温度升高，气体体积膨胀，将塑料袋撑起来，这样实验就不准确了。

例5.在做“观察水沸腾”的实验时，甲、乙、丙三组同学分别从A、B两套器材中任选一套来完成实验。(实验室已准备多套A、B装置)

（1）甲组同学发现所测水的沸点高于100℃，他们选择的是B(填A或B)套装置。

（2）乙、丙两组同学虽然选用的实验装置相同，但水开始沸腾的时刻不同，他们绘制的沸腾图像如图C所示，得到a、b两种不同图像的原因是水的质量不同。

（3）通过分析图像C和观察水的沸腾过程，归纳出水沸腾的特点是：①水沸腾时不断吸收热量；②水沸腾时温度保持不变。

解析：（1）B套装置加盖，烧杯内气压升高，水的沸点升高。（2）装置相同时，水的质量越大，温度升高得越慢，图像变化越平缓。

升华和凝华

物质从固态直接变成气态的过程叫做升华，升华吸热。

物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华，凝华放热。

干冰（固态二氧化碳）、碘、冰、萘（樟脑球的主要成分）、金属钨易升华，水蒸气、气态碘、气态萘、气态钨易凝华。

常见升华现象：舞台烟雾是由干冰升华吸热使空气中的水蒸气液化形成的；冬天，晾在室外的冰冻的衣服也会变干，是因为冰升华成水蒸气；白炽灯经常使用，玻璃罩会变黑，是因为钨丝通电发热升华成气态钨，再在玻璃罩上遇冷凝华。

常见凝华现象：霜、冰花、雾凇，它们都是由水蒸气遇冷凝华而成。

凝华形成的物体疏松多孔，如雪、雾凇、冰花、霜等，而凝固形成的冰坚硬、结实。

物态变化结构图

同种物质的不同物态，所蕴含的能量是不一样的，固态最低，液态高些，气态最高。从低级态变为高级态要吸收热量，从高级态变为低级态要放出热量，从上图中表现为从下侧的物态变为上侧的物态要吸收热量，从上侧的物态变为下侧的物态要放出热量。

例1．小明在水槽中放入适量的温水，然后放入一小块干冰，此时观察到水中有大量气泡产生，同时水面有大量白雾。水中大量的气泡是由干冰升华成二氧化碳形成的，水面上大量的白雾是由干冰升华吸热使水面的水蒸气遇冷液化成小水滴形成的。

光现象

光的直线传播

能够发光的物体叫做光源，如太阳、点燃的蜡烛等；只是反射光的物体不是光源，如月亮、镜子等。

按来源分类，光源可分为人造光源和自然光源。

光的直线传播

光既可以通过空气、水、玻璃等介质传播，也可以在真空中传播（太空是真空的，但是太阳光仍然能传播到地球上）。

光在同种均匀介质中沿直线传播。典型现象与应用：小孔成像、影子的形成、日食和月食、射击瞄准等

表示光传播的径迹和方向的带有箭头的直线叫做光线。光线是不存在的，是为了形象地描述光而建立的理想模型。

小孔成像的原理是光沿直线传播

观察上图，总结小孔成像的特点：1.成的是倒立的实像，但并非一定是缩小的；2.像的形状与物体的形状相同，与孔的形状无关；3.物距（物体到小孔的距离）不变，像距（光屏到小孔的距离）增大，像变大；像距不变，物距增大，像变小；4.在小孔成像中，物若顺时针转动，像也顺时针转动。

解释：①能用光屏承接的像叫做实像，不能用光屏承接的像叫做虚像；②为什么选用小孔？因为小孔只允许物体不同部位的一束光线通过，光屏上能成像，否则将是一片光亮；③为什么孔的形状不重要？因为孔相对于物体和像来说足够小，形状影响可以忽略；④光屏上呈现的像与物体上下颠倒、左右颠倒。

光的传播速度

光在不同中介质中的传播速度一般不同，在真空中传播速度最快，为宇宙间最快速度，用字母c表示，c=3×108m/s。

光在空气中的速度非常接近c，在水中的速度约为，在玻璃中的速度约为。一般来说，物质的密度越大，光在其中的传播速度越慢。

光年是长度单位，表示光在真空中沿直线传播一年所通过的距离。

声和光的传播

传播是否需要介质在空气中的传播速度不同介质中的传播速度

声需要介质，不能在真空中传播声在15℃的空气中的传播速度为340m/s一般情况下，声音在固体、液体、气体中的传播速度逐渐减小

光不需要介质，能在真空中传播光在真空中的传播速度约为3×108m/s光在真空中传播速度最快，在空气中次之，在水和玻璃中逐渐减小

例1.太阳光穿过树叶间的缝隙，在地面上形成无数个圆形光斑，这是太阳的像，是由光在空气中沿直线传播形成的，圆形光斑的大小不同，是因为树叶到地面的距离不同。

解析：树叶间的缝隙形成小孔，太阳是光源，地面是光屏，组成小孔成像。树叶间的缝隙到地面的距离有远有近，到地面距离大的缝隙形成的像也大。

例2.一台激光器朝着月球发射极光信号，经过2.7s后才接收到月球返回的信号，那么月球到地球的距离为4.05×108m。

解析：月球到地球的距离，带入数据即可得到答案。

光的反射

光的反射现象

光的反射：光遇到物体表面时，改变传播方向又返回原来物质中的现象。我们之所以能够看到不发光的物体，是因为被物体反射的光进入了眼睛。

光的反射定律

基本概念

经过入射点O并垂直于反射面的直线ON叫做法线，入射光线与法线的夹角i叫做入射角，反射光线与法线的夹角r叫做反射角。

探究光的反射规律

纸板ENF竖直立在水平放置的平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。

实验中，“可折转”光屏的作用：①显示光的传播路径；②探究反射光线、入射光线、法线是否共面。

改变入射角的大小，记录并比较反射角与入射角的大小关系，多次实验的目的是得出普遍的规律，增强实验结论的可信度。

光的反射定律：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内；反射光线、入射光线分别位于发现两侧；反射角等于入射角。简化记忆为：三线同面，两线异侧，两角相等。

总结：①光的反射定律是对光反射时所遵循规律的定量描述，入射是因，反射是果，反射光线、反射角随如入射光线、入射角的改变而改变。②当光线垂直入射时，入射光线、反射光线、法线重合，因此入射角和反射角均为0°，光线的传播方向改变了180°。③光线射到界面上，如果入射角增大α，反射角也增大α，反射光线跟入射光线的夹角增大2α。④光线射到界面上，如果入射光不变，界面旋转α，入射角和反射角均改变α，则反射光线跟入射光线的夹角改变2α。

在反射现象中，光路可逆。例如，如果你在一块平面镜中看到了一位同学的眼睛，那么，这位同学也一定会通过这面镜子看到你的眼睛。

镜面反射和漫反射

一束平行光照射到镜面上后，会被平行地反射，这种反射叫做镜面反射。凹凸不平地表面会把平行地入射光向着四面八方反射，这种反射叫做漫反射。光污染主要是光发生镜面反射的缘故。

对比镜面反射和漫反射：

反射类型镜面反射漫反射

相同点都是光的反射现象，都遵循光的反射定律

不同点反射面不同平整光滑粗糙不平

反射光不同平行光线射到反射面上，反射光线仍然平行平行光线射到反射面上，反射光线射向各个方向

光路图不同

人的感觉不同迎着反射光线的方向看去感觉刺眼，否则觉得很暗，看不清物体从各个方向都能看清物体

(

E

O

)例1.夜晚，当汽车发出的光照射到自行车尾灯上时，司机看到尾灯反射的光，就能及时避让。如图所示，自行车尾灯的光路图正确的是（A）

解析：设两镜面交于点O，其法线交于点E，因为BO⊥CO，且EC⊥CO，则BO∥EC，则有∠CBO=∠BCE，同理有∠EBC=∠BCO，因为∠CBO+∠BCO=90°，所以∠EBC+∠ECB=90°，又因为反射角等于入射角，所以∠ABE=∠CBE，∠DCE=∠BCE，所以∠ABC+∠DCB=180°，同旁内角互补，两直线平行。

例2.雨后的夜晚，当你迎着月光行走在有积水的路上，为了避让水洼，应走“较暗”的地面．这是因为光在地面发生漫反射。

解析：如图，迎着月光走，月光经积水地面发生镜面反射，进入人眼的反射光线多，人感觉积水面亮；而地面发生漫反射，有很少的光线进入人的眼睛，人感觉地面黑，所以为了避让水洼，应走“较暗”的地面。

例3.潜望镜所成的像是等大正立的虚像。

平面镜成像

平面镜成像的特点

探究平面镜成像的特点

在实验中用平板玻璃代替平面镜，主要是利用玻璃透明的特点，便于观察并确定像的位置。如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择2mm厚的玻璃板做实验。

在竖直的玻璃板前A处放一只点燃的蜡烛，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。小明拿另一支大小相同的蜡烛在玻璃板后面移动，当蜡烛移动到B处时，可以看到它跟像完全重合。由此可以得出的结论是平面镜所成的像和物体大小相等。

如果玻璃板与水平桌面不垂直，将对实验产生的影响是玻璃板后的蜡烛无法和像重合。

经过三次实验，记录的像与物对应的位置如图乙所示。为了得到更多的实验结论，接下来小明应该进行的操作是将对应的像点和物点连接，判断连线是否和镜面垂直，测出像距和物距并进行比较。

注意点：①为了便于观察，该实验最好在较黑暗的环境中进行。②在选取玻璃板时，所选玻璃板要尽量薄些，防止玻璃板的前后两表面各成的虚像像距太远，不便于观察、比较。③玻璃板一定要与水平面垂直，否则所成的像不在水平面上，那么无论怎样移动另一支蜡烛，都不能与像重合。④在测量物和像到平面镜的距离时，要以玻璃板前表面的位置为准。

平面镜所成像的大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直。也就是说，平面镜所成的像关于镜面对称。

正确理解平面镜成等大的像：

当人们观察一个物体时，常会有“近大远小”的感觉，这是人眼的错觉，其实物体的大小并没有发生变化。同理，当人们观察一个物体在平面镜中所成的像时，也会因为像离人的远近而感觉或小或大。既然观察物体和像都有这样的感觉，而物体的大小是不变的，那么像的大小也是不变的。

平面镜成虚像

平面镜前烛焰上的点S发出的光线，经平面镜反射后到达人眼处，但眼睛是根据光沿直线传播的经验来确定物体位置的，所以觉得光线好像是从平面镜后点S’发出的，实际上镜后并没有点燃的蜡烛，像点S’是光线的反向延长线的交点，所以S’是虚像，不能在光屏上呈现。由实际光线的反向延长线所成的像叫做虚像。

凸面镜和凹面镜

球面镜有两类：凸面镜和凹面镜

凸面镜凹面镜

概念反射面是凸面的镜子反射面是凹面的镜子

性质凸面镜对光线有发散作用，凸面镜所成的像是缩小的虚像凹面镜能把射向它的平行光线会聚在一点（焦点）；从焦点射向凹面镜的光经反射后是平行光

图示

应用举例街头拐弯处的反光镜、汽车的后视镜太阳灶、大型反射式望远镜、医生观察耳道用的医用反光镜

共同特点被凸面镜和凹面镜反射的所有光线都遵循光的反射定律，且光路可逆

例1．小明从平面镜里看到镜子对面电子钟的示数的像如图所示，这时的时刻应是15：01

解析：人在平面镜里看到的像是物体的虚像，和物体相比是左右颠倒的，那么应该从右侧开始读，并且把数字翻转。技巧：将试卷翻转过来，读到的数字就是答案。

例2.如右图所示，蜡烛a在竖直放置的平面镜MN中所成像为a′，现将该平面镜竖直向下移动一段距离至图乙所示位置，则蜡烛a在平面镜中仍成像，且像还在原来的位置。

解析：蜡烛不动，平面镜向下移动，蜡烛的像位置不动，改变的是能观察到蜡烛的像的位置。

例3.如图10所示，在某房间的天花板上装有平面镜M，S这一灯泡，P为不透明的墙，请画出灯泡发出的光经平面镜反射后，能够照亮P墙右侧区域的光路图。

解析：①做灯泡S关于平面镜对称点S‘；②连接虚像S‘与墙右上角顶点并延长，此光线为照亮区域左侧光线；③连接S和墙左上角顶点并延长，做此入射光线关于平面镜M的反射光线，即为照亮区域右侧光线。

例4.在汽车驾驶室内，驾驶员通过左右两侧后视镜观察，有看不到的区域（盲区），人或其他车辆应尽量避免进入盲区。如图，S为驾驶员眼睛位置，MN为左侧后视镜左右两边界点，请作出反射光线NS的入射光线，并标出BM到车左侧（虚线所示）之间的盲区。

解析：BM是司机通过后视镜能看到的最外侧视线，做出司机通过后视镜能看到的最内侧视线，之间的区域即为可视区域，最内侧视线到车左侧的区域即为盲区。

光的折射

光的折射

光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折。

光的折射规律

基本概念：入射光线与法线的夹角叫做入射角，折射光线与法线的夹角叫做折射角。

光的折射定律：当光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。当入射角增大/减小时，折射角也增大/减小。当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向不变。

光的折射现象也遵循光路可逆原理。

如何判断分界面及两侧介质？①反射角与入射角一定相等，反射光线与入射光线一定分居于法线的两侧（由此可以判断出法线，与法线垂直的为分界面）。②折射角与入射角的大小与光在分界面两侧物质中的传播速度有关，传播速度越快的，光线与法线的夹角越大（光速快对应角度大，光速慢对应角度小）。

生活中的折射现象

透过透明的介质看物体时，我们看到的是由光的折射所形成的物体的虚像。

从空气中看水中的物体，或从水中看空气中的物体，看到的其实都不是物体本身，而是由光的折射形成的比物体实际位置都高些的虚像。

光在同一种不均匀的物质中，传播方向不断改变，这也是折现现象。海市蜃楼、星星“眨眼”等现象都是由于折射使光的传播方向发生了弯曲而造成的。

例1.如图所示，两块完全相同的直角三角形玻璃砖A和B放置在同一水平面内，斜边平行且相距一定距离。一条光线从空气中垂直于玻璃砖A的直角边射入，从玻璃砖B的直角边射出，射出后的位置和方向可能是图中的b。

解析：光路图如右图所示，玻璃砖A中的光线与斜边不垂直，要发生折射，且光在空气中的传播速度比在玻璃中的快，所以折射角大于入射角。因为两块玻璃砖完全相同，且位置关于他们的中心点对称，所以光线穿过玻璃砖B后的转播方向与入射光线平行。

总结：两块完全相同的三角形玻璃砖能拼成一个平行四边形，即对应边平行，那么射出光线与入射光线平行，且玻璃砖之间的距离越大，射出光线与入射光线错开的距离越大。

例2.如图所示的是表示光从空气射入某种介质时的光路图。其中光线a是入射光线，光线c是折射光线，折射角的度数是30°，界面的左侧是空气。

解析：此题包含光的反射和折射问题，先找相邻且相等的两个角，即为入射角和反射角，又知道入射光线和折射光线分别位于法线的两侧，即可得出答案。

例3.小宇利用如图所示装置将一细光束斜射到空气中，用于探究“光的折射规律”。

（1）为了更清晰地观察水中的光路，可以采用的办法是：向水中加入一些牛奶。实验中，能（填“能”或“不能”）看见反射光线。（2）实验的折射光路如图中所示，可以判定折射角大于（填“大于”、“小于”或“等于”）入射角。增大入射角，观察到折射角增大（填“增大”或“减小”）。若不断增大光在水中的入射角，会观察到的现象是：入射角增大到一定值时，折射光线消失，反射光线增强。

光的色散

光的色散

太阳光通过棱镜后被分解为红橙黄绿蓝靛紫七种颜色的光。彩虹是太阳光在传播过程中被空中的小水滴折射而形成的。

太阳光不是单色光，而是由各种单色光组成的复色光。分解后的色光还可以复合成白光。

产生光的色散这一现象的原因是不同颜色的光通过三棱镜发生折射时的偏折程度不同，红光的偏折度最小，紫光的偏折度最大。

色光的混合

红、绿、蓝是色光三原色，将他们按照不同的比例混合后，可以产生各种颜色的色光，彩色电视机画面上的丰富色彩就是由三原色光按不同比例混合而成的。

物体的颜色：透明体的颜色是由它透过的色光决定的。不透明体的颜色是由它反射的色光决定的。透明体只透过与本身颜色相同的色光，不透明体只反射与本身颜色相同的色光，其他色光被吸收。若物体吸收所有色光，该物体呈黑色；若物体反射所有色光，则该物体呈白色。

看不见的光

光谱：三棱镜可以把太阳光分解成红橙黄绿蓝靛紫几种不同颜色的光，他们按照一定的顺序排列，形成太阳的可见光谱。

红外线

定义：在光谱中的红光之外，有一种看不见的光叫红外线。

一切物体都在不停地辐射红外线，物体温度越高，辐射的红外线越强。

红外线的特性

热效应强，红外线能使被照射的物体温度升高，因此人们利用红外线来加热物体。

穿透云雾能力强，利用这一特性，人们发明了红外遥感技术。

红外线还可以用来遥控，如按下电视机遥控器不同的键时，可以发出不同的红外线来实现遥控。

紫外线

定义：在光谱中紫光之外，有一种看不见的光叫紫外线。

紫外线是看不见的，紫外线灯看起来是淡蓝色的，是因为除了紫外线外，它还发出蓝光和紫光。这就像一氧化碳本身是无味的，但是为了敏锐地察觉到煤气泄漏，一般在煤气中掺入有气味的气体。

紫外线的特性

生理作用强，能杀死微生物，适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D，过量的紫外线照射对人体十分有害。

化学作用强，能使底片感光，应用紫外线的荧光效应，还可以进行验钞，如在人民币上用荧光物质做上印记，可以在紫外线下识别等。

透镜及其应用

透镜

凸透镜和凹透镜

透镜：至少有一外表面是球面的一部分，用透明材料制成的镜片。

中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜，中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜。

主光轴：透镜上通过两个球面球心的直线CC‘，简称主轴。光心：薄透镜的中心O，凡是过该点的光，其传播方向不变。

透镜对光的作用

凸透镜对光有会聚作用，不是指光线经过凸透镜后一定会聚到一点，而是指光线通过凸透镜折射后，折射光线向主光轴偏折。

凹透镜对光有发散作用，是指光线通过凹透镜折射后，折射光线比原来的入射光线更偏离主光轴。

凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫做凸透镜的焦点。焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距。

凸透镜的焦距长短反映了凸透镜对光线会聚能力的强弱，焦距越短，会聚能力越强；凹透镜的焦距长短反映了凹透镜对光线发散能力的强弱，焦距越短，发散能力越强。对于相同口径的凸透镜，表面越凸，焦距越短，会聚能力就越强，光线通过透镜后偏折就越厉害。

三条特殊光线

（1）凸透镜的三条特殊光线：①平行于主光轴的光线经凸透镜后过焦点；②过焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴；③过光心的光线经透镜后传播方向不变。总结：平行过焦，过心不变，过焦平行。

（2）凹透镜的三条特殊光线：①平行于主光轴的光线经凹透镜后其反向延长线过焦点；②延长线过焦点的光线经凹凸镜后平行于主光轴；③过光心的光线经凹透镜后传播方向不变。总结：平行反向过焦；过心不变；延长过焦平行。

例1.将凸透镜正对太阳光，其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑，这时光斑到凸透镜的距离为L。若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，该凸透镜的焦距一定小于L。

解析：在一倍焦距内，当凸透镜远离纸时，纸上的光斑越来越小；在一倍焦距外，当凸透镜远离纸时，纸上的光斑越来越大。

生活中的透镜

照相机原理图投影仪原理图放大镜

照相机的原理：照相机的镜头相当于一个凸透镜，照相机的胶片相当于光屏。成像特点：照相机工作时，被拍摄物体到凸透镜的距离较远，胶片到凸透镜的距离较近，在胶片上得到的是倒立缩小的像。

投影仪的原理：投影仪的镜头相当于凸透镜，投影片相当于物体。成像特点：投影仪工作时，投影片到镜头的距离较近，远小于屏幕到投影仪的距离，在屏幕上得到的是倒立放大的像。

注意：照相机和投影仪所成的像相对物体上下颠倒、左右颠倒（参考上面二图）。

放大镜是一个短焦距的凸透镜。成像特点：将放大镜放在物体上方适当的位置，通过放大镜可以成一个正立放大的像，此时像与物在凸透镜的同侧。当放大镜成正立放大的像时，放大镜离物体越近，所成的像越小；越远，像越大。

实像和虚像的区别：

成像原理承接方式成像位置图示

反射折射

实像实际光线会聚而成既可以用眼睛直接观看，又可以用光屏承接物、像处于镜面同侧（不要求）物像处于透镜异侧

虚像实际光线的反向延长线相交而成只能用眼睛直接观看物、像处于镜面异侧物像处于透镜同侧

凸透镜成像的规律

实验探究凸透镜成像的规律

物距和像距

物距：物体到透镜光心的距离。

像距：像到透镜光心的距离。

实验步骤

把点燃的蜡烛、透镜、光屏依次固定在光具座上，调节凸透镜和光屏的高度，使他们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上，目的是使光屏接收到的烛焰的像能落在光屏的上都，便于观察。

把凸透镜固定在光具座的中部，蜡烛移至光具座的一端，调节光屏的位置，直到光屏上得到清晰的像，记下物距、像距的大小和像的特征；逐渐减小物距，分别观察、记录凸透镜的成像情况。

物距（u）像距（v）正倒大小虚实应用特点物、像的位置关系图示

u>2f2f>v>f倒立缩小实像照相机-物像异侧

u=2fv=2f等大测焦距成像大小的分界点

2f>u>fv>2f放大幻灯机、投影仪-

u=f---不成像强光聚焦手电筒成像虚实的分界点-

uu正立放大虚像放大镜虚像在物体同侧虚像在物体之后物像同侧

口诀：①一倍焦距分虚实，两倍焦距分大小；②物像同向动；③成实像时（u>f）：物近像远像变大，物远像近像变小；成虚像时（u2f）时，成一个倒立、缩小的实像”，但两者也有不同之处：为了将远近不同的物体成像，照相机是通过改变像距（镜头前后伸缩）来实现的，而眼睛是通过改变晶状体的形状，进而改变晶状体的焦距来实现的。

近视眼、远视眼及其矫正

类型近视眼（只能看清近处物体）远视眼（只能看清远处物体）

光路图

成因晶状体太厚，折光能力太强，或眼球在前后方向上太长，成像于视网膜前晶状体太薄，折光能力太弱，或眼球在前后方向上太短，成像于视网膜后

矫正方法佩戴对光线有发散作用的凹透镜制成的近视眼镜佩戴对光线有会聚作用的凸透镜制成的远视眼镜

显微镜和望远镜

显微镜

显微镜的构造：如左图所示，显微镜的结构自下而上主要是反光镜、载物片、物镜和目镜。物镜和目镜都是凸透镜。

显微镜的工作原理：载物片上装载的被观察的物体在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间，透过物镜成一个倒立放大的实像，该实像刚好处于目镜的一倍焦距以内，通过目镜成一个正立放大的虚像。

拓展：显微镜实际上是将物体两次放大成像，显微镜的放大倍数是目镜的放大倍数与物镜的放大倍数的乘积，所以用它能够看清微小的物体。

望远镜

望远镜的构造：望远镜是由目镜和物镜组成的，如图所示的望远镜，物镜和目镜都是凸透镜。

望远镜的工作原理：简易天文望远镜的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成缩小的实像，目镜相当于一个放大镜，把实像进行放大。

视角

1.视角是从物体两端引出的光线在人眼光心处所成的夹角，如图所示。视角越大，在视网膜上所成的像越大。

2.物体对眼睛所成视角的大小不仅和物体大小有关，还和距离有关。

质量与密度

质量

质量

物体所含物质的多少叫做质量（区别于描述“品质”的质量），用字母m表示。质量是物体的一种属性，不会随物体的位置、形状、物态的改变而改变。

在国际单位制中，质量的单位是千克，符号是kg；常用的单位还有吨（t）、克（g）、毫克（mg）；换算关系如下：

1t=103kg

1g=10-3kg

1mg=10-3g=10-6kg

质量的测量——天平

天平是测量质量的工具，使用步骤如下：

看：观察天平的称量以及游码所在标尺的分度值（一般是0.2g）。

放：把天平放在水平工作台上。

拨：将游码移至标尺左端的零刻度线处。

调：调节平衡螺母使指针对准分度盘的上都刻度线（螺母移动方向与指针偏转方向相反）。

称：称量时，左盘放置被称量物体，右盘放置砝码，通过增减砝码（按质量由大到小的顺序用镊子夹取）和移动游码，使天平平衡。

记：被测物体的质量=右盘中砝码的总质量+游码指示的质量值（不需要估读）。

天平使用口诀：

天平放置要水平，游码归零再调平。

天平平衡勿移位，两盘对调不可行。

取放砝码用镊子，左物右码两盘中。

移动游码看指针，指针指中示平衡。

读取砝码和游码，两值相加便完成。

例1.小明同学用托盘天平称物体时，将物体错放在右盘中，并在左盘加52g砝码，同时将游码移到0.4g处，天平平衡．请你与同学交流讨论得出此物体实际质量应为（B）

A．51.2gB．51.6gC．52gD．52.4g

解析：无论是否正确使用，都有左盘的质量等于右盘的质量加上游码的示数，此题中有即物体的质量等于砝码质量减去游码示数，得B选项。

例2．案秤是一种测量质量的工具。使用前，将案秤放在水平面上，游码置于零刻度处，调节调零螺丝使秤杆水平平衡。某次称量如图所示，被称货物的质量是2.2kg。

例3.用天平测量质量时：①如果调节天平平衡时，忘记将游码调