初中物理学科知识的拓展

初中物理学科知识内容分析与拓展

一、初中物理学科知识的拓展二、科学探究过程中的实验设计三、联系实际问题的辨析

一、初中物理学科知识的拓展

1．液体上方的气压的大小为什么会影响液体沸点的高低？

2．什么条件下气体不经过液化直接凝华？

3．哈勃半径是多大？

4．在水上观察水中的鱼，应在其实际位置的何处？

5．远视眼与老花镜的区别

6．纯净水是绝缘体吗？空气导电吗？

……一、初中物理学科知识的拓展

1．液体上方的气压的大小为什么会影响液体沸点的高低？

沸腾是在液体表面汽化和内部同时产生的剧烈汽化以水为例沸腾前沸腾过程中

沸腾的条件

沸腾时液体中气泡内的饱和气压值需要达到大于外界压强值（液体产生的压强和液面上方气压值之和）

一、初中物理学科知识的拓展由于液体的饱和汽压随温度的改变而改变，所以任何一种液体只有在一定的温度下才能沸腾。液体的沸点跟外部压强有关。当液体所受的压强增大时，它的沸点升高；压强减小时，沸点降低。在相同的大气压下，液体不同沸点亦不相同。液体掺杂后，通常沸点会升高。“过热”与“暴沸”只有液体中存在汽化核时，高于沸点的液体才能围绕汽化核进行汽化形成气泡，这就是液体沸腾。当液体中缺少气泡或杂质时，即使温度达到并超过了沸点，也不会沸腾，形成了过热液体。过热液体是不稳定的，如果过热液体的外部环境温度突然急剧下降或侵入气泡或杂质，则会形成剧烈的沸腾，并伴有爆裂声，这种现象叫暴沸。暴沸的结果是使液体的温度回到沸点。暴沸有时是危险的，应当增加液体中的气泡或杂质防止暴沸的发生。水的饱和蒸汽压值与温度的关系

高压锅2个大气压左右蒸汽锅炉几十个大气压——200℃以上水蒸汽的临界温度——374℃一、初中物理学科知识的拓展

2．什么条件下气体不经过液化直接凝华？

凝华：物质从气态不经过液态而直接变成固态的现象。是物质在温度和气压低于三相点的时候发生的一种物态变化。以水为例来分析形成凝华原因。形成凝华的条件比较特殊，一般是要求气体的浓度要到达一定的要求，温度要低于三相点的温度，比如低于0摄氏度的时候的水蒸气等。一、初中物理学科知识的拓展

2．什么条件下气体不经过液化直接凝华？

若从水的三相图来分析，可以看出，如图所示的曲线OC，叫做升华曲线。它表示固、气两相共存时的温度和饱和蒸汽压强之间的关系。三相点的意义三相点是指在热力学里，可使一种物质三相（气相，液相，固相）共存的一个温度和压强的数值。举例来说，水的三相点在0.0076℃（273.16K）及611.73Pa

3．哈勃半径是多大？

哈勃半径就是望远镜可能观测到的观测半径。大约为200亿光年的距离。

根据宇宙大爆炸理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的。假设大爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在离我们越远。这一结果与上述天文观测一致。

3．哈勃半径是多大？

假如有一个天体以光速在远离我们，这则是我们能观测到的极限，比这样天体远离我们退行更快的天体，将不能为我们所看到。

宇宙的年龄大约为200亿年，所以我们将看不到比200亿光年更远的天体，因此，200亿光年就是哈勃半径。4．在水上观察水中的鱼，应在其实际位置的何处？

由鱼反射的光线射到水的空气的分界面时，将发生折射现象，如图所示。由于折射现象，将使得观察到的鱼的位置比其实际位置偏上一些。这时有两个问题需要搞清楚：（1）我们所看到的“鱼”，是鱼的像吗？（2）所看到的“鱼”在其实际位置的何处？4．在水上观察水中的鱼，应在其实际位置的何处？

平面折射的成像原理4．在水上观察水中的鱼，应在其实际位置的何处？从鱼反射出的光线折射后其反向延长线并不交于一点，而是交于一条线（一个面），如图所示。

4．在水上观察水中的鱼，应在其实际位置的何处？

观察装置的口径与观察位置对视深度的影响

可见，所看到的“像”的位置是：偏上，且靠近观察者一侧4．在水上观察水中的鱼，应在其实际位置的何处？

水中物体所成的像（平面折射所成的像）与一般意义上物理中所说的像有所不同。可见，这并不是物理意义上的像5．远视眼与老花眼的区别

（1）正常眼睛的近点与远点人眼看清物体的条件：①在视网膜上成像；②足够的亮度；③足够的大小5．远视眼与老花眼的区别（2）近视眼、远视眼与老花眼5．远视眼与老花眼的区别（2）近视眼、远视眼与老花眼

对于原来视力正常人来说，年龄增大后，远点一般变化不大，而近点则明显向远移，即逐渐看不清近处的物体了，这时常常需要配戴“老花镜”，它也是凸透镜。“老花镜”只在看近处物体（例如看书、看电脑等）时使用，它使得近处物体射来的发散光能会聚于视网膜处，如图4所示。

5．远视眼与老花眼的区别（3）远视眼与老花眼的区别

①成像的区别

远视眼的远点和近点都比正常人的远，戴凸透镜矫正后，近点与正常眼睛相当，从而可以看清近处的物体。老花眼的远点与正常眼睛相当，只是近点远移了。其实，当人老了，眼花了，其近处和远处的物体都看不清楚了！5．远视眼与老花眼的区别（3）远视眼与老花眼的区别②成因的区别

远视眼是由于眼球前后径变短，或因小角膜、晶状体弯曲度变小及晶状体屈光指数减小等引起。老花眼的眼球晶状体逐渐硬化、增厚，而且眼部肌肉的调节能力也随之减退，导致变焦能力降低。（4）老花眼的表现

老花眼只是看近处的物体困难，而且人老了，花眼的程度与年轻时视力的情况有很大关系。

老花眼的矫正也不一定是戴凸透镜！6．纯净水是绝缘体吗？空气导电吗？

导体与绝缘体之间并没有严格的界线，如图所示展示了在通常情况下一些物质的导电性能。从左至右导电能力越来越强，绝缘性能越来越弱。也可以用LED和6V直流电源进行实验6．纯净水是绝缘体吗？空气导电吗？

导体与绝缘体之间并没有严格的界线二、科学探究过程中的实验设计

1．对发音齿轮的质疑

2．关于传统惯性实验的思考

3．为什么在研究决定电功大小的因素时，在U、I、t几个物理量之间利用控制变量来研究，而不讨论与电阻R的关系。但在研究决定电热大小的因素时，却R、I、t几个物理量之间利用控制变量来研究，而不讨论与电压U的关系？

4．几种焦耳定律实验方案的比较……二、科学探究过程中的实验设计

1．对发音齿轮的质疑有一个传统的演示实验如图所示

有些问题值得深入研究

乙甲丙2．关于传统惯性实验的思考

（1）惯性小球（鸡蛋入杯）2．关于传统惯性实验的思考

（2）小车木块二、科学探究过程中的实验设计

3．为什么在研究决定电功大小的因素时，在U、I、t几个物理量之间利用控制变量来研究，而不讨论与电阻R的关系。但在研究决定电热大小的因素时，却R、I、t几个物理量之间利用控制变量来研究，而不讨论与电压U的关系？

直观的量度电流做功；忽略了电动机产生的电热二、科学探究过程中的实验设计3．在研究决定电热大小的因素时，却R、I、t几个物理量之间利用控制变量来研究，而不讨论与电压U的关系

二、科学探究过程中的实验设计4．几种焦耳定律实验方案的比较（1）电热丝点燃火柴加热时间——热量多少——温度高低散热二、科学探究过程中的实验设计4．几种焦耳定律实验方案的比较（2）加热煤油与加热空气的比较

电流相同，研究与电阻的关系

电阻相同，研究与电流的关系

二、科学探究过程中的实验设计5．两个探究光的反射定律方案的比较二、科学探究过程中的实验设计6．探究水沸腾时温度变化的特点大烧杯——小烧杯——大试管三、联系实际问题的辨析

1．碘化银有没有毒，为什么现在增雨多用碘化银？

2．相对运动中的“近退、远进”的问题

3．星星为什么会闪烁？

4．橡皮筋测力计的刻度为什么是不均匀的？

5．电能表的几个问题

6．电饭锅的问题

7．调光台灯的问题

8．杯底的硬币为什么不见了？

……三、联系实际问题的辨析

1．碘化银有没有毒，为什么现在增雨多用碘化银？形成雨的条件冷云中的“冰——水”转化冰水转化的关键：核

提供结晶核，帮助冷云中的“冰—水”转化碘化银除了与干冰一样，具有与冰结构相似的微粒结构，适于作为水的结晶核外，而且结晶核的数量比干冰的要多上百倍，所以是一种比干冰效率高的理想人工冰核。三、联系实际问题的辨析

1．碘化银有没有毒，为什么现在增雨多用碘化银？

虽然碘化银有毒，但使用量非常小，每枚高炮炮弹只携带1g，火箭弹5g~10g，一架飞机是100g~300g，因此不会造成负面影响。碘化银性能稳定，用量很少，国内外对长期进行人工影响天气作业的地区监测表明，水体银离子含量远低于国家饮用水安全标准。因此，人工影响天气对生态环境和人类健康不会产生负面影响。三、联系实际问题的辨析2．相对运动中的“近退、远进”的问题当火车或汽车在广阔的地方行驶时，车内的人看到车外近出的树木迅速后退，而远处的大山且跟着车子慢慢向前运动？这个现象是由于人的视差引起的。在物理学中，视差是指在不同位置观察远近两个物体时，它们之间发生相对位置变化的现象。三、联系实际问题的辨析

2．相对运动中的“近退、远进”的问题

ABθφ树山三、联系实际问题的辨析3．星星为什么会闪烁？

星光闪烁的原理，是因为大气冷热、密度不均，当光线通过时，产生折射现象。

行星与恒星的区别

它们离我们的距离——109km与102光年它们对我们眼睛的张角——10-3度与10-7度人眼看到它们的情形——面与点三、联系实际问题的辨析3．星星为什么会闪烁？

光点和光面有何差别呢？光面可以想成由非常多光点组成，来自个别光点的光通过地球大气时也都受到扰动，但由于扰动是随机变化，光面上不同光点的变化会互相抵消，所以总的来说，光面的晃动与闪烁反而比较不明显。

三、联系实际问题的辨析

4．橡皮筋测力计的刻度为什么是不均匀的？弹簧的弹力与其的形变量成正比。

弹簧在形变过程中，用来制作弹簧的钢丝主要是发生的切向形变（垂直于钢丝方向），而弹簧的结构（弹簧与钢丝的粗细）不发生变化，只是弹簧匝数之间的距离发生变化。三、联系实际问题的辨析

4．橡皮筋测力计的刻度为什么是不均匀的？用橡皮筋制作测力计则不同。随着拉力的增大，其长度在增长，因橡皮筋的体积一定，所以橡皮筋的结构（粗细）将变细。这相当于在拉力不断增大过程中，与使用的橡皮筋在不断变化（越来越细），因此在相同的拉力作用下，其伸长量也越来越大。三、联系实际问题的辨析

5．电能表的几个问题

（1）电能表的分类感应式（机械式）、电子式（静止式）、机电一体式（混合式）①单相电能表三、联系实际问题的辨析

5．电能表的几个问题

（1）电能表的分类

②三相电能表三、联系实际问题的辨析

5．电能表的几个问题

（2）电能表的结构——转动与刹车

三、联系实际问题的辨析

5．电能表的几个问题

（2）电能表的结构

——转动与刹车

三、联系实际问题的辨析

5．电能表的几个问题

（3）电能表的参数单位、电压、电流、频率、转数

电流的意义

三、联系实际问题的辨析

6．电饭锅的问题

从一道题说起：如图1所示为电饭锅的电路原理图，当加热开关闭合时电饭锅处于加热煮饭状态，此时功率为1000W。饭熟后，加热开关自动断开，电饭锅处于保温状态，若此时电饭锅保温的加热功率为40W，求加热电阻丝和保温电阻的阻值各为多少?（假设电源两端电压不变，电阻值不随温度的变化而变化）三、联系实际问题的辨析

6．电饭锅的问题

存在的问题：

实际上，目前使用的电饭锅的保温方式有两种：一是通过间歇式加热来保温；二是通过电子线路控制加热电阻两端电压的有效值来保温。三、联系实际问题的辨析

6．电饭锅的问题

间歇式：

三、联系实际问题的辨析

7．调光台灯的问题

（1）常见理想模型式调光电路及其问题三、联系实际问题的辨析

7．调光台灯的问题

（2）实际的调光电路及其原理三、联系实际问题的辨析

8.杯底的硬币为什么不见了？

三、联系实际问题的辨析

8.杯底的硬币为什么不见了？

（1）分析的假设条件（2）有多少光能照射到硬币上？（3）发生全反射光的比例及其作用水对光的折射率约为4/3

光从水射向空气时的临界角∠1=48.5º∠2=41.5º，∠3=61.8º

即只要其入射角小于∠3=61.8º，它们在照射到杯底时均发生全反射如此多的光在杯底发生全反射，对于我们通过杯子的另一壁观察杯下面的硬币将带来两个不利影响：三、联系实际问题的辨析

8.杯底的硬币为什么不见了？

（4）有多少光能从硬币上反射出来？（5）从硬币反射出来的光如何传播？发生全反射的临界角约为48.5º

从杯侧壁有光射出的最大高度h=rtanθ，即h上方的侧壁没有由硬币反射的光线射出。

以来自硬币的反射光的三条光线OA、OB、OC为例，它们到达侧壁的入射角逐渐增大，其折射光线逐渐接近竖直方向，且折射到空气中的光强在逐渐减弱。（6）为什么“沾水”后又能被看到？三、联系实际问题的辨析

9.关于虹和霓的成因分析

（1）与棱镜色散过程是不同的（2）出现虹或霓有两个条件一是雨刚停不久，空中有大量的小水滴存在；二是太阳光斜射。在我们背对太阳光的方向观察时，可以看到虹或霓。

虹的成因分析

（1）光在水滴中的传播情况

——“折射—反射—折射”

（2）不同入射点导致出射光强度的差异——闪耀方向（3）同一闪耀方向的水滴所处的空间位置——弧形的形成（4）人在某确定位置可看到不同高度水滴的不同的闪耀方向

——外红内紫的原因（5）太阳位置高低对虹位置高低的影响——弧的完整性霓的成因分析

（1）光在水滴中的传播情况——“折射—反射—反射—折射”

（2）不同色光闪耀方向的分析霓的成因分析

（3）人在某确定位置可看到不同高度水滴的不同的闪耀方向

——外紫内红的原因

（4）对虹和霓空间位置的分析

（5）虹常见、霓少见的原因10．空气开关与漏电保护器的工作原理（1）空气开关是一种只要有短路现象,开关形成回路就会跳闸的开关。脱扣方式有热动、电磁和复式脱扣3种。空气开关就是使用空气灭弧的开关，所以叫做空气开关。10．空气开关与漏电保护器的工作原理（1）空气开关——电磁脱扣式10．空气开关与漏电保护器的工作原理（1）空气开关——复式脱扣式10．空气开关与漏电保护器的工作原理（2）漏电保护器在家庭电路中，为了安全，一般在电能表后面的电路中安装一个漏电保护器，其工作原理图如图所示。其中甲、乙两线圈绕在由矩形硅钢片组成的铁芯上，脱扣开关由脱扣开关控制器S控制，当甲线圈ef两端没有电压时，脱扣开关S能始终保持接通；当ef两端一旦有电压时，脱扣开关立即会自动断开，以起到保护作用。三、联系实际问题的辨析

11．几个常见问题的深入分析

（1）为什么“下雪不冷化雪冷”？人感到冷的原因，主要由以下几个方面决定的：第一是气温第二是空气流动速度第三是人体表面水分蒸发的快慢。三、联系实际问题的辨析

11．几个常见问题的深入分析

（2）对影响蒸发快慢因素的理解表面积大小

温度高低

空气流动情况