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11第一章声现象一、声音的发生与传播1.现象说明：一切发声的物体都在振动。用手按住发音的音叉，发音也停止，该现象说明：振动停止，发声也停止。振动的物体叫声源。记录声音的方法有：机械唱片上的沟槽、磁带和激光唱盘。☆人说话唱歌靠声带的振动发声，婉转的鸟鸣靠鸣膜的振动发声，清脆的蟋蟀叫声靠翅膀摩擦的振动发声，其振动频率一定在20～20000Hz之间。☆“风在吼，马在叫，黄河在咆哮”。这里的“吼”“叫”“咆哮”的声源分别是空气、马、黄河水。☆敲打桌子，听到声音，却看不见桌子的振动，你能想出什么办法来证明桌子的振动？——可在桌上撒些碎纸屑，这些纸屑在敲打桌子时会跳动。2.声音传播需要介质，真空不能传声。在空气中，声音以波的形式传播，声波到达人耳，引起鼓膜振动，人就听到声音。☆实验可得结论：真空不能传声。在月球上为什么不能够进行直接交谈？因为月球上无空气，真空不能传声。登上月球的宇航员们即使相距很近也要靠无线电话交谈，因为无线电波在真空中也能传播。☆“风声、雨声、读书声，声声入耳”说明：气体、液体、固体都能发声，空气能传播声音。3.声速：声音在介质中的传播速度。声速大小与介质的种类和温度有关。在一般情况下，v固v液v气。声音在15℃空气中的传播速度是340m/s，在真空中的声速为0m/s。☆有一段钢管里面盛有水，长为L，在一端敲一下，在另一端听到3次声音。传播时间从短到长依次是☆运动会上进行百米赛跑时，终点裁判员应看到枪冒烟时记时。若听到枪声再记时，则记录时间比实际跑步时间要晚0.29s。4.回声是由于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，人耳能把回声跟原声区分开来，此时障碍物距听者至少为17m。在屋子里谈话比在旷野里听起来响亮，原因是屋子空间比较小造成回声到达人耳比原声晚不足0.1s最终回声和原声混合在一起使原声加强。利用回声可以测定海底深度、冰山距离、敌方潜水艇的远近。测量中要先知道声音在海水中的传播速度，测量方法是：测出发出声音到受到反射回来的声音讯号的时间t，查出声音在介质中的传播速度v，则发声点距物体S=vt/2。二、怎样听到声音1.人耳感知声音的途径（空气传导）：外界传来的声音引起鼓膜振动，这种振动经听小骨及其他组织传给听觉神经，听觉神经把信号传给大脑，人就听到了声音。2.耳聋分为神经性耳聋和传导性耳聋。3.骨传导：声音通过头骨、颌骨传到听觉神经，引起听觉的传导方式。一些失去听力的人可以用这种方法听到声音。4.双耳效应：人有两只耳朵，而不是一只。声源到两只耳朵的距离一般不同，声音传到两只耳朵的时刻、强弱及其他特征也就不同。这些差异就是判断声源方向的重要基础。三、乐音及三个特征1.乐音是物体做规则振动时发出的声音。2.音调：人感觉到的声音的高低。☆用硬纸片在梳子齿上快划和慢划时可以发现：划的快音调高；用同样大的力拨动粗细不同的橡皮筋时可以发现：橡皮筋振动快音调高。综合两个实验现象你得到的共同结论是：音调跟发声体振动频率有关系，频率越高音调越高；频率越低音调越低。物体在1s内振动的次数叫频率。物体振动越快频率越高。频率单位:Hz。☆解释蜜蜂飞行能凭听觉发现，为什么蝴蝶飞行听不见？——蜜蜂翅膀振动发声频率在人耳听觉范围内，蝴蝶振动发声频率不在人耳听觉范围内。3.响度：人耳感受到的声音的大小。响度跟发声体的振幅和距发声体距离的远近有关。物体在振动时偏离原来位置的最大距离叫振幅。振幅越大，响度越大。增大响度的主要方法是：减小声音的分散。☆提出问题：①小明喊话时，用力喊有什么用？②小明喊话时用手捧成喇叭状有什么用？③小明喊话时站在高处有什么用？☆男低音歌手放声歌唱，女高音为他轻声伴唱：女的音调高响度小，男的音调低响度大。☆敲鼓时，撒在鼓面上的纸屑会跳动，且鼓声越响跳动越高；将发声的音叉接触水面，能溅起水花，且音叉声音越响溅起水花越大；扬声器发声时纸盆会振动，且声音越响振动越大。根据上述现象可归纳出：声音是由物体的振动产生的；声音的响度跟发声体的振幅有关。4.音色：由物体本身（材料和结构）决定。人们根据音色能够辨别乐器或区分人。5.区分乐音三要素：闻声知人(依据不同人的音色来判定)；高声大叫(指响度)；高音歌唱家(指音调)。四、噪音1.当代社会的四大污染：噪声污染、水污染、大气污染、固体废弃物污染。2.物理学角度看，噪声是指发声体做无规则的杂乱无章的振动发出的声音；环境保护的角度看，噪声是指妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音起干扰作用的声音。3.噪声的来源：交通运输噪声、工业噪声、施工噪声、社会生活噪声。4.人们用分贝（dB）来划分声音等级。听觉下限0dB；为保护听力应控制噪声不超过90dB；为保证工作学习，应控制噪声不超过70dB；为保证休息和睡眠应控制噪声不超过50dB。5.减弱噪声的方法（消、隔、吸）：在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱。五、声的利用1.传递信息：声呐（回声定位）、超声波诊断（B超）、超声波金属探伤、次声波地震预报。2.传递能量：超声波清洗污垢、超声振动除结石。第二章光现象一、光的直线传播1.光源定义:能够发光的物体。月亮本身不发光，不是光源。分类自然光源（太阳、萤火虫）人造光源（篝火、蜡烛、油灯、电灯）2.光在同一均匀介质中是沿直线传播的。3.光线是由一小束光抽象而建立的理想物理模型。建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。☆为什么在有雾的天气里，可以看到从汽车头灯射出的光束是直的？——光在空气中是沿直线传播的。光在传播过程中，部分光遇到雾发生漫反射，射入人眼，人能看到光的直线传播。☆早晨看到太阳的位置比实际位置高，该现象说明：光在非均匀介质中不是沿直线传播的。①影子形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体的后面形成阴影区域即影子。②激光准直：激光引导掘进机沿直线前进。4.应用③月食：当地球在中间时可形成月食。日食：在月球后1的位置可看到日全食，2的位置看到日偏食，3的位置看到日环食。④小孔成像：早在《墨经》中就有记载，成倒立的实像，其像的形状与孔的形状无关。5.光速在真空或空气中的光速C=3×108m/s=3×105km/s在水中速度为真空中光速的3/4；在玻璃中速度为真空中速度的2/3二、光的反射1.光的反射：光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象。三线同面：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；2.反射定律法线居中：反射光线和入射光线分居于法线的两侧；两角相等：反射角等于入射角。光路可逆:光的反射过程中光路是可逆的。L5200m/sL1497m/sL340m/s2定义：射到物面上的平行光反射后仍然平行。镜面反射条件：反射面平滑。3.分类应用：迎着太阳看平静水面特别亮，黑板反光，都是因为发生了镜面反射。定义：射到物面上的平行光反射后向着不同方向，每条光线遵守光的反射定律。漫反射条件：反射面凹凸（粗糙）不平。应用：能从各个方向看到本身不发光物体，是由于光射到物体上发生漫反射的缘故。☆请各举一例说明光的反射作用对人们生活、生产的利与弊。⑴有利：生活中用平面镜观察面容；我们能看到的大多数物体是由于物体反射光进入我们眼睛。⑵有弊：黑板反光；城市高大的楼房的玻璃幕墙、釉面砖墙反光造成光污染。☆下列各成语所反映的情景中，能用什么物理知识解释。①镜花水月（光的反射）②坐井观天（光的直线传播）③海市蜃楼（光的反射）④立竿见影（光的直线传播）⑤隔岸观火（光的直线传播）⑥水中捞月（光的反射）⑦水照云光（光的反射）☆把桌子放在教室中间，我们从各个方向能看到它原因是：光在桌子上发生了漫反射。①像物到镜面的距离相等成像特点②像物大小相等等距、等大、垂直、虚象③像物的连线与镜面垂直（对称）平面镜④物体在平面镜里所成的像是虚像成像原理：光的反射定律作用：成像、改变光路、扩大视野4.面镜实像和虚像实像：实际光线会聚点所成的像虚像：反射光线反向延长线的会聚点所成的像定义：用球面的内表面作反射面凹面镜性质：光线起会聚作用；从焦点射向凹镜的反射光是平行光球面镜应用：太阳灶、手电筒、汽车头灯定义：用球面的外表面做反射面凸面镜性质：光线起发散作用。凸镜所成的象是缩小的虚像应用：汽车后视镜（扩大视野）☆在研究平面镜成像特点时，选用玻璃板而不用平面镜的目的：主要是利用玻璃板透明的特点，便于观察和确定像的位置；选用薄玻璃板的目的：是为了避免玻璃板的两个表面同时成像所造成的分不清像的位置；选用直尺的目的：比较像与物到平面镜的距离（便于测量物距和像距）；选用两根相同蜡烛的目的是：便于确定成像的位置和比较像和物的大小。为什么未点燃的蜡烛有时无法完全与像重合？——玻璃镜有两个反射面，蜡烛通过玻璃镜形成两个虚像；或可能是玻璃镜未竖直在桌面，稍微倾斜，造成操作困难。☆汽车司机前的玻璃不是竖直的，而是上方向内倾斜，除了可以减小前进时受到的阻力外，从光学角度考虑这样做的好处是：使车内的物体的像成在司机视线上方，不影响司机看路面。汽车头灯安装在车头下部：可以使车前障碍物在路面形成较长的影子，便于司机及早发现。三、光的折射1.光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化的现象。三线同面：折射光线，入射光线和法线在同一平面内；法线居中：折射光线和入射光线分居与法线两侧；2.折射定律空气角大：光从空气斜射入其他介质中时，折射角小于入射角；光从其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角；光垂直入射时，折射角等于入射角=0°；光路可逆：在折射时光路是可逆的。3.现象：从空气看水中物体，或从水中看空气中物体看到的是物体的虚像，看到的位置比实际位置高。☆池水看起来比实际的浅是因为：光从水中斜射向空气中时发生折射，折射角大于入射角。☆蓝天白云在湖中形成倒影，水中鱼儿在“云中”自由穿行。这里我们看到的水中的白云是由光的反射而形成的虚像，看到的鱼儿是由光的折射而形成的虚像。四、颜色与不可见光1.光的色散：白光经棱镜折射后分解为各种颜色光的现象。它说明白光是由各种色光（红橙黄绿蓝靛紫）混合而成的，是复色光。2.色光三原色：红绿蓝（彩色电视机）；颜料三原色：红黄蓝（印刷、绘画）3.光谱：将不同颜色的光按照一定的顺序排列起来而形成的。定义：指在光谱上红光以外的看不见的光4.红外线特性：热作用强应用：照相诊断、理疗、烤箱、烘干、供暖、夜视仪（瞄准）、电视机遥控、遥感勘测定义：指在光谱上紫光以外的看不见的光5.紫外线化学作用强，易使底片感光特性生理作用强，能消毒杀菌具有荧光效应，鉴别防伪验钞第三章透镜及其应用一、透镜薄透镜：透镜的厚度远小于球面的半径。主光轴：通过两个球面球心的直线。1.名词光心O：即薄透镜的中心。性质：通过光心的光线传播方向不改变。焦点F：凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的点。焦距f：焦点到凸透镜光心的距离。2.典型光路：3.填表：☆写出两种粗测凸透镜焦距的方法。答：①凸透镜正对太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动直到纸上的光斑变得最小最亮，即焦点，用刻度尺测出焦点到透镜光心的距离，即焦距。②把凸透镜放在书上，让凸透镜逐渐远离书，直到看到书上的字模糊不清时，此时字处在凸透镜的焦点上，用刻度尺测出书面上的字到透镜光心的距离即焦距。☆小宇有三只大小、形状相同的凸透镜，分别由玻璃、水晶、塑料制成，小宇想探索“大小、形状相同的凸透镜的焦距与制作材料是否有关？”请帮他设计探索过程。①这次探索需要器材有哪些？名称又名眼镜实物形状光学符号性质凸透镜会聚透镜老花镜对光线有会聚作用凹透镜发散透镜近视镜对光线有发散作用FFFF3②写出探索的主要步骤；③请设计实验现象或实验数据记录表；④这次探究运用的一种主要科学研究方法是什么？答：①三只凸透镜、太阳光、刻度尺；②分别让三种凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动直到纸上的光斑变得最小最亮，即焦点；用刻度尺分别测出三种透镜的焦距；比较三种透镜的焦距，得出结论。③如右图。④控制变量法。二、凸透镜成像规律及其应用1.实验：实验时使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏