初中物理學科知識的拓展

初中物理學科知識內容分析與拓展

一、初中物理學科知識的拓展二、科學探究過程中的實驗設計三、聯(lián)系實際問題的辨析

一、初中物理學科知識的拓展

1．液體上方的氣壓的大小為什么會影響液體沸點的高低？

2．什么條件下氣體不經過液化直接凝華？

3．哈勃半徑是多大？

4．在水上觀察水中的魚，應在其實際位置的何處？

5．遠視眼與老花鏡的區(qū)別

6．純凈水是絕緣體嗎？空氣導電嗎？

……一、初中物理學科知識的拓展

1．液體上方的氣壓的大小為什么會影響液體沸點的高低？

沸騰是在液體表面汽化和內部同時產生的劇烈汽化以水為例沸騰前沸騰過程中

沸騰的條件

沸騰時液體中氣泡內的飽和氣壓值需要達到大于外界壓強值（液體產生的壓強和液面上方氣壓值之和）

一、初中物理學科知識的拓展由于液體的飽和汽壓隨溫度的改變而改變，所以任何一種液體只有在一定的溫度下才能沸騰。液體的沸點跟外部壓強有關。當液體所受的壓強增大時，它的沸點升高；壓強減小時，沸點降低。在相同的大氣壓下，液體不同沸點亦不相同。液體摻雜后，通常沸點會升高。“過熱”與“暴沸”只有液體中存在汽化核時，高于沸點的液體才能圍繞汽化核進行汽化形成氣泡，這就是液體沸騰。當液體中缺少氣泡或雜質時，即使溫度達到并超過了沸點，也不會沸騰，形成了過熱液體。過熱液體是不穩(wěn)定的，如果過熱液體的外部環(huán)境溫度突然急劇下降或侵入氣泡或雜質，則會形成劇烈的沸騰，并伴有爆裂聲，這種現(xiàn)象叫暴沸。暴沸的結果是使液體的溫度回到沸點。暴沸有時是危險的，應當增加液體中的氣泡或雜質防止暴沸的發(fā)生。水的飽和蒸汽壓值與溫度的關系

高壓鍋2個大氣壓左右蒸汽鍋爐幾十個大氣壓——200℃以上水蒸汽的臨界溫度——374℃一、初中物理學科知識的拓展

2．什么條件下氣體不經過液化直接凝華？

凝華：物質從氣態(tài)不經過液態(tài)而直接變成固態(tài)的現(xiàn)象。是物質在溫度和氣壓低于三相點的時候發(fā)生的一種物態(tài)變化。以水為例來分析形成凝華原因。形成凝華的條件比較特殊，一般是要求氣體的濃度要到達一定的要求，溫度要低于三相點的溫度，比如低于0攝氏度的時候的水蒸氣等。一、初中物理學科知識的拓展

2．什么條件下氣體不經過液化直接凝華？

若從水的三相圖來分析，可以看出，如圖所示的曲線OC，叫做升華曲線。它表示固、氣兩相共存時的溫度和飽和蒸汽壓強之間的關系。三相點的意義三相點是指在熱力學里，可使一種物質三相（氣相，液相，固相）共存的一個溫度和壓強的數(shù)值。舉例來說，水的三相點在0.0076℃（273.16K）及611.73Pa

3．哈勃半徑是多大？

哈勃半徑就是望遠鏡可能觀測到的觀測半徑。大約為200億光年的距離。

根據(jù)宇宙大爆炸理論，認為宇宙是從一個大爆炸的火球開始形成的。假設大爆炸后各星體即以不同的速度向外勻速運動，并設想我們就位于其中心，則速度越大的星體現(xiàn)在離我們越遠。這一結果與上述天文觀測一致。

3．哈勃半徑是多大？

假如有一個天體以光速在遠離我們，這則是我們能觀測到的極限，比這樣天體遠離我們退行更快的天體，將不能為我們所看到。

宇宙的年齡大約為200億年，所以我們將看不到比200億光年更遠的天體，因此，200億光年就是哈勃半徑。4．在水上觀察水中的魚，應在其實際位置的何處？

由魚反射的光線射到水的空氣的分界面時，將發(fā)生折射現(xiàn)象，如圖所示。由于折射現(xiàn)象，將使得觀察到的魚的位置比其實際位置偏上一些。這時有兩個問題需要搞清楚：（1）我們所看到的“魚”，是魚的像嗎？（2）所看到的“魚”在其實際位置的何處？4．在水上觀察水中的魚，應在其實際位置的何處？

平面折射的成像原理4．在水上觀察水中的魚，應在其實際位置的何處？從魚反射出的光線折射后其反向延長線并不交于一點，而是交于一條線（一個面），如圖所示。

4．在水上觀察水中的魚，應在其實際位置的何處？

觀察裝置的口徑與觀察位置對視深度的影響

可見，所看到的“像”的位置是：偏上，且靠近觀察者一側4．在水上觀察水中的魚，應在其實際位置的何處？

水中物體所成的像（平面折射所成的像）與一般意義上物理中所說的像有所不同?？梢姡@并不是物理意義上的像5．遠視眼與老花眼的區(qū)別

（1）正常眼睛的近點與遠點人眼看清物體的條件：①在視網(wǎng)膜上成像；②足夠的亮度；③足夠的大小5．遠視眼與老花眼的區(qū)別（2）近視眼、遠視眼與老花眼5．遠視眼與老花眼的區(qū)別（2）近視眼、遠視眼與老花眼

對于原來視力正常人來說，年齡增大后，遠點一般變化不大，而近點則明顯向遠移，即逐漸看不清近處的物體了，這時常常需要配戴“老花鏡”，它也是凸透鏡?！袄匣ㄧR”只在看近處物體（例如看書、看電腦等）時使用，它使得近處物體射來的發(fā)散光能會聚于視網(wǎng)膜處，如圖4所示。

5．遠視眼與老花眼的區(qū)別（3）遠視眼與老花眼的區(qū)別

①成像的區(qū)別

遠視眼的遠點和近點都比正常人的遠，戴凸透鏡矯正后，近點與正常眼睛相當，從而可以看清近處的物體。老花眼的遠點與正常眼睛相當，只是近點遠移了。其實，當人老了，眼花了，其近處和遠處的物體都看不清楚了！5．遠視眼與老花眼的區(qū)別（3）遠視眼與老花眼的區(qū)別②成因的區(qū)別

遠視眼是由于眼球前后徑變短，或因小角膜、晶狀體彎曲度變小及晶狀體屈光指數(shù)減小等引起。老花眼的眼球晶狀體逐漸硬化、增厚，而且眼部肌肉的調節(jié)能力也隨之減退，導致變焦能力降低。（4）老花眼的表現(xiàn)

老花眼只是看近處的物體困難，而且人老了，花眼的程度與年輕時視力的情況有很大關系。

老花眼的矯正也不一定是戴凸透鏡！6．純凈水是絕緣體嗎？空氣導電嗎？

導體與絕緣體之間并沒有嚴格的界線，如圖所示展示了在通常情況下一些物質的導電性能。從左至右導電能力越來越強，絕緣性能越來越弱。也可以用LED和6V直流電源進行實驗6．純凈水是絕緣體嗎？空氣導電嗎？

導體與絕緣體之間并沒有嚴格的界線二、科學探究過程中的實驗設計

1．對發(fā)音齒輪的質疑

2．關于傳統(tǒng)慣性實驗的思考

3．為什么在研究決定電功大小的因素時，在U、I、t幾個物理量之間利用控制變量來研究，而不討論與電阻R的關系。但在研究決定電熱大小的因素時，卻R、I、t幾個物理量之間利用控制變量來研究，而不討論與電壓U的關系？

4．幾種焦耳定律實驗方案的比較……二、科學探究過程中的實驗設計

1．對發(fā)音齒輪的質疑有一個傳統(tǒng)的演示實驗如圖所示

有些問題值得深入研究

乙甲丙2．關于傳統(tǒng)慣性實驗的思考

（1）慣性小球（雞蛋入杯）2．關于傳統(tǒng)慣性實驗的思考

（2）小車木塊二、科學探究過程中的實驗設計

3．為什么在研究決定電功大小的因素時，在U、I、t幾個物理量之間利用控制變量來研究，而不討論與電阻R的關系。但在研究決定電熱大小的因素時，卻R、I、t幾個物理量之間利用控制變量來研究，而不討論與電壓U的關系？

直觀的量度電流做功；忽略了電動機產生的電熱二、科學探究過程中的實驗設計3．在研究決定電熱大小的因素時，卻R、I、t幾個物理量之間利用控制變量來研究，而不討論與電壓U的關系

二、科學探究過程中的實驗設計4．幾種焦耳定律實驗方案的比較（1）電熱絲點燃火柴加熱時間——熱量多少——溫度高低散熱二、科學探究過程中的實驗設計4．幾種焦耳定律實驗方案的比較（2）加熱煤油與加熱空氣的比較

電流相同，研究與電阻的關系

電阻相同，研究與電流的關系

二、科學探究過程中的實驗設計5．兩個探究光的反射定律方案的比較二、科學探究過程中的實驗設計6．探究水沸騰時溫度變化的特點大燒杯——小燒杯——大試管三、聯(lián)系實際問題的辨析

1．碘化銀有沒有毒，為什么現(xiàn)在增雨多用碘化銀？

2．相對運動中的“近退、遠進”的問題

3．星星為什么會閃爍？

4．橡皮筋測力計的刻度為什么是不均勻的？

5．電能表的幾個問題

6．電飯鍋的問題

7．調光臺燈的問題

8．杯底的硬幣為什么不見了？

……三、聯(lián)系實際問題的辨析

1．碘化銀有沒有毒，為什么現(xiàn)在增雨多用碘化銀？形成雨的條件冷云中的“冰——水”轉化冰水轉化的關鍵：核

提供結晶核，幫助冷云中的“冰—水”轉化碘化銀除了與干冰一樣，具有與冰結構相似的微粒結構，適于作為水的結晶核外，而且結晶核的數(shù)量比干冰的要多上百倍，所以是一種比干冰效率高的理想人工冰核。三、聯(lián)系實際問題的辨析

1．碘化銀有沒有毒，為什么現(xiàn)在增雨多用碘化銀？

雖然碘化銀有毒，但使用量非常小，每枚高炮炮彈只攜帶1g，火箭彈5g~10g，一架飛機是100g~300g，因此不會造成負面影響。碘化銀性能穩(wěn)定，用量很少，國內外對長期進行人工影響天氣作業(yè)的地區(qū)監(jiān)測表明，水體銀離子含量遠低于國家飲用水安全標準。因此，人工影響天氣對生態(tài)環(huán)境和人類健康不會產生負面影響。三、聯(lián)系實際問題的辨析2．相對運動中的“近退、遠進”的問題當火車或汽車在廣闊的地方行駛時，車內的人看到車外近出的樹木迅速后退，而遠處的大山且跟著車子慢慢向前運動？這個現(xiàn)象是由于人的視差引起的。在物理學中，視差是指在不同位置觀察遠近兩個物體時，它們之間發(fā)生相對位置變化的現(xiàn)象。三、聯(lián)系實際問題的辨析

2．相對運動中的“近退、遠進”的問題

ABθφ樹山三、聯(lián)系實際問題的辨析3．星星為什么會閃爍？

星光閃爍的原理，是因為大氣冷熱、密度不均，當光線通過時，產生折射現(xiàn)象。

行星與恒星的區(qū)別

它們離我們的距離——109km與102光年它們對我們眼睛的張角——10-3度與10-7度人眼看到它們的情形——面與點三、聯(lián)系實際問題的辨析3．星星為什么會閃爍？

光點和光面有何差別呢？光面可以想成由非常多光點組成，來自個別光點的光通過地球大氣時也都受到擾動，但由于擾動是隨機變化，光面上不同光點的變化會互相抵消，所以總的來說，光面的晃動與閃爍反而比較不明顯。

三、聯(lián)系實際問題的辨析

4．橡皮筋測力計的刻度為什么是不均勻的？彈簧的彈力與其的形變量成正比。

彈簧在形變過程中，用來制作彈簧的鋼絲主要是發(fā)生的切向形變（垂直于鋼絲方向），而彈簧的結構（彈簧與鋼絲的粗細）不發(fā)生變化，只是彈簧匝數(shù)之間的距離發(fā)生變化。三、聯(lián)系實際問題的辨析

4．橡皮筋測力計的刻度為什么是不均勻的？用橡皮筋制作測力計則不同。隨著拉力的增大，其長度在增長，因橡皮筋的體積一定，所以橡皮筋的結構（粗細）將變細。這相當于在拉力不斷增大過程中，與使用的橡皮筋在不斷變化（越來越細），因此在相同的拉力作用下，其伸長量也越來越大。三、聯(lián)系實際問題的辨析

5．電能表的幾個問題

（1）電能表的分類感應式（機械式）、電子式（靜止式）、機電一體式（混合式）①單相電能表三、聯(lián)系實際問題的辨析

5．電能表的幾個問題

（1）電能表的分類

②三相電能表三、聯(lián)系實際問題的辨析

5．電能表的幾個問題

（2）電能表的結構——轉動與剎車

三、聯(lián)系實際問題的辨析

5．電能表的幾個問題

（2）電能表的結構

——轉動與剎車

三、聯(lián)系實際問題的辨析

5．電能表的幾個問題

（3）電能表的參數(shù)單位、電壓、電流、頻率、轉數(shù)

電流的意義

三、聯(lián)系實際問題的辨析

6．電飯鍋的問題

從一道題說起：如圖1所示為電飯鍋的電路原理圖，當加熱開關閉合時電飯鍋處于加熱煮飯狀態(tài)，此時功率為1000W。飯熟后，加熱開關自動斷開，電飯鍋處于保溫狀態(tài)，若此時電飯鍋保溫的加熱功率為40W，求加熱電阻絲和保溫電阻的阻值各為多少?（假設電源兩端電壓不變，電阻值不隨溫度的變化而變化）三、聯(lián)系實際問題的辨析

6．電飯鍋的問題

存在的問題：

實際上，目前使用的電飯鍋的保溫方式有兩種：一是通過間歇式加熱來保溫；二是通過電子線路控制加熱電阻兩端電壓的有效值來保溫。三、聯(lián)系實際問題的辨析

6．電飯鍋的問題

間歇式：

三、聯(lián)系實際問題的辨析

7．調光臺燈的問題

（1）常見理想模型式調光電路及其問題三、聯(lián)系實際問題的辨析

7．調光臺燈的問題

（2）實際的調光電路及其原理三、聯(lián)系實際問題的辨析

8.杯底的硬幣為什么不見了？

三、聯(lián)系實際問題的辨析

8.杯底的硬幣為什么不見了？

（1）分析的假設條件（2）有多少光能照射到硬幣上？（3）發(fā)生全反射光的比例及其作用水對光的折射率約為4/3

光從水射向空氣時的臨界角∠1=48.5o∠2=41.5o，∠3=61.8o

即只要其入射角小于∠3=61.8o，它們在照射到杯底時均發(fā)生全反射如此多的光在杯底發(fā)生全反射，對于我們通過杯子的另一壁觀察杯下面的硬幣將帶來兩個不利影響：三、聯(lián)系實際問題的辨析

8.杯底的硬幣為什么不見了？

（4）有多少光能從硬幣上反射出來？（5）從硬幣反射出來的光如何傳播？發(fā)生全反射的臨界角約為48.5o

從杯側壁有光射出的最大高度h=rtanθ，即h上方的側壁沒有由硬幣反射的光線射出。

以來自硬幣的反射光的三條光線OA、OB、OC為例，它們到達側壁的入射角逐漸增大，其折射光線逐漸接近豎直方向，且折射到空氣中的光強在逐漸減弱。（6）為什么“沾水”后又能被看到？三、聯(lián)系實際問題的辨析

9.關于虹和霓的成因分析

（1）與棱鏡色散過程是不同的（2）出現(xiàn)虹或霓有兩個條件一是雨剛停不久，空中有大量的小水滴存在；二是太陽光斜射。在我們背對太陽光的方向觀察時，可以看到虹或霓。

虹的成因分析

（1）光在水滴中的傳播情況

——“折射—反射—折射”

（2）不同入射點導致出射光強度的差異——閃耀方向（3）同一閃耀方向的水滴所處的空間位置——弧形的形成（4）人在某確定位置可看到不同高度水滴的不同的閃耀方向

——外紅內紫的原因（5）太陽位置高低對虹位置高低的影響——弧的完整性霓的成因分析

（1）光在水滴中的傳播情況——“折射—反射—反射—折射”

（2）不同色光閃耀方向的分析霓的成因分析

（3）人在某確定位置可看到不同高度水滴的不同的閃耀方向

——外紫內紅的原因

（4）對虹和霓空間位置的分析

（5）虹常見、霓少見的原因10．空氣開關與漏電保護器的工作原理（1）空氣開關是一種只要有短路現(xiàn)象,開關形成回路就會跳閘的開關。脫扣方式有熱動、電磁和復式脫扣3種?？諝忾_關就是使用空氣滅弧的開關，所以叫做空氣開關。10．空氣開關與漏電保護器的工作原理（1）空氣開關——電磁脫扣式10．空氣開關與漏電保護器的工作原理（1）空氣開關——復式脫扣式10．空氣開關與漏電保護器的工作原理（2）漏電保護器在家庭電路中，為了安全，一般在電能表后面的電路中安裝一個漏電保護器，其工作原理圖如圖所示。其中甲、乙兩線圈繞在由矩形硅鋼片組成的鐵芯上，脫扣開關由脫扣開關控制器S控制，當甲線圈ef兩端沒有電壓時，脫扣開關S能始終保持接通；當ef兩端一旦有電壓時，脫扣開關立即會自動斷開，以起到保護作用。三、聯(lián)系實際問題的辨析

11．幾個常見問題的深入分析

（1）為什么“下雪不冷化雪冷”？人感到冷的原因，主要由以下幾個方面決定的：第一是氣溫第二是空氣流動速度第三是人體表面水分蒸發(fā)的快慢。三、聯(lián)系實際問題的辨析

11．幾個常見問題的深入分析

（2）對影響蒸發(fā)快慢因素的理解表面積大小

溫度高低

空氣流動情況