九年级物理公式
浮力公式
1.F=G
浮力:F牛顿(N)
排开水重:G牛顿(N)
2.F=ρgV
液体密度:ρ千克每立方米(kg/m³)
重力公式:g牛顿每千克(N/kg)
排开液体体积:V立方米(m³)
浮力:F牛顿(N)
3.F=G1-G2
浮力:F牛顿(N)
物重:G1牛顿(N)
物沉入水后重力:G2牛顿(N)
密度公式
ρ=m/V
密度:ρ千克每立方米(kg/m³)
质量:m千克(kg)
体积:V立方米(m³)
压强公式:
固体压强
P=F/S
压强:P帕斯卡(Pa)
压力:F牛顿(N)
面积:S平方米(㎡)
液体压强
P=ρgh
压强:P帕斯卡(Pa)
液体密度:ρ千克每立方米(kg/m³)
重力公式:g牛顿每千克(N/kg)
深度:h米(m)
比热容公式
Q=mc*t
热量:Q焦耳(J)
比热容:cJ/(kg*℃)
时间:t秒(s)
质量:m千克(kg)
燃烧能量公式(热值公式)
Q=mq
热量:Q焦耳(J)
质量:m千克(kg)
热值:q焦每千克(J/kg)
做功公式:
W=FS或W=Gh
功:W焦耳(J)
力:F牛顿(N) 重力:G牛顿(N)
沿力移动距离:S米(m) 上升高度:h米(m)
功率公式:
P=W/t
功率:P瓦特(W)
功:W焦耳(J)
时间:t秒(s) 1一个空瓶的质量为200g,用此瓶装满水时总质量为700g,装满某种液体时质量为715g,求该液体的密度。
2 需要测一形状不规则的木块的密度,先用天平称出其质量是15克,取一个量筒,并装入50毫升水,将一块铁放进量桶的水中,水面升高80毫升刻线处,,取出铁块与木块拴在一起,再放进量筒中,木块刚好侵末在水中,水面上升到105毫升刻线处,则木块密度是多大?
列出算试。1.说明瓶子可以装满500g的水,也就是500ml的水。
当装满另一种液体时,该液体装了515g,瓶子容积500ml
p=m/v=515g/500ml=1.03g/ml
2.原来50ml的水位线,铁块一进去变成80ml,说明铁块体积是30ml
铁块木块一同下去变成105ml,说明木块体积是105-50-30=25ml=25cm3
木块质量为15g
p=m/v=15g/25cm3=0.6g/cm3
此类问题都是要减去原容器体积或质量的问题,只要用(后来的体积或质量)减去(原容器体积或质量)可得到(需测量物体的体积或质量),后面根据公式即可算出
九年级物理复习提纲
第十一章 多彩的物质世界
一、宇宙和微观世界
宇宙→银河系→太阳系→地球
物质由分子组成;分子是保持物质原来性质的一种粒子;一般大小只有百亿分之几米(0.3-0.4nm)。
物质三态的性质:
固体:分子排列紧密,粒子间有强大的作用力。固体有一定的形状和体积。
液体:分子没有固定的位置,运动比较自由,粒子间的作用力比固体的小;液体没有确定的形状,具有流动性。
气体:分子极度散乱,间距很大,并以高速向四面八方运动,粒子间作用力微弱,易被压缩,气体具有流动性。
分子由原子组成,原子由原子核和(核外)电子组成(和太阳系相似),原子核由质子和中子组成。
纳米科技:(1nm=10 m),纳米尺度:(0.1-100nm)。研究的对象是一小堆分子或单个的原子、分子。
二、质量
质量:物体含有物质的多少。质量是物体本身的一种属性,它的大小与形状、状态、位置、温度等无关。物理量符号:m。
单位:kg、t、g、mg。
1t=103kg, 1kg=103g, 1g=103mg.
天平:1、原理:杠杆原理。
2、注意事项:被测物体不要超过天平的称量;向盘中加减砝码要用镊子,不能把砝码弄脏、弄湿;潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的盘中
3、使用:(1)把天平放在水平台上;(2)把游码放到标尺放到左端的零刻线处,调节横梁上的平衡螺母,使天平平衡(指针指向分度盘的中线或左右摆动幅度相等)。(3)把物体放到左盘,右盘放砝码,增减砝码并调节游码,使天平平衡。(4)读数:砝码的总质量加上游码对应的刻度值。
注:失重时(如:宇航船)不能用天平称量质量。
三、密度
密度是物质的一种特殊属性;同种物质的质量跟体积成正比,质量跟体积的比值是定值。
密度:单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度。
密度大小与物质的种类、状态有关,受到温度的影响,与质量、体积无关。
公式:
单位:kg/m3 g/cm3 1×103kg/m3=1g/cm3。
1L=1dm3=10-3m3;1ml=1cm3=10-3L=10-6m3。
四、测量物质的密度
实验原理:
实验器材:天平、量筒、烧杯、细线
量筒:测量液体体积(可间接测量固体体积),读数是以凹液面的最低处为准。
测固体(密度比水大)的密度:步骤:
1、用天平称出固体的质量m;2、在量筒里倒入适量(能浸没物体,又不超过最大刻度)的水,读出水的体积V1;3、用细线拴好物体,放入量筒中,读出总体积V2。
注:若固体的密度比水小,可采用针压法和重物下坠法。
测量液体的密度:步骤:1、用天平称出烧杯和液体的总质量m1;2、把烧杯里的液体倒入量筒中一部分,读出液体的体积V2;3、用天平称出剩余的液体和烧杯的质量m2。
五、密度与社会生活
密度是物质的基本属性(特性),每种物质都有自己的密度。
密度与温度:温度能够改变物质的密度;气体热膨胀最显著,它的密度受温度影响最大;固体和液体受温度影响比较小。
水的反常膨胀:4℃密度最大;水结冰体积变大。
密度应用:1、鉴别物质(测密度)2、求质量3、求体积。
第十二章 运动和力
一、运动的描述
运动是宇宙中普遍的现象。
机械运动:物体位置的变化叫机械运动。
参照物:在研究物体运动还是静止时被选作标准的物体(或者说被假定不动的物体)叫参照物.
运动和静止的相对性:同一个物体是运动还是静止,取决于所选的参照物。
二、运动的快慢
速度:描述物体运动的快慢,速度等于运动物体在单位时间通过的路程。
公式:
速度的单位是:m/s;km/h。
匀速直线运动:快慢不变、沿着直线的运动。这是最简单的机械运动。
变速运动:物体运动速度是变化的运动。
平均速度:在变速运动中,用总路程除以所用的时间可得物体在这段路程中的快慢程度,这就是平均速度。
三、时间和长度的测量
时间的测量工具:钟表。秒表(实验室用)
单位:s min h
长度的测量工具:刻度尺。
长度单位:m km dm cm mm μm nm
刻度尺的正确使用:
(1).使用前要注意观察它的零刻线、量程和分度值; (2).用刻度尺测量时,尺要沿着所测长度,不利用磨损的零刻线;(3)厚的刻度尺的刻线要紧贴被测物体。(4).读数时视线要与尺面垂直,在精确测量时,要估读到分度值的下一位。 (5). 测量结果由数字和单位组成。
误差:测量值与真实值之间的差异,叫误差。
误差是不可避免的,它只能尽量减少,而不能消除,常用减少误差的方法是:多次测量求平均值。
四、力
力:力是物体对物体的作用。物体间力的作用是相互的。 (一个物体对别的物体施力时,也同时受到后者对它的力)。
力的作用效果:力可以改变物体的运动状态,还可以改变物体的形状。
力的单位是:牛顿(N),1N大约是你拿起两个鸡蛋所用的力。
力的三要素是:力的大小、方向、作用点;它们都能影响力的作用效果。
力的示意图:用一根带箭头的线段把力的三要素都表示出来就叫力的示意图。
五、牛顿第一定律
亚里士多德观点:物体运动需要力来维持。
伽利略观点:物体的运动不须要力来维持,运动之所以停下来,是因为受到了阻力作用。
牛顿第一定律:一切物体在没有收到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。(牛顿第一定律是在经验事实的基础上,通过进一步的推理而概括出来的,因而不能用实验来证明这一定律)。
惯性:物体保持运动状态不变的性质叫惯性。
一切物体在任何情况下都有惯性;惯性的大小只与质量有关。
牛顿第一定律也叫做惯性定律。
六、二力平衡
平衡力:物体在力的作用下处于静止状态或匀速直线运动状态,是因为物体受到的是平衡力。
二力平衡:物体受到两个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡。
二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反、并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
○(二力平衡时合力为零)。
物体在不受力或受到平衡力作用下都会保持静止状态或匀速直线运动状态。
第十三章 力和机械
一、弹力 弹簧测力计
弹性:物体受力发生形变,不受力时又恢复到原来的形状,物体的这种性质叫弹性。
塑性:物体受力后不能自动恢复原来的形状,物体的这种性质叫塑性。
弹力:物体由于发生弹性形变而产生的力。
弹簧测力计:原理:在弹性限度内,弹簧收受到的拉力越大,它的伸长就越长。(在弹性限度内,弹簧的伸长跟受到的拉力成正比)
弹簧测力计的使用:;(1)认清分度值和量程;(2)要检查指针是否指在零刻度,如果不是,则要调零; (3)轻拉秤钩几次,看每次松手后,指针是否回到零刻度;(4)测量时力要沿着弹簧的轴线方向,测量力时不能超过弹簧秤的量程。
二、重力
万有引力:宇宙间任何两个物体,大到天体,小到灰尘之间,都存在互相吸引的力。
重力:由于地球的吸引而使物体受到的力。
1、重力的大小叫重量,物体受到的重力跟它的质量成正比。G=mg.
2、重力的方向:竖直向下(指向地心)。
3、重力的作用点(重心):地球吸引物体的每一个部分,但是,对于整个物体,重力的作用好像作用在一个点,这个点叫重心。(形状规则、质地均匀的物体的重心在它的几何中心)
三、摩擦力
摩擦力:两个互相接触的物体,当它们做相对运动(或有相对运动的趋势)时,就会在接触面是产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫摩擦力。
摩擦力的方向:和物体相对运动的方向相反。
决定摩擦力(滑动摩擦)大小的因素:【实验原理:二力平衡】1、压力(压力越大,摩擦力越大);2、接触面的粗糙程度(接触面越粗糙,摩擦力越大)。
摩擦的分类:1、静摩擦:有相对运动的趋势,没有发生相对的运动。2、动摩擦:(1)滑动摩擦:一个物体在另一个物体的表面上滑动时产生的摩擦;(2)滚动摩擦:轮状或球状物体滚动时产生的摩擦,通常情况下,滚动摩擦比滑动摩擦小。
增大摩擦力方法:使接触面粗糙些和增大压力。
减小有害摩擦方法:(1)使接触面光滑;(2)减小压力;(3)用滚动代替滑动;(4)使接触面分开(加润滑油、形成气垫)。
四、杠杆
杠杆:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒叫杠杆。
杠杆的五要素:1、支点:杠杆绕着转动的点;2、动力:作用在杠杆上,使杠杆转动的力;3、阻力:作用在杠杆上,阻碍杠杆转动的力;4、动力臂:支点到动力作用线的距离;5、阻力臂:支点到阻力作用线的距离。
杠杆的平衡条件:F1l1=F2l2.
三种杠杠杆: (1)省力杠杆:L1>L2,平衡时F1<F2。特点是省力,但费距离。(如剪铁剪刀,铡刀,起子)(2)费力杠杆:L1<L2,平衡时F1>F2。特点是费力,但省距离。(如钓鱼杠,理发剪刀等) (3)等臂杠杆:L1=L2,平衡时F1=F2。特点是既不省力,也不费力。(如:天平)
五、其他简单机械
定滑轮特点:(轴固定不动)不省力,但能改变动力的方向。(实质是个等臂杠杆)
动滑轮特点:省一半力(忽略摩擦和动滑轮重),但不能改变动力方向,要费距离 (实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)。.
滑轮组:1、使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。即F=G/n(G为总重,n为承担重物绳子断数)2、S=nh(n同上,h 为重物被提升的高度)。3、奇动(滑轮)、偶定(滑轮)。
轮轴:由一个轴和一个大轮组成,能绕共同轴线旋转的简单机械;动力作用在轮上省力,作用在轴上费力。
斜面:(为了省力)斜面粗糙程度一定,坡度越小,越省力。
应用:盘山公路、螺旋千斤顶等。
第十四章 压强和浮力
一、压强
压力:垂直压在物体表面的力(1)有的和重力有关;如:水平面:F=G(2)有的和重力无关。
压力的作用效果:(实验采用控制变量法)跟压力、受力面积的大小有关。
压强:物体单位面积上受到的压力叫压强。
压强公式: ,式中p单位是:pa,压力F单位是:N;受力面积S单位是:m2。。
→ ; 。
增大压强方法:(1)S不变,F增大;;(2)F不变,S减小; (3)同时把F增大,S减小。
减小压强方法则相反。
二、液体的压强
液体压强产生的原因:是由于液体受到重力,液体具有流动性。
液体压强特点:(1)液体对容器底和壁都有压强,(2)液体内部向各个方向都有压强;(3)液体的压强随深度增加而增大,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;(4)不同液体的压强还跟密度有关系。
液体压强计算: ,(ρ是液体密度,单位是kg/m3;g=9.8n/kg;h是深度,指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离,单位是m。)据液体压强公式: ,液体的压强与液体的密度和深度有关,而与液体的体积和质量等无关。
连通器:上端开口、下部相连通的容器。
连通器原理:连通器如果只装一种液体,在液体不流动时,各容器中的液面总保持相平。
应用:船闸、、锅炉水位计、茶壶、下水管道。
三、大气压强
证明大气压强存在的实验是马德堡半球实验。
大气压强产生的原因:空气受到重力作用,具有流动性而产生的,
测定大气压强值的实验是:1、托里拆利实验(最先测出):实验中玻璃管上方是真空,管外水银面的上方是大气,是大气压支持管内这段水银柱不落下,大气压的数值等于这段水银柱产生的压强。2、课堂实验:用吸盘测大气压:(原理:二力平衡F=大气压p=F/s)
测定大气压的仪器是:气压计。常见气压计有水银气压计和无液(金属盒)气压计。
标准大气压:把等于760毫米水银柱的大气压。1标准大气压=760毫米汞柱=1.013×105pa。
大气压的变化:和高度、天气等有关;大气压强随高度的增大而减小;在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100pa。
○(沸点与气压关系:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高)。
抽水机是利用大气压把水从低处抽到高处的。在1标准大气压下,能支持水柱的高度约 10.3m高。
四、流体压强与流速的关系
在气体和液体中,流速越大的位置压强越小。
飞机的升力:飞机前进时,由于机翼上下不对称,机翼上方空气流速大,压强较小,下方流速小,压强较大,机翼上下表面存在压强差,这就产生了向上的升力。
五、浮力
浮力:浸在液体或气体里的物体,都受到液体或气体对它竖直向上的力,这个力叫浮力。
浮力产生的原因:浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差。
浮力方向总是竖直向上的。
物体沉浮条件:(开始是浸没在液体中)
法一:(比浮力与物体重力大小)
(1)F浮 <G 下沉;(2)F浮 >G 上浮(最后漂浮,此时F浮=G)
(3)F浮 = G 悬浮或漂浮
法二:(比物体与液体的密度大小)
(1) > 下沉;(2) < 上浮; (3) = 悬浮。(不会漂浮)
阿基米德原理:浸入液体里的物体受到的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力。(浸没在气体里的物体受到的浮力大小等于它排开气体受到的重力)
阿基米德原理公式:
计算浮力方法有:
(1)称量法:F浮=G-F ,(G是物体受到重力,F 是物体浸入液体中弹簧秤的读数)
(2)压力差法:F浮=F向上-F向下
(3)阿基米德原理:
(4)平衡法:F浮=G物 (适合漂浮、悬浮)
六、浮力利用
(1)轮船:用密度大于水的材料做成空心,使它能排开更多的水。这就是制成轮船的道理。
排水量:轮船按照设计要求,满载时排开水的质量。排水量=轮船的总质量
(2)潜水艇:通过改变自身的重力来实现沉浮。
(3)气球和飞艇:充入密度小于空气的气体。
(4)密度计:测量液体密度的仪器,利用物体漂浮在液面的条件工作(F浮=G),刻度值上小下大。
第十五章 功和机械能
一、功
做功的两个必要因素:作用在物体上的力,物体在力的方向上移动的距离
功的计算:力与力的方向上移动的距离的乘积。W=FS。
单位:焦耳(J) 1J=1Nm
功的原理:使用机械时人们所做的功,都不会少于不用机械时所做的功。即:使用任何机械都不省功。
二、机械效率
有用功:为实现人们的目的,对人们有用,无论采用什么办法都必须做的功。
额外功:对人们没用,不得不做的功(通常克服机械的重力和机件之间的摩擦做的功)。
总功:有用功和额外功的总和。
计算公式:η=W有用/W总
机械效率小于1;因为有用功总小于总功。
三、功率
功率(P):单位时间(t)里完成的功(W),叫功率。
计算公式: 。单位:P→瓦特(w)
推导公式:P=Fv。(速度的单位要用m)
四、动能和势能
能量:一个物体能够做功,这个物体就具有能(能量)。能做的功越多,能量就越大。
动能:物体由于运动而具有的能叫动能。
质量相同的物体,运动速度越大,它的动能就越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能就越大;其中,速度对物体的动能影响较大。
注:对车速限制,防止动能太大。
势能:重力势能和弹性势能统称为势能。
重力势能:物体由于被举高而具有的能。
质量相同的物体,高度越高,重力势能越大;高度相同的物体,质量越大,重力势能越大。
弹性势能:物体由于发生弹性形变而具的能。
物体的弹性形变越大,它的弹性势能就越大。
五、机械能及其转化
机械能:动能和势能的统称。
(机械能=动能+势能)单位是:J
动能和势能之间可以互相转化的。方式有:动能和重力势能之间可相互转化;动能和弹性势能之间可相互转化。
机械能守恒:只有动能和势能的相互住转化,机械能的总和保持不变。
人造地球卫星绕地球转动,机械能守恒;近地点动能最大,重力势能最小;远地点重力势能最大,动能最小。近地点向远地点运动,动能转化为重力势能。
第十六章 热和能
一、分子热运动
分子运动论的内容是:(1)物质由分子组成;(2)一切物体的分子都永不停息地做无规则运动。(3)分子间存在相互作用的引力和斥力。
扩散:不同物质相互接触,彼此进入对方现象。
扩散现象说明:一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。
热运动:分子的运动跟温度有关,分子的无规则运动叫热运动。温度越高,分子的热运动越剧烈。
分子间的作用力:分子间有引力;引力使固体、液体保持一定的体积。分子间有斥力,分子间的斥力使分子已离得很近的固体、液体很难进一步被压缩。
固体、液体压缩时分子间表现为斥力大于引力。
固体很难拉长是分子间表现为引力大于斥力。
二、内能
内能:物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫内能。
物体的内能与温度和质量有关:物体的温度越高,分子运动速度越快,内能就越大。
一切物体在任何情况下都具有内能。
改变物体的内能两种方法:做功和热传递,这两种方法对改变物体的内能是等效的。
1、热传递:温度不同的物体相互接触,低温的物体温度升高,高温的物体温度降低,这个过程叫热传递。发生热传递时,高温物体内能减少,低温物体内能增加。
热量:在热传递过程中,传递的内能的多少叫热量(物体含有多少热量的说法是错误的)。单位:J。
2、做功:(1)对物体做功,物体的内能增加;物体对外做功,本身的内能会减少。
温室效应:太阳把能量辐射到地表,地表受热也会产生辐射,向外传递热量,大气中的二氧化碳阻碍这种辐射,地表的温度会维持在一个相对稳定的水平,这就是温室效应。大量使用化石燃料、砍伐森林,加剧了温室效应。
所有能量的单位都是:焦耳。
三、比热容
比热容(c ):单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热。
比热容是物质的一种属性,它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变,只要物质种类和状态相同,比热就相同。
比热容的单位是:J/(kg•℃),读作:焦耳每千克摄氏度。
水的比热容是:C=4.2×103J/(kg•℃),它表示的物理意义是:每千克的水当温度升高(或降低)1℃时,吸收(或放出)的热量是4.2×103焦耳。
热量的计算:
① Q吸=cm(t-t0)=cm△t升 (Q吸是吸收热量,单位是J;c 是物体比热容,单位是:J/(kg•℃);m是质量;t0 是初始温度;t 是后来的温度。
② Q放 =cm(t0-t)=cm△t降
四、热机
热机原理:燃料燃烧把燃料的化学能转化为内能,内能做功又转化成机械能。
内燃机:燃料在气缸内燃烧,产生高温高压的燃气,燃气推动活塞做功。
常见内燃机:汽油机和柴油机。
内燃机的四个冲程:1、吸气冲程;2、压缩冲程(机械能转化为内能);3、做功冲程内能转化为机械能);4、排气冲程。
热值(q ):1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫燃烧的热值。单位是J/kg或J/m3。
燃料燃烧放出热量计算:Q放 =qm;
热值是物质的一种特殊属性
热机的效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比,叫热机的效率。的热机的效率是热机性能的一个重要指标
在热机的各种损失中,废气带走的能量最多,设法利用废气的能量,是提高燃料利用率的重要措施。
五、能量的转化和守恒
例子:在一定的条件下,各种形式的能量可以相互转化;摩擦生热,机械能转化为内能;发电机发电,机械能转化为电能;电动机工作,电能转化为机械能;植物的光合作用,光能转化为化学能;燃料燃烧,化学能转化为内能。
能量守恒定律:能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移过程中,能量的总量保持不变。
第十六章、能源和可持续发展
一、 能源家族
化石能源:煤、石油、天然气是经过漫长的地质年代形成的,叫化石能源。
一次能源:可以从自然界直接获取的能源。(化石能源、水能、风能、太阳能、地热、核能等)
二次能源:无法从自然界直接获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的能源。(电能)
生物质能:由生命物质提供的能量。
不可再生资源:(化石能源、核能)不可能在短时间从自然界得到补充的能源。
可再生资源:(水、风、太阳能等)可以在自然界里源源不断地得到补充。
二、核能
核能:原子核分裂或聚合时产生的能量。
裂变:用中子轰击比较大的原子核,使其发生裂变,变成两个中等大小的原子核,同时释放出巨大的能量。
应用:核电、原子弹。
聚变:质量较小的原子核,在超高温下结合成新的原子核,会释放出更大的核能。
应用:氢弹。
三、太阳能
太阳—巨大的“核能火炉”
太阳是人类能源的宝库
太阳能的利用:1、利用集热器加热;2、利用太阳能电池发电。
四、能源革命
第一次能源革命:火的利用,柴薪为主要能源。
第二次能源革命:机械动力代替人类,由柴薪向化石能源转化。
第三次能源革命:以核能为代表。
能量转移和能量转化的方向性。
五、能源和可持续发展
能源消耗对环境的影响:空气污染和温室效应的加剧。水土流失和沙漠化。
未来的理想能源:1、必须足够丰富,可以保证长期使用;2、必须足够便宜,使大多数人用得起;3、技术必须成熟,可以保证大规模使用;4、必须足够安全、清洁,不污染环境。
11、金属的通性:导电、导热性,具有金属光泽,延展性,一般情况下除Hg外都是固态
12、金属冶炼的一般原理:
①热分解法:适用于不活泼金属,如Hg、Ag
②热还原法:适用于较活泼金属,如Fe、Sn、Pb等
③电解法:适用于活泼金属,如K、Na、Al等(K、Ca、Na、Mg都是电解氯化物,Al是电解Al2O3)
13、铝及其化合物
Ⅰ、铝
①物理性质:银白色,较软的固体,导电、导热,延展性
②化学性质:Al—3e-==Al3+
a、与非金属:4Al+3O2==2Al2O3,2Al+3S==Al2S3,2Al+3Cl2==2AlCl3
b、与酸:2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑,2Al+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2↑
常温常压下,铝遇浓硫酸或浓硝酸会发生钝化,所以可用铝制容器盛装浓硫酸或浓硝酸
c、与强碱:2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2(偏铝酸钠)+3H2↑ (2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑)
大多数金属不与碱反应,但铝却可以
d、铝热反应:2Al+Fe2O3===2Fe+Al2O3,铝具有较强的还原性,可以还原一些金属氧化物
Ⅱ、铝的化合物
①Al2O3(典型的两性氧化物)
a、与酸:Al2O3+6H+==2Al3++3H2O b、与碱:Al2O3+2OH-==2AlO2-+H2O
②Al(OH)3(典型的两性氢氧化物):白色不溶于水的胶状物质,具有吸附作用
a、实验室制备:AlCl3+3NH3•H2O==Al(OH)3↓+3NH4Cl,Al3++3NH3•H2O==Al(OH)3↓+3NH4+
b、与酸、碱反应:与酸 Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O 与碱 Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O
③KAl(SO4)2(硫酸铝钾)
KAl(SO4)2•12H2O,十二水和硫酸铝钾,俗名:明矾
KAl(SO4)2==K++Al3++2SO42-,Al3+会水解:Al3++3H2O Al(OH)3+3H+
因为Al(OH)3具有很强的吸附型,所以明矾可以做净水剂
14、铁
①物理性质:银白色光泽,密度大,熔沸点高,延展性,导电导热性较好,能被磁铁吸引。铁在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝,排第四。
②化学性质:
a、与非金属:Fe+S==FeS,3Fe+2O2===Fe3O4,2Fe+3Cl2===2FeCl3
b、与水:3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2
c、与酸(非氧化性酸):Fe+2H+==Fe2++H2 与氧化性酸,如硝酸、浓硫酸,会被氧化成三价铁
d、与盐:如CuCl2、CuSO4等,Fe+Cu2+==Fe2++Cu
Fe2+和Fe3+离子的检验:
①溶液是浅绿色的
Fe2+②与KSCN溶液作用不显红色,再滴氯水则变红
③加NaOH溶液现象:白色 灰绿色 红褐色
①与无色KSCN溶液作用显红色
Fe3+②溶液显黄色或棕黄色
③加入NaOH溶液产生红褐色沉淀
15、硅及其化合物
Ⅰ、硅
硅是一种亲氧元素,自然界中总是与氧结合,以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。硅有晶体和无定型两种。晶体硅是带有金属光泽的灰黑色固体,熔点高、硬度大、有脆性,常温下不活泼。晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料,可制成光电池等能源。
Ⅱ、硅的化合物
①二氧化硅
a、物理性质:二氧化硅具有晶体和无定形两种。熔点高,硬度大。
b、化学性质:酸性氧化物,是H2SiO3的酸酐,但不溶于水
SiO2+CaO===CaSiO3,SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O,SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
c、用途:是制造光导纤维德主要原料;石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等;水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品等;石英砂常用作制玻璃和建筑材料。
②硅酸钠:硅酸钠固体俗称泡花碱,水溶液俗称水玻璃,是无色粘稠的液体,常作粘合剂、防腐剂、耐火材料。放置在空气中会变质:Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3。实验室可以用可溶性硅酸盐与盐酸反应制备硅酸:Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓
③硅酸盐:
a、是构成地壳岩石的主要成分,种类多,结构复杂,常用氧化物的形式来表示组成。其表示方式
活泼金属氧化物•较活泼金属氧化物•二氧化硅•水。如:滑石Mg3(Si4O10)(OH)2可表示为3MgO•4SiO2•H2O
b、硅酸盐工业简介:以含硅物质为原料,经加工制得硅酸盐产品的工业成硅酸盐工业,主要包括陶瓷工业、水泥工业和玻璃工业,其反应包含复杂的物理变化和化学变化。
水泥的原料是黏土和石灰石;玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英,成份是Na2SiO3•CaSiO3•4SiO2;陶瓷的原料是黏土。注意:三大传统硅酸盐产品的制备原料中,只有陶瓷没有用到石灰石。
16、氯及其化合物
①物理性质:通常是黄绿色、密度比空气大、有刺激性气味气体,能溶于水,有毒。
②化学性质:氯原子易得电子,使活泼的非金属元素。氯气与金属、非金属等发生氧化还原反应,一般作氧化剂。与水、碱溶液则发生自身氧化还原反应,既作氧化剂又作还原剂。
拓展1、氯水:氯水为黄绿色,所含Cl2有少量与水反应(Cl2+H2O==HCl+HClO),大部分仍以分子形
式存在,其主要溶质是Cl2。新制氯水含Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-等微粒
拓展2、次氯酸:次氯酸(HClO)是比H2CO3还弱的酸,溶液中主要以HClO分子形式存在。是一种具有强氧化性(能杀菌、消毒、漂白)的易分解(分解变成HCl和O2)的弱酸。
拓展3、漂白粉:次氯酸盐比次氯酸稳定,容易保存,工业上以Cl2和石灰乳为原料制取漂白粉,其主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,须和酸(或空气中CO2)作用产生次氯酸,才能发挥漂白作用。
17、溴、碘的性质和用途
溴 碘
物理
性质 深红棕色,密度比水大,液体,强烈刺激性气味,易挥发,强腐蚀性 紫黑色固体,易升华。气态碘在空气中显深紫红色,有刺激性气味
在水中溶解度很小,易溶于酒精、四氯化碳等有机溶剂
化学
性质 能与氯气反应的金属、非金属一般也能与溴、碘反应,只是反应活性不如
氯气。氯、溴、碘的氧化性强弱:Cl2>Br2>I2
18、二氧化硫
①物理性质:无色,刺激性气味,气体,有毒,易液化,易溶于水(1:40),密度比空气大
②化学性质:
a、酸性氧化物:可与水反应生成相应的酸——亚硫酸(中强酸):SO2+H2O H2SO3
可与碱反应生成盐和水:SO2+2NaOH==Na2SO3+H2O,SO2+Na2SO3+H2O==2NaHSO3
b、具有漂白性:可使品红溶液褪色,但是是一种暂时性的漂白
c、具有还原性:SO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl
18、硫酸
①物理性质:无色、油状液体,沸点高,密度大,能与水以任意比互溶,溶解时放出大量的热
②化学性质:酸酐是SO3,其在标准状况下是固态
物质
组成性质 浓硫酸 稀硫酸
电离情况
H2SO4==2H++SO42-
主要微粒 H2SO4 H+、SO42-、(H2O)
颜色、状态 无色粘稠油状液体 无色液体
性质 四大特性 酸的通性
浓硫酸的三大特性
a、吸水性:将物质中含有的水分子夺去(可用作气体的干燥剂)
b、脱水性:将别的物质中的H、O按原子个数比2:1脱出生成水
c、强氧化性:
ⅰ、冷的浓硫酸使Fe、Al等金属表面生成一层致密的氧化物薄膜而钝化
ⅱ、活泼性在H以后的金属也能与之反应(Pt、Au除外):Cu+2H2SO4(浓)===CuSO4+SO2↑+2H2O
ⅲ、与非金属反应:C+2H2SO4(浓硫酸)===CO2↑+2SO2↑+2H2O
ⅳ、与较活泼金属反应,但不产生H2
d、不挥发性:浓硫酸不挥发,可制备挥发性酸,如HCl:NaCl+H2SO4(浓)==NaHSO4+HCl
三大强酸中,盐酸和硝酸是挥发性酸,硫酸是不挥发性酸
③酸雨的形成与防治
pH小于5.6的雨水称为酸雨,包括雨、雪、雾等降水过程,是由大量硫和氮的氧化物被雨水吸收而
形成。硫酸型酸雨的形成原因是化石燃料及其产品的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产等产
生的废气中含有二氧化硫:SO2 H2SO3 H2SO4。在防治时可以开发新能源,对含硫燃料进行脱硫处理,提高环境保护意识。
19、氮及其化合物
Ⅰ、氮气(N2)
a、物理性质:无色、无味、难溶于水、密度略小于空气,在空气中体积分数约为78%
b、分子结构:分子式——N2,电子式—— ,结构式——N≡N
c、化学性质:结构决定性质,氮氮三键结合非常牢固,难以破坏,所以但其性质非常稳定。
①与H2反应:N2+3H2 2NH3
②与氧气反应:N2+O2========2NO(无色、不溶于水的气体,有毒)
2NO+O2===2NO2(红棕色、刺激性气味、溶于水气体,有毒)
3NO2+H2O===2HNO3+NO,所以可以用水除去NO中的NO2
两条关系式:4NO+3O2+2H2O==4HNO3,4NO2+O2+2H2O==4HNO3
Ⅱ、氨气(NH3)
a、物理性质:无色、刺激性气味,密度小于空气,极易溶于水(1∶700),易液化,汽化时吸收大量的热,所以常用作制冷剂
b、分子结构:分子式——NH3,电子式—— ,结构式——H—N—H
c、化学性质:
①与水反应:NH3+H2O NH3•H2O(一水合氨) NH4++OH-,所以氨水溶液显碱性
②与氯化氢反应:NH3+HCl==NH4Cl,现象:产生白烟
d、氨气制备:原理:铵盐和碱共热产生氨气
方程式:2NH4Cl+Ca(OH)2===2NH3↑+2H2O+CaCl2
装置:和氧气的制备装置一样
收集:向下排空气法(不能用排水法,因为氨气极易溶于水)
(注意:收集试管口有一团棉花,防止空气对流,减缓排气速度,收集较纯净氨气)
验证氨气是否收集满:用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,若试纸变蓝说明收集满
干燥:碱石灰(CaO和NaOH的混合物)
Ⅲ、铵盐
a、定义:铵根离子(NH4+)和酸根离子(如Cl-、SO42-、CO32-)形成的化合物,如NH4Cl,NH4HCO3等
b、物理性质:都是晶体,都易溶于水
c、化学性质:
①加热分解:NH4Cl===NH3↑+HCl↑,NH4HCO3===NH3↑+CO2↑+H2O
②与碱反应:铵盐与碱共热可产生刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体即氨气,故可以用来检验铵根离子的存在,如:NH4NO3+NaOH===NH3↑+H2O+NaCl,,离子方程式为:NH4++OH-===NH3↑+H2O,是实验室检验铵根离子的原理。
d、NH4+的检验:NH4++OH-===NH3↑+H2O。操作方法是向溶液中加入氢氧化钠溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,观察是否变蓝,如若变蓝则说明有铵根离子的存在。
20、硝酸
①物理性质:无色、易挥发、刺激性气味的液体。浓硝酸因为挥发HNO3产生“发烟”现象,故叫做发烟硝酸
②化学性质:a、酸的通性:和碱,和碱性氧化物反应生成盐和水
b、不稳定性:4HNO3=== 4NO2↑+2H2O+O2↑,由于HNO3分解产生的NO2溶于水,所以久置的硝酸会显黄色,只需向其中通入空气即可消除黄色
c、强氧化性:ⅰ、与金属反应:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
常温下Al、Fe遇浓硝酸会发生钝化,所以可以用铝制或铁制的容器储存浓硝酸
ⅱ、与非金属反应:C+4HNO3(浓)===CO2↑+4NO2↑+2H2O
d、王水:浓盐酸和浓硝酸按照体积比3:1混合而成,可以溶解一些不能溶解在硝酸中的金属如Pt、Au等
21、元素周期表和元素周期律
①原子组成:
原子核 中子 原子不带电:中子不带电,质子带正电荷,电子带负电荷
原子组成 质子 质子数==原子序数==核电荷数==核外电子数
核外电子 相对原子质量==质量数
②原子表示方法:
A:质量数 Z:质子数 N:中子数 A=Z+N
决定元素种类的因素是质子数多少,确定了质子数就可以确定它是什么元素
③同位素:质子数相同而中子数不同的原子互称为同位素,如:16O和18O,12C和14C,35Cl和37Cl
④电子数和质子数关系:不带电微粒:电子数==质子数
带正电微粒:电子数==质子数—电荷数
带负电微粒:电子数==质子数+电荷数
⑤1—18号元素(请按下图表示记忆)
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
⑥元素周期表结构
短周期(第1、2、3周期,元素种类分别为2、8、8)
元 周期(7个横行) 长周期(第4、5、6周期,元素种类分别为18、18、32)
素 不完全周期(第7周期,元素种类为26,若排满为32)
周 主族(7个)(ⅠA—ⅦA)
期 族(18个纵行,16个族) 副族(7个)(ⅠB—ⅦB)
表 0族(稀有气体族:He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn)
Ⅷ族(3列)
⑦元素在周期表中的位置:周期数==电子层数,主族族序数==最外层电子数==最高正化合价
⑧元素周期律:
从左到右:原子序数逐渐增加,原子半径逐渐减小,得电子能力逐渐增强(失电子能力逐渐减弱),非金属性逐渐增强(金属性逐渐减弱)
从上到下:原子序数逐渐增加,原子半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强(得电子能力逐渐减弱),金属性逐渐增强(非金属性逐渐减弱)
所以在周期表中,非金属性最强的是F,金属性最强的是Fr (自然界中是Cs,因为Fr是放射性元素)
判断金属性强弱的四条依据:
a、与酸或水反应的剧烈程度以及释放出氢气的难易程度,越剧烈则越容易释放出H2,金属性越强
b、最高价氧化物对应水化物的碱性强弱,碱性越强,金属性越强
c、金属单质间的相互置换(如:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu)
d、原电池的正负极(负极活泼性>正极)
判断非金属性强弱的三条依据:
a、与H2结合的难易程度以及生成气态氢化物的稳定性,越易结合则越稳定,非金属性越强
b、最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,酸性越强,非金属性越强
c、非金属单质间的相互置换(如:Cl2+H2S==2HCl+S↓)
注意:“相互证明”——由依据可以证明强弱,由强弱可以推出依据
⑨化学键:原子之间强烈的相互作用
共价键 极性键
化学键 非极性键
离子键
共价键:原子之间通过共用电子对的形式形成的化学键,一般由非金属元素与非金属元素间形成。
非极性键:相同的非金属原子之间,A—A型,如:H2,Cl2,O2,N2中存在非极性键
极性键:不同的非金属原子之间,A—B型,如:NH3,HCl,H2O,CO2中存在极性键
离子键:原子之间通过得失电子形成的化学键,一般由活泼的金属(ⅠA、ⅡA)与活泼的非金属元素(ⅥA、ⅦA)间形成,如:NaCl,MgO,KOH,Na2O2,NaNO3中存在离子键
注:有NH4+离子的一定是形成了离子键;AlCl3中没有离子键,是典型的共价键
共价化合物:仅仅由共价键形成的化合物,如:HCl,H2SO4,CO2,H2O等
离子化合物:存在离子键的化合物,如:NaCl,Mg(NO3)2,KBr,NaOH,NH4Cl
22、化学反应速率
①定义:单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量,v==△C/△t
②影响化学反应速率的因素:
浓度:浓度增大,速率增大温度:温度升高,速率增大
压强:压强增大,速率增大(仅对气体参加的反应有影响)
催化剂:改变化学反应速率其他:反应物颗粒大小,溶剂的性质
23、原电池
负极(Zn):Zn—2e-==Zn2+
正极(Cu):2H++2e-==H2↑
①定义:将化学能转化为电能的装置
②构成原电池的条件:
a、有活泼性不同的金属(或者其中一个为碳棒)做电极,其中较活泼金属
做负极,较不活泼金属做正极
b、有电解质溶液
c、形成闭合回路
24、烃
①有机物
a、概念:含碳的化合物,除CO、CO2、碳酸盐等无机物外
b、结构特点:ⅰ、碳原子最外层有4个电子,一定形成四根共价键
ⅱ、碳原子可以和碳原子结合形成碳链,还可以和其他原子结合
ⅲ、碳碳之间可以形成单键,还可以形成双键、三键
ⅳ、碳碳可以形成链状,也可以形成环状
c、一般性质:ⅰ、绝大部分有机物都可以燃烧(除了CCl4不仅布燃烧,还可以用来灭火)
ⅱ、绝大部分有机物都不溶于水(乙醇、乙酸、葡萄糖等可以)
②烃:仅含碳、氢两种元素的化合物(甲烷、乙烯、苯的性质见表)
③烷烃:
a、定义:碳碳之间以单键结合,其余的价键全部与氢结合所形成的链状烃称之为烷烃。因为碳的所有价键都已经充分利用,所以又称之为饱和烃
b、通式:CnH2n+2,如甲烷(CH4),乙烷(C2H6),丁烷(C4H10)
c、物理性质:随着碳原子数目增加,状态由气态(1—4)变为液态(5—16)再变为固态(17及以上)
d、化学性质(氧化反应):能够燃烧,但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,同甲烷
CnH2n+2+(3n+1)/2O2nCO2+(n+1)H2O
e、命名(习惯命名法):碳原子在10个以内的,用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸命名
④同分异构现象:分子式相同,但结构不同的现象,称之为同分异构现象
同分异构体:具有同分异构现象的物质之间称为同分异构体
如C4H10有两种同分异构体:CH3CH2CH2CH3(正丁烷),CH3CHCH3(异丁烷)
甲烷 乙烯 苯
分子式 CH4 C2H4 C6H6
结构式
不作要求
结构
简式 CH4
CH2=CH2 或
电子式
不作要求
空间
结构 正四面体结构 平面型 平面型(无单键,无双键,介于单、双键间特殊的键,大∏键)
物理
性质 无色、无味、难溶于水、密度比空气小的气体,是天然气、沼气、油田气、煤道坑气的主要成分 无色、稍有气味的气体,难溶于水,密度略小于空气 无色、有特殊香味的液体,不溶于水,密度比水小,有毒
化学
性质 ①氧化反应:
CH4+2O2 CO2+2H2O
②取代反应:
CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
①氧化反应:
a.能使酸性高锰酸钾褪色
b.C2H4+3O2 2CO2+2H2O
②加成反应:
CH2=CH2+Br2
③加聚反应:
nCH2=CH2—CH2—CH2—
产物为聚乙烯,塑料的主要成份,是高分子化合物 ①氧化反应:
a.不能使酸性高锰酸钾褪色
b.2C6H6+15O2 12CO2+6H2O
②取代反应:
a.与液溴反应:
+Br2 +HBr
b.与硝酸反应:
+HO-NO2 +H2O
③加成反应:
+3H2 (环己烷)
用途 可以作燃料,也可以作为原料制备氯仿(CH3Cl,麻醉剂)、四氯化碳、炭黑等 石化工业的重要原料和标志,水果催熟剂,植物生长调节剂,制造塑料,合成纤维等 有机溶剂,化工原料
注:取代反应——有机物分子中一个原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应:有上有下 加成反应——有机物分子中不饱和键(双键或三键)两端的原子与其他原子直接相连的反应:只上不下
芳香烃——含有一个或多个苯环的烃称为芳香烃。苯是最简单的芳香烃(易取代,难加成)。
25、烃的衍生物
①乙醇:
a、物理性质:无色,有特殊气味,易挥发的液体,可和水以任意比互溶,良好的溶剂
b、分子结构:分子式——C2H6O,结构简式——CH3CH2OH或C2H5OH,官能团——羟基,—OH
c、化学性质:ⅰ、与活泼金属(Na)反应:
2CH3CH2OH+2Na 2CH3CH2ONa+H2↑
ⅱ、氧化反应:燃烧:C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O
催化氧化:2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O
ⅲ、酯化反应:CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O
d、乙醇的用途:燃料,医用消毒(体积分数75%),有机溶剂,造酒
②乙酸:
a、物理性质:无色,,有强烈刺激性气味,液体,易溶于水和乙醇。纯净的乙酸称为冰醋酸。
b、分子结构:分子式——C2H4O2,结构简式——CH3COOH,官能团——羧基,—COOH
c、化学性质:ⅰ、酸性(具备酸的通性):比碳酸酸性强
2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+H2O+CO2, CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O
ⅱ、酯化反应(用饱和Na2CO3溶液来吸收,3个作用)
d、乙酸的用途:食醋的成分(3%—5%)
③酯:
a、物理性质:密度小于水,难溶于水。低级酯具有特殊的香味。
b、化学性质:水解反应
ⅰ、酸性条件下水解:CH3COOCH2CH3+H2O CH3COOH+CH3CH2OH
ⅱ、碱性条件下水解:CH3COOCH2CH3+NaOH CH3COONa+CH3CH2OH
26、煤、石油、天然气
①煤:由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,可通过干馏、气化和液化进行综合利用
蒸馏:利用物质沸点(相差在20℃以上)的差异将物质进行分离,物理变化,产物为纯净物
分馏:利用物质沸点(相差在5℃以内)的差异将物质分离,物理变化,产物为混合物
干馏:隔绝空气条件下对物质进行强热使其发生分解,化学变化
②天然气:主要成份是CH4,重要的化石燃料,也是重要的化工原料(可加热分解制炭黑和H2)
③石油:多种碳氢化合物(烷烃、环烷烃、芳香烃)的混合物,可通过分馏、裂化、裂解、催化重整进行综合利用
分馏的目的:得到碳原子数目不同的各种油,如液化石油气、汽油、煤油、柴油、重油等
裂化的目的:对重油进行裂化得到轻质油(汽油、煤油、柴油等),产物一定是一个烷烃分子加一个烯烃分子
裂解的目的:得到重要的化工原料“三烯”(乙烯、丙烯、1,3—丁二烯)
催化重整的目的:得到芳香烃(苯及其同系物)
27、常见物质或离子的检验方法
物质(离子) 方法及现象
Cl- 先用硝酸酸化,然后加入硝酸银溶液,生成不溶于硝酸的白色沉淀
SO42- 先加盐酸酸化,然后加入氯化钡溶液,生成不溶于硝酸的白色沉淀
CO32- 加入硝酸钡溶液,生成白色沉淀,该沉淀可溶于硝酸(或盐酸),并生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的气体(CO2)
Al3+ 加入NaOH溶液产生白色沉淀,继续加入NaOH溶液,沉淀消失
Fe3+(★) 加入KSCN溶液,溶液立即变为血红色
NH4+(★) 与NaOH溶液共热,放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的刺激性气味的气体(NH3)
Na+ 焰色反应呈黄色
K+ 焰色反应呈浅紫色(透过蓝色钴玻璃)
I2 遇淀粉溶液可使淀粉溶液变蓝
蛋白质 灼烧,有烧焦的羽毛气味
全国(地区)能源消费总量=能源期初库存量+一次能源生产量+能源进口量(调入量)-能源出口量(调出量)-能源期末库存量。
指一定时期内全国物质生产部门、非物质生产部门和生活消费的各种能源的总和,是观察能源消费水平、构成和增长速度的总量指标。能源消费总量包括原煤和原油及其制品、天然气、电力,不包括低热值燃料、生物质能和太阳能等的利用。能源消费总量分为终端能源消费量、能源加工转换损失量和损失量三部分。
1、终端能源消费量:指一定时期内全国生产和生活消费的各种能源在扣除了用于加工转换二次能源消费量和损失量以后的数量。
2、能源加工转换损失量:指一定时期内全国投入加工转换的各种能源数量之和与产出各种能源产品之和的差额,是观察能源在加工转换过程中损失量变化的指标。
3、能源损失量:指一定时期内能源在输送、分配、储存过程中发生的损失和由客观原因造成的各种损失量,不包括各种气体能源放空、放散量。
温馨提示:以上内容仅供参考。
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第11章.多彩的物质世界
一.宇宙的微观世界:
1.宇宙是由物质组成的:
2.物质是有分子组成的: 分子---原子( 原子的直径大约为 m)
3.固态,液体.气体的微观模型:
(1).固态:分子排列十分紧密,分子间有强大的作用力。因此,固体具有一定的体积和形状。
(2).液态分子比较自由, 分子间作用力比固体小。因此,液体没有确定的形状,具有流动性。
(3).气态分子间距很大, 分子向四面八方运动,作用力很小,易被压缩。因此,气体具有很强的流动性。
4.原子及其结构:物质---分子----原子(1)原子核:(质子.中子)
(2) 电子:
二.质量: 1.质量: (1).概念:(物体所含物质的多少)(属性)
m (2).单位:千克(kg)
2.质量的测量:(固体.液体)
3.天平的使用:(方法:两个放.调母看针.左物右砝)
三.密度: 1.物质的质量与体积的关系:
2.密度: (1).概念:单位体积所含物质的多少.(特性)
(2).公式: =m/V.
(3).单位:千克/立方米(kg/m3)
四.测量物质的密度: 1.量筒的使用:(以凹形底部为准)
2.测量液体和固体的密度: (1).天平---质量. 量筒---体积.
(2) 液体---先总后剩.
五.密度与社会生活:1.密度的应用: (1)已知. m. 求v.
(2)已知. V. 求m.
(3)已知. V. m求 .鉴别物质
第12章. 运动和力
一. 运动的描述: 1.机械运动: (1).概念:(位置的变化)
2.参照物: (1).概念:(常选地面)
二.运动的快慢: 1.速度: (1).概念:(运动的快慢)
(2).公式: v=s/t
(3).单位: m/s
2.匀速直线运动: (1).概念:运动快慢不变.
3.变速直线运动: (1).概念:运动快慢变化.
三.长度.时间.及其测量: 1.国际单位制: (1).单位换算:km m dm cm mm(10进位)
2.长度的测量: (1).测量工具:刻度尺
(2).测量方法:(认.看.记)
3.时间的测量: (1).测量工具:钟表
(2)单位换算:1h=3600s
4.误差: (1).原因:(方法不当)
(2).减少误差的方法:(取平均值)
四.力 1.力的作用效果(1).可以改变物体的运动状态,(2).可以改变物体的形状.
2.力的大小.方向.作用点:(力的三要素)
3.力的示意图:
4.力是物体间的相互作用:
五.牛顿第一定律: 1.维持运动需要力吗?(不需要)
2.牛顿第一定律: (1).内容:
3.惯性: (1).定义:(属性----只跟质量有关)
(2).惯性定律:(牛顿第一定律)
六.二力平衡:(1). 二力平衡的条件:(一个物体.大小相等.方向相反.一条直线)
第13章. 力和机械
一.弹力 弹簧测力计: 1.弹力:(1).概念:
(接触力) 2.弹簧测力计:(使用方法)
二. 重力: 1.重力的由来: (1).概念:(由于地球的吸引)
(非接触力) 2.重力的大小:(1).公式:G=mg(g=9.8N/kg)
3.重力的方向: (1).竖直向下.
4.重心: (1).概念.(可以在物体上.也可以不在物体上)
三.摩擦力: 1.概念:静摩擦---滑动摩擦---滚动摩擦。
(接触力) 2.实验:(F=f)
3.方向: (1).静摩擦---物体运动趋势方向相反
(2).滑动摩擦---物体运动方向相反
(3).滚动摩擦---物体运动方向相反
四.杠杆: 1.杠杆:(支点.动力.阻力. 动力臂. 阻力臂.)
2.杠杆平衡条件:F1L1=F2L2
3.杠杆的应用: (1).省力的杠杆: L1>L2
(2).费力的杠杆:L1<L2
(3).等臂的杠杆: L1= L2
五.其他简单机械: 1.定滑轮和动滑轮: (1).定滑轮:不省力,可以改变力的方向.
(2).动滑轮: 省力, 不可以改变力的方向.
2.滑轮组: 省力,可以改变力的方向,但费距离。
第14章. 压强和浮力
一.压强: 1.压强: (1):概念:物体单位面积上受到的压力.
(2):公式:p=F/S(s物体共同接触的面积)
(3):单位:帕斯卡(pa)(4).方向:垂直于物体的表面。
2.怎样减小或增大压强: (1). 增大压强的方法: F不变,减少S. S不变, 增大F.
(2). 减小压强的方法: F不变,增大S. S不变, 减小F.
二.液体的压强: 1.液体压强的特点:(底,壁, 深度,同一深度,液体密度.)
2.液体压强产生的原因: 液体受到重力的作用.
3.液体压强的大小:(1).公式:p= gh(h---液体自由面到研究点的距离)
4.连通器: (1).概念:上端开口,下端连通的容器.
(2).规律:放同一种液体,液面不流动时,液面总保持相平.
(3).应用:船闸,水壶,水位计,水塔,涵洞,
三.大气压强: 1.大气压的存在:(1).实验:马德堡半球实验.
2.大气压的现象:吸盘,吸管,抽水机(活塞式,离心式.)
3.大气压产生的原因: 气体受到重力的作用.
4.大气压的测量:(1).实验:托里拆力实验.粗细,管长,水银多少,倾斜,拔,压
进入气体,外界气压,打孔.
5.大气压的大小(标准大气压):p=1.013X105 pa=76cm汞柱=760mm汞柱
6.大气压的变化:高度(高---气压低,低---气压高.)天气.
7.沸点与气压的关系: (气压低, 沸点低. 气压高, 沸点高.)
8.大气压的测量仪器:气压计(金属盒气压计---高度计,水银气压计)
四.流体压强与流速的关系: 1.气体压强与流速的关系: 气体流速大, 气体压强小.
2.飞机的升力:(硬币.两张纸)
五.浮力: 1.浮力的原因:上下压力差.
2. 浮力的方向: 竖直向上.
3. 浮力的大小:阿基米德原理:F浮=G排
六. 浮力的应用: 1.轮船:大小(排水量m水)由诃到海---浮起一些. 由海到诃---沉下一些.)
2.潜水艇:所受浮力不变, 靠改变自身重力来实现浮沉.
3.气球和飞艇:靠改变自身体积来实现浮沉.
4.密度计:测液体密度.刻度上小下大,露出的体积越多, 测液体密度越大.
第15章. 功和机械能
一.功: 1.力学中的功: (1).概念:
(2).功的两个必要因素: 作用在物体上的力.
(3).单位: 焦耳(J) 在力的方向上通过的距离.
2.功的计算:W=FS
3. 功的原理:W手=W机
二.机械效率: 1.有用功和额外功:W总=W有+W外
2. 机械效率: (1).概念:
(2).公式: = W有/ W外 <1
三.功率: 1.概念:单位时间内所做的功.(做功快慢的物理量)
2.公式:P=W/t
3.单位:瓦特
四.动能和势能: 1. 动能: (1).概念:物体由于运动而具有的能.
(2).大小:与质量,速度有关(大,大,大)
2. 势能: (1)重力势能: 概念: 物体由于被举高而具有的能’
大小:与质量,高度有关(大,大,大)
(2)弹性势能: 概念: 物体由于发生弹性形变而具有的能
大小:与弹性形变有关. (大,大)
五.机械能及其转化: 1. 机械能: (1). 动能 重力势能(滚摆.单摆)
(机械能=动能+势能)
(2). 弹性势能 动能
(3). 弹性势能 重力势能
第16章. 热和能
一.分子热运动: 1.扩散现象:气体,液体,固体----说明分子在运动.
分子的运动与温度有关;温度越高,热运动越剧烈
2.分子间的作用力:固体不易被压缩.
二.内能: 1.概念:所有分子热运动的动能和分子势能的总和.(一切物体都有内能)
2.物体内能的大小:与温度,物体的质量有关.
3.物体内能的改变: (1).做功: 对物体做功---内能增加.
物体对外做功---内能减少.
(2).热传递:(有温差)----由高温向低温.
三.比热容: 1. 比热容: 单位质量的某种物质,温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容。
2.热量的计算:Q=cm t
3.单位: 焦每千克摄氏度,符号J•(kg•℃)-1
4.比热容是物质的一种属性。
四.热机: 1.内燃机:四个冲程----吸气冲程.压缩冲程,做功冲程,排气冲程.
2.燃料的热值: (1).概念:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量.
(2).公式:Q=qm
(3).单位:J/kg
五.能量的转化和守恒: 1.能的转化: (1).机械能 内能 (摩擦生热---搓手—钻木取火)
(2).内能 机械能(热机)
(3).机械能电能(发电机)
(4).电能 机械能(电动机)
2.能量守恒定律:
第17章. 能源与可持续发展
一.能源家族: 1. 产生的方式: (1). 一次能源: 指可以从自然界直接获取的能源。
煤炭、石油.天然气.水能、太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能(木材、草类、肉类).核能.
(2).二次能源: 指经过一次能源的消耗才能得到的能源。
电能, 煤气、沼气
2. 再利用的角度: (1). 可再生能源.水能、太阳能、风能.地热能、海洋能、生物质能
(2).不可再生能源: 化石能源. 核能.
3.化石能源: 煤炭、石油.天然气
二.核能: 1.原子. 原子核: 原子核是由质子和中子组成的.
2.核能: 原子核分裂或聚合,就能释放出巨大的能量,这就是核能
3.裂变: 重核分裂成质量较小的核,释放出核能的反应称为裂变。
4.聚变: 是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核,并释放出能量的过程。
三.太阳能: 1.太阳----巨大的”核能火炉”:
2.太阳能是人类能源的宝库:
3.太阳能的利用: (1).把水加热用于供暖(直接利用)
(2).利用太阳能发电(间接利用)
4. 太阳能的特点: 经济、丰富、清洁
四. 能源革命: 1.人类进步的阶梯: 太阳能,草.兔子,人,能量进行各种运动。
2.能源的转移和能量的转化的方向性:
五.能源与可持续发展: 1.21世纪的能源趋势:2.能源消耗对环境的影响:3.未来的理想能源:
现代物理学已明确了质量与能量之间的数量关系,即爱因斯坦的质能关系式:E=MC_。能量的单位与功的单位相同,在国际单位制中是焦耳(J)。在营养学中除了用焦耳(J)作为能量单位以外,有时也用卡路里(cal)作为能量单位,1卡路里约等于4.184焦耳。在原子物理学、原子核物理学、粒子物理学等领域中也用电子伏特(eV)作为能量单位,1电子伏特=1.602,18×10-19焦。在理论物理领域,也有用尔格(erg)作为能量单位的,1尔格=10-7焦。能量以多种不同的形式存在。
按照物质的不同运动形式分类,能量可分为核能、机械能、化学能、内能(热能)、电能、辐射能、光能、生物能等。这些不同形式的能量之间可以通过物理效应或化学反应而相互转化。
各种场也具有能量。在营养学中,能量指的是食物中所含有的能被人体所吸收的化学能(生物质能),食物中的能量有时也可以称作热量,正常成年人每天消耗的能量约为8.4×106焦(8400千焦,NRV营养素参考值)。
1、能量
(1)物体能够,表示这个物体具有能量,简称能。 (2)单位:焦耳(J)
2、动能
(1)定义:物体由于 而具有的能,叫做功能。
(2)影响动能大小的因素:①物体的;②物体运动的。物体的质量越大,运动速度越大,物体具有的动能就 。
(3)单位:。
3、重力势能
(1)定义:物体由于 而具有的能,叫做重力势能。
(2)影响重力势能大小的因素:①物体的;②物体被举高的 。物体的质量越大,被举得越高,具有的重力势能就 。
(3)单位:
4、弹性势能
(1)定义:物体由于发生 而具有的能,叫做弹性势能。
(2)单位:。
(3)影响弹性势能大小的因素:①物体发生弹性形变的 。物体的弹性形变 越大,具有的弹性势能就越大。
二十七、机械能及其转化
1、机械能
(1)定义: 和 统称为机械能。 (2)单位: 。
(3)影响机械能大小的因素:①动能的大小;②重力势能的大小;③弹性势能的大小。
2、动能和势能的转化
(1)在一定的条件下,动能和势能可以互相。
(2)在分析动能和势能转化的实例时,首先要明确研究对象是在哪一个过程中,再分析物体质量、运动速度、高度、弹性形变程度的变化情况,从而确定能的变化和转化情况。
二十八、分子热运动
1、分子运动理论的基本内容:物质是由组成的;分子不停地做 ;分子间存在相互作用的 和 。
2、扩散现象:不同物质在相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散。气体、液体、固体均能发生扩散现象。扩散的快慢与有关。扩散现象表明:一切物质的分子都在 ,并且间接证明了分子间存在 。
(3)分子间的相互作用力既有 又有 ,引力和斥力是 存在的。当两分子间的距离等于10-10米时,分子间引力和斥力相等,合力为零,叫做平衡位置;当两分子间的距离小于10-10米时,分子间斥力大于引力,合力表现为斥力;当两分子间的距离大于10-10米时,分子间引力大于斥力,合力表现为引力;当分子间的距离很大(大于分子直径的10倍以上)时,分子间的相互作用力变得十分微弱,可近似认为分子间无相互作用力。
二十九、内能
1、内能
(1)概念:物体内部 的总和,叫物体的内能。
①内能是指物体内部 的总和,不是指少数分子或单个分子所具有的能。
②内能与 有关,但不仅仅与温度有关,从微观角度来说,内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用力有关。从宏观的角度来说,内能与物体的质量、温度、体积都有关。
③一切物体在任何情况下都具有内能,物体的内能与温度有关,同一个物体,温度 ,它的内能增加,温度 ,内能减少。
(2)影响内能的主要因素:物体的质量、温度、状态及体积等。
(3)热运动:物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。分子无规则运动的速度与 有关,温度越高,分子无规则运动的速度就越 ,物体的温度越低,分子无规则运动的速度就越 。
(4)内能与机械能的区别
①物体的内能的多少与物体的温度、体积、质量和物体状态有关;而机械能与物体的 、速度、高度、形变有关。它们是两种不同形式的能。
②一切物体都具有 能,但有些物体可以说没有机械能,比如静止在地面土的物体。
③内能和机械能可以通过 相互转化。
④内能的单位与机械能的单位是一样的,国际单位制都是焦耳,简称焦。用J表示。
2、改变物体内能的两种方法: 与。
(1)做功:
①对物体做功,物体内能;物体对外做功,物体的内能 。
②做功改变物体的内能实质是内能与其他形式的能 的过程。
(2)热传递:
①热传递的条件:物体之间(或同一物体不同部分)存在。
②物体吸收热量,物体内能;物体放出热量,物体的内能 。
③用热传递的方法改变物体的内能实质是内能从一个物体到另一个物体或从物体的一部分 到另一部分。
3、做功与热传递改变物体的内能是 的。
4、热量
(1)概念:物体通过 的方式所改变的内能叫热量。
(2)热量是一个过程量。热量反映了热传递过程中,内能转移的多少,是一个过程量。所以在热量前面只能用“放出”或“吸收”,绝对不能说某物体含有多少热量,也不能说某物体的热量是多少。
(3)热量的国际单位制单位: (J)。
三十、比热容
1、比热容的概念:单位质量的某种物质温度升高(或者降低) 吸收(或者放出)的热量叫做这种物质的比热容,简称比热。用符号c表示比热容。
2、比热容的单位:在国际单位制中,比热容的单位是,符号是J/(kg•℃)。
3、比热容的物理意义
(1)比热容是通过比较单位质量的某种物质温度升高 时吸收的热量,用来表示各种物质的不同性质。
(2)水的比热容是。它的物理意义是:1千克水温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量是 J。
4、比热容表
(1)比热容是物质的一种特性,各种物质都有自己的比热容。
(2)从比热表中还可以看出,各物质中,水的比热容最大。这就意味着,在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化要小些。水的这个特征对气候的影响,很大。在受太阳照射条件相同时,白天沿海地区比内陆地区温度升高的 ,夜晚沿海地区温度降低也 。所以一天之中,沿海地区温度变化 ,内陆地区温度变化。在一年之中,夏季内陆比沿海炎 ,冬季内陆比沿海寒 。
(3)水比热容大的特点,在生产、生活中也经常利用。如汽车发动机、发电机等机器,在工作时要发热,通常要用循环流动的 来冷却。冬季也常用 取暖。
5、说明
(1)比热容是物质的特性之一,所以某种物质的比热不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变,也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。
(2)同种物质在同一状态下,比热是一个不变的定值。
(3)物质的状态改变了,比热容 。如水变成冰。
(4)不同物质的比热容一般 。
6、热量的计算:Q= 。式中,Δt叫做温度的变化量。它等于热传递过程中末温度与初温度之差。
注意:①物体温度升高到(或降低到)与温度升高了(或降低了)的意义是不相同的。比如:水温度从lO℃升高到30℃,温度的变化量是Δt= ,物体温度升高了 ℃,温度的变化量Δt =℃。②热量Q不能理解为物体在末温度时的热量与初温度时的热量之差。因为计算物体在某一温度下所具有的热量是没有意义的。正确的理解是热量Q是末温度时的物体的内能与初温度时物体的内能之 。
三十一、热机
1、内燃机及其工作原理:将燃料的 能通过燃烧转化为 能,又通过做功,把能转化为 能。按燃烧燃料的不同,内燃机可分为 、柴油机等。
(1)汽油机一个工作循环为四个冲程即冲程、 冲程、 冲程、 冲程。
(2)一个工作循环中只对外做次功,曲轴转周,飞轮转圈,活塞往返次。
(3)压缩冲程是对气体压缩做功,气体内能 ,这时机械能转化为能。
(4)做功冲程是气体对外做功,内能 ,这时内能转化为 能。
(5)汽油机和柴油机工作的四个冲程中,只有 冲程是燃气对活塞做功,其它三个冲程要靠飞轮的惯性完成。
(6)判断汽油机和柴油机工作属哪个冲程应抓住两点:一是气阀门的开与关;二是活塞的运动方向。
冲程的名称 气门开、关情况 活塞的运动方向 能量的转化情况
吸气冲程 打开 向下运动
压缩冲程 两个气门都 机械能转化成
做功冲程 两个气门都 内能转化成
排气冲程 )打开 向上运动
2、燃料的热值
(1)燃料燃烧过程中的能量转化:燃料燃烧是一种化学反应,燃烧过程中,储存在燃料中的化学能被释放,物体的 能转化为周围物体的 能。
(2)燃料的热值
①定义: ,叫做这种燃料的热值。用符号“q”表示。
②热值的单位,读作焦耳每千克。还要注意,气体燃料有时使用J/m3,读作焦耳每立方米。
③热值是为了表示相同质量的不同燃料在燃烧时放出热量不同而引人的物理量。它反映了燃料通过燃烧放出热量本领大小不同的燃烧特性。不同燃料的热值一般是 的,同种燃料的热值是一定的,它与燃料的质量、体积、放出热量多少无关。
(3)在学习热值的概念时,应注意以下几点:
①“完全燃烧”是指燃料全部燃烧变成另一种物质。
②强调所取燃料的质量为“lkg”,要比较不同燃料燃烧本领的不同,就必须在燃烧质量和燃烧程度完全 的条件下进行比较。
③“某种燃料”强调了热值是针对燃料的特性与燃料的种类有关。
④燃料燃烧放出的热量的计算:一定质量m的燃料完全燃烧,所放出的热量为:Q= ,式中,q表示燃料的热值,单位是J/kg; m表示燃料的质量,单位是kg;Q表示燃料燃烧放出的热量,单位是J。
○5若燃料是气体燃料,一定体积V的燃料完全燃烧,所放出的热量为:Q=qV。式中,q表示燃料的热值,单位是J/m3;V表示燃料的体积,单位是m3;Q表示燃料燃烧放出的热量,单位是J。
3、热机效率
(1)热机的能量流图:如右图所示是热机的能量流图:由图可见,真正能转变为对外做的有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。
(2)定义:热机转变为的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值,称为热机效率。
(3)公式:η=E有/Q放。式中,E有为做有用功的能量;Q总为燃料完全燃烧释放的能量。
(4)提高热机效率的主要途径
①改善燃烧环境,使燃料尽可能 燃烧,提高燃料的燃烧效率。
②尽量减小各种热散失。
③减小各部件间的以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。
④充分利用废气带走的能量,从而提高燃料的利用率。
三十二、能量的转化与守恒
1、能量的转化与守恒
(1)能量及其存在的形式:如果一个物体能对别的物体做功,我们就说这个物体具有能。自然界有多种形式的能量,如 能、内能、 能、电能、化学能、 能等。
(2)能量的转移与转化:能量可以从一个物体到另一个物体,如发生碰撞或热传递时;也可以从一种形式 为另一种形式,如太阳能电池、发电机等。
(3)能量守恒定律:能量既不会凭空消灭,也不会,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从,而在转化和转移的过程中,能的 。
2、能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体,小到原子核,也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题,所有能量转化的过程,都遵从 。
3、“第一类永动机”永远不可能实现,因为它违背了 。
三十三、能源家族 核能
1、能源家族
(1)一次能源和二次能源
①一次能源:可以 能源。如化石能源、风能、太阳能、地热能、核能、生物质能等。
②二次能源:无法从自然界获取,必须通过 才能得到的能源。如电能等。
(2)可再生能源和不可再生能源
①可再生能源:在自然界可以不断再生并有规律地得到补充的能源,叫做可再生能源。如太阳能、 能、 能、海洋能、 能等。
②不可再生能源:经过千百万年形成的、不可能在短期内从自然界得到补充的能源。如煤炭、石油、、核燃料等。
2、核能
(1)原子、原子核:原子由和(带负电)组成,原子核由(不带电)和质子(带正电)组成。
(2)核能:原子核分裂或聚合时释放出的能量。
(3)核 变:用中子轰击较重的原子核,使其裂变为较轻原子核的一种核反应。
(4)核 变:使较轻原子核结合成为较重的原子核的一种核反应。
(5)核能的优点和可能带来的问题
①核能的优点:核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源。利用核能发电不仅可以节省大量的煤、石油等能,而且用料省,运输方便。核电站运行时不会产生二氧化碳、二氧化硫和粉尘等对大气和环境污染的物质,核电是一种比较清洁的能源。
②利用核能可能带来的问题:如果出现核泄漏会造成严重的放射性环境污染。
三十四、太阳能
1、太阳能是巨大的“核能火炉”,因为在太阳内部,氢原子核在超高温下发生 ,会释放出巨大的核能。
2、太阳能是人类能源的宝库,我们所使用的一次性能源主要来源于太阳能。
3、太阳能的利用
(1)直接利用:①将光能转化为 能加以利用,如太阳能热水器;②将光能转化为 能加以利用,如太阳能电池等。
(2)间接利用:储存在化石燃料中的太阳能。
4.利用太阳能的优缺点
(1)优点:清洁、安全、无污染、环保、方便、经济、不受地域限制、取之不尽,用之不竭、节省地球资源等。
(2)缺点:受到天气的限制。
三十五、能源革命 能源与可持续发展
1、能源革命
(1)人类对能源的开发利用有过四次重大的突破:火的使用、 的发明、电能的应用和原子核能的开发。能源技术的每一次突破都导致了生产力的飞跃和人类社会的巨大进步。
(2)能量的转移和转化是具有 性的,能源的大量开发和使用会造成环境污染与生态破坏。
(3)节约能源减小污染的途径:改进开发技术,减少环境污染物,限制过量开发一些污染严重的资源,大量开发一些清洁无污染的可再生能源。
2、能源与可持续发展
(1)常规能源:多年来人类大规模使用的能源,如煤、 、天然气、水能等。
(2)未来理想能源的四大特征:
①足够 ,可以保证长期使用。
②足够 ,可以保证多数人用得起。
③相关的技术必须成熟,可以保证大规模使用。
④足够安全、清沽,可以保证不会严重影响环境。如生物能、太阳能、风能、潮汐能、温差能、地热能、波浪能、废弃物能等都属于未来理想能源
一、准确记忆一些的基本概念与公式
对物理概念、规律要求达到“五会”:
会表述:能熟记并正确地叙述概念、规律的内容;
会表达:明确概念、规律表达的公式及公式中每个符号的物理意义;
会理解:能掌握公式的应用范围和使用条件;
会变形:会对公式进行变形;
会应用:会用概念和公式进行简单的判断、推理、计算;
(一)准确记忆一些易忘易错基本概念和基本公式:
1、记住一些常见的数值:
常见物体的长度如课桌的高度;普通中学生质量 和体重、对地面的压强;人体温度;一张报纸平摊时对水平面的压强 ;大气压强的值 ;将一个鸡蛋从地面举过头顶所做的功;一些家用电器正常工作时的电功率等。
家庭电路电压220V、一节干电池电压1.5V、一节蓄电池2V、每层楼高3m左右、一个鸡蛋的质量约50g、成人身高约1.60~1.80m、人体的密度约为1.0×103kg/m3、人的心跳约1秒70~80次、人体电阻约为几千~几百千欧、人正常步行的速度1.4m/s、自行车一般行驶速度约5m/s、一本物理课本的质量约230g、一张报纸平铺在桌面产生的压强约0.5Pa等。
2、记住一些重要的物理常数:
光在真空中的传播速度 、声音在空气中的传播速度 、水的密度 、水的比热容 等。
3、用比值法定义的概念:
速度: v=s /t密度:ρ=m/V 压强:p=F/S 功率:P=W/ t
物质的比热容:c=Q/(m△t)燃料的热值:q=Q/m
要求:清楚表示的物理意义,定义,公式,单位。
4、正确理解几个物理概念(物质物理属性):
匀速直线运动的速度: v=s /t 物质的密度:ρ=m/V
物质的比热容:c=Q/(m△t) 燃料的热值:q=Q/m 导体的电阻:R=U/I
5、知道以下计算公式:
(1).速度:v=s/t(2).密度:ρ=m/V(3).重力:G=mg=ρVg(4).压强:p=F/S
(5).浮力:①用测力计称量:F浮=G物-F拉; ②阿基米德原理:F浮=G排=m排g=ρ液gV排;
③漂浮或悬浮(二力平衡):F浮=G物 ④原因法(浮力产生的原因):F浮=F向上-F向下
(6).杠杆原理:F1l1=F2l2 (7).功:W=Fs
(8).功率:P=W/t=Fv(9).机械效率:η=W有/W总
(10).热量:Q吸=cm(t-t0) Q放=cm(t0-t)
(11).燃料完全燃烧放出热量:Q=mq
(12).欧姆定律:I=U/R
(13).串联电路、并联电路中电流、电压、电阻的关系:
重点:两个电阻并联,并联电阻公式:R并=R1R2/(R1+R2)
N个相同电阻R0串联: ;N个相同电阻R0并联:。
(14).电功:W=UIt=U2t/R=I2Rt=Pt
(15).电功率:P=W/t=UI=U2/R=I2R
(16).电热:Q=I2Rt=UIt =U2t/R= Pt
(17).对于纯电阻,电流做功全部转化为热能:Q=W=Pt
(18).要特别注意:滑轮组吊重物时的机械效率:
①η=W有/W总=(Gh)/(Fs)=G/(nF)(竖直方向克服重力做功)
②η=W有/(W有+W额)=G/(G+G动) (不计绳重和摩擦)
③滑轮组水平拉物体时:η=W有/W总=(fs物)/(Fs)=f/(nF) (水平方向克服摩擦力做功)
6、弄清一些数据与表格物理意义
晶体的熔点表、液体的沸点表、一些物质的密度、一些物体的运动速度、粒子大小和结构、物质的比热表、一些运动物体的功率、燃料的热值表、热机的效率表、常见的电流值和电压值、导体的电阻表、一些用电器的电功率值、电磁波谱等。
7、注意区别常见易混概念、异同对比:
蒸发和沸腾;实像和虚像;相互作用力和平衡力;压力和重力;功率和机械效率;内能、热量和温度;电功和电热;磁场和磁感线;磁场对电流的作用力和电磁感应现象。
(二)切实理解一些重要规律:
1、理解基本物理规律:(包括以下环节)
(1)规律是如何建立起来的;(2)规律成立的条件及结论;(3)文字表达形式及含义;(4)公式表达形式及每个符号的物理意义、各量的单位;(5)规律的适用范围;(6)如何应用规律解决简单的问题。
2、需要理解的重要规律:(1)牛顿第一定律;(2)二力平衡的条件;(3)液体内部压强规律;(4)阿基米德原理;(5)杠杆平衡条件;(6)功的原理;(7)机械能守恒定律(8)能量守恒定律;(9)串、并联电路中电流、电压、电阻关系;(10)欧姆定律;(11)焦耳定律;(12)右手螺旋定则。
例如:焦耳定律:电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比。Q=I2Rt(所有电热的计算适用)研究方法:控制变量法、转化法。
(三)重视能源与现代通讯相关知识
1、能源的分类:
一次能源:(1) 不可再生(煤、石油、天燃气、核能)
(2)可再生(太阳能、水能、风能、生物质能、潮汐能和波浪能、地热)
二次能源:汽油、焦炭、煤气、蒸汽、电能等
2、能源的利用:
(1)常规能源:煤、石油、天燃气(A:获取内能(燃料燃烧):化学能→内能;B: 利用内能做功(热机):化学能→内能→机械能;C:利用类能发电(火电站):化学能→内能→机械能→电能)
(2)新能源:核裂变(链式反应)A: 不加控制—¬¬—原子弹
B:人工控制——核电站:核能→内能→机械能→电能;
核聚变(热核反应):——氢弹(太阳内部的反应)
3、知道太阳能利用方式与传输:
(1)三种利用方式:①光热转换——太阳能热水器(光能→内能);
②光电转换——太阳能电池(光能→电能);
③光化转换——绿色植物进行光合作用(光能→化学能)
(2)太阳能传输:从太阳到地球,主要借助红外线来传递能量
4、理解能量转化的基本规律:————能量转化与守恒定律:
(1)内容:能量不会凭空消灭和凭空产生,只会转化或转移,总量保持不变。
(2)一切与热现象有关的宏观运动反映出能量的转化和转移是有方向的。
5、能源与可持续发展:
(1)目前能源的利用存在的问题:①化石燃料储藏量有限②环境污染和生态破坏③能量转化效率不高;(注意:能量转化效率=输出的有用能量/输入的总能量×100%)
(2)努力实现可持续发展:开发新能源,提高能源利用效率,减少环境污染。
6、注意各种形式的能量及其相互转化:机械能、内能、电能、光能、化学能……
二、科学规范的完成作图
(一)作图题分类:
光的反射和平面镜成像、光的折射和透镜对光线的作用、利用平面镜成像规律作图、根据光路填光学元件、力的示意图、杠杆示意图 、滑轮组的装配、电路和电路图、磁极和磁感线
1、光学作图:
(1)要结合成像规律(小孔成像、反射或折射规律)作图;(2)要辨明光的传播方向(光是从哪儿来、射向哪儿的去);(3)注意箭头不能漏画,箭头的方向不能画反,(4)实际光线一定要画实线,延长线、法线一定要画虚线。
2、力学作图:
一般是作力的示意图或杠杆示意图,以及滑轮组的装配。这种作图题应当注意首先弄清题的具体要求:若作力的图示,要明确是物体受到的力(具体哪个力)还是对别的物体施加的力,要画准力的三要素(大小、方向、作用点),
(1)力的作用点必须画在受力的物体上。
(2)力臂一定得过支点。
(3)杠杆所受力的作用点一定要画在杠杆上。
3、电路作图:
(1)找准分支点和汇合点
(2)画实物图时应注意:导线不能交叉;电表“+”进“-”出;电表量程的选择;电流表串联,电压表并联;滑动变阻器串联并“一上一下”;
(3)家庭电路画图时应注意结合安全用电的要求和原则:三孔插座中间一定接地线;开关一定接火线;螺口灯泡螺旋套一定接零线;保险丝接火线。
4、电与磁作图:
掌握和运用好右手螺旋定则,记住磁场方向的特点和一些磁极磁感线的分布规律。
(二)作图时注意细节问题:
1、用铅笔、直尺作图,力求做到规范、准确。如:同一图中不同大小力的长短应区分;电路图中导线要横平竖直等。
2、分清虚线与实线,保留作图痕迹(辅助线)。如:力臂和磁感线可画虚线,也可画实线;力与光线一定画带箭头的实线;辅助线(包括法线)画虚线;虚像一定画虚线。
3、根据要求,既不要多画,更不要少画。
三、重视实验的过程要求
(一)、测量性实验要求:
1、对于测量性的学生实验要掌握相应的实验原理,所需的实验器材,主要的实验步骤及其注意事项,记录的物理量,以及对实验过程和结果的评价。如(1)用天平和量筒测物质密度(2) 测滑轮组的机械效率, (3) 伏安法测电阻和电功率 。
2、常见的测量性实验:
(1)力学:①测长度 ②测时间 ③测速度 ④测体积 ⑤测质量 ⑥测密度 ⑦测力(测拉力、重力、摩擦力等)
(2)热学:用温度计测量温度
(3)电与磁:①测量电流 ②测量电压 ③测量电阻 ④测量电功率 ⑤测量电功等
(二)、探究性实验要求:
1、明确探究性实验七个要素:①提出问题、②猜想与假设、③制定计划与设计实验、④进行实验与收集证据 、⑤分析与论证、⑥评估、⑦交流与合作。
2、常见的探究性实验:
(1)力学:①探究杠杆的平衡条件 ②探究影响摩擦力大小的因素 ③探究液体内部的压强规律 ④探究物体的浮沉条件 ⑤探究二力平衡的条件 ⑥探究影响物体动能大小的因素 ⑦探究影响物体重力势能大小的因素等。
(2)电与磁学:①探究串联电路的I、U、R特点 ②探究并联电路的I、U、R特点③探究影响电阻大小的因素 ④探究I、U、R的关系——欧姆定律 ⑤探究影响电热的因素——焦耳定律 ⑥探究电磁铁磁的特点 ⑦探究磁场对电流的作用力 ⑧探究感应电流产生的条件
(3)探究性实验要重视步骤的规范与物理量的描述及测量
(4)探究性实验设计中要注意问题:
科学性原则(设计原理要正确,量与量关系要正确),
可行性原则(设计步骤要具有可操作性),
准确性原则(选取最佳方案,使实验误差最小)
重探究性实验注意结论形成过程及实验结论的总结。分析与论证能力实际上是一种逻辑推理能力,在答题中,要根据实验现象或收集到的数据进行归纳、分析,找出现象或数据之间的变化规律或内在的联系,通过论证,得到结论。在表述结论时,不要忘记结论成立的条件。
重探究性实验方法的评价与反思。评价反思实验方法的选择是否适当、是否合理、有无控制变量、变量控制的是否合理、能否达到实验的目的等等。如探究杠杆的平衡条件时进行多次测量是为了避免实验的偶然性,找出普遍规律;用伏安法测定值电阻的阻值时进行多次测量是为了求平均值,减小测量误差;测小电灯的电功率时进行多次测量是为了测出小电灯的额定功率和实际功率。
注意多次测量不等于简单的重复测量,要改变一定的条件再进行相同物理量的测量。
四、解答计算题的注意事项:
(一)、注意审题:无论是解好哪种类型的物理题,除了具备基础知识和掌握好一定的解题方法外,解题时审题是关键,否则将会离题万里,前功尽弃。
1、完整的审题包括:①明确给的条件 ②清楚给的条件是什么 ③思考能用条件干什么
2、理解关键词语:①光滑、不计阻力、轻质(杠杆、滑轮) ②做匀速直线运动、静止 ③升高多少度、升高到多少度;降低到、降低了 ④有用的功率还是总功率;功率还是效率等。
3、挖掘隐含条件:
说到静止或匀速直线运动意味着受力平衡,合力为0。
说到家庭电路意味着电压220V,各用电器并联。
说到气压是标准大气压,意味着压强是105Pa,水的沸点是100℃。
说到不计能量损失,意味着能量转化或转移的效率是100%。
说到用电器正常工作,意味着用电器上加的是额定电压,实际的物理量都等于额定的物理量。
4、排除干扰因素:
物体水平移动时,不会克服重力做功,此时物体的重力就是干扰因素。
物体以不同的速度匀速上升或匀速下降,表明物体受平衡力的作用,此时的“上升”、“下降”及“不同的速度”均为干扰因素。
两灯串联,甲比乙亮。这里的“甲比乙亮”就是判断电流相等的干扰因素。
表格类题目中有很多数据,不一定都有用,要快速搜寻有用,排除干扰因素。
(二)规范解题步骤:
1、解计算题的一般要求:
(1)要明确已知条件和相对隐含条件,确定主要解题步骤;(2)分析判断,找到解题的理论依据;
(3)分清各个物理过程、状态及其相互联系;
(4)计算过程应正确、规范;要正确写出有关的公式,正确代入公式中物理量的数字和单位。
能画图的最好作图辅助解题。
2、解计算题注意事项: 单位的统一性;物理量的同体性、同时性;解题的规范性。
(三)常见的计算题:
1、有关密度、压强、浮力、机械功、功率和效率的计算:
此类试题一般围绕“使用任何机械都不能省功”展开,同时考虑实际使用机械做功时要克服机械自重、摩擦等因素,因此使用任何机械的效率都小于100%。
解题时要注意:①分清哪些力做功,哪些力不做功②什么是有用功,什么是总功③可根据滑轮组中n=s/h 来确定动滑轮上绳子的股数④注意根据题目给定的条件选择合适的公式。
2、有关热量、能量转换的计算:(1)基本公式的计算:①物体温度变化吸、放热:Q=cmΔt;②燃料燃烧放热:Q=qm;③电热公式:Q=I2Rt (2)热平衡原理的计算:Q吸=ηQ放
注意:各种能量间转换的效率 ;各物理量的单位统一为国际单位;注意单位的统一,升高、升高到、降低了等含义。
3、有关电路的计算:
(1)电路计算中的“安全问题”。 注意既要两个电表安全,还要变阻器安全,同时还要符合题目要求。此类问题要关注用电器的额定值,也要注意各种电表及其余元件的相关要求。在计算实际功率时应建立在电阻不变的基础上进行。
(2)养成答题习惯,注意不同题型的考察要点,应用针对性的解题要点进行解答。