05
透镜及其应用
一、光的折射
1. 定义：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；这种现象叫光的折射现象。
2. 光的折射规律：三线同面,法线居中,空气中角大,光路可逆
⑴折射光线，入射光线和法线在同一平面内。
⑵折射光线和入射光线分居与法线两侧。
⑶光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，属于近法线折射。光从水中或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，属于远法线折射。光从空气垂直射入（或其他介质射出），折射角=入射角= 0 度。
3. 应用：从空气看水中的物体，或从水中看空气中的物体看到的是物体的虚像，看到的位置比实际位置 高
☆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 ，看到的鱼儿是由是由光的折射而形成的 虚像 。
二、透镜
1. 名词：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。
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一点，这个点叫焦点。
焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离。
2. 典型光路
3. 总结
三、凸透镜成像规律及其应用
1. 实验：实验时点燃蜡烛，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中央。
若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：
①蜡烛在焦点以内；
②烛焰在焦点上
③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；
④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。
2. 实验结论：（凸透镜成像规律）
F分虚实,2f大小,实倒虚正
具体见下表:
3. 对规律的进一步认识：
⑴u＝f是成实像和虚象，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点。
⑵u＝2f是像放大和缩小的分界点
⑶当像距大于物距时成放大的实像（或虚像），当像距小于物距时成倒立缩小的实像。
⑷成实像时：
⑸成虚像时：
四、眼睛和眼镜
1. 成像原理: 从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立，缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了。
2. 近视及远视的矫正:近视眼要戴凹透镜,远视眼要戴凸透镜.
五、显微镜和望远镜
1. 显微镜: 显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜，靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像，道理就像投影仪的镜头成像一样；目镜的作用则像一个普通的放大镜，把这个像再放大一次。经过这两次放大作用，我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。
2. 望远镜:有一种望远镜也是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要。望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大。
06
质量与密度
一、质量
1、定义：物体所含物质的多少叫质量。
2、单位：国际单位制：主单位kg ，常用单位：t g mg
对质量的感性认识：一枚大头针约80mg 一个苹果约 150g
一头大象约 6t 一只鸡约2kg 一个中学生约50kg
3质量的理解：固体的质量不随物体的形态、状态、位置、温度 而改变，所以质量是物体本身的一种属性。
4、测量：
⑴ 日常生活中常用的测量工具：案秤、台秤、杆秤，
⑵ 托盘天平的使用方法：二十四个字：水平台上, 游码归零, 横梁平衡,左物右砝,先大后小, 横梁平衡.
具体如下:
①“看”：观察天平的称量以及游码在标尺上的分度值。
②“放”：把天平放在水平台上，把游码放在标尺左端的零刻度线处。
③“调”：调节天平横梁右端的平衡螺母使指针指在分度盘的中线处，这时横梁平衡。
④“称”：把被测物体放在左盘里，用镊子向右盘里加减砝码，并调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡。
⑤“记”：被测物体的质量=盘中砝码总质量 游码在标尺上所对的刻度值
⑥注意事项：A 不能超过天平的称量 B 保持天平干燥、清洁。
⑶ 方法：A、直接测量：固体的质量B、特殊测量：液体的质量、微小质量。
二、密度
1、定义：单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度。
2、公式：ρ=m/V
3、单位：国际单位制：主单位kg/m3，常用单位g/cm3。这两个单位比较：g/cm3单位大。单位换算关系：1g/cm3=103kg/m3 1kg/m3=10-3g/cm3
水的密度为1.0×103kg/m3，读作1.0×103千克每立方米，它表示物理意义是：1立方米的水的质量为1.0×103千克。
4、理解密度公式
⑴同种材料，同种物质，ρ不变，m与 V成正比； 物体的密度ρ与物体的质量、体积、形状无关，但与质量和体积的比值有关；密度随温度、压强、状态等改变而改变，不同物质密度一般不同，所以密度是物质的一种特性。
⑵质量相同的不同物质，密度ρ与体积成反比；体积相同的不同物质密度ρ与质量成正比。
5、图象：左图所示：ρ甲>ρ乙
6、测体积——量筒（量杯）
⑴用途：测量液体体积（间接地可测固体体积）。
⑵使用方法：
“看”：单位：毫升（ml）=厘米3 ( cm3 ) 量程、分度值。
“放”：放在水平台上。
“读”：量筒里地水面是凹形的，读数时，视线要和凹面的底部相平。
7、测固体的密度：
说明：在测不规则固体体积时，采用排液法测量，这里采用了一种科学方法等效代替法。
8、测液体密度：
⑴ 原理：ρ=m/V
⑵ 步骤：
①用天平测液体和烧杯的总质量m1 ；
②把烧杯中的液体倒入量筒中一部分，读出量筒内液体的体积V；
③称出烧杯和杯中剩余液体的质量m2 ；
④得出液体的密度ρ=（m1-m2）/ V
9、密度的应用：
⑴鉴别物质：密度是物质的特性之一，不同物质密度一般不同，可用密度鉴别物质。
⑵求质量：由于条件限制，有些物体体积容易测量但不便测量质量用公式m=ρV算出它的质量。
⑶求体积：由于条件限制，有些物体质量容易测量但不便测量体积用公式V=m/ρ算出它的体积。
⑷判断空心实心
2
九 年 级
01
内能
1. 分子动理论的基本内容
2. 比热容：1kg的某种物质，温度上升1℃吸收的热量，叫做这种物质的比热容。用符号c表示。
（1）比热容是表示吸热能力的物理量。
（2）比热容是物质的一种特性，它只和物体的种类和状态有关。
（3）比热容的单位： 焦/（千克·摄氏度），符号： J/(kg·℃)。
（4）利用水的比热容大，可用水做冷却剂和取暖剂调节气候等。
3. 热量计算公式。
（1）吸热公式： Q吸=cm(t-t0) 其中c表示这种物质的比热容， t表示末温， t0表示初温， t-t0表示物体升高的温度，用△t表示 t-t0，则Q吸=cm△t 。
（2）放热公式： Q放=cm(t0-t) 其中t0-t表示物体降低的温度，用△t表示t0-t，
则Q放=cm△t 。
02
改变世界的热机
（1）内燃机在汽缸内燃烧汽油或柴油。大多数汽车里的内燃机是燃烧汽油的，也叫汽油机。
（2）汽油机的构造：排气门、进气门、火花塞、汽缸、活塞、连杠、曲轴。
（3）汽油机的工作原理：活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
汽油机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程
吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向外运动，汽油和空气的混合物进入气缸。
压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向内运动，燃料混合物被压缩。
做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向外运动，带动曲轴转动，对外做功。
排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向内运动，把废气排出汽缸。
四冲程内燃机的一个循环包括四个冲程，活塞往复两次，曲轴转两圈，飞轮转两四圈,做功一次。
（4）汽油机和柴油机的区别：
①柴油机与汽油机的相同点：
都是内燃机（都是燃料在汽缸中燃烧，将内能转化为机械能的机器）；
汽油机的火花塞与柴油机的喷油嘴的工作时刻都是在压缩冲程末；
一个工作循环都要经历四个冲程（曲轴和飞轮转两周，对外做功一次；排气冲程排出的废气相同）；
启动时，都是靠外力先使飞轮和曲轴转动起来。
②柴油机与汽油机的不同点：详见下面表格。
5、热机效率：η=w有/Q总 ，一般Q=mq。W=FS
03
认识电路
1. 摩擦起电。
（1）摩擦起电的定义：用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电。
（2）物体具有的吸引轻小物体的性质被称为带电，或者说带了电荷。自然界中只有正电荷和负电荷两种电荷。一般规定，跟丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为正电荷，跟毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷为负电荷。电荷间的相互作用规律：同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。
（3）摩擦起电的实质：摩擦起电并不是创造了电，只是电荷发生了转移。得到电子的，因为有了多余的电子而带负电；失去电子的，因为缺少电子而带正电。
2. 电场、电流、电池和电能。
（1）电场：是带电体周围存在的一种特殊物质，通过它，带电体之间不需要接触就能相互发生作用。
（2）电荷在导电体中有了定向移动，形成电流。正电荷定向移动的方向为电流的方向。
（3）伏打电池的基本原理：把化学能转换成电能。
（4）电流具有电能。电能通常在转化成其他形式时才能被我们利用，用电器是能量转化的装置。电能可以转化为多种形式的能量，也可以从各种形式的能量转化而来。用电器能够把电能转化为内能、机械能、声能、光能和化学能等。
3.（1）把电源、用电器、开关、导线连接起来组成的电流的路径叫电路。电路的基本组成部分及其作用：
①电源：能持续提供电流的装置，常见的有干电池、蓄电池、发电机等。
②用电器：消耗电能的工作设备，将电能转化为其他形式的能。
③开关：用来接通或断开电路。
④导线：用于连接电源、开关、用电器等，形成让电荷移动的通道。
（2）电路三种常见状态为通路、开路、短路。通路就是处处接通的电路，其特征是电路中有电流通过，用电器工作；开路就是断开的电路，其特征是电路中没有电流，用电器不工作；短路就是将导线直接连接在用电器或电源两端的电路，其特征是电流很大，会烧毁电源和导线，甚至引发火灾。
（3）串联电路和并联电路的特点。
串联电路：将电路元件逐个顺次连接起来组成的电路。其特点是电流只有一条途径，流过一个用电器的电流同时通过其他用电器，若其中一个用电器不工作，其他所有用电器都不能工作。
并联电路：将用电器的两端分别并列地连在一起，然后再接入电路。其特点是电流有多条途径，有干路和支路之分，各支路互不影响。
04
探究电流
1. 电流。
（1）电流是电荷定向移动形成的，形成电流的电荷有正电荷、负电荷，酸碱盐的水溶液中是正负离子，金属导体中是自由电子。
规定“正电荷定向移动的方向为电流的方向”，电流的方向跟负电荷定向移动的方向相反。在电源外部，电流的方向是从电源的正极流向负极。
电流通过导体时会产生热效应、化学效应，磁效应。
（2）一秒内通过导体截面电荷量的多少叫电流。电流的单位为（A），常用单位还有毫安（mA）微安(μA)。
（3）测量电流大小的仪表叫电流表。电流表的电阻很小，在测量电流的同时它相当于导线。电流表有三个接线柱，其中一个是公共接线柱（可以是正接线柱，也可以是负接线柱）。一般电流表两个量程，0～0.6A和0～3A。在读数时必须弄清楚电流表所使用的量程，认清所使用量程的分度值。
电流表的使用规则：
①电流表必须串联在被测电路中；
②必须使电流从电流表的“ ” 接线柱流进；“-”接线柱流出；
③所测电流不能超过电流表的量程，在不能估计被测电流大小时，要先用最大量程进行试触，根据情况改用小量程或换更大量程的电流表；
④绝对不允许不经过用电器而把电流表直接接到电源两极。
（4）串联电路中电流的特点：电流处处相等，I=I1=I2
（5）并联电路中电流的特点：干路电流等于各支路电流之和，I=I1 I2。
2. 电压。
（1）电源是提供电压的装置，电源两端有电压，不一定有电流。
（2）在国际单位中，电压的单位是伏，符号是V。常用单位及换算：1kV=103V=106mV
（3）电压的大小可用电压表测量。电压表有三个接线柱，有0-3V和0-15V两个量程。电压表的电阻很大，在电路中相当于开路。
电压表使用规则：
①电压表必须并联在被测电路中；
②电流从电压表的“ ” 接线柱流进；“-”接线柱流出；
③被测电压不能超过电压表的量程；
④电压表可以直接接到电源两极测量电源的电压。
（4）串联、并联电路中电压分布的特点：在串联电路中总电压等于各串联电路两端的电压之和，U=U1 U2；在并联电路中，各支路两端的电压相等，U=U1=U2。
（5）常见的一些电压值：一节干电池的电压1.5V；一节蓄电池的电压2V；家庭电路电压220V，对于人体的安全电压不高于36V。
3. 电阻。
（1）容易导电的物体叫导体，导体导电的原因是导体中有自由移动的电荷。
常见的导体有：金属及其合金、酸碱盐水溶液；不容易导电的物体叫绝缘休，绝缘体不容易导电是因为缺少自由移动的电荷。常见的绝缘体有：橡胶、塑料、玻璃、油等。
导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化。
（2）电阻就是导体对电流起阻碍作用的大小。在国际单位中，电阻的单位是欧姆，符号是。
常用单位及换算：1MΩ=10^6Ω ，1kΩ=10^3Ω 。
（3）导体的电阻大小是由导体的材料、长度和横截面积决定的，还与温度有关。在其他因素相同的情况下，导体越长电阻越大；横截面积越小电阻越大。
（4）滑动变阻器的电阻部分由涂有绝缘层的电阻丝绕在绝缘管上，通过滑片在上面滑动来改变接入电路的电阻线的长度来改变电阻大小。所以滑动变阻器接入电路时瓷筒上的接线柱和金属杆上的接线柱各取一个。它在电路图中的符号如下图，应该与被测电路串联，优点是可以连续改变电路中的电流大小。
05
欧姆定律
1. 欧姆定律的理解。
（1）欧姆定律的内容：通过导体的电流与该导体两端的电压成正比，与该导体的电阻成反比。
（2）数学表达式：I=U/R
（3）定律的使用条件是纯电阻电路，电路中的用电器一般为纯电阻用电器。
2. 电阻的连接。
（1）电阻的串联：串联电路的总电阻，等于各串联电阻之和。R总＝R1 R2
（2）电阻的并联：并联电路的总电阻的倒数，等于各并联电路的倒数之和。1/R总＝1/R1 1/R2
3. 测电阻。
常用伏安法。根据欧姆定律公式的变形式，用电压表测出导体两端电压，用电流表测出通过导体的电流，即可算出导体的电阻。
06
电功率
1. 电功的定义和实质。
（1）电功的定义：电流通过导体时电流所作的功。 W=UIt
（2）电功的实质：电流通过导体做功的过程就是把电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功就消耗了多少电能，就有多少电能转化为其他形式能。
2. 电功的测量。
测量电功的仪器是电能表，能测出用户在某段时间内消耗电能的多少。电能表两次数字的差值为用户在这段时间内消耗的电能。
电能表表盘上常见数字的含义。如“220V 20A 50Hz 3000r/kW·h”中，3000r/kW·h表示每用一度电时，电能表的转盘要转过3000转；220V表示电能表正常工作时的电压；20A表示电能表允许通过的最大电流。
3. 电热的定义和计算公式。
（1）电热的定义：电流通过导体时，导体要发热，这种现象叫做电流的热效应。
（2）焦耳定律：电流通过导体时产生的热量与电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。焦耳定律公式：Q=I^2t若电能全部转化为内能，则Q=W=UIt=Pt
4. 电功的计算。
（1）影响电流做功的因素：①电路两端电压的高低；②通过电路中电流的大小；③通电时间的长短。
（2）电功的计算式：①定义式：W=UIt；②推导式：W=U^2·t/R（纯电阻）=UIt（纯电阻）=Pt。
（3）电功的单位：①主单位：J；②常用单位：km·h；③换算关系： 11km·h=3.6×10^6J。
5. 电功率。
（1）定义：电功率是电流在单位时间所做的功。电功率是反映电流做功快慢的物理量。
（2）计算：①定义式：P=W/t；②常用式：P=UI；③推导式：P=U^2/R=I^2（纯电阻）
（3）单位：①主单位：瓦（W）；②常用单位：千瓦（kW）；③换算关系： 1kW=1000W。
（4）测量电功率的原理：P=UI。
6. 额定电压、额定功率、实际电压和实际功率。
（1）额定电压：用电器正常工作时的电压为额定电压，也就是用电器铭牌上所标的电压。
（2）额定功率：用电器在额定电压下消耗的电功率，也就是用电器铭牌上所标的功率。
（3）实际电压：用电器实际工作时的电压为实际电压，可能等于、高于或低于额定电压。
（4）实际功率：用电器在实际电压下消耗的电功率，可能等于、高于或低于额定功率。
07
磁与电
1. 磁体及磁极间的相互作用规律。
（1）磁体在磁性上最强的部分叫做磁极。条形磁体的磁极在磁体两端，中间几乎没有磁性。每个磁体都有两个磁极，即南极和北极。
（2）磁极间相互作用规律：同名磁极极相互排斥，异名磁极相互吸引。
（3）磁化：一些物体在电流或磁场的作用下获得磁性的现象。
2. 磁场和磁感线。
（1）在磁体周围有着一种我们看不见的特殊物质，叫做磁场。磁体之间力的作用，是通过磁场实现的。
（2）小磁针在磁场中某一点静止时，N极的指向即为该点磁场的方向。
（3）磁感线上，任何一点的切线方向表示该点磁场的方向，曲线分布的密疏程度表示磁场的强弱。
3. 电与磁
（1）1820年，奥斯特发现：直线电流产生的磁场中，磁感线是以导线为圆心排列的一层一层的同心圆。
（2）安培定则：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
（3）内部有铁芯的螺线管叫做电磁铁
（4）电磁铁的特点：
电磁铁的磁性有无可以有电流的通断来控制
电磁铁的磁性强弱可以有改变电流大小或螺线管的匝数来控制
电磁铁的磁极改变可以由对调电流方向来实现
电磁铁的应用：电磁起重机、电铃等
4. 电磁继电器
电磁继电器的作用：通过控制低压电路的通断间接的控制高压电路的通断
实质：电磁继电器实质上是由电磁铁控制工作电路通断的开关
应用：远距离操作和自动控制
5.电磁感应现象
法拉第发现了电磁感应现象，导致了发电机的发明
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这个现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。（如果电路不闭合，导体中不会有感应电流，只在导体两端产生感应电压）
感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向有关
这一过程中，机械能转化为电能
右手定则：伸开右手，让大拇指和其余四指垂直，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手掌心，让大拇指指向导体运动的方向，则其余四指指的就是感应电流的方向。
(1)这种周期性改变方向的电流叫做交流电。方向不变的电流叫做直流电。我国交流电的特征是：周期是0.02秒，频率是50赫兹，电流方向1秒钟改变100次。
(2)发电机是由线圈和磁场组成，也可以说是由定子和转子组成的。大型发电机采用线圈不转而磁极旋转的方式，叫旋转磁极式发电机。
(3)交流发电机和直流发电机线圈中产生的都是交流电，直流发电机是靠换向器转化为直流电向外供电。
6.磁场对电流的作用
(1)通电导体在磁场中会受到力的作用----电动机的原理
(2)通电导体在磁场中的受力方向跟磁场方向和电流方向有关
(3)这一过程中，实现了由电能到机械能的转化。
(4)通电线圈在磁场里会受力转动。
(5)换向器的作用是：每当线圈刚转过平衡位置时能自动改变线圈中的电流方向
(6)平衡位置是指线圈平面与磁感线垂直时的位置
