声光阶段复习导航
江苏省海安县韩洋中学 朱信和 226625
一、 考点直航
1. 要知道声音的产生及传播;
2. 了解乐音的三要素及噪声的危害与控制;
3. 知道光中同一种均匀介质中沿直线传播及光在真空中速度为3×10 8m/s;; 4. 理解光的反射定律,知道镜面反射和漫反射; 5. 理解平面镜成像特点及应用 6. 会作反射光路图;
7. 知道光的折射现象及折射光线与入射光线的位置关系; 二、指点迷津
声和光是初中物理中的开端。属于比较简单的,但由于比较抽象,许多知识点容易出错,下面举例加以说明。
1. 声源和光源
声源是正在发声的物体;光源是能自行发光的物体;两者所强调的侧重点不同,声源要求“正在”发出声音,一旦停止发声就不再是声源,比如敲响的锣是声源,但是放在货架上的锣鼓就不是声源。光源强调的是自行发光,反射其它物体的光线的物体不是光源。比如:明光的月亮、耀眼的钻石都是靠反射光线,不属于光源。声源是物体受迫振动而发出声音;光源是将其它形式的能转化为光能,比如太阳将原子能转化为光能,萤火虫将生物能转化为光能,电灯将电能转化为光能。
2. 声光的传播规律
声音在15°C的空气中,传播速度是340m/s,在水中的传播速度是1500m/s,在钢铁中的传播速度是4200m/s,从这里可以看出,固体中传播速度比液体中快,液体中传播速度比气体中快,而在没有任何物质的真空中,声音是不能传播的,速度为0,许多同学在中考答题中误看是光中真空中的传播速度而出现差错。光在空气中的传播速度与真空中相近, 为3×10 8m/s,合1.08×10 9km/h,而在水中,光的传播速度只有真空中传播速度的
32,光中玻璃中的传播速度为真空中的,可以看出其变化规律与声音相反:固体中的传43播速度最小,气体中最大。
3. 特征要素
声音的三个特征是:音调、响度和音色。音调和响度是两个不同的物理量,音调高低与声源振动的频率有关,比如,音乐中D、E、F、G调,对同一个音符“1”(do)的发声频率不同,而响度是描述音量大小的物理量,比如,电视机、收音机上的音量旋钮调节的就是响度,在买西瓜时,人们常用手敲击西瓜,根据生、熟西瓜发出的音调不同来判断西瓜的生熟。根据音调的高低,人们把声音分为超声、次声和可闻声。同样的人们根据光的频率(波长)的不同把光分为紫外线、可见光、红外线。可见光又可分为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,把其中的红、绿、蓝叫做光的三原色,彩色电视机就是应用这三种光呈现彩色图象的。
4. 反射现象
声音在传播过程中遇到障碍物,会被反射回来,形成回声,如人在山谷中大喊一声,由于两侧悬崖多次反射,人会听到很长的回声;室内人讲话时听起来比旷野处响是由于回声与原声混中一起而产生的效果。站在北京天坛内的三音石上听到多重声音,是回音壁反射声音的结果。人们利用回声制成了声呐,可以测量海底深度,计算时一定要用海水中声音的传播速度,不可用空气中声音的传播速度。
光射到两种物质的分界面上,传播方向发生改变,形成光的反射.人能够看见不发光的物体是光反射的结果,切不可错误地认为是人眼发出的光照射到物体上而使人能看见物体.任何光线在反射时都遵循光的反射定律,表述时“反射角等于入射角”,因为反射角随着入射角的改变而变化.光路具有可逆性,例如,从平面镜中甲可以看到乙的眼睛,那么乙也能看到甲的眼睛.
反射可分为镜面反射和漫反射,从所画的图上来看,镜面反射把平行光沿同一方向反射出去,而漫反射把平行光向各个不同方向反射出去,但它们都遵循光的反射定律,而且漫反射比镜面反射更常见。从不同方向看见黑板上的粉笔字,就是漫反射的功劳,用久了的黑板反光,某同学看不清黑板上的粉笔字,其原因是该方向上黑板镜面反射的光比粉笔字漫反射的光强了许多,使得字被湮没了,所以看不清。
5. 会聚与发散 会聚作用,是指从透镜折射出来的光线相对于原来入射光线来说向主光轴“靠拢”些,但绝不能理解为“会聚作用”就是“会聚于一点”,如右图所示,虽然折射后的光线是向外发散的,但是相对于原来的入射光线发散程度减小了,也就是起到了会聚作用.同理,凹透镜对光线有发散作用,是指从凹透镜折射出来的光线相对于入射光线来说向主光轴“偏离”些.)
6. 能力护航 a) 学科渗透
随着课程改革的进一步深化,新课标中提出的淡化学科界限,加强学科渗透的思想理念在中考中得到了体现,比如物理与古典诗词的综合就是现在的热点。
例1:唐代诗人张继写的著名七绝诗《枫桥夜泊》中前两句是:“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠”。这是作者乘船在苏州枫桥停船过夜的感受。在“月落乌啼霜满天”这句诗里,包含了哪些物理知识?请写出由这句诗可以直接联想到的相关物理知识,并作简单的解释.(请至少写出四个)
解析:本题中包含的物理知识很多,比如光的反射——月球反射太阳光,使人看见月亮。乌啼是声音由于物体的振动产生的,乌鸦嘴是声源;“霜满天”中的“霜”是空气中的水蒸气凝华而成的;“渔火”是捕鱼人点的灯,属于光源。像这类诗词很多,“人面桃花相映红”、“掬水月在手”等等,需要大家平时注意留心学习。
物理与化学的相互渗透也是目前的热点,这两门学科已经进行了综合,比如要观察光的传播路径,当光直接从水、玻璃、空气等透明物质中穿过时,我们看不到其路径,这时我们需要借助化学中的胶体、悬浊液来显示,比如水中加入茶叶汁就可以看见了,空气中注入蚊香的烟雾等。
b) 研究方法的考查
近年来对物理方法的考查日益增加,特别是控制变量法是热点,下面看一道例题:
例2:已知“光沿某一方向从空气斜射入液体中时,液体的密度越大,对光的折射效果越明显”请你利用上述规律设计一个实验方案,比较两种无腐蚀透明液体的密度大小。
供你选用的实验器材:足量的两种无腐蚀透明液体;水平实验台,记号笔,铁架台,激光笔,细线,刻度尺,量角器,塑料白板,方形玻璃水槽各若干。
(1)写出主要实验步骤及实验现象或测量的物理量(用字母表示)。(必要时可画图辅助说明)
(2)分析实验现象或测得的物理量,说明液体密度的大小与实验现象或所测物理量之间的对应关系。 解析:本题要求利用“光沿某一方向从空气斜射入液体中时,液体的密度越大,对光的折射效果越明显”的规律比较液体密度,其实就是要你比较两种透明液体对光的折射效果。折射时,折射效果与折射角、入射角和材料有关,因此,要采用控制变量法进行研究,可以控制入射角相同,也可控制折射角相同。可采用以下几种方法进行探究。
方法一: 光从空气斜射向液体,保持折射角不变的方法。
①用记号笔在白板上划一条水平线MM'和竖直线NN',标出交点(入射点)O,并画出一条与ON'成一定角度的OC线。
②把白板插入水槽中,并将ρ1液体倒入其中,使液面达到MM'标记处。让光束紧贴白板从空气斜射入ρ1液体,调整入射角使光束沿OC方向折射,用记号笔在白板上画出在空气中的入射光线。
③将ρ1液体倒出,换ρ2液体,重复步骤②。(明确控制变量及观察记录的内容)
④用量角器分别量出(或比较)两次的入射角i1和i2的大小。(观察,记录,测量可操作) ⑤若i1> i2,ρ1>ρ2; i1= i2,ρ1=ρ2; i1< i2,ρ1<ρ2
方法二:让光从空气斜射入液体中,保持入射角不变。
① 用记号笔在玻璃水槽前面外壁画一条与水槽底平行的线MM',并MM'在上确定入射点O,将激光笔固定在铁架台上。
②将ρ1液体倒入水槽中,使液面达到MM'标记处。
③调整激光笔的方向,让光沿某一方向(如图中OC)射入液体中,记下水槽底部光点的位置S1; ④将ρ1液体倒出,换ρ2液体,重复步骤②。保持激光笔入射方向不变,移动水槽,使得入射点在原来位置,记下水槽底部光点S2;
用量角器分别量出(或比较)两次的入射角i1和i2的大小。 ⑤分别测出S1、S2到O点正下方N'的距离L1、L2; ⑥若L1>L2,ρ1<ρ2; Li1=Li2,ρ1=ρ2; Li1< L2,ρ1>ρ2
根据光路具有可逆性,也可以从水槽底部向上入射光线,也就是由液体射向空气,怎样设计探究步骤请同学们自己动手试一试。
c) 物理思维方法的考查
逆向思维是物理学中常用的思维方法,近几年中考成为热点.比如:例3:用手电筒对着平面镜中的像照射时(如图3),观察到像比原来亮多了,其原因是( )
图3
A.光射到像上,所以比原来更亮了
B.光反射到物体上,物变亮,所以像也变亮 C.镜子比原来亮,所以像比原来亮了 D.有光照更便于观察,所以像比原来亮
解析:当手电筒对着像照射时,光并不能射到像上,因为平面镜成的是虚像,那为什么像比原来亮多了呢?像是由于光的反射形成的,这个光是从哪里来的呢?这样逆过来一想,就清楚了,手电筒的光经过镜面反射到物体上,物变亮,所以像也变亮。诸如这类的问题还有:如右图4所示,人眼在A处看见河里B处有一白色鹅卵石,若从A处用激光手电筒的激光束能照射到白色鹅卵石上,应该怎样照射。由题意可知,B点是“看见”的位置,由于光的折射,鹅卵石应在河底,也就是在B点的右下方。现在是从实际鹅卵石反射出来的光线进入人眼,经过了水面的折射,而题中要求从A点发出的光线到达鹅卵石,根据光路具有可逆性,看上去只要对着B点照射,实际的折射光线就会到达鹅卵石。
类比法的考查
例:小丽知道了蝙蝠飞行时是利用反射声波的方位和时间确定目标的位置和距离的.于是她想:这说明声音在反射过程中一定遵循什么规律.这规律是什么呢?她设计了这样一个实验:在穿衣镜前放一个桌子,找两个较长的纸筒和一个小半导体收音机.先往桌面上放一张白纸,在白纸上画一条跟镜面相垂直的直线叫法线,在法线的一侧半放一个纸筒送音,筒口前放上那个收音机,让它的喇叭正对着送音纸筒.打开收音机,让它发出最小的声音.在直线的另一侧,拿着平放的听音纸筒听声音,慢慢改变纸筒与直线的夹角,当转到图1所绘位置时.听到的声音最响.
请回答:(1)在这个实验里,假如我们把送音纸筒中轴线和法线的夹角叫入射角;听音纸筒的中轴线和法线的夹角叫反射角.根据实验现象能得出什么结论?
(2)当声音垂直于镜面(墙面)入射时,回声沿什么方向反射?
(3)近年来,科学家对回音壁进行了探究测量:在三音石上击掌一次,然后用仪器记录发射的回声时间,得到下列数据:
三音石击掌回波数据 回波序号 时间(ms) 声波走过的路程 1 2 3 反向物与声源的距反向物及与O点实际离(m) 距离(m) 17.44 32.13 32.20 东西配殿17.30 回音壁墙一次反射32.50 回音壁墙二次反射32.50 103.70 191.00 382.80 34.88 64.25 128.77
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