《八上物理全册思维导图》

一、声现象

1. 声音的产生与传播

• 1.1 声音的产生
  • 振动产生声音：一切发声的物体都在振动。
  • 声源：正在发声的物体。
  • 固体、液体、气体都可以是声源。
• 1.2 声音的传播
  • 声音的传播需要介质：固体、液体、气体都可以传播声音，真空不能传声。
  • 声音以声波的形式传播。
  • 声速：声音在不同介质中传播速度不同，通常在固体中最快，液体中次之，气体中最慢。
  • 15℃时空气中的声速为 340m/s。
  • 影响声速的因素：介质的种类和温度。
• 1.3 回声
  • 定义：声音在传播过程中遇到障碍物反射回来的现象。
  • 利用回声测距离：s = v * t/2 (t为听到回声的时间间隔)
  • 人耳区分回声的条件：回声到达人耳比原声晚 0.1s 以上。

2. 声音的特性

• 2.1 音调
  • 定义：声音的高低。
  • 决定因素：频率（每秒钟振动的次数）。
  • 单位：赫兹 (Hz)。
  • 频率越高，音调越高。
  • 人耳能听到的频率范围：20Hz ~ 20000Hz。
  • 超声波：频率高于 20000Hz 的声音。
  • 次声波：频率低于 20Hz 的声音。
• 2.2 响度
  • 定义：声音的大小。
  • 决定因素：振幅（振动物体离开平衡位置的最大距离）。
  • 振幅越大，响度越大。
  • 响度还与距离声源的远近有关。
  • 单位：分贝 (dB)。
• 2.3 音色
  • 定义：声音的品质和特色。
  • 决定因素：发声体的材料、结构等。
  • 音色是辨别不同声音的重要依据。

3. 声的利用

• 3.1 声音传递信息
  • 例如：医生听诊、蝙蝠的回声定位、利用声呐探测海底等。
• 3.2 声音传递能量
  • 例如：超声波碎石、超声波清洗等。

4. 噪声的危害和控制

• 4.1 噪声的来源
  • 工业噪声、交通噪声、生活噪声等。
• 4.2 噪声的危害
  • 影响人们的休息和睡眠、干扰工作和学习、损害听力等。
• 4.3 噪声的控制
  • 在声源处减弱：例如，安装消声器。
  • 在传播过程中减弱：例如，植树造林、安装隔音板。
  • 在人耳处减弱：例如，佩戴耳塞。

二、光现象

1. 光的直线传播

• 1.1 光源
  • 定义：自身能够发光的物体。
  • 例如：太阳、恒星、电灯等。
• 1.2 光的直线传播
  • 光在均匀介质中沿直线传播。
  • 光的直线传播的应用：
    • 小孔成像。
    • 影子的形成。
    • 日食、月食的形成。
    • 激光准直。
• 1.3 光速
  • 光在真空中的速度最大，c = 3 × 10⁸ m/s。
  • 光在不同介质中的速度不同。

2. 光的反射

• 2.1 光的反射定律
  • 内容：反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线和入射光线分居法线的两侧；反射角等于入射角。
  • 可逆性：光路是可逆的。
  • 法线：过入射点垂直于反射面的直线。
  • 入射角：入射光线与法线的夹角。
  • 反射角：反射光线与法线的夹角。
• 2.2 镜面反射和漫反射
  • 镜面反射：平行光线射到光滑反射面上，反射光线仍然平行。
  • 漫反射：平行光线射到粗糙反射面上，反射光线向各个方向传播。
  • 我们能从不同方向看到不发光的物体，是因为光发生了漫反射。
• 2.3 平面镜成像
  • 平面镜成像的特点：
    • 像是虚像。
    • 像与物大小相等。
    • 像与物到镜面的距离相等。
    • 像与物的连线与镜面垂直。
    • 像与物关于镜面对称。
  • 平面镜的应用：
    • 成像。
    • 改变光路。

3. 光的折射

• 3.1 光的折射定律
  • 内容：折射光线、入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分居法线的两侧；光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角；光从水或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。
  • 当光垂直入射时，传播方向不变，折射角等于0。
• 3.2 光的折射现象
  • 池水看起来比实际浅。
  • 水中物体看起来比实际高。
  • 海市蜃楼。
• 3.3 透镜
  • 凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜。
  • 凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜。
• 3.4 凸透镜成像规律
  • u > 2f：倒立、缩小、实像。
  • u = 2f：倒立、等大、实像。
  • f < u < 2f：倒立、放大、实像。
  • u = f：不成像。
  • u < f：正立、放大、虚像。
  • 凸透镜成实像时，物距越大，像越小，像距越小；物距越小，像越大，像距越大。
• 3.5 应用
  • 照相机、投影仪、放大镜。

4. 光的色散

• 4.1 三棱镜对光的色散
  • 太阳光通过三棱镜后，被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光。
  • 这种现象叫做光的色散。
• 4.2 物体的颜色
  • 透明物体的颜色由它透过的色光决定。
  • 不透明物体的颜色由它反射的色光决定。
• 4.3 色光的混合
  • 红、绿、蓝三种色光称为光的三原色。
  • 红 + 绿 = 黄； 红 + 蓝 = 品红； 绿 + 蓝 = 青； 红 + 绿 + 蓝 = 白。
• 4.4 颜料的混合
  • 品红、黄、青三种颜料称为颜料的三原色。
  • 品红 + 黄 = 红； 品红 + 青 = 蓝； 黄 + 青 = 绿； 品红 + 黄 + 青 = 黑。

5. 看不见的光

• 5.1 红外线
  • 特点：热效应显著。
  • 应用：红外线取暖器、红外线遥控器、红外线夜视仪等。
• 5.2 紫外线
  • 特点：能使荧光物质发光、能杀菌。
  • 应用：紫外线消毒灯、验钞机等。
  • 过量的紫外线对人体有害。

三、透镜及其应用 (已包含在光的折射中)

四、质量与密度

1. 质量

• 1.1 质量的定义
  • 物体所含物质的多少叫做质量。
• 1.2 质量的单位
  • 国际单位：千克 (kg)。
  • 常用单位：吨 (t)、克 (g)、毫克 (mg)。
  • 换算关系：1t = 1000kg； 1kg = 1000g； 1g = 1000mg。
• 1.3 质量的测量
  • 天平的原理。
  • 天平的使用方法：
    • 将天平放在水平桌面上。
    • 将游码拨到零刻度线处。
    • 调节平衡螺母，使横梁平衡。
    • 将物体放在左盘，砝码放在右盘。
    • 调节游码，使横梁重新平衡。
    • 物体的质量 = 砝码的质量 + 游码的读数。
  • 注意：不能超过天平的称量范围；保持天平干燥清洁。

2. 密度

• 2.1 密度的定义
  • 单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度。
• 2.2 密度的公式
  • ρ = m/V
  • ρ：密度 (kg/m³ 或 g/cm³)
  • m：质量 (kg 或 g)
  • V：体积 (m³ 或 cm³)
• 2.3 密度的单位
  • 国际单位：千克/米³ (kg/m³)
  • 常用单位：克/厘米³ (g/cm³)
  • 换算关系：1g/cm³ = 1000kg/m³
• 2.4 利用密度鉴别物质
  • 不同物质，密度一般不同。
• 2.5 密度与温度
  • 一般来说，物质的密度随温度的升高而减小（水在 4℃ 以下反常）。
• 2.6 测量固体和液体的密度
  • 测量固体的密度：
    • 用天平测量质量。
    • 用量筒测量体积（排水法）。
    • 利用公式 ρ = m/V 计算密度。
  • 测量液体的密度：
    • 用天平测量烧杯和液体的总质量。
    • 将部分液体倒入量筒中，测量量筒中液体的体积。
    • 用天平测量烧杯中剩余液体的质量。
    • 计算量筒中液体的质量。
    • 利用公式 ρ = m/V 计算密度。

3. 密度与社会生活

• 3.1 密度的应用
  • 判断物体是否空心。
  • 计算不规则物体的体积。
  • 判断物质的种类。

五、物质的状态变化

1. 温度计

• 1.1 温度的概念
  • 表示物体冷热程度的物理量。
• 1.2 温度的单位
  • 国际单位：摄氏度 (℃)。
  • 规定：把冰水混合物的温度规定为 0℃，把标准大气压下沸水的温度规定为 100℃。
• 1.3 温度计的原理
  • 利用液体热胀冷缩的性质制成的。
• 1.4 温度计的使用
  • 使用前要看清量程和分度值。
  • 温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中，不要碰到容器底或容器壁。
  • 读数时，视线要与温度计液柱的上表面相平。
  • 待温度计的示数稳定后再读数。

2. 熔化和凝固

• 2.1 物质的三种状态
  • 固态、液态、气态。
• 2.2 熔化
  • 定义：物质从固态变成液态的过程。
  • 熔化吸热。
• 2.3 凝固
  • 定义：物质从液态变成固态的过程。
  • 凝固放热。
• 2.4 晶体和非晶体
  • 晶体：有固定的熔化温度的固体。
  • 非晶体：没有固定的熔化温度的固体。
• 2.5 熔点和凝固点
  • 熔点：晶体熔化时的温度。
  • 凝固点：晶体凝固时的温度。
  • 同种晶体的熔点和凝固点相同。
• 2.6 熔化和凝固曲线
  • 晶体熔化曲线：温度升高，到熔点时持续吸热，温度不变，完全熔化后温度继续升高。
  • 晶体凝固曲线：温度降低，到凝固点时持续放热，温度不变，完全凝固后温度继续降低。
  • 非晶体熔化曲线：温度逐渐升高，逐渐变软。
  • 非晶体凝固曲线：温度逐渐降低，逐渐变硬。

3. 汽化和液化

• 3.1 汽化
  • 定义：物质从液态变成气态的过程。
  • 汽化吸热。
• 3.2 蒸发
  • 定义：在任何温度下都能发生的汽化现象。
  • 影响蒸发快慢的因素：
    • 液体的温度。
    • 液体的表面积。
    • 液体表面空气的流动速度。
• 3.3 沸腾
  • 定义：在一定温度下发生的剧烈的汽化现象。
  • 沸点：液体沸腾时的温度。
  • 液体沸腾的条件：
    • 达到沸点。
    • 继续吸热。
  • 沸腾的特点：
    • 在液体的表面和内部同时发生。
    • 吸收热量，温度不变。
• 3.4 液化
  • 定义：物质从气态变成液态的过程。
  • 液化放热。
• 3.5 两种液化方法
  • 降低温度：降低温度可以使气体液化。
  • 压缩体积：压缩体积可以使气体液化。

4. 升华和凝华

• 4.1 升华
  • 定义：物质从固态直接变成气态的过程。
  • 升华吸热。
  • 例如：干冰制冷、碘的升华。
• 4.2 凝华
  • 定义：物质从气态直接变成固态的过程。
  • 凝华放热。
  • 例如：霜的形成、雪的形成。