資源簡介 第一章地球在宇宙中的位置第一節四季的星空1.星圖上的方位判斷星圖上的方位:上北下南,左東右西。因為星圖是表示天空中恒星相對位置的地圖,觀察時,面朝北方,仰視天空,實際方位是前北后南,左西右東。2.著名星座和恒星(1)著名星座與主要恒星 (2)根據北斗七星尋找北極星北斗七星(大熊座的主體部分)呈勺子形,勺端兩顆星連接并向開口方向延長約5倍距離的一顆亮星,為北極星。(3)根據北斗七星斗柄確定四季北斗七星斗柄朝向東、南、西、北,分別表示春、夏、秋、冬四個季節。3.陽歷和地球公轉的關系(1)地球公轉產生四季更替的周期為365.2422天。(2)陽歷日、月時間的依據陽歷月份天數是依據四季更替的周期和地球繞日公轉的速度安排的。由于四季更替周期為365.2422天,故采用大小月,大月為31天,小月為30天;2月平年為28天,閏年為29天。(3)陽歷閏年的安排四季更替周期的小數部分(O.2422日)相當于蒜。因此,陽歷在每400年中設97個366日的年(閏年),其余的303年為365天(平年)。公元年能被4整除的是閏年,世紀年必須能被400整除才是閏年。4.農歷與月相的關系(1)月相的含義月球的各種圓缺形態叫月相。(2)月相變化的成因①月球是一個不透明、不發光的球體。②太陽、地球、月球三者相對位置在一個月中有規律地變化。(3)月相名稱及其出現時間的判斷①當日、月、地在同一直線上時,月球居中時為新月(朔),時間為農歷初一,地球居中時為滿月(望),時間為農歷十五、十六。②當日、月、地三者相互垂直時,月球向日、地另一側運動時為上弦月,時間為農歷初七、八;月球向日、地中間運動時為下弦月,時間為農歷二十二、二十三。③月相④月相變化的周期29.53天。(4)農歷月天數的安排農歷月中。大月為30天,小月為29天,大小月相間分布,所以要安排閏月的方式與公歷保持一致。5.日食和月食的形成原因(1)日食、月食的含義月球擋住了我們觀察太陽的視線,就產生了日食現象;月球進入地球的陰影,我們會看到月球部分或全部月面變暗,就產生了月食現象。(2)日食、月食的成因和發生時間日、月、地正好或接近排成一條直線,且月球居中時,會發生日食現象。因此日食總是發生于新月(農歷初一)。當地球居中時,會發生月食現象。月食必須發生于滿月(農歷十五、十六)。(3)日食、月食的類型日食分為日全食、日偏食、日環食三類;月食分為月全食、月偏食兩類。(4)日全食、月全食的過程①日全食發生的過程是月球陰影從右向左的遮擋過程,即日面右邊(西)先變暗,范圍逐漸擴大,全部擋住后右邊亮,逐漸擴大,直到日全食結束。②月全食發生的過程是月面左邊(東)先變暗,到全部變暗,后左邊先亮直到結束為月全食。這兩個過程在月相變化圖中,只要搞清月球公轉方向與陰影的關系就很容易理解。(5)日、月食并不會每個月都發生的原因由于月球繞地球運動的軌道平面和地球繞太陽運動的軌道平面有一個5。左右的夾角,因此日、月食并不足每個月都會發生。第二節太陽系與星際航行1.太陽和月球(1)太陽的基本概況太陽是離地球最近的恒星。它是一顆能發光發熱的氣體星球,直徑約為140萬千米,表面溫度約6000℃,中心溫度高達l500萬℃,日地距離約1.5億千米。地球在自轉的同時圍繞著太陽運動,繞著太陽旋轉一周需要一年時間。(2)月球的基本概況月球是地球惟一的天然衛星。月地平均距離約為38.44萬千米,月球直徑約為3476千米,月球本身不發光。月面的陰暗部分是月球表面的平原、低地地區,月面的明亮部分屬于月球表面的高原、山地地區。月面有眾多的環形山。月球繞地球公轉的周期大約為一個月,它同時也在不停地自轉,周期恰好也是一個月,所以在地球上所看到的月球都是同一副面孔。2.太陽活動對人類的影響(1)常見的太陽活動的類型有太陽黑子、日珥和耀斑。太陽黑子發生于光球層,日珥和耀斑發生于色球層。(2)太陽黑子活動周期太陽黑子活動的周期為11年,太陽黑子的多少和大小往往作為太陽活動強弱的標志。黑子最多的一年為太陽活動峰年;黑子數最少的一年為太陽活動谷年。(3)太陽活動對地球的影響①影響地球上的短波通訊。②過多的紫外線對人體皮膚造成損傷。③影響地球的氣候。④影響地球的磁場,指南針不能正確指示方向。3.太陽系(1)太陽系的構成九大行星、小行星、彗星等天體按一定的軌道圍繞太陽公轉構成了太陽系。太陽是中心天體,它以自己強大的引力將太陽系里的所有天體牢牢地吸引在它的周圍,使它們不離不散、井然有序地繞自己旋轉。(2)九大行星距日由近及遠的順序各行星距日由近及遠的順序為水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。①水星、金星、地球和火星被稱為類地行星,它們主要由石質和鐵質構成,半徑和質量較小但密度較高。②木星、土星、天王星和海王星被稱為類木行星,它們主要是由氫、氦、冰、甲烷、氨等構成,質量和半徑均遠大于地球,但密度卻較小。③冥王星是一顆特殊的行星,它是太陽系最外面的行星。(3)小行星帶的位置小行星位于火星與木星軌道之間,用肉眼看不到這些小行星,它們沿著橢圓形軌道繞太陽旋轉,形成了一個環狀小行星帶。(4)九大行星公轉的方向九大行星公轉方向都是自西向東,公轉軌道幾乎在同一平面上,公轉軌道跟圓都很接近。(5)流星現象、隕星①流星現象太陽系中的一一些固體小塊闖人大氣層時,與大氣摩擦燃燒發光而劃亮夜空的現象,稱為流星現象。②沒有燒盡的流星體降落到地球表面,這些流星體叫隕星。主要由巖石構成的隕星叫隕石。它給我們帶來豐富的太陽系天體形成演化的信息,是科學研究的極好素材。通過對隕石中各種元素的同位素含量測定,可以推算出隕石的年齡,從而推算太陽系開始形成的時期。著名的隕石有中國吉林隕石、中國新疆大隕鐵、美國巴林杰隕石、澳大利亞默其遜碳質隕石等。③流星雨流星體原是圍繞太陽運動的,在經過地球附近時,受地球引力的作用,改變軌道,從而進入地球大氣圈。許多流星從星空中某一點(輻射點)向外輻射散開,就形成流星雨。4.彗星(1)彗星的含義彗星是在扁長軌道上繞太陽運行的一種質量較小的天體,呈云霧狀的獨特外貌。(2)彗星的構成由巖石的碎片、固體微粒和冰晶組成的“大冰球”。(3)哈雷彗星公轉周期哈雷彗星是最著名的彗星,公轉周期為76年。5.人類飛向太空的歷程和人類對月球與行星的探測(1)人類飛向太空的歷程時間 事件1957年 蘇聯成功地發射了世界上第一顆人造地球衛星,標志著人類打開了航天的大門1961年 蘇聯首次成功發射了載人的宇宙飛船,加加林成為人類第一位遨游太空的宇航員1981年 美國成功地發射了第一架載人航天飛機——“哥倫比亞號”,人類對宇宙的探索進入了一個新的階段1993年 美俄等國家開始實施合建國際空間站,人類航天活動又進入一個嶄新的時代(2)人類登月大事件時間 事件1959年 蘇聯“月球”2號探測器首次月面硬著陸成功1961年 美國宣布實施“阿波羅”載人登月計劃1968年 美國“阿波羅”8號載人宇宙飛船首次成功繞月飛行1969年 美國宇航員阿姆斯特朗第一個踏上月球,人類首次登月成功(3)人類探測水星、火星、金星的大事件時間 事件1989正5月 美國航天飛機將“麥哲倫”號金星探測器送上太空2001年4月 美國發射“奧德賽”火星探測器2003年 歐洲宇航局“火星快車”火星探測器發射升空2003年 攜帶“勇氣”號火星車的美國“火星探測流浪者”號探測器發射升空2003年 美國“勇氣”號的孿生兄弟“機遇”號火星車發射升空2004年 美國“信使號”水星探測器搭“德爾塔”2號火箭飛向水星6.我國航天事業的成就時間 事件1960年 中國成功發射第一枚自制的運載火箭1970年 “東方紅”號人造地球衛星發射成功,標志著我國昂首跨人航天時代1975年 我國成功發射第一顆返回式人造衛星,成為世界上第三個掌握衛星返回技術的國家1985年 “長征”系列運載火箭參與國際競爭,為其他國家發射衛星1991年~現在 發射“神舟”系列飛船,其中2003年發射“神舟”五號載人飛船,我國成為世界上第三個獨立把宇航員送上太空的國家第三節銀河系和宇宙1.宇宙(1)銀河系的構成銀河系是由眾多恒星及星際間物質組成的龐大的天體系統。(2)大小和形狀銀河系從側面看呈鐵餅狀,俯視呈旋渦狀。銀河系的直徑約10萬光年。(3)太陽系在銀河系中的位置太陽系位于銀河系赤道平面附近,距銀河系中心約3萬光年(1光年約94605億千米),太陽系作為一顆普通的恒星繞銀河系的中心運動。銀河系中像太陽這樣的恒星有2000多億顆。2.宇宙的構成目前,人類所觀測到的類似于銀河系的天體系統就有10億個左右。這些天體系統被稱為星系,所有的星系構成了廣闊無垠的宇宙。人類所觀測到的宇宙部分叫總星系,它有約距地球150億光年的時空范圍。在這一范圍內,由若干級別的天體系統構成,如下所示:3.宇宙的起源與演化(1)哈勃發現星系運動的特點①所有的星系都在遠離我們而去。②星系離我們越遠,運動的速度越快。③星系間的距離在不斷地擴大。(2)宇宙大爆炸論大約150億年前,我們所處的這個宇宙全部以粒子的形式,極高的密度和溫度,被擠壓在一個“原始火球”中,宇宙就是在這個大火球的爆炸中誕生的。爆炸引起宇宙的膨脹一直延續至今,并仍在不斷地延續下去。4.地心說到日心說的發展史時間 人物 主要學說理論2世紀 希臘科學家托勒密 創立“地心說”。該學說認為,大地是宇宙的中心,太陽和其他天體都繞地球轉動16世紀 波蘭天文學家哥白尼 依據大量精確的觀測資料,建立了“日心說”宇宙體系學說,認為太陽是宇宙的中心,地球和行星繞太陽轉動18世紀 康德一拉普拉斯 “康德一拉普拉斯星云”說認為,太陽系是由一塊星云收縮形成的,先形成的是太陽,然后剩余的星云物質進一步收縮演化,形成地球等行星5.恒星的演化(1)恒星由熾熱氣體組成的、自己能發光、發熱的球狀或類似球狀的天體叫恒星。恒星與地球的距離都很遠,距地球最近的恒星是太陽(它的光到達地球需要8分多鐘的時間),其次是半人馬座中的比鄰星(它的光到達地球約需4.2光年)。(2)特殊的恒星①超新星:亮度突增到原來的1000萬倍以上的新星。它是恒星最激烈的爆發現象。②爆發結果是恒星完全瓦解成為星云,或拋射掉大部分質量,遺留下來的部分物質收縮為白矮星、中子星或黑洞,從而進入恒星演化的終結階段。③在銀河系里,已發現四顆超新星,其中,以1054年所發現的超新星最為著名,最近發現的蟹狀星云就是超新星爆發的遺跡。(3)太陽未來的演變過程(4)恒星的演變過程6.地球的演化和生命的誕生(1)地球的演化過程時間 演變46億~26億年前 隨著地球溫度的不斷下降,固態的地殼逐漸形成。由高溫巖漿不斷噴發而釋放的大量水蒸氣,隨著溫度下降,凝結成水滴降到地表,地球進入海洋時代。科學家推測,在距今38億年前,最原始的生命體在海洋中誕生25億年前至今 25億~6億年前 地球上開始出現大片陸地和山脈,海洋中的藻類釋放出氧氣,大氣中氧氣含量逐漸增多6億~2.5億年前的古生代 地球上的陸地面積增加,原始的歐亞大陸和北美大陸露出海面,昆蟲、魚類,兩棲類、裸蕨類等生物出現2.5億~0.7億年前的中生代 大西洋和印度洋形成,中國大陸輪廓基本形成,裸子植物和爬行類動物出現0.7億年前至今 地球在第三紀經歷了大規模的造山運動,形成了喜馬拉雅山脈等許多世界上的高大山脈,鳥類、哺乳類動物和被子植物出現(2)生命的誕生過程原始大氣中甲烷、氨氣、水、氫氣、二氧化碳等在宇宙射線、紫外線、閃電等作用下合成氨基酸、核酸、單糖等有機物,這些物質匯集在原始海洋中,經過長期而復雜的化學變化,形成蛋白質、核苷酸等大分子物質,在一定條件下,經過濃縮、凝聚等作用,形成一個由多分子組成的體系,外面有一層膜,在原始海洋中又經歷了漫長、復雜的變化,最終形成了原始的生命。第十一章人類生存的地球第一節地球1.地球的形狀和大小(1)地球是一個橢球體①地球是兩極稍扁、赤道略鼓的橢球體。②地球的赤道半徑是6378千米,赤道周長約4萬千米。(2)證明地球是球體的方法哥倫布、麥哲倫等著名航海家的環球航行及人造衛星上拍攝的地球照片等。2.地球儀和地圖(1)經線與緯線①經線:在地球儀上連接南北兩極的線就是經線。②緯線:在地球儀上與赤道平行的線是緯線。③赤道:赤道是最長的緯線,長約4萬千米。④本初子午線:經過英國倫敦格林尼治天文臺舊址的經線為0。經線,也叫本初子午線。⑤經緯網:經線和緯線交織成網,稱為經緯網。利用經緯網可以確定地球表面任何一點的位置。(2)在地球儀和地圖上確定地理位置①一個經緯度只能確定地球表面的一個點的位置,地球表面的一個點也只有一個經緯度。②從本初子午線向東、向西各分為180。,以東的1800屬于東經,通常用“E”表示(如34。E);以西的180。屬于西經,通常用“w”表示(如340W)。③赤道為0。緯線,由赤道到南北兩極各分為90。。赤道以北為北緯(用“N”表示),越往北北緯的緯度數值越高;赤道以南為南緯(用“S”表示),越往南南緯的緯度數值越高。赤道以北為北半球,赤道以南為南半球。通常以300和600緯線把緯度劃分為低緯度、中緯度和高緯度。3.平面示意圖(1)比例尺地圖上的比例尺是表示圖上距離比實地距離縮小的程度。用公式表示為:(2)方向地平面上的基本方向有八個。在地圖上常用三種方向表達。①用經緯網表達方向:在有經緯線的地圖上,經線指示南北方向,緯線指示東西方向。②用方向指示標表達方向:在地圖上有指向標,指向標的箭頭所指方向為北。③在沒有經緯線和方向標的地圖上,根據“上北下南,左西右東”的法則確定方向。(3)圖例圖例是地圖上表示地理事物的各種符號。常見的圖例如圖所示。第二節地形和地殼的運動1.地球內部的圈層結構地球內部可分為地殼、地幔、地核三層。2.地殼運動地殼在不斷地運動。按照地殼運動的性質和方向,可以分為水平運動和垂直運動兩種類型。水平運動使地表巖層在有些地方發生彎曲隆起,形成巨大的褶皺山系;有些地方則斷裂張開,形成裂谷或海洋。垂直運動表現為地殼的抬升或下沉,從而引起地表高低起伏和海陸變遷。3.板塊構造學說板塊構造學說將地球表面劃分為若干剛性的巖石圈板塊,板塊之間為俯沖、碰撞帶,中洋脊,以及轉換斷層等活動帶。板塊構造學說認為,地球表面的運動主要是由板塊之間的斷層活動來完成的,而板塊邊界之間的寬闊的塊體變形很小,可以認為板塊是剛性的。板塊運動認為剛性的巖石圈(包括大陸與大洋的地殼)的薄板在上地幔中黏性較小的軟流圈上移動。4.火山地震分布及地震災害預防活動(1)世界火山、地震的主要分布地區(2)地震災害預防活動①工程性防御措施:加強各類工程的抗震能力。②非工程性防御措施:建立健全減災工作體系,制定防震減災規劃,開展防震減災宣傳、教育、培訓、演習、科研以及推進地震災害保險,救災資金和物資儲備等工作。5.地形(1)主要的地形特征①平原:地面廣闊平坦,海拔一般在200米以下,起伏小。②山地:山高坡陡,海拔一般在500米以上,地勢起伏,相對高度大。③高原:海拔多在500米以上,地面平坦,起伏不大。④盆地:四周高,中間低,中部地勢較為平坦。⑤丘陵:海拔一般在500米以下,地形起伏,坡度平緩,相對高度小。(2)簡單的地形等高線圖①山頂:等高線封閉,由外向內,海拔增高。②鞍部:兩個山頂之間,由山頂至鞍部,海拔降低。③峭壁:相鄰幾條等高線重疊合并處。④山脊:等高線由高處向低處凸出。⑤山谷:等高線由低處向高處凸出。第三節土壤1.土壤的結構(1)土壤的成分①土壤是由水分、空氣、礦物質和腐殖質等構成的。②土壤中有大量的生物:動物、植物和微生物。(2)土壤的類型土壤顆粒 質地 性狀 對植物生長的不同影響砂土類土壤 砂粒多,黏粒少 顆粒較粗 疏松,不易黏結 通氣、透水性能強,易干旱。有機質分解快,易流失黏土類土壤 黏粒少,粉砂多 顆粒較細 黏性,濕時黏,干時硬 保水保肥能力強,通氣、透水性能差壤土類土壤 砂粒、黏粒、粉砂粒大致等量 質地較均勻 不太疏松,也不太黏 通氣、透水,能保水、保肥、宜于耕種(3)植物對土壤的作用①有機質的積累過程。植物吸收養分,合成有機質,在母質中不斷積累。②養分元素的富集過程。植物根系有選擇地吸收營養元素,儲存在生物體內,并隨生物殘體的分解釋放到土壤表層。隨著生物循環的進行,養分元素在土壤表層不斷富集。2.土壤污染及保護土壤資源是有限的,而人類的生存與發展對它的依賴是必然的。土壤資源的最大威脅來自于土壤的污染和過度開發。現狀 危害 治理措施水土流失 水土流失面積廣,流失量大。黃土高原水土流失特別嚴重 耕地退化、沙化,洪澇加劇,生態惡化 植樹種草,綜合治理土壤荒漠化 內蒙古、甘肅、寧夏、青海、新疆等地最為嚴重 耕地減少,沙塵暴頻發 植樹種草,合理開發土壤污染 我國土壤污染仍在不斷惡化 農產品品質下降,危害人體健康 預防為主,加強管理、監測和綜合治理第四節地球上的水體1.水體的分類地球上的水中96.53%是海水,只有2.53%是淡水。淡水又可分為冰川水、地下淡水和其他水體。目前人類可以開發利用的淡水只占全部淡水資源的0.3%。2.水循環分布在地球各處的水通過蒸發、蒸騰、水汽輸送、降水、下滲、地表徑流或地下徑流等一系列環節和過程緊密地聯系在一起,進行著持續不斷的循環。通過水體的相互轉化和水分交換,水資源得以不斷更新。3.水資源(1)世界和我國淡水資源的嚴重危機①全球有60%的地區水資源缺乏,供水困難。②我國是世界“貧水國”之一,人均水資源只有世界平均水平的1/4。供水不足嚴重影響了當地的經濟發展和人民生活。(2)合理開發和利用水資源的措施①節約用水,循環用水,充分利用。②防治水體污染,保護水資源。③修建水庫,進行跨流域調水,改變水資源的時空分布。第五節天氣與氣候1.天氣與氣候(1)天氣的概念①短時間內近地面的大氣溫度、濕度、氣壓等要素的綜合狀況稱為天氣。②天氣現象:晴、陰、雨、雪等。③天氣要素包括:氣溫、氣壓、風、濕度和降水等。(2)氣候的概念①氣候是指某一地區在多年內的大氣平均狀況或統計狀態。平均狀態通常是用氣溫、降水等氣候要素的平均值或統計量來表現的。②影響氣候的因素有:太陽輻射、地面狀況、大氣環流和人類活動等。2.人工降雨(1)冷云人工降雨①用飛機或氣球把冷凍劑_一干冰噴撒到云中,使云內的溫度迅速下降,這樣過冷水滴極易凍結,從而可形成大量冰晶。冰晶增大增多,即可下落為雨。②云內播撒碘化銀,形成大量人工冰核,從而使云中形成很多冰晶。冰晶增大增多,即可下落為雨。(2)暖云人工降雨用飛機(或高炮、火箭)向云層播撒氯化鈣、氯化鈉等吸濕性強的微粒,將這些微粒作為凝結核,在云中吸收小水滴,小水滴相互碰撞合并成為雨滴,降落為雨。3.空氣質量報告(1)空氣質量報告的概念空氣質量報告是通過新聞媒體(報紙、電視臺、網絡等)向社會發布的環境信息,可以讓人們及時了解空氣質量狀況,增強環境保護意識,促進人們生活質量的提高。它主要包括“空氣污染指數”“空氣質量狀況”“首要污染物”等指標。(2)空氣污染指數空氣污染指數(API)就是將常規監測的幾種空氣污染物濃度簡化成數值形式,分組表示空氣污染程度和空氣質量狀況。目前計入空氣污染指數的項目暫定為:二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮、可吸入顆粒物和臭氧等。4.人類與氣候(1)人類活動對氣候的影響人類在生產和生活過程中有意識或無意識地對氣候產生影響,包括改變大氣成分和水汽含量,向大氣釋放熱量;改變地表的物理特性和生物學特性等。(2)城市“熱島”現象城市上空經常維持一個氣溫高于四周郊區的暖空氣團,形成一種氣溫較高、濕度較低、云霧增多的特殊氣候。PAGE10第六章常見的物質第一節物質的性質1.物理變化和化學變化(1)物理變化和化學變化的涵義①物理變化:沒有新的物質生成的變化叫物理變化。②化學變化:生成新的物質的變化叫化學變化。(2)物理變化和化學變化的聯系和區別①聯系:化學變化中總伴隨著物理變化的發生,但物理變化中不一定會發生化學變化。②區別:判斷是物理變化還是化學變化:從宏觀角度看,是否產生新物質;從微觀角度看,構成物質的分子種類是否發生變化。(3)化學變化的實質構成物質分子的原子重新組合,形成了新的分子。2.物質的物理性質和化學性質物質的性質是指物質的物理性質與化學性質。(1)物質的物理性質不需要發生化學變化就能表現出來的性質,稱為物理性質。物理性質是物質本身的一種屬性。物質的物理性質主要包括狀態、顏色、氣味、密度、熔點、沸點、導電性、比熱、溶解性等。(2)物質的化學性質物質在化學變化中表現出來的性質叫化學性質。物質的化學性質主要取決于物質的組成和結構。3.物質的密度(1)密度公式ρ=m/v(ρ表示密度,m表示質量,V表示體積)(2)密度的單位有:克/厘米3或千克/米3,1克/厘米3=l000千克/米3。(3)密度的測定①主要儀器:天平、量筒(或量杯)。②固體密度的測定:用天平稱出物體的質量m,用量筒(或量杯)測出物體的體積V(形狀規則的物體,可直接用刻度尺測量后計算出體積;不規則的物體通常用排水法),然后運用公式計算出物體的密度ρ③液體密度的測定:用天平稱出空的燒杯的質量m1,用量筒量取適量待測液體的體積V,將液體倒人燒杯中,稱出燒杯和液體的總質量m2,則待測液體的密度為ρ=(m2一ml)/V。(4)密度的應用密度是物質的一種特性,可以根據密度來鑒別物質,并可用于計算物質的質量或體積。4.晶體的熔化和凝固(1)晶體的涵義具有確定的熔化溫度(熔點)的固體叫做晶體。(2)晶體熔化的特點晶體吸熱達到熔點時,就開始熔化。在晶體在B點開始熔化,B點對應的溫度T即為熔點,在B- C的過程中,吸熱不升溫,且固態物質逐漸減少,液態物質逐漸增多,到C點全部熔化成液態;CD段是液體吸熱升溫過程。(3)晶體熔化的圖象(4)熔化和凝固的關系凝固是熔化的逆過程,物質熔化時吸熱,凝固時放熱。晶體在熔化和凝固過程中的溫度保持不變,同一晶體的凝固點與熔點相同。(5)晶體與非晶體的區別晶體具有一定的熔點,在熔化過程中晶體的熔點保持不變,而非晶體沒有一定的熔點。無論是晶體還是非晶體,熔化時都要從外界吸收熱量。5、沸騰(1)汽化和液化汽化:物質由液態變成氣態的過程。 液化:物質從氣態變為液態的過程汽化分為兩種方式:蒸發和沸騰蒸發:在任何溫度下都能進行的汽化現象。蒸發只在液體的表面進行的,并且不劇烈。影響蒸發快慢的因素:①液體溫度的高低 ②液體的表面積的大小 ③液體表面上的空氣流動快慢。④對于不同的液體還與液體的種類有關。說明:要加快蒸發就必須盡量滿足上述三個條件,要減少蒸發必須盡量避免上述條件,其中減少蒸發在農業上應用比較廣泛的是噴灌和滴灌,它的好處是可以減少水分在傳輸中的滲漏和蒸發。蒸發吸熱,吸收其它物體的熱量,可以導致其它的物體溫度降低。(2)沸騰:在一定溫度下發生的劇烈的汽化現象。沸騰也是在液體的內部和表面同時進行的劇烈的汽化現象。水沸騰時的現象:水在沸騰時雖然繼續吸熱,但溫度保持不變。沸點:液體沸騰時的溫度。不同液體的沸點不同,沸點也是物質的一種特性。液體的沸點受大氣壓的影響,一般氣壓越高,沸點也隨著增高。標準大氣壓下水的沸點是100℃。說明:水在加熱過程中的現象:沸騰之前,水的溫度不斷上升,并有氣泡產生,這時的氣泡中主要是空氣,在上升的過程中逐漸變小,并有響聲出現且逐漸增大。達到一定溫度時,開始沸騰,這時水底會產生大量的氣泡,上升變大,到水面破裂,把里面的水蒸汽釋放出來,雖然繼續吸熱,但溫度保持不變。低沸點物質的一種重要用途:醫療上有一種冷凍療法就是利用低沸點物質汽化時吸收大量的熱而使局部組織冷凍,從而破壞或切除病變的活組織。(3)使氣體液化有兩種方式:1、降低溫度可以使所有的氣體液化(只要溫度降低到足夠低),壓縮體積也可以使氣體液化(但不能使所有氣體液化,還必須溫度降低到一定的程度)譬如氣體打火機以及液化石油氣內的液體都是通過壓縮體積的方法使氣體在常溫下液體化的。火箭的燃料液態氫和液態氧也是通過壓縮體積的方法制得的。氣體液化的好處是可以使氣體的體積大大縮小,便于儲存和運輸。(4)電冰箱工作的原理是:主要用到了汽化吸熱和液化放熱。在冰箱內(即冷凍室)要吸熱使溫度降低,在冰箱外(散熱器)要把吸收的熱放出。故在冰箱內冷凍室里是利用液體汽化吸熱,使液體變成氣體。而在冰箱外通過壓縮機把氣體壓縮并在散熱器放熱使之液化變成液體又流到冰箱內,再又汽化吸熱變成氣體。如此反復循環,從而達到制冷效果。(5)升華和凝華升華:物質從固態直接變成氣態的過程。凝華:物質從氣態直接變成固態的過程。升華吸熱,凝華放熱。幾種常見自然現象的解釋: 云、雪、雨、霧、露、霜說明:它們基本上都是空氣中水蒸汽形成的,形成的位置為:云、雪、雨在高空,霧在低空,露、霜在地面。云:高空中的水蒸汽遇冷液化成的小水珠,這些小水珠聚集在一起形成云雪:高空的水蒸氣遇冷凝華成的小冰晶或有些小水珠凝固而成的小冰晶從空中落下來就是雪。雨:云中的小水珠越積越大,最后從天空落下來就形成了雨。霧:低空中的水蒸汽遇冷液化而成的小水珠懸浮在空氣中或灰塵上就形成了霧。露:空氣中的水蒸汽遇冷液化成的小水珠搭在地面上的植物或草叢上就形成了露。霜:空氣中的水蒸汽遇冷凝華成的小冰晶搭在地面上的植物或草叢上就形成了霜。6.物質的溶解性(1)概念一種物質溶解在另一種物質中的能力叫做溶解性。物質的溶解性大小與溶質、溶劑的性質和結構有關。不同物質在同一種溶劑中的溶解能力是不同的。根據不同的溶解性,物質可分為易溶物質、可溶物質、微溶物質、難溶物質。同一物質在不同的溶劑中的溶解能力也不同。如果外界條件(如溫度)發生變化,物質的溶解能力也可能隨之發生變化。①隨著溫度的升高,大多數物質的溶解能力隨之增大,如硝酸鉀等。②隨著溫度的升高,物質的溶解能力隨之增大,但是增幅不明顯,如氯化鈉等。③隨著溫度的升高,物質的溶解能力反而減小,如熟石灰。④其他條件不變的情況下,氣體物質的溶解能力隨溫度的升高而減小。(2)飽和溶液和不飽和溶液①在一定溫度下,一定量溶劑中所能溶解的溶質達到最大量時,溶液達到飽和,此時的溶液即為飽和溶液。②溶液達到飽和狀態的前提條件:“一定的溫度”、“一定量的溶劑”。③飽和溶液和不飽和溶液的相互轉化:④溶液的飽和程度與溶液濃度的關系:不同物質的溶解能力是不同的,有的溶液濃度較高,但仍未達到飽和;而有的溶液雖然很稀,卻已經飽和。因此,溶液的濃稀與溶液是否飽和無必然聯系。(3)固體的溶解度①溶解度表示在一定溫度下,某固態物質在100克溶劑里達到飽和狀態時所溶解的質量。如果不指明溶劑,通常所說的溶解度是指物質在水里的溶解度。②準確理解固體物質的溶解度概念,必須抓住以下幾個關鍵詞組:“一定溫度”、“100克溶劑”、“溶液達到飽和狀態”。溶解度的單位是克,符號是g 。③溶解速度的快慢與溶解度的大小無關。④比較不同物質在同種溶液里的溶解性大小必須在相同溫度下才有意義。(4)固體物質的溶解度曲線圖的意義①表示各物質在不同溫度下的溶解度數值(曲線上的每個點)。②表示同一溫度下,不同物質的溶解度數值的相對大小。③表示物質的溶解度隨溫度的變化而變化的規律及其變化的幅度。第二節水1.水的組成(l)水的組成(或構成)①水是由氫元素和氧元素組成的。②水分子是由氫原子和氧原子構成的。③一個水分子是由兩個氫原子和一個氧原子構成的。(2)水的電解實驗①電解后電源正極處產生的是氧氣,電源負極處產生的是氫氣。②所產生的氧氣和氫氣的體積比為1:202.水的主要性質(l)純水是無色、無嗅、無味的液體。(2)水是一種較穩定的化合物,通常在1000℃以上或通電情況下才開始分解。水可以與活潑金屬、堿性氧化物、酸性氧化物等其他物質發生反應。(3)水是一種重要的物質,因為它是生物生存所需要的最基本物質之一,與生命密不可分。水是一種常見的優良溶劑。3.溶液、懸濁液和乳濁液(1)溶液、懸濁液和乳濁液的定義①溶液是均一、穩定的混合物。②固體小顆粒懸浮在液體里而形成的物質叫懸濁液(如泥水、鋇餐)。③小液滴分散在液體里形成的物質叫乳濁液(如油湯、牛奶)。(2)溶液與懸濁液、乳濁液的區別①懸濁液、溶液、乳濁液都是混合物。②溶液是均一、穩定的,而懸濁液和乳濁液是不均一、不穩定的。4.溶液中溶質的質量分數(1)計算公式(2)溶液的質量分數用小數或百分數來表示。(3)通過稱量(液體溶質為量取)、溶解等步驟,可以配制一定溶質質量分數的溶液。5.我國水資源的情況、水污染的主要原因及相關防治措施(1)我國水資源的情況①我國江河多年平均徑流總量居世界第六位,但人均擁有的水資源只有世界人均擁有量的1/4,是世界“貧水國”之一。②我國水資源在時間和空間分布上很不平衡:夏季豐富,冬季短缺,南多北少。(2)水污染的主要原因隨著人口的增加,社會經濟的迅速發展,用水量劇增的同時,工農業生產和生活污水引起的水污染也越來越嚴重,使水資源短缺的矛盾更加突出。(3)水污染的相關防治措施①工業上,通過運用新技術,新工藝減少污染物的產生,同時對污染的水體作處理,使之符合排放標準。②農業上,提倡使用農家肥,合理使用化肥和農藥。③生活污水應逐步實現集中處理和排放。(4)水的凈化方法沉淀法、過濾法和蒸餾法等。第三節空氣1.空氣的主要成分空氣是一種混合物,由多種成分組成,主要含有N2、O2,還有少量的CO2,稀有氣體等。2.大氣壓強(1)大氣會從各個方向對處于其中的物體產生壓強,大氣壓強簡稱大氣壓。(2)日常生活中存在許多可證明大氣壓存在的現象,如馬德堡半球實驗、用吸管吸飲料、塑料掛鉤的吸盤貼在光滑的墻面上能承受一定的拉力而不脫落等。(3)大氣壓的變化①離地面越高,大氣的密度越小,因此大氣壓強也就越小。②一般情況下,晴朗天氣的氣壓較陰雨天氣的氣壓高。(4)大氣壓的單位帕斯卡(簡稱帕)、毫米汞柱等。海平面附近的大氣壓稱為標準大氣壓,1標準大氣壓=1.01x105帕= 760毫米汞柱。(6)大氣壓的測量測量大氣壓的儀器叫氣壓計。氣壓計包括水銀氣壓計與無液氣壓計。3.氧氣的主要性質和用途(1)氧氣的物理性質常溫下,氧氣是一種無色無味的氣體,不易溶于水。在標準狀況下,氧氣的密度比空氣略大。沸點為-183℃(標準狀況),凝固點為-218℃(標準狀況),液態氧呈淡藍色,固態氧是雪花狀的淡藍色固體。(2)氧氣的化學性質氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體,能支持燃燒,有較強的氧化性。化學反應 實驗現象與木炭反應 C+O2=CO2 發出白光,生成使澄清石灰水變渾濁的氣體(C02),放出熱量與硫反應 S+O2=SO2 發出明亮的藍紫色火焰,放出刺激性氣味的氣體(S02),放出熱量與鐵反應 3Fe+202=Fe304 劇烈燃燒,火星四射,生成黑色固體(Fe3O4),放出熱量(3)氧氣的檢驗氧氣能使帶火星的木條復燃,這可用來鑒定氧氣。(4)氧氣的實驗室制法實驗原理 操作要點 收集方法2KCl03=2KCl+302↑2KmnO4=2K2MnO4+Mn02+02↑ (1)先檢查氣密性(2)加藥、組裝(從下到上、從左到右)(3)試管口略向下傾斜(4)塞入試管及集氣瓶中的導管不宜太長(5)外焰加熱注意事項:(1)轉動分液 (1)排水集氣法(集得氣體較純,但不干燥)(2)向上排空氣集氣法(集得的氣體較干燥,但易混有空氣)注意:用排水法收集時,待氣泡大量出現時再開始收集;結束時,先將導管移出水面,再熄滅酒精燈2H202=2H20+02↑ 漏斗活塞滴加H,02、可通過活塞的“開”、“關”來控制H,(12的用量,從而控制得到氧氣的量(2)分液漏斗頸下端不需要插入液面(3)不需要加熱(5)氧氣的用途①可供生命體呼吸。②冶煉鋼鐵,焊接或切割金屬。③制液氧炸藥、火箭助燃劑。4.二氧化碳的主要性質和用途(1)二氧化碳的物理性質二氧化碳是一種能溶于水、密度比空氣大、無色無味的常見氣體。在加壓降溫條件下成為干冰(一種半透明白色固體,能升華)。(2)二氧化碳的化學性質①一般情況下,二氧化碳不能燃燒,也不支持燃燒。②二氧化碳是一種酸性氧化物,能與水反應生成碳酸:C02+H2O=H2CO3;碳酸不穩定,加熱時會分解:(3)二氧化碳的檢驗用澄清石灰水可以鑒定二氧化碳氣體:Ca(OH)2+CO2 ==CaCO3↓+H2O(4)二氧化碳的實驗室制法石灰石和稀鹽酸反應可制取二氧化碳:CaCO3+2HC1 ==CaCl2+CO2↑+H2O,用向上排氣法收集。(5)二氧化碳的用途①二氧化碳本身無毒,但當其在空氣中的濃度過高時,能使人窒息。②它是植物光合作用的原料,是溫室中作物的氣體肥料。③可用來滅火,如泡沫滅火器、干粉滅火器。④可制飲料。5.臭氧與臭氧層(1)臭氧是一種單質,化學式為O3。(2)臭氧層①在距地面20一35千米的大氣平流層里的“臭氧層”能阻擋和削弱紫外線。②人類使用含氯氟烴(如氟利昂)的化學物質已使臭氧層遭到破壞,出現臭氧層空洞。6.“溫室效應”(1)“溫室效應”大氣中的二氧化碳氣體像溫室的玻璃或塑料薄膜那樣,使地面吸收的太陽光的熱量不易散失,從而使全球變暖,這種現象叫“溫室效應”。能產生“溫室效應”的氣體除二氧化碳外,還有臭氧、甲烷、氟氯烴等。(2)“溫室效應”的防治措施①減少使用煤、石油、天然氣等化石燃料,更多地利用太陽能、風能、地熱等清潔能源。②大力植樹造林,嚴禁亂砍濫伐森林等。7.空氣污染(1)引起空氣污染的主要成分二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳及可吸入顆粒污染物等。(2)污染物的主要來源汽車尾氣、工業廢氣、煙塵排放、土地沙漠化等。(3)空氣污染指數的項目二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、可吸入顆粒物等。(4)空氣污染的防治措施①減少工業生產和日常生活中二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染氣體及氟氯烴化合物的排放量。②提高能源利用的技術水平和能源利用效率,采用新能源,加強國際間的合作。第四節金屬1.金屬與非金屬(l)金屬的主要特性金屬具有很多共同的物理性質。例如,常溫下它們都是固體(汞除外),有金屬光澤,大多數為電和熱的優良導體,有延展性,密度較大,熔點較高。(2)金屬與非金屬的區別在元素周期表中,除汞外,金屬元素的中文名稱都帶有“金”字旁。一般可根據金屬的特性來初步辨認金屬與非金屬。(3)某些非金屬(如石墨等)也具有與金屬相似的性質,但它屬于非金屬。2.金屬活動性順序(1)在金屬活動性順序里,金屬的位置越靠前,它的活動性就越強。(2)在金屬活動性順序里,位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫。(3)在金屬活動性順序里,位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來。3.常見金屬的化學性質和用途(1)常見金屬的化學性質常見的金屬有鐵、鎂、鋁、銅、錫等。金屬一般能與氧氣反應生成氧化物,如2Mg十O2==2MgO)。活潑金屬與稀硫酸、鹽酸發生反應,如Mg+2HC1=MgC12+H2↑。按金屬活動順序,活動性較強的金屬能把活動性較弱的另一種金屬從它的鹽的水溶液中置換出來。①鐵的化學性質化學反應 實驗現象潮濕空氣中與水、02等物質反應 生銹在氧氣中燃燒 Fe+ 2O2= Fe304 劇烈燃燒,火星四射,生成黑色固體與酸反應 Fe+2HCl= FeCl2+H2↑ 產生大量氣泡,溶液由無色變成淺綠色與CuSO4溶液反應 Fe十CuSO4= FeS04+Cu 鐵棒表面覆蓋一層紅色物質,若CuS04完全反應,溶液由藍色變成淺綠色②銅、鋁的化學性質銅在干燥的空氣中比較穩定,在潮濕環境中被腐蝕生成銅綠(堿式碳酸銅),銅綠有毒。鋁是較活潑的金屬,像鐵一樣能跟非金屬、酸、鹽等溶液反應。在高溫時,鋁有較強的還原性,工業上用鋁來冶煉高熔點金屬。(3)常見金屬的用途根據金屬的特性,金屬可用來做裝飾品、導體、炊具、機器設備的部件等。人們常根據金屬的一般屬性和每種金屬的獨特性質,如它們的密度、外表、價格等來選擇使用金屬。比如,銅、鋁的導電性僅次于銀,被廣泛用于電線、電纜等工業。4.金屬冶煉發展的歷程(1)金屬冶煉原理在高溫下,用還原劑(主要是一氧化碳)從鐵礦石里把鐵還原出來,產生游離的金屬單質。(2)濕法煉銅我國是世界上最早使用濕法煉銅的國家。濕法煉銅的原理是:CuS04+Fe =FeS04+Cu。5.金屬的污染及廢棄金屬的回收(l)廢棄的金屬污染環境①廢舊電池中含有汞等,如果將廢舊電池隨意丟棄,汞等滲出會造成地下水和土壤的污染,威脅人類健康。②鉛、鎘等有毒金屬的離子會污染土壤和地下水源。(2)廢棄金屬的回收通過回收,使金屬循環再生,不僅可以節約金屬資源,而且可以減少對環境的污染。6.合金與新金屬材料的發展(1)合金的概念兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質。合金是比純金屬性能更好的物質。鋼、18K金、鋁合金等都屬于合金。合金也是改善金屬材料性能的主要方法。(2)生鐵與鋼的比較生鐵 鋼含碳量 2%~4.3% 0.03%一2%性能 質硬而脆,無韌性 質硬,有韌性機械加工 可鑄,不可鍛軋 可鑄,可鍛軋,可壓延種類 白口鐵、灰口鐵、球墨鑄鐵 碳素鋼、合金鋼冶煉 原料 鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣 生鐵(廢鋼)、氧氣等原理 高溫下,用還原劑CO從鐵礦石中把鐵還原出來:Fe203+3C0=Fe+3C02 高溫下,用氧化劑02或FeO把生鐵中過多的碳和其他雜質氧化成氣體或爐渣除去設備 高爐 轉爐、電爐、平爐(3)新金屬材料的發展常用合金包括鋼鐵、鋁合金、銅合金。特種合金包括耐蝕合金、耐熱合金、欽合金、磁性合金等。第五節常見的化合物1.單質、化合物(1)單質、化合物的涵義①由同一種元素組成的純凈物叫單質,單質又可分為金屬和非金屬。②由兩種或兩種以上元素組成的純凈物叫化合物;化合物可根據組成元素的不同,分為無機化合物和有機化合物。(2)單質、化合物的聯系與區別①單質和化合物都是純凈物。②兩者的區別在于:單質由同一種元素組成,化合物由不同種元素組成。簡單地,可根據它們的化學式進行判斷。2.常見氧化物的性質(1)氧化物的定義氧化物是由兩種元素(其中一種是氧元素)組成的化合物。常見的氧化物有:二氧化碳、一氧化碳、氧化鐵、水、二氧化硫等。(2)一氧化碳的性質①一氧化碳的化學性質化學性質 化學反應 實驗現象可燃性 2CO+O2=2CO2 發出藍色火焰,產生的氣體使澄清石灰水變渾濁,放出大量熱量還原性 CO+CuO=== Cu+C02 黑色固體變成紅色,生成的氣體使澄清石灰水變渾濁②一氧化碳與二氧化碳的相互轉化③一氧化碳有毒,能跟血液中的血紅蛋白緊密結合,使血紅蛋白失去結合O的能力,致使人體因缺氧窒息而死亡。(3)二氧化硫的性質二氧化硫是具有刺激性氣味的氣體,它是酸雨產生的原因之一。SO2+H2O==H2SO3。3.重要的鹽(1)鹽的涵義鹽是酸跟堿中和的產物,這是數量很大的一類物質。(2)常見鹽的性質和用途物質 氯化鈉NaCl 碳酸鈉Na2C03 碳酸鈣CaCO3俗名 食鹽 純堿、蘇打 大理石、石灰石物理性質 易溶于水的無色透明晶體,不易潮解 白色粉末,從水溶液中析出Na2CO3·10H20晶體,易風化 難溶于水的白色固體化學性質 其水溶液含有Cl-,能與可溶性銀鹽(如AgN03)生成不溶于稀硝酸的白色沉淀:AgN03+NaCl== AgCl↓+NaNO3 水溶液呈堿性,能在水溶液中電離出OH- CaC03+2HCl==CaCl2+H20+C02物質 氯化鈉NaCl 碳酸鈉Na2CO3 碳酸鈣CaCO3用途 醫學上使用的生理鹽水就是0.9%的氯化鈉,食用、防腐、化工原料等 制玻璃 是大理石、石灰石的主要成分,制石灰、水泥,建筑材料4.酸的主要性質及用途(1)酸的涵義電離時所生成的陽離子全部是H十的化合物叫做酸。(2)酸的通性①能使紫色石蕊試液變紅,不能使無色酚酞試液變色。②能與堿反應2Fe(OH)3+3H2SO4 =Fe2(SO4)3+6H2O,Cu(OH)2+2HC1=CuC12+2H2O,③能與某些金屬氧化物反應生成鹽和水Fe2O3+3H2S04 ==Fe2 (SO4)3+3H2O,CuO+2HCl== CuCl2+H2O。④能與某些金屬反應生成鹽和氫氣Zn+H2SO4== ZnSO4 十H2(制氫氣),Fe+2HC1=FeCl,+H2↑。⑤能與鹽反應生成新的鹽和新的酸BaCl2+H2SO4== BaSO4↓+2HC1(檢驗SO42-),AgNO3十HCl = AgCl↓+HNO3(檢驗Cl-)。酸具有相似性質的原因是其在水溶液中電離出的陽離子全部是H+。(3)鹽酸與硫酸的區別物質 濃酸特性 化學反應 用途鹽酸 濃鹽酸具有揮發性、腐蝕性 能與可溶性銀鹽(如AgN03溶液)生成不溶于稀硝酸的白色沉淀等 金屬除銹硫酸 濃硫酸具有吸水性、腐蝕性、脫水性等特殊性質,稀釋時會放出大量的熱量 能與可溶性鋇鹽(如BaCl2溶液)生成不溶于酸的白色沉淀等 精煉石油,金屬除銹等(4)濃硫酸的稀釋方法:將酸沿容器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不斷攪拌。5.堿的主要性質與用途(l)堿的涵義電離時所生成的陰離子全部是OH一的化合物叫做堿。(2)堿的通性①能使紫色石蕊試液變藍,使無色酚酞試液變紅。②能與酸反應生成鹽和水HNO3+NaOH ==NaNO3+H2O,2HC1+Ca(OH)2=CaC12+2H2O。③能與某些非金屬氧化物反應生成鹽和水CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O,SO2+Ca(OH)2= CaSO3+H2O(吸收空氣中的有毒氣體)。④能與某些鹽反應生成另一種堿和另一種鹽CUS04+2NaOH== Cu(OH)2↓+Na2SO4,Na2CO3+Ca(OH)2==CaCO3↓+2NaOH堿具有相同性質的原因是其在水溶液中電離出的陰離子全部是OH-。(3)常見的堿及其性質物質 氫氧化鈉NaOH 氫氧化鈣Ca(OH)2俗名 燒堿、火堿、苛性鈉 熟石灰、消石灰特性 具有強腐蝕性、吸水性(作干燥劑) 具有腐蝕性化學反應 SO2+2NaOH==Na2S03+H2O(用于吸收空氣中的有毒氣體) 氫氧化鈣的水溶液可以用來鑒別二氧化碳:C02+Ca(0H)2==CaCO3+H20用途 制肥皂、造紙、紡織等,氣體干燥劑 制NaOH、漂白粉,改良酸性土壤,配制波爾多液6.溶液酸堿性的測定(1)測定方法可用酸堿指示劑,如紫色石蕊試液、無色酚酞試液來判別溶液的酸堿性。也可以用pH試紙來定量地測定溶液的酸堿度—pH,pH越小,溶液的酸性越強。(2)酸性溶液能使紫色石蕊試液變紅,但不能使酚酞試液變色;堿性溶液能使紫色石蕊試液變藍,能使酚酞試液變紅。(3)酸性物質不一定都是酸,只有電離時產生的陽離子全部是H+的才屬于酸。同樣,具有堿性的物質(如Na2CO3)也不一定都是堿。7.酸雨的危害酸雨不僅危害健康,而且使水域和土壤酸化,損害農作物和樹木生長,危害漁業,腐蝕建筑物、工廠設備和文化古跡。8.中和反應(l)中和反應的特點酸+堿=鹽+水,這是復分解反應的一種特殊類型。(2)中和反應的意義用“胃舒平”(主要成分是氫氧化鋁)治療胃酸過多,用熟石灰降低土壤的酸性都是中和反應在生產生活中的應用。9.有機物(1)定義含有碳元素的化合物(除碳的氧化物、碳酸、碳酸鹽等以外)稱為有機物。(2)常見的有機物常見的簡單有機物包括甲烷(CH4)、乙炔(C2 H2)、丁烷(C4H10)、酒精等。甲烷俗稱沼氣,丁烷是打火機內液體的主要成分,乙炔常用于金屬的焊接和切割。(3)有機物的特性易揮發、易燃燒、難溶于水。(4)有機物的存在石油、煤、動、植物體內都含有有機物。(5)有機合成材料包括合成塑料、合成纖維和合成橡膠等。塑料產品具有良好的特性,在實際生產生活中的應用越來越廣泛。第七章物質的結構第一節構成物質的微粒1.物質的構成(l)構成物質的三種微粒物質是由極其微小的、肉眼看不見的微粒構成的。構成物質的基本微粒有分子、原子、離子。①分子是保持物質化學性質的一種微粒。②原子是化學變化中最小的微粒。③離子是帶電荷的原子或原子集團。(2)分子、原子和離子微粒的數量級原子的半徑大約為10-10米數量級。原子的質量很小,分子的質量也很小,如1個水分子的質量約為3 × 10-26千克。(3)納米材料及其應用前景①概念納米材料是指晶粒直徑為納米級(10-9米)的超細材料。它的微粒尺寸大于原子簇,小于通常的微粒,一般為0.1一100nm。②納米材料研究及應用前景納米材料研究是目前材料科學研究的一個熱點,納米技術被公認為21世紀最具有前途的科研領域。納米技術在陶瓷領域、微電子學、生物工程、光電領域、化工領域、醫學、分子組裝等方面應用前景廣闊。(4)分子、原子和離子的比較分子 原子 離子不同點 分子是保持物質化學性質的一種微粒 原子是化學變化中最小的微粒 離子是化學變化中的最小微粒在化學反應中,分子可以分解為原子,原子又可以重新組合成新物質的分子 在化學反應中不可再分且不能變成其他原子 在化學變化中,可以通過得失電子轉變為原子,或組合成新的分子相同占 質量、體積都非常小,彼此間有間隔,總是在不停地運動。同種分子(或原子、離子)的化學性質相同,不同種分子(或原子、離子)的性質不同,都具有種類和數量的含義相互關 系 分子是由原子構成的,分子可以分解為構成它的原子。離子是帶電的原子或原子集團,部分離子可以通過得失電子轉變為原子(5)原子與離子的轉變關系2.原子的組成(1)原子的構成(2)原子中的微粒電性①不帶電荷的微粒:中子。②帶負電荷的微粒:電子。③帶正電荷的微粒:原子核、質子。(3)原子中的電量關系核電荷數=質子數(原因是中子不帶電)。質子數=核外電子數(原因是原子不帶電)。核電荷數=質子數=核外電子數。(4)原子中的質量關系相對原子質量=質子數+中子數。一個電子的質量僅為一個質子或中子質量的1/1840.(5)更微小的基本粒子質子和中子還不是構成物質的最小微粒,質子和中子都是由更微小的基本粒子—夸克構成的。隨著科學技術的發展,隨著科學家對微觀粒子研究的不斷深人,將會發現更多的微觀粒子。3.原子結構模型及其發展歷程(1)原子結構模型原子的結構與太陽系十分相似,它的中心是原子核,在原子核周圍,有一定數目的電子在繞核運動。(2)原子結構模型的建立與修正時間 科學家 模型1897年 湯姆森 湯姆森模型1911年 盧瑟福 盧瑟福模型1913年 玻爾 分層模型1930年 阿斯頓 原子核由電子和質子組成1932年 費密 氣體模型1935年 玻爾和夫侖克爾 液滴模型1949年 邁耶夫人 殼層模型1950年 雷恩沃特 集體模型或綜合模型現代 電子云模型(3)建立模型所謂模型,就是按一定規則所描述出來的現實世界中事物(系統)或其過程的映象形式,也是現實客觀事物運動變化在人腦中的虛擬反映或思維活動的產物。模型是物質實在的反映,也是人們認識的結晶,是現實世界的抽象或類比。它是為了便于對系統或事物進行實驗和預測,把所要研究的對象通過類比、抽象等手段變為易于考察的形式,并使自己的思維能更好地與他人交流、溝通。科學模型是科學思想的產物,是從事科學研究的一種方法。科學實驗中依據物理規律、化學定律等建立精確機理模型比較多,生產過程中根據生產原理和實驗數據相結合的半機理模型用得比較普遍,而在社會經濟、管理、金融等領域內更多的是用實際數據與經濟理論結合而產生的模型。總之,不同的應用需要建立不同類型的模型,建立不同類型的模型需要不同的方法〕①有些過程的內在運動機理尚未認識清楚,只能從外在的現象去認識,并在此基礎上去建立模型。②對有些過程的內在規律雖然有所認識但又過于復雜,因此必須進行合理的簡化,并在此基礎上建立模型。③有些問題研究的目的(如預報)不在于了解過程的內在規律而只關心其外在綜合表現的變化,因此,只需基于這種需求建立模型。總之,建模是一項十分重要而復雜的工作,需要從實際出發,“去粗取精,去偽存真,由表及里”,才能建立一個真正適用的模型。第二節元素1.元素自然界的物質盡管種類繁多,但組成物質的元素只有100多種。比如氫氣是由氫元素組成的,水是由氫元素和氧元素組成的。(1)元素的概念具有相同核電荷數(即質子數)的同一類原子總稱為元素。(2)同位素原子中原子核內質子數相同、中子數不相同的同類原子統稱為同位素。2.組成人體、地球的主要元素(1)組成地球的主要元素地殼中含量居前四位的元素依次為氧(48.06%)、硅(26.30%)、鋁(7.37%)、鐵(4.75%)。(2)組成人體的主要元素①在人體內大約有30多種元素,其中含量較多的元素有氧、碳、氫、氮等11種,為常量元素;鐵、碘、銅、錳、鋅、鉆、鉻、硒、氟、硅、錫、釩等為微量元素。這些元素在人體內的含量都應維持在一個適宜的范圍,過多或過少都不利于人體健康。②對人體有害的元素,如鍋、汞、鉛等。3.元素符號(1)元素周期表根據元素的原子結構和性質,把現在已知的100多種元素按原子序數(核電荷數)的大小科學有序地排列起來,這樣得到的表叫做元素周期表。在元素周期表中,同一行的屬于同周期元素,同一列的屬于同族元素。從左到右,同一周期元素原子的質子數逐漸增加。同一族的元素具有相似的化學性質。(2)常見元素的名稱和符號元素名稱 元素符號 元素名稱 元素符號 元素名稱 元素符號 元素名稱 元素符號氫 H 氬 Ar 氖 Ne 鋅 Zn氦 He 鉀 K 鈉 Na 銀 Ag碳 C 鈣 Ca 鎂 Mg 鋇 Ba氮 N 錳 Mn 鋁 Al 鉑 Pt氧 0 鐵 Fe 硅 si 金。 Au氟 F 銅 Cu 磷 P 汞 Hg硫 S 碘 I 氯 Cl(3)元素符號所表示的幾種含義①元素符號表示一種元素及該元素的一個原子。②當元素符號前面加上系數時,就只具有微觀意義。如"2H"只表示2個氫原子。第三節物質的分類1.物質的分類2.純凈物和混合物組成 分子構成 穩定性純凈物 只含有一種物質 由同種分子構成 具有固定的組成和性質混合物 由多種物質組成 由多種分子構成 各成分保持原有的結構和性質3.混合物的分離技能(1)過濾過濾適用于液體與不溶于液體的固體之間的分離,或溶解性不同的固體之間的分離,如分離沙子和水、碳酸鈣和碳酸鈉的混合物。過濾操作要注意“一貼二低三靠”。①“一貼”:濾紙緊貼漏斗內壁。②“二低”:濾紙邊緣略低于漏斗邊緣;漏斗內液面略低于濾紙邊緣。③“三靠”:漏斗最下端緊靠燒杯內壁;玻璃棒輕靠三層濾紙一邊;燒杯輕靠玻璃棒。(2)蒸餾與蒸發蒸餾適用于分離相互溶解但沸點不同的液體,如水和酒精的分離。蒸發適用于從溶液中分離固體溶質,如從食鹽水中分離出食鹽。蒸發的操作:將裝有溶液的蒸發皿放在鐵圈上,用酒精燈直接加熱,并用玻璃棒攪拌,防止液體因局部溫度過高而爆濺。當蒸發皿中出現較多量晶體時,停止加熱,利用蒸發皿的余熱把液體蒸干。(3)飲用水凈化的方法飲用水凈化的方法有沉淀法、過濾法和蒸餾法。沉淀法是用活性炭或明礬作為凝聚劑,讓天然水得到一定程度的凈化;過濾法是除去水中的不溶性固體,這兩種方法都不能對水進行徹底的凈化,因為能溶于水的雜質不能除去;利用蒸餾法得到的水比較純凈,可以直接飲用。(4)粗鹽提純的過程粗鹽提純的步驟一可分為:溶解、過濾、蒸發、轉移,應注意各步操作的要領。4.相對原子質量與相對分子質量(l)相對原子質量以一種碳原子的質量的1/12作為標準,其他原子的質量跟它相比較所得的比,就是這種原子的相對原子質量。原子的相對原子質量的數值可從元素周期表或相對原子質量表中查到。(2)相對分子質量①相對分子質量就是一個分子中所有原子的相對原子質量的總和。②根據化學式計算物質的相對分子質量的基本步驟:.寫出正確的化學式。.查出各元素的相對原子質量。.求出各元素的相對原子質量總和。5.元素的化合價(l)化合價的含義①化合價有正價與負價,如氧元素通常顯一2價,氫元素通常顯十1價;金屬元素與非金屬元素化合時,金屬元素顯正價,非金屬元素顯負價;一些元素在不同物質中可顯不同的化合價。②在化合物里,正負化合價的代數和為零。③元素的化合價是元素的原子在形成化合物時表現出來的一種性質。因此,在單質分子里,元素的化合價為零。(2)應用化合價推求實際存在的化合物的化學式①寫出組成化合物的兩種元素的符號,正價的寫在左邊,負價的寫在右邊。②求兩種元素正、負化合價絕對值的最小公倍數。③各元素的原子數二原子數二最小公倍數正價數(或負價數)。④把原子數寫在各元素符號的右下方,即得化學式。⑤檢查化學式,當正價總數與負價總數的代數和等于零時,化學式才算正確。(3)根據化學式推斷元素的化合價根據“正負化合價的代數和為0”的原則,列出方程即可解得。6.化學式(1)化學式表示的意義①表示某種物質,如“H2O"表示水。②表示這種物質的元素組成,如水是由氫元素和氧元素組成的。③表示某種物質的一個分子或該物質的微粒構成,如水是由水分子構成的。④表示分子的構成或分子中原子的個數比,如每個水分子是由1個氧原子和2個氫原子構成的。⑤表示某物質的相對分子質量,如水的相對分子質量為18。(2)根據化學式進行簡單的計算①計算相對分子質量,相對分子質量是1個分子中各原子相對原子質量的總和。②計算化合物中元素的質量比。③計算化合物中某元素的質量分數。第八章物質的運動與相互作用第一節常見的化學反應1.氧化、還原反應(1)氧化反應的概念①狹義的理解:物質與氧氣發生的反應。②廣義的理解:元素化合價升高,物質被氧化,即發生氧化反應。例:S十O2=SO2,S發生氧化反應;2Na+S= Na2S,Na的化合價升高,表示鈉被氧化,即發生氧化反應。物質的燃燒、橡膠制品的老化、金屬的生銹、生物呼吸、食物的腐敗等都屬于氧化反應。(2)氧氣的氧化性①概念:在一定條件下,氧氣能與多種物質發生反應,氧氣作氧化劑,表現出氧化性。②從化合價角度分析:姚中氧元素化合價一般從。價降到一2價,被還原,氧氣作氧化劑,表現出氧化性。(3)還原反應的概念①狹義的理解:物質失去氧的反應。②廣義的理解:元素化合價降低,物質被還原,即發生還原反應。例:CuO+H2==CuO+H2O,CuO被還原,即發生還原反應。Fe+3C12== 2FeCl3+Cl2中氯元素化合價降低,Cl2被還原,即發生還原反應。(4)氧化、還原反應的化學本質對于電子的得失、化合價的升降、被氧化、被還原、還原劑、氧化劑等概念,可用“失升氧化還原劑,得降還原氧化劑”來理解與記憶:①失去電子,元素化合價升高,該元素被氧化,含該元素的反應物是還原劑。②得到電子,元素化合價降低,該元素被還原,含該元素的反應物是氧化劑。2.氫氣與一氧化碳(1)氫氣與一氧化碳的還原性H2、CO是常見的重要還原劑。H2、CO在化學反應中常被氧化,發生氧化反應,作還原劑,表現出還原性。從化合價角度分析:玩中氫元素的化合價從0價升高到十1價,被氧化。CO中碳元素的化合價從+2價升高到十4價,被氧化。例:CuO+3C0=CO2+3Cu,WO3+3H2 ==W+3H2O。(2)H2、CO的可燃性及H2、CO的鑒別①H2,CO在常溫下均為無色、無味的可燃性氣體,燃燒產生淡藍色火焰,放出大量的熱;與空氣(或氧氣)混合易發生爆炸,使用時要特別小心,點燃前應進行純度檢驗。②H2、CO的鑒別:常根據燃燒產物來鑒別。2H2十O2=2H2O,2CO+O2== 2CO2。CO燃燒的產物CO2能使澄清石灰水變渾濁。3.四種基本反應的特點(1)四種基本反應類型的比較反應類型 概念 特點物質種類 化合價化合反應 兩種或兩種以上物質生成一種物質的反應 多變一 反應前后元素化合價可能有變化分解反應 一種物質生成兩種或兩種以上物質的反應 一變多 反應前后元素化合價可能有變化置換反應 一種單質和一種化合物作用生成另一種單質和另一種化合物的反應 反應物、生成物均是單質和化合物兩種物質 反應前后元素化合價肯定發生變化復分解反 應 兩種化合物相互交換成分生成另外兩種化合物的反應 反應物、生成物均是化合物 反應前后元素化合價肯定不發生變化(2)其他反應四種基本反應類型并沒有包含所有的化學反應,例如:Fe2O3+3CO==2Fe+3 CO2,6H2O+6CO2=C6H12O6+6O2(3)四種基本反應與氧化還原反應的關系有單質參加的化合反應、有單質生成的分解反應、置換反應一定是氧化還原反應。4.燃燒和緩慢氧化(1)劇烈氧化與緩慢氧化①通常情況下的燃燒是指可燃物與空氣中的氧氣發生發光發熱的劇烈的氧化反應。②緩慢氧化是速度緩慢、不易覺察、沒有發光但有發熱的一種氧化反應,如橡膠制品的老化、金屬的生銹、生物呼吸、食物的腐敗等。③緩慢氧化也會引起劇烈反應,如白磷的自燃。(2)燃燒的條件①可燃物與氧氣(或空氣)充分接觸。②溫度達到可燃物的著火點(可燃物開始著火的溫度,是可燃物固有的特性)。注意:燃燒不一定要有氧氣參加,例玩可以在C12中燃燒,發出蒼白色火焰;Mg可以在C02中燃燒等。(3)滅火的常用方法及原理只要去除可燃物燃燒的兩個條件中的一個即可滅火。方法 具體操作 原理沖水冷卻法 將水直接噴射到燃燒物E,熄滅火焰;或將水噴到附近未燃燒的可燃物上,使可燃物免受火焰熱輻射的影響,避免燃燒 將溫度降低到可燃物的著火點以下隔絕空氣法 用濕棉被等難燃物或不燃物覆蓋在燃燒物表面上,隔絕空氣,將火熄滅 使可燃物與氧氣(或空氣)隔絕防止蔓延法 將附近的易燃物和可燃物,從燃燒區轉移走;將可燃物和助燃物與燃燒區隔離開;防止正在燃燒物品飛散,以阻止燃燒蔓延 使可燃物的溫度達不到著火點(4)火災自救①發生火災時,首先要保持鎮定,并采取適當的方法滅火。②若自己無法火火,應先了解火源的正確位置并立即報警求助,同時盡早通知家人、鄰居設法離開現場。關上大門,以降低火勢及煙霧的蔓延速度;切不可一言目亂跑,切勿乘電梯,以免停電被困。關閉房門,打開窗戶,在窗前呼救,并設法用繩索逃離現象〔用濕毛巾等物品塞住門、窗的縫隙,以免濃煙滲人。室內濃煙密布時,應用濕毛巾掩蓋日鼻,并俯伏在地上沿墻爬行尋找安全出口。5.光合作用與呼吸作用的區別與聯系光合作用 呼吸作用場所 葉綠體 活細胞條件 光照下 全天都能進行反應方程式 6H20+6CO2=C6H12O6+6O2 C6H12O6+6O2=6H20+6CO2物質變化 無機物一有機物 有機物一無機物能量變化 光能一化學能 化學能一生命活動所需能量熱能意義 生物體內有機物和能齷的最終來源 為生命活動提供能量聯系 光合作用為呼吸作用提供物質基礎,呼吸作用為_光合作用提供能量和原料6.催化劑在化學反應中的作用(1)催化劑的概念在化學反應中,能改變其他物質的化學反應速率,而本身的質量和化學性質在化學反應前后都沒有改變的物質叫做催化劑。在工業上,催化劑也叫觸媒。(2)催化劑“一變二不變”催化劑改變其他物質的化學反應速率,本身的質量不變,化學性質不變。7.質量守恒定律(1)概念參加化學反應的各物質的質量總和等于反應后生成的各物質的質量總和,這個規律就叫做質量守恒定律。(2)應用注意事項①參加化學反應的各物質的質量總和是指反應了的全部物質的質量總和,不包括未參加反應的那些物質的質量。③生成的各物質的質量總和是指所有生成物的質量總和。例如:2克氫氣與8克氧氣完全反應生成的水的質量是9克,原因在于有1克氫氣未參加反應(即氫氣過量1克)。(3)由于化學反應前后元素種類、原子種類、原子數目、原子質量保持不變,所以化學反應遵守質量守恒定律。(4)常見的現象中所謂的質量“增加”或“減少”,并不違反質量守恒定律。①質量“增加”只是未考慮隱性的反應物的質量,如金屬生銹質量“增加”,實際是空氣中的氧氣等參加了反應。②質量“減少”只是未考慮某些生成物的散失,如木材燃燒后所得灰燼的質量“減少”,實際是由于燃燒生成的CO2, H2O(氣)的散失。8.化學方程式及根據化學方程式進行的計算(1)化學方程式表示的意義化學方程式反映化學反應的客觀事實。①表示反應物與生成物。②表示反應所需的條件。③表示反應中反應物、生成物各物質的質量比。④表示反應中各物質間的分子(或原子)個數之比。(2)化學方程式的書寫書寫原則:必須以客觀事實為基礎,絕不能憑空臆想,隨意臆造事實上不存在的物質和化學反應;遵守質量守恒定律。①左反(應物)右生(成物)等號連(左右)。②化(學)式正確條件清。③系數配平箭頭(↓↑)標。④左右有固不標↓,左無右有標↓。⑤左右有氣不標↑,左無右有標↑。(3 )根據化學方程式進行計算的基本步驟①解:設未知數。②寫出反應的化學方程式。③列出相關物質的質量關系(各相關物質的相對分子質量的總和標在化學式下面)。④各相關物質相對分子質量的總和的下面寫上已知量、未知量。⑤相關的四個量列出比例式,求出未知量。⑥答。第二節運動和力1.物體的運動(1)機械運動物體位置的變化叫做機械運動。(2)運動的相對性①參照物說物體是在運動還是靜止,要看以哪個物體做標準。這個被選作標準的物體叫參照物。②物體運動的相對性物體的運動和靜止是相對的。如果選擇的參照物不同,描述同一物體的運動時,結論也不一樣。③參照物的選取參照物的選取是任意的。為了方便,我們常用地面做參照物。2.速度與平均速度(1)勻速直線運動勻速直線運動是最簡單的機械運動,是指物體沿著直線快慢不變的運動。(2)速度①速度是表示物體運動快慢的量。②對于做勻速直線運動的物體,速度的大小等于物體在單位時間內通過的路程。它不隨運動時間的改變而改變,也不隨路程的改變而改變,且速度是一個定值,公式為V=S/t,式中S是指在,t時間內物體通過的路程。③速度的單位是米/秒、千米/時。1米/秒=3.6千米/時。(3)平均速度粗略描述變速運動的快慢,公式為V=S/t。(4)時間和長度的測量①時間的測量在國際單位制中,時間的單位是秒,符號是s。時間單位還有小時(h)、分(min)等。除了用鐘表外,實驗室常用停表來測量時間間隔。②長度的測量在國際單位制中,長度的單位是米,符號是m。長度單位還有千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(mm)、納米(nm)等。這些長度單位之間的關系是:I km=1000 m=103 m,l dm=0.lm,l cm=0.01 m,1 mm=0.001 m,1μm=10-6m,1 nm=10- 9m。最常用的長度測量工具是刻度尺,通常根據被測長度末端靠近的刻度線來讀數。更精確的測量工具可選用游標卡尺等。3.力(1)力的概念物體對物體的作用稱做力。力的作用是相互的,即一個物體對別的物體施力時,也同時受到后者對它的作用力。(2)力的作用效果包括兩方面:改變物體的形狀,改變物體的運動狀態。(3)力的單位牛頓,簡稱牛,用N表示。(4)力的三要素習慣上,把力的大小、方向、作用點稱為力的三要素。力的作用效果與力的三要素有關。(5)重力①重力是指由于地球吸引而使物體受到的力。作用點:物體的重心。②重力的方向:豎直向下。③重力的大小:G=mg, G表示重力,m表示質量,g表示質量為1千克的物體受到的重力為9.8牛,其值為9.8牛/千克。在粗略計算時,g的值可取10牛/千克。(6)摩擦力①兩個互相接觸的物體,當它們做相對運動時,在接觸面上會產生一種阻礙相對運動的力,這種力叫做摩擦力。摩擦力分為靜摩擦力、滾動摩擦力與滑動摩擦力。摩擦力的方向與物體相對運動的方向相反。②滑動摩擦力的大小與物體接觸面的粗糙程度和壓力有關。③增大或減小摩擦力的方法:增大有利摩擦:使接觸面變得粗糙,在接觸面上添加增大摩擦力的材料,增大接觸面的壓力,變滾動摩擦為滑動摩擦。減小有害摩擦:使接觸面變得光滑,使摩擦面脫離接觸,變滑動摩擦為滾動摩擦。(7)彈力彈力是物體由于彈性形變而產生的力。在彈性限度內,彈簧伸得越長,它的彈力就越大。彈簧測力計是根據這個道理制作的。4.力的測量及圖示(1)力的測量工具測量力的工具叫彈簧測力計。①彈簧測力計的刻度原理:彈簧的伸長量與其所受的拉力成正比。②使用彈簧測力計的注意點:檢查指針是否對準零刻度線,選擇量程,判斷最小刻度值。另外,所測的力不能超過測力計的測量限度,以免損壞測力計。(2)力的圖示用一根帶箭頭的線段來表示力的三要素的方法。作力的圖示時應注意以下三點:①線段的起點(或終點)表示力的作用點。②線段上箭頭的方向必須跟力的方向一致。③線段的長度(包括箭頭在內)跟力的大小成比例,同時要標出單位線段表示的力的大小。5.二力平衡(1)二力平衡的概念一個物體在兩個力的作用下,如果保持靜止狀態或勻速直線運動狀態,就說這兩個力是平衡的。(2)二力平衡的條件作用在一個物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,并且在同一條直線上,則這兩個力就彼此平衡。6.牛頓第一定律(1)牛頓第一定律的內容一切物體在沒有受到力的作用時,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。這是描述物體在不受力時的運動規律。(2)慣性物體保持運動狀態不變的特性叫做慣性。慣性是物質的一種屬性,與物體是否運動、運動速度的大小、是否受力、受力的大小均無關。7.壓強(1)壓力物體間由于相互擠壓而產生的、垂直作用在物體表面上的力。(2)壓強①壓強的概念壓強是指物體單位面積上受到的壓力。壓強反映了壓力的作用效果。②壓強的單位帕斯卡,簡稱帕,符號為Pa.③壓強的公式:F=P/S(3)運用公式計算壓強時的注意點①壓強的大小是由壓力和受力面積共同決定的。受力面積一定時,壓強與壓力成正比;壓力一定時,壓強與受力面積成反比。②受力面積不是指物體的表面積,而是指施力物體與受力物體直接接觸的那部分面積。③此公式適用于固、液、氣體的壓強的計算。(4)增大、減小壓強的方法①增大壓強:一是增大壓力,二是減小受力面積。②減小壓強:一是減小壓力,二是增大受力面積。(5)液體的壓強①產生的原因液體由于受重力作用,且具有流動性,所以不僅對容器底部有壓強,對容器側壁也有壓強,而且液體內部對容器內的各個方向都有壓強。②特點液體的壓強隨深度的增加而增大,在同一深度,液體向各個方向的壓強大小相等;深度相同時,液體的密度越大,壓強越大。③連通器上端開口、下端連通的容器叫連通器。連通器里的水不流動時,各容器中的水面高度總是相同的。8.浮力(1)浮力浸在液體(或氣體)中的物體,受到液體(或氣體)向上托起的力稱作浮力。(2)阿基米德原理浸在液體中的物體所受的浮力,大小等于它排開的液體所受的重力。F浮=G排。(3)計算浮力常用的方法①阿基米德原理②稱量法:F浮=G物一F,其中F為物體浸入液體時彈簧測力計的讀數。③壓力差法:F浮=F1一F2。④平衡條件法:F浮=G排,一般指物體在液體中處于懸浮或漂浮狀態。9.流體壓強與流速的關系(l)關系:在氣體和液體中,流速越大的位置,壓強越小。(2)實例①機翼模型:迎面吹來的風被機翼分成上下兩部分,由于機翼橫截面的形狀上下不對稱,在相同時間內,機翼上方氣流通過的路程較長,它對機翼的壓強較小;下方氣流通過的路程較短,因而速度較小,它對機翼的壓強較大。因此在機翼的上下表面產生了壓強差,這就是飛機向上的升力。②地鐵站臺上設置安全線,人必須站在安全線以內的位置候車。這是由于飛馳而過的地鐵列車的速度很大,造成了安全線以外的站臺邊緣處的壓強小,于是就產生了一個指向列車的壓強差,人若站在安全線以外,就很容易被地鐵列車卷走。10.力學的發展史時間 人物 學說或理論公元前4世紀 亞里士多德 亞里士多德把運動分為“自然運動”和“非自然運動”.非自然運動必有外力的作用才能發生,外力的作用一旦停止,運動就不存在公元前3世紀 阿基米德 阿基米德原理剮杠桿定律16世紀末 開普勒 行星運動三定律17世紀初 伽利略 自由落體定律,物體運動的相對性理論17世紀中期 牛頓 牛頓三大定律,建立了經典力學體系第三節電與磁1.電路的組成(1)電路把電源、用電器、開關用導線連接起來形成電流的路徑稱為電路。電源是提供電能的裝置,如電池、發電機等。用電器如燈泡、電動機、門鈴等。開關的作用是控制電路的通斷。(2)通路、開路與短路①通路:在電路中,當開關閉合時,電路中會有電流,這樣的電路稱為通路。②開路:當開關斷開,或電路中某一處斷開時,電路中不再有電流,這樣的電路稱為開路。③短路:如果不經過用電器,而電源兩極直接用導線連接,叫做電源短路。電源短路時,電路中的電流過大,會損壞電源,嚴重時會造成火災。(3)電路圖用元件符號代替實物表示電路的圖。常見的元件符號如下表所示。 (4)串聯電路與并聯電路的判別(5)串聯電路與并聯電路的特點①串聯電路的特點I=I1=I2,U=U1+U2,R=R1+R2。②并聯電路的特點I=I1+I2,U=U1=U2,1/ R=1/R1十1/R2。2.電流(1)電流電流是由于電荷的定向移動形成的。科學上把正電荷的移動方向規定為電流的方向。電流的大小用1秒內通過導體橫截面的電量多少來衡量,電流的單位是安培,簡稱安,符號是A。(2)使用電流表測量電流的注意點①正確選擇量程。被測電流不得超過電流表的量程。在不能預先估計被測電流大小的情況下,應先拿電路的另一個線頭迅速試觸電流表最大量程的接線柱,如果指針偏轉太小,再使用較小的量程。②電流表必須串聯在被測電路中。③使電流從電流表的“十”接線柱流進,從“一”接線柱流出。④絕對不允許不經過用電器而把電流表直接連到電源兩極。(3)在電流表上讀數的步驟①明確電流表的量程,即可以測量的最大電流,也就是說,要明確表針指到最右端時電流是0.6A還是3A.②確定電流表的一個小格代表多大的電流。例如,若電流表的最右端是3A,表盤上從0到最右端共有30個小格,那么每個小格就代表0.lA。③接通電路后,看看表針向右總共偏過了多少個小格,這樣就能知道電流是多少了。3.電壓(1)電壓電壓是形成電流的必要條件。電壓的單位是伏特,簡稱伏,符號是V。常見的電壓值:干電池的電壓為1.5伏,我國家庭照明電路的電壓為220伏。歐洲的家庭照明電路的電壓為110伏。對人體安全的電壓為36伏以下。(2)使用電壓表測量電壓的注意點①正確選擇量程。②電壓表必須與被測的部分電路并聯。③電壓表的“+”接線柱接在跟電源正極相連的那一端。④測量時,在電壓表上讀數的方法與電流表相似。4.電阻(1)電阻表示導體對電流阻礙作用的大小。導體的電阻越大,表示導體對電流的阻礙作用越大。電阻的單位是歐姆,簡稱歐,符號為Ω。(2)導體的電阻是導體本身的一種性質,它的大小取決于導體的長度、橫截面積和材料。(3)滑動變阻器的原理對材料、橫截面積不變的導體,通過改變接人電路中的電阻絲的長度而使電阻發生改變。使用時必須注意,要使接入電路部分的電阻絲的長度可變,通常使用“一上、一下”兩個接線柱就行。5.歐姆定律(1)通過導體的電流,跟這段導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比,這就是歐姆定律。公式為:I=U/R。(2)伏安法測電阻的原理是;R=U/I,測量得到U和I,根據公式求出電阻。(3)伏安法測電阻的要點①閉合開關前,滑動變阻器的阻值要達到最大。②多次測量后求出電阻的平均值,得到實驗結果。6.磁現象(1)磁體、磁性、磁極和磁化的概念①具有磁性的物體叫磁體。②具有吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質稱為磁性。③任何磁體都有磁性最強的兩端,分別為N、S兩個磁極。④磁化:一些物體在磁體或電流的作用下會獲得磁性,這種現象叫做磁化。磁化現象在工農業生產中均有很廣泛的應用。(2)磁極相互作用的規律同名磁極互相排斥,異名磁極互相吸引。(3)磁場①基本性質:它對放人其中的磁體產生磁力的作用。磁體間的相互作用就是通過磁場發生的。②方向:磁場具有方向性。將一個小磁針放人磁場中任何一點,小磁針北極所指的方向就是該點磁場的方向。③表示方法:用磁感線表示,磁感線的疏密表示磁場的強弱,磁感線的切線方向表示磁場的方向。(4)電流的磁場①直線電流的磁場奧斯特實驗表明電流周圍存在磁場。若用磁感應線表示,直線電流的磁場是以導線上各點為圓心的同心圓。②通電螺線管的磁場螺線管的形狀與什么樣的磁體形狀相似,其磁場也與什么樣的磁場相似。與永磁體不同的是,螺線管的南北極可隨電流方向的改變而改變,判定依據是右手螺旋定則,即安培定則。螺線管的磁場強弱會隨電流大小、線圈匝數多少的改變而改變。電流為零時,磁場也隨之消失。7.產生感應電流的條件(l)電磁感應現象閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線的運動時,導體中就會產生電流,這種現象稱為電磁感應現象。(2)產生感應電流的條件①必須有磁場。②導體必須做切割磁感線的運動。③導體必須是閉合電路的一部分。(3)感應電流的方向感應電流的方向與導體運動的方向和磁場方向有關。8.常用電器常用電器有電話、電風扇、電視機、電冰箱、洗衣機等。9.家庭電路(1)家庭電路的組成家庭電路由電源引線、電能表、閘刀開關(斷路器)、保險盒、插座、燈座、開關和家用電器組成。(2)家庭電路的各種用電器是并聯接人電路的,控制各種用電器工作的開關必須與用電器串聯。(3)火線和零線家庭電路由外面的低壓供電線路供電,其中一根電源引線是火線,另一根電源引線是零線。火線和零線之間有220 V的電壓,火線和大地之間也有220 V的電壓。正常情況下,零線和大地之間沒有電壓。辨別火線和零線可用測電筆。測電筆由筆尖金屬體、電阻、氖管、彈簧和筆尾金屬體組成。用測電筆測一試時,氖管發光的是火線,不發光的是零線。(4)熔斷器、斷路器的作用①熔斷器有封閉管式熔斷器和敞開插入式熔斷器兩種。當電流過大時,熔斷器內的保險絲會自動熔斷,避免導線或用電器損壞.以免引起火災。熔斷器一般裝在電器設備上。②斷路器可替代閘刀開關和熔斷器。當電流達到額定值的一定倍數時,可以在幾分鐘或幾秒鐘內自動切斷電路,從而起到電路過載或短路的保護作用。斷路器一般接在火線上。10.電磁知識的應用(1)電磁感應現象由于導體在磁場中運動而產生電流的現象,是一種電磁感應現象,產生的電流叫做感應電流。(2)電磁知識在技術中的應用①發電機是利用電磁感應原理制成的。實際發電機分為交流發電機和直流發電機。交流發電機的電路中產生的是交變電流(簡稱交流),在交變電流中,電流在每秒內周期性變化的次數叫做頻率。頻率的單位是赫茲,簡稱赫,符一號為Hz我國電網以交流供電,頻率為50HZ②電動機是利用通電導體在磁場中受力的原理制成的。電動機使用方便、效率高、無污染、體積小。③電磁起重機、電磁繼電器及磁懸浮列車都是根據電磁鐵的原理制成的。電磁鐵是根據螺線管磁場的強弱控制原理制成的,由通電螺線管和鐵芯組成。電磁鐵的磁性有無、強弱和方向都可通過改變電流來控制。④磁帶、磁卡等是利用磁性材料記錄信息的產品磁記錄技術提高了工作效率,給人們的生活帶來了很大的方便。(3)電磁學的發展史時問 人物 貢獻10世紀末 古伯 提倡科學實驗,研究磁的特性和物體起電的現象1660年 蓋里克 制造出第一臺摩擦起電機1720年 格雷 發觀導體和絕緣體的區別。發現電衙能夠傳遞1729年 格雷 發現電荷分布在導體表面的事實18世紀中期 富蘭克林 提出正電勺負電的概念,發現了電荷守恒定律。統一了天電和地電,徹底破除了人們對雷電的迷信1785年 庫侖 建立了著名的庫侖定律18世紀未19世紀初 伽伐尼 發現了電流,提出了生物電的術語1794年 伏打 用不同金屬組合,進行一系列實驗,發現了伏打定律,即如果有幾種金屬連接時.則電的作用(電壓)只取決于兩端金屬的性質,和中間的金屬無關19世紀初 奧斯特 發現了電流的磁效應1822年 安培 提出電流產乍磁場的基本定律,即安培定律1822年 法拉第 提出了研究“轉磁為電”的問題1826年 歐姆 實驗發現導線中電流和電勢差之間的正比關系,即歐姆定律;證明導線電阻正比于其長度,反比于其截面積1831年 法拉第 發現電磁感應現象1838經 法拉第 建立楞次定律1851年 法拉第 建立電磁感應定律1865年 麥克斯韋 建立電磁場理淪,得到了電磁場的數學方程1886年 赫茲 證實光的電磁波理論的正確性,并為人們利用無線電奠定了重大的實驗基礎第四節波1.波(1)波的存在①聲波聲音以波的形式通過介質將聲源的振動向外傳播,這個波叫做聲波。頻率大于20000赫茲的聲波叫做超聲波,頻率低于20赫茲的聲音叫做次聲波。②樂音聲音是多種多樣的。有的聲音悠揚、悅耳,聽到時感覺很舒服。人們把這類聲音叫做樂音。如歌唱家的聲音、演奏家演奏的樂曲聲等。③噪聲污染與樂音相對的是噪聲。噪聲妨礙人們的生活、工作與學習,是國際公害。我國政府規定工廠、工地的噪聲應不超過85一90分貝,居民居住區,白天不超過50分貝,夜間不超過40分貝。④電磁波電報、電話、電視、廣播、互聯網的信息以電磁波的形式向外傳播。光也是一種電磁波。(2)波在信息傳播中的作用①聲與信息傳播轟隆隆的雷聲預示著一場可能的大雨;醫生通過聽診器可以了解病人心、肺的工作狀況等都是聲傳遞信息的實例。另外,根據回聲定位的原理,科學家發明了聲吶。利用聲吶系統,人們可以探知海洋的深度。利用超聲波可以準確獲得人體內部疾病的信息。②電磁波與信息傳播人們交流信息的方法最早依賴于語言和信號,有了利用電磁波原理制成的現代通訊工具,使人們進行遠距離信息交流變得更加容易,信息傳播速度更快,信息傳播渠道更通暢。2.光的反射定律和折射現象(1)光的直線傳播光在同一種介質中是沿直線傳播的。(2)光在真空中的傳播速度c=3 × 108米/秒。(3)光在不同物質里的傳播速度c>v空氣>v水>V玻璃。(4)光的反射現象光在同一種介質中沿直線傳播,當遇到障礙物時,光會在障礙物的表面發生反射,并改變傳播方向。一般來說,各種物體的表面都能反射光,我們能夠看到本身不發光的物體,是因為物體反射的光進人了我們的眼睛。(5)光的反射定律①內容:如圖8一6,反射光線OB與人射光線AO、法線MN在同一平面上,反射光線與人射光線分居法線的兩側,反射角∠BOM等于人射角∠AOM。②注意點:要抓住一面、一點、兩角、三線,即鏡面,人射點,反射角和人射角、反射光線、人射光線和法線。③反射時光路是可逆的。(6)鏡面反射與漫反射①鏡面反射平行光線射到平面鏡或其他表面是光滑的物體上時,反射光線也是平行的。鏡面反射可以改變光行進的方向。②漫反射平行光線射到凹凸不平的粗糙表面上時,反射光線并不平行,而是向著各個方向反射。漫反射可以使人能在各個不同方向都看到物體。(7)平面鏡成像的特點①像:從物體發出的光線,經過光學儀器后所形成的與原物相似的圖像。②實像:實際光線通過像點的像。③虛像:物體上的某一點S發出的光線,如果其在傳播方向上不能相交于一點,但其反向延長線卻能相交于一點S’,那么S’是S的虛像(實際光線不通過像點)。④平面鏡成像的特點虛像,像與物體等大,像與物體關于鏡面對稱,即像到鏡面的距離一與物體到鏡面的距離相等,像與物體的連線垂直于鏡面。⑤平面鏡的應用平面鏡可以成像;平面鏡可以改變光的傳播路線,如可用平面鏡制成潛望鏡。(8)光的折射現象大量實驗表明,光從一種透明介質進入另一種透明介質時,在兩種介質的界面上傳播方向通常會發生改變的現象。(9)光的折射規律①內容:光從一種介質斜射人另一種介質時,傳播方向發生偏折。如圖8一7,折射光線BO與人射光線AO、法線在同一平面上,折射光線與人射光線分居法線的兩側。光由空氣斜射人水、玻璃等透明介質時,折射角r小于人射角i。光由水、玻璃等透明介質斜射人空氣中時,折射角r大于人射角i。光垂直射到兩種介質的界面上時,傳播方向不發生改變,折射角等于0。②在折射現象中,光路是可逆的,即如果光逆著折射光線射人,其折射光線也將逆著人射光線射出。③有反射光線不一定有折射光線,有折射光線一定有反射光線。3.透鏡與眼球折光系統(1)透鏡①透鏡可分為凸透鏡與凹透鏡兩種。凸透鏡對光有會聚作用,凹透鏡對光有發散作用。②凸透鏡成像原理物距 像距 像的情況 應用正或倒 放大或縮小 虛或 實U>2f 另一側 f< u<2f 倒立 縮小 實像 照相機F<u<2f 另一側 u>2f 倒立 放大 實像 幻燈機u<f 同側 v>u 正立 放大 虛像 放大鏡(3)眼球折光系統①人的眼球里的晶狀體相當于一個凸透鏡,它的焦距通過晶狀體、房水、玻璃體的共同作用進行調節。人的眼球相當于一架照相機,物體發出的光通過晶狀體在視網膜上成像。②來自遠方的光,經折光系統折射后,若成像于視網膜前,就是近視眼,近視眼應當用凹透鏡來矯正。③若折射后,成像于視網膜后,就是遠視眼,遠視眼應當用凸透鏡來矯正。4.電磁波(1)太陽光的組成太陽光包括可見光、紅外線與紫外線。棱鏡可以將可見光分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等顏色不同的光。各色光有序排列起來就是光譜。紅光之外的是紅外線,紫光之外的是紫外線。這兩種光人眼看不見。①紅外線的應用烤箱、浴室取暖燈、紅外線夜視儀、遙控器等。②紫外線及其預防適度的紫外線有助于人體合成維生素D,促進人體對鈣的吸收。紫外線能殺死微生物,醫院里常用紫外線等來滅菌。此外,紫外線還可用作防偽標記。過度的紫外線照射對人體有害,輕者使皮膚粗糙,重則引起皮膚癌。因此在太陽輻射較強的季節,應注意使用防紫外線的用品,如防曬霜、防曬傘等。(2)色光的混合人們發現,紅綠該三色光混合能產生各種色彩,因此把紅、綠、監三種色光叫做色光的三原色。如彩色電視機畫面_上的豐富色彩就是由三原色光混合而成的。(3)電磁波的組成電磁波包括無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、下射線等。5.我國古代在光學方面取得的成就時問 成就4000年前 《墨經》中記載有針孔成像的歷史, 光線成影的大小及平面鏡成像的特點宋代 沈括從運動的位置研究針孔成像、研究銅鏡如何透光,是對透鏡的最早研究者元代 郭守敬對針孔成像作過很深的研究,并利用它的原理來改進“景符”(一種天文儀器)第五節物質間的循環與轉化1.自然界中的碳循環(1)碳循環的過程大氣中的二氧化碳通過植物的光合作用而被消耗,又隨動植物的呼吸作用、有機物的燃燒及腐爛分解等過程源源不斷地重新釋放出來,結果使得大氣中的二氧化碳的含量基本保持不變。(2)自然界中碳循環的主要途徑①CO2→光合作用→有機物→動植物的呼吸作用→CO2②CO2→光合作用→有機物→動物吸收→體內氧化→CO2。③CO2→光合作用→有機物→動植物殘體→微生物分解作用→CO2。④CO2→光合作用→有機物→動植物殘體→地下漫長反應→煤、石油、天然氣→燃燒→CO2。大氣中二氧化碳含量的穩定對地球上生物的生存提供了良好的條件,二氧化碳在大氣的熱平衡中起著重要作用。近百年來,由于大量使用含碳燃料,再加上森林面積的急劇減少,大氣中二氧化碳的含量增加較快,使溫室效應加劇,一定程度上導致全球性氣溫變暖。2.自然界中的氧循環大氣中的氧氣來自植物的光合作用,因動植物的呼吸作用、動植物殘體的分解、礦物燃料(煤、石油、天然氣等)的燃燒而被消耗。氧氣不斷被消耗,又不斷地產生,使得大氣中氧氣含量保持相對恒定。3.金屬、金屬氧化物、堿之間的轉化(1)某些金屬與氧氣反應,生成金屬氧化物(2)某些活潑金屬與水反應,生成相應的堿2Na+2H20 =2NaOH+H2O。(3)相應的金屬氧化物與水反應制得可溶性堿Na2O+H2O==2NaOH,BaO+H2O===Ba(OH)2,CaO+H2O==Ca(OH)2。(4)難溶性堿受熱分解,生成相應的金屬氧化物(5)某些金屬氧化物被還原劑還原,生成相應的金屬(6)某些金屬氧化物與金屬反應(7)設計物質制備方案根據金屬、金屬氧化物、堿之間的轉化關系可以設計物質制備方案,如:Na→Na2O→NaOH,Na→NaOH,CaO→Ca(OH)2,Cu(OH)2→Cu0→Cu,Cu(OH)2→CuSO4→CuO4.非金屬、非金屬氧化物與酸之間的轉化(1)某些非金屬單質與氧氣反應,生成非金屬氧化物(2)某些非金屬單質與某些金屬氧化物反應,生成非金屬氧化物(3)某些非金屬氧化物(酸性氧化物)與水反應,生成相應的酸(4)某些酸分解,生成相應的非金屬氧化物H2 CO3=CO2+H2O(5)設計物質制備方案根據非金屬、非金屬氧化物、酸之間的轉化關系可以設計物質制備方案,如:S→SO2→SO3→H2SO4。5.物質鑒別所謂物質的鑒別,就是運用物質的物理性質和化學性質,通過觀察和實驗,確定物質的名稱或化合物的組成。①物質的鑒別可用物理方法或化學方法,也可綜合使用物理、化學方法。②化學方法根據具體情況可采取:不外加試劑,外加試劑,限定試劑,不限定試劑的方式。③不論采取哪種方式,必須做到“先取樣,再操作”,不得直接在原試劑瓶內進行操作。具體操作時所采用的試劑種類要少,操作要簡單、方便,現象要明顯。④解答物質鑒別題時,文字表述要合理,如“有氣泡產生”“有無色氣體放出”不能說成“有氫氣放出”“有二氧化碳放出”;“有藍色沉淀產生”不能說成“有氫氧化銅沉淀產生”。掌握某些金屬、金屬氧化物、堿的特殊性質(如顏色、溶解性等)可方便物質的鑒別:如Cu一紅色,CuO一黑色,Fe2O3一紅棕色,Cu(OH)2一藍色,Fe(OH)3一紅褐色。掌握某些非金屬、非金屬氧化物、酸的特殊性質可方便進行物質的鑒別,如:S一淡黃色,C一黑色,白磷一易自燃,SO2一有刺激性氣味,NO2一紅棕色,CO2一能使澄清石灰水變渾濁,濃H2SO4具有吸水性、脫水性,CO有毒性等。第九章能與能源第一節能量轉化與守恒1,能的形式能的形式有:機械能、光能、電能、熱能、化學能、生物質能等。2.機械能(1)動能動能是物體由于運動而具有的能。動能的大小與物體的質量及物體運動的速度有關。質量相同的物體,運動的速度越大,它的動能越大;運動速度相同的物體,質量越大,它的動能也越大。(2)勢能①重力勢能物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能。勢能的大小與物體的質量及物體所處的高度有關。質量相同的物體,所處的高度越高,它的重力勢能越大;所處高度相同的物體,質量越大,它的重力勢能也越大。②彈性勢能物體由于彈性形變而具有的能叫做彈性勢能。彈性勢能的大小跟物體的材料以及彈性形變的大小有關,彈性形變越大,物體的彈性勢能就越大。(3)動能、勢能之間的相互轉化在一定條件下,動能可以轉化為勢能,勢能也可以轉化為動能。單擺的運動充分表明動能和勢能可以相互轉化。機械能=動能+勢能。(4)機械能守恒定律物體具有的勢能和動能是可以互相轉化的,如果沒有摩擦等阻力,那么在勢能和動能的相互轉化中,機械能的總量保持不變。機械能守恒定律反映了物體的動能和勢能之間可以相互轉化,在不存在阻力的條件下,物體動能和勢能在相互轉化過程中,能的總量保持不變。即動能的減少量恰好等于勢能的增加量;反之,勢能的減少量恰好等于動能的增加量。利用機械能守恒定律解題的優點是:不需要考慮過程的細節,只要滿足守恒條件,則初態的動能和勢能之和一定等于末態的動能和勢能之和。3.機械功(l)功的概念功是作用于物體的力和物體在力的方向上移動的距離的乘積。(2)功的單位焦耳,簡稱焦,符號是J。(3)公式:功=力×距離,即W=FS。(4)力沒有做功的三種情況①物體受到力的作用,但沒有移動距離,這個力對物體沒有做功。例如人用力推一個笨重的物體而沒有推動。一個人舉著一個物體不動,力都沒有對物體做功。②物體不受外力,由于慣性做勻速直線運動。物體雖然通過了一段距離,但物體沒有受到力的作用,這種情況也沒有做功。③物體通過的距離跟它受到的力的方向垂直,這種情況中雖然有力的作用,物體也通過了一段距離,但這個距離不是在力的方向上的距離,這個力也沒有做功。例如人在水平面上推車前進,重力的方向豎直向下,車雖然通過了距離,但在重力方向上沒有通過距離,因而重力沒有對車做功。(5)功與能的關系如果一個物體能夠做功,則這個物體就具有能。正在做功的物體一定具有能。4.杠桿(1)杠桿的定義在力的作用下,能繞固定點轉動的硬棒叫做杠桿。(2)支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂①杠桿能繞著轉動的固定點叫做支點。②使杠桿轉動的力叫做動力,阻礙杠桿轉動的力叫做阻力。③力臂是支點到力的作用線之間的距離,而不是支點與力的作用點之間的距離。(3)求力臂的步驟辨認杠桿,確定支點,作出動力、阻力的圖示,將動力和阻力的圖示延長,得動力作用線和阻力作用線,再從支點出發分別向二力的作用線作垂線,便得這兩個力的力臂。(4)杠桿平衡的條件動力×動力臂=阻力×阻力臂,即F1L1=F2 L2。(5)杠桿的分類杠桿種類 特 點 應用實例省力杠桿 動力臂大于阻力臂,l1>l2 動力小于阻力,Fl<F2 開瓶器費力杠桿 動力臂小于阻力臂,l1<l2 動力大于阻力,F1>F2 釣魚桿等臂杠桿 動力臂等于阻力臂,l1=l2 動力等于阻力,Fl=F2 天平5.滑輪(1)定滑輪的結構和作用工作時軸固定不動的滑輪叫定滑輪,定滑輪的實質是等臂杠桿,不能省力但能改變力的方向。(2)動滑輪的結構和作用動滑輪的實質是L1=2L2的省力杠桿,能省一半的力但不能改變力的方向。(3)滑輪組的作用滑輪組既可省力也可改變力的方向。使用滑輪組時,滑輪組用n段繩子拉物體,拉物體所用的力F就是物重的n分之一,即F=G/n,其中n表示拉物體的繩子數。6.功率(1)功率的概念功率是用來描述物體做功快慢的物理量。(2)功率的單位瓦特,簡稱瓦,符號是W。(3)功率的公式 P=W/t P=FV機器的功率是指機器對外做功時輸出的功率,每臺機器都有各自最大限度的輸出功率,對于需確定功率的機器,由P=Fv,可知牽引力跟速度成反比。(4)機械效率、有用功、額外功、總功及其關系有用功 對人們有用的功瞻,即機械克服有用阻力做的功額外功 對人們沒用又不得不做的功‰,即機械克服額外阻力做的功總功 有用功與額外功的總和,即:W總=W有+W額機械效率 有用功與總功的比值或者說有用功在總功中所占的比例。即:η=W有/W總=W有/W有+W額(5)有關機械效率的注意點①機械效率通常用百分比表示,沒有單位。實際機械的效率總是小于1,即η<1(理想機械時:因為W額=0, W有 =W總,所以才有η=l)。②總功是人們利用機械時,動力對機械做的功。如果動力為F,動力方向上通過的距離為s,則:W總=Fs。③在實際計算中,利用機械提升物體時,有用功W有=Gh;沿水平面使物體勻速運動時,有用功等于克服摩擦做的功,即W有=fs。在計算η時,根據題目條件正確確定W有和W總是解題的關鍵。④機械效率的大小取決于W有與W總的比值,它與利用機械是否省力無關。有時與W有的大小也無直接關系,W有大,η不一定就大。7.電功與電功率、熱量(1)電功的概念電流做功的過程就是電能轉化為其他形式能的過程。(2)電功的單位與公式計算公式為W=UIt,單位為焦耳(簡稱焦,符號為J)、千瓦時(kW·h)。換算:1 kW·h=3.6× 106J。(3)電功率①電功率是用來表示電流做功快慢的物理量。②計算公式:P=W/t、P=UI。單位:瓦特(簡稱瓦,符號為W),千瓦(kW)。1 kW=1000 W③測定小燈泡的電功率實驗:.原理:P=UI;電路圖;步驟。.測定小燈泡額定功率時,應調節滑動變阻器,使伏特表讀數為額定電壓U額時,再讀出安培表示數I額,代入P額=U額I額中計算。(4)焦耳定律焦耳定律:電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比。其數學表達式為:Q=I2Rt,單位為焦。(5)電熱器的原理和應用電熱器的原理是電流的熱效應。電熱器的主要組成部分是電阻率大、熔點高的合金發熱體。(6)電功、電功率、熱量的比較物理量名稱 表達式 單位及符號、 換算關系 注意電功形 W=UltW=Pt 焦(J),千瓦時(kW·h)lkW·h=3.6×106J 公式中各量的對應關系,電能表的用途及讀數方法電功率 P=W/t P=UI 瓦(w),千瓦(kW) 1kW=1000W 當U實=U額 時,P實=P額熱量Q Q=I2Rt 焦(J) 在純電阻電路中,計算熱量可利用Q=W①正確理解電功和電功率的關系有的同學認為“電流做功越多,電功率越大”,這是錯誤的。電功率描述電流做功的快慢,用電流在單位時間內所做的功來表示。所以這里包含功和時間兩個因素,只有在時間相同的前提下,做功多者功率才會大。若缺少時間這個因素,功率大時只能說明做功快,做的功不一定多。②注意電功和熱量的區別如電爐、電烙鐵、電飯鍋,電流做功時將全部電能轉化為內能,Q=W。而電風扇工作時電能主要轉化為機械能,只有少部分能量轉化為內能,因此電風扇發熱時惟一使用的公式是Q=I2Rt(R為電動機線圈的電阻),而絕不能使用Q=W = UIt(其中U為電機線圈兩端的電壓)來計算轉化的內能,因為此時W>Q。③注意電功率P= UI和熱功率P=I2R的聯系和區別在電路中只有電阻元件時(即純電阻電路),電功率和熱功率是相等的。當電路中有電動機、電解槽等用電器時,電能要分別轉化成機械能、化學能等,只有一部分轉化成內能,電功率大于熱功率。(7)正確理解額定功率和實際功率的關系①“PZ220一25”的意思是:PZ一普通照明燈泡,220一額定電壓220伏,25一額定功率為25瓦。使用各種用電器一定要注意它的額定電壓,用電器只有在額定電壓下才正常工作。②當用電器的工作電壓不是額定電壓時,它的實際功率不等于額定功率;當工作電壓低于額定電壓時,用電器的實際功率小于額定功率,用電器不能正常工作;當工作電壓高于額定電壓時,用電器的實際功率大于額定功率,用電器有燒壞的危險。③一個用電器的額定功率只有一個,但它的實際功率有無數個。實際功率會隨著實際電壓的變化而變化,燈泡的亮度取決于燈的實際電功率。8.核能的利用(1)裂變和鏈式反應裂變是質量較大的原子核在中子轟擊下分裂成2個新原子核,并釋放出能量的過程。在裂變過程中,導致一系列原子核持續裂變,并釋放出大量核能的反應稱為鏈式反應。(2)聚變和熱核反應聚變是使2個質量較小的原子核結合成質量較大的新核,同時釋放出大量能量的過程。由于聚變需要很高的溫度,所以也稱為熱核反應。(3)放射性及其應用原子核的裂變和聚變都會產生肉眼看不見、能量很高的射線,如α射線、β射線,γ射線。這些射線大劑量時會對人畜造成很大的傷害,但若用較小的量并謹慎地加以控制時,射線也可以用來探測機械設備、選育種子、治療疾病等。(4)核能是原子核變化時釋放的能,獲得核能一般有兩條途徑:重核裂變和輕核聚變。目前建成的核電站都是利用重核裂變將核能轉化為電能。原子彈是根據裂變的原理制造的,氫彈是根據聚變的原理制造的,氫彈的威力比原子彈大得多。9.改變內能的兩種途徑(1)改變物體內能的兩種途徑做功和熱傳遞。(2)做功和熱傳遞的區別(3)內能、溫度和熱量的比較概念 量的類型 單位 日常生活中“熱”的不同含義內能 物體內部大量做無規則熱運動的粒子所具有的能 狀態量,對應的是某一個時刻 J “摩擦生熱”,意思就是物體經摩擦后,內能會增加溫度 表示物體的冷熱程度 狀態量,對應的是某一個時刻 ℃ “熱”表示溫度高,如“今天天氣很熱”,意思說今天氣溫很古同熱量 物體在熱傳遞過程中吸收或放出熱的多少,其本質是內能,是物體與物體之間傳遞的內能 過程量,對應的是一段時間 J “蒸發吸熱”,意思是液體在蒸發時要從外界吸收熱量10.能量的轉化與傳遞(1)能量轉化和守恒定律能量既不會消滅,也不會創生,它只會從一種形式轉化為其他形式,或者從一個物體轉移到另一個物體,而在轉化和轉移的過程中,能的總量保持不變,這就是能量轉化和守恒定律。從本質上看,能量的轉化和轉移是有所區別的。能量的轉化是指能量的形式發生了變化,一種形式能量減少了,而另一種形式的能量卻增加了。能量的轉移是指能量從一個物體轉移到另一個物體上去,一個物體的能量減少了,而另一個物體同一種能量卻增加了,但能量的形式保持不變。能量轉化和守恒是自然科學最基本的規律。“永動機”是不可能成功的,因為它違背了能量轉化和守恒定律。能量的轉化與傳遞有一定的方向性:例如熱能可以從高溫物體轉移到低溫物體,而不能自發地從低溫物體轉移到高溫物體;可燃物可以通過燃燒將化學能轉化成內能,但不可能將內能自發地轉化成化學能。(2)化學能與內能的轉化燃料燃燒釋放熱量的過程,就是將貯存在燃料中的化學能轉化為內能的過程。1千克某種燃料完全燃燒時放出的熱量,叫做這種燃料的燃燒值,其單位為焦/千克。(3)生物體能量的來源和轉化①生物質能來自生物體,源于太陽能,是一類可再生能源。綠色植物進行光合作用,把太陽能轉化為化學能貯存在生物體內的有機物中,其表達式為:②生物體通過呼吸作用釋放能量,一部分供給生物體進行各種生理活動,另一部分則轉化為熱能而散失。呼吸作用是生物體將貯存在體內有機物中的化學能釋放、轉化和利用的過程,其表達式為:(4)能量轉化和守恒定律的發現史時間 發現事實18世紀末19世紀初 各種自然現象之間的聯系和它們之間的相互轉化,逐漸被人們發現和認識18世紀后期 熱質說將熱看成一種沒有質量和不可稱量的流質——熱質,它不生不滅,存在于一切物體之中,物體的冷熱程度,決定于其中所含熱質的多少18世紀末 英國物理學家倫福德對熱質說提出了挑戰1799年 英國科學家戴維用實驗方法對熱質說提出了質疑1840年 英國物理學家焦耳通過大量的實驗,確定了電流產生的熱量與電阻和電流的2次方之積成正比,即電流熱效應的焦耳定律1842年 德國醫生邁爾在其著作《與新陳代謝聯系著的有機運動》中,將轉化與守恒關系從機械能、熱能推廣到電磁能、化學能和生物能,建立了第一個最普遍最廣泛的能量轉化與守恒定律1843年 焦耳在《關于電磁熱效應及熱的力學量》論文中,最先給出了熱功當量的值,并以實驗支持能量守恒定律1847年 德國物理學家赫爾姆霍茨在論文《論力的守恒》中具體闡述了熱、功、化學能、電磁能、光能、機械能之間的相互轉化與體系的能量守恒定律第二節能源與社會1.能源(1)能源的概念凡是能為人類提供能量的物質資源都可以叫做能源。(2)能源的分類形成條件 利用的廣泛性 可再生性一次能源 常規能源 可再生能源 水能、風能、生物能等不可再生能源 煤、石油、天然氣等礦物資源新能源 可再生能源 太陽能、地熱、沼氣、潮 汐能等不可再生能源 核能、油頁巖等二次能源 如電能、沼氣、汽油、焦炭、蒸氣、工業余 熱等(依靠其他能源來制取)(3)煤、石油與天然氣的比較能源 重要性 元素組成 主要分類 用途煤 我國第一能源 碳元素 無煙煤、煙煤和褐煤 燃料、化工原料石油 我國第二能源 碳、氫元素 汽油、柴油、煤油等 燃料、化工原料天然氣 我國重要能源 碳、氫元素 燃料、化工原料(4)水能、風能、原子能的比較能源 能源來源 能量轉化途徑 主要特點水(江河)能 太陽輻射能 水的勢能一水的動能一電能 第三大能源,無污染,可再生風能 太陽輻射能 氣壓差一空氣的動能一電能 無污染,不會枯竭,但不穩定原子能 核變化釋放 核能一熱能一機械能一電能 能量巨大,可控制,需防護目前,人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。正是各種植物通過光合作用把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來。這部分能量為人類和動物界的生存提供了能源。煤炭、石油、天然氣、油頁巖等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經過漫長的地質年代形成的。它們實質上是由古代生物固定下來的太陽能。此外,水能、風能、波浪能、海流能等也都是由太陽能轉換來的。2.能源與人類生存和社會發展的關系(1)能源與人類的關系能源是人類生存和發展不可缺少的物質基礎之一。人類文明的每一進步,都和能源的利用息息相關。人類進化發展的過程,是一部不斷向自然界索取能源的歷史。隨著全球人口的急劇膨脹,人類的能源消費大幅度增長。世界上的煤、石油、天然氣等生物化石能源將在幾十年至200年內逐漸耗盡。另外,大量礦物能源的燃燒,是造成大氣污染、“酸雨”和“溫室效應”的罪魁禍首。人類在發展經濟,改善生活質量的同時,對環境造成了很大的影響。(2)我國的能源狀況我國是個能源大國,水力資源居世界第一,正在建設中的長江三峽水電站,設計容量為1842萬千瓦,堪稱世界之最。煤的儲量居世界第三。石油、天然氣正在不斷探明中,據報道:新疆塔克拉瑪干沙漠近來發現了豐富的油氣層,埋藏的石油達500億噸,天然氣達8萬億米3。但我國是一個人口大國,人均年耗能不足1噸標準煤,不及世界平均值的一半;人均年用電600千瓦時,約為世界人均的1/4,可見我國又是一個能源窮國。(3)新能源太陽能、風能、地熱能、波浪能和氫能、核能、生物質能是七種新能源。①太陽能取之不盡,用之不竭,且不會產生任何污染,是人類最理想的可再生能源。理論計算表明,太陽每秒鐘輻射到地球上的能量相當于500多萬噸煤燃燒時放出的熱量。因此,地球上每年獲得的太陽能是十分巨大的。直接利用太陽能的途徑有:利用太陽灶和太陽能熱水器把太陽能轉化為熱能;通過光電轉換裝置把太陽能直接轉化為電能。②氫能源具有來源廣、熱值高、無污染等優點,也是一種大有發展前途的新能源。目前該能源沒有推廣的原因是還沒有廉價制氫的方法。③核能是由于原子核的變化而釋放的巨大能量,也叫原子能。核電站是利用原子核裂變的鏈式反應產生的能量發電的,它的核心是反應堆,反應堆里放出的核能轉化為高溫蒸氣的熱能,再通過氣輪發電機轉化為電能。核電站的特點:消耗的“燃料”少,只需要很少的核燃料,就能產生大量的電能;成本低,1 kWh電能的成本要比火電站低20%以上。我國浙江秦山核電站(1991年建成)和廣東大亞灣核電站已運行發電,預計到2010年,我國核電站的功率可達5 × lO7kW。(4)三種射線的比較名稱 電性 成分 穿透力a射線 帶正電 氦原子核 穿透本領小β射線 帶負電 高速電子流 穿透本領較大γ射線 不帶電 波長很短的電磁波 穿透本領強PAGE1第一章生命系統的構成層次第一節觀察多種多樣的生物1.生物與非生物的基本特征(1)具有嚴謹的結構——除病毒外,生物體都是由細胞構成的。(2)都有新陳代謝作用。(3)都有應激性。(4)都有生長現象。(5)都能生殖和發育。(6)都有遺傳和變異的特性。(7)都能適應一定的環境,也能影響環境。生物的上述基本特征是區別于非生物的基本標準。2.顯微鏡的結構、原理和使用方法顯微鏡是生命科學研究中最常用的觀察工具,可以幫助人們觀察肉眼無法看到的微小物體或細微結構。(1)顯微鏡的結構包括鏡座、鏡柱和鏡臂、載物臺、遮光器、反光鏡、鏡筒和物鏡轉換器、準焦螺旋、目鏡和物鏡等。其中目鏡和物鏡是顯微鏡的最重要部分。(2)顯微鏡的成像原理光線經反光鏡反射,通過玻片標本、物鏡、目鏡的折射后,將所觀察的物體放大,然后在人眼的視網膜上成像。注意:顯微鏡所成的像是倒像,因此玻片移動的方向與物像移動的方向正好相反。(3)顯微鏡的使用方法其操作步驟為:取鏡→安放→對光→調焦距→放玻片→觀察。觀察前,轉動粗準焦螺旋,鏡筒下降時,眼睛一定要從側面注視物鏡,不讓它接觸玻片,否則會壓碎玻片,損壞物鏡(透鏡);觀察時,一定要慢慢轉動粗準焦螺旋,使鏡筒徐徐上升,避免物像一晃而過,或根本沒有覺察。(4)計算所觀察物體的總放大率所觀察物體的總放大率=目鏡的放大率×正在使用的物鏡的放大率。3.常見生物的種類、形態及生活特性(1)常見的動物類群 (2)常見的植物類群 4.生物多樣性(1)生物多樣性的概念地球上所有的植物、動物和微生物,它們所擁有的全部基岡以及各種各樣的生態系統,共同構成了生物的多樣性。生物多樣性包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性。(2)我國生物多樣性的特點物種豐富,特有屬、種繁多,起源古老,經濟物種豐富,生態系統的類型豐富。(3)保護生物多樣性的意義①生物多樣性是地球生命經過幾十億年發展進化的結果,是人類賴以生存和持續發展的物質基礎。②保護生物多樣性就等于保護了人類生存和社會發展的基石,保護了人類文化多樣性的基礎,就是保護人類自身。第二節細胞1.制作臨時裝片。繪制生物圖利用顯微鏡觀察生物體的微觀結構時,必須把待觀察的生物材料制成玻片標本,使光線能夠直接透過。玻片標本有切片、涂片和裝片三種。(1)制作洋蔥表皮細胞的臨時裝片①在干凈的載玻片中央滴一滴清水。②用鑷子在洋蔥鱗片葉的內側表皮上撕取一層很薄的表皮,放在水滴中。③用鑷子展平,蓋上蓋玻片。蓋蓋玻片時,讓蓋玻片的一邊接觸水滴,用鑷子挑起另一端,然后輕輕放下玻片,以避免產生氣泡。④為能觀察清楚,用稀釋的碘液或紅墨水進行染色。滴一滴碘液在蓋玻片的一側,用吸水紙從另一側吸,使染液浸潤到整個標本。(2)繪制生物圖的要求①科學性和準確性。②各部分的比例要合理,大小、位置要適中。③繪圖及注字要用鉛筆。④線條要均勻一致,用圓點襯陰表示明暗和顏色的深淺,不能用鉛筆涂抹。2.細胞的結構(1)細胞的基本結構動物細胞和植物細胞都有相同的結構,它們都含有細胞膜、細胞質和細胞核等基本結構。但是植物細胞還含有細胞壁、液泡和葉綠體,動物細胞一般沒有這些結構,這也是動植物細胞的主要區別點。細胞是生命活動的基本單位。(2)原核細胞和真核細胞細菌的細胞沒有細胞核,屬于原核生物;植物、動物和真菌的細胞都具有細胞核,屬于真核生物。3.細胞的分裂及其意義(1)細胞的分裂細胞的分裂指一個細胞分成兩個細胞的過程。在這一過程中,細胞核先分成兩個,隨后細胞質分成兩份,每份各含一個細胞核,最后在原來細胞的中央,形成新的細胞膜。植物細胞還形成新的細胞壁。細胞分裂中最重要的變化是細胞核中染色體的變化,在細胞分裂的過程中,染色體復制加倍,隨著分裂的進行,染色體分成完全相同的兩份,分別進入兩個新細胞中。(2)細胞分裂的意義細胞核中有遺傳物質DNA,而DNA就是染色體的成分之一,細胞分裂實現了染色體的復制與均分。因此保證了通過細胞分裂產生的新細胞與原細胞所含的遺傳物質相同。4.細胞的生長與分化(1)細胞的生長是指細胞由小變大的過程。生物體的生長指生物體內細胞數目增多、體積增大和細胞間質增加。(2)細胞的分化隨著細胞的增殖,細胞數量增多,細胞的形態和功能逐漸出現了差異,最后形成了具有不同形態和不同功能的各種細胞。這種由一般到特殊,由相同到相異的細胞變化的過程,稱作細胞分化。5.組織、器官和系統(1)組織具有分生能力的細胞,不斷進行細胞分裂、生長和分化,可以形成形態和功能相同的細胞群,這一細胞群即組織。植物的基本組織有保護組織、輸導組織、營養組織、機械組織、分生組織等。人體的基本組織有上皮組織、結締組織、肌肉組織和神經組織。(2)器官不同的組織按一定的順序聚集在一起共同完成一定的功能就形成了器官。被子植物由根、莖、葉(營養器官)、花、果實、種子(生殖器官)等六大器官構成。人體由心臟、肺、腦、胃、骨、血管等器官構成。(3)系統能夠共同完成一種或幾種生理功能的多個器官按照一定的次序組合在一起構成系統。人體由消化、循環、呼吸、泌尿、生殖、神經、運動和內分泌等八大系統構成。多細胞生物有明顯的結構層次,由低到高分別是:細胞→組織→器官→系統(動物)→個體。第三節種群、生物群落、生態系統和生物圈1.生物分類的單位、方法和檢索表(1)生物分類的單位與方法現代生物學家根據生物進化的親緣關系和形態結構的特點,用七個等級對生物進行分類,依次為界、門、綱、目、科、屬、種,其中界是最大的一類。(2)分類檢索表分類檢索表是鑒定生物種類的重要工具之一。通過查閱檢索表可以幫助我們初步確定某一生物的科、屬、種名。2.種群(1)種群的概念種群指生活在同一地點的同種生物的一群個體。(2)種群的特征包括種群密度、出生率和死亡率、年齡組成、性別比例等。種群的數量變動與種群的這些特征密切相關。3.生物群落(1)生物群落的概念在一定的自然區域內,相互之間具有直接或間接關系的各種生物的總和,叫做生物群落,簡稱群落。(2)群落的分層現象在森林群落中,高大的喬木組成喬木層,灌木和小樹組成灌木層,草本植物組成草本植物層,苔蘚和地衣等植物組成苔蘚地衣層,形成垂直分層現象。動物在群落中的分布也有類似的垂直分層現象。(3)植物群落和植被的概念生活在一定自然區域內所有植物的總和,稱為植物群落。被覆在地球表面的植物群落稱為植被。4.生態系統(1)生態系統的概念生物群落與它的無機環境相互作用而形成的統一整體,叫做生態系統。地球上最大的生態系統是生物圈,它包括了地球上的全部生物以及它們所生活的環境中的非生物因素。生物圈還可以分成大小不同的許多生態系統。(2)生態系統的類型 (3)生態系統的成分(4)食物鏈和食物網在生態系統中,各種生物之間由于食物關系而形成的一種聯系,叫做食物鏈。許多食物鏈常常相互交錯成網狀,稱為食物網。(5)生態系統的功能能量流動和物質循環是生態系統的主要功能,二者是同時進行的,彼此相互依存,不可分割。生態系統內的能量流動從綠色植物把太陽能固定在體內后開始,并沿著食物鏈或食物網的各個營養級傳遞,最后在呼吸作用中以熱能的形式散失。能量流動是單向的、逐漸減少的。生態系統中的物質流動則是循環不息的,即組成生物體的一些基本化學元素在生物群落與無機環境之間可以反復地出現和循環。5.生物與環境的相互作用(1)生物一方面受環境中的非生物因素如光、水、溫度、食物、風等的影響,而另一方面,生物的生命活動(包括人類的活動)又對無機環境及其他生物造成一定的影響。(2)生物對生活環境的適應現存的各種生物對其生活的環境都有一定的適應性,即適應的普遍性。如仙人掌的葉刺、肉質莖對干旱環境的適應;陽生植物和陰生植物葉的形態結構對光照強度、水分蒸騰作用方面的適應;蚯蚓的形態結構特點對土壤穴居生活的適應;極地狐和沙漠狐的體形等對環境溫度的適應。此外,更具典型意義的是生物的保護色、警戒色、擬態等。第二章生物的新陳代謝第一節綠色植物的新陳代謝1.植物與礦質元素的關系(1)礦質元素的概念礦質元素一般指除了c、H、O以外,主要由根系從土壤中吸收的元素,如N、P、K等。礦質元素通常以離子的形式存在于各種無機鹽中。(2)礦質元素在植物體內的作用①用于合成一些復雜的化合物,如氮元素是合成蛋白質和核酸等許多重要物質的主要原料。②參與酶的活動,擔負著調節生命活動的功能。(3)礦質元素在農業生產中的作用不同農作物對各種礦質元素的需要量是不同的:幼苗時期對無機鹽的需要量小,生長旺盛時期對無機鹽的需要量大,到果實和種子成熟時需要量又變小了。因此要根據作物的不同種類、不同生長發育時期,進行合理施肥。(4)植物生長中所需的重要化肥重要化肥 元素表示 作用 缺失后對植物的影響 應多施該肥的植物種類氮肥 N 為蛋白質、葉綠素、酶等物質的重要組成部分。充足的氮能使葉色濃綠,提高光合作用效率,生長健壯,枝葉繁茂 植株矮小,葉色發黃,生育延遲,植株瘦弱,抽穗晚 收獲菜葉類的農作物,如白菜、菠菜等磷肥 P 能提高植物的抗旱、抗寒、抗病、抗倒伏和耐酸堿的能力,能促進植物的生長發育,促進花芽分化和縮短花芽分化的時間,因而能促使作物提早開花、成熟 植株暗綠并帶點紅色 收獲果實類的農作物(如番茄、花生等)鉀肥 K 能提高植物對干旱、低溫、鹽害等不良環境的忍受能力和對病蟲、倒伏的抵抗能力 植株矮小,葉片上出現許多褐斑 收獲莖、根類的農作物(如番薯、馬鈴薯等)2.植物體對水分的吸收、利用和散失過程(1)植物吸收水分和礦質元素的主要部位是根尖的根毛區。這可以通過去除根尖后與正常植株的對照實驗來證明。(2)植物能否從環境中吸收水分取決于環境溶液(如土壤溶液)的溶質質量分數與根毛細胞細胞液的溶質質量分數的大小關系。由此可知,在農業生產中一次施肥不能過多。(3)植物體對水分的利用和散失過程①植物體對水分的利用根吸收的水分,通過根、莖、葉中的導管,運輸到植物的地上部分。進入植物體內的水分,一般只有1%左右保留在植物體內,參與植物的光合作用和其他各種生命活動。②蒸騰作用的概念水分以氣體狀態從植物表面(主要是葉片表面上的氣孔)散失到體外的現象,叫做蒸騰作用。進入植物體內的水分,99%左右的水分都通過蒸騰作用散失掉了,只有l%左右真正用于各種生理過程和保留在植物體內。③蒸騰作用的意義一是為植物吸收和運輸水分提供動力;二是能促進礦質元素的運輸;三是降低植物的體溫,特別是葉表面的溫度。3.綠色植物的光合作用及其重要意義(1)光合作用的概念光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉化成存儲能量的有機物,并且釋放出氧氣的過程。光合作用的過程可以用下面的反應式來概括:(2)有關光合作用的發現史時間 科學家 實驗的基本過程 結論1771年 普里斯特利 將點燃的蠟燭與綠色植物一起放在一個密閉的玻璃罩內,蠟燭不容易熄滅;將小鼠與綠色植物一起放在玻璃罩內,小鼠也不容易窒息死亡 植物可以更新空氣1864年 薩克斯 把綠色葉片放在暗處幾小時,使葉片中的營養物質消耗掉,然后把葉片的一半曝光,另一半遮光。過一段時間后,用碘蒸氣處理葉片,發現遮光的那一半葉片沒有發生顏色變化,曝光的那一半葉片呈深藍色 綠色葉片在光下產生了淀粉1880年 恩吉爾曼 把載有水綿和好氧性細菌的臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環境里,然后用極細的光束照射水綿。通過顯微鏡觀察發現,好氧性細菌只集中在葉綠體被光束照射到的部位附近;如果把裝片完全暴露在光下,好氧性細菌分散在葉綠體所有光照部位的周圍 氧是由葉綠體釋放出來的,葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所(3)光合作用的重要意義光合作用實現了地球上最重要的兩個變化:一是把簡單的無機物合成為復雜的有機物,實現了物質的轉化;二是把太陽能轉變成化學能儲存在有機物中,實現了能量的轉化。①光合作用為所有生物的生存提供了物質來源和能量來源。②光合作用與生物的細胞呼吸以及各種燃燒反應相反,它消耗二氧化碳,放出氧氣,因此在維持大氣中的氧氣和二氧化碳含量的穩定方面有巨大的作用。4.植物的呼吸作用(1)呼吸作用的概念呼吸作用(主要指有氧呼吸)是指在氧氣的參與下,通過植物細胞內有關酶的催化作用,把糖類等有機物氧化分解,生成二氧化碳和水,同時放出大量能量的過程。(2)植物的呼吸作用的過程從表面上看,呼吸作用的過程與光合作用似乎恰好相反,但是不能把呼吸作用看成是光合作用的逆反應。因為呼吸作用是生命活動中的另一個復雜過程,其發生的場所以及所需要的酶都與光合作用不同。而且,光合作用一般只存在于綠色植物體中,而呼吸作用存在于一切生命體中。另外,呼吸作用過程所釋放的能量是一切生命活動的能量來源。(3)利用萌發的種子探究植物的呼吸作用從本質上說,種子的萌發過程就是種子中的細胞提高呼吸作用水平的過程,由于呼吸作用旺盛,因此萌發的種子是探究植物呼吸作用的好材料。實驗中,呼吸作用消耗氧氣可以用燃著的木條熄滅來檢驗,而放出二氧化碳可以用澄清石灰水變渾濁來檢驗。5.合理灌溉的新陳代謝原理任何農作物都需要不斷地吸收水分。但是,不同種類的農作物的需水量是不同的,如水稻的需水量很大,高粱的需水量很小。而同一種農作物在不同的生長發育時期,需水量也不同。例如在生長旺盛時期,需水量較大,在幼苗期和成熟期,需水量較小。因此,在農業生產中,要根據植物的需水規律適時地、適量地灌溉,用最少量的水獲取最大的效益。如根據農作物的需水規律,采用噴灌、滴灌等先進的灌溉技術。如果對農作物進行過度灌溉,則會影響根系的氧氣供應,進而影響根細胞的呼吸作用。第二節人體的新陳代謝1.食物的消化和吸收(1).消化系統的組成(2).食物的消化和吸收①消化有物理性消化和化學性消化。物理性消化主要通過牙齒的咀嚼和胃腸的蠕動;化學性消化主要是利用消化酶,使食物中的營養成分通過化學變化變成可吸收的物質。②食物中各種成分的消化。食物中的水、無機鹽、維生素不經消化能直接被吸收;食物纖維不能被消化;蛋白質最終被分解成甘油和脂肪酸。③小腸是食物消化吸收的主要場所,與其相適應的結構特點有:(1)小腸長,內壁形成小腸絨毛,可擴大小腸內表面積;(2)小腸絨毛內含豐富的毛細血管和毛細淋巴管,有利于營養物質的吸收;(3)小腸內含有多種消化腺分泌的消化酶,能對食物中的各種成分進行徹底的消化。④吸收是指營養物質進入循環系統的過程。2.酶在生命活動中的重要作用(1)酶的概念酶是生物活細胞所產生的具有催化作用的蛋白質,是一種生物催化劑。酶能使生物體內的化學反應迅速地進行,而本身并不發生變化,這一點與無機催化劑相似。(2)酶的特點①高效性:酶的催化效率一般是無機催化劑的107~1013倍。②專一性:一種酶只能催化一種或一類化合物的化學反應。③不穩定性:高溫、低溫以及過酸、過堿,都會影響酶的活性。也就是說,酶的催化作用需要適宜的條件。溫度、pH都會影響酶的活性。(3)酶的作用酶具有多樣性,高效性及專一性等作用特點.對于生物體內的新陳代謝的正常進行是必不可少的。新陳代謝過程極其復雜,包括生物體內全部的化學反應。生物體每時每刻都在進行著成千上萬的化學反應,而這些化學反應通常都是十分復雜的,它們之所以能在生物體內溫和的條件下迅速地進行,原因就是生物體內具有各種各樣的酶。3.消化酶在人體消化過程中的作用(1)食物中各種營養成分的消化過程食物中的各種營養成分,除了水、無機鹽、維生素等可以直接被消化道吸收外,其他如糖類、蛋白質、脂肪等結構復雜、不溶于水的大分子有機物,必須在消化道內經過消化,分解成溶于水的有機物小分子,才能被消化道壁吸收。糖類、蛋白質、脂肪這三大有機物的消化過程必須在各種消化酶的催化作用下才能完成,它們的具體途徑為:(2)消化酶在人體消化過程中的作用①口腔中的唾液含有唾液淀粉酶,口腔可以使食物中的部分淀粉分解成麥芽糖。②酸性的胃液中有胃蛋白酶,它能將蛋白質分解成多肽。③小腸中的消化液包括腸液、胰液和膽汁,腸液和胰液中含有分別能消化糖類、蛋白質和脂肪的消化酶;膽汁雖然不含消化酶,但它可以對脂肪起乳化作用,使脂肪變成極細小的微粒,從而增加脂肪與各種消化液的接觸面積,便于脂肪的消化。因此小腸是消化食物的主要場所。4.人體的呼吸作用(1)人體呼吸時氣體交換的場所和過程①氣體交換的概念氣體交換是通過氣體的擴散作用實現的,即一種氣體總是從濃度高的地方向濃度低的地方擴散,直到平衡為止。②人體呼吸作用的概念人體內不斷地氧化分解有機物,放出能量,供給人體各種活動的需要,同時也不斷產生二氧化碳等廢物。因此人體必須不斷地吸收外界的氧氣,及時排出體內的二氧化碳。人體與外界進行的這種氣體交換過程,叫做呼吸。③完整的呼吸過程肺的換氣(外界氣體和肺泡內氣體之間的交換)一肺泡內的氣體與血液間的氣體間的交換一氣體在血液里的運輸一血液與組織細胞間的氣體交換。通過這一過程,氧到達組織內供細胞利用,細胞產生的二氧化碳則被排出體外。(2)呼吸作用為人體內能量的利用提供了必要的條件通過呼吸作用,當含氧低的靜脈血流經肺泡的毛細血管后,就變成了含氧豐富的動脈血(血液中的氧大部分以氧合血紅蛋白的形式存在)。當動脈血流經組織細胞間的毛細血管時,由于細胞在新陳代謝過程中不斷地消耗氧,產生二氧化碳,因此細胞中氧的濃度比動脈血中的低,二氧化碳的濃度比動脈血中的高。于是,血液中的氧迅速與血紅蛋白分離,通過毛細血管壁擴散到細胞里,而細胞中產生的二氧化碳則擴散到血液里,經過這樣的氣體交換后,流經組織細胞的動脈血就變成了靜脈血。5.人體內尿的生成和排出(1)人體內尿的生成過程①腎小球的濾過作用人體內腎小球的作用類似于過濾器。當血液流經腎小球時,除血細胞和大分子蛋白質外,血漿中的部分水分、無機鹽、葡萄糖、尿素等物質,都可以由腎小球過濾到。腎小囊腔內,形成原尿。原尿中除不含有大分子蛋白質外,其他成分及濃度都與血漿基本一致。②腎小管的重吸收作用原尿流過腎小管時,其中對人體有用的物質能被重新吸收回血液,包括全部的葡萄糖和大部分的水、無機鹽等。由此可見,腎小管的重吸收是有選擇的。原尿經過重吸收后,剩下的廢物,如尿素、尿酸以及一部分水、無機鹽等成為尿液。(2)人體排尿的作用人體通過尿的排出,不但起到排泄廢物的作用,而且對調節體內水和無機鹽的平衡,使內環境保持相對穩定,維持組織細胞正常的生理功能,也起到重要作用。因此,人每日應適量喝水。6.人體的血液循環(1)心臟①心臟的結構心臟是血液循環的樞紐,主要由心肌構成,內部被隔成左右不相通的兩部分。左右兩部分又被瓣膜分隔成上下兩個腔。因此心臟分四個腔:左右心房和左右心室。心房與靜脈相連,心室與動脈相連。在心房和心室之間,心室和動脈之問,都有能開關的瓣膜,分別叫房室瓣和動脈瓣。②瓣膜的特點瓣膜只能向一個方向開放,保證血液只能按一定的方向流動,即血液只能從心房流向心室,從心室流向動脈。③心動周期心臟每收縮和舒張一次所經歷的時間,叫做一個心動周期。心動周期包括心縮期和心舒期,首先是兩心房同時收縮,然后舒張。在心房開始舒張時,心室同時收縮,然后心室舒張,接著,心房又開始收縮,進入下一個心動周期。(2)血管的種類、功能、分布及特點血管種類 功能 分布 特點動脈 把血液從心臟送往身體各處 多分布在較深的部位 管壁厚,彈性大,管內血流速度快靜脈 把血液從身體各處送回心臟 位置有深有淺 管壁薄,彈性小,管腔大,管內血液流速慢毛細血管 連接最小的動脈和靜脈 分布很廣 管壁由一層上皮細胞構成,管內血流速度很慢(3)人體的血液循環①哈維與血液循環的發現英國科學家哈維于1616年公布了他的發現,1628年出版了《心血運動論》一書,系統地闡述了他的理論。在書中,哈維用大量實驗材料論證了血液的循環運動。他特別強調了心臟在血液循環中的重要作用,通過對40種不同動物的解剖觀察,證明心臟的收縮和舒張是血液循環的原動力。②血液循環血液循環包括體循環和肺循環兩個部分,當然,這兩個部分實際上是相互連通,且同時進行的。體循環:血液由左心室進入主動脈,再流經全身的動脈、毛細血管網、靜脈,最后匯集到上、下腔靜脈,流回右心房,這樣的血液循環叫做體循環。在體循環中,血液流經身體各部分組織細胞周圍的毛細血管網時,把氧和養料送給細胞,把細胞產生的二氧化碳等廢物帶走。因此,從左心室射出的鮮紅色的動脈血,經過體循環,就變成了暗紅色的靜脈血,流回到右心房。肺循環:血液由右心室進入肺動脈,流經整個肺泡周圍的毛細血管網,再由肺靜脈流回左心房的血液循環叫做肺循環。在肺循環中,從右心房進入肺動脈的靜脈血,流經肺部的毛細血管網時,跟肺泡里的空氣進行氣體交換,血液中的二氧化碳進入肺泡內,肺泡內的氧進入血液中,跟血紅蛋白結合,于是,暗紅色的靜脈血變為鮮紅色的動脈血,從肺靜脈流回左心室。7.與血液有關的知識(1)骨髓造血的功能成年人的各種血細胞均源于骨髓,有些甚至大量儲存在骨髓中,并有規律地釋放到血液循環中。在正常情況下,成人骨髓造血只限于紅骨髓,但在異常情況下要求造血增加時,已無造血功能的黃骨髓能恢復造血功能。骨髓之所以具有造血功能是因為在骨髓中存在一種造血干細胞。(2)人體ABO血型與輸血①人體ABO血型人類的血型系統有多種,發現最早并與臨床醫學有重要關系的是ABO血型系統。血液的紅細胞上存在兩種凝集原,分別叫做A凝集原和B凝集原;血液的血清中則含有與它們相對抗的兩種凝集素,分別叫抗A凝集素和抗B凝集素。同時,每個人的血清中都不含有與他自身紅細胞的凝集原相對抗的凝集素。②輸血輸血的時候,主要考慮獻血者的紅細胞與受血者的血清之間是否會發生凝集反應。按照這一原理就可以推斷出ABO血型之間在輸血時的相互關系如下表(“+”表示有凝集反應,“一”表示無凝集反應):獻血者的紅細胞 受血者的血清(含凝集素的情況)(含凝集原情況) 0型(抗A、抗B) A型(抗B) B型(抗A) AB型(無)0型(無)A型(A)B型(B)AB型(A、B) 一十十十 一一十十 一十一十但是異型之間輸血不能輸得太多太快,否則輸入的凝集素來不及稀釋,可能引起凝集反應,因此,輸血時應以輸同型血為原則。(3)學會閱讀“血常規”化驗單當身體出現某些疾病時,常會引起血液中的某些成分發生變化。因此,在看病時做個血常規的檢查,可以很直觀地反映出身體中的某些疾病。學會看驗血單,一方面可以幫助我們弄清血液的一些常規指標,同時也可以使我們對某些常見疾病進行自我診斷。第三節其他生物的新陳代謝1.生物新陳代謝中物質和能量變化的特點(1)相關慨念①物質代謝是指生物體與外界環境之間物質的交換和生物體內物質的轉變過程。②能量代謝是指生物體與環境之間能景的交換和生物體內能量的轉變過程。③同化作用是指生物體把從外界環境中獲取的營養物質轉變成自身的組成物質,并且儲存能量的變化過程④異化作用是指生物體把自身的一部分組成物質加以分解,釋放出其中的能量,并且把分解的終產物排出體外的變化過程。(2)生物新陳代謝中物質和能舒變化的特點新陳代謝中的物質代謝、能量代謝、同化作用、異化作用之間有著錯綜復雜的關系,如下所示。2.生物的新陳代謝類型(1)自養型和異養型根據生物體在同化作用過程中能否直接利用無機物制造有機物,新陳代謝可以分為白養型和異養型兩種。①自養型綠色植物和少數種類的細菌以光能或化學能為能量的來源,以環境中的二氧化碳為碳的來源,合成有機物,并儲存能量。這樣的新陳代謝類型屬于自養型。②異養型人和動物不能合成自身所需的有機物,而只能依靠外界環境中現成的有機物作為能量和碳的來源,將這些有機物攝人體內,轉變成自身的組成物質,并儲存能量。這樣的新陳代謝類型屬于異養型。(2)需氧型和厭氧型根據生物體在異化作川過氍叫,對氧的需求情況,新陳代謝可以分為需氧型和厭氧型兩種基本類型。①需氧型絕大多數的動物和植物在異化作用的過程中,必須不斷地從外界環境中攝取氧來氧化分解體內的有機物,釋放出其中的能量,以便維持自身的各項生命活動.這種新陳代謝類型叫做需氧型。②厭氧型動物體內的寄生蟲和某些細菌,在無氧的條件下,才能將體內的有機物氧化分解,從中獲得維持自身生命活動所需要的能量,這種新陳代謝類型叫做厭氧型。第三章生命活動的調節第一節植物的感應現象1.植物的感應現象植物的感應現象是指植物受到刺激會發牛反應的現象,如向光性、向水性、向地性、背地性、向肥性、向觸性、向熱性等。(1)向光性:植物對單側光的反應,如向日葵的花盤向太陽生長。(2)向水性:植物對水的反應,如植物的根向水豐富的地方生長。(3)向地性:植物對地心引力的反應,如植物的根向著地心引力的方向生長。(4)背地性:植物對地心引力的反應,如植物的莖背著地心引力的方向生長。(5)向化性:植物對化學肥料的反應,如植物的根向化學肥料豐富的地方生長。(6)向觸性:植物對機械刺激的反應,如觸動含羞草的葉,會}}{現葉片合攏、葉柄下垂的現象。(7)向熱性:植物對較高溫度刺激的反應,如溫度較高時植物生長較快。2.科學探究(1)科學探究的一般過程發現問題一提出假說一設計研究計劃一實行研究一記錄結果一分析和解釋結果一結論的推出和評價一問題解決(2)科學探究的方法①基本方法②常用方法比較、分類、分析、綜合、歸納、演繹、假說、數學方法。(3)實驗探究的步驟提出問題→建立假設→設計實驗方案→實驗驗證→作出解釋、交流和評價設計實驗方案時,常常采用對照實驗法。對照實驗是收集和處理事實證據最常用的方法。對照實驗的關鍵是控制變量,如對植物的向光性進行實驗探究時,必須要使兩株幼苗分別處于有單側光和無單側光的環境中進行觀察。3.有關植物生長素的發現史1.達爾文的向光性探究實驗:(看圖填寫)A圖表明胚芽受到單側光照射時,會 。B圖表明如果切去胚芽 部分,發現胚芽C圖中將胚芽的尖端用一個 的錫箔小帽罩起來,發現胚芽 。D如果胚芽的基部用錫箔包起來,發現胚芽 。根據上述實驗結論,我們可以大膽推想在 的照射下,胚芽的 部分可能會產生某種物質,且這種物質會對 產生影響。2.溫特的實驗:A組實驗中a瓊脂接觸過胚芽的 ,發現這個胚芽會向放瓊脂的 生長。B組實驗中b瓊脂 接觸過胚芽的尖端,發現這個胚芽 。溫特做B組實驗對A組來講,可起到 作用,以排除 的干擾;此實驗表明,胚芽的 確實產生了某種物質,能夠控制 的生長。3.荷蘭科學家郭葛等人,最后分離出植物尖端部分含有能促進植物生長的物質,取名為 。這些對植物活命活動產生顯著調節作用的物質統稱為 。4.現在科學家知道,當 照射植物時,使植物體內產生的生長素分布 ,背光側生長素要 (多或少),所以背光側生長 (快或慢)。時間順序 科學家 實驗條件 實驗現象 推論(或結論)1880年 達爾文 ①單側光,尖端罩錫箔小帽②單側光,錫箔遮尖端下部 ①直立生長②彎向光源生長 結論:尖端是感受光刺激的部位1880年 達爾文 ①單側光,有尖端②單側光,切去尖端 ①彎向光源生長②停止生長1928年 溫特 ①切去尖端,一側放接觸過尖端的瓊脂塊②切去尖端,一側放未接觸過尖端的瓊脂塊 ①彎向另一側生長②停止生長 推論:向光性與尖端產生的物質有關1934年 郭葛 ①從人尿中分離出一種化合物,將這種化合物混入瓊脂,也能引起去尖胚芽鞘彎曲生長。②這種化合物就是吲哚乙酸.并稱之為生長素 彎向另一側生長 結論:生長素就是吲哚乙酸第二節動物行為1.動物行為的基本類型蟋蟀的爭斗行為,蚯蚓對光、熱刺激的反應,螞蟻的社群行為,鳥類的筑巢、育雛和遷徙行為等都是常見的動物行為。動物的行為是通過一系列神經系統的反射活動和激素的分泌活動共同協調完成的。動物的行為可分為先天性行為和后天學習行為。(1)先天性行為先天性行為是與生俱來的,如嬰兒碰到乳頭后的吮奶行為。反射活動由大腦皮層以下的神經中樞即可完成。(2)后天學習行為是后天通過學習后獲得的,如馬戲團動物的表演。人的學習行為更為復雜,因為人能對語言、文字的刺激作出反應,如讀悲劇小說時會流眼淚。2.動物的節律性行為動物的節律性行為是由于環境因素(如晝夜、季節)的節律性變化而引起的動物行為的有規律變化的現象。如貓頭鷹的晝伏夜出行為。第三節人體神經系統與內分泌系統的基本結構及功能1.人體的主要感官和感受器的結構和功能感覺器官和感受器是感受環境中的刺激并能將刺激的信號轉變為神經沖動的結構。人體的主要感官有耳、眼、鼻、舌等,感受器有觸覺感受器、痛覺感受器、冷覺感受器、熱覺感受器、味覺感受器和嗅覺感受器等。(1)人眼球的基本結構和功能 (2)人耳的基本結構和功能2.人體神經系統的結構及功能(1)結構人的神經系統由中樞神經系統(腦和脊髓)和周圍神經系統(腦神經、脊神經和植物性神經)組成。(2)功能神經系統具有感知環境中的刺激,并迅速作出反應的功能,反射是神經系統調節生命活動的基本方式。神經元是神經系統的結構單位,具有獲取和傳遞各種信息的功能。3.人體的主要內分泌腺及其功能主要內分泌腺 功能腦垂體 分泌生長激素,該激素調節生長、血壓和水平衡等生理過程,也幫助控制其他內分泌腺的活動甲狀腺 分泌甲狀腺激素,該激素控制人的生長發育過程胰腺 分泌胰島素和胰高血糖素,這兩種激素控制血糖的水平睪丸 分泌雄性激素,也是產生正常精子的器官卵巢 分泌雌性激素,雌性激素控制青春期女孩的發育第四節人體活動的神經體液調節1.激素對生命活動的調節作用人體中的激素是由內分泌腺分泌的,是對生命活動起重要調節作用的微量化學物質。(1)生長激素由垂體分泌,能控制人的生長發育。幼年時分泌不足,會患侏儒癥。幼年時分泌過多,會患巨人癥。成年時分泌過多,會患肢端肥大癥。(2)胰島素胰島素由胰腺中的胰島分泌,能調節糖在人體內的吸收、利用和轉化等。人體內胰島素分泌不足時,細胞吸收和利用血糖的能力就會減弱,從而導致血糖濃度超過正常水平,一部分血糖會隨著尿液排出體外,形成糖尿,即人體患糖尿病。(3)甲狀腺激素由甲狀腺分泌,能促進體內的新陳代謝,提高神經系統的興奮性。分泌過多會患甲亢。幼年時分泌不足,會患呆小癥。(4)雌(雄)性激素由睪丸(卵巢)分泌,能促進生殖器官的發育和生殖細胞的生成,激發和維持人的第二性征。2.體溫調節(1)體溫調節體溫調節主要依靠產熱和散熱的過程得以實現。人在安靜時的產熱器官主要是內臟,勞動或運動時的產熱器官主要是肌肉。人體散熱的器官主要是皮膚。(2)人體是一個統一的整體通過腦干中的體溫調節中樞的調節和控制,當環境溫度低于人的正常體溫(37℃)時,一方面引起肌肉收縮,使產熱增加,另一方面令皮膚血管收縮,減少散熱;當環境溫度高于人的正常體溫(37℃)時,一方面使肌肉的緊張性降低,使產熱減少,另一方面令皮膚血管舒張,汗腺分泌也增多,增加散熱,從而使體溫保持相對的穩定。可見,人體中的許多系統在調節體溫過程中是相互協調的,這說明人體是一個統一的整體。第四章生命的延續與進化第一節綠色開花植物的生殖與發育1.綠色開花植物的生殖器官(1)綠色開花植物生殖器官的結構及種子、果實的形成過程綠色開花植物的生殖器官包括花、果實和種子三部分。花的結構 變化花被 花萼 凋落(如蘋果、桃)或存留(如茄子、草莓)花冠 凋落花蕊 雄蕊 凋落雌蕊 柱頭和花柱 凋落子房 子房壁 發育成果皮 果實胚珠 珠被 發育成種皮 種子受精卵 發育成胚受精極核 發育成胚乳(2)種子的分類根據有無胚乳,可分為有胚乳種子和無胚乳種子;根據子葉數目,可分為單子葉植物種子和雙子葉植物種子。2.芽的發育和種子的萌發過程(1)芽的結構及其發育過程(如圖4—1) (2)種子的萌發過程(圖4-2)種子在適宜的條件下,胚中的胚芽、胚軸和胚根細胞就開始分裂和生長。首先,胚根發育成根,同時,胚芽逐漸長成莖和葉,這樣就長成了一株能獨立生活的新植物(如圖4—2中以豌豆為例,展示了種子萌發的全過程)。(3)影響種子萌發的條件①種子萌發需要的內部條件種子萌發需要一個完整的胚,同時需要胚乳或子葉提供足夠的營養,這是種子萌發的內部條件。②種子萌發需要的外界條件合適的溫度、充足的水分和氧氣。極少數種子的萌發還需要光照條件(如萵苣、煙草等)。3.綠色開花植物的生殖方式及其在生產上的應用(1)綠色開花植物的有性生殖及其在生產上的應用植物開花后,雄蕊中的花粉就會從花藥中散落到雌蕊的柱頭上,這一過程叫傳粉。傳粉以后,花粉受到柱頭分泌的黏液的刺激,就開始萌發并形成花粉管。花粉管沿著花柱向子房生長,花粉管內有精子。子房內的胚珠中有卵細胞,當花粉管到達胚珠時,花粉管里的精子就會與卵細胞結合,形成受精卵。生產上的應用:人工授粉。(2)綠色開花植物的無性生殖及其在生產上的應用綠色植物的無性生殖方式包括:分裂生殖(如低等藻類植物)、孢子生殖(如蕨、胎生狗脊、地錢、葫蘆蘚等)、營養繁殖、組織培養等。其中植物的營養繁殖方式有:嫁接、分根、壓條和扦插。對于綠色開花植物而言,無性生殖方式有:營養繁殖、組織培養等。生產上的應用:由于營養繁殖能保持某些栽培植物的優良性狀,而且繁殖快速,所以被廣泛地應用于花卉和果樹的栽培中。第二節人類的生殖與發育1.人體生殖系統的結構和功能(1)男性生殖系統主要由睪丸、輸精管、精囊、前列腺等器官組成。其中,睪丸是主要的生殖器官,它能產生精子。(2)女性生殖系統主要由卵巢、輸卵管、子宮、陰道等器官組成。其中,卵巢是主要的生殖器官,它能產生卵子。子宮是孕育新生命的場所。2.新生命的誕生過程及各階段的生理特點(1)新生命的誕生過程受精→胚胎發育→分娩→哺乳。(2)各階段的生理特點①受精受精的實質是一個精子頭部的核與卵細胞的核相融合形成受精卵。受精卵的形成場所是在輸卵管中。②胚胎發育從受精卵分裂開始,直到成熟的胎兒從母體產出為止的整個過程叫胚胎發育。在受精卵發育成胚泡,緩慢地移動到子宮內,并在子宮內膜上著床形成胚胎(約七天,此后稱女性懷孕)前,受精卵細胞分裂所需要的營養來自卵細胞細胞質中的卵黃。之后,胎兒通過臍帶與胎盤相連,從母體血液里吸取養料和氧氣,并將二氧化碳等廢物排人母體血液。③分娩胎兒從母體內產出的過程叫分娩。這一過程意味著新生命的誕生。④哺乳母乳含有嬰兒所需要的豐富營養物質,還含有免疫物質,因此應大力提倡母乳喂養。3.人的胚后發育和青春期生理及心理的變化(1)人的胚后發育幼兒期和青春期是人一生中兩個身體迅速生長的時期。(2)青春期生理及心理的變化青春期是一個人從童年到成年的過渡階段,以性發育、性成熟為主要特征。①第二性征的出現第二性征是除性器官外的男女性各自所特有的征象。男性:主要表現在長胡須、喉結突出和變聲等;睪丸分泌雄性激素,是男性第二性征出現并得以維持的主要原因;女性:主要表現在骨盆寬大、乳腺發達等。卵巢分泌雌性激素,是女性第二性征出現并得以維持的主要原因。②內臟功能日漸健全如心臟的收縮力顯著提高,肺活量顯著增大;特別是腦的內部結構和功能不斷分化、發展。③生殖器官的成熟睪丸和卵巢分別開始產生精子和卵子。于是,女性開始出現月經,男性開始出現排精等生理現象。4.動物生殖方式和發育過程的多樣性(1)昆蟲的發育有完全變態發育(發育過程中有蛹期,如蒼蠅、蝴蝶等)、不完全變態發育(如蝗蟲、螻蛄等)和不變態發育(如衣魚等)。(2)青蛙的發育從幼體(蝌蚪)到成體(蛙)的發育過程中,在生活和形態結構上要發生很大改變的發育類型,叫做變態。5.動物克隆技術的進展情況時間 事件 標志公元前5000年 人類祖先發現,最茁壯的植物種子培育出的谷物更優良 克隆技術最終目標的最初體現,是人類開始按照人類的意圖控制生命的開端1952年 美國科學家羅伯特·希里格斯和托馬斯·金用一只蝌蚪的細胞制造了與原版一樣的復制品 引發了關于克隆的第一場辯論1972年 科學家將某種特定基因分離出來,使它與某種有機體結合,產生理想的基因復制品 這是人類利用生物外源基因的轉基因技術的開始1984年 科學家斯蒂恩·威拉德森用胚胎細胞克隆出一頭羊,這是第一例得到證實的克隆哺乳動物 能克隆出哺乳動物是這一實驗的偉大之處,但利用的是胚胎細胞(具原始分生能力的干細胞)1996年(1997年2月17日公布) 英國科學家Wil.mut等參與的世界第一例從成年動物細胞克隆出的哺乳動物綿羊多莉誕生 人類在該領域研究的重大突破,引起全世界的轟動1997年 美國總統克林頓決定5年之內禁止用聯邦基金資助克隆人計劃2001年11月 美國馬薩諸塞州沃塞斯特的先進細胞技術公司宣布:首次克隆成功了處于早期階段的人類胚胎20世紀90年代 我國西北農林科技大學張涌胚胎克隆取得成功2000年6月 西北農林科技大學成功獲得成年體細胞克隆山羊 標志著我國動物體細胞克隆技術的崛起2003年9月 中科院動物所與法國科學家合作,發明了精確控制大鼠卵細胞自發活化的專利技術2004年3月14日 中科院動物所年輕的研究員周琪在瑞典召開的國際轉基因科技大會上獲得Geno-way轉基因科技獎 周琪是獲得國際轉基因科技獎的第一位華人科學家2005年2月18日 聯合國大會法律委員會經長時間辯論后,最終通過一項國際宣言:要求所有國家禁止開展有違人類尊嚴的任何形式的克隆人的研究,并提交聯合國大會討論和批準 中國政府將繼續堅持反對生殖性克隆人的立場,并將加強對治療性克隆人研究的管理和控制,確保人類的尊嚴和國際公認的生命倫理原則不受損害第三節遺傳與進化1.遺傳變異的結構和物質基礎(1)遺傳變異的結構生物體的各種性狀都是由基因控制的。基因在細胞里大多有規律地集中在細胞核內的染色體上。染色體是由蛋白質和DNA(脫氧核糖核酸)構成。DNA分子具有雙螺旋結構,其基本單位為脫氧核苷酸,包括脫氧核糖、堿基和磷酸。(2)遺傳變異的物質基礎基因是遺傳變異的物質基礎。基因不僅可以通過復制把遺傳信息傳遞給下一代,還可以使遺傳信息得到表達。若不同人種之間頭發、膚色、眼睛、鼻子等的不同,是基因差異所致。2.遺傳變異現象(1)遺傳現象子代與親代、子代不同個體之間在性狀上表現出的相似性現象。如“種瓜得瓜,種豆得豆”。(2)變異現象子代與親代、子代不同個體之間在性狀上表現出的差異性現象。如“一母生九子,子子各不同”。3.生物進化論(1)生物進化現象普遍存在于生物界。生物化石為生物進化提供了最有力的證據。(2)達爾文進化論的主要觀點達爾文認為,生物普遍存在著過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異和適者生存現象。達爾文生物進化論的核心是自然選擇學說;自然選擇的實質是適者生存,不適者被淘汰(也是自然選擇的結果)。生物進化的總方向是由簡單到復雜、由低等到高等、由水生到陸生;并認為,生物進化的方向由自然選擇決定,生物進化的動力是生存斗爭。(3)生物進化論的發展綜合進化論從群體基因頻率變化的角度解釋物種進化過程,認為同一物種的生物群體中存在著多種多樣的基因。在代代相傳的種族繁衍過程中,這些基因從親代傳遞到子代并保持著相對的穩定性,同時也發生著某些變異。生物群體中的某些基因所控制的生物性狀對環境的適應性較強,則這些基因在子代的生物群體中會越來越多;反之,某些基因所控制的生物性狀對環境的適應性較弱,這些基因在子代的生物群體中會越來越少。這說明親代的基因在傳遞給子代的過程中也發生著“自然選擇”。4.遺傳變異在育種方面的應用(1)雜種優勢通過物種雜交技術,可使子代表現出雙親的遺傳優勢。如袁隆平的雜交水稻、中國民間的馬與驢雜交產生騾。(2)人類優生①近親結婚的危害:近親結婚使子代遺傳病的發病率大大提高。②我國“婚姻法”規定:直系血親和三代以內的旁系血親禁止結婚。5.基因科學技術的發展(1)人類基因組計劃人類基因組計劃是美國科學家于1985年率先提出的,旨在闡明人類基因組30億個堿基對的序列,發現所有人類基因并搞清其在染色體上的位置,破譯人類全部遺傳信息,使人類第一次在分子水平上全面地認識自我。該計劃于1990年正式啟動,其目的是測定人類23對染色體的DNA分子中的全部基因,解讀它們包含的遺傳信息,造福于人類。美、英、德、日、法、中等六國參加了這項工作。中國承擔了3號染色體約1100多個基因的測序,2000年6月26日,六國宣布完成了這項意義重大的工作,即人類基因組草圖已經完成。(2)基因工程的應用——轉基因技術轉基因技術是指利用分子生物學技術,將某些生物的基因轉移到其他物種中,改造生物的遺傳物質,使遺傳物質得到改造的生物在性狀、營養和消費品質等方面向人類需要的目標轉變。轉基因技術在農業生產、動物飼養和醫藥研究等諸多領域有著廣泛的應用前景。(3)沃森、克里克與DNA雙螺旋結構的發現及啟示1953年,沃森和克里克發現了DNA雙螺旋的結構,開啟了分子生物學時代。分子生物學使生物大分子的研究進入一個新的階段,使遺傳的研究深入到分子層次,“生命之謎”被打開,人們能清楚地了解遺傳信息的構成和傳遞的途徑。從沃森、克里克對DNA分子雙螺旋結構模型的多次重建中,體會科學模型的建立同樣是一個不斷完善、不斷修正的過程,從中體驗科學家不畏失敗、不懈探索的毅力和精神。第五章人、健康與環境第一節人體保健1.健康的概念健康不僅僅是沒有疾病或虛弱狀態,而是指個體在身體、心理和社會三方面的完滿狀態。它包括三個層次的健康:軀體健康、心理健康和社會適應能力。因此,健康是一個綜合的、連續的狀態,而不僅僅是生病與否的問題。2.免疫的作用及類型(1)免疫的概念及作用①免疫是機體識別和排斥異己物質的機能,主要指機體對病原生物感染的抵抗能力。②免疫的作用:免疫反應在維持機體內環境平衡中,主要起防衛、自我穩定和免疫監視三種作用。(2)免疫的類型免疫包括非特異性免疫和特異性免疫兩種。非特異性免疫主要有以下幾種作用方式:屏障作用、吞噬作用、體液作用、生理因素。特異性免疫包括體液免疫和細胞免疫。3.人工免疫和計劃免疫(1)人工免疫人工免疫是模擬自然免疫的原理用人工的方法使機體獲得免疫。一般分為人工自動免疫(如預防接種)和人工被動免疫(如直接接種含有某抗體的免疫物質)兩種。(2)計劃免疫根據傳染病的發生規律、病情監測所獲得的信息和人群免疫水平,按照科學的免疫程序,有計劃地利用疫苗進行預防接種,以提高人群的免疫水平,從而達到控制和消滅某些傳染病的目的。這種有計劃的預防接種,簡稱計劃免疫。4.七大營養素與膳食平衡的觀念(1)七大營養素食物中的營養素主要有蛋白質、糖類、脂肪、維生素、水、無機鹽和膳食纖維等7大類。每一類營養素對人體的新陳代謝有著不同的作用,除了向人體提供能量外,還提供人體生長發育等生命活動所需要的營養物質。(2)膳食平衡人體需要各種營養物質,但需要量不盡相同,營養過剩和不足都會影響身體健康。因此,膳食中要求營養物質的種類齊全、數量適當,營養物質之間的比例合理,并且與身體消耗的營養物質保持相對平衡,即膳食平衡。5.三種非健康的生活模式身心健康的人,除了具有強健的體魄外,還具有良好的生活方式、行為習慣及心理品質。當前,吸煙、酗酒、吸毒等已成為嚴重威脅人類身心健康的社會問題。(1)吸煙作為人們的一種習慣和嗜好,吸煙已有很長的歷史。但愈來愈多的事實證明,吸煙嚴重地危害著人類的健康。(2)酗酒酒中起作用的主要成分是酒精,即乙醇。如果沒有節制地飲酒,甚至喝醉,那就是酗酒。(3)毒品國際上通常把毒品分為九大類,其中危害最大的有鴉片類(包括鴉片、嗎啡、海洛因以及人工合成的藥品如杜冷丁等)、可卡因類和大麻類。目前危害我國的毒品主要是海洛因。6.幾種常見的非傳染性疾病當前,非傳染性疾病已成為影響人類健康的主要疾病,腫瘤、心血管疾病、糖尿病等都是非傳染性疾病。(1)高血壓一種常見的心血管疾病,是指體循環動脈血壓(包括收縮壓和舒張壓)增高的現象。青春期高血壓,顧名思義是指發生在青春期的高血壓。(2)冠心病如果冠狀動脈管腔內壁堆積了一些類似脂肪的物質(膽固醇等),就會使管腔變窄,管壁失去彈性而變硬,因而血流量變小,心臟便得不到充分的血液供應,這就是冠狀動脈粥樣硬化性心臟病,簡稱冠心病。(3)腫瘤有些機體組織細胞,因失去正常調控,而呈現無限增殖——不間斷分裂的趨勢,使身體某些部位出現團塊形的新組織,這就是平常所說的腫瘤。依其性質和危害性程度可分為良性腫瘤和惡性腫瘤兩種。惡性腫瘤包括癌(惡性上皮瘤)和肉瘤(惡性脂肪瘤、骨瘤、肌瘤等)兩類。習慣上把所有的惡性腫瘤都稱為癌。(4)糖尿病發病的原因是胰腺不能分泌足夠的胰島素,以至于體細胞不能很好地利用血液中的葡萄糖,因此糖尿病人的血液中葡萄糖含量非常高,并通過尿液排出體外。7.遺傳病由于生殖細胞或受精卵內的遺傳物質在結構或功能上發生了改變,使發育成的個體患有某些疾病。這些疾病稱為遺傳病。如血友病、白化病、色盲等。第二節健康與環境1.影響人體健康的重要因素影響人體軀體健康的主要因素是一些常見疾病。影響心理健康和社會適應能力的因素包括:社會心理壓力,不良的行為習慣,其他各種來自社會、家庭的影響以及青春期心理發展的影響。2.傳染病及傳播三環節(1)傳染病的概念傳染病是指由病原體引起的,并且能在人與人之間、動物與動物或人與動物之間相互傳播的疾病。(2)傳染病的特點傳染病由病原體引起,具有傳染性、流行性及免疫性。(3)傳染病的傳播三環節傳染病流行必須具有傳染源、傳播途徑和易感人群三個環節,缺一不可。所以當傳染病流行時,切斷其中任何一個環節,流行即可終止。3.常見的傳染病人類的傳染病,按照傳播途徑,可以分為呼吸道傳染病、消化道傳染病、血液傳染病、體表傳染病和性傳播疾病等類型。傳染病類型 原始寄生部位 病原體傳播方式 常見病呼吸道傳染病 呼吸道和肺 病原體主要通過飛沫、空氣傳播 肺結核、流行性感冒、麻疹、流行性腮腺炎、流行性腦脊髓膜炎、白喉、百日咳等消化道傳染病 消化道及其附屬器官 病原體主要通過飲水和食物傳播 甲型肝炎、細菌性痢疾、傷寒、蛔蟲病、蟯蟲病等血液傳染病(蟲媒傳染病) 血液等組織 病原體主要以吸血昆蟲為媒介傳播 瘧疾、流行性乙型腦炎、絲蟲病等體表傳染病(接觸傳染病) 皮膚等體表 病原體主要通過接觸傳播,包括直接或間接與病人接觸,或者與含有病原體的土壤和水接觸 血吸蟲病、狂犬病、破傷風、沙眼、疥瘡和癬等性傳播疾病(特殊的接觸性傳染病) 泌尿生殖器官 病原體通過性交的方式進入人體 梅毒、淋病、艾滋病、軟下疳和性病性淋巴肉芽腫等4.環境毒物和中毒(1)環境毒物的概念人類環境中的某些化學物質,在一定條件下進入人體后,能在人體內發生生物化學或生物物理作用,干擾或破壞人體的正常生理功能,引起暫時性或持久性的病理狀態,甚至危及生命,此類物質稱為環境毒物。(2)環境毒物的主要來源人類生產和生活活動所產生的化學性污染物,如工礦企業、交通運輸、生活爐灶等排出的廢物;人類廣泛使用的某些人工合成的化合物(如農藥等);也有的來自自然界,如某些地區飲水中含有較高的氟化物、硝酸鹽等。(3)中毒由于毒物作用而引起的病變稱為中毒。人體中毒后,必須根據不同的環境毒物,采用不同的方法進行綜合防治。5.觸電、溺水等急救的基本方法日常生活和生產中,常常會遇到人身傷亡事故,此時就要對傷員實施急救。急救時,第一位的工作是搶救生命,首要的任務是排除致死因素。例如,對觸電者首先要切斷電源、拉開電閘或用于木棍把電線撥開;對溺水者首先要將他救上岸;對氣體中毒病人首先要把他們轉移到空氣新鮮的地方。第三節人類與生態環境l.人口過度增長給自然環境帶來的嚴重后果生物囤為人類提供各種各樣的資源,我們的衣食住行等都依賴于生物圈。人口的適度增長有利于人類自身的發展,但是人口的過快增長必將對人類賴以生存的生物圈造成破壞性的影響。目前,由于人口增長速度過快,人類的需要和自然界可能提供的資源、能源之間,已經產生了很大的矛盾,如土地和淡水的人均占有量日漸減少。由此造成自然資源過度開發、生態環境難以得到有效保護的局面。同時,人口的迅速增長,使我們的環境污染加劇。此外,人口的大量增加,還給住房、就業、教育、醫療、交通等增加了巨大的壓力,嚴重阻礙了人們生活水平和人口素質的進一步提高。2.生態平衡的現象和意義(1)生態平衡生態系統發展到一定階段,它的生產者、消費者、分解者之問能夠較長時間地保持著一種動態平衡,也就是說,它的能量流動和物質的循環能夠較長時間地保持著一種動態平衡,這種平衡狀態就叫做生態平衡。(2)穩定的生態系統的特征在穩定的生態系統中,能量的輸入和輸出之間達到相對平衡;動物和植物在數量上保持相對穩定;生產者、消費者和分解者構成完整的營養級結構,具有比較穩定的食物鏈和食物網。(3)影響生態系統穩定性的因素生態系統之所以能夠保持相對的穩定,是因為生態系統內部具有一定的保持自身結構和功能相對穩定的能力。當生態系統受到外來干擾時,只要這種干擾沒有超過一定限度,生態系統就能通過自動調節恢復平衡。但若外來干擾超過這個限度,相對穩定的平衡狀態就會被打破。影響生態系統穩定性的因素包括自然因素和人為因素兩類。3.我國生物保護與自然保護的意義和措施(1)自然保護區的概念為了保護自然和自然資源,特別是保護珍貴稀有動植物資源,保護代表不同自然地帶的自然環境和生態系統,國家劃出一定的區域加以保護,這樣的地區就叫自然保護區。(2)自然保護區的主要功能通過自然保護區,人類認識和掌握了自然界變化的規律及人和自然之間的協調關系,以便能更合理地開發和利用自然資源。(3)威脅生物多樣性的主要原因及保護措施目前我國的生物多樣性也面臨著威脅,而人為因素是生物多樣性面臨威脅的主要原因:①生存環境的改變和破壞;②掠奪式的開發利用;③環境污染;④外來物種的入侵。生物多樣性的保護包括就地保護、遷地保護、加強教育和法制管理等。PAGE24 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