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教師資格證考試中學綜合素質考點：科學文化素養(yǎng)(四)

——生活中的科學常識集萃

　　根據教師資格證考試大綱的要求，《中學綜合素質》歷史文化素養(yǎng)這一節(jié)需要了解中外科技發(fā)展史上的代表人物及其主要成就。

　　一、物理學常識

　　1.機械運動

　　物體位置隨時間變化叫作機械運動。我們判斷一個物體是運動還是靜止時，要選取參照物為標準。物體的運動和靜止是相對的。

　　長度的測量是最基本的測量，最常用的工具是刻度尺，另外還有游標卡尺、螺旋測微器等。

　　在古代，人們用日晷、沙漏等儀器來測量時間，現(xiàn)在用鐘、表來測量時間;在運動場和實驗室，經常用停表：隨著科學技術的發(fā)展，人們還設計了更精密的計時儀器，如銫原子鐘。

　　2.聲現(xiàn)象

　　聲音是由物體的振動產生的。聲音的傳播需要介質，15℃時在空氣中聲速為340 m/s。

　　聲音的特性包括音調、響度和音色。物體振動的頻率高，發(fā)出聲音的音調高;物體振動的振幅大，發(fā)出聲音的響度大;不同發(fā)聲體的材料、結構不同，發(fā)出聲音的音色不同。

　　不同的動物感受聲波的頻率范圍不同。人們把高于20000 Hz的聲叫作超聲波，低于20 Hz的聲叫作次聲波.蝙蝠在飛行時發(fā)出超聲波。根據回聲定位，超聲波具體應用有：聲吶、8超、超聲波速度測定器、超聲波清洗器、超聲波焊接器等。

　　以分貝為單位來表示聲音強弱的等級。為了保護聽力，聲音不能超過90 dB。

　　3.物態(tài)變化

　　溫度是指物體的冷熱程度。測量工具是溫度計。溫度計是根據液體熱脹冷縮的原理制成的。固體、液體和氣體是物質存在的三種狀態(tài)。各種狀態(tài)問的變化叫作物態(tài)變化。

　　物質從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程叫作熔化。從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程叫作凝固。熔化吸熱。凝固放熱。固體分為晶體和非晶體。晶體熔化和凝固都有確定的溫度，叫熔點和凝固點。

　　物質從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程叫作汽化，從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程叫作液化。汽化有蒸發(fā)和沸騰兩種形式。汽化吸熱，液化放熱。冬天戶外人們不斷呼出的“白氣”，從寒冷的室外進入溫暖的室內鏡片上會有一層小水珠。清晨青草和樹葉上凝結的小水珠都是液化現(xiàn)象。

　　物質從固態(tài)直接變成氣態(tài)的過程叫作升華.從氣態(tài)直接變成固態(tài)叫凝華。樟腦球變小是升華，霜、冰花、霧凇等是凝華現(xiàn)象。升華吸熱，凝華放熱。

　　4.光現(xiàn)象

　　能夠發(fā)光的物體叫作光源。光源可以分為自然(天然)光源和人造光源。光在同種均勻介質中沿直線傳播。光在真空中的傳播速度約為3×108 m/s。

　　光遇到水、玻璃以及其他物體的表面時會發(fā)生反射。發(fā)生反射時，反射角等于入射角。光從一種介質斜射入另一種介質時.會發(fā)生折射。反射和折射現(xiàn)象中，光路可逆。

　　白光通過棱鏡可以分解為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種單色光，稱為色散現(xiàn)象。它們按照一定順序可列為可見光譜。紅、綠、藍是光的三原色。可見光譜的紅光之外是不可見的紅外線，高溫物體向外輻射較強的紅外線，電視機遙控器發(fā)出的也是紅外線;紫光之外是不可見的紫外線，適量的紫外線照射有益于身體健康，紫外線能殺死微生物，能使熒光物質發(fā)光。

　　5.壓強

　　物體所受壓力的大小與受力面積之比叫作壓強。液體各個方向的壓強大小均為p=pgh(JD為液體密度，9為重力常數，h液面高度)。人們在較深的海水中工作，要穿抗壓潛水服。

　　氣體和液體都是流體，流體中流速越大的位置，壓強越小。飛機飛行時，機翼上下表面存在著壓強差，因而有壓力差。產生了升力。

　　6.浮力

　　浸沒在液體中的物體受到向上的力稱為浮力。浮力的大小等于它排開的液體所受的重力，這就是阿基米德原理。

　　浮力大于重力，物體上浮;浮力等于重力，物體受力平衡;浮力小于重力，物體下沉。輪船、潛水艇、氣球和飛艇都是浮力的應用。

　　7.功和機械能

　　功率表示做功的快慢.等于單位時間內所做的功。物體由于運動具有的能叫作動能，質量相同的物體，運動的速度越大，動能越大;運動速度相同的物體，質量越大，動能越大。在地球表面附近與高度相關的能叫重力勢能，物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫作彈性勢能。動能、勢能統(tǒng)稱機械能。動能和勢能可以相互轉化。如果只有動能和勢能轉化.則機械能守恒。

　　8.簡單機械

　　一根在力的作用下能繞著固定點轉動的硬棒叫杠桿。阿基米德發(fā)現(xiàn)了杠桿原理.即杠桿平衡的條件：動力X動力臂=阻力X阻力臂。生活中的杠桿如小朋友玩的蹺蹺板(等臂杠桿)，拔釘子用的羊角錘(省力杠桿)，劃船用的船槳(費力杠桿)。

　　定滑輪實質上是個等臂杠桿，不省力，但能改變力的方向;動滑輪實質上是動力臂為阻力臂二倍的杠桿，省一半力，但不能改變動力方向。用滑輪組提起重物時，動滑輪上有幾段繩子承擔物重.提起物體的力就是物重的幾分之一。

　　使用機械做功時，有用功跟總功的比值就是機械效率。

　　9.內能

　　一切物質的分子都在不停地做無規(guī)則的熱運動。物體的內能是物體內部所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和。改變物體的內能有兩種方法：做功和熱傳遞。

　　利用燃料燃燒釋放出的能量做功的機械，叫作熱機。蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣式發(fā)動機等都是熱機。熱機工作時，用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的熱量之比，叫作熱機的效率。

　　10.電路

　　自然界中只有正負兩種電荷，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。金屬中存在大量的自由電子。容易導電。金屬、大地、人體、石墨、食鹽水都是導體，橡膠、玻璃、塑料是絕緣體。正電荷定向移動的方向為電流的方向，串聯(lián)電路中的電流處處相等。并聯(lián)電路各支路電壓相等。導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比，即歐姆定律。

　　生活中常用的電能單位是千瓦時，也稱為度，電功率1 kW的用電器使用1h所消耗的電能為1度。電流做了多少功，用電器就消耗了多少電能。用電器正常工作時兩端的電壓是額定電壓.它的電功率是額定功率。電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟通電時間成正比。稱為焦耳定律。

　　11.生活用電

　　我國家庭電路的電壓是220 V，兩條輸電線——零線和火線(可以用試電筆辨別)。家庭電路安裝漏電保護器、用電器使用三線插頭都是防止漏電而采取的安全措施。三線插頭是左零右火上接地。

　　保險絲是用電阻比較大、熔點比較低的鉛銻合金制作的。把保險絲或空氣開關接在電路中，可以保證電路中的電流過大時，自動切斷電路，起到保險的作用。

　　常見的觸電類型有：人體接觸火線、大地觸電;人體接觸火線、零線觸電;電弧觸電;跨步電壓觸電。發(fā)生觸電事故現(xiàn)場.千萬不要用手拉觸電的同伴，而是要切斷電源，再對觸電者進行急救。

　　12.電和磁

　　通電導線的周圍存在著磁場，這是電流的磁效應。通電螺線管外部的磁場和條形磁鐵的磁場一樣，可根據安培定則來判斷螺線管的磁極。在螺線管內部插入鐵芯，可以做成電磁鐵。其應用有電磁起重機、高速磁懸浮列車中的磁體、電磁繼電器等。

　　磁場對通電導線有力的作用，其方向與電流方向、磁場方向有關。電動機就是利用了磁場對通電線圈的作用而轉動起來。為了使其持續(xù)轉動，必須安裝換向器。揚聲器利用了不同電流的受磁體作用振動而發(fā)聲的原理。

　　閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中會產生電流，稱為電磁感應現(xiàn)象，發(fā)電機即利用此原理發(fā)電，將機械能轉化為電能。

　　13.能源和可持續(xù)發(fā)展

　　煤、石油、天然氣稱為化石能源�；茉�、風能、水能、太陽能以及核能稱為一次能源;電能需通過消耗一次能源才能得到，稱為二次能源。

　　獲得核能有兩種途徑：裂變和聚變。核電站是利用裂變的鏈式反應發(fā)電的。原子彈是不加控制的核裂變反應，氫彈是氫核聚變反應。

　　涉及熱現(xiàn)象的能量轉化過程是有方向的、不可逆的，消耗掉的內能不能被收集起來再利用。能源消耗不可避免地會對環(huán)境造成影響。如燃料的燃燒產生了二氧化碳，加劇了地球的溫室效應，產生的煙塵廢氣污染大氣。

　　化石能源、核能不能在短期內從自然界得到補充，稱為不可再生能源;風能、水能、太陽能可以在自然界里源源不斷地得到，稱為可再生能源�？稍偕茉词俏磥砝硐肽茉吹囊粋�重要發(fā)展方向。

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