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教师资格证考试中学综合素质考点：科学文化素养(四)

——生活中的科学常识集萃

　　根据教师资格证考试大纲的要求，《中学综合素质》历史文化素养这一节需要了解中外科技发展史上的代表人物及其主要成就。

　　一、物理学常识

　　1.机械运动

　　物体位置随时间变化叫作机械运动。我们判断一个物体是运动还是静止时，要选取参照物为标准。物体的运动和静止是相对的。

　　长度的测量是最基本的测量，最常用的工具是刻度尺，另外还有游标卡尺、螺旋测微器等。

　　在古代，人们用日晷、沙漏等仪器来测量时间，现在用钟、表来测量时间;在运动场和实验室，经常用停表：随着科学技术的发展，人们还设计了更精密的计时仪器，如铯原子钟。

　　2.声现象

　　声音是由物体的振动产生的。声音的传播需要介质，15℃时在空气中声速为340 m/s。

　　声音的特性包括音调、响度和音色。物体振动的频率高，发出声音的音调高;物体振动的振幅大，发出声音的响度大;不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色不同。

　　不同的动物感受声波的频率范围不同。人们把高于20000 Hz的声叫作超声波，低于20 Hz的声叫作次声波.蝙蝠在飞行时发出超声波。根据回声定位，超声波具体应用有：声呐、8超、超声波速度测定器、超声波清洗器、超声波焊接器等。

　　以分贝为单位来表示声音强弱的等级。为了保护听力，声音不能超过90 dB。

　　3.物态变化

　　温度是指物体的冷热程度。测量工具是温度计。温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的。固体、液体和气体是物质存在的三种状态。各种状态问的变化叫作物态变化。

　　物质从固态变为液态的过程叫作熔化。从液态变为固态的过程叫作凝固。熔化吸热。凝固放热。固体分为晶体和非晶体。晶体熔化和凝固都有确定的温度，叫熔点和凝固点。

　　物质从液态变为气态的过程叫作汽化，从气态变为液态的过程叫作液化。汽化有蒸发和沸腾两种形式。汽化吸热，液化放热。冬天户外人们不断呼出的“白气”，从寒冷的室外进入温暖的室内镜片上会有一层小水珠。清晨青草和树叶上凝结的小水珠都是液化现象。

　　物质从固态直接变成气态的过程叫作升华.从气态直接变成固态叫凝华。樟脑球变小是升华，霜、冰花、雾凇等是凝华现象。升华吸热，凝华放热。

　　4.光现象

　　能够发光的物体叫作光源。光源可以分为自然(天然)光源和人造光源。光在同种均匀介质中沿直线传播。光在真空中的传播速度约为3×108 m/s。

　　光遇到水、玻璃以及其他物体的表面时会发生反射。发生反射时，反射角等于入射角。光从一种介质斜射入另一种介质时.会发生折射。反射和折射现象中，光路可逆。

　　白光通过棱镜可以分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光，称为色散现象。它们按照一定顺序可列为可见光谱。红、绿、蓝是光的三原色。可见光谱的红光之外是不可见的红外线，高温物体向外辐射较强的红外线，电视机遥控器发出的也是红外线;紫光之外是不可见的紫外线，适量的紫外线照射有益于身体健康，紫外线能杀死微生物，能使荧光物质发光。

　　5.压强

　　物体所受压力的大小与受力面积之比叫作压强。液体各个方向的压强大小均为p=pgh(JD为液体密度，9为重力常数，h液面高度)。人们在较深的海水中工作，要穿抗压潜水服。

　　气体和液体都是流体，流体中流速越大的位置，压强越小。飞机飞行时，机翼上下表面存在着压强差，因而有压力差。产生了升力。

　　6.浮力

　　浸没在液体中的物体受到向上的力称为浮力。浮力的大小等于它排开的液体所受的重力，这就是阿基米德原理。

　　浮力大于重力，物体上浮;浮力等于重力，物体受力平衡;浮力小于重力，物体下沉。轮船、潜水艇、气球和飞艇都是浮力的应用。

　　7.功和机械能

　　功率表示做功的快慢.等于单位时间内所做的功。物体由于运动具有的能叫作动能，质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大;运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。在地球表面附近与高度相关的能叫重力势能，物体由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能。动能、势能统称机械能。动能和势能可以相互转化。如果只有动能和势能转化.则机械能守恒。

　　8.简单机械

　　一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。阿基米德发现了杠杆原理.即杠杆平衡的条件：动力X动力臂=阻力X阻力臂。生活中的杠杆如小朋友玩的跷跷板(等臂杠杆)，拔钉子用的羊角锤(省力杠杆)，划船用的船桨(费力杠杆)。

　　定滑轮实质上是个等臂杠杆，不省力，但能改变力的方向;动滑轮实质上是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省一半力，但不能改变动力方向。用滑轮组提起重物时，动滑轮上有几段绳子承担物重.提起物体的力就是物重的几分之一。

　　使用机械做功时，有用功跟总功的比值就是机械效率。

　　9.内能

　　一切物质的分子都在不停地做无规则的热运动。物体的内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。改变物体的内能有两种方法：做功和热传递。

　　利用燃料燃烧释放出的能量做功的机械，叫作热机。蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机等都是热机。热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫作热机的效率。

　　10.电路

　　自然界中只有正负两种电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。金属中存在大量的自由电子。容易导电。金属、大地、人体、石墨、食盐水都是导体，橡胶、玻璃、塑料是绝缘体。正电荷定向移动的方向为电流的方向，串联电路中的电流处处相等。并联电路各支路电压相等。导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，即欧姆定律。

　　生活中常用的电能单位是千瓦时，也称为度，电功率1 kW的用电器使用1h所消耗的电能为1度。电流做了多少功，用电器就消耗了多少电能。用电器正常工作时两端的电压是额定电压.它的电功率是额定功率。电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟通电时间成正比。称为焦耳定律。

　　11.生活用电

　　我国家庭电路的电压是220 V，两条输电线——零线和火线(可以用试电笔辨别)。家庭电路安装漏电保护器、用电器使用三线插头都是防止漏电而采取的安全措施。三线插头是左零右火上接地。

　　保险丝是用电阻比较大、熔点比较低的铅锑合金制作的。把保险丝或空气开关接在电路中，可以保证电路中的电流过大时，自动切断电路，起到保险的作用。

　　常见的触电类型有：人体接触火线、大地触电;人体接触火线、零线触电;电弧触电;跨步电压触电。发生触电事故现场.千万不要用手拉触电的同伴，而是要切断电源，再对触电者进行急救。

　　12.电和磁

　　通电导线的周围存在着磁场，这是电流的磁效应。通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场一样，可根据安培定则来判断螺线管的磁极。在螺线管内部插入铁芯，可以做成电磁铁。其应用有电磁起重机、高速磁悬浮列车中的磁体、电磁继电器等。

　　磁场对通电导线有力的作用，其方向与电流方向、磁场方向有关。电动机就是利用了磁场对通电线圈的作用而转动起来。为了使其持续转动，必须安装换向器。扬声器利用了不同电流的受磁体作用振动而发声的原理。

　　闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流，称为电磁感应现象，发电机即利用此原理发电，将机械能转化为电能。

　　13.能源和可持续发展

　　煤、石油、天然气称为化石能源。化石能源、风能、水能、太阳能以及核能称为一次能源;电能需通过消耗一次能源才能得到，称为二次能源。

　　获得核能有两种途径：裂变和聚变。核电站是利用裂变的链式反应发电的。原子弹是不加控制的核裂变反应，氢弹是氢核聚变反应。

　　涉及热现象的能量转化过程是有方向的、不可逆的，消耗掉的内能不能被收集起来再利用。能源消耗不可避免地会对环境造成影响。如燃料的燃烧产生了二氧化碳，加剧了地球的温室效应，产生的烟尘废气污染大气。

　　化石能源、核能不能在短期内从自然界得到补充，称为不可再生能源;风能、水能、太阳能可以在自然界里源源不断地得到，称为可再生能源。可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向。

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