高中物理模块选修

作者:wuli01 来源:本站原创 发布时间:2008年12月15日
 

选修课程是在共同必修的基础上为满足学生的学习需求而设计的。在选修课程中既考虑了学生的基本学习需求,又为学生的进一步发展提供了空间;既为学生设计了适合其兴趣爱好和能力倾向的不同模块,又考虑了不同模块的相互联系和共同要求。  

本选修课程由10个模块组成,其中选修11、选修12 侧重物理学与社会科学和人文学科的融合,强调物理学对人类文明的影响;选修21、选修22、选修23 侧重从技术应用的角度展示物理学,强调物理学的应用和实践;选修31、选修32、选修33、选修34、选修35在注重物理学的应用和社会意义的同时,较系统地介绍物理学内容,进一步强调物理学的研究思想和方法。

选修1-1

  本模块是选修模块。  

  物理学的发展是人类文化的重要组成部分;物理学的技术应用在推动人类社会发展的同时,也引起了资源、环境等问题。在本模块中,学生在学习物理学的内容及其技术应用的同时,将会更多地体会物理学的发展对人类文化、社会的影响,更深入地认识科学、技术与社会的关系。  

  本模块涉及电磁现象和规律、电磁技术与社会发展、家用电器与日常生活等内容。学生将经历从观察、认识形式多样的电磁现象到构建统一的电磁理论的探究过程,了解这些知识产生的历史背景及由此引发的人类思维、生产方式、生活方式的变革;认识科学技术和社会发展的互动关系;体验科学家不畏艰辛、勇于探索和创新的精神。  

本模块划分为以下三个二级主题:   

电磁现象与规律  

电磁技术与社会发展  

家用电器与日常生活  

  (一)电磁现象与规律  

1. 内容标准  

(1) 用物质的微观模型和电荷守恒定律分析静电现象。认识点电荷间的相互作用规律。  

(2) 通过实验,认识电场和磁场,会用电场线、电场强度描述电场,会用磁感线、磁感应强度描述磁场。知道磁通量。  

1 用电场线描绘两个等量异种点电荷周围的电场。  

2 用磁感线描绘通电直导线周围的磁场。  

(3) 了解奥斯特、安培等科学家的实验研究对人们认识电磁现象所起的重要作用。知道匀强磁场中影响通电导线所受安培力大小和方向的因素。  

3 简述奥斯特实验对揭示电磁规律的重要作用。  

(4) 通过实验,认识洛仑兹力。知道影响洛仑兹力方向的因素。了解电子束的磁偏转原理及其在技术中的应用。  

4 观察阴极射线在磁场中的偏转。  

5 初步了解显像管的工作原理。  

(5) 收集资料,了解电磁感应定律的发现过程,知道电磁感应定律。列举电磁感应现象在日常生活和生产中的应用,体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。  

(6) 初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想,体会其在物理学发展中的意义。初步了解场是物质存在的形式之一。  

2. 活动建议  

对比万有引力定律与库仑定律,讨论自然规律的多样性和统一性。  

  

(二)电磁技术与社会发展  

1. 内容标准  

(1) 收集有关电磁领域重大技术发明的资料。从历史角度认识这些技术发明对人类生活方式、社会发展所起的重要作用。  

1 阐述我国古代有关磁现象的研究与发明及其对社会发展的影响。  

2 收集爱迪生与电有关的技术发明资料。  

3 简述电话对人们生活方式、社会发展所起的重要作用。  

(2) 了解发电机、电动机对能源利用方式、工业发展所起的作用。  

4 对比热机和电动机的工作原理,讨论从热机到电动机的技术变革对工业发展所起的作用。  

3)了解常见传感器及其应用,体会传感器的应用给人们带来的方便。  

5 知道温度传感器具有将温度信号转变为电信号的作用。  

4)列举电磁波在日常生活和生产中的广泛应用。了解电磁波的技术应用对人类生活方式的影响,结合日常生活中的具体实例发表见解。  

6 讨论通信技术的发展对人类生活方式的影响。  

5)举例说明科学技术的应用对人类现代生活产生的正面和负面影响,对科学、技术及社会协调发展的重要性发表自己的观点。  

7 举例说明电磁波的应用对人类生活产生的正面和负面影响。  

  

2. 活动建议  

1)收集资料,举办以“科学、技术与社会”为主题的研讨会或展览。  

2)调查并讨论手机的使用是否会对人体造成不良影响。  

  

(三)家用电器与日常生活  

1. 内容标准   

(1) 初步了解常见家用电器的基本工作原理,能根据说明书正确使用家用电器。  

1 通过观察、查阅资料,了解微波炉的结构和工作原理,能根据说明书正确使用微波炉。  

2 通过观察、查阅资料,了解录音机的结构和工作原理,能根据说明书正确使用录音机。  

(2) 知道常见家用电器技术参数的含义,能根据需要合理选用家用电器。讨论在家庭中节约用电的多种途径。  

3 阅读洗衣机说明书,知道其技术参数的含义。   

(3) 识别电阻器、电容器和电感器,初步了解它们在电路中的作用。具有初步判断家用电器故障原因的意识。  

(4) 了解家庭电路和安全用电知识,具有安全用电意识。  

2. 活动建议  

1)从资源利用、环境保护和社会发展角度,讨论电器不断更新和废旧电器处理等问题。  

2)参观商场,收集不同品牌、型号洗衣机资料,讨论怎样选购洗衣机。  

选修1-2

本模块是选修模块。  

热现象是人类较早深入研究的一种物理现象;热机的发明和广泛使用开始了人类社会的工业化进程。在当代,能源的利用与资源、环境问题息息相关,是关系到可持续发展的重大问题。  

本模块涉及热现象及其规律、热与生活、能源与社会发展。本模块以能量的使用为主线。学生在学习物理学基础知识和方法的同时,认识科学技术与社会发展的互动关系;由此引发的人类思维、生产方式、生活方式的变革;思索科学、技术与社会协调发展的关系;培养可持续发展的意识。  

本模块划分为以下三个二级主题:   

  

●热现象与规律  

●热与生活  

●能源与社会发展  

  

(一)热现象与规律  

1. 内容标准  

(1) 了解分子动理论的基本观点,列举有关实验证据。用分子动理论和统计观点认识温度、气体压强和内能。  

1 观察并解释布朗运动。

(2) 了解热力学第一定律。知道能量守恒是自然界普遍遵从的基本规律。   

(3) 通过自然界中热传导的方向性等事例,初步了解热力学第二定律,初步了解熵是描述系统无序程度的物理量  

2 尝试用生活中的事例说明热力学第二定律。  

(4) 能运用热力学第一、第二定律解释自然界中能量的转化、转移以及方向性问题。  

3 讨论第一类永动机和第二类永动机。  

  

2. 活动建议  

1)进行实验,估测油酸分子大小。  

2)利用因特网收集图片和文字资料,讨论永动机不能“永动”的原因。  

  

(二)热与生活  

1. 内容标准  

(1) 举例说明人们利用内能的不同方式。  

1 了解太阳能供电、供热的不同方式。初步了解家用太阳能热水器的新技术。  

(2) 认识热机的能量转化与守恒问题。通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性,认识提高热机效率的重要性。  

2 了解汽车运行时能量的转化与守恒问题。  

3)了解家用电器制冷设备的基本原理,尝试根据技术参数和家庭需要合理选购家用电器,能根据说明书正确使用家用电器。  

3 了解空调机的技术参数,能根据需要合理选用。  

4 知道破坏臭氧层的原因与后果,了解人类为保护臭氧层所做的努力。  

2. 活动建议  

(1) 参观商场,收集不同品牌、型号空调机的资料,讨论怎样合理选购空调器。  

(2) 讨论汽车的广泛使用所带来的社会问题。  

  

(三)能源与社会发展  

1.内容标准  

(1) 认识蒸汽机的发明和应用对人类开发和利用能源所产生的影响。初步了解第一次工业革命,认识热机的广泛使用对科学、社会发展以及人类生活方式转变所起的作用。  

1 知道瓦特蒸汽机的特点,讨论蒸汽机的应用、发展和创新对物理学研究的促进作用。  

2 收集历史资料,讨论蒸汽机在纺织、交通等行业的广泛应用对人类政治、经济、文化和社会等方面的发展所产生的巨大影响。  

(2) 通过人类利用电能的历史资料,认识有关电磁学的研究成果及其技术应用对人类利用能源所产生的影响。初步了解第二次工业革命,了解电能的使用对科学、社会发展以及人类生活方式转变所起的作用。  

  3 简述电能的使用对社会发展的促进作用。  

3)初步了解一些典型射线的特性,知道放射现象的应用及防护。了解核技术的应用对人类生活和社会发展的影响。了解爱因斯坦质能方程的含义。知道裂变反应和聚变反应。通过人类利用核能的历史资料,认识核能的开发和利用。  

4 了解放射性在医学和农业中的应用。  

5 了解我国发展与利用核技术的成就和前景。  

6 应用爱因斯坦质能方程说明核反应涉及的能量十分巨大。  

4)收集资料,讨论能源利用所带来的环境污染问题,认识环境污染的危害,思考科学、技术和社会协调发展的关系,知道可持续发展的重大意义,具有环境保护的意识和行动。  

7 收集资料,了解核电站放射性废料妥善处理的必要性和方法。  

8 收集资料,调查当地大气污染的主要污染源。  

9 调查研究,了解造成当地水污染的主要原因。  

2. 活动建议  

1)调查一个发电厂的发电量,估算该发电厂每日发电的用煤量需要多少辆大型汽车运输。  

2设计利用太阳能取暖的方案,考虑周围环境对太阳能利用的影响,交流、讨论设计方案。  

3)调查家庭中与热有关的器具的使用情况,讨论如何使用才能节约能源。  

4)调查当地的能源利用和环境污染情况,分析当地环境的主要污染物和污染源,向有关部门提出保护环境的建议。

选修2-1

  本模块是选修模块。  

物理学对于技术的发展和人类文明的进步起着重要的推动作用。在日常生活中,从交通工具、家用电器直到医疗设备等,物理学的技术应用已经深入到每个角落。在本模块中,学生要了解一些与技术直接相关的物理学知识;认识一些用科学知识解决技术问题的基本途径;在学习物理内容和技术应用过程中加深对科学技术的亲近感;体会科学与技术相互促进又相互制约的关系以及科学技术与社会发展的关系。  

电磁现象和电磁规律是物理学研究的重要对象,同时也是应用最广泛的物理学内容之一。在本模块中,学生将学习与电路和电磁波相关的内容。  

本模块划分为以下两个二级主题:  

· 电路与电工  

· 电磁波与信息技术  

  

(一)电路与电工  

   1.内容标准  

1)知道闭合电路的欧姆定律。知道电源的电动势和内阻。观察常见电源,阅读说明书了解它们的主要特点。知道电池对环境的影响。  

1 解释用电负荷增加时,电灯变暗的原因。  

2 讨论锂电池、镍氢电池、镍镉电池的主要特点和各自的适用场合。  

2)通过实际操作学会使用多用电表。知道多用电表的原理。  

3 以多用电表代替学生用电表进行物理实验。  

4 以多用电表为测量工具,判断二极管的正、负极,判断大容量电容器是否断路或者漏电。  

3)了解电场与电场强度,知道电容器的作用。  

4)了解磁场、磁感应强度和磁通量。通过实验认识安培力,会判断安培力的方向。  

5 观察磁电式仪表的结构,分析其工作原理。  

5)通过实验认识洛仑兹力。了解电子束的磁偏转原理及其在科学技术中的应用。  

6 观察阴极射线在磁场中的偏转。  

6)通过实验认识感应电动势的产生条件以及影响感应电动势大小的因素。会判断直导线在磁场中运动时感应电流的方向。列举电磁感应现象在技术中的应用实例。  

7)知道交变电流和三相交变电流。通过实验探究变压器的电压与匝数的关系。说明远距离输电的基本原理。  

7 知道交流的峰值、有效值以及它们的关系。  

  例8 知道三相电流的线电压、相电压,知道三相四线制供电。

8)通过电能的应用,认识物理学对于技术、经济、社会发展的意义。  

  2.活动建议  

1)比较市售各种电池充电器的主要技术指标和适用范围。  

2)了解当地废电池的处理情况,与环保部门联系,建立废电池回收站。  

3)收集几种小型电磁继电器,比较它们的结构,了解它们的适用场合,利用其中的一种,设计实用的控制电路。  

4)通过查找资料,对比直流输电与交流输电的特点,调查国内、外直流输电的发展情况。  

5)组装小型变压器。  

  

(二)电磁波与信息技术  

  1.内容标准  

1)了解电磁波及其发射、传播和接收原理。知道光的电磁本性和电磁波谱。举例说明电磁波在社会生活中的应用。  

  例1 比较无线电波中的长波、中波、短波、微波的不同传播特点。

2)收集资料,了解移动通信的工作模式、常用术语和移动电话的常用功能。  

2 了解移动电话的工作原理。  

3)通过实验或实例了解常见传感器的工作原理,了解传感器在生产、生活中的应用,体会传感器的应用给人们带来的方便。  

3 以话筒、电子秤、汽车尾气检测器等为例,了解传感器的作用。认识传感器是将非电学量转换为电学量的器件。

4 利用与计算机相连的传感器进行实时测量,做物理实验。  

  (4)了解集成电路的发展及微电子技术对日常生活、经济、社会所产生的重大影响。  

  (5)初步了解电视、广播和电视机的工作模式,知道电视机的主要结构。了解电视、广播技术的新进展。  

  例5:了解高清晰度电视与普通电视的主要区别。

  (6)初步了解家用电脑的组成。  

  (7)知道模拟信号与数字信号的区别。了解信息传播、处理和存储技术的发展。了解网络技术对经济、社会的影响,并能发表自己的见解。  

   2.活动建议  

1)用分立元件或集成电路制作收音机。  

2)制作无线话筒。  

3利用传感器制作简单的自控装置。  

4)观察家用电脑的内部结构。  

5)通过查找资料、向人请教等途径,了解VCDDVDMP3MPEG …… 的含义,了解相关的技术原理和使用方法。

选修2-2

  本模块是选修模块。  

  各种传动机构和工作机械的使用方便了我们的生活。热机的使用使人类突破了体力和畜力的局限,在更广阔的领域发展生产力。生活和生产中的各种结构都与人们对力的认识密切相关。在本模块中,学生将学习力、机械、热、热机等内容。学习要特别注意与日常生活所见的力学结构、机械、热机的联系,还要注意人类对于热现象的不断深入的认识。  

本模块划分为以下两个二级主题:  

· 力与机械  

· 热与热机  

  

(一)力与机械  

  1.内容标准  

1)会区分平动和转动。会描述转动。观察常见的传动装置,了解其作用。  

  例1 通过模型、图片或录像,在冲压机、内燃机、起重机等机械上找出平动变转动或转动变平动的实例。  

  例2 用注射器和胶管制作简易液压传动器,验证力与柱塞横截面积及移动距离的关系。  

3 分析变速自行车上坡时,怎样调整传动比才能省力。  

2)通过实验,认识共点力平衡的条件。举例说明共点力平衡的条件在生活和生产中的应用。  

3)通过实例,了解弹性和范性在技术中的应用。  

4 铁轨的截面做成工字形,房屋钢架中用管材代替棒材,讨论这样做的目的。  

4)通过实验,认识刚体的平衡条件,能用刚体的平衡条件分析物体的平衡。  

5 分析塔式起重机的最大提升质量与悬臂长度、机身质量、配重质量的关系。  

5)通过实例,认识常见的承重结构及其特点。知道影响稳度的因素。  

6 分析农村房屋的各种新、旧结构的力学特性及其经济性。  

6)认识机械的使用对于人类社会发展的重要意义。初步了解现代机械的发展概况。  

7 收集资料,了解机器人在生产、生活中的应用。  

2.活动建议  

1)观察机床或其他机械、车辆的传动机构。  

  2)收集资料,为常见的各种大、中、小型桥梁的结构分类,从力学的角度讨论它们的特点。  

3)观察汽车(或拖拉机)的变速箱和转向系统。  

4)参观工厂,调查工厂中各种机械的应用情况。  

5)设计或改进一种机械,使日常生活更方便。  

6)收集资料,了解机器人在生产、生活中的应用。   

(二)热与热机  

   1.内容标准  

1)了解内燃机、气轮机、喷气发动机的工作原理。了解内燃机主要技术参数的意义。  

1 了解电子控制燃油喷射内燃机的工作原理。  

2)知道热机的效率及主要影响因素。通过实例,分析能量在热机工作时的流向。知道提高热机效率的方法和途径。  

3)知道电冰箱和空调机的组成和主要结构,了解其致冷原理。  

2 分析冷暖两用空调机的工作原理。  

4知道热机对环境的影响。了解减小热机对环境影响的方法。  

3 通过资料,调查当地大气污染的主要污染源。  

5)通过热机的发展体会科学技术对于经济、社会进步的意义。关注新型热机的发展趋势。  

   2.活动建议  

1)分解农药喷雾器或手扶拖拉机、摩托车的内燃机,了解它们的结构和工作原理。  

2)查阅资料,对比几种国产汽车内燃机的主要技术参数。  

3)调查本地区使用内燃机的型号、主要技术性能以及近年来发展变化的情况。  

4)观察汽车(或拖拉机)发动机、冷却系统、供油系统、供气和排气系统。  

5)查阅资料,分析我国近年来汽车尾气排放标准的变化。  

6)调查当地各种大气污染物的污染指数与当日天气、居民取暖情况、汽车流量的关系,分析影响当地大气污染的主要因素。  

选修2-3

本模块是选修模块。  

光现象是日常生活中最常见的物理现象之一。各种光学仪器在日常生活中十分常见。人类对于微观世界的认识与核技术的发展是20世纪最重大的科学技术成就之一。在本模块中,学生将学习与光学、原子和原子核相关的内容。  

本模块划分为以下两个二级主题:  

· 光与光学仪器  

· 原子结构与核技术  

  

(一)光与光学仪器  

  1.内容标准  

1)通过实验,理解光的折射定律。会测定材料的折射率。  

2)认识光的全反射现象。初步了解光导纤维的工作原理和光纤在生产、生活中的应用。认识光纤技术对经济社会生活的重大影响。  

1 演示光沿水柱(或弯曲的玻璃柱)的传播。  

2 观察光缆的结构。  

3)探究并理解透镜成像的规律。会测定凸透镜的焦距。  

3 通过实验和作图,研究透镜成像规律。  

4 用公式表示透镜成像规律。  

4)了解照相机的主要技术参数的含义。知道显微镜、望远镜的原理。  

5 在曝光量一定的情况下,通过改变光圈和快门的组合改变景深。  

6 初步了解照相机自动测光、测距的原理。  

7 了解开普勒望远镜和伽利略望远镜的结构。  

5)通过实验认识光的干涉、衍射、偏振现象以及在生活、生产中的应用。  

8 用偏振片观察玻璃面反射光、天空散射光的偏振现象。  

6)了解激光的特性和应用。了解常见固体和气体激光器的原理。举例说明激光技术在生活、生产中的应用。  

9 用激光笔进行光的干涉和衍射实验(禁止用激光直射眼睛)。  

10 了解激光技术在医学中的应用。  

7)知道新型电光源的特点以及应用。  

11 观察高压汞灯的结构,了解它的发光原理。对比卤钨灯和普通白炽灯的不同特点。  

12 研究摄像机或数码相机白平衡控制键的作用,体会在不同光源下所摄图像的区别。  

  

   2.活动建议  

1)自制简易望远镜,用望远镜观察星空,与同学交流观察结果。  

2)到眼镜店了解验光配镜原理,参观磨制镜片的过程。  

3)调查市场上各种照相机的新功能。  

4)帮助生物实验室的教师保养和维修显微镜。  

5)用偏振片鉴别普通玻璃和天然水晶,探究这种技术的物理原理。  

6)用发光二极管制作电源开关指示器。  

7)在教师指导下用数码相机摄影,并讨论数码相机和普通相机的不同特点。  

  

(二)原子结构与核技术  

  1.内容标准  

1)知道原子和原子核的结构。知道某些原子核会发生衰变。会用半衰期表示衰变的速度。了解衰变的应用。  

1 知道用碳14测定古木年代的原理。  

2)知道X射线、α射线、β射线、γ射线及其特性。知道射线对生物体的作用。列举射线在医疗等方面的主要应用。知道射线的危害和防护。  

  例2 了解核电站放射性废料妥善处理的必要性和常用方法。

  例3 初步了解利用射线治疗癌症的原理。

  例4 调查医疗成像技术近年来的发展。

3)初步了解放射性同位素概念以及应用。  

4)知道核裂变和链式反应,初步了解反应堆的类型和工作原理。知道核电站的工作模式。知道大众传媒中经常涉及的核武器的基本原理、主要特点和防护要领。  

5)知道核聚变。关注可控聚变反应的研究进展。  

5 分析对等离子体进行磁约束的原理,了解这方面的进展。  

6)讨论核能的应用对于经济、社会发展的意义以及可能产生的问题。  

  2.活动建议  

1)调查本地使用射线的情况。  

2)访问医院,了解放射诊断和放射治疗的发展情况,参观放射诊断和放射治疗设备,了解放射源使用后的处理方法。  

3)调查常用建筑材料的放射性和相关的国家标准。  

4)收集资料,分析世界和我国核电发展的现状和前景,写出综述。  

选修3-1

  本模块是选修模块。  

  物理学有自己的实验基础和逻辑结构,有广泛的技术应用,它是人类文化的重要组成部分,它的发展深刻地影响着人类的生产和生活方式。在本模块中,学生将比较全面地学习物理学及其技术应用,了解它与社会发展以及人类文化的互动作用。  

场是除实物以外物质存在的另一种形式。学生将通过电场和磁场的学习加深对于世界的物质性和物质运动的多样性的认识。本模块中的概念和规律是进一步学习物理学的基础,是高中物理核心内容的一部分。  

电磁学的研究成果及其技术应用改变了人类的生活。现代生活中处处都会遇到电的知识。本模块对于进一步学习科学技术是非常重要的。  

本模块划分为以下三个二级主题:  

●电场  

●电路  

●磁场  

  

(一)电场  

1.内容标准  

1)了解静电现象及其在生活和生产中的应用。用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。  

1 了解存在可燃气体的环境中防止静电常采用的措施。  

2)知道点电荷,体会科学研究中的理想模型方法。知道两个点电荷间相互作用的规律。通过静电力与万有引力的对比,体会自然规律的多样性与统一性。  

3)了解静电场,初步了解场是物质存在的形式之一。理解电场强度。会用电场线描述电场。  

4)知道电势能、电势,理解电势差。了解电势差与电场强度的关系。  

2 分析物理学中常把无穷远处和大地作为电势零点的道理。  

3 观察静电偏转,了解阴极射线管的构造,讨论它的工作原理。  

5)观察常见电容器的构造,了解电容器的电容。举例说明电容器在技术中的应用。  

  4 使用闪光灯照相。查阅资料,了解电容器在照相机闪光灯中的作用。  

2.活动建议  

1)通过查阅资料、阅读说明书、观察实物等方式,了解避雷针、静电除尘器、静电复印机、激光打印机等设施的基本原理,撰写一篇科学报告。  

2)收集资料,综述静电的危害和预防方法。  

  

(二)电路  

1.内容标准  

1)观察并尝试识别常见的电路元器件,初步了解它们在电路中的作用。  

2)初步了解多用电表的原理。通过实际操作学会使用多用电表。  

1 以多用电表代替学生用电表进行各种电学实验。  

2 以多用电表为测量工具,判断二极管的正、负极,判断大容量电容器是否断路或者漏电。  

3)通过实验,探究决定导线电阻的因素,知道电阻定律。  

4)知道电源的电动势和内阻,理解闭合电路的欧姆定律。  

5)测量电源的电动势和内阻。  

6)知道焦耳定律,了解焦耳定律在生活、生产中的应用。  

3 观察常见电热器的结构,知道其使用要点。  

7)通过实验,观察门电路的基本作用。初步了解逻辑电路的基本原理以及在自动控制中的应用。  

8)初步了解集成电路的作用。关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况。  

2.活动建议  

1)分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的IU特性曲线,对比它们导电性能的特点。  

2)  用光敏二极管和微型话筒制作楼道灯的光控声控开关。  

3)收集新型电热器的资料,了解其发热原理。  

4)制作简单的门电路。  

5)利用集成块制作简单的实用装置。  

  

(三)磁场  

1.内容标准  

1)列举磁现象在生活、生产中的应用。了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。关注与磁相关的现代技术发展。  

1 观察计算机磁盘驱动器的结构,大致了解其工作原理。  

2)了解磁场,知道磁感应强度和磁通量。会用磁感线描述磁场。  

2 了解地磁场的分布、变化,以及对人类生活的影响。  

3)会判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。  

4)通过实验,认识安培力。会判断安培力的方向。会计算匀强磁场中安培力的大小。  

3 利用电流天平或其他简易装置,测量或比较磁场力。  

4 了解磁电式电表的结构和工作原理。  

5)通过实验,认识洛仑兹力。会判断洛仑兹力的方向,会计算洛仑兹力的大小。了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用。  

5 观察阴极射线在磁场中的偏转。  

6 了解质谱仪和回旋加速器的工作原理。  

6)认识电磁现象的研究在社会发展中的作用。  

2.活动建议  

1)用电磁继电器安装一个自动控制电路。  

2)观察电视显像管偏转线圈的结构,讨论控制电子束偏转的原理。  

选修3-2

本模块是选修模块。  

电磁感应现象展示了不同运动形式之间的联系,为电能的大规模应用奠定了物理学的基础;交变电流是生活和生产中最常用到的电流;传感器则是生活和生产中各种测量、控制所不可缺少的元器件。学习这些内容时要同样重视它们的理论意义和实践意义。  

本模块安排了几个科学探究活动。学生应在经历科学探究的过程中,领悟物理学研究的思想与方法。  

本模块划分为以下三个二级主题:  

电磁感应  

交变电流  

传感器  

(一)电磁感应  

1.内容标准  

1)收集资料,了解电磁感应现象的发现过程,体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。  

2)通过实验,理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。  

3)通过探究,理解楞次定律。理解法拉第电磁感应定律。  

1 分析电动机运转时产生反电动势的现象,分别用力和能量的观点进行说明。  

4)通过实验,了解自感现象和涡流现象。举例说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用。  

2 观察日光灯电路,分析日光灯镇流器的作用和原理。  

3 观察家用电磁灶,了解电磁灶的结构和原理。   

2.活动建议  

从因特网、科技书刊上查阅资料,了解电磁感应在生活和生产中的应用,例如磁卡阅读器、录音机、录像机的原理等。  

  

(二)交变电流  

1.内容标准  

1)知道交变电流,能用函数表达式和图像描述交变电流。  

1 用示波器观察交变电流的波形,并测算其峰值和有效值。  

2)通过实验,了解电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用。  

2 用灯泡或交流电流表观察电容器和电感器对交变电流的阻碍作用。  

3)通过实验,探究变压器电压与匝数的关系。  

3 观察生活中常见的变压器,了解其作用。  

4)了解从变电站到住宅的输电过程,知道远距离输电时应用高电压的道理。  

4 查阅资料,了解直流输电的原理,比较交流输电和直流输电的特点。  

2.活动建议  

1)参观当地的小型电厂,了解发电过程。调查发电机的容量、居民用电和工业用电情况。撰写调查报告。  

2观察变电站和高压输电线路。  

  

(三)传感器  

1.内容标准  

1)知道非电学量转换成电学量的技术意义。  

2)通过实验,知道常见传感器的工作原理。  

1 通过实验认识温度传感器将温度信号转变为电信号的作用。  

3)列举传感器在生活和生产中的应用。  

2 了解光敏传感器及其在日常生活中的应用。  

  

2. 活动建议  

1)调查日常生活中传感器的应用,对其中一种的工作原理、技术意义、经济效益进行分析。  

2)利用传感器制作简单的自动控制装置。  

选修3-3

本模块是选修模块。  

能量是贯穿于所有自然科学和技术科学的物理量。本模块用能量的观点分析热运动的问题。  

在本模块中,学生将从宏观和微观两个角度认识热现象的规律,应用统计思想和能量转化与守恒规律解释现象、处理问题。  

本模块在高中物理的学习中首次涉及统计思想,学习中要注意统计思想在日常生活和解释自然现象中的普遍意义。  

通过联系生活和生产实际,学生将进一步认识能源开发、消耗和环境保护等方面的问题,树立可持续发展意识、社会参与意识,培养对社会负责的态度。  

  本模块划分为以下四个二级主题:  

分子动理论与统计思想  

固体、液体与气体  

热力学定律与能量守恒  

能源与可持续发展  

  

(一)分子动理论与统计思想  

1. 内容标准  

1)认识分子动理论的基本观点,知道其实验依据。知道阿伏加德罗常数的意义。  

1 估测油酸分子大小,体会建立模型和估测方法在研究物理问题中的应用。  

2 观察并解释布朗运动。  

2)了解分子运动速率的统计分布规律。认识温度是分子平均动能的标志。理解内能的概念。  

3)用分子动理论和统计观点解释气体压强。  

4)通过调查,了解日常生活中表现统计规律的事例。  

  

2.活动建议  

1)投掷硬币,分别计算投掷10次、100次、500次时,硬币正反面出现次数的百分率。  

2)跟踪记录天气预报中的“降水概率”和实际的降水情况,对不同季节降水预报的准确度做出评价。   

(二)固体、液体与气体  

1. 内容标准  

1)了解固体的微观结构。会区别晶体和非晶体,列举生活中常见的晶体和非晶体。  

1 用熔化的石蜡显示云母片和玻璃片的各向异性与各向同性。  

2)了解材料科学技术的有关知识及应用,体会它们的发展对人类生活和社会发展的影响。  

2 知道半导体的一些特点,了解半导体技术在生活、生产中的应用。  

3 初步了解纳米材料的特性,关注纳米材料的研究和应用。  

3)了解液晶的微观结构。通过实例了解液晶的主要性质及其在显示技术中的应用。  

4)通过实验,观察液体的表面张力现象,解释表面张力产生的原因,交流讨论日常生活中表面张力现象的实例。  

4 在装满水的杯子内轻轻放入一些小硬币,观察杯边水面的形状。  

5)通过实验,了解气体实验定律,知道理想气体模型。用分子动理论和统计观点解释气体压强和气体实验定律。  

6)知道饱和汽、未饱和汽和饱和气压。了解相对湿度。举例说明空气的相对湿度对人的生活和植物生长的影响。  

5 体验并说出人在不同湿度下的感受。  

6 记录电视台和广播电台天气预报的主要指标,了解这些指标的含义及其对人类生活的影响。  

  

2.活动建议  

1)设计实验,比较肥皂水和清水的表面张力。  

2)观察气压保温瓶的构造,讨论气压保温瓶的出水原理。  

  

(三)热力学定律与能量守恒  

1. 内容标准  

1)通过有关史实,了解热力学第一定律和能量守恒定律的发现过程。体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义。  

2)认识热力学第一定律。理解能量守恒定律。用能量守恒观点解释自然现象。体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一。  

3)通过自然界中宏观过程的方向性,了解热力学第二定律。初步了解熵是反映系统无序程度的物理量。  

例:解释第二类永动机不可能制成的原因。  

  

2.活动建议  

1)假如一颗直径1 km的小行星撞击地球,估算其释放的能量。讨论这将给地球造成的危害。  

2)通过讨论,设想一种使热量从低温处流向高温处的技术设备,说明这种设备是否违反了热力学第二定律。  

  

(四)能源与可持续发展  

1. 内容标准  

1)认识能源和环境与人类生存的关系,知道可持续发展的重大意义。  

2)讨论能源开发和利用带来的问题及应该采取的对策。具有保护环境的意识。  

1 了解燃烧化石燃料产生的气体对环境造成的污染,了解减小这些污染的方法。  

3)尝试估计一些厂矿、交通工具及家用电器的能源消耗。具有可持续发展的责任感和节约能源的意识。注意自然资源的循环利用。  

2 根据汽车的“百公里耗油量”估算,一辆汽车每行驶100 km消耗的能量,相当于一个家庭多少天的用电量。  

  

2. 活动建议  

1)调查所在地区运往外地的主要货物,在综合考虑降低能耗、方便运输、减少污染、保证安全、减低费用、减少交通拥挤等因素的基础上,讨论运输这些货物的可行性方案。  

2)讨论技术进步对利用自然资源和节约能源方面的影响。  

选修3-4

  本模块是选修模块。  

  波动是一种常见而重要的运动形式。自20世纪初以来,随着电磁波的广泛应用和对微观世界的深入研究,与波相关的物理学内容的重要性日益突出。 在这个模块中,学生将首先通过机械波的学习认识波动的一般规律,进而学习电磁波和光。  

电磁场和光现象的深入研究使物理学的探索进入了高速运动的领域,发现了不同于日常生活经验的规律,诞生了相对论。在本模块中,学生将初步接触相对论的知识,从而拓展视野,激发进一步探索科学奥秘的兴趣。  

本模块是继续学习物理学和其他科学技术的基础,也是了解现代科学技术的基础。  

  本模块划分为以下四个二级主题:  

  ●机械振动与机械波  

   ●电磁振荡与电磁波  

  ●光  

  ●相对论  

(一)机械振动与机械波  

   1.内容标准  

  1)通过观察和分析,理解简谐运动的特征。能用公式和图像描述简谐运动的特征。  

1 比较做简谐运动的物体在不同位置所受的力、速度、加速度、动能和势能。  

2 用两个摆长相同的单摆演示简谐运动的相位差。  

2)通过实验,探究单摆的周期与摆长的关系。  

3)知道单摆周期与摆长、重力加速度的关系。会用单摆测定重力加速度。  

4)通过实验,认识受迫振动的特点。了解产生共振的条件以及在技术上的应用。  

  3 调查生活和生产中受迫振动的应用实例及利用和防止共振的实例。  

  5)通过观察,认识波是振动传播的形式和能量传播的形式。能区别横波和纵波。能用图像描述横波。理解波速、波长和频率(周期)的关系。  

  6)了解惠更斯原理,能用其分析波的反射和折射。  

7)通过实验,认识波的干涉现象、衍射现象。  

  4 用示波器显示波的叠加。  

  5 观察音叉双臂振动激发的水波干涉现象。  

8)通过实验感受多普勒效应。解释多普勒效应产生的原因。列举多普勒效应的应用实例。  

  

  2.活动建议  

  1)学生们站成一排,依次下蹲、起立,模拟机械波。  

  2)设计一种利用多普勒效应的实用装置。  

  

(二)电磁振荡与电磁波  

   1.内容标准  

  1)初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义。  

  2)了解电磁波的产生。通过电磁波体会电磁场的物质性。  

3了解电磁波的发射、传播和接收。  

1 演示赫兹实验。  

4)通过实例认识电磁波谱,知道光是电磁波。  

5)了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用。  

  

  2.活动建议  

1)通过自学、查找资料和访问,了解移动通信的原理。调查当地移动通信的发展情况。  

2)进行市场调查,列举家用电器和生活用品中与红外线、紫外线有关的应用实例。  

  

(三)光  

  1.内容标准  

1)通过实验,理解光的折射定律。  

2)测定材料的折射率。  

3)认识光的全反射现象。初步了解光导纤维的工作原理和光纤在生产、生活中的应用。认识光纤技术对经济社会生活的重大影响。  

1 演示光沿水柱(或弯曲的玻璃柱)的传播。  

2 观察光缆的结构。  

4)观察光的干涉、衍射和偏振现象。知道产生干涉、衍射现象的条件。用双缝干涉实验测定光的波长。  

  例3 观察光的薄膜干涉现象。  

  (5)了解激光的特性和应用。用激光观察全息照相。  

  

  2.活动建议  

1)拍摄激光照射针尖时的衍射照片。  

2)通过调查研究,收集光的偏振现象应用实例。  

  

(四)相对论  

1)知道狭义相对论的实验基础、基本原理和主要结论。  

1 知道同时的相对性、长度的相对性、时间间隔的相对性。  

2 知道相对论速度叠加规律。  

3 知道相对论质能关系。  

2)了解经典时空观与相对论时空观的主要区别。体会相对论的建立对人类认识世界的影响。  

4 通过实例,了解时间和空间的相对性,体会相对论时空观与低速世界情境的差异。  

3)初步了解广义相对论的几个主要观点以及主要观测证据。  

4)关注宇宙学研究的新进展。  

  

  2.活动建议  

1)阅读有关相对论的科普书刊,在同学中举办小型讨论会。  

2)观看有关宇宙起源的科教电视片,了解宇宙的演化与发展。  

选修3-5

  本模块是选修模块。  

  20世纪初以来,与微观粒子相关的物理学研究取得了长足的进展,奠定了今天的高新技术的物理学基础。  

  在本模块中,学生将学习关于原子、原子核等微观粒子的初步知识。这是了解现代科学技术的基础,也是继续学习物理学以及相关科学技术的基础。  

  历史上,对于电磁波、原子结构的认识,典型地展示了人类认识自然规律的科学方法;而对于微观粒子的波粒二象性的认识,则表现了人类直接经验的局限性。在本模块的学习中,要注意体会其中的科学方法、科学思想,感受科学的和谐美。  

动量守恒定律是自然界的基本守恒定律之一,是研究微观粒子所必需的知识,要在学习原子结构和原子核的内容之前学习它。  

本模块划分为以下四个二级主题:  

  ●碰撞与动量守恒  

  ●原子结构  

   ●原子核  

  ●波粒二象性

  

(一)碰撞与动量守恒  

   1.内容标准  

1)探究物体弹性碰撞的一些特点。知道弹性碰撞和非弹性碰撞。  

2)通过实验,理解动量和动量守恒定律。能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题。知道动量守恒定律的普遍意义。  

1 火箭的发射利用了反冲现象。  

2 收集资料,了解中子是怎样发现的。讨论动量守恒定律在其中的作用。  

3)通过物理学中的守恒定律,体会自然界的和谐与统一。  

  

  2.活动建议  

制作“水火箭”。  

  

(二)原子结构  

   1.内容标准  

  1)了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。  

  1 用录像片或计算机模拟,演示α粒子散射实验。  

2)通过对氢原子光谱的分析,了解原子的能级结构。  

2 了解光谱分析在科学技术中的应用。  

  

  2.活动建议  

观看有关原子结构的科普影片。  

  

(三)原子核  

  1.内容标准  

  1)知道原子核的组成。知道放射性和原子核的衰变。会用半衰期描述衰变速度,知道半衰期的统计意义。  

2)了解放射性同位素的应用。知道射线的危害和防护。  

1 了解放射性在医学和农业中的应用。  

2 调查房屋装修材料和首饰材料中具有的放射性,了解相关的国家标准。  

3)知道核力的性质。能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。  

4)认识原子核的结合能。知道裂变反应和聚变反应。关注受控聚变反应研究的进展。  

5)知道链式反应的发生条件。了解裂变反应堆的工作原理。了解常用裂变反应堆的类型。知道核电站的工作模式。  

6)通过核能的利用,思考科学技术与社会的关系。  

3 思考核能开发带来的社会问题。  

7)初步了解恒星的演化。初步了解粒子物理学的基础知识。  

4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用。  

  

  2.活动建议:  

1)通过查阅资料,了解常用的射线检测方法。  

2)观看有关核能利用的录像片。  

3)举办有关核能利用的科普讲座。  

  

(四)波粒二象性  

  1.内容标准  

1了解微观世界中的量子化现象。比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。  

2)通过实验了解光电效应。知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。  

3)了解康普顿效应。  

  4)根据实验说明光的波粒二象性。知道光是一种概率波。  

5)知道实物粒子具有波动性。知道电子云。初步了解不确定性关系。  

6)通过典型事例了解人类直接经验的局限性。体会人类对世界的探究是不断深入的。  

1 通过电子衍射实验,初步了解微观粒子的波粒二象性,体会人类对于物质世界认识的不断深入。  

  

  2.活动建议  

阅读有关微观世界的科普读物,写出读书体会。  

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