冲击波碎石的物理学基础汇总
冲击波碎石的物理学基础
孙西钊
冲击波碎石是物理学和医学相结合的新技术，理解和掌握有关冲击波的物理知
识，对于指导SWL的临床应用以及冲击波碎石机的研制均有重要意义。
冲击波的物理特性
冲击波是一种高能机械波，属于量子物理的研究范畴。由于冲击波的许多物理规
律与声波近似，为了便于理解，通常参照声学的物理知识来讲解和对比冲击波的形成、传播和波形等特性。冲击波的这些物理特性也是决定SWL和ESWT疗效和安全性的重要参数。
一、冲击波的发生
（一）冲击波的产生原理
从理论上讲，任何将能量转化为声波的物理原理都能用来产生冲击波。根据这一
论点，目前，已设计出了多种原理的冲击波碎石机。下面以经典的液电式冲击波为例，介绍液中放电时聚焦冲击波的发生过程。
液中放电是将贮存在储能电容器中的高压电能在电极对之间瞬间释放后发生的
火花放电现象。火花放电产生的高温使放电通道周围的液体形成一个等离子体(plasma)，主要是由H+、OH－、H2O、H2O2、臭氧分子、光子和电子等粒子组成。等离子体气化后形成一个膨胀的、密度极高的气泡，这个气泡具有高膨胀效应和对高温高
能的存储能力。在气泡内部可形成巨大的压力梯度，这一压力作用于水介质后，通过
水分子的机械惯性，使其以波的形式传播出去，就形成了正向的冲击波压力波。
（二）冲击波的脉冲形式
在用HM3型碎石机的SWL实验中，可见三个明显的压力脉冲（图3-1-1 ）。前两个
脉冲亦称作初级冲击波，其中，第一个脉冲是直达波脉冲，代表初级冲击波中未经椭球体反射的部分。因其能量较小，而且在F 1到F 2点的传播过程中，其幅度进一步衰减，所以这一直达脉冲的压力较小。第二个脉冲代表初级冲击波的聚焦部分，占冲击波总
能量的绝大部分（90％），其峰值的平均压力为72.5Mpa ，压力脉冲时间为 2.5μs 。从F 1到F 2之间的距离，初级冲击波在放电之后，直达冲击波和反射冲击波出现的时差为
29μs 。据此可以推算，冲击波通过这段距离的速度为1700m/s 。第三个脉冲约在放电之后的500μs 后发生，是一个较强的冲击波，但其压力幅度低于聚焦的初级冲击波。在发生原理上，与前两种液中放电后直接产生的冲击波有所不同，第三个冲击波是间接发生的。其发生过程是：当F 1周围的气泡膨胀到极限时，便停止膨胀，同时开始以加速度回缩。由于这种气泡的迅速塌陷和回缩，产生一个反抽性负压脉冲。这个负压性脉冲可引起F 2处的空化效应，即在焦区范围内产生大量的气泡。当其破裂之后便引发了第三个冲击波，亦称作次级冲击波。
时间（μｓ聚焦脉冲
气泡破裂脉冲压
力（k
P a ）直达脉冲-6
-4
-2
2
4
6
8
10
12-100100200300400500600700
图3-1-1 冲击波焦点压力/时间示意图
二、冲击波的传播
（一）冲击波的形成过程
冲击波同超声波一样，也是一种压缩波。冲击波的基本物理性质是它能在介质中
膨胀和聚集，从而改变介质的密度。波的传播方式是介质沿着传播方向交替地压缩和舒张，既有类似超声波的单频声波，亦有包含宽频谱的声爆（冲击波）
。超声波在传
播过程中，介质的压力和密度始终保持不变，因而波的各个部分都是以同一速度传播，并一直保持着正弦波的形式（图3-1-2）。而冲击波则不然，它只是在低能量水平时，
才遵循线性声学定律。如果冲击波脉冲能量足够高时，就会产生非线性声学特征。高
能冲击波在传播过程中，随着传播介质的可压缩性减小，其传播速度将随之加快，结
果在通过介质的时候，波形会发生扭曲变形（图3-1-3）。详言之，在冲击波的起始点上，水处在低压幅度范围，因而该点附近的冲击波速度与声波速度相同。但在波的中部，每个连续点的压力幅度逐步增大，使传播介质的密度增加，波速也就随之加快。
随着波的继续传播，波峰部分的传播速度进一步加快，足以赶上冲击波前沿的初始点。当压力突然中断，紧接着又出现一个压力逐渐衰减的波形。从冲击波“由盛到衰”的
过程可以看出，正是由于冲击波每一点上速度的变化，才使冲击波半正弦波的形式也
发生了相应的转变，成为具有陡峭前沿、尔后又逐渐衰减的典型冲击波波形曲线。
图3-1-2 超声波和冲击波的压力波形
图3-1-3 冲击波的传播
冲击波前沿形成（变陡）：冲击波高压部分（2）比低压部分（1）
始出晚，但走得快，向前推进后增加了冲击波前沿压力上升的速率
（二）冲击波在体内的传播
冲击波的频谱与超声波不同。冲击波是由各种频率波长和波速的许多个波叠加而
成的波群。它包含着一个宽而连续的频谱，从200kHz到20MHz。而超声波只有一个频率。通常，冲击波前沿的尖峰部分主要由高频波组成，其余部分则由低频波组成。冲
击波在生物组织中传播时，衰减系数基本随频率的平方而增加，因此，高频波比低频
波衰减大。这种频率分布的差异也决定了冲击波对碎石的破坏能力和对组织的穿透能力。一般而言，高频波对结石的粉碎能力较强，但对组织的穿透能力较差；而低频波
对组织的穿透能力较强，但聚焦性能较差，焦点的能流密度较低。
使用高强度冲击波来粉碎体内的结石时，要尽量不伤及组织。因为高强度冲击波
是在体外产生的，所以它必须通过水→耦合剂→人体组织等不同介质，最后才能到达
治疗的靶位上。当冲击波传播至不同的物质时，声阻抗决定了穿过物质界面的总声能（图3-1-4）。声阻抗的定义是：物质的密度与波速的乘积，是物质的固有属性。如果
两种物质的界面处声阻抗相近，那么，冲击波通过界面处的能量将无明显损失；但若
两种相邻物质的声阻抗差异较大，在交界面处，入射冲击波的一部分继续向前传播进
入第二种物质，而另一部分被反射回来，结果就会造成部分声能损失。基于这一原理，在冲击波碎石技术中采用了与人体组织声阻抗近似的水和耦合剂作为其传导介质，以减少冲击波传播过程中的能量损失；而冲击波遇到结石时，由于水石界面的声阻抗差异较大，冲击波就会与结石发生强烈的相互作用，从而导致结石粉碎；同理，因为空气的声阻抗比人体组织的声阻抗小的多，所以在两者的界面处也会发生强烈的相互作用。肺是一种实质性含气器官，当暴露于冲击波时，将会罹受严重损伤。
全部穿过声 阻 抗 1＝声 阻 抗 2≠声 阻 抗 3
部分穿过
部分反射
介质１介质２介质３
图3-1-4 冲击波传播至不同介质界面时的示意图
当界面处（介质
1与2之间）的声阻抗相匹配时，入射波全部穿过；当界面处（介质2与3之间）的声阻抗不匹配时，入射波部分传播过去，另一部分被反射回来。当冲击波穿过不同物质时，对于正入射或垂直入射的冲击波，它分成反射波与透
射波，两者的关系如下：
P r ＝P i [(Z 2－Z 1)/(Z 2＋Z 1)]
2
P t ＝P i 4Z 2Z 1/(Z 2+Z 1)
2Z ＝ρc
其中，P i —入射波压力，P r —反射波压力，P t —透射波压力，右下标1，2分别表示第一、二种物质，Z —声阻抗，ρ—物质的密度，c —物质里的声速。举例说明，一个在水中传播的平面冲击波，垂直入射到一个理想化的一水草酸钙结石平面。假设入射波压力P i ＝60MPa ，结石的声阻抗Z 2＝9.2，而水的声阻抗Z 1＝1.49。这样，在结石表面反射波的压力P r ＝31.20MPa ，而透射进入结石的波压P t ＝28.80MPa 。当冲击波在结石内传播到对面界面时，同样存在反射与透射现象，这时反射波为一负压的张力波，P r '=14.98MPa ，而透射波压力P t '=13.82MPa 。但实际上，冲击波在结石中传播时会发生
衰减，加上结石表面形态的差异和质地的不均匀等，都会影响上述结果。
三、冲击波的压力波形
（一）压力波形的特性与参数
冲击波的压力波形包括一个在冲击波前沿迅速升压并随后逐渐衰减的压力相（正
相），与一个时间持续较长的张力相（负相），因此，冲击波的振幅和持续时间是不对称的（图3-1-5）。压力相是由于冲击波直接的正压作用所致；而张力相则是反抽性负压所致，例如点式波源的F1处等离子体气泡塌陷后所产生的反抽作用。表明这种压力波特性的重要参数为：
t ＋（－6dB ）：
290ns 1μs
P+:100MPa
P-:-10MPa
1.0
0.90.50.1
-t r t 时间
相对压力5-10ns 图3-1-5 冲击波碎石机焦点处典型压力波形示意图
①正、负峰压（P +，P －）—在焦区内测得的冲击波压强的最大值，单位是MPa 。②上升时间（t r ）—压力P 值的10％增至90％所需时间，亦称作冲击波前沿，单位是μs 。
③正、负半周期（t +，t －）—在焦区测得的冲击波峰值一半处的脉冲宽度，即半高宽，单位是μs 。
④输出声能（E s ）—根据在焦区所测的压力波形算出的能量，单位是
mJ 。这一参数取决于碎石机的类型和输出档位，差异很大。
在此应当指出，早期测定冲击波波形和压力等参数所用的PCB 压力传感器，对记录真正的峰压来说频响太低，不能及时反映出冲击波的发生和消失，因此，实际压力可能比所测压力更高。
（二）压力波形的影响因素
通常情况下，随着碎石机输出档位的提高，冲击波的
P +、P －、t +
和E s 相应增加，而
t r和t－则降低。压电式碎石机的峰值压力最高，但焦区体积较小；液电和电磁式碎石机
的峰值压力较低，但焦区体积较大。有实验表明，不同类型冲击波源间的能量差异很大，是数量级的差异，而且同型波源不同型号的机器间的能量差异也非常大。压电式和电磁式冲击波的t r随能量输出增加而缩短，而液电式冲击波的t r几乎不会改变。这些结果表明，在液电式冲击波碎石机中，冲击波形成于任何输出档位，而压电式碎石机和电磁式碎石机只形成在较高输出档位。这种差别的原因在于压电式碎石机和电磁式碎石机是在不同
声波传播至焦点时通过叠加和非线性相互作用而逐渐形成的，而液电式冲击波是在火花释放后就立即充分形成的。因此，液电机冲击波较少依赖输出档位。
有人利用PVDF针式传感器测定猪模型焦区的体内压力波形，结果证明，体内的
P+比水低15％～20％，但其空间分布几乎不变；植入结石后，P+降低30％～60％，说明大量的入射冲击能量被结石材料吸收。此外，P－因较少依赖于发生器的电压档位，故在焦区无明显改变。由于声波在软组织中的衰减随波频增加而增加，与陡峭的冲击
前沿有关的高频成分将比负压相的低频成分衰减更甚，导致体内P+显著降低（图
3-1-6）。
最初曾有人提出冲击波P+和t r是造成结石有效粉碎的重要参数，但新近实验表明，结石粉碎与P+或t r关系不大，而是与有效的声能密切相关。此外，理论研究也说明，冲击波的P－和t－是决定SWL诱发空化效应动力学的重要参数，对于结石粉碎起着主导作用。
组织
上升时间>100ns
上升时间<100ns
图3-1-6 软组织对冲击波物理参数的影响
四、冲击波的压力分布
冲击波焦区的压力分布与结石的粉碎效率、生物学效应和组织的损伤程度有关。
冲击波在通过生物组织时衰减程度很小，仅为10％～20％/10cm，故能穿透至人体深部，而且在其峰压增至1kPa时，冲击波仍可遵循声学原理进行传播，如反射、折射和
衍射。这就是冲击波能量可被聚焦的主要原因。但当冲击波向几何焦点汇聚时，其非
线性特性便限制了峰值压力和改变了压力波形。波源孔径的大小和形状、预焦波的能
量和压力波形都能决定终点焦区的压力分布。虽然对于冲击波压力分布规律至今仍未
建立起完善的理论，但可用直接测量法来对比不同波源焦区的压力分布（图3-1-7），以便对其进行改造。
图3-1-7 冲击波焦区的压力分布
各种碎石机因波源类型和输出档位的不同，焦区的差异极大。液电和电磁波源焦
区较大，压电波源焦区较小（图3-1-8）。液电和电磁波源的焦区体积大而且能量输出高，因此，结石定位简便，粉碎率高，其缺点是肾组织罹受潜在危害的能量范围较大。与之相反，压电波源的焦区体积最小，而且能量输出最低，高能冲击波仅聚焦在焦点
小范围内，在理论上它对组织损伤较轻，但在治疗过程中结石定位必须精确无误，而
且漂移范围要尽可能小，否则冲击次数较多，复震率较高，累计能量有时反而较大。
图3-1-8 压电式波源（左）与液电式波源（右）焦区特点的对比
与国际上各式冲击波碎石机相比，虽然国产电磁式碎石机或液电式碎石机冲击波
焦区的压力分布范围较大，且压力较低，但其碎石效率同样较高，而且组织损伤程度
与其相似。这说明焦区体积及冲击能量与碎石效果及组织损伤之间的关系比较复杂，
其最佳设计选择还有待于深入的基础和临床研究。
患者皮肤入点的冲击波压力分布决定麻醉的需求。作为“金标准”的HM3型碎石机的皮肤入点直径小（155mm），但焦区体积大（15mm×15mm×90mm）。因此，它的皮肤入点正压高（20MPa），局部痛感较重，在进行SWL时需行全麻或区域性麻醉。相反，Piezolith-2300型压电式碎石机的皮肤入点直径大（500mm），焦区体积小（2.5mm×2.5mm ×30mm），皮肤入点处的正压较低（0.6MPa），因而不需要麻醉。目前许多液电式碎石机也多设计为较大皮肤入路和较小焦区范围，从而显著减轻了SWL中的痛感。
虽然增加皮肤入点面积和缩小焦点体积能减少麻醉需求，但许多第二代碎石机的功率已不如第一代的HM3型碎石机，因而导致每次治疗的冲击次数增加，复治率较高，有效率降低。最近，在一些新的设计方案中采用了可变式储能电容来改变这种局限性，例如，把国外冲击波碎石机和国产冲击波碎石机的特点融为一体，在同一台碎石机上采用多级储能电容和多档放电电压，构成多种能量组合，这样既可在无麻醉下使用低功率来进行常规性碎石，也可在麻醉下使用高功率来提高碎石效能，以治疗各种难治型结石。
冲击波碎石的物理机制
冲击波碎石的物理机制比较复杂。结石同其他任何材料一样，具有维持其形态的
内聚力。只有克服这种内聚力，才能使结石破碎。根据目前研究，结石的粉碎不是单
一力学因素作用的结果，而是多种破坏因素共同作用所致。
一、应力效应
冲击波导致结石粉碎的应力效应是SWL的经典理论。声波的传播分为纵波和横波，在液体介质中只能传播纵波，而在固体介质中能传播横波和纵波。为便于理解，
也可将聚焦后的冲击波看成纵波。在纵波的传播过程中，物质分子的位移与波的进行
方向是一致的。按照运动学观点，冲击波从液体介质传播到固体介质中时，固体介质
亦随着波动而被压缩和拉伸。当固体介质的分子所受到的压缩力和拉伸力超过自身结
合力的极限时，固体就会受到破坏。从应力效应的角度来看，结石的粉碎过程大致分
为三个阶段（图3-2-9）。
图3-2-9 冲击波与结石的相互作用（r.反射波；t.入射波）
a．冲击波作用于结石前界面和后界面（霍普金森效应）
b．冲击波进一步作用于结石内部
首先是冲击波在结石前界面的入射阶段。当冲击波撞击结石的前表面时，入射冲
击波的一部分转变为反射波和散射波，其余的入射波进入结石后又转变为二部分：一
部分继续向前穿过结石，形成具有挤压作用的压力波；另一部分朝着波源的方向反射
回来，这种反射波是一种具有拉伸作用的张力波。压力波和张力波作用于结石的前界
面时，如果力度超过结石的抗压强度和抗拉强度，结石的前界面附近则出现破损和开裂。因为结石的抗压强度为抗拉强度的5～10倍，换言之，结石可以承受很高的挤压力而经不起相对低的拉伸力，所以在等力条件下，张力波对结石的破坏作用更大，但
因张力波成分较少，故对实际碎石效果尚难做出定量评估。
随后是冲击波在结石内部的传播阶段。当冲击波进入结石继续向前传播时，它在
结石内部造成一个较高的压力梯度，根据惯性原理，冲击波到达的位置处于运动状态，而冲击波尚未到达的邻近部位仍处于相对静止状态，形成一个压力梯度。这样，压力
高的近侧就会对压力低的远侧造成碰撞和挤压，从而在结石内部产生一个拉伸内应
力，使结石中原有裂隙和脆弱部分顺势扩大，直至解体或破碎。其特点是材料的裂痕
垂直于冲击波的传播方向。
最后是冲击波在结石后界面的出波阶段。当冲击波抵达结石对侧的后界面时，传
播过程是从固体介质到液体介质，在此，同样会产生透射和反射现象。一部分冲击波
进入液体介质，成为透射波；另一部分反射波转为张力波，引起结石的剥落性破坏。
其特征是大块的圆帽状碎块从结石后界面脱落。根据声学原理，当压力波到达结石后
界面时，由于从结石到周围液体或组织的声阻降低，就会产生反射性张力波。一旦超
过结石的抗张强度，这种反射性张力波就会造成结石的剥落性破坏，这一现象亦被称
作“霍普金森”效应。经扫描电镜观察亦可证实，原先有序的结石晶体被拉得七零八落，这是张力性破坏的特征表现。此外，在SWL后，在同心层结石中亦可看到结石层间的晶体分离和崩解，即剥离性破坏。这种破坏方式是由于晶体层与其外周基质层之
间的声阻失配，从而在层间产生反射性张力波所致。
冲击波如此一次接一次地反复冲击结石，逐步将结石由大碎小，最终使之成为能
够通过尿液自行排出的细砂。
二、空化效应
在声学冲击波的张力相时，当波的张力超过水的动力学张力强度时，就会产生空
化气泡。空化的定义是局部静压力骤然降低，造成液体或固体的连续性发生断裂。这
种断裂体现在液体中有宏观气泡的形成。在常态下，液体中往往存在着大量微细空腔
和杂质性颗粒，起着空化核的作用，它在张力作用下发生爆裂后，气泡的体积将会发
生膨胀，但只有达到足够大时才能说明发生了空化（图3-2-10）。空化是水声学和液体动力学中常见的现象，它可使船舶的螺旋桨、水电站的水轮机和叶片等产生严重剥蚀，以至损坏。空化碎石效应是指空泡崩溃时，反复的“水锤”式锤击结石，使结石发生
疲劳性碎裂和剥蚀。
图3-2-10 空化效应的发生过程
结石前界面表层的剥蚀性破坏就是由于空化作用所致。冲击波诱发气泡簇形成
后，空泡首先畸变成椭球状，然后又在朝向结石的界面处率先骤然崩溃、坍塌，释放
出瞬时的次发性冲击波，外部的液体随之迅速冲入负压的空腔内，形成一股高速细微
射流，通过空腔的中心喷向最近的结石表面。在这种微喷射的强烈撞击下，结石的表
面被逐步凿蚀。此外，空化性微喷射也可通过后续冲击波或先前附着在结石表面的气
泡坍塌后的相互作用而产生。此外，空化效应的理论研究也表明，通过气泡微喷射撞
击和传播到结石时可以产生次发性冲击波。这些冲击波在晶体的基质界面和结石后界
面的反射，造成了结石的张力性破坏。
在SWL中，冲击波引起的空化效应隶属声波空化效应的范畴。目前，由脉冲声波
产生的瞬态空化作用的触发阈值已被界定，有两项标准：一是P－，二是空化似然指数。通常认为，当P－降到0.5MPa以下或空化似然指数大于0.5时，只要液体内存在足够的空化核，就可发生空化现象。由于冲击波具有2～10MPa的P－及其相关的13～512的空化似然指数值，在SWL中自然会诱发强烈的瞬态空化效应。理论计算业已证明，预先存
在的1～10μm空化核接触到P+/P－为100/16的典型冲击波后，它将会膨胀到原始体积的100倍，持续时间大约25μs，尔后剧烈崩解。在崩解的气泡内的温度达105K，最高压力高达2.8×105MPa。气泡动力学主要受冲击波张力成分和P+/P－比率的影响，而与正压冲击前沿t r关系不大。液体性质和脉冲幅度对气泡动力学也有影响。在低压脉冲幅
度下(P－＝0.2MPa)，气泡动力学受不同液体物理性质，如粘稠度、温度、表面张力和
气体含量的影响。然而，在高负压脉冲幅度下（P－＝10MPa），液体内初始气泡体积和物理性质对气泡动力学几乎没有影响。
空化产生后，气泡体积忽大忽小，其直径不断振荡，因为气泡的体积变化与压力
幅度不相关，所以气泡的振荡是非线性的。在气泡内开始集聚巨大的能量，当其爆裂
时，能量骤然释放，其形式可为高能水流或高温。在不同密度的介质交界面附近，气
泡内爆的对称性受到干扰，周围介质的液体以微喷射的方式进入气泡，携带着极大的
破坏力，朝向界面冲击（图3-2-11）。沿不同界面之间，冲击波场历经的变化最大，释
放出的能量最高。
用高速摄像技术可以直接观察到SWL在体外产生的瞬态空化活动。通常可以观察到，气泡簇是在入射冲击波穿过之后立即在焦区及周围形成的（图3-2-12）。在65MPa 冲击波峰压下，当初始半径范围为0.15～1.20mm的气泡崩解时,崩解瞬间的最大喷射速度为770m/s。这种气泡簇的体积取决于冲击波的强度，可在50～200μs时增至最大，尔
后迅速崩解，结石碎片随之从结石近侧飘逸而出。
利用实验方法可间接观察SWL的空化效应。它表现为铝箔、X光胶片、金属块以及结石模型上的大量细微凹坑。这些凹坑是空化效应的特征，是由于气泡在崩解时，
固体遭受空化微喷射撞击所产生的。其力度足以穿透铝箔和使金属表面变形。这些实
验结果与理论推导基本一致。
空化效应是SWL中有效碎石的必要条件。浸于粘稠液体（如甘油）中的结石，经
过冲击后其外表几乎仍然保持完好。而在同样的冲击条件下，浸入氯化铯溶液或水中
的结石则破坏显著。甘油和氯化铯溶液的声阻抗均与水相似，却产生截然不同的碎石
结果，原因在于甘油的高粘稠度导致空化作用降低。这些发现提示，SWL的空化效应是结石粉碎的主导机制。
目前，对初发性冲击波与结石的相互作用尚未进行定量研究，因此，与空化作用
相比，初发性冲击波对结石粉碎作用的相对重要性也未被阐明。有人提出，在原理上，声波发射测定法可以用作监测SWL引起的体内空化效应的一种非侵入式工具。目前，
国外已有人在研究一种测试体内空化的传感器，作为临床上能量应用的定量指标。
三、挤压效应
挤压碎石效应只是在广焦斑—低压力冲击波条件下才能实现的一种特殊的碎石
机制。2001年，德国斯图加特大学第一物理研究所的国际著名冲击波学者Eisenmenger 根据中国产碎石机的特点，在用广焦斑冲击波进行体外碎石实验中注意到这一现象，
并提出了结石的“挤压双瓣碎裂机制”。其主要内容是：当冲击波焦点的最大截面直
径大于或等于结石直径时，冲击波不仅在结石内传播，也在其外周的水中
传播。由于冲击波在结石中的传播速度比在水中快三倍，当冲击波脉冲穿过结石时，
结石外周水中迟来的高压冲击波就对处于低压状态的结石形成了一个垂直于冲击波
方向的环相压力（图3-3-13）。在其作用下，结石碎裂平面总是垂直或平行于冲击波
传播方向（图3-3-14）。这一挤压效应可在脉冲压力大幅降低至10～30MPa，负压也相应降低至-3.5MPa的条件下，也能达到满意的碎石效果。在这种低脉冲压力作用下，
结石内部原有的小裂隙延伸、增大、会合，直至形成一个碎裂平面。这样的碎裂总是
一分为二，二分为四，宛如细胞分裂，即所谓“双瓣破裂”。这一过程是渐进的，直
至最终结石被“震碎”。这不同于狭焦斑-高压力式冲击波使结石表面产生弹坑样凿蚀
斑而造成的结石“击碎”。
图3-2-13 在周围液体或组织中传播的压力脉冲对结石形成的环相压力，即“挤压效应”
应力性裂隙弱聚焦入射压力波
水或组织结石
内压区
环相压力或挤压作用
图3-2-14 挤压机制造成的双瓣式结石定向破裂。在结石的前、后界面，
应力所致的裂隙面是垂直于波的传播方向；而在结石内部，
应力所致的裂隙则是平行于波的传播方向。
Eisenmenger 将碎石结果绘图并建立了一个数学模型，说明了将结石粉碎至半径
r 时，冲击波次数n 与结石产生第一碎裂时的冲击次数N 之比和原结石的半径R 与最终碎石半径r 之比是呈线性关系，而与冲击波在结石内的传播、反射及空化作用关系不大。然而，这一模型是有条件的，即在广焦（焦区径向长度＞
2cm ）、低压（10～30MPa ）
以及脉宽＞2μs的情况下实现的。与之相反，在高峰压、高负压、狭焦斑情况下，冲击
波在结石内直接传播和反射所致的应力作用及空化效应可能仍为主要碎石因素，因而
挤压理论并不否定以往的碎石理论。
四、动力学疲劳
动力学疲劳是冲击波碎石的第四种物理机制，由美国加州工学院航空实验室的Lokhanwalla博士提出，详见本书“冲击波碎石的断裂力学模型”一章。
五、冲击波-结石相互作用的理论模型
为进一步理解结石粉碎的机制，最近根据几何声学原理，建立了一种空化作用的
微喷射撞击结石和冲击波在结石内传播的理论模型。理论上表明，在喷射撞击的最初
阶段，喷射头内部的液体受到压缩，在撞击的部位产生极高的压力，同时还形成剪切
式次发性冲击波并传播到结石。利用这种理论模型可以测定界面的撞击压力分布和结
石内部应力的几何分布。与早先的理论和实验模型相比，这一模型可以更完整而全面
地阐明喷射撞击问题。
图3-2-15表明，厚度为10mm的一水草酸钙结石模块在受到速度为150m/s的0.1mm 微喷射撞击后，冲击波及其内部的传播过程。选用这种块状模型是为了排除侧向反射
的影响，以便明确反映出在结石前面由喷射撞击和在结石后面由反射张力波所致的结
石破坏的基本特性。图中表明了由喷射撞击产生的纵波和横波及其以半圆形冲击波前
沿传播到结石的过程。纵波比横波传播速度快，结果当扩展的纵波或横波前沿碰到结
石的后界面时，就会产生反射性纵波和横波。在这一模型计算中，利用100～400m/s 的喷射速度代表由100MPa冲击波所致的空化活动的范围，包括气泡云崩解现象。根据理论模型预测，最大撞击压力为120～1114MPa，远远高于各种碎石机产生的原始冲击
波的最大正压（60～100MPa）。在受撞击的结石表面计算的压力和剪力分别为124～2517MPa和45～327MPa，与结石的压力和剪力破坏强度（分别为2～20MPa和31～194MPa）相比，模型计算表明，在结石喷射撞击之处很容易碎裂。
图3-2-15 首次喷射撞击后，纵冲击波和横冲击波在一水草酸钙结石内6个不同时间段的传播过程这些模型计算证实，最大反射性张力性应力是沿喷射长轴方向在结石后界面附近
产生的。由于次发性冲击波的几何性播散，最大反射性张力性应力主要取决于结石厚
度。随着结石厚度从1mm增至10mm，该值由6.9MPa降至0.15MPa。与结石0.1～3.4MPa 的张力性破坏强度相比，这一模型计算表明，这种剥脱状破坏最有可能发生在体积小
的结石或经冲击波反复撞击后厚度大为降低的结石，而且实验也证实了这一理论性预
测。对于厚度2.5mm的结石模型，仅需冲击25次就产生后界面的剥脱状破坏；对于厚
度7.8mm的结石模型，需要冲击200次，在结石前界面造成一个深弹坑后才能在后界面
产生剥脱状破坏。这一实验确认，在较强的反射性张力的作用下，薄形标本更易发生
剥脱状破坏。目前，临床上使用的碎石机的焦点比较精细，有效碎石直径大约 1.0cm，在进行SWL术中，可将焦点穿过结石主体后对准其后界面出波，充分利用反射性张力
波及其空化作用来进一步提高碎石效率。
尿结石和肾组织的物理特性
声波特性决定了冲击波在结石和组织内部的传播以及在结石－组织界面穿越和
反射的特点；另外，机械特性又决定了结石和组织对冲击波负荷的反映。结石的声学
特性和机械特性主要取决于结石成分；结石的显微硬度和碎裂强度更为明显地受结石
结构和环境条件的影响。相反，肾组织的物理特性较少变化，它明显不同于结石的物
理特性。
一、结石和肾组织的声学特性
结石和肾组织的最重要声学特性是波速、密度和声阻（表3-3-1）。在类似结石的弹性固体中，波的传播有两种特殊方式：一是纵波传播，特点是材料颗粒沿波束平行
运动；二是横波传播，材料颗粒垂直于波束运动。利用超声脉冲传输技术可以测出不
同成分结石的纵波（压力）和横波（剪力）的传播速度。为减少异质结石结构对波速
测定的影响，宜采用2mm厚度的结石薄片，在大而同质结晶区域内进行测定。结石密
度是根据阿基米德定律用比重管测定。结石声阻是通过密度与波速的乘积计算得出
的。肾组织声学特性的测定方法与之相似，只是肾组织和水只存在纵波传播。通常情
况下，一水草酸钙结石和胱氨酸结石的波速和声阻显著高于磷灰石结石和磷酸铵镁结
石，磷酸氢钙结石和尿酸结石居中。结石的纵波声阻较肾组织和水高3~6倍。理论上，高声阻的结石将在其前面产生较强的入射波反射，使透射到结石的冲击波能量减少，
因此，高声阻的一水草酸钙结石和胱氨酸结石要比低声阻的磷灰石结石和磷酸铵镁结
石难以粉碎。这种理论估计与SWL中的经验大致相同。结石密度与结石脆性的关系不大，尤其是胱氨酸结石的密度远低于其他成分结石，但却极难粉碎。
表3-3-1 肾组织和结石的声学特性
物质组成（重量比％）
密度
(kg*m-3)
纵向波速
(m*s-1)
横向波速
(m*s-1)
纵向声阻
(103kg*m-2*s-1)
横向声阻
(103kg*m-2*s-1)
肾结石
胱氨酸(100) 1624±73 4651±138 2125±9 7553±574 3451±170 一水草酸钙(100) 2038±34 4535±58 2132±25 9242±274 4345±124 磷酸氢钙(95)/一水草酸钙(5) 2157±16 3932±134 1820±22 8481±354 3926±78 尿酸(100) 1546±12 3471±62 1464±12 5366±138 2263±36 碳酸磷灰石(95)/二水草酸钙(5) 1732±116 2724±75 1313±20 4178±455 2274±189 磷酸铵镁(90)/碳酸磷灰石(10) 1587±68 2789±82 1634±25 4440±326 2593±152 肾组织1039 1588 1650
水1000 1498 1498
二、结石的机械特性
结石的各种机械特性可经静压、超声和微刻技术测试。
（一）弹性特征
肾结石的静压力和张力强度范围分别为 1.9～20MPa和0.1～3.4MPa。薄片结石标本（2mm）能够明显减少异质结石结构的影响。通过杨氏模量、剪切模量和体积模量
可以准确测定结石成分的弹性特征（表3-3-2）。在材料力学上，杨氏模量是用来测试
结石材料对延展力和回缩力的阻抗力；剪切模量是测定结石材料对扭曲力的阻抗力；
体积模量是测定结石材料对容积改变的阻抗力。
表3-3-2 结石的机械特性
结石成分(重量比％) 杨氏模量(GPa) 剪切模量(GPa) 韦氏硬度(kg/mm2) 材料类型
胱氨酸(100) 20.07 7.33 23.8 韧性
一水草酸钙(100) 24.51 9.20 104.6 脆性
磷酸氢钙(95)/一水草酸钙(5) 19.5 7.20 72.7 脆性
尿酸(100) 9.20 3.30 31.2 脆性
碳酸磷灰石(95)/二水草酸钙(5) 8.05 2.99 55.6 脆性
磷酸铵镁(90)/碳酸磷灰石(10) 10.52 4.24 25.7 脆性（二）硬度特征
结石的显微硬度可用努氏和韦氏压头检测，表明结石阻抗穿透力的指数。各种不
同成分结石的韦氏硬度差异很大。一水草酸钙结石和磷酸氢钙结石最硬；其次是磷灰
石结石和尿酸结石；磷酸铵镁结石和胱氨酸结石最软。但胱氨酸结石的韧性最大，抗
断裂能力强，在SWL中最难粉碎。
结石的显微硬度也明显受结石的显微结构和周围环境影响。结石的显微硬度值在
干态下比在湿态下要高的多。将一水草酸钙结石浸入高pH值状态下能够进一步降低其显微硬度值，而磷酸铵镁结石在低pH值状态下可降低其显微硬度值。目前，这一发现
虽是初步结果，但却令人鼓舞。它提示，只要改变结石周围的液体化学环境，即可降
低结石的表面能量和改变其破坏程度，适当的化学治疗可以作为提高SWL粉碎效能的辅助方法。
三、不同结石的脆性
结石的脆性决定了结石对SWL的反应，它主要是与结石的成分、体积和结构有关。理论研究表明，在结晶－基质界面以及在结石的后面所产生的反射波是导致结石层状
分离和剥脱状破坏的主要动力。在同质性结石，反射性张力波的幅度随结石体积的增
加而降低。这与SWL的临床观察一致，即对大于或等于2cm结石的碎石效果相应降低。同时它也提示，来自大结石的表面残石可以散射后续冲击波的能量，因而降低了碎石
效能。理论计算表明，同心层结构的结石，结晶－基质界面能够多次反射出张力波，与体积相同的同质性结石相比，其力度要大的多。临床观察也证实，同心层结构异质性的结石比同质性结石易碎。
此外，结石的物理特性也证实了各种结石在成分上的显著差别。结石的弹性模量决定了结石对冲击波所致的变形力的阻抗力；断裂韧度决定了结石对剥脱状破坏和裂纹延伸的阻抗力；硬度决定了结石对空化微喷射撞击的阻抗力。因而，一水草酸钙结石和磷酸氢钙结石比磷酸铵镁结石和尿酸结石的脆性低，而且抗断裂性强。韧性结石比脆性结石难以粉碎，原因在其易变形吸收冲击波能量，而且裂纹不易延伸（图
3-3-16）。脆性结石具有多重易碎机制，包括结石前界面的空化性剥蚀状破坏、结晶－
基质界面的层状剥离性破坏和后界面的剥脱状破坏。与之相反，弹性结石的变形力强，而且抗裂性高，能够通过塑变作用来吸收空化性喷射撞击的能量，这样就防碍了结石前界面的空化性破坏力进一步传播到结石主体而难以达到完全性粉碎。对于这种弹性结石，可以通过破坏反射性张力波沿劈理面来促进其解体。
内在开裂入射冲击波
空化
气泡
裂纹延伸线帽状剥脱
脆性结石
弹性结石
图3-3-16 脆性结石和韧性结石在SWL 中的不同碎裂机制
四、不同冲击波源的碎石特点
利用人工模拟结石可以比较不同波源碎石机产生的结石破坏特点。这种人工结石的材料具有与人体结石相似的声学和机械性质，而且结构和材料均一，可以用来模拟SWL 中冲击波－结石的相互作用，是体外实验的理想模型。
在相同的冲击次数和可比的能量强度下，结石粉碎的体积能量依次为液电＞电磁
＞压电。这三种波源产生的弹坑形状也截然不同：液电的为阔而浅，压电的为狭而深，电磁的为圆锥形。这种差异与不同碎石机压力区的体积形状、能量分布以及空化作用
有关。液电式和电磁式碎石机的焦区大，定焦精确度的要求不如焦点精细的压电式碎
石机高。实验表明，人工结石的弹性模量和声阻较高，较难粉碎，与临床上一水草酸
结石和胱氨酸结石的特点相似。此外，有人利用安装在电磁式碎石机上的不同透声镜
研究了冲击波焦点角度对结石粉碎效率的影响，结果证实，在相同能量水平，直角比
钝角冲击波的碎石效率高。改变液电机的反射缸形状也会使碎石效率有明显不同，这
种差异归因于焦区内能量分布不同。
大学基础物理学复习提纲1
第一章 运动和力 一、质点运动学 1、位置矢量k z j y i x r 运动方程:k t z j t y i t x t r )()()()( 分量式:)(t x x )(t y y )(t z z (消去t 得轨道方程) 2、位移12r r r k z z j y y i x x )()()(121212 3、速度: k dt dz j dt dy i dt dx dt r d v 分量式:dt dx v x dt dy v y dt dz v z 速度大小: 2 22z y x v v v v 速度方向：沿路径的切线方向 4、速率: dt ds v (速率等于速度大小) 5、加速度 k dt dv j dt dv i dt dv dt v d a z y x 分量式: 22dt x d dt dv a x x 22dt y d dt dv a y y 2 2dt z d dt dv a z z 加速度的大小: 2 22z y x a a a a 6、角位置：)(t (运动方程) 7、角速度： dt d 8、角加度： dt d 9、切向加速度和法向加速度： n t a a a 分量式: R dt dv a t （速度大小变化产生） 2 2 R R v a n （速度方向变化产生）
总加速度大小: 2 2n t a a a 方向: n t a a tan 45 t n a a 线量与角量的关系式： 10、相对运动： 注意 : 运动学两类问题的计算 (1)已知运动方程求速度和加速度—微分 (2)已知加速度和初始条件求速度和运动方程—积分 例：1、已知：j t i t r )105()10(3 2 j t i dt v d a 602 解： adt dv dt dv a , t v tdt dv 0 6 2 3t v 又因： vdt dx dt dx v , x t dt t dx 10 23 3 10t x 二 牛顿运动定律 1、牛顿第一定律：惯性定律 2、牛顿第二定律：dt v m d dt P d F )( 当v< 一、长度的测量 1、长度的测量 长度的测量是最基本的测量，最常用的工具是刻度尺。 2、长度的单位及换算 长度的国际单位是米(m)，常用的单位有千米（Km），分米（dm）厘米（cm），毫米（mm ）微米（um）纳米（nm） 1Km103 m10 m 10 dm 10 cm10 mm 103um 103 nm 长度的单位换算时，小单位变大单位用乘，大单位换小单位用除 3、正确使用刻度尺 （1）使用前要注意观察零刻度线、量程、分度值 （2）使用时要注意 ①尺子要沿着所测长度放，尺边对齐被测对象，必须放正重合，不能歪斜。 ②不利用磨损的零刻度线，如因零刻线磨损而取另一整刻度线为零刻线的，切莫 忘记最 后读数中减掉所取代零刻线的刻度值。 ③厚尺子要垂直放置 ④读数时，视线应与尺面垂直 4、正确记录测量值 测量结果由数字和单位组成 （1）只写数字而无单位的记录无意义 （2）读数时，要估读到刻度尺分度值的下一位 5、误差 测量值与真实值之间的差异 误差不能避免，能尽量减小，错误能够避免是不该发生的 减小误差的基本方法：多次测量求平均值，另外，选用精密仪器，改进测量方法也可以减 小误差 6、特殊方法测量 （1）累积法 如测细金属丝直径或测张纸的厚度等 （2）卡尺法 （3）代替法 二、简单的运动 1、机械运动 物体位置的变化叫机械运动 一切物体都在运动，绝对不动的物体是没有的，这就是说运动是绝对的，我们平常说的运 动和静止都是相对于另一个物体（参照物）而言的，所以，对运动的描述是相对的2、参照物 研究机械运动时被选作标准的物体叫参照物 （1）参照物并不都是相对地面静止不动的物体，只是选哪个物体为参照物，我们 初中物理基础知识要点汇总编辑整理：黎刚 第一部分：声、光、热 一、声 1、声音是由物体的振动产生的。振动停止，发声也停止。 2、声音是以声波的形式传播的。声音在15℃空气中的传播速度为340m/s。 3、音调是指声音的高低，由频率决定； 4、响度是指声音的强弱，由振幅决定； 5、音品又叫音色，由发声体的材料、结构、发声方式决定。 6、振动有规律，悠扬、悦耳，听来感觉舒服的声音叫乐音。音调、响度、音色是乐音的三要素。 7、超声波由于频率高，所以应用广泛。B超检查胎儿的发育情况、超声波清洗精密仪器等。 8、减弱噪声的途径：声源处减弱，传声途径中减弱，接受点处减弱。 二、光 1、光在同种均匀介质中沿直线传播。影子、日食、月食都是光沿直线传播的现象。 2、光在真空中的传播速度约为：3×108m/s，光在空气中的传播速度接近于光在真空中的传播速度， 光在其他物质中的传播速度小于真空中的传播速度。 3、光在反射时遵循光的反射定律：三线共面、两线分居、两角相等。 4、白光通过三棱镜后，被分解成：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光。 光的三原色是指:红、绿、蓝。 5、镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。 6、平面镜成像的特点是：成的虚像与物体关于平面镜所在直线成轴对称。虚像与物等大。 7、光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射。 8、光在发生反射和折射时光路都是可逆的。 9、光从空气中斜射入水中时，折射光线向法线靠拢。 10、光的折射定律：一面、二侧、三随大、四空大。 11、中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜（又叫会聚透镜），凸透镜对光起会聚作用； 12、中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜（又叫发散透镜），凹透镜对光起发散作用。 13、近视眼的形成是因为晶状体太厚,折光能力太强,像成在视网膜前方,故无法看清远处的物体. 2020年中考物理总复习初中物理基础知识点重点归纳总结(完整版） 第一章声现象知识归纳 1 . 声音的发生：由物体的振动而产生。振动停止，发声也停止。 2．声音的传播：声音靠介质传播。真空不能传声。通常我们听到的声音是靠空气传来的。 3．声速：在空气中传播速度是：340米/秒。声音在固体传播比液体快，而在液体传播又比空气体快。 4．利用回声可测距离：S=1/2vt 5．乐音的三个特征：音调、响度、音色。(1)音调:是指声音的高低，它与发声体的频率有关系。(2)响度:是指声音的大小，跟发声体的振幅、声源与听者的距离有关系。 6．减弱噪声的途径：(1)在声源处减弱；(2)在传播过程中减弱；(3)在人耳处减弱。 7．可听声：频率在20Hz～20000Hz之间的声波：超声波：频率高于20000Hz的声波；次声波：频率低于20Hz 的声波。 8．超声波特点：方向性好、穿透能力强、声能较集中。具体应用有：声呐、B超、超声波速度测定器、超声波清洗器、超声波焊接器等。 9．次声波的特点：可以传播很远，很容易绕过障碍物，而且无孔不入。一定强度的次声波对人体会造成危害，甚至毁坏机械建筑等。它主要产生于自然界中的火山爆发、海啸地震等，另外人类制造的火箭发射、飞机飞行、火车汽车的奔驰、核爆炸等也能产生次声波。 第二章物态变化知识归纳 1. 温度：是指物体的冷热程度。测量的工具是温度计, 温度计是根据液体的热胀冷缩的原理制成的。 2. 摄氏温度(℃):单位是摄氏度。1摄氏度的规定：把冰水混合物温度规定为0度，把一标准大气压下沸水的温度规定为100度，在0度和100度之间分成100等分，每一等分为1℃。 ３．常见的温度计有(1)实验室用温度计；(2)体温计；(3)寒暑表。 体温计：测量范围是35℃至42℃，每一小格是0.1℃。 4. 温度计使用：(1)使用前应观察它的量程和最小刻度值；(2)使用时温度计玻璃泡要全部浸入被测液体中，不要碰到容器底或容器壁；(3)待温度计示数稳定后再读数；(4)读数时玻璃泡要继续留在被测液体中，视线与温度计中液柱的上表面相平。 5. 固体、液体、气体是物质存在的三种状态。 6. 熔化：物质从固态变成液态的过程叫熔化。要吸热。 7. 凝固：物质从液态变成固态的过程叫凝固。要放热. 第二章 气体动理论 1. 气体的微观图像与宏观性质 ·气体是由大量分子组成的，1mol 气体所包含的分子数为2310023.6?。分子之间存在相互作用力。分子在做永不停息的无规则的运动，其运动程度与温度有关。 ·在分子层次上，理想气体满足如下条件： （1）分子本身的大小与分子之间平均距离相比可以忽略不计，分子可看作质点。 （2）除碰撞的瞬间以外，分子之间的相互作用力可以忽略不计，分子所受的重力也忽略不计。 （3）气体分子间的碰撞以及分子与器壁之间的碰撞为完全弹性碰撞。 2. 理想气体压强与温度 ·理想气体的压强公式 εn v nm p 3 2 312== 其中， 22 1 v m =ε，称分子平均平动动能，它表征了分子运动的剧烈程度。。 ·理想气体的温度公式 3 2 kT ε= 温度公式表明，温度是大量分子热运动剧烈程度的标志。 3. 阿伏伽德罗定律 在相同的温度和压强下，各种气体在相同体积内所包含的分子数相同。 4. 道尔顿分压定律 混合气体的压强等于各种气体的分压强之和。 5. 麦克斯韦速率分布 ·在平衡态下，气体分子服从如下麦克斯韦速率分布规律 232 22d 4d 2mv kT N m e v v N kT ππ- ?? = ??? ·麦克斯韦速率分布函数 2 322d ()4d 2mv kT N m f v e v N v kT ππ- ?? == ? ?? 其表征了处于起点速率为v 的单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比。 6. 分子速率的三种统计值 从麦克斯韦速率分布规律可以导出分子速率的三种统计值 ·最概然速率 P v = P v 表明气体分子速率并非从小到大平均分配，速率太大或太小的分子数很少，速 率在P v 附近的分子数最多。 ·平均速率 v = 平均速率v 是描述分子运动状况的重要参量，为所有分子的速率之和除以总分子数。 ·方均根速率 = 7. 能量均分定理 ·描述一个物体空间位置所需的独立坐标数称该物体的自由度。单原子分子的自由度为3，刚性双原子分子的自由度为5，非刚性双原子分子的自由度为6。 ·能量均分定理 在温度为T 的气体中，分子热运动动能平均分配到分子的每个自由度上，每 个自由度的平均动能都是1 2 kT 。 8. 理想气体的内能 · 每个气体分子的热运动动能以及分子与分子之间相互作用势能的和构成了气体的总能量，这个能量称为气体的内能。 · 1mol 理想气体的内能为 0A 22 i i E N kT RT ??== ??? 初中物理基础知识汇总填空 一声现象 1、声音是由物体产生的；停止，发声也停止。声音的传播需要，不能传声。声音在15℃的空气中的传播速度为m/s。 2、声音的高低叫，与发声体振动的有关。声音的强弱叫；与发声体的、距离声源的距离有关。声音的品质叫；我们通过它来辨别发声物体。 3、人耳听不到的声音：高于 Hz叫超声波；低于 Hz叫次声波。 4、从物理角度讲物体做振动发出的声音叫噪声；做振动发出的声音叫乐音。 5、噪声的控制：在处减弱(消声器)；在中减弱（植树）；在处减弱（耳塞）。 二光的传播 1、能发光的物体叫。光在同种均匀介质中沿传播。小孔成像、激光准直、整队、射击瞄准、影、日月食都与光的传播有关。光能在真空传播，真空光速c= m/s。 2、光射到物体表面时，有一部份光会回到原来的介质中来，这种现象叫做。我们能看见不发光的物体就是因为物体的光进入了我们的眼睛。 3、光的反射定律：在反射现象中，反射光线、入射光线、法线都在内；反射光线、入射光线分居两侧；反射角入射角。反射现象中，光路是的。 4、镜面反射：平行光射到光滑的表面上，反射光仍的反射出去；漫反射：平行光射到粗糙的表面上，反射光沿反射出去；相同点：都是反射现象，都遵守。 5、平面镜成像的特点：像和物大小，像和物对应点的连线和镜面，像到镜面的距离和物到镜面的距离；(就是像和物关于镜面对称，平面镜成正立、等大的虚像。) 6、光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生改变，叫。光在同种不均匀介质中传播时，也会发生现象。光的折射现象中，光路是的。 7、光的折射规律：折射现象中，折射光线、入射光线、法线都在内；折射光线、入射光线分居两侧；光在速度大的介质中角度大；折射角总随入射角的增大而； 8、白光过三棱镜后，分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，这叫光的现象；彩虹就是光的形成的；透明体颜色由它的色光决定；不透明体的颜色由它的色光决定。 三透镜及其应用 1、凸透镜：中间、边缘的透镜，如：远视眼镜，照相机、投影仪镜头、放大镜等； 2、凹透镜：中间、边缘的透镜，如：近视眼镜；凹透镜始终成立、缩小的虚像； 3、主光轴：过透镜两个球面球心的直线；光心：通常位于透镜的几何中心；焦点：于凸透镜主光轴的光会聚于主光轴上一点，这点叫焦点。焦距：焦点到的距离。 4、特殊光线：过光心的光折射后传播方向；平行于主光轴的光，凸透镜折射后过，凹透镜折射后；凸透镜过焦点的光、凹透镜延长线过焦点的光折射后于主光轴。 、晶状体相当于透镜，近视眼看远处，由于晶状体太，像在视网膜面，需戴透镜。 初三物理基础知识专题训练(一) 《声\光\热\物质和能源》 一、单项选择题 1、夏天，烈日当空的中午，我们赤足走在水泥路面上会感到很烫，这是由于( C ) A、水的比热大 B、水泥路面比其它地方吸热多 C、混凝土地面的比热小 D、水泥地面热量多 2、下列有关“海陆风”形成的原因解释不正确的是( B ) A、风是由于夜晚沙石温度低于水的温度，地面气压高于海面气压形成的 B、风是由于夜晚沙石温度低于水的温度，地面气压低于海面气压形成的 C、海风是由于白天沙石温度高于水的温度，地面气压低于海面气压形成的 D、海陆风的形成的原因，归根结底是由于沙石比热容小于水的比热容的缘故 3、在我国新疆地区有“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”的奇特现象，而著名泉城济南却给人“气候宜人，四季如春”的感觉，这表明水对气候有显著影响，是因为( B ) A、水的透明度高，容易吸收太阳能 B、水的比热容比泥土、砂石的大 C、水在蒸发时有致冷作用 D、水的流动性能好 4、我们平常所使用的铅笔芯是用石墨和黏土混合烧制而成。选用2B和HB的铅笔芯主要是考虑它们的( D ) A、弹性不同 B、密度不同 C、比热容不同 D、硬度不同 5、冬天里，常看到室外的自来水管外包了一层草或软泡沫，可以防止水管冻裂，水管被冻裂的原因是( D ) A、水管本身耐寒程度不够而破裂 B、水管里水结成冰以后，质量变大 C、水管里的水结成冰以后，密度变大 D、水管里水结成冰以后，体积变大 6、下表列出了相同条件下不同物质的密度及声音在其中传播的速度，根据上表提供的信息，可以得出的结论是（C） A．声音传播的速度随着物质密度的增大而增大 B．声音传播的速度随着物质密度的增大而减小 C．声音在金属中传播的速度大于它在气体中传播的速度 D．声音在金属中传播的速度随着金属密度的增大而增大 7、测量视力时，利用平面镜成像特点可以节省空间，如图所示，让被测者面对镜子背对视力表，此人看到视力表的像与他的距离是( C ) A、3m B、4m C、5m D、6m 8、下列现象，属于光的反射的是( C ) 大学基础物理课后答案 主编：习岗高等教育出版社 第一章 思考题： <1-4> 解：在上液面下取A 点，设该点压强为A p ，在下液面内取B 点，设该点压强为B p 。对上液面应用拉普拉斯公式，得 A A R p p γ20= - 对下液面使用拉普拉斯公式，得 B B 02R p p γ= - 又因为 gh p p ρ+=A B 将三式联立求解可得 ??? ? ??-= B A 112R R g h ργ <1-5> 答：根据对毛细现象的物理分析可知，由于水的表面张力系数与温度有关，毛细水上升的高度会随着温度的变化而变化，温度越低，毛细水上升的高度越高。在白天，由于日照的原因，土壤表面的温度较高，土壤表面的水分一方面蒸发加快，另一方面土壤颗粒之间的毛细水会因温度升高而下降，这两方面的原因使土壤表层变得干燥。相反，在夜间，土壤表面的温度较低，而土壤深层的温度变化不大，使得土壤颗粒间的毛细水上升；另一方面，空气中的水汽也会因为温度下降而凝结，从而使得清晨时土壤表层变得较为湿润。 <1-6> 答：连续性原理是根据质量守恒原理推出的，连续性原理要求流体的流动是定常流动，并且不可压缩。伯努利方程是根据功能原理推出的，它的使用条件是不考虑流体的黏滞性和可压缩性，同时，还要求流动是定常流动。如果流体具有黏滞性，伯努利方程不能使用，需要加以修正。 <1-8> 答：泊肃叶公式适用于圆形管道中的定常流动，并且流体具有黏滞性。斯托克斯公式适用于球形物体在黏滞流体中运动速度不太大的情况。 练习题： <1-6> 解：设以水坝底部作为高度起点，水坝任一点至底部的距离为h 。在h 基础上取微元d h ，与之对应的水坝侧面面积元d S （图中阴影面积）应为坡长d m 与坝长l 的乘积。 练习题1-6用图 d h d F 八年级物理 第一章打开物理世界的大门 1．物理学是研究自然界中各种物理现象的规律和物质结构的一门科学。物理实验是研究物理问题的基本方法之一。 2．科学探究的主要环节：提出问题→猜想与假设→制定计划与设计实验→进行实验与收集证据→分析与论证→评估→交流与合作 第二章运动的世界 1．长度的测量是最基本的测量，最常用的工具是 刻度尺。 2．长度的主单位是米，用符号：m表示，我们走 两步的距离约是1米，课桌的高度约0.75米。 长度的单位还有千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(um)、纳米（nm），它们关系是： 1km=1000m=103m；1dm=0.1m=10-1m 1cm=0.01m=10-2m；1mm=0.001m=10-3m； 1um=10-6m；1nm＝10-9m。 3．刻度尺的正确使用： (1).使用前要注意观察它的零刻线、量程和最小 分度值；(2).用刻度尺测量时，零刻度线要对准被测物体的一端（不要用磨损 ．．的零刻度线）； (3).刻度尺的刻度线要紧靠被测物体，尺的位置要放正；(4).读数时视线要与正对刻度线，不可斜视；(5).在读数时，要估读到最小分度值的下一位，测量结果由数字和单位组成。4．在实验室里常用量筒、量杯测量物体的体积；它们常用毫升做单位，1毫升＝1厘米3；测量液体体积时，视线要与液面的凹形底部（或凸形顶部）相平。 5．误差：测量值与真实值之间的差异，叫误差。 误差是不可避免的，它只能尽量减少，而不能消 除，常用减少误差的方法是：多次测量求平均值。 6．特殊测量方法： (1)累积法：把尺寸很小的物体累积起来，聚成可以用刻度尺来测量的数量后，再测量出它的总长度，然后除以这些小物体的个数，就可以得出小物体的长度。如测量细铜丝的直径，测量一页纸的厚度. (2) 替代法：有些物体长度不方便用刻度尺直接测 量的，就可用其他物体代替测量。如：怎样测地图上一曲线的长度？ (3) 平移法：方法如图 (a)测硬币直径； (b)测乒乓球直径； (c)测铅笔长度。 (4)估测法:用目视方式估计物体大约长度的方法。 7．机械运动：一个物体相对于另一个物体位置的变化叫机械运动。 8．参照物：在研究物体运动还是静止时被选作标准的物体(或者说被假定不动的物体)叫参照物. 初中物理中考100个基础知识点汇总 声与光 1.一切发声的物体都在振动，声音的传播需要介质 2.通常情况下，声音在固体中传播最快，其次是液体， 气体 3.乐音三要素： ①音调(声音的高低) ②响度(声音的大小) ③音色(辨别不同的发声体) 4.超声波的速度比电磁波的速度慢得多(声速和光速) 5.光能在真空中传播，声音不能在真空中传播 6.光是电磁波，电磁波能在真空中传播 7.真空中光速： c =3×108m/s =3×105 km/s(电磁波的速度也是这个) 8.反射定律描述中要先说反射再说入射(平面镜成像也说"像与物┅"的顺序) 9.镜面反射和漫反射中的每一条光线都遵守光的反射定 律 10.光的反射现象(人照镜子、水中倒影) 11.平面镜成像特点：像和物关于镜对称(左右对调，上 下一致) 12.平面镜成像实验玻璃板应与水平桌面垂直放置 13.人远离平面镜而去，人在镜中的像变小(错，不变) 14.光的折射现象(筷子在水中部分弯折、水底看起来比 实际的浅、海市蜃楼、凸透镜成像) 15.在光的反射现象和折射现象中光路都是可逆的 16.凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用 17.能成在光屏上的像都是实像，虚像不能成在光屏上， 实像倒立，虚像正立 18.凸透镜成像试验前要调共轴：烛焰中心、透镜光心、 和光屏中心在同一高度 19.凸透镜一倍焦距是成实像和虚像的分界点，二倍焦距是成放大像和缩小像的分界点 20.凸透镜成实像时，物如果换到像的位置，像也换到物的位置 运动和力 1.物质的运动和静止是相对参照物而言的 2.相对于参照物，物体的位置改变了，即物体运动了 3.参照物的选取是任意的，被研究的物体不能选作参照 物 4.力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体 5.力的作用效果有两个： 初三下册物理知识点总结整理 机械能和内能 1、分子动理论的内容是：(1)物质由分子组成的，分子间有空隙;(2)一切物体的分子都永不停息地做无规则运动;(3)分子间存有相互作用的引力和斥力。 2、分子是原子组成的，原子是由原子核和核外电子组成的，原子核是由质子和中子组成的。质子带正电，电子带负电。 3、汤姆逊发现电子(1897年);卢瑟福发现质子(1919年);查德威克发现中子(1932年);盖尔曼提出夸克设想(1961年)。 4、机械能：动能和势能的统称。运动物体的速度越大，质量越大，动能就越大。物体质量越大，被举得越高，重力势能就越大。 5、势能分为重力势能和弹性势能。 6、弹性势能：物体因为发生弹性形变而具的能。物体的弹性形变越大，它的弹性势能就越大。 7、自然界中可供人类大量利用的机械能有风能和水能。 8、内能：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫内能。(内能也称热能) 9、物体的内能与温度相关：物体的温度越高，分子运动速度越快，内能就越大。 10、改变物体的内能两种方法：做功和热传递，这两种方法对改变物体的内能是等效的。物体对外做功，物体的内能减小，温度降低;外界对物体做功，物体的内能增大，温度升高。 13、热量的计算：①Q吸=cm(t-t0)=cm△t升(Q吸是吸收热量，单位是焦耳;c是物体比热，单位是：焦/(千克/℃);m是质量;t0是初始温度;t是后来的温度。 ②Q放=cm(t0-t)=cm△t降1.热值(q)：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值。单位是：焦耳/千克。 2燃料燃烧放出热量计算：Q放=qm;(Q放是热量，单位是：焦耳;q 是热值，单位是：焦/千克;m是质量，单位是：千克。 14、光直线传播的应用 可解释很多光学现象：激光准直，影子的形成，月食、日食的形成、小孔成像等 15、光线 光线：表示光传播方向的直线，即沿光的传播路线画一直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向(光线是假想的，实际并不存有) 机械和功 第六章 稳恒磁场 本章提要 1. 磁感应强度 描述磁场力的属性的物理量是磁感应强度，常用B 来表示。其定义式为 qv F B max = 在SI 制中，B 的单位为特斯拉（T ）。B 另一个单位为高斯(G)，两者的换算关系为 1T=104G 2. 毕奥—萨伐尔定律 （1） 毕奥—萨伐尔定律 ? 毕奥—萨伐尔定律的微分形式 电流元I d l 在真空中任一点P 所产生的磁感应强度d B 的大小与电流元的大小成正比，与电流元I d l 和r 的夹角的正弦成正比，与电流元到P 点的距离的平方 成反比。d B 的方向垂直于I d l 和r 所组成的平面，指向与矢积I d l ×0r 的方向相同，即 00 2d d 4I r l r B m p ′= 其中， 7-20410N A m p -=醋，称真空磁导率。 ? 毕奥—萨伐尔定律的积分形式 00 2 d d 4l l I r μπ?==?? l r B B （2）几种典型的磁场分布 ? 无限长直电流的磁场分布 02I B r m p = ? 载流长直螺线管内的磁场分布 0B nI m = ? 运动电荷的磁场分布 00 2 4q r v r B m p ′= 3. 磁高斯定理 ? 磁通量 穿过磁场中某一面积S 的磁通量定义为 d B S m s Φ= 蝌 ? 磁高斯定理 通过空间中任意封闭曲面的磁通量必为零，即 d 0S B S =蝌 g ò 4. 安培环路定理 在真空中的稳恒磁场内，磁感应强度B 的环流等于穿过积分回路的所有传导电流强度代数和的0μ倍，即 0in d L I B r m ??ò ? 5. 安培力与洛仑兹力 （1）安培力 载流导线在磁场中受到的宏观力称安培力。安培力服从安培定律。 ? 安培定律的微分形式 放在磁场中任一点处的电流元d I l 所受到的磁场作用力d F 的大小与电流元d I l 的大小和该点的磁感应强度B 的大小成正比，还与电流元d I l 的方向和B 的方向之间的夹角θ的正弦成正比，d F 的方向为d I ?l B 所确定的方向。即 d d I =?F l B ? 安培定律的积分形式 对于任意载流导线，若将其视为由无数个电流元组成的，则其在磁场中所受的作用力为 d F l B l I =?? （2）洛仑兹力 一个定向运动的电荷在磁场中所受的力即洛仑兹力，其满足的基本规律为 q =?f υB 洛仑兹力的几个重要应用： ? 质谱仪 ? 霍耳效应 6. 磁介质 （1） 磁介质及分类 能在磁场作用下发生变化，并且能够反过来影响磁场的介质称磁介质。一般用磁介质中的磁感应强度B 的大小与真空中的磁感应强度0B 的大小之比来描述磁介质被磁化后对原来外磁场的影响，即 初中物理知识点复习填空 八年级上册 第一章声现象 一、声音的产生： 1、声音是由振动产生的；（人靠声带振动发声、蜜蜂靠翅膀下的小黑点振动发声，风声是空气振动发声，管制乐器靠里面的空气柱振动发声，弦乐器靠弦振动发声，鼓靠鼓面振动发声，钟靠钟振动发声，等等）； 2、振动停止，发声停止；但声音并没立即消失（因为原来发出的声音仍在继续传播）；（注：发声的物体一定振动，有振动不一定能听见声音） 3、发声体可以是固体、液体和气体； 二、声音的传播 1、声音的传播需要介质；固体、液体和气体都可以传播声音；一般情况下，声音在固体中传得最快，气体中最慢； 2、真空不能传声，月球上（太空中）的宇航员只能通过无线电话交谈； 3、声音以波的形式传播； 4、声速：物体在每秒内传播的距离叫声速，单位是m/s；声速跟介质的种类和温度有关；声速的计算公式是v=s/t；声音在15℃的空气中的速度为340 m/s； 三、回声：声音在传播过程中，遇到障碍物被反射回来，再传入人的耳朵里，人耳听到反射回来的声音叫回声（如：高山的回声，北京的天坛的回音壁） 1、听见回声的条件：原声与回声之间的时间间隔在0.1s以上（教室里听不见老师说话的回声，狭小房间声音变大是因为原声与回声叠加）； 2、回声的利用：测量距离（车到山的距离，海的深度，冰川到船的距离）； 四、怎样听见声音 1、人耳的构成：人耳主要由外耳道、鼓膜、听小骨、耳蜗及听觉神经组成； 2、声音传到耳道中，引起鼓膜振动，再经听小骨、听觉神经传给大脑，形成听觉； 3、在声音传给大脑的过程中任何部位发生障碍，人都会失去听觉（鼓膜、听小骨处出现障碍是传导性耳聋；听觉神经处出障碍是神经性耳聋） 4、骨传导：不借助鼓膜、靠骨传给听觉神经，再传给大脑形成听觉（贝多芬耳聋后听音乐，我们说话时自己听见的自己的声音）；骨传导的性能比空气传声的性能好； 5、双耳效应：声源到两只耳朵的距离一般不同，因而声音传到两只耳朵的时刻、强弱及步调也不同，可由此判断声源声源方向的现象（我们听见立体声就属于双耳效应的应用）； 五、声音的特性包括：音调、响度、音色； 1、音调：声音的高低叫音调，与发声体振动的频率有关，频率越高，音调越高（频率：物体在每秒内振动的次数，表示物体振动的快慢，单位是赫兹，振动物体越大音调越低；） 2、响度：声音的强弱叫响度；与发声体的振幅、距离声源的距离有关，物体越大，响度越大；听者距发声者越远响度越小； 3、音色：声音的品质特征；与发声体的材料和结构有关，不同的物体的音调、响度尽管都可能相同，但音色却一定不同；（辨别是什么物体发的声靠音色） 六、超声波和次声波：人耳感受到声音的频率有一个范围：20—20190 Hz， 高于 20190 Hz叫超声波；低于 20 Hz叫次声波； 七、噪声的危害和控制 1、噪声：（1）从物理角度上讲物体做无规则振动时发出的声音叫噪声；（2）从环保的角度上讲，凡是妨碍人们正常学习、工作、休息的声音以及对人们要听的声音产生干扰的声音都是噪声； 初中物理知识点大全 1.1 长度和时间的测量 1.长度的测量是最基本的测量,最常用的工具是。长度的主单位 是 ,用符号表示,我们走两步的距离约是米 . 长度的单位关系是: 1km= m; 1dm= m, 1cm= m; 1mm= m。人的头发丝的直径约为:0.07 地球的半径:6400 4.刻度尺的正确使用:(1.使用前要注意观察它的、和 ; (2.用刻度尺测量时,尺要沿着所测长度,不利用磨损的零刻线; (3.读数时视线要与尺面 ,在精确测量时,要估读到的下一位; (4. 测量结果由和组成。 6.特殊测量方法:(1累积法:把尺寸很小的物体累积起来,聚成可以用刻度尺来测量的数量后,再测量出它的总长度, 然后除以这些小物体的个数, 就可以得出小物体的长度。如测量 细铜丝的直径, 测量一页纸的厚度 .(2平移法:方法如图 : (a测硬币直径; (b测乒乓球直径; (c 测铅笔长度。 (3替代法:有些物体长度不方便用刻度尺直接测量的,就可用其他物体代替测量。 7.测量时间的基本工具是。在国际单位中时间的单位是 (s,它的常用单位有 , 。 1h= min= s. 1.2 机械运动 1. 机械运动:一个物体相对于另一个物体的的改变叫机械运动。 2 . 参照物:在研究物体运动还是静止时被选作的物体 (或者说被假定的物体叫参照物 . 运动和静止的相对性:同一个物体是运动还是静止,取决于所选的。 3. 匀速直线运动:物体在一条直线上运动,在相等的时间内通过的路程都。 (速度不变 4. 速度:用来表示物体的物理量。速度的定义:在匀速直线运动中, 速度等于物体在内 通过的。公式: 速度的单位是: ;常用单位是: 。 1米 /秒 = 千米 /小时 5. 平均速度:在变速运动中,用除以可得物体在这段路程中的快慢程度, 这就是平 均速度。用公式: 日常所说的速度多数情况下是指。 9. 测小车平均速度的实验原理是: 实验器材除了斜面、小车、金属片外,还需要 和。 1.3 声现象 1. 声音的发生:由物体的而产生。停止,发声也停止。 2. 声音的传播:声音靠传播。不能传声。通常我们听到的声音是靠传来的。 3. 声音速度:在空气中传播速度是: 。声音在传播比液体快,而在液体传播又比 体快。利用回声可测距离:总总 vt S s 2 121== 4. 乐音的三个特征: 、、。 (1音调 :是指声音的 , 它与发声体的 ` 有 第十五章电流和电路 摩擦起电：摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象——带电体==本质：电荷 的转移 正电荷：被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷 种类 电荷负电荷：被毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷 性质：同种电荷互相排斥，异种电荷互相排斥 检验：验电器——原理：同种电荷互相排斥 电量： q 单位：库伦简称：库符号： C 元电荷：最小电荷：e=1.6 × 10 19 C 组成：电源、开关、导线、用电器 电源：提供电能 开关：控制电路通断 作用用电器：消耗电能 导线：传输电能的路径 导体：金属、人体、食盐水 两种材料 绝缘体：橡胶、玻璃、塑料 电流产生条件①电路闭合 ②保持通路 定义：正电荷移动的方向 电路电流的方向 在电源中电源的正极→用电器→电源的负极 单位： A 103 mA 10 3 A 工具：电流表 ○ A 测量使用方法①电流表必须和被测的用电器串联电流的大小（ I ）②看清量程、分度值，不准超过电流 表的量程 ③必须正入负出 ④任何情况下都不能直接连到电源 的两极 电路的连接：先串后并，就近连线，弄清首尾 通路：接通的电路 三种状态断路：断开的电路 短路：电流不经过用电器直接回到电源的负极 两种类型： 类型定义开关作用 串联把用电器逐个连接起来的电路可以控制所有用电器，与开关位置无关 并联把用电器并列连接起来的电路在干路时，可控制所有用电器；在支路时，只可 以控制本支路的用电器 类型电流规律用电器特点 串联在串联电路中，电流处处相等任何一个用电器工作与否，都会影响其他的 用电器 并联在并联电路中，干路电流等于支路任何一个用电器工作与否，不会影响其他的电流之和用电器 一、电荷 1、物体有了吸引轻小物体的性质，我们就说物体带了电荷；换句话说，带电体具有吸引 轻小物体的性质。 2、用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电； 3、摩擦起电的实质：摩擦起电并不是创生了电，而是电子从一个物体转移到了另一个物 体，失去电子的带正电；得到电子的带负电。 二、两种电荷： 1、把用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷；电子从玻璃棒转移到丝绸。 2、把用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷；电子从毛皮转移到橡胶棒。 3、基本性质：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引； 4、带电体排斥带同种电荷的物体;带电体吸引带异种电荷的物体和轻小物体。 例： 1、A 带正电， A 排斥 B ， B 肯定带正电； 2、A 带正电， A 吸引 B ， B 可能带负电也可能不带电。（ A 、 B 都是轻小物体） 三、验电器 1、用途：用来检验物体是否带电；从验电器张角的大小，可以粗略的判断带电体所带电 荷的多少。 2、原理：利用同种电荷相互排斥； 电荷；单位：库仑（ C）简称库； 四、电荷量（电荷）电荷的多少叫电荷量，简称 五、原子的结构质子（带正电） 原子核 原子中子（不带电） 电子（带负电） 原子核所带的正电荷与核外所有电子总共带的负电荷数在数量上相等，整个院子呈中性，原子对外不显带电的性质。 六、元电荷 1、最小的电荷叫做元电荷，用符号 e 表示， e=1.6*10 -19C。 2、电子电荷量的大小是最小的。 七、导体、绝缘体 1、善于导电的物体叫导体；如：金属、人体、大地、石墨、酸碱盐溶液； 2、不善于导电的物体叫绝缘体，如：橡胶、玻璃、塑料、陶瓷、油、空气等； 3、导体和绝缘体在一定条件下可以相互转换； 例如： 1、干木头（绝缘体）、湿木头（导体） 2、玻璃通常是绝缘体、加热到红炽状态（导体） 一、电流 1、电荷的定向移动形成电流；（电荷包括正电荷和负电荷定向移动都可以形成电流） 3、规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向（负电荷定向移动的方向与电流方向相反， 初高中物理知识点总结 第一章声现象知识归纳 1 . 声音的发生：由物体的振动而产生。振动停止，发声也停止。 2．声音的传播：声音靠介质传播。真空不能传声。通常我们听到的声音是靠空气传来的。 3．声速：在空气中传播速度是：340米/秒。声音在固体传播比液体快，而在液体传播又比空气体快。 4．利用回声可测距离：S=1/2vt 5．乐音的三个特征：音调、响度、音色。(1)音调:是指声音的高低，它与发声体的频率有关系。(2)响度:是指声音的大小，跟发声体的振幅、声源与听者的距离有关系。 6．减弱噪声的途径：(1)在声源处减弱；(2)在传播过程中减弱；(3)在人耳处减弱。 7．可听声：频率在20Hz～20000Hz之间的声波：超声波：频率高于20000Hz的声波；次声波：频率低于20Hz 的声波。 8．超声波特点：方向性好、穿透能力强、声能较集中。具体应用有：声呐、B超、超声波速度测定器、超声波清洗器、超声波焊接器等。 9．次声波的特点：可以传播很远，很容易绕过障碍物，而且无孔不入。一定强度的次声波对人体会造成危害，甚至毁坏机械建筑等。它主要产生于自然界中的火山爆发、海啸地震等，另外人类制造的火箭发射、飞机飞行、火车汽车的奔驰、核爆炸等也能产生次声波。 第二章物态变化知识归纳 1. 温度：是指物体的冷热程度。测量的工具是温度计, 温度计是根据液体的热胀冷缩的原理制成的。 2. 摄氏温度(℃):单位是摄氏度。1摄氏度的规定：把冰水混合物温度规定为0度，把一标准大气压下沸水的温度规定为100度，在0度和100度之间分成100等分，每一等分为1℃。 ３．常见的温度计有(1)实验室用温度计；(2)体温计； (3)寒暑表。 体温计：测量范围是35℃至42℃，每一小格是0.1℃。 4. 温度计使用：(1)使用前应观察它的量程和最小刻度值；(2)使用时温度计玻璃泡要全部浸入被测液体中，不要碰到容器底或容器壁；(3)待温度计示数稳定后再读数；(4)读数时玻璃泡要继续留在被测液体中，视线与温度计中液柱的上表面相平。 5. 固体、液体、气体是物质存在的三种状态。 6. 熔化：物质从固态变成液态的过程叫熔化。要吸热。 7. 凝固：物质从液态变成固态的过程叫凝固。要放热. 8. 熔点和凝固点：晶体熔化时保持不变的温度叫熔点；。晶体凝固时保持不变的温度叫凝固点。晶体的熔点和凝固点相同。 9. 晶体和非晶体的重要区别：晶体都有一定的熔化温度（即熔点），而非晶体没有熔点。 10. 熔化和凝固曲线图： 初中物理知识点归纳总结 物理量（单位）公式备注公式的变形 速度V（m/S） v= S：路程/t：时间 重力G (N） G=mg m：质量 g：9.8N/kg或者10N/kg 密度ρ（kg/m3）ρ=m/V m：质量 V：体积 合力F合（N）方向相同：F合=F1+F2 方向相反：F合=F1—F2 方向相反时，F1>F2 浮力F浮 (N) F浮=G物—G视 G视：物体在液体的重力 浮力F浮 (N) F浮=G物此公式只适用物体漂浮或悬浮 浮力F浮 (N) F浮=G排=m排g=ρ液gV排 G排：排开液体的重力m排：排开液体的质量 ρ液：液体的密度 V排：排开液体的体积 (即浸入液体中的体积) 杠杆的平衡条件 F1L1= F2L2 F1：动力 L1：动力臂 F2：阻力 L2：阻力臂 定滑轮 F=G物 S=h F：绳子自由端受到的拉力 G物：物体的重力 S：绳子自由端移动的距离 h：物体升高的距离 动滑轮 F= （G物+G轮） S=2 h G物：物体的重力 G轮：动滑轮的重力 滑轮组 F= （G物+G轮） S=n h n：通过动滑轮绳子的段数 机械功W (J） W=Fs F：力 s：在力的方向上移动的距离 有用功W有 总功W总 W有=G物h W总=Fs 适用滑轮组竖直放置时 机械效率η= ×100% 功率P （w） P= W/t W：功 t：时间 压强p （Pa） P= F/S F：压力 S：受力面积 液体压强p （Pa） P=ρgh ρ：液体的密度 h：深度（从液面到所求点的竖直距离） 热量Q （J） Q=cm△t c：物质的比热容 m：质量 △t：温度的变化值 燃料燃烧放出的热量Q（J） Q=mq m：质量 q：热值 常用的物理公式与重要知识点 一．物理公式 单位）公式备注公式的变形 串联电路电流I（A） I=I1=I2=……电流处处相等 串联电路电压U（V） U=U1+U2+……串联电路起分压作用 串联电路电阻R（Ω） R=R1+R2+…… 并联电路电流I（A） I=I1+I2+……干路电流等于各支路电流之和（分流）并联电路电压U（V） U=U1=U2=…… 并联电路电阻R（Ω） = + +…… 欧姆定律 I= U/R 电路中的电流与电压 成正比，与电阻成反比 电功W （J） W=UIt=Pt U：电压 I：电流 t：时间 P：电功率 电功率 P=UI=I2R=U2/R U:电压 I：电流 R：电阻 电磁波波速与波 初三物理基础知识汇总（上）—人教版 第十一章：多彩的物质世界 第一节宇宙和微观世界 1、物体和物质的区别和联系：物体是具有一定形状与体积的个体，具有软硬、颜色、气味等特征；物质是构成物体的材料。 如：木材是物质，由木材制成的课桌是物体。 2、物质的组成： ⑴物质是由分子或原子组成的，原子由原子核和核外电子组成的，原子核由质子和中子组成，一个质子带一个正电荷，中子不带电，一个电子带一个负电荷，在一个原子中，核电荷数=质子数=核外电子数，所以，整个原子不显电性。 ⑵质子和中子还可以再分：质子由两个上夸克和一个下夸克组成；中子由两个下夸克和一个上夸克组成。 ⑶分子的直径很小，只能以10-10m为单位来度量。 3、分子运动理论的内容：物质是由分子组成的；一切物质的分子都不停的作无规则的运动；分子间存在着相互作用的引力和斥力。 5、原子及其结构： ⑴原子核是由质子和中子组成，质子和中子靠巨大的核力结合在一起，形成坚硬的核。 ⑵原子由原子核和核外绕核高速旋转的电子组成，电子和原子核之间存在正、负电荷的吸引力 ⑶原子核式结构的模型：与太阳系十分相似（类比法） 类比法：是根据两个对象之间某些方面的相同或相似而推出它们在其它方面也可能相同或相似的逻辑推理法。 6、衡量宇宙与分子的尺度------光年、纳米（都是长度单位）： ⑴光年：光在真空中一年内通过的距离。约等于9.46×1015m ⑵纳米：1nm=10-9m ⑶纳米技术：是人类认识和探索物质的微观结构中发展起来的一种技术。是纳米尺度内（0.1nm～100nm）的科学技术，是研究一小堆分子或单个原子、分子的科学技术。 ⑷一般分子的直径在0.3nm～0.4nm之间。 第二节：质量 7、质量： ⑴物体内所含物质的多少叫做质量 ⑵质量是物体本身的一种属性，物体的质量不随物体的形状、位置、状态、温度的改变而改变 ⑶质量的单位：千克（kg），常用：吨（t）克（g）毫克（mg） ⑷质量的测量工具：杆秤、案秤、台秤、电子秤、实验室常用天平 8、托盘天平的使用方法：初中物理最基础知识点
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