高中物理知识点全面总结

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高中物理知识点全面总结

力学包括静力学、运动学和动力学。即:力,牛顿运动定律,物体的平衡,直线运动,曲线运动,振动和波,功和能,动量和冲量,等。

一、重要概念和规律

(一)重要概念

1.力、力矩

力是物体间的相互作用。其效果使物体发生形变和改变物体的运动状态即产生加速度。力不能脱离物体而独立存在.有力作用时,同时存在受力物体和施力物体但物体间不一定接触。力是矢量。力按性质可分重力(G=mg)、弹力(胡克定律f=kX)、摩擦力(0<f静<f最大、,f=μN)、分子力、电磁力等。按效果可分拉力、压力、支持力,张力、动力、阻力、向心力、回复力等。对于各种力要弄清它的产生原因、特点、大小、方向、作用点和具体效果。

力矩是改变物体转动状态的原因。力矩M=FL通常规定使物体顺(逆)时针转动的力矩为负(正)。注意力臂L是指转轴至力的作用线的垂直距离。

2.质点、参照物

质点指有质量而不考虑大小和形状的物体。平动的物体一般视作质点。

参照物指假定不动的物体。一般以地面做参照物。

3.位置、位移(s)、速度(v)、加速度(a)

质点的位置可以用规定的坐标系中的点表示.

位移表示物体位置的变化,是由始位置引向末位置的有向线段。位移是矢量,与路径无关.而路程是标量,是物体运动轨迹的实际长度,与路径有关。

速度表示质点运动的快慢和方向,它的方向就是位移变化的方向。其大小称为速率。在S-t 图象中,某点的速度即为图线在该点物线的斜率。在匀速四周运动中,用线速度v=s/t和角速度ω=φ/t,v是矢量,方向为该点的切线方向,两者的关系为v=ωR。

加速度表示速度变化的快慢,它的方向与速度变化的方向相同,但不一定限速度方向相同。在v-t图象中某点的加速度即为图线在该点切线的斜率。

在匀速圆周运动中,用向心加速度a=v2/R和a=ω2R描述,其方向始终指向圆心。

4.质量(m)、惯性

质量表示物体内含有物质的多少,是一标量且为恒量.惯性指物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质,是物体固有的属性。惯性由质量来量度,物体的质量越大,其惯性就越大,就越难改变它的运动状态。

6.周期(T)、频率(f)、振幅(A}

在匀速圆周运动中,周期指物体运动一周的时间,频率指物体在单位时间内转动的周数。在简谐振动中,周期指物体完成一次全振动的时间,频率指在单位时间内完成的全振动防次数.波动的频率决定于波源振动的频率,它跟传播的媒质无关。周期和频率的关系;T=1/f。振幅指振动物体离开平衡位置的最大距离。振幅越大,振动能量也越大。

7.相和相差

相是决定作简谐振动的物理量在任一时刻的运动状态的物理量。相差指两个振动的相位差,即△Φ=Φ2-Φ1当△Φ=0时,称为同相;当△Φ=π时,称为反相。

8.波长(λ)、波速(v)

波长指两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相同的质点间均距离。波速指振动传播的速度。波长、频率和波速的关系为v=λf。同一种波当它从一种介质进入到另一种

介质时,波长和波速要发生改变,但频率不变。

9.波的干涉和衍射

波的干涉指两个相干波源(两个波源频率相同、相差恒定)发出的波叠加时能形成干涉图样(某些振动加强的区域和某些振动减弱的区域互相间隔的区域)。其条件:两个相干波源发出的波叠加。

波的衍射指波绕过障碍物传播的现象。发生明显衍射现象的条件:障碍物或孔的尺寸跟波长差不多。

10.音调、响度、音品

这是表征乐音三个特点的物理量,音调决定于声源的频率。响度决定于声源的振幅。音品决定于泛音的个数、泛音的频率和振幅。

11.功(W)

功是表示力作用一段位移(空间积累)效果的物理量。要深刻理解功的杨念:①如果物体在力的方向上发生了位移,就说这个力对物体做了功。因此,凡谈到做功,一定要明确指出是哪个力对哪个物体做了功。②做功出必须具有两个必要的因素;力和物体在力的方向上发生了位移。因此,如果力在物体发生的那段位移里做了功,则物体在发生那段位移的过程里始终受到该力的作用,力消失之时即停止做功之时。③力做功是一个物理过程,做功的多少反映了在这物理过程中能量变化的多少。④功可用公式W=Fscosα计算。当 0<α<90°时,力做正功,当α=90°时,力不做功,当90°<α<180°时,力做负功(或说成物体克服该力做正功)。⑤功是标量,但功有正负。功的正负仅表示力在使物体移的过程中起了动力作用还是阻力作用。⑥和外力对物体所做的功等于各个外力对物体做功的代数和。

12.功率(P)

功率是表示做功快慢的物理量。要注意理解:①公式P=W/t是功率的定义式,表示在时间t内的平均功率。②公式P=Fvcosa表示即时功率。当发动机的功率一定时,牵引力F与速度v成反比,但不能理解为当v趋近于零时F可趋近于无穷大,也不能理解为当F趋近于零时v可趋近于无穷大,这是由于受到机器构造上的限制的缘故。③要注意区别额定功率(发动机在正常工作时的最大输出功率)和输出功率间的区别和取系。当发动机的输出功率等于额定功率时,它所牵引以物体达最大速度。最大速度受额定功率的限制。④在SI制中,功率的单位是瓦特;实用单位有千瓦等。要注意其换算关系。

13.能量(E)、动能(Ek)、势能(Ep)

我们认为能够对外界做功的物体具有能量。能量是表示物体状态的物理量。能量是标量。动能和势能总称为机械能。

动能是由于物体运动而具有的能。用公式Ek=mv2/2计算。要注意:①Ek是相对于某一时刻(或某一状态)的动能,动能与物体的质量和速率有关,而与速度方向无关。②动能是标量,且恒为正值。③物体的动能具有相对性,对于不同的参照物,由于v不同。因而Ek也不同。通常以地面为参照物。

势能包括重力势能和弹性势能。重力势能是由于物体被举高而具有的能。用公式Ep=mgh 计算。要注意:①重力势能是物体和地球组成的系统所共有的。因而重力势能具有相对性,它的大小决定于参考平面的选择,通常选择地面为参考平面。重力势能的差值不因选择不同的参考平面而有所不同。②重力对物体做多少正(负)功。物体的重力势能就减少(增加)多少.重力做功的特点是只跟物体的起点和终点位置有关,而限物体运动的路径无关。③重力势能是标量,但有正负。当物体在参考平面上(下)方时观u重力势能为正(负)值。弹性势能是由于物体发生弹性形变而具有的能。任何发生弹性形变的物体都具有弹性势

能.弹力对弹簧做多少正(负)功,弹簧的弹性势能就减少(增加)多少。弹簧的弹性势能决定于弹簧被压缩(或拉伸)的长度及弹簧的倔强系数。

14.冲量(I)、动量(p)

冲量I=Ft,是矢量,其方向决定于力的方向。服从矢量运算法则——平行四边形定则。表示力在时间上的积累效果。有力作用在物体上即使物体产生加速度,但需经过段时间才能改变物体的速度。

动量p=mv,是矢量,其方向决定于速度的方向。服从矢量运算法则——平行四边形定则。表示物体运动状态的物理量。

(二)重要规律

1.力的独立作用原理:当物体受到几个力的作用时,每个力各自独尊地使物体产生一个加速度,就像其他的力不存在一植物体的实际加速度为这几个加速度的矢量和。

2.牛顿运动定律:经典力学的基本定律。适用于低速运动的宏观物体。

牛顿第一定律揭示了惯性和力的物理会义。

牛顿第二定律(F=ma)揭示了物体的加速度跟它所受的外力及物体本身质皮之间的关系、使用时注意矢量性(a与F的方向始终一致)、同时性(有力F必同时产生a)、相对性(相对于地面参照系)、统一性(单位统一用SI制)。

牛顿第三定律(F=-F')揭示了物体相互作用力间的关系。注意相互作用力与平衡力的区别。3.物体的平衡条件:物体平衡时,即或静止、或匀速直线运动、或匀速转动状态。在共点力作用下物体的平衡条件是F= 0.有固定转动轴的物体的平衡条件是M=0。注意:对于共点力平衡.必有 M=0。对于固定转动轴平衡,必有F=0。还要注意力的平衡和物体的平衡的区别。

4.匀变速直线运动规律:a的大小和方向一定。可以用公式和图象(s-t图象和v-t图象)描述。注意:①公式v=(v0+vt)/2只适用于匀变速直线运动.②判断初速度不为零的句变速直线运动或测定其加速度的公式为△s=aT2 ,即从任一时刻开始,在连续相等的各时间间隔T内的位移差△s都相等。判断初速度为零的匀变速直线运动时,方法一;用S1:S2:S3……=1:3:5……判断(可作为充分必要条件)。方法二:同时满足△s=aT2 (仅作为必要条件)和△s/s1=2/1。③利用图象处理问题时,要注意其点、线、斜率、面积等的物理意义。

5.曲线运动的规律:利用运动的合成和分解方法。平抛运动可视为水平匀速直线运动竖直方向的自由落体的合运动。

匀速圆周运动虽向心加速度的大小不变,但方向时刻在变且恒指向圆心,所以是一种变加速运动。其向心力F=mv2/R或F=mω2R,它与速度方向垂直。故只能改变物体的速度方向。向心力不是什么特殊的力,任何一种力或几种力的合力都可提供为向心力。

行星运动的规律由开普勒三定律揭示,三定律分别指明了行星运动的轨道、行星沿轨道运动时速率的变化以及周期与轨道半径的关系(R3/T2=k)。万有引力定律揭示了行星运动的本质原因,可应用来发现天体并计算天体的质量和密度。

6.振动和波动的规律:当物体受到指向平衡位置的回复力作用且阻力足够小时,物体将作机械振动。振动可分自由振动和受迫振动。当策动力的频率跟物体的固有频率相等时,将发生共振,振幅达最大。简指振动是一种变加速运动.其特点是所受外力的合力符合F=-kx,加速度符合a=-kx/m。这两个特点可作为判别一个物体是否作简谐振动的依据。简诺振动的图象是正弦(或余弦)曲线,它表示振动物体的位移随时间而变化的情况。典型的间谐振动有单摆和弹簧振子等。作简谐振动的系统的能量是守恒的,振幅越大,能量越大。

机械振动在煤质中的传播过程形成机械波。其特点是只传播振动的能量而媒质本身并不迁移.波动遵循叠加原理,能发生干涉和衍射现象。波动的任一质点的振动周期(或频率)和

波源的振动周期(或频率)一致.波动有横波和纵波之分。波动图象也是正弦6或余弦)曲线,它表示某一时刻各个质点的位移。在判别质点振动方向时要注意波动方向。

7.动能定理

动能定理揭示了外力对物体所做的总功与物体动能变化间的关系。要注意:①动能定理的研究对象是质点(或单个物体)。②由动能定理可知:动力做正功使物体的动能增加Z阻力做负功,使物体的动能减少。③W指作用于物体的各个力所做功的代数和,因此要注意分辨功的正负。④Ek1和 Ek2分别为初始状态和终了状态的动能。因此,Ek2-Ek1仅由初末两个运动状态决定,不涉及运动过程中的具体细节。⑤公式W=Ek2- Ek1为标量式,但有正负。W 为正(负)表示物体的动能增加(减少)。Ek2- Ek1为正(负)也表示物体的动能增加(减少)。

8.机械能守恒定律

机械能守恒定律揭示了物体在只有重力(或弹力)做功的情况下,物体总的机械能保持不变及其动能和重力势能相互转化的规律。可表示为E2=E1,要注意:①该定律所研究的对象是物体系统。所谓机械能守恒,是指系统的总机械能守恒。②机械能守恒的条件:在只有重力(或弹力)做功的情况下。③El和E2是指物体系统在任意两个运动状态时的机械能,并不涉及El和E2间互相转化的具体细节.④动能定理和机械能守恒定律有一定的关系:当只有重力做功时,应用动能定理可以得机械能守恒定律。

9.动量定理

动量定理揭示了物体所受的冲量与其动量变化间的关系。要注意:①动量定理所研究的对象是质点(或单个物体、或可视为单个物体的系统)。②动量定理具有普适性,即运动轨迹不论是直线还是曲线,作用力不论是恒力还是变力(F为变力在作用时间内的平均值),几个力作用的时间不论是同时还是不同时,都适用。③F指物体所受的合外力。冲量Ft的方向与动量变化m?△v的方向相同。

10.动量守恒定律

动量守恒定律揭示了物体在不受外力或所受外力的合力为零时的动量变化规律。对由两个物体组成的系统,可表达为m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'要注意:①系统的封闭性。动量守恒定律所研究的对象是物体系统,所谓动量守恒是指系统的总动量守恒。②动量守恒的限制性。守恒的条件是F=0。这包含几种情况:一是系统根本不受到外力;二是系统所受的合外力为零;三是系统所受的外力远比内力小,且作用时打很短;四是系统在某个方向上所受的合外力为零、③速度的相对性。公式中的速度是相对于同一参照物而言的。④时间的同时性。系统的动量守恒是指在同一段时间里物体相互作用前后而言的。⑤动量的矢量性.如果系统内物体作用前后的动量在同一直线上。则可选定正方向后用正、负号表示,将矢量运算化简为代数运算M6)N律具有普适性。

11.碰撞规律

弹性碰撞同时满足动量守恒和动能守恒,无能量损失。完全非弹性碰撞只满足动量守恒,动能损失最大。

6.功和能的关系

功是能的转化的量度。做功的过程总是伴随着能量的改变,能量的改变需通过做功来实现。功是描述物理过程的物理量,能量是描述物理状态的物理量。如果只有重力或弹力做功坝u 机械能守恒。如果除重力和弹力做功外,还有其他力做功,则机械能和其他形式的能之间发生转化,但总的能量保持不变,这就是能量的转化和守恒定律。机械能守恒定律是能量守恒定律的一种特殊情况。

二、重要研究方法

1.寻求“守恒量”。物理世界千变万化,但有些物理量在一定条件下遵循守恒的规律。如力学中,有质量守恒、机械能守恒和动量守恒Z电学中有电荷守恒等.由于守恒定律适用范围广。处理问题方便,因此,寻求“守恒量”已成为物理研究的一个重要方面。

2.运用等量转化的研究方法。运用这种方法,可进一步揭示相关物理量之间的联系,发现新规律.如:由重力做功使物体动能增加,可以得到机械能守恒定律的表达形式之一。3.发散思维。多角度地研究同一物理问题。如力学中,从力的瞬时,时间积累、房间积累效果研究,分别发现了牛顿运动定律、动量定理、动能定理,从各个不同的角度揭示了物探规律;为解决问题提供了多种渠道。

三、基本解题思路

归纳起来,力学中有三把金钥匙,那么.遇到力学问题,究竟怎样选用和使用金钥匙呢?基本思路是:

1.审清题意,弄清物理过程,明确研究对象,画好两图:物理过程示意图和研究对象受力分析图。

2. 对涉及要求速度和位移的问题,先从能量观点入手分析往往会带来方便。即对各个力所做的功,物体速度的变化情况作出分析。如果研究对象是一系统,且只有重力做功,则应用机械能守恒定律解。如果研究对象是一物体,且还有其他力做功.则应用动能定理解.要注意分清正负功。选定零势能点。初末状态的机械能或动能、统一单位等问题。

3.对涉及要求时间和速度的问题,先从动量和冲量观点入手分析往往会带来方便。即对各个力的冲量、物体动量的变化情况作出分析。如果研究对象是一系统,且所受合力F=0,则应用动量守恒定律解。如果研究对象是一物体,且F≠0,则应用动量定理解。要注意选定正方向、分清动量和冲量的正负。初末状态的动量、统一单位等问题。

4. 对涉及要求加速度和时间的问题,先从牛顿运动定律入手分析往往会带来方民即对研究对象分析其运动状态和受力情况后,列出其运动方程,必要时再运用运动学公式解之。要注意分析各运动过程中物体的受力情况、选定正方向。统一单位等问题。

5.选用上述三把金钥匙解题是相对的。一切要视具体问题来定。有时需同时用之,有时可分别用之。这就需要通过解题不断总结经验教训。才能深刻领会,灵活运用。

四、重要研究方法

1.选取理想化模型和过程。这是重要的科学抽象理想化的方法,即只研究主要因素而忽略次要因素,使研究问题简化。如。质点、自由落体、单摆和弹簧振子等理想化模型和平衡、匀变速直线运动。匀速四周运动、抛体运动、简连振动等理想化物理过程。

2.解析法。通过定量分析用公式表达物理规律。解析法具有推理严密和定量分析的特点3.图象法。通过建立坐标系表达物理量之间的变化关系。如:位移图象、速度图象、振动图象、波动图象等。图象法具有直观形象的特点。

4.隔离法。把研究对象从周围物体中隔离出来便于受力分析和处理问题。被隔离的研究对象可以是一个物体或物体的一部分,也可以是几个物体组成的系统。

5.矢量运算法。按照平行四边形法则或三角形法则进行。当物体的运动在同一直线上时,可选定一个正方向,将矢量运算转化为代数运算。选定正方向要以处理问题方便为原则,通常可规定初速度方向,加速度方向、坐标轴正方向为正方向。

6.运动的分解合成法。将复杂运动看作由几个简单运动所组成。它包括位移、速度、加速度、力的分解与合成。合成和分解要视问题的需要和实际效果进行.正交分解法是常用的方

法。

五、基本解题思路

解答力学问题通常可按如下思路进行:

1.审清题意,弄清物理过程,画出示意图。

2.明确研究对象,正确受力分析,画出受力图。

3.选取坐标系,规定正方向。

4.选准物理规律,列出方程.

5.解出所求物理量的文学表达式,代入统一单位后的数据。

6.计算结果,验算讨论。

六、复习建议

通过本讲力学的复习,要求明确力学中以牛顿运动定律为核心的知识整体结构,深刻理解以力、速度、加速度、质量等为主体的重要力学概念,熟练掌握静力学、运动学和动力学中的重要规律。要求明确力学中以牛顿运动定律、动能定理和机械能守恒定律、动量定理和动量守恒定律为核心的知识体系,深刻理解功、功率、动能、势能、机械能、动量、冲量等重要概念,熟练掌握动能定理、机械能守恒定律、动量定理、动量守恒定律等重要规律,能灵活地运用三把力学金钥匙解决力学问题,不断开拓解题思路,增强解题能力。进一步了解研究力学乃至研究物理学的重要研究方法,能似明晰的思路熟练地解决有关力学问题。继续激发学习物理的兴趣,熏陶良好的学习(包括复习)习惯,培养能力,开发智力,并为后续内容的复习打下良好的基础。

1.制订复习计划

为加强计划性,提高复习效率,应当注重制订切实可行的复习计划。一般分两轮进行:第一轮要求一章一节全面细致的复习,着重抓好基础。第二轮要求深化知识,综合提高,灵活运用。要注重重点内容的专题复习,在重解题方法和技巧的灵活运用,注重解题规范化和实验技能的训练,注重科学的安排时间以提高复习效率。切忌重理论轻实际、重资料轻教材、重结论轻过程、重解题轻应用的不良倾向.

2.把握知识的深广度

要切实遵循大纲和教材,不要随意拓宽加深,注意摆脱题海,避免陷入偏、怪、难的歧途,要把握好知识的深广度。如下列内容不作要求:静摩擦系数的概念,物体的一般平衡条件和开普勒三定律等物理规律,按有效数字规则运算,用速度图象去计算问题,互换振动图象和波动图象。对矢量运算仅限于解直角三角形,对力矩平衡问题仅限于有固定转动轴的情况,对连接体问题仅限于相连物体的加速度大小和方向相同的情况,对有关向心力的计算仅限于掏心力是由一条直线上的力合成的情况,对竖直平面上的圆周运动仅限于计算最高点和最低点的有关问题.关于负功的概念,只要求明确它的物理意义。关于功率的概念,有时由于负功的出现也会遇到功率是负值的情况,则仅要求知道它的物理意义是阻力在单位时间里所做的功。关于弹性势能,只要求定性了解它的产生、与哪些因素有关、与其它能的转化,而不要求用公式进行计算。不要求用功能关系解题。关于碰撞,只研究正碰,不区分弹性碰撞和非弹性碰撞,且只讨论一维的情况。应用动量定理和动量守恒定律解题只限于一维的情况。

3. 掌握知识结构

力学所研究的对象是质点和有固定转动轴的物体。力学所研究的物理现象是平衡状态、匀变速直线运动、抛体运动、匀速圆周运动、振动和波动、反冲运动、碰撞等。力学所研究的方法及其获得的规律可分为:从力的角度考虑,有牛顿运动定律,动量定理和动量守恒定律;从能的角度考虑,有动能定理和机械能守恒定律.为此,要十分注重深化对力学概念、规律

和思维方法的理解和应用。

力学从总体上可分运动学和动力学两大部分,静力学只是运动学中当速度为零(或角速度为定值)时的特殊情况。运动学所研究的是物体的运动状态,描述的是运动现象;而动力学所研究的则是改变物体运动状态的原因,即从力和能两个不同的角度揭示了运动的本质(即三把力学金钥匙)。学习力学的过程就是不断分析运动现象与揭示运动本质的过程。在总复习之时,应当充分意识到这一点,从而更好地将已学过的揭示本质的物理规律去分析和解决已学过的运动现象和尚未遇见的许多问题。

4. 要注意深化对物理概念的理解

如,关于功的概念,在初中规定功W=FS,其中S为物体在力的方向上通过的距离。在高中则将功定义为W=FScosα,即功等于力跟物体在力的方向上的位移的乘积。讨论了正功和负功的意义以及合外力所做功的计算方法。研究力做功除了力学中涉及的力外,还有电场力、磁场力、洛舍兹力等,复习时,要把它们串起来,比较它们做功的特点。在高中学习能量时,进一步揭示了功的本质,功是描述物理过程的物理量。做功总是伴随着能量的转化。关于功率的概念,讨论了平均功率、即时功率、额定功率、输出功率等概念。关于能量的概念,从初中的定性研究发展至高中的定量计算动能和重力势能。通过动能定理、机械能守恒定律,定量地揭示了功和能的关系;功是能量转化的量度,能量在转化中保持守恒.

5.要注意揭示物理规律之间的区别和内在联系

从力的角度总结出了牛顿运动定律、动量定理、动量守恒定律。从能的角度总结出了动能定理、机械能守恒定律。虽然,从不同的角度所得的规律不同,但描述的是同一物理现象,揭示的本质是一致的。当然,也有着许多不同之处,要注重通过列表等形式从研究对象、研究角度、适用范围、成立条件、矢量性、解题思路等方面加以比较,以加深对相近知识的理解。

6.要注意加强思维训练

可先以物理规律为专题训练收敛思维,归纳出运用三把力学金钥匙解题的不同的基本思路。然后,可在解同一道题时,训练发散思维,从多角度地考虑问题,防止用某一规律训练解题所造成的思维定势,从而有效地培养灵活地综合应用知识的能力.

现代物理辅导

原子物理包括两大部分内容;原子结构和原子核结构。前者研究原子核外电子的分布及跃迁规律,后者研究核的组成及其变化规律。

一、重要概念和规律

1.原子核式结构学说(1909年。卢瑟福)

实验基础α粒子散射实验——用放射源发出的α粒子穿过金箔,发现绝大多数α粒子按原方向前进,少数α粒子发生较大的偏转。极少数发失大角度偏转。个别被弹回.基本内容在原子中心有一个带正电的核(半径约10-15~10-14m),集中了几乎全部原子质量、带负电的电子在核外绕核旋转(原子半径约10-10m)。困难问题按经典理论,电子绕核旋转将辐射电磁波,能量会逐渐减小,电子运行的轨道半径不断变小,大量原子发出的光谱应该是连续光谱。

.玻尔理论(1913年。玻尔)实验基础氢光谱规律的研究。基本内容(三点假设)(1)原子只能处于一系列不连续的、稳定的能量状态(定态),其总能量En(包括动能和电势能)与基态总能量量的关系为En=E1/n2(n=1、2、3……)。(2)原子在两个定态之间跃迁时,将辐射(或吸收)一定频率时光子;光子的能量为hν=E初-E终。(3)电子绕核运行的可能轨道是不连续的。各可能轨道的半径rn=n2r1基态轨道半径r1。(n=1、2、3……)。困难

问题无法解释复杂原子的光谱.

3. 放射现象(1896年.贝克勒尔)

三种射线

(1)α射线氦原子核流。v≈c/10。贯穿本领很小。电离作用很强。

(2)β射线高速电子流。v≈c。贯穿本领强,电离作用弱。

(3)γ射线波长很短的电磁波。v=c。贯穿本领很强,电离作用很弱。

衰变规律遵循电量、质量(和能量)守恒。

α衰变、β衰变、γ衰变(γ衰变是伴随着α衰变或β衰变同时发生的)。

半衰期放射性元素的原子读有半数发生衰变所需要的时间。由核内部本身因素决定.跟原子所处的物理状态或化学状态无关.

4.原子核的组成

实验基础

(1)质子发现(1919年,卢瑟福) 147N + 24He → 817O + 11H

(2)中子发现(1932年,查德威克) 49Be + He → 612C + 01n

基本内容原子核由质子和中子(统称核子)组成.原子核的质量数等于质子数与中子数之和.原子核的电荷数等于质子数。各核子间依靠强大的核力来集在核内。

5.放射性同位素质子数相同、中子数不同,具有放射性的原子。

实验基础用α粒子盖击铝核首先实现用人工方法得到放出性同位素磷(1934年,约里奥?居里夫妇)。

基本应用

(1)利用射线的贯穿本领、电离作用或对生物组织的物理、化学效应。

(2)做为示踪原子。

6. 核能

质量亏损组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差.

质能方程 E=mc2

核反应能△E=△mc2

二、重要研究方法

1.实践一理论一实践

从实践(实验)出发,提出理论,再经过实践的检验或进行新的实践一进一步发展理论。例如,通过对气体放电现在、阴极射线的研究.生发现电子(1897年),提出原子结构的汤姆生模型。由于卢瑟福。粒子的散射实验,进一步发展成卢瑟福模型。通过对氢原子明线光谱的研究。又提出了玻尔理论等。在原子物理中,非常鲜明地贯穿着辩证唯物主义认识论的这一基本思想方法。复习中也应以此为线索,把握全章的知识结构。

2. 守恒规律的应用

质量守恒、电荷守恒、能量守恒、动量守恒等自然界中的基本规律在原子物理中都得到全面的体现.复习中应紧紧把握这些守恒规律。

物理综合辅导

有一位著名学者与青年学生谈起学习方法时,曾说过有名的两句话:“从薄到厚,从厚到”.如果把平时的教学以及单元复包等看作是从初步认识到逐渐深化、扩展的“从落到厚”的过程,那么综合复习就是一个归纳、概批从厚到效的过程。通过综合复习,可以更完整地看到高中物理知识的全貌,掌握其主要内容、规律和方法,有利于从整体上提高分析问题、解决问题和研究问题的能力.

Ⅰ、复习要点

一、整理知识体系

现行高中物理教材主要分:力、热、电、光、原子五个部分.综合复习中,既可以根据各部分的内容特点,分别整理出各自的体系或主要线索,也可以不受传统的五部分限制,重新归纳、整理。例如,高中物理主要内容可概括为四大单元(物理实验与物理学史单元除外)。(一)力和运动

物体的运动变化(包括带电粒子在电场、磁场中的运动)与受力作用有关。其中力的种类计有:重力(包括万有引力)、弹力、摩擦力、浮力、电场力、磁场力(分安培力和洛舍兹力)以及分子力(包括表面张力),核力等。每种力有不同的产生原因及其特征。物体的运动形式又可分为:平衡(包括静止、匀速直线运动、匀速转动)、匀变速运动(包括匀变速直线运动、平抛、斜抛)、匀速圆周运动、振动、波动等。每一种运动形式有不同的物理条件及基本规律(或特征)。力和运动的关系以五条重要规律为纽带联系起来。

(二)功和能

1.功重力功、弹力功、摩擦力功、浮力功、电场力功、磁场力功、分子力功、核力功。

2. 能注意不同形式的能及能的转换与守恒。

3. 功能关系做功的过程就是能从一种形式转化为另一种形式的过程。功是能的转化的量度。(三)物质结构

(四)应用技术的基础知识现行高中物理有关应用技术的基础知识有:声现象(乐音、噪声、共鸣等多、静电技术(静电平衡、静电屏蔽、电容储电等)、交流电应用(交流电产生、特征、规律、简单交流电路、三相交流电及其连接、变压器,远距离送电等)、无线电技术初步(电磁振荡产生、调制、发送、电谐振、检波、放大、整流等)、光路控制与成像(光的反射与折射定律、基本光学元件特性及常用光学仪器)、光谱与光谱分析、放射性及同位素、核反应堆等。经过这样的归纳、整理,全部高中物理知识可浓缩在几张小卡片纸上,便于领会和应用。

Ⅱ、归纳思维方式

分析问题最基本的思维方式有两种:综合法和分析法.

综合法是从已知量着手,根据题中给定的物理状态或物理过程。“顺流而下”,直到把待求量跟已知量的关系全部找出来为止。

分析法则“逆流上朔”。从题中所要求解的未知量开始。首先找出直接回答题目所求的定律或公式。在这些关系式电。除了待求的未知量外,还会包含着某些过渡性的未知量。然后再根据这些过渡性来知量与题中已知条件之间的关系,引用新的关系式,逐步上朔,直到把所有的未知量都能用已知量表示出来为止。有些问题(如静力平衡问题等),它的物理过程并不能很明确地分成几个互相衔接的阶段或者各个过程中的未知量互相交织,互有牵连,此时常可以不分先后。只根据问题所描述的物理状态(或物理过程)的相互联系。列出用某个状态(或过程)有关的独立方程式,联立求解。原则上,任何一个题目都可以从这两种思维方式着手求解。值得注意的是,解决具体问题时,不必拘泥于刻板的程式,而是应该侧重于对问用中所描述的状态(或过程)的分析推理,着力找出解题的关键所在,并以此为突破口下手.同时应联合运用其他的思维技巧,如等效变换,对称性、反证法、假设法、类比、逻辑推理等。

Ⅲ、综合数学技巧

运用数学技巧,包含着极其丰富的内容。总体上要求能运用数学工具和语言,表述物理概念和规律;对物理问题进行推理、论证和变换;处理实验数据;导出球验证物理规律;进行准确的演算等。就解决某帧体的物理问回而言,要求能灵活地运用多种数学工具(如方程、此例、函数、图象、不等式、指数和对数、数列、极限、极值、数学归纳、三角、平面解析几何等)。综合复习中可全面概述其在物理中的典型应用,并侧重于比例、函数及其图象(包

括识图、用图、作图)、以及运用数学递推方法从特解导出通解等。必须注意,运用数学仅是研究物理问题的一种有力的工具,侧重点还是应放在对问题中物理内容的分析上.对大多数能从物理本质上着手解决的问题,一般不必要求作严格的数学论证。

Ⅳ、检查知识缺陷

整理体系、抓住主线索后,还需做好检查知识缺陷的工作。应注意自觉看书,尤其不能疏忽那些应用性强、包含(或隐含)着物理内容的“知识角落”。如对某些实验的装置、原理的理解;某些自然现象的解释;物理原理在生产技术上的应用以及与高中物理有关的科技新动态和重要的物理学史实等.不少学生由于缺乏良好的学习习惯戏迷恋于复习资料中,往往会在这些方面失分。如以往考试中解释太阳光谱中暗线的形成);分光镜的结构;低压汞蒸汽光谱;三相变压器及超导现象;直线加速器;日光灯接法;电磁感应现象的发现者等。在综合复习中应予以足够的重视。

热学辅导

热学包括分子动理论、热和功、气体的性质几部分。

一、重要概念和规律

1.分子动理论

物质是由大量分子组成的;分子永不停息的做无规则运动;分子间存在相互作用的引力和斥力。说明:(1)阿伏伽德罗常量NA=6.02X1023摩-1。它是联系宏观量和微观量的桥梁,有很重要的意义;(2)布朗运动是指悬浮在液体(或气体)里的固体微粒的无规则运动,不是分子本身的运动。它是由于液体(或气体)分子无规则运动对固体微粒碰撞的不均匀所造成的。因此它间接反映了液体(或气体)分子的无序运动。

2. 温度

温度是物体分子热运动的平均动能的标志。它是大量分子热运动的平均效果的反映,具有统计的意义,对个别分子而言,温度是没有意义的。任何物体,当它们的温度相同时,物体内分子的平均动能都相同。由于不同物体的分子质量不同,因而温度相同时不同物体分子的平均速度并不一定相同。

3.内能

定义物体里所有分子的动能和势能的总和。决定因素:物质数量(m).温度(T)、体积(V)。改变方式做功——通过宏观机械运动实现机械能与内能的转换;热传递——通过微观的分子运动实现物体与物体间或同一物体各部分间内能的转移。这两种方式对改变内能是等效的。定量关系△E=W+Q(热力学第一定律)。

4.能量守恒定律

能量既不会凭空产生,也不会凭空消旯它产能从一种形式转化为别的形式,或者从一个物体转移到别的物体。必须注意:不消耗任何能量,不断对外做功的机器(永动机)是不可能的。利用热机,要把从燃料的化学能转化成的内能,全部转化为机械能也是不可能的。5. 理想气体状态参量

理想气体始终遵循三个实验定律(玻意耳定律、查理定律、盖?吕萨克定律)的气体。描述一定质量理想气体在平衡态的状态参量为:温度气体分子平均动能的标志。体积气体分子所占据的空间。许多情况下等于容器的容积。压强大量气体分子无规则运动碰撞器壁所产生的。其大小等于单位时间内、器壁单位面积上所受气体分子碰撞的总冲量。内能气体分子无规则运动的动能.理想气体的内能仅与温度有关。

6. 一定质量理想气体的实验定律

玻意耳定律:PV=恒量;查理定律:P/T=恒量;盖?吕萨克定律:V/T=恒量。

7. 一定质量理想气体状态方程

PV/T=恒量

说明(1)一定质量理想气体的某个状态,对应于P一V(或P-T、V-T)图上的一个点,从一个状态变化到另一个状态,相当于从图上一个点过渡到另一个点,可以有许多种不同的方法。如从状态A变化到B,可以经过的过程许多不同的过程。为推导状态方程,可结合图象选用任意两个等值过程较为方便。(2)当气体质量发生变化或互有迁移(混合)时,可采用把变质量问题转化为定质量问题,利用密度公式、气态方程分态式等方法求解。

二、重要研究方法

1、微观统计平均

热学的研究对象是由大量分子组成的.其宏观特性都是大量分子集体行为的反映。不可能同时也无必要像力学中那样根据每个物体(每个分子)的受力情况,写出运动方程。热学中的状态参量和各种现象具有统计平均的意义。因此,当大量分子处于无序运动状态或作无序排列时,所表现出来的宏观特性——如气体分子对器壁的压强、非晶体的物理属性等都显示出均匀性。当大量分子作有序排列时,必显示出不均匀性,如晶体的各自异性等。研究热学现象时,必须充分领会这种统计平均观点。

2.物理图象

气体性质部分对图象的应用既是一特点,也是一个重要的方法。利用图象常可使物理过程得到直观、形象的反映,往往使对问题的求解更为简便。对物理图象的要求,不仅是识图、用图,而且还应变图一即作图象变换。如图P-V图变换成p-T图或V-T图等。

3. 能的转化和守恒

各种不同形式的能可以互相转化,在转化过程中总量保持不变。这是自然界中的一条重要规律。也是指导我们分析研究各种物理现象时的一种极为重要的思想方法。在本讲中各部分都有广泛的渗透,应牢固把握。

三、基本解题思路

热学部分的习题主要集中在热功转换和气体性质两部分,基本解题思路可概括为四句话:1.选取研究对象.它可以是由两个或几个物体组成的系统或全部气体和某一部分气体。(状态变化时质量必须一定。)

2.确定状态参量. 对功热转换问题,即找出相互作用前后的状态量,对气体即找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式。

3、认识变化过程. 除题设条件已指明外,常需通过究对象跟周围环境的相互关系中确定。4.列出相关方程.

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光学辅导

光学包括两大部分内容:几何光学和物理光学.几何光学(又称光线光学)是以光的直线传播性质为基础,研究光在煤质中的传播规律及其应用的学科;物理光学是研究光的本性、光和物质的相互作用规律的学科.

一、重要概念和规律

(一)、几何光学基本概念和规律

1、基本规律

光源发光的物体.分两大类:点光源和扩展光源.点光源是一种理想模型,扩展光源可看成无数点光源的集合.光线——表示光传播方向的几何线.光束通过一定面积的一束光线.它是温过一定截面光线的集合.光速——光传播的速度。光在真空中速度最大。恒为

C=3×108m/s。丹麦天文学家罗默第一次利用天体间的大距离测出了光速。法国人裴索第一次在地面上用旋转齿轮法测出了光这。实像——光源发出的光线经光学器件后,由实际光线形成的.虚像——光源发出的光线经光学器件后,由发实际光线的延长线形成的。本影——光直线传播时,物体后完全照射不到光的暗区.半影——光直线传播时,物体后有部分光可以照射到的半明半暗区域.

2.基本规律

(1)光的直线传播规律先在同一种均匀介质中沿直线传播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直线传播的例证。

(2)光的独立传播规律光在传播时虽屡屡相交,但互不扰乱,保持各自的规律继续传播。(3)光的反射定律反射线、人射线、法线共面;反射线与人射线分布于法线两侧;反射角等于入射角。

(4)光的折射定律折射线、人射线、法织共面,折射线和入射线分居法线两侧;对确定的两种介质,入射

角(i)的正弦和折射角(r)的正弦之比是一个常数.介质的折射串 n=sini/sinr=c/v。全反射条件①光从光密介质射向光疏介质;②入射角大于临界角A,sinA=1/n。

(5)光路可逆原理光线逆着反射线或折射线方向入射,将沿着原来的入射线方向反射或折射.

3.常用光学器件及其光学特性

(1)平面镜点光源发出的同心发散光束,经平面镜反射后,得到的也是同心发散光束.能在镜后形成等大的、正立的虚出,像与物对镜面对称。

(2)球面镜凹面镜有会聚光的作用,凸面镜有发散光的作用.

(3)棱镜光密煤质的棱镜放在光疏煤质的环境中,入射到棱镜侧面的光经棱镜后向底面偏折。隔着棱镜看到物体的像向项角偏移。棱镜的色散作用复色光通过三棱镜被分解成单色光的现象。

(4)透镜在光疏介质的环境中放置有光密介质的透镜时,凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用.透镜成像作图利用三条特殊光线。成像规律1/u+1/v=1/f。线放大率m=像长/物长=|v|/u。说明①成像公式的符号法则——凸透镜焦距f取正,凹透镜焦距f 取负;实像像距v取正,虚像像距v取负。②线放大率与焦距和物距有关.

(5)平行透明板光线经平行透明板时发生平行移动(侧移).侧移的大小与入射角、透明板厚度、折射率有关。

4.简单光学仪器的成像原理和眼睛

(1)放大镜是凸透镜成像在。u

3)幻灯机是凸透镜成像在 f<u<2f时的应用。得到的是倒立放大的实像.

(4)显微镜由短焦距的凸透镜作物镜,长焦距的透镜作目镜所组成。物体位于物镜焦点外很靠近焦点处,经物镜成实像于目镜焦点内很靠近焦点处。再经物镜在同侧形成一放大虚像(通常位于明视距离处)。

(5)望远镜由长焦距的凸透镜作物镜,辕焦距的〕透镜作目镜所组成。极远处至物镜的光可看成平行光,经物镜成中间像(倒立、缩小、实像)于物镜焦点外很靠近焦点处,恰位于目镜焦点内,再经目镜成虚像于极远处(或明视距离处)。

(6)眼睛等效于一变焦距照相机,正常人明视距约25厘米。明视距离小子25厘米的近视眼患者需配戴凹透镜做镜片的眼镜;明视距离大于25厘米的远视25者需配戴凸透镜做镜片的眼镜。

(二)物理光学——人类对光本性的认识发展过程

(1)微粒说(牛顿)基本观点认为光像一群弹性小球的微粒。实验基础光的直线传播、光的反射现象。困难问题无法解释两种媒质界面同时发生的反射、折射现象以及光的独立传播规律等。

(2)波动说(惠更斯)基本观点认为光是某种振动激起的波(机械波)。实验基础光的干涉和衍射现象。

①个的干涉现象——杨氏双缝干涉实验

条件两束光频率相同、相差恒定。装置(略)。现象出现中央明条,两边等距分布的明暗相间条纹。解释屏上某处到双孔(双缝)的路程差是波长的整数倍(半个波长的偶数倍)时,两波同相叠加,振动加强,产生明条;两波反相叠加,振动相消,产生暗条。应用检查平面、测量厚度、增强光学镜头透射光强度(增透膜).

②光的衍射现象——单缝衍射(或圆孔衍射)

条件缝宽(或孔径)可与波长相比拟。装置(略)。现象出现中央最亮最宽的明条,两边不等距发表的明暗条纹(或明暗乡间的圆环)。困难问题难以解释光的直进、寻找不到传播介质。

(3)电磁说(麦克斯韦)基本观点认为光是一种电磁波。实验基础赫兹实验(证明电磁波具有跟光同样的性质和波速)。各种电磁波的产生机理无线电波自由电子的运动;红外线、可见光、紫外线原子外层电子受激发;x射线原子内层电子受激发;γ射线原子核受激发。可见光的光谱发射光谱——连续光谱、明线光谱;吸收光谱(特征光谱。困难问题无法解释光电效应现象。

(4)光子说(爱因斯坦)基本观点认为光由一份一份不连续的光子组成每份光子的能量E=hν。实验基础光电效应现象。装置(略)。现象①入射光照到光电子发射几乎是瞬时的;②入射光频率必须大于光阴极金属的极限频率ν。;

③当ν>v。时,光电流强度与入射光强度成正比;④光电子的最大初动能与入射光强无关,只随着人射光灯中的增大而增大。解释①光子能量可以被电子全部吸收.不需能量积累过程;②表面电子克服金属原子核引力逸出至少需做功(逸出功)hν。;③入射光强。单位时间内入射光子多,产生光电子多;④入射光子能量只与其频率有关,入射至金属表,除用于逸出功外。其余转化为光电子初动能。困难问题无法解释光的波动性。

(5)光的波粒二象性基本观点认为光是一种具有电磁本性的物质,既有波动性。又有粒子性。大量光子的运动规律显示波动性,个别光子的行为显示粒子性。实验基础微弱光线的干涉,X射线衍射.

二、重要研究方法

1.作图锋几何光学离不开光路图。利用作图法可以直观地反映光线的传播,方便地确定像的位置、大小、倒正、虚实以及成像区域或观察范围等.把它与公式法结合起来,可以互相补充、互相验证。

2.光路追踪法用作图法研究光的传播和成像问题时,抓住物点上发出的某条光线为研究对象。不断追踪下去的方法.尤其适合于研究组合光具成多重保的情况。

3.光路可逆法在几何光学中,一所有的光路都是可逆的,利用光路可逆原理在作图和计算上往在都会带来方便。

实验辅导

物理学是一门以实验为基础的科学。近年来对学生物理知识的各种全面测试中(如高考等)也非常重视对学生实验能力的考查。因此,物理实验的复习是整个总复习中不可缺少的一个重要组成部分.

一、实验的基本类型和要求

中学物理学生实验大体可以分为四范其要求如下:

1.基本仪器的使用除了初中已接触过的常用仪器(如天平秤、弹簧秤、压强计、气压计、温度计、安培计、伏特计等)外.高中又学习了打点计时器、螺旋测微器、游标卡尺、万用电表等,要求了解仪器的基本结构,熟悉各主要部件的名称,懂得工作(测量)原理,掌握合理的操作方法,会正确读数,明确使用注意事项等.

2.基本物理量的测量初中物理中巴学过长度、时间、质量、力、温度、电流强度、电压等物理量的测量,高中物理进一步学习了对微小长度和极短时间、加速度(包括g)、速度、电阻和电阻率、电动势、折射率、焦距等物理量的测量。要求明确被测物理量的含义,懂得具体的测量原理。掌握正确的实验方法(包括了解实验仪器、器材的规格性能、会安装和调试实验装置、能选择合理的实验步骤,正确进行数据测量以及能分析和排除实验中出现的常见故障等),妥善处理实验数据并得出结果。

3.验证物理规律计有验证共点力合成的平行四边形定则、有固定转动轴物体的平衡条件、牛顿第二定律、机械能守恒定律、玻意耳定律等。其要求与物理量的测量相同,着重注意分析实验误差,并能有效地采取相应措施尽量减少实验误差,提高准确度。

4.观察、研究物理现象,组装仪器如研究平抛运动、弹性碰撞、描绘等势线、研究电磁感应现象、变压器的作用、观察光的衍射现象。把电流计改装为伏特计等.其中,对观察型实验,只要求会正确使用仪器,显示出(或观察到)物理现象,并通过直觉的观察定性了解影响该现象的有关因素。对研究型实验(包括组装仪器),要求不仅能使用仪器,掌握正确的实验研究方法,把有关现象的物理内客反映出来;或把有关参数测量出来,还能够通过具体的测量作进一步的定量研一究或实验设计。

二、实验的设计思想

在中学物理实验中涉及的主要设计思想为:

1.垒积放大法把某些物理量(有时往在是难以直接测量的测量的微小量)累积后测量,或把它们放大后显示出来的一种方法。如通过若干次全振动的时间测出单摆的振动周期;把员杨螺杆的微小进退.通过周长较大的可动到度盘显示出来(螺旋测微器)等。

2.平衡法根据物理系统内普遍存在的对立的、矛盾的双方使系统偏离平衡的物理因素,列出对应的平衡方程式,从而找出影响平衡的一种方法如用天平测质量、验证有固定转动因乎衔条件、验证玻意耳定律等。

3.控制法在多因素的物理现象中,可以先控制某些量不变,依次研究某一个因素对现象产生影响的一种方法。如牛顿第二定律实验。可以先保持质量一定,研究加速度与力的关系等。

4. 转换法用某些容易直接测量,(或显示)的量(或现象)代替不容易直接测(或显示)的量(或现象)。或者根据研究对象在一定条件下可以有相同的效果作间接的观察、测量。如把流逝的时间转换成振针周期性的振动;把对电流、电压、电阻的测量转换成对指针偏角的测量;用从等高处抛出的两球的水平位移代替它们的速度等。

5. 留迹法把瞬息即逝的(位置、轨迹、图象等)记录下来的一种方法。如通过纸带上打出的小点记录小车的位置Z用描述法画出平抛物体的运动轨迹;用示波器显示变化的波形等。

三、实验验数据处理

数据处理是对原始实验记录的科学加工。通过数据处理,往往可以从一堆表面上难以觉察的、似乎毫无联系的数据中找出内在的规律,在中学物现中只要求掌握数据处理的最简单的

方法.

1.列表法把被测物理量分类列表表示出来。通常需说明记录表的要求(或称为标题)、主要内容等。表中对各物理量的排列月惯上先原始记录数据,后计算果。列表法可大体反映某些因素对结果的影响效果或变化趋势,常用作其他数据处理方法的一种辅助手段。

2.算术平均值法把待测物理量的若干次测且值相加后除以测量次数。必须注意,求取算术平均值时,应按原测量仪器的准确度决定保留有效数字的位数。通常可先计算比直接测量值多一位,然后再四会五入。

3.图象法把实验测得的量按自变量和应变量的函数关系在坐标平面上用图象直观地显示出来.根据实验数据在坐标纸上画出图象时。最基本的要求是:

(1)两坐标轴要选取恰当的分度

(2)要有足够多的描点数目

(3)画出的图象应尽是穿过较多的描点在图象呈曲线的情况下,可先根据大多数描点的分布位置(个别特殊位置的奇异点可舍去),画出穿过尽可能多的点的草图,然后连成光滑的曲线,避免画成拆线形状。

四、实验误差分析

测量值与待测量真实值之差,称为测量误差。主要来源于仪器(如性能和结构的不完善)、环境(如温度、湿度、外磁场的影响等)、实验方法(如实验方法粗糙、实验理论不完善等)、人为因素(如观测者个人的生理、心理习惯、不同观察者的反应快慢不一等)四方面。在中学物理中只要求定性分析实验误差的主要原因,了解绝对误差和相对误差的概念

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