、冲量和动量(物体的力和动量的变化)
1、动量:p=mv {p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向与速度方向相同}
3、冲量:I=Ft {I:冲量(N·s),F:恒力(N),t:力作用时间(s),方向由F决定}
4、动量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是一个向量表达式}
5、动量守恒定律:p前之和=p后之和或p=p'´,也可以是m1v1+m2v2=m1v1´+m2v2´
6、弹性碰撞:Δp=0; ΔEk=0{即系统动量和动能均守恒}
7、非弹性碰撞Δp=0; 00
(6)物体的内能是指物体所有分子动能和分子势能的总和。 对于理想气体,分子间力为零,分子势能为零;
(7) r0为分子处于平衡状态时分子间的距离;
(8)其他相关内容:能量转换与常数定律【见卷2 P41】/能源开发利用、环境保护【见卷2 P47】/物体内能、分子动能、分子势能【见卷2 P47】/物体内能、分子动能、分子势能【见卷2 P47】第 2 卷 P47] 第 2 卷 P47]。
9. 气体的性质
1、气体状态参数:
温度:宏观上指物体的冷热程度; 从微观上讲,它是物体内分子不规则运动强度的标志。
热力学温度与摄氏温度的关系:T=t+273 {T:热力学温度(K),t:摄氏温度(℃)}
体积V:气体分子所能占据的空间,单位换算:1m3=103L=106mL
压力p:单位面积上,大量气体分子频繁撞击容器壁,产生连续均匀的压力。 标准大气压:1atm=1.013×105Pa=(1Pa=1N/m2)
2、气体分子运动特点:分子间间隙大; 除碰撞瞬间外,相互作用力较弱; 高分子运动速率
3、理想气体的状态方程:p1V1/T1=p2V2/T2 {PV/T=常数,T为热力学温度(K)}
笔记:
(1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,而与温度和物质的量有关;
(2)式3成立的条件是一定质量的理想气体。 使用公式时要注意温度的单位。 t 是以摄氏度 (℃) 为单位的温度,T 是热力学温度 (K)。
10.电场
1、两种电荷,电荷守恒定律,元素电荷:(e=1.60×10-19C); 带电体的电荷量等于元素电荷的整数倍
2、库仑定律:F=kQ1Q2/r2(真空中){F:点电荷之间的力(N),k:静电力常数k=9.0×109N·m2/C2,Q1、Q2:两个点电荷的电荷(C)、r:两点电荷之间的距离(m),方向在它们的连接线上,作用力和反作用力,同种电荷互相排斥,不同种电荷互相吸引}
3、电场强度:E=F/q(定义公式、计算公式){E:电场强度(N/C),是一个矢量(电场叠加原理),q:测试量电荷(C)}
4、真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的量}
5、均匀电场的场强E=UAB/d{UAB:两点AB之间的电压(V),d:两点AB在场强方向上的距离(m)}
6、电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受电场力作用的电荷所带电量(C),E:电场强度(N/C)}
7、电位及电位差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8. 电场力所做的功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体从A到B(J)时电场力所做的功,q:电荷量(C),UAB:两点之间电场中A、B的电势差(V)(电场力所做的功与路径无关),E:均匀电场强度高中物理压强公式,d:沿场强方向两点之间的距离(米)}
9、电势能:EA=qφA {EA:A点带电体的电势能(J),q:电(C),φA:A点电势(V)}
10、电势能的变化ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置移动到B位置时的电势能之差}
11、电场力所做的功与电势能的变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力所做的功的负值)
12、电容C=Q/U(定义公式、计算公式){C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板之间的电位差)(V)}
13、平行板电容器的电容量C=εS/4πkd(S:两极板所面对的面积,d:两极板之间的垂直距离,ω:介电常数)
常见电容器【见第2卷P111】
14、带电粒子在电场中的加速度(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2
15、带电粒子沿垂直于电场的方向以速度Vo进入均匀电场时的偏转(不考虑重力的影响)
准平面垂直电场方向:匀速直线运动L = Vot(异种电荷相等的平行板中:E = U/d)
平行于电场方向的投掷运动:初速度为零的匀加速直线运动 d=at2/2,a=F/m=qE/m
笔记:
(1)当两个相同的带电金属球接触时,电荷分布规则:不同种类电荷的原电荷先被中和后平分,同种电荷的原电荷总量除以一样;
(2) 电场线始于正电荷高中物理压强公式,终于负电荷。 电场线不相交。 切线方向是场强方向。 电场线密集的地方,场强。 电势沿着电场线变得越来越低。 电场线垂直于等势线。 ;
(3)需要记忆常见电场的电场线分布【见图【第2卷P98】】;
(4) 电场强度(矢量)和电势(标量)均由电场本身决定,而电场力和电势能还与带电体所带电量和正电荷有关和负电荷;
(5) 处于静电平衡状态的导体是等位体,其表面也是等位面。 导体外表面附近的电场线垂直于导体表面。 导体内部的总场强为零。 导体内部不存在净电荷,净电荷仅分布在导体内。 外表面;
(6)电容单位换算:1F=106μF=;
(7) 电子伏特(eV)是能量单位,1eV=1.60×10-19J;
(8)其他相关内容:静电屏蔽【见第2卷P101】/示波器管、示波器及其应用【见第2卷P114】等电位面【见第2卷P105】。
11.恒流
1、电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在t时间内通过导体横截面的电荷(C),t:时间(s)}
2、欧姆定律:I=U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体电阻(Ω)}
3、电阻与电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω·m),L:导体长度(m),S:导体横截面积(m2)}
4、闭路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR,也可以是E=U内+U外
{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外部电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}
5、电功和电功率:W=UIt,P=UIW:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率( W) }
6、焦耳定律:Q = I2Rt {Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}
7. 在纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,所以W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8、电源总功率率、电源输出功率、电源效率:=IE,Pout=IU,eta=Pout/{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V)、U:电路端电压 (V)、η:电源效率}
9、电路串并联:串联电路(P、U、R成正比) 并联电路(P、I、R成反比)
电阻关系(串联、并联、反向) R串联=R1+R2+R3+ 1/R并联=1/R1+1/R2+1/R3+
电流关系 I总计=I1=I2=I3 I且=I1+I2+I3+
电压关系 U 总 = U1 + U2 + U3 + U 总 = U1 = U2 = U3
功率分布 P 总计 = P1 + P2 + P3 + P 总计 = P1 + P2 + P3 +
10.欧姆表测量电阻
(1) 电路构成 (2) 测量原理
将两表笔短路后,调节Ro,使表指针完全偏压。
Ig=E/(r+Rg+Ro)
接上被测电阻Rx后,流过仪表的电流为
Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix对应于Rx,因此可以表示被测电阻的大小。
(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意档位(放大倍数)}、关闭档位。
(4)注意:测量电阻时,应断开原电路,选择量程使指针靠近中心,每次换档时将欧姆短路至零。
11.伏安法测量电阻
电流表内部连接方法:
电压表示数:U=UR+UA
外接电流表连接方法:
当前表达数:I=IR+IV
Rx的测量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R true
Rx的测量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R) 选择电路条件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2]
选择电路条件 RxRx
电压调节范围大、电路复杂、功耗大
方便调节电压的选择条件 Rp 注1) 单位换算:1A=103mA=106μA; 1kV=103V=106mA; 1MΩ=103kΩ=106Ω
(2)各种材料的电阻率随温度变化,金属的电阻率随温度增大;
(3)串联总电阻大于任一分电阻,并联总电阻小于任一分电阻;
(4)当电源有内阻,外电路电阻增大时,总电流减小,电路端电压增大;
(5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为E2/(2r);
(6)其他相关内容:电阻率与温度的关系、半导体及其应用、超导及其应用【见第二卷P127】。
12. 磁场
1、磁感应强度是用来表示磁场强度和方向的物理量。 是一个向量,单位为T),1T=1N/A·m
2、安培力F=BIL; (注:L⊥B) {B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}
3、洛伦兹力f=qVB(注V⊥B); 质谱仪【参见第2卷P155】 {f:洛伦兹力(N),q:带电粒子的电荷(C),V:带电粒子的速度(m/s)}
4、忽略重力时(不考虑重力),带电粒子进入磁场的运动(掌握两种):
(1)带电粒子沿与磁场平行的方向进入磁场:不受洛伦兹力的影响,以匀速直线运动V=V0
(2) 带电粒子沿垂直于磁场的方向进入磁场:做匀速圆周运动,规则如下 a) F 方向 = f = mV2/r = mω2r = mr (2π/T)2 = qVB; r = mV /qB; T=2πm/qB; (b) 运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛伦兹力对带电粒子不做功(任何情况下); (c)解题关键:画出轨迹,求圆心,确定半径、圆心角(=二次切线角)。
笔记:
(1)安培力和洛伦兹力的方向可以用左手定则确定,但洛伦兹力需要注意带电粒子的正负;
(2)必须掌握常见磁场的磁力线特征和磁力线分布【见图及第2卷P144】; (3)其他相关内容:地磁场/磁电计原理【见卷2 P150】/回旋加速器【见卷2 P156】/磁性材料
13. 电磁感应
1.【感应电动势大小的计算公式】
1)E=nΔΦ/Δt(通用公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量变化率}
2)E=BLV垂直(切割磁力线移动){L:有效长度(m)}
3)Em=nBSω(发电机最大感应电动势){Em:感应电动势峰值}
4)E=BL2ω/2(导体一端固定,以ω旋转进行切割){ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2. 磁通量 Φ = BS {Φ:磁通量(Wb),B:均匀磁场的磁感应强度(T),S:面对面积(m2)}
3、感应电动势的正负极可以通过感应电流的方向来判断{电源内部电流的方向:从负极流向正极}
*4. 自感电动势=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯大),ΔI:变化电流,Δt:时间取,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化速度)}
注:(1)感应电流的方向可由楞次定律或右手定则确定。 楞次定律应用要点[见第2卷P173]; (2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化; (3)单位换算:1H=103mH=106μH。 (4)其他相关内容:自感应【见第2卷P178】/荧光灯【见第2卷P180】。
14、交流电(正弦交流电)
1、电压瞬时值e=Emsinωt,电流瞬时值i=Imsinωt; (ω=2πf)
2、电动势峰值 Em=nBSω=2BLv 电流峰值(纯电阻电路中) Im=Em/
3、正弦(余)弦交流电有效值:E=Em/(2)1/2; U=Um/(2)1/2; I=Im/(2)1/2
4、理想变压器原、副线圈电压、电流、功率的关系
U1/U2=n1/n2; I1/I2=n2/n2; P 输入 = P 输出
5、在长距离输电中,采用高压来传输电能,可以减少输电线路上电能的损耗。 损失=(P/U)2R; (P损失:输电线路上损失的功率,P:传输电能的总功率。,U:输电电压,R:输电线路电阻)【见卷2 P198】;
6、式1、2、3、4中的物理量及单位: ω:角频率(rad/s); t:时间(秒); n:线圈匝数; B:磁感应强度(T);
S:线圈面积(m2); U输出)电压(V); I:电流强度(A); P:功率(W)。
笔记:
(1)交流电的变化频率与发电机中线圈的旋转频率相同,即:ω电=ω线,f电=f线;
(2)发电机中,线圈的磁通在中性面处最大,感应电动势为零,通过中性面的电流方向发生变化;
(3) 有效值是根据电流的热效应定义的。 AC值如无特殊说明均指有效值;
(4) 当理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定,输入功率等于输出功率。 当负载消耗的功率增加时,输入功率也增加,即P out 决定P into;
(5)其他相关内容:正弦交流电图像【见第2卷P190】/电阻、电感、电容对交流电的影响【见第2卷P193】。
15.电磁振荡与电磁波
1.LC振荡电路T=2π(LC)1/2; f=1/T {f:频率(Hz),T:周期(s),L:电感(H),C:电容(F)}
2、电磁波在真空中传播的速度c=3.00×108m/s,λ=c/f {λ:电磁波的波长(m),f:电磁波的频率}
笔记:
(1) LC振荡过程中,当电容功率最大时,振荡电流为零; 当电容器功率为零时,振荡电流最大;
(2)麦克斯韦电磁场理论:改变电(磁)场产生磁(电)场;
(3)其他相关内容:电磁场[见第2卷P215]/电磁波[见第2卷P216]/无线电波的发射与接收[见第2卷P219]/电视雷达[见第2卷P220] 。
16.光的反射和折射(几何光学)
1、反射定律 α=i {α; 反射角,i:入射角}
2、绝对折射率(光从真空到介质)n=c/v=sin/sin{光的色散,可见光中红光的折射率较小,n:折射率,c:真空中的光速, v: 介质中的光速, : 入射角, : 折射角}
3、全反射: 1)光从介质进入真空或空气时发生全反射的临界角C:sinC=1/n
2)全反射的条件:光密介质进入光稀疏介质; 入射角等于或大于临界角
笔记:
(1)平面镜反射成像规则:形成等大小的正立虚像,像与物体沿平面镜对称;
(2)三棱镜折射成像定律:形成虚像,出射光向底边偏转,像的位置向顶角偏移;
(3)光纤是光全反射的实际应用【见卷3 P12】,放大镜是凸透镜,近视眼镜是凹透镜;
(4)熟记各种光学仪器的成像规律,利用反射(折射)规律和光路可逆性制作光路图,这是解决问题的关键;
(5)白光通过棱镜的色散规律:紫光靠近底边出射,见[卷3 P16]。
17、光的本质(光同时具有粒子性和波性,称为光的波粒二象性)
1.两种理论:粒子论(牛顿)和波动论(惠更斯)【见第3卷P23】
2、双缝干涉:中间有亮条纹; 亮条位置:=nλ; 暗条纹位置:=(2n+1)λ/2(n=0,1,2,3,,,,); 条带间距{:距离差(光程差); λ:光的波长; λ/2:光的半波长; d 两条狭缝之间的距离; l:挡板与屏幕之间的距离}
3、光的颜色是由光的频率决定的。 光的频率由光源决定,与介质无关。 光的传播速度与介质有关。 光的颜色从低频到高频依次为:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(助记:紫色光频率高、波长小)
4、薄膜干涉:减反射膜的厚度为膜中绿光波长的1/4,即减反射膜的厚度d=λ/4【见第3卷P25】
5、光的衍射:光在没有障碍的均匀介质中沿直线传播。 当障碍物的尺寸远大于光的波长时,光的衍射现象不明显,可以认为是沿直线传播,反之亦然。 ,不能认为光沿直线传播[见卷3 P27]
6、光的偏振:光的偏振现象表明光是横波【见卷3 P32】
7、光的电磁理论:光的本质是电磁波。 电磁波谱(波长从大到小排列):无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、伽马射线。 红外线、紫外线和X射线伦琴射线的发现、特点、产生机制和实际应用[见第3卷P29]
8.光子理论,光子的能量为 E = hν {h: 普朗克常数 = 6.63×10-34J.s, ν: 光的频率}
9、爱因斯坦光电效应方程:mVm2/2=hν-W {mVm2/2:光电子初始动能,hν:光子能量,W:金属功函数}
笔记:
(1)能够区分光干涉和衍射的原理、条件、规律和应用,如双缝干涉、薄膜干涉、单缝衍射、圆孔衍射、圆屏衍射等;
(2)其他相关内容:光本质理论发展史/泊松亮点/发射光谱/吸收光谱/光谱分析/原子特征谱线【见卷3 P50】/光电效应光子定律理论[见第3卷P41]/光电管及其应用/光的波粒二象性[见第3卷P45]/激光[见第3卷P35]/物质波[见第3卷P51]。
18. 原子和原子核
1、α粒子散射测试结果 a) 大部分α粒子不发生偏转; (b) 少数α粒子发生大角度偏转; (c) 极少数α粒子发生大角度偏转(甚至反弹)
2.原子核的大小:10-15~10-14m,原子的半径约为10-10m(原子的核结构)
3.光子的发射和吸收:当原子进行稳态跃迁时,会辐射(或吸收)一定频率的光子:hν = E 初始 - E 结束 {能级跃迁}
4、原子核的组成:质子和中子(统称为核子),{A=质量数=质子数+中子数,Z=电荷数=质子数=原子核外电子数=原子编号【见卷3 P63】}
5、自然辐射现象:α射线(α粒子是氦核)、β射线(高速电子流)、γ射线(波长极短的电磁波)、α衰变和β衰变、半衰期(一半以上)原子核衰变所需的时间)。 伽马射线与α射线和β射线一起产生[参见第3卷P64]
6、爱因斯坦质能方程:E=mc2{E:能量(J),m:质量(Kg),c:真空中光速}
7、核能的计算 ΔE = Δmc2 {当Δm以kg表示时,ΔE的单位为J; 当Δm以原子质量单位u表示时,计算出的ΔE单位为uc2; 1uc2 = 931.5 MeV}【参见卷3 P72】。
笔记:
(1)要求掌握常用核反应方程(重核裂变、轻核聚变等核反应方程);
(2)记忆常见粒子的质量数和电荷数;
(3)基于实验事实的质量数和电荷数守恒是正确书写核反应方程的关键;
(4)其他相关内容:氢原子的能级结构[见第3卷P49]/氢原子电子云[见第3卷P53]/放射性同位素及其应用、放射性污染与防护[见第3卷P69]/重核裂变、链式反应、链式反应条件、核反应堆【见第3卷P73】/轻核聚变、可控热核反应【见第3卷P77】/人类对物质结构的认识。 (