K:比例系数
X:负号表示位移
F 和 X 总是相反的。
2. 单摆周期T = 2π (L/g) 1/2
L:摆长(m)
g:当地重力加速度值
成立条件:摆动角度θ
3.受迫振动频率特性:f=f驱动力
4.共振条件:f驱动力=f固体共振的预防与应用A140
5.波速公式V=S/t=λf=λ/T 波在传播过程中,一个周期向前传播一个波长。
6.声波的速度(在空气中)
0℃:332m/s 20℃:344m/s 30℃:349m/s(声波为纵波)
7、波发生明显衍射的条件:障碍物或孔洞的尺寸小于波长,或相差不大。
8.波干涉条件:两波具有相同的频率*(相位差一定、振幅相近、振动方向相同)
笔记:
(1)物体的固有频率与驱动力的振幅和频率无关。
(2)波峰与波谷的交汇处为加强区,波峰与波谷的交汇处为弱化区。
(3)波只传播振动,介质本身不随波迁移。它是一种传递能量的方式。
(4)干涉和衍射是波所特有的。
(5)振动图像与波图像。
6.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)
2.方向与速度方向相同
3. 冲量I = Ft I:冲量(NキS) F:恒定力(N) t:力作用时间(S)方向由F决定
4.动量定理I = ΔP或Ft = mVt - mVoΔP:动量变化ΔP = mVt - mVo是矢量公式
5.动量守恒定律 总和前P=总和后P P=P m1V1+m2V2= m1V1+ m2V2
6.弹性碰撞ΔP=0;ΔEK=0(即系统动量、动能守恒)
7、非弹性碰撞ΔP=0;引力=f斥力≈0F分子力≈0E分子势能≈0
5.热力学第一定律W+Q=ΔE(做功与传热是改变物体内能的两种方式,作用是等价的)W:外界对物体所作的正功(J)Q:物体所吸收的热量(J)ΔE:增加的内能(J)
笔记:
(1)布朗粒子不是分子,布朗粒子越小,布朗运动越明显,温度越高,布朗运动越剧烈。
(2)温度是分子平均动能的标志。
(3)分子间吸引力和排斥力同时存在,且随分子间距离的增加而减小,但排斥力减小的速度比吸引力快。
(4)当分子力做正功时,分子势能减小网校头条,在r0处,F引力=F斥力,分子势能最小。
(5)气体膨胀,外界环境对气体做负功W。
(6)物体的内能是指物体内所有分子的动能与势能之和。理想气体的分子间作用力为零,分子势能为零。
(7)能量的转换及常数与常数定律,以及能量的开发与利用,可参见教科书A195。 (8)r0为分子处于平衡状态时,分子间距离。
9. 气体的性质
1.标准大气压1atm=1.=(1Pa=1N/m2)
2.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(℃)
3.波义尔定律(等温变化)P1V1==常数P:气体压力V:气体体积
4.查理定律(等容变化) Pt=Po(1+t/273) Po:0℃时气体的压强 P1/T1=P2/T2
5.盖-吕萨克定律(等压变化) Vt=Vo(1+t/273) VO:0°C时气体的体积 V1/V2=T1/T2
6.理想气体的状态方程为P1V1/T1=P2V2/T2 PV/T=常数T为热力学温度(K)
7.*克拉珀龙方程PV=MRT/μ R=8.31J/molキKM:气体质量μ:气体摩尔质量
笔记:
(1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,而与温度、物质的量有关。
(2)公式3、4、5、6成立的条件均为一定质量的理想气体。使用公式时要注意温度的单位,t为摄氏度(℃),T为热力学温度(K)。
(3)必须熟练掌握P--V图、P--T图、V--T图。
10.电场
1. 两种电荷、电荷守恒定律、元电荷(e=1.60×10-19C)
2.库仑定律F = KQ1Q2/r2(在真空中)
*F=KQ1Q2/εr2(介质中)
F:点电荷之间的力(N)
K:静电力常数K=9.0×109N·m2/C2
Q1,Q2:两点电荷量(C)
ε:介电常数
r: 两个负载点之间的距离(m)
方向就在连接它们的线上,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
3.电场强度E=F/q(定义、计算公式)
E:电场强度(N/C)
q:测试电荷(C)的电荷是一个矢量
4.真空点电荷形成的电场为E=KQ/r2
r:点电荷到该位置的距离(m)
问:点电荷的电场
5. 电力 F = qE
F:电场力(N)
q:受电场影响的电荷量(C)
E:电场强度(N/C)
6. 电位与电位差 UA = εA/q UAB = UA-UB UAB = WAB/q = -ΔεAB/q
7. 电场力所作的功WAB=qUAB
WAB:带电体从A移动到B时电场所作的功(J) q:电荷量(C)
UAB:电场中A、B两点间的电位差(V)(电场力所作的功与路径无关)
8. 势能εA=qUAεA:A点带电体的势能(J) q:电荷(C) UA:A点的电势(V)
9.电势能变化量ΔεAB=εB-εA(带电体在电场中从A位置移动到B位置时,电势能的差值)
10.电场力所作的功与电势能的变化ΔεAB = -WAB = -qUAB(电势能的增加量等于电场力所作功的负值)
11、电容C=Q/U(定义、计算公式)C:电容(F)Q:电荷(C)U:电压(两极板间的电位差)(V)
12.均匀电场的场强为E=UAB/d
UAB:点 AB 之间的电压(V)
d: 场强方向上AB两点之间的距离(m)
13. 电场中带电粒子的加速度(Vo=0) W=ΔEK qu=mVt2/2 Vt=(2qU/m)1/2
14、带电粒子以速度Vo进入均匀电场时,沿垂直于电场的方向(不考虑重力作用)的偏转类似于抛射运动。
垂直于电荷方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行板中:E=U/d)
平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2 a=F/m=qE/m
15.*平行板电容器的电容C=εS/4πKd S:两块板相对的面积 d:两块板之间的垂直距离
笔记:
(1)当两个相同的带电金属球接触时,电荷分配的规律是:原来相反类型的电荷先被中和然后均分,原来相同类型的电荷总量被均分。
(2)电场线始自正电荷,终至负电荷。电场线不相交。切线方向即为场强方向。电场线密集处场强大。沿电场线方向电位越来越低。电场线垂直于等势线。
(3)常见电场的电场线分布必须熟记(见图,[教科书B7,C178])。
(4)电场强度(矢量)和电势(标量)均由电场本身决定高中物理的位移比例公式,而电场力和电势能还与带电体所带电荷的数量及正负电荷有关。
(5)静电平衡时,导体为等势体,其表面为等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部总场强为零,导体内部无净电荷,净电荷只分布在导体外表面上。
(6)电容单位换算1F=106μF=
(7)电子伏特(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J。
(8)了解静电的产生、防止和应用。
11. 恒流
1. 电流强度I = q/t
I:电流强度(A)
q:时间 t 内通过导体横截面积的电量
(C)t:时间(S)
2.部分电路欧姆定律I=U/R
I:导体电流强度(A)
U:导体两端的电压(V)
R:导体电阻(Ω)
3. 阻力定律R=ρL/S
ρ:电阻率(Ω·m)
L: 导体长度(m)
S:导体截面积(m2)
4. 闭合电路欧姆定律 I = ε/(r + R) ε = Ir + IR ε = +
I:电路中的总电流(A)
ε:电源电动势(V)
R:外部电路电阻(Ω)
r:电源内阻(Ω)
5.电功与电功率W=UIt P=UI
W:电气工程(J)
U:电压(V)
I:电流(A)
t:时间(S)
P:电力(W)
6.焦耳定律 Q = I2Rt
Q:电加热(J)
I:通过导体的电流(A)
R:导体电阻(Ω)
t:通电时间(S)
7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8.总功率因数、电源输出功率、电源效率
P总=IεP输出=IUη=P输出/P总
I:电路总电流(A) ε:电源电动势(V) U:端电压(V) η:电源效率
9. 电路的串并联 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)
电阻关系 R串联=R1+R2+R3+1/R并联=1/R1+1/R2+1/R3+
电流关系 = I1 = I2 = I3 = I1 + I2 + I3 +
电压关系 =U1+U2+U3+ =U1=U2=U3=
功率分配 = P1+P2+P3+ = P1+P2+P3+
10. 欧姆表测量电阻
(1)电路组成
(2)测量原理
将两表笔短路后,调整Ro,使表针充分偏转。
Ig=ε/(r+Rg+Ro)
接被测电阻Rx后,流过仪表的电流为
Ix=ε/(r+Rg+Ro+Rx)=ε/(R中+Rx)
由于Ix与Rx相对应,所以它可以表示被测电阻的大小。
(3)使用说明:选择量程,短路调零,测量读数,注意档位(倍率)。
(4)注意:测量电阻时,应将其与原电路断开,选择量程,使指针位于中心附近,每次换档时应短路并重新调零。
11.伏安法测量电阻
电流表内接方法: 电流表外接方法:
电压指示:U=UR+UA 电流指示:I=IR+IV
R 的测量值 = U/I = (UA+UR)/IR = RA+R> RR 的测量值 = U/I = UR/(IR+IV) = RVR/(RV+R) 电路条件 R>>RA [或 R>(RARV)1/2] 电路条件 R<
12、电路中可变电阻的限流、分压连接
稳压范围小,电路简单,功耗小。稳压范围大,电路复杂,功耗大。容易稳压的选择条件是Rp≈Ro。容易稳压的选择条件是Rp
笔记:
(1)单位换算:1A=103mA=106μA;1KV=103V=106mA;1MΩ=103KΩ=106Ω
(2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属的电阻率随温度升高而增大。
(3)总串联电阻大于任一元件电阻,总并联电阻小于任一元件电阻。
(4)当电源有内阻时,当外电路电阻增大时,总电流减小,电路端电压升高。
(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ε2/(2r)。
(6)掌握同类型蓄电池串联、并联的要求。
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,是一个矢量,单位:(T),1T=1N/Aキm
2.磁通量Φ=BSΦ:磁通量(Wb)B:均匀磁场的磁感应强度(T)S:相对面积(m2)
3、安培力F=BIL(L⊥B) B:磁场强度(T) F:安培力(F) I:电流强度(A) L:导线长度(m)
4.洛伦兹力f=qVB(V⊥B) 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)
5.忽略引力时(忽略引力),带电粒子进入磁场的运动(掌握两种)
带电粒子沿平行于磁场的方向进入磁场:它们不受洛伦兹力的影响,以速度V=Vo沿均匀直线运动
(2)带电粒子沿垂直于磁场的方向进入磁场,并按下列规则做匀速圆周运动:
(一)F= f
mV2/R=mω2R=m(2π/T)2R= 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,找圆心,确定半径。
笔记:
(1)安培力和洛伦兹力的方向都可以用左手定则确定,但洛伦兹力必须注意带电粒子的正负值。
(2)必须了解常见磁场的磁通线分布(见图表和教科书B68、B69、B70)。
13.电磁感应
1.【感应电动势大小计算公式】【公式中的物理量及单位】
1)ε=nΔΦ/Δt(通用公式)
ε:感应电动势(V)
n:感应线圈匝数
2)ε=BLV(切割磁通线运动)
ΔΦ/Δt:磁通量变化率
S:面积
3)εm=nBSω(发电机最大感应电动势)
εm:电动势峰值 L:有效长度(m)
4)ε=BL2ω/2(导体一端固定,以ω旋转切割)
ω:角速度(rad/S) V:速度(m/S)
2、根据感应电流的方向(电源内部电流的方向:从负极流向正极)可以判断感应电动势的正负极。
3、自感εself=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt L:自感系数(H),(有铁芯的线圈L比无铁芯的线圈L大)
ΔI:变化电流 ∆t:所用时间 ΔI/Δt:自感电流的变化率(变化速度)
笔记:
(1)感应电流的方向可由楞次定律或右手定则确定。楞次定律的应用要点,请参阅教材C254。
(2)自感电流始终阻碍引起自感电动势的电流的变化。 (3)单位换算1H=103mH=106μH。
14.交流电(正弦交流电)
1.瞬时电压值e=εmsinωt
瞬时电流值ί=Imsinωt(ω=2πf)
2.峰值电动势εm=nBSω
电流峰值(纯电阻电路中)Im=εm/
3.正弦(余弦)交流电的有效值ε=εm/(2)1/2U=Um/(2)1/2 I=Im/(2)1/2
4、理想变压器初级和次级线圈中的电压、电流和功率关系为U1/U2=n1/n2 I1/I2=n2/n2 Pin=Pout
5. 公式1、2、3、4中的物理量和单位
ω:角频率(rad/S)t:时间(S)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,在中性面处线圈的磁通最大,感应电动势为零,电流通过中性面时方向改变。
(3)有效值是根据电流的热效应定义的。除非另有说明,所有交流值均指有效值。
(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高中物理的位移比例公式,当负载消耗的功率增加时,输入功率也增加,即Pout决定Pin。
(5)在长距离输电中,采用高电压输送电力,可以减少输电线路中的电能损失:P´=(P/U)2R P´:输电线路中损失的功率 P:输送电力的总功率 U:输送电压 R:输电线路电阻。
(6)正弦交流电图像B111
15.电磁振荡和电磁波
1.LC振荡电路 T=2π(LC)1/2 f=1/Tf:频率(Hz) T:周期(S) L:电感(H) C:电容(F)
2.电磁波在真空中的速度为C=3.00×108m/sλ=C/fλ:电磁波的波长(m)f:电磁波的频率
笔记:
(1)LC振荡过程中,当电容电荷最大时,振荡电流为零;当电容电荷为零时,振荡电流最大。
(2)麦克斯韦电磁场理论:变化的电(磁)场产生磁(电)场。
16.光的反射和折射(几何光学)
1.反射定律α=iα;反射角i:入射角
2、绝对折射率(光由真空射到介质中)n=C/V=sini/sinγ光的色散,可见光中红光的折射率最小。
n:折射率 C:真空中的光速 V:介质中的光速 i:入射角 γ:折射角
3.透镜成像公式1/U+1/V=1/f U:物距V:像距(虚像取负值)f:焦距(凹透镜取负值)
4.像放大率m=像长/物长=|V|/UV:像距U:物距5.凸透镜成像定律B203)
5. 共轭法测量凸透镜的焦距:f=(L2-d2)/4L。条件:L>4f
f:凸透镜的焦距 L:物体与屏幕之间的距离 d:移动凸透镜的两个成像位置之间的距离
6. 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
7、凸透镜中物与像运动速度的比较:当成倒立缩小像时,物体的运动速度大于像的运动速度:>。
笔记:
(1)平面镜反射成像规律:形成大小相等、形状正立的虚像,且像与物体沿平面镜方向对称。
(2)三棱镜的折射与成像定律:形成虚像,出射光线向底边偏转,像的位置向顶角方向移动。
(3)用共轭法计算凸透镜焦距时,第一幅图像的物距即为第二幅图像的像距。
(4)凹透镜和凸镜所成的像都是缩小的虚像。
(5)光纤是光的全反射的实际应用,放大镜是凸透镜,近视眼镜是凹透镜
(6)解题的关键是记住各种光学仪器的成像规律并利用反射(折射)定律、光路的可逆性、透镜的三种特殊光线定律,画出光路图。
(7)白光通过棱镜的色散定律:紫光从底边附近出射B198
17.光的本质(光既具有粒子性,又具有波性,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)
2.双缝干涉:中间有亮条纹,亮条纹位置:d=nλ
暗条纹位置:d=(2n+1)λ/2
n=0,1,2,3,··· d:路径差(光程差) λ:光的波长 λ/2:光的半波长
3、光的颜色由其频率决定。光的频率由光源决定,与介质无关。光的颜色从低到高的顺序为:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。(助记:紫光的频率高,波长短。)
4、薄膜干涉:减反射膜的厚度为膜中绿光波长的1/4,即减反射膜厚度d=λ/4
5.电磁波谱(按波长从大到小排列):无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽马射线。
6.光子理论:一个光子的能量E=ћν ћ:普朗克常数 ν:光的频率
7.光电方程mVm2/2=ћν-W mVm2/2:光电子的初动能 ћν:光子能量 W:金属的功函数
笔记:
(1)能辨别光的干涉与衍射的原理、条件、模式及应用,如双缝干涉、薄膜干涉、单缝衍射、圆孔衍射、圆屏衍射等。
(2)了解光的电磁理论,了解光的电磁本质,红外线、紫外线、X射线的发现、特点、产生机制和实际应用。
(3)光的直线传播只是一个近似定律。
(4) 其他相关内容:光的本质理论发展史/泊松亮点/发射光谱/吸收光谱/光谱分析/原子特征光谱/光电效应定律B245/光子理论/光电管及其应用B248/光的波粒二象性/
18. 原子和原子核
1.α粒子散射测试结果:
(a) 大多数阿尔法粒子不会偏转。
(b)少数 α 粒子以较大角度偏转。
(C) 极少数的阿尔法粒子以大角度偏转(甚至反弹)。
2、原子核的大小为10-15---10-14m,原子的半径约为10-10m(原子的核结构)
3.玻尔的原子模型:
(a)能态量子化:En = E1/n2
(b)轨道半径量化:Rrn=n2·R1
(C) 当原子经历定态跃迁时,它会辐射(或吸收)一定频率的光子:ћν=-(能级跃迁)。
4. 天然放射性现象:α射线(α粒子是氦原子核)、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(半数以上原子核衰变所需的时间)。γ射线与α射线和β射线同时产生。
5、质子的发现:卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的实验,揭示了质子其实是氢原子核。
6. 中子的发现:查德威克用α粒子轰击铍时,得到了中子射线。质子数相同,中子数不同的原子称为同位素。放射性同位素的应用:a. 利用其射线;b. 作为示踪原子。
7、爱因斯坦质能方程:E=mC2 E:能量(J) m:质量(Kg) C:真空中的光速。
8.核能的计算ΔE=ΔmC2
当Δm的单位为Kg时,ΔE的单位为J;
当Δm以原子质量单位u表示时,计算得到的ΔE单位为uC2;
1uC2=931.5MeV。
笔记:
(1)必须掌握常见的核反应方程式(如中子、质子的核反应方程式、重核裂变、轻核聚变的核反应方程式)。
(2)记住常见粒子的质量数和电荷数。
(3)质量数和电荷数守恒是根据实验事实正确写出核反应方程式的关键。
(4)其他相关内容:重核裂变/链式反应/链式反应的条件/轻核聚变/核能的和平利用/核反应堆/太阳能/
19.实验:
1 共发力的合成
2. 练习使用点计时器
3. 测量匀加速直线运动的加速度
4 牛顿第二定律的验证
5 碰撞中的动量守恒
6 抛射物的运动
7验证机械能守恒定律
8 简单摆测量重力加速度
9. 波义尔-马略特定律的验证
10 用描迹法在电场平面上画出等势线
11. 确定金属的电阻率
12 用电流表和电压表测量电池的电动势和内阻
13 练习使用万用表测量电阻
14研究电磁感应现象
15 玻璃折射率的测定
16 确定凸透镜的焦距
17 利用卡尺观察光的衍射现象。
20.高中物理知识结构概述:
分为五个部分
1.力学(力学/运动学/动力学/机械能/振动与波);
2热力学(分子动力学理论/气体特性);
3 电磁学(静场/恒定电流/磁场/电磁感应/电磁波(麦克斯韦理论);
4光学(几何光学/光的本质);
5.原子物理学(原子结构/衰变/核反应/质能方程)。
物理是一门实验学科,物理实验是高中物理的重要组成部分,能量概念贯穿了整个物理学科。