電荷守恒定律表明,整個宇宙的總電荷量保持不變,不會隨著時間的演進而改變。
你指的是這個么?
2009年高考物理知識點精要
八、分子動理論、熱和功、氣體
1.分子動理論
(1)物質是由大量分子組成的 分子直徑的數量級一般是10 -10 m.
(2)分子永不停息地做無規則熱運動.
①擴散現象:不同的物質互相接觸時,可以彼此進入對方中去.溫度越高,擴散越快.②布朗運動:在顯微鏡下看到的懸浮在液體(或氣體)中微小顆粒的無規則運動,是液體分子對微小顆粒撞擊作用的不平衡造成的,是液體分子永不停息地無規則運動的宏觀反映.顆粒越小,布朗運動越明顯;溫度越高,布朗運動越明顯.
(3)分子間存在著相互作用力
分子間同時存在著引力和斥力,引力和斥力都隨分子間距離增大而減小,但斥力的變化比引力的變化快,實際表現出來的是引力和斥力的合力.
2.物體的內能
(1)分子動能:做熱運動的分子具有動能,在熱現象的研究中,單個分子的動能是無研究意義的,重要的是分子熱運動的平均動能.溫度是物體分子熱運動的平均動能的標志.
(2)分子勢能:分子間具有由它們的相對位置決定的勢能,叫做分子勢能.分子勢能隨著物體的體積變化而變化.分子間的作用表現為引力時,分子勢能隨著分子間的距離增大而增大.分子間的作用表現為斥力時,分子勢能隨著分子間距離增大而減小.對實際氣體來說,體積增大,分子勢能增加;體積縮小,分子勢能減小.
(3)物體的內能:物體里所有的分子的動能和勢能的總和叫做物體的內能.任何物體都有內能,物體的內能跟物體的溫度和體積有關.
(4)物體的內能和機械能有著本質的區別.物體具有內能的同時可以具有機械能,也可以不具有機械能.
3.改變內能的兩種方式
(1)做功:其本質是其他形式的能和內能之間的相互轉化. (2)熱傳遞:其本質是物體間內能的轉移.
(3)做功和熱傳遞在改變物體的內能上是等效的,但有本質的區別.
4. ★能量轉化和守恒定律
5★.熱力學第一定律
(1)內容:物體內能的增量(ΔU)等于外界對物體做的功(W)和物體吸收的熱量(Q)的總和.
(2)表達式:W+Q=ΔU
(3)符號法則:外界對物體做功,W取正值,物體對外界做功,W取負值;物體吸收熱量,Q取正值,物體放出熱量,Q取負值;物體內能增加,ΔU取正值,物體內能減少,ΔU取負值.
6.熱力學第二定律(1)熱傳導的方向性
熱傳遞的過程是有方向性的,熱量會自發地從高溫物體傳給低溫物體,而不會自發地從低溫物體傳給高溫物體.(2)熱力學第二定律的兩種常見表述
①不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其他變化.
②不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功,而不引起其他變化.(3)永動機不可能制成
①第一類永動機不可能制成:不消耗任何能量,卻可以源源不斷地對外做功,這種機器被稱為第一類永動機,這種永動機是不可能制造成的,它違背了能量守恒定律.
②第二類永動機不可能制成:沒有冷凝器,只有單一熱源,并從這個單一熱源吸收的熱量,可以全部用來做功,而不引起其他變化的熱機叫做第二類永動機.第二類永動機不可能制成,它雖然不違背能量守恒定律,但違背了熱力學第二定律.
7.氣體的狀態參量
(1)溫度:宏觀上表示物體的冷熱程度,微觀上是分子平均動能的標志.兩種溫標的換算關系:T=(t+273)K.
絕對零度為-273.15℃,它是低溫的極限,只能接近不能達到.
(2)氣體的體積:氣體的體積不是氣體分子自身體積的總和,而是指大量氣體分子所能達到的整個空間的體積.封閉在容器內的氣體,其體積等于容器的容積.
(3)氣體的壓強:氣體作用在器壁單位面積上的壓力.數值上等于單位時間內器壁單位面積上受到氣體分子的總沖量.
①產生原因:大量氣體分子無規則運動碰撞器壁,形成對器壁各處均勻的持續的壓力.
②決定因素:一定氣體的壓強大小,微觀上決定于分子的運動速率和分子密度;宏觀上決定于氣體的溫度和體積.
(4)對于一定質量的理想氣體,PV/T=恒量
8.氣體分子運動的特點
(1)氣體分子間有很大的空隙.氣體分子之間的距離大約是分子直徑的10倍.(2)氣體分子之間的作用力十分微弱.在處理某些問題時,可以把氣體分子看作沒有相互作用的質點.(3)氣體分子運動的速率很大,常溫下大多數氣體分子的速率都達到數百米每秒.離這個數值越遠,分子數越少,表現出“中間多,兩頭少”的統計分布規律.
九、電場
1.兩種電荷 -----(1)自然界中存在兩種電荷:正電荷與負電荷. (2)電荷守恒定律:
2. ★庫侖定律
(1)內容:在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們之間的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上.
(2)公式:
(3)適用條件:真空中的點電荷.
點電荷是一種理想化的模型.如果帶電體本身的線度比相互作用的帶電體之間的距離小得多,以致帶電體的體積和形狀對相互作用力的影響可以忽略不計時,這種帶電體就可以看成點電荷,但點電荷自身不一定很小,所帶電荷量也不一定很少.
3.電場強度、電場線
(1)電場:帶電體周圍存在的一種物質,是電荷間相互作用的媒體.電場是客觀存在的,電場具有力的特性和能的特性.
(2)電場強度:放入電場中某一點的電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值,叫做這一點的電場強度.定義式:
E=F/q 方向:正電荷在該點受力方向.
(3)電場線:在電場中畫出一系列的從正電荷出發到負電荷終止的曲線,使曲線上每一點的切線方向都跟該點的場強方向一致,這些曲線叫做電場線.電場線的性質:①電場線是起始于正電荷(或無窮遠處),終止于負電荷(或無窮遠處);②電場線的疏密反映電場的強弱;③電場線不相交;④電場線不是真實存在的;⑤電場線不一定是電荷運動軌跡.
(4)勻強電場:在電場中,如果各點的場強的大小和方向都相同,這樣的電場叫勻強電場.勻強電場中的電場線是間距相等且互相平行的直線.
(5)電場強度的疊加:電場強度是矢量,當空間的電場是由幾個點電荷共同激發的時候,空間某點的電場強度等于每個點電荷單獨存在時所激發的電場在該點的場強的矢量和.
4.電勢差U:電荷在電場中由一點A移動到另一點B時,電場力所做的功W AB 與電荷量q的比值WAB/q叫做AB兩點間的電勢差.公式:U AB =W AB /q 電勢差有正負:U AB =-U BA ,一般常取絕對值,寫成U.
5.電勢φ:電場中某點的電勢等于該點相對零電勢點的電勢差.
(1)電勢是個相對的量,某點的電勢與零電勢點的選取有關(通常取離電場無窮遠處或大地的電勢為零電勢).因此電勢有正、負,電勢的正負表示該點電勢比零電勢點高還是低.
(2)沿著電場線的方向,電勢越來越低.
6.電勢能:電荷在電場中某點的電勢能在數值上等于把電荷從這點移到電勢能為零處(電勢為零處)電場力所做的功 ε=qU
7.等勢面:電場中電勢相等的點構成的面叫做等勢面.
(1)等勢面上各點電勢相等,在等勢面上移動電荷電場力不做功.
(2)等勢面一定跟電場線垂直,而且電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面.
(3)畫等勢面(線)時,一般相鄰兩等勢面(或線)間的電勢差相等.這樣,在等勢面(線)密處場強大,等勢面(線)疏處場強小.
十五、光的反射和折射
1.光的直線傳播
(1)光在同一種均勻介質中沿直線傳播.小孔成像,影的形成,日食和月食都是光直線傳播的例證.(2)影是光被不透光的物體擋住所形成的暗區.影可分為本影和半影,在本影區域內完全看不到光源發出的光,在半影區域內只能看到光源的某部分發出的光.點光源只形成本影,非點光源一般會形成本影和半影.本影區域的大小與光源的面積有關,發光面越大,本影區越小.(3)日食和月食:
人位于月球的本影內能看到日全食,位于月球的半影內能看到日偏食,位于月球本影的延伸區域(即“偽本影”)能看到日環食;當月球全部進入地球的本影區域時,人可看到月全食.月球部分進入地球的本影區域時,看到的是月偏食.
2.光的反射現象---:光線入射到兩種介質的界面上時,其中一部分光線在原介質中改變傳播方向的現象.
(1)光的反射定律:
①反射光線、入射光線和法線在同一平面內,反射光線和入射光線分居于法線兩側. ②反射角等于入射角.
(2)反射定律表明,對于每一條入射光線,反射光線是唯一的,在反射現象中光路是可逆的.
3. ★平面鏡成像
(1.)像的特點---------平面鏡成的像是正立等大的虛像,像與物關于鏡面為對稱。
(2.)光路圖作法-----------根據平面鏡成像的特點,在作光路圖時,可以先畫像,后補光路圖。
(3).充分利用光路可逆-------在平面鏡的計算和作圖中要充分利用光路可逆。(眼睛在某點A通過平面鏡所能看到的范圍和在A點放一個點光源,該電光源發出的光經平面鏡反射后照亮的范圍是完全相同的。)
4.光的折射 --光由一種介質射入另一種介質時,在兩種介質的界面上將發生光的傳播方向改變的現象叫光的折射.
(2)光的折射定律 ---①折射光線,入射光線和法線在同一平面內,折射光線和入射光線分居于法線兩側.
②入射角的正弦跟折射角的正弦成正比,即sini/sinr=常數.(3)在折射現象中,光路是可逆的.
★ 5.折射率---光從真空射入某種介質時,入射角的正弦與折射角的正弦之比,叫做這種介質的折射率,折射率用n表示,即n=sini/sinr.
某種介質的折射率,等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質中的傳播速度v之比,即n=c/v,因c>v,所以任何介質的折射率n都大于1.兩種介質相比較,n較大的介質稱為光密介質,n較小的介質稱為光疏介質.
★6.全反射和臨界角
(1)全反射:光從光密介質射入光疏介質,或光從介質射入真空(或空氣)時,當入射角增大到某一角度,使折射角達到90°時,折射光線完全消失,只剩下反射光線,這種現象叫做全反射.(2)全反射的條件
①光從光密介質射入光疏介質,或光從介質射入真空(或空氣).②入射角大于或等于臨界角
(3)臨界角:折射角等于90°時的入射角叫臨界角,用C表示sinC=1/n
7.光的色散:白光通過三棱鏡后,出射光束變為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種色光的光束,這種現象叫做光的色散.
(1)同一種介質對紅光折射率小,對紫光折射率大.
(2)在同一種介質中,紅光的速度最大,紫光的速度最小.
(3)由同一種介質射向空氣時,紅光發生全反射的臨界角大,紫光發生全反射的臨界角小.
8.全反射棱鏡-------橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡。選擇適當的入射點,可以使入射光線經過全反射棱鏡的作用在射出后偏轉90o(右圖1)或180o(右圖2)。要特別注意兩種用法中光線在哪個表面發生全反射。
.玻璃磚-----所謂玻璃磚一般指橫截面為矩形的棱柱。當光線從上表面入射,從下表面射出時,其特點是:⑴射出光線和入射光線平行;⑵各種色光在第一次入射后就發生色散;⑶射出光線的側移和折射率、入射角、玻璃磚的厚度有關;⑷可利用玻璃磚測定玻璃的折射率。
十六、光的波動性和微粒性
1.光本性學說的發展簡史
(1)牛頓的微粒說:認為光是高速粒子流.它能解釋光的直進現象,光的反射現象.
(2)惠更斯的波動說:認為光是某種振動,以波的形式向周圍傳播.它能解釋光的干涉和衍射現象.
2、光的干涉
光的干涉的條件是:有兩個振動情況總是相同的波源,即相干波源。(相干波源的頻率必須相同)。形成相干波源的方法有兩種:⑴利用激光(因為激光發出的是單色性極好的光)。⑵設法將同一束光分為兩束(這樣兩束光都來源于同一個光源,因此頻率必然相等)。下面4個圖分別是利用雙縫、利用楔形薄膜、利用空氣膜、利用平面鏡形成相干光源的示意圖。
2.干涉區域內產生的亮、暗紋
⑴亮紋:屏上某點到雙縫的光程差等于波長的整數倍,即δ= nλ(n=0,1,2,……)
⑵暗紋:屏上某點到雙縫的光程差等于半波長的奇數倍,即δ= (n=0,1,2,……)
相鄰亮紋(暗紋)間的距離 。用此公式可以測定單色光的波長。用白光作雙縫干涉實驗時,由于白光內各種色光的波長不同,干涉條紋間距不同,所以屏的中央是白色亮紋,兩邊出現彩色條紋。
3.衍射----光通過很小的孔、縫或障礙物時,會在屏上出現明暗相間的條紋,且中央條紋很亮,越向邊緣越暗。
⑴各種不同形狀的障礙物都能使光發生衍射。
⑵發生明顯衍射的條件是:障礙物(或孔)的尺寸可以跟波長相比,甚至比波長還小。(當障礙物或孔的尺寸小于0.5mm時,有明顯衍射現象。)
⑶在發生明顯衍射的條件下當窄縫變窄時亮斑的范圍變大條紋間距離變大,而亮度變暗。
4、光的偏振現象:通過偏振片的光波,在垂直于傳播方向的平面上,只沿著一個特定的方向振動,稱為偏振光。光的偏振說明光是橫波。
5.光的電磁說
⑴光是電磁波(麥克斯韋預言、赫茲用實驗證明了正確性。)
⑵電磁波譜。波長從大到小排列順序為:無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。各種電磁波中,除可見光以外,相鄰兩個波段間都有重疊。
各種電磁波的產生機理分別是:無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運動產生的;紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發后產生的;倫琴射線是原子的內層電子受到激發后產生的;γ射線是原子核受到激發后產生的。
⑶紅外線、紫外線、X射線的主要性質及其應用舉例。
種 類 產 生 主要性質 應用舉例
紅外線 一切物體都能發出 熱效應 遙感、遙控、加熱
紫外線 一切高溫物體能發出 化學效應 熒光、殺菌、合成VD2
X射線 陰極射線射到固體表面 穿透能力強 人體透視、金屬探傷
十七 原子物理
1.盧瑟福的核式結構模型(行星式模型)
α粒子散射實驗:是用α粒子轟擊金箔,結果是絕大多數α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進,但是有少數α粒子發生了較大的偏轉。這說明原子的正電荷和質量一定集中在一個很小的核上。
盧瑟福由α粒子散射實驗提出:在原子的中心有一個很小的核,叫原子核,原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里,帶負電的電子在核外空間運動。
由α粒子散射實驗的實驗數據還可以估算出原子核大小的數量級是10-15m。
2.玻爾模型(引入量子理論,量子化就是不連續性,整數n叫量子數。)
⑴玻爾的三條假設(量子化)
①軌道量子化rn=n2r1 r1=0.53×10-10m
②能量量子化: E1=-13.6eV
★③原子在兩個能級間躍遷時輻射或吸收光子的能量hν=Em-En
⑵從高能級向低能級躍遷時放出光子;從低能級向高能級躍遷時可能是吸收光子,也可能是由于碰撞(用加熱的方法,使分子熱運動加劇,分子間的相互碰撞可以傳遞能量)。原子從低能級向高能級躍遷時只能吸收一定頻率的光子;而從某一能級到被電離可以吸收能量大于或等于電離能的任何頻率的光子。(如在基態,可以吸收E ≥13.6eV的任何光子,所吸收的能量除用于電離外,都轉化為電離出去的電子的動能)。
2、天然放射現象
⑴.天然放射現象----天然放射現象的發現,使人們認識到原子核也有復雜結構。
⑵.各種放射線的性質比較
種 類 本 質 質量(u) 電荷(e) 速度(c) 電離性 貫穿性
α射線
氦核 4 +2 0.1 最強 最弱,紙能擋住
β射線
電子 1/1840 -1 0.99 較強 較強,穿幾mm鋁板
γ射線 光子 0 0 1 最弱 最強,穿幾cm鉛版
3、核反應
①核反應類型
⑴衰變: α衰變: (核內 )
β衰變: (核內 )
γ衰變:原子核處于較高能級,輻射光子后躍遷到低能級。
⑵人工轉變: (發現質子的核反應)
(發現中子的核反應)
⑶重核的裂變: 在一定條件下(超過臨界體積),裂變反應會連續不斷地進行下去,這就是鏈式反應。
⑷輕核的聚變: (需要幾百萬度高溫,所以又叫熱核反應)
所有核反應的反應前后都遵守:質量數守恒、電荷數守恒。(注意:質量并不守恒。)
②.半衰期
放射性元素的原子核有半數發生衰變所需的時間叫半衰期。(對大量原子核的統計規律)計算式為: N表示核的個數 ,此式也可以演變成 或 ,式中m表示放射性物質的質量,n 表示單位時間內放出的射線粒子數。以上各式左邊的量都表示時間t后的剩余量。
半衰期由核內部本身的因素決定,跟原子所處的物理、化學狀態無關。
③.放射性同位素的應用
⑴利用其射線:α射線電離性強,用于使空氣電離,將靜電泄出,從而消除有害靜電。γ射線貫穿性強,可用于金屬探傷,也可用于治療惡性腫瘤。各種射線均可使DNA發生突變,可用于生物工程,基因工程。
⑵作為示蹤原子。用于研究農作物化肥需求情況,診斷甲狀腺疾病的類型,研究生物大分子結構及其功能。
⑶進行考古研究。利用放射性同位素碳14,判定出土木質文物的產生年代。
一般都使用人工制造的放射性同位素(種類齊全,各種元素都有人工制造的放射性同位。半衰期短,廢料容易處理。可制成各種形狀,強度容易控制)。
4、核能
(1).核能------核反應中放出的能叫核能。
(2).質量虧損---核子結合生成原子核,所生成的原子核的質量比生成它的核子的總質量要小些,這種現象叫做質量虧損。
★(3).質能方程-----愛因斯坦的相對論指出:物體的能量和質量之間存在著密切的聯系,它們的關系是:
E = mc2,這就是愛因斯坦的質能方程。
質能方程的另一個表達形式是:ΔE=Δmc2。以上兩式中的各個物理量都必須采用國際單位。在非國際單位里,可以用1u=931.5MeV。它表示1原子質量單位的質量跟931.5MeV的能量相對應。
在有關核能的計算中,一定要根據已知和題解的要求明確所使用的單位制。
(4).釋放核能的途徑
凡是釋放核能的核反應都有質量虧損。核子組成不同的原子核時,平均每個核子的質量虧損是不同的,所以各種原子核中核子的平均質量不同。核子平均質量小的,每個核子平均放的能多。鐵原子核中核子的平均質量最小,所以鐵原子核最穩定。凡是由平均質量大的核,生成平均質量小的核的核反應都是釋放核能的。
常見非常有用的經驗結論:
1、 物體沿傾角為α的斜面勻速下滑------μ=tanα ;
物體沿光滑斜面滑下a=gsinα 物體沿粗糙斜面滑下a=gsinα-gcosα
2、 兩物體沿同一直線運動,在速度相等時,距離 有最大或最小 ;
3、 物體沿直線運動,速度最大的條件是: a=0或合力為零 。
4、 兩個共同運動的物體剛好脫離時,兩物體間的彈力為 F=0 ,加速度 相等 。
5、 兩個物體相對靜止,它們具有相同的 速度 ;
6、 水平傳送帶以恒定速度運行,小物體無初速度放上,達到共同速度過程中,摩擦生熱等于小物體動能。
7、 一定質量的理想氣體,內能大小看 溫度 ,做功情況看體積 ,吸熱、放熱綜合以上兩項用能量守恒定律分析。
8、 電容器接在電源上, 電壓 不變;斷開電源時,電容器上電量不變;改變兩板距離 E 不變。
11、直導體桿垂直切割磁感線,所受安培力F= B2L2V/R 。
12、電磁感應中感生電流通過線圈導線橫截面積的電量:Q= N△Ф/R 。
13、解題的優選原則:滿足守恒則選用守恒定律;與加速度有關的則選用牛頓第二定律F=ma;與時間直接相關則用動量定理;與對地位移相關則用動能定理;與相對位移相關(如摩擦生熱)則用能量守恒。
測電阻的其它方法
1. 等效法測Rx: 2、 等效法測Rv: 半偏法測Rv: 伏安法測Rv:
2.
3、等效法測Rx
4、已知內阻的電流表電流表可當作電壓表用: 已知內阻的電壓表電流表可當作電流表用:
測電源電動勢、內阻
器材 電壓表電流表、滑動變阻器 電流表、電阻箱 電壓表、電阻箱
電路
原理 E=U1+I1r
E=U2+I2r E=I1(R1+r)
E=I2(R2+r) E=U1+U1r/R1
E=U2+U2r/R2
數據
處理 (1)多次測量求平均值
(2)圖象法