K:比例系數
X:負號表示位移
F 和 X 總是相反的。
2. 單擺周期T = 2π (L/g) 1/2
L:擺長(m)
g:當地重力加速度值
成立條件:擺動角度θ
3.受迫振動頻率特性:f=f驅動力
4.共振條件:f驅動力=f固體共振的預防與應用A140
5.波速公式V=S/t=λf=λ/T 波在傳播過程中,一個周期向前傳播一個波長。
6.聲波的速度(在空氣中)
0℃:332m/s 20℃:344m/s 30℃:349m/s(聲波為縱波)
7、波發生明顯衍射的條件:障礙物或孔洞的尺寸小于波長,或相差不大。
8.波干涉條件:兩波具有相同的頻率*(相位差一定、振幅相近、振動方向相同)
筆記:
(1)物體的固有頻率與驅動力的振幅和頻率無關。
(2)波峰與波谷的交匯處為加強區,波峰與波谷的交匯處為弱化區。
(3)波只傳播振動,介質本身不隨波遷移。它是一種傳遞能量的方式。
(4)干涉和衍射是波所特有的。
(5)振動圖像與波圖像。
6.沖量和動量(物體的力和動量的變化)
1. 動量 P = mV P:動量(Kg/S) m:質量(Kg) V:速度(m/S)
2.方向與速度方向相同
3. 沖量I = Ft I:沖量(N?S) F:恒定力(N) t:力作用時間(S)方向由F決定
4.動量定理I = ΔP或Ft = mVt - mVoΔP:動量變化ΔP = mVt - mVo是矢量公式
5.動量守恒定律 總和前P=總和后P P=P m1V1+m2V2= m1V1+ m2V2
6.彈性碰撞ΔP=0;ΔEK=0(即系統動量、動能守恒)
7、非彈性碰撞ΔP=0;引力=f斥力≈0F分子力≈0E分子勢能≈0
5.熱力學第一定律W+Q=ΔE(做功與傳熱是改變物體內能的兩種方式,作用是等價的)W:外界對物體所作的正功(J)Q:物體所吸收的熱量(J)ΔE:增加的內能(J)
筆記:
(1)布朗粒子不是分子,布朗粒子越小,布朗運動越明顯,溫度越高,布朗運動越劇烈。
(2)溫度是分子平均動能的標志。
(3)分子間吸引力和排斥力同時存在,且隨分子間距離的增加而減小,但排斥力減小的速度比吸引力快。
(4)當分子力做正功時,分子勢能減小網校頭條,在r0處,F引力=F斥力,分子勢能最小。
(5)氣體膨脹,外界環境對氣體做負功W。
(6)物體的內能是指物體內所有分子的動能與勢能之和。理想氣體的分子間作用力為零,分子勢能為零。
(7)能量的轉換及常數與常數定律,以及能量的開發與利用,可參見教科書A195。 (8)r0為分子處于平衡狀態時,分子間距離。
9. 氣體的性質
1.標準大氣壓1atm=1.=(1Pa=1N/m2)
2.熱力學溫度與攝氏溫度的關系T=t+273 T:熱力學溫度(K) t:攝氏溫度(℃)
3.波義爾定律(等溫變化)P1V1==常數P:氣體壓力V:氣體體積
4.查理定律(等容變化) Pt=Po(1+t/273) Po:0℃時氣體的壓強 P1/T1=P2/T2
5.蓋-呂薩克定律(等壓變化) Vt=Vo(1+t/273) VO:0°C時氣體的體積 V1/V2=T1/T2
6.理想氣體的狀態方程為P1V1/T1=P2V2/T2 PV/T=常數T為熱力學溫度(K)
7.*克拉珀龍方程PV=MRT/μ R=8.31J/mol?KM:氣體質量μ:氣體摩爾質量
筆記:
(1)理想氣體的內能與理想氣體的體積無關,而與溫度、物質的量有關。
(2)公式3、4、5、6成立的條件均為一定質量的理想氣體。使用公式時要注意溫度的單位,t為攝氏度(℃),T為熱力學溫度(K)。
(3)必須熟練掌握P--V圖、P--T圖、V--T圖。
10.電場
1. 兩種電荷、電荷守恒定律、元電荷(e=1.60×10-19C)
2.庫侖定律F = KQ1Q2/r2(在真空中)
*F=KQ1Q2/εr2(介質中)
F:點電荷之間的力(N)
K:靜電力常數K=9.0×109N·m2/C2
Q1,Q2:兩點電荷量(C)
ε:介電常數
r: 兩個負載點之間的距離(m)
方向就在連接它們的線上,同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引。
3.電場強度E=F/q(定義、計算公式)
E:電場強度(N/C)
q:測試電荷(C)的電荷是一個矢量
4.真空點電荷形成的電場為E=KQ/r2
r:點電荷到該位置的距離(m)
問:點電荷的電場
5. 電力 F = qE
F:電場力(N)
q:受電場影響的電荷量(C)
E:電場強度(N/C)
6. 電位與電位差 UA = εA/q UAB = UA-UB UAB = WAB/q = -ΔεAB/q
7. 電場力所作的功WAB=qUAB
WAB:帶電體從A移動到B時電場所作的功(J) q:電荷量(C)
UAB:電場中A、B兩點間的電位差(V)(電場力所作的功與路徑無關)
8. 勢能εA=qUAεA:A點帶電體的勢能(J) q:電荷(C) UA:A點的電勢(V)
9.電勢能變化量ΔεAB=εB-εA(帶電體在電場中從A位置移動到B位置時,電勢能的差值)
10.電場力所作的功與電勢能的變化ΔεAB = -WAB = -qUAB(電勢能的增加量等于電場力所作功的負值)
11、電容C=Q/U(定義、計算公式)C:電容(F)Q:電荷(C)U:電壓(兩極板間的電位差)(V)
12.均勻電場的場強為E=UAB/d
UAB:點 AB 之間的電壓(V)
d: 場強方向上AB兩點之間的距離(m)
13. 電場中帶電粒子的加速度(Vo=0) W=ΔEK qu=mVt2/2 Vt=(2qU/m)1/2
14、帶電粒子以速度Vo進入均勻電場時,沿垂直于電場的方向(不考慮重力作用)的偏轉類似于拋射運動。
垂直于電荷方向:勻速直線運動L=Vot(在帶等量異種電荷的平行板中:E=U/d)
平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運動d=at2/2 a=F/m=qE/m
15.*平行板電容器的電容C=εS/4πKd S:兩塊板相對的面積 d:兩塊板之間的垂直距離
筆記:
(1)當兩個相同的帶電金屬球接觸時,電荷分配的規律是:原來相反類型的電荷先被中和然后均分,原來相同類型的電荷總量被均分。
(2)電場線始自正電荷,終至負電荷。電場線不相交。切線方向即為場強方向。電場線密集處場強大。沿電場線方向電位越來越低。電場線垂直于等勢線。
(3)常見電場的電場線分布必須熟記(見圖,[教科書B7,C178])。
(4)電場強度(矢量)和電勢(標量)均由電場本身決定高中物理的位移比例公式,而電場力和電勢能還與帶電體所帶電荷的數量及正負電荷有關。
(5)靜電平衡時,導體為等勢體,其表面為等勢面,導體外表面附近的電場線垂直于導體表面,導體內部總場強為零,導體內部無凈電荷,凈電荷只分布在導體外表面上。
(6)電容單位換算1F=106μF=
(7)電子伏特(eV)是能量的單位,1eV=1.60×10-19J。
(8)了解靜電的產生、防止和應用。
11. 恒流
1. 電流強度I = q/t
I:電流強度(A)
q:時間 t 內通過導體橫截面積的電量
(C)t:時間(S)
2.部分電路歐姆定律I=U/R
I:導體電流強度(A)
U:導體兩端的電壓(V)
R:導體電阻(Ω)
3. 阻力定律R=ρL/S
ρ:電阻率(Ω·m)
L: 導體長度(m)
S:導體截面積(m2)
4. 閉合電路歐姆定律 I = ε/(r + R) ε = Ir + IR ε = +
I:電路中的總電流(A)
ε:電源電動勢(V)
R:外部電路電阻(Ω)
r:電源內阻(Ω)
5.電功與電功率W=UIt P=UI
W:電氣工程(J)
U:電壓(V)
I:電流(A)
t:時間(S)
P:電力(W)
6.焦耳定律 Q = I2Rt
Q:電加熱(J)
I:通過導體的電流(A)
R:導體電阻(Ω)
t:通電時間(S)
7.純電阻電路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8.總功率因數、電源輸出功率、電源效率
P總=IεP輸出=IUη=P輸出/P總
I:電路總電流(A) ε:電源電動勢(V) U:端電壓(V) η:電源效率
9. 電路的串并聯 串聯電路(P、U與R成正比) 并聯電路(P、I與R成反比)
電阻關系 R串聯=R1+R2+R3+1/R并聯=1/R1+1/R2+1/R3+
電流關系 = I1 = I2 = I3 = I1 + I2 + I3 +
電壓關系 =U1+U2+U3+ =U1=U2=U3=
功率分配 = P1+P2+P3+ = P1+P2+P3+
10. 歐姆表測量電阻
(1)電路組成
(2)測量原理
將兩表筆短路后,調整Ro,使表針充分偏轉。
Ig=ε/(r+Rg+Ro)
接被測電阻Rx后,流過儀表的電流為
Ix=ε/(r+Rg+Ro+Rx)=ε/(R中+Rx)
由于Ix與Rx相對應,所以它可以表示被測電阻的大小。
(3)使用說明:選擇量程,短路調零,測量讀數,注意檔位(倍率)。
(4)注意:測量電阻時,應將其與原電路斷開,選擇量程,使指針位于中心附近,每次換檔時應短路并重新調零。
11.伏安法測量電阻
電流表內接方法: 電流表外接方法:
電壓指示:U=UR+UA 電流指示:I=IR+IV
R 的測量值 = U/I = (UA+UR)/IR = RA+R> RR 的測量值 = U/I = UR/(IR+IV) = RVR/(RV+R) 電路條件 R>>RA [或 R>(RARV)1/2] 電路條件 R<
12、電路中可變電阻的限流、分壓連接
穩壓范圍小,電路簡單,功耗小。穩壓范圍大,電路復雜,功耗大。容易穩壓的選擇條件是Rp≈Ro。容易穩壓的選擇條件是Rp
筆記:
(1)單位換算:1A=103mA=106μA;1KV=103V=106mA;1MΩ=103KΩ=106Ω
(2)各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化,金屬的電阻率隨溫度升高而增大。
(3)總串聯電阻大于任一元件電阻,總并聯電阻小于任一元件電阻。
(4)當電源有內阻時,當外電路電阻增大時,總電流減小,電路端電壓升高。
(5)當外電路電阻等于電源電阻時,電源輸出功率最大,此時的輸出功率為ε2/(2r)。
(6)掌握同類型蓄電池串聯、并聯的要求。
12.磁場
1. 磁感應強度是用來表示磁場強度和方向的物理量,是一個矢量,單位:(T),1T=1N/A?m
2.磁通量Φ=BSΦ:磁通量(Wb)B:均勻磁場的磁感應強度(T)S:相對面積(m2)
3、安培力F=BIL(L⊥B) B:磁場強度(T) F:安培力(F) I:電流強度(A) L:導線長度(m)
4.洛倫茲力f=qVB(V⊥B) f:洛倫茲力(N) q:帶電粒子的電荷(C) V:帶電粒子的速度(m/S)
5.忽略引力時(忽略引力),帶電粒子進入磁場的運動(掌握兩種)
帶電粒子沿平行于磁場的方向進入磁場:它們不受洛倫茲力的影響,以速度V=Vo沿均勻直線運動
(2)帶電粒子沿垂直于磁場的方向進入磁場,并按下列規則做勻速圓周運動:
(一)F= f
mV2/R=mω2R=m(2π/T)2R= qVB R=mV/qB T=2πm/qB
(b)運動周期與圓周運動的半徑和線速度無關,洛倫茲力對帶電粒子不做功(任何情況下)。
(c)解題關鍵:畫出軌跡,找圓心,確定半徑。
筆記:
(1)安培力和洛倫茲力的方向都可以用左手定則確定,但洛倫茲力必須注意帶電粒子的正負值。
(2)必須了解常見磁場的磁通線分布(見圖表和教科書B68、B69、B70)。
13.電磁感應
1.【感應電動勢大小計算公式】【公式中的物理量及單位】
1)ε=nΔΦ/Δt(通用公式)
ε:感應電動勢(V)
n:感應線圈匝數
2)ε=BLV(切割磁通線運動)
ΔΦ/Δt:磁通量變化率
S:面積
3)εm=nBSω(發電機最大感應電動勢)
εm:電動勢峰值 L:有效長度(m)
4)ε=BL2ω/2(導體一端固定,以ω旋轉切割)
ω:角速度(rad/S) V:速度(m/S)
2、根據感應電流的方向(電源內部電流的方向:從負極流向正極)可以判斷感應電動勢的正負極。
3、自感εself=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt L:自感系數(H),(有鐵芯的線圈L比無鐵芯的線圈L大)
ΔI:變化電流 ?t:所用時間 ΔI/Δt:自感電流的變化率(變化速度)
筆記:
(1)感應電流的方向可由楞次定律或右手定則確定。楞次定律的應用要點,請參閱教材C254。
(2)自感電流始終阻礙引起自感電動勢的電流的變化。 (3)單位換算1H=103mH=106μH。
14.交流電(正弦交流電)
1.瞬時電壓值e=εmsinωt
瞬時電流值?=Imsinωt(ω=2πf)
2.峰值電動勢εm=nBSω
電流峰值(純電阻電路中)Im=εm/
3.正弦(余弦)交流電的有效值ε=εm/(2)1/2U=Um/(2)1/2 I=Im/(2)1/2
4、理想變壓器初級和次級線圈中的電壓、電流和功率關系為U1/U2=n1/n2 I1/I2=n2/n2 Pin=Pout
5. 公式1、2、3、4中的物理量和單位
ω:角頻率(rad/S)t:時間(S)n:線圈匝數
B:磁感應強度(T) S:線圈面積(m2) U:(輸出)電壓(V) I:電流強度(A) P:功率(W)
筆記:
(1)交流電的變化頻率與發電機中線圈的旋轉頻率相同,即ω電=ω線f電=f線
(2)發電機中,在中性面處線圈的磁通最大,感應電動勢為零,電流通過中性面時方向改變。
(3)有效值是根據電流的熱效應定義的。除非另有說明,所有交流值均指有效值。
(4)當理想變壓器的匝數比一定時,輸出電壓由輸入電壓決定,輸入電流由輸出電流決定,輸入功率等于輸出功率高中物理的位移比例公式,當負載消耗的功率增加時,輸入功率也增加,即Pout決定Pin。
(5)在長距離輸電中,采用高電壓輸送電力,可以減少輸電線路中的電能損失:P′=(P/U)2R P′:輸電線路中損失的功率 P:輸送電力的總功率 U:輸送電壓 R:輸電線路電阻。
(6)正弦交流電圖像B111
15.電磁振蕩和電磁波
1.LC振蕩電路 T=2π(LC)1/2 f=1/Tf:頻率(Hz) T:周期(S) L:電感(H) C:電容(F)
2.電磁波在真空中的速度為C=3.00×108m/sλ=C/fλ:電磁波的波長(m)f:電磁波的頻率
筆記:
(1)LC振蕩過程中,當電容電荷最大時,振蕩電流為零;當電容電荷為零時,振蕩電流最大。
(2)麥克斯韋電磁場理論:變化的電(磁)場產生磁(電)場。
16.光的反射和折射(幾何光學)
1.反射定律α=iα;反射角i:入射角
2、絕對折射率(光由真空射到介質中)n=C/V=sini/sinγ光的色散,可見光中紅光的折射率最小。
n:折射率 C:真空中的光速 V:介質中的光速 i:入射角 γ:折射角
3.透鏡成像公式1/U+1/V=1/f U:物距V:像距(虛像取負值)f:焦距(凹透鏡取負值)
4.像放大率m=像長/物長=|V|/UV:像距U:物距5.凸透鏡成像定律B203)
5. 共軛法測量凸透鏡的焦距:f=(L2-d2)/4L。條件:L>4f
f:凸透鏡的焦距 L:物體與屏幕之間的距離 d:移動凸透鏡的兩個成像位置之間的距離
6. 光從介質進入真空或空氣時發生全反射的臨界角C:sinC=1/n
7、凸透鏡中物與像運動速度的比較:當成倒立縮小像時,物體的運動速度大于像的運動速度:>。
筆記:
(1)平面鏡反射成像規律:形成大小相等、形狀正立的虛像,且像與物體沿平面鏡方向對稱。
(2)三棱鏡的折射與成像定律:形成虛像,出射光線向底邊偏轉,像的位置向頂角方向移動。
(3)用共軛法計算凸透鏡焦距時,第一幅圖像的物距即為第二幅圖像的像距。
(4)凹透鏡和凸鏡所成的像都是縮小的虛像。
(5)光纖是光的全反射的實際應用,放大鏡是凸透鏡,近視眼鏡是凹透鏡
(6)解題的關鍵是記住各種光學儀器的成像規律并利用反射(折射)定律、光路的可逆性、透鏡的三種特殊光線定律,畫出光路圖。
(7)白光通過棱鏡的色散定律:紫光從底邊附近出射B198
17.光的本質(光既具有粒子性,又具有波性,稱為光的波粒二象性)
1. 兩種理論:粒子論(牛頓)和波動論(惠更斯)
2.雙縫干涉:中間有亮條紋,亮條紋位置:d=nλ
暗條紋位置:d=(2n+1)λ/2
n=0,1,2,3,··· d:路徑差(光程差) λ:光的波長 λ/2:光的半波長
3、光的顏色由其頻率決定。光的頻率由光源決定,與介質無關。光的顏色從低到高的順序為:紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。(助記:紫光的頻率高,波長短。)
4、薄膜干涉:減反射膜的厚度為膜中綠光波長的1/4,即減反射膜厚度d=λ/4
5.電磁波譜(按波長從大到小排列):無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、伽馬射線。
6.光子理論:一個光子的能量E=?ν ?:普朗克常數 ν:光的頻率
7.光電方程mVm2/2=?ν-W mVm2/2:光電子的初動能 ?ν:光子能量 W:金屬的功函數
筆記:
(1)能辨別光的干涉與衍射的原理、條件、模式及應用,如雙縫干涉、薄膜干涉、單縫衍射、圓孔衍射、圓屏衍射等。
(2)了解光的電磁理論,了解光的電磁本質,紅外線、紫外線、X射線的發現、特點、產生機制和實際應用。
(3)光的直線傳播只是一個近似定律。
(4) 其他相關內容:光的本質理論發展史/泊松亮點/發射光譜/吸收光譜/光譜分析/原子特征光譜/光電效應定律B245/光子理論/光電管及其應用B248/光的波粒二象性/
18. 原子和原子核
1.α粒子散射測試結果:
(a) 大多數阿爾法粒子不會偏轉。
(b)少數 α 粒子以較大角度偏轉。
(C) 極少數的阿爾法粒子以大角度偏轉(甚至反彈)。
2、原子核的大小為10-15---10-14m,原子的半徑約為10-10m(原子的核結構)
3.玻爾的原子模型:
(a)能態量子化:En = E1/n2
(b)軌道半徑量化:Rrn=n2·R1
(C) 當原子經歷定態躍遷時,它會輻射(或吸收)一定頻率的光子:?ν=-(能級躍遷)。
4. 天然放射性現象:α射線(α粒子是氦原子核)、β射線(高速電子流)、γ射線(波長極短的電磁波)、α衰變和β衰變、半衰期(半數以上原子核衰變所需的時間)。γ射線與α射線和β射線同時產生。
5、質子的發現:盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核的實驗,揭示了質子其實是氫原子核。
6. 中子的發現:查德威克用α粒子轟擊鈹時,得到了中子射線。質子數相同,中子數不同的原子稱為同位素。放射性同位素的應用:a. 利用其射線;b. 作為示蹤原子。
7、愛因斯坦質能方程:E=mC2 E:能量(J) m:質量(Kg) C:真空中的光速。
8.核能的計算ΔE=ΔmC2
當Δm的單位為Kg時,ΔE的單位為J;
當Δm以原子質量單位u表示時,計算得到的ΔE單位為uC2;
1uC2=931.5MeV。
筆記:
(1)必須掌握常見的核反應方程式(如中子、質子的核反應方程式、重核裂變、輕核聚變的核反應方程式)。
(2)記住常見粒子的質量數和電荷數。
(3)質量數和電荷數守恒是根據實驗事實正確寫出核反應方程式的關鍵。
(4)其他相關內容:重核裂變/鏈式反應/鏈式反應的條件/輕核聚變/核能的和平利用/核反應堆/太陽能/
19.實驗:
1 共發力的合成
2. 練習使用點計時器
3. 測量勻加速直線運動的加速度
4 牛頓第二定律的驗證
5 碰撞中的動量守恒
6 拋射物的運動
7驗證機械能守恒定律
8 簡單擺測量重力加速度
9. 波義爾-馬略特定律的驗證
10 用描跡法在電場平面上畫出等勢線
11. 確定金屬的電阻率
12 用電流表和電壓表測量電池的電動勢和內阻
13 練習使用萬用表測量電阻
14研究電磁感應現象
15 玻璃折射率的測定
16 確定凸透鏡的焦距
17 利用卡尺觀察光的衍射現象。
20.高中物理知識結構概述:
分為五個部分
1.力學(力學/運動學/動力學/機械能/振動與波);
2熱力學(分子動力學理論/氣體特性);
3 電磁學(靜場/恒定電流/磁場/電磁感應/電磁波(麥克斯韋理論);
4光學(幾何光學/光的本質);
5.原子物理學(原子結構/衰變/核反應/質能方程)。
物理是一門實驗學科,物理實驗是高中物理的重要組成部分,能量概念貫穿了整個物理學科。