高考物理知識點一、復習要點
1.高考物理知識點體系
現行高中物理教材主要分為力、熱、電、光、原子五大部分。在綜合復習中,既可以根據各部分內容特點,梳理各自的體系或主要線索,也可以不受傳統五大部分的束縛,重新介紹、重新組織。例如,高考物理知識點總結,可以歸納為四大單元(物理實驗、物理歷史單元除外)。
1. 力與運動
物體的運動(包括帶電粒子在電場和磁場中的運動)都與作用于它的力有關。力的種類有:重力(包括萬有引力)、彈力、摩擦力、浮力、電場力、磁場力(安培力和洛舍茲力)、分子力(包括表面張力)、核力等。每種力都有不同的產生原因和特點。物體的運動形式可分為:平衡(包括靜止、勻速直線運動、勻速轉動)、勻速加速運動(包括勻速加速直線運動、水平投影、斜投影)、勻速圓周運動、振動、波動等。每種運動形式都有不同的物理狀態和基本規律(或特點)。力與運動的關系由五個重要規律聯系在一起。
2. 功能與能量
1.做功:重力做功、彈性做功、摩擦做功、浮力做功、電場做功、磁場做功、分子力做功、核力做功。
2.能夠關注不同形式的能量及其轉換和保存。
3.函數關系 做功的過程就是把能量從一種形式轉換成另一種形式的過程。功是能量轉換的量度。
3. 材料結構
(四)應用技術基礎知識當前高中物理所涉及的應用技術基礎知識有:聲學現象(樂音、噪聲、共振等)、靜電技術(靜電平衡、靜電屏蔽、電容儲能等)、交流電應用(交流電的產生、特性、規律、簡單交流電路、三相交流電及其連接、變壓器、遠距離輸電等)、無線電技術初步(電磁振蕩的產生、調制、傳輸、電共振、檢波、放大、整流等)、光路控制與成像(光的反射和折射規律、基本光學元件特性及常用光學儀器)、光譜與光譜分析、放射性與同位素、核反應堆等。經過這樣的歸納和整理,高中物理知識全部可以濃縮在幾張小卡片上,便于理解和應用。二、歸納思維方式
分析問題的基本思維方式有兩種:綜合和分析。
綜合法是從已知量開始,按照問題所給定的物理狀態或物理過程“順流而下”,直到找到所有待確定量與已知量之間的對應關系。
分析法則是“逆流而上”。從問題中待解的未知量入手,先找到直接回答問題的規律或公式。在這些關系中,除了待解的未知量外,還會有一些過渡的未知量。然后根據這些過渡未知量與問題中已知條件的關系,引出新的關系,逐步逆流而上,直到所有未知量都能用已知量來表示。對于某些問題(如靜態平衡問題等),其物理過程不能明確地分為幾個相互聯系的階段或各過程中的未知量相互交織、相互牽扯,這時往往可以不分先后,只根據問題所描述的物理狀態(或物理過程)的相互聯系,列出與某一狀態(或過程)有關的獨立方程,聯合求解。原則上,任何問題都可以從這兩種思路入手解決。值得注意的是高中物理等勢線題目,在解決具體問題時,不必拘泥于僵硬的程序,而應著重對問題所描述的狀態(或過程)進行分析推理,努力尋找解決問題的關鍵,并以此為突破口。同時,還應結合運用其他思維技巧,如等價變換、對稱性、反證法、假設法、類比法、邏輯推理等。
三、綜合數學技能
數學技能的運用包含著極其豐富的內容。一般來說,要求能夠運用數學工具和語言表達物理概念和規律;推理、證明和轉化物理問題;處理實驗數據;推導出球面以驗證物理規律;進行精確計算等。在解決某一框架的物理問題方面,要求能夠靈活運用各種數學工具(如方程、例題、函數、圖形、不等式、指數和對數、級數、極限、極值、數學歸納法、三角學、平面解析幾何等)。在綜合復習中,可以對其在物理學中的典型應用作全面概述,重點講解比例、函數及其圖形(包括讀圖、用圖、畫圖),以及利用數學遞歸方法從特定解導出一般解。必須注意,數學的運用只是研究物理問題的有力工具,重點仍應放在對問題中物理內容的分析上。對于大多數可以從物理本質來解決的問題,一般不需要嚴格的數學論證。
IV. 檢查知識差距
在整理體系、把握主要線索之后,還要做好知識缺漏的檢查工作。要注意有意識地看書,特別是那些應用性強、包含(或暗示)物理內容的“知識角”。如對某些實驗的設備和原理的了解;對某些自然現象的解釋;物理原理在生產技術中的應用,以及與高中物理有關的科技新動態和重要的物理事實。很多學生缺乏良好的學習習慣,沉迷于復習材料,常常在這些方面失分。例如,在以往的考試中,對太陽光譜中暗線的形成解釋);分光鏡的結構;低壓汞蒸氣光譜;三相變壓器與超導性;直線加速器;熒光燈的連接;電磁感應現象的發現者等,在綜合復習中要給予足夠的重視。熱輔導
熱力學包括分子、熱和功的動力學理論以及氣體的性質。
一、重要概念和規律
1. 分子運動論
物質是由大量分子構成的;分子在不斷地作無規則的運動;分子之間存在著相互的吸引力和排斥力。注:(1)阿伏伽德羅常數NA=6.mol-1。它是宏觀量和微觀量的橋梁,具有十分重要的意義;(2)布朗運動是指懸浮在液體(或氣體)中的固體粒子的不規則運動,而不是分子本身的運動,而是由于液體(或氣體)分子的不規則運動與固體粒子的不均勻碰撞引起的。因此,它間接反映了液體(或氣體)分子的無序運動。
2. 溫度
溫度是物體中分子熱運動平均動能的標志,它反映的是大量分子熱運動的平均效應,具有統計意義。對于單個分子而言,溫度是沒有意義的。對于任何物體,當它們的溫度相同時,物體中分子的平均動能是相同的。由于不同物體的分子質量不同,所以當溫度相同時,不同物體中分子的平均速度不一定相同。
3. 內部能量
定義物體中所有分子的動能與勢能之和。決定因素:物質的量(m)。溫度(T)、體積(V)。改變做功方式——通過宏觀的機械運動實現機械能與內能的轉化;熱傳遞——通過微觀的分子運動實現物體之間或同一物體各部分之間的內能轉移。這兩種方式都相當于改變內能。數量關系△E=W+Q(熱力學第一定律)。
4.能量守恒定律
能量既不能被創造也不能被消滅。它可以從一種形式轉化成另一種形式,或從一個物體轉移到另一個物體。必須注意的是,不可能存在不消耗任何能量就能工作的機器(永動機)。也不可能用熱機將燃料的化學能轉化成的內能全部轉化為機械能。
5.理想氣體狀態參數
理想氣體是始終遵循三大實驗定律(波義爾定律、查理定律、蓋-呂薩克定律)的氣體。描述一定質量的理想氣體在平衡狀態下的狀態參數有:溫度——氣體分子平均動能的符號。體積——氣體分子所占空間。很多情況下等于容器的體積。壓強——大量氣體分子作不規則運動與容器壁碰撞產生的壓強。其大小等于單位時間、單位面積上氣體分子碰撞壁面的總沖量。內能——氣體分子作不規則運動的動能。理想氣體的內能只與溫度有關。
6. 一定質量理想氣體的實驗定律
波義爾定律:PV=常數;查理定律:P/T=常數;蓋-呂薩克定律:V/T=常數。
7.一定質量理想氣體的狀態方程
PV/T = 常數
解釋(1)一定質量的理想氣體的某一狀態對應于PV(或PT、VT)圖上的一點。從一個狀態變為另一個狀態,相當于從圖上的一點過渡到另一點,有許多不同的方法可以實現。例如,從狀態A變為狀態B,可以通過許多不同的過程來實現。要推導狀態方程,結合圖選取任意兩個等效過程更為方便。(2)當氣體的質量發生變化或相互遷移(混合)時,可以將變質量問題轉化為恒質量問題,利用密度公式、氣體狀態方程等方法求解。
2. 重要研究方法
1.微觀統計平均值
熱力學的研究對象是由大量分子所構成的,它的宏觀特性都是大量分子集體行為的反映,不可能也沒有必要像力學那樣,按照作用于每個物體(每個分子)的力來寫出運動方程。熱力學中的狀態參數和各種現象,都有統計平均的意義。因此,當大量分子處于無序運動狀態或無序排列時,它們所表現出來的宏觀特性,如氣體分子對容器壁的壓力、非晶態固體的物理性質等,都表現出均勻性。當大量分子按有序排列時,就要表現出不均勻性,如晶體的不均勻性。研究熱現象時,必須充分理解這種統計平均觀點。
2. 物理形象
圖像在氣體性質部分的應用既是特點,也是重要方法。利用圖像往往能直觀生動地反映物理過程,往往使解決問題變得更容易。對物理圖像的要求不僅在于認識和使用圖像,還在于圖像一經變換,就能夠進行變換。例如,PV圖可以變換成pT圖或VT圖等。
3. 能源轉化與節約
不同形式的能量可以相互轉化,轉化過程中總量不變,這是自然界的一個重要規律,也是指導我們分析、研究各種物理現象的極其重要的思維方式,廣泛滲透在本講的各個部分,應牢牢掌握。
3. 基本解決問題的思路
熱能部分的練習主要圍繞熱功轉化和氣體性質展開,基本解題思路可以用四句話來概括:
1. 選擇研究對象。可以是兩個或多個物體組成的系統,也可以是全部氣體與部分氣體組成的系統。(狀態改變時,質量必須保持不變。)
2.確定狀態參數。對于功-熱轉化問題,求出相互作用前后的狀態參數。對于氣體,求出狀態變化前后p、V、T的值或表達式。
3.了解變化的過程。除了問題中已經規定的條件外,往往需要通過研究對象與周圍環境的關系來確定。
4. 列出相關方程。光學教程
光學包括幾何光學和物理光學兩大內容。幾何光學(又稱射線光學)是基于光的直線傳播特性,研究光在煤炭中的傳播規律及其應用的學科;物理光學是研究光的本質以及光與物質相互作用規律的學科。
一、重要概念和規律
1.幾何光學基本概念和定律
1. 基本規則
發光的物體。有點光源和擴展光源兩大類。點光源是理想模型,擴展光源可以看作是無數點光源的集合。射線——表示光傳播方向的幾何線。穿過一定面積的光束。是光線通過一定截面的集合。光速——光的傳播速度。光在真空中速度最快,恒為C=3×108m/s。丹麥天文學家羅默首次利用天體間距離大測量了光速。法國人佩索首次用旋轉齒輪法,在地面上測量了光速。實像——光源發出的光線經過光學裝置后,由實際光線所形成的像。虛像——光源發出的光線經過光學裝置后,由實際光線的延長線所形成的像。本影——光線沿直線傳播時,物體背后完全沒有被光線照亮的暗區。半影——當光沿直線傳播時,物體后面會出現一個半亮半暗的區域,該區域可以被光部分照亮。
2. 基本規則
(1)光的直線傳播定律:光在同樣均勻的介質中,首先沿直線傳播。針孔成像、陰影的形成、日食、月食等都是光沿直線傳播的例子。
(2)光的獨立傳播規律:光在傳播過程中,雖然反復相交,但是互相不干擾,按照各自的規律繼續傳播。
(3)光的反射定律:反射線、入射光線、法線共面;反射線和入射光線分別分布在法線的兩側;反射角等于入射角。
(4)光的折射定律:折射光線、入射光線與法線共面,且折射光線和入射光線分別在法線兩側。對于兩種給定介質,入射光線
角度i的正弦與折射角r的正弦之比為常數,介質的折射系數為n=sini/sinr=c/v。發生全反射的條件是:①光從光密介質射向光疏介質;②入射角大于臨界角A,sinA=1/n。
(5)可逆光路原理:當光從反射或折射線的相反方向入射時,將沿原入射線方向發生反射或折射。
3.常用光學器件及其光學特性
(1)平面鏡中點光源發出的同心發散光束,經平面鏡反射后也將是同心發散光束,能在鏡后形成大小相等、直立的虛擬投影,且像與物在鏡面上對稱。
(2)球面鏡和凹面鏡具有會聚光線的作用,凸面鏡具有發散光線的作用。
(3)棱鏡 當把光線密集的棱鏡放在光線稀疏的環境中時,入射到棱鏡側面的光線經過棱鏡后,會向下方偏轉,透過棱鏡看到的物體圖像就會發生角度偏移。棱鏡的色散效應就是復雜的光線經過棱鏡分解成單色光的現象。
(4)當透鏡放在介質密度較大的環境中時,凸透鏡使光線會聚,凹透鏡使光線發散。透鏡圖像是由三條特殊光線構成的,成像規律為1/u+1/v=1/f。線性放大率m=像長/物長=|v|/u。解釋 ① 成像公式的符號規則——凸透鏡焦距f為正,凹透鏡焦距f為負;實像距v為正,虛像距v為負。 ② 線性放大率與焦距、物距有關。
(5)平行透明板 當光線穿過平行透明板時,它會平行(橫向)移動。橫向移動的幅度取決于入射角、透明板的厚度和折射率。
4.簡單光學儀器和眼睛的成像原理
(1)放大鏡是一種能形成圖像的凸透鏡。
(2)當u>2f時,照相機是凸透鏡成像的應用,所得到的圖像是倒立縮小的實像。
(3)幻燈機是利用凸透鏡在f<u<2f時成像,所得圖像為倒立放大的實像。
(4)顯微鏡由短焦距凸透鏡作為物鏡,長焦距凸透鏡作為目鏡組成。物體位于物鏡焦點之外,并非常靠近焦點。物體通過物鏡形成實像,并非常靠近目鏡焦點。然后留學之路,通過物鏡在同一側(通常在清晰視距處)形成放大的虛像。
(5)望遠鏡由一個長焦距的凸透鏡作為物鏡,一個凸焦距的透鏡作為目鏡組成。從物鏡很遠的地方來的光線可看作平行光,它在物鏡焦點以外、離焦點很近、剛好在目鏡焦點內側的地方形成中間像(倒立的、縮小的、實像),然后通過目鏡在很遠的距離(或在明視距離處)形成虛像。
(6)眼睛相當于一臺變焦照相機,正常人的正常視距約為25厘米。視距小于25厘米的近視患者需配戴凹透鏡的眼鏡;視距大于25厘米的遠視患者需配戴凸透鏡的眼鏡。
2.物理光學:人類對光的本質認識的發展
(1)粒子論(牛頓) 基本觀點是光就像一組彈性球體。實驗基礎:光的直線傳播和光的反射。難點:無法解釋兩種介質界面上同時發生的反射和折射,也無法解釋光的獨立傳播規律。
(2)波動說(惠更斯) 基本觀點是光是由某種振動激發出來的波(機械波)。實驗基礎:光的干涉和衍射。
① 干涉現象——楊氏雙縫干涉實驗
條件:兩光束頻率相同,且有恒定的相位差。裝置(略)。現象:中央出現一條亮條紋,兩邊等距分布明暗條紋。說明:當屏上某點到雙孔(雙縫)的距離差為波長的整數倍(半波長的偶數倍)時,兩波同相疊加,振動加強,產生亮條紋;兩波反相疊加時,振動抵消,產生暗條紋。應用:檢查平面、測量厚度、增強光學鏡片(減反射膜)透過光的強度。
②光的衍射現象——單縫衍射(或圓孔衍射)
條件狹縫寬度(或孔徑)可與波長進行比較。裝置(省略)。現象表現為中心最亮、最寬的亮條紋,兩邊距離不等的亮條紋和暗條紋(或亮條紋和暗條紋之間的環)。難點問題難以解釋光的直線傳播,找不到傳播介質。
(3)電磁理論(麥克斯韋) 基本觀點:光是電磁波。 實驗基礎 赫茲實驗(證明電磁波具有和光一樣的性質和波速)。 各種電磁波的產生機理 無線電波 自由電子的運動; 紅外線、可見光、紫外光 原子外層電子的激發; X射線 原子內層電子的激發; 伽馬射線 原子核的激發。 可見光的光譜 發射光譜——連續光譜、亮線光譜; 吸收光譜(特征光譜。 難題 無法解釋光電效應現象。
(4)光子理論(愛因斯坦) 基本觀點認為光是由分立的光子組成的,每個光子的能量E=hν。 實驗基礎 光電效應現象。 裝置(略)。 現象 ①當入射光線照射到光電子上時,發射幾乎是瞬間的; ②入射光的頻率必須大于光電陰極金屬的極限頻率ν。;
③當ν>v.時,光電流的強度與入射光強度成正比; ④光電子的最大初動能與入射光強度無關,只隨光強的增加而增大。 說明 ①光子的能量可以完全被電子吸收,不需要能量的積累過程; ②表面電子至少需做功(功函數)hν才能克服金屬原子核的引力而逃逸; ③入射光強度,單位時間內入射光子越多,產生的光電子也越多; ④入射光子的能量只與其頻率有關,入射到金屬表面時,除功函數外,其余都轉化為光電子的初動能。 難題,無法解釋光的波動性。
(5)光的波粒二象性基本觀點是,光是一種具有電磁性質的物質,既具有波的性質,又具有粒子的性質。大量光子的運動表現出波動性,而個別光子的行為則表現出粒子性。實驗基礎:弱光干涉、X射線衍射。
2. 重要研究方法
1、繪制正面幾何光學離不開光路圖,畫法能直觀反映光的傳播,方便確定像的位置、大小、倒置、虛實、成像面積或觀察范圍,與公式法相結合,可以相互補充、相互驗證。
2、光路追跡法作為研究光的傳播和成像的圖解方法,以從物點發出的某條光線為研究對象,這種連續追跡的方法特別適合于研究組合光學儀器多重防護的情況。
3.可逆光路法在幾何光學中,一切光路都是可逆的,利用可逆光路原理往往能給繪圖和計算帶來方便。實驗指導
物理學是一門以實驗為基礎的科學,近年來各類針對學生物理知識的綜合測試(如高考等)也十分重視對學生實驗能力的考查,因此物理實驗的復習是整體復習中不可或缺的重要環節。
1. 實驗基本類型及要求
中學生物理實驗大致可分為四類,其要求如下:
1、除了初中階段學習過的常用儀器(如天平、彈簧秤、壓力表、氣壓表、溫度計、電流表、電壓表等)外,高中階段還將學習使用點表、千分尺、游標卡尺、萬用表等。要求了解儀器的基本構造,熟悉主要零部件的名稱,了解其工作(測量)原理,掌握合理的操作方法,正確讀數,了解使用注意事項。
2、基本物理量的測量在初中物理中,我們學習了長度、時間、質量、力、溫度、電流強度、電壓等物理量的測量。在高中物理中,我們進一步學習了微小長度和極短時間、加速度(包括g)、速度、電阻和電阻率、電動勢、折射率、焦距等物理量的測量。要求明確被測物理量的含義,了解具體的測量原理。掌握正確的實驗方法(包括了解實驗儀器設備的規格和性能,會安裝和調試實驗設備,會選擇合理的實驗步驟,正確測量數據,會分析和排除實驗中常見的故障等),妥善處理實驗數據并得出結果。
3.物理定律的驗證包括共點力的合成平行四邊形法則、固定旋轉軸物體的平衡條件、牛頓第二定律、機械能守恒定律、波義爾定律等。要求與物理量的測量相同,重點在于分析實驗誤差,能有效地采取相應措施,使實驗誤差最小化,提高準確性。
4.觀察和研究物理現象,組裝儀器儀表,如研究水平拋射運動、彈性碰撞,畫等勢線,研究電磁感應、變壓器的作用,觀察光的衍射。把電流表改成電壓表等。其中,對于觀察性實驗,只要求能正確使用儀器儀表,顯示(或觀察)物理現象,通過直觀觀察定性地了解影響現象的有關因素。對于研究性實驗(包括組裝儀器儀表),不僅要求能使用儀器儀表,掌握正確的實驗研究方法,反映有關現象的物理內容;或測出有關參數,還要求能通過具體的測量,進行進一步的定量研究或實驗設計。
2. 實驗設計思路
中學物理實驗涉及的主要設計思想為:
1、積累放大法是將某些物理量(有時是難以直接測量的微小量)經過積累后進行測量,或將其放大并顯示出來的測量方法。例如,可用幾次全振的時間來測定單擺的振動周期;可用周長較大的活動刻度盤(測微螺旋)來顯示構件絲杠的微小進退量,等等。
2.平衡方法列出了基于物理系統中通常存在的相對和矛盾的物理因素的相應平衡方程,并導致系統偏離平衡高中物理等勢線題目,以找到一種影響平衡的方法,例如使用平衡來測量質量,驗證固定旋轉條件
3.在具有多種因素的物理現象中,您可以首先控制某些量的恒定,然后研究某個因素對現象的影響,例如,在牛頓第二定律的實驗中,您可以首先保持質量恒定并研究加速和力之間的關系。
4.轉換方法使用一些易于直接測量的數量(或現象),以取代直接測量的數量(或現象),或者根據研究對象,在某些條件下,可以通過分別觀察和測量量來實現相同的效果。指針的偏轉角度的尿液;
5.痕量方法是記錄事物的方法(軌跡,圖像等)。
3.實驗數據處理
數據處理是對原始實驗記錄的科學處理,我們通常可以從一堆看似不可感知和無關的數據中找到內部規則,我們只需要掌握最簡單的數據處理方法。
1.列表方法在類別中列出了測量的物理數量,需要說明記錄表的主要內容(標題)。
2.算術平均方法加起來要測量的物理量,并將其除以測量的數量。
3.圖形方法使用圖形在坐標平面上的實驗測量數量根據自變量和因變量之間的功能關系顯示。
(1)兩個坐標軸應分為適當的尺度。
(2)應該有足夠的點
(3)圖形應通過曲線盡可能多的點。
4.實驗誤差分析
測量值和要測量的真實值之間的差異稱為測量誤差。定性分析實驗錯誤的主要原因,并了解絕對誤差和相對誤差的概念。