高中物理学史及物理思想方法

精选文库 高中物理基础知识汇总一、物理学史：力学部分（一）运动学：伽利略：研究自由落体运动的方法是落体实验转化为著名的“斜面实验”，其主要是考虑到“实验时便于测量小球运动的时间”，研究的核心是“实验和逻辑推理”。例题1（2010届第1次月考）关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法中正确的是（）A伽利略认为在同一地点，重的物体和轻的物体下落快慢不同B伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证C伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比D伽利略用小球在斜面上验证了运动速度与位移成正比（二）静力学：胡克：只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比,即胡克定律：F=Kx.例题2.（2010届滚动训练4）下面是一些有关高中物理实验的描述，其中错误的（ ）A在“研究匀变速直线运动”实验中通过纸带上打下的一系列点，可求出打下任意一点时拉动纸带的物体的瞬时速度大小B在“验证力的平行四边形定则”实验中的拉橡皮筋的细绳要稍长一点，并且实验时要使弹簧与木板平面平行C在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中需要用刻度尺测量弹簧的伸长量（或总长）D在“验证机械能守恒定律”的实验中需要用天平测物体（重锤）的质量（三）动力学：A地表上物体低速运动：1.亚里士多德：力是维持物体运动状态（速度）的原因（直观感觉、错误性）2.伽利略：力是改变物体运动状态（速度）的原因（理想斜面实验、实践性）3.牛顿：力的作用效果是改变物体运动状态（速度）的原因（科学推理、公理性） B天空中星体中速运动：1.开普勒：开普勒三定律（轨迹、速率、周期规律）2.牛顿：万有引力（普遍性）3.卡文迪许：利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量（测地球的第一人）C微观界粒子高速运动：爱因斯坦：狭义及广义相对论例题3下列说法中正确的是 ( )A经典力学对处理微观高速运动的粒子具有相当高的正确性 B牛顿运动定律成立的参考系称为惯性参考系 C相对论时空观认为长度、质量、时间都是绝对不变的 D爱因斯坦认为光就是以光速C运动着的光子流例题4以下说法符合物理史实的是( )A亚里士多德对运动和力的关系的历史进程只起到阻碍作用B开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础C法拉第发现了电流周围存在着磁场，为实现当今电气化奠定基础D.“我之所以比别人看得远，是因为我站在了巨人的肩膀上”，牛顿所指的巨人是：爱因斯坦、伽利略、开普勒（四）波动学1.惠更斯确定了单摆周期公式。周期是2s的单摆叫秒摆。2.惠更斯提出了机械波的波动现象规律惠更斯原理。3.多普勒（1803-1853）首先发现由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象多普勒效应：口诀：近大远小。例题5.（2013届11月份测试）下列关于物理事实、物理原理或物理方法的说法正确的是（）A. 开普勒发现了万有引力定律，人们尊称他为“天体的立法者”B. 伽利略发现单摆的等时性，并推导出单摆的公式 C. 超高压带电作业的工人穿戴的工作服中包含金属丝，是为了静电屏蔽D. 从电容器的电容表达式可以看出，与成正比，与成反比电学部分（一）静电场1.库仑：利用库仑扭秤装置得出库仑定律2.汤姆生：首先发现了（负）电子3.密立根：通过油滴实验测定了元电荷的数值：e=1.601019C（二）直流电1.欧姆：通过实验得出了电流、电阻和电压的定量关系2.焦耳：通过实验得出了电流的热效应规律（三）静磁场1.奥斯特：发现电流的磁效应现象2.安培：提出分子电流假说，从而说明磁现象的电本质3.法拉第：发现电磁感应现象从而得出电磁感应定律例题5电磁学的基本现象和规律在生产生活中有着广泛的应用。下列哪些电器件在工作时，主要应用了电磁感应现象的是（ ）A质谱仪 B日光灯 C动圈式话筒 D磁带录音机（四）电磁感应1.法拉第：发现了由磁场产生电流的条件和规律，得出了电磁感应定律：2.楞次：确定感应电流方向的定律楞次定律3.亨利：发现自感现象，日光灯的工作原理即为其应用之一。（五）电磁波1.电磁波的产生：理论：麦克斯韦的电磁场理论 实践：赫兹的电火花证明2.电磁波的发射：措施：调制：用高频振荡加载低频信号3.电磁波的传播：横波、光速、不需介质4.电磁波的接收：（1）调谐：发射频率与接收频率的电谐振（相当于选台）（2）解调：调制的逆过程5.电磁波的应用：广播、电视、雷达（微波）、手机（基站）、因特网等6.电磁波的波谱无线电波（长、中、短、微）红外线可见光紫外线X（伦琴）射线射线振荡电路中自由电子 原子外层电子 原子内层电子 原子核衰变 热效应 化学及荧光效应 （加热、遥感）（消毒杀菌生理、防伪） 透视 探伤例题6（2013届临界生辅导5）下列说法中正确的是（ ）A电磁波是横波来mB为了从高频电流中取出所携带的声音信号就要进行调制C红外线应用在遥感技术中是利用了它的穿透本领强的特性D医学上用透视或“CT”来检查人体内部器官，它们都用到了X射线（课本3-4第92页插图中所述“CT”即“计算机辅助X射线断层摄影”的简称）热学部分1.布朗：发现悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象布朗运动。2.克劳修斯：提出热力学第二定律的定性表述：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，称为克劳修斯表述。次年开尔文提出另一种表述：不可能从单一热源取热，使之完全变为有用的功而不产生其他影响，称为开尔文表述。3.开尔文：提出热力学温标，指出绝对零度是温度的下限。例题7.下列说法正确的是（ ）A布朗运动是悬浮在水中的花粉分子的运动，但它间接反映了液体分子永不停息做无规则运动B.第二类永动机不可能制造成功，是因为它违反了热力学第二定律，但没有违反热力学第一定律C.热力学第三定律说明绝对零度是永远不可达到，只可无限接近D一定质量的100的液态水变成同温度下的水蒸气时系统熵增加光学部分1.斯涅耳：找到了入射角与折射角之间的规律折射定律。2.托马斯杨：成功地观察到了光的干涉现象。3.菲涅尔和泊松：计算并实验观察到光的圆板衍射泊松亮斑。5.普朗克：为解释物体热辐射规律提出：电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份的，把物理学带进了量子世界；受其启发1905年爱因斯坦提出光子说，成功地解释了光电效应规律。（2005年被联合国定为“世界物理年”，以表彰他对科学的贡献）6.康普顿：在研究石墨中的电子对X射线的散射时康普顿效应，证实了光的粒子性。 7.德布罗意：大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现出波动性；原子物理部分1.汤姆生发现电子。说明原子可分，有复杂内部结构，并提出原子的枣糕模型。2.密立根：通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量3.卢瑟福：进行了粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型。由实验结果估计原子核直径数量级为10 -15 m。4.贝克勒尔：发现天然放射现象，说明原子核有复杂的内部结构。卢瑟福：用粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，发现了质子（+），并预言原子核内还有另一种粒子中子。5.查德威克于在粒子轰击铍核时发现中子（+），获得诺贝尔物理奖。6.约里奥居里夫妇：用粒子轰击铝箔时，第一次用人工的方法获得了了放射性同位素P(+)，同时衰变成了正电子(+ ) 。二、物理思想方法：1.物理思想主要有：实验探究思想、模型思想、控制变量思想、数理思想、数据图像处理思想、观察、创新思想等2.物理方法主要有：比值法、极限法、放大法、猜想法、控制变量法、等效法、微元法、类比法等。比值定义法：就是在定义一个物理量的时候采取比值的形式定义。（1）初中的有：速度、密度、压强、功率、比热容、热值等。 （2）高中的有：速度v=、加速度、角速度=、电场强度E=、磁感应强度B=、电容C、电势U=、电阻R=等。 例题1（2013届10份测试）用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法。下面四个物理量都是用比值法定义的，其中定义式正确的是( )A加速度a= B磁感应强度BC电场强度 D电阻R=显示玻璃瓶受力形变显示桌面受力形变测定引力常数例题2（2013届复习卷7）以下是力学中的三个实验装置，由图1可知这三个实验共同的物理思想方法是( ) A极限的思想方法 B放大的思想方法 C控制变量的方法 D猜想的思想方法观察桌面微小形变螺旋测微器测长度A B C D探究求合力的方法探究加速度与力、质量的关系例题3（2013届复习卷3）学习物理除了知识的学习外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法，如图所示是我们学习过的几个实验，其中研究物理问题的思想与方法相同的( )例题4（2010届第2次月考）在“探究弹性势能的表达式”的活动中，为计算弹簧弹力所做的功，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，拉力在每小段可认为是恒力，用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功，物理学中把这种研究方法叫做“微元法”。下面几个实例中应用到这一思想方法的是( )A由加速度的定义，当非常小，就可以表示物体在t时刻的瞬时加速度B在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系C在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加D在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用有质量的点来代替物体，即质点例题5.（2013届12月份测试）某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力：将一张白纸铺在水平地面上，把排球在水里弄湿，然后让排球从规定的高度自由落下，并在白纸上留下球的水印再将印有水印的白纸铺在台秤上，将球放在纸上的水印中心，缓慢地向下压球，使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印，记下此时台秤的示数即为冲击力的最大值下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相同的是( )A建立“合力与分力”的概念 B建立“点电荷”的概念C建立“瞬时速度”的概念 D研究加速度与合力、质量的关系例题9（2013届高三期初测试）在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，如：理想实验法、控制变量法、极限思想法、等效替代法和建立物理模型法等等以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是（ ）A在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫等效替代法B根据速度定义式v=x/t，当t非常非常小时，x/t就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法C在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验应用了控制变量法D在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法物理常见知识点一、物理公式力学部分运动学1.基本公式：（1）速度公式：v=v0+at （2）位移公式：x= v0t+at22.导出公式：（1）速度位移公式：v2- v02=2ax（2）中间时刻的速度：v中时=（3）中间位置的速度：v中位=（4）位移差公式：x=at23.比例公式：初速为零的匀加速运动的规律（1）时间等分末速度：v1：v2：v3：vn=1：2：3：n（根据v=at）前n秒内的位移：x1：x2：x3：xn=1：4：9：n2（根据x=at2/2 ）第n秒内的位移：xI：xII：xIII：xN=1：3：5：(2n-1)（根据xN= xnxn-1）（2）位移等分每段末端的速度：vI： vII:：vN （根据v2=2ax）每段位移的时间：tI：tII:：tN （根据tN= tntn-1）静力学重力： G = mg 弹簧的弹力：F= Kx 滑动摩擦力：Ff滑= mFN 动力学F合=ma F向=ma向（a向=2 f2 R=vw 线速度: V=wR=2f R 角速度：w=） F引=G x= A sin（t+0）F=-Kx ( ) v=/T=f功和能EK= EP=mgh W合= W合W1+ W2+Wn= DEk = Ek2 一Ek1 = p= p=Fv动量和冲量p=mv m1v1+m2v2= F合=p 电学部分静电场电场力F=kQ1Q2r2(k90109Nm2C2 ) F=Eq 电场E=F/q E=kQr2 E= UAB /d电势UABAB 电势能Ep=q 电场力做功 WAB = qUAB 电容 恒定电流一、基本概念：1、电流：（1）定义式：（2）决定式：I=nqsv（3）计算式：部分电路：闭合电路：2、电压：（1）决定式：（2）计算式：部分电路：U=IR闭合电路：U外+U内=E3、电阻：（1）决定式：（2）计算式：4、电动势：（1）决定式：由电源本身性质决定，与外电路无关，是描述电源转化电能本领的物理量。（2）定义式：（3）计算式：E= U外+U内二、基本规律：1、欧姆定律：（1）部分电路：（2）闭合电路：2、电阻定律：3、焦耳定律：Q=I2Rt4、电功：W=qU= UIt(1)纯电阻电路：W功=Q热=I2Rt=(2)非纯电阻电路：W功Q热5、电功率：（1）纯电阻电路：P= I2R=（2）非纯电阻电路：电动机总功率：热功率：P热=I2r机械功率：P机= P总P热机械效率：=（3）电源：总功率：热功率：P热=I2r机械功率：P出= P总P热机械效率：=静磁场磁场的描述 B = F/IL(BI) =BS(BS)磁通密度B=/S磁场的作用1、磁场对电流的作用：安培力F =ILBsin(为B与I的夹角) Fmin = 0 (B/I) Fmax = BIL (BI)2、磁场对运动电荷的作用：洛伦兹力F洛=qVBsinVB：F洛= 0 VB：F洛=qVB电磁感应感应电动势1、一般规律：法拉第电磁感应定律：2、特殊情况：对导体切割磁感线的运动：E=BLV交流电电动势大小四个值（1）最大值（峰值）：Em=NBS（2）瞬时值：e=Em sin（t+0）（3）有效值：正弦式：有效值为最大值的 倍其他式