高二物理期末复习知识点梳理

1 高中物理必修高中物理必修 1 知识点归纳总结知识点归纳总结 1 速度 速率 速度的大小叫做速率 这里都是指 瞬时 一般 瞬时 两个字都 省略掉 这里注意的是平均速度与平均速率的区别 平均速度 位移 时间平均速率 路程 时间 平均速度的大小 平均速率 除非是单向直线运动 2 加速度 a v 同向加速 反向减速 0t vvv a tt 其中是速度的变化量 矢量 速度变化多少 标量 就是指的大小 单位v v 时间内速度的变化量是速度变化率 就是 即 理论上讲矢量对时间的变化率 v t a 也是矢量 所以说速度的变化率就是加速度 不过我们现在一般不说变化率的方向 a 只是谈大小 速度变化率大 速度变化得快 加速度大 速度的快慢 就是速度的大小 速度变化的快慢就是加速度的大小 第三章 3 匀变速直线运动最常用的 3 个公式 括号中为初速度的演变 0 0v 1 速度公式 0t vvat t vat 2 位移公式 2 0 1 2 sv tat 2 1 2 sat 3 课本推论 22 0 2 t vvas 2 2 t vas 4 平均速度 这个是匀变速直线运动才可以用 0 2 t vv v 还有一个公式 位移 时间 这个是定义式 对于一切的运动的平均速度都 s v t 以这么求 不单单是直线运动 曲线运动也可以 例 跑操场一圈 平均速度为 0 5 位移 0 2 t vv st 4 匀变速直线运动有用的推论 一般用于选择 填空 1 中间时刻的速度 0 2 2 t t vv vv 此公式一般用在打点计时器的纸带求某点的速度 或类似的题型 匀变速直线运 动中 中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度 2 中间位置的速度 22 0 2 2 t s vv v 3 逐差相等 2 21321nn sssssssaT 这个就是打点计时器用逐差法求加速度的基本原理 相等时间内相邻位移差为一 个定值 如果看到匀变速直线运动有相等的时间 以及通过的位移 就要想到这 2 aT 个关系式 可以求出加速度 一般还可以用公式 1 求出中间时刻的速度 4 对于初速度为零的匀加速直线运动 5 对于匀减速直线运动的分析 如果一开始 规定了正方向 把匀减速运动的加速度写成负值 那么公式就跟之 前的所有公式一模一样 但有时候 题目告诉我们的是减速运动加速度的大小 如 汽车以 a 5m s2的加速度进行刹车 这时候也可以不把加速度写成负值 但是在代公 式时得进行适当的变化 a 用大小 速度 0t vvat 2 位移 2 0 1 2 sv tat 推论 就是大的减去小的 22 0 2 t vvas 特别是求刹车位移 直接 算起来很快 以及求刹车时间 2 0 0 2 v s a 0 0 v t a 这里加速度只取大小 其实只要记住加速用 减速用 就可以了 牛顿第 二定律经常这么用 6 匀变速直线运动的实验研究 实验步骤 关键的一个就是记住 先接通电源 再放小车 常见计算 一般就是求加速度 及某点的速度 av T 为每一段相等的时间间隔 一般是 0 1s 1 逐差法求加速度 如果有 6 组数据 则 456123 2 3 ssssss a T 如果有 4 组数据 则 3412 2 2 ssss a T 如果是奇数组数据 则撤去第一组或最后一组就可以 2 求某一点的速度 应用匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度即 1 2 nn n SS v T 比如求 A 点的速度 则 2 OAAB A SS v T 3 利用 v t 图象求加速度a 这个必须先求出每一点的速度 再做 v t 图 值得注意的就是作图问题 根据描绘 的这些点做一条直线 让直线通过尽量多的点 同时让没有在直线上的点均匀的分布 在直线两侧 画完后适当向两边延长交于 y 轴 那么这条直线的斜率就是加速度 a 求斜率的方法就是在直线上 一定是直线上的点 不要取原来的数据点 因为这条直 线就是对所有数据的平均 比较准确 直接取数据点虽然算出结果差不多 但是明显 不合规范 取两个比较远的点 则 21 21 vv a tt 7 自由落体运动 只要说明物体做自由落体运动 就知道了两个已知量 0 0v ag 1 最基本的三个公式 t vgt 2 1 2 hgt 2 2 t vgh 2 自由落体运动的一些比例关系 8 追及相遇问题 1 物理思路 有两个物理 前面在跑 后面在追 如果前面跑的快 则二者的距离越来越大 如果后面追的快 则二者距离越来越小 所以速度相等是一个临界状态 一般都要想 把速度相等拿来讨论分析 例 前面由零开始匀加速 后面的匀速 则速度相等时 能追上就追上 如果追 不上就追不上 这时有个最小距离 3 例 前面匀减速 后面匀速 则肯定追的上 这时候速度相等时有个最大距离 相遇满足条件 后面走的位移等于前面走的位移加上 21 ssL 2 s 1 s 原来的间距 L 即后面比前面多走 L 就赶上了 总之 把草图画出来分析 就清楚很多 这里注意的是如果是第二种情况 前面 刹车 后面匀速的 不能直接套公式 得判断到底是在刹车停止之前追上 还是在刹 车停止之后才追上 例题 一辆公共汽车以 12m s 的速度经过某一站台时 司机发现一名乘客在车后 L 8m 处挥手追赶 司机立即以 2m s2的加速度刹车 而乘客以 v1的速度追赶汽车 当 1 v1 5m s 8 8s 2 v1 10m s 4s 则该乘客分别需要多长时间才能追上汽车 2 数学公式求解 数学公式就是由 列出表达式 代入数值 解一个关于时间 t 的一元二 21 ssL 次方程 根据进行判断 如果 0 则有解 可以相遇二次 0 刚好相遇一次 0 说明不能相遇 求出 t 即求出相应的相遇时间 1 追及 相遇 的特征 追及 的主要条件是 两个物体在追赶过程中处在同一位置 两物体恰能 相遇 的临界条件是两物体处在同一位置时 两物体的速度恰好相同 2 解 追及 相遇 问题的思路 1 根据对两物体的运动过程分析 画出物体运动示意图 2 根据两物体的运动性质 分别列出两个物体的位移方程 注意要将两物体的运 动时间的关系反映在方程中 3 由运动示意图找出两物体位移间的关联方程 4 联立方程求解 3 分析 追及 相遇 问题时应注意的问题 1 抓住一个条件 是两物体的速度满足的临界条件 如两物体距离最大 最小 恰好追上或恰好追不上等 两个关系 是时间关系和位移关系 2 若被追赶的物体做匀减速运动 注意在追上前 该物体是否已经停止运动 4 解决 追及 相遇 问题的方法 1 数学方法 列出方程 利用二次函数求极值的方法求解 2 物理方法 即通过对物理情景和物理过程的分析 找到临界状态和临界条件 然后列出方程求解 选修选修 3 3知识点归纳总结知识点归纳总结 一 分子动理论一 分子动理论 1 物质是由大量分子组成的 物质是由大量分子组成的 1 单分子油膜法测量分子直径 2 任何物质含有的微粒数相同 1mol 231 6 02 10 A Nmol 3 对微观量的估算 分子的两种模型 球形和立方体 固体液体通常看成球形 空气分子占据空间 看成立方体 利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 a 分子质量 b 分子体积 mol A M m N mol A V v N 3 0 VL 3 0 6 V d 4 c分子数量 AAAA molmolmolmol MvMv nNNNN MMVV 2 分子永不停息的做无规则的热运动 布朗运动 分子永不停息的做无规则的热运动 布朗运动 扩散现象 扩散现象 1 扩散现象 不同物质能够彼此进入对方的现象 说明了物质分子在不停地运 动 同时还说明分子间有间隙 温度越高扩散越快 2 布朗运动 它是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动 是在显微镜下观察 到的 布朗运动的三个主要特点 永不停息地无规则运动 颗粒越小 布朗运动越明 显 温度越高 布朗运动越明显 产生布朗运动的原因 它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向 撞击的不均匀造成 布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动 布朗运动 扩散现象都有力地 说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动 3 热运动 分子的无规则运动与温度有关 简称热运动 温度越高 运动越剧 烈 3 分子间的相互作用力 分子间的相互作用力 分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小 但是分子间斥力随分 子间距离加大而减小得更快些 如图 1 中两条虚线所示 分子间同时存在引力和 斥力 两种力的合力又叫做分子力 在图 1 图象中实线曲线表示引力和斥力的合 力 即分子力 随距离变化的情况 当两个分子间距在图象横坐标距离时 分子间的引力 0 r 与 斥力平衡 分子间作用力为零 的数量级为m 相当于位置叫做平衡位 0 r 10 10 0 r 置 当分子距离的数量级大于m 时 分子间的作用力变得十分微弱 可以忽 略不计了 4 温度 温度 宏观上的温度表示物体的冷热程度 微观上的温度是物体大量分子热运 动平均动能的标志 热力学温度与摄氏温度的关系 273 15TtK 5 内能 内能 分子动能 分子不停的做无规则的热运动而具有的能 物体由大量分子组成 每个分子都有分子动能 分子在不停息地做无规则运动 每个分子动能大小不同并且时刻在变化 热现象是大量分子无规则运动的结果 个 别分子动能没有意义 所有分子的动能的平均值叫做分子的平均动能 温度是分子 热运动的平均动能的标志 温度升高 分子平均动能增大 但不是每一个分子的动 能都增大 分子势能 分子间存在着相互作用力 因此分子间具有由它们的相对位置决定 的势能 这就是分子势能 分子势能的大小与分子间距离有关 分子势能的大小变 化可通过宏观量体积来反映 当时 分子力为引力 当 r 增大时 分子力做负功 分子势能 0 rr 增加 当时 分子力为斥力 当 r 减少时 分子力做负功 分子是能 0 rr 增加 分子势能与分子间距离的关系图 时分子势能最小 0 rr 物体的内能 物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和 叫做物体的内能 一切物体 5 都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成 因此任何物体都是有内 能的 内能的决定因素 温度 物质的量 体积 理想气体的内能只取决于温度 二 气体二 气体 6 气体实验定律 气体实验定律 玻意耳定律 C 为常量 等温变化pVC 图象表达 1 p V 查理定律 C 为常量 等容变化 p C T 图象表达 pV 盖吕萨克定律 C 为常量 等压变化 V C T 图象表达 VT 7 理想气体 理想气体 宏观上 严格遵守三个实验定律的气体 在常温常压下实验气体可以看成理想 气体 微观上 分子间的作用力可以忽略不计 故一定质量的理想气体的内能只与温 度有关 与体积无关 理想气体的方程 pV C T 8 气体压强的微观解释 气体压强的微观解释 大量分子频繁的撞击器壁的结果 影响气体压强的因素 气体的平均分子动能 温度 分子密集程度即单位体积内的分子数 体积 三 物态和物态变化三 物态和物态变化 9 晶体 晶体 外观上有规则的几何外形 有确定的熔点 一些物理性质表现为各向异 性 非晶体 外观没有规则的几何外形 无确定的熔点 一些物理性质表现为各向同性 判断物质是晶体还是非晶体的主要依据是有无固定的熔点 晶体与非晶体并不是绝对的 有些晶体在一定的条件下可以转化为非晶体 石英 玻璃 10 单晶体 单晶体 多晶体多晶体 如果一个物体就是一个完整的晶体 如食盐颗粒 这样的晶体就是单晶体 单晶硅 单晶锗 如果整个物体是由许多杂乱无章的小晶体排列而成 这样的物体叫做多晶体 多晶 体没有规则的几何外形 但同单晶体一样 仍有确定的熔点 11 表面张力 表面张力 当表面层的分子比液体内部稀疏时 分子间距比内部大 表面层的分子表现为 引力 12 液晶 液晶 6 分子排列有序 各向异性 可自由移动 位置无序 具有流动性 各向异性 分子的排列从某个方向上看液晶分子排列是整齐的 从另一方向看 去则是杂乱无章的 四 热力学定律四 热力学定律 13 改变系统内能的两种方式 改变系统内能的两种方式 做功和热传递 热传递有三种不同的方式 热传导 热对流和热辐射 这两种方式改变系统的内能是等效的 区别 做功是系统内能和其他形式能之间发生转化 热传递是不同物体 或 物体的不同部分 之间内能的转移 14 热力学第一定律 热力学第一定律 uWQ 15 能量守恒定律 能量守恒定律 能量既不会凭空产生 也不会凭空消失 它只能从一种形式转化为另一种形式 或者从一个物体转移到另一物体 在转化和转移的过程中其总量不变 第一类永动机不可制成是因为其违背了热力学第一定律 第二类永动机不可制成是因为其违背了热力学第二定律 一切自然过程总是沿 着分子热运动的无序性增大的方向进行 熵是分子热运动无序程度的定量量度 在绝热过程或孤立系统中 熵是增加的 16 能量耗散 能量耗散 系统的内能流散到周围的环境中 没有办法把这些内能收集起来加以利用 选修选修 3 5知识点归纳总结知识点归纳总结 1 1 普朗克量子假说 普朗克量子假说 1 创立标志 1900 年普朗克普朗克在德国的 物理年刊 发表 论正常光谱能量分布定律 的论文 标志着量子论的诞生 2 量子论的主要内容 普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的 其最小的 不可分的能量单元即 能量子 或称 量子 也就是说组成能量的单元是量子 物质的辐射能量不是连续的 而是以量子的整数倍整数倍跳跃式变化的 3 量子论的发展 1905 年 爱因斯坦爱因斯坦将量子概念推广到光的传播中 提出了光量子论 1913 年 英国物理学家玻尔玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态 提出了一种量 子化的原子结构模型 丰富了量子论 到 1925 年左右 量子力学最终建立 4 实验规律 1 随着温度的升高 黑体的辐射强度都有增加 2 随着温度的升高 辐射强度的极大值向波长较短方向移动 2 2 光电效应 光电效应 1 光电效应 光电效应在光 包括不可见光 的照射下 从物体发射出电子的现象 称为光电效应 光电效应的实验规律 装置 如右图 任何一种金属都有一个极 限频率 入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应 低于极限频率的光 不能发生光电效应 光电子的最大初动能与入射光的强度无关 光随入射光频率的 增大而增大 大于极限频率的光照射金属时 光电流强度 反映单位时间发射出的 光电子数的多少 与入射光强度成正比 金属受到光照 光电子的发射一般不超 过 10 9秒 2 光子说 量子论 1900 年德国物理学家普朗克普朗克提出 电磁波的发射和吸收是不连 续的 而是一份一份的 每一份电磁波的能量 光子论 1905 年爱因斯坦爱因斯坦提 h 符号W Qu 外界对系统做功系统从外界吸热系统内能增加 系统对外界做功系统向外界放热系统内能减少 7 出 空间传播的光也是不连续的 而是一份一份的 每一份称为一个光子 光子具有 的能量与光的频率成正比 即 其中是电磁波的频率 h 为普朗克恒量 h h 6 63 10 343 光子论对光电效应的解释sJ 金属中的自由电子 获得光子后其动能增大 当功能大于脱出功时 电子即可脱离金 属表面 入射光的频率越大 光子能量越大 电子获得的能量才能越大 飞出时最大 初功能也越大 4 光电效应方程 0 WhEk Ek 是光电子的最大初动能 当 Ek 0 时 c为极限频率 c c h W0 3 3 光的波粒二象性 光的波粒二象性 实物粒子也具有波动性 这种波称为德布罗意波德布罗意波 也叫物质波物质波 满则下列关系 P h h 从光子的概念上看 光波是一种概率波概率波 4 4 原子核式结构模型 原子核式结构模型 1 电子的发现和汤姆生的原子模型 电子的发现 1897 年英国物理学家汤姆生英国物理学家汤姆生 对阴极射线进行了一系列研究 从而发 现了电子 电子的发现表明 原子存在精细结构 从而打破了原子不可再分的观念 汤姆生的原子模型 1903 年汤姆生汤姆生设想原子是一个带电小球 它的正电荷均匀分布 在整个球体内 而带负电的电子镶嵌在正电荷中 2 粒子散射实验和原子核结构模型 粒子散射实验 1909 年 卢瑟福及助手盖革和卢瑟福及助手盖革和 马斯顿马斯顿完成的 现象 a 绝大多数粒子穿过金箔后 仍沿原来方向运动 不发生偏转 b 有少数粒子发生较大角度的偏转 c 有极少数粒子的偏转角超过了 90 有的几乎达到 180 即被反向弹回 3 1911 年 卢瑟福卢瑟福通过对粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型 在原子 中心存在一个很小的核 称为原子核 原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质 量 带负电荷的电子在核外空间绕核旋转 5 5 氢原子光谱 氢原子光谱 1885 年 巴耳末巴耳末对当时已知的 在可见光区的 14 条谱线作了分析 发现这些谱线的 波长可以用一个公式表示 n 3 4 5 1 2 1 1 22 n R 6 6 原子的能级 原子的能级 玻尔玻尔理论 定态假设 原子只能处于一系列不连续的能量状态中 在这些状态中原子是稳 定的 电子虽然做加速运动 但并不向外在辐射能量 这些状态叫定态 跃迁假设 原子从一个定态 设能量为 Em 跃迁到另一定态 设能量为 En 时 它辐射成吸收一定频率的光子 光子的能量由这两个定态的能量差决定 即 hv Ehv Em m E En n 轨道量子化假设 原子的不同能量状态 跟电子不同的运行轨道相对应 原子 的能量不连续因而电子可能轨道的分布也是不连续的 7 7 原子核的组成 原子核的组成 1 天然放射现象 天然放射现象的发现 1896 年法国物理学 贝克勒耳贝克勒耳发现铀或铀矿石能放射出某种 人眼看不见的射线 这种射线可穿透黑纸而使照相底片感光 性 质 射 线 种 类射 线 组 成 电 离 作 用 贯 穿 能 力 射线 氦核组成的粒子流很 强很 弱 射线 高速电子流较 强较 强 射线 高频光子很 弱很 强 2 原子核的组成 原子核的组成 原子核是由质子和中子组成 质子和中子统称为核子 在原子核中有 质子数等于电荷数 核子数等于质量数 中子数等于质量数减电荷数 8 8 原子核的衰变 原子核的衰变 衰变 原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化称为衰变在原子核的衰变 过程中 电荷数和质量数守恒 衰 变 类 型 衰 变 方 程衰 变 规 律 衰 变 HeYX M Z M Z 4 2 4 2 新 核 4 2 质量数减少 电荷数减少 8 衰 变 eYX M Z M Z 0 11 新 核 质量数不变 电荷数增加 在衰变中新核质子数多一个 而质量数不变是由于反映中有一个中子变为一个 质子和一个电子 即 eHn 0 1 1 1 1 0 辐射伴随着衰变和衰变产生 这时放射性物质发出的射线中就会同时具有 和三种射线 放射性元素衰变的快慢是由核内部自身因素决定的 跟原子所处的化学状态和外放射性元素衰变的快慢是由核内部自身因素决定的 跟原子所处的化学状态和外 部条件没有关系 部条件没有关系 9 9 放射性的应用与防护 放射性的应用与防护 1934 年 约里奥约里奥 居里夫妇居里夫妇发现经过 粒子轰击的铝片中含有放射性磷 P 30 15 即 nPAlHe 1 0 30 15 27 13 4 2 1010 核反应方程 核反应方程 卢瑟福卢瑟福用 粒子轰击氦核打出质子 HOHeN 1 1 17 8 4 2 14 7 贝克勒耳和居里夫人贝克勒耳和居里夫人发现天然放射现象 衰变衰变 HeThU 4 2 234 90 238 92 衰变 衰变 ePaTh 0 1 234 91 234 90 查德威克查德威克用 粒子轰击铍核打出中子 nCHeBe 1 0 12 6 4 2 9 4 居里夫人发现正电子 eSiP nPHeAl 0 1 30 14 30 15 1 0 30 15 4 2 27 13 轻核聚变 HHn 2 1 1 1 1 0 重核裂变 nKrBanU SrnXenU 1 0 89 36 144 56 1 0 235 92 90 38 1 0 136 54 1 0 235 92 3 10 2 熟记一些粒子的符号 粒子 粒子 质子 质子 中子 中子 电子 电子 氘核 氘核 氚核 氚核He 4 2 H 1 1 n 1 0 e 0 1 H 2 1 H 3 1 3 注意在核反应方程式中 质量数和电荷数是守恒的 注意在核反应方程式中 质量数和电荷数是守恒的 1111 重核裂变 重核裂变 核聚变核聚变 释放核能的途径 裂变和聚变 裂变反应 裂变 重核在一定条件下转变成两个中等质量的核的反应 叫做原子核的裂变 反应 例如 nKrBanU 1 0 89 36 144 56 1 0 235 92 3 链式反应 在裂变反应用产生的中子 再被其他铀核浮获使反应继续下去 链式反应的条件 临界体积 极高的温度 裂变时平均每个核子放能约 200Mev 能量U 235 92 1kg全部裂变放出的能量相当于 2800 吨煤完全燃烧放出能量 U 235 92 聚变反应 聚变反应 轻的原子核聚合成较重的原子核的反应 称为聚变反应 例如 MeV 6 17 1 0 4 2 3 1 2 1 nHeHH 一个氘核与一个氚核结合成一个氦核时 同时放出一个中子 释放出 17 6MeV 的能量 平均每个核子放出的能量 3MeV 以上 比列变反应中平均每个核子放出的能 量大 3 4 倍 聚变反应的条件 几百万摄氏度的高温 12 12 动量和冲量动量和冲量 1 动量 运动物体的质量和速度的乘积叫做动量