高考物理专题复习手册（下）

静电场知识体系：章节概述：考点内容高考命题实况命题热点2020202020192019库仑定律6运动轨迹的综合问题；条件的综合问题；3.以点电荷、等量异种电荷及等量同种电荷模型为载体进行综合考查；4.牛顿运动定律、动能定理及功能关系在静电场中的综合应用问题；5.带电粒子在电场中的加速、偏转强度与电势666带点粒子在电场运动206知识清单：第一单元电场力的性质荷eC子的电荷量与元电荷相同。(2)点电荷：当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷。2.静电场3.电荷守恒定律(2)带电实质：物体带电的实质是得失电子。2.适用条件：真空中的点电荷。。3.方向：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向。4.叠加性：各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。1.定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向，在电场中画出一些曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致，曲线的疏密表示电场的强弱。2.电场线的特点(3)同一电场，电场线越密(等差等势面越密)的地方场强越大。(4)沿着电场线方向电势降低最快。1.在同一直线上三个自由点电荷的平衡问题(1)条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必(2)规律“三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上；“两同夹异”——正、负电荷相互间隔；“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。1.分析带电粒子运动的轨迹类问题的技巧判断速度方向带电粒子的轨迹的切线方向为该点处的速度方向判断电场力(或场强)的方向仅受电场力作用时，带电粒子所受电场力方向指向轨迹曲线的凹侧，再根据粒子的正负判断场强的方向判断电场力做功的正负及电势能的增减2.两种等量点电荷的电场线电场线电场强度特点等量异种点电荷的①在点电荷的连线上，连线中点O处的场强最小，指向负电荷一方②连线上的场强大小沿连线先③在点电荷连线的中垂线上，O等量同种点电荷的①连线中点O处的场强大小为零②连线上的场强大小沿连线先③在点电荷连线的中垂线上，O点场强最小，沿中垂线向外先变大后变小第二单元电场能的性质2)电势是标量，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)。(3)电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。3.等势面(2)四个特点①等势面一定与电场线垂直。②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。③电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。④等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小。1.匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场线方向的距离的乘积。即U＝Ed，也可以写作E＝。1.电势高、低常用的两种判断方法(1)依据电场线的方向沿电场线方向电势逐渐降低。2.电势能增、减的判断方法计算，此公式适用于任何电场。1.求电场力做功的几种方法(2)由2.电场中的功能关系电势能与动能之和保持不变。只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变。(3)除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化。第三单元电容器带电粒子在电场中运动1.常见电容器。(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值。3.平行板电容器1.构造及功能(2)偏转电极YY′：使电子束竖直偏转(加信号电压)；偏转电极XX′：使电子束水平偏转(加扫描电压)。2.工作原理向偏转；若只在YY′之间加电压，电子只在Y方向偏转；若XX′加扫描电压，YY′加信号电压，屏上会出现随信号而变化的图像。1.平行板电容器的动态分析思路(1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变。(2)根据决定式C＝分析平行板电容器电容的变化。(3)根据定义式C＝分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。(4)根据E＝分析电容器极板间场强的变化。2.两类典型的动态变化分析1.微观粒子(如电子、质子、离子等)和无特别说明的带电粒子，一般都不计重力(并不是忽略质量)；2.带电微粒(如油滴、液滴、尘埃、小球等)除有特别说明或暗示外，一般要考虑重力；3.原则上，所有未明确交代的带电体，都应根据题设运动状态和过程，反推是否计重力(即隐含条件)。1.偏转问题(1)条件分析：带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场。(3)处理方法：应用运动的合成与分解。(4)运动规律：①加速度：③离开电场时的偏移量④离开电场时的偏转角2.两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角度总是相同的。(2)粒子经电场偏转后，末速度的反向延长线与初速度延长线的交点O为粒子水平位移的中恒定电流知识体系：考点内容高考命题实况命题热点2020202020192019实验4定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析；2.非纯电阻电路的分析与计算，将结合实考查电功和电热的关系。多以选择题的形式出现；电热的计算。知识清单：第一单元电阻定律欧姆定律电功率及焦耳定律上述表达式是电阻的决定式——适用于金属导体及均匀的电解液。(2)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性。(3)电阻率与温度的关系。2.适用条件：适用于金属和电解液导电，适用于纯电阻电路。在电场力作用下定向移动，电场力做的功称为电功。)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程。3.焦耳定律4.热功率理解与应用电阻的决定式和定义式的比较公式lSR＝lSR＝电阻的决定式电阻的定义式说明了导体的电阻由哪些因素决定，R提供了一种测电阻的方法——伏安法，R与U、I均无关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体3.图线c的电阻随电压的增大而减小，图线d的电阻随电压的增大而增大(如图乙所示)。4.伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下电阻。意义公式联系电流在一段电路中所做的功W＝UIt对纯电阻电路，电功等于电热，W＝Q＝对非纯电阻电路，电功大于电热，W＞Q电流通过导体产生的热量Q＝I2Rt电功率单位时间内电流所做对纯电阻电路，电功率等于热功率，；对非纯电阻电路，电功率大于热功率，热功率单位时间内导体产生的热量第二单元闭合电路的欧姆定律(1)电源：电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化成电势能的装置。(3)电动势的物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成电势能本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。参数。1.闭合电路的欧姆定律闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比。(2)公式①I=(只适用于纯电阻电路)；②(适用于所有电路)。2.路端电压与外电阻的关系一般情况EE特殊情况1.电路动态分析的方法按以下步骤分析：(2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。(3)串反并同法：“串反”是指某一电阻增大(或减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(或减小)。2.电路稳定时电容器的处理方法电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻视为等势体，电容器两端的电压为与之并联的电阻两端的电压。3.电源的输出功率(3)输出功率随R的变化关系：②当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小。③当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越大。④当时，每个输出功率对应两个可能的外电阻⑤P出与R的关系如图所示。4.电源的效率1.纵轴上的截距等于电源的电动势；横轴上的截距等于外电路短路时的电流，即。内阻越大。UI即R=。4.图中阴影面积UI为电源的输出功率(注意不是图像和横轴围成的面积)，而电源的总功率磁场知识体系：章节概述：考点内容高考命题实况命题热点2020202020192019安培力61.磁感应强度的理解和计算；2.安培力、洛伦兹力的特点；3.有界磁场中的临界问题；4.带电粒子在匀强磁场中的多解问5.带电粒子在组合场和复合场中的运动洛伦兹力66磁场6复合场6磁场1.安培力的大小知识清单：第一单元磁场的描述及磁场对电流的作用.磁场(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向。2.磁感应强度弱和方向。(2)大小：(通电导线垂直于磁场)。(3)方向：小磁针静止时N极的指向。3.匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场。(2)表示：磁感线平行同向且等间距。1.磁感线在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感应强度方向一致。2.几种常见的磁场(1)常见磁体的磁场(2)电流的磁场通电直导线通电螺线管环形电流安培定则时：F=0。2.安培力的方向左手定则判断：(2)让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向。(3)拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。1.安培力的大小：计算安培力常用公式F=BIL，应用时要满足：BL。(2)L是有效长度。例如，如图所示通电导线，在判断和计算安培力的方向和大小时均可等效为计算和判断ac直导线的安培力的大小和方向。第二单元磁场对运动电荷的作用1.洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力。2.洛伦兹力的方向掌心——磁感线垂直穿入掌心；四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向；拇指——指向洛伦兹力的方向。3.洛伦兹力的大小1.若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直线运动。2.若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动。1.洛伦兹力的特点(1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面。(2)当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变化。(3)运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力作用。(4)根据左手定则判断洛伦兹力方向，但一定分正、负电荷。(5)洛伦兹力一定不做功。2.洛伦兹力与安培力的联系及区别(1)安培力是洛伦兹力的宏观表现，二者是相同性质的力，都是磁场力。(2)安培力可以做功，而洛伦兹力对运动电荷不做功。2.带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的分析方法的运动情形一情形二情形三直线边界(进出磁场具有对称性，如图所示)平行边界(存在临界条件，如图所示)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图所示)第三单元粒子在磁场运动临界及多解问题1.分析方法数”“不等式的性质”“二次方程的判别式”等求极值。(2)一个“解题流程”，突破临界问题(3)从关键词找突破口：许多临界问题，题干中常用“恰好”、“最大”、“至少”、“不相撞”、“不脱离”等词语对临界状态给以暗示，审题时，一定要抓住这些特定的词语挖掘其隐藏的规律，找出临界条件。(1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切。v况和运动情况画出运动轨迹的草图，找出圆心，根据几何关系求出半径及圆心角等。(4)在圆形匀强磁场中，当运动轨迹圆半径大于区域圆半径时，则入射点和出射点为磁场直径的两个端点时，轨迹对应的偏转角最大(所有的弦长中直径最长)。二带电粒子在磁场中运动的多解问题1.带电粒子电性不确定形成多解受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电，也可能带负电，在相同的初速度条件下，正、负粒子在磁场中的运动轨迹不同，因而形成多解。如图所示。2.磁场方向不确定形成多解有些题目只告诉了磁感应强度的大小，而未具体指出磁感应强度的方向，此时必须考虑由磁感应强度方向不确定而形成的多解。如图所示：3.临界状态不唯一形成多解如图所示，带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆弧状，因此，它可能直接穿过去了，也可能转过180°从入射界面反向飞出，于是形成了多解。如图所示：4.运动的往复性形成多解带电粒子在部分是电场、部分是磁场的空间运动时，往往具有往复性，因而形成多解。如图所示：第四单元带电粒子在复合场中的运动1.质谱仪粒子在磁场中做匀速圆周运动，有qvB=。2.回旋加速器(2)作用：电场用来对粒子(质子、α粒子等)加速，磁场用来使粒子回旋从而能反复加速。(3)加速原理：①回旋加速器中所加交变电压的频率f，与带电粒子做匀速圆周运动的频率相等，f==；②回旋加速器最后使粒子得到的能量，可由公式来计算，在粒子电荷量、质量m和磁感应强度B一定的情况下，回旋加速器的半径R越大，粒子的能量就越大。而粒子最终得到的能量与极间加速电压的大小无关。电压大，粒子在盒中回旋的次数少；1.“磁偏转”和“电偏转”的比较电偏转磁偏转偏转条件带电粒子以v⊥E进入匀强电场(不计重力)带电粒子以v⊥B进入匀强磁场(不计重力)受力情况只受恒定的电场力F=Eq只受大小恒定的洛伦兹力F=qvB运动情况类平抛运动匀速圆周运动运动轨迹抛物线求解方法利用类平抛运动的规律r=，T=，t=2.抓住联系两个场的纽带——速度知识体系：章节概述：考点内容高考命题实况命题热点2020202020192019感应现象61.楞次定律、右手定则判断感应电流2.感应电动势方向的判断和大小的计3.与图像结合考查电磁感应现象；合的综合考查感生电动势6感应6单杆动力学6知识清单：第一单元电磁感应现象1.概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S与B的乘积。4.公式的适用条件5.磁通量的意义磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数。当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生的现象。2.产生感应电流的条件(1)条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动。3.产生电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则产生感应电流；如果回路不闭合，楞次定律中“阻碍”的含义楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因，列表说明如下：证阻碍原磁通量变化——“增反减同”阻碍相对运动——“来拒去留”使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”阻碍原电流的变化——“增反减同”第二单元法拉第电磁感应定律自感与涡流1.感应电动势(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势。与电路是否闭合无关。(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。2.法拉第电磁感应定律(1)内容：感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。3.导体切割磁感线的情形(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感。(2)自感电动势①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势。(3)自感系数L2.涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水的漩涡所以叫涡流。1.求解感应电动势常见情况与方法情景图研究对象回路(不一定闭合)一段直导线(或等效成直导线)绕一端转动的一段导体棒绕与B垂直的轴转动的导线框表达式E=nE=BLvsinθ12E=BL212E=nBSωsinωt2.应考注意点2.法拉第电磁感应定律解题技巧(1)公式E=n是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择。(2)用公式E=nS求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内的有效面积。(3)通过回路截面的电荷量q仅与n、ΔΦ和回路总电阻R总有关，与时间长短无关，推导如电动势的计算1.公式E=Blv的使用条件2.E=Blv的“四性”(1)正交性：本公式是在一定条件下得出的，除磁场为匀强磁场外，还需B、l、v三者互相垂直。瞬时性：若v为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电动势。(3)有效性：公式中的L为导体切割磁感线的有效长度。如图，棒的有效长度为ab间的距离。(4)相对性：E=Blv中的速度v是导体相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系。1.自感现象的四大特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化。(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化。(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体。不能使过程停止，更不能使过程反向。2.自感中“闪亮”与“不闪亮”问题与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡电路图通电时电流突然增大，然后逐渐减小达到稳定电路中稳态电流为：断电时电流方向不变①若②若况灯泡中电流方向均改变分析自感现象应注意流逐渐变小，此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路；(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”的判断：若断电后通过灯泡的电流比原来强，则灯泡先闪第三单元电磁感应中的电路和图像问题1.电磁感应中电路知识的关系图2.解决电磁感应中的电路问题三部曲1.电磁感应中常见的图像问题图像类型BttEt、I－t图像理量随哪个物理量变化要弄清)问题类型(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像(画图像的方法)(2)由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量(用图像)应用知识四个规律左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律(1)平均电动势六类公式(2)平动切割电动势E=Blv(3)转动切割电动势(4)闭合电路的欧姆定律I=(5)安培力F=BIL(6)牛顿运动定律的相关公式等2.解决图像问题的一般步骤(2)分析电磁感应的具体过程；(3)用右手定则或楞次定律确定方向的对应关系；(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式；斜率的变化、截距等；(6)判断图像。3电磁感应中图像类选择题的两个常见解法(1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项。(2)函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图像作出分析和判断。第四单元电磁感应中的动力学和能量问题1.电学对象与力学对象的转换及关系解决电磁感应中的动力学问题的一般思路是“先电后力”，具体思路如下：1.电磁感应中的能量转化2.求解焦耳热Q的三种方法3.解电磁感应现象中的能量问题的一般步骤(1)在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源。(2)分析清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量发生了相互转化。(3)根据能量守恒列方程求解。1.模型构建“杆＋导轨”模型是电磁感应问题高考命题的“基本道具”，也是高考的热点，考查的知识点多，题目的综合性强，物理情景变化空间大，是我们复习中的难点。“杆＋导轨”模型又分为“单杆”型和“双杆”型(“单杆”型为重点)；导轨放置方式可分为水平、竖直和倾斜；杆的运动状态可分为匀速、匀变速、非匀变速运动等。2.模型分类及特点(1)单杆水平式物理模型动态分析设运动过程中某时刻棒的速度为v，加速度为mmR收尾状态运动形式匀速直线运动力学特征a=0v最大vm=电学特征I恒定(2)单杆倾斜式物理模型动态分析v↑E=BLv↑I=↑F=BIL↑a↓;v收尾状态运动形式匀速直线运动力学特征电学特征I恒定交变电流知识体系：章章节概述：考点内容高考命题实况命题热点2020202020192019远距离输电6瞬时值表达式、交变电流图像的考2.交变电流瞬时值、峰值、有效值、平均值的理解和计算；4.含有变压器的动态分析问题的考查知识清单：第一单元交变电流的产生和描述1.交变电流(1)定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。(2)按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流。2.正弦交变电流的产生和图像(2)图像：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图像1.周期和频率(2)频率(f)：交变电流在1s内完成周期性变化的次数。单位是赫兹(Hz)。(3)周期和频率的关系：T=或f=。2.正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时)(1)电动势e随时间变化的规律：e=Emsinωt。u：u=Umsinωt。ii=Imsinωt。其中ω等于线圈转动的角速度，Em=nBSω。3.交变电流的瞬时值、峰值、有效值(3)有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值。对正弦式交1.交流电产生过程中的两个特殊位置概念中性面位置与中性面垂直的位置特点B∥SΦ=0Φ=02.正弦式交变电流的变化规律2.非正弦式交流电的有效值：根据电流的热效应进行计算。1.交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻从中性面开始计时e=Emsinωti=Imsinωt计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值EEm=nBSωEIm= Im=R＋r讨论电容器的击穿电压(1)计算与电流的热效应有关有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值U等)(2)电气设备“铭牌”上所标的一般是指有效值(3)保险丝的熔断电流为有效值(4)交流电压表和电流表的读数为有效值(只适用于正弦式交变平均值某段时间内感应电动势或电流的平均值计算通过电路截面的电荷量第二单元变压器1.构造和原理(1)构造：如图1所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。图12.基本关系式有多个副线圈时及推出有多个副线圈时，及推出有多个副线圈时，3.几种常用的变压器(2)互感器1.理想变压器以及原、副线圈基本量的关系理想变压器没有能量损失(铜损、铁损)，没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)基本关系功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，关系少无关关系得时，由或或频率关系f1=f2(变压器不改变交流电的频率)第三单元远距离输电1.输电过程(如图所示)：(2)ΔU=IR。3.功率损失(1)ΔP=P－P′。(2)ΔP=I2R=。4.输送电流R远距离输电问题的“三二二”1.理清三个回路I电流I机；线圈1两端的电压U1等于发电机的路端电压U机；线圈1输入的电功率P1等于发电机输出的电功率P机。2.抓住两个联系2(匝数为)中各个量间的关系是，P1=P2。压器联系着回路2和回路3，由变压器原理可得：线圈3(匝数为n3)和线圈3.掌握两种损耗输电线上的电阻发热的功率损耗，。输电线上能量损耗是热损耗，计算功率损耗时用公式或。选修3-3知识体系：章节概述：考点内容高考命题实况命题热点2020202020192019分子势能51.以选择题的形式考查分子动理论、阿伏加德罗常数的应用、气体压强的微观解释、晶体和非晶体的特点、液体的表面张力、饱和汽与饱和汽压、热力学第二定律的理解等；2.以计算和问答题的形式结合气体考查内能、气体实验定律、理想气体状态方程、热力学第一定律等。气体压强理想气体程55热力学第一定律55知识清单：第一单元分子动理论内能1.物体是由大量分子组成的①直径数量级为10－10m。②质量数量级为10－26~10－27kg。(2)分子数目特别大：阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol－1。2.分子的热运动(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的固体颗粒的永不停息地做无规则运动。其特点是：①永不停息、无规则运动。3.分子间存在着相互作用力(1)分子间同时存在引力和斥力，实际表现的分子力是它们的合力。(2)引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力比引力变化得快。.温度一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。2.两种温标摄氏温标和热力学温标。3.分子的动能(1)分子动能是分子热运动所具有的动能。(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志。(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。4.分子的势能(1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能。(2)分子势能的决定因素：微观上——决定于分子间距离和分子排列情况；宏观上——决定于体积和状态。5.物体的内能(1)等于物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，是状态量。(2)对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定。(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。(4)改变内能的方式1.微观量分子体积V0、分子直径d、分子质量m0。2.宏观量物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ。3.关系N=·NA=·NA或N=·NA=·NA。4.分子的两种模型(1)球体模型直径。(常用于固体和液体)(2)立方体模型边长。(常用于气体)对于气体分子，的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离。分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep=0)rr。固体、液体和气体1.晶体与非晶体分类非晶体单晶体多晶体外形规则不规则熔点确定不确定物理性质各向异性各向同性原子排列有规则，但多晶体每个晶体间的排列无规则无规则形成与转化有的物质在不同条件下能够形成不同的形态，同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，有些非晶体在一定条件下也可转化为晶体典型物质玻璃、蜂蜡、松香2.晶体的微观结构(1)晶体的微观结构特点：组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列。(2)用晶体的微观结构解释晶体的特点现象原因晶体有规则的外形由于内部微粒有规则的排列晶体各向异性由于内部从任一结点出发在不同方向的相同距离上的微粒数不同晶体的多形性由于组成晶体的微粒可以形成不同的空间点阵3.液晶(1)液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动位置，保持了液体的流动性。(2)液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。(3)液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是杂乱无章的。(4)液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变。.概念液体表面各部分间互相吸引的力。2.作用液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。3.方向表面张力跟液面相切，且跟这部分液面的分界线垂直。4.大小液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大。1.饱和汽与未饱和汽(2)未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽。2.饱和汽压体积无关。3.相对湿度空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比。即：相对湿度=水蒸气的实际压强。同温度水的饱和汽压1.气体和气体分子运动的特点2.气体的压强(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力。(2)大小：气体的压强在数值上等于气体作用在单位面积上的压力。公式：p=。(3)常用单位及换算关系：g：1atm=76cmHg=1.013×105Pa≈1.0×105Pa。3.气体实验定律玻意耳定律查理定律盖—吕萨克定律一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比一定质量的某种气体，在与热力学温度成正比表达式p1V1=p2V2=或= V1=T1T1T2V2T24.理想气体状态方程(1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。(2)理想气体状态方程：=或=C。1.活塞模型图甲和图乙所示是最常见的封闭气体的两种方式。对“活塞模型”类求压强的问题，其基本的方法就是先对“活塞”进行受力分析，然后根据平衡则气体的压强为p=p0＋。图乙中的液柱也可以看成一个活塞，由于液柱处于平衡状态，所以pS＋mg=p0S。则气体压强为p=p0－=p0－ρgh。2.连通器模型如图所示，U形管竖直放置。根据帕斯卡定律可知，同一液体中的相同高度处压强一定相等。所以气体B和A的压强关系可由图中虚线所示的等高线联系起来。则有pB＋ρgh2=pA。而pA=p0＋ρgh1，所以气体B的压强为pB=p0＋ρg(h1－h2)。其实该类问题与“活塞模型”并没有什么本质的区别。熟练后以上压强的关系式均可直接写出，不一定都要从受力分析入手。类别特点举例p－VpV=CT(其中C为恒量)，即pV之积越大的等温p－VVp－Tpp第三单元热力学定律与能量守恒定律1.改变物体内能的两种方式2.热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功(3)ΔU=Q＋W中正、负号法则：物理量意义符号WQΔU＋外界对物体做功物体吸收热量内能增加－物体对外界做功物体放出热量内能减少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，或者是从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不2.条件性能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的。量守恒定律。1.热力学第二定律的两种表述(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。生其他影响。或表述为“第二类永动机是不可能制成的”。2.用熵的概念表示热力学第二定律在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小。3.热力学第二定律的微观意义一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。4.第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律。1.热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系，即ΔU=Q＋W。2.几种特殊情况(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU=0，则W＋Q=0或W=－Q。外界对物体做的功等于物体放出的热量。1.对热力学第二定律关键词的理解在热力学第二定律的表述中，“自发地”、“不产生其他影响”的涵义。(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助。(2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响。如吸热、放热、做功等。2.热力学第二定律的实质自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。如3.两类永动机的比较分类第一类永动机第二类永动机设计要求不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器变成功，而不产生其他影响的机器不可能制成的原因违背能量守恒不违背能量守恒，违背热力学第二定律选修3-4知识体系：章节概述：考点内容高考命题实况命题热点2020202020192019单摆551.机械运动的特点及规律；2.波速、波长、频率间的关系；3.波动图像与振动图像综合问题及波的多解性问题；4.对光的折射、不同色光的折射率、全反射的考查；对论的两个基本假设机械波5多普勒效应与惠更斯原理5几何光学涉知识清单：第一单元机械振动1.简谐运动(1)定义：物体在跟位移大小成正比并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动。(2)平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置。(3)回复力①定义：使物体返回到平衡位置的力。是指向平衡位置。以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。(4)简谐运动的特征②运动学特征：x、v、a均按正弦或余弦规律发生周期性变化(注意v、a的变化趋势相反)。2.简谐运动的两种模型模型弹簧振子单摆示意图简谐运动条件(1)弹簧质量可忽略(2)无摩擦等阻力(3)在弹簧弹性限度内(1)摆线为不可伸缩的轻细线(2)无空气等阻力(3)最大摆角小于10°回复力弹簧的弹力提供摆球重力沿与摆线垂直(即切向)方向的分力平衡位置弹簧处于原长处最低点周期与振幅无关T=2π lg能量转化弹性势能与动能的相互转化，机械能守恒重力势能与动能的相互转化，机械能守恒1.简谐运动的表达式Fkx其中“－”表示回复力与位移的方向相反。x=Asin(ωt＋φ)，其中A代表振幅，ω=2πf表示简谐运动的快慢。2.简谐运动的图像系统在驱动力作用下的振动。做受迫振动的物体，它做受迫振动的周期(或频率)等于驱动力的周期(或频率)，而与物体的固有周期(或频率)无关。2.共振做受迫振动的物体，它的固有频率与驱动力的频率越接近，其振幅就越大，当二者相等时，振幅达到最大，这就是共振现象。共振曲线如图所示。1.动力学特征：F=－kx，“－”表示回复力的方向与位移方向相反，k是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数。2.运动学特征：简谐运动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成正比，而方向相近平衡位置时则相反。3.运动的周期性特征：相隔T或nT的两个时刻振子处于同一位置且振动状态相。4.对称性特征：方向相反。(2)如图所示，振子经过关于平衡位置O对称的两点P、P′(OP=OP′)时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等。(3)振子由P到O所用时间等于由O到P′所用时间，即tPO=tOP′。(4)振子往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等，即tOP=tPO。5.能量特征：振动的能量包括动能Ek和势能Ep，简谐运动过程中，系统动能与势能相互转1.简谐运动的数学表达式x=Asin(ωt＋φ)2.振动图像提供的信息(1)由图像可以看出质点振动的振幅、周期。(2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移。(3)可以确定各时刻质点的振动方向。(4)可以确定某时刻质点的回复力、加速度和速度的方向。(5)比较不同时刻质点的速度、加速度的大小。类单摆问题的解题方法持力类似单摆中的摆线拉力，故此装置可称为“类单摆”。(2)寻找等效摆长l及等效加速度g，最后利用公式T=2π或简谐运动规律分析求解问题。第二单元机械波1.机械波的形成条件(1)有发生机械振动的波源。2.传播特点(1)机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移。(2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同。A3.机械波的分类(1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，有波峰(凸部)和波谷(凹部)。(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，有密部和疏部。1.横波的图像(1)坐标轴：横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移。(2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开平衡位置的位移。(3)图像：2.波长、波速、频率及其关系在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。(2)波速v：波在介质中的传播速度，由介质本身的性质决定。(3)频率f：由波源决定，等于波源的振动频率。(4)波长、波速和频率的关系：1.波的干涉和衍射波的干涉波的衍射条件两列波的频率必须相同或相差不多现象形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的干涉图样波能够绕过障碍物或孔继续向前传播2.多普勒效应声源和观察者之间有相对运动。(2)现象：观察者感到频率发生变化。率变化。1.波动图像的信息(如图所示)A和波长λ，以及该时刻各质点的位移。(2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小。(3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的传播方向。2.波速与波长、周期、频率的关系波的传播方向与质点振动方向的互判方法“上下坡”法沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动“同侧”法波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线“微平移”法将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向分析求解波动图像与振动图像综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法造成波动问题多解的主要因素有1.周期性tT关系不明确。(2)空间周期性：波传播距离Δx与波长λ的关系不明确。2.双向性(2)振动方向双向性：质点振动方向不确定。3.波形的隐含性形成多解在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含1.波的干涉中振动加强点和减弱点的判断某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差Δr。(1)当两波源振动步调一致时(2)当两波源振动步调相反时2.多普勒效应的成因分析(1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数。(2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大;当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小。第三单元光学1.折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生改变的现象，如图所示。2.折射定律(1)内容：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。3.折射率折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏折光学性质和光的频率决定。c1.全反射剩下反射光线的现象。(2)条件：①光从光密介质射向光疏介质。②入射角大于等于临界角。(3)临界角：折射角等于90°时的入射角。若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，C则sinC=。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。2.光导纤维光导纤维的原理是利用光的全反射。1.产生条件：样。2.两种典型的干涉：(1)杨氏双缝干涉。①原理如图所示。②明、暗条纹的条件现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)。③相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距公式：Δx=λ。(2)薄膜干涉。①相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波。②图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)纹对应薄膜的厚度相等。单色光照射薄膜时形成1.光的衍射(1)发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小(2)衍射条纹的特点：①单缝衍射和圆孔衍射图样的比较。单缝衍射圆孔衍射单色光中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，且越靠外，亮条纹的亮度越弱，宽度越小①中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布②亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增大而减小中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐变暗、宽度变窄的彩色条纹，最靠近中央的色光是紫光，离中央最远的是红光中央是大且亮的白色亮斑，周围是不等间距的彩色的同心圆环②泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到不透明的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。2.光的偏振现象光波只沿某一特定的方向的振动。(2)自然光太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光。(3)偏振光在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是横波。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。1.对折射率的理解：(1)折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v=。一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。不同，但频率相同。2.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制：类别项目平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改要发生侧移通过三棱镜的光线经线向棱镜底边偏折圆界面的法线是过圆折射后向圆心偏折应用测定玻璃的折射率的传播方向改变光的传播方向1.解决全反射问题的一般方法(1)确定光是从光密介质进入光疏介质。(2)应用sinC=确定临界角。(3)根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射。(4)如发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图。(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算，解决问题。单缝衍射与双缝干涉的比较两种现象比较项目单缝衍射双缝干涉不同点条纹宽度条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距亮度情况相同点相间的条纹自然光和偏振光的比较自然光(非偏振光)偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过起偏器后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿任意方向，且沿各个方向振动的光的强度相同在垂直于光的传播方向的平面第四单元电磁波与相对论1.麦克斯韦电磁场理论变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场。变化电场在周围空间产生磁场，变化磁场在周围空间产生电场，变化的电场和磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场。(1)电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波。(2)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速)。(4)v=λf，f是电磁波的频率。4.电磁波的发射(1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制(包括调幅和调频)。(2)调制方式①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变。调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段。②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变。调频广播(FM)和电视广播都采用调频的方法调制。5.无线电波的接收(1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象。(2)使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。能够调谐的接收电路叫做调谐电路。(3)从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做检波。检波是调制的逆过程，也叫做解调。电磁波谱特性应用真空中波/m频率/Hz递变规律无线电波发生衍射无线电技术<3×1011波长减小频率增大红外线热效应红外线遥感可见光引起视觉紫外线菌伪X射线贯穿性强视γ射线贯穿本领最强用治疗1.狭义相对论的两个基本假设在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。(2)光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观测者间的相对运动没有关系。2.相对论的质速关系(1)物体的质量随物体速度的增加而增大，物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间有如下关系：(2)物体运动时的质量总要大于静止时的质量。3.相对论质能关系mEE=mc2。电磁波与机械波的比较名称项目电磁波机械波不同点产生由周期性变化的电场、磁场产生由质点(波源)的振动产生本质播不是物质，是机械振动在介质中的传播传播机理电磁场交替感应质点间相互作用传播介质不需要介质(在真空中仍可传播)必须有介质(真空中不能传播)波的种类横波既有横波也有纵波速度特点由介质和频率决定，在真空中等于光速(很大)(c=3×108m/s)仅由介质决定相同点能量都携带能量并传播能量速度公式v=λf遵循规律射、干涉、衍射等现象选修3-5知识体系：章节概述：考点内容高考命题实况命题热点20202020201920198641.动量和动量守恒等基本概念、规律的理解，一般结合碰撞等实际过程考2.综合运用动量和机械能的知识分析较复杂的运动过程；3.光电效应、波粒二象性的考查；5.放射性元素的衰变、核反应的考查；6.质能方程、核反应方程的计算；7.与动量守恒定律相结合的计算。氢原子光谱6质量亏损6核反应66知识清单：.动量(1)定义：运动物体的质量和速度的乘积叫做物体的动量，通常用来表示。2.冲量(1)定义：力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量。3.动量定理项目动量定理物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量表达式意义合外力的冲量是引起物体动量变化的原因标矢性矢量式(注意正方向的选取)1.内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。2.表达式：3.适用条件，系统的动量可近似看成守恒。(3)分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统在该方向上动量守恒。.碰撞碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短，而物体间的相互作用力很大的现象。2.特点在碰撞现象中，一般都满足内力远大于外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒。3.分类动量是否守恒机械能是否守恒弹性碰撞守恒守恒非弹性碰撞守恒有损失完全非弹性碰撞守恒损失最大1.应用动量定理时应注意两点(1)动量定理的研究对象是一个质点(或可视为一个物体的系统)。(2)动量定理的表达式是矢量式，在一维情况下，各个矢量必须选同一个正方向。2.用动量定理解题的基本思路对过程较复杂的运动，可分段用动量定理，也可整个过程用动量定理。1.动量守恒定律适用条件的物体系。(4)近似条件：系统内各物体间相互作用的内力远大于系统所受的外力。则此方向上动量守恒。2.动量守恒定律的表达式用后的动量和。(2)，相互作用的两个物体动量的增量等大反向。，系统总动量的增量为零。碰撞现象满足的规律(1)动量守恒定律。(2)机械能不增加。(3)速度要合理。①若碰前两物体同向运动，则应有②碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变。第二单元波粒二象性.定义照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。2.光电子光电效应中发射出来的电子。3.研究光电效应的电路图(如图)：其中A是阳极。K是阴极。4.光电效应规律(1)每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产生光电效应。低于这个频率的光不能产生光电效应。(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。(3)光电效应的发生几乎瞬时的，一般不超过10－9s。(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比1.光子说在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量。其中=6.63×10－34J·s。(称为普朗克常量)2.逸出功使电子脱离某种金属所做功的最小值。3.最大初动能发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。4.遏止电压与截止频率(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压。(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。5.爱因斯坦光电效应方程(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能。1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。(2)光电效应说明光具有粒子性。2.物质波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波。(2)物质波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长，为运动物体的动量，为普朗克常量。方程的应用1.对光电效应的四点提醒(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光。(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。2.两条对应关系(1)光强大→光子数目多→发射光