人教版高中物理选择性必修第一册期末全册知识点提纲

人教版（2019）高中物理选择性必修第一册期末复习全册知识点提纲

第一章动量守恒定律

一、动量动量守恒定律

1、动量：动量的表达式P=mv。单位是左g/s.动量是矢量，其方向就是瞬时速度的方向。因为速度

是相对的，所以动量也是相对的。

2、动量守恒定律：当系统不受外力作用或所受合外力为零，则系统的总动量守恒。系统作用前的总动

量等于作用后的总动量，miVi+m2V2=miVi+m2V2’

运用动量守恒定律要注意以下几个问题：

①动量守恒定律一般是针对物体系的，对单个物体谈动量守恒没有意义。

②对于某些特定的问题，例如碰撞、爆炸等，系统在一个非常短的时间内，系统内部各物体相互作

用力，远比它们所受到外界作用力大，就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理，在这一

短暂时间内遵循动量守恒定律。

③计算动量时要涉及速度，这时一个物体系内各物体的速度必须是相对于同一惯性参照系的，一般

取地面为参照物。

④动量是矢量，因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的矢量和

⑤动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。有时虽然系统所受合外力不等于零，但只要在某

一方面上的合外力分量为零，那么在这个方向上系统总动量的分量是守恒的。

⑥动量守恒定律有广泛的应用范围。只要系统不受外力或所受的合外力为零，那么系统内部各物体

的相互作用，不论是万有引力、弹力、摩擦力，还是电力、磁力，动量守恒定律都适用。系统内部各物

体相互作用时，不论具有相同或相反的运动方向；在相互作用时不论是否直接接触；在相互作用后不论

是粘在一起，还是分裂成碎块，动量守恒定律也都适用。

3、碰撞：。

以物体间碰撞形式区分，可以分为"对心碰撞"（正碰），物体碰前速度沿它们质心的连线；"非对心碰

撞”——中学阶段不研究。

以物体碰撞前后两物体总动能是否变化区分，可以分为："弹性碰撞"（碰撞前后物体系总动能守恒）；

“非弹性碰撞"，完全非弹性碰撞是非弹性碰撞的特例，这种碰撞，物体在相碰后粘合在一起，动能损失

最大。

各类碰撞都遵守动量守恒定律和能量守恒定律，不过在非弹性碰撞中，有一部分动能转变成了其他

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形式能量，因此动能不守恒了。

弹性碰撞特例

设物体电以速度为也与原来静止的物体他发生正碰，且没有动能损失。求碰撞后两球的速度击、

v'2。mim2

:预vi苗+%〃2巡

to,z,（mi-m2）vi,2mv

解侍B”L.+侬，V2~^+l^l

结论：

⑴当预=/”2时，V，1=O,V，2=V1（质量相等,速度交换）；

⑵当侬时,v[>0,V2>0,且M2>v'l（大碰小,一起跑）；

（3）当恤<加2时，Mi<0,v'2>0（小碰大，要反弹）；

（4）当机I》机2时，V'1=V\,V?=2也（极大碰极小，大不变，小加倍）；

（5）当侬时,v'i=—vi，V，2=0（极小碰极大，小等速率反弹，大不变）。

第二章机械振动

1、机械振动

平衡位置：振动物体受回复力等于零的位置.平衡位置通常在振动轨迹的中点。"平衡位置"不等于"平

衡状态”。物体在该位置所受的合外力不一定为零。（如单摆摆到最低点时，沿振动方向的合力为零，

但在指向悬点方向上的合力却不等于零，所以并不处于平衡状态）

回复力：使振动物体返回平衡位置的力。特点：时刻指向平衡位置.

2、简谐运动

（1）简谐运动的位移随时间按正弦规律变化，所以它不是匀变速运动，是变力作用下的

变加速运动。

（2）简谐运动中x、F、a之间的关系：a=、=导

（3）简谐运动的对称性：

①振子经过关于平衡位置对称的两位置时，振子的位移、回复力、加速度、动能、势能、

速度、动量是等大的。

②在平衡位置对称两段位移间运动的时间相等。

③振子从某个位置开始运动经过半个周期后，物体处在关于平衡位置对称的位置，速度

大小相等、方向相反。

3、简谐运动的图象

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①可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x；

②判定各时刻的回复力、速度、加速度方向；

③判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能等物理量的变化情况。

【特别提醒】①振动图象不是质点的运动轨迹。，

fx/cm

4、单摆

(1)探究单摆的振幅、质量、摆长对周期的影响°]yy，曲

探究方法：控制变量法法。

实验结论：①单摆振动的周期与摆球质量无关。

②振幅较小时周期与振幅无关。③摆长越长，周期大；摆长越短，周期小。

(2)周期公式

(1)公式的提出：周期公式是荷兰物理学家惠更斯首先提出的。

(2)公式：T=2ic\^

(3)测重力加速度：由彳导g=翠,即只要测出单摆的摆长/和周期T,就

可以求出当地的重力加速度。

5外力作用下的振动

(1)受迫振动

①驱动力：作用于振动系统的周期性外力。

②受迫振动：如果系统受到周期性外力(驱动力)的作用的振动，称为受迫振动。

③受迫振动的频率：做受迫振动的系统振动稳定后，其振动频率等于驱动力的频率，与

系统的固有频率无关。驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，振

幅最大；驱动力的频率跟固有频率相差越大，振幅越小。

(2)共振

条件：/驱=/■固，即驱动力频率等于系统的固有频率。

特征：共振时受迫振动的振幅最大。

共振曲线：如图所示。共振曲线直观地反映出驱动力的频率对受迫振动物体振幅的影响。由共振曲

线可知，当驱动力的频率与物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅最大。

受

强

AI振

动

的

振

幅

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图象的意义：加=八时，振幅有最大值；外与加差别越大时，振幅越小。

第三章机械波

1、波的图象

(1)由波的图象可获取的信息：某时刻对应的位移、振幅、判断质点的振动方向或波的传播方向

(2)波的传播方向和质点运动方向的判断方法

①上下坡法：沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下、下坡上”,

如图所示。

②微平移法：波向前传播，波形也向前平移。

方法：作出经微小时间Nt(Af<{)后的波形，如图虚线所示，就知

道了各质点经过N时间到达的位置，此刻质点振动方向也就知道了，图中

动方向向下。

2、波长、频率和波速三者关系：v#='f

①周期和频率：只取决于波源，波的周期和频率就是指波源的周期和频率，与丫、2无

任何关系。

②速度v：决定于介质的物理性质，同一种均匀介质，物理性质相同，波在其中传播的

速度恒定。

③波长九即波长力由波源和介质共同决定。波从一种介质进入另外一种介质，波源没变，

波的频率不会发生变化；介质的变化导致了波速和波长改变。

3、关于波的问题的多解性

(1)周期性

①时间周期性：时间间隔At与周期T的关系不明确。

②空间周期性：波传播距离Ax与波长正的关系不明确。

(2)双向性

①传播方向双向性：波的传播方向不确定。

②振动方向双向性：质点振动方向不确定

解决此类问题时，往往找到一个周期内满足条件的特例，在此基础上，如知时间关系，则加nT；

如知空间关系，则加n鼠

4、波的干涉和衍射

(1)发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或

者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。

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(2)两列波产生稳定干涉的条件：波的频率相同、振动方向在同一直线上、相位差恒定

振动加强点和减弱点满足的条件

①加强点与两个波源的距离差：

2

△r=n-n=(2k)—Ck=O,±1,±2,±3....)；A=4+A2。

2

②减弱点与两个波源的距离差：

2

△r=f2-r\=(2A+1)—(^=0,±1,±2,±3....)。A=\AI~A2\

第四章

1、折射率

(1)定义:光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫作这种介质的绝对

折射率，简称折射率，即n12=*sini9]

sin日2

(2)折射率与光速的关系

r

某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度C与光在这种介质中的传播速度V之比，即v==

----n

c

光从一种介质进入另一种介质时，频率不变，波速改变，波长改变。V=-v=xf入o=n入(入0为

n

光在真空中的波长，人为光在介质中的波长)

(3)影响折射率的因素：①介质本身(与入射角、折射角大小无关)

②入射光的频率(同一种介质中，频率越大的色光折射率越大)

测量玻璃的折射率

1、实验器材

玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器、直尺、铅笔.

2、实验步骤

(1)把白纸用图钉钉在木板上.

⑵用直尺画一条平行于玻璃砖一个面的直线aa，作为界面，过aa，上一点0作垂直于aa，的直线NN，作为

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法线，过。点画一条入射光线AO,使入射角%适当大些，如图所示.

⑶在A0线上竖直地插两枚大头针Pi、P2，在白纸上放上被测玻璃砖，使玻璃砖的一个面与aa，重合.

⑷沿玻璃砖的另一侧面用直尺画一条直线bb：

(5)在玻璃砖bb，一侧白纸上竖直地立一枚大头针P3,调整视线，同时移动大头针P3的位置，当P3恰好能

同时挡住玻璃砖aa'一侧所插的大头针Pi、P2的像时，把大头针P3插好.

⑹在玻璃砖bb，一侧再竖直地插一枚大头针P4，使P4能挡住P3本身，同时也能挡住Pi、P2的像.

⑺记下P3、P4的位置，移去玻璃砖，拔去大头针，过P3、P4连一条直线BCT交bb，于(/点，连接00"

OCT就是入射光线A0在玻璃砖内的折射光线，折射角为62.

⑻用量角器量出入射角忆和折射角62的大小.

(9)改变入射角打,重复上面的步骤再做三、四次，量出相应的入射角和折射角.

3、注意事项：

(1)大头针应竖直插在白纸上，且玻璃砖每一侧两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应适当大些.

(2)实验中入射角不宜过小或过大.

(3)玻璃砖应选用宽度较大的.

2全反射

(1)光疏介质和光密介质

①光疏介质：折射率较小的介质;光密介质：折射率较大的介质.

②光疏介质与光密介质是相zi(选填"相对"或"绝对")的.

③折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质，光疏介质也不是指密度小的介质

(2)全反射现象

①全反射：光从光密介质射入光疏介质时,同时发生折射和反射.当入射角增大到某一角度，使折射角

达到90。时，折射光完全消失,只剩下反射光的现象.

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②临界角：刚好发生全反射，即折射角等于90。时的入射角.光从介质射入空气(真空)时,发生全

1

反射的临界角C与介质的折射率n的关系是sinC=n

③全反射发生的条件：光从光密介质射入光疏介质;入射角等于或大于临界角.

3.全反射的应用

(1)全反射棱镜截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜,其作用是改变光的方向.

123412344321

光路改变90°的情况光路改变180°的情况

优点：反射率高，几乎可达100%。

(2)光导纤维

光导纤维由内芯和外套两层组成,内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全

反射.光纤通信的优点：传输容量大、衰减小、抗干扰性及保密性强等。

3、光的干涉

(1)光的双缝干涉

①光的干涉现象：频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列光波相叠加,某些区域的光被加强，

某些区域的光被减弱,并且光被加强和减弱的区域相互间隔的现象叫作光的干涉现象。

②光产生干涉现象的条件：两列光频率相同,相位差恒定,振动方向相同

光的干涉实验最早是英国物理学家托马斯•杨在1801年成功完成的，这就是历史上著名的杨氏双

缝干涉实验，它有力地证明了光是一种波.

(2)杨氏双缝干涉实验

双缝干涉的装置示意图

实验装置如图所示，有光源、单缝、双缝和光屏.

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单缝双缝光屏

(1)单缝屏的作用

获得线光源,使光源有唯一的频率和振动情况，如果用激光直接照射双缝,可省去单缝屏.托马斯•杨

那时没有激光，因此他用强光照射一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝产生相干光.

(2)双缝屏的作用

平行光照射到单缝S上，又照射到双缝Si、S2上，这样一束光被分成两束频率相同、振动情况完全

一致的相干光.

(3)屏上某处出现亮、暗条纹的条件

①亮条纹的条件：屏上某点P到两条缝Si和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍.即：

IPS1-PS2I=nX(n=0,+1,±2,±3,'")

②暗条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍.即：

X

IPS1-PS2I=(2n+l)—(n=o,±l,±2,±3,-)

3、双缝干涉图样的特点：

①中央为亮条纹。两边是明暗相间的条纹。且亮条纹与亮条纹间、暗条纹与暗条纹间的距离±1笠；

②条纹间距：Ax="其中d为两缝间的距离,L为缝到屏的距离，入为光的波长；

③若用白光做光源，干涉条纹是彩色条纹，中央亮纹是白色的。

4、薄膜干涉

(1)薄膜干涉的原理

光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前、后两个面的反射光的路程差不同，

在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现亮条纹;在另一些位置，两列波相遇后相互削弱,于是出

现暗条纹。

(2)形成亮、暗条纹的条件

薄膜干涉是经薄膜前、后面反射的两束光叠加的结果.出现亮条纹的位置，两束光的路程差Ax=nX

(n=0,±l,±2,±3,…),出现暗条纹的位置，两束光的路程差Ax=(2n+iyy(n=0,±1,±2,±3,…)

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蓝光红光红光

双缝间*巨0.36mm双缝间距0.36mm

5光的干涉的应用

(1)干涉法检查平面：

如图所示，将被检查平面和放在上面的透明标准样板的一端垫一单色光

*标准样板

薄片，使标准样板和被检查平面间形成•个楔形空气薄层，单色光

匕二薄片

从上面照射，入射光在空气层的上、下表面反射出的两列光波发生R

干涉根据干涉条纹的形状来确定零件的表面情况。被检查平面

如果被检测平面是光滑的，得到的干涉条纹是等间距的.如果被检测平面某处凹下，则对应条纹提前出

现，如果某处凸起，则对应条纹延后出现.

(2)镜片增透膜：

在光学元件(透镜、棱镜)的表面涂一层薄膜，当薄膜的厚度是光在薄膜中波长的时点在薄膜的两个面

上的反射光的光程差恰好等于半波长，因而相互抵消，起到减小反射光、增大透射光强度的作用。

实验：用双缝干涉测量光的波长

实验原理

⑴实验装置如图所示

(2)实验器材

光具座、光源、滤光片、透镜、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃、测量头.另外，还有学生电源、导线、

刻度尺等.

单缝：作为线光源；双缝：作为两个相干光源；滤光片：装在单缝前，使光成为单色光

毛玻璃屏：在屏上观察干涉条纹；透镜：使射向单缝的光更集中。

(3)数据分析

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①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹.如图所示.

②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中心，记下手轮上的读数小，将该条纹记为第1条亮条纹；转动

手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数期,将该条纹记为第n条亮

Ia2-aiI

条纹，则相邻两亮条纹间距△x=n-1

③用刻度尺测量双缝到屏间的距离L(d是双缝间的距离)

④重复测量、计算，求出波长的平均值.

(4)误差分析

减少误差的方法

①L的测量：使用毫米刻度尺测量，可多测几次求平均值.

1

②Ax的测量：使用测量头测量，测出n条亮条纹间的距离a,则AX=Q,同样可以多测几次求平均

值，进一步减小实验误差.

(5)注意事项

①放置单缝和双缝时，必须使缝平行。干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不平行。

②要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上。

③测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不平行，可转动测量头解决。

5、光的衍射

(1)定义：光绕过瞳建物偏离直线传播的现象.

(2)产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸接近光的波长或比光的波长还小.

(3)衍射图样

①单缝衍射：中央条纹为亮条纹,离中心条纹越远，亮条纹的宽度越窄,亮度越暗.白光衍射时,中

央仍为白光,最靠近中央的是紫光,最远离中央的是红光;狭缝越窄，中央亮条纹越暗.

②圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环;

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③圆盘衍射(泊松亮斑)

泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板上，在圆板的阴影中心出现的亮斑，这是光的波动说的有力证

据之一。白光的圆孔衍射图样中央亮圆为臼鱼，周围是彩色圆环。

④单缝衍射和双缝干涉区别：单缝衍射中央亮纹更宽、更亮，亮纹不等距，双缝干涉亮纹等距。

6光的偏振激光

(1)自然光

太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光,包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的声,

而且沿着各个方向振动的光波的强度都想回.这种光是自然光.

(3)偏振光:光在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动.这种光叫作偏振光.光的偏振

现象证明光是横波。

自然光射到两种介质的交界面上，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90