2026年高考物理一轮复习：人教版选择性必修第1~3共3册知识点考点提纲汇编

2026年高考物理一轮复习：人教版选择性必修第1~3共3一、寻求碰撞中的不变量探究1:用两根长度相同的线绳，分别悬挂两个完全相同的钢球A、B,且两球并排放置。拉起A球，然后放开，该球与静止的B球发生碰撞。实验现象：可以看到，碰撞后A球停止运动而静止，B球开始运动，最终摆到和A拉起时同样的高度。1、质量大的C球与静止的B球碰撞，B球获得的速度大于碰前C球的速度，两球碰撞前后的速度之和不相等。2、由教材小车碰撞实验中记录的数据知：两小车碰撞前后，动能之和不相等，质量与速度的乘积之和基本不变。二、动量1、动量定义：运动物体的质量和速度的乘积叫动量；公式p=mv;单位：千克·米/秒，符(1)矢量性：方向与速度的方向相同，运算遵循平行四边形定则。(2)瞬时性：是状态量，与某一时刻相对应。(3)相对性：物体的动量与参考系的选择有关，中学阶段常以地球为参考系。2、动量的变化量(1)定义：物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差(也是矢量),△p=p′—p(矢量式)。(2)动量始终保持在一条直线上时的运算：选定一个正方向，动量、动量的变化量用带有正、负号的数值表示，从而将矢量运算简化为代数运算(此时的正、负号仅代表方向，不代表大小)。(3)动量发生变化的三种情况：速度大小改变方向不变、速度大小不变方向改变、速度大小和方向都改变。一、冲量1、冲量的概念(1)定义：力与力的作用时间的乘积。(2)定义式：I=F△t。(3)物理意义：冲量是反映力的作用对时间的累积效应的物理量，力越大，作用时间越长，冲量就越大。(4)单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛秒，符号为N·s。(5)矢量性：如果力的方向恒定，则冲量的方向与力的方向相同；如果力的方向是变化的，则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。2、冲量的计算(1)求某个恒力的冲量：用该力和力的作用时间的乘积。(2)求合冲量的两种方法：可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和；另外，如果各个力的作用时间相同，也可以先求合力，再用公式I合=F合△t求解。①若力与时间成线性关系变化，则可用平均力求变力的冲量。②若给出了力随时间变化的图象如图所示，可用面积法求变力的冲量。③利用动量定理求解。二、动量定理1、动量定理(1)内容：物体在一个运动过程中始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量。2、动量定理的应用(1)定性分析有关现象①物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大；力的作用时间越长，力就越小。②作用力一定时，力的作用时间越长，动量变化量越大；力的作用时间越短，动量变化量越小。(2)应用动量定理定量计算的一般步骤①选定研究对象，明确运动过程。②进行受力分析和运动的初、末状态分析。③选定正方向，根据动量定理列方程求解。1.3动量守恒定律一、动量守恒定律1、动量守恒定律的内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0,这系统的总动量保持不变。2、动量守恒定律成立的条件：(1)系统不受外力或者所受外力的合力为零。(2)系统外力远小于内力时，外力的作用可以忽略，系统的动量守恒。(3)系统在某个方向上的合外力为零时，系统在该方向上动量守恒。3、动量守恒定律的表达式：(1)m₁v₁+m₂V₂=m₁v1′+m₂v₂'(作用前后动量相等)。(2)△p=0(系统动量的增量为零)。(3)△p₁=—△p₂(相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量的增量大小相等、方向相反)。二、动量守恒定律的理解和应用1、动量守恒定律的“五性”(1)系统性：注意判断是哪几个物体构成的系统的动量守恒。(2)系矢量性：是矢量式，解题时要规定正方向。(3)系相对性：系统中各物体在相互作用前后的速度必须相对干同一惯性系，通常为相对于地面的速度。(4)系同时性：初动量必须是各物体在作用前同一时刻的动量；末动量必须是各物体在作用后同一时刻的动量。(5)系普适性：不仅适用两个物体或多个物体组成的系统，也适用于宏观低速物体以及微观高速粒子组成系统。2、应用动量守恒定律解题的基本思路(1)系明确研究对象合理选择系统。(2)系判断系统动量是否守恒。(3)系规定正方向及初、末状态。(4)系运用动量守恒定律列方程求解。1.4实验：验证动量守恒定律1、实验原理：在一维碰撞的情况下，设两个物体的质量分别为m、m2,碰撞前的速度分别为v₁、V2,碰撞后的速度分别为v₁′、v₂',若系统所受合外力为零，则系统的动量守恒，2、实验方案设计方案1:研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒(1)质量的测量：用天平测量。(2)速度的测量：,式中的△x为滑块上挡光板的宽度，△t为数字计时显示器显示的滑块上的挡光板经过光电门的时间。(3)碰撞情景的实现：如下图所示，利用弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥设计各种类型的碰撞，利用在滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量。(4)器材：气垫导轨、数字计时器、滑块(带挡光板)两个、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥、天平。(5)实验注意事项①本实验碰撞前、后速度大小的测量采用极限法，其中d为挡光板的宽度。②注意速度的矢量性：规定一个正方向，碰撞前后滑块速度的方向跟正方向相同即为正值，跟正方向相反即为负值，比较mv₁+mV2与mv₁′+mv₂′是否相等，应该把速度的正负号代入计算。③造成实验误差的主要原因是存在摩擦力.利用气垫导轨进行实验，调节时确保导轨水平。方案2:研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒如下图甲所示，让一个质量较大的小球从斜槽上滚下来，与放在斜槽水平末端的另一质量较小的同样大小的小球发生碰撞，之后两小球都做平抛运动。(1)质量的测量：用天平测量。(2)速度的测量：由于两小球下落的高度相同，所以它们的飞行时间相等；如果以小球的二、弹性碰撞的实例分析1、在光滑水平面上质量为m的小球以速度v₁与质量为m₂的静止小球发生弹性正碰。根据动量守恒和能量守恒：碰后两个物体的速度分别为1(1)若m₁>m2,v1′和v₂'都是正值，表示v₁′和v₂'都与v₁方向同向。(若m₁》m2,v₁′=V₁,V₂′=2v₁,表示m的速度不变，m₂以2v₁的速度被撞出去)(2)若m₁<m2,V₁′为负值，表示v₁′与v₁方向相反，m被弹回。(若m《m₂,v₁′=—V₁,V₂'=0,表示m被反向以原速率弹回，而m2仍静止)(3)若m=m2,则有v₁′=0,v2'=v1,即碰撞后两球速度互换。1.6反冲现象火箭1、定义：反冲是静止或运动的物体通过分离排除部分物质，而使自身在反方向获得加速的现象。开始静止的系统分为两部分，分别朝相反方向运动，这种现象叫反冲。2、规律：反冲运动中，相互作用力一般较大，满足动量守恒定律。3、反冲现象的应用及防止(1)应用：农田、园林的喷灌装置利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边旋转。(2)防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的准确性，所以用枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响。1、工作原理：喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理，它们靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度。2、决定火箭增加的速度△v的因素(1)火箭喷出的燃气相对喷气前火箭的速度。(2)火箭喷出燃气的质量与火箭本身质量之比。三、反冲运动的应用两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒。(1)位于平衡位置时，小球所受合力为0。(2)经过平衡位置时，小球速度最快。1、用横坐标表示振子运动的时间(t),纵坐标表示振子离开平衡位置的位移(x),描绘出的图像就是位移随时间变化的图像，即x—t图像，如图所示。XX3、图像的物理意义：反映了振子位置随时间2、特点：简谐运动是最简单、最基本的振动，弹簧振子的运动就是简谐运动。3、简谐运动的图像：表示一个振子不同时刻所在的位置或者一个振子位移随时间的变化规(1)描述振动物体的位移随时间的变化规律。(2)简谐运动的图像是正弦曲线，从图像上可直接看出不同时刻振动质点的位移大小和方(1)国际单位——米。(2)振幅是描述振动强弱的物理量，常用字母A表示。(3)振子振动范围的大小是振幅的两倍——2A。(4)振幅的大小直接反映了振子振动能量(E=Ek+Ep)的高低。(1)振子的位移大小等于其偏离平衡位置的距离，时刻在变化；但振幅是不变的。(2)位移是矢量，振幅是标量，它等于最大位移的数值。1、全振动：一个完整的振动过程称为一次全振动，弹簧振子完成一次全振动的2、周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，叫作振动的周期，用T表示.在国际单位制中，周期的单位是秒(s)。3、频率：周期的倒数叫作振动的频率，数值等于单位时间内完成全振动的次数，用f表示.在国际单位制中，频率的单位是赫兹，简称赫，符号是Hz。4、周期和频率的关系：周期和频率都是表示物体振动快慢的物理量，周期越小，频率越大，表示振动越快。5、圆频率W:表示简谐运动的快慢，其与周期T、频率f的关系式为@=2πf.1、简谐运动的表达式：其中：A为振幅，w为圆频率，T为简谐运动的周期，中o叫初相位。2、相位概念：描述周期性运动在一个运动周期中的状态。3、相位表示：相位的大小为wt+φ,其中φ是t=0时的相位，叫初相位，或初相。4、相位差：两个相同频率的简谐运动的相位的差值，△φ=中一Φ2。2.3简谐运动的回复力和能量一、简谐运动的回复力1、回复力定义：使振子回到平衡位置的力。回复力是根据力的效果命名的，可能由合力、某个力或某个力的分力提供.它一定等于振动物体在振动方向上所受的合力。回复力方向总是指向平衡位置。2、回复力公式：F=-kx。(1)k是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数.其值由振动系统决定，与振幅无关。(2)“一”号表示回复力的方向与偏离平衡位置的位移的方向相反。3、简谐运动的加速度：加速度a与位移x的大小成正比，方向与位移方向相反。4、物体做简谐运动的判断方法(1)简谐运动的回复力满足F=—kx。(2)简谐运动的振动图像是正弦曲线。二、简谐运动的能量1、简谐运动的能量由振动系统和振幅决定，对同一个振动系统，振幅越大，能量越大。2、在简谐运动中，振动的能量保持不变，所以振幅保持不变，只要没有能量损耗，它将永不停息地振动下去。3、在振动的一个周期内，动能和势能完成两次周期性变化.物体的位移减小，势能转化为动能，位移增大，动能转化为势能。4、能量特点在简谐运动中，振动系统的机械能守恒，而在实际运动中都有一定的能量损耗，因此简谐运动是一种理想化的模型。三、简谐运动中各个物理量的变化规律1、如图所示为水平的弹簧振子示意图，振子运动过程中各物理量的变化情况如下表。振子的运动方向向右向左向左向右大小减小减小回复力方向向左向右向右向左大小减小减小加速度方向向左向右向右向左大小减小减小方向向左向左向右向右大小减小减小减小减小弹簧的势能减小减小系统总能量不变不变不变不变(1)每次经过同一位置处，x、F、a、势能、动能均相同，v大小相等，方向不一定。若连续两次经过同一点，v反向。(2)简谐运动的加速度大小和方向都随时间做周期性的变化，所以简谐运动是变加速运动。(3)当物体从最大位移处向平衡位置运动时，由于v与a的方向一致，物体做加速度越来越小的加速运动。(4)当物体从平衡位置向最大位移处运动时，由于v与a的方向相反，物体做加速度越来越大的减速运动。2.4单摆1、定义：细线一端固定在悬点，另一端系一个小球，如果细线的质量与小球相比可以忽略；球的直径与线的长度相比也可以忽略，这样的装置就叫做单摆。摆角θ正弦值弧度值三、单摆的周期1、单摆振动的周期与摆球质量无关，在振幅较小时与振幅无关，但与摆长有关，摆长越长，周期越大。2、周期公式(1)提出：周期公式是荷兰物理学家惠更斯首先提出的。(2)公式：即周期T与摆长1的二次方根成正比，与重力加速度g的二次方根成反比，而与振幅、摆球质量无关。2.5实验：用单摆测量重力加速度一、用单摆测重力加速度的实验目的、原理、器材1、实验目的：利用单摆测定当地的重力加速度。2、实验原理：当单摆摆角很小(小于5°)时，可看做简谐运动，其固有周期为得则测出单摆的摆长1和周期T,即可求出当地的重力加速度。3、实验器材：铁架台及铁夹，金属小球(有孔)、秒表、细线(1m左右)、刻度尺、游标卡尺。第14页共91页二、用单摆测重力加速度的实验步骤和数据处理1、实验步骤(1)让细线穿过小球上的小孔，在细线的穿出端打一个稍大一些的线结，制成一个单摆。(2)将铁夹固定在铁架台上端，铁架台放在实验桌边，把单摆上端固定在铁夹上，使摆线自由下垂.在单摆平衡位置处做上标记。(3)用刻度尺量出悬线长1′(准确到mm),用游标卡尺测出摆球的直径d,则摆长为1=1'(4)把单摆拉开一个角度，角度不大于5°,释放摆球.摆球经过最低位置时，用秒表开始计时，测出单摆完成30次(或50次)全振动的时间，求出一次全振动的时间，即为单摆的(5)改变摆长，反复测量几次，将数据填入表格。2、数据处理(1)公式法：每改变一次摆长，将相应的1和T代入公式中求出g值，最后求出g的平均值.实验次数周期T/s重力加速度123(2)图像法：由T=2π得r-4²为纵坐标，以1为横坐标作出T²—1图像(如图所示).其斜率由图像的斜率即可求出重力加速度g.三、用单摆测重力加速度的注意事项和误差分析(1)选择细而不易伸长的线，长度一般不应短于1m;摆球应选用密度较大、直径较小的(2)摆动时摆线偏离竖直方向的角度应很小。第15页共91页(3)摆球摆动时，要使之保持在同一竖直平面内，不要形成圆锥摆。(4)计算单摆的全振动次数时，应从摆球通过最低位置时开始计时，要测n次全振动的时(1)系统误差：主要来自于单摆模型本身是否符合要求，即悬点是否固定，摆球和摆长是否符合要求，最大摆角是否不超过5°,是否在同一竖直平面内摆动等。(2)偶然误差①主要来自于时间测量，测量时间时要求从摆球通过平衡位置开始计时，在记次数时不②测长度和摆球直径时，读数也容易产生误2.6受迫振动共振(1)固有振动：振动系统在不受外力作用下的振动。2、阻尼振动(1)阻尼：当振动系统受到阻力的作用时，振动受到了阻尼。(3)振动系统能量衰减的两种方式3、受迫振动的特点：受迫振动的频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无振动类型比较项目简谐运动阻尼振动受迫振动不受阻力作用受阻力作用受阻力和驱动力作用受阻力和驱动力作用由驱动力的频率决定形状不确定常见例子弹簧振子或单摆敲锣打鼓时发出的声音越来越弱机器运转时底座发生的振动三、共振现象及其应用1、共振定义：驱动力的频率f等于物体的固有频率fo时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。2、共振曲线：横轴：表示驱动力的频率。纵轴：表示受迫振动的振幅。3、受迫振动的规律f驱与f固差别越大时，振幅越小。第三章机械波3.1波的形成一、波的形成1、波和波源(1)波：振动的传播称为波动，简称波。第17页共91页(2)波源：引起波动的振动物体为波源。2、波的产生原因(1)波的形成条件：有持续振动的振源和传播的介质。(2)离波源近的质点带动离波源远的质点。(3)离波源远的质点重复离波源近的质点的质点形式，步调不一致。(4)各质点的起振方式均与波源的起振方式相同。(1)波传播的只是振动的形式和能量，参与简谐波的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)波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同。定义实物波形纵波(1)密部：质点分布最密的位置(2)疏部：质点分布最疏的位置弹簧形成纵波(1)质点的振动方向与波的传播方向的关系不同。(2)传播介质不同：横波只能在固体介质中传播；纵波在固体、液体和气体中均能传(3)特征不同：横波中交替、间隔出现波峰和波谷；纵波中交替、间隔出现密部和疏3、常见的横、纵波(1)声波：声波有横有纵，但大部分是纵波，要看传播的介质。声音在空气传播是纵波，因为声音在传播过程中是空气(介质)发生膨胀和收缩是沿着声波传播方向的。声2、产生条件：①有振源。②有可传播波的介质。第19页共91页(1)定义：在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，叫作波长，(2)特征①在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距(1)周期(频率):在波动中，各个质点的振动周期(或频率)叫波的周期(或频率)。(2)周期T和频率f的关系：互为倒数，即(3)波长与周期的关系：经过一个周期T,振动在介质中传播的距离等于一个波长。3、波速(1)定义：机械波在介质中的传播速度。(2)决定因素：由介质本身的性质决定，在不同的介质中，波速是不同(3)波长、周期、频率和波速的关系：3.3波的反射、折射和衍射2、反射定律：入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射(1)反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同。(2)波遇到两种介质界面时，总存在反射。2、折射定律：入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与折射线分居法线两侧。入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在介质I中的波速与波在介质Ⅱ中的波速之比，即(3)当垂直界面入射(i=0)时，γ=0,波的传播方向不改变，是波的折射中的特殊情况。第21页共91页(6)振动最弱的质点连起来，为振动减弱区。(7)强区和弱区是相互隔开，强弱相间的。3.5多普勒效应1、多普勒效应：波源与观察者相互靠近或者相互远离时，接收到的波的频率都会发生变化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大于波源发出的频率，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率小于波源发出的频率。1、利用多普勒测速仪测速：交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，测量反射波2、利用超声波测血流速度：医生向人体发射频率已知的超声波，测出被血流反射后的波的第四章光4.1光的折射(1)反射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质的现象。(2)反射定律：反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位(3)在光的反射现象中，光路是可逆的。(1)折射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时，一部分光会进入第2种介质的现象。(2)折射定律射角的正弦与折射角的正弦成正比，即(式中n2是比例常数)。(3)在光的折射现象中，光路是可逆的。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2、折射率与光速的关系：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(1)n的大小与θ1和θ2无关，与介质和入射光的频率有关，对于确定的介质，n是定值，不能说nxsinθ或nα1/sinθ2(2)折射率无单位，由于c>v,故任何介质的折射率n都大于1。(3)折射率反映介质对光的偏折作用，n越大光线偏折越厉害。(4)光从一种介质进入另一种介质时，折射角与入射角的大小关系不要一概而论，要视两种介质的折射率大小而定。(5)当光从折射率小的介质斜射入折射率大的介质时，入射角大于折射角，当光从折射率大的介质斜射入折射率小的介质时，入射角小于折射角。4.2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。(2)光密介质：折射率较大的介质。(3)光疏介质与光密介质是相对的。特别提醒：光疏和光密是从介质的光学特性来说的，并不是它的密度大小。如，酒精的密度比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.若入射角增大到某一角度，折射光线完全消失，只剩下反射光线的现象。(2)临界角：刚好发生全反射，即折射角等于90°时的入射角.用字母C表示，光从介质射入空气(真空)时，发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系是sin(3)全反射发生的条件①光从光密介质射入光疏介质。第23页共91页二、全反射棱镜入射角大于临界角，发生全反射。与平面镜相比，它的反射率高，几乎可达100%。这种棱(1)构造：横截面为等腰直角三角形，玻璃制成，置于空气中。(2)用法：光垂直于界面射入，垂直于界面射出，中途全反射。(3)用途：改变光的传播方向，或者使光侧移。1、原理：利用了光的全反射。2、构造：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。3、光导纤维除应用于光纤通信外，还可应4、光纤通信的优点是传输容量大、衰减小、抗干扰性及保密性强等。5、光导纤维的折射率：设光导纤维的折射率为n,当入射角为θ1时，进入光导纤维的光线由下图可知：当θ1增大时，θ2增大，由光导纤维射向空气的光线的入射角θ减小，当θ₁=90°时，若θ=C,则所有进入光导纤维中的光线都能发生全反射，即解得n=√2。4.3光的干涉板后面的空间互相叠加发生干涉现象。第24页共91页(2)实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹。3、出现明暗条纹的判断(1)亮条纹：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时，出现亮条纹。(2)暗条纹：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇数倍时，出现暗条纹。二、干涉条纹和光的波长之间的关系1、若设双缝间距为d,双缝到屏的距离为1,光的波长为λ,则双缝干涉中相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为△2、用不同颜色的光进行干涉实验，条纹间距不同，红光条纹间距最大、黄光条纹间距比红光小，用蓝光时更小。三、薄膜干涉1、薄膜干涉现象：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。2、薄膜干涉原理分析(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)条纹对应的薄膜的厚度相等，单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹。3、薄膜干涉的应用：干涉法检查平面的平整程度如图4所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检查平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检查平面不平整，则干涉条纹发生弯曲。4.4实验：用双缝干涉测量光的波长1、实验目的(1)了解光波产生稳定的干涉现象的条件。(2)观察白光及单色光的双缝干涉图样。(3)测定单色光的波长。2、实验原理：如图所示，两缝之间的距离为d,每个狭缝都很窄，宽度可以忽略。两缝Si、S的连线的中垂线与屏的交点为Po,双缝到屏的距离OP₀=1.则相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距：。若已知双缝间距，再测出双缝到屏的距离1和条纹间距△x,就可以求得光波的波长。3、实验器材：双缝干涉仪，即光具座、光源、滤光片、透镜、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头；另外，还有学生电源、导线、刻度尺等。4、实验步骤透镜(1)将光源、透镜、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示。透镜遮光筒毛玻璃屏光源滤光片单缝双缝遮光筒毛玻璃屏曾(2)接好光源，打开开关，使灯丝正常发光。(3)调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏。(4)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，两者间距5～10cm,这时可观察白光的干涉条纹。(5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。5、数据处理(1)安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹。(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a,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a2,将该条纹记为第n条亮条纹，两条纹间距为a=|a2-al,则相邻两条亮条纹间的距离△(3)用刻度尺测量双缝到光屏间的距离1(d是已知的)。(4)重复测量、计算，求出波长的平均值。6、误差分析(1)光波的波长很小，△x、1的测量误差对波长λ的影响很大。(2)在测量1时，一般用毫米刻度尺；而测△x时，用千分尺且采用“累积法”。(3)多次测量求平均值。第26页共91页7、注意事项(1)双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光筒、测量头等元件。(2)滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸轻轻擦去。(3)安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使(4)测量头在使用时应使中心刻线对应着亮(暗)条纹的中心。4.5光的衍射1、光的衍射现象：用单色平行光照射狭缝，当缝很窄时，光没有沿直线传播，它绕过了缝3、发生明显衍射现象的条件：在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小2、衍射光栅的种类(1)透射光栅：一般常用的光栅是在一块很平的玻璃上刻出一系列等距的平行刻痕，刻痕(2)反射光栅：利用两刻痕间的反射光衍射的光栅，如在高反射率的金属表面上刻出许多4.6光的偏振激光1、偏振现象：不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能不同，这种现象称为“偏2、光的偏振(1)偏振片：由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿着这个方向振(2)自然光和偏振光的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光是“自然光”。②偏振光：在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动，这种光叫作偏振光。(3)光的偏振现象说明光是一种横波。二、激光的特点及其应用1、激光和激光的产生(1)传播方向、偏振、相位等性质完全相同的光波叫作激光。激光是相干光，激光是人工产生的光。(2)在现代科学技术中用激光器产生激光。2、激光的特点及应用特点应用相干性强：激光具有频率相同、相位差恒定、偏振方向光纤通信能保持一定的强度提供目标指引亮度高：它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量第28页共91页选择性必修第二册知识点考点提纲第一章安培力与洛伦兹力1、安培力：通电导体在磁场中受的力.2、左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让3、安培力方向、磁场方向、电流方向的关系：安培力既垂直于电流方向，也垂直于磁场方向(F⊥B、FLI),即垂直于电流I和磁场B所决定的平面。二、安培力的大小①B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度，不必考虑导线自身产生的磁感应强度的②L是有效长度，匀强磁场中弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点直线的长度(如图);相应的电流沿L由始端流向末端。三、磁电式电流表1、原理：安培力与电流的关系.通电线圈在磁场中受到安培力而偏转，线圈偏转的角度越大，被测电流就越大；根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。2、构造：磁体、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴。3、特点：极靴与铁质圆柱间的磁场沿半径方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小相等。4、优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流。缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。1.2磁场对运动电荷的作用力一、洛伦兹力的方向1、洛伦兹力(1)定义：运动电荷在磁场中受到的力。(2)与安培力的关系：通电导线在磁场中受到的安培力是洛伦兹力的宏观表现。对应力内容项目洛伦兹力电场力性质磁场对在其中运动的电荷的作用力电场对放入其中电荷的作用力电场中无论电荷处于何种状态F≠0大小方向满足左手定则F⊥B、FLv正电荷受力方向与电场方向相同，负电荷受力方向与电场方向相反任何情况下都不做功可能做正功、负功，也可能不做功作用效果只改变电荷运动的速度方向，不改变速度大小既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向2、洛伦兹力的方向左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向.负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。3、F、B、v三者方向间的关系：洛伦兹力的方向总是与电荷运动的方向及磁场方向垂直，即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，即F⊥B,F⊥v,但B与v不一定垂直，如图甲、乙所示。乙v与B不垂直第30页共91页(1)洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化.但无论怎样变化，洛伦兹力都与运动(2)洛伦兹力永不做功，它只改变电荷的运动方向，不改变电荷的速度大小。二、洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小：F=qvBsinθ,θ为电荷运动的方向与磁感应强度方向的夹角。(1)当θ=90°时，v⊥B,sinθ=1,F=qvB,即运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力(2)当θ=0时，v//B,sinθ=0,F=0,即运动方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力。三、电子束的磁偏转1、显像管的构造：如图所示，由电子枪、偏转线电子束电子束A0偏转线圈荧光屏电子枪B3、扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，使得电子束打在荧光屏上的光点从上向下、从左向右不断移动。1.3带电粒子在匀强磁场中的运动一、带电粒子在匀强磁场中的运动1、若v//B,带电粒子以速度v做匀速直线运动，其所受洛伦兹力F=(1)洛伦兹力与粒子的运动方向垂直，只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小。(2)带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。二、带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期1、由,可得道半径和运动速度无关。3、圆心的确定：圆心位置的确定通常有以下两种基本方法(1)已知入射方向和出射方向时，可以过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图甲所示，P为入射点，M为出射点).(2)已知入射方向和出射点的位置时，可以过入射点作入射方向的垂线，连线入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图乙所示，P为入射点，M为出射点)。甲B乙4、半径的确定：半径的计算一般利用几何知识解直角三角形，做题时一定要作好辅助线，由圆的半径和其他几何边构成直角三角形.由直角三角形的边角关系或勾股定理求解。5、粒子在匀强磁场中运动时间的确定(1)粒子在匀强磁场中运动一周的时间为T,当粒子运动轨迹的圆弧所对应的圆心角为a确定圆心角时，利用好几个角的关系，即圆心角=偏向角=2倍弦切角。(2)当v一定时，粒子在匀强磁场中运动的时间1为带电粒子通过的弧长。三、带电粒子在组合场中的运动组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，或者电场、磁场分时间段在同一区域或不同区域交替出现。1、解决带电粒子在组合场中的运动所需知识第33页共91页(1)带电粒子经过电压为U的加速电场加速，(2)垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做匀速圆周运动，可得3、分析：从粒子打在底片D上的位置可以测出圆周的半径r,进而可以算出粒子的比荷。二、回旋加速器1、回旋加速器的构造：两个D形盒，两D形盒接交流电源，D形盒处于垂直于D形盒的匀强磁场中，如图。(1)电场的特点及作用作用：带电粒子经过该区域时被加速。(2)磁场的特点及作用特点：D形盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。(3)粒子被加速的条件：交变电场的周期等于粒子在磁场中运动的周期。(4)粒子最终的能量：粒子速度最大时的半径等于D形盒的半径，即rm=R,,则粒(5)提高粒子最终能量的措施：由,应增大磁感应强度B和D形盒的半径R。(6)粒子被加速次数的计算：粒子在回旋加速器中被加速的次数(U是加速电压的大第35页共91页使a,b间出现电势差，当自由电荷所受静电力和洛伦兹力平衡时，a,b间的电势差U达到最大，由得圆管的横截面积,故流量5、电视高低判断：根据左手定则可得φa<φb。2.1楞次定律一、影响感应电流方向的因素1、探究感应电流的方向实验原理(1)由电流表指针偏转方向与电流方向的关系，找出感应电流的方向。(2)通过实验，观察分析原磁场方向和磁通量的变化，记录感应电流的方向，然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、原磁通量变化之间的关系。2、实验器材：条形磁体，螺线管，灵敏电流计，导线若干，干电池，滑动变阻器，开关，电池盒。3、进行实验(1)探究电流表指针偏转方向和电流方向之间的关系。实验电路如图甲、乙所示：甲乙结论：电流从哪一侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏转，即左进左偏，右进右偏。(指针偏转方向应由实验得出，并非所有电流表都是这样的)(2)探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向①按图连接电路，明确螺线管的绕线方向。②按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下插入线圈和N极(S极)向下时抽出线圈的实甲乙丙丁4、实验结果分析根据上表记录，得到下述结果：甲、乙两种情况下，磁通量都增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，阻碍磁通量的增加；丙、丁两种情况下，磁通量都减少，感应电流的磁场①当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。②当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。(2)“来拒去留”法：由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时，产生的感应电流与磁场间有力的作用，这种力的作用会“阻碍”相对运动。口诀记为“来拒去留”。(3)“增缩减扩”法：就闭合回路的面积而言，收缩或扩张是为了阻碍穿过回路的原磁通量的变化。若穿过闭合回路的磁通量增加，面积有收缩趋势；若穿过闭合回路的磁通量减少，面积有扩张趋势。口诀记为“增缩减扩”。(4)“增离减靠”法：若磁场变化且线圈回路可移动，当磁场增强使得穿过线圈回路的磁通量增加时，线圈将通过远离磁体来阻碍磁通量增加；反之，当磁场减弱使得穿过线圈回路的磁通量减少时，线圈将通过靠近磁体来阻碍磁通量减少。口诀记为“增离减靠”。三、右手定则1、右手定则：如图所示，内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。(1)右手定则的适用范围：闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流方向的判断.(2)右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和感应电流方向三者之间的关系：①大拇指所指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向，既可以是导体运动而磁场未动，也可以是导体未动而磁场运动，还可以是两者以不同速度同时运动。②四指指向电流方向，切割磁感线的导体相当于电源。2、“三定则一定律”的综合应用：安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较比较安培定则左手定则右手定则适用判断电流周围的磁感线方向场中所受的安培力方向判断导体切割磁感线时产生的感应电流方向方向因果关系因电而生磁因磁通量变化而生电(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。(2)公式：其中n为线圈的匝数。(3)在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯(Wb),感应电动势的单位是伏(V)。三、导线切割磁感线时的感应电动势1、导线垂直于磁场方向运动，B、1、v两两垂直时，如图所示，E=Blv。2、导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图所示，E=BlvsinU3、导体棒切割磁感线产生感应电流，导体棒所受安培力的方向与导体棒运动方向相反，导体棒克服安培力做功，把其他形式的能转化为电能。(1)该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论，一般用于导体各部分切割磁感线的速度相同的情况，当v为瞬时速度时，E为瞬时感应电动势；若v是平均速度，则E为平均感应电动势.如果导体各部分切割磁感线的速度不相等，可取其平均速度求电动势，例如如图导体棒在磁场中绕A点在纸面内以角速度w匀速转动，磁感应强度为B,则AC在切割磁感线时产生的感应电动势为：(2)公式中的v应理解为导线和磁场间的相对速度，当导线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生。(3)公式中的1应理解为导线切割磁感线时的有效长度.如果导线和磁场不垂直，1应是导线在垂直磁场方向投影的长度；如果切割磁感线的导线是弯曲的，1应取导线两端点的连线在与B和v都垂直的直线上的投影长度。芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何相互靠近的电路之间。互感现象说明能量可以由一个电路传递到另一个电路。2、应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器就是利用互感现象制成的。3、危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间.在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作。二、自感现象1、当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势，这种现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。2、对自感电动势的理解(1)产生原因：通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化，因而在线圈上产生感应电动势。(2)自感电动势的方向：当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同(即：增反减同)。(3)自感电动势的作用：阻碍原电流的变化，而不是阻止，原电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用。3.对电感线圈阻碍作用的理解(1)若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化，使通过电感线圈的电流不能突变。(2)若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线，其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的。(3)线圈通电和断电时线圈中电流的变化规律如图。三、自感系数和磁场的能量1、自感电动势(1)作用：总是阻碍线圈中原电流的变化，即总是起着推迟电流变化的作用。(2)方向：当原电流增大时，自感电动势与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势与原电流方向相同。第42页共91页(4)自感电动势的特点：①自感电动势阻碍自身电流的变化，但不能阻止。②当原电流增大时，自感电动势对电流的增大起到“阻碍”的作用；当原电流减小时，自感电动势对电流的减小起到“阻碍”的作用。2、自感系数(1)定义：L是反映不同线圈产生自感电动势本领大小的物理量，叫作自感系数，简称自感或电感。(2)影响因素：自感系数与线圈的形状、长短、匝数以及有无铁芯等因素有关。线圈的长度越长，横截面积越大，单位长度上的匝数越多，线圈的自感系数就越大；线圈加有铁芯时比无铁芯时的自感系数大得多。(3)单位：亨利，简称亨，符号是H。常用的单位还有毫亨、微亨。(4)意义：自感系数越大，说明线圈产生自感电动势的本领越大。3、磁场的能量1.线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给磁场，储存在磁场中。2.线圈中电流减小时，磁场中的能量释放出来转化为电能。3.1交变电流1、交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流叫作交变电流，简称交流。2、常见的交变电流的波形图：实际应用中，交变电流有着不同的变化规律，常见的有以下几种，如图所示。3、直流：方向不随时间变化的电流称为直流。4、演示：观察交变电流的方向(1)把两个发光颜色不同的发光二极管并联，连接到教学用发电机的两端。转动手柄，两个磁极之间的线圈随着转动。(2)摇动发电机的速度较慢时，我们观察到两个发光二极管交替闪亮，这说明教学用发电机产生的电流，大小和方向都在不断地变化，这种电流叫作交变电流。二、交变电流的产生1、交变电流的产生：交流发电机的线圈在磁场中转动时，转轴与磁场方向垂直。2、产生装置：将闭合线圈置于匀强磁场，并绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动，线圈中将产生按正(余)弦规律变化的交流电。甲乙丙丁3、两个特殊位置及特点①中性面上图甲和丙所处的位置特点：穿过线圈的磁通量Φ最大，磁通量的变化率-所以感应电动势E=0,该应电流I=0,交变电流此时方向改变。②与中性面垂直的位置上图乙和丁所处的位置特点：穿过线圈的磁通量Φ=0,磁通量的变化率-最大，所以感应电动势E最大，该应电流I最大，交变电流此时方向不变。三、交变电流的变化规律1、中性面(1)中性面：与磁感线垂直的平面。(2)当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量最大，线圈中的电流为零。2、从中性面开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式：e=Emsinwt,Em叫作电动3、正弦式交变电流：按正弦规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称正弦式电流。4、正弦式交变电流和电压：电流表达式i=ImsinUm分别是电流和电压的最大值，也叫峰值。6、电动势峰值Em=NwBS由线圈匝数N、磁感应强度B、转动角速度w和线圈面积S决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关。第45页共91页4、角速度与周期、频率的关系：5、交变电流的周期和频率跟发电机转子的角速度ω或转速n有关，w(n)越大，周期越短，频率越高，其关系为二、峰值和有效值1、峰值：交变电流的电压、电流能达到的最大数值叫峰值，若将交流电接入纯电阻电路中，则电路中的电流及外电阻两端的电压的最大值分别为,Um=ImR。2、电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿。3、有效值：有效值：确定交变电流有效值的依据是电流的热效应；让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，则此恒定电流的数值叫作交变电流的有效值。(1)在正弦式交变电流中，最大值与有效值之间的关系9(2)当电流是非正弦式交变电流时，必须根据有效值的定义求解.先计算交变电流在一个周期内产生的热量Q,再将热量Q用相应的物理量的有效值表示，即Q=I²RT或,最后代入数据求解有效值。4、有效值的计算(1)公式法：利用计算，只适用于正(余)弦式交变电流。(2)利用有效值的定义计算(非正弦式电流):计算时“相同时间”至少取一个周期或为周期的整数倍。(3)利用能量关系：当有电能和其他形式的能量转化时，可利用能量的转化和守恒定律来求有效值。5、几种典型电流的有效值正弦式交变电流正弦半波电流非对称性交变电流第46页共91页6、对交变电流“四值”的理解和应用适用情况及说明瞬时值(峰值)(1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等)(3)保险丝的熔断电流为有效值(4)电表的读数为有效值三、正弦式交变电流的公式和图像1、正弦式交变电流的公式和图像可以详细描述交变电流的情况.若线圈通过中性面时开始计时，交变电流的图像是正弦曲线。2、若已知电压、电流最大值分别是Um、Im,周期为T,则正弦式交变电流电压、电流表达式分别为3.3变压器一、变压器的原理1、构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫作原线圈，与负载连接的线圈叫作副线圈。其构造示意图与电路中的符号分别甲、乙所示.甲乙2、原理：互感现象是变压器工作的基础；原线圈中电流的大小、方向在不断变化，铁芯中激发的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势。工作原理如图所示：负载副线圈3、注意(1)变压器不改变交变电流的周期和频率。(2)变压器只对交变电流起作用，对恒定电流不起作用。(3)变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的。二、实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系1、实验思路：交变电流通过原线圈时在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中产生感应电动势，其两端有输出电压.线圈匝数不同时输出电压不同，实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系。2、实验器材：多用电表、可拆变压器(如图甲)、学生电源、开关、导线若干◎原线圈副线圈原线圈3、实验步骤(1)按图乙所示连接好电路，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数。(2)接通学生电源，读出电压值，并记录在表格中。(3)保持匝数不变，多次改变输入电压，记录每次改变后原、副线圈的电压值。(4)保持输入电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值。4、实验结论：实验分析表明，在误差允许范围内，原、副线圈的电压之比等于两个线圈的5、注意事项(1)在改变学生电源的电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作。(2)为了保证人身安全，学生电源的电压不能超过12V,通电时不能用手接触裸露的导线和第49页共91页输出电流输出电流I决定原线圈中的电流I₁,即4、对理想变压器进行动态分析的两种常见情况(1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析(2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析顺序是n、3.4电能的输送一、降低输电损耗的两个途径(1)输电线路的电压损失：输电线始端电压U与输电线末端电压U′的差值.△U=U—U'其中I为输电线上的电流，r为输电线的电阻。(3)若输电线上损失的电压为△U,则功率损失还可以表示为△P=△U·I。2、降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻率小的金属材料，还要尽可能增加导线的横截面积。由可知，距离1一定时，使用电阻率(2)减小输电线中的电流：为了减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压。根据在输送功率P一定，输电线电阻r二、解决远距离高压输电问题的基本方法1、首先应画出远距离输电的电路图(如图),并将已知量和待求量写在电路图的相应位置。2、理清三个回路回路1发电机回路.该回路中，通过线圈1的电流I₁等于发电机中的电流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。回路2输送电路.I₂=I₃=IR,U₂=U₃+△U,P₂=△P+P₃。回路3输出电路.I₄=I用，U₄=U用，P₄=P用。3、抓住两个物理量的联系(1)理想的升压变压器联系着回路1和回路2,由变压器原理可得：线圈1(匝数为n)和线圈2(匝数为n₂)中各个量间的关系,P₁=P₂。(2)理想的降压变压器联系着回路2和回路3,由变压器原理可得：线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n₄)中各个量间的关系,P₃=P⁴。4、掌握一个能量守恒定律：发电机把机械能转化为电能，并通过导线将能量输送给线圈1,线圈1上的能量就是远程输电的总能量，在输送过程中，先被输送回路上的导线电阻损耗一小部分，剩余的绝大部分通过降压变压器和用户回路被用户使用消耗，所以其能量关系为5、常用关系(1)功率关系：P₁=P₂,P₂=△P+P₃,P₃=P4。(2)电压关系：,U₂=△U+U₃,(3)电流关系：(4)输电电流：(5)输电线上损耗的电功率：(6)输电线上的电压损失：△U=I线R线=U₂—U₃。6、输电线路功率损失的计算方法P损=P₁—P₄P₁为输送的功率，P⁴为用户得到的功率I线为输电线路上的电流，R线为线路电阻△U为输电线路上损失的电压，不要与U2、U₃相混如果振荡电路没有能量损失，也不受其他外界条件影响，这时的周期和频率分别叫作振荡电路的固有周期和固有频率。4.2电磁场与电磁波一、电磁场1、变化的磁场产生电场(1)实验基础：如图1所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流。(2)麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生了电场，电场促使导体中的自由电荷做定向运动，实质是变化的磁场产生了电场。①均匀变化的磁场产生恒定的电场。②非均匀变化的磁场产生变化的电场。③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场。2、变化的电场产生磁场：麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生磁场。①均匀变化的电场产生恒定的磁场。②非均匀变化的电场产生变化的磁场。③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场。3、变化的电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分割的统一的电磁场。二、电磁波1、电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成电磁波。2、电磁波的特点(1)电磁波在空间传播不需要介质。(2)电磁波是横波：电磁波中的电场强度与磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，因此电磁波是横波。(3)电磁波的波长、频率、波速的关系：v=λf,在真空中，电磁波的速度c=3.0×10⁸m/s.(4)电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。3、电磁波具有能量：电磁场的转换就是电场能量与磁场能量的转换，电磁波的发射过程是第55页共91页广播及其他信号传输。雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生反射，以此来测定物体位置的无线电设备，其利用的是波长较短的微波。2、红外线(1)红外线是一种光波，波长比无线电波短，比可见光长。(2)所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强。(3)红外线的应用主要有红外遥感和红外体温计。3、可见光：可见光的波长在400～760nm之间。4、紫外线(1)波长范围在5～370nm之间，不能引起人的视觉。(2)具有较高的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光。5、X射线和γ射线(1)X射线波长比紫外线短，有很强的穿透本领，用来检查金属构件内部有无裂纹或气孔，医学上用于检查人体的内部器官。(2)γ射线波长比X射线更短，具有很高的能量，穿透力更强，医学上用来治疗某些癌症，工业上也可用于探测金属构件内部是否有缺陷。6、不同电磁波的特性及应用电磁波谱无线电波红外线紫外线X射线Y射线频率和真空中的波长由左向右，频率变化为由低到高，波长变化为由长到短热效应强化学作用、强穿透力强强通信、广理研究遥控、遥测、遥测、加热、照明、照杀菌、防肤病等1、传感器的定义：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出，通常是电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。2、非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量，可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。第56页共91页二、常见传感器的工作原理及应用1、光敏电阻：光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。3、热敏电阻：用半导体材料制成，氧化锰制成的热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。4、电阻应变效应：金属导体在外力作用下发生机械形变时，其5、电阻应变片：电阻应变片有金属电阻应变片和半导体电阻应变片，半导体电阻应变片的工作原理是基于半导体材料的压阻效应。三、利用传感器制作简单的自动控制装置(1)实验器材和装置：干簧管作为传感器，用于感知磁体磁场是否存在，继电器(虚线框部起保护作用，蜂鸣器H作为报警提醒，电路设计如图1。MHRHS(2)电路工作原理：当门窗紧闭时，磁体M靠近干簧管SA,干簧管两簧片被磁化相吸，继点c与常闭触点b接通，蜂鸣器H发声报警。(3)实验操作①检查干簧管.用磁体直接靠近干簧管，观察干簧管簧片能否正常动作.②连接电路.连接电路前，要检查其他元件是否也能正常工作.③接通电源后，将磁体靠近和离开干簧管，分别观察实验现象.2、实验2光控开关第57页共91页同时具有完成断路和接通的开关作用，发光二极管LED模仿路灯.电路设计如图2甲。甲乙(2)电路工作原理：光较强时，光敏电阻阻值小，三极管不导通，继电器断路，处于常开点亮发光二极管或驱动继电器吸合，点亮小灯泡L。(3)实验操作②用白光照射光敏电阻，调节R,使发光二极管LED或小灯泡L刚好不发光。③减弱光敏电阻的光照强度，当光减弱到某种④让光照加强，当光增强到某种程度时，发光二极管LED或小灯泡L熄灭。第59页共91页4、可以把单个分子看成一个立方体，也可以看成是一个个小球.分子模型意义分子大小图例球形模型固体和液体可看成是一个个紧挨着的隙立方体模型子的大小1、扩散(1)扩散：不同的物质能够彼此进入对方的现象。(2)产生原因：由物质分子的无规则运动产生的。(3)发生环境：物质处于固态、液态和气态时，都能发生扩散现象。(4)意义：证明了物质分子永不停息地做无规则运动。2、布朗运动(1)概念：把悬浮微粒的这种无规则运动叫作布朗运动。(2)产生的原因：大量液体(气体)分子对悬浮微粒撞击的不平衡造成的。(3)布朗运动的特点：永不停息、无规则。(4)影响因素：微粒越小，布朗运动越明显，温度越高，布朗运动越激烈。(5)意义：布朗运动间接地反映了液体(气体)分子运动的无规则性。3、热运动(1)定义：分子永不停息的无规则运动；其中温度是分子热运动剧烈程度的标志。(3)特点：①永不停息；②运动无规则；③温度越高，分子的热运动越激烈。第60页共91页4.布朗运动与热运动的区别与联系布朗运动热运动分子可以在显微镜下看到，肉眼看不到在显微镜下看不到相同点①无规则；②永不停息；③温度越高越剧烈联系周围液体(气体)分子的热运动是布朗运动产生的原因，布朗运动反映了液体(气体)分子的热运动(1)气体分子的空隙：气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着很大的空隙。(2)液体分子间的空隙：水和酒精混合后总体积会减小，说明液体分子间有空隙。(3)固体分子间的空隙：压在一起的金片和铅片，各自的分子能扩散到对方的内部，说明固体分子间也存在着空隙。(1)当用力拉伸物体时，物体内各部分之间要产生反抗拉伸的作用力，此时分子间的作用(2)当用力压缩物体时，物体内各部分之间会产生反抗压缩的作用力，此时分子间的作用说明：分子间的作用力指的是分子间相互作用引力和斥力的合力。2、分子间的作用力与分子距离的关系(1)分子间的作用力F跟分子间距离r的关系如图所示。①当r<ro时，分子间的作用力F表现为斥力。②当r=ro时，分子间的作用力F为0;这个位置称为平衡位置。③当r>r时，分子间的作用力F表现为引力。(2)产生原因：由原子内部的带电粒子的相互作用引起的。四、分子动理论1、分子动理论：把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现而建立的理论；由于分子热运动是无规则的，对于任何一个分子都具有偶然性，但对大量分子的整体而言，表现出规律性。2、基本内容：物体是由大量分子组成的；分子在做永不停息的无规则运动；分子之间存在着相互作用力。1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小1、实验目的：用油膜法估测油酸分子的大小。2、实验原理：当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水中并很快挥发，在水面上形成一层纯油酸的单分子层薄膜，如图所示，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分子的直径。浮在水面上的痱子粉油酸膜实验中如果算出一定体积V的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积S,即可算出油酸分子直径的大小，即3、实验器材：清水、酒精、油酸、量筒、浅盘(边长约为30cm～40cm)、注射器(或滴管)、玻璃板、彩笔、痱子粉(或石膏粉)、坐标纸、容量瓶(500mL)。4、实验步骤(1)在浅盘中倒入约2cm深的水，将爽身粉均匀撒在水面上。(2)用注射器往小量筒中滴入1mL油酸酒精溶液，记下滴入的滴数n,算出一滴油酸酒精溶液的体积V₀。(3)将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上。(4)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃放在浅盘上，用水彩笔(或钢笔)画出油酸薄膜的形状。(5)将玻璃放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S;或者玻璃板上有边长为1cm的方格，则也可通过数方格数，算出油酸薄膜的面积S。(6)根据已配好的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V。(7)计算油酸薄膜的厚度即为油酸分子直径的大小。5、注意事项各速率区间的分子数占总分子数的百分比/0多分子的速率注意：温度升高不是每个分子的速率都变大，而是速率大的占的百分比变大。三、气体压强的微观解释1、产生原因：气体的压强是由气体中大量做无规则热运动的分子对器壁不断地碰撞产生的。压强就是在器壁单位面积上受到的压力。2、决定气体压强大小的微观因素(1)与气体分子的数密度有关：气体分子数密度(即单位体积内气体分子的数目)越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，气体压强就越大。(2)与气体分子的平均速率有关：气体的温度越高，气体分子的平均速率就越大，每个气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就越大；从另一方面讲，分子的平均速率越大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多，累计冲力就越大，气体压强就越大。3、决定气体压强大小的宏观因素(1)与温度有关：体积一定时，温度越高，气体的压强越大。(2)与体积有关：温度一定时，体积越小，气体的压强越大。4、气体压强与大气压强的区别与联系大气压强区别一般很小，由气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由定，与地球的引力无关是相等的而对浸在它里面的物体产生的压强.如果没有地球引力作用，地球表面就没有大气，从而也不会有大气压强联系两种压强最终都是通过气体分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物体而产生的一、分子动能第65页共91页3、决定因素(1)在微观上，物体的内能取决于物体所含分子的总数、分子的平均动能和分子间的距离；(2)在宏观上，物体的内能取决于物体所含物质的多少、温度和体积。4、内能与机械能的区别和联系内能微观分子热运动宏观物体机械运动能量常见形式分子动能、分子势能能量存在原因由物体内大量分子的无规则热运动和分子间相对位置决定由物体做机械运动和物体形变或与地球的相对位置决定态相对于零势能面的高度或弹性形变)是否为零一定条件下可以等于零联系5、物态变化对内能的影响：一些物质在物态发生变化时，如冰的熔化、水在沸腾时变为水蒸气，温度不变，此过程中分子的平均动能不变，由于分子间的距离变化，分子势能变化，所以物体的内能变化。第二章气体、固体和液体一、状态参量与平衡态1、热力学系统和外界(1)热力学系统：由大量分子组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统。(2)外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界。2、状态参量：用来描述系统状态的物理量，常用的状态参量有体积V、压强p、温度T等。3、平衡态：在没有外界影响的情况下，系统内各部分的状态参量达到的稳定状态。(1)热力学的平衡态是一种动态平衡，组成系统的分子仍在不停地做无规则运动，只是分子运动的平均效果不随时间变化，表现为系统的宏观性质不随时间变化，而力学中的平衡态是指物体的运动状态处于静止或匀速直线运动的状态。(2)平衡态是一种理想情况，因为任何系统完全不受外界影响是不可能的.系统处于平衡态时，由于涨落，仍可能发生偏离平衡状态的微小变化。(3)两个系统达到热平衡后再把它们分开，如果分开后它们都不受外界影响，再把它们重新第66页共91页接触，它们的状态不会发生新的变化.因此，热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统.因此可以说，只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化，我们就说这两个系统两个系统达到了平衡，这种平衡叫作热平衡。2、热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。4、热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的温度。5、热平衡定律的意义：热平衡定律又叫热力学第零定律，为温触，只需将作为标准物体的温度计分别与各物体接触，即可比较1.确定一个温标的方法2.热力学温度T与摄氏温度t(1)摄氏温标：一种常用的表示温度的方法.规定标准大气压下冰的熔点为0℃,水的沸点为100℃,在0℃和100℃之间均匀分成100等份，每份算做1℃。用符号T表示，单位是开尔文，符号为K。2.2气体的等温变化1、等温变化：一定质量的某种气体，在温度不变的条件下，其压强与体积变化时的关系叫2.实验探究(2)数据收集：空气柱的压强p由上方的压力表读出，体积V用刻度尺读出的空气柱长度1乘气柱的横截面积S。用手把柱塞向下压或向上拉，读出体积与压强的几组值。(3)数据处理：以压强p为纵坐标，以体积的倒数为横坐标建立直角坐标系，将收集的各组数据描点作图，若图像是过原点的直线，说明压强跟体积的倒数成正比，即压强跟体积成反注意：作p—V图像双曲线不好判定，作图像是过原点的倾斜直线，易判定压强跟体积成反比。二、玻意耳定律1、玻意耳定律：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。(1)公式：pV=C(常量)或p₁V₁=p₂V₂。(2)适用条件：①气体质量不变、温度不变。②气体温度不太低、压强不太大。2、气体的等温变化的p-V图像(1)p—V图像：一定质量的气体的p—V图像为一条双曲线，如图甲所示。甲乙②像：一定质量的气体的图像为过原点的倾斜直线，如图乙所示。2.3气体的等压变化和等容变化一、气体的等压变化1、等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度变化的过程叫作气体的等压变化。2、盖一吕萨克定律(1)内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。(3)适用条件：气体质量一定；气体压强不变。(4)等压变化的图像：由V=CT可知在V-T坐标系中，等压线是一条通过坐标原点的倾斜的第69页共91页3、一定质量的某种气体，在等容变化过程中且V₁<V₂,即体积越大，斜率越小.甲乙等容线是一条延长线通过横轴上-273.15℃的倾斜直线，且斜率越大，体积越小.图像纵轴的截距po是气体在0℃时的压强。三、理想气体2、理想气体与实际气体：在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍的条件3、理想气体的状态方程：一定质量的某种理想气体，在从某一状态变化到另一状态时，尽管压强p、体积V、温度T都可能改变，但是压强p跟体积V的乘积与热力学温度T之比保(4)公式中常量C仅由气体的种类和质量决定，与状(5)方程中各量的单位：温度T必须是热力学温度，公式两边中压强p和体积V单位必须统4、理想气体状态方程与气体实验定律四、对气体实验定律的微观解释1、玻意耳定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的；体积减小时，分子的数密度增大，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强就增大。(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大；体积增大，压强减小。(2)微观解释：温度不变，分子的平均动能不变；体积越小，分子的数密度增大，单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多，气体的压强就越大。2、盖一吕萨克定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大，只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变。(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小。(2)微观解释：体积不变，则分子数密度不变，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁的作用力变大，所以气体的压强增大。3、查理定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强增大。(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在压强不变时，温度升高，体积增大，温度降低，体积减小。(2)微观解释：温度升高，分子平均动能增大，撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需影响压强的另一个因素，即分子的数密度减小，所以气体的体积增大。2.4固体一、晶体和非晶体1、固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体又可以分为单晶体与多晶体。(1)石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、味精等是晶体。(2)玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体。2、非晶体：没有则的外形。物理性质：没有确定的熔化温度。导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性。(1)单晶体：有天然的规则的几何形状。物理性质：有确定的熔点。导电、导热、光学等某些物理性质表现为各向异性。(2)多晶体：没有规则的几何形状。物理性质：有确定的熔点；导电、导热、光学等物理性质表现