教资考试（高中）物理-三色笔记

教师资格证物理(高中)学科知识与教学能力2【考点1】直线运动【考点1】直线运动一、运动的描述用来代替物体质量的点叫做质点。质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型。质点是没有大小，没有形状，具有物体全部质量的点。(二)参考系描述物体的运动而被选作参考的物体称为参考系。物体的运动和静止都是相对于参考系而言的。参考系可以任意选取。选取时应尽可能使物体运动的描述简洁、方便。(三)时刻和时间间隔时刻：指某一瞬时，是事物运动发展变化所经历的各个状态先后顺序的标志。时间间隔：两个时刻之间的间隔，在时间轴上用线段表示。(四)路程和位移路程：质点运动实际轨迹的长度。位移：从初位置指向末位置的有向线段。路程和位移的比较位移定义的长度的一个有向线段大小有有方向无有联系I位移|≤路程，当物体单向直线运动时等号成立；从一点到另一1.速度物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢，这个比值称为速度，通常用字母v表示。速度是表示质点运动快慢及方向的物理量，也就是描述物体位置变化快慢的物理量。速度越大，表示物体运动越快，其位置变化也越快。速度是矢量，既有大小，又有方向。2.速率瞬时速度的大小通常叫作速率。它是标量，只有大小，没有方向。3.速度的微分表示速度是质点位置矢量对时间的变化率速度的大小就是速率，表示为：3(六)平均速度和瞬时速度1.平均速度在变速直线运动中，运动质点的位移和发生这段位移所用时间的比值，叫做这段时间内的平均速度。平均速度只能粗略地描述运动的快慢，表达式为：在变速直线运动中，平均速度的大小跟选定的时间或位移有关，不同的位移或不同的时间内的平均速度一般不同。平均速度的方向与一段时间△t内发生的位移方向相同。2.瞬时速度瞬时速度指运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度，它能精确地描述物体运动的快慢及方向。一般情况下所提到的速度都是指瞬时速度。3.平均速度和瞬时速度的关系平均速度与时间或位移相对应，瞬时速度与时刻或位置相对应。当位移足够小或时间足够短时，可以认为平均速度就等于瞬时速度。在匀速直线运动中，平均速度和瞬时速度相等。加速度等于速度的改变量跟发生这一改变所用时间的比值，即：它是表示速度改变快慢的物理量。加速度的微观表示：加速度质点的速度对时间的变化率。(八)位移、速度、加速度之间的计算关系(微分、积分)二、匀变速直线运动1.定义和关系式沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动。如果物体的速度随时间均匀的增加，这个运动叫做匀加速直线运动；如果物体的速度随着时间均匀减小，这个运动叫做匀减速直线运动。关系式：42.运动图象(1)位移图象(x-t图象):①图象上一点切线的斜率表示该时刻所对应速度；②图象是直线表示物体做匀速直线运动，图象是曲线则表示物体做变速运动；③图象与横轴交叉，表示物体从参考点的一边运动到另一边。(2)速度图象(v-t图象):①在速度图象中，可以读出物体在任何时刻的速度；②在速度图象中，物体在一段时间内的位移大小等于物体的速度图象与这段时间轴所围面积③在速度图象中，物体在任意时刻的加速度就是速度图象上所对应的点的切线的斜率；④图线与横轴交叉，表示物体在该时刻运动的速度反向⑤图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动；图线是曲线表示物体做变加速运3.匀变速直线运动的几个常用的结论(1)任意相邻相等时间内的位移之差相等。(2)某段时间的中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度。(3)某段位移的中间位置的即时速度公式(不等于该段位移内的平均速度)。(4)无论匀加速直线运动还是匀减速直线运动，都有v中间位置>v中间时刻。三、自由落体运动物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。自由落体运动是一种初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。g的方向总是竖直向下，在地球上的不同地点，g的大小略有不同，赤道处的重力加速度最小，两极处的重力加速度最大。自由落体运动的规律为：【考点2】相互作用【考点2】相互作用力是物体对物体的作用，力不能离开施力物体和受力物体而独立存在，有力就一定有施力物体和受力物体，二者缺一不可。三要素：大小、方向、作用点由于地球的吸引而使物体受到的力，即G=mg。重力的方向总是竖直向下。重力是万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球自转所需要的向心力，在两极处重力等于万有引力。在一般情况下近似认为重力等于万有引力。物体在力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫做形变。一切物体都能发生形变，常见的形变有拉伸、压缩、弯曲、扭转等。5发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。弹力的施力物体是发生形变的物体，弹力的大小与形变大小有关。方向：压力、支持力的方向总是垂直于接触面，绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向，杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。接触面间的弹力曲面与曲面点与平面点与曲面图例曲面的公切面垂直于过接触点的轻绳、轻杆、轻弹簧的弹力弹力方向图例特点沿绳收缩的方向①只能拉不能压；②同一根绳各处张力相等；①能拉或压；②轻杆各处作用力不一定沿杆；①可伸长、可缩短；②各处受力相等；沿轴线指向弹簧恢复原状的方向大小：对有明显形变的弹簧，弹力的大小可以由胡克定律计算。胡克定律可表示为F=kx。两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做摩擦力。摩擦力产生的条件：两物体直接接触且相互挤压；接触面粗糙；有相对运动或相对运动的趋势。这三个条件缺一不可。1.静摩擦力：相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动时的摩擦力叫做静摩擦力。静摩擦力的方向总是跟物体相对运动趋势的方向相反。静摩擦力的变化范围：2.滑动摩擦力两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做滑动摩擦力。滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反。滑动摩擦力可以用公式：6f=μFN其中F表示正压力。2.产生的原因(实质)浸没在液(气)体中的物体，其上、下表面受到液(气)体对它的压力不同，即上、下表面的压力差是浮力产生的原因。3.阿基米德原理浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。这就是阿基米德原理。用公式表示为：F浮=G排=p液V排g4.物体的浮沉情况实心物体浸没在液体中且只受浮力和重力作用，其浮沉情况如表所示。下沉处于动态，受非平衡力作用下沉过程的最终的任何深度终状态处于静止状态，受平衡力作用垂直作用在物体接触面上的力。2.压强物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。用公式表示为：p=F3.液体的压强(1)液体内部产生压强的原因液体内部产生压强的原因是液体具有重力和流动性。(3)液体压强的规律液体对容器底和侧壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强。在同一深度处，液体向各个方向的压强都相等。液体的压强随深度的增加而增大。液体内部压强的大小还跟液体的密度有关。深度相同时，液体密度越大，压强越大。4.大气压地球表面的大气层对地表和一切物体在单位面积上的压力叫做大气压强，简称大气压，一般大气压产生的原因是空气具有重力和流动性。7(1)证明大气压存在的实验历史上著名的实验——马德堡半球实验。课堂小实验——覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。(2)大气压的测定——托里拆利实验(3)大气压的特点空气内部向各个方向都有压强，且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。大气压随高度增加而减小，且大气压的值与地点、天气、季节的变化有关。5.流体压强与流速的关系具有流动性的液体和气体统称为流体。在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小。七、力的合成和分解1.力的合成与分解(1)力的合成当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以求出这样的一个力，这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力。平行四边形定则可以简化为三角形定则。(2)力的分解力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则。如果没有其他限制，对于同一条对角线，可以作出无数个不同的平行四边形。为此，在分解某个力时，常可采用以下两种方①按照力产生的实际效果进行分解——先根据力的实际作用效果确定分力的方向，再根据平行四边形定则求出分力的大小。②根据“正交分解法”进行分解——先合理选定直角坐标系，再将已出它的两个分量。【考点3】运动和力的关系【考点3】运动和力的关系(一)牛顿第一定律(惯性定律)一切物体总是保持匀速直线运动状态或静止持匀速直线运动状态或静止状态是物体的固有属性；物体的运动不需要用力来维持。要使物体的运动状态(即速度包括大小和方向)改变，必须施加力的作用，力是改变物体运动状态的原因。(二)惯性物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。惯性是物体本身固有的属性，质量是物体惯性大小的量度，质量大则惯性大。物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同，即F=ma。(1)瞬时性加速度与合外力在每个瞬时都有大小、方向上的对应关系，这种对应关系表现为：合外力恒定不变时，加速度也保持不变。合外力变化时加速度也随之变化。合外力为零时，加速度也(2)矢量性牛顿第二定律公式是矢量式。除表示加速度大小与力的大小关系之外，也表示加速度方向与8力的方向相同。加速度与合外力及质量的关系，是对同一个物体(或物体系)而言。即F与a均是对同一个研究对象而言。(4)独立性作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律；物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和；分力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定律。(5)局限性牛顿第二定律只适用于宏观低速运动的物体，不适用于微观高速运动的粒子。两类动力学问题牛顿第二定律的应用分为两种情况：一是已知物体受力情况求解运动情况；二是已知物体运动情况求解受力情况。应用牛顿第二定律解决两类动力学问题的流程如图所示。受力情况加速度三、牛顿第三定律(1)两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。作用力与反作用力总是成对出现，同时产生，同时变化，同时消失。作用力和反作用力在两个不同的物体上，各产生其效果，永远不会抵消。作用力和反作用力是同一性质的力。物体间的相互作用力既可以是接触力，也可以是“场”力。(2)一对作用力反作用力和一对平衡力共同点：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点有：作用力、反作用力作用在两个不同物体上，而平衡力作用在同一个物体上；作用力反作用力一定是同种性质的力，而平衡力可能是不同性质的力；作用力反作用力一定是同时产生同时消失的，而平衡力中的一个消失后，另一个可能仍然存在。(3)作用力与反作用力的冲量和功作用力与反作用力在同一个过程中(同一段时间或同一段位移)的总冲量一定为零，但做的总功可能为零、可能为正、也可能为负。这是因为作用力与反作用力的作用时间一定是相同的，而位移大小、方向可能都是不同的。四、超重和失重超重、失重和完全失重的比较如表所示：项目物)完全没有作用力下，a=g受力特点以a=g加速向下或减速向上【考点4】抛体运动【考点4】抛体运动9一、曲线运动1.曲线运动的条件当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。2.曲线运动的特点做曲线运动的物体，速度的方向在不断变化。因而曲线运动一定是变速运动。质点在曲线上某一点的速度方向沿该点的切线方向。物体做曲线运动时，加速度一定不为0,因此，物体所受的合力一定不为0。做曲线运动的物体，合力方向与速度方向不在同一直线上，指向轨迹变曲的内侧。二、运动的合成与分解1.合运动与分运动合运动：一个物体实际发生的运动产生的效果与另外几个运动共同产生的效果相同。几个运动叫做这一实际运动的分运动。合运动与分运动有如下关系。等时性：合运动所需时间和对应的每个分运动时间相等。独立性：一个物体可以同时参与几个不同的分运动，各个分运动独立进行、互不影响。等效性：各分运动叠加起来与合运动有完全相同的效果。2.运动的合成与分解由分运动求合运动的过程，叫做运动的合成；由合运动求分运动的过程，叫做运动的分解。运动的合成与分解遵从矢量运算法则。运动的分解一般按照实际效果分解。三、平抛运动当物体初速度水平且仅受重力作用时的运动，被称为平抛运动。其轨迹为抛物线，性质为匀变速运动。平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动这两个分运动。广义地说，当物体所受的合外力恒定且与初速度垂直时，做类平抛运动。1.平抛运动的基本规律 方向：③运动时间：(由下落的高度y决定)④竖直方向自由落体运动，匀变速直线运动的一切规律在竖直方向上都成立。一般的抛体运动，如果物体被抛出时的速度不沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方，它的受力情况和平抛运动完全相同，在水平方向上不受力，在竖直方向上只受重力，加速度为g。2.平抛运动的常用的推论平抛物体任意时刻瞬时速度方向的反向延长线与初速度延长线的交点到抛出点的距离都等于水平位移的一半。【考点5】圆周运动【考点5】圆周运动一、描述圆周运动的物理量向心加速度物体沿圆周比值物体在△r时间内由0A在这段时间内转过的角度△9与所用运动一周所用的时间单位时间内完成圆周运圆周运动中指向圆心的加速度方向线方向，时断：四指弯曲的方向向相同，拇指的方向即角速度的方向(垂直于圆周面)一一时刻变化，总是指向圆心圆周运动的物体绕圆心转动的圆周运动的的快慢二、向心力匀速圆周运动的向心力总是指向圆心，时刻在发生变化；向心力只改变速度方向，不改变速度大小。向心力的大小跟做匀速圆周运动的质量，圆周半径，线速度和角速度有关，关系式为：向心力的确定方法：首先，确定圆周运动的轨道所在的平面及圆心的位置；其次，分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力，该合力就是向心力。【考点6】万有引力与宇宙航行【考点6】万有引力与宇宙航行一、开普勒行星运动定律1.开普勒第一定律所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。2.开普勒第二定律对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。3.开普勒第三定律所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比相等。若用a表示椭圆轨道的半长轴，T表示公转周期，开普勒第三定律可表示为：其中，比值k是一个对所有行星都相同的常量。二、万有引力定律自然界中的任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m和m2的乘积成正比与它们之间距离r的二次方成反比式中G是比例常数，叫做引力常量。英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置比较准确地得出了G的数值。2.适用条件万有引力定律适用于两个质点间的相互作用。两个质量分布均匀的球体，也可用该定律，距离r是两个球体球心间的距离。一个均匀球体与球外一个质点间的万有引力也适用，其中r,为球心到质点间的距离。两个物体间的距离远大于物体本身的大小时，万有引力定律也适用。【考点7】机械能守恒【考点7】机械能守恒一、功率功率是描述物体做功快慢的物理量。功率的定义式为：(2)功率的计算式：P=Fcosθv其中θ是力与速度间的夹角。该公式有两种用法：①求某一时刻的瞬时功率。这时F是该时刻的作用力大小，v取瞬时值，对应的P为F在该时刻的瞬时功率；②当v为某段位移(时间)内的平均速度时，则要求这段位移(时间)内F必须为恒力，对应的P为F在该段时间内的平均功率。三、势能做功的大小只与物体的始末位置有关，而与所经历的路径无关，这类力叫做保守力。重力、弹簧弹力、引力等都是保守力。受保守力作用的质点在空间任意两点间的势能差为：1.重力势能物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。重力势能是相对的，它随参考点的不同而不同，要说明物体具有多少重力势能，首先要指明零势能面。以地面为零势能面，则物体高于地面h时，系统的重力势能为Ep=mgh。重力做功只与它的起点和终点位置有关，而与物体运动的路径无关。重力势能是标量，它没有方向，但有正负。重力势能的正负表示相对于零势能面的高低。2.弹性势能发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能。3.引力势能对引力做功，我们同样引入引力势能的概念。规定无穷远处为势能零点，则距质点r处的引力势能为四、动能和动能定理(1)物体由于运动而具有的能量叫做动能。物体的动能Ek等于物体质量m与物体速度v的二次方的乘积的一半，即：(2)动能的性质动能是一个状态量，它与物体的运动状态对应。动能是标量，它只有大小，没有方向，而且物体的动能总是大于等于零，不会出现负值。(3)动能与动量之间的关系动能和动量都是由质量和速度共同决定的物理量，它们之间满足3.动能定理(1)合外力做的功等于物体动能的变化。这里的合外力指物体受到的所有外力的合力，包括重力。表达式为动能定理既适用于恒力，也适用于变力；既适用于直线运动，也适用于曲线运动。运用动能定理时，要明确研究对象的始、末状态的速度或动能。(2)运用动能定理解题的一般步骤①确定研究对象，明确运动过程；②分析物体的受力情况，明确各个力的做功情况，做正功还是做负功，确定合外力的功；③明确物体在初、末状态的动能；④根据动能定理列方程求解。五、机械能守恒定律1.机械能守恒定律的内容重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式，统称为机械能。在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。这叫做机械能守恒定律。2.机械能守恒定律的表达形式守恒角度En=Eg或E,+E,需要选取零势能面少(或增加)系统一部分A机械能的增加(或减少)等于另一部分B机械能的减少(或增加)【考点8】动量和角动量【考点8】动量和角动量物体的质量和速度的乘积叫做动量，即p=mv。(1)动量是矢量，它的方向与速度的方向相同。(2)由于物体的速度与参考系的选取有关，所以物体的动量也与参考系选取有关，因而动量具有相对性。(3)动能与动量之间的关系动能和动量都是由质量和速度共同决定的物理量，它们之间满足力和力的作用时间的乘积叫做冲量，即I=F△t。冲量是矢量，它的方向由力的方向决定(不能说和力的方向相同)。如果力的方向在作用时间内保持不变，那么冲量的方向就和力的方向相同。如果力的方向在不断变化，如绳子拉物体做圆周运动，则绳的拉力在时间t内的冲量，就不能说是力的方向就是冲量的方向。对于方向不断变化的力的冲量，其方向可以通过动量变化的方向间接得出。冲量的积分形式：三、动量定理物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，即I=△p。其微分表达形式为冲量是使物体动量发生变化的原因，冲量是物体动量变化的量度。现代物理学把力定义为物体动量的变化率：四、动量定理的解题步骤(1)明确研究对象和研究过程。研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的质点组。质点组内各物体可以是保持相对静止的，也可以是相对运动的。研究过程既可以是全过程，也可以是全过程中的某一阶段。(2)进行受力分析。只分析研究对象以外的物体施给研究对象的力。所有外力之和为合外力。研究对象内部的相互作用力(内力)会改变系统内某一物体的动量，但不影响系统的总动量，因此不必分析内力。如果在所选定的研究过程中的不同阶段中物体的受力情况不同，就要分别计算它们的冲量，然后求它们的矢量和。(3)规定正方向。由于力、冲量、速度、动量都是矢量，在一维的情况下，列式前要先规定一个正方向，和这个方向一致的矢量为正，反之为负。(4)写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量(或各外力在各个阶段的冲量的矢量和)。(5)根据动量定理列式求解。五、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,这个系统的总动量保持不变。这就是动量守恒定律。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之和为零。(2)系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计。(3)系统在某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上动量守恒。(4)全过程的某一阶段系统受的合外力为零，则该阶段系统动量守恒。动量守恒定律是物理学最基本的普适原理之一，不仅适用于宏观、低速系统，而且适用于微观、高速系统。物体碰撞时，通常作用时间很短，相互作用的内力很大，因此，外力往往可以忽略不计，满足动量守恒条件。碰撞可分为弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞。弹性碰撞：碰撞前后动能不变，动量、机械能都守恒。非弹性碰撞：动量守恒，机械能有损失。若碰后两物体速度相等，此时，机械能损失最大，该碰撞称为完全非弹性碰撞。七、刚体定轴转动的角量描述、转动惯量1.刚体定轴转动的角量描述(1)角坐标如图所示，在转动平面内，过0点作一极轴，设极轴的正方向是水平向右，则OP与极轴之间的夹角为θ。角θ称为角坐标(或角位置),角坐标为标量，但有正负，符号与极坐标幅角一致。(2)角位移角位移是描述刚体位置变化的物理量。角坐标的增量称为刚体的角位移。(3)角速度角速度是描写刚体转动快慢和方向的物理量。角速度的大小：(4)角加速度2.转动惯量转动惯量，是刚体绕轴转动时惯性(回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性)的量度，用字母I或J表示。转动惯量只决定于刚体的形状、质量分布和转轴的位置，而同刚体绕轴的转动状态(如角速度的大小)无关。转动惯量的表达式为：常见的几种刚体的转动惯量：刚体图例圆柱体3.转动惯量的平行轴定理和垂直轴定理①平行轴定理如图所示，如果刚体的一个轴与过质心轴平行并相距d,则质量为m的刚体绕该轴的转动惯量，等于刚体绕过质心轴的转动惯量与md2之和。这个结论称为转动惯量的平行轴定理。J=Jc+md2,其中，Jc为刚体绕通过质心轴的转动惯量。②垂直轴定理如图所示，一块厚度可忽略的薄板，位于xOy平面内。假设薄板绕z轴的转动惯量为Jz,绕x轴的转动惯量为Jx,绕y轴的转动惯量为Jy。转动惯量的垂直轴定理的表达式为Jz=Jx+Jy。3.刚体定轴转动定理刚体定轴转动时J为常量，则可化简为刚体所受的相对于某一固定转轴的合外力矩等于刚体对此转轴的转动惯量与刚体在此合外力矩作用下所获得的角加速度的乘积，即M=Jβ这就是刚体定轴转动定理。4.刚体定轴转动的动能定理(1)刚体定轴转动的动能：,即总外力矩质点的直线运动和刚体的定轴转动的对比：质点的直线运动刚体的定轴转动匀速直线运动：s=vt匀角速转动：θ=wt匀变速转动：质点的直线运动刚体的定轴转动动量定理：ʃFdt=mv-mv₀角动量定理：ʃMdt=Jw-Jwo合外力做功：A=fFs合外力矩做功：A=ʃMdθ【考点9】机械振动与机械波【考点9】机械振动与机械波一、机械振动物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动叫作机械振动，简称振动。1.平衡位置回复力为零的位置，称为平衡位置。平衡位置不一定是平衡状态，物体在该位置所受的合外力不一定为零。2.回复力质点偏离平衡位置后，所受到的使它回到平衡位置的力叫作回复力。回复力是一种效果力，其方向总是指向平衡位置。回复力不一定等于合外力。3.简谐运动如果物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线，这样的振动叫作简谐运动。简谐运动是最基本的振动。特征：动力学特征：F=-kx回复力大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反运动学特征：x=Asin(wt+中)振动图像：意义：反映质点的位移随时间变化的规律特点：所有简谐运动的振动图像都是正弦或余弦曲线蕴含信息：①振幅A、周期T以及各时刻质点的位置、某段时间内质点的位移②各时刻回复力、加速度、速度、位移的方向。作曲线上某点的切线，若切线的斜率为正，则说明该时刻的速度方向为正方向③某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化。4.简谐运动的物理量的描述位移(x)振幅(A)周期(T)的时间频率(f)5.简谐运动的两种模型图例1.弹簧质量可以忽略3.弹簧在弹性限度内1.摆线为不可伸缩的轻绳，质量可忽略2.可忽略空气阻力3.最大摆角小于5°最低点回复力弹簧弹力摆球重力沿圆弧切线方向的分力6.受迫振动和共振受迫振动是振动系统在周期性的外力作用下，其所发生的振动称为受迫振动，这个周期性的外力称为驱动力。受迫振动也称强迫振动。周期激励是一种典型的经常性激励。振动系统在周期性的外力作用下其所发生的振动称为受迫振动这个周期性的外力称为驱动力。当周期性驱动力的频率和物体的固有频率相等时振幅达到最大，即共振。二、机械波1.机械波产生的条件和特征机械波产生的条件：同时存在波源和传播振动的介质。特征：每个质点都在各自平衡位置附近振动，并不随波迁移。前一质点在振动时向后一质点提供驱动力，后一质点在驱动力作用下产生受迫振动。波是传递能量的一种方式。2.描述波的物理量在波的传播方向上，两个相邻的、在振动过程中相对于平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。在横波中，两个相邻的波峰(或波谷)之间的距离等于一个波长；在纵波中两个相邻的疏部(或者密部)之间的距离等于一个波长。波长等于波在一个周期内向外传播的距离。周期与频率：各个质点的振动周期或频率是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率，这个周期或频率也叫作波的周期或频率。波的频率等于振源的频率，与介质无关。波速：波传播的距离与传播这段距离所用时间的比值，叫作波速。波速是表示波传播快慢的物理量，波速由介质本身的性质决定，在相同介质的不同条件下，波速也是不相同的。波速、波长和频率之间满足关系式v=λf.3.振动图象和波的图象简谐振动图象和简谐横波图象的列表比较：时间一个质点物理意义一个质点在不同时刻的振动位移介质中各质点在同一时刻的振动位移随时间的变化原有图形不变，图线随时间而延伸原有波形沿波的传播方向平移质点做简谐运动波在介质中匀速传播；介质中各质点做简谐振动(1)波在一个周期内传播的距离恰好是一个波长。(2)质点振动nT时，波形不变。(3)相隔波长整数倍的两个质点，振动状态完全相同。(4)任何一个质点在一个周期内经过的路程都是4A,在半个周期内经过的路程都是2A(A为振幅)。(5)介质中的每一个质点开始振动的方向都和振源开始振动的方向相同。(三)波的干涉和衍射干涉和衍射是波的特有的性质。一是两个波源有相同的频率，即两列波的波长必须相同二是两列波的相位差必须保持不变。两列相干波相遇并产生干涉现象时，振动加强的质点永远加强，振动减弱的质点永远减弱。(四)多普勒效应多普勒效应指出，波在波源移向观察者接近时接收频率变高，而在波源远离观察者时接收频1.声音的产生声音(sound)是由物体振动产生的声波。是通过介质(空气或固体、液体)传播并能被人或动物听觉器官所感知的波动现象。最初发出振动(震动)的物体叫声源。声音以波的形式振动(震动)传播。声音是声波通过任何物质传播形成的运动。声音作为一种波，频率在20Hz~20kHz之间的声音是可以被人耳识别的。2.声音的特性响度：人主观上感觉声音的大小(俗称音量),由“振幅”和人离声源的距离决定，振幅越大响度越大，人和声源的距离越小，响度越大。音调：声音的高低(高音、低音),由“频率”决定，频率越高音调越高，例如，低音端的声音或更高的声音，如细弦声。音色：又称音品，波形决定了声音的音色。声音因不同物体材料的特性而具有不同特性，音色本身是一种抽象的东西，但波形是把这个抽象直观的表现。音色不同，波形则不同。典型乐音：有规则的让人愉悦的声音。噪音：从物理学的角度看，由发声体作无规则振动时发出的声音；从环境保护角度看，凡是干扰人们正常工作、学习和休息的声音，以及对人们要听的声音起干扰作用的声音。音调，响度，音色是乐音的三个主要特征，人们就是根据他们来区分声音。【考点1】静电场一、电荷及其守恒定律(1)自然界只存在两种电荷：正电荷和负电荷。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。(2)电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体；或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。(3)元电荷(基本电荷)一个电子所带的基本电荷，叫做元电荷，表示为：e=1.60×10-19C。实验指出、所有带电体的电荷量或者等于电荷量e,或者是电荷量e的整数倍。电荷量e的数值最早由美国科学家密立根用实验测得的。带电粒子的电荷量和质量的比值。电子的比荷为(二)三种起电方式摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带正电，得到电子的带负电。感应起电：导体接近(不接触)带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相异的电荷，而另一端带上与带电体相同的电荷。接触起电：不带电物体接触另一个带电物体，使带电体上的电荷转移到不带电的物体上。完全相同的两只带电金属小球接触时电荷遵从电荷量分配规律：两球带异种电荷的先中和后平均分配，两球带同种电荷的平分原来所带的电荷量的总和。二、库仑定律真空中两个静止点电荷之间相互作用的力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，即：成立条件：①真空中(空气中也近似成立);②静止点电荷，即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。(一)电场强度放入电场中某一点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值叫做该点的电场强度。点电荷周围的场强公式为其中Q是产生该电场的电荷。匀强电场的场强公式为其中d是沿电场线方向上的距离。(二)电场线在电场中画出一条条有方向的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致，这样的曲线叫作电场线。电场线具有以下特点：①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷。②同一电场的电场线在电场中不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向。③电场线是假想的。④电场线上每一点的切线方向和该点电场强度的方向一致。电场线的疏密反映电场的强弱，电场线密集的地方场强强，稀疏的地方场强弱。⑤电场线与电势的关系：电场线的方向是电势降低最快的方向。(五)高斯定理通过任意封闭曲面的电场强度通量只决定于被包围在封闭曲面内部的电荷，且等于包围在封闭曲面内电荷量的代数和除以Eo,与封闭曲面外的电荷无关。这就是高斯定理，用公式表示为E·高斯定理是静电场的一个重要定理，它反映了静电场是有源场这一特性。用高斯定理求静电场分布的一般步骤：①对称性分析；②选择合适的高斯面；③用高斯定理计算。(六)静电场的环路定理静电场的电场强度E沿任一闭合路径的线积分等于零，即环流等于零，表示为这是反映静电场基本特性的一个重要规律，称为静电场的环路定理。五、电势能、电势和电势差1.电势能因电场对电荷有作用力而产生的由电荷相对位置决定的能量叫电势能Ep。电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少；电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加；电场力做功的多少和电势能的变化数值相等，这是判断电荷电势能如何变化的最有效办法。电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量之比，叫作电场在这一点的电势。用中表示电势，电势是相对的，只有选择零电势的位置后才能确定电势的值，通常取无限远或地球的电势为零。电势只有大小，没有方向，是个标量。电势有正、负之分，这里的正、负只表示比零电势高还是低。在任何静电场中，沿着电场线方向电势都是逐渐降低的。3.电势差电势差：电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功WAB与电荷量的q的比值。电势差由电场的性质决定，与零电势点选择无关。电场力做功：在电场中AB两点间移动电荷时，电场力做功等于电量与两点间电势差的乘积。4.电势差与电场强度的关系如图所示，匀强电场的电场强度为E,电荷q从A点移动到B点，则A、B两点的电势差为即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方向的距离的乘积。电场强度与电势差的关系也可以表示为1.电容器是由两片接近并相互绝缘的导体制成的电极组成的储存电荷和电能的器件。充电和放电是电容器的基本功能。使电容器带电(储存电荷和电能)的过程称为充电。这时电容器的两个极板总是一个极板带正电，另一个极板带等量的负电。电容器的带电量指一个极板所带电荷量的绝对值。C的大小只取决于电容器本身。在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F。3.平行板电容器两个彼此靠得很近的平行极板组成，电容C与平行板的正对面积S、介质的介电常数ε、极板间的距离d之间的关系为：【考点2】恒定电流【考点2】恒定电流通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置称为电源。非静电力在电源中所起的作用：把正电荷由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为电势能。(1)定义：单位时间内通过导体横截面的电荷量，叫电流。电流单位是安培，简称“安”,(2)电流产生的条件：导体中存在自由电荷，导体两端保持有电压差。电流可分为直流电和交流电两种。方向不随时间而改变的电流叫作直流电。大小和方向都不随时间而改变的电流叫作恒定电流；方向和大小都随时间做周期变化的电流叫作交流电。(3)电流的宏观表达式：其中q为时间t通过导体横截面的电荷量。微观表达式：I=nqSv其中n为单位面积内的自由电子数，S为导线的横截面积，v为自由电子的定向移动速率。(4)电流的方向：与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，是标量。三、导体的电阻(1)定义导体两端电压与通过导体电流的比值，叫做这段导体的电阻。(2)公式：(定义式)。对于给定导体，R一定，R只跟导体本身的性质有关。(3)单位：欧姆，符号Q,且1Ω=1V/A。2.电阻定律导体电阻R跟它的长度1成正比，跟横截面积S成反比，即p是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率(反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质)。四、串联电路与并联电路1.串联电路(1)把几个导体首尾顺次接入电路，这样的连接方式叫做串联。(2)串联电路的电流处处相等，串联电路的总电压等于各分电压之和，总电阻等于各分电阻之和，即I₁=I₂=…In,R=R₁+R₂+…Rn,U2.并联电路(1)把几个导体一端连在一起，另一端也连在一起，然后接入电路的连接方式为并联。(2)并联电路的总电流等于各支路电流之和，各支路电压都相等，总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，即五、闭合电路的欧姆定律非静电力所做的功与所移动的电荷量之比表示电源的特性，叫作电动势，则电动势E的表达电动势由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关。(二)欧姆定律(1)定律内容：导体中电流强度跟它两端电压成正比，跟它的电阻成反比。(2)公式：(3)适应范围：一是部分电路，二是金属导体、电解质溶液。(三)闭合电路的欧姆定律闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。公式为：I表示闭合电路的电流，E表示电动势，R表示外电路总电阻，r表示电池内阻。常用的变形六、电路中的能量转化1.电功、电功率电功：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。表达式：W=IUt。功率：单位时间内电流所做的功。表达式：P=W/t=UI。电流在一段电路上做功的功率P,和等于电流，跟这段电路两端电压U的乘积。2.额定功率和实际功率额定功率：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称为额定功率。实际功率：用电器在实际电压下的功率。实际功率P实=IU,U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。3.焦耳定律电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。对纯电阻电路(只含白炽灯、电炉等电热器的电路)中电流做功完全用于产生热，电能转化为内能，故电功W等于电热Q;这时W=Q=UIt=I2Rt。关于非纯电阻电路中的能量转化，电能除了转化为内能外，还转化为机械能、化学能等。这【考点3】磁场【考点3】磁场1.磁现象磁体周围存在的一种特殊的物质叫作磁场。磁体间的相互作用力是通过磁场发生的，磁体间的相互作用力称为磁场力。同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。磁场的基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。磁场方向的五种等效表述：①磁场的方向；②小磁针静止时N极所指的方向；③N极的受力方向；④磁感线某点的切线方向；⑤磁感应强度的方向。2.磁感线在磁场中画一系列曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线叫作磁感线。磁感线的特点：①磁感线的切线方向表示磁场方向，其疏密程度表示磁场的强弱。②磁感线是闭合曲线，在磁体外部，磁感线的方向由N极指向S极；在磁体内部，磁感线的方向由S极指向N极。③任意两条磁感线不相交。甲蹄形磁体的丁环形电流的3.安培定则(右手螺旋定则)直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则来判断：用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。对直导线，大拇指指向电流方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。4.地磁场它的S极位于地理北极附近，地磁两极和地理两极不重合。地球表面磁感线的方向和地球的经线方向偏离的角度称为地磁偏角。5.磁感应强度磁感应强度是表征磁场强弱的物理量。在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F与电流I和导线长度1的乘积的比值，叫作磁感应强度，用符号B表示，则磁感应强度是矢量，它的方向就是该处小磁针静止时N极所指的方向。在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号是T。6.磁通量设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S,我们把B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通。用字母φ表示磁通量，则φ=BS如果面积为S的平面和与磁场B垂直的平面间的夹角为θ,那么φ=BScosθ。磁通量的矢量形式为dφ=B·dS。通过有限曲面S的磁通量为7.磁场的高斯定理通过任一闭合曲面的总磁通量总等于零，即ffB·dS=0。这就是恒定磁场的高斯定理。磁场的高斯定理与静电场的高斯定理不对称的根本原因是自然界中不存在磁单极子。8.安培环路定理在磁场中，沿任何闭合曲线B矢量的线积分，等于真空的磁导率μ0乘以该闭合路径所包围的电流的代数和，即这就是安培环路定理。B的环流只和穿过环路的电流有关，而与未穿过环路的电流无关。【考点4】电磁感应一、电磁感应现象1.感应电流只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有电流产生，这种利用磁场现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。2.产生感应电流的条件①当穿过线圈的磁通量发生变化时就将发生电磁感应现象，线圈里产生感应电动势。如线圈闭合，则线圈子里就将产生感应电流。②当导体在磁场中做切割磁感线的运动时就将发生电磁感应现象，导体里产生感应电动势，如做切割感线运动的导体是某闭合电路的一部分，则电路里就将产生感应电流。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。3.产生感应电动势的条件无论回路是否闭合，只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势产生，产生感应电动势的那部分导体担当于电源。电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，如果回路不闭合，则只能出现感应电动势，而不会形成持续的电流。感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律的另一种表述表述内容：感应电流总是反抗产生它的那个原因。表现形式有四种：a.阻碍原磁通量的变化；增反减同b.阻碍物体间的相对运动，有的人把它称为“来拒去留”;c.增缩减扩，磁通量增大，面积有收缩的趋势，磁通量减小，面积有扩大的趋势d.阻碍原电流的变化(自感)2.楞次定律的应用步骤a.明确原来的磁场方向b.判断穿过(闭合)电路的磁通量是增加还是减少c.根据楞次定律确定感应电流(感应电动势)的方向d.用安培定则(右手螺旋定则)来确定感应电流(感应电动势)的方向三、右手定则拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。楞次定律与右手定则的对比右手定则闭合回路的一部分导体适用范围一段导体在磁场中做切割磁感线的运动关系右手定则是楞次定律的特殊情况1.磁通量的变化率2.法拉第电磁感应定律(1)定律内容：在电磁感应现象中，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。公式：其中n为线圈的匝数。(2)一种特殊情况：回路中的一部分导体做切割磁感线运动时，其感应电动势E=BLvsinθ,Lsinθ为导体的有效切割长度。3.导线切割磁感线时的感应电动势图例五、涡流、电磁阻尼和电磁驱动在变化的磁场中的导体内产生的感应电流，如图中的虚线所示，看起来就像水中的旋涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。涡流的应用：冶炼合金钢的真空冶炼炉、探测地雷的探雷器。减小涡流的途径：①增大铁芯材料的电阻率；②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。2.电磁阻尼这种现象称为电磁阻尼。3.电磁驱动如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动。交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。六、互感和自感两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫作互感。这种感应电动势叫作互感电动势。利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，因此互感在电工技术和电子技术中有广泛的应用。互感现象不仅可以发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。2.自感(1)定义当闭合回路的导体中的电流发生变化时，导体本身就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化。这种由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。自感的实质是回路中流过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。(2)自感电动势在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。其效果表现为延缓导体中电流的变化，其大【考点5】交变电流【考点5】交变电流(一)交变电流1.正弦交变电流的产生线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动产生正弦式交流电。当闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就有交流电产生。2.描述交变电流的物理量(1)峰值和瞬时值①峰值εm,交变电动势最大值，当线圈转到穿过线圈的磁通量为0的位置时，取此值。②感应电动势瞬时值表达式：在计算通电导体或线圈所受的安培力时，应用瞬时值。(2)周期和频率①周期T:交变电流完成一次周期性变化所需的时间，单位是秒(s),周期越大，交变电流变化越慢，在一个周期内，交变电流的方向变化2次。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，符号为Hz,频率越大，交变电流变化越快。③关系：(3)有效值①有效值是根据电流的热效应来规定的，在周期的整数倍时间内(一般交变电流周期较短),如果交变电流与某恒定电流流过相同电阻时其热效应相同，则将该恒定电流的数值叫做该交变电流的有效值。②正弦交流电的有效值与最大值之间的关系为：交变电流图像中图线与时间轴所围成的面积与时间的比值。计算有关电量时只能用平均值。二、变压器1.变压器变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。一个线圈与交流电源连接，叫作原线圈(初级线圈);另一个线圈与负载连接，叫作副线圈(次级线圈)。互感现象是变压器工作的基础。我们把没有能量损失的变压器叫作理想变压器。理想变压器是一个理想化模型。原线圈原线圈副线圈ACU₁nn2铁芯2.理想变压器的基本关系关系一个副线图多个副线图功率关系或I₁U₁=I₂U₂+I₃U₃+…+IU电压关系电流关系五、电能的输送1.电能损失和电压损失①电能损失：远距离输送电能，由于输电线上的电流热效应，电能转化为热能，出现电能损失。②电压损失：远距离输送电能，线路中电阻R上消耗部分电压，即△U=IR。(2)方法①减小输电导线的电阻，如采用电阻率小的材料，加大导线的横截面积。②提高输电电压，减小输电电流。【考点6】电磁振荡与电磁波【考点6】电磁振荡与电磁波一、电磁振荡1.振荡电路大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做振荡电流，能够产生振荡电流的电路叫振荡电2.LC回路的振荡过程振荡过程电容器充、放电过程中各物理量的变化规律丙充电完毕(放电开始):电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i=0。放电完毕(充电开始):电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。振荡过程电容器充、放电过程中各物理量的变化规律充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。从能量的角度看，磁场能在向电场能转化。放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上电量在减少。从能量的角度看，电场能在向磁场能转化。3.电磁振荡的周期和频率在整个振荡过程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B,都在周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫作周期。二、电磁场与电磁波1.电磁场麦克斯韦认为，变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场。2.电磁波的产生与传播如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性变化的磁场；这个变化的磁场又引起新的变化的电场。于是，变化的电场和变化的磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。周期性变化的电场电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c=λf电磁波在真空中的传播速度c=3×108m/s。电磁波的频率范围很广。按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱。电磁波谱如图所示。【考点1】分子动理论【考点1】分子动理论1.物质是由大量分子组成的一般认为分子直径的数量级为10-10m。1mol任何物质都含有相同的粒子数，这个数用阿伏加德罗常数表示，即NA=6.02×2.分子热运动分子永不停息地做无规则运动，扩散现象和布朗运动都可以很好地证明分子的热运动。扩散现象布朗运动概念不同的物质在互相接触时，彼此进入悬浮在液体(或气体)中的微粒所做的无规则运动起因物质分子的无规则运动特点与温度有关气体)的温度有关。微粒越小，液体温度越高，布朗运动越明显意义直接证明了分子在永不停息地做无规则运动可以间接地反映液体分子运动的无规则性3.分子间的作用力分子间作用力与分子间距离的关系如图所示。(2)随着分子间距离的逐渐增大，分子间的引力与斥力都减小，但斥力减小得快；随着分子间距的减小，分子间的引力与斥力都增大，但斥力增大得快。1.分子动能做热运动的分子所具有的动能称为分子动能。物体的温度是大量分子热运动剧烈程度的标志。温度是分子热运动平均动能的标志。温度越高，分子的平均动能越大。2.分子势能分子间存在相互作用力，由分子间的相互作用力和分子间的相对位置决定的能量，称为分子分子势能的大小是由分子间的相对位置决定的。3.物体的内能物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，叫作物体的内能。任何物体都具有内能。物体的内能跟物体的温度和体积都有关系：温度升高时，物体内能增加；体积变化时，物体内能变化。机械能与整个物体的机械运动情况有关，而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关。内能是不同于机械能的另一种形式的能。4.理想气体的内能理想气体是分子间没有相互作用力的气体，是一种理想模型。理想气体分子内无分子势能，理想气体的内能就是所有分子的动能之和。质量为m、摩尔质量为M的理想气体的内能为其中，i为分子运动的自由度。单原子分子(质点)的自由度为i=3,刚性双原子分子的自由度为i=5,刚性多原子分子的自由度为i=6。一定量的理想气体内能完全决定于分子运动的自由度和气体的温度，而与气体的体积和压强无关。5.改变内能的方式改变内能有做功和热传递两种方式。做功时，内能与其他形式的能(如内能与机械能、内能与电能等)发生转化，而热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移。做功和热传递都是过程量，内能是状态量。6.比热容一定质量的某种物质，在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高(或降低)的温度的乘积之比，叫作这种物质的比热容。比热容用符号c表示。比热容是反映物质自身性质的物理量。不同的物质，比热容一般不同。质量相同的不同物质，当吸收或放出同样热量时，比热容较大的物质温度变化较小。因此，比热容大的物质对调节温度有很好的作用。【考点2】气体、固体、液体【考点2】气体、固体、液体(一)气体的状态参量体积V:气体的体积是指气体分子所能达到的空间，也就是气体所能充满容器的容积。温度T:表示物体的冷热程度，是分子平均动能的标志。单位K,T=t+273.15K。压强P:单位面积上受到的正压力。气体压强是气体分子对容器频繁碰撞的结果，单位Pa。在没有外界影响的情况下，只要经过足够长的时间，系统内各部分的状态参量能够达到稳定状态。这种状态叫作平衡态。当系统处于平衡态时，系统所有状态参量都不随时间变化，我们就能比较准确地描述系统的状态。(二)气体实验定律1.玻意耳定律(等温变化)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，即pV=C。气体等温变化的两种图像及其特点图像类别图像图像特点成反比，p-V图像是双曲线的一支14成正比，图像是过原点的142.查理定律(等容变化)一定质量的某种气体，在等容变化过程中，压强和热力学温度成正比，即等容变化的两种图像及其特点图像类别同一气体图像图像特点p-T图像是过原点的直线体积特点3.盖-吕萨克定律(等压变化)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，即气体等压变化的两种图像及其特点图像类别图像特点V-T图像是过原点的直线-273.15℃(三)理想气体及其状态方程1.理想气体气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，我们把它叫作理想气体。2.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，尽管其压强p、体积V和温度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的比值却保持不变，即1.晶体和非晶体固体可以分为晶体和非晶体两类。晶体分为单晶体和多晶体。晶体和非晶体的比较晶体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典型物质石英、云母、明矾、食盐、味精玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶形成与转化同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，物质是晶体还是非晶晶体和非晶体性质上的不同，可以从它们的微观结构不同做出说明。组成单晶体的微粒，在空间上按照一定的规律排列。彼此相隔一定的距离，排列成整齐的行列。通常这种微观结构称为空间点阵。1.液体的表面张力液体与气体接触的表面会形成表面层，由于表面层上方是气体，所以表面层内的液体分子，受到周围分子作用力小于液体内部分子力，表面层里的分子要比液体内部分子稀疏一些，这样表面层分子间引力比液体内部更大一些。在液体内部分子间引力和斥力处于平衡状态，而表面层内由于分子引力较大，使液体表面绷紧。这个引力被称为液体的表面张力。液体表面张力在液体表面层内的各个方向上都存在，力的方向总是跟液面相切，且与分界面垂直。2.浸润和不浸润一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫作浸润；一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面，这种现象叫作不浸润。(2)微观解释液体与固体接触处会形成一个液体薄层，叫作附着层。附着层里的分子既受固体分子的吸引，又受到液体内部分子的吸引。如果受到固体分子的吸引力较弱，附着层的分子就比液体内部稀疏，在附着层里分子间吸引力较大，造成跟固体接触的液体表面有缩小的趋势，形成不浸润。反之，如果附着层分子受固体分子吸引力相当强，附着层分子比液体内部更密集，附着层就出现液体相互排斥的力，造成跟固体接触的液体表面有扩展的趋势，形成浸润。3.毛细现象浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，称为毛细现象。细管越细，即管的截面积越小，那么液柱上升高度就越大。在纸张、棉花、土壤、砖块等物体内部有许多细小的孔道，这些孔道起到了毛细管的作用。4.液晶液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态。液晶态既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列的性质。液晶本身不能发光，主要通过电压的改变产生电场而使液晶分子排列产生变化来显示图像。(1)熔化和凝固熔化：物质从固态变成液态的过程叫熔化。熔化过程吸热。凝固：物质从液态变成固态的过程叫凝固。凝固过程放热。熔点和凝固点：晶体熔化时保持不变的温度叫熔点；晶体凝固时保持不变的温度叫凝固点。晶体的熔点和凝固点相同。(2)汽化和液化汽化：物质从液态变为气态的过程叫汽化，汽化的方式有蒸发和沸腾。汽化过程要吸热。蒸发：是在任何温度下，且只在液体表面发生的，缓慢的汽化现象。沸腾：是在一定温度(沸点)下，在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。液体沸腾时要吸热，但温度保持不变，这个温度叫沸点。液体温度；液体表面积；液面上方空气流动快慢。液化：物质从气态变成液态的过程叫液化，液化要放热。使气体液化的方法有：降低温度和压缩体积。(液化现象如：“白气”、雾、等)物质从固态直接变成气态叫升华，要吸热；物质从气态直接变成固态叫凝华，要放热。【考点3】热力学定律和能量守恒定律【考点3】热力学定律和能量守恒定律1.热力学第一定律表述1:一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。这个关系叫作热力学第一定律。用公式表示为系统内能增加，△U>0;系统内能减少，△U<0。表述2:在大学阶段，我们认为，在一般情况下，当系统状态变化时，做功与传递热量往往是同时存在的。如果有一系统，外界对它传递的热量为Q,系统从内能为E1的初始平衡状态改变到内能为E2的终末平衡状态，同时系统对外做功为A,那么,不论过程如何，总有这就是热力学第一定律，即外界对系统传递的热量，一部分使系统的内能增加，另一部分用于系统对外做功。该式与中学阶段所学的热力学第一定律在本质上是一致的。2.热力学第二定律(1)热力学第二定律的一种表述热量不会自发地从低温传到高温物体。(2)热力学第二定律的另一种表述不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响，即第二永动机不可制成。这两种表述是等价的，热力学第二定律指出了实际宏观过程进行的条件和方向，其实质：“一切热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的”,是一个能够反应过程进行的方向规律。2.摩尔热容量若系统物质的量是1mol,则1mol物质的热容量叫作摩尔热容量。该量用字母Cm来表示，单位是J·mol-1·K-1。(二)等体过程1.等体过程的特点等体过程的特点是气体的体积不变，即V为恒量，dV=0,所以dA=0。根据热力学第一定律，有dQ=dE。在该过程中，热量：在等体过程中，外界传给气体的热量，全部用来增加气体的内能，气体对外做功为零。2.定容摩尔热容1mol理想气体，在等体过程中吸收的热量dQ,与温度的变化dT之比叫作定容摩尔热容，即对于理代入上式得理想气体定容摩尔热容量为由此可知，理想气体的定容摩尔热容只与分子自由度有关。(三)等压过程1.等压过程的特点等压过程的特点是系统的压强保持不变，即p为恒量，dp=0。在该过程中，热量：根据理想气体状态方程，化简得上式为：2.定压摩尔热容1mol理想气体，在等压过程中吸收的热量dQp,与温度的变化dT之比叫作定压摩尔热容，即(四)等温过程等温过程的特点是系统的温度保持不变，即dT=0。由于理想气体的内能只取决于温度，所以在等温过程中，理想气体的内能保持不变，即dE=0。在该过程中，热量(五)绝热过程绝热过程是指系统始终不与外界交换热量的过程。绝热过程中，dQ=0,则由热力学第一定律可知，dA=-dE,(六)卡诺热机与卡诺制冷机卡诺循环是在两个温度恒定的热源(一个高温热源T1,一个低温热源T2)之间工作的循环过程。在整个循环中，工作物质只和高温热源或低温热源交换能量，没有散热漏气等因素存在。卡诺循环是由两个准静态的等温过程和两个准静态的绝热过程组成。热机效率：卡诺热机效率：卡诺制冷机：制冷机可以制冷的原理是循环从低温热源吸热，导致低温热源(一个要使之降温的物体)的温度降得更低。制冷系数：卡诺致冷机致冷系数：三、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其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。这就是能量守恒定律。【考点1】几何光学【考点1】几何光学一、光的直线传播1.光源光源指能够自行发光的物体，分为人造光源、自然光源。2.光的直线传播光在均匀介质中沿直线传播。我们将表示光的传播路径和方向的带箭头的直线称为光线。3.光的传播速度光在不同介质中传播速度不同，在真空中的速度光在不同介质中传播时，频率不变，光速、波长改变。二、光的反射1.光的反射现象光从一种介质射到该介质与另一种介质的分界面时，一部分光会返回原介质的现象叫作光的反射。在反射现象中，光路可逆。平面镜成像特点：正立、等大、对称、虚像。凸面镜对光有发散作用。凹面镜对光有会聚作用。2.光的反射定律光从一种介质射到两种介质的分界面时发生反射，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于法线的两侧；反射角等于入射角。3.光的反射类型反射有镜面反射和漫反射两种，这两种反射都遵循光的反射定律。三、光的折射1.光的折射现象光从一种介质射到该介质与另一种介质的分界面时，一部分光会进入第二种介质，这个现象叫作光的折射。与光的反射现象一样，在光的折射现象中，光路也是可逆的。2.光的折射定律光从一种介质射到另一种介质，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，即n12是比例常数，它与入射角、折射角的大小无关，只与两种介质的性质有关。3.折射率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，用符号n表示。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，即由于c>v,因而任何介质的折射率都大于1。1.全反射光疏介质：折射率较小的介质。光密介质：折射率较大的介质。光疏介质与光密介质是相对的。光由光疏介质射入光密介质，折射角小于入射角；光由光密介质射入光疏介质，折射角大于全反射：光由光密介质射入光疏介质，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。2.临界角折射角达到90°时的入射角叫作临界角。发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系是3.发生全反射的条件发生全反射的条件：光由光密介质射向光疏介质；入射角大于或等于临界角。4.全反射棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜叫作全反射棱镜。与平面镜相比，全反射棱镜的反射率高，几乎可达100%。1.光的色散现象太阳光是白光，它通过棱镜后被分解成各种颜色的光，这种现象叫作光的色散。三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光，它们按照一定的顺序排列，形成可见光谱。2.色散规律不同颜色的光，波长不同，红光波长最长，频率最小。白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的。在同一种物质中，不同波长的光的折射率不同，波长越短，折射率越大。在同一种物质中，不同波长的光的传播速度不一样，波长越短，波速越慢。1.透镜的基本概念由透明材料磨制而成，两个折射面都是球面，或者一面是球面另一面是平面的透明体。凸透镜中间厚，边缘薄；凹透镜中间薄、边缘厚。2.透镜对光线的作用凸透镜对光线有汇聚作用；凹透镜对光线有发散作用。3.凸透镜成像规律镜的应用倒正大小虚实缩小实像异侧照相机等大实像异侧测焦距放大实像异侧投影仪不成像正立放大虚像同侧放大镜①实像都是倒立的(相对于物),虚像都是正立的；②实像与物分别位于透镜的两侧，虚像与物处于透镜的同侧；③实像都是实际光线会聚而成的，能用光屏接收；虚像都是实际光线的反向延长线会聚而成的，不能用光屏接收。【考点2】物理光学【考点2】物理光学1.干涉现象两列波在相遇的叠加区域，某些区域使得振动加强，出现亮条纹；某些区域使得振动减弱，出现暗条纹。振动加强和振动减弱的区域相互间隔，出现了明暗相间条纹的现象。这种现象叫作光的干涉现象。2.产生稳定干涉的条件两列波频率相同，振动步调一致(振动方向相同),相差恒定。两个振动情况总是相同的波源，即是相干波源。光绕过障碍物偏离直线传播路径而进入阴影区里的现象，叫作光的衍射。光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性。衍射有圆孔衍射、狭缝衍射等。条纹的特点：中央条纹最宽，两侧条纹最窄，条纹间距不等。三、光的偏振1.自然光普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。2.偏振光在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动的光，这种光叫作偏振光。偏振现象证明光是一种横波。第五章近代物理初步【考点1】波粒二象性【考点1】波粒二象性照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出，这个现称为光电子。(一)光电效应实验2.光电效应的规律(1)存在截止频率不同金属的截止频率不同，截止频率与金属自身的性质有关。(2)存在饱和电流在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值。也就是说，在电流较小时电流随着电压的增大而增大；但当电流增大到一定值之后，即使电压再增大，电流在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大。对于一定频率(颜色)的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。(3)存在遏止电压同一种金属对于一定频率的光，无论光的强弱如何，遏止电压都是一样的。光的频率v改变时，遏止电压Uc也会改变。这意味着，对于同一种金属，光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关。1.光的波动性和粒子性的统一光的干涉、衍射和偏振表明光是一种波；光电效应和康普顿效应又表明光是一种粒子。现代物理学认为，光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有意义。波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量。光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现出粒子性。频率高的光子容易表现出粒子性；频率低的光子容易表现出波动性。【考点2】原子结构【考点2】原子结构2.卢瑟福的核式结构模型在原子的中心有一个很小的核，叫作原子核。原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。原子直径的数量级是10-10m,原子核直径的数量级是10-15m。(二)玻尔的原子模型1.玻尔原子理论的三条假设能量量子化假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态，在这些状态中原子是最稳定的，电子虽然做变加速运动，但并不向外辐射能量，原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为跃迁假设：原子从一种定态(其能量记为En)跃迁到另一种定态(其能量记为Em),要辐射(或吸收)一定频率的光子，光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hv=|Em-En|。轨道量子化假设：原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道，轨道的分布是不连续的(量子化的)。2.氢原子的能级在玻尔的原子模型中，原子的能量也只能取一系列特定的值。这些量子化的能量值叫作能级。通常用一个或几个量子数来标志各个不同的状态，能量最