&>&&>&新课标人教版高中物理知识点汇编(必修1、2选修3-1、2、4、5)
新课标人教版高中物理知识点汇编(必修1、2选修3-1、2、4、5) 30783字 投稿：郝狌狍
高中物理必修3-1全套导学案目 录第一章 静 电 场1-1、电荷 电荷守恒定律,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2 1-2 、库仑定律,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4 1-3、电场 电场强度 和电场线,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,6 1-4、电势 电势能和电势差,,,,,,…
高中物理必修一 同步练习及解析 1．对于从苹果树上同一高度同时落下的苹果和树叶，下列说法正确的是( ) A．苹果和树叶都可以看成自由落体运动B．苹果可以近似地看成自由落体运动，树叶不能看成自由落体运动 C．苹果和树叶都不能看成自由落体运动D．假如地球…
理科基础物理知识汇编（编者:yunfann）必修一 第一章 运动的描述一、描述运动的基本概念 1．参考系⑴定义：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的假定不动的物体，叫做参考系。 ⑵对同一运动，选取不同的参考系，观察的结果可能不同。一般选地面为参考系…
新课标人教版高中物理知识点汇编
运动的描述
匀变速直线运动
一、运动的描述
1、机械运动：物体空间位置变化的运动。
2、参考系：描述一个物体的运动时，选来作为标准的的物体。
参考系的选择是任意的，选择不同的物体作为参考系，可能得出不同的结论。通常以地面为参考系。
3、质点：不考虑物体的形状、大小，用来代替物体的有质量的点。
质点是一种理想化的模型，是科学的抽象。物体能否看成质点，要具体问题具体分析。
4、时间和时刻：时刻是指某一瞬间，用时间轴上的一个点来表示，它与状态量相对应；时间是指起始时刻到终止时刻之间的间隔，用时间轴上的一段线段来表示，它与过程量相对应。
5、位移和路程：位移用来描述物体位置的变化，用由初位置指向末位置的有向线段表示，是矢量；路程是物体运动轨迹的长度，是标量。
6、速度：用来描述质点运动快慢和方向的物理量，是矢量。单位：m/s。
（1）平均速度：是位移与通过这段位移所用时间的比值，其定义式为v??x，方向与?t
位移的方向相同。它可以粗略描述物体的运动。
（2）瞬时速度：是质点在某一时刻或通过某一位置的速度，瞬时速度简称速度，它可以精确描述物体的运动。瞬时速度的大小通常叫做速率。
瞬时速度保持不变的运动叫匀速直线运动。
7、加速度：用量描述速度变化快慢的的物理量。 定义式：a??vF2；决定式：a?。 加速度的单位：m/s。 ?tm
加速度是矢量，其方向与速度的变化量方向相同（注意与速度的方向没有关系），由合外力的方向决定。
区分速度v，速度的变化量?v和速度的变化率?v这三个不同概念。（自主完成） ?t
在直线运动中，加速度与速度方向相同时，物体加速；加速度与速度方向相反时，物体减速。
二、匀变速直线运动的规律
1、定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动。
2、匀变速直线运动的基本规律：
（1）速度公式：vt?v0?at ；（2）位移公式：x?v0t?
2212at 2（3）速度、位移关系式：vt-v0?2ax；（4）平均速度公式：v?xv0?vt? t2
注：上述公式皆为矢量方程式，在应用时要规定正方向，将矢量运算转化为代数运算。
3、几个常用的推论：
（1）任意两个连续相等的时间T内的位移之差为恒量：?x?xn-xn-1?aT2
（2）某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度：vt?v?
（3）一段位移中点的瞬时速度与初、末速度的关系为：vx?
2v0?vt 222
4、初速度为零的匀变速直线运动中的几个重要结论：
①1T末，2T末，3T末,,,,瞬时速度之比为：v1∶v2∶v3∶,,,,＝1∶2∶3∶,,,, ②1T内，2T内，3T内,,,,位移之比为：x1∶x2∶x3∶,,,,＝1∶2∶32∶,,,, ③第一个T内，第二个T内，第三个T内,,,,第n个T内的位移之比为： 22
x?∶xII∶xIII∶,,,,＝1∶3∶5∶,,,,
④通过连续相等的位移所用时间之比为：
t1∶t2∶t3∶,,,,＝ 1:(2-1 ):(3-2):??????
末速度为零的匀减速可以看成反向的匀加速运动来处理。
三、自由落体运动
1、定义：物体只在重力作用下由静止开始的下落运动。自由落体运动性质：初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。
2、自由落体运动规律：
①速度公式：vt?gt
②位移公式：h?
2③速度—位移公式：vt?2gh
④下落到地面所需时间：t?2h g
四、运动图象
描述物理规律常用的方法有三种：文字语言、函数语言、图像语言。图象具有形象、直观、通用的特点。图像对物理规律的描述是通过“点”、“线”、“面”、“轴”、“斜”、“截”来完成的。
1、 x—t图象
（1）物理意义：反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律。不是物体的运动轨迹。
（2）图像形状：①匀速直线运动的x－t图象是一条直线；
②匀变速直线运动的x－t图象是一条抛物线
（3）斜率：图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小；斜率的正负表示速度的方向。
2、v—t图象
（1）物理意义：反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律。
（2）图像形状：①匀速直线运动的v－t图象是与横轴平行的直线；
②匀变速直线运动的v－t图象是一条倾斜的直线。
（3）斜率：图线上某点切线的斜率的大小表示物体运动的加速度的大小；斜率的正负表示加速度的方向。
（4）“面积”：图象与坐标轴围成的面积的数值表示相应时间内的位移的大小；若此面积在时间轴的上方，表示这段时间内的位移方向为正方向；若此面积在时间轴的下方，表示这段时间内的位移方向为负方向。
注：只有直线运动，才能画
x—t图象、v—t图象。
说一说：请大家看右图，并
说说各图线的物理意义。
五、追及和相遇问题
两物体在同一直线上追及、相遇或避免碰撞问题中的条件是：两物体能否同时到达空间某位置。
分析追击问题要注意要抓住一个条件，两个关系：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，通过画草图找两物体的位移关系是解题的突破口。
注：若被追赶的物体做匀减速运动，一定要注意追上前该物体是否已经停止运动。
1、力的概念：力是物体与物体之间的相互作用，是物体发生形变和改变物体的运动状态（即产生加速度）的原因。力是矢量。
2、四种基本相互作用：引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。
（1）重力是由于地球对物体的吸引而产生的。
注：重力是万有引力的一个分力。在地球表面附近，可以认为重力近似等于万有引力。
（2）重力的大小：地球表面：G?mg；离地h高处：G?mg，其中g? g。(R?h)2///
（3）重力的方向:竖直向下（不一定指向地心）。
（4）重心:重力的等效作用点，重心的位置与物体的形状、质量分布有关，物体的重心不一定在物体上。
（1）概念:发生弹性形变的物体由于要恢复形变而产生的力。
（2）产生条件:①直接接触；②有弹性形变。
（3）弹力的方向:与物体形变的方向相反，垂直于接触面指向被压或被支持的物体。从几何角度可以抽象为点与面接触、面与面接触、点与线接触等。
①绳的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向，且一根轻绳上的张力大小处处相等。
②轻杆既可产生压力，又可产生拉力，但方向不一定沿杆。
（4）弹力的大小:一般情况下应根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿运动定律来求解。弹簧弹力可由胡克定律来求解。
胡克定律：在弹性限度内，弹簧弹力的大小和弹簧的形变量成正比，即F?kx，k为弹簧的劲度系数，它只与弹簧本身因素有关，单位是N/m。
四、摩擦力
（1）概念：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的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力。
（2）产生的条件:①相互接触、挤压；②接触面粗糙；③有相对运动（滑动摩擦力）或相对运动的趋势（静摩擦力）。
（3）摩擦力的方向:沿接触面切线方向，与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反，与物体运动的方向可以相同也可以相反。
（4）大小:先要判明是何种摩擦力。
①滑动摩擦力大小:利用公式f??FN进行计算，其中FN是物体的正压力，不一定等于物体的重力，甚至可能和重力无关。
②静摩擦力大小:静摩擦力大小可在0与fmax之间变化，一般应根据物体的运动状态由平衡条件或牛顿定律来求解。
五、力的合成与分解
1、合力与分力:如果一个力作用在物体上，它产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，而那几个力就叫做这个力的分力。（等效性）
2、力的合成与分解法则:平行四边形定则或三角形定则。
3、力的合成:
（1）两个力F1、F2合力大小F的取值范围为:|F1-F2|≤F≤F1+F2；
（2）大小相等、互成1200的两个力的合力与分力大小相等，方向沿两分力夹角的角平分线。
4、力的分解:
（1）在实际问题中，通常将已知力按实际作用效果分解；（2）按问题的需要进行分解；（3）正交分解。
正交分解：
正交分解的目的，是将物体受到的力整理到两个相互垂直的方向上，将矢量运算转化为代数运算，从而更方便地求合力或者列方程。
分解原则：一般选共点力的作用点为原点，使尽量多的力“落”在坐标轴上，另外避免分解未知力。
分解方法：
物体受到多个力F1、F2、F3,,,,，求合力F时，可以把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解 x轴上的合力Fx=Fx1+Fx2+Fx3+,,；y轴上的合力Fy=Fy1+Fy2+Fy3+,,
补充一、物体的受力分析
中学物理的实质就是解决物体在受力情况下如何运动的问题受力分析的重要性不在于高考中受力分析的具体题目数量，而在于它是解决问题的基础。
1、受力分析的依据：（1）各种力产生的条件；（2）物体的运动状态。
2、受力分析的步骤：（1）明确研究对象；（2）按“性质力”的顺序分析：即按重力、弹力、
摩擦力、其他力顺序分析；（3）检查受力示意图。
3、受力分析的一般方法：整体法、隔离法。
注意事项：（1）只分析周围物体对研究对象的力，不分析研究对象施加的力；(2)合力与分力不能重复分析；（3）不要把“效果力”与“性质力”混淆重复分析；（4）不分析内力；（5）在难以确定物体的某些受力情况时，可假设该力存在，根据物体的运动状态，运用平衡条件或牛顿运动定律来求解。
补充二、共点力的平衡
（1）共点力:作用在物体的同一点，或作用线相交于一点的几个力。
（2）平衡状态:物体保持匀速直线运动或静止叫平衡状态，是加速度等于零的状态。
（3）共点力作用下的物体的平衡条件:物体所受的合外力为零，即∑F=0，若采用正交分解法求解平衡问题，则平衡条件应为:∑Fx =0，∑Fy =0。
（4）解决平衡问题的常用方法:隔离法、整体法、图解法、相似三角形法、正交分解法等等。
牛顿运动定律
一、牛顿第一定律
1、牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。
对牛顿第一定律的理解：
（1）揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性，即物体总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态的性质；
（2）揭示了力的本质：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因；
（3）揭示了不受力作用时物体的运动状态：实际中不受外力作用的物体是不存在的，但当物体所受合外力为零时，其运动效果与不受外力时相同，物体都将保持静止或匀速直线运动状态不变；
（4）与牛顿第二定律的关系：牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例，牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系，牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。
2、惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质
（1）惯性是物体的固有属性，即一切物体都有惯性，与物体的受力情况及运动状态无关。因此说，人们只能“利用”惯性而不能“克服”惯性。（2）质量是物体惯性大小的量度。
二、牛顿第二定律
牛顿第二定律:物体的加速度跟其所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同，表达式：F合?ma
（1）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系：已知受力情况可以分析运动情况；知道运动情况，可以分析受力情况。加速度是联系二者的桥梁。
（2）牛顿第二定律的数学表达式F ?ma 是矢量式
（3）牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果。即作用在物体上的力与加速度是瞬时对应关系，力变加速度就变，力撤除加速度就为零。
牛顿运动定律的应用：
1．运用牛顿运动定律解决的动力学问题常可以分为两种类型
（1）已知受力情况，要求物体的运动情况．如物体运动的位移、速度及时间等．
（2）已知运动情况，要求物体的受力情况（求力的大小和方向）．
不管哪种类型，一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度，然后再由此得出问题的答案。
2、应用牛顿运动定律解题的一般步骤
（1）认真分析题意，明确已知条件和所求量，搞清所求问题的类型.
（2）选取研究对象.所选取的研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的整体.同一题目，根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象.
（3）分析研究对象的受力情况和运动情况.
（4）当研究对象所受的外力不在一条直线上时：如果物体只受两个力，可以用平行四边形定则求其合力；如果物体受力较多，一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力；如果物体做直线运动，一般把各个力分解到沿运动方向和垂直运动的方向上.
（5）根据牛顿第二定律和运动学公式列方程，物体所受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、负值代入公式，按代数和进行运算.
（6）求解方程，检验结果，必要时对结果进行讨论.
三、牛顿第三定律
牛顿第三定律：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上。
（1）作用力、反作用力总是成对出现，同时产生、同时变化、同时消失；
（2）作用力和反作用力总是同种性质的力；
（3）作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不可叠加。
四、超重和失重
1、超重:物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象。处于超重状态的物体具有向上的加速度。
2、失重: 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象。处于失重状态的物体具有向下的加速度。
当物体向下的加速度等于重力加速度g时，物体对支持物、悬挂物完全没有作用力，这种状态叫完全失重状态。
3、对超重和失重的理解：
①不管物体处于失重状态还是超重状态，物体本身的重力并没有改变，只是物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）不等于物体本身的重力。
②超重或失重现象与物体的速度无关，只决定于加速度的方向。“加速上升”和“减速下降”都是超重；“加速下降”和“减速上升”都是失重。
③在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等。
1、曲线运动
（1）物体作曲线运动的条件:运动质点所受的合外力（或加速度）的方向跟它的速度方向不在同一直线上。
（2）曲线运动的特点:质点在某一点的速度方向，就是通过该点的曲线的切线方向。质点的速度方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运动。
（3）曲线运动的轨迹:做曲线运动的物体，其轨迹向合外力所指一方弯曲，若已知物体的运动轨迹，可判断出物体所受合外力的大致方向，如平抛运动的轨迹向下弯曲，圆周运动的轨迹总向圆心弯曲等。
2、运动的合成与分解
（1）合运动与分运动的关系:①等时性；②独立性；③等效性。
（2）运动的合成与分解的法则:平行四边形定则。
（3）分解原则:根据运动的实际效果分解，物体的实际运动为合运动。
3、平抛运动
（1）特点:①具有水平方向的初速度；②只受重力作用，是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动。
（2）运动规律:平抛运动可以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。
①建立直角坐标系（一般以抛出点为坐标原点O，以初速度v0方向为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向）；
②由两个分运动规律来处理：
水平方向：vx?v0、x?v0t ；竖直方向：vy?gt、y?
任意时刻的速度：v?12gt 2v?v、tan??2
x2yvyvx?gt v0
y x任意时刻位置（相对出发点的位移）：s?x2?y2、tan??
运动时间：t?2h（取决于竖直下落的高度） g
2h（取决于下落的高度和初速度） g水平射程：x?v0t?v0
4、圆周运动
（1）描述圆周运动的物理量
①线速度:描述质点做圆周运动的快慢，大小v?s（s是t时间内通过弧长），方向为质点t
在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切线方向。
②角速度:描述质点绕圆心转动的快慢，大小???
t（单位rad/s），?是连接质点和圆心的
半径在t时间内转过的角度。其方向在中学阶段不研究。
③周期T：做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期；频率f：做圆周运动的物体单位时间内沿转过的圈数叫做频率。
④v、?、T、f的关系：T?12?2?.r?2?f、v??2?rf??r 、??TTf
⑤向心加速度：描述物体线速度方向改变快慢。 v24?2
22??r?4?fr?2r?v?，方向总是指向圆心，时刻在变化。 大小：a?rT
⑥向心力:总是指向圆心，产生向心加速度，向心力只改变线速度的方向，不改变速度的大v24?2
22?m?r?4?mfr?m2r?mv? 小；大小F?ma?mrT
注：向心力是根据力的效果命名的。在分析做圆周运动的质点受力情况时，千万不可在物体受力之外再添加一个向心力。
（2）匀速圆周运动:线速度的大小恒定，角速度、周期和频率都是恒定不变的，向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的，是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动。
（3）变速圆周运动:速度大小方向都发生变化，不仅存在着向心加速度（改变速度的方向），而且还存在着切向加速度（方向沿着轨道的切线方向，用来改变速度的大小）。一般而言，合加速度方向不指向圆心，合力不一定等于向心力。合外力在指向圆心方向的分力充当向心力，产生向心加速度；合外力在切线方向的分力产生切向加速度。
万有引力定律
1、开普勒行星运动定律
①开普勒第一定律（轨道定律）:所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
②开普勒第二定律（面积定律）: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相等的面积。（近日点速率最大，远日点速率最小）
③开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的平方的比值都相等。
2、万有引力定律：自然界中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m1和m2的乘积成正比、与它们之间的距离r的二次方成反比。 公式:F?Gm1m2（适用于质点间万用引力的计算） r2
G?6.67?10?11N?m2/kg2（英国物理学家卡文迪许测得）
3、应用万有引力定律分析天体的运动
①基本方法:把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供。
v24?2Mm2?m?r?m2r 即：F引?F向，得：G2?mrrT
应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算。
②天体质量M、密度?的估算:
4?2Mm测出卫星绕天体匀速圆周运动的半径和周期，由G2?m2r，得： rT
4?2r3M3?.r3
?M?，?? 232VGTRGT
2当卫星沿天体表面运行时，r?R，则：?T?3? G
③、卫星的环绕速度、角速度、周期与半径的关系 v2Mm由G2?m得：v?rr
由GGM，r越大，速度越小； rGMMm2???m.?r得：，r越大，角速度?越小； 3r2r
由G2?m2r得：T?2?，r 越大，周期T越大。 rTGM
4、三种宇宙速度
①第一宇宙速度:v1?7.9km/s，它是卫星的最小发射速度，也是地球卫星的最大环绕速度。
②第二宇宙速度（脱离速度）: v2?11.2km/s，使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度。
③第三宇宙速度（逃逸速度）: v3?16.7km/s，使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。
（4）地球同步卫星
所谓地球同步卫星，是相对于地面静止的，这种卫星位于赤道上方某一高度的稳定轨道上，且绕地球运动的周期等于地球的自转周期，即T=24h=86400s，离地面高度h?gR27?3.56?10m。同步卫星的轨道一定在赤道平面内，并且只有一条。所有同步24?
卫星都在这条轨道上，以大小相同的线速度，角速度和周期运行着。
1、功的定义:力和作用在力的方向上通过的位移的乘积。是描述力对空间积累效应的物理量，是过程量。
定义式:W?Fscos?，其中F是力，s是力的作用点的位移（对地），θ是力与位移间的夹角。
2、功的大小的计算方法:
①恒力的功可根据W?Fscos?进行计算，本公式只适用于恒力做功
②利用动能定理计算力的功，特别是变力所做的功。
③摩擦力、空气阻力做功的计算:功的大小等于力和路程的乘。
1、功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量，是标量。
2、功率的计算
①平均功率:P=W/t（定义式） 表示时间t内的平均功率，不管是恒力做功，还是变力做功，都适用。
②瞬时功率:P?Fvcos?，P和v分别表示t时刻的功率和速度，α为两者间的夹角。 ③额定功率与实际功率：额定功率、发动机正常工作时的最大功率；实际功率:发动机实际输出的功率，它可以小于额定功率，但不能长时间超过额定功率。 三、两种机车起动方式
①以恒定功率P启动:
最大速度vm?P/f作匀速直线运动；
②以恒定牵引力F（即以恒定加速度）启动:机车先作匀加速运动，vm当功率增大到额定功率时速度为v1?P/F，而后开始作加速度减小vm
的加速运动（此过程功率恒定），最后以最大速度vm?P/f作匀速
直线运动。
四、动能及动能定理
1、物体由于运动而具有的能量叫做动能。表达式:Ek?1mv2。 动能是状态量、标量。 2
2、动能定理：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。 动能定理的表达式：W合?112mvt2?mv0。 22
（1）应用动能定理只考虑初、末状态，没有守恒条件的限制，也不受力的性质和物理过程的变化的影响。所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用时间的动力学问题，都可以用动能定理分析和解答，而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷。
（2）当物体的运动是由几个物理过程所组成，又不需要研究过程的中间状态时，可以把这几个物理过程看作一个整体进行研究，从而避开每个运动过程的具体细节，具有过程简明、
方法巧妙、运算量小等优点。
五、重力势能
1、定义:地球上的物体具有跟它的高度有关的能量，叫做重力势能，EP=mgh。
①重力势能是地球和物体组成的系统共有的，而不是物体单独具有的。②重力势能的大小和零势能面的选取有关。③重力势能是标量，但有“+”、“-”之分。
2、重力做功的特点:重力做功只决定于初、末位置间的高度差，与物体的运动路径无关；WG =mgh。
3、做功跟重力势能改变的关系:重力做功等于重力势能的减少量。即WG =Ep2-Ep1。
六、机械能守恒定律
1、动能和势能（重力势能、弹性势能）统称为机械能，E=Ek +Ep。
2、机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
3、机械能守恒定律的表达式：mgh1?112mv12?mgh2?mv2 22
4、系统机械能守恒的三种表示方式:
①、系统初态的总机械能E1 等于末态的总机械能E2 ，即E1 =E2
②、系统减少的总重力势能?EP减等于系统增加的总动能?Ek增，即?EP减=?Ek增 ③、若系统只有A、B两物体，则A物体减少的机械能等于B物体增加的机械能，即?EA增 =?EB增。
注：解题时究竟选取哪一种表达形式，应根据题意灵活选取；需注意的是:选用①式时，必须规定零势能参考面，而选用②式和③式时，可以不规定零势能参考面，但必须分清能量的减少量和增加量。
5、判断机械能是否守恒的方法
①用做功来判断:分析物体或物体受力情况（包括内力和外力），明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或弹簧弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则机械能守恒。
②用能量转化来判定:若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒。
③对一些绳子突然绷紧，物体间非弹性碰撞等问题，除非题目特别说明，机械能必定不守恒，完全非弹性碰撞过程机械能也不守恒。
七、功能关系
能是物体做功的本领．也就是说是做功的根源．功是能量转化的量度．究竟有多少能量发生了转化，用功来量度，二者有根本的区别，功是过程量，能是状态量．
常见的功能关系：
（1）、当只有重力（或弹簧弹力）做功时，物体的机械能守恒。
（2）、重力对物体做的功等于物体重力势能的减少: WG?EP1?EP2。
（3）、合外力对物体所做的功等于物体动能的变化: W合?Ek2?Ek1（动能定理）
（4）、除了重力、弹力之外的其他力对物体所做的功等于物体机械能的变化: W
（5）一对滑动摩擦力对系统做总功是系统机械能转化为内能的量度，即：f·S相＝Q
（1）自然界中存在两种电荷:正电荷与负电荷。
（2）电荷守恒定律:电荷既不能被创造也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，系统的电荷代数和不变。
2、库仑定律
（1）内容:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
（2）公式:F?kQ1Q2、其中静电力常量k?9?109N.m2/c2； 2r
（3）适用条件:真空中的点电荷。
点电荷是一种理想化的模型。如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多，以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时，这种带电体就可以看成点电荷，但点电荷自身不一定很小，所带电荷量也不一定很少。
3、电场强度、电场线
（1）电场:带电体周围存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒介。电场是客观存在的，电场具有力的特性和能的特性。
（2）电场强度:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值，叫做这一点的电场强度。定义式:E?F，方向:正电荷在该点受力方向。 q
（3）电场线:在电场中画出一系列假想的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这些曲线叫做电场线。
电场线的性质:①电场线是起始于正电荷（或无穷远处），终止于负电荷（或无穷远处）；②电场线的疏密反映电场的强弱；③电场线不相交；④电场线不是真实存在的；⑤电场线不一定是电荷运动轨迹。
（4）匀强电场:在电场中，如果各点的场强的大小和方向都相同，这样的电场叫匀强电场。匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线。
（5）电场强度的叠加:电场强度是矢量，当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和。
4、电势能：电荷在电场中具有的势能叫电势能。
电势能具有相对性，通常取无穷远处或大地为电势能零点。
5、电势、电势差：
电势?：在电场中某位置放一个检验电荷q，若它具有的电势能为Ep，则比值Ep叫做该
位置的电势。电势是描述电场的能的性质的物理量。电势是标量。
电势也具有相对性，通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势（对同一电场，电势能及电势的零点选取是一致的）这样选取零电势点之后，可以得出正电荷形成的电场中各点的电势均为正值，负电荷形成的电场中各点的电势均为负值。
沿着电场线的方向，电势越来越低。
电势差U: 电场中两点的电势之差叫电势差。UAB??A-?B?WAB q
6、等势面:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。
（1）等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力不做功。
（2）等势面一定跟电场线垂直，而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
（3）画等势面（线）时，一般相邻两等势面（或线）间的电势差相等。这样，在等势面（线）密处场强大，等势面（线）疏处场强小。
7、电场中的功能关系
电场力对电荷做功，电荷的电势能减速少，电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加，电势能变化的数值等于电场力对电荷做功的数值，这常是判断电荷电势能如何变化的依据。电场力对电荷做功的计算公式：W，此公式适用于任何电场。电场力做功与路径无关，?qU
由起始和终了位置的电势差决定。
8、静电屏蔽:处于电场中的空腔导体或金属网罩，其空腔部分的场强处处为零，即能把外电场遮住，使内部不受外电场的影响，这就是静电屏蔽。
9、带电粒子在电场中的运动
（1）带电粒子在电场中加速
带电粒子在电场中加速，若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做功等于带电粒子动能的增量。
W?qU?112mvt2?mv0 22
（2）带电粒子在电场中的偏转
带电粒子以垂直匀强电场的场强方向进入电场后，做类平抛运动。垂直于场强方向做匀速直线运动:Vx =V0；L=V0t。
平行于场强方向做初速为零的匀加速直线运动:
vyqE12qUL2qUL、y?at=（多种表示式）、 tan???vy?at、a?22md2v0mdv02mdv0
（3）是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定。一般说来:
①基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力（但不能忽略质量）。
②带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不能忽略重力。
（4）带电粒子在匀强电场与重力场的复合场中运动
由于带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力，因此可以用两种方法处理:①正交分解法；②等效“重力”法。
10、示波管的原理:示波管由电子枪，偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。如果在偏转电极XX′上加扫描电压，同时加在偏转电极YY′上所要研究的信号电压，其周期与扫描电
压的周期相同，在荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的图线。
（1）定义:电容器的带电荷量跟它的两板间的电势差的比值
（2）定义式：C?Q?Q或者C? U?U
注：电容器的电容是反映电容本身贮电特性的物理量，由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定，与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关。
-6 -12 （3）单位:法拉（F），1μF=10F，1pF=10F。
（4）平行板电容器的电容:C??s。 4?kd
电流产生的条件：①导体内有大量自由电荷；②导体两端存在电势差。
电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，如金属导体中自由电子的移动。
电流的强弱程度用电流这个物理量表示：
（1）电流的定义式：I?qU；（2）电流的决定式：I?；(3)电流的微观表达式：I?nqsvtR
（n：单位体积内自由电荷的数目；v：自由电荷定向移动的速率）
二、电动势
电源:电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
①定义：在电源内部，非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。 ②定义式：E=W/q
③物理意义：表示电源把其它形式的能转化为电能的本领大小。电动势越大，电路中每通过1C电量时，电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。
④电动势由电源中非静电力的特性决定，与电源的体积无关、与外电路无关。
三、欧姆定律
导体的电阻：①定义：导体两端电压与通过导体电流的比值；②公式：R=U/I。
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：
I=U/R；③欧姆定律是个实验定律，实验表明，除金属外，欧姆定律对电解质溶液也适用，但对气态导体和半导体元件并不适用。
伏安特性曲线：用纵坐标表示电流I，横坐标表示电压U，这样画出的I-U图象叫做导体的伏安特性曲线。
四、串联电路和并联电路
①电路中各处的电流相等。I=I1=I2=I3=,,
②电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和U=U1+U2+U3+,,
③串联电路的总电阻，等于各个电阻之和。R=R1+R2+R3+,,
① 并联电路中各支路两端的电压相等。U=U1=U2=U3=,,
② 电路中的总电流等于各支路电流之和。I=I1+I2+I3+,,
③ 并联电路总电阻的倒数，等于各个电阻的倒数之和。
几点总结：
①几个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的几分之一；
②若不同的电阻并联，总电阻小于其中最小的电阻；
③若某一支路的电阻增大，则总电阻也随之增大；
④若并联的支路增多时，总电阻将减小；
⑤当一个大电阻与一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻。
五、焦耳定律
1、电功:电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，在电路中通常也说成是电流的功。用W表示。计算公式：W?UIt
电功率:单位时间内电流所做的功。计算公式：P=W/t=UI
2、焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方，导体的电阻和通电时间成正比。计算公式：Q=IRt
3、电功和电热的关系:
①纯电阻电路.在纯电阻电路中,电功等于电热.也就是说电流做功将电能全部转化为电路的内能。
W=Q=UIt=IRt=(U/R)/t；P电=P热=UI=IR=U/R。
②非纯电阻电路：电能转化为内能和其他形式的能，W>Q.
W=UIt≠Q=IRt；P电=UI≠IR；P热=IR≠UI
五、电阻定律、电阻率
1、电阻定律：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体的电阻还与构成它的材料有关，写成公式则是：R??222l 。 s
2、电阻率：上式中的比例系数?（单位是??m），它与导体的材料温度有关，是表征材料导电性质的一个重要的物理量，数值上等于长度1m，截面积为1m导体的电阻值。
3、材料的电阻率随温度的变化而改变：金属材料的电阻率会随温度的升高而变大；半导体材料的电阻率会随温度的升高而减小；合金的电阻率随温度变化极小。
六、闭合电路的欧姆定律
1、闭合电路欧姆定律：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。
欧姆定律公式： 2
E（适用于纯电阻电路）；
（2）E?U?Ir（适用于一切电路）； R?r
RE（U、R间关系）（3）U=E-Ir（U、I间关系）；
（4）U?。 R?r（1）I?
从（3）式看出：当外电路断开时（I = 0），路端电压等于电动势。而这时用电压表去测量时，读数却应该略小于电动势（有微弱电流）。当外电路短路时（R = 0，因而U = 0）电流最大为Im=E/r（一般不允许出现这种情况，会把电源烧坏）
2、闭合电路的U-I图象。 右图中a为电源的U-I图象；b为外电阻的U-I图象；两者的交点坐
标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间
的矩形的面积表示输出功率；a的斜率的绝对值表示内阻大小； b的
斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时（即内、外电阻
相等时图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压
I 是电动势的一半，电流是最大电流的一半） 3、电路中功率的计算：
（1）电源消耗功率（有时也称为电路消耗总功率）：P总=εI；外电路消耗功率（有时也称为电源输出功率）：P出=UI；内电路消耗功率（一定是发热功率）：P内=Ir。
（2）电源的输出功率：P?2E2R
R?r2E2，可见电源输出功率随外电阻变化的图?4rP线如图所示，而当内、外电阻相等时，电源的输出功率最大，为Pm?
注：实际问题中应注意外电阻的取值范围。
（1）磁场:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质。永磁体和电流都能在
空间产生磁场。变化的电场也能产生磁场。
（2）磁场的基本特点:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。
（3）磁现象的电本质:一切磁现象都可归结为运动电荷（或电流）之间通过磁场而发生的相互作用。
（4）安培分子电流假说------在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流即分子电流，分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体。
（5）磁场的方向:规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向（或者小磁针静止时N极的指向）就是那一点的磁场方向。
（1）在磁场中人为地画出一系列曲线，曲线的切线方向表示该位置的磁场方向，曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强，这一系列曲线称为磁感线。
（2）磁铁外部的磁感线，都从磁铁N极出来，进入S极，在内部，由S极到N极，磁感线是闭合曲线；磁感线不相交。
（3）几种典型磁场的磁感线的分布:
①直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱。
②通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极，管内可看作匀强磁场，管外是非匀强磁场。
③环形电流的磁场:两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱。
④匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同。匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线。
3、磁感应强度
（1）定义:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，定义式B=F/IL。单位T，1T=1N/（A·m）。
（2）磁感应强度是矢量，磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向。
（3）磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的，与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关，与电流受到的力也无关，即使不放入载流导体，它的磁感应强度也照样存在，因此不能说B与F成正比，或B与IL成反比。
（4）磁感应强度B是矢量，遵守矢量分解合成的平行四边形定则，注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向，并不是在该处的电流的受力方向。
4、地磁场:地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其主要特点有三个:
（1）地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近。
（2）地磁场B的水平分量（Bx）总是从地球南极指向北极，而竖直分量（By）则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。
（3）在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感强度相等，且方向水平向北。
（1）安培力大小：
①I∥B时，F=0；②I⊥B，F=BIL；③I与B成θ角：F?BILsin?
（2）安培力的方向：
①左手定则：伸开左手，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流方向，那么大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中的受力方向。
②F、B、I三者间方向关系：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I所构成的平面，但B和I不一定垂直。
（3）功能关系：安培力做功将电能转换为其他形式的能；克服安培力做功将其他形式的能转化为电能。
6、洛伦兹力
（1）洛伦兹力的大小：①v∥B时，f=0；②v⊥B，f=qvB；③v与B成θ角：f?qvBsin?
（2）洛伦兹力的特性:洛伦兹力始终垂直于v的方向，所以洛伦兹力一定不做功。
（3）洛伦兹力与安培力的关系:洛伦兹力是安培力的微观实质，安培力是洛伦兹力的宏观表现。所以洛伦兹力的方向与安培力的方向一样也由左手定则判定。
7、带电粒子在磁场中的运动规律
（1）若带电粒子的速度方向与磁场方向平行（相同或相反）：带电粒子以入射速度v做匀速直线运动。
（2）若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直：带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速率v做匀速圆周运动。
①轨道半径公式：r=mv/qB
②周期公式：T=2πm/qB
（3）若速度方向与磁感线成任意角度，则带电粒子在与磁感线平行的方向上做匀速直线运动，在与磁感线垂直的方向上做匀速圆周运动，它们的合运动是螺线运动．
8、处理带电粒子在磁场中运动的基本思路：
一是根据几何关系确定圆心、半径、圆心角；二是根据洛伦兹力提供向心力列方程。
（1）圆心的确定：因为洛伦兹力F指向圆心，根据F⊥v，画出粒子运动轨迹中任意两点（一般是射入和射出磁场的两点）的F的方向，沿两个洛伦兹力F画出延长线，两延长线的交点即为圆心．或利用圆心位置必定在圆中一根弦的中垂线上，作出圆心位置．
（2）半径的确定和计算：利用平面几何关系，求出该圆的可能半径（或圆
心角）．并注意以下两个重要的几何特点（如图所示）：
①粒子速度的偏向角?等于回旋角?，并等于AB线与切线的夹角（弦切角φ）的2倍，即：????2???t；
②相对的弦切角θ相等，与相邻的弦切角?'互补，即：???'?180?．
（3）粒子在磁场中运动时间的确定：利用回旋角（即圆心角α）与弦切角的关系，或者利用四边形内角和等于360°计算出圆心角α的大小，由公式t?
的运动时间．
9、带点粒子在复合场中运动实例
?360?T可求出粒子在磁场中
1、电磁感应现象:利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
（1）产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化，即ΔΦ≠0。
（2）产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
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，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。
2、磁通量：
定义:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，定义式:Φ=BS。如果面积S与B不垂直，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S′，即Φ=BS′，国际单位:Wb
求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数。任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时，穿过该面的磁通量为正。反之，磁通量为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和。
3、楞次定律
（1）楞次定律：感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。
（2）对楞次定律的理解
①谁阻碍谁———感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量。
②阻碍什么———阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身。③如何阻碍———原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”。④阻碍的结果———阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少。
（3）楞次定律的另一种表述:感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种:
①阻碍原磁通量的变化；②阻碍物体间的相对运动；③阻碍原电流的变化（自感）。
4、法拉第电磁感应定律
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。表达式 E=nΔΦ/Δt
当导体做切割磁感线运动时，其感应电动势的计算公式为E=BLvsinθ。当B、L、v三者两两垂直时，感应电动势E=BLv。
两个公式的选用方法：E=nΔΦ/Δt 计算的是在Δt时间内的平均电动势，只有当磁通量的变化率是恒定不变时，它算出的才是瞬时电动势。E=BLvsinθ中的v若为瞬时速度，则算出的就是瞬时电动势；若v为平均速度，算出的就是平均电动势。
5、自感现象
（1）自感现象:由于导体本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。自感电动势的大小取决于线圈自感系数和本身电流变化的快慢，自感电动势方向总是阻碍电流的变化。
6、电磁感应中的电路问题
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，将它们接上电容器，便可使电容器充电;将它们接上电阻等用电器，
便可对用电器供电，在回路中形成电流。因此，电磁感应问题往往与电路问题联系在一起。解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是:
（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向。
（2）画等效电路。
（3）运用全电路欧姆定律，串并联电路性质，电功率等公式联立求解。
7、电磁感应现象中的力学问题
（1）通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用，电磁感应问题往往和力学问题联系在一起，基本方法是:
①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向。②求回路中电流强度。③分析研究导体受力情况（包含安培力，用左手定则确定其方向）。④列动力学方程或平衡方程求解。
（2）电磁感应力学问题中，要抓好受力情况，运动情况的动态分析，导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环，循环结束时，加速度等于零，导体达稳定运动状态，抓住a=0时，速度v达最大值的特点。
8、电磁感应中能量转化问题
导体切割磁感线或闭合回路中磁通量发生变化，在回路中产生感应电流，机械能或其他形式能量便转化为电能，具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又可使电能转化为机械能或电阻的内能，因此，电磁感应过程总是伴随着能量转化，用能量转化观点研究电磁感应问题常是导体的稳定运动（匀速直线运动或匀速转动），对应的受力特点是合外力为零，能量转化过程常常是机械能转化为内能，解决这类问题的基本方法是:
（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向。
（2）画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率表达式。
（3）分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程。
9、电磁感应中图像问题
电磁感应现象中图像问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势（电流）大小是否恒定。用楞次定律判断出感应电动势（或电流）的方向，从而确定其正负，以及在坐标中的范围。
另外，要正确解决图像问题，必须能根据图像的意义把图像反映的规律对应到实际过程中去，又能根据实际过程的抽象规律对应到图像中去，最终根据实际过程的物理规律进行判断。
1、交变电流:大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流。按正弦规律变化的电动势、电流称为正弦交流电。
2、正弦交流电 ----（1）函数式：e=Emsinωt （其中E m =NBSω）
（2）线圈平面与中性面重合时，磁通量最大，电动势为零，磁通量的变化率为零，线圈平面与中心面垂直时，磁通量为零，电动势最大，磁通量的变化率最大。
（3）若从线圈平面和磁场方向平行时开始计时，交变电流的变化规律为i=I m cosωt。。
（4）图像:正弦交流电的电动势e、电流i、和电压u，其变化规律可用函数图像描述。
3、表征交变电流的物理量
（1）瞬时值:交流电某一时刻的值，常用e、u、i表示。
（2）最大值:E m =NBSω，最大值E m （U m ，I m ）与线圈的形状，以及转动轴处于
线圈平面内哪个位置无关。在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流电的最大值。
（3）有效值:交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的。即在同一时间内，跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫做该交流电的有效值。
①求电功、电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时，要用有效值计算，有效值与最大值之间的关系 E=Em/2 ，U=Um/2 ，I=Im/2 只适用于正弦交流电，其他交变电流的有效值只能根据有效值的定义来计算，切不可乱套公式。②在正弦交流电中，各种交流电器设备上标示值及交流电表上的测量值都指有效值。
（4）周期和频率 ----周期T:交流电完成一次周期性变化所需的时间。在一个周期内，交流电的方向变化两次。
频率f:交流电在1s内完成周期性变化的次数。角频率:ω=2π/T=2πf。
4、电感、电容对交变电流的影响
（1）电感:通直流、阻交流;通低频、阻高频。（2）电容:通交流、隔直流;通高频、阻低频。
（1）理想变压器:工作时无功率损失（即无铜损、铁损），因此，理想变压器原副线圈电阻均不计。
（2）理想变压器的关系式:
①电压关系:U1/U2 =n1/n2 （变压比），即电压与匝数成正比。
②功率关系:P 入 =P 出 ，即I1U1 =I2U2+I3U3 +,,
③电流关系:I1/I2 =n2/n1 （变流比），即对只有一个副线圈的变压器电流跟匝数成反比。
（3）变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制，低压线圈匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导线绕制。
6、电能的输送
2（1）关键:减少输电线上电能的损失:P 耗 =I
（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。前一方法的作用十分有限，代价较高，一般采用后一种方法。
（3）远距离输电过程：输电导线损耗的电功率:P 损 =（P/U）R 线 ，因此，当输送的电
2能一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电导线上损耗的功率就减少到原来的1/n。
一、传感器及其工作原理
传感器是这样一类元件：它能够感受诸如力、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换成为电压、电流等电学量，或转换成为电路的通断。
传感器的原理
传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等，而它输出的大多是电学量，如电压、电流、电荷量等，这些输出信号是非常微弱的，一般要经过放大等处理后，再通过控制系统产生各种控制动作。
二、传感器的应用：
力传感器的应用——电子秤
力传感器的构造:常见的力传感器是由金属梁和应变片组成，力传感器的原理，弹簧钢制成
的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各贴一个应变片，在梁的自由端施加力云，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻变大，下表面的电阻变小，力越大，弯曲形变越大，应变片的阻值变化就大，如果让应变片中通过的电流保持恒定，那么上面应变片两端的电压变大，下面应变片两端的电压变小，传感器把这两个电压的差值输出，外力越大，输出的电压差值也就越大。
声传感器的应用——话筒
话筒的作用：将声信号转换为电信号
原理：如下图所示，Q是绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N形
成一个电容器，被直流电源充电，当声波使膜片振动时，电容
发生变化，电路中形成变化的电流，于是电阻R两端就输出了
与声音变化规律相同的电压。
温度传感器的应用——电熨斗：
温度传感器：
由半导体材料制成的热敏电阻和金属热电阻
均可制成温度传感器，它可以把热信号转换为
电信号进行自动控制。
电熨斗的自动控温原理常温下，上、下触点应
是接触的，但温度过高时，由于双金属片受热膨胀系数不同，上部金属膨胀大，下部金属膨胀小，则双金属片向下弯曲，使触点分离，从而断开电源，停止加热，温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用。
一、简谐运动、简谐运动的表达式和图象
1、机械振动：物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧来回做往复运动，叫做机械振动。
2、简谐振动：
在机械振动中最简单的一种理想化的振动。对简谐振动可以从两个方面进行定义或理解：
①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，叫做简谐振动。
②物体的振动参量，随时间按正弦或余弦规律变化的振动，叫做简谐振动，
3、描述振动的物理量
研究振动除了要用到位移、速度、加速度、动能、势能等物理量以外，为适应振动特点还要引入一些新的物理量。
⑴位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段叫做位移。位移是矢量，其最大值等于振幅。
⑵振幅A：做机械振动的物体离开平衡位置的 最大距离叫做振幅，振幅是标量，表示振动的强弱。振幅越大表示振动的机械能越大，做简揩振动物体的振幅大小不影响简揩振动的周期和频率。
⑶周期T：振动物体完成一次余振动所经历的时间叫做周期。所谓全振动是指物体从某一位置开始计时，物体第一次以相同的速度方向回到初始位置，叫做完成了一次全振动。 ⑷频率f：振动物体单位时间内完成全振动的次数。
⑸角频率ω：角频率也叫角速度，即圆周运动物体单位时间转过的弧度数。引入这个参量来描述振动的原因是人们在研究质点做匀速圆周运动的射影的运动规律时，发现质点射影做的是简谐振动。因此处理复杂的简谐振动问题时，可以将其转化为匀速圆周运动的射影进行处理，这种方法高考大纲不要求掌握。 周期、频率、角频率的关系是：T?12?，T?. ?f
⑹相位?：表示振动步调的物理量。
4、简谐运动的表达式
x?Αsin（?t??0）??sin（2?2?t??0）t??0，初相?0
振幅A，周期T，相位ΤΤ
5、简谐运动图象描述振动的物理量
1．直接描述量：
①振幅A；②周期T；③任意时刻的位移t.
2．间接描述量：
①频率f：f?12?
②角速度?：?? TT
③x-t图线上一点的切线的斜率等于v
二、单摆的周期与摆长的关系（实验、探究）
单摆周期公式：T?2?l g
上述公式是高考要考查的重点内容之一。对周期公式的理解和应用注意以下几个问题：
①简谐振动物体的周期和频率是由振动系统本身的条件决定的。
②单摆周期公式中的l是指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离，一般也叫等效摆长。 单 摆
③单摆周期公式中的g，由单摆所在的空间位置决定，还由单摆系统的运动状态决定。所以g也叫等效重力加速度。
三、受迫振动和共振
物体在周期性外力作用下的振动叫受迫振动。受迫振动
的规律是：物体做受迫振动的频率等于策动力的频率，而跟
物体固有频率无关。当策动力的频率跟物体固有频率相等
时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。共振是受迫振
动的一种特殊情况。
四、机械波
横波和纵波
横波的图象
1、机械波：机械振动在介质中的传播过程叫机械波，机械波产生的条件有两个：一是要有做机械振动的物体作为波源，二是要有能够传播机械振动的介质。
2、横波和纵波：质点的振动方向与波的传播方向垂直的叫横波。质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的叫纵波。气体、液体、固体都能传播纵波，但气体和液体不能传播横波，声波在空气中是纵波，声波的频率从20到2万赫兹。
3、机械波的特点：⑴每一质点都以它的平衡位置
为中心做简振振动；后一质点的振动总是落后于
带动它的前一质点的振动。⑵波只是传播运动形
式（振动）和振动能量，介质并不随波迁移。
4、横波的图象：用横坐标x表示在波的传播方向
上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。简谐波的图象是正弦曲线，也叫正弦波。简谐波的波形曲线与质点的振动图象都是正弦曲线，但他们的意义是不同的。波形曲线表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。
五、描述机械波的物理量——波长、波速和频率（周期）的关系
⑴波长λ：两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长。
⑵频率f：波的频率由波源决定，在任何介质中频率保持不变。
⑶波速v：单位时间内振动向外传播的距离。波速的大小由介质决定。 波速与波长和频率的关系：v??
六、波的干涉和衍射
衍射：波绕过障碍物或小孔继续传播的现象。产生显著衍射的条
件是障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。
干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，使某些
区域振动减弱，并且振动加强和振动减弱区域相互间隔的现象。产生
稳定干涉现象的条件是：两列波的频率相同，相差恒定。
稳定的干涉现象中，振动加强区和减弱区的
空间位置是不变的，加强区的振幅等于两列波振
幅之和，减弱区振幅等于两列波振幅之差。判断
加强与减弱区域的方法一般有两种：一是画峰谷
波形图，峰峰或谷谷相遇增强，峰谷相遇减弱。
二是相干波源振动相同时，某点到二波源程波差
是波长整数倍时振动增强，是半波长奇数倍时振
波的干涉 动减弱。干涉和衍射是波所特有的现象。
七、多普勒效应
1.多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。是奥地利物理学家多普勒在1842年发现的。
2.多普勒效应的成因：声源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，频率表示单位时间内完成的全振动的次数，因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数，而观察者听到的声音的音调，是由观察者接受到的频率，即单位时间接收到的完全波的个数决定的。
3.多普勒效应是波动过程共有的特征，不仅机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应。
八、电磁波及其应用、电磁波谱
一、麦克斯韦电磁场理论
变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场。
理解：均匀变化的磁场产生稳定电场， 非均匀变化的磁场产生变化电场；均匀变化的电场产生稳定磁场，非均匀变化的电场产生变化磁场。
二、电磁波
1、电磁场：如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场;这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场,变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体,这就是电磁场
这个过程可以用下图表达。
2、电磁波：电磁场由发生区域向远处的传播就是
3、电磁波的特点：(1) 电磁波是横波，电场强度E
和磁感应强度 B按正弦规律变化，二者相互垂直,均与波的传播方向垂。(2)电磁波可以在真空中传播，速度和光速相同。(3) 电磁波具有波的特性。
电磁波（谱）及其应用
⑴麦克斯韦计算出电磁波传播速度与光速相同，说明光具有电磁本质，提出光就是一种电磁波。
⑵电磁波谱
⑶电磁波的应用：
1、电视：电视信号是电视台先把影像信号转变为可以发射的电信号 ，发射出去后被接收的电信号通过还原，被还原为光的图象重现荧光屏。电子束把一幅图象按照各点的明暗情况，逐点变为强弱不同的信号电流，通过天线把带有图象信号的电磁波发射出去。
2、雷达工作原理：利用发射与接收之间的时间差，计算出物体的距离。
电磁波与机械波的比较：
共同点：都能产生干涉和衍射现象；它们波动的频率都取决于波源的频率；在不同介质中传播，频率都不变．
不同点：机械波的传播一定需要介质，其波速与介质的性质有关，与波的频率无关．而电磁波本身就是一种物质，它可以在真空中传播，也可以在介质中传播．电磁波在真空中传播的速度均为3.0×10s，在介质中传播时，波速和波长不仅与介质性质有关，还与频率有8
不同电磁波产生的机理：无线电波是振荡电路中自由电子作周期性的运动产生的；红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的；伦琴射线是原子内层电子受激发产生的；γ射线是原子核受激发产生的。
频率(波长)不同的电磁波表现出作用不同：红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感；紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒；伦琴射线有较强的穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，进行对人体的透视和检查部件的缺陷；γ射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用γ刀进行手术。
九、光的折射定律
光的折射定律，也叫斯涅耳定律：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．如果用n12来表示这个比例常数，就有sin?1?n12 sin?2
折射率：光从一种介质射入另一种介质时，虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数n，但是对不同的介质来说，这个常数n是不同的．这个常数n跟介质有关系，是一个反映介质的光学性质的物理量，我们把它叫做介质的折射率． 定义式：n12?sin?1（?1是光线在真空中与法线之间的夹角，?2是光线在介质中与法线sin?2
之间的夹角。）
光从真空射入某种介质时的折射率，叫做该种介质的绝对折射率，也简称为某种介质的折射率。
十、光的全反射
全反射现象：当光从光密介质进入光疏介质时,折射角大于入射角.当入射角增大到某一角度时,折射角等于90°，此时，折射光完全消失入射光全部反回原来的介质中，这种现象叫做全反射.
临界角：①定义:光从光密介质射向光疏介质时,折射角等于90°时的入射角，叫做临界角.②临界角的计算: sinC=1.
光导纤维：当光线射到光导纤维的端面上时，光线就折射进
入光导纤维内，经内芯与外套的界面发生多次全反射后，从
光导纤维的另一端面射出，而不从外套散逸,故光能损耗极
十一、光的干涉、衍射和偏振
（1）产生稳定干涉的条件：只有两列光波的频率相同，位相差恒定，振动方向一致的相干光源，才能产生光的干涉。由两个普通独立光源发出的光，不可能具有相同的频率，更不可
能存在固定的相差，因此，不能产生干涉现象。
（2）条纹宽度(或条纹间距) 相邻两条亮（暗）条纹的间距Δx为：?x?l? ． d
上式说明，两缝间距离越小、缝到屏的距离越大，光波的波长
越大，条纹的宽度就越大。当实验装置一定，红光的条纹间距最大，紫光的条纹间距最小。这表明不同色光的波长不同，红光最长，紫光最短。
（3）薄膜干涉及其应用
①干涉法检查精密部件的表面
取一个透明的标准样板，放在待检查的部件表面并在一端垫一薄片，使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气膜，用单色光从上面照射，入射光从空气层的上下表面反射出两列光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹，如图2-3甲所示。
是在透镜、棱镜等光学元件表面涂的一层氟化镁薄膜。当薄膜的两个表面上反射光的路程差等于半个波长时，反射回来的光抵消。从而增强了透射光的强度。显然增透膜的厚度应该等于光在该介质中波长的1/4。
①单缝衍射a) 单色光入射单缝时，出现明暗相同不等距条纹，中间亮条纹较宽，较亮两边亮 条纹较窄、较暗；b) 白光入射单缝时，出现彩色条纹。
② 圆孔衍射：光入射微小的圆孔时，出现明暗相间不等距的圆形条纹
③ 泊松亮斑
光入射圆屏时，在园屏后的影区内有一亮斑
⑵光发生衍射的条件:障碍物或孔的尺寸与光波波长相差不多，甚至此光波波长还小时，出现明显的衍射现象
自然光：从普通光源直接发生的天然光是无数偏振光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏于一定方向．这种沿着各个方向振动的光波的强度都相同的光叫自然光；太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向的平面内沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波强度都相同，这种光都是自然光．
自然光通过第一个偏振片P1（叫起偏器）后，相当于被一个“狭缝”卡了一下，只有振动方向跟“狭缝”方向平行的光波才能通过．自然光通过偏振片Pl后虽然变成了偏振光，但由于自然光中沿各个方向振动的光波强度都相同，所以不论晶片转到什么方向，都会有相同强度的光透射过来．再通过第二个偏振片P2（叫检偏器）去观察就不同了；不论旋转哪个偏振片，两偏振片透振方向平行时，透射光最强，两偏振片的透振方向垂直时，透射光最弱． 十二、激光的特性及应用
激光的特性：
①平行度非常好．激光束的光线平行度极好，从地面上发射的一束极细的激光束，到达月球表面时，也只发散成直径lm多的光斑，因此激光在地面上传播时，可以看成是不发散的． ②高度的相干性．激光器发射的激光，都集中在一个极窄的频率范围内，由于光的颜色是由频率决定的，因此激光器是最理想的单色光源．由于激光束的高度平行性及极强的单色性，因此激光是最好的相干光，用激光器作光源观察光的干涉和衍射现象，都能取得较好的效果． ③亮度高．所谓亮度，是指垂直于光线平面内单位面积上的发光功率，自然光源亮度最高的是太阳，而目前的高功率激光器，亮度可达太阳的1万倍．
十三、狭义相对论的基本假设
狭义相对论时空观与经典时空观的区别
爱因斯坦狭义相对性原理的两个基本假设：
⑴狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理定律都是相同的。
⑵光速不变原理：在不同的惯性参考系中，真空中的光速都是相同的。即光速与光源、观测者间的相对运动没有关系。
相对论的时空观：
经典物理学的时空观（牛顿物理学的绝对时空观）：时间和空间是脱离物质而存在的，是绝对的，空间与时间之间没有任何联系。
相对论的时空观（爱因斯坦相对论的相对时空观）：空间和时间都与物质的运动状态有关。 相对论的时空观更具有普遍性，但是经典物理学作为相对论的特例，在宏观低速运动时仍将发挥作用。
十四、同时的相对性、长度的相对性、质能关系
时间和空间的相对性(时长尺短)
1．同时的相对性：指两个事件，在一个惯性系中观察是同时的，但在另外一个惯性系中观察却不再是同时的。
2．长度的相对性：指相对于观察者运动的物体，在其运动方向的长度，总是小于物体静止时的长度。而在垂直于运动方向上，其长度保持不变。 长度收缩公式：l?l0?()
3．时间间隔的相对性：指某两个事件在不同的惯性系中观察，它们发生的时间间隔是不同的。 公式表示：?t?vc2??
式中：??表示与物体相对静止的观察者测得的时间间隔，?t表示与物体相对运动的观察者测得的时间间隔，v表示观察者与物体之间的相对速度。
4．质能方程
22公式：E?mc（或?E??m?c）
式中：m是物体的质量、E是物体具有的能量
2意义：①质量为m的物体，对应（不能说“具有”）的能量为mc。
②当质量减少（增加）?m时，就要释放出（吸收）?E??m?c的能量。
爱因斯坦质能方程从理论上预言了核能释放及原子能利用和原子弹研制的可能性。
动量守恒定律
1、动量：可以从两个侧面对动量进行定义或解释：①物体的质量跟其速度的乘积，叫做物体的动量。②动量是物体机械运动的一种量度。
动量的表达式P = mv。单位是kg?ms.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。动量守恒定律根据实际情况有多种表达式，一般常用等号左右分别表示系统作用前后的总动量。
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，而不是代数和。
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。
三、弹性碰撞和非弹性碰撞
碰撞：相互运动的物体相遇，在极短的时间内，通过相互作用，运动状态发生显著变化的过程叫碰撞。
⑴完全弹性碰撞：在弹性力的作用下，系统内只发生机械能的转移，无机械能的损失，称完全弹性碰撞。
⑵非弹性碰撞：非弹性碰撞：在非弹性力的作用下，部分机械能转化为物体的内能，机械能有了损失，称非弹性碰撞。
⑶完全非弹性碰撞：在完全非弹性力的作用下，机械能损失最大（转化为内能等），称完全非弹性碰撞。碰撞物体粘合在一起，具有相同的速度。
四、普朗克量子假说
黑体和黑体辐射
一、量子论
1.创立标志：1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《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：
①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。
②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的。
二、黑体和黑体辐射
1．热辐射现象
任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。
物体具有向四周辐射能量的本领，又有吸收外界辐射来的能量的本领。 黑体是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射的物体。 3．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。 五、光电效应
1、光电效应
⑴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。
⑵光电效应的实验规律：装置：如右图。 ①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。
②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。
③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。
④ 金属受到光照，光电子的发射一般不超过10秒。 2、波动说在光电效应上遇到的困难
波动说认为：光的能量即光的强度是由光波的振幅决定的与光的频率无关。所以波动说对解释上述实验规律中的①②④条都遇到困难 3、光子说
⑴量子论：1900年德国物理学家普朗克提出：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??h?.
⑵光子论：1905年爱因斯坦提出：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：??h?.
其中?是电磁波的频率，h为普朗克恒量：h=6.63×10J?s 4、光子论对光电效应的解释 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。 5．光电效应方程：Ek?h??W0
Ek 是光电子的最大初动能，当Ek =0 时，?c为极限频率，?c=
六、光的波粒二象性
光既表现出波动性，又表现出粒子性 大量光子表现出的波动性强，少量光子表现出的粒子性强；频率高的光子表现出的粒子性强，频率低的光子表现出的波动性强．
实物粒子也具有波动性，这种波称为德布罗意波，也叫物质波。满则下列关系：
从光子的概念上看，光波是一种概率波. 七、原子核式结构模型
1、电子的发现
1897年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。 2、粒子散射实验和原子核结构模型
⑴粒子散射实验：1909年，卢瑟福及助手盖革和马斯顿完成的.
①装置：如右图。 ②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。 ⑵原子的核式结构模型：
1911年，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。
原子核半径约为10m，原子轨道半径约为10m。 ⑶光谱
①观察光谱的仪器，分光镜
②光谱的分类，产生和特征
③ 光谱分析：
一种元素，在高温下发出一些特点波长的光，在低温下，也吸收这些波长的光，所以把明线光波中的亮线和吸收光谱中的暗线都称为该种元素的特征谱线，用来进行光谱分析。 八、氢原子光谱
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
1885年，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，,, 222n
式中R叫做里德伯常量，这个公式成为巴尔末公式。
氢原子光谱是分立的线状谱。 九、原子的能级
玻尔的原子模型
⑴原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾（两方面）
a电子绕核作圆周运动是加速运动，按照经典理论，加速运动的电荷，要不断地向周围发射电磁波，电子的能量就要不断减少，最后电子要落到原子核上，这与原子通常是稳定的事实相矛盾。
b电子绕核旋转时辐射电磁波的频率应等于电子绕核旋转的频率，随着旋转轨道的连续变小，电子辐射的电磁波的频率也应是连续变化，因此按照这种推理原子光谱应是连续光谱，这种原子光谱是线状光谱事实相矛盾。 ⑵玻尔理论
上述两个矛盾说明，经典电磁理论已不适用原子系统，玻尔从光谱学成就得到启发，利用普朗克的能量量了化的概念，提了三个假设：
①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。
②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=Em－En
③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。 ⑶玻尔的氢子模型：
①氢原子的能级公式和轨道半径公式：玻尔在三条假设基础上，利用经典电磁理论和牛顿力学，计算出氢原子核外电子的各条可能轨道的半径，以及电子在各条轨道上运行时原子的能量，（包括电子的动能和原子的热能。）
②氢原子的能级图：氢原子的各个定态的能量值，叫氢原子的能级。按能量的大小用图开像的表示出来即能级图。
其中n=1的定态称为基态。n=2以上的定态，称为激发态。 十、原子核的组成
1、天然放射现象
⑴天然放射现象的发现：1896年法国物理学，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。 放射性：物质能发射出上述射线的性质称放射性 放射性元素：具有放射性的元素称放射性元素
天然放射现象：某种元素自发地放射射线的现象，叫天然放射现象。这表明原子核存在精细结构，是可以再分的。 ⑵放射线的成份和性质：
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 十一、原子核的衰变
⑴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
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：0n?1H??1e.
?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。
⑵半衰期：放射性元素的原子核的半数发生衰变所需要的时间，称该元素的半衰期。
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。
十二、放射性的应用与防护
放射性同位素
放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素
同位素：具有相同的质子和不同中子数的原子互称同位素，放射性同位素：具有放射性的同位素叫放射性同位素。
正电子的发现：用粒子轰击铝时，发生核反应。
1934年，约里奥—居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷15P， 427301即：2He?13Al?15P?0n
30反应生成物P是磷的一种同位素，自然界没有天然的15P，它是通过核反应生成的人工放射
性同位素。
放射性同位素的应用：
①利用它的射线；②作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等。 十三、核反应方程
1.熟记一些实验事实的核反应方程式。
⑴卢瑟福用α粒子轰击氦核打出质子：147N?2He?8O?1H
⑵贝克勒耳和居里夫人发现天然放射现象：
α衰变：23892U?90Th?2He
β衰变：90Th?91Pa??1e
941⑶查德威克用α粒子轰击铍核打出中子：4Be?2He?126C?0n
⑷居里夫人发现正电子：
430Al?2He?15P?01n
⑸轻核聚变：0n?1H?1H??
⑹重核裂变：
U?01n?13654Xe?100n?38Sr
U?n?Ba?Kr?3n
2.熟记一些粒子的符号
α粒子（2、质子（1、中子（0、电子（?1、氘核（1、氚核（1He）H）e）H）H）3.n）
注意在核反应方程式中，质量数和电荷数是守恒的。 十四、重核裂变
释放核能的途径——裂变和聚变
⑴裂变反应：
①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：2Ba?36Kr?30n
②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. ③23592U裂变时平均每个核子放能约200Mev能量
⑵聚变反应：
①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： 1H?1H?2He?0n?17.6MeV
②一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。
③聚变反应的条件；几百万摄氏度的高温。
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