高中物理知識結(jié)構(gòu)體系一輪復習

1、高中物理所有知識體系簡表力學靜力學（必修1）力的概念和三種常見力重力、彈力、摩擦力力的合成和分解物體的平衡（相互作用）運動學（必修1、2）（選修3-4）直線運動勻速直線運動、勻變速直線運動曲線運動(運動的合成和分解)平拋物體運動勻速圓周運動天體運動問題機械振動（簡諧運動）阻尼振動、受迫振動機械波（橫波、縱波）反射、折射、干涉、衍射、疊加、多普勒效應動力學（運動和力）（必修1、2）（選修3-5）牛頓運動定律牛頓第一、二、三定律萬有引力與圓周運動功與能功、功率動能、勢能動能定理重力勢能、彈性勢能機械能守恒定律動量和沖量動量定理系統(tǒng)動量守恒定律電學電場（靜電場）（選修3-1）力的特性庫侖定律電場強度

2、電場線點電荷場強勻強電場場強帶電粒子在電場中的運動能的特性電荷的電勢能（電勢）電勢差電場力的功電容器電路（恒定電流）（選修3-1）電源電動勢閉合電路的歐姆定律內(nèi)電阻電流、電壓、功率歐姆表電阻串、并聯(lián)關(guān)系歐姆定律電功、電功率、電熱電阻定律磁學磁場（選修3-1）磁場的產(chǎn)生永磁體磁場電流磁場磁場的性質(zhì)磁感強度、磁通密度、磁感線安培力(左手定則)、洛侖茲力(左手定則)帶電粒子在磁場中運動磁通量磁通密度電磁感應（選修3-2）（選修3-4）產(chǎn)生的條件導體切割磁感線運動法拉第電磁感應定律右手定則穿過閉合電路所圍面積中磁通量發(fā)生變化法拉第電磁感應定律楞次定律自感電磁振蕩與電磁波互感變壓器和電能的輸送交變電流右

3、手定則光學幾何光學（選修3-4）光的直線傳播(均勻介質(zhì))本影、半影、日食、月食、小孔成像真空中的光速電磁波譜光的反射反射定律、平面鏡成像光的折射折射定律、全反射現(xiàn)象光的色散棱鏡：全反射棱射物理光學（光的本性）（選修3-4、5）光譜發(fā)射光譜吸收光譜連續(xù)、明線光譜光譜分析光的波動性光的干涉（雙縫、薄膜）、光的衍射光的粒子性光子、光電效應光的波粒二象性電磁波譜熱學(初中物理)(選修3-3)熱學的基本知識分子動理論分子無規(guī)則運動擴散、布朗運動動能（溫度）相互作用力勢能（體積）物體的內(nèi)能分子動能、熱能、物體的內(nèi)能熱和功內(nèi)能的改變做功、熱傳遞能量守恒定律熱力學第一、二定律氣體的性質(zhì)氣體的狀態(tài)描述物質(zhì)的量、

4、壓強、體積、溫度及其關(guān)系理想氣體狀態(tài)變化規(guī)律克拉貝龍方程一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程等溫過程、等壓過程、等容過程飽和汽、非飽和汽空氣的濕度原子物理(選修3-5)原子結(jié)構(gòu)核式模型、玻爾理論、電子云粒子散射實驗、放射、衰變、人工轉(zhuǎn)變、裂變、聚變原子核電磁學包括：電學和磁學兩大部分。包括電性和磁性交互關(guān)系，主要研究電磁波、電磁場以及有關(guān)電荷、帶電物體的動力學，二者很難清晰分割。電磁場和電磁波 電磁場是電磁作用的媒遞物，具有能量和動量，物質(zhì)存在的一種形式。其性質(zhì)、特征及運動變化規(guī)律由麥克斯韋方程組確定。電磁場總是以光速向四周傳播，形成電磁波。光學知識結(jié)構(gòu)體系幾何光學本影 半影 日食 月食 小孔成像發(fā)射光譜

5、 由發(fā)光物體直接產(chǎn)生的光譜叫發(fā)射光譜。物理光學折射定律 光線從第一種媒質(zhì)射入第二種媒質(zhì)時,入射線、折射線與法線共面，且分居法線兩側(cè)；入射角(i)與折射角(r)正弦的比值為一常量n，n=sini/sinr (n由兩種媒質(zhì)種類決定)，稱為第二種媒質(zhì)對第一種媒質(zhì)的折射率。如第一種媒質(zhì)是空氣或真空，n又稱為第二種媒質(zhì)的折射率。光的直線傳播(均勻介質(zhì))光的反射反射定律 入射線、反射線與法線共面，且分居法線兩側(cè)，入射角=反射角。光的折射全反射現(xiàn)象 光線從空氣或真空中射向其它媒質(zhì)(n密n疏)時，當入射角臨界角C時，折射光線完全消失,反射光最強.這種現(xiàn)象叫做全反射。SinC=1/n全反射棱射 橫截面是等腰直角

6、三角形的棱鏡叫全反射棱鏡。吸收光譜 連續(xù)光譜中某些波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜真空中光速 c = 3.0×108米/秒平面鏡成像 特點：成虛像;像與物等大小,正立,且與鏡面位置對稱。棱鏡 光從玻璃棱鏡的一個側(cè)面射入，從另一個側(cè)面射出時，出射光線跟入射光線相比，向底面偏折。明線光譜（線狀譜） 由一些不連續(xù)的亮線組成的光譜。各種元素都有一定的線狀譜，元素不同，線狀譜不同，故又稱原子光譜。光的色散 一束白光通過三棱鏡后發(fā)生色散,形成按一定次序(紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫)排列的光譜。色散現(xiàn)象表明：白光是由各種單色光組成的復色光，同種媒質(zhì)對不同色光的折射率不同，對紫光折射率最大，對紅光折射

7、率最小。光的本性光譜光的波動性光的粒子性連續(xù)光譜 由連續(xù)分布的一切波長的光組成的光譜。光譜分析 根據(jù)光譜來鑒別質(zhì)和確定它的化學組成，這種方法叫光譜分析。做光譜分析時，可利用明線光譜也可以利用吸收光譜。光電效應 在光的照射下，物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫光電效應。特點：入射光的頻率必須大于被照射金屬的極限頻率，才可以發(fā)生；光電子的最大初動能隨入射光的頻率增大而增大；光電子的發(fā)射是光照瞬間進行的；光電流的強度與入射光強度成正比。光子 光在空間傳播不是連續(xù)的，是一份一份的，每一份叫做一個光子。光子的能量E=hv，h=6.63×1034焦·秒，稱普朗克常量。愛因斯坦的光電方程：hvW=mv

8、2，其中W為逸出功，mv2為光電子最大初動能。光的衍射光的干涉（雙縫干涉、薄膜干涉）干涉的應用光的波粒二象性 光既有波動性，又有粒子性，故認為光具有波粒二象性（這里的波動性和粒子性都是微觀世界中的意義）。電磁波譜 無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、r射線，由低頻到高頻，構(gòu)成了范圍非常廣闊的電磁波譜。力學部分包括靜力學、運動學和動力學三部分 PART I 靜力學 三種常見的力物體的平衡力的合成與分解 一個力的作用效果，如果與幾個力的效果相同，則這個力叫那幾個力的合力，那幾個力叫這個力的分力。 由分力求合力的運算叫力的合成；由合力求分力的運算叫力的分解。力的概念定義 力是物體對物體的作用

9、。所以每一個實在的力都有施力物體和受力物體三要素 大小、方向、作用點矢量性 力的矢量性表現(xiàn)在它不僅有大小和方向，而且它的運算符合平行四邊形定則。效果 力的作用效果表現(xiàn)在，使物體產(chǎn)生形變以及改變物體的運動狀態(tài)兩個方面。摩擦力重力 由地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生。方向：總是豎直向下。大小Gmg。g為重力加速度，由于物體到地心的距離變化和地球自轉(zhuǎn)的影響，地球周圍各地g值不同。在地球表面，南極與北極g值較大，赤道g值較?。煌ǔＨ=9.8米秒2。重心的位置與物體的幾何形狀、質(zhì)量分布有關(guān)。 任何兩個物體之間的吸引力叫萬有引力， 。通常取引力常量G6.67×10-11牛·米2千克2。物體的重

10、力可以認為是地球?qū)ξ矬w的萬有引力。彈力 彈力產(chǎn)生在直接接觸并且發(fā)生了形變的物體之間。支持面上作用的彈力垂直于支持面；繩上作用的彈力沿著繩的收縮方向。胡克定律F=kx，k稱彈簧勁度系數(shù)?；瑒幽Σ亮?物體間發(fā)生相對滑動時，接觸面間產(chǎn)生的阻礙相對滑動的力，其方向與接觸面相切，與相對滑動的方向相反；其大小f=N。N為接觸面間的壓力。為動摩擦因數(shù)，由兩接觸面的材料和粗糙程度決定。靜摩擦力 相互接觸的物體間產(chǎn)生相對運動趨勢時，沿接觸面產(chǎn)生與相對運動趨勢方向相反的靜摩擦力。靜摩擦力的大小隨兩物體相對運動的“趨勢”強弱，在零和“最大靜摩擦力”之間變化?！白畲箪o摩擦力”的具體值，因兩物體的接觸面材料情況和壓力等

11、因素而異。物體的平衡概念：當物體受到幾個力的作用時處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，就說這幾個力平衡，這時的物體處于平衡狀態(tài)，且合力為零。共點力：作用在一個物體上的幾個力，作用于一點，或其延長線相交于一點。共點力作用下的物體的平衡條件：作用在一個物體上的幾個力，合力為零，即F合0，則物體是平衡的。 “平衡力”與“相互作用力”的關(guān)系是：都是大小相等、方向相反，并且在同一條直線上，但“平衡力”的兩個力的作用點在同一物體上，而“相互作用力”的兩個力分別作用在兩個物體上。PART II 運動力學直線運動曲線運動加速度方向與速度方向的關(guān)系 在直線運動中，若速度增加，則加速度與速度的方向相同；若速度減小，則

12、方向相反。運動的描述質(zhì)點 忽略物體的大小和形狀，將其看作一個“具有質(zhì)量”的物質(zhì)點。能否看成質(zhì)點與研究問題的性質(zhì)有關(guān)。參考系 運動是相對的。描述物體運動時，用于參考，觀察其相對運動的物體。參考系可任選，以對研究問題簡單、方便為準。 坐標系 描述物體運動時，在參考系上建立的適當?shù)淖鴺讼?。時間、位移 描述質(zhì)點運動的物理量。位移是矢量，時間是標量。速度、加速度 速度的變化量與變化時間段的比值，為加速度，矢量， m/s2。，矢量，m/s。運動的合成與分解 已知分運動求合運動叫運動的合成，已知合運動求分運動叫運動的分解。運動的合成與分解遵守平行四邊形定則勻速率圓周運動 特點：合外力總指向圓心（又稱向心力）

13、。描述量：線速度V，角速度，向心加速度，圓軌道半徑r，圓運動周期T。規(guī)律：F= m =m2r = m 勻速直線運動 vS/t變速直線運動 萬有引力定律：； ； 適用范圍：l 兩個質(zhì)點間的引力，R為兩個質(zhì)點間的距離l 兩個質(zhì)量分布均勻的球體之間的引力，R為兩球心間的距離l 一質(zhì)量分布均勻的球體與球外一質(zhì)點間的引力，R為球心到質(zhì)點間的距離應用： l 天體運動問題分析l 人造地球衛(wèi)星l 宇宙速度平拋物體的運動 特點：初速度水平，只受重力。 分析：水平勻速直線運動與豎直方向自由落體的合運動。規(guī)律：水平方向 vx = v0，x=v0t 豎直方向 vy = gt， 合速度 與x正向夾角tg=勻變速直線運動

14、 彈力產(chǎn)生在直接接觸并且發(fā)生了形變的物體之間。支持面上作用的彈力垂直于支持面；繩上作用的彈力沿著繩的收縮方向。速度規(guī)律 vtv0 +at 位移規(guī)律 速度位移關(guān)系 自由落體運動速度規(guī)律 vtgt 位移規(guī)律 速度位移關(guān)系 非勻變速直線運動 平均速度、瞬時速度機械振動簡諧運動 物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，且總是指向平衡位置的回復力作用下的振動，叫做簡諧振動。也稱為無阻尼振動或等幅振動。特征：振幅保持不變的自由振動。描述量：振幅A，周期T，頻率f 1/T。x-t圖像：正弦曲線或余弦曲線 振動能：動能和勢能之和，機械能守恒相關(guān)物理量的周期性變化：位移、回復力、即時速度、即時加速度，動能與勢能等

15、。受力特征：回復力F=-kxm2x 基本模型：單擺（<10°）： 彈簧振子：，；衍射 波傳播過程中遇到孔和障礙物時，繞過孔和障礙物的現(xiàn)象叫波的衍射。發(fā)生明顯衍射的條件是孔、障礙物的尺寸與波長可比擬。 衍射是波特有的現(xiàn)象。干涉 波的疊加：兩列波重疊區(qū)域，任何一點的位移等于兩列波引起的位移的矢量和。二列頻率相同、振動方向相同的波相遇，使媒質(zhì)中有的地方振動加強，有的地方振動減弱，且加強與減弱部分相間隔的現(xiàn)象叫波的干涉。干涉是波特有的現(xiàn)象。干涉區(qū)域內(nèi)某點是振動最強點還是振動最弱點的充要條件： 最強：該點到兩個波源的路程之差是波長的整數(shù)倍，即=n 最弱：該點到兩個波源的路程之差是半波長的

16、奇數(shù)倍，即=(2n+1)/2機械波 振動在媒質(zhì)中傳播形成波；媒質(zhì)各點都在各自平衡位置附近振動但不隨波形一起遷移，波是能量傳遞的一種形式。描述量：波幅A，波長，波速V，周期T，頻率f。描述公式：V=/T=f； 波速大小由傳播振動的介質(zhì)特性所決定；波的頻率等于質(zhì)點振動頻率，大小由振源決定，與介質(zhì)無關(guān)；波長由波源和介質(zhì)決定波的圖像：表述了某一時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的狀況。為正弦曲線或余弦曲線（與振動圖像很相似，但是有本質(zhì)區(qū)別）波的類型：橫波和縱波。波的例子：聲波（超聲波、次聲波、可聽聲波20-20190Hz）阻尼振動 定義：振幅逐漸減小的自由振動叫阻尼振動。特征：振幅遞減原因：振動能逐漸轉(zhuǎn)化為其他

17、形式的能。自由振動受迫振動受迫振動 定義：物體在周期性外力（驅(qū)動力）作用下的振動叫受迫振動。特征：受迫振動穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動力的頻率；而當驅(qū)動力的頻率接近振動物體的固有頻率時，受迫振動振幅增大的現(xiàn)象叫共振。機械波波的特性：1、 波的疊加原理：各列波彼此通過，互不干擾；介質(zhì)質(zhì)點位移等于各位移的矢量和2、 波的特有現(xiàn)象：l 波的衍射 繞過障礙物或孔繼續(xù)傳播的現(xiàn)象l 波的干涉 兩列波在相遇的區(qū)域內(nèi)疊加形式的一種現(xiàn)象3、 特殊現(xiàn)象：多普勒效應波的形成條件 波源和介質(zhì)波的形成原因 介質(zhì)質(zhì)點之間有相互作用波的實質(zhì) l 傳遞振動的形式、能量和信息，質(zhì)點并不隨著波動而遷移；l 后一質(zhì)點的振動滯后于前一質(zhì)點，

18、且重復前一質(zhì)點的振動；l 每個質(zhì)點的的起振方向是相同的。多普勒效應 波源與觀察者之間有相對運動時，觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。波源與觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率增大PART III 動力學運動和力牛頓第一定律 一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。 慣性 物體的這種性質(zhì)叫做慣性。慣性是物體的固有屬性，衡量慣性的大小的物理量是質(zhì)量。彈性勢能 物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能。重力勢能 EPmgh h為物體距零勢能位置的高度。零勢能位置可依具體問題解題方便而定，故重力勢能的大小只有相對的意義。重力勢能的變化表示了重力做功的多少。沖量 力和力的作用時間的

19、乘積叫做力的沖量 單位 牛·秒。沖量的方向，即力的方向。牛頓第三定律 兩個物體間相互作用力與反作用力，總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。 (作用力與反作用力同時產(chǎn)生，同時消失，是同種性質(zhì)的力，它們分別作用在不同的物體上，不存在“平衡問題。)牛頓運動定律功和能功 功是能量轉(zhuǎn)換的量度，即：有功必有能量形式的轉(zhuǎn)換做了多少功就有多少能量發(fā)生了形式轉(zhuǎn)換。W=FScos (兩個要素： 力力方向上有位移)單位:焦(J)正功 ：表示動力功(即力與位移夾角小于900) 。 負功：表示阻力功(即力與位移夾角大于900。)沖量和動量動量 物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動量 單位：千克·米秒

20、。動量的方向，即速度的方向。動能定理 合外力所做的功等于物體動能的變化。W=EK2EK1 定理適用于變力做功的過程 動量定理 物體所受合力的沖量等于物體的動量變化。 表達式Ft=P末-P初 （動量定理適用于變力作用的過程）牛頓第二定律 物體加速度的大小跟它所受合外力的大小成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。加速度的方向與合外力方向相同。表達式F合=ma，其中F單位：牛（N）；m單位：千克（kg）；a單位：米秒2(m/s2)。意義：力是改變物體運動狀態(tài)的原因。功率 平均功率P=W/t ；單位：瓦（焦秒） 即時功率P=FVcos，單位：瓦（焦秒）動能 物體由于運動所具有的能。動能是運動狀態(tài)的函數(shù)，動能是標

21、量勢能 由于物體之間相對位置和物體各部分間相對位置決定的能叫勢能。機械能守恒定律(動能和勢能統(tǒng)稱機械能)機械能 在只有重力做功的情形下，物體的動能和重力勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變。同樣，在只有彈力做功的情形下，物體的動能和彈性勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，機械能總量也保持不變。系統(tǒng)動量守恒定律 系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變物質(zhì)是由大量分子組成的 油膜法測分子的直徑；分子直徑數(shù)量級1010m，分子質(zhì)量數(shù)量級1026kg 阿伏伽德羅常數(shù) NA=6.02×10 23mol1。是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁。它把物質(zhì)的摩爾質(zhì)量、摩爾體積這些宏觀物理量和分子質(zhì)量

22、、分子體積這些微觀物理量聯(lián)系起來了。分子勢能 分子間由相互作用力和相對位置決定的能量。分子勢能在微觀上決定著分子間距。宏觀上決定著物體的體積V擴散 不同的物質(zhì)相互接觸時，彼此進入對方的現(xiàn)象。擴散現(xiàn)象說明了分子不停地做無規(guī)則運動及分子間有間隙。溫度越高，擴散過程就越快，這說明溫度越高，分子的無規(guī)則運動的速度就越大。改變物體內(nèi)能的方式 做功：其他形式的能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化；熱傳遞：物體間(或物體各部分之間)內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。二者雖然是等效，但本質(zhì)不同。分子間作用力 分子間存在相互作用力，且引力和斥力同時存在，都隨距離增大而減小。且斥力減小得快。分子間作用力的合力稱之為分子力。熱學的基本知識分子的動能： 分子由于

23、熱運動而具有的能量；由溫度T決定。溫度的微觀含義：分子平均動能大小的標志，反映分子熱運動的激烈程度物體的內(nèi)能 組成物體的所有分子的動能和勢能的總和；l 內(nèi)能是宏觀量，只對大量分子組成的物體有意義，對個別分子無意義。l 物體的內(nèi)能由分子數(shù)量(物質(zhì)的量)、溫度(分子平均動能)、體積(分子間勢能)決定，與物體的宏觀機械運動狀態(tài)無關(guān)內(nèi)能與機械能無必然聯(lián)系l 溫度是分子平均動能大小的標志，溫度相同時任何物體的分子平均動能相等，但平均速率一般不等（分子質(zhì)量不同）l 分子力做正功分子勢能減少，分子力做負功分子勢能增加。l 分子勢能為零一共有兩處，一處在無窮遠處，另一處小于r0，分子力為零時分子勢能最小，而不

24、是零。l 理想氣體分子間作用力為零，分子勢能為零，只有分子動能。熱力學第一定律 一個熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和。即外界對物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q等于物體內(nèi)能的增加U，即U=Q+W。其中，當外界對物體做功時W取正，物體克服外力做功時W取負；當物體從外界吸熱時Q取正，物體向外界放熱時Q取負；U為正表示物體內(nèi)能增加，U為負表示物體內(nèi)能減小。分子熱運動 分子永不停息地做無規(guī)則運動擴散現(xiàn)象；布朗運動能量守恒定律 能量既不會憑空消失，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不

25、變。熱和功物體的內(nèi)能分子動理論布朗運動 懸浮在液體中的固體顆粒永不停息的無規(guī)則運動。注意：形成條件：微粒足夠小。溫度越高，運動越激烈。觀察到的是固體微粒(非液體和固體分子)的無規(guī)則運動，反映的是液體分子運動的無規(guī)則性。實驗中描繪的是某固體微粒每隔30s的位置連線，不是該微粒的運動軌跡。r=r0時，最??； r>r0時，r增大，則分子力做功，分子勢能增加，r減小，分子力做正功，勢能減小； r<r0時，r增大，則分子力做正功，勢能減小，r減小，克服分子力做功，勢能增加r0=1010m；r = r0時，f引=f斥；rr0時，f引f斥；rr0時，f引f斥。熱力學第二定律 克勞修斯表述:不可能

26、使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化(按熱傳導的方向性表述)。開爾文表述:不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化（按機械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性表述）。第二類永動機(只從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ灰鹌渌兓臒釞C。)是不可能制成的。熱力學第二定律的微觀解釋:熵增加原理：一個孤立系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展，而熵值較大代表著較為無序，所以自發(fā)的宏觀過程總是向無序度更大的方向發(fā)展。因此熱力學第二定律也叫做熵增加原理。熱力學第二定律的微觀意義：一切自然過程總是沿著分子熱運動無序性增大的方向進行。熱力學第三定律：兩種溫度間的關(guān)系可以表示為：T = t+273.15K和T =t，要注意兩種單位制下每一度的間隔是相同的。0K是低溫的極限，它表示所有分子都停止