1、高中物理 公式及知识点汇总一、力1、 重力: G = mgg 随离地面高度、纬度、地质结构而变化;重力约等于地面上物体受到的地球引力2、摩擦力的公式:2-1、滑动摩擦力: f= N N 为接触面间的弹力,可以大于G;也可以等于 G;也可以小于 G 为滑动摩擦因数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力 N 无关。2-2、静摩擦力:其大小与其他力有关, 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,不与正压力成正比。 注:最大静摩擦力,与正压力有关2-3、关于摩擦力:a 、摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反。 b、摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功
2、。 c、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。 d、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体可以受静摩擦力的作用。3、 弹力: 胡克定律: F = kxx 为伸长量或压缩量;k 为劲度系数,只与弹簧的原长、粗细和材料有关4、 浮力: F= gV5、 万有引力: 2rGMm万FG(引力常量 ) 6.6710-11Nm2/kg2,方向在它们的连线上M:天体质量(kg)m:天体质量(kg)r:天体半径(m)6、库仑力: F=k 2rQq7、电场力: F=Eqk(静电力常量):k=9.0x109Nm2/C2( N:牛;m:米;C :库仑)Q、q:两点电荷分别的带电量(单位:库
3、仑) 。r:两点电荷之间的距离(单位:米)电场力和库仑力的区别库仑力是电子和电子之间的作用力电场力是电场和电子之间产生的作用力8、磁场力:8-1、洛仑兹力: 条件:Bqvf)(vBB:电场强度单位:特斯拉,简称特(T) 。q:电荷带电量,单位:库仑。v:电荷运动速度,单位:米/秒。判断方向使用左手定则:磁感线穿过掌心、四指指向电荷运动方向。8-2、安培力 : 条件:BILf)(I判断方向使用左手定则:磁感线穿过掌心、四指指向电流运动方向。9、分子间的引力和斥力:(1)rr0,f 引 f 斥 ,F 分子力 表现为引力 (4)r10r0,f 引 f 斥 0,F 分子力 0,E 分子势能 0 10、
4、力的合成与分解:10-1、同一直线上力的合成同向:同向:FF1+F2,反向:FF1-F2 (F1F2)10-2、互成角度力的合成:cos2121(余弦定理) F1F 2 时:F 21F10-3、合力大小范围: |F1-F2| F|F 1+F2|10-4、力的正交分解: FxFcos FyFsin 为合力与 x 轴之间的夹角tgFy/Fx10-5、共点力作用下物体的平衡条件:1、F 合=0 或 : Fx 合=0 Fy 合=0静止或匀速直线运动的物体,所受合外力为零。推论:1非平行的三个力作用于物体而平衡,则这三个力一定共点。 2三个共点力作用于物体而平衡,其中任意两个力的合力与第三个力一定等值反
5、向11、力矩: M=FL L 为力臂,是转动轴到力的作用线的垂直距离注: (1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则; (2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立; (3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图; (4)F1 与 F2 的值一定时,F1 与 F2 的夹角( 角) 越大,合力越小; (5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算。二、运动1、牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,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状态为止 2、牛顿第二定律: F = ma 适用范围
6、:宏观、低速物体xmaFy理解:(1)矢量性 (2 )瞬时性3、牛顿第三运动定律: F-F负号表示方向相反,F、F 各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动超重:FNG ,失重:FN0;反向则 ar9-3、受迫振动频率特点 ff 驱动力f(频率)等于驱动力的频率(f 驱动力 )9-4、发生共振条件 f 驱动力 f 固驱动力频率等于系统的固有频率。9-5、机械波、横波、纵波9-5-1、波速 vs/tf/T:波长T:周期f:频率s:距离t:时间波传播过程中,一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定9-5-2、声波的波速0: 332m/s;20:344m/s;30:3
7、49m/s;声波是纵波9-5-3、波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件障碍物或孔的尺寸比波长小,或者相差不大9-5-4、.波的干涉条件两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)9-5-5、多普勒效应由于波源与观测者间的相互运动,导致波源发射频率与接收频率不同相互接近,接收频率增大,反之,减小注: (1)物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关,取决于振动系统本身; (2)加强区是波峰与波峰或波谷与波谷相遇处,减弱区则是波峰与波谷相遇处; (3)波只是传播了振动,介质本身不随波发生迁移,是传递能量的一种方式; (4)干涉与衍射是波特有的; (5)振动图象与波动图象(6)其它相关内容
8、:超声波及其应用/振动中的能量转化。 10、万有引力10-1、开普勒第三定律: T2/R3K(4 2/GM)R:轨道半径, T:周期,K:常量(与行星质量无关,取决于中心天体的质量)10-2、万有引力定律: FGMm/r 2G(引力常量 ) 6.6710-11Nm2/kg2,方向在它们的连线上M:天体质量(kg)m:天体质量(kg)r:天体半径(m)10-3、宇宙速度 22rGmv万有引力充当向心力10-4、天体上的重力和重力加速度:GMm/R2mggGM/R 2R:天体半径 (m),M:天体质量(kg)10-5、卫星绕行速度、角速度、周期:V ;rM ;3GT Mr2M:中心天体质量10-6
9、、第一( 二、三) 宇宙速度V1 地地g 7.9km/s ;地rGV211.2km/s;V316.7km/s10-7、 、地球同步卫星 GMm/(r 地 +h)2m4 2(r 地 +h)/T2h36000km,h: 距地球表面的高度,r 地:地球的半径注: (1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F 向F 万; (2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等; (3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同; (4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小(一同三反) ; (5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为 7.9km/s。 三、冲量与动量1、
10、动量和冲量: 动量:P = mV冲量:I = F t2 、动量定理: F 合 t = mv - mv 物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。3、动量守恒定律: m1v1 + m2v2 = m1 v1+ m2v2相互作用的物体系统,如果不受外力,或它们所受的外力之和为零,它们的总动量保持不变。 (研究对象:相互作用的两个物体或多个物体) 适用条件:(1)系统不受外力作用。(2)系统受外力作用,但合外力为零。 (3)系统受外力作用,合外力也不为零,但合外力远小于物体间的相互作用力。 (4)系统在某一个方向的合外力为零,在这个方向的动量守恒。 四、功和能1、 功 : W = Fs cosq(1)
11、理解正功、零功、负功 (2) 功是能量转化的量度 重力的功量度重力势能的变化 电场力的功量度电势能的变化 分子力的功量度分子势能的变化 合外力的功量度动能的变化 W:功(J),F:恒力(N),s:位移 (m),:F 、s 间的夹角2、重力做功: Wab mghabm:物体的质量,g9.8m/s 210m/s 2,h ab: a 与 b高度差(h abh a-hb)3、电场力做功: WabqU ab q:电量(C) ,Uab:a 与 b 之间电势差(V)即 Uaba b4、.电功: WUIt U:电压(V) ,I:电流(A) ,t:通电时间(s)5、功率: PW/t P:功率瓦(W),W:t 时
12、间内所做的功(J), t:做功所用时间 (s)6、汽车牵引力的功率:PFvP 平 Fv 平vmaxP 额/FP:瞬时功率,P 平:平均功率汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度7、电功率: P UI U:电路电压(V),I:电路电流(A)8、焦耳定律: QI2Rt Q:电热(J) ,I:电流强度(A),R:电阻值(),t:通电时间(s)9、纯电阻电路IU/R;P UIU2/RI2R;QW UItU2t/R I2Rt10、 动能和势能:动能: Ek = 21mv重力势能:Ep = mgh电势能:EAqAEk:动能 (J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)EP :重
13、力势能(J),g: 重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起)重力势能与零势能面的选择有关EA:带电体在 A 点的电势能(J),q: 电量(C),A:A 点的电势(V)(从零势能面起)11、动能定理: W 合 或 W 合2021mvtE K (对物体做正功,物体的动能增加 )W 合:外力对物体做的总功,E K:动能变化 E K( )2021mvt12、机械能守恒定律:E 0 或 EK1+EP1E K2+EP2mv12/2+mgh1mv 22/2+mgh2机械能 = 动能+重力势能+弹性势能条件:系统只有内部的重力或弹力做功。13、重力做功与重力势能的变化 WG-E P重力做功等于物体重力势
14、能增量的负值注: (1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少; (2)O 0R 真 选用电路条件 RxRA 或 Rx(RARV)1/21-10-2、伏安法测电阻-电流表外接法:电流表示数:IIR+IV Rx 的测量值U/IUR/(IR+IV)RVRx/(RV+R)r0,f 引 f 斥 ,F 分子力 表现为引力 (4)r10r0,f 引 f 斥 0,F 分子力 0,E 分子势能 0 4、气体的性质4-1、气体的状态参量:4-1-1、温度:宏观上,物体的冷热程度;微观上,物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志。4-1-2、热力学温度与摄氏温度关系: Tt+273 T:热力学温度(K)t:
15、摄氏温度()4-1-3、体积 V: 1m310 3L10 6mL 气体分子所能占据的空间4-1-4、压强 p:标准大气压:1atm1.013 105Pa76cmHg(1Pa1N/m 2) 单位面积上,大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力4-2、气体分子运动的特点:分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外,相互作用力微弱;分子运动速率很大 4-3、理想气体的状态方程: p1V1/T1p 2V2/T2 PV/T恒量T 为热力学温度(K)注: (1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关; (2) 理想气体的状态方程成立条件均为一定质量的理想气体,使用公式时要注意温度的单位:T 为
16、热力学温度(K) ,而不是 t,t 为摄氏温度()。 注: (1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小,布朗运动越明显,温度越高越剧烈; (2)温度是分子平均动能的标志; 3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快; (4)分子力做正功,分子势能减小,在 r0 处 F 引F 斥且分子势能最小; (5)气体膨胀,外界对气体做负功 W0;吸收热量,Q0 (6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和,对于理想气体分子间作用力为零,分子势能为零; (7)r0 为分子处于平衡状态时,分子间的距离; 七、光学1、光的折射定律: n1sin1 = n2sin2n1 和
17、 n2 分别是两个介质的折射率1 和 2 分别是入射光(或折射光)与界面法线的夹角,叫做入射角和折射角。1-1、介质的折射率:当光由光密介质(折射率 n1 比较大的介质)射入光疏介质(折射率 n2 比较小的介质)时(比如由水入射到空气中) ,如果入射角大于某一个值 c 时,折射角的正弦将大于 1。这在数学上是没有意义的。此时,不存在折射光,而只存在反射光。 。而 c 叫做全反射角,它的值取决与两种介质的折射率的比值。例:水的折射率为 1.33,空气的折射率近似等于 1.00,全反射角等于 arcsin(1.00/1.33) = 48.8 度。1-2、 、全反射的条件: 光必须由光密介质射向光疏
18、介质 入射角必须大于临界角(C)1-3、光密介质和光疏介质:所谓光密介质和光疏介质是相对的,两物质相比, 折射率较小的,就为光疏介质,折射率较大的,就为光密介质。例如,水折射率大于空气,所以相对于空气而言,水就是光密介质,而玻璃的折射率比水大,所以相对于玻璃而言,水就是光疏介质。2、双缝干涉的规律:亮纹:光程差 =k( k=0, 1, 2,等)暗纹:光程差 =( 2k-1) /2 (k=1,2,3,等)空间的某点距离光源 S1 和S2 的路程差为 0、1 、2 、3 、等波长的整数倍(半波长的奇数倍)时,该点为振动加强点。空间的某点距离光源 S1 和S2 的路程差为 /2、3 /2、5/2、等
19、半波长的奇数倍时,该点为振动减弱点。2-1、相邻的两条明条纹(或暗条纹)间的距离: dLx在狭缝间的距离、狭缝与屏的距离都不变的条件下,用不同颜色的光做实验,条纹间的距离是不同的。红光的条纹间距最大,紫光的条纹间距最小。 红光的波长最长,紫光的波长最短。3、光的本性3-1、光的本质:波粒二象性光是具有微粒性和波动性的电磁波 波动性:大量光子表现出来的现象(几率波) 粒子性:少量光子的运动 光的微粒说牛顿 光的波动说惠更斯 电磁波理论麦克斯韦 光子说爱因斯坦 3-2、光的波动说惠更斯1、 波的干涉 两列波干涉的条件:频率相同,相差恒定。 1801 年,英国物理学家托马斯杨把一束光分成了两束,再使
20、这两束光干涉,从而完成了干涉现象的实验,即双缝干涉实验。 双缝干涉实验如果用白光做光源,得到的是彩色条纹,如果用单色光做光源,得到的是明暗相间的条纹,相邻条纹的间隔x= 。公式中的 d 为双缝间的距离,L 为双缝与屏间的距离, 为所用单色光的波长。 光的干涉在日常生活中和生产中有广泛的应用。 薄膜干涉肥皂胞,油膜:在介质与空气的两个接触面,反射光线互相叠加形成干涉图象; 增透膜:当介质厚度等于光在该介质中的波长的 1/4 时,反射光干涉相消,透射光强度增强; 检查工件表面平整度:如图,检查中所观察到的干涉条纹是由 a 的下表面和 b 的上表面反射的光线叠加而成的。 2、 光的衍射:如果光在传播
21、过程中遇到了足够小的障碍物,也可绕过障碍物传播,即光也可发生衍射。单缝衍射:白光照射:彩色条纹,中间为亮条纹,条纹间距不等; 单色光照射:明暗相距,中间为亮条纹,最宽; 圆孔衍射:明暗相距同心圆环,中央明暗与屏到圆孔的距离有关。 圆屏衍射:明暗相间同心圆环,中央是亮斑(即“泊松亮斑” ) 3-3、光的电磁说和电磁波谱麦克斯韦I)光的电磁说 1、光是一种频率极高(波长 短)的电磁波(变化电场变化磁场变化电场) ,光波的振动方向(光矢量)是指电磁波振荡中电场矢量的方向光波是横波。 2、光的传播不需要介质,可在真空中传播 C=3.00108m/s。 3、光波的产生由原子内部电子受激发时产生。 4、能
22、产生反射、折射、干涉、衍射。 5、意义:把光现象和电磁现象统一起来,指出它们的一致性,再一次证明自然现象之间是相互联系的;解决了光的波动说在传播介质上遇到的困难,认识到光波与机械波有本质的不同;波速公式 v=f 适合于各种电磁波。 II)电磁波谱 电磁波是个大家族,可见光是很窄的一波段,还有许多不可见光: 1、几种不可见光 红外线: (1)性质:(0.76 微米1000 微米) ,热效应显著,光化学作用比可见光差,易于被物质吸收,长波红外线能在薄雾中穿过。 (2)产生:是原子的外层电子由激发态低能级态跃迁发射出的。 (3)应用:夜视仪、红外遥感技术。 紫外线: (1)性质:(0.4 微米0.6
23、10-2 微米) ,光化学作用显著;能使荧光物质发光,玻璃是紫外线的不透明体;生理作用消毒,对人眼视网膜、皮膜有强烈的破坏作用。 (2)产生:是由原子的外层电子由激发态低能级态跃迁时放出的。 (3)应用:感光技术、医用消毒 伦琴射线(x 射线) (1)产生:高速电子流射在任何固体上均会发生伦琴射线: 是由原子的内层电子受激发而产生。 (2)性质:(0.0620 埃) ,具有很强的穿透本领,能穿过许多可见光不透过物质,可使许多固体发生荧光,使底片感光,空气电离。 (3)应用:工业破坏性材料的检测,用于晶体结构的分析,医用透视。 射线:原子核受到激发后产生。 III)光谱 1、发射光谱:由发光体直
24、接产生的光谱(如电灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光。 ) a、连续光谱 产生条件:炽热的固体液体和高压气体发光。 光谱形式:连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱。 b、明线光谱:(原子光谱)光谱管辉光放电 产生条件:稀薄气体或金属蒸气发射的光谱,是游离态原子发射出。 光谱形式:只有一些不连续的亮线光谱。 2、吸收光谱:高温物发出白光(连续分布一切波长的可见光)通过物质时某些波长的光被物质吸收后产生的光谱。 光谱形式:用分光镜观察时,见到连续光谱背景上一些暗线。 如:太阳光谱是太阳内部发出的强光经过温度较低的太阳大气层时产生的是吸收光谱。 3-4、光子说 爱因斯坦1、光电效应:在光的照射下
25、物体中发射出电子的现象。紫外线照射锌板使验电器带正电。2、光电效应实验现象: 1)在单位时间内由阴极 K 释放出的光电子数与入射光的强度成正比。 2)由阴极 K 释放出的光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大,与入射光强度无关。 3)对任何一种金属,入射光的频率必须大于某一极限频率才能发生光电效应。 4)光照与光电子发射出金属表面是同时发生。 3、爱因斯坦的光子说:在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫做光子。光子的能量跟它的频率成正比,即 E=h,光子说可以很好地解释光电效应规律。 八、原子和原子核1、 轨道量子化假设(玻尔的原子模型) 、 321nhmvr轨道半径跟电了动量
26、 mv 的乘积等于 h/ 的整数倍2n 为正整数,称量数数2、 玻尔的氢子模型: Enr123、 、 En: 氢原子的能量rn: 和电子轨道半径其中 E1、r 1 为离核最近的第一条轨道(即 n=1)的氢原子能量和轨道半径。即:E1=13.6ev, r1=0.5310-10m(以电子距原子核无穷远时电势能为零计算)3、 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。4、放射线的成份和性质:性 质成 份 组 成 电离作用 贯穿能力射 线氦核组成的粒子流 很 强 很 弱射 线高速电子流
27、 较 强 较 强射 线高频光子 很 弱 很 强5、原子核的衰变:类 型 衰变方程 规 律衰 变 新核 电 荷 数 减 少质 量 数 减 少 24衰 变 新核 电 荷 数 增 加质 量 数 不 变 1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中,电荷数和质量数守恒射线是伴随 衰变放射出来的高频光子流、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:6、半衰期: mtTo2/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。m0: 测得质量为T:半衰期为经时间 t 后,剩余未衰变的放射性元素的质量为 m7、质子的
28、发现: 7142817NHeO1919 年,卢瑟福用 粒子轰击氦原子核发现了质子。8、中子的发现: 1932 年,查德威克用 粒子轰击铍核,发现中子。9、原子核的组成和放射性同位素:9-1、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: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9-2、放射性同位素: 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。9-3、正电子的发现: 用 粒子轰击铝时,发生核反应。发生+ 衰变,放出正电子10、核能:核子结合成的子核或将原子核分解为核子时,都要放出或吸收能量,称为核能。11
29、、质能方程: Emc2爱因斯坦提出物体的质量和能量的关系12、裂变和聚变12-1、裂变反应: 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: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:有 中 子 进 入 裂 变 物 质 临 界 体 积裂 变 物 质 的 体 积 , 超 过)ba 裂变时平均每个核子放能约 1Mev 能量1kg 全部裂变放出的能量相当于 2500 吨优质煤完全燃烧放出能量12-2、聚变反应: 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: 123240176HenMev.平均每个核子放出
30、3Mev 的能量聚变反应的条件;几百万摄氏度的高温复习建议: 1、高中物理的主干知识为力学和电磁学,两部分内容各占高考的 38,这些内容主要出现在计算题和实验题中。 力学的重点是: 力与物体运动的关系;万有引力定律在天文学上的应用;动量守恒和能量守恒定律的应用;振动和波等等。解决力学问题首要任务是明确研究的对象和过程,分析物理情景,建立正确的模型。解题常有三种途径: 如果是匀变速过程,通常可以利用运动学公式和牛顿定律来求解; 如果涉及力与时间问题,通常可以用动量的观点来求解,代表规律是动量定理和动量守恒定律; 如果涉及力与位移问题,通常可以用能量的观点来求解,代表规律是动能定理和机械能守恒定律(或能量守恒定律) 。后两种方法由于只要考虑初、末状态,尤其适用过程复杂的变加速运动,但要注意两大守恒定律都是有条件的。 电磁学的重点是: 电场的性质; 电路的分析、设计与计算; 带电粒子在电场、磁场中的运动; 电磁感应现象中的力的问题、能量问题等等。2、热学、光学、原子和原子核,这三部分内容在高考中各占约 8,由于高考要求知识覆盖面广,而这些内容的分数相对较少,所以多以选择、实验的形式出现。但绝对不能认为这部分内容分数少而不重视,正因为内容少、规律少,这部分的得分率应该是很高的。