2022年高中物理知识体系结构图3.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 高中物理学学问的结构体系高中物理全部学问体系简表力学静力学力的概念和三种常见力重力、弹力、摩擦力力的合成和分解（必修 1）物体的平稳（相互作用）匀速直线运动、匀变速直线运动天体运动问题运动学直线运动曲线运动平抛物体运动（必修 1、2）运动的合成和分解 匀速圆周运动（选修 3-4）机械振动（简谐运动）阻尼振动、受迫振动机械波（横波、纵波）反射、折射、干涉、衍射、叠加、多普勒效应动力学牛顿运动定律牛顿第一、二、三定律动能定理机械能守恒定律（运动和力）万有引力与圆周运动功、功率功与能（必修 1、2）动能、势能重力势能、弹性势能（选修 3-5）动量和冲

2、量动量定理系统动量守恒定律电学电场（静电力的特性库仑定律电场强度点电荷场强带 电 粒子 在 电 场 中场）能的特性电荷的电势能（电势）电场线匀强电场场强的运动（选修 3-1）电势差电场力的功电容器电路电源电动势闭 合 电 路 的 欧 姆电流、电压、功率欧姆表（恒定电流）内电阻（选修 3-1）电阻串、并联关系定律电功、电功率、电热欧姆定律电阻定律磁学磁场磁场的产生永磁体磁场（选修 3-1）磁场的性质电流磁场磁感强度、 磁通密度、 磁感线 安培力 左手定就 、洛仑兹力 左手定就 带 电 粒子 在 磁 场 中运动光学电磁感应产生的条件磁通量磁通密度右手定就导体切割磁感线运动法拉第电磁感应定律（选修

3、3-2）自感穿过闭合电路所围面积中磁法拉第电磁感应定律楞次定律通量发生变化（选修 3-4）电磁振荡与电磁波几何光学互感变压器和电能的输送交变电流右手定就光的直线传播本影、半影、日食、月食、小孔成像（选修 3-4）匀称介质 真空中的光速电磁波谱光的反射反射定律、平面镜成像光的折射折射定律、全反射现象棱镜：全反射棱射光的色散物理光学光谱发射光谱连续、明线光谱（ 光 的 本吸取光谱光谱分析性）光的波动性光的干涉（双缝、薄膜） 、光的衍射（选修 3-4、5）光的粒子性光子、光电效应电磁波谱光的波粒二象性热学热 学 的 基分子动理论分子无规章运动扩散、布朗运动动能（温度）热力学第一、 二定律 初 中 物

4、本学问物体的内能相互作用力势能（体积）理 分子动能、 热能、 物体的内能选修 3-3热和功内能的转变做功、热传递能量守恒定律原子物理气 体 的 性气体的状态描述物质的量、压强、体积、温度及其关系等 温 过程 、 等 压 过质抱负气体状态变化规律克拉贝龙方程肯定质量抱负气体状态方程程、等容过程饱和汽、非饱和汽原子结构空气的湿度核式模型、 玻尔理论、 电 粒子散射试验、放射、衰变、人工转变、裂变、聚变选修 3-5原子核子云以下具体总结各部分学问体系的结构和内容,并且与课本（人教版）建立联系；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - -

5、 - 力学学问结构体系力学部分包括静力学、运动学和动力学三部分I 静力学定义力是物体对物体的作用；所以每一个实在的力都有施力物体和受力物体力的合成与分解一个力的作用成效,假如与几个力的成效相同,就力的概念三要素大小、方向、作用点由分力求合力的运算叫力的合成 ；由合力求分力的运算叫力的分解 ；矢量性力的矢量性表现在它不仅有大小和方向,而且它的运算符合平行四边形定就；成效力的作用成效表现在,使物体产生形变以及转变物体的运动状态两个方面；重力由地球对物体的吸引而产生；方向：总是竖直向下；大小G mg；g 为重力加速度,由于物体到地心的距离变化和地球自转的影响,地球四周各地g 值不同；在地球表面,南极

6、与北极g 值较大,赤道g值较小；通常取g=9.8 米秒2；重心 的位置与物体的几何外形、质量分布有关；三种 常见 的力任何两个物体之间的吸引力叫万有引力,FGMm；通常取引力常量G6.67 10-11 牛 米2千克2；物体的重力可以认为是地球对物体的万有引力；2 R弹力弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间；支持面上作用的弹力垂直于支持面；绳上作用的弹力沿着绳的收缩方向；胡克定律 F=kx,k 称弹簧劲度系数；摩滑动摩擦力物体间发生相对滑动时,接触面间产生的阻碍相对滑动的力,其方向与接触面相切,与相对滑动的方向相反；其大小f= N；N 为接触面间的压力； 为动摩擦因数,由两接触面的材料和粗

7、糙程度打算；擦物体的平力静摩擦力相互接触的物体间产生相对运动趋势时,沿接触面产生与相对运动趋势方向相反的静摩擦力；静摩擦力的大小随两物体相对运动的“ 趋势” 强弱,在零和“ 最大静摩擦力” 之间变化；“ 最大静摩擦力” 的具体值,因两物体的接触面材料情形和压力等因素而异；物体的平稳概念： 当物体受到几个力的作用时处于静止 状态或 匀速直线运动状态,就说这几个力平稳,这时的物体处于平稳状态,且合力为零；共点力： 作用在一个物体上的几个力,作用于一点,或其延长线相交于一点；共点力作用下的物体的平稳条件： 作用在一个物体上的几个力,合力为零,即F 合0,就物体是平稳的；“ 平稳力” 与“ 相互作用力

8、” 的关系是：个力分别作用在两个物体上；都是大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,但“ 平稳力” 的两个力的作用点在同一物体上,而“ 相互作用力” 的两名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 物体的平稳 力的合成与分解一个力的作用成效,假如与几个力的成效相同,就这个力叫那几个力的 力的概念合力 ,那几个力叫这个力的分力 ；第 3 页,共 14 页由分力求合力的运算叫力的合成 ；由合力求分力的运算叫力的分解 ；名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - II 运动力学质点忽视

9、物体的大小和外形,将其看作一个“ 具有质量” 的物质点；能否看成质点与讨论问题的性质有关；坐标系加速度方向与速度方向的关运动的描直线运动曲线运动参考系运动是相对的；描述物体运动时,用于参考,观看其相对运动的物体；参考系可任选,以对讨论问题简洁、便利为准；描述物体运动时,在参考系上建立的适当的坐标系；时间 、 位移描述质点运动的物理量；位移是矢量,时间是标量；速度 、 加速度速度的变化量与变化时间段的比值,为加速度,矢量,vm/s2；vx,矢量, m/s；tt运动的合成与分解已知分运动求合运动叫运动的合成,已知合运动求分运动叫运动的分解；运动的合成与分解遵守平行四边形定就匀速直线运动vS/t自由

10、落体运动变 速匀变速直线运动弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间；支持面上作用的弹力垂直于支持面；绳上作用的速度规律vtgt1 gt 22gh弹力沿着绳的收缩方向；速度规律vt v0 +at位移规律sv0t1 at 22速度位移关系2 vtv22 as位移规律s直 线0速度位移关系22 vt运动非匀变速直线运动平均速度、瞬时速度匀速率圆周运动特点：合外力总指向圆心（又称向心力）；万有引力定律：FGMmma；GMmmv2；GMmm2R；GMmm22RR2R2R2 RR2T描述量：线速度V,角速度 ,向心加速度 ,圆轨道半适用范畴 ：R 为两个质点间的距离径 r,圆运动周期T；两个质点间的引

11、力,规律： F= m V2=m2r = m 42r两个质量分布匀称的球体之间的引力,R 为两球心间的距离rT2一质量分布匀称的球体与球外一质点间的引力,R为球心到质点间的距离应用 ：天体运动问题分析人造地球卫星宇宙速度名师归纳总结 平抛物体的运动特点 ：初速度水平,只受重力；分析 ：水平匀速直线运动与竖直方向自由落体的合运动；vy第 4 页,共 14 页规律 ：水平方向vx = v0,x=v0t竖直方向vy = gt,y1 gt 22合速度v tv2v2与 x 正向夹角 tg = tgxyxv- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 曲线运动 加速度方向与速度

12、方向的关系 运动的描述在直线运动中,如速度增加,就加速度与速度的方向相同；如速度减小,就方向相反；第 5 页,共 14 页名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 简谐运动 物体在跟偏离平稳位置的位移大小成正比,且总是指向平稳位置的回复力作用下的振动,叫做简谐振动；也称为无阻尼振动或等幅振动；机械自特点 ：振幅保持不变的自由振动；描述量 ：振幅 A,周期 T,频率 f 1/T； x-t 图像 ：正弦曲线或余弦曲线振动能 ：动能和势能之和,机械能守恒相关物理量的周期性变化：位移、回复力、即时速度、即时加速度,动能与势能等；受力特点：回复力F =-k

13、x m2x基本模型： 单摆（ r0 时, r 增大,就分子力做功,分子势能增加,r 减小,识内能是宏观量,只对大量分子组成的物体有意义,对个别分子无意义；分子力做正功,势能减小；rr 0时, r 增大,就分子力做正功,势能减小,物体的内能由分子数量物质的量 、温度 分子平均动能 、体积 分子间势能 打算, 与物体的宏观机械运动状态无关内能与机械能无必定联系r 减小,克服分子力做功,势能增加转变物体内能的方式 做功：其他形式的能与内能转化； 热传递：热力学第肯定律一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和；即外界对物体所做的功W 加上物体从外界热和物体间 或物体各部分之

14、间内能的转移；二者虽然是等效,但本质不同；吸取的热量Q 等于物体内能的增加 U,即 U=Q+W；能量守恒定律能量既不会凭空消逝,也不会凭空产生, 它只会从一种其中,当外界对物体做功时W 取正,物体克服外力做功时W 取负；当物体从外界吸热时Q 取正,物体向外界放热时Q 取负； U 为正表示物体形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转 移的过程中,能量的总量保持不变；内能增加, U 为负表示物体内能减小；功热力学其次定律 克劳修斯表述 :不行能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化按热传导的方向性表述； 开尔文表述 :不行能从单一热源吸取热量并把它全部用来做功,而

15、不引起其他变化（按机械能和内能转化过程的方向性表述）； 其次类永动机 只从单一热源吸取热量,使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机；是不行能制成的；热力学其次定律的微观说明:熵增加原理：一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态进展,而熵值较大代表着较为无序,所以自发的宏观过程总是向无序度更大的方向进展；因此热力学其次定律也叫做熵增加原理；热力学其次定律的微观意义：一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行；热力学第三定律：两种温度间的关系可以表示为：T = t+273.15K 和 T = t,要留意两种单位制下每一度的间隔是相同的；0K 是低温的极限,它表示全部分子都停止了热运动；

16、可以无限接近,但永久不能达到；不行能通过有限的过程把一个物体冷却到肯定零度；热力学第三定律不阻挡人们想方法尽可能地接近肯定零度；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 气气体物质是由大量分子组成的 分子永不停息地做无规章运动分子间存在相互作用力只有大量分子组成的物体才谈得上温度,不能说某几个氧分子的温度是多 少；由于分子运动是无规章的,某时刻它们的平均动能可能较大,另一时刻的状平均动能也可能较小,无稳固的“ 冷热程度 ”；态1的 O2 和 1的 H2 平均动能相同, 1的 O2 小于 1的 H2 平均速率；气体物质的量

17、：热力学温度 T 与摄氏温度 t的关系T t+273.15 （K）说明：两种温度数值不同,但转变1 K 和 1的温度差相同压强用分子动理论说明气体压强的产生（气体压强的微观意义） ；气体 K 是低温的极限,只能无限接近,但不行能达到；的压强是大量分子频繁碰撞器壁产生的；压强的大小跟两个因素有关：这两种温度每一单位大小相同,只是运算的起点不同；摄氏温度把1气体分子的平均动能,分子的密集程度大气压下冰水混合物的温度规定为0,热力学温度把1 大气压下冰水混合物状态的温度规定为273K（即把 273规定为 0K ）,所以 T=t+273 描述温度反映物体冷热程度的物理量（是一个宏观统计概念） ,是物体

18、分子抱负气体, 由于不考虑分子间相互作用力,其内能仅由温度和分子总数决平均动能大小的标志；任何同温度的物体,其分子平均动能相同；定,与气体的体积无关；温度越高,内能越大；抱负气体与外界做功与否：体积增大, 对外做了功 （外界是真空就气体对体积：外不做功）,体积减小,就外界对气体做了功；抱负气体内能变化情形看温度；概念抱负气体是一种抱负化模型,其分子间距很大, 不存在分子势能,抱负气体吸不吸热,就由做功情形和内能变化情形共同判定；（即从热力体学第肯定律判定）的抱负分子间没有相互吸引和排斥,分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞是完全弹性的,不造成动能缺失；这种气体称为抱负气体；p p V 性V1p1

19、质抱负气体状态方程即克拉贝龙方程T1T2V2p2气体气体的体积、压强、温度间的关系：PVnRT,pV 1 1p V 2 2OV OT OT T 1T 2T1 T2V1V2p1p2等温过程玻意耳定律： PV C等温变化图线等容变化图线等压变化图线查理定律：P / TC 等温变化图线为双曲线的一支,等容 压 变化图线均为过原点的直线之所以等容过程原点邻近为虚线,表示温度太低了,规律不再满意； 图中双线表示同一气等压过程盖吕萨克定律：V/ T C体不同状态下的图线,虚线表示判定状态关系的两种方法； 对等容 压变化,假如横轴物理量是摄氏温度t,就交点坐标为 -273.15 饱和汽和饱和汽压在密闭容器中

20、的液面上同时进行着两种相反的过程：一方面分子从液面飞出来；另一方面由于液面上的汽分子不停地做无规章的热运动,有的汽分子撞到液面上又会回到液体中去；随着液体的不断蒸发,液面上汽的密度不断增大,回到液体中的分子数也逐步增多；最终,当汽的密度增大到肯定程度时,就会达到这样的状态：在单位时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数,这时汽的密度不再增大,液体也不再削减,液体和汽之间达到了动态平名师归纳总结 汽衡状态； 把跟液体处于动态平稳的汽叫做饱和汽,把未达到饱和的汽叫未饱和汽；肯定温度下, 饱和汽的压强肯定,叫做饱和汽压； 未饱和汽的压强小于饱和汽压；饱和汽压只是指空气中这种液体蒸汽的分气压,

21、与其他气体的压强无关；饱和汽压与温度和物质种类有关；在同一温度下,不同液体的饱和气压一般不同,挥发性大的液体饱和气压大；同一种液体的饱和气压随温度的上升而快速增大； 对于某种液体而言单位时间、单位面积（液面）飞出的液体分子数只与温度有关 将不饱和汽变为饱和汽的方法：降低温度减小液面上方的体积等待（最终此种液体的蒸气必定处于饱和状态）第 9 页,共 14 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 电磁学学问结构体系电磁学包括：电学和磁学两大部分；包括电性和磁性交互关系,主要讨论电磁波、电磁场以及有关电荷、带电物体的动力学,二者很难清楚分割；电电电电动势 =W；

22、内电阻 r闭合电路欧姆定律电流形式I=Rr电压形式 =U+U 功率形式I源q2部分电路欧姆定律I=U ； 电功 RW=IUt ；电功率P=IU；电热Q=I2Rt （焦耳定律）路电电点 电 荷 场 强带电粒子在电场中的运动阻串、并联关系U=U 1+U2+R=R1+R2+串联I=I 1=I 2=并联I=I 1+I2+U=U 1=U 2=111RR 1R 2电阻定律R=L电场强度E=F ,E 与 F、qSE=k Q加速 ：Uq= Ek电流电荷的定向移动形成电流；电流方向 ：正电荷定向移动的q、无关；r2匀强场中偏转侧移 ：方向规定为电流的方向；获得连续电流的条件 ：电路中有电源、矢量性 ：方向规定为

23、正检验流电路为通路；电荷受力的方向； 单位：牛y=1 2Eq mt2 V0E顿/库仑或伏 /米；电正电荷 ：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷；负电荷 ：用毛皮摩擦过的橡胶捧所带的电荷；电场线意义：. 电场线疏学匀强电场场强荷电荷简的相互作用规律 ：同种电荷相互排斥, 异种电荷相互吸引；密表示强度大小； . 电场线电荷量 ：电荷的多少；单位：库仑C 方向表示正检验电荷受力方向；. 电场线方向是电势E=U d力的电荷间的相互作用库仑定律F=kq1 q2,适用于真空降落最快的方向； . 电场线r2与等势面到处垂直；特性中点电荷电名师归纳总结 场能的电荷的电势U=q,伏 焦/库 电势差WAB电场力的功W

24、AB=UABq 电容器C=Q法库/伏 第 10 页,共 14 页U特点：只与首末位置有关,特性电势能UAB=U AUB=平行板电容 C=4kdq而与路径无关- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 磁磁永磁体磁场直线电流磁场磁场对电流 ：安培力F=BIL 通电导线在复合场中第 11 页,共 14 页磁 场磁方向：左手定就的平稳、运动的 产电流的磁效应通电螺线管磁场场生力磁场对运动电荷：洛仑兹力f=BqV 带电粒子在复合场中磁 场磁感应强度B=F ； 单位 ：特 牛/安 米 IL方向：左手定就的运动场带电粒子在磁场中的运动只受洛仑或韦伯 /米2矢量性 ：B 的方

25、向即磁场方向,的 性B、F、L 的方向关系由 左手定就 确定；力,且VB时有： BqV=mV2；质R磁感线意义：磁感线的疏密表示磁场强R=mv ,T= Bq2m弱；磁感线的方向表示磁场方向；Bq磁通量磁通密度B=S；单位 :韦伯 /米2（特）a闭合电路中的一部分导体与磁场法 拉学发生相对运动（是导体中的自由电第 电动生电动势大小： =BLV 子随导体一起运动,受到的洛伦兹磁 感动生电流方向：右手定就名师归纳总结 电定义 ：由于磁通量变化产生感应电动势的现象磁 通 量 变力 的一个分力使自由电子发生定向应 定移动形成电流,称为动生电流；）律 磁化 有b 穿 过 闭 合 电 路 的 磁 场 发 生

26、 变 化法 拉感生电动势大小： =nt产生条件 ：两 方感第 电闭合电路中一部分导体与磁场发生相对运动面 的（这时, 变化的磁场四周产生电场,磁 感应穿过闭合电路的磁场发生变化含义电场使导体中的自由电子定向移动感生电流方向：楞次定律应 定形成电流,称为感生电流；）律 自感现象由于导体本身的电流发生变化而产生互感现象的应用：变电流的电磁感应现象；由自感而产生的电动势为自感电动势变压器U1=n 1即时值U=U msin t I=I msin t 有效值U=UmI= ImUn 2互感现象两相邻的载流回路,其中任一回路中222P出=P 入抱负变压器 周期、频率、角频率T=12的电流强度发生变化时,将在

27、另一回路中产生感f应电动势；这一电动势称为互感电动势；牛顿运动定律受力动量守恒定律动量定理运动力学能量转化和动能守恒定律动能定理能量- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 电磁场和电磁波电磁场是电磁作用的媒递物,具有能量和动量,物质存在的一种形式；其性质、特点及运动变化规律由麦克斯韦方程组确定；电磁场总是以光速向四周传播,形成电磁波；电磁振荡 在电路中,电荷和电流以及与之相联系的电场和磁场周期性地变化,同时相应的电场能和磁场能在储能元件中不断转换的现象；电电产生原理利用电容器的充放电和线圈自感作用产生振荡电流,形成电磁场能和磁场能的周期性变化电磁振荡过程振荡

28、场磁振荡电路的周期和频率T2LC,f121LCT场电 磁 场传 播电 磁 波电磁场有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体的总称；随时间变化的电场产生磁场,随时间变化的磁场产生电场,两者互为因果,形成电磁场 ；产生电磁场可由变速运动的带电粒子引起,也可由强弱变化的电流引起；麦克斯韦电磁场理论简要地表达,可用“4,3,2,1 ” 概括其理论框架,麦克斯韦方程组描述电场、磁场的行为以及与电荷密度、电流4四个方程：电动力学基本方程麦克斯韦方程；密度之间关系的偏微分方程；由四个方程组成：3三个关系：,； 描述电荷如何产生电场的高斯定律-安培定律 论述磁单极子不存在的高斯磁定律2两个假说：涡旋电场和位移

29、电流； 描述电流和时变电场怎样产生磁场的麦克斯韦1壹个预言：电磁场以波的形式按光速传播； 描述时变磁场如何产生电场的法拉第感应定律；形成变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地有效地发射电磁波的条件是： 频率足够高（单位时间真 空 中 电 磁 波 的 波 速 为向四周空间传播开去,就形成了电磁波；内辐射出的能量P f4）；形成开放电路（把电场和磁c=3.0 108m/s 场分散到尽可能大的空间离里去）；特点 横波 传播时不需要介质 能发生反射、折射、干涉、衍射等现象电磁波的应用电磁波的发射和接收（调制和调频）；电视、雷达等名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 光学学问结构体系几光的直线本影半影日食月食小孔成像棱镜光从玻璃棱镜的一个侧面射入,从传播真空中光速c = 3.0 108米/ 秒匀称介质 光的