高中物理知识体系结构图及详解.docx

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1、高中物理学学问构造体系高中物理包括必修1、2共7章；选修3-1、2、3、4、5共19章内容。归纳起来，整个高中物理学问体系可以分为力学、热学、光学、电磁学电学和磁学、原子物理学五高校科部分。必修1和2属于力学部分；选修3-1、3-2属于电磁学内容；选修3-4主要为光学；选修3-5主要为原子物理学，有3章机械振动和机械波、动量守恒定律为力学内容。除了热学部分是初中物理选修3-3未学主讲内容外，其他都在高中期间得到学习和深化。高中物理全部学问体系简表力学静力学必修1力概念和三种常见力重力、弹力、摩擦力力合成和分解物体平衡互相作用运动学必修1、2选修3-4直线运动匀速直线运动、匀变速直线运动曲线运动

2、(运动合成和分解)平抛物体运动匀速圆周运动天体运动问题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、干预、衍射、叠加、多普勒效应动力学运动和力必修1、2选修3-5牛顿运动定律牛顿第一、二、三定律万有引力与圆周运动功与能功、功率动能、势能动能定理重力势能、弹性势能机械能守恒定律动量和冲量动量定理系统动量守恒定律电学电场静电场选修3-1力特性库仑定律电场强度电场线点电荷场强匀强电场场强带电粒子在电场中运动能特性电荷电势能电势电势差电场力功电容器电路恒定电流选修3-1电源电动势闭合电路欧姆定律内电阻电流、电压、功率欧姆表电阻串、并联关系欧姆定律电功、电功率、电热电阻定律磁学磁场选修3

3、-1磁场产生永磁体磁场电流磁场磁场性质磁感强度、磁通密度、磁感线安培力(左手定那么)、洛仑兹力(左手定那么)带电粒子在磁场中运动磁通量磁通密度电磁感应选修3-2选修3-4产生条件导体切割磁感线运动法拉第电磁感应定律右手定那么穿过闭合电路所围面积中磁通量发生变更法拉第电磁感应定律楞次定律自感电磁振荡与电磁波互感变压器和电能输送交变电流右手定那么光学几何光学选修3-4光直线传播(匀称介质)本影、半影、日食、月食、小孔成像真空中光速电磁波谱光反射反射定律、平面镜成像光折射折射定律、全反射现象光色散棱镜：全反射棱射物理光学光本性选修3-4、5光谱放射光谱汲取光谱连续、明线光谱光谱分析光波动性光干预双缝

4、、薄膜、光衍射光粒子性光子、光电效应光波粒二象性电磁波谱热学(初中物理)(选修3-3)热学根本学问分子动理论分子无规那么运动扩散、布朗运动动能温度互相作用力势能体积物体内能分子动能、热能、物体内能热和功内能变更做功、热传递能量守恒定律热力学第一、二定律气体性质气体状态描绘物质量、压强、体积、温度及其关系志向气体状态变更规律克拉贝龙方程肯定质量志向气体状态方程等温过程、等压过程、等容过程饱和汽、非饱和汽空气湿度原子物理(选修3-5)原子构造核式模型、玻尔理论、电子云粒子散射试验、放射、衰变、人工转变、裂变、聚变原子核以下具体总结各部分学问体系构造和内容，并且与课本人教版建立联络。力学学问构造体系

5、力学部分包括静力学、运动学和动力学三部分PART I 静力学三种常见的力物体的平衡力的合成与分解 一个力的作用效果，假如与几个力的效果一样，那么这个力叫那几个力的合力，那几个力叫这个力的分力。 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。力的概念定义 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三要素 大小、方向、作用点矢量性 力的矢量性表如今它不仅有大小和方向，而且它的运算符合平行四边形定那么。效果 力的作用效果表如今，使物体产生形变以及变更物体的运动状态两个方面。摩擦力重力 由地球对物体的吸引而产生。方向：总是竖直向下。大小Gmg。g为重力加速度，由于物体

6、到地心的间隔 变更和地球自转的影响，地球四周各地g值不同。在地球外表，南极与北极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形态、质量分布有关。 任何两个物体之间的吸引力叫万有引力，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。弹力 弹力产生在干脆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。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、糙程度确定。静摩擦力 互相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更。“最大静摩擦力的具体值，因两物体的接触面材料状况和压力等因素而异。物体的平衡概念：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，就说这几个力平衡，这时的物体处于平衡状态，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衡条件：作用在一个物体上的几个力，合力为零，即F合0，那么物体是平衡的。 “平衡力与“互相作用力的关系是：都是大小相等、方向相反，并且在同一

8、条直线上，但“平衡力的两个力的作用点在同一物体上，而“互相作用力的两个力分别作用在两个物体上。PART II 运动力学直线运动曲线运动加速度方向与速度方向的关系 在直线运动中，假设速度增加，那么加速度与速度的方向一样；假设速度减小，那么方向相反。运动的描绘质点 忽视物体的大小和形态，将其看作一个“具有质量的物质点。能否看成质点与探讨问题的性质有关。参考系 运动是相对的。描绘物体运动时，用于参考，视察其相对运动的物体。参考系可任选，以对探讨问题简洁、便利为准。 坐标系 描绘物体运动时，在参考系上建立的适当的坐标系。时间、位移 描绘质点运动的物理量。位移是矢量，时间是标量。速度、加速度 速度的变更

9、量与变更时间段的比值，为加速度，矢量， m/s2。，矢量，m/s。运动的合成与分解 分运动求合运动叫运动的合成，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那么匀速率圆周运动 特点：合外力总指向圆心又称向心力。描绘量：线速度V，角速度，向心加速度，圆轨道半径r，圆运动周期T。规律：F= m =m2r = m 匀速直线运动 vS/t变速直线运动 万有引力定律：； ； 适用范围：l 两个质点间的引力，R为两个质点间的间隔 l 两个质量分布匀称的球体之间的引力，R为两球心间的间隔 l 一质量分布匀称的球体与球外一质点间的引力，R为球心到质点间的间隔 应用： l 天体运动问题分析l 人

10、造地球卫星l 宇宙速度平抛物体的运动 特点：初速度程度，只受重力。 分析：程度匀速直线运动与竖直方向自由落体的合运动。规律：程度方向 vx = v0，x=v0t 竖直方向 vy = gt， 合速度 与x正向夹角tg=匀变速直线运动 弹力产生在干脆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。速度规律 vtv0 +at 位移规律 速度位移关系 自由落体运动速度规律 vtgt 位移规律 速度位移关系 非匀变速直线运动 平均速度、瞬时速度机械振动简谐运动 物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，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。也称为

11、无阻尼振动或等幅振动。特征：振幅保持不变的自由振动。描绘量：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更：位移、回复力、即时速度、即时加速度，动能与势能等。受力特征：回复力F=-kxm2x 根本模型：单摆r0时，r增大，那么分子力做功，分子势能增加，r减小，分子力做正功，势能减小； rr0时，r增大，那么分子力做正功，势能减小，r减小，抑制分子力做功，势能增加r0=1010m；r = r0时，f引=f斥；rr0时，f引f斥；rr0时，f引f斥。热力学第二定律 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

12、其他变更(按热传导的方向性表述)。开尔文表述:不行能从单一热源汲取热量并把它全部用来做功，而不引起其他变更按机械能和内能转化过程的方向性表述。第二类永动机(只从单一热源汲取热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变更的热机。)是不行能制成的。热力学第二定律的微观说明: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开展，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开展。因此热力学第二定律也叫做熵增加原理。热力学第二定律的微观意义：一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进展。热力学第三定律：两种温度间的关系可以表示为：T = t和T =t，要留意两种单位制下每一度

13、的间隔是一样的。0K是低温的极限，它表示全部分子都停顿了热运动。可以无限接近，但恒久不能到达。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。物质是由大量分子组成的分子永不停息地做无规那么运动分子间存在互相作用力压强 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： 气体分子的平均动能，分子的密集程度体积：气体的性质物质的量： 温度 反映物体冷热程度的物理量是一个宏观统计概念，是物体分子平均动能大小的标记。任何同温度的物体，其分子平均动能一样。热力学温度(T)与摄氏温度(t)的

14、关系 Tt+273.15K说明：两种温度数值不同，但变更1 K和1的温度差一样K是低温的极限，只能无限接近，但不行能到达。这两种温度每一单位大小一样，只是计算的起点不同。摄氏温度把1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的温度规定为273K即把273规定为0K，所以T=t+273概念 志向气体是一种志向化模型，其分子间距很大，不存在分子势能，分子间没有互相吸引和排挤，分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞是完全弹性的，不造成动能损失。这种气体称为志向气体。志向气体状态方程 即克拉贝龙方程 气体的体积、压强、温度间的关系：，等温变更图线 等容变更图线 等压变更图线等温变更

15、图线为双曲线的一支，等容(压)变更图线均为过原点的直线(之所以原点旁边为虚线，表示温度太低了，规律不再满意)；图中双线表示同一气体不同状态下的图线，虚线表示推断状态关系的两种方法；对等容(压)变更，假如横轴物理量是摄氏温度t，那么交点坐标为饱和汽和饱和汽压 在密闭容器中的液面上同时进展着两种相反的过程：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那么的热运动，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渐渐增多。最终，当汽的密度增大到肯定程度时，就会到达这样的状态：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

16、，这时汽的密度不再增大，液体也不再削减，液体和汽之间到达了动态平衡状态。把跟液体处于动态平衡的汽叫做饱和汽，把未到达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。l 饱和汽压只是指空气中这种液体蒸汽的分气压，与其他气体的压强无关。l 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l 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汽气体状态描绘气

17、体的状态l 志向气体，由于不考虑分子间互相作用力，其内能仅由温度和分子总数确定，与气体的体积无关。温度越高，内能越大。l 志向气体与外界做功与否：体积增大，对外做了功外界是真空那么气体对外不做功，体积减小，那么外界对气体做了功。l 志向气体内能变更状况看温度。l 志向气体吸不吸热，那么由做功状况和内能变更状况共同推断。即从热力学第肯定律推断l 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。因为分子运动是无规那么的，某时刻它们的平均动能可能较大，另一时刻平均动能也可能较小，无稳定的“冷热程度。l 1的O2和1的H2平均动能一样，1的O2小于1的H2平均速率。志向气体等温过程

18、 玻意耳定律：PVC等容过程 查理定律： P / TC等压过程 盖吕萨克定律：V/ TC电磁学学问构造体系电磁学包括：电学和磁学两大部分。包括电性和磁性交互关系，主要探讨电磁波、电磁场以及有关电荷、带电物体动力学，二者很难清楚分割。电磁场和电磁波电磁场是电磁作用媒递物，具有能量和动量，物质存在一种形式。其性质、特征及运动变更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。光学学问构造体系几何光学本影 半影 日食 月食 小孔成像放射光谱 由发光物体干脆产生的光谱叫放射光谱。物理光学折射定律 光线从第一种媒质射入第二种媒质时,入射线、折射线与法线共面，且分居法线两侧；入射角(i)

19、与折射角(r)正弦的比值为一常量n，n=sini/sinr (n由两种媒质种类确定)，称为第二种媒质对第一种媒质的折射率。如第一种媒质是空气或真空，n又称为第二种媒质的折射率。光的直线传播(匀称介质)光的反射反射定律 入射线、反射线与法线共面，且分居法线两侧，入射角=反射角。光的折射全反射现象 光线从空气或真空中射向其它媒质(n密n疏)时，当入射角临界角C时，折射光线完全消逝,反射光最强.这种现象叫做全反射。SinC=1/n全反射棱射 横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。汲取光谱 连续光谱中某些波长的光被物质汲取后产生的光谱真空中光速 c = 108米/秒平面镜成像 特点：成虚像;像与物

20、等大小,正立,且与镜面位置对称。棱镜 光从玻璃棱镜的一个侧面射入，从另一个侧面射出时，出射光线跟入射光线相比，向底面偏折。明线光谱线状谱 由一些不连续的亮线组成的光谱。各种元素都有肯定的线状谱，元素不同，线状谱不同，故又称原子光谱。光的色散 一束白光通过三棱镜后发生色散,形成按肯定次序(红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫)排列的光谱。色散现象说明：白光是由各种单色光组成的复色光，同种媒质对不同色光的折射率不同，对紫光折射率最大，对红光折射率最小。光的本性光谱光的波动性光的粒子性连续光谱 由连续分布的一切波长的光组成的光谱。光谱分析 依据光谱来鉴别质和确定它的化学组成，这种方法叫光谱分析。做光谱分析时，

21、可利用明线光谱也可以利用汲取光谱。光电效应 在光的照耀下，物体放射电子的现象叫光电效应。特点：入射光的频率必需大于被照耀金属的极限频率，才可以发生；光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大；光电子的放射是光照瞬间进展的；光电流的强度与入射光强度成正比。光子 光在空间传播不是连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子。光子的能量E=hv，h=1034焦秒，称普朗克常量。爱因斯坦的光电方程：hvW=mv2，其中W为逸出功，mv2为光电子最大初动能。光的衍射光的干预双缝干预、薄膜干预干预的应用光的波粒二象性 光既有波动性，又有粒子性，故认为光具有波粒二象性这里的波动性和粒子性都是微观世界中的意义。电

22、磁波谱 无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、r射线，由低频到高频，构成了范围特别广袤的电磁波谱。原子物理学学问构造体系原子的构造原子核自然放射线射线: 粒子流。粒子就是氦原子核,贯穿本事小,电离作用强。射线:高速电子流。粒子就是电子，贯穿本事强，电离作用弱。射线:波长极短的电磁波。贯穿本事很强，电离作用很小。汤姆生原子模型a粒子散射试验 试验的结果是：绝大多数a粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数a粒子发生了较大的偏转，极少数a粒子偏转角超过了90，极个别的甚至被弹回，偏转角几乎是180原子核的衰变 指原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变更。半衰期 指放射性元素的原子核有半数发生衰

23、变须要的时间。卢瑟福核式构造模型 在原子的中心有一个很小的核叫原子核，原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量，带负电的电子在核外绕核旋转。玻尔理论1、原子只能处于一系列不连续的能量状态中，这些状态称为定态。2、原子从一种定态跃迁到另一种定态时，辐射(或汲取)肯定频率的光子。光子的能量 hv=E初E终。(各定态的能量值叫能级。)3、原子的不同能量状态与电子沿不同半径圆轨道绕核运动相对应。能量不连续，故可能的电子轨道也不连续。核能利用l 重核裂变如： 一个铀核裂变时，放出的几个中子如能再引起其他铀核裂变，就可以使裂变不断地进展下去，这称为链式反响。核反响堆、核电站l 轻核聚变如：需几百万度高

24、温条件，利用上述反响，均可释放出宏大的核能。为热核反响人工核转变核反响 发觉质子 发觉中子 质能方程：E=mc2；E=mc2原子核的组成 原子核由质子和中子组成，质子与中子统称核子。具有一样质子数和不同中子数的原子之间，互称同位素。核力 指把各种核子紧紧地约束在原子核里的力。核能 指原子核转变中释放(或汲取)的能量。质能方向 E=mc2,指出物体具有的能量和它的质量之间的关系。由质能方程可以依据原子核转变中发生的质量亏损m，计算出所能释放的核能E(mC2)。第一章 力 第二章 直线运动 第三章 牛顿运动定律第四章 物体平衡.第五章曲线运动第六章 万有引力定律第七章 机械能第八章 动量第九章 机械振动第十章 机械波 第十一、十二章 分子热运动能量守恒 固体、液体和气体 第十三章 电 场 第十四章 恒定电流 第十五章 磁场第十六章 电磁感应第十七章 交变电流第十八章 电磁场和电磁波 第十九章 光传播 第二十章 光波动性 第二十一章 量子论初步 第二十二章 原子核