2022高考物理必考知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
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Ⅰ、復(fù)習(xí)要點(diǎn)
一、整理知識(shí)體系
現(xiàn)行高中物理教材主要分:力、熱、電、光、原子五個(gè)部分.綜合復(fù)習(xí)中,既可以根據(jù)各部分的內(nèi)容特點(diǎn),分別整理出各自的體系或主要線索,也可以不受傳統(tǒng)的五部分限制,重新歸納、整理。例如,高中物理主要內(nèi)容可概括為四大單元(物理實(shí)驗(yàn)與物理學(xué)史單元除外)。
(一)力和運(yùn)動(dòng)
物體的運(yùn)動(dòng)變化(包括帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng))與受力作用有關(guān)。其中力的種類計(jì)有:重力(包括萬(wàn)有引力)、彈力、摩擦力、浮力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力(分安培力和洛舍茲力)以及分子力(包括表面張力),核力等。每種力有不同的產(chǎn)生原因及其特征。物體的運(yùn)動(dòng)形式又可分為:平衡(包括靜止、勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻速轉(zhuǎn)動(dòng))、勻變速運(yùn)動(dòng)(包括勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平拋、斜拋)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)、波動(dòng)等。每一種運(yùn)動(dòng)形式有不同的物理?xiàng)l件及基本規(guī)律(或特征)。力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系以五條重要規(guī)律為紐帶聯(lián)系起來(lái)。
(二)功和能
1.功重力功、彈力功、摩擦力功、浮力功、電場(chǎng)力功、磁場(chǎng)力功、分子力功、核力功。
2.能注意不同形式的能及能的轉(zhuǎn)換與守恒。
3.功能關(guān)系做功的過(guò)程就是能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式的過(guò)程。功是能的轉(zhuǎn)化的量度。
(三)物質(zhì)結(jié)構(gòu)
(四)應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)現(xiàn)行高中物理有關(guān)應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)有:聲現(xiàn)象(樂(lè)音、噪聲、共鳴等多、靜電技術(shù)(靜電平衡、靜電屏蔽、電容儲(chǔ)電等)、交流電應(yīng)用(交流電產(chǎn)生、特征、規(guī)律、簡(jiǎn)單交流電路、三相交流電及其連接、變壓器,遠(yuǎn)距離送電等)、無(wú)線電技術(shù)初步(電磁振蕩產(chǎn)生、調(diào)制、發(fā)送、電諧振、檢波、放大、整流等)、光路控制與成像(光的反射與折射定律、基本光學(xué)元件特性及常用光學(xué)儀器)、光譜與光譜分析、放射性及同位素、核反應(yīng)堆等。經(jīng)過(guò)這樣的歸納、整理,全部高中物理知識(shí)可濃縮在幾張小卡片紙上,便于領(lǐng)會(huì)和應(yīng)用。
Ⅱ、歸納思維方式
分析問(wèn)題最基本的思維方式有兩種:綜合法和分析法.
綜合法是從已知量著手,根據(jù)題中給定的物理狀態(tài)或物理過(guò)程?!绊樍鞫隆?,直到把待求量跟已知量的關(guān)系全部找出來(lái)為止。
分析法則“逆流上朔”。從題中所要求解的未知量開(kāi)始。首先找出直接回答題目所求的定律或公式。在這些關(guān)系式電。除了待求的未知量外,還會(huì)包含著某些過(guò)渡性的未知量。然后再根據(jù)這些過(guò)渡性來(lái)知量與題中已知條件之間的關(guān)系,引用新的關(guān)系式,逐步上朔,直到把所有的未知量都能用已知量表示出來(lái)為止。有些問(wèn)題(如靜力平衡問(wèn)題等),它的物理過(guò)程并不能很明確地分成幾個(gè)互相銜接的階段或者各個(gè)過(guò)程中的未知量互相交織,互有牽連,此時(shí)??梢圆环窒群?。只根據(jù)問(wèn)題所描述的物理狀態(tài)(或物理過(guò)程)的相互聯(lián)系。列出用某個(gè)狀態(tài)(或過(guò)程)有關(guān)的獨(dú)立方程式,聯(lián)立求解。原則上,任何一個(gè)題目都可以從這兩種思維方式著手求解。值得注意的是,解決具體問(wèn)題時(shí),不必拘泥于刻板的程式,而是應(yīng)該側(cè)重于對(duì)問(wèn)用中所描述的狀態(tài)(或過(guò)程)的分析推理,著力找出解題的關(guān)鍵所在,并以此為突破口下手.同時(shí)應(yīng)聯(lián)合運(yùn)用其他的思維技巧,如等效變換,對(duì)稱性、反證法、假設(shè)法、類比、邏輯推理等。
Ⅲ、綜合數(shù)學(xué)技巧
運(yùn)用數(shù)學(xué)技巧,包含著極其豐富的內(nèi)容??傮w上要求能運(yùn)用數(shù)學(xué)工具和語(yǔ)言,表述物理概念和規(guī)律;對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行推理、論證和變換;處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);導(dǎo)出球驗(yàn)證物理規(guī)律;進(jìn)行準(zhǔn)確的演算等。就解決某幀體的物理問(wèn)回而言,要求能靈活地運(yùn)用多種數(shù)學(xué)工具(如方程、此例、函數(shù)、圖象、不等式、指數(shù)和對(duì)數(shù)、數(shù)列、極限、極值、數(shù)學(xué)歸納、三角、平面解析幾何等)。綜合復(fù)習(xí)中可全面概述其在物理中的典型應(yīng)用,并側(cè)重于比例、函數(shù)及其圖象(包括識(shí)圖、用圖、作圖)、以及運(yùn)用數(shù)學(xué)遞推方法從特解導(dǎo)出通解等。必須注意,運(yùn)用數(shù)學(xué)僅是研究物理問(wèn)題的一種有力的工具,側(cè)重點(diǎn)還是應(yīng)放在對(duì)問(wèn)題中物理內(nèi)容的分析上.對(duì)大多數(shù)能從物理本質(zhì)上著手解決的問(wèn)題,一般不必要求作嚴(yán)格的數(shù)學(xué)論證。
Ⅳ、檢查知識(shí)缺陷
整理體系、抓住主線索后,還需做好檢查知識(shí)缺陷的工作。應(yīng)注意自覺(jué)看書(shū),尤其不能疏忽那些應(yīng)用性強(qiáng)、包含(或隱含)著物理內(nèi)容的“知識(shí)角落”。如對(duì)某些實(shí)驗(yàn)的裝置、原理的理解;某些自然現(xiàn)象的解釋;物理原理在生產(chǎn)技術(shù)上的應(yīng)用以及與高中物理有關(guān)的科技新動(dòng)態(tài)和重要的物理學(xué)史實(shí)等.不少學(xué)生由于缺乏良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣戲迷戀于復(fù)習(xí)資料中,往往會(huì)在這些方面失分。如以往考試中解釋太陽(yáng)光譜中暗線的形成);分光鏡的結(jié)構(gòu);低壓汞蒸汽光譜;三相變壓器及超導(dǎo)現(xiàn)象;直線加速器;日光燈接法;電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)者等。在綜合復(fù)習(xí)中應(yīng)予以足夠的重視。
熱學(xué)輔導(dǎo)
熱學(xué)包括分子動(dòng)理論、熱和功、氣體的性質(zhì)幾部分。
一、重要概念和規(guī)律
1.分子動(dòng)理論
物質(zhì)是由大量分子組成的;分子永不停息的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng);分子間存在相互作用的引力和斥力。說(shuō)明:(1)阿伏伽德羅常量NA=6.02X1023摩-1。它是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁,有很重要的意義;(2)布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮在液體(或氣體)里的固體微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),不是分子本身的運(yùn)動(dòng)。它是由于液體(或氣體)分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)對(duì)固體微粒碰撞的不均勻所造成的。因此它間接反映了液體(或氣體)分子的無(wú)序運(yùn)動(dòng)。
2.溫度
溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志。它是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的平均效果的反映,具有統(tǒng)計(jì)的意義,對(duì)個(gè)別分子而言,溫度是沒(méi)有意義的。任何物體,當(dāng)它們的溫度相同時(shí),物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能都相同。由于不同物體的分子質(zhì)量不同,因而溫度相同時(shí)不同物體分子的平均速度并不一定相同。
3.內(nèi)能
定義物體里所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能的總和。決定因素:物質(zhì)數(shù)量(m).溫度(T)、體積(V)。改變方式做功――通過(guò)宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)換;熱傳遞――通過(guò)微觀的分子運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)物體與物體間或同一物體各部分間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。這兩種方式對(duì)改變內(nèi)能是等效的。定量關(guān)系△E=W+Q(熱力學(xué)第一定律)。
4.能量守恒定律
能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消旯它產(chǎn)能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體。必須注意:不消耗任何能量,不斷對(duì)外做功的機(jī)器(永動(dòng)機(jī))是不可能的。利用熱機(jī),要把從燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能,全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能也是不可能的。
5.理想氣體狀態(tài)參量
理想氣體始終遵循三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律(玻意耳定律、查理定律、蓋?呂薩克定律)的氣體。描述一定質(zhì)量理想氣體在平衡態(tài)的狀態(tài)參量為:溫度氣體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志。體積氣體分子所占據(jù)的空間。許多情況下等于容器的容積。壓強(qiáng)大量氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)碰撞器壁所產(chǎn)生的。其大小等于單位時(shí)間內(nèi)、器壁單位面積上所受氣體分子碰撞的總沖量。內(nèi)能氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能.理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)。
6.一定質(zhì)量理想氣體的實(shí)驗(yàn)定律
玻意耳定律:PV=恒量;查理定律:P/T=恒量;蓋?呂薩克定律:V/T=恒量。
7.一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程
PV/T=恒量
說(shuō)明(1)一定質(zhì)量理想氣體的某個(gè)狀態(tài),對(duì)應(yīng)于P一V(或P-T、V-T)圖上的一個(gè)點(diǎn),從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài),相當(dāng)于從圖上一個(gè)點(diǎn)過(guò)渡到另一個(gè)點(diǎn),可以有許多種不同的方法。如從狀態(tài)A變化到B,可以經(jīng)過(guò)的過(guò)程許多不同的過(guò)程。為推導(dǎo)狀態(tài)方程,可結(jié)合圖象選用任意兩個(gè)等值過(guò)程較為方便。(2)當(dāng)氣體質(zhì)量發(fā)生變化或互有遷移(混合)時(shí),可采用把變質(zhì)量問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問(wèn)題,利用密度公式、氣態(tài)方程分態(tài)式等方法求解。
二、重要研究方法
1、微觀統(tǒng)計(jì)平均
熱學(xué)的研究對(duì)象是由大量分子組成的.其宏觀特性都是大量分子集體行為的反映。不可能同時(shí)也無(wú)必要像力學(xué)中那樣根據(jù)每個(gè)物體(每個(gè)分子)的受力情況,寫出運(yùn)動(dòng)方程。熱學(xué)中的狀態(tài)參量和各種現(xiàn)象具有統(tǒng)計(jì)平均的意義。因此,當(dāng)大量分子處于無(wú)序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或作無(wú)序排列時(shí),所表現(xiàn)出來(lái)的宏觀特性――如氣體分子對(duì)器壁的壓強(qiáng)、非晶體的物理屬性等都顯示出均勻性。當(dāng)大量分子作有序排列時(shí),必顯示出不均勻性,如晶體的各自異性等。研究熱學(xué)現(xiàn)象時(shí),必須充分領(lǐng)會(huì)這種統(tǒng)計(jì)平均觀點(diǎn)。
2.物理圖象
氣體性質(zhì)部分對(duì)圖象的應(yīng)用既是一特點(diǎn),也是一個(gè)重要的方法。利用圖象??墒刮锢磉^(guò)程得到直觀、形象的反映,往往使對(duì)問(wèn)題的求解更為簡(jiǎn)便。對(duì)物理圖象的要求,不僅是識(shí)圖、用圖,而且還應(yīng)變圖一即作圖象變換。如圖P-V圖變換成p-T圖或V-T圖等。
3.能的轉(zhuǎn)化和守恒
各種不同形式的能可以互相轉(zhuǎn)化,在轉(zhuǎn)化過(guò)程中總量保持不變。這是自然界中的一條重要規(guī)律。也是指導(dǎo)我們分析研究各種物理現(xiàn)象時(shí)的一種極為重要的思想方法。在本講中各部分都有廣泛的滲透,應(yīng)牢固把握。
三、基本解題思路
熱學(xué)部分的習(xí)題主要集中在熱功轉(zhuǎn)換和氣體性質(zhì)兩部分,基本解題思路可概括為四句話:
1.選取研究對(duì)象.它可以是由兩個(gè)或幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)或全部氣體和某一部分氣體。(狀態(tài)變化時(shí)質(zhì)量必須一定。)
2.確定狀態(tài)參量.對(duì)功熱轉(zhuǎn)換問(wèn)題,即找出相互作用前后的狀態(tài)量,對(duì)氣體即找出狀態(tài)變化前后的p、V、T數(shù)值或表達(dá)式。
3、認(rèn)識(shí)變化過(guò)程.除題設(shè)條件已指明外,常需通過(guò)究對(duì)象跟周圍環(huán)境的相互關(guān)系中確定。
4.列出相關(guān)方程.
光學(xué)輔導(dǎo)
光學(xué)包括兩大部分內(nèi)容:幾何光學(xué)和物理光學(xué).幾何光學(xué)(又稱光線光學(xué))是以光的直線傳播性質(zhì)為基礎(chǔ),研究光在煤質(zhì)中的傳播規(guī)律及其應(yīng)用的學(xué)科;物理光學(xué)是研究光的本性、光和物質(zhì)的相互作用規(guī)律的學(xué)科.
一、重要概念和規(guī)律
(一)、幾何光學(xué)基本概念和規(guī)律
1、基本規(guī)律
光源發(fā)光的物體.分兩大類:點(diǎn)光源和擴(kuò)展光源.點(diǎn)光源是一種理想模型,擴(kuò)展光源可看成無(wú)數(shù)點(diǎn)光源的集合.光線――表示光傳播方向的幾何線.光束通過(guò)一定面積的一束光線.它是溫過(guò)一定截面光線的集合.光速――光傳播的速度。光在真空中速度最大。恒為C=3×108m/s。丹麥天文學(xué)家羅默第一次利用天體間的大距離測(cè)出了光速。法國(guó)人裴索第一次在地面上用旋轉(zhuǎn)齒輪法測(cè)出了光這。實(shí)像――光源發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)器件后,由實(shí)際光線形成的.虛像――光源發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)器件后,由發(fā)實(shí)際光線的延長(zhǎng)線形成的。本影――光直線傳播時(shí),物體后完全照射不到光的暗區(qū).半影――光直線傳播時(shí),物體后有部分光可以照射到的半明半暗區(qū)域.
2.基本規(guī)律
(1)光的直線傳播規(guī)律先在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直線傳播的例證。
(2)光的獨(dú)立傳播規(guī)律光在傳播時(shí)雖屢屢相交,但互不擾亂,保持各自的規(guī)律繼續(xù)傳播。
(3)光的反射定律反射線、人射線、法線共面;反射線與人射線分布于法線兩側(cè);反射角等于入射角。
(4)光的折射定律折射線、人射線、法織共面,折射線和入射線分居法線兩側(cè);對(duì)確定的兩種介質(zhì),入射
角(i)的正弦和折射角(r)的正弦之比是一個(gè)常數(shù).介質(zhì)的折射串n=sini/sinr=c/v。全反射條件①光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì);②入射角大于臨界角A,sinA=1/n。
(5)光路可逆原理光線逆著反射線或折射線方向入射,將沿著原來(lái)的入射線方向反射或折射.
3.常用光學(xué)器件及其光學(xué)特性
(1)平面鏡點(diǎn)光源發(fā)出的同心發(fā)散光束,經(jīng)平面鏡反射后,得到的也是同心發(fā)散光束.能在鏡后形成等大的、正立的虛出,像與物對(duì)鏡面對(duì)稱。
(2)球面鏡凹面鏡有會(huì)聚光的作用,凸面鏡有發(fā)散光的作用.
(3)棱鏡光密煤質(zhì)的棱鏡放在光疏煤質(zhì)的環(huán)境中,入射到棱鏡側(cè)面的光經(jīng)棱鏡后向底面偏折。隔著棱鏡看到物體的像向項(xiàng)角偏移。棱鏡的色散作用復(fù)色光通過(guò)三棱鏡被分解成單色光的現(xiàn)象。
(4)透鏡在光疏介質(zhì)的環(huán)境中放置有光密介質(zhì)的透鏡時(shí),凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用,凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用.透鏡成像作圖利用三條特殊光線。成像規(guī)律1/u+1/v=1/f。線放大率m=像長(zhǎng)/物長(zhǎng)=|v|/u。說(shuō)明①成像公式的符號(hào)法則――凸透鏡焦距f取正,凹透鏡焦距f取負(fù);實(shí)像像距v取正,虛像像距v取負(fù)。②線放大率與焦距和物距有關(guān).
(5)平行透明板光線經(jīng)平行透明板時(shí)發(fā)生平行移動(dòng)(側(cè)移).側(cè)移的大小與入射角、透明板厚度、折射率有關(guān)。
4.簡(jiǎn)單光學(xué)儀器的成像原理和眼睛
(1)放大鏡是凸透鏡成像在。u
(2)照相機(jī)是凸透鏡成像在u>2f時(shí)的應(yīng)用.得到的是倒立縮小施實(shí)像。
(3)幻燈機(jī)是凸透鏡成像在f
(4)顯微鏡由短焦距的凸透鏡作物鏡,長(zhǎng)焦距的透鏡作目鏡所組成。物體位于物鏡焦點(diǎn)外很靠近焦點(diǎn)處,經(jīng)物鏡成實(shí)像于目鏡焦點(diǎn)內(nèi)很靠近焦點(diǎn)處。再經(jīng)物鏡在同側(cè)形成一放大虛像(通常位于明視距離處)。
(5)望遠(yuǎn)鏡由長(zhǎng)焦距的凸透鏡作物鏡,轅焦距的〕透鏡作目鏡所組成。極遠(yuǎn)處至物鏡的光可看成平行光,經(jīng)物鏡成中間像(倒立、縮小、實(shí)像)于物鏡焦點(diǎn)外很靠近焦點(diǎn)處,恰位于目鏡焦點(diǎn)內(nèi),再經(jīng)目鏡成虛像于極遠(yuǎn)處(或明視距離處)。
(6)眼睛等效于一變焦距照相機(jī),正常人明視距約25厘米。明視距離小子25厘米的近視眼患者需配戴凹透鏡做鏡片的眼鏡;明視距離大于25厘米的遠(yuǎn)視25者需配戴凸透鏡做鏡片的眼鏡。
(二)物理光學(xué)――人類對(duì)光本性的認(rèn)識(shí)發(fā)展過(guò)程
(1)微粒說(shuō)(牛頓)基本觀點(diǎn)認(rèn)為光像一群彈性小球的微粒。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)光的直線傳播、光的反射現(xiàn)象。困難問(wèn)題無(wú)法解釋兩種媒質(zhì)界面同時(shí)發(fā)生的反射、折射現(xiàn)象以及光的獨(dú)立傳播規(guī)律等。
(2)波動(dòng)說(shuō)(惠更斯)基本觀點(diǎn)認(rèn)為光是某種振動(dòng)激起的波(機(jī)械波)。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)光的干涉和衍射現(xiàn)象。
①個(gè)的干涉現(xiàn)象――楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)
條件兩束光頻率相同、相差恒定。裝置(略)?,F(xiàn)象出現(xiàn)中央明條,兩邊等距分布的明暗相間條紋。解釋屏上某處到雙孔(雙縫)的路程差是波長(zhǎng)的整數(shù)倍(半個(gè)波長(zhǎng)的偶數(shù)倍)時(shí),兩波同相疊加,振動(dòng)加強(qiáng),產(chǎn)生明條;兩波反相疊加,振動(dòng)相消,產(chǎn)生暗條。應(yīng)用檢查平面、測(cè)量厚度、增強(qiáng)光學(xué)鏡頭透射光強(qiáng)度(增透膜).
②光的衍射現(xiàn)象――單縫衍射(或圓孔衍射)
條件縫寬(或孔徑)可與波長(zhǎng)相比擬。裝置(略)。現(xiàn)象出現(xiàn)中央最亮最寬的明條,兩邊不等距發(fā)表的明暗條紋(或明暗鄉(xiāng)間的圓環(huán))。困難問(wèn)題難以解釋光的直進(jìn)、尋找不到傳播介質(zhì)。
(3)電磁說(shuō)(麥克斯韋)基本觀點(diǎn)認(rèn)為光是一種電磁波。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)赫茲實(shí)驗(yàn)(證明電磁波具有跟光同樣的性質(zhì)和波速)。各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理無(wú)線電波自由電子的運(yùn)動(dòng);紅外線、可見(jiàn)光、紫外線原子外層電子受激發(fā);x射線原子內(nèi)層電子受激發(fā);γ射線原子核受激發(fā)。可見(jiàn)光的光譜發(fā)射光譜――連續(xù)光譜、明線光譜;吸收光譜(特征光譜。困難問(wèn)題無(wú)法解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象。
(4)光子說(shuō)(愛(ài)因斯坦)基本觀點(diǎn)認(rèn)為光由一份一份不連續(xù)的光子組成每份光子的能量E=hν。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)光電效應(yīng)現(xiàn)象。裝置(略)。現(xiàn)象①入射光照到光電子發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的;②入射光頻率必須大于光陰極金屬的極限頻率ν。;
③當(dāng)ν>v。時(shí),光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比;④光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)無(wú)關(guān),只隨著人射光燈中的增大而增大。解釋①光子能量可以被電子全部吸收.不需能量積累過(guò)程;②表面電子克服金屬原子核引力逸出至少需做功(逸出功)hν。;③入射光強(qiáng)。單位時(shí)間內(nèi)入射光子多,產(chǎn)生光電子多;④入射光子能量只與其頻率有關(guān),入射至金屬表,除用于逸出功外。其余轉(zhuǎn)化為光電子初動(dòng)能。困難問(wèn)題無(wú)法解釋光的波動(dòng)性。
(5)光的波粒二象性基本觀點(diǎn)認(rèn)為光是一種具有電磁本性的物質(zhì),既有波動(dòng)性。又有粒子性。大量光子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律顯示波動(dòng)性,個(gè)別光子的行為顯示粒子性。實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)微弱光線的干涉,X射線衍射.
二、重要研究方法
1.作圖鋒幾何光學(xué)離不開(kāi)光路圖。利用作圖法可以直觀地反映光線的傳播,方便地確定像的位置、大小、倒正、虛實(shí)以及成像區(qū)域或觀察范圍等.把它與公式法結(jié)合起來(lái),可以互相補(bǔ)充、互相驗(yàn)證。
2.光路追蹤法用作圖法研究光的傳播和成像問(wèn)題時(shí),抓住物點(diǎn)上發(fā)出的某條光線為研究對(duì)象。不斷追蹤下去的方法.尤其適合于研究組合光具成多重保的情況。
3.光路可逆法在幾何光學(xué)中,一所有的光路都是可逆的,利用光路可逆原理在作圖和計(jì)算上往在都會(huì)帶來(lái)方便。
實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)
物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。近年來(lái)對(duì)學(xué)生物理知識(shí)的各種全面測(cè)試中(如高考等)也非常重視對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾?。因此,物理?shí)驗(yàn)的`復(fù)習(xí)是整個(gè)總復(fù)習(xí)中不可缺少的一個(gè)重要組成部分.
一、實(shí)驗(yàn)的基本類型和要求
中學(xué)物理學(xué)生實(shí)驗(yàn)大體可以分為四范其要求如下:
1.基本儀器的使用除了初中已接觸過(guò)的常用儀器(如天平秤、彈簧秤、壓強(qiáng)計(jì)、氣壓計(jì)、溫度計(jì)、安培計(jì)、伏特計(jì)等)外.高中又學(xué)習(xí)了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、螺旋測(cè)微器、游標(biāo)卡尺、萬(wàn)用電表等,要求了解儀器的基本結(jié)構(gòu),熟悉各主要部件的名稱,懂得工作(測(cè)量)原理,掌握合理的操作方法,會(huì)正確讀數(shù),明確使用注意事項(xiàng)等.
2.基本物理量的測(cè)量初中物理中巴學(xué)過(guò)長(zhǎng)度、時(shí)間、質(zhì)量、力、溫度、電流強(qiáng)度、電壓等物理量的測(cè)量,高中物理進(jìn)一步學(xué)習(xí)了對(duì)微小長(zhǎng)度和極短時(shí)間、加速度(包括g)、速度、電阻和電阻率、電動(dòng)勢(shì)、折射率、焦距等物理量的測(cè)量。要求明確被測(cè)物理量的含義,懂得具體的測(cè)量原理。掌握正確的實(shí)驗(yàn)方法(包括了解實(shí)驗(yàn)儀器、器材的規(guī)格性能、會(huì)安裝和調(diào)試實(shí)驗(yàn)裝置、能選擇合理的實(shí)驗(yàn)步驟,正確進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量以及能分析和排除實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的常見(jiàn)故障等),妥善處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并得出結(jié)果。
3.驗(yàn)證物理規(guī)律計(jì)有驗(yàn)證共點(diǎn)力合成的平行四邊形定則、有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡條件、牛頓第二定律、機(jī)械能守恒定律、玻意耳定律等。其要求與物理量的測(cè)量相同,著重注意分析實(shí)驗(yàn)誤差,并能有效地采取相應(yīng)措施盡量減少實(shí)驗(yàn)誤差,提高準(zhǔn)確度。
4.觀察、研究物理現(xiàn)象,組裝儀器如研究平拋運(yùn)動(dòng)、彈性碰撞、描繪等勢(shì)線、研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象、變壓器的作用、觀察光的衍射現(xiàn)象。把電流計(jì)改裝為伏特計(jì)等.其中,對(duì)觀察型實(shí)驗(yàn),只要求會(huì)正確使用儀器,顯示出(或觀察到)物理現(xiàn)象,并通過(guò)直覺(jué)的觀察定性了解影響該現(xiàn)象的有關(guān)因素。對(duì)研究型實(shí)驗(yàn)(包括組裝儀器),要求不僅能使用儀器,掌握正確的實(shí)驗(yàn)研究方法,把有關(guān)現(xiàn)象的物理內(nèi)客反映出來(lái);或把有關(guān)參數(shù)測(cè)量出來(lái),還能夠通過(guò)具體的測(cè)量作進(jìn)一步的定量研一究或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)。
二、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想
在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中涉及的主要設(shè)計(jì)思想為:
1.壘積放大法把某些物理量(有時(shí)往在是難以直接測(cè)量的測(cè)量的微小量)累積后測(cè)量,或把它們放大后顯示出來(lái)的一種方法。如通過(guò)若干次全振動(dòng)的時(shí)間測(cè)出單擺的振動(dòng)周期;把員楊螺桿的微小進(jìn)退.通過(guò)周長(zhǎng)較大的可動(dòng)到度盤顯示出來(lái)(螺旋測(cè)微器)等。
2.平衡法根據(jù)物理系統(tǒng)內(nèi)普遍存在的對(duì)立的、矛盾的雙方使系統(tǒng)偏離平衡的物理因素,列出對(duì)應(yīng)的平衡方程式,從而找出影響平衡的一種方法如用天平測(cè)質(zhì)量、驗(yàn)證有固定轉(zhuǎn)動(dòng)因乎銜條件、驗(yàn)證玻意耳定律等。
3.控制法在多因素的物理現(xiàn)象中,可以先控制某些量不變,依次研究某一個(gè)因素對(duì)現(xiàn)象產(chǎn)生影響的一種方法。如牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)??梢韵缺3仲|(zhì)量一定,研究加速度與力的關(guān)系等。
4.轉(zhuǎn)換法用某些容易直接測(cè)量,(或顯示)的量(或現(xiàn)象)代替不容易直接測(cè)(或顯示)的量(或現(xiàn)象)?;蛘吒鶕?jù)研究對(duì)象在一定條件下可以有相同的效果作間接的觀察、測(cè)量。如把流逝的時(shí)間轉(zhuǎn)換成振針周期性的振動(dòng);把對(duì)電流、電壓、電阻的測(cè)量轉(zhuǎn)換成對(duì)指針偏角的測(cè)量;用從等高處拋出的兩球的水平位移代替它們的速度等。
5.留跡法把瞬息即逝的(位置、軌跡、圖象等)記錄下來(lái)的一種方法。如通過(guò)紙帶上打出的小點(diǎn)記錄小車的位置Z用描述法畫出平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡;用示波器顯示變化的波形等。
三、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理是對(duì)原始實(shí)驗(yàn)記錄的科學(xué)加工。通過(guò)數(shù)據(jù)處理,往往可以從一堆表面上難以覺(jué)察的、似乎毫無(wú)聯(lián)系的數(shù)據(jù)中找出內(nèi)在的規(guī)律,在中學(xué)物現(xiàn)中只要求掌握數(shù)據(jù)處理的最簡(jiǎn)單的方法.
1.列表法把被測(cè)物理量分類列表表示出來(lái)。通常需說(shuō)明記錄表的要求(或稱為標(biāo)題)、主要內(nèi)容等。表中對(duì)各物理量的排列月慣上先原始記錄數(shù)據(jù),后計(jì)算果。列表法可大體反映某些因素對(duì)結(jié)果的影響效果或變化趨勢(shì),常用作其他數(shù)據(jù)處理方法的一種輔助手段。
2.算術(shù)平均值法把待測(cè)物理量的若干次測(cè)且值相加后除以測(cè)量次數(shù)。必須注意,求取算術(shù)平均值時(shí),應(yīng)按原測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度決定保留有效數(shù)字的位數(shù)。通??上扔?jì)算比直接測(cè)量值多一位,然后再四會(huì)五入。
3.圖象法把實(shí)驗(yàn)測(cè)得的量按自變量和應(yīng)變量的函數(shù)關(guān)系在坐標(biāo)平面上用圖象直觀地顯示出來(lái).根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上畫出圖象時(shí)。最基本的要求是:
(1)兩坐標(biāo)軸要選取恰當(dāng)?shù)姆侄?/p>
(2)要有足夠多的描點(diǎn)數(shù)目
(3)畫出的圖象應(yīng)盡是穿過(guò)較多的描點(diǎn)在圖象呈曲線的情況下,可先根據(jù)大多數(shù)描點(diǎn)的分布位置(個(gè)別特殊位置的奇異點(diǎn)可舍去),畫出穿過(guò)盡可能多的點(diǎn)的草圖,然后連成光滑的曲線,避免畫成拆線形狀。
四、實(shí)驗(yàn)誤差分析
測(cè)量值與待測(cè)量真實(shí)值之差,稱為測(cè)量誤差。主要來(lái)源于儀器(如性能和結(jié)構(gòu)的不完善)、環(huán)境(如溫度、濕度、外磁場(chǎng)的影響等)、實(shí)驗(yàn)方法(如實(shí)驗(yàn)方法粗糙、實(shí)驗(yàn)理論不完善等)、人為因素(如觀測(cè)者個(gè)人的生理、心理習(xí)慣、不同觀察者的反應(yīng)快慢不一等)四方面。在中學(xué)物理中只要求定性分析實(shí)驗(yàn)誤差的主要原因,了解絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差的概念。
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01.直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題
題型概述:直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題是高考的熱點(diǎn),可以單獨(dú)考查,也可以與其他知識(shí)綜合考查。單獨(dú)考查若出現(xiàn)在選擇題中,則重在考查基本概念,且常與圖像結(jié)合;在計(jì)算題中常出現(xiàn)在第一個(gè)小題,難度為中等,常見(jiàn)形式為單體多過(guò)程問(wèn)題和追及相遇問(wèn)題。
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解圖像類問(wèn)題關(guān)鍵在于將圖像與物理過(guò)程對(duì)應(yīng)起來(lái),通過(guò)圖像的坐標(biāo)軸、關(guān)鍵點(diǎn)、斜率、面積等信息,對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分析,從而解決問(wèn)題;對(duì)單體多過(guò)程問(wèn)題和追及相遇問(wèn)題應(yīng)按順序逐步分析,再根據(jù)前后過(guò)程之間、兩個(gè)物體之間的聯(lián)系列出相應(yīng)的方程,從而分析求解,前后過(guò)程的聯(lián)系主要是速度關(guān)系,兩個(gè)物體間的聯(lián)系主要是位移關(guān)系。
02.物體的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題
題型概述:物體的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題是指物體始終處于平衡狀態(tài),但受力不斷發(fā)生變化的問(wèn)題。物體的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題一般是三個(gè)力作用下的平衡問(wèn)題,但有時(shí)也可將分析三力平衡的方法推廣到四個(gè)力作用下的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題。
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(1) 解析法:解決此類問(wèn)題可以根據(jù)平衡條件列出方程,由所列方程分析受力變化;
(2) 圖解法:根據(jù)平衡條件畫出力的合成或分解圖,根據(jù)圖像分析力的變化。
03.運(yùn)動(dòng)的合成與分解問(wèn)題
題型概述:運(yùn)動(dòng)的合成與分解問(wèn)題常見(jiàn)的模型有兩類。一是繩(桿)末端速度分解的問(wèn)題,二是小船過(guò)河的問(wèn)題,兩類問(wèn)題的關(guān)鍵都在于速度的合成與分解。
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(1)在繩(桿)末端速度分解問(wèn)題中,要注意物體的實(shí)際速度一定是合速度,分解時(shí)兩個(gè)分速度的方向應(yīng)取繩(桿)的方向和垂直繩(桿)的方向;如果有兩個(gè)物體通過(guò)繩(桿)相連,則兩個(gè)物體沿繩(桿)方向速度相等。
(2)小船過(guò)河時(shí),同時(shí)參與兩個(gè)運(yùn)動(dòng),一是小船相對(duì)于水的運(yùn)動(dòng),二是小船隨著水一起運(yùn)動(dòng),分析時(shí)可以用平行四邊形定則,也可以用正交分解法,有些問(wèn)題可以用解析法分析,有些問(wèn)題則需要用圖解法分析。
04.拋體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題
題型概述:拋體運(yùn)動(dòng)包括平拋運(yùn)動(dòng)和斜拋運(yùn)動(dòng),不管是平拋運(yùn)動(dòng)還是斜拋運(yùn)動(dòng),研究方法都是采用正交分解法,一般是將速度分解到水平和豎直兩個(gè)方向上.
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(1)平拋運(yùn)動(dòng)物體在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),其位移滿足x=v0t,y=gt2/2,速度滿足vx=v0,vy=gt;
(2)斜拋運(yùn)動(dòng)物體在豎直方向上做上拋(或下拋)運(yùn)動(dòng),在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),在兩個(gè)方向上分別列相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程求解。
05.圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題
題型概述:圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題按照受力情況可分為水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)和豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng),按其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)可分為勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)。水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)多為勻速圓周運(yùn)動(dòng),豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)一般為變速圓周運(yùn)動(dòng).對(duì)水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)重在考查向心力的供求關(guān)系及臨界問(wèn)題,而豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)則重在考查最高點(diǎn)的受力情況。
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(1)對(duì)圓周運(yùn)動(dòng),應(yīng)先分析物體是否做勻速圓周運(yùn)動(dòng),若是,則物體所受的合外力等于向心力,由F合=mv2/r=mrω2列方程求解即可;若物體的運(yùn)動(dòng)不是勻速圓周運(yùn)動(dòng),則應(yīng)將物體所受的力進(jìn)行正交分解,物體在指向圓心方向上的合力等于向心力。
(2)豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)可以分為三個(gè)模型:
①繩模型:只能對(duì)物體提供指向圓心的彈力,能通過(guò)最高點(diǎn)的臨界態(tài)為重力等于向心力;
②桿模型:可以提供指向圓心或背離圓心的力,能通過(guò)最高點(diǎn)的臨界態(tài)是速度為零;
③外軌模型:只能提供背離圓心方向的力,物體在最高點(diǎn)時(shí),若v<(gR)1/2,沿軌道做圓周運(yùn)動(dòng),若v≥(gR)1/2,離開(kāi)軌道做拋體運(yùn)動(dòng)。
06.牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合應(yīng)用問(wèn)題
題型概述:牛頓運(yùn)動(dòng)定律是高考重點(diǎn)考查的內(nèi)容,每年在高考中都會(huì)出現(xiàn),牛頓運(yùn)動(dòng)定律可將力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)合起來(lái),與直線運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用問(wèn)題常見(jiàn)的模型有連接體、傳送帶等,一般為多過(guò)程問(wèn)題,也可以考查臨界問(wèn)題、周期性問(wèn)題等內(nèi)容,綜合性較強(qiáng).天體運(yùn)動(dòng)類題目是牛頓運(yùn)動(dòng)定律與萬(wàn)有引力定律及圓周運(yùn)動(dòng)的綜合性題目,近幾年來(lái)考查頻率極高。
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以牛頓第二定律為橋梁,將力和運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái),可以根據(jù)力來(lái)分析運(yùn)動(dòng)情況,也可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況來(lái)分析力.對(duì)于多過(guò)程問(wèn)題一般應(yīng)根據(jù)物體的受力一步一步分析物體的運(yùn)動(dòng)情況,直到求出結(jié)果或找出規(guī)律。對(duì)天體運(yùn)動(dòng)類問(wèn)題,應(yīng)緊抓兩個(gè)公式:
GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2 ①
GMm/R2=mg ②
對(duì)于做圓周運(yùn)動(dòng)的星體(包括雙星、三星系統(tǒng)),可根據(jù)公式①分析;對(duì)于變軌類問(wèn)題,則應(yīng)根據(jù)向心力的供求關(guān)系分析軌道的變化,再根據(jù)軌道的變化分析其他各物理量的變化。
07.機(jī)車的啟動(dòng)問(wèn)題
題型概述:機(jī)車的啟動(dòng)方式??疾榈挠袃煞N情況,一種是以恒定功率啟動(dòng),一種是以恒定加速度啟動(dòng),不管是哪一種啟動(dòng)方式,都是采用瞬時(shí)功率的公式P=Fv和牛頓第二定律的公式F-f=ma來(lái)分析。
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機(jī)車以額定功率啟動(dòng).機(jī)車的啟動(dòng)過(guò)程如圖所示,由于功率P=Fv恒定,由公式P=Fv和F-f=ma知,隨著速度v的增大,牽引力F必將減小,因此加速度a也必將減小,機(jī)車做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng),直到F=f,a=0,這時(shí)速度v達(dá)到最大值vm=P額定/F=P額定/f。
這種加速過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功只能用W=Pt計(jì)算,不能用W=Fs計(jì)算(因?yàn)镕為變力)。
08.以能量為核心綜合應(yīng)用問(wèn)題
題型概述:以能量為核心的綜合應(yīng)用問(wèn)題一般分四類:
第一類為單體機(jī)械能守恒問(wèn)題,
第二類為多體系統(tǒng)機(jī)械能守恒問(wèn)題,
第三類為單體動(dòng)能定理問(wèn)題,
第四類為多體系統(tǒng)功能關(guān)系(能量守恒)問(wèn)題。
多體系統(tǒng)的組成模式:
兩個(gè)或多個(gè)疊放在一起的物體,用細(xì)線或輕桿等相連的兩個(gè)或多個(gè)物體,直接接觸的兩個(gè)或多個(gè)物體。
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能量問(wèn)題的解題工具一般有動(dòng)能定理,能量守恒定律,機(jī)械能守恒定律。
(1)動(dòng)能定理使用方法簡(jiǎn)單,只要選定物體和過(guò)程,直接列出方程即可,動(dòng)能定理適用于所有過(guò)程;
(2)能量守恒定律同樣適用于所有過(guò)程,分析時(shí)只要分析出哪些能量減少,哪些能量增加,根據(jù)減少的能量等于增加的能量列方程即可;
(3)機(jī)械能守恒定律只是能量守恒定律的一種特殊形式,但在力學(xué)中也非常重要.很多題目都可以用兩種甚至三種方法求解,可根據(jù)題目情況靈活選取。
09.力學(xué)實(shí)驗(yàn)中速度的測(cè)量問(wèn)題
題型概述:速度的測(cè)量是很多力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),通過(guò)速度的測(cè)量可研究加速度、動(dòng)能等物理量的變化規(guī)律,因此在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律、探究動(dòng)能定理、驗(yàn)證機(jī)械能守恒等實(shí)驗(yàn)中都要進(jìn)行速度的測(cè)量。
速度的測(cè)量一般有兩種方法:
一種是通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、頻閃照片等方式獲得幾段連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移從而研究速度;另一種是通過(guò)光電門等工具來(lái)測(cè)量速度。
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用第一種方法求速度和加速度通常要用到勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的兩個(gè)重要推論:
①vt/2=v平均=(v0+v)/2,
②Δx=aT2,為了盡量減小誤差,求加速度時(shí)還要用到逐差法.用光電門測(cè)速度時(shí)測(cè)出擋光片通過(guò)光電門所用的時(shí)間,求出該段時(shí)間內(nèi)的平均速度,則認(rèn)為等于該點(diǎn)的瞬時(shí)速度,即:v=d/Δt。
10.電容器問(wèn)題
題型概述:電容器是一種重要的電學(xué)元件,在實(shí)際中有著廣泛的應(yīng)用,是歷年高考??嫉闹R(shí)點(diǎn)之一,常以選擇題形式出現(xiàn),難度不大,主要考查電容器的電容概念的理解、平行板電容器電容的決定因素及電容器的動(dòng)態(tài)分析三個(gè)方面。
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(1)電容的概念:電容是用比值(C=Q/U)定義的一個(gè)物理量,表示電容器容納電荷的多少,對(duì)任何電容器都適用.對(duì)于一個(gè)確定的電容器,其電容也是確定的(由電容器本身的介質(zhì)特性及幾何尺寸決定),與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢(shì)差的大小等均無(wú)關(guān)。
(2)平行板電容器的電容:平行板電容器的電容由兩極板正對(duì)面積、兩極板間距離、介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)決定,滿足C=εS/(4πkd)
(3)電容器的動(dòng)態(tài)分析:關(guān)鍵在于弄清哪些是變量,哪些是不變量,抓住三個(gè)公式[C=Q/U、C=εS/(4πkd)及E=U/d]并分析清楚兩種情況:一是電容器所帶電荷量Q保持不變(充電后斷開(kāi)電源),二是兩極板間的電壓U保持不變(始終與電源相連)。
11.帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題
題型概述:帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題本質(zhì)上是一個(gè)綜合了電場(chǎng)力、電勢(shì)能的力學(xué)問(wèn)題,研究方法與質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)一樣,同樣遵循運(yùn)動(dòng)的合成與分解、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系等力學(xué)規(guī)律,高考中既有選擇題,也有綜合性較強(qiáng)的計(jì)算題。
思維模板(1)處理帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題應(yīng)從兩種思路著手
①動(dòng)力學(xué)思路:重視帶電粒子的受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析,然后運(yùn)用牛頓第二定律并結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求出位移、速度等物理量。
②功能思路:根據(jù)電場(chǎng)力及其他作用力對(duì)帶電粒子做功引起的能量變化或根據(jù)全過(guò)程的功能關(guān)系,確定粒子的運(yùn)動(dòng)情況(使用中優(yōu)先選擇)。
(2)處理帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題應(yīng)注意是否考慮粒子的重力
①質(zhì)子、α粒子、電子、離子等微觀粒子一般不計(jì)重力;
②液滴、塵埃、小球等宏觀帶電粒子一般考慮重力;
③特殊情況要視具體情況,根據(jù)題中的隱含條件判斷。
(3)處理帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題應(yīng)注意畫好粒子運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖,在畫圖的基礎(chǔ)上運(yùn)用幾何知識(shí)尋找關(guān)系往往是解題的突破口。
12.帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題
題型概述:帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題在歷年高考試題中考查較多,命題形式有較簡(jiǎn)單的選擇題,也有綜合性較強(qiáng)的計(jì)算題且難度較大,常見(jiàn)的命題形式有三種:
(1)突出對(duì)在洛倫茲力作用下帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)量(半徑、速度、時(shí)間、周期等)的考查;
(2)突出對(duì)概念的深層次理解及與力學(xué)問(wèn)題綜合方法的考查,以對(duì)思維能力和綜合能力的考查為主;
(3)突出本部分知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用的考查,以對(duì)思維能力和理論聯(lián)系實(shí)際能力的考查為主.
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在處理此類運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí),著重把握“一找圓心,二找半徑(R=mv/Bq),三找周期(T=2πm/Bq)或時(shí)間”的分析方法。
(1)圓心的確定:因?yàn)槁鍌惼澚指向圓心,根據(jù)f⊥v,畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡中任意兩點(diǎn)(一般是射入和射出磁場(chǎng)的兩點(diǎn))的f的方向,沿兩個(gè)洛倫茲力f作出其延長(zhǎng)線的交點(diǎn)即為圓心.另外,圓心位置必定在圓中任一根弦的中垂線上(如圖所示)。
(2)半徑的確定和計(jì)算:利用平面幾何關(guān)系,求出該圓的半徑(或運(yùn)動(dòng)圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角),并注意利用一個(gè)重要的幾何特點(diǎn),即粒子速度的偏向角(φ)等于圓心角(α),并等于弦AB與切線的夾角(弦切角θ)的2倍(如圖所示),即?φ=α=2θ
(3)運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定:t=φT/2π或t=s/v,其中φ為偏向角,T為周期,s為軌跡的弧長(zhǎng),v為線速度。
13.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題
題型概述:帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是高考的熱點(diǎn)和重點(diǎn)之一,主要有下面所述的三種情況:
(1)帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng):在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,若初速度與電場(chǎng)線平行,做勻變速直線運(yùn)動(dòng);若初速度與電場(chǎng)線垂直,則做類平拋運(yùn)動(dòng);帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
(2)帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng):在疊加場(chǎng)中所受合力為0時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止;當(dāng)合外力與運(yùn)動(dòng)方向在一直線上時(shí)做變速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)合外力充當(dāng)向心力時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
(3)帶電粒子在變化電場(chǎng)或磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng):變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)往往具有周期性,同時(shí)受力也有其特殊性,常常其中兩個(gè)力平衡,如電場(chǎng)力與重力平衡,粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
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分析帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),應(yīng)仔細(xì)分析物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程、受力情況,注意電場(chǎng)力、重力與洛倫茲力間大小和方向的關(guān)系及它們的特點(diǎn)(重力、電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān),洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功),然后運(yùn)用規(guī)律求解,主要有兩條思路:
(1)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系:根據(jù)帶電粒子的受力情況,運(yùn)用牛頓第二定律并結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解。
(2)功能關(guān)系:根據(jù)場(chǎng)力及其他外力對(duì)帶電粒子做功的能量變化或全過(guò)程中的功能關(guān)系解決問(wèn)題。
14.以電路為核心的綜合應(yīng)用問(wèn)題
題型概述:該題型是高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn),高考對(duì)本題型的考查主要體現(xiàn)在閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、電學(xué)實(shí)驗(yàn)等方面.主要涉及電路動(dòng)態(tài)問(wèn)題、電源功率問(wèn)題、用電器的伏安特性曲線或電源的U-I圖像、電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量、電表的讀數(shù)、滑動(dòng)變阻器的分壓和限流接法選擇、電流表的內(nèi)外接法選擇等。
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(1)電路的動(dòng)態(tài)分析是根據(jù)閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律及串并聯(lián)電路的性質(zhì),分析電路中某一電阻變化而引起整個(gè)電路中各部分電流、電壓和功率的變化情況,即有R分→R總→I總→U端→I分、U分
(2)電路故障分析是指對(duì)短路和斷路故障的分析,短路的特點(diǎn)是有電流通過(guò),但電壓為零,而斷路的特點(diǎn)是電壓不為零,但電流為零,常根據(jù)短路及斷路特點(diǎn)用儀器進(jìn)行檢測(cè),也可將整個(gè)電路分成若干部分,逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生某種故障,運(yùn)用閉合電路或部分電路歐姆定律進(jìn)行推理。
(3)導(dǎo)體的伏安特性曲線反映的是導(dǎo)體的電壓U與電流I的變化規(guī)律,若電阻不變,電流與電壓成線性關(guān)系,若電阻隨溫度發(fā)生變化,電流與電壓成非線性關(guān)系,此時(shí)曲線某點(diǎn)的切線斜率與該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電阻值一般不相等。
電源的外特性曲線(由閉合電路歐姆定律得U=E-Ir,畫出的路端電壓U與干路電流I的關(guān)系圖線)的縱截距表示電源的電動(dòng)勢(shì),斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻。
15.以電磁感應(yīng)為核心的綜合應(yīng)用問(wèn)題
題型概述:此題型主要涉及四種綜合問(wèn)題
(1)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題:力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問(wèn)題,其聯(lián)系橋梁是磁場(chǎng)對(duì)感應(yīng)電流的安培力。
(2)電路問(wèn)題:電磁感應(yīng)中切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源,這樣,電磁感應(yīng)的電路問(wèn)題就涉及電路的分析與計(jì)算。
(3)圖像問(wèn)題:一般可分為兩類:
一是由給定的電磁感應(yīng)過(guò)程選出或畫出相應(yīng)的物理量的函數(shù)圖像;
二是由給定的有關(guān)物理圖像分析電磁感應(yīng)過(guò)程,確定相關(guān)物理量。
(4)能量問(wèn)題:電磁感應(yīng)的過(guò)程是能量的轉(zhuǎn)化與守恒的過(guò)程,產(chǎn)生感應(yīng)電流的過(guò)程是外力做功,把機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程;感應(yīng)電流在電路中受到安培力作用或通過(guò)電阻發(fā)熱把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或電阻的內(nèi)能等。
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解決這四種問(wèn)題的基本思路如下:
(1)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),然后由閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電流的方向,進(jìn)而求出安培力的大小和方向,再分析研究導(dǎo)體的受力情況,最后根據(jù)牛頓第二定律或運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列出動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解。
(2)電路問(wèn)題:明確電磁感應(yīng)中的等效電路,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向,最后運(yùn)用閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的規(guī)律求解路端電壓、電功率等。
(3)圖像問(wèn)題:綜合運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、左手定則、右手定則、安培定則等規(guī)律來(lái)分析相關(guān)物理量間的函數(shù)關(guān)系,確定其大小和方向及在坐標(biāo)系中的范圍,同時(shí)注意斜率的物理意義。
(4)能量問(wèn)題:應(yīng)抓住能量守恒這一基本規(guī)律,分析清楚有哪些力做功,明確有哪些形式的能量參與了相互轉(zhuǎn)化,然后借助于動(dòng)能定理、能量守恒定律等規(guī)律求解。
16.電學(xué)實(shí)驗(yàn)中電阻的測(cè)量問(wèn)題
題型概述:該題型是高考實(shí)驗(yàn)的重中之重,每年必有命題,可以說(shuō)高考每年所考的電學(xué)實(shí)驗(yàn)都會(huì)涉及電阻的測(cè)量.針對(duì)此部分的高考命題可以是測(cè)量某一定值電阻,也可以是測(cè)量電流表或電壓表的內(nèi)阻,還可以是測(cè)量電源的內(nèi)阻等。
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測(cè)量的原理是部分電路歐姆定律、閉合電路歐姆定律;常用方法有歐姆表法、伏安法、等效替代法、半偏法等。
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高三物理必背知識(shí)點(diǎn)整理
1.動(dòng)量和沖量
(1)動(dòng)量:運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動(dòng)量,即p=mv.是矢量,方向與v的方向相同.兩個(gè)動(dòng)量相同必須是大小相等,方向一致.
(2)沖量:力和力的作用時(shí)間的乘積叫做該力的沖量,即I=Ft.沖量也是矢量,它的方向由力的方向決定.
2.★★動(dòng)量定理:物體所受合外力的沖量等于它的動(dòng)量的變化.表達(dá)式:Ft=p′-p或Ft=mv′-mv
(1)上述公式是一矢量式,運(yùn)用它分析問(wèn)題時(shí)要特別注意沖量、動(dòng)量及動(dòng)量變化量的方向.
(2)公式中的F是研究對(duì)象所受的包括重力在內(nèi)的所有外力的合力.
(3)動(dòng)量定理的研究對(duì)象可以是單個(gè)物體,也可以是物體系統(tǒng).對(duì)物體系統(tǒng),只需分析系統(tǒng)受的外力,不必考慮系統(tǒng)內(nèi)力.系統(tǒng)內(nèi)力的作用不改變整個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量.
(4)動(dòng)量定理不僅適用于恒定的力,也適用于隨時(shí)間變化的力.對(duì)于變力,動(dòng)量定理中的力F應(yīng)當(dāng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值.
★★★3.動(dòng)量守恒定律:一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零,這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變.
表達(dá)式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
(1)動(dòng)量守恒定律成立的條件
①系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零.
②系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零,但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多,如碰撞問(wèn)題中的摩擦力,爆炸過(guò)程中的重力等外力比起相互作用的內(nèi)力來(lái)小得多,可以忽略不計(jì).
③系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個(gè)方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動(dòng)量的分量保持不變.
(2)動(dòng)量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬時(shí)性;③相對(duì)性;④普適性.
4.爆炸與碰撞
(1)爆炸、碰撞類問(wèn)題的共同特點(diǎn)是物體間的相互作用突然發(fā)生,作用時(shí)間很短,作用力很大,且遠(yuǎn)大于系統(tǒng)受的外力,故可用動(dòng)量守恒定律來(lái)處理.
(2)在爆炸過(guò)程中,有其他形式的能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,系統(tǒng)的動(dòng)能爆炸后會(huì)增加,在碰撞過(guò)程中,系統(tǒng)的總動(dòng)能不可能增加,一般有所減少而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
(3)由于爆炸、碰撞類問(wèn)題作用時(shí)間很短,作用過(guò)程中物體的位移很小,一般可忽略不計(jì),可以把作用過(guò)程作為一個(gè)理想化過(guò)程簡(jiǎn)化處理.即作用后還從作用前瞬間的位置以新的動(dòng)量開(kāi)始運(yùn)動(dòng).
5.反沖現(xiàn)象:反沖現(xiàn)象是指在系統(tǒng)內(nèi)力作用下,系統(tǒng)內(nèi)一部分物體向某方向發(fā)生動(dòng)量變化時(shí),系統(tǒng)內(nèi)其余部分物體向相反的方向發(fā)生動(dòng)量變化的現(xiàn)象.噴氣式飛機(jī)、火箭等都是利用反沖運(yùn)動(dòng)的實(shí)例.顯然,在反沖現(xiàn)象里,系統(tǒng)的動(dòng)量是守恒的.
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