1、 1 高中高中高中高中物理物理物理物理基础知识基础知识基础知识基础知识汇总汇总汇总汇总 目目目目 录录录录 一、直线运动 . 2 二、力 . 4 三、牛顿运动定律 . 7 四、曲线运动 万有引力 . 9 五、机械振动 . 13 六、机械能 . 14 七、分子热运动 能量守恒 . 16 八、固体、液体和气体 . 18 九、恒定电流 . 21 十、磁场 . 24 十一、电磁感应 . 26 十二、机械波 . 27 十三、电磁场和电磁波 . 29 十四、光 . 30 十五、原子和原子核 . 32 2 一一一一、直线运动直线运动直线运动直线运动 1. 参考系（A）在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另
2、外的物体 2. 质点（A）用来代替物体的有质量的点（当物体的大小、形状对所研究的问题的影响可以 忽略时，物体可作为质点。 ） 3. 位移和路程（A） 表示质点的位置的变动的物理量叫做位移，位移是矢量。 路程是质点运动轨迹的长度。路程是标量 4. 速度描述运动快慢的物理量，是位移对时间的变化率。 5. 平均速度（A） t s v =，在直线运动中，不同时间（或不同位移）内平均速度一般是 不同的，因此，必须指明求出的平均速度是对哪段时间来说的。 6. 瞬时速度（A）运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，叫做瞬时速度 7. 速率（A）在直线运动中，瞬时速度的方向与物体经过某一位置时的运动方向相同
3、。 它的大小叫做瞬时速率，有时简称速率。 8. 变化率表示变化的快慢，不表示变化的大小。 9. 加速度（B）加速度描述速度变化快慢的物理量，是速度对时间的变化率。 t vv a t0 =， atvvt+= 0 ， asvvt2 2 0 2 =， tvvvs t )( 2 1 00 +=， 2 2 t s a = 10. 匀变速直线运动的规律（B） 位移公式： 2 0 2 1 attvs+=；由于匀变速直线运动的速度 是均匀改变的，他在时间t内的平均速度 2 0t vv v + = 2 0 2 t t vv v + = ，某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度。 2 22 0 2
4、t s vv v + = ，某段位移的中间位置的即时速度公式（不等于该段位移内的平均速 度） 。 无论匀加速还是匀减速，都有 22 st vv G a= F支G / m 0 竖真向上 失重：F支G a= F支 G / m 时物体受到的弹力必然是向 下的；当gRv 时物体受到的弹力必然是向上的；当gRv =时物体受到的弹力恰好 为零。当弹力大小Fmg时，向心 力只有一解：F +mg；当弹力F=mg时，向心力等于零。 6. 线速度、角速度和周期（B）线速度： t s v=，方向在圆周该点的切线方向上。 角速度： tr s t = ，rad/s 周期：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间。 关系：
5、 rv TT r v=, 2 , 2 = t = T 2 =2n v= t s = T r2 =2rn 7. 向心加速度（A） r v ara r v mFmrF 2 2 2 2 ,=, a= 2r= r v 2 = T r 2 2 4 =v 方向总 与运动方向垂直。 8. 向心力（B） r v mFmrF 2 2, =， Fn=ma=m 2r=m r v 2 =m T r 2 2 4 =mv 方向总与运动 方向垂直。 9. 万有引力定律（A） 2 21 r mm GF =， 2211 kg/mN1067. 6= G 适用于两个质点、一个质点和一个均匀球、两个均匀球。 绳 F G G F 11
6、 G r Mm 2 = ma=m 2r=m r v 2 =m T r 2 2 4 = a=G r M 2 v= r GM = r GM 3 T=2 GM r 3 （B）(1)用万有引力定律求中心星球的质量和密度 当一个星球绕另一个星球做匀速圆周运动时，设中心星球质量为M，半径为R，环 绕星球质量为m，线速度为v，公转周期为T，两星球相距r，由万有引力定律有： 2 2 2 2 = T mr r mv r GMm ，可得出 2 322 4 GT r G rv M = (C) 万有引力和重力的关系: 一般的星球都在不停地自转，星球表面的物体随星球 自转需要向心力，因此星球表面上的物体所受的万有引力有
7、两个作用效果：一个是 重力，一个是向心力。星球表面的物体所受的万有引力的一个分力是重力，另一个 分力是使该物体随星球自转所需的向心力。即 n fGF+= 10. 人造卫星（只讨论绕地球做匀速圆周运动的人造卫星）和星球表面上的物体不同， 人造卫星所受的万有引力只有一个作用效果，就是使它绕星球做匀速圆周运动，因此 万有引力等于向心力。又由于我们定义重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，因 此可以认为对卫星而言， n fGF= 人造卫星的线速度和周期。人造卫星的向心力是由地球对它的万有引力提供的，因 此 有 ： 2 2 2 2 = T mr r mv r GMm ， 由 此 可 得 到 两 个 重
8、要 的 结 论 ： r 1 r GM v= 和 3 3 2r GM r T= 。可以看出，人造卫星的轨道半径r、线速度大小v和周期T是一一 对应的，其中一个量确定后，另外两个量也就唯一确定了。离地面越高的人造卫星， 线速度越小而周期越大。 近地卫星。近地卫星的轨道半径r可以近似地认为等于地球半径R，又因为地面附近 2 R GM g = ，所以有 min85101 . 52,/109 . 7 33 =s g R TsmgRv 。它们分别是绕地球 做匀速圆周运动的人造卫星的最大线速度和最小周期。 同步卫星。 “同步”的含义就是和地球保持相对静止（又叫静止轨道卫星） ，所以其周 期等于地球自转周期，
9、既T=24h，根据可知其轨道半径是唯一确定的，经过计算可求 得同步卫星离地面的高度为h=3.6107m5.6R地（三万六千千米） ， 而且该轨道必须在 12 地球赤道的正上方，卫星的运转方向必须是由西向东。 10. 宇宙速度（A）第一宇宙速度7.9km/s；第二宇宙速度11.2km/s；第三宇宙速度 16.7km/s。 13 五五五五、机械振动机械振动机械振动机械振动 1. 简谐运动（A）物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的 回复力的作用下的振动。kxF=（x位移）位移指的是由平衡位置指向定点的有向 线段。 由定义知：Fx，方向相反。由牛顿第二定律知：Fa，方向相同。 由
10、以上两条可知：ax，方向相反。 v和x、F、a之间的关系最复杂：当v、a同向（即 v、 F同向，也就是v、x反 向）时v一定增大；当v、a反向（即 v、 F反向，也就是v、x同向）时，v一定 减小。 2. 简谐运动的振幅、 周期和频率 （A） 振幅： 振动物体离开平衡位置的最大距离； T f 1 =。 3. 简谐运动的振动图像（A）振动图象表示同一质点在不同时刻的位移; 振动图象的 横坐标表示时间; 从振动图象上可以读出振幅和周期. 介质质点的运动是简谐运动（是一种变加速运 动） 任何一个介质质点在一个周期内经过的路程都是4A， 在半个周期内经过的路程都是 2A，但在四分之一个周期内经过的路程
11、就不一定是A了 4. 单摆（A）x l mg F=；kxf=； g l T2=(与摆球质量、振幅无关)。 5. 受迫振动与共振 （1）受迫振动：物体在驱动力（既周期性外力）作用下的振动叫受迫振动。 a.物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。 b.物体做受迫振动的振幅由驱动力频率和物体的固有频率共同决定：两者越接近， 受迫振动的振幅越大，两者相差越大受迫振动的振幅越小。 （2）共振：当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，这种现 象叫共振。 要求会用共振解释现象，知道什么情况下要利用共振，什么情况下要防止共振。 利用共振的有：共振筛、转速计、微波炉、打夯机
12、、跳板跳水、打秋千 防止共振的有：机床底座、航海、军队过桥、高层建筑、火车车厢 14 六六六六、机械能机械能机械能机械能 1. 功（B）cosFsW = ；力使物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、离合位移 的夹角的余弦这三者的乘积。 当 2 0 时F做正功， 当 2 =时F不做功， 当 2 时F做负功。 2. 功率（A） t W P =（用来求平均功率） ； P=FvCos（v 为平均速度，则 P 为平均功 率；V 为即时速度， 则 P 为即时功率） 汽车的两种加速问题。汽车从静止开始沿水平面加速运动时，有两种不同的加速过 程，但分析时采用的基本公式都是P=Fv和F-f = ma 恒定功率
13、的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于P恒定，随着v的增大，F必 将减小，a也必将减小，汽车做加速度不断减小的加速运动，直到F=f，a=0，这时v达 到最大值 f P F P v mm m = 。可见恒定功率的加速一定不是匀加速。这种加速过程发动机做的 功只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算（因为F为变力） 。 恒定牵引力的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于F恒定，所以a恒定，汽车 做匀加速运动，而随着v的增大，P也将不断增大，直到P达到额定功率Pm，功率不能 再增大了。这时匀加速运动结束，其最大速度为 m mm m v f P F P v=r0， F分显示为引力； r10r0
14、，分0 7. 布朗运动注意点：液体分子 永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因；悬浮在 液体中的颗粒越小，布朗运动越明显。液体温度越高,布朗运动越激烈 8. 物体的内能（A）物体中所有分子 做热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的热 力学能，也叫内能。温度是物体分子热运动的平均动能的标志。 9. 物体内能（A） （1）分子动能：分子因热运动而具有的能量，同温度下各分子的分子 动能K 不同，分子动能的平均值仅和温度有关。 （2）分子势能：分子间因有相 互作用力而具有的、由它们相对位置决定的能量，r0时,r P。0时，P最低，P随物体的变化而变化。 （3）物体内能：物体内所有分子的K 和P 总
15、和，物体的内能与温度和体积 及 摩尔数有关。 （4）物体内能的改变：做功：实质上是其它形式的能和内能之间转化； 热传递：实质上是各物体间内能的转移。 10. 热力学第一定律 （A） 外界对物体所做的功W, 加上物体从外界吸收的热量Q等于物 体内能的增加WQUU+=,。凡是使物体得到能量（如外界对物体做功、吸热） ， 则取正号；凡是使物体失去能量（如物体对外界做功、放热） ，则取负号。 11. 能量守恒定律（B）能量不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为 A N M m = A M N V V = 17 别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。 “伟
16、大的运动基本规律” ，19世纪自然科学的三大发现之一 12. 热力学第二定律（A）表述一：热量能自发地从高温物体传给低温物体，但不会自发 地从低温物体传给高温物体，即热传导具有方向性。表述二：机械能可以全部转化 为内能，而内能不能全部转化为机械能且不引起其他变化，即机械能和内能的转化 具有方向性。因此第二类永动机不能实现。注意：第一类永动机违背了能量守恒定 律。第二类永动机并未违背能量守恒定律。 13. 永动机不可能。 热力学第三定律结论：绝对零度不可能达到。 热力学温度： K）tT15.273(+=摄氏温度 18 八八八八、固体固体固体固体、液体和气体液体和气体液体和气体液体和气体 1. 气
17、体的体积、压强、温度间的关系（A） C T pV =（恒量） RT M m pV = 2. 气体分子运动的特点：气体分子之间有很大的空隙，可以自由地运动。气体分子运 动的速率很大。 3. 气体压强，指的就是气体对于容器器壁的压强。大量气体分子不断地撞击容器壁，对 容器壁产生一定的压力。 一一一一、 电场电场电场电场 1. 元电荷（A）电子和质子带有等量的一种电荷，电荷量C 19 1060. 1 =e。所有带电体 的电荷量或者等于电荷量e，或者是电荷量e的整数倍。因此，电荷量e称为元电荷。 C 19 1060. 1 =e。 2. 电荷守恒（A）电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一
18、个物体， 或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量不变。这个结 论叫做电荷守恒定律。 3. 电荷间的相互作用力（A）静电力，库仑力 2 21 r QQ kF =（ 229 /CmN100 . 9=k） 4. 电场（A）电场的基本形式是他对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫做电场力。 电场和磁场虽由分子、原子组成的物质不同，但他们是客观存在的一种特 殊物质形态。 5. 电场强度（B） q F E =（单位：伏特每米，符号 V/m；1N/C=1V/m）电场强度是矢 量，电场中某点的场强的方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。点电荷 Q 形成的电场中 2 r kQ E =。
19、这是电场强度的定义式，适用于任何电场。 其中的q为试探电荷（以前称为检验电荷） ，是电荷量很小的点电荷（可正可负） 。 电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。 6. 电场线（A）电场线从正极出发到负极终止。 电场线越密的地方，场强越大；电场线越稀的地方，场强越小。 19 7. 匀强电场（A）场强的大小和方向都相同。 匀强电场的场强公式是： d U E = ，其中d是沿电场线方向上的距离。 8. 电势差（B）电荷在电场中移动时，电场力做功，同一电荷从一点移动到另一点时， 电场力做功越多， 就说这两点间的电势差越大。 ABAB AB AB qUW q W U=,， d U E
20、EdU=, （单位：伏特，符号V，1V=1J/C） 正点电荷周围电势大于零；负点电荷周围电势小于零。 9. 电势（A）电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零电势点）时 电场力所做的功。沿电场线的方向，电势越来越低 。电势只有大小没有方向，是标 量。 10. 等势面：电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 11. 电势能：电场力做正功，则电势能减小；电场力做负功，则电势能增加。W电=Uq。 根据功是能量转化的量度，有E=-W电，即电势能的增量等于电场力做功的负值。 12. 电容器的电容（A） U Q C =（单位：法拉F） ，平行板电容器 kd S C 4
21、=（k静电力常量） 是由电容器本身的性质（导体大小、形状、相对位置及电介质）决定的。 13. 在电场中移动电荷电场力做的功: 在电场中移动电荷电场力做的功W=qU，只与 始末位置的电势差有关。在只有电场力做功的情况下，电场力做功的过程是电势能 和动能相互转化的过程。W= -E=EK。 无论对正电荷还是负电荷，只要电场力做功，电势能就减小；克服电场力做功， 电势能就增大。 正电荷在电势高处电势能大；负电荷在电势高处电势能小。 利用公式W=qU进行计算时，各量都取绝对值，功的正负由电荷的正负和移动的 方向判定。 每道题都应该画出示意图，抓住电场线这个关键。 （电场线能表示电场强度的大小 和方向，能
22、表示电势降低的方向。有了这个直观的示意图，可以很方便地判定点电 荷在电场中受力、做功、电势能变化等情况。 ） 14. 带电粒子在电场中的运动: 带电粒子在匀强电场中的加速 一般情况下带电粒子所受的电场力远大于重力，所以可以认为只有电场力做功。由 动能定理W=qU=EK，此式与电场是否匀强无关，与带电粒子的运动性质、轨迹形 状也无关。 20 15. 电势与电势差的区别与联系电势与电势差的区别与联系电势与电势差的区别与联系电势与电势差的区别与联系 区别区别区别区别： （1）电势具有相对性，与零势点的选取有关，而电势差与零势点的选取无关， 具有实际意义； （2）电势决定了电荷在电场中的电势能，而电荷
23、在电场中移动，电 场力所做的功由电势差具体确定： abab qUW=（即电势能的改变量） 。 联系联系联系联系： （1）电势与电势差都是反映电场本身的性质（能的性质）的物理量，与检验 电荷无关；（2） 电势与电势差都是标量； 数值都有正负； 单位相同。（3） baab U=， abba U=。 16. 电场强度与电电场强度与电电场强度与电电场强度与电势的关系与区别势的关系与区别势的关系与区别势的关系与区别 电场线与等势面均是描述电场基本形态的人为工具，它们是互相垂直的。无论什 么电场沿电场线方向电势必是逐渐降低的，且是电势降落最快的方向。沿等势面移 动电荷，因为电场力总是与电荷运动方向垂直的，
24、故电场力总不做功。电场强度 与电势是两个不同的物理量，在同一电场中场强为零的点，电势不一定为零，而电 势为零的点， 场强也不一定为零。 同一电场中， 场强越大的地方电势不一定越高， 电势越高的地方场强也不一定越大；电势相等的点，场强不一定相等，场强相等的 点，电势也不一定相等。 21 九九九九、恒定电流恒定电流恒定电流恒定电流 1. 欧姆定律（A） t q I I U R R U I=,（电流单位：安培，符号A；电阻单位：欧姆， 符号） 电流的定义式： t q I = ，适用于任何电荷的定向 移 动 形成的电流。 R U I =（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电） 。电阻的伏安特性曲线
25、：注 意I-U曲线和U-I曲线的区别。还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的 伏安特性曲线不再是过原点的直线。 计算电流，除了用 R U I = 外，还经常用并联电路总电流和分电流的关系：I=I1+I2 计算电压， 除了用U=IR外， 还经常用串联电路总电压和分电压的关系：U=U1+U2 计算电功率，无论串联、并联还是混联，总功率都等于各电阻功率之和：P=P1+P2 对纯电阻，电功率的计算有多种方法：P=UI=I 2R= R U 2 2. 电功就是电场力做的功：UItqUW= 3. 电功率： UI t W P= 4. 焦耳定律：RtIUItWQ 2 = 5. 热功率：RIP 2 = 6. 闭合电路的欧姆定律（B）研究闭合电路，主要物理量有E、r、R、I、U，前两个是 常量，后三个是变量。 rR E IIrIREUUE + =+=+=, , ERROR: limitcheck OFFENDING COMMAND: string STACK: 66038 33018 32512 33019
