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高中物理识记知识专题高中物理识记知识专题农一师高级中学农一师高级中学主讲人：主讲人：延洪波延洪波高中物理识记知识的分布高中物理识记知识的分布二、机械振动二、机械振动三、分子动理论三、分子动理论四、物体的内能四、物体的内能五、电磁场理论五、电磁场理论六、光的本性六、光的本性七、原子物理和核物理七、原子物理和核物理一、天体的运动一、天体的运动一、天体的运动一、天体的运动1、开普勒天文学三定律：、开普勒天文学三定律：A、所有行星都在以太阳为焦点的椭圆轨道上运动。B、行星和太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。C、行星轨道半长轴的三次方跟运行周期的平方的比值为一常数。2、这一时期的主要人物有、这一时期的主要人物有：第谷、开普勒、伽利略、牛顿等。牛顿凭借其精湛的数学功底，在开普勒天文学运动定律的基础上，总结出了万有引力定律。物体之间的万有引力的大小与两个物体质量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，万有引力的方向在两个物体的连线方向上，表达式为：F=GMm/R2。3、几个宇宙速度、几个宇宙速度（1）第一宇宙速度：v=7.9km/s；（2）第二宇宙速度：v=11.2km/s；（3）第三宇宙速度：v=16.7km/s。4、几种不同的卫星、几种不同的卫星（1）近地卫星：GMm/r2=mg=mv2/r；GM=r2g。（2）地球同步卫星：T=24h；距地高度h=36*103km。（3）太阳同步卫星：不绕太阳运动，而绕地球运动，卫星运动到任何一地时，都是该地的12点或0点。因此称为太阳同步卫星。太阳同步卫星的运动轨迹经过两极点。练习：1、把行星绕太阳的运动近似地看作匀速圆周运动，则离太阳越远的行星（）A、周期越小 B、线速度越小 C、角速度越小 D、加速度越小BCD解析：GMm/r2=mv2/r，v2=GM/r；r增大，v减小，a=v2/r=2r，所以，r变大，v变小，a变小，变小。2、根据观测，某行星外围有一个模糊不清的环，为了判断该环是连续物还是卫星群，又测出了环中各层的线速度v的大小与该层至行星中心的距离R，以下判断正确的是（）A、若v与R成正比，则环是连续物，B、若v与R成反比，则环是连续物，C、若v2与R成正比，则环是卫星群。D、若v2与R 成反比，则环是卫星群。AD解析：若环状物是连续物，各层之间无相对运动，能成为一个整体运动，所经半径不同的层其角速度相同。v=2R，一定时，v与R成正比，故选项A 正确。若环状物是卫星群，因不同高度的各层的周期不等，各层之间有相对运动，不能成为一个整体运动。由GMm/R2=mv2/R有v2=GM/R2 ，所以，v2 与R成反比，故选项D正确。3、同步地球卫星距离地心的距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1；地球赤道上的物体随地环自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为 v2，地球半径=为R，则（）A、a1/a2=r/R B、a1/a2=R2/r2 C、v1/v2=R2/r2 D、v1/v2=R/rA解析：地面上的物体不是卫星，所以，不能应用万有引力定律进行计算。但地面上的物体和同步卫星具有同一角速度。所以可用a=2R进行计算。4、可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道（）、与地球表面的某一纬度线（非赤道）是共面同心圆；、与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆；、与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的；、与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地球表面是运动的。二、机械振动二、机械振动分类A、简谐振动B、非简谐振动A、自由振动B、受迫振动A、等幅振动B、减幅振动F=-kx，如单摆和弹簧捱子在理想情况下的振动，为A。如单摆和弹簧捱子在给定能量的情况下的振动，为A。如单摆和弹簧在不断补充能量的情况下的振动，为A。练习：、关于质点的简谐运动，以下说法中正确的是（）A、简谐运动的平衡位置就是质点受合力为零的位置B、作简谐运动的质点先后通过同一点时，回复力、速度、加速度都是相同的C、作简谐运动的质点，当振动位移为负值时，速度不一定为负值，但加速度一定为负值D、作简谐运动的质点，振动速度增加时，加速度一定减小D解析：如单摆，摆球经过最低点时，速度最大，回复力为零，但合力不为零，最低点是平衡位置；回复力和加速度具有同一方向性，但速度的方向依物体经过平衡位置 的方向有关；振动中的正方向需要设定；振动速度增大的过程中，力和速度的方向一致，所以振子必向平衡位置附近运动。2、如图所示，是物体的受迫振动的共振曲线，共纵坐标表示了物体的（）A、在振动中不同时刻的振幅B、在振动中不同时刻的位移C、在不同驱动力频率下的振幅D、在不同驱动力频率下的位移 f y解析：这是个受迫振动的图象，表示物体的振幅随驱动力频率的增大先增大后减小，当驱动力的频率和物体的固有频率相等时，物体的振幅最大。故选D正确。3、作简谐振动的弹簧振子，质量为m，最大速率为v，从某时刻算起，在半个周期内（）A、弹力做的功一定为零B、弹力的冲量大小可能是0到2mv之间的某一值C、弹力做的功可能为0到mv2/2之间的某一值D、弹力的冲量大小一定不为0解析：在半个周期内，一定存在弹力在前1/4周期内做功和后1/4周期内做功大小相等，正负相反，故做功的代数和为0。如果从平衡位置 开始计时，则动量的变化量为2mv，如果从振幅处计时，则力量的变化量为0。所以AB正确。三、分子动理论三、分子动理论 四、物体的内能四、物体的内能1、物质是由大量分子组成的 （1）分子体积很小，它的直径数量级是10-10 m.油膜法测分子直径：D=V/S ,V是油滴体积，S是水面上形成的单分子油膜的面积。（2）分子质量很小，分子间有空隙。（3）阿伏伽德罗常数：N=6.02*1023 mol-1。阿伏伽德罗常数是个十分巨大的数字，分子的体积和质量都十分小，从而说明物质是由大量分子组成的。2、分子作永不停息的无规则运动 （1）扩散现象：相互接触的物体互相进入对方的现象。温度越高，扩散越快。（2布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的花粉颗粒的永不停息的无规则运动。颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越激烈。布朗运动是液体分子永不停息地作无规则热运动的反映，是微观分子热运动造成的宏观现象。因此，分子的无规则运动又叫热运动。3、分子间存在着相互作用力 （1）分子间同时存在相互作用的引力和斥力，合力叫分子力。（2）特点：分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而减小，随分子间距的减小而增大，但斥力比引力变化更快。分子间相互作用力曲线和分子间势能曲线如下：EPOrr04、物体的内能 （1）分子的平均动能：物体内分子动能的平均值叫分子平均动能。温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大。（2）分子势能：由分子间的相互作用和相对位置决定的能量叫分子势能。分子势能的大小与物体的体积有关。对于理想气体，内能只取决于气体的温度。（3）物体的内能，物体内所有分子的动能和势能的总和叫物体的内能。5、物体内能的变化 改变物体的方式有两种：（1）做功其他形式的能与内能相互转化的过程。内能改变了多少用做功的数值来量度。（2）热传递是物体间内能转移的过程。内能转移了多少用传递的热量数值来量度。做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但本质有区别。6、能的转化和守恒定律 能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或从一个物体转移到别的物体。五、电磁场理论五、电磁场理论1、麦克斯韦电磁场理论：变化的电场产生磁砀，变化的磁场产生电场。2、电磁波：电磁场在空间由近及远地向远处传播叫电磁波。3、电磁波的特性：电磁波是横波，其传播速度为3.00*108 m/s,电磁波在空间传播的过程中，传播了振动的形式和能量，电磁波能够沿直线传播，能发生反射、折射、干涉和衍射。电磁波是一种物质波。4、电磁波的波源是振荡电路，在振荡电路中始终存在着电场能和磁场能之间的相互转化。如果振荡电路中始终有能量的补充，则该振荡可以认为是无阻尼振荡，若该振荡电路是一个开放电路，且振荡的频率足够高，就可以向外辐射电磁波。练习：1、如图所示为LC振荡电路两端的电压U随时间t的变化关系，则下列说法中正确的是（）A、在时刻1，电路中的电流最大B、在时刻2，电路中的磁场能最大C、从时刻2到时刻3，电路中的电场能在不断增大D、从时刻3到时刻4，电容器的带电量在不断增大U练习：1、如图所示为LC振荡电路两端的电压U随时间t的变化关系，则下列说法中正确的是（）A、在时刻1，电路中的电流最大B、在时刻2，电路中的磁场能最大C、从时刻2到时刻3，电路中的电场能在不断增大D、从时刻3到时刻4，电容器的带电量在不断增大t练习：1、如图所示为LC振荡电路两端的电压U随时间t的变化关系，则下列说法中正确的是（）A、在时刻1，电路中的电流最大B、在时刻2，电路中的磁场能最大C、从时刻2到时刻3，电路中的电场能在不断增大D、从时刻3到时刻4，电容器的带电量在不断增大1练习：1、如图所示为LC振荡电路两端的电压U随时间t的变化关系，则下列说法中正确的是（）A、在时刻1，电路中的电流最大B、在时刻2，电路中的磁场能最大C、从时刻2到时刻3，电路中的电场能在不断增大D、从时刻3到时刻4，电容器的带电量在不断增大324解析：这是一个从电容器充电开始计时的图示，q-t图和该图完全一致，对应电压最高时，电容器两极板上所带电量最多，电路中电流值最小，而当电容器两极板电压为0时，即放电完毕，电路中电流最大，磁场能最大。所以选BC正确。2、LC振荡电路工作的过程中，下列说法正确的是（）A、电容器的某一个极板，从带正电荷最多到带负电最多的时间为一个振荡周期B、振荡电流越来越小时，电容器两极板积累的电荷一定越来越多C、若提高充电电压，极板上可带更多的电荷，从而使振荡电流周期变大D、若减小电容器极板的有效面积，可降低电磁振荡的频率解析：振荡电流减小时，磁场能减小，电场能增大，故电容器两极板上积累的电荷越来越多。增大电容器的正对面积，电容值减小，周期变小，频率变大。故选B正确。六、光的本性六、光的本性1、光的波动性和光的粒子性 2、光的电磁说：麦克斯韦在研究前人的基础上，总结出了光的电磁说：其内容是：光在本质上是一种电磁波。后来，这一学说被赫兹通过实验证实。3、光子说：爱因斯坦在借鉴了普朗克量子说的基础上，总结出了光子说。其内容是：光在传播的过程中，是一份一份的，每一份都叫一个光子。光子的能量E=hv。4、实验事实：杨氏双缝干涉实验，单缝衍射实验，光电效应实验。5、电磁波谱和光谱：可见光是电磁波谱中极小的一部分，可见光所产生的波谱叫光谱。练习：1、市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照射物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降你热效应的原理之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面镀上一层膜，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线，以表示此红外线的波长，则所镀膜的厚度最小应为（）A、/8 B、/4 C、/2 D、2、关于光电效应的规律，以下说法中正确的是（）A、入射光的频率增大为原来的两倍时，光电子的最大初动能也增大为原来的两倍B、入射光的波长增大为原来的两倍时，可能不发生光电效应C、光照时间增大为原来的两倍时，光电流也增大两倍D、光电管两端电压增大为原来的两倍时，光电子到达阳极时动能可能增大为原来的两倍解析：hv=W+mv2/2，v增大，则动能增大，但并非线性关系，光的波长增大，则频率减小，有可能不发生光电效应。光电流的强度与光照时间无关，但根据qU=EK可知D项正确。3、氢原子从n=4的激发态跃迁到n=2 的激发态时，发出蓝色光，则当氢原子从n=5的激发态直接跃迁到n=2的激发态时，可能发出的光是（）A、红外线 B、红光 C、紫光 D、v射线七、原子物理和核物理七、原子物理和核物理 1897年年1919年年科学家汤 姆 生（英）卢瑟福（英）玻尔（丹麦）探 索 及发 现成 功不 足（或与经典理论及实验现象的矛盾）1、电子2、“枣糕式”原子 模型 1897年年1919年年科学家汤 姆 生（英）卢瑟福（英）玻尔（丹麦）探 索 及发 现成 功不 足（或与经典理论及实验现象的矛盾）1、原子有复杂结 构2原子发光原子中正电荷均匀分布，不会使射入粒子大角度偏转1、粒子散射实验2、“有核式”原子模型3、估算原子、原子核的大小1、电子2、“枣糕式”原子 模型 1897年年1919年年科学家汤 姆 生（英）卢瑟福（英）玻尔（丹麦）探 索 及发 现成 功1、原子有复杂结 构2原子发光不 足（或与经典理论及实验现象的矛盾）原子中正电荷均匀分布，不会使射入粒子大角度偏转原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上1、原子稳定2、原子光谱是线状谱1、粒子散射实验2、“有核式”原子模型3、估算原子、原子核的大小1、电子2、“枣糕式”原子 模型 1897年年1919年年科学家汤 姆 生（英）卢瑟福（英）玻尔（丹麦）探 索 及发 现成 功1、原子有复杂结构2原子发光不 足（或与经典理论及实验现象的矛盾）原子中正电荷均匀分布，不会使射入粒子大角度偏转1、粒子散射实验2、“有核式”原子模型3、估算原子、原子核的大小原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上1、原子稳定2、原子光谱是线状谱1、能级假设 En=1/n2.E12、跃迁假设 h.=E初-E终3、轨道假设rn=n2.r11、电子2、“枣糕式”原子 模型 1897年年1919年年科学家汤 姆 生（英）卢瑟福（英）玻尔（丹麦）探 索 及发 现成 功1、原子有复杂结构2原子发光不 足（或与经典理论及实验现象的矛盾）原子中正电荷均匀分布，不会使射入粒子大角度偏转1、粒子散射实验2、“有核式”原子模型3、估算原子、原子核的大小原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上1、原子稳定2、原子光谱是线状谱1、能级假设 En=1/n2.E12、跃迁假设 h.=E初-E终3、轨道假设rn=n2.r11、量子化原子模型2、解释氢原子光谱1、电子2、“枣糕式”原子 模型 1897年年1919年年科学家汤 姆 生（英）卢瑟福（英）玻尔（丹麦）探 索 及发 现成 功1、原子有复杂结构2原子发光不 足（或与经典理论及实验现象的矛盾）原子中正电荷均匀分布，不会使射入粒子大角度偏转1、粒子散射实验2、“有核式”原子模型3、估算原子、原子核的大小原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上1、原子稳定2、原子光谱是线状谱1、能级假设 En=1/n2.E12、跃迁假设 h.=E初-E终3、轨道假设rn=n2.r11、量子化原子模型2、解释氢原子光谱3、弗兰克-赫兹实验验证1、电子2、“枣糕式”原子 模型 无法解释复杂原子光谱不彻底的量子理论原子物理学时期原子物理学时期1919年年1934年年科学家贝克勒尔居里夫妇（法）卢瑟福查德威克（英）海森堡（德）探索 及发现 成 功天然放射现象衰变1919年年1934年年科学家贝克勒尔居里夫妇（法）卢瑟福查德威克（英）海森堡（德）探索 及发现 成 功原子核具有复杂结构1、质子的发现2、布拉凯特照片 验证3、预言中子存在天然放射现象衰变1919年年1934年年科学家贝克勒尔居里夫妇（法）卢瑟福查德威克（英）海森堡（德）探索 及发现 成 功原子核具有复杂结构自发衰变人工转变放射性同位素的发现中子的发现1、质子的发现2、布拉凯特照片 验证3、预言中子存在天然放射现象衰变1、在任意方向的磁场中均不发生偏转2、这种射线的速度小于光速的十分之一3、用它轰击含氢物质，可以把氢核打出来；用它轰击含氮物质，可以把氮核打出来，并且打出的氢核最大速度与打出的氮核最大速度之比近似为15：2。若该射线中的粒子均具有相同的能量，碰前氢核与氮核可以认为静止，碰撞过程无机械能的损失，已知氢核质量与氮核质量之比为1：14，根据上述情况说明组成该射线的粒子性质。设粒子质量为m，轰击氢核和氮核时粒子速度为v，与氢核碰后粒子速度为v1，与氮核碰后粒子速度为v2,由动量守恒和机械能守恒：mv=mv1+MHVH12mv2mv12MHVH2=+1212mv=mv2+MNVN12mv2mv22MNVN2=+1212VH=2mvm+MH得：得：VN=2mvm+MN得得：由由VHVN 152得：得：mMHMNMH=1141919年年1934年年科学家贝克勒尔居里夫人（法）卢瑟福查德威克（英）海森堡（德）探索 及发现 成 功原子核具有复杂结构自发衰变人工转变放射性同位数的发现1、质子的发现2、布拉凯特照片 验证3、预言中子存在中子的发现原子核由质子、中子组成核子天然放射现象衰变如图所示，有界匀强磁场B=0.5T,MN是磁场的左边界，在磁场中A点放一个放射源，内装 ,放出某种射线后衰变成 。若A点到MN线距离OA为1.0m时，放在紧靠MN线左侧的粒子接收器接收到垂直于MN方向射出的质量较小的粒子，此时接收器位置距0点也为1.0m，据此推算一个静止 的 核衰变时放出的能量。（取1u=1.610-27 kg )人类社会发展对能量的需求和现有的化石能源的供给随时间的 变化趋势（图中的估算的假设：世界人口稳定在100亿，每人每年平均能耗为美国1985年水平的2/3）_煤煤油油裂变裂变聚变聚变2，100，000吨10，000，000桶30吨UO20.6吨191列长110节的火车的运量10艘超级油轮的运量一节货车车皮的运量一辆轻便客货两用汽车的运量核能与其他化石能源的比较（1个100万千瓦发电站使用不同燃料时年消耗量的对比）托卡马克示意图托卡马克示意图“中国环流器一号中国环流器一号”主主机机1919年年1934年年科学家贝克勒尔居里夫人（法）卢瑟福查德威克（英）海森堡（德）探索 及发现 成 功原子核具有复杂结构自发衰变人工转变放射性同位数的发现中子的发现原子核由质子、中子组成核子原子核物理学时期原子核物理学时期1、质子的发现2、布拉凯特照片 验证3、预言中子存在天然放射现象衰变1935年1952年1952年1963年1964年至今介子和奇异粒子时期共振态粒子时期强子（如：质子、中子、介子等）轻子（如：电子、中微子等）夸克和轻子时期二十世纪物理学所取得的伟大成就二十世纪物理学所取得的伟大成就X X射线、放射线、电子、宇宙射线、放射线、电子、宇宙射线、狭义相对论、量子力学射线、狭义相对论、量子力学理论、广义相对论、电子自旋、理论、广义相对论、电子自旋、介子、核裂变、核聚变、核结介子、核裂变、核聚变、核结构、中子星、板快结构、固体构、中子星、板快结构、固体激光、气体激光、晶体管、高激光、气体激光、晶体管、高温超导等。温超导等。几个本世纪最困难、最富挑战的课题几个本世纪最困难、最富挑战的课题1、核力是怎样一种力？它有计算公式吗？、核力是怎样一种力？它有计算公式吗？2 2、受控热核聚变反应、受控热核聚变反应最终解决人类能源最终解决人类能源 问题的必经之路问题的必经之路 3 3、自由夸克是否存在？、自由夸克是否存在？4 4、轻子不可再分吗？、轻子不可再分吗？20012001年年埃里克埃里克科内尔科内尔（美国）（美国）沃尔夫冈沃尔夫冈科特科特勒（德国）勒（德国）尔尔维尔曼维尔曼（美国）（美国）他们因为在超低温气体的原子他们因为在超低温气体的原子性质领域的研究而荣膺此奖性质领域的研究而荣膺此奖19991999年年“阐明物理学中电弱相互作用的阐明物理学中电弱相互作用的量子结构量子结构”方面的理论研究成就方面的理论研究成就而荣膺此奖而荣膺此奖赫拉尔杜斯赫拉尔杜斯霍夫霍夫特特（荷兰）（荷兰）马丁努斯马丁努斯JG韦尔韦尔特曼特曼（荷兰）（荷兰）19981998年年崔琦崔琦（美籍华人）（美籍华人）霍斯特霍斯特.斯多莫尔斯多莫尔（德国）（德国）罗伯特罗伯特.劳林劳林（美国）（美国）以表彰他们在强磁场和超低温以表彰他们在强磁场和超低温实验条件下的电子性质方面做实验条件下的电子性质方面做出的研究成果出的研究成果19971997年年塔诺季塔诺季（法国（法国）威廉菲利普斯威廉菲利普斯（美国）（美国）朱棣文朱棣文（美国）（美国）以表彰他们发展了激光冷却和以表彰他们发展了激光冷却和捕陷原子的技术而荣膺此奖捕陷原子的技术而荣膺此奖19951995年年佩尔佩尔1977年因通过实验发现被他年因通过实验发现被他命名命名子的亚原子粒子与莱因斯子的亚原子粒子与莱因斯1953年在实验中首次发现了中微年在实验中首次发现了中微子子 共同荣膺此奖共同荣膺此奖佩尔佩尔（美国）（美国）莱因斯莱因斯（美国）（美国）19941994年年因发展了中子散射因发展了中子散射(特别是中子特别是中子衍射衍射)技术而荣膺此奖技术而荣膺此奖沙尔沙尔（美国）（美国）布罗克豪斯布罗克豪斯（加拿大）（加拿大）19921992年年夏帕克夏帕克（法国）（法国）由于发明并发展用于高能物理学由于发明并发展用于高能物理学的探测器多丝正比计数管，发明的探测器多丝正比计数管，发明研制多种粒子探测器和多丝正比研制多种粒子探测器和多丝正比室方面功勋卓著而荣膺此奖室方面功勋卓著而荣膺此奖19901990年年泰勒泰勒（加拿大）（加拿大）肯德尔肯德尔（美国）（美国）弗里德曼弗里德曼（美国）（美国）他们发现了质子和中子有内部他们发现了质子和中子有内部结构，通过实验首次证明夸克结构，通过实验首次证明夸克的存在而荣膺此奖的存在而荣膺此奖