张掖二中高二物理会考资料.docx
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张掖二中高二物理会考资料
张掖二中2011年高二物理会考资料
高中物理基本概念、定理、定律、公式(表达式)总表
一、质点的运动
(1)------直线运动
1)匀变速直线运动
1.平均速度V平=S/t(定义式)2.有用推论Vt2-Vo2=2as
3.中间时刻速度Vt/2=S/t=(Vt+Vo)/24.末速度Vt=Vo+at
5.中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/26.位移
7.加速度a=(Vt-Vo)/t以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0(减速)
8.实验用推论ΔS=aT2ΔS为相邻连续相等时间(T)内位移之差
9.主要物理量及单位:
初速(Vo):
m/s加速度(a):
m/s2末速度(Vt):
m/s
时间(t):
秒(s)位移(S):
米(m)路程:
米速度单位换算:
1m/s=3.6Km/h
注:
(1)平均速度是矢量。
(2)物体速度大,加速度不一定大。
(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式。
(4)其它相关内容:
s--t图/v--t图的区别
位移图象(s-t)
速度图象(v-t)
加速度图象(a-t)
匀速直线运动
匀加速直线运动
(a>0,s有最小值)
抛物线(不要求)
匀减速直线运动
(a<0,s有最大值)
抛物线(不要求)
备注
位移图线的斜率表示速度
①斜率表示加速度
②图线与横轴所围面积表示位移,横轴上方“面积”为正,下方为负
2)自由落体
1.初速度Vo=02.末速度Vt=gt
3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算)4.推论Vt2=2gh
注:
(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速度直线运动规律。
(2)a=g=9.8≈10m/s2重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下。
3)竖直上抛
1.位移S=Vot-gt2/22.末速度Vt=Vo-gt(g=9.8≈10m/s2)
3.有用推论Vt2-Vo2=-2gS4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起)
5.往返时间t=2Vo/g(从抛出落回原位置的时间)
注:
(1)全过程处理:
是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值。
(2)分段处理:
向上为匀减速运动,向下为自由落体运动,具有对称性。
(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。
二、质点的运动
(2)----曲线运动万有引力
1)平抛运动
1.水平方向速度Vx=Vo2.竖直方向速度Vy=gt
3.水平方向位移X=Vot4.竖直方向位移Y=gt2/2
5.运动时间t=(2Y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)
6.合速度V=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2
合速度方向与水平夹角β:
tgβ=Vy/Vx=gt/Vo
7.合位移S=(X2+Y2)1/2,位移方向与水平夹角α:
tgα=Y/X=gt/2Vo
注:
(1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合成。
(2)运动时间由下落高度h决定与水平抛出速度无关。
(3)θ与β的关系为tgβ=2tgα。
(4)在平抛运动中时间t是解题关键。
(5)曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时物体做曲线运动。
2)匀速圆周运动
1.线速度V=s/t=2πR/T2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3.向心加速度a=V2/R=ω2R=(2π/T)2R4.向心力F向=mV2/R=mω2R=m(2π/T)2R
5.周期与频率T=1/f6.角速度与线速度的关系V=ωR
7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)
注:
(1)向心力可以由具体某个力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直。
(2)做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,但动量不断改变。
3)万有引力
1.开普勒第三定律T2/r3=Kr:
轨道半径(r=R+h)T:
周期K:
常量(与行星质量无关)
2.万有引力定律F=Gm1m2/r2G=6.67×10-11N·m2/kg2方向在它们的连线上
3.天体上的重力和重力加速度GMm/R2=mgg=GM/R2R:
天体半径(m)
4.卫星绕行速度、角速度、周期V=(GM/r)1/2ω=(GM/r3)1/2T=2π(r3/GM)1/2
5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=7.9Km/sV2=11.2Km/sV3=16.7Km/s
6.地球同步卫星GMm/(R+h)2=m4π2(R+h)/T2h≈36000kmh:
距地球表面的高度
注:
(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向=F引,即GMm/r2=mV2/r=mω2r=m(2π/T)2r.
(2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等。
(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同。
(4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小。
(5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9Km/S。
三、力(常见的力、力的合成与分解)
1)常见的力
1.重力G=mg方向竖直向下g=9.8m/s2≈10m/s2作用点在重心适用于地球表面附近
2.胡克定律F=kX方向沿恢复形变方向k:
劲度系数(N/m)X:
形变量(m)
3.滑动摩擦力f=μFN与物体相对运动方向相反μ:
动摩擦因数FN:
正压力(N)
4.静摩擦力0≤f静≤fm与物体相对运动趋势方向相反fm为最大静摩擦力
5.万有引力F=Gm1m2/r2G=6.67×10-11N·m2/kg2方向在它们的连线上
6.静电力F=KQ1Q2/r2K=9.0×109N·m2/C2方向在它们的连线上
7.电场力F=EqE:
场强N/Cq:
电量C正电荷受的电场力与场强方向相同
8.安培力F=BILsinθθ为B与L的夹角当L⊥B时:
F=BIL,B//L时:
F=0
9.洛仑兹力f=qVBsinθθ为B与V的夹角当V⊥B时:
f=qVB,V//B时:
f=0
注:
(1)劲度系数K由弹簧自身决定
(2)动摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关,由接触面材料特性与表面状况等决定。
(3)fm略大于μFN一般视为fm≈μFN(4)物理量符号及单位B:
磁感强度(T),L:
有效长度(m),I:
电流强度(A),V:
带电粒子速度(m/S),q:
带电粒子(带电体)电量(C),(5)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。
2)力的合成与分解
1.同一直线上力的合成同向:
F=F1+F2反向:
F=F1-F2(F1>F2)
2.互成角度力的合成
F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2F1⊥F2时:
F=(F12+F22)1/2
3.合力大小范围|F1-F2|≤F合≤|F1+F2|
4.力的正交分解Fx=FcosβFy=Fsinββ为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx
注:
(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则。
(2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立。
(3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度严格作图。
(4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大合力越小
(5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化成代数运算。
四、动力学(运动和力)
1.第一运动定律(惯性定律):
物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
2.第二运动定律:
F合=ma或a=F合/ma由合外力决定,与合外力方向一致。
3.第三运动定律F=-F´负号表示方向相反,F、F´各自作用在对方,实际应用:
反冲运动
4.共点力的平衡F合=0二力平衡5.超重:
N>G失重:
N 注: 平衡状态是指物体处于静上或匀速直线状态,或者是匀速转动。 五、振动和波(机械振动与机械波的传播) 1.简谐振动F=-KXF: 回复力K: 比例系数X: 位移负号表示F与X始终反向。 2.单摆周期T=2π(L/g)1/2L: 摆长(m)g: 当地重力加速度值成立条件: 摆角θ<100 3.受迫振动频率特点: f=f驱动力4.发生共振条件: f驱动力=f固,注: 物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关。 波只是传播了振动的形式,介质本身不随波发生迁移,是传递能量的一种方式5.波速公式V=λf=λ/T波传播过程中,一个周期向前传播一个波长的距离。 6.声波的波速: 0℃: 332m/s20℃: 344m/s30℃: 349m/s(声波是纵波) 4.振动图象与波动图象。 简谐振动 简谐横波 图 象 坐 标 横坐标 时间 介质中各质点的平衡位置 纵坐标 质点的振动位移 各质点在同一时刻的振动位移 研究对象 一个质点 介质中的大量质点 物理意义 一个质点在不同时刻的振动位移 介质中各质点在同一时刻的振动位移 随时间的变化 原有图形不变,图线随时间而延伸 原有波形沿波的传播方向平移 运动情况 质点做简谐运动 波在介质中匀速传播;介质中各质点做简谐振动 六、功和能(功是能量转化的量度) 1.功W=FScosα(定义式)W: 功(J)F: 恒力(N)S: 位移(m)α: F、S间的夹角 2.重力做功Wab=mghabm: 物体的质量g≈10m/s2hab: a与b高度差(hab=ha-hb) 3.电场力做功Wab=qUabq: 电量(C)Uab: a与b之间电势差(V)即Uab=Ua-Ub 4.电功w=UIt(普适式)U: 电压(V)I: 电流(A)t: 通电时间(S) 6.功率P=W/t(定义式)P: 功率[瓦(W)]W: t时间内所做的功(J)t: 做功所用时间(S) 8.汽车牵引力的功率P=FVP平=FV平P: 瞬时功率P平: 平均功率 9.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(Vmax=P额/f) 1)机车以恒定功率起动情况: P一定,速度v变大,加速度a变小,当a=0时,v不变,机车匀速运动,这时牵引力F=f阻,而vm=P额/f阻。 这个动态过程简图如下: 这一起动过程的V-t图如图1所示。 2.机车以恒定加速度a起动情况: a一定时,F也一定,P随v增大而增大,当P达到额定功率P额后,F、a不能维持不变,开始减小,但速度还要增大,直到a=0,v达到最大vm=P额/f.这个动态过程简图如下: 10.电功率P=UI(普适式)U: 电路电压(V)I: 电路电流(A) 11.焦耳定律Q=I2RtQ: 电热(J)I: 电流强度(A)R: 电阻值(Ω)t: 通电时间(秒) 12.纯电阻电路中I=U/RP=UI=U2/R=I2RQ=W=UIt=U2t/R=I2Rt 13.动能Ek=mv2/2Ek: 动能(J)m: 物体质量(Kg)v: 物体瞬时速度(m/s) 14.重力势能EP=mghEP: 重力势能(J)g: 重力加速度h: 竖直高度(m)(从零势能点起) 15.电势能εA=qUAεA: 带电体在A点的电势能(J)q: 电量(C)UA: A点的电势(V) 16.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加)W合=mVt2/2-mVo2/2W合=ΔEK W合: 外力对物体做的总功ΔEK: 动能变化ΔEK=(mVt2/2-mVo2/2) 17.机械能守恒定律ΔE=0EK1+EP1=EK2+EP2mV12/2+mgh1=mV22/2+mgh2 18.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-ΔEP 注: (1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少。 (2)O0≤α<90O做正功;90O<α≤180O做负功;α=90o不做功(力方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功)。 (3)重力(弹力、电场力、分子力)做正功,则重力(弹性、电、分子)势能减少。 (4)重力做功和电场力做功均与路径无关。 (5)机械能守恒成立条件: 除重力(弹力) 外其它力不做功,只是动能和势能之间的转化(6)能的其它单位换算: 1KWh(度)=3.6×106J1eV=1.60×10-19J。 七、分子动理论、能量守恒定律 1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol2.分子直径数量级10-10米 3.油膜法测分子直径d=V/s,d= V: 单分子油膜的体积(m3)S: 油膜表面积(m2) 分子的质量: m0= ,分子的体积: V0= 物质所含的分子数: n= 4.分子间的引力和斥力 (1)r (2)r=r0f引=f斥F分子力=0E分子势能=Emin(最小值) (3)r>r0f引>f斥F分子力表现为引力 (4)r>10r0f引=f斥≈0F分子力≈0E分子势能≈0 5.热力学第一定律W+Q=ΔE(做功和热传递,这两种改变物体内能的方式,在效果上是等效的)W: 表示做功(J)Q: 表示热量(J)ΔE: 表示变化的内能(J)注: (1)布朗粒子不是分子,布朗粒子越小布朗运动越明显,温度越高越剧烈。 (2)温度是分子平均动能的标志。 (3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快。 (4)分子力做正功分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小。 (5)气体膨胀,气体对外界做功W<0。 (6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和。 (7)能的转化和定恒定律。 (8)r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离。 6.热力学第二定律: 表述一: 不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化(热传导的方向性);表述二: 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化(机械能与内能转化的方向性){涉及到第二类永动机不可造出} 八、气体的性质 1.气体分子运动的特点: 分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外,相互作用力微弱;分子运动速率很大,理想气体的状态方程: PV/T=恒量,T为热力学温度(K) 2.热力学温度与摄氏温度关系T=t+273T: 热力学温度(K)t: 摄氏温度(℃) 注: (1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关。 3.气体的压强与温度成正比,与体积成反比.即PV/T=恒量 九、电场 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷(e=1.60×10-19C) 2.库仑定律F=KQ1Q2/r2(在真空中)F: 点电荷间的作用力(N) K: 静电力常量K=9.0×109N·m2/C2Q1、Q2: 两点荷的电量(C)ε: 介电常数r: 两点荷间的距离(m)方向在它们的连线上,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。 3.电场强度E=F/q(定义式、计算式)E: 电场强度(N/C)q: 检验电荷的电量(C) 4.真空点电荷形成的电场E=KQ/r2r: 点电荷到该位置的距离(m)Q: 点电荷的电量 5.电场力F=qEF: 电场力(N)q: 受到电场力的电荷的电量(C)E: 电场强度(N/C) 6.电势与电势差UA=εA/qUAB=UA-UBUAB=WAB/q=-ΔεAB/q 7.电场力做功WAB=qUABWAB: 带电体由A到B时电场力所做的功(J)q: 带电量(C) UAB: 电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关) 8.电势能εA=qUAεA: 带电体在A点的电势能(J)q: 电量(C)UA: A点的电势(V) 9.电势能的变化ΔεAB=εB-εA(带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值) 10.电场力做功与电势能变化: ΔεAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值) 11.电容C=Q/U(定义式,计算式)C: 电容(F)Q: 电量(C)U: 电压(两极板电势差)(V) C= (决定式,单位1F=106μF=1012pF) (1)充电后保持极板与电源相连接的含义是U不变. 由E= (2)充电后切断与电源的连接的含义是电容器的电荷量Q不变. 又由E= 不变 12.匀强电场的场强E=UAB/dUAB: AB两点间的电压(V)d: AB两点在场强方向的距离(m) 13.几种电荷电场线的分布 14.电场线的性质 (1)电场线是假想的,不是真实的。 (2)电场线起于正电荷止于负电荷,电场线不闭合。 (3)电场线的疏密表示电场的强弱。 (4)电场线不能相交或相切。 (5)沿着电场线的方向电势逐渐降低。 十、恒定电流 1.电流强度I=q/tI: 电流强度(A)q: 在时间t内通过导体横载面的电量(C)t: 时间(S) 2.部分电路欧姆定律I=U/RI: 导体电流强度(A)U: 导体两端电压(V)R: 导体阻值(Ω) 3.电阻电阻定律R=ρL/Sρ: 电阻率(Ω·m)L: 导体的长度(m)S: 导体横截面积(m2) 4.闭合电路欧姆定律I=ε/(r+R)ε=Ir+IRε=U内+U外 I: 电路中的总电流(A)ε: 电源电动势(V)R: 外电路总电阻(Ω)r: 电源内阻(Ω) 5.电功与电功率W=UItP=UIW: 电功(J)U: 电压(V)I: 电流(A)t: 时间(S)P: 电功率(W) 6.焦耳定律Q=I2RtQ: 电热(J)I: 通过的电流(A)R: 导体的电阻值(Ω)t: 通电时间(S) 7.纯电阻电路中: 由于I=U/R,W=Q因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R 8.电源总动率、电源输出功率、电源效率P总=IεP出=IUη=P出/P总 I: 电路总电流(A)ε: 电源电动势(V)U: 端电压(V)η: 电源效率 9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比)并联电路(P、I与R成反比) 电阻关系R串=R1+R2+R3+1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+ 电流关系I总=I1=I2=I3I并=I1+I2+I3+ 电压关系U总=U1+U2+U3+U总=U1=U2=U3= 功率分配P总=P1+P2+P3+P总=P1+P2+P3+ 10.各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大。 (3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻。 (4)当电源有内阻时,外电路电阻增大时,总电流减小,路端电压增大。 (5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为ε2/(4r)。 (6)同种电池的串联与并联要求掌握。 十一、磁场 1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量。 单位: (T),1T=1N/A·m 2.磁通量Φ=BSΦ: 磁通量(Wb)B: 匀强磁场的磁感强度(T)S: 有效面积(m2) 3.安培力F=BIL(L⊥B)B: 磁感强度(T)F: 安培力(F)I: 电流强度(A)L: 导线长度(m) 4.洛仑兹力f=qVB(V⊥B)f: 洛仑兹力(N)q: 带电粒子电量(C)V: 带电粒子速度(m/S) 5.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种) (1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场: 不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=Vo (2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场: 做匀速圆周运动,规律如下: (a)F向=f洛 mV2/R=mω2R=m(2π/T)2R=qVB R=mV/qBT=2πm/qB(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下)。 (c)解题关键: 画轨迹、找圆心、定半径。 注: (1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定,只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负。 (2)常见磁场的磁感线分布 十二、电磁感应 1.[感应电动势的大小计算公式] 1)ε=nΔΦ/Δt(普适公式)ε: 感应电动势(V)N: 感应线圈匝数 2)ε=BLV(切割磁感线运动)ΔΦ/Δt: 磁通量的变化率S: 面积 3)εm=NBSω(发电机最大的感应电动势)εm: 电动势峰值L: 有效长度(m) 4)ε=(BL2ω)/2(导体一端固定以ω旋转切割)ω: 角速度(rad/S)V: 速度(m/S) 2.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定(电源内部的电流方向: 由负流向正极)。 注: (1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律内容: 感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 (2)楞次定律理解: 从磁通量变化来看: 感应电流总要阻碍磁通量的变化;从磁铁与线圈的相对运动来看: 感应电流总要阻碍相对运动。 十三、电磁场和电磁波 1.麦克斯韦电磁场理论: a.变化的磁场能够在周围空间产生电场,变化的电场能够在周围空间产生磁场。 b.均匀变化的磁场,产生稳定的电场,均匀变化的电场,产生稳定的磁场。 c.不均匀变化的磁场产生变化的电场,不均匀变化的电场产生变化的磁场d.振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场,振荡的电场产生同频率的振荡磁场。 e.变化的电场和变化的磁场总是相互联系着,形成一个不可分离的统一体,这就是电磁场,向周围空间传播就是电磁波。 2.电磁波的特点: (1)电磁波是横波。 (2)电磁波在空间以一定的速度传播, (3)电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度,即c=3.0×108m/s (4)电磁波的传播过程就是电磁能的传播过程。 (5)电磁波是物质波,真空中也能传播,能独立存在(与机械波不同) (6)具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性 十四、实验 1.欧姆表测电阻 (1)电路组成 (2)测量原理 两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏得 Ig=ε/(r+Rg+Ro) 接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 Ix=ε/(r+Rg+Ro+Rx)=ε/(R中+Rx) 由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻小 (3)使用方法: 选择量程、短接调零、测量读数、注意档位(倍率)。 (4)注意: 测量电阻要与原电路脱开,选择量程使指针在中央附近,每次换档要重新短接调零。 2.伏安法测电阻 电流表内接法: 电流表外接法: 电压表示数: U=UR+UA电流表示数: I=IR+IV R的测量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+R>RR的测量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVR/(RV+R) 选用电路条件R>>RA[或R>(RARV)1/2]选用电路条件R< 分压接法 3.变阻器在电路中的限流接法与分压接法 电压调节范围小
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