高中物理知识体系结构图

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高中物理学知识的结构体系

以下详细总结各部分知识体系的结构和内容，并且与课本（人教版）建立联系。

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力学知识结构体系

力学部分包括静力学、运动学和动力学三部分

I 静力学

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II 运动力学

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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。也称为无阻尼振动或等幅振动

。 振动能：动能和势能之和，机械能守恒

特征：振幅保持不变的自由振动。描述量：振幅 A,周期 T,频率 f =1/T。x-t 图像：正弦曲线或余弦曲线 相关物理量的周期性变化：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=-kx=-mω2x 自 由 振 动 基本模型：①单摆 (θ<10°) T 2 :

m , x(t ) A cos( t ) ;v A cos( t ) ;a 2 x 2 A cos( t ) l ②弹簧振子： T 2 2 k g

机械 振动

阻尼振动 定义：振幅逐渐减小的自由振动叫阻尼振动。 特征：振幅递减 原因：振动能逐渐转化为其他形式的能。 受迫振动 定义： 物体在周期性外力 (驱动力) 作用下的振动叫受迫振动。 特征： 受迫振动稳定后的频率等于驱动力的频率； 而当驱动力的频率接近 振动物体的固有频率时，受迫振动振幅增大的现象叫共振。

受 迫 振 动 机械波

波的形成条件 波源和介质 波的形成原因 介质质点之间有相互作用 波的实质 传递振动的形式、能量和信息，质点并不随着波动而迁移； 后一质点的振动滞后于前一质点，且重复前一质点的振动； 每个质点的的起振方向是相同的。

振动在媒质中传播形成波； 媒质各点都在各自平衡位置附近振动但不随波形 干涉 波的叠加：两列波重叠区域，任何一点的位移等于两列波引起的位 移的矢量和。 二列频率相同、振动方向相同的波相遇，使媒质中有的地方振动加强， 有的地方振动减弱，且加强与减弱部分相间隔的现象叫波的干涉。 干涉是波特有的现象。 干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件： ①最强：该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍，即 δ=nλ ②最弱：该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍，即 δ=(2n+1)λ/2 衍射 波传播过程中遇到孔和障碍物时， 绕过孔和障碍物的现象叫波的衍 射。发生明显衍射的条件是孔、障碍物的尺寸与波长可比拟。 衍射是波特有的现象。

一起迁移，波是能量传递的一种形式。 描述量：波幅 A,波长λ ,波速 V,周期 T,频率 f。 描述公式：V=λ/T=λf; 波速大小由传播振动的介质特性所决定；波的频率等于质点振 动频率，大小由振源决定，与介质无关；波长由波源和介质决定 波的图像： 表述了某一时刻各个质点偏离平衡位置的状况。 为正弦曲线或余弦曲线 (与 振动图像很相似，但是有本质区别)

机械 波

波的类型：横波和纵波。 波的例子：声波(超声波、次声波、可听声波 20-20000Hz)

波的特性： 1、 波的叠加原理：各列波彼此通过，互不干扰；介质质点位移等于各位移的

矢量和 2、 波的特有现象： 波的衍射 波的干涉 绕过障碍物或孔继续传播的现象 两列波在相遇的区域内叠加形式的一种现象

3、 特殊现象：多普勒效应

多普勒效应 波源与观察者之间有相对运动时， 观察者感到频率发生变化 的现象。 波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率增大

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III 动力学

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热学知识结构体系

热学包括：研究宏观热现象的热力学、研究微观理论的统计物理学，分子动理论是热现象微观理论的基础

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气体 的状 态

物质是由大量分子组成的 分子永不停息地做无规则运动 分子间存在相互作用力

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则的，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”。 1℃的 O2 和 1℃的 H2 平均动能相同，1℃的 O2 小于 1℃的 H2 平均速率。

物质的量： 压强 气体 状态 描述用分子动理论解释气体压强的产生 (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： ① 气体分子的平均动能，②分子的密集程度

热力学温度(T)与摄氏温度(t)的关系

T=t+273.15(K) 说明：①两种温度数值不同，但改变 1 K 和 1℃的温度差相同 ②0K 是低温的极限，只能无限接近，但不可能达到。 ③这两种温度每一单位大小相同，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 理想气体， 由于不考虑分子间相互作用力， 其内能仅由温度和分子总数决 定，与气体的体积无关。温度越高，内能越大。 理想气体与外界做功与否：体积增大，对外做了功(外界是真空则气体对 外不做功) ,体积减小，则外界对气体做了功。 理想气体内能变化情况看温度。 理想气体吸不吸热，则由做功情况和内能变化情况共同判断。 (即从热力 学第一定律判断)p T1 T2 V T1<T2 O V1<V2 p V1 V2 T O p1<p2 V p1 p2 T

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 ， 平均动能大小的标志。任何同温度的物体，其分子平均动能相同。 体积：

气 体 的 性 质

概念

理想气体是一种理想化模型， 其分子间距很大， 不存在分子势能， 分子间没有相互吸引和排斥，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。这种气体称为理想气体 。

理想 气体

理想气体状态方程 即克拉贝龙方程 气体的体积、压强、温度间的关系： PV nRT , p1V1 T1

p2V2 T2

O

等温过程 等容过程 等压过程

玻意耳定律：PV=C 查理定律： P / T=C 盖—吕萨克定律：V/ T=C

等温变化图线

等容变化图线

等压变化图线

① 等温变化图线为双曲线的一支，等容(压)变化图线均为过原点的直线(之所以 原点附近为虚线，表示温度太低了，规律不再满足);② 图中双线表示同一气体 不同状态下的图线，虚线表示判断状态关系的两种方法；③ 对等容(压)变化，如 果横轴物理量是摄氏温度 t,则交点坐标为-273.15

饱和汽和饱和汽压

汽

在密闭容器中的液面上同时进行着两种相反的过程：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则的热运动， 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逐渐增多。最后，当汽的密度增大到一定程度 时，就会达到这样的状态：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，这时汽的密度不再增大，液体也不再减少，液体和汽之间达到了动态平 衡状态。把跟液体处于动态平衡的汽叫做饱和汽，把未达到饱和的汽叫未饱和汽。一定温度下，饱和汽的压强一定，叫做饱和汽压。未饱和汽的压强小于饱和汽压。 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。 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升高而迅速 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] 将不饱和汽变为饱和汽的方法：①降低温度②减小液面上方的体积③等待(最终此种液体的蒸气必然处于饱和状态)

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电磁学知识结构体系

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，主要研究电磁波、电磁场以及有关电荷、带电物体的动力学，二者很难清晰分割。

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永磁体磁场 磁场 的产 生 电流的磁效应

直线电流磁场 磁 通电螺线管磁场 场 力

磁场对电流：安培力 F=BIL 方向：左手定则

通电导线在复合场中 的平衡、运动

磁 场磁 场 的 性 质

磁感应强度

B=

F 。 单位：特(牛/安·米) IL

磁场对运动电荷：洛仑兹力 f=BqV 方向：左手定则

带电粒子在复合场中 的运动

或韦伯/米 2 矢量性： 的方向即磁场方向， B B、F、L 的方向关系由左手定则确定。 磁感线 意义：①磁感线的疏密表示磁场强 弱；②磁感线的方向表示磁场方向。

带电粒子在磁场中的运动 只受洛仑 V2 力，且 V0 ⊥ B 时有：BqV=m ; R mv 2 m R= ,T= Bq Bq a. 闭合电路中的一部分导体与磁场 发 生 相 对 运 动 ( 是 导 体 中 的 自由电 子随导体一 起运动 ，受 到的 洛 伦 兹 力的一个分力使自由电子发生定向 移动形成电流，称为动生电 流。) b. 穿 过 闭 合 电 路 的 磁 场 发 生 变 化 (这时，变化的磁场周围产生电场， 电场使导体中的自由电子定 向移动 形成电流，称为感生电流。) 法拉 第电 磁感 应定 律㈠ 法拉 第电 磁感 应定 律㈡

磁 学

磁通量 磁通密度 B=

; 单位:韦伯/米 2 (特) S磁通 量变 化有 两方 面的 含义

动生电动势大小：ε =BLV 动生电流方向：右手定则

电 磁 感 应

定义：因为磁通量变化产生感应电动势的现象 产生条件： 闭合电路中一部分导体与磁场发生相对运动 穿过闭合电路的磁场发生变化

感生电动势大小：ε =n 感生电流方向：楞次定律t

自感现象 由于导体本身的电流发生变化而产生 的电磁感应现象。由自感而产生的电动势为自感 电动势 互感现象 两相邻的载流回路，其中任一回路中 的电流强度发生变化 时， 将在另一回路中产生感 应电动势。这一电动势称为互感电动势。

互感现象的应用： 变压器

U1 n1 = U 2 n2

P 出=P 入(理想变压器)

变电流 即时值 U=Umsinω t I=Imsinω t U I 有效值 U= m I= m 2 2 1 2 周期、频率、角频率 T= f 牛顿运动定律 受力 运动

动量守恒定律 能量转化和动能守恒定律

动量定理 动能定理

力学能量

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电磁场和电磁波

电磁场是电磁作用的媒递物，具有能量和动量，物质存在的一种形式。其性质、特征及运动变化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。

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光学知识结构体系

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原子物理学知识结构体系