高中物理知識點(diǎn)總結：分子動(dòng)理論、熱和功、氣體的性質(zhì)

　　一、重要概念和規律

　　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)規則運動(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=摩-1。它是聯(lián)系宏觀(guān)量和微觀(guān)量的橋梁，有很重要的意義；（2）布朗運動(dòng)是指懸浮在液體（或氣體）里的固體微粒的無(wú)規則運動(dòng)，不是分子本身的運動(dòng)。它是由于液體（或氣體）分子無(wú)規則運動(dòng)對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)序運動(dòng)。

　　2.溫度

　　溫度是物體分子熱運動(dòng)的平均動(dòng)能的標志。它是大量分子熱運動(dòng)的平均效果的反映，具有統計的意義，對個(gè)別分子而言，溫度是沒(méi)有意義的。任何物體，當它們的溫度相同時(shí)，物體內分子的平均動(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．內能

　　定義物體里所有分子的動(dòng)能和勢能的總和。決定因素：物質(zhì)數量（m）．溫度（T）、體積（V）。改變方式做功——通過(guò)宏觀(guān)機械運動(dòng)實(shí)現機械能與內能的轉換；熱傳遞——通過(guò)微觀(guān)的分子運動(dòng)實(shí)現物體與物體間或同一物體各部分間內能的轉移。這兩種方式對改變內能是等效的。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)能從一種形式轉化為別的形式，或者從一個(gè)物體轉移到別的物體。必須注意：不消耗任何能量，不斷對外做功的機器（永動(dòng)機）是不可能的。利用熱機，要把從燃料的化學(xué)能轉化成的內能，全部轉化為機械能也是不可能的。

　　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)能的標志。體積氣體分子所占據的空間。許多情況下等于容器的容積。壓強大量氣體分子無(wú)規則運動(dòng)碰撞器壁所產(chǎn)生的。其大小等于單位時(shí)間內、器壁單位面積上所受氣體分子碰撞的總沖量。內能氣體分子無(wú)規則運動(dòng)的動(dòng)能．理想氣體的內能僅與溫度有關(guān)。

　　6.一定質(zhì)量理想氣體的實(shí)驗定律

　　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)，對應于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。為推導狀態(tài)方程，可結合圖象選用任意兩個(gè)等值過(guò)程較為方便。（2）當氣體質(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(guān)統計平均

　　熱學(xué)的研究對象是由大量分子組成的．其宏觀(guān)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)中那樣根據每個(gè)物體（每個(gè)分子）的受力情況，寫(xiě)出運動(dòng)方程。熱學(xué)中的狀態(tài)參量和各種現象具有統計平均的意義。因此，當大量分子處于無(wú)序運動(dòng)狀態(tài)或作無(wú)序排列時(shí)，所表現出來(lái)的宏觀(guān)特性——如氣體分子對器壁的壓強、非晶體的物理屬性等都顯示出均勻性。當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)現象時(shí)，必須充分領(lǐng)會(huì )這種統計平均觀(guān)點(diǎn)。

　　2．物理圖象

　　氣體性質(zhì)部分對圖象的應用既是一特點(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(guān)、形象的反映，往往使對問(wèn)題的求解更為簡(jiǎn)便。對物理圖象的要求，不僅是識圖、用圖，而且還應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.能的轉化和守恒

　　各種不同形式的能可以互相轉化，在轉化過(guò)程中總量保持不變。這是自然界中的一條重要規律。也是指導我們分析研究各種物理現象時(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，應牢固把握。

　　三、基本解題思路

　　熱學(xué)部分的習題主要集中在熱功轉換和氣體性質(zhì)兩部分，基本解題思路可概括為四句話(huà)：

　　1．選取研究對象．它可以是由兩個(gè)或幾個(gè)物體組成的系統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.對功熱轉換問(wèn)題，即找出相互作用前后的狀態(tài)量，對氣體即找出狀態(tài)變化前后的p、V、T數值或表達式。

　　3、認識變化過(guò)程.除題設條件已指明外，常需通過(guò)究對象跟周?chē)�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

　　光學(xué)包括兩大部分內容：幾何光學(xué)和物理光學(xué)．幾何光學(xué)（又稱(chēng)光線(xiàn)光學(xué)）是以光的直線(xiàn)傳播性質(zhì)為基礎，研究光在煤質(zhì)中的傳播規律及其應用的學(xué)科；物理光學(xué)是研究光的本性、光和物質(zhì)的相互作用規律的學(xué)科．

　　一、重要概念和規律

　�。ㄒ唬�、幾何光學(xué)基本概念和規律

　　1、基本規律

　　光源發(fā)光的物體．分兩大類(lèi)：點(diǎn)光源和擴展光源．點(diǎn)光源是一種理想模型，擴展光源可看成無(wú)數點(diǎn)光源的集合．光線(xiàn)——表示光傳播方向的幾何線(xiàn)．光束通過(guò)一定面積的一束光線(xiàn)．它是溫過(guò)一定截面光線(xiàn)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出了光速。法國人裴索第一次在地面上用旋轉齒輪法測出了光這。實(shí)像——光源發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)光學(xué)器件后，由實(shí)際光線(xiàn)形成的．虛像——光源發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)光學(xué)器件后，由發(fā)實(shí)際光線(xiàn)的延長(cháng)線(xiàn)形成的。本影——光直線(xiàn)傳播時(shí)，物體后完全照射不到光的暗區．半影——光直線(xiàn)傳播時(shí)，物體后有部分光可以照射到的半明半暗區域．

　　2．基本規律

　�。�1）光的直線(xiàn)傳播規律先在同一種均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直線(xiàn)傳播的例證。

　�。�2）光的獨立傳播規律光在傳播時(shí)雖屢屢相交，但互不擾亂，保持各自的規律繼續傳播。

　�。�3）光的反射定律反射線(xiàn)、人射線(xiàn)、法線(xiàn)共面；反射線(xiàn)與人射線(xiàn)分布于法線(xiàn)兩側；反射角等于入射角。

　�。�4）光的折射定律折射線(xiàn)、人射線(xiàn)、法織共面，折射線(xiàn)和入射線(xiàn)分居法線(xiàn)兩側；對確定的兩種介質(zhì)，入射

　　角（i）的正弦和折射角（r）的正弦之比是一個(gè)常數．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(xiàn)逆著(zhù)反射線(xiàn)或折射線(xiàn)方向入射，將沿著(zhù)原來(lái)的入射線(xiàn)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，像與物對鏡面對稱(chēng)。

　�。�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，入射到棱鏡側面的光經(jīng)棱鏡后向底面偏折。隔著(zhù)棱鏡看到物體的像向項角偏移。棱鏡的色散作用復色光通過(guò)三棱鏡被分解成單色光的現象。

　�。�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)，凸透鏡對光線(xiàn)有會(huì )聚作用，凹透鏡對光線(xiàn)有發(fā)散作用．透鏡成像作圖利用三條特殊光線(xiàn)。成像規律1/u+1/v=1/f。線(xiàn)放大率m=像長(cháng)/物長(cháng)=|v|/u。說(shuō)明①成像公式的符號法則——凸透鏡焦距f取正，凹透鏡焦距f取負；實(shí)像像距v取正，虛像像距v取負。②線(xiàn)放大率與焦距和物距有關(guān)．

　�。�5）平行透明板光線(xiàn)經(jīng)平行透明板時(shí)發(fā)生平行移動(dòng)（側移）．側移的大小與入射角、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<f時(shí)的應用。通過(guò)放大餅在物方同地看到正立虛像。

　�。�2）照相機是凸透鏡成像在u＞2f時(shí)的應用．得到的是倒立縮小施實(shí)像。

　�。�3）幻燈機是凸透鏡成像在f＜u＜2f時(shí)的應用。得到的是倒立放大的實(shí)像．

　�。�4）顯微鏡由短焦距的凸透鏡作物鏡，長(cháng)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)內很靠近焦點(diǎn)處。再經(jīng)物鏡在同側形成一放大虛像（通常位于明視距離處）。

　�。�5）望遠鏡由長(cháng)焦距的凸透鏡作物鏡，轅焦距的〕透鏡作目鏡所組成。極遠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，再經(jīng)目鏡成虛像于極遠處（或明視距離處）。

　�。�6）眼睛等效于一變焦距照相機，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厘米的遠視25者需配戴凸透鏡做鏡片的眼鏡。

　�。ǘ�）物理光學(xué)——人類(lèi)對光本性的認識發(fā)展過(guò)程

　�。�1）微粒說(shuō)（牛頓）基本觀(guān)點(diǎn)認為光像一群彈性小球的微粒。實(shí)驗基礎光的直線(xiàn)傳播、光的反射現象。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、折射現象以及光的獨立傳播規律等。

　�。�2）波動(dòng)說(shuō)（惠更斯）基本觀(guān)點(diǎn)認為光是某種振動(dòng)激起的波（機械波）。實(shí)驗基礎光的干涉和衍射現象。

　�、賯�(gè)的干涉現象——楊氏雙縫干涉實(shí)驗

　　條件兩束光頻率相同、相差恒定。裝置（略）�，F象出現中央明條，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(cháng)的整數倍（半個(gè)波長(cháng)的偶數倍）時(shí)，兩波同相疊加，振動(dòng)加強，產(chǎn)生明條；兩波反相疊加，振動(dòng)相消，產(chǎn)生暗條。應用檢查平面、測量厚度、增強光學(xué)鏡頭透射光強度（增透膜）．

　�、诠獾难苌洮F象——單縫衍射（或圓孔衍射）

　　條件縫寬（或孔徑）可與波長(cháng)相比擬。裝置（略）�，F象出現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(guān)點(diǎn)認為光是一種電磁波。實(shí)驗基礎赫茲實(shí)驗（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)生機理無(wú)線(xiàn)電波自由電子的運動(dòng)；紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)原子外層電子受激發(fā)；x射線(xiàn)原子內層電子受激發(fā)；γ射線(xiàn)原子核受激發(fā)�？梢�(jiàn)光的光譜發(fā)射光譜——連續光譜、明線(xiàn)光譜；吸收光譜（特征光譜。困難問(wèn)題無(wú)法解釋光電效應現象。

　�。�4）光子說(shuō)（愛(ài)因斯坦）基本觀(guān)點(diǎn)認為光由一份一份不連續的光子組成每份光子的能量E=hν。實(shí)驗基礎光電效應現象。裝置（略）�，F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。；

　�、郛�ν＞v。時(shí)，光電流強度與入射光強度成正比；④光電子的最大初動(dòng)能與入射光強無(wú)關(guān)，只隨著(zhù)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。單位時(shí)間內入射光子多，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(guān)點(diǎn)認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。大量光子的運動(dòng)規律顯示波動(dòng)性，個(gè)別光子的行為顯示粒子性。實(shí)驗基礎微弱光線(xiàn)的干涉，X射線(xiàn)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(guān)地反映光線(xiàn)的傳播，方便地確定像的位置、大小、倒正、虛實(shí)以及成像區域或觀(guān)察范圍等．把它與公式法結合起來(lái)，可以互相補充、互相驗證。

　　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(xiàn)為研究對象。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算上往在都會(huì )帶來(lái)方便。

　　實(shí)驗輔導

　　物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗為基礎的科學(xué)。近年來(lái)對學(xué)生物理知識的各種全面測試中（如高考等）也非常重視對學(xué)生實(shí)驗能力的考查。因此，物理實(shí)驗的復習是整個(gè)總復習中不可缺少的一個(gè)重要組成部分．

　　一、實(shí)驗的基本類(lèi)型和要求

　　中學(xué)物理學(xué)生實(shí)驗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、壓強計、氣壓計、溫度計、安培計、伏特計等）外．高中又學(xué)習了打點(diǎn)計時(shí)器、螺旋測微器、游標卡尺、萬(wàn)用電表等，要求了解儀器的基本結構，熟悉各主要部件的名稱(chēng)，懂得工作（測量）原理，掌握合理的操作方法，會(huì )正確讀數，明確使用注意事項等．

　　2．基本物理量的測量初中物理中巴學(xué)過(guò)長(cháng)度、時(shí)間、質(zhì)量、力、溫度、電流強度、電壓等物理量的測量，高中物理進(jìn)一步學(xué)習了對微小長(cháng)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、折射率、焦距等物理量的測量。要求明確被測物理量的含義，懂得具體的測量原理。掌握正確的實(shí)驗方法（包括了解實(shí)驗儀器、器材的規格性能、會(huì )安裝和調試實(shí)驗裝置、能選擇合理的實(shí)驗步驟，正確進(jìn)行數據測量以及能分析和排除實(shí)驗中出現的常見(jiàn)故障等），妥善處理實(shí)驗數據并得出結果。

　　3．驗證物理規律計有驗證共點(diǎn)力合成的平行四邊形定則、有固定轉動(dòng)軸物體的平衡條件、牛頓第二定律、機械能守恒定律、玻意耳定律等。其要求與物理量的測量相同，著(zhù)重注意分析實(shí)驗誤差，并能有效地采取相應措施盡量減少實(shí)驗誤差，提高準確度。

　　4．觀(guān)察、研究物理現象，組裝儀器如研究平拋運動(dòng)、彈性碰撞、描繪等勢線(xiàn)、研究電磁感應現象、變壓器的作用、觀(guān)察光的衍射現象。把電流計改裝為伏特計等．其中，對觀(guān)察型實(shí)驗，只要求會(huì )正確使用儀器，顯示出（或觀(guān)察到）物理現象，并通過(guò)直覺(jué)的觀(guān)察定性了解影響該現象的有關(guān)因素。對研究型實(shí)驗（包括組裝儀器），要求不僅能使用儀器，掌握正確的實(shí)驗研究方法，把有關(guān)現象的物理內客反映出來(lái)；或把有關(guān)參數測量出來(lái)，還能夠通過(guò)具體的測量作進(jìn)一步的定量研一究或實(shí)驗設計。

　　二、實(shí)驗的設計思想

　　在中學(xué)物理實(shí)驗中涉及的主要設計思想為：

　　1．壘積放大法把某些物理量（有時(shí)往在是難以直接測量的測量的微小量）累積后測量，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(cháng)較大的可動(dòng)到度盤(pán)顯示出來(lái)（螺旋測微器）等。

　　2．平衡法根據物理系統內普遍存在的對立的、矛盾的雙方使系統偏離平衡的物理因素，列出對應的平衡方程式，從而找出影響平衡的一種方法如用天平測質(zhì)量、驗證有固定轉動(dòng)因乎銜條件、驗證玻意耳定律等。

　　3．控制法在多因素的物理現象中，可以先控制某些量不變，依次研究某一個(gè)因素對現象產(chǎn)生影響的一種方法。如牛頓第二定律實(shí)驗�？梢韵缺３仲|(zhì)量一定，研究加速度與力的關(guān)系等。

　　4.轉換法用某些容易直接測量，（或顯示）的量（或現象）代替不容易直接測（或顯示）的量（或現象）�；蛘吒鶕�研究對象在一定條件下可以有相同的效果作間接的觀(guān)察、測量。如把流逝的時(shí)間轉換成振針周期性的振動(dòng)；把對電流、電壓、電阻的測量轉換成對指針偏角的測量；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(chē)的位置Z用描述法畫(huà)出平拋物體的運動(dòng)軌跡；用示波器顯示變化的波形等。

　　三、實(shí)驗驗數據處理

　　數據處理是對原始實(shí)驗記錄的科學(xué)加工。通過(guò)數據處理，往往可以從一堆表面上難以覺(jué)察的、似乎毫無(wú)聯(lián)系的數據中找出內在的規律，在中學(xué)物現中只要求掌握數據處理的最簡(jiǎn)單的方法．

　　1．列表法把被測物理量分類(lèi)列表表示出來(lái)。通常需說(shuō)明記錄表的要求（或稱(chēng)為標題）、主要內容等。表中對各物理量的排列月慣上先原始記錄數據，后計算果。列表法可大體反映某些因素對結果的影響效果或變化趨勢，常用作其他數據處理方法的一種輔助手段。

　　2．算術(shù)平均值法把待測物理量的若干次測且值相加后除以測量次數。必須注意，求取算術(shù)平均值時(shí)，應按原測量?jì)x器的準確度決定保留有效數字的位數。通�？上扔嬎惚戎苯訙y量值多一位，然后再四會(huì )五入。

　　3．圖象法把實(shí)驗測得的量按自變量和應變量的函數關(guān)系在坐標平面上用圖象直觀(guān)地顯示出來(lái)．根據實(shí)驗數據在坐標紙上畫(huà)出圖象時(shí)。最基本的要求是：

　�。�1）兩坐標軸要選取恰當的分度

　�。�2）要有足夠多的描點(diǎn)數目

　�。�3）畫(huà)出的圖象應盡是穿過(guò)較多的描點(diǎn)在圖象呈曲線(xiàn)的情況下，可先根據大多數描點(diǎn)的分布位置（個(gè)別特殊位置的奇異點(diǎn)可舍去），畫(huà)出穿過(guò)盡可能多的點(diǎn)的草圖，然后連成光滑的曲線(xiàn)，避免畫(huà)成拆線(xiàn)形狀。

　　四、實(shí)驗誤差分析

　　測量值與待測量真實(shí)值之差，稱(chēng)為測量誤差。主要來(lái)源于儀器（如性能和結構的不完善）、環(huán)境（如溫度、濕度、外磁場(chǎng)的影響等）、實(shí)驗方法（如實(shí)驗方法粗糙、實(shí)驗理論不完善等）、人為因素（如觀(guān)測者個(gè)人的生理、心理習慣、不同觀(guān)察者的反應快慢不一等）四方面。在中學(xué)物理中只要求定性分析實(shí)驗誤差的主要原因，了解絕對誤差和相對誤差的概念。