高中物理知識點總結：分子動理論、熱和功、氣體的性質

　　一、重要概念和規(guī)律

　　1．分子動理論

　　物質是由大量分子組成的；分子永不停息的做無規(guī)則運動；分子間存在相互作用的引力和斥力。說明：（1）阿伏伽德羅常量NA=摩-1。它是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁，有很重要的意義；（2）布朗運動是指懸浮在液體（或氣體）里的固體微粒的無規(guī)則運動，不是分子本身的運動。它是由于液體（或氣體）分子無規(guī)則運動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）分子的無序運動。

　　2.溫度

　　溫度是物體分子熱運動的平均動能的標志。它是大量分子熱運動的平均效果的反映，具有統(tǒng)計的意義，對個別分子而言，溫度是沒有意義的。任何物體，當它們的溫度相同時，物體內分子的平均動能都相同。由于不同物體的分子質量不同，因而溫度相同時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能和勢能的總和。決定因素：物質數(shù)量（m）．溫度（T）、體積（V）。改變方式做功——通過宏觀機械運動實現(xiàn)機械能與內能的轉換；熱傳遞——通過微觀的分子運動實現(xiàn)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。定量關系△E=W＋Q（熱力學第一定律）。

　　4．能量守恒定律

　　能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消旯它產(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（永動機）是不可能的。利用熱機，要把從燃料的化學能轉化成的內能，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實驗定律（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能的標志。體積氣體分子所占據(jù)的空間。許多情況下等于容器的容積。壓強大量氣體分子無規(guī)則運動碰撞器壁所產(chǎn)生的。其大小等于單位時間內、器壁單位面積上所受氣體分子碰撞的總沖量。內能氣體分子無規(guī)則運動的動能．理想氣體的內能僅與溫度有關。

　　6.一定質量理想氣體的實驗定律

　　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。

　　7.一定質量理想氣體狀態(tài)方程

　　PV/T=恒量

　　說明（1）一定質量理想氣體的某個狀態(tài)，對應于P一V（或P－T、V-T）圖上的一個點，從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(tài)，相當于從圖上一個點過渡到另一個點，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)過的過程許多不同的過程。為推導狀態(tài)方程，可結合圖象選用任意兩個等值過程較為方便。（2）當氣體質量發(fā)生變化或互有遷移（混合）時，可采用把變質量問題轉化為定質量問題，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、微觀統(tǒng)計平均

　　熱學的研究對象是由大量分子組成的．其宏觀特性都是大量分子集體行為的反映。不可能同時也無必要像力學中那樣根據(jù)每個物體（每個分子）的受力情況，寫出運動方程。熱學中的狀態(tài)參量和各種現(xiàn)象具有統(tǒng)計平均的意義。因此，當大量分子處于無序運動狀態(tài)或作無序排列時，所表現(xiàn)出來的宏觀特性——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，必顯示出不均勻性，如晶體的各自異性等。研究熱學現(xiàn)象時，必須充分領會這種統(tǒng)計平均觀點。

　　2．物理圖象

　　氣體性質部分對圖象的應用既是一特點，也是一個重要的方法。利用圖象常可使物理過程得到直觀、形象的反映，往往使對問題的求解更為簡便。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，在轉化過程中總量保持不變。這是自然界中的一條重要規(guī)律。也是指導我們分析研究各種物理現(xiàn)象時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

　　熱學部分的習題主要集中在熱功轉換和氣體性質兩部分，基本解題思路可概括為四句話：

　　1．選取研究對象．它可以是由兩個或幾個物體組成的系統(tǒng)或全部氣體和某一部分氣體。（狀態(tài)變化時質量必須一定。）

　　2．確定狀態(tài)參量.對功熱轉換問題，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(shù)值或表達式。

　　3、認識變化過程.除題設條件已指明外，常需通過究對象跟周圍環(huán)境的相互關系中確定。

　　4．列出相關方程.

　　光學輔導

　　光學包括兩大部分內容：幾何光學和物理光學．幾何光學（又稱光線光學）是以光的直線傳播性質為基礎，研究光在煤質中的傳播規(guī)律及其應用的學科；物理光學是研究光的本性、光和物質的相互作用規(guī)律的學科．

　　一、重要概念和規(guī)律

　�。ㄒ唬�、幾何光學基本概念和規(guī)律

　　1、基本規(guī)律

　　光源發(fā)光的物體．分兩大類：點光源和擴展光源．點光源是一種理想模型，擴展光源可看成無數(shù)點光源的集合．光線——表示光傳播方向的幾何線．光束通過一定面積的一束光線．它是溫過一定截面光線的集合．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。實像——光源發(fā)出的光線經(jīng)光學器件后，由實際光線形成的．虛像——光源發(fā)出的光線經(jīng)光學器件后，由發(fā)實際光線的延長線形成的。本影——光直線傳播時，物體后完全照射不到光的暗區(qū)．半影——光直線傳播時，物體后有部分光可以照射到的半明半暗區(qū)域．

　　2．基本規(guī)律

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

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

　　（3）光的反射定律反射線、人射線、法線共面；反射線與人射線分布于法線兩側；反射角等于入射角。

　�。�4）光的折射定律折射線、人射線、法織共面，折射線和入射線分居法線兩側；對確定的兩種介質，入射

　　角（i）的正弦和折射角（r）的正弦之比是一個常數(shù)．介質的折射串n=sini/sinr=c/v。全反射條件①光從光密介質射向光疏介質；②入射角大于臨界角A，sinA=1/n。

　�。�5）光路可逆原理光線逆著反射線或折射線方向入射，將沿著原來的入射線方向反射或折射．

　　3．常用光學器件及其光學特性

　�。�1）平面鏡點光源發(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。

　　（2）球面鏡凹面鏡有會聚光的作用，凸面鏡有發(fā)散光的作用．

　�。�3）棱鏡光密煤質的棱鏡放在光疏煤質的環(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三棱鏡被分解成單色光的現(xiàn)象。

　　（4）透鏡在光疏介質的環(huán)境中放置有光密介質的透鏡時，凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線有發(fā)散作用．透鏡成像作圖利用三條特殊光線。成像規(guī)律1/u+1/v=1/f。線放大率m=像長/物長=|v|/u。說明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；實像像距v取正，虛像像距v取負。②線放大率與焦距和物距有關．

　�。�5）平行透明板光線經(jīng)平行透明板時發(fā)生平行移動（側移）．側移的大小與入射角、透明板厚度、折射率有關。

　　4．簡單光學儀器的成像原理和眼睛

　　（1）放大鏡是凸透鏡成像在。u<f時的應用。通過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時的應用．得到的是倒立縮小施實像。

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

　�。�4）顯微鏡由短焦距的凸透鏡作物鏡，長焦距的透鏡作目鏡所組成。物體位于物鏡焦點外很靠近焦點處，經(jīng)物鏡成實像于目鏡焦點內很靠近焦點處。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、實像）于物鏡焦點外很靠近焦點處，恰位于目鏡焦點內，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——人類對光本性的認識發(fā)展過程

　�。�1）微粒說（牛頓）基本觀點認為光像一群彈性小球的微粒。實驗基礎光的直線傳播、光的反射現(xiàn)象。困難問題無法解釋兩種媒質界面同時發(fā)生的反射、折射現(xiàn)象以及光的獨立傳播規(guī)律等。

　　（2）波動說（惠更斯）基本觀點認為光是某種振動激起的波（機械波）。實驗基礎光的干涉和衍射現(xiàn)象。

　�、賯�的干涉現(xiàn)象——楊氏雙縫干涉實驗

　　條件兩束光頻率相同、相差恒定。裝置（略）�，F(xiàn)象出現(xiàn)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）的路程差是波長的整數(shù)倍（半個波長的偶數(shù)倍）時，兩波同相疊加，振動加強，產(chǎn)生明條；兩波反相疊加，振動相消，產(chǎn)生暗條。應用檢查平面、測量厚度、增強光學鏡頭透射光強度（增透膜）．

　�、诠獾难苌洮F(xiàn)象——單縫衍射（或圓孔衍射）

　　條件縫寬（或孔徑）可與波長相比擬。裝置（略）�，F(xiàn)象出現(xiàn)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(xiāng)間的圓環(huán)）。困難問題難以解釋光的直進、尋找不到傳播介質。

　�。�3）電磁說（麥克斯韋）基本觀點認為光是一種電磁波。實驗基礎赫茲實驗（證明電磁波具有跟光同樣的性質和波速）。各種電磁波的產(chǎn)生機理無線電波自由電子的運動；紅外線、可見光、紫外線原子外層電子受激發(fā)；x射線原子內層電子受激發(fā)；γ射線原子核受激發(fā)�？梢姽獾墓庾V發(fā)射光譜——連續(xù)光譜、明線光譜；吸收光譜（特征光譜。困難問題無法解釋光電效應現(xiàn)象。

　�。�4）光子說（愛因斯坦）基本觀點認為光由一份一份不連續(xù)的光子組成每份光子的能量E=hν。實驗基礎光電效應現(xiàn)象。裝置（略）�，F(xiàn)象①入射光照到光電子發(fā)射幾乎是瞬時的；②入射光頻率必須大于光陰極金屬的極限頻率ν。；

　　③當ν＞v。時，光電流強度與入射光強度成正比；④光電子的最大初動能與入射光強無關，只隨著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，入射至金屬表，除用于逸出功外。其余轉化為光電子初動能。困難問題無法解釋光的波動性。

　�。�5）光的波粒二象性基本觀點認為光是一種具有電磁本性的物質，既有波動性。又有粒子性。大量光子的運動規(guī)律顯示波動性，個別光子的行為顯示粒子性。實驗基礎微弱光線的干涉，X射線衍射．

　　二、重要研究方法

　　1．作圖鋒幾何光學離不開光路圖。利用作圖法可以直觀地反映光線的傳播，方便地確定像的位置、大小、倒正、虛實以及成像區(qū)域或觀察范圍等．把它與公式法結合起來，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題時，抓住物點上發(fā)出的某條光線為研究對象。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帶來方便。

　　實驗輔導

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

　　一、實驗的基本類型和要求

　　中學物理學生實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．高中又學習了打點計時器、螺旋測微器、游標卡尺、萬用電表等，要求了解儀器的基本結構，熟悉各主要部件的名稱，懂得工作（測量）原理，掌握合理的操作方法，會正確讀數(shù)，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過長度、時間、質量、力、溫度、電流強度、電壓等物理量的測量，高中物理進一步學習了對微小長度和極短時間、加速度（包括g）、速度、電阻和電阻率、電動勢、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。掌握正確的實驗方法（包括了解實驗儀器、器材的規(guī)格性能、會安裝和調試實驗裝置、能選擇合理的實驗步驟，正確進行數(shù)據(jù)測量以及能分析和排除實驗中出現(xiàn)的常見故障等），妥善處理實驗數(shù)據(jù)并得出結果。

　　3．驗證物理規(guī)律計有驗證共點力合成的平行四邊形定則、有固定轉動軸物體的平衡條件、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，著重注意分析實驗誤差，并能有效地采取相應措施盡量減少實驗誤差，提高準確度。

　　4．觀察、研究物理現(xiàn)象，組裝儀器如研究平拋運動、彈性碰撞、描繪等勢線、研究電磁感應現(xiàn)象、變壓器的作用、觀察光的衍射現(xiàn)象。把電流計改裝為伏特計等．其中，對觀察型實驗，只要求會正確使用儀器，顯示出（或觀察到）物理現(xiàn)象，并通過直覺的觀察定性了解影響該現(xiàn)象的有關因素。對研究型實驗（包括組裝儀器），要求不僅能使用儀器，掌握正確的實驗研究方法，把有關現(xiàn)象的物理內客反映出來；或把有關參數(shù)測量出來，還能夠通過具體的測量作進一步的定量研一究或實驗設計。

　　二、實驗的設計思想

　　在中學物理實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的一種方法。如通過若干次全振動的時間測出單擺的振動周期；把員楊螺桿的微小進退．通過周長較大的可動到度盤顯示出來（螺旋測微器）等。

　　2．平衡法根據(jù)物理系統(tǒng)內普遍存在的對立的、矛盾的雙方使系統(tǒng)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量、驗證有固定轉動因乎銜條件、驗證玻意耳定律等。

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

　　4.轉換法用某些容易直接測量，（或顯示）的量（或現(xiàn)象）代替不容易直接測（或顯示）的量（或現(xiàn)象）�；蛘吒鶕�(jù)研究對象在一定條件下可以有相同的效果作間接的觀察、測量。如把流逝的時間轉換成振針周期性的振動；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）記錄下來的一種方法。如通過紙帶上打出的小點記錄小車的位置Z用描述法畫出平拋物體的運動軌跡；用示波器顯示變化的波形等。

　　三、實驗驗數(shù)據(jù)處理

　　數(shù)據(jù)處理是對原始實驗記錄的科學加工。通過數(shù)據(jù)處理，往往可以從一堆表面上難以覺察的、似乎毫無聯(lián)系的數(shù)據(jù)中找出內在的規(guī)律，在中學物現(xiàn)中只要求掌握數(shù)據(jù)處理的最簡單的方法．

　　1．列表法把被測物理量分類列表表示出來。通常需說明記錄表的要求（或稱為標題）、主要內容等。表中對各物理量的排列月慣上先原始記錄數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)處理方法的一種輔助手段。

　　2．算術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(shù)。必須注意，求取算術平均值時，應按原測量儀器的準確度決定保留有效數(shù)字的位數(shù)。通�？上扔嬎惚戎苯訙y量值多一位，然后再四會五入。

　　3．圖象法把實驗測得的量按自變量和應變量的函數(shù)關系在坐標平面上用圖象直觀地顯示出來．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標紙上畫出圖象時。最基本的要求是：

　�。�1）兩坐標軸要選取恰當?shù)姆侄?/p>

　�。�2）要有足夠多的描點數(shù)目

　　（3）畫出的圖象應盡是穿過較多的描點在圖象呈曲線的情況下，可先根據(jù)大多數(shù)描點的分布位置（個別特殊位置的奇異點可舍去），畫出穿過盡可能多的點的草圖，然后連成光滑的曲線，避免畫成拆線形狀。

　　四、實驗誤差分析

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