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人教版高中物理选修1-1知识点总结


《物理》选修 1-1

按住 Ctrl 键单击鼠标打开教学视频名师讲课播放 知识点小结
一、物理学史及物理学家 1、电闪雷鸣是自然界常见的现象,古人认为那是“天神之火” ,是天神对罪恶 的惩罚, 直到 1752 年, 伟大的科学家 富兰克林 冒着生命危险在美国费城进行 了著名的风筝实验,把天电引了下来,发现天电和摩擦产生的电是一样的,才 使人类摆脱了

对雷电现象的迷信。 2、 伏打 于 1800 年春发明了能够提供持续电流的“电堆”——最早的直流电 源。他的发明为科学家们由静电转入电流的研究创造了条件,揭开了电力应用 的新篇章。 3、以美国发明家 爱迪生 和英国化学家 斯旺 为代表的一批发明家, 发明和改 进了电灯,改变了人类日出而作、日没而息的生活习惯。 4、1820 年,丹麦物理学家 奥斯特 用实验展示了电与磁的联系,说明了电与 磁之间存在着相互作用,这对电与磁研究的深入发展具有划时代的意义,也预 示了电力应用的可能性。 5、英国物理学家 法拉第 经过 10 年的艰苦探索,终于在 1831 年发现了 电磁 感应 现象, 进一步揭示了电现象与磁现象之间的密切联系, 奏响了电气化时代 的序曲。 6、英国物理学家 麦克斯韦 建立完整的电磁场理论并预言电磁波的存在, 他的 理论, 足以与牛顿力学理论相媲美, 是物理学发展史上的一个里程碑式的贡献。 7、德国物理学家 赫兹 用实验证实了电磁波的存在, 为无线电技术的发展开拓 了道路,被誉为无线电通信的先驱。后人为了纪念他,用他的名字命名了 频率 的单位。 二、基本原理及实际应用 1、避雷针利用_尖端放电_原理来避雷: 带电云层靠近建筑物时, 避雷针上产生
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的感应电荷会通过针尖放电,逐渐中和云中的电荷,使建筑物免遭雷击。 2、各种各样的电热器如电饭锅、电热水器、电熨斗、电热毯等都是利用 电流 的热效应_来工作的。 3、在磁场中, 通电导线要受到 安培力 的作用, 我们使用的电动机就是利用这 个原理来工作的。 4、磁场对运动电荷有力的作用, 这种力叫做 洛伦兹力 。 电视机显像管就是利 用了 电子束磁偏转_的原理。 5、利用电磁感应的原理,人们制造了改变交流电压的装置—— 变压器 ,在现 代化生活中发挥着极其重要的作用。 6、日光灯的电子镇流器是利用 自感现象 工作的; 而电磁炉和金属探测器是利 用 涡流 工作的。 7、电磁波具有能量,人们利用电磁波中的某个波段制造了 _微波炉_来加热食 物。 8、电磁波可以通过电缆、 光缆 进行有线传播,也可以实现 无线 传输。在进 行无线电通信时,需要发送和接受无线电波, 天线 是发射和接受无线电波的 必要设备。 9、把声音、图像等信号加载到高频电磁波上的过程,称为 调制 。信号的调制 方式有 调幅 和 调频 两种方式。其中 调频 信号由于抗干扰能力强,操作性 强,因此高质量的音乐和语言节目,电视伴音采用这种信号调制方式。 10、下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象。请将相应的字 母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上。 ⑴X 光机 D ; ⑵紫外线灯 C ;⑶理疗医用“神灯”照射伤口,可使伤口 E 。

愈合得较好。这里的“神灯”是利用了 A.光的全反射; C.紫外线具有杀菌消毒作用;

B.紫外线具有很强的荧光作用; D.X 射线的很强的贯穿力;
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E.红外线具有显著的热作用;

F.红外线波长较长易发生衍射。

三、基本概念及规律应用 1、电荷、元电荷、电荷守恒 (1)自然界中只存在两种电荷:用_丝绸_摩擦过的_玻璃棒_带正电荷,用_毛 皮_摩擦过的_橡胶棒_带负电荷。同种电荷相互_排斥_,异种电荷相互 吸引_。 电荷的多少叫做 电荷量_,用_Q_表示,单位是_库仑 ,简称库,用符号 C 表 示。 (2)到目前为止,科学实验发现的最小电荷量是电子所带的电荷量。这个最小 电荷用 e 表示,它的数值为 1.60×10-19C 。实验指出,所有带电物体的电荷量 或者等于它,或者是它的整数倍,因此我们把它叫做 元电荷 。 (3)用_摩擦_和_感应_的方法都可以使物体带电。大量事实表明,电荷既不能 创生,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分 转移到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量不变。这个结论叫做电荷守恒 定律。 2、库仑定律 (1)内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,跟它们电荷量的乘积成 正比,跟它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。 (2) 公式:F ? k
Q1Q2 , 其中 k 叫做静电力常量, 实验得到 k ? 9.0?109 N ? m2 /C2 。 2 r

3、电场、电场强度、电场线 (1)带电体周围存在着一种物质,这种物质叫 电场 ,电荷间的相互作用就是 通过 电场 发生的。 (2)电场强度(场强) ①定义: 放入电场中某点的电荷所受静电力 F 跟它的电荷量 q 的比值,叫做该点
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的电场强度,用 E 表示。 ②公式: E ?
F ,由公式可知,场强的单位为牛每库,符号是 N/C 。 q

③场强既有 大小 ,又有 方向 ,是 矢 量。方向规定: 电场中某点的场强方 向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同 。 (3)电场线可以形象地描述电场的分布。电场线的 疏密程度 反映电场的强 弱; 电场线上某点的切线方向 表示该点的 场强 方向,即电场方向。匀强电 场的电场线特点: 距离相等的平行直线。 4、静电的利用与防止 (1)静电利用原理: 带电粒子受到电场力的作用,会向电极运动,最后被吸 附在电极上 。 带正电荷的粒子在电场力作用下会向 负 极运动,带负电的粒子则向 正 极运 动。 实例:静电除尘、静电喷涂、静电复印、静电植绒、避雷针等。 (2)静电危害:放电火花可能引起易燃物的爆炸。人体静电在与金属等导体接 触时放电会使人有刺疼感。 (3)防止静电的方法:及时把静电导走。如给空气加湿、地毯中加入导电金属 丝等。 5、电容器、电容 (1)电容器是储存电荷的装置, 莱顿瓶是最早的电容器。 平行板电容器是由两 极板和电解质构成。 (2)在国际单位制中, 电容的单位是法拉, 简称法, 符号位 F。 还有微法 ( ?F ) 和皮法( pF ) ,它们的关系是: 1 ?F ? 10-6 F , 1 pF ? 10-12 F 。 6、电流、电源、电动势 (1)电流的概念:电荷的 定向移动 形成电流。
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(2)电流产生条件: 导体两端有电压 。电源在电路中的作用是 保持导体两 端的电压,使导体中有持续的电流。 (3) 电流的方向: 规定 正电荷定向移动的方向 为电流的方向。 在金属导体中, 电流的方向与 自由电子定向移动方向 相反。 (4)电流——描述电流 强弱 的物理量。 定义: 通过导线某横截面的电荷量 Q 与所用时间 t 的比值 。 公式: I ?
Q 单位: 安培 ,简称 安 ,符号 A ,常用单位 mA 和 ?A 。单位换 t

算关系: 1 mA? 10?3 A 、 1?A ? 10-6 A 。 (5)电动势是用来描述 电源 本身性质的物理量。符号 E ,单位 伏特 。电 动势在数值上等于 电源没有接入电路时两极间的电压 。 7、电流的热效应——焦耳定律 (1)内容: 电流通过导体产生的热量,跟电流的二次方、导体的电阻、通电 时间成正比 。 (2)公式: Q ? I 2 Rt 8、磁场、磁感线、地磁场、电流的磁场、磁性材料 (1)磁体和 电流 的周围都存在着磁场,磁场对 磁体 和电流都有力的作用。 磁场具有方向性,规定在磁场中任一点,小磁针 北极 受力方向为该点的磁场方 向。也就是小磁针 静止 时 北极 所指的方向。

(2) 磁感线可以形象地描述磁场的分布。 磁感线的 疏密程度 反映磁场的强弱; 磁感线上 某点的切线方向 表示该点的 场强 方向,即磁场方向。匀强磁场的 磁感线特点: 距离相等的平行直线 。 (3)地球的地理两极与地磁两极并不完全重合,其间有一个交角,叫做 磁偏 角 。

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(4) 不论是直线电流的磁场还是环形电流的磁场, 都可以用 安培定则 来判断 其方向, 判断直线电流的具体做法是 右手握住导线, 让伸直的拇指的方向与电 流的方向一致,那么,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向 。通电螺 线管的电流方向跟它的磁感线方向之间的关系,也可用安培定则来判断:右手 握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,拇指所指的方向就 是螺线管内部磁感线的方向。 (5) 通常我们所说的铁磁性物质是指 磁化后的磁性 比其他物质磁性强得多的 物质,也叫强磁性物质。这些物质由很多已经磁化的小区域组成,这些小区域 叫做“ 磁畴 ” 。 9、安培力的大小——左手定则 (1)安培力:通电导体在磁场中受到的作用力叫 安培力 。 (2)安培力的计算公式: F ? BIL ;其中 B 反映了磁场的强弱,叫做磁感应强 度,单位是特斯拉,简称特,符号为 T。通电导线与磁场方向 垂直 时,此时 安培力有最大值 Fmax ? BIL; 通电导线与磁场方向平行时, 此时安培力有最小值
Fmin ? 0 。

(3)磁感应强度是个矢量,既有大小,又有方向。小磁针的 N 极在磁场中某点 受力的方向,就是这点磁感应强度的方向。 (4)左手定则:伸开左手,使拇指跟其余四指 垂直 ,并且都跟手掌在同一平 面内,让磁感线穿入手心,并使四指指向 电流的方向 ,这时拇指所指的方向 就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
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10、洛伦兹力的方向 (1)洛伦兹力: 磁场对运动电荷的作用力 。 (2)安培力是洛伦兹力的宏观表现。 (3)左手定则判定洛伦兹力的方向:伸开左手,使拇指跟其余的四指 垂直 , 且与手掌都在同一平面内, 让磁感线穿入手心, 并使四指指向 正电荷运动的方 向 , 这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。 负 电荷的受力方向与正电荷的受力方向相反。 11、电磁感应现象、磁通量、感应电动势、法拉第电磁感应定律 闭合电路由于 磁通量 的变化, 电路中产生了感应电流, 也就是产生了 感 应电动势 。 产生感应电动势的那部分电路相当于 电源 ; 电路中感应电动势的 大小, 跟穿过这一电路的 磁通量的变化率成正比。 这就是法拉第电磁感应定律。 如果用 E 表示感应电动势,它的单位是伏特(V) ,磁通量和时间的单位分 别是韦伯(Wb)和秒(s) ,在 n 匝线圈组成的电路中,产生的感应电动势是
E?n ?? ?t

12、交变电流 (1)大小、方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流;电流只 沿一个方向流动,叫做直流。 (2)电网中的交变电流,它的电流、电压随时间按正弦函数规律变化,叫做正 弦式电流。

(3)描述物理量:周期(T) 、频率(f) 、有效值(E、U、I) 、峰值(Em、Um、 Im)
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T ? 1 / f ,U ? U m / 2 , I ? I m / 2 。
家用电器铭牌上的额定电压、额定电流都是指有效值. (4)交流电的有效值是根据 电流的热效应 规定的, 对于正弦交流电, 它的有 效值是其峰值的 0.707 倍。若把电容器接在交流电路中,它能起到 隔直流 和 通交流 作用。 13、变压器 (1)构造:变压器由一个闭合的铁芯、原线圈、副线圈组成. (2)工作原理:变压器利用的是电磁感应现象的互感现象. 14、电磁波 (1) 麦克斯韦 预言电磁波的存在,而 赫兹 通过实验证实了电磁波的存在。 (2)麦克斯韦电磁场理论: a.变化的磁场产生电场 ; b.变化的电场产生磁 场。 (3)电磁波的特点 a.电磁波可以在真空中传播; b.电磁波本身是一种物质,电磁波具有能量; c.波长、频率和波速之间的关系:c= ?f (c 波速 ; ? 波长; f 频率) ; d.电磁波在真空中的传播速度:c=3.00×108 m/s (4)电磁波谱: a. 电磁波按波长(或频率)由大到小(或由小到大)的顺序为:无线电波、红 外线、可见光、紫外线、X 射线、 ? 射线。 b. 不同的电磁波具有不同的频率,因此具有不同的特点。

① 无线电波适用于通信和广播,微波炉中使用的微波也是一种无线电波; ② 红外线具有热效应,应用有:夜视仪、红外摄影、红外线遥感; ③ 可见光能引起视觉,不同颜色的可见光是频率范围不同的电磁波; ④ 紫外线具有较高的能量, 能灭菌消毒; 具有荧光效应, 能激发许多物质发光;
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⑤ X 射线穿透能力较强,能透视人体,检查金属部件内部有无缺陷; ⑥ ? 射线穿透能力很强,能治疗某些癌症,探测金属部件内部有无缺陷; 14、电热器、白炽灯等常见家用电器的技术参数的含义 (1)电热器工作原理:利用 电流热效应 。如电熨斗、电饭锅、电热水器等。 若某电热器功率为 1000W,工作 1 小时,耗电 1 度。 (2)某家用白炽灯标识为“220V 40W” ,此白炽灯的额定电压为 220V 交流,在 此额定电压下工作的额定功率为 40W。 15、安全用电与节约用电 (1)家用电器都应该有 接地线 ,家庭电路中都有 保险装置 。 (2)人体安全电压:不高于 36V, 同样的电压或电流加在人体上,交流电的危 害更大。 (3) 节约用电途径: 家电不要待机、 照明电器换用节能灯; 降低输电导线电阻;
P Q ? I 2 Rt ? ( ) 2 Rt 提高输电电压从而降低输电电流。 原理:输电线发热 U

16、电阻器、电容器和电感器 (1)电阻器:电熨斗、电饭锅、电热水器、白炽灯等都是电阻器。 电阻器的作用: 将电能转化为热能 。单位是:欧姆。 电阻器参数:电阻,用 R 表示,电阻越大,电阻器对电流的阻碍作用越大。 (2)电容器: 是一种储存电荷的装置 。最早出现的电容器是: 莱顿瓶 。 电容器作用:储存电荷;在交流电路中,电容器起到: “通交流、隔直流”作用。 电容参数:电容,用 C 表示;电容越大,储存电荷的本领越大。 电容器极板的正对面积越大,极板间的距离越小,电容器的电容就越大。 单位:法拉 F,1F=10 uF=10 pF (3)电感器:线圈 电感器作用: 阻碍电流的变化; 在交流电路中起到: “通直流、阻交流”作用。 电感器参数:自感系数,用 L 表示。
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线圈越大,匝数越多,有铁芯,自感系数就越大。 实例:变压器、日光灯中的镇流器、电磁铁等。

2010 年安徽省普通高中学业水平测试 科学基础(物理部分)参考答案及评分标准
第 I 卷(选择题 共 80 分)
题号 答案 31 D 32 B 33 D 34 C 35 B 36 C 37 D 38 B 39 B 40 A

第 II 卷(非选择题 共 70 分)

41.(每空 2 分,共 14 分) (1) 5 (2) 2 (3) (4) 8 ? 10
?2

(5) c 42.(16 分)

(6)

(7)20

mgsin ? ? ?mgcos? ? ma; (1) ①对乘客沿斜面下滑受力分析, 由牛顿第二定律可知:
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代入数值,得下滑加速度 a ? 4 m / s2 。 (4 分) ②乘客沿斜面做加速运动,到达斜面底端时经历时间为 t ,则有 l ?

1 2 at ,得下滑 2

时间 t ? 1.5 s ;匀加速运动到底端获得速度 v ? at ? 4m / s2 ?1.5s ? 6 m / s (4 分) (其他正确解法均可) (2) 飞机所受平均阻力 f ? kmg ? 0.02? 6.0 ?103 kg ?10m / s 2 ? 1.2 ?103 N ; (4 分) 对飞机起飞过程运用动能定理有: ( F ? f ) s ?

1 2 mv ? 0 ,代入数值可得起飞时速度 2

v ? 80 m / s 。 (4 分) (其他正确解法均可)

2012 年安徽省普通高中学业水平测试 科学基础(物理部分)参考答案及评分标准
第 I 卷(选择题 共 80 分)
题号 答案 【答案解析】 31、A 位移-时间图像直线的斜率保持不变,为匀速直线运动。 32、C 物体是否能被看成质点,主要看物体的大小和形状对所研究的问题有无影响,如 无影响,质量和体积再大也可以看做质点;如有影响,质量和体积再小也不能看做质点。 运动员跨栏对于其动作进行研究, 显然不能视为质点, A 项错误; 子弹射出应是变速运动, B 不正确;运动员跑完 800m 位移大小为 0,而路程为 800m,故答案为 C 项。 33、D 橡皮筋拉断后须重新进行实验,本次实验视为无效处理。 34、D 平衡力是作用在同一物体、同一直线、方向相反、大小相等;而作用力与反作用 力是作用在两个不同对象上,如桌面对文具盒的摩擦力和文具盒的摩擦力即为一对相互作 用力,具有相互性。A 项的受力物体不是同一对象,不是一对平衡力;B 项为一对相互作
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31 A

32 C

33 D

34 D

35 B

36 C

37 D

38 A

39 C

40 B

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用力。C 项涉及手、文具盒、桌面,并非相互作用力。 35、B 本题主要抓住 A、B 两轮转动的线速度相等,即 v A ? vB ;利用圆周运动的相关公

2?r ,借助 rA ? rB 可以得出 B 项为正确答案。 v mm 36、C 利用所学力学单位制和万有引力公式 F ? G 1 2 2 可推出 G 的单位为 C 项。 r
式 v ? ?r ? 2?n , T ? 37、D 小球在下落过程中重力势能转化为自身动能以及弹簧的弹性势能,但总能量保持 不变,即 EP弹簧 ? Ek ? EP球 ? k (常量) 。 38、A 利用库仑定律 F ? k

q1q2 进行求解。 r2

39、C 非匀强电场中电子在 A、B 两点所受电场力大小不等,电子在 A 点所受电场力方 向与该点场强方向相反,由于电子所受电场力大小并非恒定,在 B 点释放后不一定做匀加 速运动。 40、B (1)闭合开关,由于线圈 L 的自感作用,阻碍灯泡 A1 中电流的增加,使其缓慢 变亮,而 A2 无阻碍作用,应立即变量。 (2)电场与磁场的相互激发,在空间形成电磁场,电磁波在真空中传播速度大小 为 c,是常量;麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实。

第 II 卷(非选择题 共 70 分)
4 41.(14 分) (1)20 (2) 8.1? 10 (3)6

(4)5 ; 3 ?10

4

(5)30 (6)0.2

42.(16 分) (1)① v0 ? 108 km / h ? 30 m / s ?????????????????2 分 加速度大小 a ?

vt ? v0 ? 6m / s 2 ??????????????3 分 t
解得 F=360 N???????????3 分

② 根据牛顿第二定律 F=ma

(2)① W ? mgh? 1?10?1.25J ? 12.5J ??????????????2 分 ② 根据动能定理 mgh ?

1 2 mv 0 ?????????????????2 分 2
12

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解得 v0 ? 2gh ? 5m / s ??????????????????1 分 ③ 由H ?

1 2 gt 2

解得小球做平抛运动的时间 t ?

2H ? 1s g

水平位移: x ? v0t ? 5 ?1m ? 5m ????????????????1 分 位移大小:s ?

x 2 ? H 2 ? 5 2m ??????????????1 分

位移方向:与水平方向夹角

45? ???????????????

1分

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