物理全景精讲

• 1、声音的产生：由物体的振动产生的。
• 2、频率：频率是指物体每秒振动的次数，符号是：f，单位为赫兹（Hz）。
• 3、振幅：振幅是指振动的物理量可能达到的最大值，它是表示振动的范围和强度的物理量。
• 4、声音的传播：以声波的形式，通过介质传播（固、液、气），真空不能传播声音。
• 5、声速：声速的大小主要与介质种类和温度有关；固 > 液 > 空气。温度越高，声速越大；15℃空气传播速度为 340m/s。
• 6、回声：
  • （1）定义：声音在传播过程中，如果遇到障碍物，就会被反射，回声就是反射回来的声音。
  • （2）辨别回声的条件：发出的声音经过较长的时间（大于0.1s），即人与障碍物的距离超过17m时，人才能辨别回声，否则反射回来的声音只能使原声加强。

1、声音的三特性：音调、响度、音色

• 2、音调：代表声音的高低。影响因素：震动频率，频率越高，音调越高。
  • （1）人类听觉范围是 20Hz~20000Hz。低于 20Hz 的叫次声波（大象交流，预测灾害）。高于 20000Hz 的叫超声波（蝙蝠定位，清洗精密仪器、B超、雷达）。
  • （2）吹哨子时，主要发出声音的是哨子内部的空气柱。向上推动活塞，空气柱变短，振动更容易，振动频率更快，因此音调更高。
  • （3）用筷子轻轻敲击瓶身或用嘴贴着瓶口吹气，会发出不同的声音。
• 3、响度：响度（分贝 dB），代表声音的大小。影响因素：振幅和距离。振幅越大，响度越大；离发声体越近，响度越大。
• 4、音色：指声音所具有的特点，由发声物体本身来决定。不同的发声体由于其材料、结构不同，则发出声音的音色也不同。

• 1、噪声：
  • （1）物理学角度：发声体做无规则振动时发出的声音。
  • （2）环境保护角度：凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音产生干扰的声音，都属于噪声。
• 2、噪声强弱的等级和危害：0 分贝是人刚能听到的最微弱的声音，为了保护听力，声音的响度不能超过90分贝。
• 3、控制噪声：

• 1、光源：自身能够发光的物体。如①自然光源：太阳、萤火虫；②人造光源：发光的电灯、点燃的蜡烛。注意：月亮、投影屏慕不是光源，因为它自身不发光，而是通过反射光。
• 2、光的直线传播：在同种均匀介质中，光沿直线传播。如：小孔成像、日食、月食、影子。
• 3、小孔成像：特点是倒立的实像。
  • （1）实像VS虚像：①实像是由光线真实汇聚形成，可在光屏成像（照相机、小孔成像）。②虚像是反向延长线会聚，不能在光屏呈现（平面镜、水面倒影）。实像通常倒立，虚像通常正立。
  • （2）小孔成像与孔形状无关。原理是光的直线传播。
  • （3）放大与缩小（L1: 蜡烛到小孔; L2: 小孔到光屏）：①L1=L2，等大；②L1>L2，缩小；③L1<L2，放大。
    
• 4、光速：真空中的光速 $c = 3.0 \times 10^8 \text{m/s}$。光年是长度单位。光速远大于声速（百米赛跑看白烟计时更准）。

• 1、光的反射：光传播到不同物质分界面上改变传播方向又返回原来物质的现象。我们能看到不发光物体正是因为反射。
• 2、反射光路图规律：
  • （1）入射角 = 反射角。
  • （2）法线，始终垂直于平面。
  • （3）入射光线，反射光线和法线，三者在同一平面内。
  • （4）光路可逆。
    
• 3、平面镜成像：原理是光的反射。成像特点有：
  • （1）像与物关于镜面轴对称。
  • （2）像与物的大小相等，左右相反。
  • （3）像与物的连线与镜面垂直，到平面镜距离相等。
  • （4）平面镜所成的像是虚像，不能呈现在光屏上。
    
• 4、镜面反射和漫反射：
  • （1）镜面反射：平行光射到光滑表面反射光也平行，特定方向刺眼。
  • （2）漫反射：平行光射到凹凸不平表面反射到四面八方。各方向可见，不刺眼。
  • （引申：迎着月光走，水面发生镜面反射发亮，地面漫反射变暗；背着月光走，水面反射光不进眼睛，发暗处是水坑。）

• 1、光的折射：光由一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。
  • （1）入射光线，折射光线和法线，三者在同一平面内。
  • （2）折射角度一般是：真空 > 空气 > 水 > 玻璃。
  • （3）相同条件下，入射角增大折射角增大。
  • （4）光路可逆。当另一束光线从B沿着与折射光线相反的方向射入介质时，它也会沿着与原来入射光线A相反的方向折射出去。
    
  • （5）在两种介质的交界处，既发生折射，同时也会发生反射。
• 2、折射常见现象：
  • （1）插入水中的筷子看上去向上弯折了
  • （2）海市蜃楼
  • （3）彩虹
  • （4）“岸高水浅”：潜水员在水中看岸边的树比实际高了，水池中的水看起来比实际浅。

• 1、光的色散：阳光是白光，射到三棱镜上，从另一侧可看到彩色的光带，称为光的色散。
  • （1）自上而下颜色依次为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
  • （2）偏折程度：红光偏折程度最弱、紫光偏折程度最强。
  • （3）红外线：热效应，穿透云雾能力强，夜视仪，遥控器。
  • （4）紫外线：荧光效应（鉴别钞票）；杀菌；适度照射促进维生素D合成。
  • （5）色光三原色（RGB）：红、绿、蓝，三者混合是白色。
  • （6）颜料三原色（RYB）：红、黄、蓝，三者混合是黑色。
• 2、物体颜色判断：
  • （1）不透明物体的颜色由它反射光线的颜色决定；即只能反射本色光，吸收其他颜色的光。（白反所有，黑不反光）
  • （2）透明物体的颜色由透过它的色光决定；即只能透过本色光，吸收其他颜色的光。
    
• 3、透镜：
  • （1）凸透镜：中央较厚、边缘较薄，有会聚光线的作用。
  • （2）凹透镜：中间薄、边缘厚，对入射光有发散作用。
    
• 4、视力矫正：
  • （1）近视眼：成像在视网膜之前，治疗使用凹透镜。
  • （2）远视眼：成像在视网膜之后，治疗使用凸透镜。
    

• 1、电荷：自然界只有两种电荷，一种带正电，一种带负电，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
  • （1）正电荷：丝绸与玻璃棒摩擦时，玻璃棒所带的电荷规定为正电荷。
  • （2）负电荷：毛皮与橡胶棒摩擦时，橡胶棒所带的电荷规定为负电荷。
• 2、电荷的相互作用：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引；需要注意带电体可以吸引不带电的轻小物体。
  • （1）两物体相互排斥，一定都带电，且带同种电荷。
  • （2）两物体相互吸引，有两种可能。①可能都带电，且带异种电荷；②可能仅一个物体带电(带正电、负电均可)，另一个是轻小物体。
• 3、摩擦起电：
  • （1）原子结构：物质由大量的分子、原子组成。原子是由带正电的原子核和核外带负电的电子组成，原子核所带正电和电子所带负电相等，原子对外不显电性，呈电中性。
  • （2）摩擦起电本质：不是创造了电荷，而是电子的转移。两种不同物质互相摩擦的时候，束缚能力本领强的就会得到电子带负电，束缚电子能力弱的失去电子带正电。最后带上等量异种电荷。
• 4、摩擦起电实质：摩擦起电并不是创造了电荷，只是电荷从一个物体转移到了另一个物体，使正负电荷分开，电荷的总量并没有改变。
• 5、摩擦起电的条件：
  • （1）相互摩擦的物体由不同种类的物质构成；
  • （2）这两个物体要与外界绝缘。
• 6、库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
• 7、验电器原理：带电物体接触金属球以后，金属箔也会带上电，由于同种电荷相互排斥，金属箔就会张开。
• 8、电流：自由电荷的定向移动形成电流；正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，负电荷定向移动的反方向为电流方向。
• 9、自由电荷：自由电荷是指在电场作用下，能够在空间中自由移动并产生电流的电荷。自由电荷包括自由阳离子（正电荷），自由阴离子（负电荷）和自由电子。如金属中的自由电子，电解质溶液中的正、负离子，稀薄气体中的电子和离子等。

• 1、电路的组成：一个完整的电路应包括电源（提供电能）、用电器（消耗电能）、导线、开关（控制电路），缺一不可。在外电路中，电流方向是从电源正极流向电源负极。
• 2、通路：从电源正极流出，经过用电器，返回负极，形成完整的回路。处处连通，用电器能够工作的电路。
• 3、断路：也叫开路，断开的电路。导致电流无法流动‌。
• 4、电源短路：直接用导线将电源的正负极相连的电路。此时电路中电流会很大，可能烧坏电源，电源短路时，所有的用电器都不工作。
• 5、局部短路：也叫用电器短路，即一根导线接在用电器的两端，此用电器被短路。谁被短路谁不工作。
  
• 6、欧姆定律：通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。用公式表示为 I = U / R；U（V）代表电压，I（A）代表电流，R（Ω）代表电阻。
• 7、电压：电势差，是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。
• 8、电流：单位时间里通过导体任一横截面的电量。
• 9、电阻：导体对电流的阻碍作用。电阻是导体本身的性质，与电压大小和电流大小无关。不能说电阻和电压成正比，和电流成反比（逻辑错误）。
• 10、串联（分压电路）：把电路元件逐个顺次连接起来的电路。串联电路中任意一处断开，电路中都没有电流通过。串联特点：
  • （1）电流处处相等：I总 = I1 = I2
  • （2）总电压等于各用电器两端的电压之和：U总 = U1 + U2
  • （3）总电阻等于各串联电阻之和：R总 = R1 + R2
    
• 11、并联（分流电路）：电路元件并列地连接起来的电路。并联电路中各个支路互不影响。并联特点：
  • （1）干路电流等于各支路中的电流之和：I总 = I1 + I2
  • （2）电源两端电压与各支路两端的电压相等：U总 = U1 = U2
  • （3）总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和：1/R总 = 1/R1 + 1/R2
    因此可知：①并联数量越多总电阻越小；②某一个支路的电阻增大，总电阻增大。
  • （4）注意：若 n 个阻值相同的电阻并联，则有 R总 = R / n
    
• 12、电路图如何判断电流表电压表的测量对象：
  电压表的电阻非常大可以看作断路，需要和用电器并联；电流表的电阻非常小可以忽略看成导线，与用电器串联连接，若电流表与用电器并联，则会导致短路。
  • （1）对于电流表，看它和哪一部分用电器串联，它就测这一部分用电器的电流，如果串接在干路上就测干路电流。
    【断路法】：当电路图复杂用串联不好判断时，可以使用断路法：即把所要判断的电流表去掉，使该处形成断路；接着分析哪一部分没有电流通过，则电流表就是测量这一部分的电流。
    
  • （2）对于电压表：①电压表与电源并联，测的是电源电压。②电压表与用电器并联，测的是用电器电压。
• 13、滑动变阻器电路分析：
  • （1）串联电路中：①电压的判断：根据分压思想，电阻变大，分到的电压变大，与之串联的定值电阻分到的电压变小；②电流的判断：根据欧姆定律，电阻变大，总电阻随之变大，电流变小。
  • （2）并联电路中：①支路电流判断：电阻变大，电流变小；②干路电流判断：干路电流等于各支路电流之和，一条变小其他不变，则干路电流变小。③注意：电源电压、定值电阻支路的电流等保持不变。
  • （3）滑动变压表：观察下图，并不是一个真正的滑动变阻器，因为电压表可以看作断路，所以移动滑片，接入电路的阻值不变，图中电流表的读数也不变。但是滑片左移，电压表读数变大，滑片右移，电压表读数变小。
    
  • （4）串反并同定理：①与变阻器并联的用电器，其电压、电流变化趋势和滑动变阻器电阻值变化趋势相同。②与变阻器串联的用电器，其电压、电流变化趋势和滑动变阻器电阻值变化趋势相反。
    注意：某电路直接并联在电源两端，则电压与电源电压相等，不受滑动电阻器影响。

• 1、电功率：用 P 表示，单位是瓦特（W）。是用来表示消耗电能的快慢的物理量。
  核心公式：P = W / t = U * I
• 2、额定电压：用电器正常工作时的电压（一般为220V）。
• 3、额定功率：用电器在额定电压下工作时的电功率。
  例如：节能灯上标着“220V 24W”，表示额定电压是220V，额定功率是24W。

• 1、电能：是指在一定的时间内电路元件或设备吸收或发出的电能量，通常用千瓦时(kW·h)来表示大小，也叫做度；1 度(电) = 1 kW·h。
• 2、电能（热量）公式：W = P * t = U * I * t。在物理学中，更常用的能量主单位是焦耳（J）。对于纯电阻电路（如电热丝），产生的热量 Q 也可以用 Q = (U² / R) * t 来计算。

• 1、组成：低压供电线、电能表、闸刀开关、保险丝、用电器、插座、开关等。
• 2、连接方式：各种用电器是并联接入电路的，插座与灯座是并联的；控制各用电器工作的开关与电器是串联的。
• 3、低压供电线(进户线)：提供 220V 交流电压。分为火线和零线。火线和零线/接地线之间有 220V 电压。零线和接地线之间为 0V。
• 4、保险装置：保险丝安装在火线上。电路中电流过大的原因：①发生短路；②用电器总功率过大。
• 5、插座：两孔插座（左零右火）；三孔插座（左零右火，上方一孔连接地线，防止金属外壳漏电）。
  
• 6、三脚插头：标有“L”接火线，“N”接零线，“E”接金属外壳（地线）。
• 7、开关：控制用电器的通断，开关必须与用电器串联，而且开关要与火线连接。
• 8、测电笔：手指按在笔尾金属体上，笔尖接触导线。如果是火线，电流流过人体到大地形成回路，氖管发光；测零线不发光。内部电阻极大（兆欧级），电流极小，不会对人体造成伤害。
• 9、安全用电：不接触低压带电体，不靠近高压带电体；更换灯泡前断开电源；不弄湿用电器。

• 1、概念：力是物体对物体的作用。发生作用的两个物体，一个是施力物体，另一个是受力物体。（如：手推墙，“手”就是施力物体，“墙”就是受力物体）
  • （1）物体间力的作用是相互的，一个物体对另一个物体施力时，另一个物体也同时对它施加力的作用。
  • （2）在物理学中，力用符号 F 表示，它的单位是牛顿，简称牛，符号是 N。
  • （3）力是不能脱离物体单独存在的。
  • （4）力能使物体发生形变；力能改变物体的运动状态。
• 2、力的三要素：大小、方向、作用点。
• 3、牛顿第三定律：两个物体之间的作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

• 1、弹力：发生了弹性形变的物体，由于要恢复原来的形状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力就叫做弹力。
  • （1）弹力的方向总是与引起弹性形变的外力方向是相反的。
  • （2）弹力的作用点也总是在相互作用两物体的接触面上。
  • （3）在弹性范围限度内，作用在弹簧上的拉力越大，弹簧的伸长量就越长。
  • （4）弹力的大小：公式 F = kx，k 称为弹簧的劲度系数，x 是弹簧伸长或缩短的长度。
• 2、支持力：物体受到的支撑或承受重力的力量，是作用在物体表面上的力，通常与物体接触点处的法线方向相同，垂直于受力物体的表面。
  • （1）支持力属于弹力的一种，是按照力的作用效果来命名的。
  • （2）支持力的方向总是垂直于接触面，指向被支持的物体。
  • （3）支持力在物体平衡和稳定方面起着重要作用。
  • （4）支持力可以用符号 N 来表示，在力学分析中，通常会在受力图上用箭头标出支持力的方向和大小。
• 3、重力：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力，重力与质量关系可表示为 G = mg，其中 g = 9.8N/kg（表示1kg的物体所受的重力为9.8N）。
  • 方向：竖直向下（与接触面无关，如：水平桌面上的小球、斜面上的方块受到的重力仍然是竖直向下的）。
  • 作用点：重力在物体上的作用点叫做重心。质量均匀、形状规则的物体重心一般在几何中心上。
  • 如何找重心：（1）悬挂法：两条重力线的交点就是物体重心；（2）支撑法。

【例15：(2019 广东县级) 重心与稳定性】

人们在乘坐小船时，应尽量坐下，站立会降低小船的稳定性，其根本原因是（ ）。

• 1、牛顿第一定律：任何物体在不受外力作用（或者所受合力为 0）时，总是保持静止或匀速直线运动状态，直到其他物体对他施加作用力迫使他改变这种状态为止。
• 2、惯性（inertia）：是物体抵抗其运动状态被改变的性质。
  • 物体的惯性可以用其质量来衡量，质量越大，惯性也越大。
  • 在任何时候（受外力或不受外力），任何情况下（静止或运动），都不会改变，更不会消失。惯性是物质自身的一种属性。
  • 引申：惯性定律就是说所有的物体都很“懒”，都不愿意主动改变自己的运动状态。比如太空中无外力作用飘走的宇航员，会一直以同一速度飘走。

【例16：(2018 广东) 惯性的属性】

以下关于惯性的分析，正确的是（ ）。

• 1、力的平衡：几个力作用在同一个物体上，合力为零，我们说这几个力平衡。
  • 二力平衡条件：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一个物体上。（注：作用力与反作用力是作用在“不同”物体上）
• 2、力的合成与分解：平行四边形法则。即力的合成就是由平行四边形的两邻边求对角线的问题。
  （1）F1 和 F2 的合力为 F合
  

  （2）F合 可以分解为 F1 和 F2
  
• 3、摩擦力：阻碍物体相对运动（或相对运动趋势）的力。
  • （1）产生条件：相互接触挤压、接触面粗糙、有相对运动（趋势）。
  • （2）方向：沿接触面切线方向，与相对运动（趋势）相反。
  • （3）滑动摩擦力：阻碍物体滑动的力。公式 f = μ * N（μ 为动摩擦系数，N 为正压力）。
  • （4）静摩擦力：有相对运动趋势但并未运动时受到的力。可用假设法或平衡法判断方向。
  • （5）滚动摩擦力：本质是静摩擦力。如火车的主动轮所受的静摩擦力是推动火车前进的动力（向前），而被动轮所受的静摩擦则是阻碍前进的阻力（向后）。

• 1、固体压强：物体单位面积上受到的压力。公式 P = F / S（F 为压力，S 为受力面积）。单位是帕斯卡（Pa）。减小压力或增大受力面积，可以减小压强（如推土机履带、滑雪板）；增大压力或减小面积，可增大压强（如菜刀、针）。
• 2、液体压强：公式 P = ρgh（只与液体密度 ρ 和深度 h 有关）。同深度的各个方向压强相等。
  • 连通器：上端开口，下端连通的容器。静止时各液面相平。应用：茶壶、U型管、锅炉水位计。
  
• 3、大气压强：
  • 标准大气压 = 760mm 水银柱高。
  • 状态方程：PV = nRT（压强 P，体积 V，温度 T）。
  • 规律：海拔越高，气压越小；晴天气压高，阴天气压低；冬天气压高，夏天气压低。
  • 常见应用：吸盘、针管、拔火罐。
• 4、流体压强（伯努利定理）：流速越快，流体产生的压强越小。如坐地铁须站在安全线外。
• 5、浮力：大小等于排开流体所受重力。公式 F浮 = G排 = ρ液 * g * V排。
  
  • 沉浮条件：
    下沉：F浮 ＜ G物，ρ物 ＞ ρ液
    沉底：F浮 + F支 = G物，ρ物 ＞ ρ液
    上浮：F浮 ＞ G物，ρ物 ＜ ρ液
    漂浮/悬浮：F浮 = G物
  • 应用：轮船（空心增大排开体积，漂浮时 F浮 = G物）；气球飞艇（内充密度小气体）；潜艇（体积不变，靠改变自身重力实现沉浮）。

• 1、杠杆定义：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬杆就叫杠杆。
  
• 2、杠杆平衡的条件：F1 * L1 = F2 * L2（动力 * 动力臂 = 阻力 * 阻力臂），或写成：F1 / F2 = L2 / L1。
• 3、杠杆的类型：
  • （1）省力杠杆（L1 > L2）：省力费距离。如撬棍、扳手、钳子、开瓶器、铁皮剪刀。
  • （2）费力杠杆（L1 < L2）：费力省距离。如镊子、钓鱼竿、理发剪刀、筷子。
  • （3）等臂杠杆（L1 = L2）：既不省力也不省距离。如天平、定滑轮。
• 4、滑轮：
  • （1）定滑轮：轴固定不动。实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但改变作用力方向（F=G）。
    
  • （2）动滑轮：轴随被拉物体一起运动。实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆，省一半力但不改方向（F = G/2）。
    
  • （3）滑轮组：定滑轮和动滑轮组合。既省力又改变方向。公式 F = (G物 + G动) / n（n 为吊着动滑轮的绳子段数）。
    

• 1、功（W）：力在方向上发生了一段位移。公式：W = F * S（单位焦耳 J）。
  • 力与位移夹角判断：夹角为90°不做功；小于90°做正功；大于90°做负功（阻力做功）。
• 2、功率（P）：描述做功快慢。公式：P = W / t（单位瓦特 W）。
• 3、机械能：动能与势能的总和。
• 4、动能：Ek = 1/2 * mv²（物体由于运动而具有的能量）。
• 5、重力势能：Ep = mgh（物体由于被举高而具有的能量）。
• 6、弹性势能：Ep = 1/2 * kx²（形变能量）。
• 7、机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的系统内，动能和势能可以互相转化，总机械能保持不变。若存在摩擦力，则部分机械能会转化为内能（热能）而减少。

• 1、参照物与相对性：如以电梯为参照物人静止，以地面为参照物人运动。
• 2、路程 vs 位移：路程是轨迹长度（标量）；位移是由初位置到末位置的有向线段（矢量，与路径无关）。如跑操场一圈路程400m，位移0m。
• 3、加速度：速度变化快慢，a = Δv / Δt。重力加速度 g = 9.8m/s²。
• 4、牛顿第二定律：F = ma（合外力等于质量乘加速度）。

• 1、变速直线运动公式：
  • 速度时间公式：v = v0 + at
  • 位移时间公式：S = v0*t + 1/2 * at²
  • 自由落体（v0=0）：v = gt，h = 1/2 * gt²
• 2、平抛运动：水平方向匀速（x = v0 * t），竖直方向自由落体（y = 1/2 * gt²）。平抛运动落地的时间仅与抛出点的竖直高度有关。
• 3、匀速圆周运动：
  • 线速度 v 与角速度 ω 的关系：v = ωr
  • 向心加速度：an = v² / r = ω²r
  • 向心力：F向 = m * an = m * v² / r

• 1、物质的三种形态变化：
  
  • 升华（固直接变气，吸热）：干冰、樟脑丸。
  • 凝华（气直接变固，放热）：霜、雪、冰雹。
  • 液化（气变液，放热）：水蒸气遇冷变成小水珠（白气）。
• 2、晶体与非晶体：
  
  

  注意：晶体有明显的熔点，变化曲线有一段温度不变的平台期！

• 3、比热容：体现物体吸放热本领。公式 Q = cmΔt。
  同质量的不同物质，当吸收或放出相同热量时，比热容大的物质温度变化小。（例如：水的比热容极大，沿海地区温差比内陆小）。
• 4、内能：构成物体所有分子热运动动能与分子势能的总和。
  改变内能的两种方法：①做功（钻木取火）；②热传递。