高三物理物理学史及公式总结

1、物理学史I.必考部分：（必修1、必修2、选修3-1、3-2） J 一、力学：1. 1638年，意大利物理学家伽利略在两种新科学的对话中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快。并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验，证明了他的观点是正确的，推翻了古希腊学者亚里士多德的观点（即：质量大的小球下落快是错误的）。2. 1654年，德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验马德堡半球实验。3. 1687年，英国科学家牛顿在自然哲学的数学原理著作中提出了三条运动定律（即牛顿三大运动定律）。（西安杨舟教育一西安最好的课外辅导机构 ）4. 17世纪，伽利略通过构思的理想实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦

2、，将保持这个速度一直运动下去。得出结论：力是改变物体运动的原因，推翻了亚里士多德的观点： 力是维持物体运动的原因。 同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因， 运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。5. 英国物理学家胡克对物理学的贡献：胡克定律。经典题目：胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比（对）6. 1638年，伽利略在两种新科学的对话一书中，运用观察一一假设一一数学推理的方法，详细研究了抛体运动。7. 人们根据日常的观察和经验，提出 地心说”，古希腊科学家托勒密是代表。而波兰天文 学家哥白尼提出了 自心说”，大胆反

3、驳地心说。8. 17世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律。9. 牛顿于1687年正式发表万有引力定律。1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量。10. 1846年，英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈（勒维耶）应用万有引力定 律，计算并观测到海王星。1930年，美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。11. .我国宋朝发明的火箭是现代火箭的鼻祖，与现代火箭原理相同。但现代火箭结构复杂，其所能达到的最大速度主要取决于喷气速度和质量比（火箭开始飞行的质量与燃料燃尽时的质量比）。俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称为近代火箭之父，他首先提出了多级火箭和惯性导航

4、的概念。多级火箭一般都是三级火箭，我国已成为掌握载人航天技术的第三个国家。12. . 1957年10月，苏联发射第一颗人造地球卫星。1961年4月，世界第一艘载人宇宙飞船东方1号”带着尤里加加林第一次踏入太空。13. 20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒 子和高速运动物体。二、电磁学：13 . 1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律库仑定律，并测出了静电力常量k的值。14 . 1752年，富兰克林在费城通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式，把天电与地电统 一起来，并发明避雷针。15 . 1837年，英国物理学家法拉第最早引入了

5、电场概念，并提出用电场线表示电场。16 . 1913年，美国物理学家密立根通过油7实验精确测定了元电荷e电荷量，获得诺贝尔奖。17 , 1826年德国物理学家欧姆（17871854 ）通过实验得出欧姆定律。18 . 1911年，荷兰科学家昂尼斯（或昂纳斯）发现大多数金属在温度降到某一值时，都会 出现电阻突然降为零的现象一一超导现象。19 . 19世纪，焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律，即焦耳- -楞次定律。20 . 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效 应。21 .法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸，反向电流的平

6、行导线则相 斥，同时提出了安培分子电流假说。并总结出安培定则（右手螺旋定则）判断电流与磁场的相互关系和左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向。22 .荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力（洛伦兹力）的观点。23 .英国物理学家汤姆孙发现电子，并指出：阴极射线是高速运动的电子流。24 .汤姆孙的学生阿斯顿设计的质谱仪可用来测量带电粒子的质量和分析同位素。25 . 1932年，美国物理学家劳伦兹发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子。最大动能仅取决于磁场和D形盒直径。带电粒子圆周运动周期与高频电源的周期相同。但当粒子动能很大，速率接近光速时，根据狭义相对论

7、，粒子质量随速率显著增大，粒子在磁场中的回旋周期发生变化，进一步提高粒子的速率很困难。电磁感应定26 . 1831年，英国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律律。27 . 1834年，俄国物理学家楞次发表确定感应电流方向的定律楞次定律。28 . 1835年，美国科学家亨利发现自感现象（因电流变化而在电路本身引起感应电动势的 现象），日光灯的工作原理即为其应用之一，双绕线法制精密电阻为消除其影响应用之一。n.选考部分：（选修3-3、3-4、3-5）三、热学（3-3选考）：29 . 1827年，英国植物学家布朗发现悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象- 布朗运动。30 .19世纪

8、中叶，由德国医生迈尔。英国物理学家焦尔。德国学者亥姆霍兹最后确定能量守恒定律。31 . 1850年，克劳修斯提出热力学第二定律的定性表述：不可能把热从低温物体传到高温 物体而不产生其他影响，称为克劳修斯表述。次年开尔文提出另一种表述：不可能从单一热源取热，使之完全变为有用的功而不产生其他影响，称为开尔文表述。32 . 1848年，开尔文提出热力学温标，指出绝对零度（-273.15 C）是温度的下限。热力学温标与摄氏温度转换关系为T=t+273.15 K o热力学第三定律：热力学零度不可达到。四、波动学、光学、相对论（3-4选考）：33 . 17世纪，荷兰物理学家惠更斯确定了单摆周期公式。周期是

9、2s的单摆叫秒摆。34 . 1690年，荷兰物理学家惠更斯提出了机械波的波动现象规律-惠更斯原理。35 .奥地利物理学家多普勒（18031853 ）首先发现由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象-多普勒效应（相互接近，f增大。相互远离，f减少）。36 . 1864年，英国物理学家麦克斯韦发表电磁场的动力学理论的论文，提出了电磁场 理论，预言了电磁波的存在，指出光是一种电磁波，为光的电磁理论奠定了基础。电磁波是一种横波。37 . 1887年，德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在，并测定了电磁波的传播速度 等于光速。揭开无线电通信的新篇章38 . 1894年，意大利马可

10、尼和俄国波波夫分别发明了无线电报,39 . 1800年，英国物理学家赫歇耳发现红外线。1801年，德国物理学家里特发现紫外线。1895年，德国物理学家伦琴发现x射线（伦琴射线），并为他夫人的手拍下世界上第一张x射线的人体照片。40 . 1621年，荷兰数学家斯涅耳找到了入射角与折射角之间的规律折射定律。41 . 1801年，英国物理学家托马斯 ？杨成功地观察到了光的干涉现象。42 . 1818年，法国科学家菲涅尔和泊松计算并实验观察到光的圆板衍射-泊松亮斑。43 . 1864年，英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在，并指出光是一种电磁波。1887年，赫兹用实验证实了电磁波的存在，光是一种电磁

11、波。44 . 1905年，爱因斯坦提出了狭义相对论，有两条基本原理：相对性原理一一不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。光速不变原理一一不同的惯性参考系中，光在真空中的速度一定是c不变。45 .爱因斯坦还提出了相对论中的一个重要结论一一质能方程式E=mc2。46 .公元前 468前376 ,我国的墨翟及其弟子在墨经中记载了光的直线传播。影的 形成。光的反射。平面镜和球面镜成像等现象，为世界上最早的光学著作。47 . 1849年法国物理学家斐索首先在地面上测出了光速，以后又有许多科学家采用了更精 密的方法测定光速，如美国物理学家迈克尔逊的旋转棱镜法。（注意其测量方法）48 .关于光的本质：

12、17世纪明确地形成了两种学说：一种是牛顿主张的微粒说，认为光是 光源发出的一种物质微粒。另一种是荷兰物理学家惠更斯提出的波动说，认为光是在空间传播的某种波。这两种学说都不能解释当时观察到的全部光现象。49 .物理学晴朗天空上的两朵乌云：迈克逊-莫雷实验一相对论（高速运动世界）；热辐射实验一一量子论（微观世界）。50 . 19世纪和20世纪之交，物理学的三大发现： x射线的发现，电子的发现，放射性 同位素的发现51 . 1905年，爱因斯坦提出了狭义相对论，有两条基本原理：相对性原理一一不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。光速不变原理一一不同的惯性参考系中，光在真空中的速度一定是c不变。

13、52 . 1900年，德国物理学家普朗克解释物体热辐射规律提出能量子假说：物质发射或吸收 能量时，能量不是连续的，而是一份一份的，每一份就是一个最小的能量单位，即能量子。53 .激光-被誉为20世纪的 世纪之光"五、动量、波粒二象性、原子物理（3-5选考）：54 . 1900年，德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律提出：电磁波的发射和吸收不是 连续的，而是一份一份的，把物理学带进了量子世界。受其启发1905年爱因斯坦提出光子说，成功地解释了光电效应规律，因此获得诺贝尔物理奖。55 . 1922年，美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对 x射线的散射时-康普顿效应， 证实了光的粒子性

14、（说明动量守恒定律和能量守恒定律同时适用于微观粒子）。56 . 1913年，丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说，成功地解释和预言了氢原子 的辐射电磁波谱，为量子力学的发展奠定了基础。57 . 1924年，法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现出波动性。58 . 1927年美。英两国物理学家得到了电子束在金属晶体上的衍射图案。电子显微镜与光学显微镜相比，衍射现象影响小很多，大大地提高了分辨能力，质子显微镜的分辨本能更高。59 . 1858年，德国科学家普里克发现了一种奇妙的射线-阴极射线（高速运动的电子流）O60 . 1906年，英国物理学家汤姆生发现电子，获得诺贝尔物理

15、学奖。61 . 1913年，美国物理学家密立根通过油7实验精确测定了元电荷e电荷量，获得诺贝尔奖。62 . 1897年，汤姆生利用阴极射线管发现了电子，说明原子可分，有复杂内部结构，并提出原子的枣糕模型。63 . 19091911年，英国物理学家卢瑟福和助手们进行了a粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型。由实验结果估计原子核直径数量级为10m15m。1919年，卢瑟福用 a粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，并发现了质子。预言原子核内还有另一种粒子，被其学生查德威克于1932年在a粒子轰击破核时发现，由此人们认识到原子核由质子和中子组成。64 . 1885年，瑞士的中学数学教师巴耳

16、末总结了氢原子光谱的波长规律巴耳末系。65 . 1913年，丹麦物理学家波尔最先得出氢原子能级表达式。66 . 1896年，法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核有复杂的内部结构。天然放射现象：有两种衰变（a、B）,三种射线（a、&力，其中丫射线是衰变后新核处于激发态，向低能级跃迁时辐射出的。衰变快慢与原子所处的物理和化学状态无关。67 .1896年，在贝克勒尔的建议下， 玛丽-居里夫妇发现了两种放射性更强的新元素-针（Po）镭（Ra ）。68 . 1919年，卢瑟福用 a粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，发现了质子， 并预言原子核内还有另一种粒子中子。69 . 1

17、932年，卢瑟福学生查德威克于在a粒子轰击破核时发现中子，获得诺贝尔物理奖。70 . 1934年，约里奥居里夫妇用a粒子轰击铝箔时， 发现了正电子和人工放射性同位素。71 . 1939年12月，德国物理学家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轰击铀核时，铀核发生裂 变。72 . 1942年，在费米。西拉德等人领导下，美国建成第一个裂变反应堆（由浓缩铀棒、控制棒、中子减速剂、水泥防护层、热交换器等组成） 。73 . 1952年，美国爆炸了世界上第一颗氢弹（聚变反应、热核反应）。人工控制核聚变的一个可能途径是：利用强激光产生的高压照射小颗粒核燃料。74 . 1932年发现了正电子，1964年提出夸克模型。粒

18、子分三大类：媒介子 传递各种相互作用的粒子，如：光子。轻子不参与强相互作用的粒子，如：电子。中微子。强子参与强相互作用的粒子，如：重子（质子、中子、超子）和介子，强子由更基本的粒子夸克组成，夸克带电量可能为元电荷。物理公式一、力学1、胡克定律：F = kx （x为伸长量或压缩量，k为劲度系数，只与弹簧的长度、粗细和材料有关）2、重力：G = mg （g 随高度、纬度、地质结构而变化，g极>g赤，g低纬冶高纬）3、求 Fl、F2 的合力的公式：F合=Jf； +F22 +2F1F2COS8两个分力垂直时：f合=F12 . F22注意：（1）力的合成和分解都均遵从平行四边行定则。分解时喜欢正交

19、分解。（2） 两个力的合力范围：F1-F2 |<F<Fi +F2（3）合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。4、物体平衡条件：F合=0或F x合=0 F y合=0推论：三个共点力作用于物体而平衡，任意一个力与剩余二个力的合力一定等值反向。解三个共点力平衡的方法：合成法，分解法，正交分解法，三角形法，相似三角形法5、摩擦力的公式：（1 ）滑动摩擦力：f =卬 （动的时候用，或时最大的静摩擦力）说明：N为接触面间的弹力（压力）,可以大于G;也可以等于 G也可以小于 GM接动摩擦因数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N无关。（2

20、）静摩擦力：由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解，与正压力无关。大小范围：0刍静<f m （f m为最大静摩擦力）m1m26、万有引力：1 ）公式：F=G 1 2 2 （适用条件：只适用于质点间的相互作用）G为万有引力恒量:rG = 6.67 X 10-11 N m2 / kg 22）在天文上的应用：（M:天体质量；R:天体半径；g:天体表面重力加速度；r表示卫星或行星的轨道半径，h表示离地面或天体表面的高度）a 、万有引力=向心力 F万=F向 天体的卫星2MmrV 2=m = m，rrc、第一宇宙速度：第一宇宙速度在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度。也是人造卫星 的最小发射速

21、度。V- GM一.R二.gR =7.9km/s7、 牛顿第二定律：F合=maI %=。 I片g8、匀变速直线运动:基本规律：Vt = V0 + a t S = vo t + - a t几个重要推论：,八 22 八(1) vt -V0 = 2asv v s(2) A B段中间时刻的即时速度：vt；2 =一t2 2 tv2vt2(3) AB段位移中点的即时速度：vs2 =2切/2 <vs/2匀速：vt/2=vs/2 ,匀加速或匀减速直线运动:9自由落体运动V0=0, a=g10.竖直上抛运动：上升过程是匀减速直线运动，下落过程是匀加速直线运动。全过程是初速度为Vo、加速度为-g的匀减速直线运

22、动。(1)上升最大高度:Vo22g上升的时间:t= Vo g(3) 上升、下落经过同一位置时的加速度相同，而速度等值反向(4) 上升、下落经过同一段位移的时间相等。(5) 从抛出到落回原位置的时间：t = 2"g(6) 适用全过程的公式：S = Vo t Ng t 2 V t = V o 一 g t2Vt2 一 Vo2 = 一2 gS ( S、V的正、负号的理解)11、匀速圆周运动公式线速度：V=9=2 R =' R=2f Rt T2 二角速度：=2二ft T2, 一v2 c向心加速度：a =' RR2向心力：F= ma = m =m2 R13、功：W = Fs CO

23、S a (适用于恒力的功的计算，a是F与S的夹角)(1)力F的功只与F、S、a三者有关，与物体做什么运动无关(2)理解正功、零功、负功(3)功是能量转化的量度重力的功量度重力势能的变化电场力的功量度电势能的变化分子力的功量度分子势能的变化合外力的功量度动能的变化安培力做功量度其它能转化为电能14、动能和势能:_12动能： Ek mv 2重力势能：Ep = mgh （与零势能面的选择有关）15、16、动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化（增量）1212公式： w 合=.石=e k2 - e k1 =mv2一 一 mv122机械能守恒定律：机械能=动能+ 重力势能+弹性势能条件：系统只

24、有内部的重力或弹力（指弹簧的弹力）做功。有时重力和弹力都做功。12,12公式 mgh 1 + mv1 = mgh2 mv2 22具体应用：自由落体运动，抛体运动，单摆运动，物体在光滑的斜面或曲面，弹簧振子等17、功率： P = W =F v COS a （在t时间内力对物体做功的平均功率）P = F v （F 为牵引力，不是合外力；v为即时速度时，P为即时功率；v为平均速度时，P为平均功率;P 一定时，F与v成反比） 18、功能原理：外力和“其它”内力做功的代数和等于系统机械能的变化19、功能关系：功是能量变化的量度。摩擦力乘以相对滑动的路程等于系统失去的机械能,等于摩擦产生的热Q = fS

25、相对=E2 Ei20、简谐振动的回复力F= kx 加速度a =21、单摆振动周期T 二2二与摆球质量、振幅无关）22、弹簧振子周期mk23、共振：驱动力的频率等于物体的固有频率时,物体的振幅最大24、机械波：机械振动在介质中传播形成机械波。它是传递能量的一种方式。产生条件：要有波源和介质。波的分类：横波：质点振动方向与波的传播方向垂直，有波峰和波谷。v=vT = f纵波，质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。有密部和疏部。波长入：两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离。注意：横波中两个相邻波峰或波谷问距离等于一个波长。波在一个周期时间里传播的距离等于一个波长。波速：波在

26、介质中传播的速度。机械波的传播速度由介质决定。波速v波长入频率f关系：v =上=凳 （适用于一切波）T注意：波的频率即是波源的振动频率，与介质无关。二、电磁学（一）电场1、库仑力：F =kqq2（适用条件：真空中点电荷）k = 9.0 X109 N m c 2 （静电力恒量）r电场力：F = E q （F与电场强度的方向可以相同，也可以相反）2、电场强度：电场强度是表示电场强弱的物理量。F-31JE 乂式：E=一 单位：N/C （e=1.6X10-19 N/C ;me =9.3X10; 比何:q1.76X1011 C/Kg）点电荷电场场强E =kQr匀强电场场强E =Ud3、电势，电势能E 曳

27、，E由=qA1 a 吒ia aq顺着电场线方向，电势越来越低。4、电势差U,又称电压U = YKUAb = j A - j Bq5、电场力做功和电势差的关系W AB = q U AB8、电容器的电容c-Q cU电容器的带电量Q=cU平行板电容器的电容Sc 二4kd（二）直流电路1、电流强度的定义：I = 微观式：I=nevs （n 是单位体积电子个数，）2、电阻定律：R = ''S单位:电阻率P :只与导体材料性质和温度有关，与导体横截面积和长度无关。3、串联电路总电阻R=Ri+R+R电压分配U1R1U2U1R-URiR2功率分配PiRi4、并联电路总电阻P2R2R1R2两个电

28、阻并联Ri1 r r R2R3R1R2并联电路电流分配I1R2（并联的总电阻比任何一个分电阻小）R2I2R1R1卡2并联电路功率分配P1R2P2R2P 二PRR25、欧姆定律：（1）部分电路欧姆定律:变形:U=IR R = UI（2）闭合电路欧姆定律:E = U Ir路端电压：U = E -I r= IR输出功率：P出=IE-I2r（R = r输出功率最大）CO电源热功率:Pr =I电源效率：R+r6、电功和电功率:电功：W=IUt（三）磁场焦耳定律（电热）Q=I 2Rt电功率P=IU上2 U纯电阻电路： W=IUt= I 2 Rt = 一P=IU非纯电阻电路：W=IUt I 2 Rtp=iu

29、 12r1、磁场的强弱用磁感应强度 B来表示:F （条件：B_LL）单位：TII2、电流周围的磁场的磁感应强度的方向由安培（右手）定则决定。（1）直线电流的磁场（2）通电螺线管、环形电流的磁场3、磁场力安培力：磁场对电流的作用力。公式：F= BIL （B_y）（B/I 是，F=0）方向：左手定则4、磁通量6=BS#效（垂直于磁场方向的投影是有效面积）或G=BS sin a （ 是B与S的夹角）A二2-1= ABS= BiS （磁通量是标量，但有正负）（四）电磁感应1 .直导线切割磁力线产生的电动势E = BLv （三者相互垂直）求瞬时或平均（经常和I = E, F安=BIL 相结合运用）R r

30、B S2 .法拉第电磁感应定律E=n = nBS=nSB=n- 求平均t-：t.：t3t2 23 .直杆平动垂直切割磁场时的安培力F =B L v（安培力做的功转化为电能）R r*6 .自感电动势e =l9L自.4三、光学（一）几何光学1、概念：光源、光线、光束、光速、实像、虚像、本影、半影。2、规律：（1）光的直线传播规律：光在同一均匀介质中是沿直线传播的。（2）光的独立传播规律：光在传播时，虽屡屡相交，但互不干扰，保持各自的规律传播。（3）光在两种介质交界面上的传播规律光的反射定律：反射光线、入射光线和法线共面；反射光线和入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。光的析射定律：a、折射光线、入射光线和法线共面；入射光线和折射光线分别位于法线的两侧；入射角的