2022届高考物理大一轮复习基础知识手册物理天地

求解瞬时加速度问题时应注意物体的受力情况与运动情况相对应,

当外界因素发生变化时，需要重新进行受力分析和运动过程分析。

动物的加速度猎豹是陆地上奔跑最快的动物，全速奔跑的猎豹，时

速可以超过110km,猎豹的爆发力很强（加速度很大），其速度能在

几秒钟内增大到100km/ho

举世闻名的落体实验传说，伽利略为推翻亚里士多德的物体下落的

速度和它的重力成正比的观点，在比萨斜塔做了这样一个实验，用两

个大小一样但重力不等的铁球，同时从塔上下落。人们看到，两个铁

球几乎同时落到了地面上。伽利略的试验，揭开了落体运动的秘密。

月球上的落体实验1971年7月26日发射的“阿波罗”15号飞船首

次把一辆月球车送上月球，美国宇航员大卫•斯科特在月球上做了一

个自由落体试验（月球上是真空），他在同一高度同时释放羽毛和铁

锤，结果发现两者同时落地，再一次证实自由落体运动的规律。

汽车大都用后轮驱动的原因（一）第一，汽车的最大牵引力就是地

面对汽车的最大静摩擦力，它与车轮对路面的压力成正比。通常，汽

车后轮的压力占汽车载重量的3/4。因此，汽车用后轮驱动可以增大

汽车的牵引力。

汽车大都用后轮驱动的原因（二）第二，如果汽车用前轮驱动，前

轮既要转向又要驱动，将汽车的传动和方向机构合并在一起很复杂，

驾驶员操纵方向盘比较麻烦也很费力。

蚂蚁从高处落下来安然无恙的奥秘阻力的大小与物体和空气所接

触的表面积有关，越小物体的表面积和重力的比值越大，即阻力容易

和重力平衡，因而微小的物体在空气中可以很慢地下落，所以蚂蚁落

地不至于摔死。

不倒翁为何不倒上轻下重的物体比较稳定，当不倒翁在竖立状态处

于平衡时，重心最低。偏离平衡位置后，重心总是升高的。这种状态

的平衡是稳定平衡，所以不倒翁无论如何摇摆，总是不倒的。

“锥体上滚”的道理由于锥体的形状和两边轨道的形状，它的重心在

下降，但看起来好像在上升，这只是一种假象，它的本质还是重心降

低了，如图所示。

小丑在走钢丝时是如何保持平衡的当身体摇晃要倒下时，通过摆动

两臂，使身体重新站稳。两臂的摆动，是在调整重力作用线，使之通

过支撑面，以恢复平衡。

汽车上的力学知识（一）（1）汽车的底盘质量都较大，这样可以

降低汽车的重心，增加汽车行驶时的稳度。（2）汽车的车身设计成

流线型，是为了减小汽车行驶时受到的阻力。

汽车上的力学知识（二）（3）汽车前进的动力一一地面对主动轮

的摩擦力（主动轮和从动轮与地面的摩擦力的方向相反）。（4）汽

车在平直路面匀速前进时一一牵引力与阻力互相平衡，汽车所受重力

与地面的支持力平衡。

汽车上的力学知识（三）（5）汽车拐弯时：①司机要打方向盘一

一力是改变物体运动状态的原因；②乘客会向拐弯的反方向倾倒一一

乘客具有惯性。

汽车上的力学知识（四）（6）汽车急刹车（减速）时：①司机踩

刹车一力是改变物体运动状态的原因乘客会向车行方向倾倒----惯

性；③司机用较小的力就能刹住车一一杠杆原理；④用力踩刹车一一

增大压力来增大摩擦；⑤急刹车时，车轮与地面的摩擦由液动摩擦变

成滑动摩擦。

汽车上的力学知识（五）（7）不同用途的汽车的车轮还存在大小

和个数的差异一一这与汽车对路面的压强大小相关。

汽车上的力学知识（六）（8）汽车快速行驶时，车的尾部会形成

一个低气压区，这是我们常常能在运动的汽车尾部看到卷扬的尘土形

成的原因。

汽车上的力学知识（七）（9）汽车行驶安全：①汽车的司机和前

排乘客必须系安全带一一防止惯性的危害；②严禁车辆超载一一减小

车辆对路面的破坏，减小惯性等；③严禁超速——防止因反应距离和

制动距离过长而造成车祸。

摩擦力与你的一天（一）当太阳重又点亮一个新的黎明，你睁开双

眼，此刻你的眼球和眼皮之间已经完成了今天的第一次摩擦而你却全

然不知。接着，你撩开被子伸手去抓衣服。

摩擦力与你的一天（二）衣服被抓过来靠的是它与手之间的静摩擦。

如果这个摩擦消失了，即使你勉强将衣服揽在怀里，但鬼才知道你如

何才能将它穿到身上，因为你根本抓不住衣襟，纽扣一个都甭想扣上。

摩擦力与你的一天（三）你迈步走向洗漱间时，鞋子与地面及鞋子

与脚之间都产生了较大的摩擦力，使你稳步前进。

摩擦力与你的一天（四）接下来牙刷又利用它与牙齿之间的滑动摩

擦帮你除去牙垢。牙的作用是磨碎食物，有人认为食物是被压碎的，

这是错误的。

筷子提米（一）用易拉罐装米，边装边振动，尽量把米装满装实。

用左手的四指用力压住罐里的大米，右手将筷子通过指间用力从中心

插入米中，注意要一直插到罐底。

筷子提米（二）如果筷子是方形粗糙的，第一次实验就能把一罐米

提起来，这是因为米与筷子接触面粗糙，摩擦力大。如果筷子较圆滑,

可在米中加少量的水，米粒膨胀后再提。

生蛋和熟蛋（一）生蛋和熟蛋在旋转停止的时候情形不一样。一个

旋转着的熟蛋，只要你用手一捏，就会立刻停，止下来，但是生蛋虽

然在你手碰到的时候停止了，如果你立刻把手放开，它还要继续略微

转动一下。

生蛋和熟蛋（二）这是惯性在作怪，生蛋蛋壳虽然给阻止了，内部

的蛋黄、蛋白却仍旧在继续旋转；至于熟蛋，它里面的蛋黄、蛋白是

跟外面的蛋壳同时停止的。

牛顿（一）牛顿年幼时，曾一边牵牛上山，一边看书，到家后才发

觉手里只有一根绳；看书时煮鸡蛋，结果将表和鸡蛋一起煮在锅里。

牛顿（二）有一次，牛顿请朋友到家中吃饭，自己却在实验室废寝

忘食地工作，再三催促仍不出来，当朋友把一只鸡吃完，留下一堆骨

头在盘中走了以后，牛顿才想起这事，可他看到盘中的骨头后又恍然

大悟地说我还以为没有吃饭，原来我早已吃过了。”

牛顿（三）牛顿不仅在力学方面有很大贡献，在其他方面也有很大

贡献。在数学方面，他发现了二项式定理，创立了微积分学；在光学

方面，他进行了太阳光的色散实验，证明了白光是由单色光复合而成

的，研究了颜色的理论，还发明了反射式望远镜。

牛顿（四）牛顿是英国伟大的数学家、物理学家、天文学家和自然

哲学家。牛顿在科学上最卓越的贡献是微积分和经典力学的创立。

牛顿（五）牛顿同其他很多杰出的英国人一样，被埋葬在了威斯敏

斯特教堂。墓碑上镌刻着：让人们欢呼这样一位多么伟大的人类荣耀

曾经在世界上存在。

解决动力学两类问题的关键（1）做好受力分析，正确画出受力分

析图。（2）利用正交分解法求合力或分力。（3）确定各运动量间的

关系。

受力分析的口诀认准对象找重力，遇到多物要隔离，合力分力要分

开，绕物一周找弹力，判断有无摩擦力，施力不画画受力，多漏错假

要分清。

飞机为什么能飞（一）飞机的机翼上凸下平，相对前方的空气来说,

流经上翼面的气流受挤，流速加快，压力减小，形成吸力（负压力），

而流过下翼面的气流流速减慢，于是上、下翼面就形成了压力差。这

个压力差就是空气动力。

飞机为什么能飞（二）按力的分解法则，将其沿飞行方向分解成向

上的升力和向后的阻力。升力正好可克服自身的重力，将飞机托向空

中。

诺贝尔（一）诺贝尔生于瑞典的斯德哥尔摩，是杰出的化学家、工

程师、发明家、企业家。他一生共获得技术发明专利355项，其中以

硝化甘油制作炸药的发明最为闻名。

诺贝尔（二）诺贝尔不仅从事研究发明，而且进行工业实践，兴办

实业，积累了巨额财富。1896年12月10日，诺贝尔在意大利逝世。

逝世的前一年，他留下了遗嘱，设立诺贝尔奖。

诺贝尔（三）1900年6月，诺贝尔基金会成立，并于次年诺贝尔

逝世5周年纪念日，首次颁发诺贝尔奖。自此以后，除因战时中断外,

每年的这一天分别在瑞典首都斯德哥尔摩和挪威首都奥斯陆举行隆

重的授奖仪式。

诺贝尔（四）1968年，瑞典国家银行成立300周年之际，提供资

金增设诺贝尔经济学奖，并于1969年开始与其他5项奖同时颁发。

诺贝尔（五）诺贝尔奖的发奖仪式都是下午举行，这是因为诺贝尔

是1896年12月10日下午4：30去世的。为了纪念这位对人类进步

和文明作出过重大贡献的科学家，人们便选择在诺贝尔逝世的时刻举

行仪式。

诺贝尔（六）诺贝尔奖的奖金总是以瑞典的货市瑞典克朗颁发，每

年的奖金金额视诺贝尔基金的投资收益而定，1901年第一次颁奖的

时候，每个单项的奖金为15万瑞典克朗，当时相当于瑞典一个教授

工作20年的薪金。

诺贝尔（七）1980年，诺贝尔奖的单项奖金达到100万瑞典克朗,

1991年为600万瑞典克朗，从2001年到2011年，单项奖金均为1000

万瑞典克朗（在2011年，折合约145万美元）。

高速铁路（一）普通铁路的钢轨，几十米就有个接口，火车行驶总

是离不开“喉当唯当”的声音，车轮滚过钢轨连接处时，车轮震动、

车厢震动、地面也震动，列车行驶一点儿都不平稳，不能平稳前进，

速度就不能提高，否则震动加剧就会形成翻车的事故。

高速铁路（二）我们看看高铁，修路时按照季节，根据钢轨热胀冷

缩，伸得最长的时候，把一根根的钢轨焊接起来，这样钢轨就不会伸

得更长，到了冬天冷缩的时候，凭着钢材本身的抗拉强度，保持不变

形。

高速铁路（三）这样就消除了钢轨上数不尽的接口，车轮平稳地滚

动，列车行驶告别了“唯当唯当”的震动，列车平稳前进，就像在风

平浪静的海面上，舰艇就可以高速前进了。

高铁列车的工作原理（一）高铁列车之所以能高速、安全行驶，

方面的原因，是高铁的路轨做出了改革，使列车行驶平稳前进；另一

方面的原因，就是高铁的列车也做出了改革。

高铁列车的工作原理（二）俗话说：“火车跑得快，全凭车头带。”

高铁不再用火车头来牵引列车，而是使用动车组，几乎所有车轮都一

同运转，不仅团结合作，而且变速也灵活了，这样才能提高速度。

高铁列车的工作原理（三）传统的列车开动，首先要火车头的车轮

转起来，火车头自己先开动起来，然后拖动列车。但是，火车头是不

能一口气直接带动整列火车的。

高铁列车的工作原理（四）火车开动时，火车头要首先牵动第一节

车厢，有了第一节车厢一同动起来，增大了火车头运动的能量，才能

牵动第二节车厢……整列火车开动起来，其实是一节一节动起来的，

有个相当长的过程，需要相当长的时间。

高铁列车的工作原理（五）高铁中，动车组有牵引电机的不只是火

车头，几乎每个车厢都有电机，几乎每个车轮都是有动力旋转。这样

一来，动车组前进，就像赛龙舟时个个都奋力划桨，所有车轮一致地

运转，团结力量大，列车就跑快了。

力学发展史（一）力学是最原始的物理学分支之一，而最原始的力

学则是静力学。静力学源于人类文明初期生产劳动中所使用的简单机

械，如杠杆、滑轮、斜面等。

力学发展史（二）古希腊人从大量的经验中了解到一些与静力学相

关的基本概念和原理，如杠杆原理和阿基米德定律。直至十六世纪后,

资本主义的工业进步才真正推动了对自然科学的研究。

力学发展史（三）地理大发现时代航海业兴起，人类钻研观测天文

学所花费的心力前所未有，其中以丹麦天文学《家第谷•布拉赫和德

国天文学家、数学家约翰尼斯•开普勒为代表。

力学发展史（四）对宇宙中天体的观测成为了人类进一步研究力学

运动的绝佳领域。1609和1619年，开普勒先后发现行星运动三大定

律，总结了老师第谷毕生的观测数据。

力学发展史（五）1687年，牛顿发表了具有划时代意义的物理学

巨著《自然哲学的数学原理》，书中牛顿列出了三大运动定律和导出

的六个推论。

力学发展史（六）推论1、2描述了力的合成和分解、运动的叠加

原理；推论3、4描述了动量守恒定律；推论5、6描述了伽利略相对

性原理。由此，牛顿统一了“天上的”和“地上的”力学，建立了基

于三大运动定律的力学体系。

抛体运动抛体运动包括平抛运动、斜上抛运动、斜下抛运动、竖直

上抛运动和竖直下抛运动等运动形式，好多体育活动都运用到了抛体

运动的物理规律，如球类（排球、羽毛球、兵乓球、篮球、足球等）、

投掷类（银球、铁饼、标枪等）及跳高、跳远、跳水等运动项目。

望远镜的发明1608年，荷兰米德尔堡一位不出名的眼镜师汉斯•李

波尔造出了世界上第一架望远镜。后来，伽利略仿效制造了放大32

倍的望远镜，直接导致了“日心说”的伟大发现。

哥白尼的“日心说”伟大的波兰天文学家哥白尼（1475—1543）对天

体观测长达30余年，用他的天才著作《天体运行论》打破了传统的

“地球中心说”，提出了“太阳中心说”（“日心说”）。

“日心说”的影响“日心说”打破了传统的“地球中心说”，向西

方一千多年来被神学家歪曲的宇宙观念提出挑战，使天文学从神学的

禁锢中解放出来，从而引起了整个自然科学的革命。

第谷的观测第谷（1546〜1601）是丹麦天文学家，他擅长观测，准

确地测定出诸多行星的位置，为天文学发展和开普勒创立三大定律提

供了大量证据资料。

伽利略的发现伽利略很早就相信哥白尼的日心说。有一段时间，他

几乎每天晚上都把自己的望远镜对向天空，探索宇宙的奥秘。他发现,

银河是由许多小星星汇聚而成的，并且断定太阳本身也在自转。

飞天梦想探索浩瀚的宇宙，是人类千百年来的美好梦想。我国在远

古时就有嫦娥奔月的神话，还绘制了飞车腾云驾雾的想像图。外国也

有很多关于月亮的美好传说。

航天器（一）航天器具有多种分类方法，即可以按照其轨道性质、

科技特点、质量大小、应用领域进行分类，其中按照应用领域进行分

类，是使用最广泛的航天器分类法。

航天器（二）航天器分为军用航天器、民用航天器这三种航天器都

可以分为无人航天器和载人航天器。无人航天器分为人造地球卫星、

空间探测器和货运飞船。载人航天器分为载人飞船、空间站和航天飞

机。

航天器（三）人造地球卫星分为科学卫星、技术试验卫星和应用卫

星。科学卫星分为空间物理探测卫星和天文星。应用卫星分为通信卫

星、气象卫星、导航卫星、测地卫星、地球资源卫星、侦察卫星、预

警卫星、海洋监视卫星、截击卫星和多用途卫星等。

航天器（四）世界各国和地区先后成功发射了大量航天器，主要是

通信卫星、气象卫星、导航定位卫星、地球资源卫星等，也有少量的

侦察卫星、天文卫星。

，，神舟,，一号1999年11月20日，中国第一艘无人试验飞船“神舟”

一号飞船在酒泉卫星发射中心起飞，21小时后在内蒙古中部回收场

成功着陆，圆满完成“处女之行”。这次飞行成功为中国载人飞船上

天打下非常坚实的基础。

“神舟”二号2001年1月10日，中国在酒泉卫星发射中心成功发

射了“神舟”二号飞船。

“神舟,，三号2002年3月25日，中国在酒泉卫星发射中心成功发射

了“神舟”三号飞船。

“神舟，，四号2002年12月30日，中国在酒泉卫星发射中心成功发

射“神舟”四号无人飞船。

“神舟”五号（一）2003年10月15日9时整，我国自行研制的

“神舟五号载人飞船在中国酒泉卫星发射中心发射升空。这是中国

首次进行载人航天飞行。

“神舟”五号（二）乘坐“神舟”五号载人飞船执行任务的航天员

是38岁的杨利伟。他在太空中围绕地球飞行14圈，经过21小时23

分、经60万千米的安全飞行后，于16日6时23分在内蒙古主着陆

场成功着陆返回。

“神舟”六号2005年10月12至17日，我国成功进行了第二次载

人航天飞行，也是第一次将我国两名航天员费俊龙、聂海胜同时送上

太空。

“神舟”七号2008年9月25日，我国第三艘载人飞船“神舟”七

号成功发射，三名航天员翟志刚、刘伯明、景海鹏顺利升空。翟志刚

进行了出舱活动。中国随之成为世界上第三个掌握空间出舱活动技术

的国家。

“神舟”八号“神舟”八号于2011年11月1日5时58分10秒发

射升空。升空后“神舟”八号与此前发射的“天宫”一号目标飞行器

进行了空间交会对接。

“神舟”九号“神舟”九号于2012年6月16日18时37分从酒泉

卫星发射中心腾空而起。这是神舟飞船的第四次载人飞行。中国航天

员景海鹏、刘旺、刘洋第一次入住“天宫”。33岁的刘洋成为中国

第一个飞向太空的女性。

“神舟”十号（一）“神舟”十号飞船是中国“神舟”号系列飞船

之一。“神舟”十号在酒泉卫星发射中心，于2013年6月11日17

时38分，由“长征”二号F改进型运载火箭（遥十）“神箭”成功

发射。在轨飞行15天，并首次开展中国航天员太空授课活动。

“神舟”十号（二）太空授课由女航天员王亚平担任主讲，在大约

40min的授课中，航天员通过质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜

和水球等5个基础物理实验，展示了失重环境下的物体运动特性、液

体表面张力特性等物理现象。

空间探测空间探测的主要目的是：了解太阳系的起源、演变和现状;

通过对太阳系内的各主要行星及其卫星的比较研究进一步认识地球

环境的形成和演变；了解太阳系的变化历史；探索生命的起源和演变。

月球探测月球是地球唯一的天然卫星，自然成为空间探测的第一个

目标。直接考察月球有助于更好地了解地-月系统的起源，月球是未

来航天飞行理想的中间站和人类进入太阳系空间的第一个定居点。

月球探测的方式月球探测已经实现的主要方式有：①在月球近旁飞

过或在其表面硬着陆；②以月球卫星的方式获取信息；③在月球软着

陆。

行星探测的方式行星探测采用的方式有：①从行星附近飞过拍摄照

片，测定它们的辐射和磁场；②在行星表面硬着陆，直接探测行星大

气；③绕行星飞行，成为行星的人造卫星；④在行星上软着陆，对行

星表面进行细致地分析和探测。

哈勃空间望远镜美欧联合研制的“哈勃空间望远镜”于1990年4

月发射升空，十年间进行了10多万次的天文观测，观测了大约13670

个天体，向地球发回了黑洞、衰亡中的恒星、宇宙诞生早期的''原始

星系”、彗星撞击木星以及遥远星系等许多壮观图像。

“嫦蛾”一号2007年10月24日，“嫦蛾”一号探测器从西昌卫

星发射中心由“长征”三号甲运载火箭成功发射。卫星发射后，相继

完成了调相轨道段、地月转移轨道段和环月轨道段飞行。经过8次变

轨后，于11月7日正式进入工作轨道。

“嫦娥”二号2010年10月1日，“嫦蛾”二号卫星在西昌卫星发

射中心发射升空，并获得了圆满成功。“嫦娥”二号卫星是“嫦娥”

一号卫星的姐妹星，由“长征”三号丙运载火箭发射。

“嫦娥”三号（一）“嫦娥”三号卫星是中国国家航天局嫦娥工程

第二阶段的登月探测器嫂娥”三号由着陆器和巡视探测器（即“玉兔

号”月球车）组成，进行首次月球软着陆和自动巡视勘察，获取月球

内部的物质成分并进行分析。

“嫦娥”三号（二）“嫦娥”三号将一期工程的“表面探测”引申

至内部探测。“棘娥”三号搭载的月球车在月球表面巡游90天，范围

可达到5平方公里，并抓取月壤在车内进行分析，得到的数据直接传

回地球。

89.我们古代对静电现象的研究在我国古代书籍中有许多关于静电

现象的记载。西汉末年就有关于摩擦过的玳瑁能吸引轻小物体的记

载，东汉王充在《论衡》中进一步记述了这种现象。

90.富兰克林（一）他的一个有名的实验是两个人站在用蜡做成的

平台上，第三个人站在地面上，用布摩擦玻璃棒后使站在绝缘台上的

一个人带上玻璃棒的电，另一个站在绝缘台上的人带上布的电，这两

个人的手指接触时会有电击感。若他们两个人的任何一个与站在地面

上的人接触后再用手指互相接触，电击感觉就弱些。

91.富兰克林（二）他认为摩擦后的玻璃棒带正电，而树脂带的电

为负电。虽然这是很了不起的一步，但以后科学家有可能将富兰克林

的这种选择颠倒过来。

92.富兰克林（三）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。

93.库仑（一）库仑（1736—1806）。电学是物理学的一个重要分

支，在它的发展过程中，很多物理学巨匠都曾作出过杰出的贡献。法

国物理学家查利•奥古斯丁•库仑就是其中影响力非常巨大的一员。

94.库仑（二）1736年6月14日生于法国昂古莱姆。库仑家里很

富有，在青少年时期，他就受到了良好的教育。

95.库仑（三）库仑从事科学研究工作，他把主要精力放在研究工

程力学和静力学问题上。

96.电晕放电（一）电晕引起电能的损耗，并对通信和广播产生干

扰。我们知道，电晕多发生在导体壳的曲率半径小的地方，因为这些

地方，特别是尖端，其电荷密度很大，而在紧邻带电表面处，电场E

与电荷密度b成正比，故在导体的尖端处场强很强（即°和£都极大）o

97.电晕放电（二）所以在空气周围的导体电势升高时，这些尖端

之处能产生电晕放电。通常将空气视为非导体，但空气中含有少数由

宇宙射线照射而产生的离子，带正电的导体会吸引周围空气中的负离

子而自行慢慢中和。

98.电晕放电（三）若带电导体有尖端，该处附近空气中的电场强

度E可变得很高。当离子被吸向导体时将获得很大的加速度，这些离

子与空气碰撞时，将会产生大量的离子，使空气变得极易导电，同时

借助电晕放电而加速导体放电。因空气分子在碰撞时会发光，故电晕

时在导体尖端处可见到亮光。

99.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

针上产生的感应电荷会通过尖端放电，逐渐中和云中的电荷，使建筑

物免遭雷击。

100.电流的热效应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。

101.伏打伏打于1800年发明了能够提供持续电流的“电堆”一一

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。

102.电灯的发明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、日落而息的

生活习惯。

103.密立根美国物理学家密立根最早测定了元电荷的数值，并由

此获得诺贝尔物理学奖。

104.信鸽（一）信鸽的上喙具有一种能够感应磁场的晶胞，正是

这种器官为鸽子的飞行导航。信鸽的喙两边有六个磁性矿物质团簇，

一边三个，都连着对磁场变化敏感的神经，其中能感觉磁场的单元是

一个直径在3~5〃m的泡囊。

105.信鸽（二）三对团簇中感觉单元的排列方向是两两相互垂直

的，俨然一个三维空间的坐标轴。这就难怪信鸽超强的导航能力，即

使放飞千里之外也能准确回归。

106.信鸽（三）研究还弄清楚每个感觉单元中的三种成分，各自具

有独特的功能，彼此分工合作。磁赤铁矿小片的作用如同电磁铁中的

软铁芯，可以增加磁感应强度（地磁场作为外场），以增加同磁铁矿

小晶体的相互作用。

107.信鸽（四）计算表明，这些磁赤铁矿小片如果顺着地磁场方

向排列可使磁场增强20倍，从而在磁赤铁矿晶体上施加力使其运动

引起神经细胞膜的畸变，打开细胞膜的离子通道，导致对磁场的感知。

108.心电图（一）由于心脏不断地进行有节奏地收缩和舒张活动,

血液才能在循环系统中不停地流动。心脏在机械性收缩之前，心脏会

产生微小电流。

心电图（二）在体表放置心电图机上的电机，就能按时间顺序将

体表的电压记录下来，形成连续的曲线，这就是心电图，医生可以依

此了解心脏的工作是否正常。

无网捕鱼的原理（一）无网捕鱼实质上是电捕鱼，把吸鱼机的吸

鱼管道伸向鱼群，并将它作为阳极，在船的另一侧或船尾把阴极伸入

水中，然后两极通过电流，在阴阳极之间的水域中便形成了电场。

无网捕鱼的原理（二）为什么电场里的鱼会冲向阳极呢？原来鱼

本身是一个导体，电场对它有刺激作用，鱼体与电场方向平行时所受

的刺激大，与电场方向垂直时所受的刺激最小。当鱼头朝阳极时，所

受的刺激最大。

无网捕鱼的原理（三）在电场中，鱼总是寻觅刺激最小的方向，

使身体与电场垂直，但是朝向阴极一侧的鱼体肌肉产生痉挛，致使鱼

的整个身体朝着阴极方向弯曲，最终失去平衡，于是摆动尾部来平衡

身体，结果形成了趋向阳极的冲力，这样吸鱼管就聚集了大量的鱼，

开动吸鱼机，鱼就被吸到船上了。

尖端放电（一）通常情况下空气是不导电的，但是如果电场特别

强，空气分子中的正、负电荷受到方向相反的强电场力，有可能被“撕

开”，这个现象叫做空气的电离。

尖端放电（二）由于电离后的空气有了可以自由移动的电荷，空

气就可以导电了，导体尖端的电荷特别密集，所以尖端附近空气中的

电场特别强，使得空气中残存的少量离子加速运动。这些高速运动的

离子撞击空气分子，使更多的分子电离，这时空气成为导体，于是产

生了尖端放电现象。

接地放电（一）地球是良导体，由于它特别大，所以能够接受大

量电荷而不明显地改变地球的电势，这就如同从海洋中抽水或向海洋

中放水，并不能明显改变海平面的高度一样。

接地放电（二）如果用导线带电导体与地球相连，电荷将从带电

体流向地球，直到导体带电特别少，可以认为它不再带电。生产和生

活实际中往往要避免电荷的累积，这时接地是一项有效措施。例如：

油罐车的尾部要接一与地接触的铁链。

雪天打雷（一）高空的冷气团和低空的暖气团相会而形成在雪天

打雷的现象，气象上称之为“雷打雪:一般来说，电闪雷鸣只发生

在夏季，而降雪发生在冬季或初春，为什么会出现这种现象呢?

雪天打雷（二）大家知道，当云中性质不同的电荷之间电位差增

到一定程度，空气被电流击穿而发生快速胀缩地造成剧烈地振动，从

而产生雷电，这是局部大气被强烈抬升，引发的所谓强烈对流天气。

冬春季的雷电也是冷暖空气斗争激化的结果。

弯弯曲曲的闪电每当暴风雨来临，雨点即能获得电子，这些电子会

追寻地面上的正电荷。额外的电子流出云层后，要碰撞别的电子，使

别的电子也变成游离电子，因而产生了传导性轨迹，传导的轨迹会在

空气中散布着不规则形状的带电离子群中间跳跃着迂回延伸，而一般

不会是直线，所以闪电总是蜿蜒曲折的。

电镀利用电解作用，在物件表面镀一层金属以防止生锈，并使部件

美观的加工工艺。电镀时以被镀物件为阴极，并以欲镀金属的盐或酸

溶液为电解质，通以电流则溶液分解，金属附着于物体表面。

伏打（一）伏打是意大利物理学家，1745年2月18日出生于意大

利科莫一个富有的天主教家庭里，伏打在青年时期就开始了电学实

验，他读了他能够找到的许多书，对实验工作深感兴趣。著名的电学

家贝卡里亚劝告伏打少提出理论，多做实验。事实上，伏打年轻时期

的理论思想也远不如他的实验重要。

伏打（二）随着岁月的流逝，伏打对静电的了解至少可以和当时最

好的电学家媲美。不久他就开始应用他的理论制造各种有独创性的仪

器，用现代的话来讲，要点在于他对电荷量、电压、电容以及关系式

Q=CU都有了明确的了解。1769年发表第一篇科学论文。

电子在电路中是怎样运动的（一）闭合开关，接通电路，这就像游

行队伍的总指挥一声号令，整个电路上各处的电子都很听话，几乎同

时开始向正极前进，形成了电流，电灯亮了。号令传播的速度跟光速

相同，是300000km/s,这样搞的速度，以至于北京的电报员一按电

报机上的开关，则几乎同时（相隔约为1/300s）上海电报局的电报

机便开始动作了。

电子在电路中是怎样运动的（二）应该说明的是，电子开始前进是

很及时的，但是前进的步伐却很缓慢。例如，在直径约2mm的铜导

线上，若通过10A的电流，这时电子定向前进的平均速度才是0.02

cm/So按照这个速度前进，电子定向移动1cm,大约需要45s。

欧姆（一）欧姆（1787——1854）生于德国埃尔兰根城。16岁时

他进入埃尔兰根大学研究数学、物理与哲学，由于经济困难，中途辍

学，到1813年才完成博士学业。欧姆是一个很有天赋和科学抱负的

人，他长期担任中学教师，由于缺少资料和仪器，给他的研究工作带

来不少困难，但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研

究，自己动手制作仪器。

欧姆（二）欧姆证明了：电阻与导体的长度成正比，与导体的横截

面积和传导性成反比；在稳定电流的情况下，电荷不仅在导体的表面

上，而且在导体的整个截面上运动。人们为了纪念他，将电阻的物理

量单位以欧姆的姓氏命名。

安培（一）安培（1775——1836）,法国物理学家，对数学和化学

也有贡献。1775年1月22日生于里昂一个富商家庭。年少时就显示

出数学才能。他的父亲信奉卢梭的教育思想，供给他大量图书，令其

走自学的道路，于是他博览群书，汲取营养。卢梭关于植物学的著作

燃起了他对科学的热情。

安培（二）①发现了安培定则；②发现了电流的相互作用规律；③

发明了电流计；④提出了分子电流假说；⑤总结了电流元之间的作用

规律一一安培定律。安培在他的一生中，只有很短的时间从事物理学

工作，可是他却能以独特的、透彻的分析，论述了带电导线的磁效应,

因此我们称他是当之无愧的电动力学的先创者。

超导电磁船（一）随着高新技术的发展，导体在超低温状态下电阻

等于零的超导性能被发现。在上个世纪末，美国科学家们就开始设想

用超导体来推动船舶前进，曾做了试验模型而且获得了理想的推进效

果。

超导电磁船（二）由于超导体电阻等于0,只需用很少的电能就能

使导体产生足够的磁场，而电流在导体中又无损耗，所以用它来推进

船舶将大大提高效率。超导电磁推进，不但可以提高航速，而且能减

少震动和噪声。

超导电磁船（三）若潜水艇使用超导电磁推进，不但速度快而且更

具有隐蔽性能，在战斗中不易被敌人发现，又有强大快速的攻击力。

将来的人货船和油船若用超导电磁推进在水下航行，即使海上风浪再

大，也可以平稳地从水下准时到达目的地。

半导体（一）导电能力介于导体和绝缘体之间的一些物质，如硅、

错等，就叫半导体，半导体还有许多奇特的性质，使得人们对它另眼

相看，当外界条件变化时，比如当温度发生变化，半导体受到压力或

者光照，半导体的导电能力（电阻）就会改变，而且非常敏捷。

半导体（二）人们利用这个性质来检测各种微小变化，例如，用对

热敏感的半导体做成的温度计，可以测量物体极小温度的变化。半导

体的最大用途就是做成各种电子元件，再组合成各种电路，完成人们

交给的工作。由于半导体多是一些晶体物质，所以这样的电路也叫晶

体管电路。

半导体（三）无论在收音机、电视机还是各种电子仪器里面，都能

看到这样的电路。在没有半导体的时候，人们使用的是电子管，它体

积大，耗电多，仪器要做得很大，而使用晶体管电路就大大减小了体

积和能量消耗，同时性能还有很大提高，现在，人们又研究出了半导

体集成电路，做成的仪器体积就更小了。

水银灯（一）水银灯是利用汞蒸气放电的发光灯，也称为“汞灯”,

按照使用时水银气压的高、低分为低压、高压与超高压水银灯，低BE

水银灯能辐射出较窄的汞特征谱线，这些特征谱线可用于光谱仪的波

长定标。

水银灯（二）低BE水银灯在医药学上作为杀菌用灯；高压水银灯各

谱线的辐射强度大，可作为仪器光源；超高压水银灯是一种体积小、

亮度高、辐射很强的红外光、可见光及紫外光的点光源，可作为荧光

显微镜、高亮度照相记录器及投影器的光源，也可作为红外光源。

荧光灯比白炽灯省电荧光灯，其管壁上涂有荧光物质，管内装了一

些氨和水银蒸气，当电流通过时，这些气体就发出了看不见的紫外线,

紫外线射到荧光粉上就发出可见光，日光灯也是一种荧光灯，其正常

发光的温度仅40〜50℃,而白炽灯需要电流把灯丝加热到2500C左右

才发光，其中只有7%〜8%的能量变成可见光。

汽车上的电学知识（一）（1）汽车电动机（汽车电机）常用车载

电瓶（蓄电池）供电，汽车运行过程中可以利用车轮带动车载发电机

发电，给蓄电池充电。给蓄电池充电时，电能转化为化学能储存起来,

此时蓄电池是用电器；用蓄电池给电动机供电时，化学能转化为电能,

此时蓄电池才是电源。

汽车上的电学知识（二）（2）汽车的发动机常用低压电动机启动，电

动机是根据磁场对电流的作用的原理制成的，工作时把电能转化为机

械能。（3）车载蓄电池还被用来为汽车上配装的空调、电扇、收录机、

CD机及各种用途的电灯供电，方便地将电能转化为机械能、声能、

光能等。

汽车上的电学知识（三）（4）油罐车的尾部通常要挂一条铁链直达路

面，这样做有利于使运输过程中因颠簸、摩擦而产生的电荷迅速传到

大地上，避免因静电放电而带来灾难。

电灯泡为什么呈梨形（一）电灯泡的灯丝是用金属鸨制成的。通电后,

灯丝发热，温度高达2500C以上。金属鸨在高温下升华，一部分金

属鸨的微粒便从灯丝表面跑出来，附着在灯泡内壁上。时间一长，灯

泡就会变黑，亮度降低，影响照明。

电灯泡为什么呈梨形（二）为此，在灯泡内充有少量惰性气体，并把

灯泡做成梨形。灯泡内的气体是对流的，黑色的鸨微粒大部分被气体

卷到上方，附着在灯泡的颈部，使灯泡亮度不受影响。

奥斯特（一）奥斯特，丹麦物理学家、化学家。1777年出生于丹麦

的路克宾。1794年他进入哥本哈根大学学习医学和自然科学，1799

年获得博士学位。1801—1803年他旅游德国、法国等地，于1804年

回国。

奥斯特（二）1806年奥斯特被聘为哥本哈根大学物理、化学教授，

研究电流和声等课题。1820年因电流磁效应这一杰出发现获英国皇

家学会科普利奖章。1824年倡议成立丹麦自然科学促进会，1829年

出任哥本哈根大学理工学院院长，直到1851年在哥本哈根逝世。

奥斯特（三）奥斯特的科学成就：1820年发现电流的磁效应。奥斯

特曾经对化学亲和力问题做过研究，1822年他精密地测定了水的压

缩系数值，论证了水的可压缩性。1823年他还对温差电现象做过成

功的研究，对库仑扭秤也做过一些重要的改进。

奥斯特（四）1820年4月，在一次讲演快结束的时候，奥斯特把一

条伯导线放在一根小磁针上方，接通电源的瞬间，发现磁针跳动了一

下。这一跳，使有心的奥斯特喜出望外，竟激动得在讲台上摔了一跤。

以后，奥斯特花了三个月，做了许多次实验，发现磁针在电流周围都

会偏转，这就是电流的磁效应。

法拉第（一）法拉第，英国物理学家、化学家。1791年出生在英国

的一个铁匠家庭，曾当过装订书籍的学徒，工余苦读。在1821—1831

年间，法拉第进行了一系列实验，发现了电磁感应现象。后来麦克斯

韦在此基础上推导出一组方程，成为现代电磁理论的基础。

法拉第（二）法拉第在1860—1861年间的演讲，由W.克鲁克斯汇集

成科普读物，题为《蜡烛的故事》。法拉第专心从事科学研究，许多

大学欲赠名誉学位，均遭婉拒，也谢绝封爵。

法拉第（三）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。

法拉第名言科学家不应是个人的崇拜者，而应当是事物的崇拜者。

真理的探求应是他唯一的目标。

1804年诞生于爱沙尼亚，16岁以优异成绩考入家乡的道帕特大学。

1828年被挑选为俄国圣彼得堡科学院的初级科学助理，1830年被选

为圣彼得堡科学院通信院士，1834年选为院士，1865年去世。主要

成就是发现了电磁感应的榜次定律和电热效应的焦耳一楞次定律。

自感现象1832年美国科学家亨利发现自感现象，即在研究感应电流

的同时，发现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。

小白兔成为“引路人”（一）1797年亨利出生在纽约州的奥尔巴尼。

由于家境贫困，他被寄养在一位亲戚家里，才10岁就在乡村小店里

当伙计。在苦难的童年时代，也许只有他养的那只小白兔给他带来了

一丝欢乐。说来有趣，恰是那只可爱的小白兔改变了他的全部生活。

小白兔成为“引路人”（二）13岁那年的一天，小白兔从笼子里跑了。

他尾随兔子，紧追不舍，一直追到了教堂里，才将兔子逮住。他站起

来正要往回走，突然注意到了四壁上绘着绚丽多彩的神像，木架上堆

满了厚厚的图书，他被深深地吸引住了。从此他一有空就躲进教堂，

阅读各种书籍，知识滋养他渐渐成长。

小白兔成为“引路人”（三）一天他读到一本1808年伦敦出版的《格

利戈里关于实验科学、天文学和化学的演讲集》，这是一本自然哲学

的著作，第一页上写道：“你向空中扔一块石头或者射出一支箭，为

什么它不是朝你给予的方向一直向前飞去？”这一下就把亨利迷住

了。读完了这本书，他决心要献身于科学事业。

小白兔成为“引路人”（四）亨利的贡献很大，只是有的没有立即发

表，因而失去了许多发明的专利权和发现的优先权。但人们没有忘记

这些杰出的贡献，为了纪念亨利，用他的名字命名了自感系数和互感

系数的单位，简称“亨二

亨利的一些重要的发明和发现（一）亨利为电报机的发明做出了贡献,

实用电报的发明者莫尔斯和惠斯通都采用了亨利发明的继电器。亨利

实际上是电报的发明者，但是，不重名利的亨利没有申请专利权。

亨利的一些重要的发明和发现（二）亨利还发明了继电器、无感绕组

等，他还改进了一种原始的变压器。亨利曾发明过一台像跷跷板似的

原始电动机，电动机能带动机器，在起动、停止、安装、拆卸等方面,

都比蒸汽机来得方便。今天，电动机已成为电气时代的标志了。

互感器互感器也是一种变压器，一般它用于测量高电压和大电流。

把电压表或电流表接在副线圈一边测出低电压或小电流。根据电压表

或电流表测出的电压数值或电流数值，再利用已知的变压比或变流比

可计算出高压线路中的电压或电流。

交流电整流将交流电变成直流电的过程叫做“交流电整流”。整流可

分为半波整流、全波整流、桥式整流等儿种形式。通常的整流装置都

是利用电子管和晶体二极管的单向导电的性能来整流的。例如，用错、

硅等半导体材料做成的整流器，已在许多方面得到广泛应用。

日光灯的工作原理（一）当开关接通的时候，电源电压立即通过镇流

器和灯管灯丝加到启辉器的两极。220V的电压立即使启辉器里的惰

性气体电离，产生辉光放电。辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，

两极接触。电流通过镇流器、启辉器触极和两端灯丝构成通路。

日光灯的工作原理（二）灯丝很快被电流加热，发射出大量电子。这

时，由于启辉器两极闭合，两极间电压为零，辉光放电消失，管内温

度降低；双金属片自动复位，两极断开。在两极断开的瞬间，电路电

流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用

于管两端。

日光灯的工作原理（三）灯丝大量电子，在灯管两端高电压作用下，

以极大的速度由低电势端向高电势端运动。在加速运动的过程中，碰

撞管内氨气分子，使之迅速电离。瀛气电离生热，热量使水银产生蒸

气，随之水银蒸气也被电离，并发出强烈的紫外线。在紫外线的激发

下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光。

超导效应（一）1911年，荷兰莱顿大学的卡茂林・昂尼斯意外地发

现，将水银冷却到-268.98时，水银的电阻突然消失；后来他又发现

许多金属和合金都具有与水银相类似的低温下失去电阻的特性，由于

它的特殊导电性能，卡茂林•昂尼斯称之为超导效应。卡茂林•昂尼

斯由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。

超导效应（二）科学家利用液态氮冷却至-196〜-208。（2,使特殊铜氧

化物具有超导现象制成电缆，开始了超导输电的实用性研究。超导输

电电缆适用于百万千瓦级以上的远距离输送。目前，利用液氮冷却的

高温超导输电电缆在应用中已开始取代常用的输电电缆，以实现低

价、大电力输电。

玻意耳生平（一）玻意耳（1627—1691）是英国物理学家和化学家。

1627年1月25日诞生于爱尔兰的利斯尔城。玻意耳幼年时候就显示

出惊人的记忆力和语言才能。他8岁开始在爱顿公学学习。1638年

随家庭教师一起周游欧洲大陆，先后在法国、瑞士和意大利求学。

玻意耳生平（二）1644年玻意耳回到英格兰，阅读了大量有关哲学、

自然科学和神学的书籍，并且开始进行科学实验。玻意耳自建了一个

实验室，牛津和伦敦的学者经常来这里聚会，探讨物理学、化学和农

业化学方面的学术问‘题。玻意耳把这一科学家的聚会叫做“无形大

玻意耳生平（三）1654年玻意耳迁居牛津，在牛津大学建立了一个

实验室。1659年玻意耳利用由胡克研制成的真空泵，开始对空气的

性质进行研究，并出版了著作《关于空气弹性及其物理力学的新实

验》，1662年玻意耳发现了气体的玻意耳定律。

玻意耳生平（四）：1663年，玻意耳被选为英国伦敦皇家学会会员。1680

年被推选为皇家学会会长，因为身体不好，他谢绝了任命，后来隐居

在祖传的庄园里著书立说。由于长期从事化学实验工作，晚年的玻意

耳健康状况越来越糟。玻意耳终生未婚。1691年在伦敦去世，终年

64岁。

查理简介（一）：查理（1746—1823）,法国物理学家、数学家和发明家。

1746年生于法国的博让西。中学毕业后先在法国政府财政部当职员，

由于对自然科学的爱好，转而从事自然科学研究，自学成才。

查理简介（二）：1795年查理被选为法国科学院院士，并担任巴黎工艺

学院的物理学教授，此后一直从事自然科学研究和教学工作，1816

年任巴黎科学院院长，成为18世纪世界著名科学家之一。

查理生平：1783年在法国蒙戈尔费埃兄弟制成热空气气球后不久，

他制成第一个充氢气的气球，在当年8月27日第一次实现了充氢气

球升空。12月1日他和N罗贝尔第一次乘这种充氢气球飞行了2h,

飞行了约43km。

查理的成就及荣誉：查理在物理学上的重要贡献是发现了查理定律。

1787年，查理研究气体的膨胀问题时，发现了这一定律。后来，物

理学上就把气体质量和体积不变时压强随温度成正比变化的定律叫

做查理定律。

盖一吕萨克生平：盖一吕萨克（1778—1850）,法国化学家、物理学家,

1797年入巴黎综合工科学校学习。1800年毕业，法国化学家贝托莱

请他到自己的私人实验室当助手。1802年他任巴黎综合工科学校的

辅导教师，后任化学教授。1806年当选为法国科学院院士。1809年

任索邦大学物理学教授。1832年任法国自然历史博物馆化学教授。

盖一吕萨克的成就：1809年发表了气体化合体积定律（盖一吕萨克定

律），在化学原子分子学说的发展历史上起了重要作用。他1802年发

现了气体热膨胀定律。1813年为碘命名。1815年发现氟，并弄清它

作为一个有机基团的性质。1827年提出建造硫酸废气吸收塔，直至

1842年才被应用，称为盖一吕萨克塔。

克劳修斯的学术造诣：他重新陈述了萨迪•卡诺的定律（又被称为卡

诺循环），把热理论推至一个更真实更健全的基础。他最重要的论文

于1850年发表，该论文是关于热的力学理论的，其中首次明确指出

热力学第二定律的基本概念。他还于1855年引进了嫡的概念。

克劳修斯的生平：德国物理学家和数学家，热力学的主要奠基人之一。

1822年出生，曾就学于柏林大学。1847年在哈雷大学主修数学和物

理学的博士学位。从1850年起，曾先后任多家大学教授。他曾被法

国科学院、英国皇家学会和彼得堡科学院选为院士或会员。因发表论

文《论热的动力以及由此导出的关于热本身的诸定律》而闻名。

热力学第二定律：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：不可能从单一热库吸热，

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。

液体表面张力：液体表面张力的产生原因是液体跟气体接触的表面存

在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间

的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力。正是因为

这种张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如。

纳米技术：也称毫微技术，是研究结构尺寸在0.1~100纳米范围内材

料的性质和应用的一种技术。纳米技术是一门交叉性很强的综合学

科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括:

纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、

纳米加工学、纳米力学等。

布朗的贡献：罗伯特-布朗是19世纪英国植物学家，主要贡献是对

澳洲植物的考察和发现了布朗运动。1827年在研究花粉和抱子在水

中悬浮状态的微观行为时，发现花粉有不规则的运动，后来证实其他

微细颗粒如灰尘也有同样的现象，虽然他并没有能从理论上解释这种

现象，但后来的科学家用他的名字命名为布朗运动。

阿伏伽德罗（一）：意大利科学家。阿伏伽德罗从盖一吕萨克定律得到

启发，于1811年提出了一个对近代科学有深远影响的假说：在相同

的温度和相同压强条件下，相同体积中的任何气体总具有相同的分子

个数。

阿伏伽德罗（二）：但他这个假说却长期不为科学界所接受，主要原因

是当时科学界还不能区分分子和原子，同时，由于有些分子发生了离

解，出现了一些阿伏伽德罗假说难以解释的情况。直到1860年，阿

伏伽德罗假说才被普遍接受，后称为阿伏伽德罗定律。它对科学的发

展，特别是原子量的测定工作，起到了重大的推动作用。

热力学定律记忆口诀：①第一定律热力学，能量守恒好感觉；内能变

化等多少，热量做功不能少；正负符号要准确，收入支出来理解；对

内做功和吸热，内能增加皆正值；对外做功和放热，内能减少皆负值。

②热力学第二定律，热传递是不可逆；功转热和热转功，具有方向性

不逆。

本部分内容常与热力学第一定律结合起来考查，在高考物理考试大纲

中无要求。

“热得快”的奥妙：“热得快”的加热螺圈通常是用一种较细的金属

管绕制成的，管内装有电热丝，然后灌入氧化镁粉之类的绝缘材料，

把电热丝封装固定在管中间，使它不与管壁接触。电热丝的两端再分

别与电源线相接。通电后，电流从电热丝中流过，电热丝便发热。

电冰箱的星级：电冰箱中的冷藏室温度一般在0〜8℃之间。根据国际

标准规定，冷冻室的温度达-24C以下的定为四星级；-18C以下为三

星级。它们的冷冻食品可保存3个月以上。冷冻室温度在-12C以下,

定为二星级，食品保存期为1个月以上。-6C以下的为一星级，保存

期在1周以上。

气态方程记忆口诀：研究气体定质量，确定状态找参量；绝对温度用

大7,体积就是容积量；压强分析封闭物，牛顿定律帮你忙；状态参

量要找准，pV比T是恒量。

理想气体变质量问题的三种处理方法：①口袋法：给初状态或末状态

补接一个口袋，把变化的气体用口袋收集起来，从而保证质量不变；

②隔离法：对状态中有变化部分和不变部分隔离，只对不变部分进行

研究，从而实现被研究气体质量不变；③比较常数法：根据各个状态

的已知状态参量计算出各个状态下的气体常数C,然后进行比较。

麦克斯韦英国物理学家麦克斯韦建立了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。

赫兹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。

物理小知识（一）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。

物理小知识（二）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，需要发射和接收无线电波，天线

是发射和接收无线电波的必要设备。

物理小知识（三）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。其中调频信号抗干扰

能力强，操作性强，因此高质量的音乐和语言节目、电视伴音都采用

这种信号调制方式。

物理小知识（四）（DX光机是利用X射线具有很强的贯穿力。（2）紫

外线灯是利用紫外线具有杀菌消毒作用。

物理小知识（五）理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好。

这里的“神灯”是利用了红外线具有显著的热作用。

雷达（一）雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送

给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方

向上形成波束，向前传播。

雷达（二）电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，

其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。天线获

取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。

微波炉加热的原理微波炉的磁控管将电能转化为微波炉，当磁控管

以2450MHz的频率发射出微波能时，置干微波炉炉腔内的水分子以每

秒钟24.5亿次的变化频率进行振荡运动，食物分子在高频磁场中发

生震动，分子间相互碰撞、摩擦而产生热能，结果导致食物被加热。

杀菌传统的杀菌方法一般是利用加热、加药等手段，但这些处理方

法所花时间长，可能对处理对象产生不利的变化，对环境也会产生二

次污染。用照射紫外线进行杀菌可完全避免以上问题。波长10〜400nm

的紫外线能穿透细菌、病毒的细胞膜，给核酸（DNA）以损伤，使细胞

失去繁殖能力，达到快速杀菌的效果。

开普勒开普勒（德国人，1571—1630）汇集前人的光学知识，于1611

年发表了《折光学》一书。

笛卡儿笛卡儿（法国人，1596〜1650）虽然倾向于光的波动说，但在

解释光的折射时，又把光看做由无数小球组成。因此，他是从光的微

粒观念中推导出折射定律的。在1637年发表了《几何学》，创立了直

角坐标系。

胡克胡克（英国人，1635—1703）1672年胡克进一步提出了光波是

横波的概念。

托马斯・杨托马斯・杨在1800年的论文中，根据光的波动本性解

释了牛顿环的现象，并描述了杨氏双缝干涉实验，第一次用实验显示

了光的干涉现象，并由此成功地测出了红光和紫光的波长，并且认为

光是横波。

菲涅耳1818年，法国的巴黎科学院为了鼓励对衍射问题的研究，

悬赏征集这方面的论文。一位年轻的物理学家菲涅耳按照波动说深入

研究了光的衍射，在论文中提出了严密地解决衍射问题的数学方法。

夫琅和费夫琅和费（德国人，1787—1826）设计和制造了消色差透

镜，首创用牛顿环方法检查光学表面加工精度及透镜形状，对应用光

学的发展起了重要的影响；发明了分光仪，在太阳光谱中，他发现了

574条黑线，称为夫琅和费线；发表了平行光通过单缝衍射的研究成

果，做了光谱分辨率的实验，第一个定量地研究了衍射光栅，用其测

量了光的波长。

光和电磁的内在联系（一）1845年，法拉第（英国人，1791—1867）

发现了偏振光的振动面在强磁场中旋转的现象，从而揭示了光和电磁

的内在联系。

光和电磁的内在联系（二）1856年，韦伯（德国人，1804—1891）和

柯尔劳斯（德国人，1809—1858）发现电荷的电磁单位和静电单位的比

值等于光在真空中的传播速度。

光的电磁理论1865年，麦克斯韦（英国人，1831—1879）电磁场理

论建立，得出电磁波以光速传播，所以说明光是一种电磁现象。这一

理论，于1888年被赫兹（德国人，1857—1894）用实验证实，因此建

立了光的电磁理论。

光速的测定1849年菲索（法国人，1819—1896）利用转动齿轮法，

1862年佛科（法国人，1819—1868）利用旋转镜法，分别在实验室测

定了光的速度，这就完全证实了波动说的正确性。

菲涅耳菲涅耳的功绩是他对衍射问题的研究，他提出了把波阵面分

解为波带的近似计算方法，并用于研究屏幕边缘和圆孔的衍射，计算

和实验符合得很好。还详细地研究了互不相干的垂直振动的叠加问

题，在引入椭圆偏振和圆偏振的概念后，说明了偏振面的转动现象。

伦琴1985年11月伦琴发现X射线，一种具有穿透力的新的射线，

它是由阴极射线打到玻璃管壁上所产生的；它可以穿透厚达一千页的

书、几厘米厚的木板、15mm厚的铝片，并可用照相的方法透过人体

显示骨骼的轮廓和金属物体内部的缺陷。

汽车上的光学知识（一）汽车旁的观后镜，交叉路口的观察镜用的都

是凸面镜，可以开阔视野。汽车在夜间行驶时，车内一般不开灯，这

样可防止车内乘客在司机前的挡风玻璃上成像，干扰司机正确判断。

汽车上的光学知识（二）汽车前的挡风玻璃通常都不直立（底盘高大

的车除外），这是因为挡风玻璃相当于平面镜，车内物体易通过它成

像于司机面前，影响司机的判断。

汽车上的光学知识（三）汽车尾灯灯罩:角反射器可将射来的光线反

回，保证后面车辆安全。汽车头灯：凹面镜反射原理，近距光灯丝在

焦点附近，远距光灯丝在焦点上。

高速公路上的指示牌表面贴反光膜反光膜的结构多为菱形，内部充

满高折射玻璃珠，给一个光源的时候，会通过，高折射玻璃珠反射回

来，因此指示牌看起来会亮很多。

惠更斯（一）惠更系于1629年诞生于海牙。他的父亲是一个杰出的

诗人和外交家。惠更斯从小就喜欢钻研学问，跟随父亲学习了数学和

力学。16