导图社区 高中物理知识树(哇咔咔之神编2023版）
基础高中物理应试教育总结物理知识树以及常考题型，汇总有力、电磁、光、热、原子物理的知识，方便高中生学习。
考研英语阅读做法总结（基于唐迟阅读方法论），如例证题： 1.审题 2.区分观点和例子 3.观点和例子可以在不同的段落 4.由定位选出的是干扰选项
初等量子导论部分，把握初等量子力学整体脉络便于学习与思考，黑体辐射为探究“黑体”这样一个模型空腔内能量密度随频率变化的分布，实验测的以后需要通过理论解释其分布。
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《童年》读书笔记
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物理知识树（高中物理）
力
运动学和动力学
《必修一》直线运动
运动学
运动的描述
质点
参考系
时间（时间间隔和时刻））
位移：由初位置指向末位置的有向线段
速度：位置变化快慢的描述
平均速度
瞬时速度
平均速率
瞬时速率
加速度：速度变化快慢的描述
实验：探究小车速度随时间变化的规律
瞬时速度用两点平均速度代替
逐差法求加速度（分成前后两部分）
匀变速直线运动
三个基本公式（知三求二）
两个推论（中间位移速度＞中间时刻速度（平均速度）以及逐差公式）
五条常考比例
自由落体运动
物体由静止下落，仅受重力。
实验：研究自由落体运动的规律
典型题型
水平直线运动：多过程问题
刹车问题（注意时间有效性）
单物体多过程问题（推荐V-t图像法））
多物体多过程问题（注意联立位移关系式）
自由落体与竖直上抛组合问题
动力学
常见力
重力
弹力（胡克定律）
实验：探究弹簧弹力与形变量的关系
摩擦力：与运动和运动趋势相反
静摩擦力
滑动摩擦力
力的合成与分解/共点力平衡
实验：探究两个互成角度的力的合成规律
正交分解/矢量三角形
牛顿三定律
牛顿第三定律：作用力和反作用力
牛顿第一定律：惯性定律
牛顿第二定律：F＝ma
实验：探究加速度与力，质量的关系
m远小于M
逐差法求加速度
应用：由运动求力/由力求运动
超失重
超重：加速度向上
失重：加速度向下
完全失重：a＝g
动态平衡问题
矢量三角形法
连接体问题
板块问题
传送带问题
瞬时加速度问题
《必修二1》曲线运动（运动轨迹为曲线，速度沿曲线切线方向，合力指向凹陷处）
运动合成与分解
小船渡河
最短位移
船速大于水流速度
合速度对准河岸，船速为斜边
船速小于水流速度
作图（水流速度为斜边）
最短时间
船头对准岸
关联速度问题
将速度沿着绳子方向和绳子垂直方向进行分解
拉船模型
抛体运动（以一定速度抛出，仅受重力）
平抛运动
初速度沿水平方向
实验：探究平抛运动特点
证明竖直方向：小锤击打金属片，一球平抛，一球自由落体。同时落地
逐差法求重力加速度
证明水平方向：小球沿斜槽滚下（同一高度，末端水平）。相同时间间隔通过相同位移
结论：水平方向做匀速直线运动；竖直方向做自由落体运动
平抛运动规律
速度公式/合速度公式/位移公式/轨迹方程/角度公式（速度夹角tan值为位移夹角tan的2倍）
抛体运动规律
将加速度和初速度进行（水平方向和竖直方向）分解，消去参数t
题型
平抛运动和斜面结合，平抛运动和圆弧结合（重点是斜面的倾角和圆弧的圆心角）
平抛运动临界问题（画出临界轨迹）
类平抛运动（找到加速度a，整个运动轨迹）
一切抛体问题的通用做法：建立坐标，将初速度与加速度对坐标方向进行分解，联立运动方程
圆周运动（运动轨迹为圆）
1.定义物理量：线速度/角速度/周期（转速/频率）
ps.线速度和角速度的关系证明（证明弧长公式和扇形面积）
基本关系
同轴转动（角速度相同）
皮带传动，齿轮传动，摩擦传动（线速度相同）
2.分类
匀速圆周运动
向心力：速度沿圆切线方向，速率不变。合力指向凹陷处，合力指向圆心
运动的本质：力改变运动状态
向心力大小！
实验：探究向心力大小与半径角速度质量的关系。
定性分析：F和m，v，r有关
定量分析：用向心力演示器探究向心力的表达式
（牛顿第二定律理论分析）
向心加速度的证明（相似三角形和弧长近似）
生活中的圆周运动
火车过弯
汽车过拱形桥（凹形路面）
航天器的失重（电梯称体重问题）
近心运动和离心运动
竖直平面内圆周运动模型
球绳模型（单轨道）
球杆模型（双轨道）
变速圆周运动和一般曲线
变速圆周运动合力不指向圆心（径向分力改变线速度方向，切向分力改变线速度大小）
一般曲线处理方法：在任一点的弧当成圆的一部分使用圆周运动公式（速度为瞬时速度）
3.万有引力与宇宙航行
托勒密：地心说（行星逆行，轮上轮）（被宗教所推崇） 哥白尼：日心说（坚信宇宙简洁，完美提出日心说）（亵渎圣经罪被教会当众烧死） 弟谷：观测行星轨迹20年 开普勒：根据数据提出三大定律（数年以圆周运动研究（坚信宇宙是完美的），最后发现应该是满足椭圆轨道） 牛顿：（苹果落地是由于地球吸引，提出万有引力的想法），结合开普勒结论进一步万有引力定律（坚信一切物体运动的本质是受到力） 卡文迪许：扭秤实验（几何光学和刚体力学）测出万有引力普适常数G(p.53)
万有引力
1.开普勒三大行星定律（弟谷20年实验数据）
椭圆定律
面积定律
平方反比定律
2.万有引力定律
简略证明+普适常数G（p.50）
3.万有引力定律应用
“秤出地球质量”重力等于万有引力
地球自转：傅氏摆/昼夜交替，四季更迭，地区时差，潮汐/日食月食 自由落体求重力加速度
月球和太阳万有引力解释潮汐 赤道隆起的扁平状（地球自转）
万有引力与重力的关系（重力是万有引力的一个分力）
预言海王星，哈雷彗星（万有引力定律计算轨迹和周期）
天体质量计算（天体表面万有引力＝重力），（围绕天体圆周运动T，r）
天体密度计算
天体运动规律（半径越大，T越大，a，v，角速度都越小）
天体追击相遇问题（卫星相距“最近”“最远”—偏转的圆心角）
宇宙航行
三个宇宙速度
第一宇宙速度（环绕速度7.9km/s）：物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度
推导：万有引力作为圆周运动向心力
“三个头衔”
第二宇宙速度（逃逸速度11.2km/s）：脱离地球引力飞向太阳系
第三宇宙速度（脱离速度16.7km/s）：脱离太阳引力飞向银河系
人造卫星
预言可以发射人造卫星
近地卫星
赤道卫星
同步卫星（静止卫星）
周期和地球自转周期相同，高度为固定
极地卫星
一般轨道卫星
拓展
黑洞理论
光速3×10^8，是否存在天体质量大，半径小那么靠近它的物体被吸入它的引力场里。我们人类已知最快的光速都无法达到它的逃逸速度，那么人类无法看到从它身上“反射的光”就是一片漆黑。称这类逃逸速度大过光速的星体为黑洞
爱因斯坦相对论
*霍金的黑洞理论（一部分被证明，还有一部分尚未被证明）
载人航天
美苏登月竞赛
相对论
广义相对论（非惯性系） 狭义相对论（惯性系）
麦克斯韦预言电磁波并证明电磁波传播速度等于光速
迈克尔孙莫雷实验：光速不变
看待牛顿力学的成就与局限性
圆周运动典型题型
水平面圆周运动
圆盘上的连接体问题（整体法与隔离法）
圆锥模型/圆斗模型
竖直平面圆周运动
“绳球”模型／单轨道模型
“球杆”模型／双轨道模型
斜面上圆周运动临界问题
宇宙航天
近地卫星1/同步卫星2/赤道物体3的对比问题：（半径2＞1＝3/角速度1＞2＝3/线速度1＞2＞3/向心加速度1＞2＞3/向心力1为万有引力半径为R，2为万有引力半径为（R+h），3为万有引力减去地面提供的支持力作为向心力
r变化v,T,a，ω的变化
卫星变轨问题/航天器对接问题
卫星变轨：发射行星（加入赤道上空圆周运动I，点火加速离心运动II，远点点火加速圆周运动III）
航天器对接：先减速到低轨道在加入到高轨道对接
双星问题和多星问题
双星问题
半径之和，质量之和，周期相同T
钟慢尺缩，光速不变
能量
《选修二2》机械能守恒
功
做功(力在空间上的积累)：力乘以力方向上的有效位移
正功，负功，不做功
功率（定义式P＝W/t，当F与V同向时P＝FV)：做功的快慢
势能
重力做功
重力势能
弹力做功（胡克定律）
弹性势能
动能
动能定理：运动等于动能的变化
机械能：势能和动能
守恒量：伽利略斜面小球实验
机械能守恒
重力和弹力做功的物体系统，动能势能相互转化，总的机械能保持不变
实验：验证机械能守恒定律
自由落体
斜面下滑的物体（气垫导轨：不考虑摩擦力）
题型：非质点物体机械能守恒（分段处理）
变力做功
图像F-x围成的面积/平均力做功/分段或者微元
机车启动问题
恒定功率：加速度减小的加速直线运动，当牵引力(F)＝阻力(Ff)于是匀速(Cmax)直线运动P＝Ff×Vmax
恒定加速度:匀加速直线运动当P等于P额定功率以后，以恒定功率运动
《选修一1》动量守恒定律
动量
碰撞问题中的不变量（质量与速度的乘积）
定义动量p＝mv
动量定理
证明：牛顿第二定律定义式→F＝动量的变化
定义冲量（力在时间上的积累）
内容：物体在一个过程中受到力（合外力/力的矢量和）的冲量等于在这个过程始末的动量变化量
动量守恒定律
证明：对两个碰撞物体分别使用动量定理
内容：系统不受外力（外力矢量和为0），系统总动量保持不变
某个方向上动量守恒
内力远大于外力
实验：验证动量守恒定律
气垫导轨滑块碰撞动量守恒
v→t（光电门遮光时间）
斜槽末端小球碰撞动量守恒
v→x（平抛运动水平位移/竖直也可）
悬挂小球碰撞动量守恒
v→角度（小球摆动的角度）
碰撞，爆炸，反冲
碰撞
弹性碰撞（质量相同速度互换）
动量守恒
非弹性碰撞
完全非弹性碰撞（合而为一）
机械能损耗最大
非完全弹性碰撞
机械能有损耗
反冲
爆炸（内力远大于外力）
《选修一2》机械振动和机械波
机械振动
将物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动称为机械振动，简称振动。
引入理想模型：弹簧振子
1.如果物体的位移时间图像遵从正弦函数的规律，即它的振动图像（x-t图像）是一条正弦曲线，则这种振动是一种简谐运动。
简谐振动
描述
x＝Asin（圆频率t+初相位）
运动本质：回复力
2.如果物体在运动方向上所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置物体的运动就是简谐运动。F＝-kx，其中k为回复力系数
平衡位置速度最大动能最大势能为0，偏离平衡位置最大位移速度为0动能为0，势能最大加速度最大
单摆
简谐运动证明：回复力具有简谐振动形式
周期公式（影响因素控制变量只和摆长有关）
实验：用单摆测量重力加速度
注意：小角度（＜5度），摆长为绳子长度+小球半径
g＝(4π^2l)/(T^2)
游标卡尺测量小球直径
停表的读数
计算
公式法
l-T^2图像法：求斜率
摆长过长过短不影响斜率
受迫振动
固有频率：无外力干预下做简谐运动，周期或频率与振幅无关，仅由系统自身性质决定的振动称为固有振动，振动频率称为固有频率。
阻尼振动：由于阻力振动的振幅虽时间逐渐减小的振动叫阻尼振动
受迫振动：周期性的外力作用于振动系统补偿系统由于受到阻力而损耗的能量，系统在这种周期性外力即驱动力的作用下的振动称为受迫振动。
共振
驱动力频率等于物体固有频率时受迫振动的振幅达到最大值这种现象称为共振。
机械波
波
波的形成
波动：振动的传播称为波动，简称波
横波和纵波
横波：质点的振动方向和波的传播方向垂直（凸起最高点为波峰，凹下最低点为波谷）
纵波：质点的振动方向和波的传播方向在同一条直线上（密部：分布最密，疏部：分布最疏）
机械波：机械振动在介质（波借以传播的物质）中传播
质点发生振动但不随波迁移，传播的是振动这种形式
波是传递能量的一种方式
可以传递信息
波的描述：波长，频率，波速
波的反射，折射，干涉，衍射
多普勒效应
电磁
《必修三》
静电场
现象
电荷
古希腊泰勒斯：摩擦琥珀吸引轻小物体
富兰克林
雷电电性
命名正电荷和负电荷
电荷量：电荷的多少（Q C库仑）
元电荷
密立根油滴实验
三种起电方式
摩擦起电
丝绸摩擦玻璃棒：玻璃棒带正电 毛皮摩擦橡胶棒：橡胶棒带负电
接触起电
感应起电
静电的防止与利用
静电平衡
尖端放电
静电屏蔽
空腔
静电吸附
规律
库仑定律：F＝kq1q2/(r^2)
库仑扭杆实验
描述电场
法拉第（场是物质存在的一种形式）
电场强度
定义式
决定式
匀强电场强度
电场强度叠加
电场线
常见电场的分布（💜等量异种电荷/等量同种电荷）
电场强度分布
电势分布
沿着电场线电势逐渐降低
运动粒子在电场中运动，受力，能量变化
电场功能关系
静电力做功
电势能
定义电势
电势差
等势面
具体应用
电容器
电容
实验：观察电容器的充放电现象
图像题
带电粒子在电场中的运动
加速电场（运动/动能定理）
偏转电场（类平抛）
复合场
＊类重力场模型（通常结合“竖直平面圆周运动一起考”）
电容器动态平衡问题（Q不变／U不变）
恒定电流
电源
电流
定义式I＝q/t
微观表达式（决定式）I＝nesv
电阻
（定义式）欧姆定律：R＝U/I
（决定式）电阻定律：R＝电阻率×L/S
实验：导体电阻率的测量
测量导体长度
游标卡尺：读主尺（标尺零刻度线前）cm+标尺和主尺对准的格数×精度（1/标尺总格数）mm
测量导体横横截面积的直径
螺旋测微器：读主尺（注意是否露出上半格）mm+读可动刻度（估读一位）×0.01mm
图像法（斜率）
电路
串联和并联
实验：万用电表的使用
测量电阻（欧姆档）：表笔相接，欧姆调零将指针调到最右端 测量电流/电压：机械调零（指针定位螺母）
红进黑出红正黑负
欧姆档具有内接电源
电路功能关系
电能
纯电阻电路
非纯电阻电路
功能
电功
电功率
电源功率和效率计算
焦耳定律Q
闭合电路欧姆定律（考虑电源内阻）
公式：E＝I(R+r)
实验：电池电动势和内阻的测量
伏安法
伏阻法
安阻法
实验常考
电流表电压表内接外接
大内偏大，小外偏小
滑动变阻器分压和限流
小电阻：限流。大电阻：分压
分压
限流式超过额定电流
待测电阻阻值比滑动变阻器大很多
电压从零开始调节
其他：都可以使用优先选限流
电流表和电压表的改装
电压表改装：表头串联电阻
电流表改装：表头并联电阻
《选择性必修二》
磁
磁感应强度B
磁感线（闭合曲线）
＊左右手定则
左手力（安培力和洛伦兹力）
通电导线在磁场中受到安培力F＝IBL. (⊥)
带电粒子在磁场中受到洛伦兹力F＝qvB. (⊥)
右手电磁（右手定则判断感应电流，右手螺旋判断磁场）
速度选择器
磁流发电机。
质谱仪
回旋加速器
霍尔原件
通电导线在安培力的作用下，平衡与加速问题。
带电粒子在匀强磁场中的运动
洛伦兹力作为向心力
重要公式：r＝（mv）/(qB) T＝（2πm）/(qB)
做题步骤
初判断受力方向（判断不出即有多解）
找原因（速度的垂直方向，初末位置中垂线方向）
根据几何关系找半径
根据公式求其他物理量
如果要求运动时间，找出偏转圆心角
＊带电粒子在组合场或叠加场中的运动
电磁感应
奥斯特（中学教师）：导线放置在上方，通电时磁针转动
描述磁场
磁感线
判断磁场方向：安培定则/右手螺旋定则
磁感应强度
磁通量
电磁作用
楞次定律（实验定律）
实验：探究影响感应电流方向的因素
拉弟电磁感应定律
电磁波
麦克斯韦方程组
预言电磁波/电磁波以光速传播
涡流，电磁阻尼，电磁驱动。
自感和互感
交流电
交流电的产生与描述
变压器
实验：研究变压器原副线圈电压与匝数的关系
远距离输电
光
几何光学
反射定律
折射定律（n1sini1＝n2sini2）
实验：测量玻璃的折射率
全反射：光密到光疏
sinC＝1/n
波动光学
光干涉
杨氏双缝干涉实验
实验：用双缝干涉测量光的波长
光衍射
光偏振
热
分子热运动学
实验：用油膜法估测油酸分子的大小。
热力学三大定律
热力学第一定律
热力学第二定律（开尔文阐述／克劳休斯阐述）
热力学第零定律
热力学
三大理想气体实验定律
波意耳定律。
实验：探究等温情况下，一定质量气体压强与体积的关系。
查理定律
盖鲁萨克定律
综合：理想气体状态方程
PV/T＝C（常数）
玻璃管液封模型
气缸活塞类模型
变质量气体模型（充气问题，抽气问题，罐气问题，漏气问题。）
原子物理
原子结构历史探索
汤姆孙枣糕模型
罗斯福原子核式结构模型
玻尔核式结构模型
氢原子能级跃迁
核反应
原子核衰变
人工转化
（重）核裂变
（轻）核聚变
注意
三种射线
半衰期
题型统一解法：电荷数守恒，质量数守恒。
量子力学初步
黑体辐射
玻恩
瑞利金斯（紫外灾难）
普朗克
量子力学的诞生
光电效应
实验规律
爱因斯坦理论解释
基于普朗克爱因斯坦光量子论：爱因斯坦光电效应方程
光的波粒二象性
德布罗意物质波
