1、 1 F m 北京高考常用 24个物理模型 物理复习和做题时需要注意思考、善于归纳整理，对于例题做到触类旁通，举一反三，把老师的知识和解题能力变成自己的知识和解题能力，下面是物理解题中常见的 24个解题模型，从力学、运动、电磁学、振动和波、光学到原子物理，基本涵盖高中物理知识的各个方面。主要模型归纳整理如下： 模型一：超重和失重 系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度 (或此方向的分量 ay) 向上超重 (加速向上或减速向下 )F=m(g+a)； 向下失重 (加速向下或减速上升 )F=m(g-a) 难点：一个物体的运动导致系统重心的 运动 绳剪断后台称示数 铁木球的运动 系统重心向下加速
2、用同体积的水去补充 斜面对地面的压力 ? 地面对斜面摩擦力 ? 导致系统重心如何运动？ 模型二：斜面 搞清物体对斜面压力为零的临界条件 斜面固定：物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定 =tg 物体沿斜面匀速下滑或静止 tg 物体静止于斜面 F2 m1m2 N1 VB= R2g 所以 AB 杆对 B 做正功， AB 杆对 A 做负功 通过 轻绳连接的物 体 在沿绳连接方向 (可直可曲 )，具有共同的 v 和 a。 特别注意：两物体不在沿绳连接方向运动时，先应把两物体的 v 和 a 在沿绳方向分解，求出两物体的v 和 a 的关系式， 被拉直瞬间，沿绳方向的速度突然消失，此瞬间过程存在能量的损失 。
3、 讨论：若作圆周运动最高点速度 V0 RX Avx RRR 适于测大电阻 Rx vARR 外 R 测 =vxvxRv RRRRIIUn 倍的 Rx 通电前调到最大 调压 0 E 0xRE 电压变化范围大 要求电压 从 0 开始变化 Rx比较大、 R 滑 比较小 R 滑全 Rx/2 通电前调到最小 R 滑 唯一：比较 R 滑 与 Rx 确定控制电路 RxR 滑 10 Rx 限流方式 x10R RRX 滑 分压接法 R 滑 Rx两种均可，从节能角度选限流 R 滑 不唯一：实难要求 确定控制电路 R 滑 实难要求： 负载两端电压变化范围大。 负载两端电压要求从 0 开始变化。 电表量程较小而电源电动
4、势较大。 有以上 3 种要求都采用调压供电。 无特殊要求 都采用限流供电 模型二十一：半偏法测电阻 欧姆表测： 使用方法 :机械调零、选择量程 (大到小 )、欧姆调零、测量读数时注意挡位(即倍率 )、拨 off 挡。 注意 :测量电阻时，要与原电路断开 ,选择量程使指针在中央附近 ,每次换挡要重新短接欧姆调零。 电桥法测：XRRRR 321 132RRRR 半偏法测表电阻： 断 s2,调 R1 使表满偏 ; 闭 s2,调 R2 使表半偏 .则 R 表 =R2； 图 A 图 B 半偏法测电流表内阻（图 A） 先让电流通过电流表并使其 满偏，然后接上电阻箱 R2，并调节它使电流表半偏，由于总电流几
5、乎不变，电流表和 R2 上各有一半电流通过，意味着它们电阻相等，即为电流表的内阻 Rg=R2。 1、先合下 S1 ，调节 R1 使电流表指针满偏 . 2、再合下 S2，保持电阻 R1 不变，调节 R2 使电流表指针半偏，记下 R2 的值 . 若 R1 R2，则 Rg=R2 一般情况 R 测量 R 真实 半偏法测电压表内阻（图 B） 先调分压使电压表满偏，然后接上电阻箱 R2，并调节它使电压表半偏，由于总电压几乎不变，电压表和 R2 上电流相同，意味着它们电 阻相等，即为电压表的内阻 RV =R2。 G R2 S2 R1 S1 R1 S V R2 15 1.先合下 S ，调节 R2 =0，再调节
6、 R1 使电压表指针满偏 . 2.保持变阻器电阻 R1 不变，调节 R2 使电压表指针半偏， 记下 R0 的值 . .若 R2 R1，有 RV = R2， 一般情况 R 测量 R 真实 模型二十二：光学模型 美国迈克耳逊用旋转棱镜法较准确的测出了光速， 反射定律 (物像关于镜面对称 )； 由偏折程度直接判断各色光的 n 折射定律介空介 s inC90s ins ins inn ovCi 光学中的一个现象一串结论 色散现象 n v (波动性 ) 衍射 C 临 干涉间距 (粒子性 ) E 光子 光电效应 红 黄 紫 小 大 大 小 大 (明显 ) 小 (不明显 ) 容易 难 大 小 大 小 小 (
7、不明显 ) 大 (明显 ) 小 大 难 易 全反射现象：当入射角增大到某一角度 C 临 时 ,折射角达到 900,即是折射光线完全消失 ,只剩下反射回玻璃中的光线，折射角变为 900时的入射角叫临界角。 全反射的条件：光密到光疏；入射角等于或大于临界角。 应用 :光纤通信 (玻璃 sio2)、内窥镜、海市蜃楼、沙膜蜃景、炎热夏天柏油路面上的蜃景 理解： 同种材料 对不同色光折射率不同；同一色光在不同介质中折射率不同。 双缝干涉 : 条件 f 相同，相位差恒定 (即是两光的振动步调完全一致 ) 亮条纹位置 : S n； 暗条纹位置 : 2 1)(2nS （ n 0,1,2,3,、）； 条纹间距
8、：1)-L ( n daL xd1-n adLX d 两条狭缝间的距离； L：挡板与屏间的距离 ) ；测出 n 条亮条纹间的距离。 光的电磁说 麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的传播速度相同，提出光在本质上是一种电磁波 这就是光的电磁说，赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性。 电磁波谱。波长从大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线 、 X 射线、射线。各种电磁波中，除可见光以外，相邻两个波段间都有重叠。 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X 射线 射线 组成频率波 波长：大 小 波动性：明显 不明显 频率：小 大 粒子性：不明显 明显 产生机理 在振荡电路中，自由电子作周期性运动产生
9、原子的外层电子受到激发产生的 原子的内层电子受到激发后产生的 原子核受到激发后产生的 红外线、紫外线、 X 射线的主要性质及其应用举例。 种 类 产 生 主要性质 应用举例 红外线 一切物体 都能发出 热效应 遥感、遥控、加热 紫外线 一切高温物体能发出 化学效应 荧光、杀菌、合成 VD2 X 射线 阴极射线射到固体表面 穿透能力强 人体透视、金属探伤 光五种学说： 原始微粒说 (牛顿 ),波动学说 (惠更斯 ),电磁学说 (麦克斯韦 ),光子说 (爱因斯坦 ),波粒两相性学说 (德布罗意波 )概率波 各种电磁波产生的机理 ,特性和应用 ,光的偏振现象说明光波是横波 ,也证明光的波动性 . 激
10、光的产生特点应用 (单色性 ,方向性好 ,亮度高 ,相干性好 ) 光电效应实验装置 ,现象 ,所得出的规律 (四 )爱因斯坦提出光子学说的背景 爱因斯坦光电效应方程： mVm2/2 hf W0 一个光子的能量 E hf (决定了能否发生光电效应 ) 光电效应规律 :实验装置、现象、总结出四个规律 金属都有一个极限频率，入射光大于这个极限频率产生光电效应；低于这个频率不产生光电效应。 光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。 入射光照到金属上时，光子的发射几乎是瞬时的，一般不超过 10-9s 当入射光的频率大于极限频率时，光电流强度与入射光强度成正比。 康普顿效应 ：石
11、墨中的电子对 x 射线的散射现象 ,这个实验都证明光具有粒子 性。 16 氢原子的能级图 n E/eV 0 1 -13.6 2 -3.4 3 -1.51 4 -0.853 E1 E2 E3 模型二十三：玻尔模型 玻尔模型引入量子理论（量子化就是不连续性，整数 n 叫量子数），提出了 三条假设： 定态 -原子只能处于不连续的 能量状态 (称为定态 )，电子虽然绕核运转，但不会向外辐射能量。 跃迁 -原子从一种定态跃迁到另一种定态 ,要辐射 (或吸收 )一定频率的光子 (其能量由两定态的能量差决定 ) (终初 EEh ) 辐射 (吸收 )光子的能量为 hf E 初 -E 末 氢原子跃迁的光谱线问题
12、 一群氢原子 可能辐射的光谱线条数为 2 12 nnCN n 。 (大量 )处于 n 激发态原子跃迁到基态时的所有辐射方 式 能量和轨道量子化 -定态不连续，能量和轨道也不连续； (即原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应 ,原子的定态是不连续的 ,因此电子的可能轨道分布也是不连续的 ) 。 由于引进了量子理论，玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。但由于它保留了过多的经典物理理论（牛顿第二定律、向心力、库仑力等），所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。 氢原子在 n 能级的动能、势能，总能量的关系是： EP= 2EK， E=EK+EP= EK。 (类似于卫星模型 ) 由高能
13、级到低能级时，动能增加 ，势能降低，且势能的降低量是动能增加量的 2 倍，故总能量 (负值 )降低。 量子数 模型二十四：放射现象和核反应 从贝克勒耳发现天然放射现象开始，人们认识到原子核也有复杂结构。 各种放射线的性质比较 种 类 本 质 质量（ u） 电荷（ e） 速度（ c） 电离性 贯穿性 射线 氦核 4 +2 0.1 最强 最弱，纸能挡住 射线 电子 1/1840 -1 0.99 较强 较强，穿几 mm 铝板 射线 光子 0 0 1 最弱 最强，穿几 cm 铅版 三种射线在匀强磁 场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较。 四种核反应类型 (衰变、人工核转变、重核裂变、轻核骤变
14、) 衰变： 衰变：e422349023892 HThU (实质：核内 Hen2H2 421011 )衰变形成外切 (同方向旋 )， 衰变： ePaTh 012349123490 (实质：核内的中子转变成了质子和中子 eHn 011110 )衰变形成内切 (相反方向旋 )，且大圆为、粒子径迹。 +衰变： eSiP 0130143015 （核内 enH 011011 ） 衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。 人工转变： HOHeN 1117842147 (发现质子的核反应 )(卢瑟福 )用粒子轰击氮核 ,并 预言中子的存在 nCHeBe 101264294 (发现中子的核反应 )(查
15、德威克 )钋产生的射线轰击铍 nPHeAl 103015422713 (人工制造放射性同位素 ) 正电子的发现 (约里奥居里和伊丽芙居里夫妇 )粒子轰击铝箔 重核的裂变： n3KrBanU 109236141561023592 在一定条件下 (超过临界体积 )，裂变反应会连续不断地进行下去，这就是链式反应。 轻核的聚变： nHeHH 10423121 （需要几百万度高温，所以又叫热核反应） 所有核反应的反应前后都遵守：质量数守恒、电荷数守恒。（注意：质量并不守恒。） 半衰期： 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期。 计算式 为： Ttt mm 210或 Ttt nn 210，式中 m 表示放射性物质的质量， n 表示单位时间内放出的射线粒子数。可用于生物工程，基因工程，研究生物大分子结构，进行考古研究 TVEEEn kpeSiP 0130143015
