專題01物理常識科學(xué)史物理思維與方法

r、

思維導(dǎo)圖

物理思維與方法

考點分析

要

考點內(nèi)容考情

求

矢量與標量a

國際單位制a

物理常量及各種粒子a

物理學(xué)史a

物理思維與方法c

學(xué)

習(xí)

目

標

<o￡Em

知識點01矢量與標量...........................................................................3

一、矢量...................................................................................3

二、標量...................................................................................3

三、矢量運算法貝U.....................................................................................................................................................................................................3

知識點02單位制...............................................................................3

一、基本單位...............................................................................3

二、國際單位制.............................................................................5

知識點03物理常量及各種粒子...................................................................6

一、物理常量...............................................................................6

二、各種粒子及其符號......................................................................7

知識點04物理學(xué)史.............................................................................7

一、簡化必背版.............................................................................7

二、常考版.................................................................................8

三、了解版.................................................................................9

知識點05物理思維與方法......................................................................11

一、整體法................................................................................11

二、隔離法................................................................................11

三、圖象法................................................................................11

四、作圖法................................................................................12

五、等效法................................................................................12

六、平均思想方法.........................................................................12

七、猜想與假設(shè)法.........................................................................12

八、微元法................................................................................12

九、極限法................................................................................13

十、對稱法................................................................................13

十一、估算法..............................................................................13

十二、近似法..............................................................................13

十三、類比法..............................................................................13

十四、降維法..............................................................錯誤!未定義書簽。

十五、遞推法..............................................................錯誤!未定義書簽。

十六、構(gòu)建物理模型法......................................................錯誤!未定義書簽。

知識點01矢量與標量

一、矢量

1.定義：既有大小又有方向,且加減運算遵循平行四邊形法則或三角形法則.

2.常見矢量：位移、速度、加速度、力、電場強度、磁通量、磁感應(yīng)強度

【技巧點撥】在一維坐標系中可以用正負號表示它的方向.

二、標量

1.定義：只有大小沒有方向,且加減運算遵循代數(shù)運算定則.

2.常見標量：時間、時刻、路程、電流、功、能量、電勢、電勢能、功率、速率

三、矢量運算法則

1.平行四邊形法則：以表示這兩個力的線段為鄰邊用力的圖示作平行四邊形,這兩個鄰邊之間的對角線

就代表合力的大小和方向.

2.三角形法則：將兩個力頭尾相連，則合力由第一個力的起點指向第二個力的終點.

O

知識點02單位制

一、基本單位

1.基本量：被選定的能夠利用物理量之間的關(guān)系推導(dǎo)出其他物理量的單位的一些物理量，如力學(xué)中有

長度、質(zhì)量、時間.

2.基本單位：所選定的基本量的單位.

在力學(xué)中，選定長度、質(zhì)量和時間這三個物理量的單位為基本單位.

長度的單位有厘米（cm）、米（m）、千米（km）等.

質(zhì)量的單位有克（g）、千克（kg）等.

時間的單位有秒（s）、分鐘（min）、小時（h）等.

3.導(dǎo)出量：由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量。

4.導(dǎo)出單位：由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位，例如速度的單位“米每秒”（m/s）、

加速度的單位“米每二次方秒”（m/s?）、力的單位“牛頓”（kg?m/s?）.

【實戰(zhàn)演練】

I（2022?浙江1月選考-1）單位為的物理量是（）

A.力B.功C.動能D.電場強度

【答案】A

【解析】解：功的單位為J,位移的單位為m,根據(jù)W=Fx可知，單位為J/m的物理量是力，故A正確，

!BCD錯誤。

【實戰(zhàn)演練】

（2022?浙江1月選考J）單位為的物理量是（）

A.力B.功C.動能D.電場強度

【答案】A

【解析】解：功的單位為J,位移的單位為m,根據(jù)W=Fx可知，單位為J/m的物理量是力，故A正確，

BCD錯誤。

【實戰(zhàn)演練】

（2021?浙江6月J）據(jù)《自然》雜志2021年5月17日報道，中國科學(xué)家在稻城“拉索”基地（如圖）探測到

迄今為止最高能量的y射線，能量值為1.40X1015eIZ,即（）

A.1.40x10157B.2.24x10-4。C.2.24x10-4WD,2.24x10-47

【答案】D

【解析】

題干給出丫射線，能量值為1.40x1015eV,eV即電子伏特，為能量單位，leV=1.6xIO_191,

ABC、選項中所給單位均非能量單位，其中V為伏特，是電壓/電勢差的單位，C為庫侖，電荷量的單位,

W為瓦特，是功率的單位，故ABC錯誤；

D、1.40x1015eV=1.40X1015X1.6X10-19J=2.24X10~4J,D正確。

【實戰(zhàn)演練】

(2021?浙江1月-1)國際單位制中電荷量的單位符號是C,如果用國際單位制基本單位的符號來表示，正

確的是()

A.F-VB.AsC.J/VD.N-m/V

【答案】B

【解析】根據(jù)電流的定義可知I=%則電荷量q=It,在國際單位制中，電流I的單位是A,時間t的單位

是s,故電荷量的單位是A-s;故ACD錯誤，B正確。

5.單位制：基本單位和導(dǎo)出單位組成了單位制.

基

基長度

本

本

單

量時間

位

質(zhì)量單

位

「速度導(dǎo)

導(dǎo)

出制

22

出加速度m/s、cm/s.......

單

量

力N位

、密度kg/nP、g/cnP.......

二、國際單位制

1.國際單位制：I960年第11屆國際計量大會制訂的一種國際通用的、包括一切計量領(lǐng)域的單位制.

2.國際單位制中的基本量及基本單位：國際單位制中選定長度(1)、質(zhì)量(m)、時間(t)、電流(I)、熱

力學(xué)溫度(T)、物質(zhì)的量(n)、發(fā)光強度(I)七個量為基本量.

表國際單位制的基本單位

物理量名稱物理量符號單位名稱單位符號

長度/米m

質(zhì)量m千克(公斤)kg

時間t秒s

電流I安［培嚴A

熱力學(xué)溫度T開［爾文］K

物質(zhì)的量w,(v)摩［爾］mol

發(fā)光強度A(4)坎［德拉］cd

【實戰(zhàn)演練】

(2023?浙江1月選考J)下列屬于國際單位制中基本單位符號的是()

A.JB.KC.WD.Wb

【答案】B

【解析】解：國際單位制中基本單位有kg,m,s,K,A,cd,mol,故8正確，ACD錯誤;

【技巧點撥】

①在解題計算時，已知量均采用國際單位制，計算過程中不用寫出各個量的單位，只要在式子末

尾寫出所求量的單位即可.

②單位制可以幫助我們檢查記憶中的物理公式和計算結(jié)果是否正確.

③判斷比例系數(shù)的單位：根據(jù)公式中物理量的單位關(guān)系，可判斷公式中比例系數(shù)有無單位，如公

式F=kx中k的單位為N/m,Ff=口FN中|1無單位，F(xiàn)=kma中k無單位.

【實戰(zhàn)演練】

(2023?遼寧卷2)安培通過實驗研究，發(fā)現(xiàn)了電流之間相互作用力的規(guī)律。若兩段長度分別為/刀和/功、

I

電流大小分別為人和12的平行直導(dǎo)線間距為r時，相互作用力的大小可以表示為尸=小寫山2。比例系；

數(shù)k的單位是()

I

A.kg-m/(s2?A)B.kg?m/(s2?X2)C.kg?m2/(s3?A)D.kg?m2/(s3?A3)

【答案】B!

?

【解析】解：由牛頓第二定律F=ma,可得：IN=1kg?m/s?

由尸=k他為四可得：

r2

k=———---=——----=2JL=ikg-m/(s2?壽)故B正確，ACD錯誤。

/1，24乙14七2lAxlAxlmxlm1A2"”

?

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________I

④厘米(cm)、千米(km)、小時(h)、分鐘(min)是基本量的單位，但不是國際單位制中的單位.

知識點03物理常量及各種粒子

一、物理常量

1.重力加速度g=9.8Ws2=9.8N/kg

2.引力常量6=6.67*10-""加2?依-2

3.阿伏伽德羅常數(shù)NA=6.02xl023moZ-'

4.溫度換算IK=273.15°。

5.靜電力常量左=9.0X1()9N.切2.。-2

6.元電荷6=1.60x10-19。

7.真空中光速c=3xl()8根

8.普朗克常量/z=6.63x10-34,

9.氫原子基態(tài)能量E=-13.6eV

10.能量單位lev=1.6x10-19J

【實戰(zhàn)演練】

（2023?浙江1月選考J）如圖所示是我國自主研發(fā)的全自動無人值守望遠鏡，它安裝在位于南極大陸的昆

侖站，電力供應(yīng)僅為1x103^。若用國際單位制基本單位的符號來表示W(wǎng),正確的是

A.N?sB.N*m/sC.kg*m/sD.kg*m2/s3

【答案】D

【解析】

!A.N不是國際單位制基本單位，根據(jù)沖量的定義I=Ft可知，N-s是沖量的的單位，故A錯誤；

；B.根據(jù)功率的計算公式P=Fv可知，功率的單位可以表示為N?m/s,但N不是國際單位制基本單位，故

!B錯誤;

'C.根據(jù)動量的定義p=mv可知，kg?m/s是動量的單位，故C錯誤；

!D.根據(jù)P=Fv可知功率的單位可以表示為N?m/s,結(jié)合F=ma可知N=kg-m/s2,則功率的單位W=N?

!m/s=kg-m2/s3,故D正確。

一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一______________________________________________________________________

11.原子質(zhì)量單位lu=1.66x10-27k8

二、各種粒子及其符號

a粒子也、質(zhì)子邑、中子包、電子上小笊核退、氤核理.

知識點04物理學(xué)史

一、簡化必背版

1.萬有引力定律一牛頓

2.“庫侖扭秤”研究電荷之間的作用，發(fā)現(xiàn)了“庫侖定律”一庫侖

3.利用帶電油滴在豎直電場中的平衡，得到了基本電荷e-密立根

4.研究陰極射線，發(fā)現(xiàn)電子，測得了電子的比荷e/m；提出了“棗糕模型”一湯姆生

5.發(fā)明了威爾遜云室以觀察a、8、Y射線的徑跡一威爾遜

6.單擺的等時性一伽利略

7.首先用電場線描述電場一法拉第

8.分子電流假說一安培

9.建立了電磁場理論一麥克斯韋

10.光的微粒說一牛頓

11.光的電磁說一麥克斯韋

12.電流的磁效應(yīng)一奧斯特

13.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)一盧瑟福

14.粒子散射實驗一盧瑟福

15.原子的核式結(jié)構(gòu)模型一盧瑟福

16.光電效應(yīng)規(guī)律，光子說相對論，質(zhì)能方程一愛因斯坦

17.采用了理想實驗和邏輯推理的方法一伽利略

18.測出了萬有引力常量。稱量地球的質(zhì)量第一人一卡文迪許

19.開普勒三定律一開普勒

20.發(fā)明了“回旋加速器”一勞倫斯

21.電磁感應(yīng)定律提出了電磁場及磁感線、電場線的概念一法拉第

22.胡克定律（F彈=kx）-胡克

23.單擺的周期公式一惠更斯

24.電子電量的測定一密立根

25.預(yù)言了電磁波的存在一麥克斯韋

26.建立了完整的電磁場理論一赫茲

27.光的波動說一惠更斯

28.光的干涉現(xiàn)象一楊氏

29.中子的發(fā)現(xiàn)一查德威克

30.人工放射性同位素發(fā)現(xiàn)一小居里夫婦

31.圓滿解釋氫光譜一玻爾

32.首次發(fā)現(xiàn)了鈾的天然放射現(xiàn)象，開始認識原子核結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的一貝克勒爾

33.提出量子概念，不連續(xù)的，E=hu-普朗克

二、常考版

1.伽利略（1）通過理想實驗推翻了亞里士多德“力是維持運動的原因”的觀點（2）推翻了亞里士多德

“重的物體比輕物體下落得快”的觀點

2.開普勒：提出開普勒行星運動三定律；

3.牛頓（1）提出牛頓運動定律。（2）萬有引力定律；

4.卡文迪許：利用扭秤裝置比較準確地測出了引力常量G

5.胡克：發(fā)現(xiàn)胡克定律（F粗kx）

6.愛因斯坦（1）提出的相對論（經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀粒子和高速運動物體）（2）提出光子說，成功

地解釋了光電效應(yīng)規(guī)律，并因此獲得諾貝爾物理學(xué)獎（3）提出質(zhì)能方程E=mc2,為核能利用提出理論

基礎(chǔ)

7.庫侖：利用扭秤實驗發(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律一一庫侖定律。

8.焦耳和楞次：發(fā)現(xiàn)電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律（電流的熱效應(yīng)），焦耳定律

9.奧斯特：發(fā)現(xiàn)南北放置的通電直導(dǎo)線可以使周圍的磁針偏轉(zhuǎn)（電流的磁效應(yīng)）。

10.安培：研究電流在磁場中受力的規(guī)律（安培定則）,分子電流假說，磁場能對電流產(chǎn)生作用

11.洛侖茲：提出運動電荷產(chǎn)生了磁場和磁場對運動電荷有作用力（洛侖茲力）的觀點。

12.法拉第（1）發(fā)現(xiàn)了由磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律一一電磁感應(yīng)現(xiàn)象（法拉第電磁感應(yīng)定律由法拉第

發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象，紐曼和韋伯總結(jié)規(guī)律）（2）提出電荷周圍有電場，提出可用電場描述電場，提出電磁場

13.楞次：確定感應(yīng)電流方向的定律，愣次定律：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙

引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。

14.麥克斯韋：預(yù)言了電磁波的存在，指出光是一種電磁波，為光的電磁理論奠定了基礎(chǔ)。

15.赫茲：（1）用實驗證實了電磁波的存在并測定了電磁波的傳播速度等于光速。（2）證實了電磁理的

存在。

16.盧瑟福（1）進行了a粒子散射實驗，并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。由實驗結(jié)果估計原子核直徑

數(shù)量級為10-15m。（2）1919年用a粒子轟擊氮核，第一次實現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變，并發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。

17.密立（里）根：油滴實驗，測得元電荷e電荷量。

18.托馬斯?楊：首先巧妙而簡樸的解決了相干光源問題（一分為二），成功地觀察光的干涉現(xiàn)象（雙縫

干涉）

三、了解版

19.亨利：發(fā)現(xiàn)自感現(xiàn)象

20.勞倫斯：發(fā)明回旋加速器

21.惠更斯：提出光的波動學(xué)；單擺周期公式；發(fā)明擺鐘（但是擺的等時性是由伽利略發(fā)現(xiàn)）

22.普朗克：提出“能量量子假說”一一解釋物體熱輻射（黑體輻射）規(guī)律電磁波的發(fā)射和吸收不是連續(xù)

的，而是一份一份的，即量子理論

23.德布羅意：預(yù)言了實物粒子的波動性，提出波粒二象性，物質(zhì)波。德布羅意波，任何一種運動的物體

都有一種波與之對應(yīng)。

24.湯姆生（遜）：利用陰極射線管發(fā)現(xiàn)了電子（測得陰極射線粒子的比荷和電荷量，但電子的精確電荷

量由密立根測得），說明原子可分，有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并提出原子的棗糕模型（葡萄干布丁模型）。

25.倫琴：德國物理學(xué)家。繼英國物理學(xué)家赫謝耳發(fā)現(xiàn)紅外線和德國物理學(xué)家里特發(fā)現(xiàn)紫外線后，發(fā)現(xiàn)了

當高速電子打在管壁上，管壁能發(fā)射出X射線一倫琴射線。

26.玻爾：提出原子的玻爾理論，成功地解釋和預(yù)言了氫原子的輻射電磁波譜。

27.查德威克（盧瑟福的學(xué)生）：1932年在a粒子轟擊被核時發(fā)現(xiàn)中子，由此人們認識到原子核的組成。

28.威爾遜：發(fā)明威爾遜云室

29.貝克勒爾：發(fā)現(xiàn)鈾的天然放射現(xiàn)象說明原子核有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。天然放射現(xiàn)象：有兩種衰變（a

30.貝老居里夫婦鐳的發(fā)現(xiàn)者：1896年，在貝克勒爾的建議下，瑪麗-居里夫婦發(fā)現(xiàn)了兩種放射性更強

的新兀素車卜（Po）鐳（Ra）o

31.小居里夫婦（老居里夫婦的女兒女婿）：人工放射性同位素發(fā)現(xiàn)一用人工核轉(zhuǎn)變獲得放射性同位素約

里奧一居里夫婦用a粒子轟擊鋁箔時，產(chǎn)生了正電子（但未被重視）和人工放射性同位素（因放射研

究獲得諾貝爾）。

32.1939年12月德國物理學(xué)家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轟擊鈾核時，鈾核發(fā)生裂變。1942年在費米

33.現(xiàn)代粒子物理成立：1932年利用云霧室來觀測發(fā)現(xiàn)了正電子，1964年提出夸克模型；

34.1952年美國爆炸了世界上第一顆氫彈（聚變反應(yīng)）

35.高中階段知識或相關(guān)物理學(xué)家，諾貝爾獎獲得者：

1901年：威爾姆?康拉德?倫琴（德國）發(fā)現(xiàn)X射線

1903年：安東尼?亨利?貝克勒爾（法國）發(fā)現(xiàn)天然放射性；皮埃爾?居里（法國）、瑪麗?居里（波

蘭裔法國人）發(fā)現(xiàn)并研究放射性元素針和鐳

1905年：倫納德（德國）關(guān)于陰極射線的研究

1906年：約瑟夫?湯姆生（英國）對氣體放電理論和實驗研究作出重要貢獻并發(fā)現(xiàn)電子

1907年：邁克爾遜（美國）發(fā)明光學(xué)干涉儀并使用其進行光譜學(xué)和基本度量學(xué)研究

19n年：維恩（德國）發(fā)現(xiàn)熱輻射定律

1918年：馬克斯?卡爾?歐內(nèi)斯特?路德維希?普朗克（德國）對確立量子論作出巨大貢獻

1921年：阿爾伯特?愛因斯坦（德國）他對數(shù)學(xué)物理學(xué)的成就，特別是光電效應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)

1922年：尼爾斯?亨利克?大衛(wèi)?玻爾（丹麥）關(guān)于原子結(jié)構(gòu)以及原子輻射的研究

1923年：羅伯特?安德魯?密立根（美國）關(guān)于基本電荷的研究以及驗證光電效應(yīng)

1927年：康普頓（美國）發(fā)現(xiàn)康普頓效應(yīng)；威爾遜（英國）發(fā)明了云霧室，能顯示出電子穿過空氣的

徑跡

1929年：路易?維克多?德布羅意（法國）發(fā)現(xiàn)電子的波動性

1935年：詹姆斯?查德威克（英國）發(fā)現(xiàn)中子

1939年：歐內(nèi)斯特?奧蘭多?勞倫斯（美國）發(fā)明回旋加速器，并獲得人工放射性元素

I960年：格拉塞（美國）發(fā)現(xiàn)氣泡室，取代了威爾遜的云霧室

36.2021年諾貝爾物理獎：授予三名科學(xué)家。其中，兩位科學(xué)家一一真鍋淑郎和克勞斯?哈塞爾曼，因“對

地球氣候進行物理建模，量化可變性，并可靠地預(yù)測了全球變暖”而獲獎。

37.2020年諾貝爾物理學(xué)獎一半授予羅杰?彭羅斯，“因為發(fā)現(xiàn)黑洞的形成是對廣義相對論的有力預(yù)測”。

另外一半授予萊因哈德?根澤爾和安德里亞?格茲，因為在銀河系中心發(fā)現(xiàn)了一個超大質(zhì)量的致密天

體，

知識點05物理思維與方法

一、整體法

整體是以物體系統(tǒng)為研究對象，從整體或全過程去把握物理現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律,是一種把具有相互聯(lián)

系、相互依賴、相互制約、相互作用的多個物體，多個狀態(tài)，或者多個物理變化過程組合作為一個融洽加

以研究的思維形式。整體思維是一種綜合思維，也可以說是一種綜合思維，也是多種思維的高度綜合，層

次深、理論性強、運用價值高。因此在物理研究與學(xué)習(xí)中善于運用整體研究分析、處理和解決問題，一方

面表現(xiàn)為知識的綜合貫通，另一方面表現(xiàn)為思維的有機組合。靈活運用整體思維可以產(chǎn)生不同凡響的效果，

顯現(xiàn)“變”的魅力，把物理問題變繁為簡、變難為易。

【技巧點撥】在解題方面，整體法不需事無巨細地去分析研究，顯的簡捷巧妙，但在初涉者來說在理

解上有一定難度；

二、隔離法

隔離法就是從整個系統(tǒng)中將某一部分物體隔離出來,然后單獨分析被隔離部分的受力情況和運動情況,

從而把復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為簡單的一個個小問題求解。隔離法在求解物理問題時，是一種非常重要的方法，

學(xué)好隔離法，對分析物理現(xiàn)象、物理規(guī)律大有益處。

【技巧點撥】在解題方面，隔離法逐個過程、逐個物體來研究，雖在求解上繁點，但對初涉者來說，

在理解上較容易。熟知隔離法者應(yīng)提升到整體法上。最佳狀態(tài)是能對二者應(yīng)用自如。

三、圖象法

圖像是用圖像來描述兩個物理量之間的關(guān)系，是物理學(xué)中常用的方法。它運用數(shù)和形的巧妙結(jié)合，恰

當?shù)乇磉_各種現(xiàn)象的物理過程和物理規(guī)律。圖像法是物理研究中常用的一種重要方法，運動學(xué)中常用的圖

像為V—t圖像。

利用圖像法可直觀地反映物理規(guī)律、分析物理問題。在理解圖像物理意義的基礎(chǔ)上，用圖像法分析解

決有關(guān)問題（如往返運動、定性分析等）會顯示出獨特的優(yōu)越性，解題既直觀又方便。

【技巧點撥】利用圖像法解題要點：

①首先要明確圖像的意義，即是要看清楚圖像的坐標軸的含義；

②對圖像的斜率、截距、面積要明確其意義；

③多個圖像的交點，表示的意義要明確。

④注意數(shù)形結(jié)合，圖像與函數(shù)表示式是息息相關(guān)的。

四、作圖法

作圖法是根據(jù)題意把抽象復(fù)雜的物理過程有針對性的表示成物理圖像,將物理量間的代數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)化成

一個幾何問題,通過幾何知識求解，作圖法的優(yōu)點是直觀形象，便于定性分析，也可定性計算，靈活應(yīng)用

作圖法會給解題帶來很大方便。

五、等效法

在一些物理問題中，一個過程的發(fā)展、一個狀態(tài)的確定，往往是由多個因素決定的，在這一決定中，

若某些因素所起的作用和另一些因素所起的作用相同，則前一些因素與后一些因素是等效的，它們便可以

互相代替，而對過程的發(fā)展或狀態(tài)的確定，最后結(jié)果并不影響，這種以等效為前提而使某些因素互相代替

來研究問題的方法就是等效法。

等效思維的實質(zhì)是在效果相同的情況下,將較為復(fù)雜的實際問題變換為簡單的熟悉問題，以便突出主

要因素，抓住它的本質(zhì)，找出其中規(guī)律。其基本特征為等效替代,因此應(yīng)用等效法時往往是用較簡單的因

素代替較復(fù)雜的因素，以使問題得到簡化而便于求解。

【技巧點撥】高中物理學(xué)中涉及等效法