文档内容
《物理》三色速记手册
红色：表示重难点 /蓝色：表示易错点/绿色：表示理解点
第一部分 物理学科专业知识
第一章 力学
【考点1】直线运动
一、运动的描述
（一）质点
用来代替物体质量的点叫做质点。质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型。质点是没
有大小，没有形状，具有物体全部质量的点。
（二）参考系
描述物体的运动而被选作参考的物体称为参考系。
物体的运动和静止都是相对于参考系而言的。参考系可以任意选取。选取时应尽可能使物
体运动的描述简洁、方便。
（三）时刻和时间间隔
时刻：指某一瞬时，是事物运动发展变化所经历的各个状态先后顺序的标志。
时间间隔：两个时刻之间的间隔，在时间轴上用线段表示。
（四）路程和位移
路程：质点运动实际轨迹的长度。
位移：从初位置指向末位置的有向线段。
路程和位移的比较
路程 位移
物体实际运动轨迹 从初位置指向末位置
定义
的长度 的一个有向线段
大小 有 有
方向 无 有
｜位移｜≤路程，当物体单向直线运动时等号成立；从一点到另一点位移一定，
联系
但路程却有无数个
（五）速度和速率
1.速度
物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢，这个比值称为速度，通
常用字母v表示。
速度是表示质点运动快慢及方向的物理量，也就是描述物体位置变化快慢的物理量。速度越
大，表示物体运动越快，其位置变化也越快。速度是矢量，既有大小，又有方向。
2.速率
瞬时速度的大小通常叫作速率。它是标量，只有大小，没有方向。
3.速度的微分表示
速度是质点位置矢量对时间的变化率
速度的大小就是速率，表示为：
2《物理》三色速记手册
（六）平均速度和瞬时速度
1.平均速度
在变速直线运动中，运动质点的位移和发生这段位移所用时间的比值，叫做这段时间内的平
均速度。平均速度只能粗略地描述运动的快慢，表达式为：
在变速直线运动中，平均速度的大小跟选定的时间或位移有关，不同的位移或不同的时间内
的平均速度一般不同。平均速度的方向与一段时间△t内发生的位移方向相同。
2.瞬时速度
瞬时速度指运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，它能精确地描述物体运动的快慢及
方向。一般情况下所提到的速度都是指瞬时速度。
3.平均速度和瞬时速度的关系
平均速度与时间或位移相对应，瞬时速度与时刻或位置相对应。
当位移足够小或时间足够短时，可以认为平均速度就等于瞬时速度。
在匀速直线运动中，平均速度和瞬时速度相等。
（七）加速度
加速度等于速度的改变量跟发生这一改变所用时间的比值，即：
它是表示速度改变快慢的物理量。
加速度的微观表示：
加速度质点的速度对时间的变化率。
（八）位移、速度、加速度之间的计算关系（微分、积分）
二、匀变速直线运动
1.定义和关系式
沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动。如果物体的速度随时间均匀的
增加，这个运动叫做匀加速直线运动；如果物体的速度随着时间均匀减小，这个运动叫做匀
减速直线运动。
关系式：
3《物理》三色速记手册
2.运动图象
（1）位移图象（x-t图象）：
①图象上一点切线的斜率表示该时刻所对应速度；
②图象是直线表示物体做匀速直线运动，图象是曲线则表示物体做变速运动；
③图象与横轴交叉，表示物体从参考点的一边运动到另一边。
（2）速度图象（v-t图象）：
①在速度图象中，可以读出物体在任何时刻的速度；
②在速度图象中，物体在一段时间内的位移大小等于物体的速度图象与这段时间轴所围面积
的值；
③在速度图象中，物体在任意时刻的加速度就是速度图象上所对应的点的切线的斜率；
④图线与横轴交叉，表示物体在该时刻运动的速度反向
⑤图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动；图线是曲线表示物体做变加速运
动。
3.匀变速直线运动的几个常用的结论
（1）任意相邻相等时间内的位移之差相等。
（2）某段时间的中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度。
（3）某段位移的中间位置的即时速度公式（不等于该段位移内的平均速度）。
（4）无论匀加速直线运动还是匀减速直线运动，都有v中间位置>v中间时刻。
三、自由落体运动
物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。自由落体运动是一种
初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。g的方向总是竖直向下，在地球上的不同地点，
g的大小略有不同，赤道处的重力加速度最小，两极处的重力加速度最大。自由落体运动的
规律为：
【考点2】相互作用
一、力
力是物体对物体的作用，力不能离开施力物体和受力物体而独立存在，有力就一定有施力物
体和受力物体，二者缺一不可。
三要素：大小、方向、作用点
二、重力
由于地球的吸引而使物体受到的力，即G=mg。重力的方向总是竖直向下。重力是万有引力
的一个分力，另一个分力提供物体随地球自转所需要的向心力，在两极处重力等于万有引力。
在一般情况下近似认为重力等于万有引力。
三、弹力
1.形变
物体在力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫做形变。一切物体都能发生形变，常
见的形变有拉伸、压缩、弯曲、扭转等。
4《物理》三色速记手册
2.弹力
发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。
弹力的施力物体是发生形变的物体，弹力的大小与形变大小有关。
方向：压力、支持力的方向总是垂直于接触面，绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向，杆
对物体的弹力不一定沿杆的方向。
接触面间的弹力
轻绳、轻杆、轻弹簧的弹力
大小：对有明显形变的弹簧，弹力的大小可以由胡克定律计算。胡克定律可表示为F=kx。
四、摩擦力
两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时，在接触面上会产生一种
阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做摩擦力。
摩擦力产生的条件：
两物体直接接触且相互挤压；接触面粗糙；有相对运动或相对运动的趋势。这三个条件缺一
不可。
1.静摩擦力：
相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动时的摩擦力叫做静摩擦力。
静摩擦力的方向总是跟物体相对运动趋势的方向相反。
静摩擦力的变化范围：
2.滑动摩擦力
两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种
力叫做滑动摩擦力。滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反。
滑动摩擦力可以用公式：
5《物理》三色速记手册
其中F 表示正压力。
N
五、浮力
2.产生的原因（实质）
浸没在液（气）体中的物体，其上、下表面受到液（气）体对它的压力不同，即上、下表面
的压力差是浮力产生的原因。
3.阿基米德原理
浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。这就是阿基
米德原理。用公式表示为：F浮=G排=ρ液V排g
4.物体的浮沉情况
实心物体浸没在液体中且只受浮力和重力作用，其浮沉情况如表所示。
六、压强
1.压力
垂直作用在物体接触面上的力。
2.压强
物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。用公式表示为：p=F/S
3.液体的压强
（1）液体内部产生压强的原因
液体内部产生压强的原因是液体具有重力和流动性。
（2）液体压强的公式：p=ρgh
（3）液体压强的规律
液体对容器底和侧壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强。
在同一深度处，液体向各个方向的压强都相等。
液体的压强随深度的增加而增大。
液体内部压强的大小还跟液体的密度有关。深度相同时，液体密度越大，压强越大。
4.大气压
地球表面的大气层对地表和一切物体在单位面积上的压力叫做大气压强，简称大气压，一般
用p 表示。
0
大气压产生的原因是空气具有重力和流动性。
6《物理》三色速记手册
（1）证明大气压存在的实验
历史上著名的实验——马德堡半球实验。
课堂小实验——覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。
（2）大气压的测定——托里拆利实验
（3）大气压的特点
空气内部向各个方向都有压强，且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。大气压随高度
增加而减小，且大气压的值与地点、天气、季节的变化有关。
5.流体压强与流速的关系
具有流动性的液体和气体统称为流体。
在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小。
七、力的合成和分解
1.力的合成与分解
（1）力的合成
当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以求出这样的一个力，这个力产生的效果
跟原来几个力的共同效果相同，这个力叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力。平
行四边形定则可以简化为三角形定则。
（2）力的分解
力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则。如果没有其他限制，对于同一条
对角线，可以作出无数个不同的平行四边形。为此，在分解某个力时，常可采用以下两种方
式：
①按照力产生的实际效果进行分解——先根据力的实际作用效果确定分力的方向，再根据
平行四边形定则求出分力的大小。
②根据“正交分解法”进行分解——先合理选定直角坐标系，再将已知力投影到坐标轴上求
出它的两个分量。
【考点3】运动和力的关系
一、牛顿第一定律
（一）牛顿第一定律（惯性定律）
一切物体总是保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。保
持匀速直线运动状态或静止状态是物体的固有属性；物体的运动不需要用力来维持。要使
物体的运动状态（即速度包括大小和方向）改变，必须施加力的作用，力是改变物体运动状
态的原因。
（二）惯性
物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。惯性是物体本身固有的属性，质量是物
体惯性大小的量度，质量大则惯性大。
二、牛顿第二定律
物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方
向相同，即F=ma。
牛顿第二定律具有以下性质：
（1）瞬时性
加速度与合外力在每个瞬时都有大小、方向上的对应关系，这种对应关系表现为：合外力恒
定不变时，加速度也保持不变。合外力变化时加速度也随之变化。合外力为零时，加速度也
为零。
（2）矢量性
牛顿第二定律公式是矢量式。除表示加速度大小与力的大小关系之外，也表示加速度方向与
7《物理》三色速记手册
力的方向相同。
（3）同一性
加速度与合外力及质量的关系，是对同一个物体（或物体系）而言。即F与a均是对同一个
研究对象而言。
（4）独立性
作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律；物体的实际加速度等于每
个力产生的加速度的矢量和；分力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定律。
（5）局限性
牛顿第二定律只适用于宏观低速运动的物体，不适用于微观高速运动的粒子。
两类动力学问题
牛顿第二定律的应用分为两种情况：一是已知物体受力情况求解运动情况；二是已知物体运
动情况求解受力情况。
应用牛顿第二定律解决两类动力学问题的流程如图所示。
三、牛顿第三定律
（1）两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
作用力与反作用力总是成对出现，同时产生，同时变化，同时消失。作用力和反作用力在
两个不同的物体上，各产生其效果，永远不会抵消。作用力和反作用力是同一性质的力。
物体间的相互作用力既可以是接触力，也可以是“场”力。
（2）一对作用力反作用力和一对平衡力
共同点：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
不同点有：作用力、反作用力作用在两个不同物体上，而平衡力作用在同一个物体上；作用
力反作用力一定是同种性质的力，而平衡力可能是不同性质的力；作用力反作用力一定是同
时产生同时消失的，而平衡力中的一个消失后，另一个可能仍然存在。
（3）作用力与反作用力的冲量和功
作用力与反作用力在同一个过程中（同一段时间或同一段位移）的总冲量一定为零，但做的
总功可能为零、可能为正、也可能为负。这是因为作用力与反作用力的作用时间一定是相
同的，而位移大小、方向可能都是不同的。
四、超重和失重
超重、失重和完全失重的比较如表所示：
【考点4】抛体运动
8《物理》三色速记手册
一、曲线运动
1.曲线运动的条件
当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。
2.曲线运动的特点
做曲线运动的物体，速度的方向在不断变化。因而曲线运动一定是变速运动。
质点在曲线上某一点的速度方向沿该点的切线方向。
物体做曲线运动时，加速度一定不为0，因此，物体所受的合力一定不为0。做曲线运动的
物体，合力方向与速度方向不在同一直线上，指向轨迹变曲的内侧。
二、运动的合成与分解
1.合运动与分运动
合运动：一个物体实际发生的运动产生的效果与另外几个运动共同产生的效果相同。几个运
动叫做这一实际运动的分运动。
合运动与分运动有如下关系。
等时性：合运动所需时间和对应的每个分运动时间相等。
独立性：一个物体可以同时参与几个不同的分运动，各个分运动独立进行、互不影响。
等效性：各分运动叠加起来与合运动有完全相同的效果。
2.运动的合成与分解
由分运动求合运动的过程，叫做运动的合成；由合运动求分运动的过程，叫做运动的分解。
运动的合成与分解遵从矢量运算法则。
运动的分解一般按照实际效果分解。
三、平抛运动
当物体初速度水平且仅受重力作用时的运动，被称为平抛运动。其轨迹为抛物线，性质
为匀变速运动。平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动这
两个分运动。广义地说，当物体所受的合外力恒定且与初速度垂直时，做类平抛运动。
1.平抛运动的基本规律
④竖直方向自由落体运动，匀变速直线运动的一切规律在竖直方向上都成立。
一般的抛体运动，如果物体被抛出时的速度不沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方，它的
受力情况和平抛运动完全相同，在水平方向上不受力，在竖直方向上只受重力，加速度为g。
2.平抛运动的常用的推论
平抛物体任意时刻瞬时速度方向的反向延长线与初速度延长线的交点到抛出点的距离都等
于水平位移的一半。
【考点5】圆周运动
一、描述圆周运动的物理量
9《物理》三色速记手册
二、向心力
匀速圆周运动的向心力总是指向圆心，时刻在发生变化；向心力只改变速度方向，不改变
速度大小。向心力的大小跟做匀速圆周运动的质量，圆周半径，线速度和角速度有关，关系
式为：
向心力的确定方法：
首先，确定圆周运动的轨道所在的平面及圆心的位置；其次，分析物体的受力情况，找出所
有的力沿半径方向指向圆心的合力，该合力就是向心力。
【考点6】万有引力与宇宙航行
一、开普勒行星运动定律
1.开普勒第一定律
所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
2.开普勒第二定律
对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。
3.开普勒第三定律
所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比相等。
若用a表示椭圆轨道的半长轴，T表示公转周期，开普勒第三定律可表示为：
其中，比值k是一个对所有行星都相同的常量。
二、万有引力定律
自然界中的任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质
10《物理》三色速记手册
量m 和m 的乘积成正比与它们之间距离r的二次方成反比
1 2
式中G是比例常数，叫做引力常量。英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置比较准确地得出了
G的数值。
2.适用条件
万有引力定律适用于两个质点间的相互作用。
两个质量分布均匀的球体，也可用该定律，距离r是两个球体球心间的距离。
一个均匀球体与球外一个质点间的万有引力也适用，其中r，为球心到质点间的距离。
两个物体间的距离远大于物体本身的大小时，万有引力定律也适用。
【考点7】机械能守恒
一、功率
功率是描述物体做功快慢的物理量。
功率的定义式为：
（2）功率的计算式：
其中θ是力与速度间的夹角。该公式有两种用法：
①求某一时刻的瞬时功率。这时F是该时刻的作用力大小，v取瞬时值，对应的P为F在该
时刻的瞬时功率；
②当v为某段位移（时间）内的平均速度时，则要求这段位移（时间）内F必须为恒力，对
应的P为F在该段时间内的平均功率。
三、势能
做功的大小只与物体的始末位置有关，而与所经历的路径无关，这类力叫做保守力。重力、
弹簧弹力、引力等都是保守力。
受保守力作用的质点在空间任意两点间的势能差为：
1.重力势能
物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。重力势能是相对的，它随参考点的不同而不同，
要说明物体具有多少重力势能，首先要指明零势能面。
以地面为零势能面，则物体高于地面h时，系统的重力势能为Ep=mgh。
重力做功只与它的起点和终点位置有关，而与物体运动的路径无关。
重力势能是标量，它没有方向，但有正负。重力势能的正负表示相对于零势能面的高低。
2.弹性势能
发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹
性势能。
11《物理》三色速记手册
3.引力势能
对引力做功，我们同样引入引力势能的概念。规定无穷远处为势能零点，则距质点r处的引
力势能为
四、动能和动能定理
1.动能
（1）物体由于运动而具有的能量叫做动能。物体的动能Ek等于物体质量m与物体速度v
的二次方的乘积的一半，即：
（2）动能的性质
动能是一个状态量，它与物体的运动状态对应。动能是标量，它只有大小，没有方向，而且
物体的动能总是大于等于零，不会出现负值。
（3）动能与动量之间的关系
动能和动量都是由质量和速度共同决定的物理量，它们之间满足
3.动能定理
（1）合外力做的功等于物体动能的变化。这里的合外力指物体受到的所有外力的合力，包
括重力。表达式为
动能定理既适用于恒力，也适用于变力；既适用于直线运动，也适用于曲线运动。运用动能
定理时，要明确研究对象的始、末状态的速度或动能。
（2）运用动能定理解题的一般步骤
①确定研究对象，明确运动过程；
②分析物体的受力情况，明确各个力的做功情况，做正功还是做负功，确定合外力的功；
③明确物体在初、末状态的动能；
④根据动能定理列方程求解。
五、机械能守恒定律
1.机械能守恒定律的内容
重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式，统称为机械能。
在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。
12《物理》三色速记手册
这叫做机械能守恒定律。
2.机械能守恒定律的表达形式
【考点8】动量和角动量
一、动量
物体的质量和速度的乘积叫做动量，即p=mv。
（1）动量是矢量，它的方向与速度的方向相同。
（2）由于物体的速度与参考系的选取有关，所以物体的动量也与参考系选取有关，因而动
量具有相对性。
（3）动能与动量之间的关系
动能和动量都是由质量和速度共同决定的物理量，它们之间满足
二、冲量
力和力的作用时间的乘积叫做冲量，即I=F△t。
冲量是矢量，它的方向由力的方向决定（不能说和力的方向相同）。如果力的方向在作用
时间内保持不变，那么冲量的方向就和力的方向相同。如果力的方向在不断变化，如绳子拉
物体做圆周运动，则绳的拉力在时间t内的冲量，就不能说是力的方向就是冲量的方向。对
于方向不断变化的力的冲量，其方向可以通过动量变化的方向间接得出。
冲量的积分形式：
三、动量定理
物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，即I=Δp。其微分表达形式为
冲量是使物体动量发生变化的原因，冲量是物体动量变化的量度。现代物理学把力定义为
物体动量的变化率：
四、动量定理的解题步骤
（1）明确研究对象和研究过程。研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的质点
13《物理》三色速记手册
组。质点组内各物体可以是保持相对静止的，也可以是相对运动的。研究过程既可以是全过
程，也可以是全过程中的某一阶段。
（2）进行受力分析。只分析研究对象以外的物体施给研究对象的力。所有外力之和为合外
力。研究对象内部的相互作用力（内力）会改变系统内某一物体的动量，但不影响系统的总
动量，因此不必分析内力。如果在所选定的研究过程中的不同阶段中物体的受力情况不同，
就要分别计算它们的冲量，然后求它们的矢量和。
（3）规定正方向。由于力、冲量、速度、动量都是矢量，在一维的情况下，列式前要先规
定一个正方向，和这个方向一致的矢量为正，反之为负。
（4）写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量（或各外力在各个阶段的冲量的矢量和）。
（5）根据动量定理列式求解。
五、动量守恒定律
1.动量守恒定律的内容
如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。这就是
动量守恒定律。
2.动量守恒定律成立的条件
（1）系统不受外力或者所受外力之和为零。
（2）系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计。
（3）系统在某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上动量守恒。
（4）全过程的某一阶段系统受的合外力为零，则该阶段系统动量守恒。
动量守恒定律是物理学最基本的普适原理之一，不仅适用于宏观、低速系统，而且适用于
微观、高速系统。
六、碰撞
物体碰撞时，通常作用时间很短，相互作用的内力很大，因此，外力往往可以忽略不计，满
足动量守恒条件。
碰撞可分为弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞。
弹性碰撞：碰撞前后动能不变，动量、机械能都守恒。
非弹性碰撞：动量守恒，机械能有损失。
若碰后两物体速度相等，此时，机械能损失最大，该碰撞称为完全非弹性碰撞。
七、刚体定轴转动的角量描述、转动惯量
1.刚体定轴转动的角量描述
（1）角坐标
如图所示，在转动平面内，过O点作一极轴，设极轴的正方向是水平向右，则OP与极轴之
间的夹角为θ。角θ称为角坐标（或角位置），角坐标为标量，但有正负，符号与极坐标幅
角一致。
（2）角位移
14《物理》三色速记手册
角位移是描述刚体位置变化的物理量。角坐标的增量称为刚体的角位移。
（3）角速度
角速度是描写刚体转动快慢和方向的物理量。角速度的大小：
（4）角加速度
2.转动惯量
转动惯量，是刚体绕轴转动时惯性（回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性）的量度，
用字母I或J表示。
转动惯量只决定于刚体的形状、质量分布和转轴的位置，而同刚体绕轴的转动状态（如角速
度的大小）无关。
常见的几种刚体的转动惯量：
3.转动惯量的平行轴定理和垂直轴定理
①平行轴定理
如图所示，如果刚体的一个轴与过质心轴平行并相距d，则质量为m的刚体绕该轴的转动惯
量，等于刚体绕过质心轴的转动惯量与md2之和。这个结论称为转动惯量的平行轴定理。
J=Jc+md2,其中，Jc为刚体绕通过质心轴的转动惯量。
15《物理》三色速记手册
②垂直轴定理
如图所示，一块厚度可忽略的薄板，位于xOy平面内。假设薄板绕z轴的转动惯量为Jz，
绕x轴的转动惯量为Jx，绕y轴的转动惯量为Jy。
转动惯量的垂直轴定理的表达式为Jz=Jx+Jy。
3.刚体定轴转动定理
刚体所受的相对于某一固定转轴的合外力矩等于刚体对此转轴的转动惯量与刚体在此合外
力矩作用下所获得的角加速度的乘积，即M=Jβ
这就是刚体定轴转动定理。
4.刚体定轴转动的动能定理
质点的直线运动和刚体的定轴转动的对比：
16《物理》三色速记手册
【考点9】机械振动与机械波
一、机械振动
物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动叫作机械振动，简称振动。
1.平衡位置
回复力为零的位置，称为平衡位置。
平衡位置不一定是平衡状态，物体在该位置所受的合外力不一定为零。
2.回复力
质点偏离平衡位置后，所受到的使它回到平衡位置的力叫作回复力。回复力是一种效果力，
其方向总是指向平衡位置。回复力不一定等于合外力。
3.简谐运动
如果物体的位移与时间的关系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，这样的振动叫作简谐运动。简谐运动是最基本的振动。
特征：
动力学特征：F=-kx回复力大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反
运动学特征：x=Asin（wt+φ）
振动图像：
17《物理》三色速记手册
意义：反映质点的位移随时间变化的规律
特点：所有简谐运动的振动图像都是正弦或余弦曲线
蕴含信息：①振幅A、周期T以及各时刻质点的位置、某段时间内质点的位移②各时刻回复
力、加速度、速度、位移的方向。作曲线上某点的切线，若切线的斜率为正，则说明该时刻
的速度方向为正方向③某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化。
4.简谐运动的物理量的描述
5.简谐运动的两种模型
6.受迫振动和共振
受迫振动是振动系统在周期性的外力作用下，其所发生的振动称为受迫振动，这个周期性的
外力称为驱动力。 受迫振动也称强迫振动。周期激励是一种典型的经常性激励。振动系统
18《物理》三色速记手册
在周期性的外力作用下其所发生的振动称为受迫振动这个周期性的外力称为驱动力。
当周期性驱动力的频率和物体的固有频率相等时振幅达到最大,即共振。
二、机械波
1.机械波产生的条件和特征
机械波产生的条件：同时存在波源和传播振动的介质。
特征：每个质点都在各自平衡位置附近振动，并不随波迁移。前一质点在振动时向后一质点
提供驱动力，后一质点在驱动力作用下产生受迫振动。波是传递能量的一种方式。
2.描述波的物理量
波长
在波的传播方向上，两个相邻的、在振动过程中相对于平衡位置的位移总是相等的质点间的
距离叫波长。在横波中，两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于一个波长；在纵波中两
个相邻的疏部（或者密部）之间的距离等于一个波长。波长等于波在一个周期内向外传播的
距离。
周期与频率：各个质点的振动周期或频率是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率，这
个周期或频率也叫作波的周期或频率。波的频率等于振源的频率，与介质无关。
波速：波传播的距离与传播这段距离所用时间的比值，
叫作波速。波速是表示波传播快慢的物理量，波速由介质本身的性质决定，在
相同介质的不同条件下，波速也是不相同的。
波速、波长和频率之间满足关系式v=λ f.
3.振动图象和波的图象
简谐振动图象和简谐横波图象的列表比较：
一个质点在不同
物理意义 介质中各质点在同一时刻的振动位移
时刻的振动位移
随时间的变 原有图形不变，图
原有波形沿波的传播方向平移
化 线随时间而延伸
运动情况 质点做简谐运动 波在介质中匀速传播；介质中各质点做简谐振动
（1）波在一个周期内传播的距离恰好是一个波长。
（2）质点振动nT时，波形不变。
（3）相隔波长整数倍的两个质点，振动状态完全相同。
19《物理》三色速记手册
（4）任何一个质点在一个周期内经过的路程都是4A，在半个周期内经过的路程都是2A（A
为振幅）。
（5）介质中的每一个质点开始振动的方向都和振源开始振动的方向相同。
（三）波的干涉和衍射
干涉和衍射是波的特有的性质。
两列波的相干条件：
一是两个波源有相同的频率，即两列波的波长必须相同
二是两列波的相位差必须保持不变。
两列相干波相遇并产生干涉现象时，振动加强的质点永远加强，振动减弱的质点永远减弱。
（四）多普勒效应
多普勒效应指出，波在波源移向观察者接近时接收频率变高，而在波源远离观察者时接收频
率变低。
（五）声
1.声音的产生
声音（sound）是由物体振动产生的声波。是通过介质（空气或固体、液体）传播并能被人
或动物听觉器官所感知的波动现象。最初发出振动（震动）的物体叫声源。声音以波的形式
振动（震动）传播。声音是声波通过任何物质传播形成的运动。
声音作为一种波，频率在20 Hz~20 kHz之间的声音是可以被人耳识别的。
2.声音的特性
响度：人主观上感觉声音的大小（俗称音量），由“振幅”和人离声源的距离决定，振幅越
大响度越大，人和声源的距离越小，响度越大。
音调：声音的高低（高音、低音），由“频率”决定，频率越高音调越高，例如，低音端的
声音或更高的声音，如细弦声。
音色：又称音品，波形决定了声音的音色。声音因不同物体材料的特性而具有不同特性，音
色本身是一种抽象的东西，但波形是把这个抽象直观的表现。音色不同，波形则不同。典型
的音色波形有方波，锯齿波，正弦波，脉冲波等。不同的音色，通过波形，完全可以分辨的。
乐音：有规则的让人愉悦的声音。
噪音：从物理学的角度看，由发声体作无规则振动时发出的声音；从环境保护角度看，凡是
干扰人们正常工作、学习和休息的声音，以及对人们要听的声音起干扰作用的声音。
音调，响度，音色是乐音的三个主要特征，人们就是根据他们来区分声音。
20《物理》三色速记手册
第二章 电磁学
【考点1】静电场
一、电荷及其守恒定律
（一）电荷
（1）自然界只存在两种电荷：正电荷和负电荷。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
（2）电荷守恒定律：
电荷既不能创造，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体；或从物体的一部
分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。
（3）元电荷（基本电荷）
一个电子所带的基本电荷，叫做元电荷，表示为：e=1.60×10-19 C。实验指出、所有带电
体的电荷量或者等于电荷量e，或者是电荷量e的整数倍。电荷量e的数值最早由美国科学
家密立根用实验测得的。
（4）比荷
带电粒子的电荷量和质量的比值 。电子的比荷为
（二）三种起电方式
摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带正电，得到电子的带负电。
感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相异的电荷，
而另一端带上与带电体相同的电荷。
接触起电：不带电物体接触另一个带电物体，使带电体上的电荷转移到不带电的物体上。完
全相同的两只带电金属小球接触时电荷遵从电荷量分配规律：两球带异种电荷的先中和后平
均分配，两球带同种电荷的平分原来所带的电荷量的总和。
二、库仑定律
真空中两个静止点电荷之间相互作用的力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的
平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，即：
其中k为静电力常量，
成立条件：
①真空中（空气中也近似成立）；
②静止点电荷，即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。
三、电场
（一）电场强度
放入电场中某一点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值叫做该点的电场强度。点电
荷周围的场强公式为
其中Q是产生该电场的电荷。
匀强电场的场强公式为
21《物理》三色速记手册
其中d是沿电场线方向上的距离。
（二）电场线
在电场中画出一条条有方向的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向
一致，这样的曲线叫作电场线。
电场线具有以下特点：
①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷。
②同一电场的电场线在电场中不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个
方向。
③电场线是假想的。
④电场线上每一点的切线方向和该点电场强度的方向一致。电场线的疏密反映电场的强弱，
电场线密集的地方场强强，稀疏的地方场强弱。
⑤电场线与电势的关系：电场线的方向是电势降低最快的方向。
（五）高斯定理
通过任意封闭曲面的电场强度通量只决定于被包围在封闭曲面内部的电荷，且等于包围在封
闭曲面内电荷量的代数和除以 与封闭曲面外的电荷无关。这就是高斯定理，
高斯定理是静电场的一个重要定理，它反映了静电场是有源场这一特性。
用高斯定理求静电场分布的一般步骤：①对称性分析；②选择合适的高斯面；③用高斯定理
计算。
（六）静电场的环路定理
静电场的电场强度E沿任一闭合路径的线积分等于零，即环流等于零，表示为
这是反映静电场基本特性的一个重要规律，称为静电场的环路定理。
五、电势能、电势和电势差
1.电势能
因电场对电荷有作用力而产生的由电荷相对位置决定的能量叫电势能Ep。
电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。
22《物理》三色速记手册
电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少；电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加；电场
力做功的多少和电势能的变化数值相等，这是判断电荷电势能如何变化的最有效办法。
2.电势
电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量之比，叫作电场在这一点的电势。用中表示电势，
则
电势是相对的，只有选择零电势的位置后才能确定电势的值，通常取无限远或地球的电势为
零。
电势只有大小，没有方向，是个标量。电势有正、负之分，这里的正、负只表示比零电势
高还是低。在任何静电场中，沿着电场线方向电势都是逐渐降低的。
3.电势差
电势差：电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功WAB与电荷量的q
的比值。电势差由电场的性质决定，与零电势点选择无关。
电场力做功：在电场中AB两点间移动电荷时，电场力做功等于电量与两点间电势差的乘积。
4.电势差与电场强度的关系
如图所示，匀强电场的电场强度为E,电荷q从A点移动到B 点，则A、B两点的电势差为
UAB=Ed
即匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。
电场强度与电势差的关系也可以表示为
六、电容器
1.电容器是由两片接近并相互绝缘的导体制成的电极组成的储存电荷和电能的器件。充电和
放电是电容器的基本功能。使电容器带电（储存电荷和电能）的过程称为充电。这时电容器
的两个极板总是一个极板带正电，另一个极板带等量的负电。
2.电容器所带电荷量与电容器两极板间的电势差的比值叫电容。用C表示电容，则有C=Q/U。
电容器的带电量指一个极板所带电荷量的绝对值。C的大小只取决于电容器本身。
在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F。
3.平行板电容器
两个彼此靠得很近的平行极板组成，电容C与平行板的正对面积S、介质的介电常数ε、极
板间的距离d之间的关系为：
电容器储能的表达式为：
23《物理》三色速记手册
【考点2】恒定电流
一、电源
通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置称为电源。
非静电力在电源中所起的作用：把正电荷由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，
将其他形式的能转化为电势能。
二、电流
（1）定义：单位时间内通过导体横截面的电荷量，叫电流。电流单位是安培，简称“安”，
符号“A”。常用的单位有毫安（mA）、微安（μA），1A=103mA=106μA。
（2）电流产生的条件：导体中存在自由电荷，导体两端保持有电压差。
电流可分为直流电和交流电两种。方向不随时间而改变的电流叫作直流电。大小和方向都不
随时间而改变的电流叫作恒定电流；方向和大小都随时间做周期变化的电流叫作交流电。
（3）电流的宏观表达式：
其中q为时间t通过导体横截面的电荷量。
微观表达式：
其中n为单位面积内的自由电子数，S为导线的横截面积，v为自由电子的定向移动速率。
（4）电流的方向：
与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，是标量。
三、导体的电阻
1.电阻
（1）定义导体两端电压与通过导体电流的比值，叫做这段导体的电阻。
（2）公式： （定义式）。
对于给定导体，R一定，R只跟导体本身的性质有关。
（3）单位：欧姆，符号Ω，且1Ω=1V/A。
2.电阻定律
导体电阻R跟它的长度l成正比，跟横截面积S成反比，即
ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导
线的性质）。
四、串联电路与并联电路
1.串联电路
（1）把几个导体首尾顺次接入电路，这样的连接方式叫做串联。
24《物理》三色速记手册
（2）串联电路的电流处处相等，串联电路的总电压等于各分电压之和，总电阻等于各分电
阻之和，即
2.并联电路
（1）把几个导体一端连在一起，另一端也连在一起，然后接入电路的连接方式为并联。
（2）并联电路的总电流等于各支路电流之和，各支路电压都相等，总电阻的倒数等于各支
路电阻倒数之和，即
五、闭合电路的欧姆定律
（一）电动势
非静电力所做的功与所移动的电荷量之比表示电源的特性，叫作电动势，则电动势E的表达
式为E=W/q
电动势由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关。
（二）欧姆定律
（1）定律内容：导体中电流强度跟它两端电压成正比，跟它的电阻成反比。
（2）公式：
（3）适应范围：一是部分电路，二是金属导体、电解质溶液。
（三）闭合电路的欧姆定律
闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。公式为：
I表示闭合电路的电流，E表示电动势，R表示外电路总电阻，r表示电池内阻。常用的变形
式有E=I（R+r）；E=U外+U内；U外=E-Ir。
六、电路中的能量转化
1.电功、电功率
电功：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。
电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中能量守恒，即有多少电能
减少，就有多少其他形式的能增加。表达式：W=IUt。
功率：单位时间内电流所做的功。表达式：
P=W/t=UI。电流在一段电路上做功的功率P，和等于电流，跟这段电路两端电压U的乘积。
2.额定功率和实际功率
额定功率：
用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称为额定功率。
实际功率：
用电器在实际电压下的功率。实际功率P实=IU，U、I分别为用电器两端实际电压和通过用
电器的实际电流。
25《物理》三色速记手册
3.焦耳定律
电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。
表达式：Q=I2Rt
对纯电阻电路（只含白炽灯、电炉等电热器的电路）中电流做功完全用于产生热，电能转化
为内能，故电功W等于电热Q；这时W=Q=UIt=I2Rt。
关于非纯电阻电路中的能量转化，电能除了转化为内能外，还转化为机械能、化学能等。这
时W>Q。
即：W=Q+E其他或P=P热+P其他、UI=I2R+P其他。
【考点3】磁场
一、磁场概述
1.磁现象
磁体周围存在的一种特殊的物质叫作磁场。磁体间的相互作用力是通过磁场发生的，磁体间
的相互作用力称为磁场力。同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
磁场的基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。
磁场方向的五种等效表述：①磁场的方向；②小磁针静止时N极所指的方向；③N极的受力
方向；④磁感线某点的切线方向；⑤磁感应强度的方向。
2.磁感线
在磁场中画一系列曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线
叫作磁感线。
磁感线的特点：①磁感线的切线方向表示磁场方向，其疏密程度表示磁场的强弱。②磁感线
是闭合曲线，在磁体外部，磁感线的方向由N极指向S极；在磁体内部，磁感线的方向由S
极指向N极。③任意两条磁感线不相交。
3.安培定则（右手螺旋定则）
直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则来判断：用右手握住导线，让
伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。
对直导线，大拇指指向电流方向；
对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；
对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。
4.地磁场
地球本身是个大磁体，周围存在着磁场，这一磁场叫作地磁场。它的N极位于地理南极附近，
它的S极位于地理北极附近，地磁两极和地理两极不重合。地球表面磁感线的方向和地球的
经线方向偏离的角度称为地磁偏角。
26《物理》三色速记手册
5.磁感应强度
磁感应强度是表征磁场强弱的物理量。
在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F与电流I和导线长度l的乘积的比值，
叫作磁感应强度，用符号B表示，则
磁感应强度是矢量，它的方向就是该处小磁针静止时N极所指的方向。
在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号是T。
6.磁通量
设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与
S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量，简称磁通。用字母φ表示磁通量，则φ=BS
如果面积为S的平面和与磁场B 垂直的平面间的夹角为θ，那么φ=BScosθ。
磁通量的矢量形式为dφ=B·dS。
通过有限曲面S的磁通量为
7.磁场的高斯定理
通过任一闭合曲面的总磁通量总等于零， 这就是恒定磁场的高斯
定理。
磁场的高斯定理与静电场的高斯定理不对称的根本原因是自然界中不存在磁单极子。
8.安培环路定理
在磁场中，沿任何闭合曲线B矢量的线积分，等于真空的磁导率μ0乘以该闭合路径所包围
的电流的代数和，即
这就是安培环路定理。
B的环流只和穿过环路的电流有关，而与未穿过环路的电流无关。
【考点4】电磁感应
一、电磁感应现象
27《物理》三色速记手册
1.感应电流
只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有电流产生，这种利用磁场产生电流的
现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
2.产生感应电流的条件
①当穿过线圈的磁通量发生变化时就将发生电磁感应现象，线圈里产生感应电动势。如线圈
闭合，则线圈子里就将产生感应电流。
②当导体在磁场中做切割磁感线的运动时就将发生电磁感应现象，导体里产生感应电动势，
如做切割感线运动的导体是某闭合电路的一部分，则电路里就将产生感应电流。产生感应电
动势的那部分导体相当于电源。
3.产生感应电动势的条件
无论回路是否闭合，只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势产生，产生感
应电动势的那部分导体担当于电源。
电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，如果回路不闭合，
则只能出现感应电动势，而不会形成持续的电流。
二、楞次定律
1.楞次定律的内容：
感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
楞次定律的另一种表述
表述内容：感应电流总是反抗产生它的那个原因。
表现形式有四种：
a.阻碍原磁通量的变化；增反减同
b.阻碍物体间的相对运动，有的人把它称为“来拒去留”；
c.增缩减扩，磁通量增大，面积有收缩的趋势，磁通量减小，面积有扩大的趋势
d.阻碍原电流的变化（自感）
2.楞次定律的应用步骤
a.明确原来的磁场方向
b.判断穿过（闭合）电路的磁通量是增加还是减少
c.根据楞次定律确定感应电流（感应电动势）的方向
d.用安培定则（右手螺旋定则）来确定感应电流（感应电动势）的方向
三、右手定则
伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，
拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。
楞次定律与右手定则的对比
项目 楞次定律 右手定则
研究对象 整个闭合导体回路 闭合回路的一部分导体
28《物理》三色速记手册
磁通量变化产生 一段导体在磁场中
适用范围
感应电流的各种情况 做切割磁感线的运动
关系 右手定则是楞次定律的特殊情况
四、法拉第电磁感应定律
1.磁通量的变化率
2.法拉第电磁感应定律
（1）定律内容：在电磁感应现象中，电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量
的变化率成正比。公式：
其中n为线圈的匝数。
（2）一种特殊情况：回路中的一部分导体做切割磁感线运动时，其感应电动势E=BLvsinθ，
Lsinθ为导体的有效切割长度。
3.导线切割磁感线时的感应电动势
五、涡流、电磁阻尼和电磁驱动
1.涡流
在变化的磁场中的导体内产生的感应电流，如图中的虚线所示，看起来就像水中的旋涡，所
以把它叫作涡电流，简称涡流。
涡流的应用：冶炼合金钢的真空冶炼炉、探测地雷的探雷器。
减小涡流的途径：①增大铁芯材料的电阻率；②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块
硅钢铁芯。
29《物理》三色速记手册
2.电磁阻尼
当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，
这种现象称为电磁阻尼。
3.电磁驱动
如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，
安培力使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动。
交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。
六、互感和自感
1.互感
两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈
中产生感应电动势，这种现象叫作互感。这种感应电动势叫作互感电动势。
利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，因此互感在电工技术和电子技术中
有广泛的应用。
互感现象不仅可以发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何两个相互靠
近的电路之间。
2.自感
（1）定义
当闭合回路的导体中的电流发生变化时，导体本身就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍
导体中原来电流的变化。这种由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自
感现象。自感的实质是回路中流过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
（2）自感电动势
在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。其效果表现为延缓导体中电流的变化，其大
小为
【考点5】交变电流
一、交变电流概述
（一）交变电流
1.正弦交变电流的产生
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动产生正弦式交流电。当闭合矩形线圈在
匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就有交流电产生。
30《物理》三色速记手册
2.描述交变电流的物理量
（1）峰值和瞬时值
①峰值εm，交变电动势最大值，当线圈转到穿过线圈的磁通量为O的位置时，取此值。
②感应电动势瞬时值表达式：
在计算通电导体或线圈所受的安培力时，应用瞬时值。
（2）周期和频率
①周期T：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，单位是秒（s），周期越大，交变电
流变化越慢，在一个周期内，交变电流的方向变化2次。
②频率f：交变电流在1s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹，符号为Hz，频率越大，
交变电流变化越快。
③关系：
（3）有效值
①有效值是根据电流的热效应来规定的，在周期的整数倍时间内（一般交变电流周期较短），
如果交变电流与某恒定电流流过相同电阻时其热效应相同，则将该恒定电流的数值叫做该交
变电流的有效值。
②正弦交流电的有效值与最大值之间的关系为：
（4）平均值
交变电流图像中图线与时间轴所围成的面积与时间的比值。
计算有关电量时只能用平均值。
二、变压器
1.变压器
变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。一个线圈与交流电源连接，叫作原线
圈（初级线圈）；另一个线圈与负载连接，叫作副线圈（次级线圈）。互感现象是变压器
31《物理》三色速记手册
工作的基础。
变压器线圈通过电流时会发热，铁芯在交变磁场的作用下也会发热，这些都会产生能量损失。
我们把没有能量损失的变压器叫作理想变压器。理想变压器是一个理想化模型。
2.理想变压器的基本关系
五、电能的输送
1.电能损失和电压损失
①电能损失：远距离输送电能，由于输电线上的电流热效应，电能转化为热能，出现电能损
失。
②电压损失：远距离输送电能，线路中电阻R上消耗部分电压，即△U=IR。
（2）方法
①减小输电导线的电阻，如采用电阻率小的材料，加大导线的横截面积。
②提高输电电压，减小输电电流。
【考点6】电磁振荡与电磁波
一、电磁振荡
1.振荡电路
大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做振荡电流，能够产生振荡电流的电路叫振荡电
路，LC回路是一种简单的振荡电路。
2.LC回路的振荡过程
振荡过程电容器充、放电过程中各物理量的变化规律
充电完毕（放电开始）：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i=0。
放电完毕（充电开始）：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。
振荡过程电容器充、放电过程中各物理量的变化规律
32《物理》三色速记手册
充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。从能
量的角度看，磁场能在向电场能转化。
放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上电量在减少。从能
量的角度看，电场能在向磁场能转化。
3.电磁振荡的周期和频率
在整个振荡过程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、
线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。
电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫作周期。
二、电磁场与电磁波
1.电磁场
麦克斯韦认为，变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场。
2.电磁波的产生与传播
如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性变化的磁场；这个变
化的磁场又引起新的变化的电场。于是，变化的电场和变化的磁场由近及远地向周围传播，
形成了电磁波。
3.电磁波谱
电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c=λf
电磁波在真空中的传播速度c=3×108m/s。
电磁波的频率范围很广。按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱。
电磁波谱如图所示。
33《物理》三色速记手册
第三章 热学
【考点1】分子动理论
一、分子动理论的三个观点
1.物质是由大量分子组成的
一般认为分子直径的数量级为10-10m。
1mol 任何物质都含有相同的粒子数，这个数用阿伏加德罗常数表示，即 NA=6.02×
1023mol-1。
2.分子热运动
分子永不停息地做无规则运动，扩散现象和布朗运动都可以很好地证明分子的热运动。扩散
现象和布朗运动的比较如下：
现
扩散现象 布朗运动
象
概 不同的物质在互相接触时，彼此进入 悬浮在液体（或气体）中的微粒所做的无
念 对方的现象 规则运动
起
物质分子的无规则运动 液体分子对微粒撞击的不平衡性
因
运动的剧烈程度与微粒的大小和液体（或
特 扩散快慢除与物质的状态有关外，还
气体）的温度有关。微粒越小，液体温度
点 与温度有关
越高，布朗运动越明显
布朗运动并不是分子的运动，但这一现象
意 直接证明了分子在永不停息地做无规
可以间接地反映液体分子运动的无规则
义 则运动
性
3.分子间的作用力
分子间作用力与分子间距离的关系如图所示。
（1）分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力。
（2）随着分子间距离的逐渐增大，分子间的引力与斥力都减小，但斥力减小得快；随着分
子间距的减小，分子间的引力与斥力都增大，但斥力增大得快。
二、内能
1.分子动能
做热运动的分子所具有的动能称为分子动能。物体的温度是大量分子热运动剧烈程度的标
志。温度是分子热运动平均动能的标志。温度越高，分子的平均动能越大。
2.分子势能
分子间存在相互作用力，由分子间的相互作用力和分子间的相对位置决定的能量，称为分子
势能。
34《物理》三色速记手册
分子势能的大小是由分子间的相对位置决定的。
3.物体的内能
物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，叫作物体的内能。任何物体都具有内能。
物体的内能跟物体的温度和体积都有关系：温度升高时，物体内能增加；体积变化时，物
体内能变化。
机械能与整个物体的机械运动情况有关，而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互
作用情况有关。内能是不同于机械能的另一种形式的能。
4.理想气体的内能
理想气体是分子间没有相互作用力的气体，是一种理想模型。理想气体分子内无分子势能，
理想气体的内能就是所有分子的动能之和。
质量为m、摩尔质量为M 的理想气体的内能为
其中，i为分子运动的自由度。单原子分子（质点）的自由度为i=3，刚性双原子分子的自
由度为i=5，刚性多原子分子的自由度为i=6。
一定量的理想气体内能完全决定于分子运动的自由度和气体的温度，而与气体的体积和压
强无关。
5.改变内能的方式
改变内能有做功和热传递两种方式。
做功时，内能与其他形式的能（如内能与机械能、内能与电能等）发生转化，而热传递只是
不同物体（或一个物体的不同部分）之间内能的转移。
做功和热传递都是过程量，内能是状态量。
6.比热容
一定质量的某种物质，在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或
降低）的温度的乘积之比，叫作这种物质的比热容。比热容用符号c表示。
比热容是反映物质自身性质的物理量。不同的物质，比热容一般不同。
质量相同的不同物质，当吸收或放出同样热量时，比热容较大的物质温度变化较小。因此，
比热容大的物质对调节温度有很好的作用。
【考点2】气体、固体、液体
一、气体
（一）气体的状态参量
体积V：气体的体积是指气体分子所能达到的空间，也就是气体所能充满容器的容积。
温度T：表示物体的冷热程度，是分子平均动能的标志。单位K，T=t+273.15K。
压强P：单位面积上受到的正压力。气体压强是气体分子对容器频繁碰撞的结果，单位Pa。
在没有外界影响的情况下，只要经过足够长的时间，系统内各部分的状态参量能够达到稳定
状态。这种状态叫作平衡态。
当系统处于平衡态时，系统所有状态参量都不随时间变化，我们就能比较准确地描述系统
的状态。
（二）气体实验定律
1.玻意耳定律（等温变化）
一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比，即pV=C。
气体等温变化的两种图像及其特点
35《物理》三色速记手册
2.查理定律（等容变化）
一定质量的某种气体，在等容变化过程中，压强和热力学温度成正比，即
等容变化的两种图像及其特点
3.盖-吕萨克定律（等压变化）
一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比，即
气体等压变化的两种图像及其特点
（三）理想气体及其状态方程
1.理想气体
气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，我们把它叫作理想气体。
36《物理》三色速记手册
2.理想气体的状态方程
一定质量的某种理想气体，在从某一状态变化到另一状态时，尽管其压强p、体积V和温度
T都可能改变，但是压强P跟体积V的乘积与热力学温度T的比值却保持不变，即
二、固体
1.晶体和非晶体
固体可以分为晶体和非晶体两类。晶体分为单晶体和多晶体。
晶体和非晶体的比较
晶体
项目 非晶体
单晶体 多晶体
外形 规则 不规则
熔点 确定 不确定
物理性质 各向异性 各向同性
典型物质 石英、云母、明矾、食盐、味精 玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶
同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，物质是晶体还是非晶
形成与转化
体，并不是绝对的。有些非晶体在一定条件下可转化为晶体
2.晶体的微观结构
晶体和非晶体性质上的不同，可以从它们的微观结构不同做出说明。组成单晶体的微粒，在
空间上按照一定的规律排列。彼此相隔一定的距离，排列成整齐的行列。通常这种微观结构
称为空间点阵。
三、液体
1.液体的表面张力
液体与气体接触的表面会形成表面层，由于表面层上方是气体，所以表面层内的液体分子，
受到周围分子作用力小于液体内部分子力，表面层里的分子要比液体内部分子稀疏一些，这
样表面层分子间引力比液体内部更大一些。在液体内部分子间引力和斥力处于平衡状态，而
表面层内由于分子引力较大，使液体表面绷紧。这个引力被称为液体的表面张力。液体表面
张力在液体表面层内的各个方向上都存在，力的方向总是跟液面相切，且与分界面垂直。
2.浸润和不浸润
（1）定义
一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫作浸润；
一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面，这种现象叫作不浸润。
（2）微观解释
液体与固体接触处会形成一个液体薄层，叫作附着层。附着层里的分子既受固体分子的吸引，
又受到液体内部分子的吸引。如果受到固体分子的吸引力较弱，附着层的分子就比液体内部
稀疏，在附着层里分子间吸引力较大，造成跟固体接触的液体表面有缩小的趋势，形成不浸
润。反之，如果附着层分子受固体分子吸引力相当强，附着层分子比液体内部更密集，附着
层就出现液体相互排斥的力，造成跟固体接触的液体表面有扩展的趋势，形成浸润。
3.毛细现象
浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，称为毛细现象。
细管越细，即管的截面积越小，那么液柱上升高度就越大。
37《物理》三色速记手册
在纸张、棉花、土壤、砖块等物体内部有许多细小的孔道，这些孔道起到了毛细管的作用。
4.液晶
液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态。液晶态既具有液体的流动性，又在一定程度
上具有晶体分子的规则排列的性质。液晶本身不能发光，主要通过电压的改变产生电场而使
液晶分子排列产生变化来显示图像。
四、物态变化
（1）熔化和凝固
熔化：物质从固态变成液态的过程叫熔化。熔化过程吸热。
凝固：物质从液态变成固态的过程叫凝固。凝固过程放热。
熔点和凝固点：晶体熔化时保持不变的温度叫熔点；晶体凝固时保持不变的温度叫凝固点。
晶体的熔点和凝固点相同。
（2）汽化和液化
汽化：物质从液态变为气态的过程叫汽化，汽化的方式有蒸发和沸腾。汽化过程要吸热。
蒸发：是在任何温度下，且只在液体表面发生的，缓慢的汽化现象。
沸腾：是在一定温度（沸点）下，在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。液体沸腾
时要吸热，但温度保持不变，这个温度叫沸点。
影响液体蒸发快慢的因素：
液体温度；液体表面积；液面上方空气流动快慢。
液化：物质从气态变成液态的过程叫液化，液化要放热。使气体液化的方法有：降低温度和
压缩体积。（液化现象如：“白气”、雾、等）
（3）升华和凝华
升华和凝华：
物质从固态直接变成气态叫升华，要吸热；
物质从气态直接变成固态叫凝华，要放热。
【考点3】热力学定律和能量守恒定律
一、热力学定律
1.热力学第一定律
表述1：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
这个关系叫作热力学第一定律。用公式表示为
外界对系统做功，W>0；系统对外界做功，W<0。
系统从外界吸收热量，Q>0；系统向外界放出热量，Q<0。
系统内能增加，△U>0；系统内能减少，△U<0。
表述2：在大学阶段，我们认为，在一般情况下，当系统状态变化时，做功与传递热量往往
是同时存在的。如果有一系统，外界对它传递的热量为Q，系统从内能为E1的初始平衡状
态改变到内能为E2的终末平衡状态，同时系统对外做功为A，那么，不论过程如何，总有
Q=E2-E1+A
这就是热力学第一定律，即外界对系统传递的热量，一部分使系统的内能增加，另一部分用
于系统对外做功。该式与中学阶段所学的热力学第一定律在本质上是一致的。
热力学第一定律的微分形式为：dQ=dE+dA
其中，dA=pdV
2.热力学第二定律
（1）热力学第二定律的一种表述
38《物理》三色速记手册
热量不会自发地从低温传到高温物体。
（2）热力学第二定律的另一种表述
不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响，即第二永动机不可制成。
这两种表述是等价的，热力学第二定律指出了实际宏观过程进行的条件和方向，其实质：“一
切热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的”，是一个能够反应过程进行的方向规律。
2.摩尔热容量
若系统物质的量是1mol，则1mol物质的热容量叫作摩尔热容量。该量用字母Cm来表示，
单位是J·mol-1·K-1。
（二）等体过程
1.等体过程的特点
等体过程的特点是气体的体积不变，即V为恒量，dV=0， 所以dA=0。
根据热力学第一定律，有dQ=dE。
在该过程中，热量：
在等体过程中，外界传给气体的热量，全部用来增加气体的内能，气体对外做功为零。
2.定容摩尔热容
由此可知，理想气体的定容摩尔热容只与分子自由度有关。
（三）等压过程
1.等压过程的特点
等压过程的特点是系统的压强保持不变，即p为恒量，dp=0。
在该过程中，热量：
2.定压摩尔热容
1mol理想气体，在等压过程中吸收的热量dQp，与温度的变化dT之比叫作定压摩尔热容，
即
39《物理》三色速记手册
（四）等温过程
等温过程的特点是系统的温度保持不变，即dT=0。由于理想气体的内能只取决于温度，所
以在等温过程中，理想气体的内能保持不变，即dE=0。
在该过程中，热量
（五）绝热过程
绝热过程是指系统始终不与外界交换热量的过程。
绝热过程中，dQ=0，则由热力学第一定律可知，dA=-dE，
绝热方程的另外两种形式： TVγ−1=C2，pγ−1T−γ=C3。
（六）卡诺热机与卡诺制冷机
卡诺循环是在两个温度恒定的热源（一个高温热源T1， 一个低温热源T2）之间工作的循
环过程。在整个循环中，工作物质只和高温热源或低温热源交换能量，没有散热漏气等因
素存在。卡诺循环是由两个准静态的等温过程和两个准静态的绝热过程组成。
卡诺制冷机：
制冷机可以制冷的原理是循环从低温热源吸热，导致低温热源（一个要使之降温的物体）的
温度降得更低。
三、能量守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物
体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。这就是能量守恒定律。
40《物理》三色速记手册
第四章 光学
【考点1】几何光学
一、光的直线传播
1.光源
光源指能够自行发光的物体，分为人造光源、自然光源。
2.光的直线传播
光在均匀介质中沿直线传播。我们将表示光的传播路径和方向的带箭头的直线称为光线。
3.光的传播速度
光在不同介质中传播速度不同，在真空中的速度
光在不同介质中传播时，频率不变，光速、波长改变。
二、光的反射
1.光的反射现象
光从一种介质射到该介质与另一种介质的分界面时，一部分光会返回原介质的现象叫作光的
反射。
在反射现象中，光路可逆。
平面镜成像特点：正立、等大、对称、虚像。
凸面镜对光有发散作用。凹面镜对光有会聚作用。
2.光的反射定律
光从一种介质射到两种介质的分界面时发生反射，反射光线与入射光线、法线处在同一平面
内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。
3.光的反射类型
反射有镜面反射和漫反射两种，这两种反射都遵循光的反射定律。
三、光的折射
1.光的折射现象
光从一种介质射到该介质与另一种介质的分界面时，一部分光会进入第二种介质，这个现象
叫作光的折射。与光的反射现象一样，在光的折射现象中，光路也是可逆的。
2.光的折射定律
光从一种介质射到另一种介质，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入
射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即
n12是比例常数，它与入射角、折射角的大小无关，只与两种介质的性质有关。
3.折射率
光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫作这种介质的绝
对折射率，简称折射率，用符号n表示。
某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比，即
41《物理》三色速记手册
由于c>v，因而任何介质的折射率都大于1。
四、全反射
1.全反射
光疏介质：折射率较小的介质。
光密介质：折射率较大的介质。
光疏介质与光密介质是相对的。
光由光疏介质射入光密介质，折射角小于入射角；光由光密介质射入光疏介质，折射角大于
入射角。
全反射：光由光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，
折射光完全消失，只剩下反射光。
2.临界角
折射角达到90°时的入射角叫作临界角。发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系
是
3.发生全反射的条件
发生全反射的条件：光由光密介质射向光疏介质；入射角大于或等于临界角。
4.全反射棱镜
横截面是等腰直角三角形的棱镜叫作全反射棱镜。
与平面镜相比，全反射棱镜的反射率高，几乎可达100%。
五、光的色散
1.光的色散现象
太阳光是白光，它通过棱镜后被分解成各种颜色的光，这种现象叫作光的色散。三棱镜把太
阳光分解成不同颜色的光，它们按照一定的顺序排列，形成可见光谱。
2.色散规律
不同颜色的光，波长不同，红光波长最长，频率最小。
白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的。
在同一种物质中，不同波长的光的折射率不同，波长越短，折射率越大。
在同一种物质中，不同波长的光的传播速度不一样，波长越短，波速越慢。
六、透镜及其应用
1.透镜的基本概念
由透明材料磨制而成，两个折射面都是球面，或者一面是球面另一面是平面的透明体。
凸透镜中间厚，边缘薄；凹透镜中间薄、边缘厚。
2.透镜对光线的作用
凸透镜对光线有汇聚作用；凹透镜对光线有发散作用。
3.凸透镜成像规律
实像、虚像的区别：
42《物理》三色速记手册
①实像都是倒立的（相对于物），虚像都是正立的；
②实像与物分别位于透镜的两侧，虚像与物处于透镜的同侧；
③实像都是实际光线会聚而成的，能用光屏接收；虚像都是实际光线的反向延长线会聚而成
的，不能用光屏接收。
【考点2】物理光学
一、光的干涉
1.干涉现象
两列波在相遇的叠加区域，某些区域使得振动加强，出现亮条纹；某些区域使得振动减弱，
出现暗条纹。振动加强和振动减弱的区域相互间隔，出现了明暗相间条纹的现象。这种现
象叫作光的干涉现象。
2.产生稳定干涉的条件
两列波频率相同，振动步调一致（振动方向相同），相差恒定。两个振动情况总是相同的
波源，即是相干波源。
二、光的衍射
光绕过障碍物偏离直线传播路径而进入阴影区里的现象，叫作光的衍射。光的衍射和光的干
涉一样证明了光具有波动性。衍射有圆孔衍射、狭缝衍射等。
条纹的特点：中央条纹最宽，两侧条纹最窄，条纹间距不等。
三、光的偏振
1.自然光
普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振
动的光波的强度都相同。
2.偏振光
在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动的光，这种光叫作偏振光。偏振现
象证明光是一种横波。
43《物理》三色速记手册
第五章 近代物理初步
【考点1】波粒二象性
一、光的粒子性
照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出，这个现象称为光电效应，这种电子常
称为光电子。
（一）光电效应实验
2.光电效应的规律
（1）存在截止频率
不同金属的截止频率不同，截止频率与金属自身的性质有关。
（2）存在饱和电流
在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值。也就是说，在电
流较小时电流随着电压的增大而增大；但当电流增大到一定值之后，即使电压再增大，电流
也不会再进一步增大了。
在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大。对于一定频率（颜色）的光，入
射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。
（3）存在遏止电压
同一种金属对于一定频率的光，无论光的强弱如何，遏止电压都是一样的。光的频率ν改
变时，遏止电压Uc也会改变。这意味着，对于同一种金属，光电子的能量只与入射光的频
率有关，而与入射光的强弱无关。
二、光的波粒二象性
1.光的波动性和粒子性的统一
光的干涉、衍射和偏振表明光是一种波；光电效应和康普顿效应又表明光是一种粒子。现代
物理学认为，光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。
波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有意义。波粒二象性中所说的粒子，是
指其不连续性，是一份能量。
光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现出粒子性。频率高的光子
容易表现出粒子性；频率低的光子容易表现出波动性。
【考点2】原子结构
一、原子的核式结构模型
2.卢瑟福的核式结构模型
在原子的中心有一个很小的核，叫作原子核。原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中
在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。原子直径的数量级是10-10m，原子核直径的
数量级是10-15m。
二、玻尔的原子模型
（二）玻尔的原子模型
1.玻尔原子理论的三条假设
能量量子化假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态，在这些状态中原子是最稳定的，
电子虽然做变加速运动，但并不向外辐射能量，原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为
定态。
跃迁假设：原子从一种定态（其能量记为En） 跃迁到另一种定态（其能量记为Em），要辐
射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν=|Em-En|。
轨道量子化假设：原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道，轨道的分布是不连续的
（量子化的）。
44《物理》三色速记手册
2.氢原子的能级
在玻尔的原子模型中，原子的能量也只能取一系列特定的值。这些量子化的能量值叫作能级。
通常用一个或几个量子数来标志各个不同的状态，能量最低的状态叫作基态，其他的状态
叫作激发态。基态和其他激发态的能量分别用E1，E2，E₃ …标记。
3.谱线条数的确定
一个氢原子跃迁可能发出的光谱线条数最多为（n-1）。
一群氢原子跃迁可能发出的光谱线条数为
【考点3】原子核
一、天然放射现象
物质发出射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素。原子序数大于83的
元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线。
放射性元素自发地发出射线的现象，叫作天然放射现象。贝克勒尔发现天然放射现象。
二、原子核的组成
原子核由质子和中子组成，中子不带电。
原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数，而原子核的质量数就是核
内的核子数。即
电荷数（Z）=质子数=元素的原子序数=核外电子数
质量数（A）=核子数=质子数+中子数。
原子核常用符号 表示，X为元素符号，A表示核的质量数，Z表示核的电荷数。
具有相同质子数而中子数不同的原子核组成的元素，称为同位素。氢有三种同位素，分别为
氕、氘、氚。
三、原子核的衰变
2.衰变
常见的衰变有α衰变和β衰变两种。
α衰变与β衰变的比较
45《物理》三色速记手册
3.射线的本质
放射性物质放出的射线有三种：α射线、β射线、γ射线。下表是三种射线的成分和性质。
4.半衰期
放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间，叫作这种元素的半衰期。
其中，N为经过t时间后剩余的原子核数，N0为初始时刻的原子核数，T为半衰期。
不同的放射性元素，半衰期不同。例如，氡222衰变为钋218的半衰期是3.8天，镭226
衰变为氡222的半衰期是1620年，铀238衰变为钍234的半衰期是4.5×109年。
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件
没有关系。
5.核反应
原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核或者发生状态变化的过程，称为核反应。
核反应中质量数守恒，电荷数守恒。
四、核力与结合能
（一）四种基本相互作用与核力
自然界存在着四种基本相互作用，即引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互
作用。
引力是自然界的一种基本相互作用，地面物体所受的重力只是引力在地球表面附近的一种
表现。
电荷间的相互作用、磁体间的相互作用，从本质上说是同一种相互作用的不同表现，这种相
互作用称为电磁相互作用。
原子核中的核子之间存在一种很强的相互作用，即存在一种核力，它使得核子紧密地结合
在一起，形成稳定的原子核。这种作用称为强相互作用。它的作用范围只有约10-15m，超
过这个界限，这种相互作用实际上已经不存在了，它是短程力。
在某些放射现象中起作用的还有另一种基本相互作用，称为弱相互作用。弱相互作用也是短
程力，其力程比强相互作用更短，只有10-18m。
（二）结合能
1.结合能
原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结
合能。质量数越大的原子核结合能越大。
2.比结合能
原子核的结合能与核子数之比，叫作比结合能，也叫作平均结合能。比结合能越大，原子核
中核子结合得越牢固，原子核越稳定。不同原子核的比结合能不同，中等大小的核的比结合
能最大（平均每个核子的质量亏损最大），这些核最稳定。
3.质量亏损
原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫作质量亏损。
根据爱因斯坦的质能方程E=mc²可知，亏损质量放出的能量△E=△mc²。
46《物理》三色速记手册
第二部分 物理课程与教学知识
第一章 初中物理课程标准
【考点1】课程性质与课程理念
一、课程性质
物理学是自然科学领域研究物质的基本结构、相互作用和运动规律的一门基础学科。物理学
通过科学观察、实验探究、推理计算等形成系统的研究方法和理论体系。
义务教育物理课程是一门以实验为基础的自然科学课程，与小学科学和高中物理课程相衔
接，与化学、生物学等课程相关联，具有基础性、实践性等特点。
二、课程理念
（一）2011年版课程标准提出的课程理念【简答题】
1.面向全体学生，提高学生科学素养
2.从生活走向物理，从物理走向社会
3.注意学科渗透，关心科技发展
4.提倡教学方式多样化，注重科学探究
5.注重评价改革导向，促进学生发展
（二）2022年版课程标准提出的课程理念
1.面向全体学生，培养学生核心素养
2.从生活走向物理，从物理走向社会
3.以主题为线索，构建课程结构
注重“知行合一、学以致用”，体现物理课程基础性、实践性等特点。
4.注重科学探究，倡导教学方式多样化
5.发挥评价的育人功能，促进学生核心素养发展
（三）科学探究
在本标准中，科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式。科学探究的要素应灵活
渗透在教材和教学课程内的各个方面。
（1）提出问题
◇能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题。
◇能书面或口头表述发现的问题。
◇了解发现问题和提出问题在科学探究中的意义。
（2）猜想与假设
◇尝试根据经验和已有知识对问题的可能答案提出猜想。
◇能对探究的方向和可能出现的探究结果进行推测与假设。
◇了解猜想与假设在科学探究中的意义。
（3）设计实验与制订计划
◇经历设计实验与制订计划的过程。
◇明确探究目的和已有条件。
◇尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的意识。
◇尝试选择科学探究方法及所需要的器材。
◇了解设计实验与制订计划在科学探究中的意义。
（4）进行实验与收集证据
◇能通过观察、实验和公共信息资源收集证据。
◇会阅读简单仪器的说明书，能按要求进行操作。
◇会使用简单仪器进行实验，会正确记录实验数据。
47《物理》三色速记手册
◇具有安全操作的意识。
◇了解进行实验与收集证据在科学探究中的意义。
（5）分析与论证
◇经历从物理现象和实验中归纳科学规律的过程。
◇能对收集的信息进行简单归类及比较。
◇能进行简单的因果推理。
◇尝试对探究结果进行描述和解释。
◇了解分析与论证在科学探究中的意义。
（6）评估
◇有评估探究过程和探究结果的意识。
◇能关注探究活动中出现的新问题。
◇有从评估中吸取经验教训的意识。
◇尝试改进探究方案。
◇了解评估在科学探究中的意义。
（7）交流与合作
◇有准确表达自己观点的意识。
◇能表述探究的问题、过程和结果。
◇能听取别人的意见，调整自己的方案。
◇能坚持原则又尊重他人，有团队意识。
◇了解交流与合作在科学探究中的意义。
【考点2】课程目标与课程内容
一、2011年版课程标准提出的课程目标
1.知识与技能
（1）认识物质的形态和变化、物质的属性、物质的结构与物体的尺度，了解新材料及其应
用等内容，关注资源利用与环境保护等问题。
（2）了解自然界多种多样的运动形式，认识机械运动和力、声和光、电和磁等内容，了解
相互作用规律及其在生产、生活中的应用。
（3）认识机械能、内能、电磁能、能量的转化和转移、能量守恒等内容，了解新能源的开
发与应用，关注能源利用与可持续发展等问题。
（4）了解物理学及其相关技术发展的大致历程，知道物理学不仅含有物理知识，而且还含
有科学研究的过程与方法、科学态度与科学精神。
（5）有初步的实验操作技能，会用简单的实验仪器，能测量一些基本的物理量，具有安全
意识，知道简单的数据记录和处理方法，会用简单图表等描述实验结果，会写简单的实验报
告。
2.过程与方法
（1）经历观察物理现象的过程，能简单描述所观察物理现象的主要特征，能在观察和学习
中发现问题，具有初步的观察能力及提出问题的能力。
（2）通过参与科学探究活动，学习拟订简单的科学探究计划和实验方案，有控制实验条件
的意识，能通过实验收集数据，会利用多种渠道收集信息，有初步的信息收集能力。
（3）经历信息处理过程，有对信息的有效性、客观性做出判断的意识，经历从信息中分析、
归纳规律的过程，尝试解释根据调查或实验数据得出的结论，有初步的分析概括能力。
（4）能书面或口头表述自己的观点，能与他人交流，有自我反思和听取意见的意识，有初
步的信息交流能力。
（5）通过学习物理知识，提高分析问题与解决问题的能力，养成自学能力，学习物理学家
48《物理》三色速记手册
在科学探索中的研究方法，并能在解决问题中尝试应用科学研究方法。
3.情感态度与价值观
（1）有学习物理的兴趣，有对科学的求知欲，能保持对自然界的好奇，乐于探索自然，能
领略自然界的美妙与和谐，对大自然有亲近、热爱及和谐相处的情感。
（2）有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识，乐于探究日常用品或新产品中的物
理学原理，乐于参与观察、实验、制作、调查等科学实践活动，有团队精神。
（3）有克服困难的信心和决心，能总结成功的经验，分析失败的原因，体验战胜困难、解
决物理问题时的喜悦。
（4）养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，不迷信权威，勇于创新，有判断大众传媒
信息是否符合科学规律的初步意识，有将自己的见解与他人交流的意识，敢于提出与别人不
同的见解，勇于放弃或修正不正确的观点。
（5）关注科学技术对社会发展、自然环境及人类生活的影响，有保护环境及可持续发展的
意识，能在个人力所能及的范围内对社会的可持续发展做出贡献，有将科学服务于人类的意
识，热爱祖国，有振兴中华的使命感与责任感。
二、2022年版课程标准提出的课程目标
立足学生全面发展，依据核心素养内涵及学生身心发展特点，确定课程目标，体现物理课程
独特的育人价值。
（一）核心素养内涵
核心素养是课程育人价值的集中体现，是学生通过课程学习逐步形成的适应个人终身发展和
社会发展需要的正确价值观、必备品格和关键能力。物理课程要培养的核心素养，主要包括
物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。
1.物理观念
物理观念是从物理学视角形成的关于物质、运动和相互作用、能量等内容的总体认识，是物
理概念和规律等在头脑中的提炼与升华，是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基
础。
物理观念主要包括物质观念、运动和相互作用观念、能量观念等要素。
2.科学思维
科学思维是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式；是建构
物理模型的抽象概括过程；是分析综合、推理论证等方法在科学领域的具体运用；是基于事
实证据和科学推理对不同信息、观点和结论进行质疑和批判，予以检验和修正，进而提出创
造性见解的品格与能力。
科学思维主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。
3.科学探究
科学探究是指基于观察和实验提出物理问题、形成猜想与假设、设计实验与制订方案、获取
与处理信息、基于证据得出结论并作出解释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、
反思的能力。
科学探究主要包括问题、证据、解释、交流等要素。
4.科学态度与责任
科学态度与责任是指，在认识科学本质和了解科学、技术、社会、环境之间关系的基础上形
成的，探索自然的内在动力，严谨认真、实事求是、持之以恒的品质，热爱自然、保护环境、
遵守科学伦理的自觉行为，以及推动可持续发展和实现中华民族伟大复兴的使命担当。
科学态度与责任主要包括科学本质观、科学态度、社会责任等要素。
（二）目标要求
物理课程旨在促进学生核心素养的养成和发展，引导学生学会学习、学会合作、学会生活，
49《物理》三色速记手册
为学生的终身发展奠定基础。通过义务教育物理课程的学习，学生应达到如下目标。
（1）认识物质的形态、属性及结构，认识运动和力、声和光、电和磁，认识机械能、内能、
电磁能及能量的转化与守恒；能将所学物理知识与实际情境联系起来，能从物理学视角观察
周围事物，解释有关现象，解决简单的实际问题。初步形成物质观念、运动和相互作用观念、
能量观念。
（2）会用所学模型分析常见的物理问题；能对相关问题和信息进行分析并得出结论，具有
初步的科学推理能力；有利用证据对所研究的问题进行分析和解释的意识，能使用简单和直
接的证据表达自己的观点，具有初步的科学论证能力；能独立思考，对相关信息、方案和结
论提出自己的见解，具有质疑创新的意识。
（3）有科学探究的意识，能发现问题、提出问题，形成猜想与假设，具有初步的观察能力
和提出问题的能力；能制订简单的科学探究方案，有控制实验条件的意识，会通过实践操作
等方式收集信息，初步具有获取证据的能力；能分析、处理信息，得出结论，初步具有对科
学探究过程和结果作出解释的能力；能书面或口头表述自己的观点，能自我反思和听取他人
意见，具有与他人交流的能力。
（4）初步认识科学本质，体会物理学对人类认识深化及社会发展的推动作用；亲近自然，
崇尚科学，乐于思考与实践，具有探索自然的好奇心和求知欲，有克服困难的信心和决心，
能总结成功的经验，分析失败的原因，体验战胜困难、解决问题的喜悦，严谨认真，实事求
是，善于跟他人分享与合作，不迷信权威，敢于提出并坚持基于证据的个人见解，勇于放弃
或修正不正确的观点；能关注科学技术对自然环境、人类生活和社会发展的影响，遵守科学
伦理，有保护环境、节约资源的意识，能在力所能及的范围内为社会的可持续发展作出贡献，
具有实现中华民族伟大复兴的责任感与使命感。
三、课程内容
2022年版课程标准将课程内容由“科学探究”和“科学内容”（包括“物质”“运动和相
互作用”“能量”三个一级主题）两个部分调整为“物质”“运动和相互作用”“能量”
“实验探究”“跨学科实践”五个一级主题。
义务教育物理课程内容框架
一级主题 二级主题
1.1物质的形态和变化 1.2物质的属性
物质
1.3物质的结构和物质世界的尺度
运动和 2.1多种多样的运动形式 2.2机械运动和力
相互作用 2.3声和光 2.4电和磁
3.1能量、能量的转化和转移 3.2机械能
能量
3.3内能 3.4电磁能 3.5能量守恒 3.6能源与可持续发展
实验探究 4.1测量类学生必做实验 4.2探究类学生必做实验
5.1物理学与日常生活 5.2物理学与工程实践
跨学科实践
5.3物理学与社会发展
【考点3】学业质量与课程实施
一、学业质量
50《物理》三色速记手册
（一）学业质量内涵
学业质量是学生在完成课程阶段性学习后的学业成就表现，反映核心素养要求。
学业质量标准是以核心素养为主要维度，结合课程内容，对学生学业成就具体表现特征的整
体描述，是学业水平考试命题的依据，同时对学生学习活动、教师教学活动、教材编写等具
有指导作用。
（二）学业质量描述
能认识物质的形态、属性及结构，认识运动和力、声和光、电和磁，认识机械能、内能、
电磁能及能量的转化与守恒，能掌握所学的物理概念和规律；在学习和日常生活中，能从
物理学视角观察事物，把所学概念和规律与实际情境联系起来，解释常见自然现象和解决常
见物理问题，能综合运用物理概念和规律，分析和解决熟悉情境下的简单物理问题，具有初
步的物理观念。
在熟悉的情境中，会用所学模型分析常见的实际问题；在进行简单的物理实验和其他实践
活动中，能对活动中的信息进行归纳推理，得到物理结论，在面对日常生活中的实际问题时，
能运用所学物理概念、规律进行简单的演绎推理，得到结论；能依照证据形成自己的看法，
具有利用证据进行论证的意识；在获取信息时，有判断信息的可靠性和合理性的意识，能从
物理学视角对生活中不合理的说法进行质疑并说出理由，发表自己的见解。
能针对一些现象，发现并提出要探究的物理问题，能根据经验和已有知识作出猜想与假设；
能针对提出的问题，运用控制变量法等制订比较合理的科学探究方案，会正确使用学生必做
实验所涉及的实验器材，并根据实验方案进行规范、安全的实验操作，会正确读取和记录实
验数据，能排除简单的实验故障；能根据实验目的整理信息，会用简单的图像或表格描述信
息，能通过信息比较或图像分析发现其中的特点，进行初步的因果判断，形成结论并作出解
释；能表述物理问题，会用物理学术语、符号、图表等描述探究过程，说明探究结果，撰写
简单的科学探究报告。
能初步认识科学本质，体会物理学对人类认识深化及社会发展的推动作用；能保持对自然
的好奇、对物理学的兴趣，具有严谨认真和实事求是的科学态度，既坚持原则，又能与他人
合作；知道科学探索、技术应用及成果发表具有一定的道德规范，初步了解科学、技术、社
会、环境之间的关系，具有保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感和实现中华民族
伟大复兴的使命感。
二、课程实施
（一）教学建议
1.围绕学生核心素养的发展设计教学目标
教师应认识每一个学习主题对促进学生核心素养发展的功能和价值，制订明确、具体、可操
作的教学目标。“物质”“运动和相互作用”“能量”主题涉及物理学三个基本内容领域，
是培养学生物理观念、科学思维、科学探究能力、科学态度与责任感的重要载体。教师应深
入理解物理学的基本概念和规律、研究方法等，在教学目标设计中应条理清晰、重点突出地
对相关物理内容作出要求。
“实验探究”主题涉及学生必做的实验，对培养学生核心素养具有独特价值。教师在教学目
标设计中应重视对学生科学探究能力的培养，同时关注实验探究对培养学生物理观念、科学
思维、科学态度与责任的重要意义。
“跨学科实践”主题涉及物理学与日常生活、工程实践和社会发展相关的内容，在教学目标
设计中应引导学生运用多学科知识综合分析和解决问题，培养学生的正确价值观和社会责任
感。
2.灵活运用多种教学方式
（1）倡导情境化教学
51《物理》三色速记手册
教师要充分结合学生的生活经验，有目的地创设生动具体的情境，引导学生从经验中概括、
提炼事物的共同属性，抽象事物的本质特征，实现从经验常识向物理概念转变；以新奇的现
象激发学生的兴趣，通过认知冲突引发学生深入思考，进而引导学生从生活走向物理、从自
然走向物理。
（2）突出问题教学
教师要有意识地创设问题情境，引导学生发现问题、提出问题，促进学生主动学习，不断增
强学生运用物理知识解决实际问题的意识和能力。注重帮助学生养成良好的思维习惯，做到
概念清楚、研究对象明确、思维有逻辑、结论有依据。
（3）注重“做中学”“用中学”
教师要努力通过活动帮助学生学习和运用知识，提升学生的操作技能与探究能力。
（4）合理运用信息技术
教师要充分发挥信息技术的优势，将信息技术有效融入物理教学，创新教学方式，提升教学
效率。同时，应鼓励学生将信息技术运用到物理学习中，帮助学生适应数字时代的要求，提
升学生运用信息技术的能力。
3.确保物理课程实践活动教学质量
（1）规范物理实验教学
演示实验教学应注意引导学生观察实验现象，启发学生积极思考和交流。学生实验教学应引
导学生自主进行实验，并鼓励学生用生活中的常见物品做实验。
测量类实验教学应引导学生了解测量原理，学习实验操作技能。探究类实验教学应以学生为
主体，注重探究过程，激发学生兴趣，培养学生问题解决能力和创新精神。
实验教学要关注实验原理的科学性、方案的可行性、实验器材的合理性、操作的安全性和规
范性；指导学生真实、全面记录实验数据，关注与预设结果相矛盾的信息；引导学生针对实
验活动中的困难或错误自主分析原因，积极思考并努力解决；引导学生对实验
活动进行总结和评价，促进学生交流、评估、反思能力的提升。
（2）准确把握跨学科实践教学定位
跨学科实践教学相对于单一学科教学，更具综合性、开放性，教师要处理好以下关系：
①处理好立足本学科与跨学科的关系；
②处理好知识建构与知识应用的关系；
③处理好教师指导与学生自主的关系。
（二）评价建议
1.过程性评价
过程性评价应围绕核心素养的达成和学业质量标准的具体要求，创设真实且有价值的问题
情境；采用主体多元、形式多样的评价方式，全面客观地了解学生核心素养的发展状况；找
出存在的问题，明确发展的方向，及时有效地反馈评价结果，充分发挥评价的诊断和激励功
能，促进学生核心素养的发展。
2.学业水平考试
初中物理学业水平考试的主要目的是检测学生在义务教育阶段结束时的学业成就，为初中毕
业和升学提供重要依据，为评价区域和学校的教学质量提供参考，为改进教学提供指导，体
现立德树人、服务选才、引导教学的评价理念。
三、课程资源的开发与利用
1.重视文本课程资源的开发与利用
坚持育人为本，通过多种途径开发种类丰富、形式多样的文本课程资源。结合物理课程学习，
推荐物理科普、物理学史、科学家故事、著名物理实验、中国古代科技、现代科技前沿等方
面的书籍和报刊。教师要加强阅读指导，激发学生学习兴趣，扩展学生视野，帮助学生更好
52《物理》三色速记手册
地理解和运用所学物理知识，引导学生学习科学家精神，勇于探索创新。
2.加强实验室课程资源的开发与利用
学校和教师要充分利用各种实验器材和设备，安排足够的学生实验和演示实验，指导学生开
展感兴趣的拓展实验，合理安排跨学科实践。
3.发挥多媒体教学资源的优势
4.注重社会教育资源的利用
充分利用科技场馆、少年宫、科研院所、高等学校、工厂等机构，丰富、拓展物理学习资源。
学校要创造条件，合理安排并组织参观考察、实践体验、实验探究等活动；利用科技工作者
资源，开展“大手牵小手”的科普活动等。
53《物理》三色速记手册
第二章 物理教学的基本理论
【考点1】中学物理教学原则
一、突出物理学科特点，注重观察实验的原则
突出观察和实验，对中学物理教学有如下重要作用：
①创设物理学习环境； ②激发学生学习物理的兴趣；
③有利于物理方法的教育； ④培养学生的科学态度；
⑤培养学生的物理思维能力。
二、注重科学探究的原则
科学探究是物理课程的重要内容，它既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。实
施科学探究的过程有利于学生理论联系实际，养成科学态度，学习科学研究方法，形成解决
问题的实践能力。
五、理论联系实际的原则
理论联系实际原则是指教学中要以学习基础知识为主导，从理论与实际的联系上理解知识，
注意运用知识分析问题和解决问题，达到学懂会用，学以致用的目的。
教师应用理论联系实际原则应该遵循以下基本要求。
第一，教师在教学中必须引导学生掌握好理论知识，没有理论就谈不上联系实际。
第二，讲清基本物理知识，注意技能训练。必须注重讲清楚基本物理概念，再让学生练习，
提倡“精讲多练”“讲练结合”，使学生更好地掌握和运用知识。
第三，注重培养学生的运用能力，充分利用实验，培养学生的实际运用能力。
【考点2】中学物理教学方法
教学方法一般是指在教学过程中，教师和学生为实现教学目的、完成教学任务而采取的教与
学相互作用的活动方式的总称。
一、物理教学基本方法
（一）讲授法 （二）讨论法
（三）谈话法 （四）演示法
（五）实验法 （六）练习法
教学有法，但无定法，贵在得法
1.应用讲授法的基本要求
（1）讲授的内容要具有科学性、思想性。观点正确，概念准确，对学生有积极的思想教育
作用。
（2）讲授要有逻辑性。
（3）讲授的语言要清晰简练、准确生动，尽量做到深入浅出，通俗易懂，语言抑扬顿挫，
语速适度。
（4）讲授中要注意引起学生的兴趣，调动学生的注意力。
（5）讲授中要经常进行阶段性的小结，讲授内容应条理清晰，便于学生抓住要领，突破难
点，把握重点和关键。
2.应用讨论法的基本要求
（1）讨论前做好充分准备，选择好讨论主题。
（2）讨论中要对学生启发诱导，创造一个良好的讨论环境。
（3）在讨论结束时要做好小结。
3.应用谈话法的基本要求
（1）要准备好问题和谈话计划。
（2）提出的问题要明确具体。
54《物理》三色速记手册
（3）要善于启发诱导。
（4）要做好归纳、小结。
4.应用演示法的基本要求
演示法的基本要求如下：
①恰当选择演示类型；
②演示内容清晰准确；
③讲演配合启发思考。
5.应用实验法的要求
（1）演示实验应引导学生积极思考，或先预测实验结果，或根据实验目的设想实验应如何
设计等。演示实验要确保实验的成功，要教给学生观察的方法，指导学生正确操作、有效记
录并分析数据，最后归纳推理得出结论。
（2）在学生动手实验中，教师不仅要在巡视中引导学生不断明确实验的目的和要求，利用
已掌握的有关知识和经验设计实验，而且还要指导学生安装实验设备、使用仪器等各种实际
操作，要及时发现问题，防止不应有的事故，要善于根据学生实验的具体情况灵活地对学生
实验中出现的问题进行有效评价，还要引导学生收集数据、处理数据得出结论，以及写实验
报告等活动，逐步培养学生的实验能力和分析问题、解决问题的能力。
6.运用练习法的基本要求
①要使学生明确练习的目的和要求，并掌握相应的理论知识；
②要精选练习题，注意练习方式的多样性；
③要注意练习的难度、分量和系统性、经常性；
④及时检查和评价练习的结果。
二、物理探究式教学方法
物理探究式教学的一般过程包括提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划、进行实验与
收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。
实施探究式教学应注意的几个问题
（1）制定清晰的探究目标，明确活动的方向。
（2）选择恰当的探究内容。
（3）要创设能唤起学生积极性的探究学习情境。
（4）实施教师有效的引导。
【考点3】物理学中的STS教育
一、STS教育的目的
（1）满足个人需要。理科教育计划必须为个人准备去利用科学以改进他们自己的生活并跟
上日益发展的技术世界。
（2）解决社会问题。理科教育必须培养准备去负责任的研究与科学有关的社会问题的有见
识的公民。
（3）为未来学习做准备。理科教育必须容许很可能在学术上和职业上致力于科学的学生获
得适合他们需要的学生知识。
（4）有助于职业选择。理科教育必须给有各种能力倾向和兴趣的学生开放的、广泛种类的
科学和技术有关职业的范围和意识。
二、物理教学中实施STS教育
1.在物理课堂教学中有机渗透
2.开设STS活动课
（1）以培养学生动手能力、创新能力为主的活动课系列
（2）培养学生应用知识解决实际问题为主的活动课系列。
55《物理》三色速记手册
（3）增长学生见识、扩大学生视野的科技讲座系列。
（4）以培养学生初步的科学研究能力的STS报和科技小论文系列。
3.进行社会实践
56《物理》三色速记手册
第三章 物理教学的基本课型
【考点1】物理实验课教学
一、物理实验在物理教学中的作用
1.物理实验为学生学习物理提供了合适的物理环境
2.物理实验可以激发学生学习物理的兴趣
3.物理实验可以帮助学生学习和掌握科学研究方法
4.物理实验可以培养学生严谨的科学态度和工作作风
二、物理实验教学的类型及教学要求
（一）演示实验教学
演示实验是以教师为主要操作者的表演示范性实验
1.演示实验的作用
（1）演示实验有利于激发学生的好奇心和学生的学习主动性。
（2）演示实验有利于帮助学生建立概念，认识规律。
（3）演示实验能够为学生提供示范，培养学生的观察和实验能力。
2.演示实验的教学要求
（1）实验目的要明确
（2）实验现象要明显
（3）实验要安全可靠
（4）要引导学生观察思考
（二）学生分组实验教学
学生分组实验要求学生设计方案、选择器材、操作实验、观察测量、记录数据、分析处理数
据、得出结论，并对实验结果进行分析、评估和交流。
1.学生分组实验的类型
从教学目的角度划分，学生分组实验大致可以分为以下四种类型。
（1）基本练习性实验
基本练习性实验的目的主要是使学生学会使用一些基本的实验仪器，例如，通过练习学会刻
度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、电流表、多用电表、滑动变阻器的正确使用方法。
（2）测定性实验
测定性实验的目的是通过物理量或物理常数的测量，帮助学生理解物理概念和物理量的意
义，学会物理规律的应用，以及学习间接测量的方法。例如，应用自由落体法测量重力加速
度，用伏安法测电阻，用油膜法估测分子大小等。
（3）验证性实验
验证性实验的主要目的是让学生通过实验验证由已知物理理论推出的新结论的正确性，从而
加深对物理知识的理解，并训练学生实验技能。例如，验证机械能守恒定律。
（4）探究性实验
探究性实验的主要目的是让学生经历提出问题一假设与猜想一设计实验一实施实验一分析
评估—获得结论的探究过程，来构建物理概念和认识物理规律，同时训练探究技能。探究性
实验让学生经历类似于科学家探究物理世界的过程，不仅可以让学生学到新的物理知识，也
让学生领悟到科学探究的艰辛和喜悦，学习到一些科学思想和科学精神。
2.学生分组实验教学的一般过程和要求
学生分组实验的教学过程主要包括准备、实施和总结三个阶段。
（1）准备阶段
准备阶段的主要任务是让学生明确实验目的，理解实验原理，认识实验仪器，掌握实验方法，
57《物理》三色速记手册
做好实验准备。
（2）实施阶段
在实施阶段，学生的主要工作如下：正确安装和使用实验仪器；控制和变化实验条件；观察、
测量和记录实验数据；排除可能出现的技术故障；在实验结束后整理好实验仪器。教师在该
阶段的主要工作如下：充分发挥学生的主观能动性，通过巡视检查，指导学生进行实验操作，
包括严格要求学生遵守操作规则和程序，帮助学生解决操作过程出现的故障和困难，启发学
生思考，指导学生观察，培养学生手脑并用、有条不紊、细心观察的良好习惯。
（3）总结阶段
总结阶段是学生把具体的实验结果通过自己的思考上升到理性认识的过程。这个阶段学生需
要处理数据，分析结果，相互交流，写出实验报告。教师则应该引导学生本着实事求是的态
度，处理实验数据，得出实验结论，评估实验结果。对实验结果不理想的情况，要帮助学生
分析属于错误还是误差，属于错误的要重做，属于误差的要分析原因，特别要防止为得到一
个好结果而弄虚作假、拼凑数据。教师要教育学生尊重事实，培养其实事求是的科学态度和
工作作风。
（三）随堂实验
1.随堂实验的含义与特点
随堂实验是穿插在课堂教学过程中的小实验，也称边教边实验或边学边实验。
随堂实验是一种比较新型的实验教学方式，与演示实验不同，它的操作者主要是全体学生。
与学生分组实验也不同，它不需要按照预习、设计、操作、写实验报告等一套完整规范的程
序完成实验。它通常与教师的课堂讲解密切配合。
2.随堂实验教学的基本过程
（1）教师讲解，明确目的。
（2）学生操作，观察测量。
（3）处理数据，得出结论。
（4）交流讨论，达成共识。
（四）课外实验
1.课外实验的含义与特点
课外实验一般是指按照教师布置的任务和要求，学生课外利用一些简单的仪器或自制器具独
立进行观察和实验的活动。
课外实验是课堂实验教学的补充形式，它可以扩展学生的知识领域，使学生把自己所学的理
论知识与实际生活相联系，也可以激发学生对物理理论和技术学习的兴趣，培养学生独立思
考的能力和运用知识的能力。
2.物理课外实验的类型
物理课外实验的常见类型有以下四种。
（1）课外观察性实验
（2）课外小实验
（3）课外小制作
（4）课外科技活动
【考点2】物理概念课教学
一、物理概念的讲授要点
（1）创设情境，加深学生对物理现象的感知度。
（2）启发学生分析事物的本质，找出事物的共性，通过抽象、概括形成物理概念。
（3）充分阐明概念的物理意义。
（4）在具体运用中巩固、深化概念，并注意随时纠正学生的错误认识。
58《物理》三色速记手册
二、物理概念教学的一般过程
通常，物理概念教学设计大体上可分为四个阶段：概念的引入、概念的导出、概念的明确
和概念的巩固。
三、物理概念的教学策略
1.抽象概括
抽象概括是指根据研究对象的特点，从教学目标的角度出发，撇开个别的非本质的因素，抽
出主要的、本质的因素加以研究，并把一类物理事物共同的、本质的属性联合起来，从而建
立一个轮廓清晰、主题突出的新的概念。
抽象概括也常常用在理想化概念的教学中。
2.演绎推理
演绎推理是指从已有知识出发，以学生掌握的概念为前提，在旧知识的基础上通过逻辑关系
和数学方法推导出新的概念和新的知识。
3.实验探究
在教师的主导作用下，教师或学生通过动手实验经历与科学家进行科学探究时的类似过程，
分析实验结果，得出实验结论，获得新知识。完整的实验探究过程是发现问题→选择课题→
设计方案→动手实验→收集处理信息→研究讨论→解决问题。
4.类比等效
类比等效是指在教学中用已知的物理概念同未知的物理现象相比较，找出它们的共同点、相
似点或相联系的地方，然后以此为依据推测未知的物理现象。
5.比值定义
比值定义是指在定义一个物理量时采取比值的形式定义，常用于物质属性、特征或物理运动
特征的定义。例如，密度、压强、速度、加速度、电阻、电容、电场强度、磁感应强度等。
运用比值定义需注意的问题：
①强调物理概念的本质；
②明确定义的物理意义和使用范围；
③强调单位统一。
【考点3】物理规律课教学
一、物理规律的含义
物理规律包括定律、定理、原理和定则等，是物理现象或物理过程在一定的条件下发生、发
展和变化的必然趋势及其本质联系的反映。物理规律反映相关物理概念之间的必然联系。
二、物理规律的教学要求
1.要把握新、旧知识的联系和建立规律的事实依据，懂得研究规律的方法
2.要使学生理解物理规律的物理意义
3.使学生明确规律的适用条件和范围
4.使学生认清所研究的物理规律与有关概念和物理规律之间的关系
5.使学生学会运用规律说明、解释现象，分析和解决实际问题
三、物理规律教学的一般过程
1.创设物理情境，形成科学问题
2.实施科学探究，促进知识建构
3.深入探讨，理解物理规律
4.运用物理规律，解决实际问题
四、物理规律教学中应注意的问题
1.了解物理规律的发现过程
2.深刻理解规律的物理意义
59《物理》三色速记手册
3.注意物理规律的适用条件和范围
【考点4】物理练习课教学
物理练习是指学生在理解物理教学内容的基础上，以口头解答、书面解答，或以实际设计、
操作等形式，针对某一课题完成一定作业的过程。
一、物理练习在教学中的作用
（1）物理练习能够帮助学生巩固、活化基础知识，加深和拓展物理知识。
（2）物理练习能够促进学生技能的发展。
（3）物理练习能够启发学生理解科学、技术与社会的关系。
（4）物理练习是进行教学评价的重要手段。
二、练习课教学的基本要求
1.要有计划性、目的性和连贯性
2.要精心选编练习题目
3.要教给学生分析和解决问题的思路和方法
4.充分发挥学生的主体作用，因材施教
三、练习课教学的一般过程
1.复习相关知识
2.教师示范讲授或组织学生讨论
3.学生独立练习或合作学习
4.反思和总结
【考点5】物理复习课教学
一、复习课的含义
物理复习课是中学物理教学的重要组成部分，它是根据教学规律、认知规律的要求而设置的
一种课型。通过复习，学生能把学过的知识系统化、条理化，从而加深知识间的联系，综合
运用所学的知识解决实际问题。
二、复习课的作用
1.巩固知识，强化记忆
2.温故知新，融会贯通
3.综合提高，全面发展
三、物理复习教学的基本方法
1.系统归纳复习法
系统归纳复习法就是教师引导学生对所学过的内容进行系统的归纳总结，由学生自己构建、
形成基本知识结构图，再针对重点和难点进行巩固和深化的复习方法。
2.实验复习法
3.对比联想法
物理上有许多概念和规律容易混淆，而许多概念和规律又有联系，只有通过比较才能加深认
识，弄清它们的区别和联系，起到很好的复习效果。
60《物理》三色速记手册
第三部分 教学设计题解题思路
【考点1】完整教学设计题
完整教学设计题的第一问一般考查物理专业知识，考生用精简、准确的物理专业话语进行作
答即可，以下主要讲解教学设计的相关内容。
（一）教学目标设计
1.教学目标的内涵
学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观、
必备品格和关键能力。物理学科核心素养主要包括物理观念、科学思维、科学探究、科学
态度与责任四个方面。
2.教学目标的基本要素
教学目标可以从“教学对象、行为、条件和标准”四个要素来说明，这一方法也被称为ABCD
法。
（1）行为主体（教学对象）
教学主体是学生而不是教师，判断教学有没有效果的直接依据是学生有没有获得具体的进
步，而不是教师有没有完成任务。一般在写教学目标的时候行为主体可以省略，但必须注意
格式。一般可以采取以下的表述：“理解……”“通过……的学习，能分析归纳……”而不
是“使学生掌握……”“教会学生……”等表述方式。
（2）行为动词（行为behaviour）
行为动词必须是具体可测量、可评价的。如知道、理解、掌握、归纳、列举、参加等。
（3）行为条件（condition）
行为条件指影响学生产生学习结果的特定的限制或范围。如“通过收集……资料”，“通过
观看……影片”，“通过本课学习……”。
（4）表现程度/行为标准（标准degree）
表现程度指学生学习之后产生的行为变化的最低表现水平，用以评价学习表现或学习结果达
到的程度。
3.教学目标的撰写要求
（1）教学目标要反映物理学科特点及当前学习内容的本质。
（2）教学目标的表述要体现行为主体（可省略）、行为动词、行为条件、表现程度/行为
标准四个要素。
（3）教学目标是学生能到达的基本目标而不是最高目标，故教学目标中的表现程度不能“假
大空”，而应该是可量化、可检测、具体的。
（4）要突出物理学科核心素养，体现核心素养的综合性、发展性和实践性。综合性指在制
订教学目标时，要突破单纯罗列知识目标的做法，尽可能涵盖核心素养的多个方面。发展性
指具体目标应体现核心素养发展相应水平的要求，不同单元的教学目标应形成序列，循序渐
进，逐步发展。实践性指教学目标要注重实践育人，体现对实验探究和跨学科实践活动的要
求。
（5）将情感、态度与价值观融入教学目标，教学目标中体现出关于“好奇心、习惯、兴趣、
科学态度、理性精神”的培养。
4.教学目标书写模板
（1）物质观念
①知道（了解）_________现象、定义、关系式、性质，形成/树立/发展（物质观念/运动和
相互作用观念/能量观念）的物理观念。
②理解_________的概念、内容、表达式、规律，形成/树立/发展（物质观念/运动和相互作
61《物理》三色速记手册
用观念/能量观念）的物理观念。
（2）科学思维
①通过_________的学习，提升分析问题、解决问题的能力/知道_________的一般方法，培
养（模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新）的科学思维。
②经历分析与归纳的学习过程，理解……的概念，提升（模型建构、科学推理、科学论证、
质疑创新）的科学思维。
（3）科学探究
①通过（大胆猜想假设/自主设计实验/合作分析实验数据/归纳总结得到结论）的过程，发
展科学探究素养。
②通过对实验器材的操作、练习使用等，发展科学探究素养。
（4）科学态度与责任
①通过了解物理知识在生活、生产中的应用，感受物理知识在解决实际问题中的价值。
②通过了解_________，初步认识科学技术对人类社会发展的作用，进一步发展社会责任素
养。
③初步领略_________所产生现象的奥妙，获得对科学的热爱、亲近感，进一步发展科学态
度素养。
（二）教学重难点设计
1.教学重难点的内涵
教学重点是指课程标准中或由教师根据教学目标而确定的反映在教材中最基本、最重要的，
学生应掌握的教学内容。
教学难点则包含两层意思：一是学生难以理解和掌握的内容；二是学生易错或混淆的内容。
但难点又不是绝对的概念，学生的情况不同，难点也有变化。
2.教学重难点的确定
确定教学重点的依据：
①教材内容的主次；
②教材内容的难易程度；
③学生的知识背景。
确定教学难点时，不仅要考虑教材内容，同时应该联系学生的年龄特点、认知规律和生活经
验等，个体差异也应在考虑范围内。
3.教学重难点的作答要求
（1）教学重点与教学难点一般要分开叙述，两者的确定依据是不同的。
（2）教学重点不等同于教学难点，但有些知识内容既是教学重点也是教学难点，这样的知
识可放在一起表述。
（3）教学重难点的表述应该直观地面向学生，从学生的角度呈现，以学生为主体。
（4）教学重难点不是个别教学目标的重复。教学目标包括行为主体、行为活动和行为结果，
教学重难点主要是说明学生应掌握或较难掌握的知识点和技能。
4.教学重难点参考模板
重点：认识_____理解_____，掌握_____。
难点：应用_____解决实际问题。
【示例】“眼睛的视物原理”的教学重难点：
重点：眼睛的结构及眼睛的视物原理；
难点：应用眼睛的视物原理解释生活现象。
（三）教学方法的选择
教学中最常用的教学方法有讲授法、谈话法、讨论法、演示法、实验法、练习法等。在教
62《物理》三色速记手册
学中任选3～4种教学方法即可。
（四）教学过程设计
1.新课导入
新课导入既可以创设一种学习情境，又可以唤起学生的学习动机，同时也可以建立起新旧知
识之间的联系。成功的新课导入可以激发学生的学习兴趣，把学生带入到物理情境中去，为
完成教学任务创造条件。物理教学中，常用的导入方法有以下几种。
（1）实验导入
【示例】在讲授“气体的压强”时，用如下实验引入新课：将熟鸡蛋去壳，放在玻璃瓶口，
发现鸡蛋被瓶口卡住；拿开鸡蛋，用镊子夹着浸有95%酒精溶液的棉球，点燃棉球，并将其
放入玻璃瓶中；迅速把鸡蛋放在瓶口，发现鸡蛋慢慢被瓶子“吞没”，直至鸡蛋完全落入瓶
中。
（2）复习导入
【示例】在学习“电阻的测量”时，可以通过复习欧姆定律，电压、电流的测量，从而顺利
导入“伏安法”测电阻的新课教学中。
（3）直观导入
【示例】在讲“光的直线传播”时，教师先播放一段“农夫与蛇”的手影戏。通过手影戏中
精彩绝伦的表演，向学生展示惟妙惟肖的农夫和蛇的形象，同时，教师进行提问，视频中的
故事是谁表演的，通过什么方式呈现的呢?为什么会出现这种现象呢?通过本节课的学习，相
信大家就能知道原因了。
（4）故事导入
【示例】在“阿基米德原理”一课中，给学生讲解阿基米德鉴别皇冠是否掺假的故事。传说
希伦王召见阿基米德，让他鉴定纯金王冠是否掺假。他冥思苦想多日，在跨进澡盆洗澡时，
从看见水面上升到水溢出盆外得到启示，作出了关于浮体问题的重大发现，并通过王冠排出
的水量解决了国王的疑问。由此导入新课。
（5）诗歌导入
【示例】宋代王之涣的《登鹳雀楼》中的诗句，“白日依山尽，黄河入海流；欲穷千里目，
更上一层楼”。前两句研究白日和黄河的运动时所选的参考系分别是山和河岸。唐代李白的
《望天门山》中的“两岸青山相对出，孤帆一片日边来”，这两句优美的诗句中，先后选择
的参考系是运动的船和静止的河岸；诗人之所以能写出敦煌曲子“满眼风光多闪烁，看山恰
似走来迎，仔细看山山不动，是船行”这样的诗句，正是由于描述物体运动时选择的参照物
不一样。
（6）类比导入
【示例】在学习“电压”一节课时，教师先给学生播放水泵工作的视频，引导学生分析水为
什么能向高处流。学生能够根据之前压强部分的学习回答出，由于水压存在。之后教师再给
同学们播放电流在导线中流动的模拟图。学生通过类比能猜想出电流在导体中流动是由于电
压存在。
导入参考模板：
教师先（播放视频/展示实验用具/讲故事/提问学生等），随后引导学生思考_________。学
生能够答出_________。教师追问_________。由此引入新课。
2.新课讲授
新课讲授环节是教学过程的核心环节。在设计这一环节时，应该遵从“教师主导，学生主体”
的教学原则，通过教师活动与学生活动进行引导教学。
（1）实验教学设计
探究性实验课的一般教学步骤如下。
63《物理》三色速记手册
①提出问题 ②构想假说
③设计实验 ④进行实验
⑤分析数据 ⑥得出结论
⑦讨论交流
参考模板：
（1）提出问题：教师结合情景_______提出问题_______。
（2）构想假说：学生猜想_______。
教师引导：可以利用实验验证猜想。
（3）设计实验：教师展示仪器；_______等。
教师引导学生思考实验原理：_______。
学生结合书本内容通过小组讨论形式制订计划与设计实验。
讨论结果：_______。教师补充：_______。
（4）进行实验：按照实验规划进行实验，教师巡视指导。
（5）分析数据并得出结论；学生分享实验结果。
（生1：_______。生2：_______。）
总结：_______。（仅供参考，需根据实际内容进行修改。各个部分的标题不可省略）
（2）概念课教学设计
①概念引入：这一过程通常有三种方式：以生活实际、日常经验引入；从实验现象、观察结
果引入；从理论需要、知识基础引入。
②概念导出：概念导出可按照以下三步进行：明确问题；提出假设；检验假设。
③概念明确：明确概念步骤：定义概念；构建体系；概念的延伸。
④概念巩固
参考模板：
教师出示生活实例：____________。
①明确问题：____________?
学生经过思考可以回答：____________。
教师和学生经历____________，得出____________。
教师引导：____________。通常用____________表示。
教师介绍____________，单位是____________。
提问：___________?帮助学生理解____________。
（3）规律课教学设计
规律课教学的一般步骤如下。
①创设情境：创设便于发现问题、探索规律的物理环境。
②思维加工，建立规律。
A.运用实验总结规律；
B.运用已有知识，通过理论推导，得出新的物理规律；
C.提出假说，检验和修正假说，得出结论。（可省略）
③引导学生对物理规律进行讨论，加深理解。（任选一个即可）
A.规律的物理意义。
B.强调规律表述中的关键词语及公式中各字母的物理意义。
C.指明公式中各个字母所代表的物理量及其单位。
D.明确这一规律与有关的概念、规律、公式间的关系，以便更深入地理解物理规律。
④引导学生运用规律解决问题，加深对物理规律的理解和掌握。
参考模板：
64《物理》三色速记手册
（1）创设情境
教师展示______，设疑______。
（2）建立规律
①运用实验总结规律______?由此引入新内容。
提出问题：教师结合情景，提出问题______?
猜想与假设：学生猜想______教师引导：可以利用实验验证猜想。
设计实验与制订实验步骤：
教师展示仪器：_____等。
教师引导学生思考实验原理：______。
学生结合书本内容通过小组讨论形式制订计划与设计实验。
讨论结果：______。
教师补充：______。
进行实验与收集证据：按照实验规划进行实验，教师巡视指导。
分析论证：学生分享实验结果。（生1______；生2______）
②推导规律
分析与论证：学生根据数据进行分析，发现______。
③检验和修正______。提出问题：______?
学生______。
总结：______。
（3）加深理解
教师提问：______?
学生猜测：______。
师生共同总结：______。
（4）应用规律
教师提问：______?
学生应用知识解出______。
3.巩固提高
设计“巩固提高”环节的方法的主要有以下几种。
（1）例题讲解类
针对易错点，教师可以布置适当的例题。例题可以是教材中的例题、课后习题、改编题等。
选择例题的依据是能够帮助学生学会一类问题的解题思路。
【示例】在“电功率”这一节，教师可以出示如下习题：已知灯泡1分钟消耗的电功为660J，
求灯泡的功率是多少?
（2）理论应用类
巩固提高不一定要以练习题的方式呈现，教师可以通过理论应用的形式来检验学生对理论知
识是否熟练掌握，达到巩固的目的。理论应用的来源可以是教材，如人教版初中物理教材“想
一想，议一议”环节；也可以是知识本身，如辨析相近概念，解释生活现象，解决实际问题
等。
【示例】“光的折射”一节，可列举渔民叉鱼的经验，水池看起来变“浅”了，铅笔“折断”
等例子，让学生应用所学折射知识解释。
（3）实践应用类
实践应用类问题主要强调以培养学生的动手实践能力为主，如实验仪器的操作，物理模型的
制作，通过学生的实际动手操作达到强化。
【示例】在讲解“流体压强与流速”这一节内容时，教师可让学生现场配合，用所学知识解
65《物理》三色速记手册
决从碗中吹出硬币的难题。学生根据所学能发现想从碗中吹出硬币应该让碗沿处空气流速大
于碗底。
参考模板：
教师提出问题_______。
学生根据所学内容可解出：_______。
【示例】“眼睛和眼镜”一节的巩固提高如下。
教师提出问题：人们常说，向远处眺望可以“放松”眼睛，具体放松的是眼睛的哪一部分结
构?学生利用刚刚学过的知识不难分析得出放松的是睫状肌。
4.小结作业
（1）课堂小结
课堂小结主要有两种形式，即封闭型总结和开放型总结。
【示例】“请学生回答本堂课的收获”“请同学们说一说本节我们都学习了哪些知识并概括
总结”等。
（2）作业布置
教师在布置作业时要遵循目的性、针对性、趣味性、层次性、多样性、开放性等原则。
【示例】请同学们回家后上网搜集近视眼和远视眼的相关资料，下节课大家交流分享。
（五）设计意图
常见的设计意图有如下几条，考试中如果要求书写设计意图，可根据所写教学设计的内容选
取3～4条使用，若对于设计意图有自己的理解，考生也可以灵活书写。
新课导入的设计意图；采用__________的方式导入，可以帮助学生快速从课间的休息状态转
换到上课的学习状态，也可以引起学生的思考，激发学生的学习兴趣。
新课讲授的设计意图：
①进行小组讨论，可以加深学生对于________的理解，提高学生团队合作意识和语言表达能
力。
②通过问答法进行教学体现了新课标启发式的教学理念，能引导学生自主思考，和分析问题
解决问题的能力。
巩固提高的设计意图：让学生利用所学规律解释生活中的物理现象，体现从生活走向物理，
从物理走向社会的课程基本理念，更能激发学生的学习热情和学习兴趣。
小结的设计意图：进行总结可以加深学生的印象，建立完整的内容体系，提升学生的总结概
括能力。
作业的设计意图：作业是课堂教学的继续和补充，是整个教学环节的重要一环。布置作业能
够延伸课堂知识、检验学习效果。
66
