物理學史高考完整版適用於全國一卷一、力學1．1638年，義大利物理學家伽利略在《兩種新科學的對話》中用科學推理論證重物體不會比輕物體下落得快；他研究自由落體運動程式如下：提出假說：自由落體運動是一種對時間均勻變化的最簡單的變速運動；數學推理：由初速度為零、末速度為v的勻變速運動平均速度 和 得出 ；再應用 從上式中消去v，匯出 即 。實驗驗證：由於自由落體下落的時間太短，直接驗證有困難，伽利略用銅球在阻力很小的斜面上滾下，上百次實驗表明： ；換用不同質量的小球沿同一斜面運動，位移與時間平方的比值不變，說明不同質量的小球沿同一斜面做勻變速直線運動的情況相同；不斷增大斜面傾角，重複上述實驗，得出該比值隨斜面傾角的增大而增大，說明小球做勻變速運動的加速度隨斜面傾角的增大而變大。合理外推：把結論外推到斜面傾角為90°的情況，小球的運動成為自由落體，伽利略認為這時小球仍保持勻變速運動的性質。（用外推法得出的結論不一定都正確，還需經過實驗驗證）伽利略對自由落體的研究，開創了研究自然規律的一種科學方法。2．1683年，英國科學家牛頓在《自然哲學的數學原理》著作中提出了三條運動定律。3．17世紀，伽利略透過理想實驗法指出：在水平面上運動的物體若沒有摩擦，將保持這個速度一直運動下去；同時代的法國物理學家笛卡兒進一步指出：如果沒有其它原因，運動物體將繼續以同速度沿著一條直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向。4．20世紀初建立的量子力學和愛因斯坦提出的狹義相對論表明經典力學不適用於微觀粒子和高速運動物體。5．17世紀，德國天文學家開普勒提出開普勒三定律；牛頓於1687年正式發表萬有引力定律；1798年英國物理學家卡文迪許利用扭秤裝置比較準確地測出了引力常量（體現放大和轉換的思想）；1846年，科學家應用萬有引力定律，計算並觀測到海王星。6．中國宋朝發明的火箭與現代火箭原理相同，但現代火箭結構複雜，其所能達到的最大速度主要取決於噴氣速度和質量比（火箭開始飛行的質量與燃料燃盡時的質量比）；多級火箭一般都是三級火箭，中國已成為掌握載人航天技術的第三個國家。7．17世紀荷蘭物理學家惠更斯確定了單擺的週期公式。週期是2s的單擺叫秒擺。8．奧地利物理學家多普勒（1803-1853）首先發現由於波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者感到頻率發生變化的現象——多普勒效應。（相互接近，f增大；相互遠離，f減少）二、熱學1．1827年英國植物學家布朗發現懸浮在水中的花粉微粒不停地做無規則運動的現象——布朗運動。2．19世紀中葉，由德國醫生邁爾、英國物理學家焦爾、德國學者亥姆霍茲最後確定能量守恆定律。3．1850年，克勞修斯提出熱力學第二定律的定性表述：不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產生其他影響，稱為克勞修斯表述。次年開爾文提出另一種表述：不可能從單一熱源取熱，使之完全變為有用的功而不產生其他影響，稱為開爾文表述。4．1848年開爾文提出熱力學溫標，指出絕對零度（-273.15℃）是溫度的下限。T=t+273.15K熱力學第三定律：熱力學零度不可達到。5．瓦特在1782年研製成功了具有連桿、飛輪和離心調速器的雙向蒸汽機。三、電磁學1．1785年法國物理學家庫侖利用扭秤實驗發現了電荷之間的相互作用規律——庫侖定律。2．1752年，富蘭克林在費城透過風箏實驗驗證閃電是電的一種形式，把天電與地電統一起來，併發明避雷針。3．1826年德國物理學家歐姆（1787-1854）透過實驗得出歐姆定律。4．1911年荷蘭科學家昂尼斯發現大多數金屬在溫度降到某一值時，都會出現電阻突然降為零的現象——超導現象。5．1841～1842年 焦耳和楞次先後各自獨立發現電流透過導體時產生熱效應的規律，稱為焦耳——楞次定律。6．1820年，丹麥物理學家奧斯特發現電流可以使周圍的磁針偏轉的效應，稱為電流的磁效應。安培發現兩根通有同向電流的平行導線相吸，反向電流的平行導線則相斥；同時提出了安培分子電流假說。荷蘭物理學家洛侖茲提出運動電荷產生了磁場和磁場對運動電荷有作用力（洛侖茲力）的觀點。7．湯姆生的學生阿斯頓設計的質譜儀可用來測量帶電粒子的質量和分析同位素。1932年美國物理學家勞倫茲發明了迴旋加速器能在實驗室中產生大量的高能粒子。最大動能僅取決於磁場和D形盒直徑。帶電粒子圓周運動週期與高頻電源的週期相同；但當粒子動能很大，速率接近光速時，根據狹義相對論，粒子質量隨速率顯著增大，粒子在磁場中的迴旋週期發生變化，進一步提高粒子的速率很困難。8．1831年英國物理學家法拉第發現了由磁場產生電流的條件和規律——電磁感應現象；1834年楞次發表確定感應電流方向的定律。9．1832年亨利發現自感現象，即在研究感應電流的同時，發現因電流變化而在電路本身引起感應電動勢的現象。日光燈的工作原理即為其應用之一。雙繞線法制精密電阻為消除其影響應用之一。10．1864年英國物理學家麥克斯韋發表《電磁場的動力學理論》的論文，提出了電磁場的基本方程組，後稱為麥克斯韋方程組，預言了電磁波的存在，指出光是一種電磁波，為光的電磁理論奠定了基礎。電磁波是一種橫波。1887年德國物理學家赫茲用實驗證實了電磁波的存在並測定了電磁波的傳播速度等於光速。四、光學1．公元前468-前376，中國的墨翟及其弟子在《墨經》中記載了光的直線傳播、影的形成、光的反射、平面鏡和球面鏡成像等現象，為世界上最早的光學著作。2．1849年法國物理學家斐索首先在地面上測出了光速，以後又有許多科學家採用了更精密的方法測定光速，如美國物理學家邁克爾遜的旋轉稜鏡法。3．1621年荷蘭數學家斯涅耳找到了入射角與折射角之間的規律——折射定律。4．關於光的本質：17世紀明確地形成了兩種學說：一種是牛頓主張的微粒說，認為光是光源發出的一種物質微粒；另一種是荷蘭物理學家惠更斯提出的波動說，認為光是在空間傳播的某種波。這兩種學說都不能解釋當時觀察到的全部光現象。1801年，英國物理學家托馬斯•楊成功地觀察到了光的干涉現象1818年，法國科學家菲涅爾和泊松計算並實驗觀察到光的圓板衍射——泊松亮斑。1864年英國物理學家麥克斯韋預言了電磁波的存在，指出光是一種電磁波，1887年由赫茲證實。1895年，德國物理學家倫琴發現X射線（倫琴射線），併為他夫人的手拍下世界上第一張X射線的人體照片。1900年，德國物理學家普朗克為解釋物體熱輻射規律提出電磁波的發射和吸收不是連續的，而是一份一份的，把物理學帶進了量子世界；受其啟發1905年愛因斯坦提出光子說，成功地解釋了光電效應規律。1922年，美國物理學家康普頓在研究石墨中的電子對X射線的散射時——康普頓效應，證實了光的粒子性。（說明動量守恆定律和能量守恆定律同時適用於微觀粒子）光具有波粒二象性，光是電磁波、機率波、橫波（光的偏振說明光是一種橫波）。光的電磁說中要注意電磁波譜，還要注意原子光譜。5．1913年，丹麥物理學家玻爾提出了自己的原子結構假說，成功地解釋和預言了氫原子的輻射電磁波譜，為量子力學的發展奠定了基礎。6．1924年，法國物理學家德布羅意大膽預言了實物粒子在一定條件下會表現出波動性；1927年美英兩國物理學家得到了電子束在金屬晶體上的衍射圖案。電子顯微鏡與光學顯微鏡相比，衍射現象影響小很多，大大地提高了分辨能力，質子顯微鏡的分辨本能更高。五、原子物理學1．1897年，湯姆生利用陰極射線管發現了電子，說明原子可分，有複雜內部結構，並提出原子的棗糕模型。2．1909年-1911年，英國物理學家盧瑟福和助手們進行了α粒子散射實驗，並提出了原子的核式結構模型。由實驗結果估計原子核直徑數量級為10 -15 m 。3．1896年，法國物理學家貝克勒爾發現天然放射現象，說明原子核也有複雜的內部結構。天然放射現象有兩種衰變（α、β），三種射線（α、β、γ），其中γ射線是衰變後新核處於激發態，向低能級躍遷時輻射出的。衰變的快慢（半衰期）與原子所處的物理和化學狀態無關。4．1917年密立根測定電子的電量。5．1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核，第一次實現了原子核的人工轉變，並發現了質子。並預言原子核內還有另一種粒子，被其學生查德威克於1932年在α粒子轟擊鈹核時發現，由此人們認識到原子核由質子和中子組成。6．1939年12月德國物理學家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轟擊鈾核時，鈾核發生裂變。1942年在費米、西拉德等人領導下，美國建成第一個裂變反應堆（由濃縮鈾棒、控制棒、減速劑、水泥防護層等組成）。7．1952年美國爆炸了世界上第一顆氫彈（聚變反應、熱核反應）。人工控制核聚變的一個可能途徑是利用強鐳射產生的高壓照射小顆粒核燃料。8．現代粒子物理1932年發現了正電子，1964年提出夸克模型；粒子分為三大類：媒介子，傳遞各種相互作用的粒子如光子；輕子，不參與強相互作用的粒子如電子、中微子；強子，參與強相互作用的粒子如質子、中子；強子由更基本的粒子夸克組成，夸克帶電量可能為元電荷的 或 。
物理學史高考完整版適用於全國一卷一、力學1．1638年，義大利物理學家伽利略在《兩種新科學的對話》中用科學推理論證重物體不會比輕物體下落得快；他研究自由落體運動程式如下：提出假說：自由落體運動是一種對時間均勻變化的最簡單的變速運動；數學推理：由初速度為零、末速度為v的勻變速運動平均速度 和 得出 ；再應用 從上式中消去v，匯出 即 。實驗驗證：由於自由落體下落的時間太短，直接驗證有困難，伽利略用銅球在阻力很小的斜面上滾下，上百次實驗表明： ；換用不同質量的小球沿同一斜面運動，位移與時間平方的比值不變，說明不同質量的小球沿同一斜面做勻變速直線運動的情況相同；不斷增大斜面傾角，重複上述實驗，得出該比值隨斜面傾角的增大而增大，說明小球做勻變速運動的加速度隨斜面傾角的增大而變大。合理外推：把結論外推到斜面傾角為90°的情況，小球的運動成為自由落體，伽利略認為這時小球仍保持勻變速運動的性質。（用外推法得出的結論不一定都正確，還需經過實驗驗證）伽利略對自由落體的研究，開創了研究自然規律的一種科學方法。2．1683年，英國科學家牛頓在《自然哲學的數學原理》著作中提出了三條運動定律。3．17世紀，伽利略透過理想實驗法指出：在水平面上運動的物體若沒有摩擦，將保持這個速度一直運動下去；同時代的法國物理學家笛卡兒進一步指出：如果沒有其它原因，運動物體將繼續以同速度沿著一條直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向。4．20世紀初建立的量子力學和愛因斯坦提出的狹義相對論表明經典力學不適用於微觀粒子和高速運動物體。5．17世紀，德國天文學家開普勒提出開普勒三定律；牛頓於1687年正式發表萬有引力定律；1798年英國物理學家卡文迪許利用扭秤裝置比較準確地測出了引力常量（體現放大和轉換的思想）；1846年，科學家應用萬有引力定律，計算並觀測到海王星。6．中國宋朝發明的火箭與現代火箭原理相同，但現代火箭結構複雜，其所能達到的最大速度主要取決於噴氣速度和質量比（火箭開始飛行的質量與燃料燃盡時的質量比）；多級火箭一般都是三級火箭，中國已成為掌握載人航天技術的第三個國家。7．17世紀荷蘭物理學家惠更斯確定了單擺的週期公式。週期是2s的單擺叫秒擺。8．奧地利物理學家多普勒（1803-1853）首先發現由於波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者感到頻率發生變化的現象——多普勒效應。（相互接近，f增大；相互遠離，f減少）二、熱學1．1827年英國植物學家布朗發現懸浮在水中的花粉微粒不停地做無規則運動的現象——布朗運動。2．19世紀中葉，由德國醫生邁爾、英國物理學家焦爾、德國學者亥姆霍茲最後確定能量守恆定律。3．1850年，克勞修斯提出熱力學第二定律的定性表述：不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產生其他影響，稱為克勞修斯表述。次年開爾文提出另一種表述：不可能從單一熱源取熱，使之完全變為有用的功而不產生其他影響，稱為開爾文表述。4．1848年開爾文提出熱力學溫標，指出絕對零度（-273.15℃）是溫度的下限。T=t+273.15K熱力學第三定律：熱力學零度不可達到。5．瓦特在1782年研製成功了具有連桿、飛輪和離心調速器的雙向蒸汽機。三、電磁學1．1785年法國物理學家庫侖利用扭秤實驗發現了電荷之間的相互作用規律——庫侖定律。2．1752年，富蘭克林在費城透過風箏實驗驗證閃電是電的一種形式，把天電與地電統一起來，併發明避雷針。3．1826年德國物理學家歐姆（1787-1854）透過實驗得出歐姆定律。4．1911年荷蘭科學家昂尼斯發現大多數金屬在溫度降到某一值時，都會出現電阻突然降為零的現象——超導現象。5．1841～1842年 焦耳和楞次先後各自獨立發現電流透過導體時產生熱效應的規律，稱為焦耳——楞次定律。6．1820年，丹麥物理學家奧斯特發現電流可以使周圍的磁針偏轉的效應，稱為電流的磁效應。安培發現兩根通有同向電流的平行導線相吸，反向電流的平行導線則相斥；同時提出了安培分子電流假說。荷蘭物理學家洛侖茲提出運動電荷產生了磁場和磁場對運動電荷有作用力（洛侖茲力）的觀點。7．湯姆生的學生阿斯頓設計的質譜儀可用來測量帶電粒子的質量和分析同位素。1932年美國物理學家勞倫茲發明了迴旋加速器能在實驗室中產生大量的高能粒子。最大動能僅取決於磁場和D形盒直徑。帶電粒子圓周運動週期與高頻電源的週期相同；但當粒子動能很大，速率接近光速時，根據狹義相對論，粒子質量隨速率顯著增大，粒子在磁場中的迴旋週期發生變化，進一步提高粒子的速率很困難。8．1831年英國物理學家法拉第發現了由磁場產生電流的條件和規律——電磁感應現象；1834年楞次發表確定感應電流方向的定律。9．1832年亨利發現自感現象，即在研究感應電流的同時，發現因電流變化而在電路本身引起感應電動勢的現象。日光燈的工作原理即為其應用之一。雙繞線法制精密電阻為消除其影響應用之一。10．1864年英國物理學家麥克斯韋發表《電磁場的動力學理論》的論文，提出了電磁場的基本方程組，後稱為麥克斯韋方程組，預言了電磁波的存在，指出光是一種電磁波，為光的電磁理論奠定了基礎。電磁波是一種橫波。1887年德國物理學家赫茲用實驗證實了電磁波的存在並測定了電磁波的傳播速度等於光速。四、光學1．公元前468-前376，中國的墨翟及其弟子在《墨經》中記載了光的直線傳播、影的形成、光的反射、平面鏡和球面鏡成像等現象，為世界上最早的光學著作。2．1849年法國物理學家斐索首先在地面上測出了光速，以後又有許多科學家採用了更精密的方法測定光速，如美國物理學家邁克爾遜的旋轉稜鏡法。3．1621年荷蘭數學家斯涅耳找到了入射角與折射角之間的規律——折射定律。4．關於光的本質：17世紀明確地形成了兩種學說：一種是牛頓主張的微粒說，認為光是光源發出的一種物質微粒；另一種是荷蘭物理學家惠更斯提出的波動說，認為光是在空間傳播的某種波。這兩種學說都不能解釋當時觀察到的全部光現象。1801年，英國物理學家托馬斯•楊成功地觀察到了光的干涉現象1818年，法國科學家菲涅爾和泊松計算並實驗觀察到光的圓板衍射——泊松亮斑。1864年英國物理學家麥克斯韋預言了電磁波的存在，指出光是一種電磁波，1887年由赫茲證實。1895年，德國物理學家倫琴發現X射線（倫琴射線），併為他夫人的手拍下世界上第一張X射線的人體照片。1900年，德國物理學家普朗克為解釋物體熱輻射規律提出電磁波的發射和吸收不是連續的，而是一份一份的，把物理學帶進了量子世界；受其啟發1905年愛因斯坦提出光子說，成功地解釋了光電效應規律。1922年，美國物理學家康普頓在研究石墨中的電子對X射線的散射時——康普頓效應，證實了光的粒子性。（說明動量守恆定律和能量守恆定律同時適用於微觀粒子）光具有波粒二象性，光是電磁波、機率波、橫波（光的偏振說明光是一種橫波）。光的電磁說中要注意電磁波譜，還要注意原子光譜。5．1913年，丹麥物理學家玻爾提出了自己的原子結構假說，成功地解釋和預言了氫原子的輻射電磁波譜，為量子力學的發展奠定了基礎。6．1924年，法國物理學家德布羅意大膽預言了實物粒子在一定條件下會表現出波動性；1927年美英兩國物理學家得到了電子束在金屬晶體上的衍射圖案。電子顯微鏡與光學顯微鏡相比，衍射現象影響小很多，大大地提高了分辨能力，質子顯微鏡的分辨本能更高。五、原子物理學1．1897年，湯姆生利用陰極射線管發現了電子，說明原子可分，有複雜內部結構，並提出原子的棗糕模型。2．1909年-1911年，英國物理學家盧瑟福和助手們進行了α粒子散射實驗，並提出了原子的核式結構模型。由實驗結果估計原子核直徑數量級為10 -15 m 。3．1896年，法國物理學家貝克勒爾發現天然放射現象，說明原子核也有複雜的內部結構。天然放射現象有兩種衰變（α、β），三種射線（α、β、γ），其中γ射線是衰變後新核處於激發態，向低能級躍遷時輻射出的。衰變的快慢（半衰期）與原子所處的物理和化學狀態無關。4．1917年密立根測定電子的電量。5．1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核，第一次實現了原子核的人工轉變，並發現了質子。並預言原子核內還有另一種粒子，被其學生查德威克於1932年在α粒子轟擊鈹核時發現，由此人們認識到原子核由質子和中子組成。6．1939年12月德國物理學家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轟擊鈾核時，鈾核發生裂變。1942年在費米、西拉德等人領導下，美國建成第一個裂變反應堆（由濃縮鈾棒、控制棒、減速劑、水泥防護層等組成）。7．1952年美國爆炸了世界上第一顆氫彈（聚變反應、熱核反應）。人工控制核聚變的一個可能途徑是利用強鐳射產生的高壓照射小顆粒核燃料。8．現代粒子物理1932年發現了正電子，1964年提出夸克模型；粒子分為三大類：媒介子，傳遞各種相互作用的粒子如光子；輕子，不參與強相互作用的粒子如電子、中微子；強子，參與強相互作用的粒子如質子、中子；強子由更基本的粒子夸克組成，夸克帶電量可能為元電荷的 或 。