高二物理（人教版）核心知识思维导图

中心主题：高二物理

• 第一板块：力学 (选修3-5核心内容)
  • 第一章：动量守恒定律
    • 1 动量
      • 定义: 物体的质量与速度的乘积 p = mv
      • 矢量性: 方向与速度方向相同
      • 瞬时性: 对应某一时刻或某一位置
      • 相对性: 参考系不同，动量不同 (通常选地面为参考系)
    • 2 动量定理
      • 物体所受合外力的冲量等于它的动量变化量
      • 公式: FΔt = Δp = mv' - mv (或 I = Δp)
      • 理解:
        • 冲量是动量变化的量度
        • 力是产生冲量的原因
        • 矢量性: 冲量、动量变化量、合外力的方向相同
    • 3 动量守恒定律
      • 一个系统不受外力或所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变
      • 公式: m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁' + m₂v₂' (两物体系统)
      • 适用条件:
        • 系统不受外力或合外力为零 (理想条件)
        • 系统在某一方向上不受外力或合外力为零，则该方向上动量守恒
        • 系统内力远大于外力 (如碰撞、爆炸瞬间)
      • 普适性: 不仅适用于宏观低速，也适用于微观高速
    • 4 碰撞与反冲
      • 碰撞:
        • 特点: 作用时间极短，内力 >> 外力，动量守恒
        • 分类:
          • 弹性碰撞: 动量守恒，动能也守恒 (ΔE_k = 0)
          • 非弹性碰撞: 动量守恒，动能不守恒 (ΔE_k > 0)
          • 完全非弹性碰撞: 动量守恒，动能损失最大 (v₁' = v₂')
      • 反冲运动:
        • 特点: 如火箭发射、喷气式飞机
        • 原理: 动量守恒 (系统总动量为零，分离后动量大小相等、方向相反)
  • 第二章：机械振动与机械波
    • 1 简谐运动
      • 定义: 物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力作用下的振动
      • 回复力: F = -kx (负号表示方向)
      • 特征: 变加速运动，平衡位置速度最大、加速度为零；最大位移处速度为零、加速度最大
    • 2 描述简谐运动的物理量
      • 振幅: 振动物体离开平衡位置的最大距离 A (标量)
      • 周期: 完成一次全振动所用的时间 T
      • 频率: 单位时间内完成全振动的次数 f (f = 1/T)
      • 固有频率/周期: 由振动系统自身性质决定，与振幅无关
    • 3 简谐运动的图像
      • 形状: 正弦或余弦曲线
      • 横轴: 时间 t
      • 纵轴: 位移 x
      • 应用: 可以直接读出任意时刻的位移、振幅、周期、判断速度方向
    • 4 单摆
      • 模型: 细线 + 小球 (视为质点)，θ < 5°
      • 回复力: F = -mg·sinθ ≈ -mg·x/L (近似为简谐运动)
      • 周期公式: T = 2π√(L/g)
        • L: 摆长 (悬点到球心距离)
        • g: 当地重力加速度
        • 等时性: 周期与振幅、小球质量无关
    • 5 机械波
      • 产生条件: 波源 + 介质
      • 分类:
        • 横波: 质点振动方向与波传播方向垂直 (如绳波)
        • 纵波: 质点振动方向与波传播方向在一直线上 (如声波)
    • 6 描述机械波的物理量
      • 波长: 在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离
      • 频率: 波源的振动频率 f (由波源决定,与介质无关)
      • 波速: 单位时间内振动传播的距离 v
      • 三者关系: v = λf
    • 7 波的图像
      • 形状: 正弦或余弦曲线
      • 横轴: 各质点平衡位置的位置 x
      • 纵轴: 该质点偏离平衡位置的位移 y
      • 应用: 可以直接读出任意质点的位移、波长、判断质点振动方向
    • 8 波的反射、折射、衍射、干涉
      • 反射: 波遇到障碍物返回
      • 折射: 波从一种介质进入另一种介质时传播方向发生改变
      • 衍射: 波绕过障碍物继续传播的现象 (明显条件: 障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多)
      • 干涉: 频率相同的两列波叠加，某些区域振动加强，某些区域振动减弱的现象 (产生稳定干涉图样的条件: 两波源频率相同、相位差恒定)
    • 9 多普勒效应
      • 现象: 当波源与观察者相互靠近时，接收到的频率变高；远离时,接收到的频率变低。
      • 应用: 多普勒测速、雷达测速

• 第二板块：电磁学 (选修3-1核心内容)
  • 第一章：静电场
    • 1 电荷及其守恒定律
      • 两种电荷: 正电荷、负电荷
      • 元电荷: e = 1.6 × 10⁻¹⁹ C (最小的电荷量)
      • 电荷守恒定律: 电荷既不能创造，也不能消灭，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
    • 2 库仑定律
      • 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比
      • 公式: F = k|q₁q₂|/r² (k = 9.0 × 10⁹ N·m²/C²)
      • 方向: 同种电荷相斥，异种电荷相吸 (沿两点连线方向)
    • 3 电场强度
      • 定义: 放入电场中某点的电荷所受的电场力 F 跟它的电荷量 q 的比值
      • 公式: E = F/q (定义式,适用于任何电场)
      • 点电荷电场: E = kQ/r² (Q为场源电荷)
      • 矢量性: 方向与正电荷在该点所受电场力方向相同
    • 4 电势能与电势
      • 电势能: 电荷在电场中具有的势能 (E_p)
      • 电势: 电场中某点的电势 等于电荷在该点的电势能 E_p 与电荷量 q 的比值 (φ = E_p/q)
        • 标量: 有正负，无方向
        • 相对性: 电势的数值与零电势点的选取有关
        • 电势差: U_AB = φ_A - φ_B
    • 5 电势差
      • 定义: 电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功 W 与电荷量 q 的比值 (U = W/q)
      • 与电场力做功关系: W_AB = qU_AB
    • 6 电势差与电场强度的关系
      • 匀强电场中: U = Ed (d为两点沿电场方向的距离)
      • 电场强度方向: 电势降低最快的方向
    • 7 电容器与电容
      • 电容器: 储存电荷的容器
      • 电容: 电容器所带电荷量 Q 与两极板间电势差 U 的比值 (C = Q/U)
        • 物理意义: 描述电容器容纳电荷本领的物理量
        • 决定因素: 由电容器自身结构决定 (C = εS/(4πkd))
    • 8 带电粒子在电场中的运动
      • 平衡: qE = mg
      • 加速: qU = ½mv² - ½mv₀² (匀强或非匀强电场均适用)
      • 偏转 (匀强电场):
        • 类平抛运动 (垂直电场方向: 匀速直线运动；沿电场方向: 初速度为零的匀加速直线运动)
        • 侧向位移: y = qEL²/(2mv₀²d) (L为极板长度,d为极板间距)
  • 第二章：恒定电流
    • 1 电流
      • 定义: 电荷的定向移动形成电流 (I = q/t)
      • 方向: 规定正电荷定向移动的方向为电流方向
    • 2 欧姆定律
      • 导体中的电流 I 跟导体两端的电压 U 成正比，跟导体的电阻 R 成反比
      • 公式: I = U/R (适用于金属导体和电解液)
    • 3 电阻
      • 定义: 导体对电流的阻碍作用 (R = U/I)
      • 电阻定律: R = ρL/S (为电阻率，与材料、温度有关)
    • 4 电功和电功率
      • 电功: W = UIt (电流做功的多少)
      • 电功率: P = UI (电流做功的快慢)
      • 热功率 (焦耳定律): P热 = I²R (电流产生的热功率)
    • 5 串联电路与并联电路
      • 串联:
        • 电流: I = I₁ = I₂ = ...
        • 电压: U = U₁ + U₂ + ...
        • 电阻: R = R₁ + R₂ + ...
        • 分压作用: U₁/U₂ = R₁/R₂
      • 并联:
        • 电流: I = I₁ + I₂ + ...
        • 电压: U = U₁ = U₂ = ...
        • 电阻: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + ...
        • 分流作用: I₁/I₂ = R₂/R₁
    • 6 电源的电动势和内阻
      • 电动势: E (表征电源把其他形式能转化为电能的本领,等于电源没有接入电路时两极间的电压)
      • 内阻: r (电源内部电阻)
    • 7 闭合电路欧姆定律
      • 闭合电路中的电流 I 跟电源的电动势 E 成正比，跟内、外电路的电阻之和 R+r 成反比
      • 公式: I = E/(R+r)
      • 路端电压: U = E - Ir
        • 外电阻R增大: U增大，I减小
        • 外断路 (R→∞): U = E
        • 外短路 (R=0): U = 0, I = E/r (危险)
  • 第三章：磁场
    • 1 磁场及其描述
      • 磁场: 磁体、电流周围存在的一种特殊物质
      • 磁感线: 形象描述磁场的假想曲线，切线方向为磁场方向，疏密表示强弱
      • 磁感应强度: B = F/(IL) (垂直于磁场放置的通电导线受到的力)
        • 单位: 特斯拉
        • 矢量: 方向为小磁针静止时N极所指方向
    • 2 电流的磁场
      • 安培定则 (右手螺旋定则):
        • 直线电流: 右手握住导线，大拇指指向电流方向，四指弯曲方向为磁感线环绕方向
        • 环形电流/通电螺线管: 右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向内部磁感线方向 (N极)
    • 3 磁场对通电导线的作用力——安培力
      • 大小: F = BILsinθ (θ为B与I的夹角)
        • θ=90° (垂直): F = BIL (最大)
        • θ=0° (平行): F = 0 (最小)
      • 方向: 左手定则 (伸开左手，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向,大拇指指向安培力方向)
    • 4 磁场对运动电荷的作用力——洛伦兹力
      • 大小: f = qvBsinθ (θ为v与B的夹角)
        • θ=90° (垂直): f = qvB (最大)
        • θ=0° (平行): f = 0 (最小)
      • 方向: 左手定则 (注意: 四指指向正电荷运动方向,负电荷则相反)
      • 作用效果: 洛伦兹力不做功，只改变速度方向
    • 5 带电粒子在匀强磁场中的运动
      • v⊥B: 做匀速圆周运动
        • 向心力: 洛伦兹力 f = qvB = mv²/r
        • 轨道半径: r = mv/(qB)
        • 运动周期: T = 2πm/(qB) (与速度v、半径r无关)
      • v∥B: 做匀速直线运动
      • v与B成任意夹角: 做螺旋线运动

如何使用这份思维导图

1. 构建框架: 先理解每个一级、二级标题,建立整体的知识结构。
2. 填充细节: 在每个知识点下，回忆并写下具体的定义、公式、单位、物理意义和适用条件。
3. 联系对比:
   • 力学内部: 动量定理与动能定理的区别？动量守恒与机械能守恒的条件？
   • 电磁学内部: 电场强度 E=F/q (定义式) 与 E=kQ/r² (决定式) 的区别？电场力与洛伦兹力的区别？
   • 跨板块联系: 带电粒子在复合场（电场+磁场）中的运动，是力学、电学、磁学的综合应用。
4. 做题应用: 在解题时，尝试从思维导图中定位相关的知识点和公式,明确解题思路。
5. 定期回顾: 思维导图是复习的利器，每周或每单元结束后，看着导图复述一遍,效果会非常好。

希望这份详细的思维导图能帮助你更好地掌握高二物理知识！祝你学习进步！