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1 近代物理學(xué)的奠基人和革命者 同步測(cè)試
勸學(xué)：標(biāo)準(zhǔn)要求
知識(shí)能力目標(biāo)
過(guò)程方法目標(biāo)
情感態(tài)度目標(biāo)
合作：學(xué)習(xí)要點(diǎn)提煉
1.伽利略突出成就是創(chuàng)立了自由落體定律，從而推翻了亞里士多德的學(xué)說(shuō)。
2. 牛頓的經(jīng)典力學(xué)體系。（17世紀(jì)末至18世紀(jì)初）
（1）背景：近代科學(xué)誕生后，亞里士多德的力學(xué)不斷受到質(zhì)疑，以伽利略、笛卡爾、開(kāi)普勒為代表的科學(xué)家奠定了經(jīng)典力學(xué)的理論基礎(chǔ)。
（2）基本內(nèi)容：牛頓力學(xué)三大定律（慣性定律、加速度的比例定律、作用力和反作用力定律）和萬(wàn)有引力定律。這些理論將天體的運(yùn)動(dòng)和地球上物體的運(yùn)動(dòng)概括在同一理論之中，成為經(jīng)典力學(xué)的集大成者。
（3）牛頓經(jīng)典力學(xué)的特征：注重實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)化。
（4）歷史地位：牛頓力學(xué)體系是近代自然科學(xué)形成的標(biāo)志，是人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)史上的第一次理論大綜合，是整個(gè)物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代一切機(jī)械、土木建筑、交通運(yùn)輸?shù)裙こ碳夹g(shù)的理論基礎(chǔ)。它的確立，使力學(xué)和天文學(xué)在理論上達(dá)到了相當(dāng)完備的程度，同時(shí)也在生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中得到廣泛的應(yīng)用和驗(yàn)證。從此，科學(xué)擺脫了神學(xué)的束縛向前發(fā)展。經(jīng)典力學(xué)是近代自然科學(xué)理論體系中最先成熟和完善的核心理論體系。
3.量子論的提出和發(fā)展。（20世紀(jì)初）
（1）背景：19世紀(jì)末20世紀(jì)初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)，促進(jìn)人們對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)深入到了原子內(nèi)部。但大量的實(shí)驗(yàn)表明，微觀粒子的運(yùn)動(dòng)不能用通常的宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行描述。這就需要人們對(duì)微觀世界開(kāi)展研究。
（2）1900年，德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出了量子假說(shuō)。這個(gè)假說(shuō)宣告了量子論的誕生。
（3）量子論的發(fā)展：愛(ài)因斯坦提出了光具有波粒二象性的結(jié)論，法國(guó)物理學(xué)家德布羅意又提出物質(zhì)波理論。在這個(gè)基礎(chǔ)上，奧地利、德國(guó)的物理學(xué)家建立了量子力學(xué)。
（4）意義：量子理論彌補(bǔ)了經(jīng)典物理學(xué)在微觀的粒子世界方面認(rèn)識(shí)的空缺，把人類對(duì)客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)從宏觀世界推進(jìn)到微觀世界，改變了人們看世界的角度和方式；量子理論讓人們從根本上改變了近代物理學(xué)中的傳統(tǒng)觀念，使物理學(xué)乃至整個(gè)自然科學(xué)的觀念都發(fā)生了重大變革。
4. 愛(ài)因斯坦的相對(duì)論。（20世紀(jì)初）
（1）內(nèi)容：提出了狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論。相對(duì)論認(rèn)為：時(shí)間和空間不是絕對(duì)不變，而是隨著物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)而變化的；物質(zhì)質(zhì)量隨著運(yùn)動(dòng)速度的增大而增加。
（2）愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論是建立在兩個(gè)基本假設(shè)基礎(chǔ)之上的。第一個(gè)假設(shè)是相對(duì)性原理，即物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變與選擇任何一個(gè)參照系無(wú)關(guān)；第二個(gè)假設(shè)是光速不變?cè)�理，即�?duì)任何一個(gè)參照系而言，光速都是相同的。從兩個(gè)基本假設(shè)出發(fā)，愛(ài)因斯坦得出如下新的結(jié)論：a運(yùn)動(dòng)物體在運(yùn)動(dòng)方向上長(zhǎng)度縮短。b運(yùn)動(dòng)著的時(shí)鐘要變慢。c任何物體的運(yùn)動(dòng)速度都不可能超過(guò)光速。d同時(shí)性是相對(duì)的，在一個(gè)慣性系中同時(shí)發(fā)生的事情，在另一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的慣性系中測(cè)量便不是同時(shí)發(fā)生的。e如果物質(zhì)速度比光速小得多，相對(duì)論力學(xué)就變?yōu)榕ｎD力學(xué)，比起牛頓力學(xué)來(lái)，相對(duì)論力學(xué)具有更普遍的意義。f物體的能量等于物體的慣性質(zhì)量乘以光速的平方。
（3）廣義相對(duì)論實(shí)際上是關(guān)于空間、時(shí)間與萬(wàn)有引力關(guān)系的理論，它指出空間──時(shí)間不可能離開(kāi)物質(zhì)而獨(dú)立存在，空間的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于物質(zhì)的分布。狹義相對(duì)論已指出時(shí)間、空間是一個(gè)整體，即四維時(shí)空。廣義相對(duì)論進(jìn)一步指出，物質(zhì)的存在會(huì)使四維時(shí)空發(fā)生彎曲，萬(wàn)有引力并不是真正的力，而是時(shí)空彎曲的表現(xiàn)。如果物質(zhì)消失，時(shí)空就回到平直狀態(tài)。廣義相對(duì)論第一次闡述了四維時(shí)空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系的重要思想。
（4）歷史地位：愛(ài)因斯坦相對(duì)論的建立，是對(duì)近代物理學(xué)理論框架的重大突破，標(biāo)志著人類邁入現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)時(shí)代，它不僅揭示了空間、時(shí)間的可變性，而且說(shuō)明，無(wú)論是空間還是時(shí)間都不可能單獨(dú)發(fā)生變化，時(shí)空的變化和時(shí)空結(jié)構(gòu)同物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和狀態(tài)密不可分。這種全新的時(shí)空觀、運(yùn)動(dòng)觀和物質(zhì)觀的形成，是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革，對(duì)整個(gè)自然科學(xué)和哲學(xué)都產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響。相對(duì)論同量子理論一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架。
5. 牛頓力學(xué)與愛(ài)因斯坦相對(duì)論的關(guān)系：①牛頓力學(xué)體系概括了物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本定律，這些定律有一個(gè)不容忽視的前提，即物質(zhì)運(yùn)動(dòng)是在低速情況下，這些定律才適用。②相對(duì)論否定了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀，提出時(shí)空不是絕對(duì)不變的，而是隨物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)而變化，物質(zhì)質(zhì)量隨運(yùn)動(dòng)的速度變化而變化，并提出了質(zhì)能轉(zhuǎn)化原理，奠定了利用原子能的理論基礎(chǔ)，加深了人們對(duì)物質(zhì)和運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)，在科學(xué)、哲學(xué)上有重大意義。③相對(duì)論發(fā)展了牛頓力學(xué)，把牛頓力學(xué)概括在相對(duì)論力學(xué)中，牛頓力學(xué)只是相對(duì)論力學(xué)在低速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的一個(gè)特例。
一、選擇題：在每小題所列的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1. 在中世紀(jì)的歐洲長(zhǎng)期被教會(huì)奉為教條的是
A.亞里士多德的學(xué)說(shuō) B. 伽利略的學(xué)說(shuō) C. 哥白尼的學(xué)說(shuō) D. 牛頓的學(xué)說(shuō)
2. 以下屬于伽利略的學(xué)說(shuō)是
A.慣性定律B.加速度定律 C.作用力和反作用力定律 D.自由落體定律
3. 牛頓最輝煌的成就是
A. 建立經(jīng)典力學(xué)的基本體系 B. 創(chuàng)立微積分
C. 開(kāi)創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)的近代科學(xué) D. 發(fā)現(xiàn)海王星
4. 海王星的發(fā)現(xiàn)是根據(jù)
A. 哥白尼日心說(shuō)的推算B. 牛頓理論的推測(cè)
C. 法拉第學(xué)說(shuō)的計(jì)算D. 愛(ài)因斯坦對(duì)時(shí)間、空間屬性的揭示
5. 根據(jù)萬(wàn)有引力定律人們?nèi)〉玫难芯砍晒��?br>① 算出地球的平均密度 ② 算出地球的扁平度 ③ 解釋了潮汐的成因 ④ 發(fā)現(xiàn)了海王星
A. ①②④ B. ①③④ C. ①②③ D. ①②③④
6. 近代科學(xué)進(jìn)入全面繁榮的時(shí)代是在
A. 17世紀(jì)末 B.18世紀(jì) C. 19世紀(jì) D. 20世紀(jì)
7. 19世紀(jì)末，物理學(xué)界的重大研究課題是
A. 黑體輻射問(wèn)題B. 光電效應(yīng)問(wèn)題 C.電磁感應(yīng)問(wèn)題D. 解決煉鋼脫磷問(wèn)題
8. 發(fā)現(xiàn)黑體輻射的總能量與其溫度之間的定量關(guān)系是通過(guò)
A. 實(shí)驗(yàn) B. 觀察 C. 推理 D. 計(jì)算
9. 著名的量子概念的提出者是
A. 斯蒂芬 B. 普朗克 C. 德布羅意 D. 愛(ài)因斯坦
10. 認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，將量子論發(fā)展到一個(gè)新的高度的是
A. 普朗克 B. 斯蒂芬 C. 德布羅意 D. 愛(ài)因斯坦
11. 把量子理論推廣到光學(xué)中，成功地解釋了光電效應(yīng)，得出了光具有波粒二象性的結(jié)論是
A. 德布羅意 B. 普朗克 C. 斯蒂芬 D. 愛(ài)因斯坦
12. 愛(ài)因斯坦創(chuàng)立的相對(duì)論與牛頓力學(xué)的關(guān)系，比較準(zhǔn)確的說(shuō)法是
A. 前者否定了后者 B. 前都概括了后者 C. 前者解釋了后者 D. 前者補(bǔ)充了后者
13. 物理學(xué)相對(duì)論的主要內(nèi)容不包括
A. 時(shí)間和空間是絕對(duì)不變的 B. 時(shí)間和空間隨著物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)而變化
C. 物質(zhì)質(zhì)量隨運(yùn)動(dòng)速度變化而變化 D. 質(zhì)量和能量是可以互相轉(zhuǎn)化的
14. 相對(duì)論的兩個(gè)基本原理是
①相對(duì)性原理 ②量子論 ③鐘慢效應(yīng) ④光速不變?cè)��?br>A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ①④
15. 構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架是
A. 牛頓經(jīng)典力學(xué)理論 B. 量子理論 C. 相對(duì)論 D. 量子理論和相對(duì)論
探究：提高與超越誰(shuí)能極之??操千曲而后曉聲，觀千劍而后識(shí)器
二、解析題
1.閱讀下列
愛(ài)因斯坦說(shuō)，在牛頓時(shí)代，牛頓的道路是一位具有最高思維能力和創(chuàng)造力的人所能發(fā)現(xiàn)的惟一道路；牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍然指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。
??《自述》
請(qǐng)回答：（1）“牛頓時(shí)代”是什么樣的時(shí)代？
（2）牛頓在數(shù)學(xué)和力學(xué)方面有什么貢獻(xiàn)？
2.閱讀下列材料
（英國(guó)）皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)湯姆遜致詞說(shuō)：“愛(ài)因斯坦的相對(duì)論是人類思想史上最偉大的成就之一，也許就是最偉大的成就，它不是發(fā)現(xiàn)一個(gè)孤島，而是發(fā)現(xiàn)了新的科學(xué)思想的新大陸�！薄�…1921年，愛(ài)因斯坦獲得了諾貝爾獎(jiǎng)金。這獎(jiǎng)來(lái)得十分不易。當(dāng)時(shí)有不少德國(guó)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者威脅說(shuō)，如果給相對(duì)論授獎(jiǎng)，他們就要退回已獲的獎(jiǎng)?wù)拢�結(jié)果評(píng)選委員會(huì)找到了一個(gè)辦法，讓愛(ài)因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者而得獎(jiǎng)，相對(duì)論始終沒(méi)有獲諾貝爾獎(jiǎng)。
??吳國(guó)盛：《科學(xué)的歷程》
回答：（1）材料中說(shuō)“相對(duì)論是人類思想史上最偉大的成就之一”，你同意這一說(shuō)法嗎？
（2）你如何看待1921年愛(ài)因斯坦獲諾貝爾獎(jiǎng)是所發(fā)生的事
三、問(wèn)答題
3. 列舉從17世紀(jì)到20世界初物理學(xué)理論的重大成就？
4. 愛(ài)因斯坦的相對(duì)論在哪些方面突破了牛頓力學(xué)體系？它的出現(xiàn)是否表明牛頓力學(xué)失去了光輝？
答案詳說(shuō)
一、選擇題
1.A 2.D 3.A 4.B 5.D 6.C 7.A 8.A 9.B 10.C 11. D 12.B 13. A 14. D 15. D
二、材料解析題
1. （1）17世紀(jì)中葉至18世紀(jì)20年代；處于資本主義手工工場(chǎng)時(shí)期，資產(chǎn)階級(jí)文化在逐漸發(fā)展。
（2）數(shù)學(xué)方面，立微積分學(xué)，使精密的測(cè)量和變量計(jì)算有了可能。力學(xué)方面，提出物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的三大定律和萬(wàn)有引力定律，是人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)史上的第一次理論大綜合。
2. （1）同意
（2）“科學(xué)無(wú)國(guó)界”精神；應(yīng)尊重真理，而不應(yīng)有任何歧視和偏見(jiàn)。
三、問(wèn)答題
3. （1）伽利略突出成就是創(chuàng)立了自由落體定律；（2）牛頓創(chuàng)立了慣性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律、萬(wàn)有引力定律；（3）普朗克提出了著名的量子概念和創(chuàng)立了量子理論（3）愛(ài)因斯坦成功解釋了光電效應(yīng)得出了光具有波粒二象性的結(jié)論；有創(chuàng)立了狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論；（4）德布羅意提出物質(zhì)波理論；（5）量子力學(xué)的創(chuàng)立。
4. （1）突破：①否定了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀，指出時(shí)空是隨物質(zhì)運(yùn)動(dòng)而變化的，物質(zhì)的質(zhì)量也是隨運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化的。這樣就揭示了空間、時(shí)間、物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)之間的本質(zhì)上的統(tǒng)一性，而把牛頓力學(xué)理論作為一種特殊情況概括在內(nèi)。②狹義相對(duì)論認(rèn)為質(zhì)量和能量可互相轉(zhuǎn)化，即能量等于質(zhì)量乘光速平方。它就是利用原子能的理論基礎(chǔ)。
（2）牛頓力學(xué)體系正確反映了宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律，是人類認(rèn)識(shí)史上的一個(gè)飛躍，牛頓提出的三個(gè)定律，是整個(gè)力學(xué)的基礎(chǔ)，牛頓所創(chuàng)造的概念，至今指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。牛頓在科學(xué)史上作出了杰出貢獻(xiàn)。愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論反映的是物體高速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律，是對(duì)牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。


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