1 近代物理學(xué)的奠基人和革命者 同步測試
勸學(xué)：標(biāo)準(zhǔn)要求
知識能力目標(biāo)
過程方法目標(biāo)
情感態(tài)度目標(biāo)
合作：學(xué)習(xí)要點提煉
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。
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）和萬有引力定律。這些理論將天體的運動和地球上物體的運動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：注重實驗和數(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，是人類對自然界認(rèn)識史上的第一次理論大綜合，是整個物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代一切機械、土木建筑、交通運輸?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，同時也在生產(chǎn)和科學(xué)實驗中得到廣泛的應(yīng)用和驗證。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)，促進人們對物質(zhì)的認(rèn)識深入到了原子內(nèi)部。但大量的實驗表明，微觀粒子的運動不能用通常的宏觀物體的運動規(guī)律進行描述。這就需要人們對微觀世界開展研究。
（2）1900年，德國物理學(xué)家普朗克提出了量子假說。這個假說宣告了量子論的誕生。
（3）量子論的發(fā)展：愛因斯坦提出了光具有波粒二象性的結(jié)論，法國物理學(xué)家德布羅意又提出物質(zhì)波理論。在這個基礎(chǔ)上，奧地利、德國的物理學(xué)家建立了量子力學(xué)。
（4）意義：量子理論彌補了經(jīng)典物理學(xué)在微觀的粒子世界方面認(rèn)識的空缺，把人類對客觀規(guī)律的認(rèn)識從宏觀世界推進到微觀世界，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)乃至整個自然科學(xué)的觀念都發(fā)生了重大變革。
4. 愛因斯坦的相對論。（20世紀(jì)初）
（1）內(nèi)容：提出了狹義相對論和廣義相對論。相對論認(rèn)為：時間和空間不是絕對不變，而是隨著物質(zhì)的運動而變化的；物質(zhì)質(zhì)量隨著運動速度的增大而增加。
（2）愛因斯坦的狹義相對論是建立在兩個基本假設(shè)基礎(chǔ)之上的。第一個假設(shè)是相對性原理，即物體運動狀態(tài)的改變與選擇任何一個參照系無關(guān)；第二個假設(shè)是光速不變原理，即對任何一個參照系而言，光速都是相同的。從兩個基本假設(shè)出發(fā)，愛因斯坦得出如下新的結(jié)論：a運動物體在運動方向上長度縮短。b運動著的時鐘要變慢。c任何物體的運動速度都不可能超過光速。d同時性是相對的，在一個慣性系中同時發(fā)生的事情，在另一個運動著的慣性系中測量便不是同時發(fā)生的。e如果物質(zhì)速度比光速小得多，相對論力學(xué)就變?yōu)榕ｎD力學(xué)，比起牛頓力學(xué)來，相對論力學(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）廣義相對論實際上是關(guān)于空間、時間與萬有引力關(guān)系的理論，它指出空間──時間不可能離開物質(zhì)而獨立存在，空間的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于物質(zhì)的分布。狹義相對論已指出時間、空間是一個整體，即四維時空。廣義相對論進一步指出，物質(zhì)的存在會使四維時空發(fā)生彎曲，萬有引力并不是真正的力，而是時空彎曲的表現(xiàn)。如果物質(zhì)消失，時空就回到平直狀態(tài)。廣義相對論第一次闡述了四維時空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系的重要思想。
（4）歷史地位：愛因斯坦相對論的建立，是對近代物理學(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)時代，它不僅揭示了空間、時間的可變性，而且說明，無論是空間還是時間都不可能單獨發(fā)生變化，時空的變化和時空結(jié)構(gòu)同物質(zhì)的運動和狀態(tài)密不可分。這種全新的時空觀、運動觀和物質(zhì)觀的形成，是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革，對整個自然科學(xué)和哲學(xué)都產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響。相對論同量子理論一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架。
5. 牛頓力學(xué)與愛因斯坦相對論的關(guān)系：①牛頓力學(xué)體系概括了物體機械運動的基本定律，這些定律有一個不容忽視的前提，即物質(zhì)運動是在低速情況下，這些定律才適用。②相對論否定了牛頓的絕對時空觀，提出時空不是絕對不變的，而是隨物質(zhì)的運動而變化，物質(zhì)質(zhì)量隨運動的速度變化而變化，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)，加深了人們對物質(zhì)和運動的認(rèn)識，在科學(xué)、哲學(xué)上有重大意義。③相對論發(fā)展了牛頓力學(xué)，把牛頓力學(xué)概括在相對論力學(xué)中，牛頓力學(xué)只是相對論力學(xué)在低速運動狀態(tài)時的一個特例。
一、選擇題：在每小題所列的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。
1. 在中世紀(jì)的歐洲長期被教會奉為教條的是
A.亞里士多德的學(xué)說 B. 伽利略的學(xué)說 C. 哥白尼的學(xué)說 D. 牛頓的學(xué)說
2. 以下屬于伽利略的學(xué)說是
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. 開創(chuàng)了以實驗事實為根據(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. 哥白尼日心說的推算B. 牛頓理論的推測
C. 法拉第學(xué)說的計算D. 愛因斯坦對時間、空間屬性的揭示
5. 根據(jù)萬有引力定律人們?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)進入全面繁榮的時代是在
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. 黑體輻射問題B. 光電效應(yīng)問題 C.電磁感應(yīng)問題D. 解決煉鋼脫磷問題
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
A. 實驗 B. 觀察 C. 推理 D. 計算
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. 愛因斯坦
10. 認(rèn)為實物粒子也具有波動性，將量子論發(fā)展到一個新的高度的是
A. 普朗克 B. 斯蒂芬 C. 德布羅意 D. 愛因斯坦
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. 愛因斯坦
12. 愛因斯坦創(chuàng)立的相對論與牛頓力學(xué)的關(guān)系，比較準(zhǔn)確的說法是
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. 前者補充了后者
13. 物理學(xué)相對論的主要內(nèi)容不包括
A. 時間和空間是絕對不變的 B. 時間和空間隨著物質(zhì)的運動而變化
C. 物質(zhì)質(zhì)量隨運動速度變化而變化 D. 質(zhì)量和能量是可以互相轉(zhuǎn)化的
14. 相對論的兩個基本原理是
①相對性原理 ②量子論 ③鐘慢效應(yīng) ④光速不變原理
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. 相對論 D. 量子理論和相對論
探究：提高與超越誰能極之??操千曲而后曉聲，觀千劍而后識器
二、解析題
1.閱讀下列
愛因斯坦說，在牛頓時代，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》
請回答：（1）“牛頓時代”是什么樣的時代？
（2）牛頓在數(shù)學(xué)和力學(xué)方面有什么貢獻？
2.閱讀下列材料
（英國）皇家學(xué)會會長湯姆遜致詞說：“愛因斯坦的相對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)一個孤島，而是發(fā)現(xiàn)了新的科學(xué)思想的新大陸�！薄�…1921年，愛因斯坦獲得了諾貝爾獎金。這獎來得十分不易。當(dāng)時有不少德國的諾貝爾獎獲得者威脅說，如果給相對論授獎，他們就要退回已獲的獎?wù)拢�結(jié)果評選委員會找到了一個辦法，讓愛因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者而得獎，相對論始終沒有獲諾貝爾獎。
??吳國盛：《科學(xué)的歷程》
回答：（1）材料中說“相對論是人類思想史上最偉大的成就之一”，你同意這一說法嗎？
（2）你如何看待1921年愛因斯坦獲諾貝爾獎是所發(fā)生的事
三、問答題
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. 愛因斯坦的相對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
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時期，資產(chǎn)階級文化在逐漸發(fā)展。
（2）數(shù)學(xué)方面，立微積分學(xué)，使精密的測量和變量計算有了可能。力學(xué)方面，提出物體機械運動的三大定律和萬有引力定律，是人類對自然界認(rèn)識史上的第一次理論大綜合。
2. （1）同意
（2）“科學(xué)無國界”精神；應(yīng)尊重真理，而不應(yīng)有任何歧視和偏見。
三、問答題
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)立了狹義相對論和廣義相對論；（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否定了牛頓的絕對時空觀，指出時空是隨物質(zhì)運動而變化的，物質(zhì)的質(zhì)量也是隨運動速度的變化而變化的。這樣就揭示了空間、時間、物質(zhì)、運動之間的本質(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動的客觀規(guī)律，是人類認(rèn)識史上的一個飛躍，牛頓提出的三個定律，是整個力學(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。愛因斯坦的狹義相對論反映的是物體高速運動的客觀規(guī)律，是對牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。


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