第11课 物理学的重大进展

A:梳理双基

一、经典力学

1.奠基：伽利略

（1）背景：文艺复兴运动解放了人们的思想。

（2）成就：实验证实外力只是改变运动状态的原因；发现了自由落体定律等物理学定律。

（3）影响：开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，为后来经典力学的创立和发展奠定了基础。

2.创立：牛顿

（1）标志： 1687年，牛顿出版了《自然哲学的数学原理》，提出了物体运动三大定律和万有引力定律等。

（2）影响

①经典力学体系的建立标志着近代科学的形成。

②促进了天文学发展：根据牛顿力学体系，人们发现了海王星和冥王星。

③促进了光学、电磁学等与力学的统一，推动了物理学的发展。

④促进了资本主义的两次科技革命的出现和发展。

二、爱因斯坦的相对论

1.背景：随着物理学研究的进展，经典力学无法解释研究中遇到的一些新问题。

2. 相对论的提出及主要内容

（1）提出：20世纪初，德国物理学家爱因斯坦提出。

（2）内容：相对论包括狭义相对论和广义相对论。

3.影响：它否定了经典力学的绝对时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。它也发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。

三、量子论的诞生与发展

1.背景：19世纪末20世纪初，电子和放射线的发现，打开了原子的大门，人们对物质的认识深入到了原子内部。大量的实验表明，微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明。

2.发展

①1900年，德国物理学家普朗克提山了量子假说，宣告了量子论的诞生。

②爱因斯坦利用量子理论成功地解释了光电效应应。

③丹麦物理学家玻尔提出了有关原子的量子理论。

④20世纪30年代，量子力学建立起来。

3.影响：量子论使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步，它与相对论一起，构成了现代物理学的基础。推动了物理学自身的进步，改变了人们认识世界的角度和方式。

B.精讲例题

【例1】有个物理学家说：“19世纪物理学大厦已经全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这所大厦。”这所“大厦”的奠基者是

A．   伽利略          B． 牛顿            C． 爱因斯坦    D．法拉第

【例2】“这一定律体现了天上运动与地上运动的统一性，它把天体运动纳入到根据地面上的实验得到的力学原理之中。这是物理学史上第一次伟大的综合，也是人类认识上一次巨大的飞跃。”“一次巨大的飞跃”指的是

A．电磁学理论的建立 B．进化论的出现

C．牛顿力学的建立

【例3】20世纪初，爱因斯坦相对论的提出是物理学的一场变革。它

A．否定了经典力学体系

B．打破了绝对时空观

C. 彻底解决了19世纪以来物理学面临的危机

D. 标志着对物质世界的认识开始进入微观粒子世界

【例4】“使人类克服了经典物理学的危机，对微观世界的基本认识有了革命性的进展”指的是

   A.牛顿力学体系的建立     B．进化论的提出

C．自由落体定律的提出 D．量子论的提出

【例5】近代以来物理学得到迅速发展，下列科学家在不同时代作出划时代的贡献。观察下列图片。结合所学知识，回答问题。

 

 

 

 

       伽利略                牛顿               爱因斯坦

   （1）分别概述他们在物理学领域的主要成就。

（2）分别指出他们对经典力学的发展和突破所做的主要贡献。

（3）概述物理学的重大进展对人类社会发展所起的主要作用。

C．随堂巩固

1. 17世纪近代数学兴起、牛顿力学体系创立等，这是人类在自然科学领域取得巨大突破的时期。其取得重大突破原因不包括（）

A.资本主义经济发展的要求B.科学家艰苦的实验钻研

C.人文主义的推动        D.工业资本主义的发展

2. “牛顿的发现，给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐在上帝脚下的人类，终于大胆地抬起头来，开始用自已理性的眼光打量世界。”这主要说明牛顿的发现(   )

A．推动了天文学的发展                B．促进了人类的思想解放

C．使人类彻底摆脱了神学的影响        D．使人类开始关注现实世界

3. 爱因斯坦说自己是站在牛顿的肩上取得了科学成就。下列关于牛顿经典力学与爱因斯坦相对论关系的说法不正确的是（  ）

A．牛顿力学是相对论在低速状态下的一个特例。

B．相对论出现后，牛顿力学体系失去了其存在的价值

C．相对论否定了牛顿力学体系的绝对时空观

D．相对论继承和发展了牛顿力学体系

4. 他说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”当大多数物理学家沿着牛顿的道路继续前行时，他却走上了一条创新之路，提出了对牛顿力学体系和绝对时空观进行根本性变革的理论。他是（  ）

 A．达尔文          B．爱迪生         C．普朗克        D．爱因斯坦

D.课后提高

一、选择题

1. 伽利略被认为是真正具有近代科学精神的第一人，主要是因为他

A.开创了近代自然科学的革命            B.推翻了天主教会的旧的宇宙观

C.继承和发展了哥白尼的思想            D.开创了从实验中认识自然的方法

2.英国数学家怀特海在《科学与近代世界》中写到：“近代力学体系的全部发展过程刚好占了两个世纪。它从伽利略开始，到牛顿的《自然哲学的数学原理》为止。伽利略跨出了第一步，找到了正确的思维道路。”“伽利略跨出了第一步”是指(   )

A.建立注重实验和数学化的研究方法 

B.指出了经典力学绝对时空观的错误

C.指出了外力是改变运动状态的原因 

D.认为时间和空间不能离开物质独立存在

3. “这一定律体现了天上运动与地上运动的统一性，它把天体运动纳入到根据地面上的实验得到的力学原理之中。这是物理学史上第一次伟大的综合，也是人类认识上一次巨大的飞跃。”“一次巨大的飞跃”指的是(    )

A．电磁学理论的建立 B．进化论的出现

C．牛顿力学的建立 D．“日心说”的提出

4. 一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文：“他以神一般的力量，……第一个说明了行星的运动和图像。”这位科学家应该是

A.伽利略　　　         B.牛顿            C.爱因斯坦　　    D.普朗克

5. 牛顿撰写的《自然哲学的数学原理》出版的最大意义是：

A、改变了19世纪的多数人对生物界和人类在生物界中的位置的看法

B、建立了完整的力学体系，实现了物理学史上的第一次大飞跃

C、开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学

D、从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础

6. 下列有关牛顿的叙述，不正确的是    

A．牛顿力学开启了工业革命的大门

B．牛顿的科学成就对启蒙思想家有启发作用

C．牛顿力学标志着物理学的真正开端

D．牛顿力学标志着近代科学的形成

7. 打破了经典物理学的绝对化的思维，为人们提供了辩证地看待世界的途径的成就是

A．相对论的提出                        B．自由落体定律的提出  

C．量子论的提出                        D．万有引力定律的提出  

8．19世纪，经典力学遇到了无法解释的新问题。20世纪初，这些问题迎刃而解得利于（）

A.分子论与电磁感应定律       　　　B.进化论与细胞学说 

C.相对论与量子论             　　　D.控制论与信息论  

9. 有一次，爱因斯坦与卓别林共同出席一个宴会，他们都受到了热烈的欢迎。卓别林对爱因斯坦开玩笑说：“大家欢迎我是因为他们都能理解我，大家欢迎你是因为他们都不理解你。”此语意指

    A．绝大多数人盲目欢迎爱因斯坦             B．相对论有悖于人们的常理  

C．经典物理与人们的日常生活很近           D．伟大的科学家不如著名艺术家

10. 根据爱因斯坦的相对论，我们可以得出的正确认识是

A．光速不是恒定不变的                B．能量和速度无关

C．时间不是绝对不变的                 D．空间和速度无关

11. 相对论力学和牛顿力学的关系是

   A.前者否定了后者    B.前者包容了后者    c.前者补充了后者   D.前者发展了后者

12. 史学界将“日心学”的提出称为“天文学革命”。“革命”的本质含义是( )

A．标志着近代自然科学的兴起　　  B．提倡唯物主义的科学研究方法

C．动摇了封建神学的基础　　    　D．使人们对自然现象的认识产生了革命性的变化

13. 下列科学家与其科学成就的对应关系中不正确的是

A．伽利略——物理学的真正开端

B．牛顿——经典力学体系标志着现代科学的形成

C．爱因斯坦——物理学思想的一次重大革命

D．普朗克——量子论诞生，人类对客观规律的认识，从宏观世界深入到微观世界

14. 有学者指出：现在《美国遗产词典》将“科学”定义为“对自然现象的观察、鉴定、描述、实验研究与理论分析。”从本质上来说，这就是伽利略的方法。对该学者这种说法的理解正确的是：

A．我们今天科学研究的具体方法仍然超越不了伽利略

B．伽利略的贡献在于开创了现代科学研究的基本方法

C．自从有了伽利略，人类才开始进行科学研究

D．伽利略已经给”科学”下了精确的定义

15. 爱因斯坦的相对论揭示的核心问题是(  )

A．时间、空间、物体质量随物体运动而变化 

 B．时间、空间、物体的质量是永远不变的

C．时间、空间、光速随物体运动而变化        

 D．时间、空间、光速是永远不变的

二、非选择题

16．阅读下列材料：

材料一  19世纪末，正当物理学家在庆贺“物理学大厦”落成之际，科学实验却发现了许多经典物理学无法解释的事实。首先是世纪之交物理学的三大发现：电子、X射线和放射性现象的发现。其次是经典物理学的万里晴空中出现了两朵“乌云”：“以太漂移”的“零结果”和黑体辐射的“紫外灾难”。

材料二  20世纪初，爱因斯坦发表了具有划时代意义的论文，为物理学的发展做出了重要贡献。为纪念这一奇迹100周年，2004年6月10日，联合国大会召开第58次会议鼓掌通过了2005年为“国际物理年”的决议。

请回答：

(1)材料一中的“物理学大厦落成”指的是什么?它是在怎样的背景下落成的?

(2)20世纪初，物理学理论有什么新发展?其发展的原因是什么?

(3)物理学理论的新发展在当时有什么意义?

解析：本题主要考察了19世纪末20世纪初经典物理学向现代物理学过渡的背景、内容及意义。结合材料和课本相关知识回答即可。

答案：（1）经典物理学。背景：资本主义经济的发展；人文主义的兴起和发展极大的解放了人们的思想；自然科学从神学的束缚中解脱出来。

（2）由经典物理学发展到相对论。原因：科技革命的推动；经典物理学出现危机；科学理论有了重大突破。

（3）相对论的提出是物理学领域最伟大的革命，在很大程度上解决了19世纪末出现的经典物理学的危机，极大地扩展了物理学应用的领域。同时，相对论也打破了经典物理学绝对化的思维，为人们提供了辩证地看待世界的途径。

 

 

第11课物理学的重大发展

B.精讲例题

【例1】答案：A

解析：19世纪物理学的大厦是指17世纪牛顿建立的经典力学体系，而其奠基者就是伽利略。

【例2】答案：C

解析：根据材料可以得出判断是对运动的认识和实验，而牛顿正是在伽利略对物质运动的研究基础上，确认了物体宏观运动的规律，提出了物体运动三大定律和万有引力定律，建立起了牛顿力学体系，是物理学的一次综合，也是人类认识上一次巨大的飞跃。

【例3】答案：B

解析： 本题重点落在对相对论的掌握上。相对论是对牛顿创立的经典力学理论的继承与发展，A项错。相对论只是在很大程度上解决了19世纪末出现的经典物理学的危机。量子理论使人类对微观粒子世界的基本认识有了革命性的进步，C、D两项说法错误。爱因斯坦的相对论认为，时间和空间都是物质存在的形式，不是绝对不变的，而是相对的，可以互相转化，这就打破了绝对的时空观。

【例4】答案：D。 

解析：牛顿力学体系属于经典力学， 经典物理学研究的是宏观世界，而量子理论研究的是微观世界。进化论是生物学领域的理论。

【例5】解析：第（1）问，关键是抓住“物理学”三个字，不要答其他方面。第（2）问，要求只答三人在经典力学的发展和突破所做的主要贡献。第（3）问，概述物理学的重大进展对人类社会发展所起的主要作用。

答案：（1）伽利略：发现了落体定律等物理学定律。牛顿：发现万有引力定律和和物体运动的三大定律。爱因斯坦：创立狭义相对论和广义相对论；提出光电效应理论。

（2）伽利略为经典力学的建立奠定了基础；牛顿建立起完整的经典力学体系；（爱因斯坦否定了经典力学的绝对时空观；同时发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论之中。

（3）牛顿的经典力学及以后的物理学研究成果促进了第一次和第二次工业革命的出现。爱因斯坦的科学理论为现代自然科学和现代技术革命提供了重要的理论基础。

C．随堂巩固

1. D2. B。3. B4. D

D . 课后提高

一、选择题

1.D 2.C 3.C 4.A 5.B 6. C 7. A 8C 9. B 10.C11. D12. C 13. B 14. C 15.A

二、非选择题

16．答案：（1）经典物理学。背景：资本主义经济的发展；人文主义的兴起和发展极大的解放了人们的思想；自然科学从神学的束缚中解脱出来。

（2）由经典物理学发展到相对论。原因：科技革命的推动；经典物理学出现危机；科学理论有了重大突破。

（3）相对论的提出是物理学领域最伟大的革命，在很大程度上解决了19世纪末出现的经典物理学的危机，极大地扩展了物理学应用的领域。同时，相对论也打破了经典物理学绝对化的思维，为人们提供了辩证地看待世界的途径。