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第18天 近代物理學(xué)的重大進展 高考頻度：★★★☆☆ 難易程度：★★★☆☆ （2017—2018學(xué)年河南省天一大聯(lián)考下學(xué)期高二階段性測試）1919年11月8日，《泰晤士報》發(fā)表了一篇論述革命的文章，標題為“科學(xué)革命：愛因斯坦挑戰(zhàn)牛頓、杰出物理學(xué)家的觀點”?！短┪钍繄蟆氛撌龅摹翱茖W(xué)革命” A．構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ) B．否定了經(jīng)典力學(xué)體系 C．建立在量子論的基礎(chǔ)之上 D．得到了人們一致認可 【參考答案】A 【解題思路】根據(jù)材料和所學(xué)知識可知，20世紀初，愛因斯坦提出相對論，它是對牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展，成為現(xiàn)代物理學(xué)的支柱之一，故A項正確。愛因斯坦相對論是對牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展，故B項錯誤。量子理論是現(xiàn)代物理學(xué)的支柱之一，它是由普朗克提出的，與材料不符，故C項錯誤。愛因斯坦相對論提出時，并沒有得到了人們一致認可，而是隨著科技進步，逐漸被人們接受，故D項錯誤。 【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵是抓住材料關(guān)鍵信息“愛因斯坦挑戰(zhàn)牛頓、杰出物理學(xué)家的觀點”，結(jié)合愛因斯坦相對論的相關(guān)史實分析材料和選項即可知道答案。 【解題必備】 一、經(jīng)典力學(xué) 1．伽利略對物理學(xué)的貢獻 （1）背景：文藝復(fù)興運動不僅解放了人們的思想，也推動了自然科學(xué)研究的發(fā)展。 （2）貢獻 ①通過實驗證實，外力并不是維持運動狀態(tài)的原因，只是改變運動狀態(tài)的原因。 ②發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學(xué)定律，開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科學(xué)，為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 2．經(jīng)典力學(xué)體系 （1）標志：1687年，牛頓出版了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書，提出了物體運動三大定律和萬有引力定律等。 （2）特點：以實驗為基礎(chǔ)，以數(shù)學(xué)為表達形式。 3．意義 （1）這一體系對解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象，具有決定性意義。 （2）根據(jù)萬有引力定律，人們發(fā)現(xiàn)了海王星等。 二、相對論的創(chuàng)立 1．背景：19世紀，經(jīng)典力學(xué)面臨著挑戰(zhàn)。 2．創(chuàng)立：由20世紀初的德國物理學(xué)家愛因斯坦提出。 3．內(nèi)容 （1）狹義相對論：物體運動時，質(zhì)量會隨著物體運動速度增大而增加，同時，空間和時間也會隨著物體運動速度的變化而變化。 （2）廣義相對論：空間和時間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的運動情況，也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài)。 4．意義 （1）相對論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命。 （2）它否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性。 （3）發(fā)展了牛頓力學(xué)，將牛頓力學(xué)概括在相對論力學(xué)之中，推動物理學(xué)發(fā)展到一個新的高度。 三、量子論的誕生與發(fā)展 1．背景：19世紀末20世紀初，人們對物質(zhì)的認識深入到了原子內(nèi)部；微觀的粒子運動不能用經(jīng)典力學(xué)的理論來說明。 2．過程 人物 貢獻 結(jié)果 普朗克 1900年提出量子假說 20世紀30年代，量子力學(xué)建立起來 愛因斯坦 利用量子理論解釋光電效應(yīng) 玻爾 提出原子的量子理論 3．意義 （1）使人類對微觀世界的基本認識取得革命性的進步。 （2）量子論與相對論一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)，彌補了經(jīng)典力學(xué)在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足。 （3）不僅推動了物理學(xué)自身的進步，而且開闊了人們的視野，改變了人們認識世界的角度和方式。 1．《西方文明史》中說道：“中世紀那幅封閉的、僅限于地面并以地球為中心的宇宙圖景被淘汰了，代之而起的是無限的、受普遍法則制約的新宇宙?！辈牧现械摹捌毡榉▌t”是指 A．“日心說” B．“萬有引力” C．“相對論” D．“量子論” 2．有人說：“牛頓革命的影響遠遠超出了自然科學(xué)的范疇，事實上極大地改變了整個歐洲思想界的精神氣候?！边@主要說明牛頓革命 A．激發(fā)了法國人極富幻想的探索精神 B．促進了文藝復(fù)興運動的開展 C．確立了理性化或科學(xué)化的思維傳統(tǒng) D．推動了宗教改革運動的興起 3．伽利略通過梁的彎曲試驗和理論分析，指出對長度相似的圓柱形梁，抗彎力矩和半徑立方成比例。1685年，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律：兩個物體之間有引力，引力和距離的平方成反比，和兩個物體質(zhì)量的乘積成正比。從這兩個事例中可以看出自然科學(xué)的特征之一 A．試驗是近代科學(xué)研究的全部方式 B．17世紀物理學(xué)是核心學(xué)科和基礎(chǔ)學(xué)科 C．?dāng)?shù)學(xué)方式是主要表達形式 D．揭示時間和空間的本質(zhì)屬性 4．一位法國物理學(xué)家曾經(jīng)這樣評價愛因斯坦：“在我們這一時代的物理學(xué)家中，愛因斯坦將位于最前列。他現(xiàn)在是、將來也還是人類宇宙中最有光輝的巨星之一……按照我的看法，他也許比牛頓更偉大”。以下對“他也許比牛頓更偉大”的理解正確的是 A．愛因斯坦的相對論發(fā)展了牛頓力學(xué) B．愛因斯坦的相對論否定了牛頓力學(xué)體系 C．愛因斯坦找到了宏觀物體低速運動的規(guī)律 D．愛因斯坦比牛頓更受人們尊敬 5．“量子論”是近代最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一，它 A．屬于生物學(xué)成就 B．提出者是愛因斯坦 C．出現(xiàn)于19世紀初 D．改變了人們認識世界的角度和方式 6．閱讀材料，完成下列要求。 材料一 《農(nóng)政全書》共60卷，約70余萬字，分成12目：農(nóng)本（經(jīng)史典故、諸家雜論、國朝重農(nóng)考）；田制（井田考和《王禎農(nóng)書》中各種田制圖）；農(nóng)事（營治、開墾、授時、占候，以屯墾為中心）；水利（水利工程、農(nóng)田水利、《泰西水法》）；農(nóng)器；樹藝（名物、蔬菜、果樹）；蠶桑；蠶桑廣（木棉、苧麻）；種植（經(jīng)濟作物）；牧養(yǎng)；制造（食品、房屋）；荒政（備荒、附《救荒本草》和《野菜譜》）。 ——摘編自《中國古代科技要籍簡介》 材料二 《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》全書共五部分：首先是“定義”，這一部分給出了物質(zhì)的量、時間、空間、向心力等的定義。第二部分是“公理或運動的定律”，包括著名的運動三定律。接下來的內(nèi)容分為三卷。前兩卷的標題一樣，都是“論物體的運動”。第一卷研究在無阻力的自由空間中物體的運動，許多命題涉及已知力確定受力物體的運動狀態(tài)（軌道、速度、運動時間等），以及由物體的運動狀態(tài)確定所受的力。第二卷研究在阻力給定的情況下物體的運動、流體力學(xué)以及波動理論。壓卷之作的第三卷標題是“論宇宙的系統(tǒng)”。 （1）依據(jù)材料并結(jié)合所學(xué)知識，分析兩部著作問世的歷史背景。 （2）依據(jù)材料并結(jié)合所學(xué)知識，比較兩部著作在內(nèi)容上的不同并說明其共同的歷史價值。 1．【答案】B 故C項正確，宗教改革發(fā)生在牛頓力學(xué)體系形成之前，故D項錯誤。 3．【答案】C 【解析】本題主要考查學(xué)生運用所學(xué)知識解決問題的能力。依據(jù)所學(xué)可知，反比、正比、平方、乘積都是典型的數(shù)學(xué)學(xué)科的術(shù)語，所以從這兩個事例中可以看出自然科學(xué)的特征之一是數(shù)學(xué)方式是主要表達形式。所以應(yīng)選C。 4．【答案】A 【解析】本題考查愛因斯坦相對論和牛頓力學(xué)的關(guān)系。愛因斯坦的相對論實際是對牛頓力學(xué)的發(fā)展，故A項正確；愛因斯坦相對論僅僅否定了牛頓絕對的時空觀，故B項錯誤；愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了物體高速運動的規(guī)律，故C項錯誤；D項與題目無關(guān)，故D項錯誤。故選A。 5．【答案】D 【解析】根據(jù)題干信息，結(jié)合所學(xué)知識可知，普朗克于1900年提出了量子假說，認為輻射像物質(zhì)一樣，是由具有能量的基本單位量子來實現(xiàn)的。量子論成為20世紀最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一，彌補了經(jīng)典力學(xué)在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足，D項符合史實和題意，正確；A項提及的是生物學(xué)成就，排除；B項錯誤，愛因斯坦提出的是“相對論”，排除；C項錯誤，是20世紀初。 6．【答案】（1）《農(nóng)政全書》問世的背景：“農(nóng)本”思想的影響；小農(nóng)經(jīng)濟的主導(dǎo)地位；思想專制的加強；傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)、手工業(yè)的發(fā)展；前人的成果。 《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》問世的背景：“重商主義”的影響；商品經(jīng)濟的發(fā)展和資本主義的興起；思想解放運動的推動；近代科學(xué)研究方法的形成。 （2）不同：前者是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、手工業(yè)經(jīng)驗、技術(shù)的總結(jié)，后者是以物理學(xué)為核心的近代自然科學(xué)的集大成