一 近代物理学的奠基人和革命者
目标导航 课程标准 1.了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。 2．知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。 学习视点 重点：1.经典力学的建立。 2．量子论的诞生。 3．相对论的提出。 难点：1.物理学各阶段发展的原因。 2．对科学发展创新性的理解。 课前预习 一、认识史上的飞跃 1．背景 (1)在中世纪的欧洲，________的学说长期被教会奉为教条。 (2)近代科学诞生后，亚里士多德的力学不断受到质疑。 (3)伽利略在观察、实验和推理的基础上，创立了________定律，推翻了亚里士多德的学说。 2．内容 (1)17世纪末，得出了惯性定律和加速度定律。 (2)总结出作用力和反作用力定律。 (3)用微积分做计算工具导出________。 (4)1687年撰写的《________》，总结了他的力学体系以及在数学、天文学方面的研究成果。 3．意义 (1)牛顿的运动三定律构成了近代力学体系的基础，成为整个近代物理学的重要支柱。 (2)完成了人类对________认识史上的第一次理论大综合。 (3)根据________，人们准确地算出了地球的平均密度和扁平率，正确地解释了潮汐的成因。 二、驱走乌云的太阳 1．量子论提出的背景：19世纪末，________问题成为物理学界的重大研究课题。 2．量子理论的诞生过程 (1)1879年，奥地利物理学家________通过实验发现了黑体辐射的总能量与其温度之间的定量关系。 (2)德国物理学家________发现了热辐射过程中的能量分布规律。 (3)1900年，普朗克提出了著名的________概念。 (4)普朗克的《关于正常光谱能量分布定律的理论》发表，标志着________理论的诞生。 3．发展 (1)1905年，________运用量子理论成功地解释了光电效应，得出了光具有________的结论。 (2)1923年，法国物理学家德布罗意提出________理论，将量子论发展到一个新的高度。 (3)在量子理论基础上，奥地利、德国的物理学家建立了________力学。 4．意义 (1)量子力学成为反映自然界基本规律的理论体系，指导着人们向________的各个层面进行深入探讨。 (2)从根本上改变了近代物理学中的传统观念，使________乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革。 三、爱因斯坦的“时空” 项目 创立 狭义相对论 1905年，爱因斯坦发表《论________的电动力学》一文 时间和空间都与物质的________有关，随着物质运动速度的变化而变化 内容 广义相对论 1916年，把狭义相对论推广到________运动的参考系中 物质存在的________空间是弯曲的，空间的结构取决于物质的质量及其分布情况；空间、________是物质存在的形式 意义 影响 反映的是物体________运动第一次阐述了________和物的客观规律，是对牛顿力学的质的分布相联系的重要思想 继承与发展 (1)是对近代物理学理论框架的重大突破，形成了全新的时空观、运动观和________观(2)是人类思想发展史中的一次根本性变革，对整个自然科学和哲学都产生了深远影响(3)相对论同________理论一起，构成了现代物理学的基本理论框架 答案： 一、1.(1)亚里士多德(3)自由落体 2．(3)万有引力定律(4)自然哲学的数学原理 3．(2)自然界(3)万有引力定律 二、1.黑体辐射 2．(1)斯蒂芬(2)普朗克(3)量子(4)量子 3．(1)爱因斯坦 波粒二象性(2)物质波(3)量子 4．(1)物质运动(2)物理学 三、动体 加速 运动 现实 时间 高速 四维时空 物质 量子 一、选择题 知识点一 认识史上的飞跃 1．牛顿曾经说过：我之所以有这样的成就，是因为我站在巨人们的肩膀上。对于牛顿所构建的经典力学体系而言，最重要的“巨人”是() A．哥白尼B．马丁·路德 C．伽利略D．达尔文 答案：C 解析：牛顿在继承前人成就的基础上构建了经典力学体系。伽利略是近代实验科学之父，经典力学的奠基者，C项符合题意。 2．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 课堂作业 D．开创了从实验中认识自然的方法 答案：D
解析：本题考查学生的分析能力。伽利略的科学研究善于运用实验。把研究的事物理想化，就可以更加突出事物的主要特征，化繁为简，易于认识其规律。伽利略的这一自然科学新方法，有力地促进物理学的发展，他因此被誉为是“经典物理学的奠基人”。
3．有学者指出：“当人们谈及最近几代人中被传入日本等东方国家的西方文明时，我们不是指希腊罗马哲学和人文主义思想，也不是指日本的基督教化，而是指在17世纪后半叶开始改变西方面貌的科学、思维模式和文明的所有工具。”这里的“开始改变……的所有工具”包括()
A．瓦特的改良蒸汽机 B．达尔文的生物进化论 C．牛顿的经典力学体系 D．爱因斯坦的相对论 答案：C
解析：解答本题需注意时间限定“17世纪后半叶”，而A、B、D三项发生在18—20世纪，不属于该时间范围。经典力学体系的建立是近代科学形成的标志，为工业革命提供了科学理论依据，而自然科学的发展进一步解放了人们的思想。故答案为C。
知识点二
驱走乌云的太阳
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步”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 答案：D
解析：本题考查学生的理解能力。量子论是现代物理学的两大基石之一。量子论给我们提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法，揭示了微观物质世界的基本规律，为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础。
5．20世纪初，提出光量子假说，解决经典物理学无法解释的光电效应问题的科学家是() A．普朗克 B．麦克斯韦 C．玻尔D．爱因斯坦 答案：D
解析：本题主要考查学生的识记能力。爱因斯坦利用量子理论成功地解释了光电效应。
6．索尔维国际物理学化学研究会是由比利时企业家索尔维于1912年创办的一个学会，致力于研究物理学和化学中突出的前沿问题。右面是第一届索尔维物理学会议召开的照片，这次会议最有可能讨论的主题是()
A．潮汐现象B．行星运动 C．电、磁D．辐射与量子理论 答案：D
解析：根据题干信息可知，索尔维物理学会议主要致力于研究物理学中突出的前沿问题。潮汐现象和行星运动可以用万有引力定律来解释，电、磁是19世纪经典电磁学的问题；而20世纪初的物理学前沿问题是辐射和量子理论，D符合题意。
知识点三
爱因斯坦的“时空”
7．1999年12月26日，爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为“世纪伟人”。这是因为他提出了()
A．原子论B．进化论 C．量子论D．相对论 答案：D
解析：根据所学知识可知，爱因斯坦最突出的成就是他提出了相对论。故答案为D。
8．右图美国科幻大片展现了这样的情形：一群探险者穿越虫洞，去寻找一颗适合人类移民的星球，以拯救濒临末日的地球和人类。通过虫洞的时候，他们发现飞船上的一个小时相当于地球上的七年。这种奇特的现象可以用相对论的哪一观点来解释()
A．时间的相对性B．质量的可变性 C．时间的主观性D．空间的扭曲性 答案：A
解析：相对论包括狭义相对论和广义相对论。狭义相对论认为：时间会随着物体运动速度的变化而变化，当物体运动的速度增大时，时间将会变慢，即时间具有相对性。题干中的穿越虫洞时时间变慢即体现了时间的相对性。故答案为A。
9．从牛顿经典力学到爱因斯坦相对论的发展，说明了()
①人类对自然的认识是随着时代的前进而不断发展的②科学的认识是永无止境的③科学成就往往是“站在巨人肩膀上”的发展④人类开始从宏观世界深入微观世界认识客观规律
A．①②B．①②③ C．①②④D．②③④ 答案：B
解析：本题考查科学技术的发展对人类认识的影响。④不符合牛顿和爱因斯坦的观点，牛顿力学体系研究的是宏观世界，深入微观世界认识客观规律的物理学成果是量子论。
10．经典物理学所面临的危机，终于在20世纪初被物理学发展史上两场伟大的革命所解决。这两场革命使人类()
A．拥有了研究宏观世界和微观世界的理论体系 B．放弃了经典物理学的思想方法和科学理论 C．否定了此前物理学取得的一系列成果 D．转变了人们的思维方式和生活方式 答案：A
解析：20世纪初，相对论的提出和量子理论的创立，描绘了一个崭新的宏观宇宙世界和微观粒子世界，故A项符合题意；B、C、D三项均与相对论和量子理论不符。
二、非选择题
11．阅读下列材料：
牛顿
材料一 我不知道在别人看来，我是什么样的人；但在我自己看来，我不过就像是一个在海滨玩耍的小孩，为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋，却全然没有发现。
爱因斯坦
材料二 有一次，一个美国记者问爱因斯坦关于他成功的秘诀。他回答：“早在1901年，我还是二十二岁的青年时就已经发现了成功的公式。我可以把这公式的秘密告诉你，那就是A＝X＋Y＋Z！A就是成功，X是努力工作，Y是正确的方法，Z是少说废话！这个公式对我有用，我想对许多人也一样有用。”
普朗克
材料三 德国著名物理学家普朗克年轻时曾向他的老师表示要献身于理论物理学，老师劝他说：“年轻人，物理学是一门已经完成了的科学，不会再有多大的发展了，将一生献给这门学科，太可惜了。”19世纪的理论物理学达到了巅峰状态，但其中也隐含着巨大的危机。海王星的发现显示出牛顿力学无比强大的理论威力，电磁学与力学的统一使物理学显示出一种形式上的完整，并被誉为“一座庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽庙堂”。在人们的心目中，经典物理学已经达到了近乎完美的程度。
请回答：
(1)结合所学知识说明爱因斯坦的伟大成就。
(2)你怎样理解材料三中普朗克的老师对他的告诫？近乎完美的物理学存在什么局限性？ (3)结合以上材料和所学知识谈谈三位科学家给你怎样的启迪。
答案：(1)爱因斯坦打破了牛顿的绝对时空观，于20世纪初提出狭义相对论和广义相对论。 (2)经典力学体系的建立标志着近代科学的形成，19世纪物理学达到了巅峰状态，物理学似乎是一门已经完成了的科学。经典力学的绝对时空观认为时间和空间都是绝对的，到了19世纪，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，面临着挑战。
(3)人类对客观规律的认识是在不断深入发展着的，科学理论也在不断完善之中，只有勇于探索、不懈追求，才能有所成就。
课后作业
时间：45分钟 满分：60分
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．近代实验科学的奠基者之一伽利略，被誉为“近代力学之父”“近代科学之父”，但在当时他却遭到罗马天主教会的迫害，并被终身监禁。这一状况深刻地表明()
A．伽利略具有反对神学的革命精神 B．自然科学与宗教神学之间斗争激烈 C．教会为维护自身统治，迫害科学家 D．宗教信仰与科学精神之间的敌对关系
2018高中历史专题七近代以来科学技术的辉煌7.1近代物理学的奠基人和革命者45分钟作业人民版必修3
