第25课 现代科学革命
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(每小题5分，共60分) 训练点1经典物理学的危机
1．罗素写道：“几乎所有现代世界与古代世纪之间的区别，都得归功于在十七世纪取得最辉煌成就的科学。”“十七世纪取得最辉煌成就的科学”指的是( A )
A．经典力学 C．量子理论
B．生物进化论 D．相对论
2．(2024·江苏卷)牛顿认为宇宙是按照可测量的、可描述的机械原理进行运转的。1927年，德国物理学家海森堡提出了测不准原理：没有人能够确知一个电子的运动轨迹，因为通过光来观测电子这个行为本身将会扰乱电子的位置。与这一认识变化相关的是( D )
A．经典力学的诞生 B．进化论的传播 C．电气革命的出现 D．量子论的提出
解析：电子的运动轨迹属于微观世界。依据所学知识可知，量子论的提出揭示了微观物质世界的基本规律，故D项正确；经典力学就是牛顿力学，故A项错误；进化论是关于物种演化的理论，故B项错误；电气革命指的是第二次工业革命的成就，故C项错误。
3．诗人亚历山大·波普赞颂道：“自然界和自然界的规律隐藏在黑暗中，上帝说，让牛顿去吧，于是一切成为光明。”19世纪末，科学界普遍认为物理学的主要框架已经一劳永逸地构成了，以后需要做的就是把小数点后面的数字再推进一位。这反映出( B )
A．牛顿力学体系已经解决了包括宏观和微观世界的一切问题
B．牛顿力学体系被奉为物理学的“圣经”，作为权威，对科学的进一步发展产生阻碍作用
C．经典物理学到19世纪末已发展得比较完整 D．牛顿力学体系还没有从神学中解放出来
解析：人们把牛顿力学为代表的经典物理学看作绝对权威的理论，认为一切自然现象都可以用经典物理学来加以说明，实际上已经对科学的进一步发展产生阻碍作用。
训练点2爱因斯坦与相对论
4．《世界：一部历史》对一种科学现象这样描述道：“物质和能量可以互相转换，双胞胎以不同的速度衰老，平行线可以交叉……直觉的观念荡然无存，就像进入了《爱丽斯漫游奇境记》中的兔子洞一样。”其中所说的将人们思想认识带进“兔子洞”的是( D )
A．经典力学理论 C．量子论
B．进化论 D．相对论
解析：20世纪初，爱因斯坦从相对论的思想出发，提出了著名的质量能量公式，揭示出人类可以将物质的部分质量直接转换为巨大的、并能被人类直接利用的能量。
5．杨振宁教授说，20世纪20年代物理学“遍地黄金”，爱因斯坦26岁时一年写出三篇震惊世界的文章，“因为物理学几大原则问题正在等待破解”。爱因斯坦破解的“问题”
及其作用是( A )
A．相对论、改变了人们认识世界的角度 B．相对论、否定了经典力学的相对时空观 C．经典力学体系、改变了人们的认识论 D．量子论、对微观世界认识取得革命性进步
解析：本题考查相对论的意义。爱因斯坦的主要贡献是提出了相对论理论，由此改变了人们认识世界的角度，打破了原来经典物理学的绝对化的思维模式，为人们提供了辩证的认识世界的途径。
6．2016年6月16日，美国激光干涉仪引力波天文台(LIGO)宣布再次探测到引力波信号，开启了全新的引力波天文学时代。在物理学中，引力波是指时空弯曲中的涟漪，通过波的形式从辐射源向外传播，这种波以引力辐射的形式传输能量，早在100年前引力波就被科学家预言。引力波最可能被哪位学者预言( C )
A．伽利略 C．爱因斯坦
B．牛顿 D．普朗克
解析：在爱因斯坦1916年提出的广义相对论中，引力波被认为是由质量所引发的时空扭曲而成，任何有质量的物体在加速运动时都会对周围的时空产生影响，而这一作用形式就是所谓的引力波，故C项正确；A、B、D三项均不符合题意，排除。
7．1931年1月31日在洛杉矶举行了《城市之光》首映式，卓别林和爱因斯坦在一起，面对欢呼的人群，艺术之星对科学之星说：“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。”这句话的含义是指( B )
A．绝大多数人盲目欢迎爱因斯坦 B．相对论有悖于人们的日常经验 C．物理理论与人们的日常生活相距很远 D．伟大的科学家不如著名的艺术家
8．奥地利物理学家恩斯特·马赫指出：“绝对时间既无时间价值，也无科学价值，没有一个人提出证据说他知道关于绝对时间的任何东西，绝对时间是一种无用的形而上学的概念。”这一观点( C )
A．验证了伽利略有关运动的观念 B．促成了牛顿经典力学体系的形成 C．推动了爱因斯坦物理学的研究 D．启发了普朗克量子假说的提出
解析：题干中材料反映出时间不是“绝对”的，这体现了相对论的内容，故C正确。 训练点3量子理论中的微观世界
9．下列哪一理论的提出，使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步( C ) A．牛顿力学体系的建立 C．量子理论的提出
B．相对论
D．质量守恒定律的提出
解析：本题考查学生的识记能力。量子理论是20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一，使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步。
10．“能量子钻进物体的表面层……把它的全部能量给予了单个电子……一个在物体内
部具有动能的电子当它到达物体表面时已经失去了它的一部分能量。”上述“理论”诞生的主要意义在于( D )
A．首次将人类置于世界和社会的中心 B．用科学方法精准描述宇宙运行规律 C．打破了牛顿经典力学的绝对时空观 D．使人类认识从宏观世界深入到微观世界
解析：根据所学知识可知，材料中“能量子钻进物体的表面层……把它的全部能量给予了单个电子”描述的是量子论。这一理论使人类认识从宏观世界深入到微观世界，故选D项。A项所述符合古希腊的智者运动，B项所述符合经典力学，C项所述符合相对论。排除A、B、C三项。
11．“黑体(能全部吸收外来辐射能的物体)腔壁由无数能量不连续的带电谐振子组成，它们所带的能量是一个最小能量单元的整倍数，这些带电谐振子通过吸收和辐射电磁波，与腔内辐射场交换能量。”下列与这一理论有关的说法正确的是( C )
A．是实验科学，是近代科学形成的标志 B．时空的性质跟物质本身的分布状态有关
C．在一定程度上弥补了经典力学对微观世界认识的不足 D．与“自然界无跳跃”的原则基本一致
解析：本题考查对材料的分析理解能力。通过对材料的分析，可知这是普朗克有关量子理论的重要阐述。经典力学是近代科学形成的标志，故A不符合题意。B属于相对论的内容，故B不符合题意。量子论与“自然界无跳跃”的原则相冲突，故D有误。量子论使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步，成为20世纪最深刻、最有成效的科学理论之一。
12．美国的宇宙学家保罗·戴维斯曾说：“生命由原子造成，而原子是按照量子机制行事的。”“生命已经存在很长时间了，有充足的时间来学习一些量子的‘把戏’，如果这样做能够赋予它优势的话。”从中可知其认为 ( C )
A．量子机制赋予了生命进化的优势 B．生命进化经历了一个复杂的历程 C．量子理论可能适用于生命科学研究 D．生命进化是量子“把戏”的结果
解析：A、B两项表述材料信息不能反映，均排除。依据材料文字“生命已经存在很长时间了，有充足的时间来学习一些量子的‘把戏’，如果这样能够赋予它优势的话”可推理出：量子理论可能适用于生命科学研究，C项正确。D项表述对材料的理解不够准确，原子是按照量子机制行事的，不是生命，排除。
二、非选择题(本大题共2小题，第13题20分，第14题20分，共40分) 训练点4综合探究能力 13．阅读下列材料：
材料一：正是在物理学领域，牛顿进行了最有意义的研究。在这方面，他以伽利略的研究为基础，将后者的成果发展到辉煌的顶点。牛顿的一个朋友叙述了这位伟大的科学家是如何在观察果园里的苹果从果树上掉下来时，受到解决这一难题的暗示的。
——《全球通史》
材料二：“嫦娥奔月”的神话，只能表达人类对大地与月球之间的一种朦胧关系，寄托了人类向往太空的精神幻想。17世纪牛顿创立了经典力学理论后，运动三定律和万有引力定律才为人类真正认识地球、展开对太空的研究奠定了科学基础，机械动力、天文观察装置的发明和使用，天体中的一颗颗行星的发现又为人类正确认识宇宙带来了希望。
材料三：20世纪初爱因斯坦的相对论揭示了时间空间与物质分布、运动之间的辩证关系，提出了新的宇宙观，同时使得现代物理学和天文学彼此结合而产生了天体物理学，为人类研究和探索宇宙提供了新的更广泛的途径。
请回答：
(1)根据材料一，分析“伽利略的研究”是指什么？牛顿是如何将其“发展到辉煌的顶点”的？(6分)
(2)据材料二说明牛顿创立的经典力学包括哪些内容？结合所学知识举例说明牛顿力学对实践的指导作用。(8分)
(3)材料三中的相对论是如何提出的？它与牛顿经典力学的关系如何？(6分) 答案：(1)自由落体定律和在力学方面的研究。牛顿在伽利略研究的基础上创立了经典力学。
(2)内容：经典力学包括运动三定律(惯性定律、加速度定律及作用力和反作用力定律)和万有引力定律。
举例：①根据万有引力定律准确算出地球的平均密度和扁平率。②正确解释潮汐成因。③发现海王星。
(3)过程：1905年，爱因斯坦提出狭义相对论，1916年，广义相对论最终形成。 关系：爱因斯坦的相对论弥补了经典力学的不足，二者是继承与发展的关系。 14．阅读下列材料：
材料一：19世纪末，正当物理学家庆贺“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：所谓科学革命一般说来指的就是通行的科学理论体系的急剧转变……迄今为止，科学史上有据可查的关于物质世界的一般理论总共不过三种，分别以亚里士多德、牛顿和爱因斯坦的名字命名……但真正的科学革命，实际上只发生过两次。
——马克垚《世界文明史》
请回答：
(1)材料一中的“物理学大厦”指的是什么？20世纪初，物理学理论新发展的原因是什么？(8分)
(2)根据材料二并结合所学知识，指出两次“真正的科学革命”中第二次“科学革命”的突出成就，并简要说明它与前一次科学革命成就之间的关系。(6分)
(3)有人认为“相对论是人类思想史上最伟大的成就之一，也许就是最伟大的成就”。你同意这一说法吗？为什么？(6分)
答案：(1)经典力学。原因：科技革命的推动；经典力学出现危机；科学理论有了重大突破。
(2)成就：20世纪初的相对论和量子论。
关系：继承与发展的关系。爱因斯坦相对论否定了牛顿的绝对时空观，发展了牛顿力学。 (3)同意。原因：①相对论的提出，在很大程度上解决了19世纪末出现的经典物理学的危机，可以广泛地解释不同运动状态的物质，创立了一个全新的物理学世界，极大地扩展了物理学应用的领域。②相对论打破了经典物理学绝对化的思维模式，为人们提供了辩证地看世界的途径。
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