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課時跟蹤訓練(十一) 物理學的重大進展 一、選擇題 1．英國數(shù)學家懷特海說：“近代力學體系的全部發(fā)展過程剛好占了兩個世紀……伽利略跨出了第一步，找到了正確的思維道路?！薄百だ钥绯隽说谝徊健笔侵?　　) A．提出了量子假說 B．指出了經(jīng)典力學絕對時空觀的錯誤 C．指出了外力是改變運動狀態(tài)的原因，他是經(jīng)典力學體系的奠基者 D．提出了物體運動的三大定律 [解析]　本題主要考查學生對基礎知識的再認再現(xiàn)能力。A是普朗克的成就，B屬于愛因斯坦的相對論，D屬于牛頓的貢獻。C是對伽利略科技成果及作用的正確表述。 [答案]　C 2．下列對17世紀牛頓經(jīng)典力學體系產(chǎn)生的背景和原因的表述，不正確的是 (　　) A．資本主義經(jīng)濟的迅速發(fā)展 B．伽利略等人的研究為其奠定了堅實的基礎 C．牛頓個人的巨大努力 D．同時代眾多科學家的通力合作 [解析]　A項是當時科學研究的經(jīng)濟基礎和條件；B項是該體系產(chǎn)生的基礎；C項是該體系產(chǎn)生的主觀條件；牛頓力學體系是牛頓在繼承前人成果的基礎上的創(chuàng)新，故D項錯誤，故選D項。 [答案]　D 3．某班同學在制作《近代物理學的成就》手抄報時，畫了下面一幅漫畫。他要表達的是(　　) A．伽利略通過對自然的觀察發(fā)現(xiàn)了自由落體定律 B．牛頓在自然現(xiàn)象啟發(fā)下開始研究萬有引力定律 C．愛因斯坦相對論的提出是基于對自然規(guī)律的把握 D．任何科學規(guī)律及定律的發(fā)現(xiàn)都有其偶然的因素 [解析]　圖片“星星、月亮”“樹木”“人”，描述的是牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，B項正確。 [答案]　B 4．“使人類克服了經(jīng)典物理學的危機，對微觀世界的基本認識有了革命性的進步”。這一結論最應該送給 (　　) A．牛頓力學體系的建立 B．量子論的提出 C．質量守恒定律的提出 D．相對論的提出 [解析]　20世紀初，普朗克的量子論把人類對客觀規(guī)律的認識從宏觀世界推進到微觀世界，故選B項。 [答案]　B 5．他的墓志銘上寫著這樣的話：他以超乎尋常人的智力，用他所發(fā)明的數(shù)學方式，第一個證明了“行星的運動和圖像，彗星的軌道和大海的潮汐?！贝巳丝赡苁?　　) A．哥白尼 B．牛頓 C．達爾文 D．普朗克 [解析]　牛頓力學定律以嚴格的數(shù)學方法和邏輯體系把宇宙間的運動統(tǒng)一起來，對人類解釋與預見物理現(xiàn)象具有決定性的意義，如解釋了彗星的軌道和大海的潮汐。海王星的發(fā)現(xiàn)是證明牛頓力學和萬有引力定律有效性的最成功范例。本題選B項。 [答案]　B 6．“根據(jù)這一理論，將時間和空間說成是絕對的是沒有意義的，因為對這兩種范疇的測量通常隨著觀察者的運動而改變?！瓕τ陂T外漢來說，這些觀點——通常用不能理解的數(shù)學公式解釋——表明科學已經(jīng)達到了能被人類所知的界限?！鄙鲜觥袄碚摗钡闹饕饬x是(　　) A．開創(chuàng)了以實驗為基礎的近代科學 B．預見海王星存在的準確性 C．彌補經(jīng)典力學對時空認識的不足 D．發(fā)現(xiàn)能量輻射的運動原則 [解析]　“將時間和空間說成是絕對的是沒有意義的”指愛因斯坦提出的相對論，否定了經(jīng)典力學的絕對空間觀，從本質上修正了由狹隘經(jīng)驗建立起來的時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質屬性，發(fā)展了牛頓力學，所以選C項。 [答案]　C 7．菲利普費爾南德茲阿邁斯托在評價某科學家時指出：在他的宇宙里，“每一種現(xiàn)象都是帶有欺騙性。物質和能量可以相互轉換。雙胞胎以不同的速度衰老。平行線可以交叉。光線彎曲的徑跡其實纏繞宇宙?！边@位科學家是 (　　) A．伽利略 B．達爾文 C．牛頓 D．愛因斯坦 [解析]　根據(jù)題干中“物質和能量可以相互轉換”“光線彎曲的徑跡其實纏繞宇宙”分析，屬于愛因斯坦的相對論的內容。 [答案]　D 8．牛頓在《自然哲學的數(shù)學原理》序言中說：“哲學的全部任務看來就在于從各種運動現(xiàn)象來研究各種自然之力，而后用這些方法論證其他的現(xiàn)象。”據(jù)此，牛頓注重 (　　) A．總結前人的理論研究成果 B．實驗和數(shù)學運算的有機結合 C．實驗、理論和應用相結合 D．運用哲學原理解釋自然現(xiàn)象 [解析]　根據(jù)材料中“從各種運動現(xiàn)象來研究各種自然之力，而后用這些方法論證其他的現(xiàn)象”得出牛頓注重實踐，不是注重總結前人的理論研究成果，故A項錯誤；材料中沒有涉及對數(shù)學運算的論述，故B項錯誤；由材料中“從各種運動現(xiàn)象來研究各種自然之力，而后用這些方法論證其他的現(xiàn)象”得出牛頓注重的是實驗、理論和應用相結合，故C項正確；材料中強調的是哲學的任務，不是運用哲學原理解釋自然現(xiàn)象，故D項錯誤。 [答案]　C 9．史學家認為“17世紀后期科學革命的勝利為啟蒙運動提供了先決條件”。符合此“先決條件”的事件是(　　) A．哥白尼提出“日心說” B．經(jīng)典力學的形成 C．達爾文提出生物進化論學說 D．伽利略發(fā)現(xiàn)自由落體定律 [解析]　可從時間上來判斷分析排除各錯誤選項，A項是在1543年，C項是在1859年，D項是在1590年。故選B。 [答案]　B 10．(英國)皇家學會會長湯姆遜說：“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)了新的科學思想的新大陸?！睈垡蛩固瓜鄬φ摰奶岢鍪俏锢韺W思想的一場重大革命。因為相對論 (　　) A．否定了牛頓的力學原理 B．借鑒了德國科學家普朗克的學說 C．揭示了時間、空間并非絕對不變的屬性 D．修正了能量質量互相轉化的理論 [解析]　結合所學可知，相對論揭示了時空與物質的本質屬性，可以廣泛地解釋不同狀態(tài)下的物質運動，創(chuàng)立了一個全新的物理學世界，極大地擴展了物理學應用的領域，同時，相對論也打破了經(jīng)典力學絕對化的思維，為人們提供了辯證地看待世界的新途徑，因此相對論是人類思想史上最偉大的成就之一，故C項正確。 [答案]　C 11．1919年11月9日美國《紐約時報》頭版文章有如下標題：“天之光歪斜”“科學家急切等待著日蝕觀測的結果”“恒星不是在它們似乎應該所在的或被計算出來的位置上，但不必擔心”。這些文章介紹的科學理論應該是 (　　) A．經(jīng)典力學 B．狹義相對論 C．廣義相對論 D．量子理論 [解析]　經(jīng)典力學的發(fā)表是在1687年；狹義相對論發(fā)表于1905年；廣義相對論發(fā)表于1915年；量子理論發(fā)表于1900年。 [答案]　C 12．相對論和量子論的創(chuàng)立是物理學的一場革命，它們都(　　) A．打開了原子的大門 B．將牛頓力學概括在其中 C．使人的認識深入到宏觀世界 D．為現(xiàn)代自然科學和技術革命提供了理論基礎 [解析]　本題考查運用判斷和比較的方法論證歷史問題的能力。電子和放射線的發(fā)現(xiàn)打開了原子的大門；相對論將牛頓力學概括在其中；相對論和量子論的創(chuàng)立，使人的認識深入到微觀世界。 [答案]　D 二、非選擇題 13．閱讀下列材料，完成問題。 材料一　伽利略發(fā)現(xiàn)運動中的物體若無一定的外力使它轉向，便做勻速直線運動。這一發(fā)現(xiàn)要求人們必須能解釋：為什么行星不以直線飛離，而趨于落向太陽，結果形成橢圓形的運動軌道；為什么月亮同樣地趨于落向地球。 ——斯塔夫里阿諾斯《全球通史》 材料二　牛頓的貢獻絕不僅限于創(chuàng)立了萬有引力定律和力學三大定律，更重要的在于他給當時的人們展現(xiàn)了一個像鐘表一樣嚴格遵循既定規(guī)則而運轉的機械論世界。這種機械論世界觀影響西歐人達兩個世紀之久，極大地改變了西方人對待自然界以及對待上帝的看法，培育了一種注重必然性的理性精神?！ｎD力學中的機械觀經(jīng)伏爾泰介紹到法國，深刻地感染了啟蒙思想家。 ——趙林《西歐啟蒙運動的發(fā)展歷程》 材料三　20世紀初，愛因斯坦從相對論的思想出發(fā)，提出了著名的質能公式，揭示出人類可以將物質的部分質量直接轉換為巨大的、并能被人類直接利用的能量。這為核開發(fā)提供了理論依據(jù)。后來愛因斯坦得知美國向廣島、長崎投下原子彈，平民傷亡慘重時，感到非常痛心。他說，致信羅斯福提議研制核武器，是自己一生中最大的錯誤和遺憾。 ——李華平《超越2012：世界危機與人類的選擇》 (1)針對材料一的問題，牛頓是怎么回答的？他的主要成就是什么？ (2)依據(jù)材料二指出，牛頓的科學理論與啟蒙運動的關系。 (3)依據(jù)材料二、三并結合所學知識指出，愛因斯坦對人類的發(fā)展作出的巨大貢獻。 [解析]　第(1)問，針對材料一中“為什么行星不以直線飛離”等，可用牛頓“萬有引力定律”來回答；牛頓的貢獻結合所學知識回答。第(2)問，注意提煉材料二關鍵信息，歸納兩者之間的內在聯(lián)系。第(3)問，首先根據(jù)材料二的啟示，回答相對論對人類思想的影響；其次根據(jù)材料三歸納出原子能的發(fā)現(xiàn)。 [答案]　(1)回答：萬有引力定律。成就：建立了一個以實驗為基礎，以數(shù)學為表達形式的經(jīng)典力學體系。 (2)經(jīng)典力學展現(xiàn)了遵循規(guī)則而運轉的世界，為啟蒙思想家培育了一種注重必然性的理性精神，推動了啟蒙運動的開展。 (3)貢獻：打破了經(jīng)典物理學絕對化的思維模式，為人類提供了辯證看待世界的途徑；為人類找到了新的可以直接利用的能量，推動了人類社會的發(fā)展。 14．閱讀下列材料，回答問題。 材料一　中世紀的人，力求達到知識的完全的合理的協(xié)調，把這當做是哲學及宗教的目標……伽利略與牛頓的物理學，推翻了這個自成系統(tǒng)知識體系；科學采取了建立在力學基礎上的常識性實在論。 材料二　近年來物理研究，進入了一種特殊的狀態(tài)，或者說進入了17世紀以來前所未有的狀態(tài)。一方面它的古典的背景，即牛頓的動力學與麥克斯韋的電磁學，依然在應用，依然在產(chǎn)生具有偉大價值的成果。但另一方面，今日最驚人的發(fā)現(xiàn)——原子結構的理論方面，古典的定律又已失其效用，而我們不得不接受相對論與原子論概念。 ——以上材料皆選自丹皮爾 《科學史及其與哲學和宗教的關系》 材料三　1842年，邁爾把自己的研究成果寫成論文《論無極界的力》，終于在德國的《化學與藥物雜志》上發(fā)表……但沒有受到人們的青睞，反而受到不少嘲笑和攻擊……焦耳把自己的實驗成果寫成論文《論伏打電池所產(chǎn)生的熱》……焦耳的學術成果和邁爾的成果一樣，沒有受到應有的重視，遭到權威們的反對，使他的論文不能立即發(fā)表?！墩羝麢C帶來的革命》 (1)根據(jù)材料一并結合所學知識，分析“牛頓的物理學”的歷史作用。 (2)結合所學，指出材料二中17世紀物理學的偉大貢獻和近年來物理學研究的偉大貢獻，并指出二者的關系。 (3)材料三中邁爾和焦耳的遭遇說明了什么？ [解析]　第(1)問，據(jù)“伽利略與牛頓的物理學，推翻了這個自成系統(tǒng)知識體系；科學采取了建立在力學基礎上的常識性實在論”并結合所學知識說明歷史作用。第(2)問，據(jù)“牛頓的動力學與麥克斯韋的電磁學，依然在應用”“最驚人的發(fā)現(xiàn)——原子結構的理論方面”說明貢獻的表現(xiàn)，結合所學知識概括二者的關系。第(3)問，據(jù)“焦耳的學術成果和邁爾的成果一樣，沒有受到應有的重視，遭到權威們的反對，使他的論文不能立即發(fā)表”概括說明。 [答案]　(1)作用：推翻把科學當作是哲學及宗教的目標的理論體系；是人類對自然界認識史上的第一次理論大綜合。 (2)17世紀貢獻：經(jīng)典力學；“近年來”貢獻：相對論和量子論。關系：相對論和量子論發(fā)展了經(jīng)典力學。 (3)說明：一個新的科學理論要沖破傳統(tǒng)理論的束縛是十分艱難的。(言之有理即可)