学年高二历史北师大版必修三学案第七单元 近代世界科学技术的发展25 含答案 精品Word文档下载推荐.docx

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探究点　近代自然科学兴起与资本主义发展、思想解放运动的联系

材料一　随着资本主义萌芽的产生与发展，欧洲掀起了文艺复兴运动。

文艺复兴运动不仅推动了文学艺术、思想的繁荣，也推动了哥白尼、伽利略、布鲁诺等人热衷于近代天文学的研究，推动牛顿经典力学的诞生。

材料二　欧洲启蒙思想家受被牛顿证实的万有引力定律的影响很大，他们相信不仅存在着控制物质世界的自然法则，也存在着控制人类社会的自然法则……理性被用来检验一切事物——所有的人、所有的制度、所有的传统，伟大的启蒙运动产生了。

思考

结合上述材料，分析近代自然科学的产生与资本主义发展、思想解放运动的关系。

答案　①资本主义生产力的发展是近代自然科学产生的社会前提。

②文艺复兴运动为近代自然科学的产生奠定了思想基础；

另一方面，以牛顿经典力学为代表的近代自然科学为启蒙运动奠定了科学基础。

牛顿经典力学体系建立的意义

（1）理论的科学性和预见性：

19世纪，人们应用牛顿万有引力定律发现了海王星。

（2）标志着近代科学的形成：

经典力学体系的显著特征之一是注重实验。

实验可以进一步揭示出客观现象和过程之间内在的逻辑关系，并由此得出重要的结论。

另一个显著特征是它的数学化，这种数学化的根源是自然内在的数学关系。

（3）牛顿物体运动三大定律和万有引力定律确立后，光学、电磁学等与力学的进一步统一，大大推动了物理学的发展。

知识点二　爱因斯坦和相对论

1．背景：

随着科学实验的进步，经典力学无法解释研究中出现的一些新问题。

20世纪初，德国物理学家爱因斯坦提出了相对性原理和光速不变原理，进而创立了相对论。

3．内容

（1）狭义相对论：

光速是物质运动的极限速度。

物体的质量、空间和时间随着物体运动速度的变化而变化，证明了时间和空间是物质运动的基本属性。

这就将伽利略和牛顿以来的绝对时空观发展到相对论时空观。

（2）广义相对论：

揭示了四维时空同物质的统一关系，从而在更深层次上否定了绝对时空观。

4．意义

（1）相对论的创立，为物理学的发展开辟了广阔道路，引起了一场深刻的物理学革命。

（2）创立了新的时空观，进一步丰富和发展了经典力学，并把它概括在相对论理论之中。

（3）相对论以其新的世界观和方法论，促进了人类的认识能力和思维模式的发展。

相对论：

爱因斯坦的相对论包括狭义相对论和广义相对论。

认为时间、空间和物体的质量随着物体运动速度的变化而变化，空间和时间不可能离开物质而独立存在，空间结构和性质取决于物质的分布。

[易错提醒]

爱因斯坦的相对论并未全面否定牛顿力学体系。

爱因斯坦的相对论只是否定了牛顿力学体系的绝对时空观，并没有否定整个牛顿力学体系。

牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。

牛顿力学是整个力学的基础，至今仍指导着物理学的发展。

相对论发展了牛顿力学，打破了传统的绝对时空观。

探究点　相对论与经典力学的区别与联系

材料　爱因斯坦与牛顿的对话（虚拟）

爱因斯坦：

你真伟大，你建立了牛顿力学框架体系，相对论中存在的问题都被你指了出来。

牛顿：

你比我更伟大，相对论在许多学科中有着广泛的应用，它和量子力学一起，已成为近代物理学的两大基础理论，相对论包容了我的三条运动定律及万有引力定律。

你我的理论都有瑕疵。

哪有十全十美的理论，大家不用我们的理论，他们没有别的理论可用，圣人、神仙也要犯错误，你我都是凡人，你我的身躯已经融入了自然界，但是，你我的灵魂还留在人间。

结合材料及所学知识，分析牛顿经典力学体系与爱因斯坦相对论的关系。

答案　区别：

牛顿经典力学体系反映了物体低速运动的客观规律，相对论反映了物体高速运动的客观规律。

联系：

相对论是对牛顿力学体系的继承和发展。

相对论的提出是物理学领域的一次重大革命

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。

知识点三　量子论的创立

随着现代科学的发展，特别是电子和放射线的发现，使人们的研究开始进入原子内部。

2．发展进程

（1）1900年，德国物理学家普朗克提出了著名的“量子假说”。

（2）1905年，爱因斯坦提出了光量子论。

（3）丹麦物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态。

（4）1925年左右，量子力学最终建立。

3．量子论的意义

（1）与相对论等一起，引起了物理学的一场重大革命，并促进了现代科学技术的突破性发展。

（2）揭开了微观世界的奥秘，改变了人们对整个物质世界的认识。

（3）许多交叉科学都是立足于量子这块基石之上发展起来的。

[理解概念]

量子论：

是现代物理学的两大基石之一。

它揭示了微观物质世界的基本规律，为原子物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础。

它能很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、光的吸收和辐射等。

[史论要旨]

（1）牛顿建立了经典力学，改变了自中世纪以来人们的认识论和方法论。

经典力学是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系。

（2）相对论的提出是物理学领域最伟大的革命之一。

它在很大程度上解决了19世纪末出现的经典物理学的危机，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待世界的途径。

（3）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。

量子力学对其他科学领域都产生了重大影响，从根本上改变了人类的物质生活。

探究点　量子论的诞生和发展

材料　19世纪末，物理学的研究一方面深入到物质内部的微观世界，放射线和电子被发现，另一方面扩展到整个宇宙。

随着光学等学科的深入发展，人们对在光速或接近光速的运动状态下物质的研究，超出了经典物理学的范围。

物理学中被称为“晴空上漂浮的两朵乌云”的两个无法解释的难题，其一就是以太（占据天体空间的物质）的不存在。

这使得经典物理学赖以建立的绝对时空观受到了严峻的挑战。

（1）19世纪末，物理学的发展对经典物理学提出了怎样的挑战？

（2）20世纪物理学的发展取得的两项最重大的成就是什么？

它们是如何弥补经典物理学的不足的？

答案　

（1）19世纪末，物理学家的研究一方面深入到物质内部的微观世界，另一方面扩展到整个宇宙，超出了经典物理学的范围，经典物理学赖以建立的绝对时空观受到严峻的挑战。

（2）量子论和相对论。

它们发展了经典物理学，弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足，为人类描绘了一个崭新的世界，对整个人类的思维都产生了不可磨灭的影响。

量子论和相对论的地位及影响

（1）地位：

量子论和相对论一起构成了现代物理学的基础。

（2）影响

①量子论是研究微观世界粒子运动规律的科学。

量子论对化学、生物学、医学、考古学、古生物学和地质学等科学领域都产生了重大影响，带来了许多划时代的技术创新，使人类对微观世界的认识有了革命性的进步。

②相对论指出了时间、空间和物体的质量不是绝对不变的，而是随着物体的运动而发生变化，打破了传统的绝对时空观；

相对论发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度；

相对论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。

③量子论和相对论弥补了经典物理学的缺陷，掀起了物理学的革命，对物理学本身，对自然科学，对整个人类生活与思维都产生了不可磨灭的影响。

课堂小结

1．17、18世纪的欧洲人相信，人类可以征服自然，也可以推动人类自身不断前进。

产生这种认识的主要原因是（　　）

A．资产阶级力量的壮大

B．自然科学的迅速发展

C．启蒙思想运动的推动

D．文艺复兴运动的影响

答案　B

解析　四个选项都是导致题干中现象出现的原因，但是，人类可以征服自然，最主要原因是自然科学迅速发展，对自然界的认识逐步深入。

2．伽利略被誉为“天上的哥伦布”，是由于（　　）

A．推翻了天主教的地球中心说

B．用望远镜发现了一些新的天体

C．证实了行星在围绕太阳运行

D．提示了物体的运动规律

解析　解答本题的关键是抓住限制信息“天上”和“哥伦布”，哥伦布发现了陆上的“新大陆”，所以“天上的哥伦布”必定是发现空中新天体的科学家。

3．中秋时节是钱塘潮的最佳观赏期，潮起潮落，美丽壮观。

苏东坡有千古名句“八月十八潮，壮观天下无”。

下列哪位科学家的理论可用来解释钱塘潮的壮观景象（　　）

A．伽利略的自由落体定律

B．牛顿的经典力学体系

C．普朗克的量子论

D．爱因斯坦的相对论

解析　钱塘潮是由于月球和太阳的引潮力作用，使海洋水面发生周期性涨落的潮汐现象。

牛顿的万有引力定律可对潮汐现象作出科学的解释。

4．20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

解析　爱因斯坦的相对论提出时间和空间都是物质存在的形式，随着物质运动速度的变化而变化，时间、空间、运动、质量不是绝对不变的，而是相对的。

5．在20世纪最后一期的《时代》周刊中，评选出了一位“世纪人物”。

《时代》周刊称他为“天才、政治难民、人道主义者、原子和宇宙谜的开启者”“以其最伟大的思想和无与伦比的形象独占鳌头”。

这位“世纪人物”应该是（　　）

A．牛顿B．普朗克

C．爱迪生D．爱因斯坦

答案　D

解析　从材料中“原子和宇宙谜的开启者”等信息可以看出此人是指爱因斯坦。

6．它打开了人类认识微观世界的大门，深刻地改变了人们的生活、生产和观念……标志着一个新纪元的到来！

这里的“它”是指（　　）

A．经典力学B．进化论

C．量子论D．相对论

答案　C

解析　经典力学解释了物体宏观运动低速运动下的客观规律，进化论解释了生命演进的规律，量子论解释了微观世界物体运动的规律，相对论认识了时空的本质。

[基础达标]

1．观察下图，据图可以得出西方近代自然科学发展的主要特点是（　　）

A．生活实践经验的总结

B．实用性技术，应用性强

C．科学观察、实验的研究方法

D．重视经验综合，轻视理论研究

解析　由图片所示信息可知西方近代自然科学重视科学观察、实验的研究方法。

2．“月亮既不会掉下来，也不会离去，那是因为它的运动正好抵消了地球的引力。

”说这句话的科学家是（　　）

A．牛顿B．伽利略C．布鲁诺D．哥白尼

答案　A

解析　牛顿的最重大贡献之一是发现了万有引力定律。

材料是运用万有引力定律解释月亮总是围绕地球运动的原因。

3．罗素写道：

“几乎所有现代世界与古代世界之间的区别，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．经典力学B．物质波理论

C．量子理论D．相对论

解析　B项物质波理论诞生于20世纪；

C项和D项也都诞生在20世纪。

4．根据国际天文学联合会大会投票5号决议，冥王星被排除在行星行列之外，正式从九大行星中除名，而将其列入“矮行星”。

冥王星的发现当时是根据（　　）

A．哥白尼日心说的推算

B．牛顿力学的推算

C．法拉第定律的推算

解析　根据牛顿天体力学，1930年2月18日美国天文学家汤博发现了太阳系第九大行星冥王星。

冥王星的出现引起了人们的欢呼，被认为是牛顿力学的伟大成果。

5．1846年某日，德国天文学家加勒在根据某科学定律推算出的位置上找到了一颗后来被命名为海王星的行星，这一天被人们评价为某理论“最辉煌的一天”。

该理论是（　　）

A．牛顿力学B．普朗克量子理论

C．达尔文进化论D．爱因斯坦相对论

解析　根据材料信息“根据某科学定律推算出的位置上找到了一颗后来被命名为海王星的行星”可知，这一“科学定律”是万有引力定律。

故“该理论”是指牛顿力学。

6．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

解析　爱因斯坦在相对论中提出，物体的质量会随着时间、空间的变化而变化，这给人们辩证地看待世界提供了新途径。

7．1919年11月9日美国《纽约时报》头版文章有如下标题：

“天之光歪斜”“科学家急切等待着日蚀观测的结果”“恒星不是在它们似乎应该所在的或被计算出来的位置上，但不必担心”。

这些文章介绍的科学理论应该是（　　）

A．经典力学B．自由落体定律

C．相对论D．量子理论

解析　根据时间“1919年”可排除A、B项，D项量子理论使人类对微观世界认识取得革命性进步，故选C项。

8．爱因斯坦的相对论修正了经典力学体系，并非否定。

在相对论中，牛顿三大定律依然正确，只不过在分析问题时还要考虑到相对论的效应而已。

以上阐述的相对论与经典力学的关系是（　　）

A．各自独立B．继承与发展

C．否定与对立D．否定与发展

解析　由材料中的“修正”和“并非否定”等表述可以得出二者是一种继承与发展的关系。

9．“这一发现成为二十世纪物理学研究的基础，从那个时候起几乎完全决定了物理学的发展。

要是没有这一发现，那就不可能建立起分子、原子以及支配它们变化的能量过程的有用理论。

”“这一发现”指的是（　　）

A．牛顿万有引力定律

B．法拉第的电磁学

C．普朗克的量子理论

解析　材料中“分子”“原子”等信息，可以判断为普朗克的量子理论。

10．“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

解析　经典物理学研究的是宏观世界，量子理论研究的是微观世界。

[能力提升]

11．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的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社交方式

解析　材料中两场革命是指量子论和相对论。

相对论研究的是宏观世界，量子理论研究的是微观世界，故A项正确。

相对论是对牛顿力学的继承和发展，故B、C两项不正确。

相对论提出了相对的时空观，但并没有改变人的社交方式，故D项不正确。

12．“在科学上，没有哪个理论能够得到完全的‘证明’，当它出现时，总是有待进一步检验和审视。

正是这一不断自我纠错与完善的特性，使科学成为人类理解自然机制最为严谨、最为有效的手段。

”下列史实符合该论述的是（　　）

①从亚里士多德学说到自由落体定律　②从经典力学到相对论　③从万有引力定律到电磁感应理论　④从量子理论到光电效应的成功解释

A．①②③B．①②④

C．①③④D．②③④

解析　自由落体定律是对亚里士多德学说的否定，相对论是对经典力学的完善；

光电效应的成功解释是对量子理论的完善。

③不符合题意。

13．《宇宙探险》一书认为，由于科学家“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如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。

”你认为为此作出最重要贡献的应是（　　）

A．创立万有引力的牛顿

B．创立相对论的爱因斯坦

C．提出量子假说的普朗克

D．提出太阳中心说的哥白尼

解析　从材料“揭示了时间、空间与物质分布、运动之间的辩证关系”可以很容易地推断出答案为B。

14．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

解析　相对论的基本原理就是光速不变原理和相对性原理；

时间、空间、运动、质量不是绝对不变的，而是相对的，可以相互转化。

15．电视连续剧《天仙配》中有这样的情节：

唐朝张百胜因孝道而升天成为玉皇大帝，而后他的年龄基本上是恒定的，七仙女亦然，永葆青春。

假设此情景成立，其科学依据最有可能的是（　　）

A．相对论B．量子论

C．转基因理论D．进化论

解析　根据爱因斯坦的相对论可知，时间、质量、重量等都不是固定不变的，而是处在不断的变化中。

16．阅读下列材料：

材料一　18世纪时，牛顿创立了经典力学理论后，物体运动三大定律和万有引力定律为科学的发展奠定了基础。

材料二　20世纪初，爱因斯坦提出时间与物质分布、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如此结合而产生了天体物理学，为人类科学研究提供了新的更广泛的途径。

——以上材料均摘自《宇宙探险》

材料三　下图人物是德国人，著名物理学家。

他于1900年提出了量子假说，认为辐射像物质一样，是由具有能量的基本单位量子来实现的。

后来爱因斯坦又提出了光的量子理论。

量子论成为20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。

请回答：

（1）根据材料一、二，指出科学理论有什么新发展？

简要分析其发展的主要原因。

（2）历史叙述和历史评价是历史的基本要素。

写出材料三中属于历史叙述和历史评价的文字，并判断材料三的图片人物是哪位科学家？

他对牛顿经典力学的发展之处是什么？

（3）以上材料反映了科学技术发展的什么规律？

答案　

（1）科学理论由牛顿的经典力学发展到爱因斯坦的相对论。

原因：

经典力学出现危机；

第二次工业革命的推动等。

（2）①历史叙述：

图中人物是德国人，他于1900年提出了量子假说，认为辐射像物质一样，是由具有能量的基本单位量子来实现的。

②历史评价：

著名物理学家；

③科学家：

普朗克。

④发展：

弥补了经典力学在认识微观世界方面的不足。

（3）①由低级到高级，由简单到复杂，不断发展、不断完善。

②科学理论指导生产实践，生产实践也促进科学理论的发展。