新课程高中物理学史和部分题型.docx

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新课程高中物理学史和部分题型

新课程高中物理中物理学史

物理学家姓名

国籍

主要成就

思想与方法

伽利略

意大利

1.给出匀变速运动定义，导出并用实验验证了位移与时间平方成正比。

2.理论论证并实验证明了重物体和轻物体下落速率相同。

3.通过理想实验证明：

在水平面上运动的物体，若无摩擦，将以此速度永远运动。

悖论思想

开创理想实验思想

开普勒

丹麦

发现开普勒三定律

牛顿

英国

1.1683年，提出牛顿三大运动定律。

2.1687年发表万有引力定律。

理论推导

卡文迪许

英国

利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常量

放大思想、转换思想

英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈

分别应用万有引力定律计算并观测到海王星

证明万有引力定律的正确性

胡克

英国

发现了胡克定律。

富兰克林

美国

1752年通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式，并发明了避雷针。

库仑

法国

1785年利用扭秤实验发现库仑定律，并测出了静电力常量

放大思想

欧姆

德国

1.在实验基础上引入电流强度、电动势、电阻等概念。

2.1826年通过实验得出欧姆定律。

焦耳

英国

1.测定了热功当量。

2.1841-1842年间，焦耳和楞次各自独立地发现了焦耳定律。

法拉第

英国

1.1837年引入电场概念，并提出用电场线、磁场线表示电场和磁场。

2.1831年，发现电磁感应现象（由磁场产生电流的条件和规律）。

3.亲手制出第一台发电机。

安培

法国

1.发现两根平行导线的相互作用规律。

2.总结出安培定则和左手定则。

3.提出了安培分子电流假说。

洛伦兹

荷兰

提出运动电荷产生磁场和磁场对运动电荷有洛伦兹力的作用。

阿斯顿

英国

设计出质谱仪（测量带电粒子的质量和分析同位素）。

劳伦兹

美国

发明了回旋加速器（产生高能粒子）。

楞次

俄国

1834年发表楞次定律（确定感应电流方向）。

亨利

美国

1835年发现自感现象。

双绕线法能消除其影响。

昂尼斯

荷兰

1911年发现超导现象。

临界思想

密立根

美国

1913年通过带电粒子在竖直电场中的平衡精确地测定了元电荷的电荷量。

平衡思想

布朗

英国

1827年发现布朗运动。

替代思想

德国医生迈尔、英国物理学家焦耳、德国学者亥姆霍兹为能量守恒定律的发现中起了重要作用。

普适定律

克劳修斯

德国

提出：

热不能自发地从较冷物体传递到较热物体（热二律的开氏表述）。

热力学第二定律奠基人之一

开尔文

英国

1.创立热力学温标（把-273°C作为热力学零度）。

发现热力学第三定律：

热力学零度不可能达到。

2.提出：

不可能从单一热源取热，使之完全变为有用功而不产生其他影响（热二律的开尔文表述）。

热力学零度即绝对零度

赫兹

德国

1887年用实验证实电磁波的存在，并测定电磁波的传播速度等于光速。

普朗克

德国

为解释黑体辐射规律提出能量子概念。

爱因斯坦

美国籍

提出光子理论、光电效应方程、质能方程，建立狭义1905和广义相对论。

康普顿

美国

1922年在研究石墨中电子对X射线的散射时，发现康普顿效应（证明光的粒子性，同时说明动量守恒定律和能量守恒定律同时适合于微观粒子）。

玻尔

丹麦

1913年提出玻尔原子模型，最早得出氢原子能级表达式，成功解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱。

德布罗意

法国

1924年提出物质波模型（任何一个运动物体都有一种波与之对应）。

汤姆生

英国

1897年发现电子（证明原子是有结构的，可以再分）。

卢瑟福

英国

1.1909-1911年进行了α粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型。

2.1919年用α粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，同时发现了质子。

贝克勒尔

法国

发现天然放射现象。

玛丽-居里夫妇

1896年发现强放射性元素镭（Ra）。

查德威克

英国

1932年α粒子轰击铍核时发现中子。

约里奥－居里夫妇

1934年，用α粒子轰击铝箔时，发现了正电子和人工放射性同位素。

哈恩和助手斯特拉斯

德国

1939年12月，铀核裂变实验成功

费米、西拉德

美国

1942年建成第一个裂变反应堆。

美国

1952年第一颗氢弹爆炸。

威尔逊

英国

发明威尔逊云室。

部分边缘知识总结

１．回旋加速器　

（1）最大动能仅取决于磁场和D形盒直径，与加速电压的大小无关，

；

（2）带电粒子圆周运动周期与高频电源的周期相同；（3）离子加速次数

，转动的圈数

．

2．热平衡　处于热平衡的两个系统，压强、体积等可以不同，但温度一定相同

3．晶体与非晶体　单晶体：

外形规则、各向异性、固定熔点

多晶体：

外形无规则、各向同性、固定熔点

非晶体：

外形无规则、各向同性、无固定熔点

4．晶体的熔化热1）定义：

某种晶体熔化过程所吸收的能量与质量的比值。

2）与晶体的质量无关，由种类决定

3）非晶体没有确定的熔化热

汽化热1）定义：

某种液体汽化成同温度的气体时所需的能量与其质量的比值

2）与液体质量无关，与液体温度以及外界的压强有关

5．液晶光学性质各向异性

6．表面张力1）产生原因：

液体表面层分子较内部稀疏，分子力表现为引力

2）作用：

使液体表面有收缩的趋势

3）大小：

液体的温度越高，表面张力越小；密度越大，表面张力越大；液体中溶有杂质时，表面张力变小。

7．浸润附着层的液体分子比内部密集，分子力表现为斥力，附着层有扩张的趋势

不浸润附着层的液体分子比内部稀疏，分子力表现为引力，附着层有收缩的趋势

8．毛细现象浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象

9．饱和气压同一种液体，温度越高，饱和气压越大

10.相对湿度1）定义:

相对湿度=

2）蒸发的快慢以及人体对环境潮湿程度的感受由相对湿度决定

11.热机：

任何热机的效率都小于100℅.

12.永动机1）“第一类永动机”不能制成的原因是违背了能量守恒定律

2）“第二类永动机”不能制成的原因是违背了热力学第二定律

13.热力学第一定律：

1）内容：

2）理解：

>0，内能增大，

<0，内能减小；

Q>0,吸热，Q<0,放热；W>0,外界对气体做功，气体对外界做功。

14.热力学第二定律1）在物理学中，反映宏观自然过程的方向性的定律

2）两种表述：

①热量不能自发地从低温物体传到高温物体

②不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响

3）微观意义：

一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行

15.熵1）熵是系统内分子运动无序性的量度

2）在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少————熵增加原理

16.热辐射：

一切物体都在辐射电磁波，辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同

17.黑体辐射：

1）黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关

2）当温度升高时，各种波长的辐射强度都增加，同时，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动

3）黑体辐射实验的合理解释：

普朗克的能量量子化假设：

18.光电效应1）入射光的频率低于截止频率（

）时不发生光电效应

2）同种颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多

3）爱因斯坦光电效应方程：

（v为入射光频率，W0为金属的逸出功

由金属本身决定）

4）揭示了光的粒子性

19.物质波：

1）一切微观实物粒子在一定条件下都有波动性，任何一种运动的物体都有一种波与之对应，这种波后来称为德布罗意波，也叫做物质波，其波长为

2）电子束的衍射实验证实了实物粒子的波动性

20.不确定性关系：

在微观物理学中，不能同时确定粒子的位置和动量，因此，不能用“轨迹”来描述粒子的运动，只能知道粒子到达某点的概率

21.光是一种电磁波、概率波、物质波，光具有波粒二象性．光既有波动性，同时又有粒子性。

其表现规律为：

（1）个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现波动性．

（2）频率越低波动性越显著；频率越高粒子性越显著．（3）光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生相互作用时，往往表现为粒子性．

22.阴极射线：

高速电子流

23.原子光谱：

原子光谱都是线状谱，不同原子的光谱不同，可以用它来鉴别物质和确定物质的组成成分

24.玻尔原子模型：

1）三个假设：

①电子的轨道是量子化的②原子的能量是量子化的③跃迁假设

2）电子从高轨道（高能级）向低轨道（低能级）跃迁时，原子会放出能量，总能量减小，势能减小，电子动能增大；反之，原子吸收能量，总能量增大，势能增大，电子动能减小

3）电子从低能级向高能级跃迁时，若吸收光子能量hv，则要求hv恰好等于两能级的能量差；若吸收实物粒子的能量E，则要求E大于或等于两能级的能量差

4）局限性：

只能解释氢原子光谱（原因是它仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动，实际上，原子中电子的坐标没有确定的值）

25.天然放射现象：

1）三种射线

1

射线：

高速氦核流，穿透能力最弱，一张纸都穿不透，电离作用最强

2

射线：

高速电子流，穿透能力较强，能穿透几毫米厚的铝板，电离作用较弱

3

射线：

能量很高的电磁波，穿透能力最强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土，电离作用最弱

2）天然放射现象的发现，证明了原子核内部是有结构的

26.原子核的衰变：

1）原子核自发地放出

粒子（

）或

粒子（

）的现象

2）典型的衰变方程：

①

-------------

衰变

②

---------------

衰变

3）

衰变中的电子不是来自核外电子，而是核内的中子转化成了一个质子和一个电子，转化方程为：

27.半衰期：

1）定义：

放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间

2）放射性元素的衰变快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。

3）半衰期适用于大量原子核衰变

4）

，其中，M为反应前原子核质量，m为反应后原子核质量，

t为反应时间，T为半衰期

28.人工转变核反应方程:

①

②

29.放射性同位素的应用：

①作示踪剂；②在工业生产中探测材料厚度，或工业探伤；③在医疗方面，治疗癌症，灭菌消毒

30.核力的特点:

①核力是强相互作用力；②核力是短程力；

③每个核子只跟邻近的核子发生核力作用

31.结合能：

将原子核中的核子分开所需要的能量。

32.比结合能（平均结合能）：

1）定义：

结合能与核子数之比

2）特点：

①比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定；

②中等大小的核的比结合能最大

33.重核裂变：

1）典型的核反应方程：

2）特点：

①核裂变为链式反应；②核裂变过程有质量亏损，释放能量；

③核电站就是将核裂变产生的巨大能量转化为电能；

④核反应堆的中子为慢中子，裂变生成的中子速度较快，需慢化剂，可以充当慢化剂的有石墨，重水和普通水（也叫轻水）；

34.核聚变（热核反应）：

1）典型的核反应方程：

2）特点：

①核聚变过程有质量亏损，释放能量，平均每个核子放出的能量比聚变大3-4倍；②主要用在核武器上，如：

氢弹

高中物理原子核及物理学史练习题

一、选择题

1．下列说法正确的是（）

A．

是

衰变方程

B．

是核聚变反应方程

C．

是核裂变反应方程

D．

是原子核的人工转变方程

2．随着现代科学的发展，大量的科学发现促进了人们对原子．原子核的认识，下列有关原子．原子核的叙述正确的是（）

A．卢瑟福

粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构

B．天然放射现象表明原子核内部有电子

C．英国科学家汤姆生通过对阴极射线等现象的研究，发现了电子

D．氢原子从

能级跃迁到

能级和从

能级跃迁到

能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长

3．下面列出的是一些核反应方程：

；

；

其中（）

A．X是正电子，Y是中子，Z是质子B．X是正电子，Y是质子，Z是中子

C．X是中子，Y是正电子，Z是质子D．X是质子，Y是中子，Z是正电子

4．法拉第发现了电磁感应现象，不仅推动了电磁理论的发展，而且推动了电磁技术的发展，引领人类进入了电气时代．下列哪一个器件工作时利用了电磁感应现象（）

A．电视机的显像管B．回旋加速器C．指南针D．电磁炉

5．牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律。

在创建万有引力定律的过程中，牛顿（）

A．接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想

B．根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即

的结论

C．根据

和牛顿第三定律，分析了地．月间的引力关系，进而得出

D．根据大量实验数据得出了比例系数G的大小

6．下列对运动的认识不正确的是（）

A．亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动

B．伽利略认为力不是维持物体速度的原因

C．牛顿认为力的真正效应。

总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动

D．伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去

7．下列叙述中正确的是（）

A．电源的电动势反映了电源将其它形式的能转化为电能的本领

B．电源提供的电能越多，电源的电动势越大

C．电源电动势在数值上等于电路中通过1库仑的正电荷时，电场力所做的功

D．对于有恒定电流通过的导体，通过导体某个截面的电量在任何相等的时间内都相等

8．联合国将2005年定为“国际物理年”，以纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献．对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2，以下说法中正确的是（）

A．E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比

B．E=mc2中的E表示发生核反应过程中释放的核能

C．根据ΔE=Δmc2可以计算核反应中释放的核能

D．ΔE=Δmc2表示发生的质量亏损Δm转变为能量ΔE释放出来

9．在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献。

下列说法正确的是（）

A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象

B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在

C．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值

D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律

10．很好地解释了

粒子散射实验并提出原子核式结构模型的科学家是（）

A．汤姆孙B．爱因斯坦C．德布罗意D．卢瑟福

11．第一次通过实验证实万有引力的存在并比较准确地测出引力常量的科学家是（）

A．牛顿B．伽利略C．胡克D．卡文迪许

12．在物理学史上，首先提出磁场对运动电荷有力的作用的科学家是（）

A．欧姆B．安培C．洛伦兹D．法拉第　

13．以下涉及物理学史上的四个重大发现，其中说法正确的有（）

A．卡文迪许通过扭秤实验，测定出了万有引力恒量

B．安培通过实验研究，发现了电流周围存在磁场

C．伽利略通过实验研究，总结出法拉第电磁感应定律

D．牛顿根据理想斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因

14．在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。

下列叙述符合史实的是（）

A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应解释了电和磁之间存在联系

B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说

C．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，或出现感应电流

D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化

15．放射性元素

Rn经α衰变变成钋

Po，半衰期约为3.8天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素

Rn的矿石，其原因是（）

A．目前地壳中的

Rn主要来自于其它放射性元素的衰变

B．在地球形成初期，地壳中的元素

Rn的含量足够多

C．当衰变产物

Po积累到一定量以后，

Po的增加会减慢

Rn的衰变进程

D．

Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期

16．在物理学建立．发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（）

A．古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定，伽利略在他的《两种新科学的对话》中利用逻辑推断，使亚里士多德的理论陷入了困境

B．德国天文学家幵普勒对他导师第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了万有引力定律

C．英国物理学家卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”首先较准确的测定了静电力常量

D．楞次发现了电磁感应现象，并研究得出了判断感应电流方向的方法——楞次定律

17．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的革命和创新，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步．下列表述正确的是（）

A．奥斯特发现了电流的磁效应；法拉第发现了电磁感应现象

B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在

C．牛顿发现了万有引力定律；库仑发现了点电荷的相互作用规律

D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律

18．物理学是一门实验科学，也是一门崇尚理性．重视逻辑的科学，以下说法正确的是（）

A．伽利略通过逻辑推理提出科学猜想：

重物与轻物应该下落的同样快

B．卡文迪许扭秤实验利用了放大的科学思想

C．麦克斯韦用实验证明了电磁波存在

D．电荷间的相互作用．磁体间和相互作用，本质上是同一种相互作用的不同表现

19．物理学是一门以实验为基础的科学，任何理论和学说的建立都离不开实验。

下面有关物理实验与物理理论或学说关系的说法中正确的是（）

A．α粒子散射实验表明了原子具有核式结构

B．光电效应实验证实了光具有粒子性

C．电子的发现表明了原子不是构成物质的最小微粒

D．天然放射现象的发现证实了玻尔原子理论

20．下列叙述中符合物理学史的有（）

A．麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在

B．托马斯·杨通过对光的干涉现象的研究，证实了光具有波动性

C．玻尔通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构学说

D．贝克勒尔发现了天然放射现象，并预言原子核是由质子和中子组成的

21．物理学发展到今天的程度，推动了人类文明的极大进步,其中更是凝聚了大量物理学家呕心沥血的科学研究。

以下对几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（）

A．牛顿在前人研究基础上总结出万有引力定律，并第一个测出引力常数为G

B．汤姆生提出原子的核式结构学说，后来卢瑟福用

粒子散射实验给予了验证

C．牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点

D．奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象

22．根据所学物理知识判断以下说法中正确的是（）

A．布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫做热运动

B．物体做加速运动时速度越来越大，物体内分子的平均动能也越来越大

C．在完全失重的情况下，熔化的金属能够收缩成标准的球形

D．利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是不可行的

23．下列公式中是采用比值方法定义物理量的有（）

A．

B．

C．

D．

24．正电子是电子的反粒子，它跟普通电子电量相等，而电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质一一反物质．欧洲和美国的科学研究机构曾先后宣布：

他们分别制造出9个和7个反氢原子．这是人类探索反对物质的一大进步，你推测反氢原子的结构是（）

A．由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成

B．由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成

C．一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成

D．一个带负电荷的质子和一个带正电荷的电子构成

25．⑴在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是____。

（填选图下方的字母）

ABCD

⑵将静置在地面上，质量为M（含燃料）的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体。

忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是。

（填选项前的字母）

A．

B．

C．

D．

原子核及物理学史答案

1.BD2.C3.A4.D5.ABC6.A7.AD8.AC9.AC10.D11.D12.C13.A14.ABD15.A16.A17.AC18.ABD19.ABC20.B21.D22.C23.ACD24.D25.

（1）C

（2）D