高中歷史岳麓版必修3學案：第25課 現(xiàn)代科學革命 Word版含答案

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1、 第六單元現(xiàn)代世界的科技與文化 第25課現(xiàn)代科學革命 一、經(jīng)典物理學的危機 1．經(jīng)典物理學的成就 (1)在經(jīng)典力學的基礎(chǔ)上，19世紀物理學領(lǐng)域取得了長足的進步，把人類對自然界的認識推進到前所未有的深度和廣度。 (2)人們把以牛頓力學為代表的經(jīng)典物理學看做絕對權(quán)威的理論。 2．經(jīng)典物理學的危機 (1)19世紀末，物理學上出現(xiàn)的一系列新的發(fā)現(xiàn)，無法用經(jīng)典物理學來解釋，這使得經(jīng)典物理學陷入了危機，面臨著挑戰(zhàn)。 (2)物理學面臨危機的同時，也迎來了一場偉大的革命。 二、愛因斯坦與相對論 1．地位：20世紀初，愛因斯坦提出的相對論為物理學的發(fā)展帶來了革命性的變化，愛因

2、斯坦本人也因此成為繼牛頓之后最偉大的科學家。 2．內(nèi)容：相對論的兩個基本原理是相對性原理和光速不變原理。時間和空間都是物質(zhì)存在的形式，時間、空間、運動、質(zhì)量不是絕對不變的，而是相對的，可以互相轉(zhuǎn)化。 3．意義 (1)相對論的提出是物理學領(lǐng)域最偉大的革命。它在很大程度上解決了經(jīng)典物理學的危機，創(chuàng)立了一個全新的物理學世界，極大地擴展了物理學應(yīng)用的領(lǐng)域。 (2)相對論也打破了經(jīng)典物理學絕對化的思維模式，為人們提供了辯證地看待世界的 途徑。 三、量子理論中的微觀世界 1．提出和發(fā)展 (1)1900年，德國理論物理學家普朗克提出了量子假說。 (2)繼普朗克的量子假說之后，愛因斯坦提出了

3、光的量子理論。 (3)丹麥物理學家玻爾提出了原子的量子理論。 2．意義 (1)量子理論使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步。 (2)量子力學帶來了許多劃時代的技術(shù)創(chuàng)新，這直接推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展，從根本上改變了人類的物質(zhì)生活。 (3)量子理論和相對論一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學的基礎(chǔ)，對自然科學，對整個人類的思維都產(chǎn)生了不可磨滅的影響。 四、現(xiàn)代物理學發(fā)展的意義 1．量子理論和相對論一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學的基礎(chǔ)，彌補了經(jīng)典物理學的不足。 2．都大大開闊了人們的視野，改變了人們看世界的角度和方式。 3．它們不僅對物理學本身，對自然科學，而且對整個人類的思維都產(chǎn)生了不可磨

4、滅的 影響。 [輕巧識記] 近代物理學與現(xiàn)代物理學的關(guān)系與轉(zhuǎn)變 [易錯提醒] 愛因斯坦的相對論只是否定了牛頓的絕對時空觀，沒有否定整個牛頓力學。牛頓力學是相對論力學在低速狀態(tài)下的一個特例。牛頓力學是整個力學的基礎(chǔ)，牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍指導著我們的物理學思想。相對論發(fā)展了牛頓力學，打破了傳統(tǒng)的絕對時 空觀。 [名師點撥] 經(jīng)典物理學出現(xiàn)危機的原因 (1)19世紀科學技術(shù)得到飛速發(fā)展，以牛頓力學為基礎(chǔ)的經(jīng)典物理學無法解釋物理學的新發(fā)現(xiàn)而陷入危機。 (2)19世紀末20世紀初，隨著科學研究的不斷深入而日益促進電子和放射性的發(fā)現(xiàn)。例如，經(jīng)典力學無法解釋高速運動微觀粒子發(fā)生

5、的現(xiàn)象，實驗表明微觀粒子的運動不能用宏觀物體的運動規(guī)律進行描述等。 (3)物理學只有來一番徹底的革命，才能適應(yīng)科學研究的新形勢。在這種背景下，相對論與量子論應(yīng)運而生。 1．相對論的提出是物理學領(lǐng)域最偉大的革命。它在很大程度上解決了19世紀末經(jīng)典物理學出現(xiàn)的危機，打破了經(jīng)典物理學絕對化的思維模式，為人們提供了辯證地看待世界的途徑。 2．量子理論是20世紀最深刻、最有成就的科學理論之一，使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步。量子力學對其他科學領(lǐng)域都產(chǎn)生了重大影響，從根本上改變了人類的物質(zhì)生活。 量子論和相對論 [材料一] (英國)皇家學會會

6、長湯姆遜致辭說：“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。”……1921年……愛因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者而得獎，但相對論始終沒有獲諾貝爾獎。 ——吳國盛《科學的歷程》 (1)材料一為什么說相對論是“最偉大的成就之一”？“相對論始終沒有獲諾貝爾獎”說明了什么問題？ [教你讀史] 注意相對論的兩個評價，一是“最偉大”，二是“始終沒有獲諾貝爾獎”。 [提示] 原因：相對論否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀，深刻揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性，提出了全新的時空觀、運動觀和物質(zhì)觀；發(fā)展了牛頓力學，將其概括在相對論力學之中，將物理學發(fā)展到一個新的高度。 說明的問題：相對

7、論超出了人們的日常思維、經(jīng)驗和感受，很難被人們理解和接受。 [材料二] 能量子鉆進物體的表面層……把它的全部能量給予了單個電子……一個在物體內(nèi)部具有動能的電子當它到達物體表面時已經(jīng)失去了它的一部分能量。 ——《愛因斯坦文集》 (2)據(jù)材料二回答，愛因斯坦這一研究的理論基礎(chǔ)是什么？他在這一方面有何貢獻？ [教你讀史] 關(guān)鍵詞：“能量子”、“電子”；同時注意材料的出處。 [提示] 理論基礎(chǔ)：普朗克于1900年提出的量子假說，量子論宣告誕生。貢獻：用量子理論成功解釋了光電效應(yīng)。 量子理論和相對論是現(xiàn)代物理學的兩大支柱 (1)量子理論的形成標志著人類對客觀規(guī)律的認識開始從宏觀

8、世界深入到微觀世界；同時，在量子理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的量子力學，極大地促進了原子物理學、固體物理學和原子核物理學等的發(fā)展。 (2)相對論否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀，從本質(zhì)上修正了由狹隘經(jīng)驗建立起來的時空觀，深刻揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性，推動物理學發(fā)展到了一個新的高度。 (3)量子理論和相對論彌補了經(jīng)典物理學的缺點，掀起了物理學的革命，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學的基礎(chǔ)。 題組 現(xiàn)代物理學的發(fā)展 1．哥白尼、牛頓和愛因斯坦被稱為近代以來最偉大的科學家，其理論的共同之處是( ) A．得到了科學實驗的驗證 B．改變了人類對自然界的認識 C．推動了技術(shù)的重大突破 D．科學地概

9、括出物質(zhì)運動的定律 解析：選B 哥白尼的“日心說”并未得到科學實驗的驗證；哥白尼的日心說沒有推動技術(shù)的重大突破；日心說和經(jīng)典力學都有一定的局限性，但它們和相對論都改變了人類對自然界的認識，B項符合題意。 2．西方歷史學家指出：“當人們談及傳入日本等東方國家的西方文明時，我們不是指古希臘羅馬哲學和人文主義思想，也不是指日本的基督教化，而是指在17世紀后半葉開始改變西方面貌的科學、思維模式和文明的所有工具?！边@里的“開始改變西方面貌的科學、思維模式和文明的所有工具”是指( ) A．牛頓的經(jīng)典力學體系 B．瓦特的改良蒸汽機 C．達爾文的生物進化論 D．愛因斯坦的相對論 解析：

10、選A 本題的解題關(guān)鍵是題干中的時間提示“17世紀后半葉”。1687年牛頓發(fā)表了《自然哲學的數(shù)學原理》，標志著近代自然科學形成了完整的體系。 3．這個形式簡潔優(yōu)美的理論蘊藏了太多令人驚訝的內(nèi)容，100多年來，人們不時從中悟出宇宙層出不窮的奧秘。直到今天，這里還有很多內(nèi)容沒有被我們悟透。根據(jù)右圖，這個理論應(yīng)是( ) A．牛頓的力學理論 B．普朗克的量子假說 C．愛因斯坦的相對論 D．達爾文的進化論 解析：選C 根據(jù)所給圖片中的信息“E＝mc2”可知這與愛因斯坦的相對論有關(guān)。 4．1919年英國《泰晤士報》曾刊登標題文章——“科學革命”，兩個副標題是“宇宙新理論”、“牛頓觀念的破

11、產(chǎn)”。具有“科學革命”意義的理論是( ) A．日心說 B．量子論 C．相對論 D．經(jīng)典力學 解析：選C 注意題干中的有效信息“宇宙新理論”。根據(jù)所學知識可知，相對論否定了牛頓經(jīng)典力學的絕對時空觀，發(fā)展了經(jīng)典力學，是更加科學的理論體系。量子論是有關(guān)微觀世界的理論，排除B項?！叭招恼f”、“經(jīng)典力學”均與材料“牛頓觀念的破產(chǎn)”不符，故排除A、D兩項。 5．法新社斯德哥爾摩1918年12月10日電：“由于他對能的性質(zhì)所做的革命性發(fā)現(xiàn)，今天被授予諾貝爾物理學獎。”這里的“革命性發(fā)現(xiàn)”指的是( ) A．萬有引力定律 B．經(jīng)典力學體系 C．相對論 D．量子理論 解析：選D

12、根據(jù)題干時間“1918年”和“對能的性質(zhì)”這一信息分析可知，“革命性發(fā)現(xiàn)”指的是量子理論。A、B兩項是在1687年提出的；C項不符合“對能的性質(zhì)”的“革命性發(fā)現(xiàn)”的要求。 一、選擇題(每小題4分，共32分) 1．牛頓說：“我之所以比別人看得更遠，那是因為我站在巨人的肩膀上?！?0世紀初，站在牛頓“肩膀”上觀察時空，并且比他“看得更遠”的科學巨人是( ) A．門捷列夫 B．達爾文 C．諾貝爾 D．愛因斯坦 解析：選D 從題干中的“20世紀初”和“站在牛頓‘肩膀’上”，可知是愛因斯坦突破了牛頓經(jīng)典力學。 2．經(jīng)典物理學所面臨的危機終于在20世紀初被物理學發(fā)展史上的兩場偉大

13、的革命所解決。這兩場革命使人類( ) A．擁有了研究宏觀世界和微觀世界的理論體系 B．放棄了經(jīng)典物理學的思想方法和科學理論 C．否定了此前物理學取得的一系列成果 D．轉(zhuǎn)變了人們的思維方式和社交方式 解析：選A 20世紀初物理學發(fā)展史上的兩場偉大的革命指的是相對論和量子理論的提出，它們分別為研究宏觀世界和微觀世界提供了理論體系。 3．愛因斯坦在評價某物理學理論成果時說：“這一發(fā)現(xiàn)成為20世紀物理學研究的基礎(chǔ)，從那個時候起幾乎完全決定了物理學的發(fā)展。要是沒有這一發(fā)現(xiàn)，那就不可能建立起分子、原子以及支配它們變化的能量過程的有用理論”。下列關(guān)于“這一發(fā)現(xiàn)”的表述，錯誤的是( )

14、 A．揭示了空間和時間的可變性 B．推動了現(xiàn)代物理學的重大發(fā)展 C．有助于成功地解釋光電效應(yīng) D．促進了人們深入認識微觀世界 解析：選A 從材料中的“建立起分子、原子以及支配它們變化的能量過程的有用理論”可知這指的是量子理論。A項符合相對論的理論，A項錯誤，符合題意。 4．羅素寫道：“幾乎所有現(xiàn)代世界與古代世界之間的區(qū)別，都得歸功于在17世紀取得最輝煌成就的科學。”“17世紀取得最輝煌成就的科學”指的是( ) A．經(jīng)典力學 B．生物進化論 C．量子理論 D．相對論 解析：選A 材料的有效信息是“17世紀”，生物進化論、量子理論和相對論分別是19世紀和20世紀初的科學成就，

15、而不是17世紀。只有A項是牛頓在17世紀創(chuàng)立的。 5．1919年，一位英國著名天文學家在觀測日全食時，通過天文觀測驗證了引力場使光線發(fā)生偏轉(zhuǎn)的預見。這一結(jié)果為下列哪一理論提供了強有力的證據(jù)( ) A．太陽中心說 B．萬有引力定律 C．進化論 D．廣義相對論 解析：選D “驗證了引力場使光線發(fā)生偏轉(zhuǎn)的預見”符合愛因斯坦廣義相對論中“物質(zhì)存在的現(xiàn)實空間是不平坦的，而是彎曲的，空間彎曲的程度體現(xiàn)為引力場強度”的觀點。 6．“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”說的是( ) A．相對論的提出 B．量子論的提出 C．牛頓力學體系的建立 D

16、．萬有引力定律 解析：選B 注意題干中強調(diào)“對微觀世界的基本認識有了革命性的進步”，根據(jù)所學知識可知，材料所說的是量子論。 7．1931年1月31日在洛杉磯舉行了《城市之光》首映式，卓別林和愛因斯坦在一起，面對歡呼的人群，藝術(shù)之星對科學之星說：“大家歡迎我是因為他們都能理解我，大家歡迎你是因為他們都不理解你。”這句話的含義是指( ) A．絕大多數(shù)人盲目歡迎愛因斯坦 B．相對論有悖于人們的日常經(jīng)驗 C．物理理論與人們的日常生活相距很遠 D．偉大的科學家不如著名的藝術(shù)家 解析：選B 人們不理解愛因斯坦是指不理解相對論，因為相對論有悖于人們的日常 經(jīng)驗。 8．現(xiàn)代生活中廣泛運用的

17、半導體、激光器，它們的工作原理來源于( ) A．相對論 B．量子理論 C．萬有引力定律 D．放射理論 解析：選B 以量子理論為基礎(chǔ)的量子力學推動了技術(shù)創(chuàng)新，促進了半導體、激光器的發(fā)明。 二、非選擇題(18分) 9．閱讀下列材料，回答問題。 材料一 此時的宇宙被描述成運動中的物質(zhì)，受到充滿宇宙的無形的力的控制，無論是地面還是天空，這些力可用數(shù)學方式表現(xiàn)出來。中世紀那幅封閉的、僅限于地面并以地球為中心的宇宙圖景被淘汰了，代之而起的是無限的、受普遍法則制約的新宇宙，地球現(xiàn)在被看作其中的一顆行星。 ——馬文·佩里《西方文明史》 材料二 1905年愛因斯坦發(fā)表《論動體的電動力學

18、》，為物理學的發(fā)展帶來了革命性的變化。愛因斯坦本人成為繼牛頓之后最偉大的科學家。愛因斯坦從相對論的思想出發(fā)，提出了著名的質(zhì)能公式，為核開發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。二戰(zhàn)爆發(fā)后，愛因斯坦向美國總統(tǒng)羅斯福提出建議，應(yīng)搶在納粹之前研制出原子彈……但當他得知美國向廣島和長崎投下原子彈，居民傷亡慘重時，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。”他后悔當初從事科研，“早知如此，我寧可當個修表匠”。 (1)材料一中的“普遍法則”指的是什么？以該法則為核心的理論體系產(chǎn)生了哪些影響？(6分) (2)依據(jù)材料二分析愛因斯坦通報核裂變的用意及對研發(fā)核武器態(tài)度的變化及原因。 (8分)

19、 (3)如果要對愛因斯坦在核武器問題上的態(tài)度進行研究，你會確定怎樣的研究課題？ (4分) 解析：第(1)問，可從材料信息得知“普遍法則”指的是萬有引力定律，據(jù)此作答。第(2)問，可結(jié)合二戰(zhàn)的相關(guān)史實來組織答案。第(3)問，圍繞科學與武器命題。 答案：(1)普遍法則是指萬有引力定律。 影響：標志著人類科學時代的開始，引發(fā)第一次技術(shù)革命(工業(yè)革命)，為法國啟蒙思想奠定科學基礎(chǔ)，為唯物主義哲學奠定科學基礎(chǔ)等。 (2)意圖：消滅德國法西斯。態(tài)度變化：由支持到反對。 變化原因：核武器用于廣島、長崎的和平居民，導致大量人員傷亡；同時核武器在二戰(zhàn)后大規(guī)模研制，給世界和平與人類生存帶來了嚴重威脅。 (3)課題：愛因斯坦在核武器問題上的矛盾；愛因斯坦·科學·核武器等。