高考历史一轮复习专题十五近代以来的中外科技与文艺第40讲近代以来的科学技术学案.docx

第40讲近代以来的科学技术一、物理学成就1牛顿力学体系的创立(1)背景：近代科学诞生后，伽利略创立了自由落体定律，推翻了亚里士多德的学说。(2)标志与组成：1687年，牛顿的自然哲学的数学原理总结了他的力学体系成就，标志着牛顿力学体系的创立，主要包括惯性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律及万有引力定律。(3)意义完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。使力学和天文学在理论上达到了相当完备的程度，同时也在生产和科学实验中得到广泛的应用和验证。特别提示哥白尼的“日心说”否定了宗教神学崇信的“地心说”，被恩格斯称赞为“自然科学的独立宣言”，标志着近代自然科学的兴起；牛顿力学体系的创立，沉重打击了教会的宇宙观，从根本上动摇了封建神学的基础，是近代自然科学形成的标志。2量子论的诞生(驱走乌云的太阳)(1)诞生1900年，普朗克提出了著名的量子概念。普朗克关于正常光谱能量分布定律的理论的发表，标志着量子理论的诞生。(2)发展1905年，爱因斯坦运用量子理论成功地解释了光电效应。1923年，法国物理学家德布罗意提出物质波理论，将量子论发展到一个新的高度。在量子理论的基础上，奥地利、德国的物理学家建立了量子力学。(3)意义：使人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念，使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革。3爱因斯坦的“相对论”(1)1905年，爱因斯坦发表了论动体的电动力学，创立了狭义相对论，认为时间和空间随着物质运动速度的变化而变化。它否定了牛顿的绝对时间和绝对空间，是对牛顿力学的继承和发展。(2)1916年，爱因斯坦把狭义相对论推广到加速运动的参考系中，建立了广义相对论，第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想。(3)意义相对论的建立，是人类思想发展史中的一次根本性变革，对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响。相对论同量子理论一起，构成了现代物理学的基本理论框架。疑难问答问：爱因斯坦的相对论是否否定了牛顿力学？答：爱因斯坦的相对论只否定了牛顿的绝对时空观，没有否定牛顿力学。相对论发展了牛顿经典力学，打破了传统的时空观。牛顿力学是相对论在低速状态下的一个特例。牛顿力学是整个力学的基础，牛顿所创造的概念，至今仍指导着我们的物理学思想。二、生物学成就1近代生命科学的成果(1)两条研究路线群体研究路线：以林耐为代表，主要运用观察和分类的方法。个体研究路线：以哈维为代表，主要运用解剖和实验的方法，建立了血液循环理论。(2)近代生命科学的成果巴斯德：通过实验证明了微生物不能自然产生，为微生物学奠定了基础。拉马克：提出了生物是从低级向高级发展进化的观点，为达尔文创立进化论奠定了重要的基础。2达尔文和进化论(1)标志：1859年，达尔文的巨著物种起源出版。(2)内容物种是不断进化的，是不断从低级向高级发展的。自然界进化的规则是物竞天择，适者生存。(3)影响达尔文的进化论给上帝创造万物说以致命的一击。证明了整个有机界都是长期发展进化过程的产物。3进化论的发展与传播(1)达尔文提出人类起源于古猿的观点。(2)在同反对意见的论战中，进化论被更多的人了解和接受。(3)1863年，赫胥黎发表人类在自然界中的位置，使人猿同祖论进一步得到确立。特别提示达尔文的进化论是生物学的理论，它不是适用于一切现象的普遍规律，并不适用于人类社会的发展，因此社会达尔文主义是伪科学理论。同时，社会达尔文主义的形成，也不是达尔文追求的目标。所以，不能因此而否定达尔文及其进化论。三、从蒸汽机到互联网1蒸汽机的发明(1)原因：社会生产的直接推动和实验科学的长期孕育。(2)发明：瓦特改进了蒸汽机，提高了热效率，并使其动力运动形式变为旋转运动。(3)影响：成为“万能的原动机”，是人类继发明用火之后，在驯服自然力方面所取得的最大成果；工厂大量出现，历史跨入了蒸汽时代。2交通工具的改进(1)美国工程师富尔顿发明汽船并投入使用。(2)英国人史蒂芬孙研制蒸汽机车获得成功，昭示着“铁路时代”的到来。3近代工业生产体系的确立(1)1794年，英国人莫兹利发明了移动刀架，1797年使刀具的制作实现了机械化。(2)19世纪初，一个以机器制造机器的新工业部门机械加工制造业诞生了。4第二次工业革命世界跨入电气时代(1)电力的发明和应用1831年，英国的法拉第发现电磁感应现象，提出发电机的理论基础。电动机和发电机的发明，为电力工业开辟了广阔的前景。(2)内燃机的发明和应用19世纪80年代前期，德国人卡尔本茨和戴姆勒各自独立地制成以汽油为燃料的内燃机。1887年，狄塞尔发明了柴油机。以内燃机为发动机的汽车、远洋轮船、飞机等交通工具陆续出现，这也推动了石油开采、石油化工和化学工业的发展。(3)化学工业：1867年诺贝尔发明了炸药。辨析对比正确区分“蒸汽时代”与“电气时代”的发明(1)“蒸汽时代”的发明侧重于轻工业，科技含量不高，发明者主要是工人、技师，发明主要集中在英国。(2)“电气时代”的发明侧重于基础工业、重工业，科技含量高，发明者主要是科学家，发明涉及主要资本主义国家。5立体交通的诞生(1)表现1885年，德国工程师卡尔本茨和戴姆勒以汽油机为动力机分别独立制成了最早的汽车。1887年，人们把内燃机装配到轮船上。1903年，莱特兄弟设计制成一架飞机并试飞成功，开创了人类交通事业的新纪元。(2)影响：使人类从平面交通时代迅速步入水、陆、空立体交通时代。6穿越大洋的电波(1)随着电动机和发电机的相继发明，利用电磁感应现象的电报、电话和无线电通信也先后被发明出来。(2)1837年，美国人莫尔斯发明了有线电报机；1876年，美国人贝尔发明了电话机；意大利人马可尼1902年和1916年实验无线电通信技术成功。7改变世界的网络(1)1946年，美国研制出第一台电子计算机，至今电子计算机被广泛应用到各个领域。(2)电子计算机与通信技术相结合而成的互联网遍布世界，正在以人们无法预料的速度、深度和广度，改变着人类文明的进程。社会达尔文主义达尔文的物种起源问世后，英国学者斯宾塞将达尔文的学说运用到社会历史领域，创立了社会达尔文主义。这种社会哲学认为，人类社会也像自然界一样，存在着生存竞争。在竞争中，强者生存了下来，而弱者则被淘汰。只有这样，人类社会才能进步。社会达尔文主义有其学术价值，不能完全否定。但是这种观点将自然界的生存竞争规律搬到社会学的研究中来，公开主张国家之间、民族之间以及人与人之间的“弱肉强食、优胜劣汰”，公然将以强凌弱的强权主义宣称为“社会伦理”，是不可取的。考点一人类进步的巨大引擎近现代科学理论的发展1近代科学发展的原因项目原因社会原因资本主义的发展为科技发展奠定了物质基础，这是近代自然科学创立发展的社会基础思想基础文艺复兴、宗教改革和启蒙运动，为近代自然科学的诞生和发展奠定了思想基础制度基础欧洲资本主义国家保护、奖励科技发明，改革教育制度和专利制度，组织科研机构，推动了近代科学的创立和发展外在因素中国的四大发明、阿拉伯文化和希腊自然哲学传入西欧，开阔了人们的眼界，并为科学研究提供了丰富的素材主观原因科学家的努力探索，促进了科学的发展2.唯物史观近代思想解放与近代科学技术产生、发展的关系(1)思想解放促进了近代科学技术的产生和发展意大利的文艺复兴运动从思想上解放了人和人性，把人从宗教神学的束缚中解放出来，激发了人对宇宙、自然和人自身的探究热情。近代天文学革命就是在文艺复兴时期以人文主义为武器反对封建神学的斗争中开始的，文艺复兴运动直接为打破地心说提供了思想动力和精神基础。宗教改革、启蒙运动对人们思想的解放为近代科学技术的发展提供了思想条件。(2)近代科学技术的发展促进了新的思想解放近代天文学革命打破了中世纪神学世界观的支柱之一地心说，给神学以极大冲击。牛顿用数学的研究方法描述宇宙运行的自然法则，为启蒙思想提供了科学理论依据，对启蒙运动的开展起了重要的推动作用。随着工业革命的开展，生物学领域掀起了一场革命，进化论的观点开始挑战基督教神学所宣扬的神创论，极大地冲击了基督教神学思想，促进了人们思想的解放。要求：阅读史料，论证社会达尔文主义的荒谬性。史料各国的民族主义者认为，达尔文给他们提供了支持和合法性。他们认为与自然界一样，政治活动中的最强者是得胜者，好战的程度决定了谁将在国际“生存竞争”中获胜。而在经济生活中，这是一个自由放任经营和粗俗个人主义盛行的时期。上、中层阶级生活舒适、心满意足，强烈反对国家为促进更大的社会公平而作任何干预。在殖民地扩张的黄金时期19世纪后期，达尔文主义被用来为帝国主义辩护。有人争辩说，殖民地是列强的繁荣和生存所必需的；还有人则争辩说，按照现实成就判断，各土著民族弱小、低劣，需要优越强大的欧洲人的保护和指导。 全球通史提示：达尔文的生物进化论有力地挑战了封建神学创世说，动摇了教会权威，但不可移植到人类社会。论证： 答案材料显示达尔文的生物进化论学说被异化为“弱肉强食”的社会达尔文主义，目的是维护社会的不公平现象和为列强对外扩张寻求合法性。这种理论不但会激化资本主义社会的阶级矛盾，更重要的是它为列强殖民扩张提供了理论依据，必然会加剧世界局势的动荡与世界各国的贫富差距。所以，社会达尔文主义是对达尔文生物进化论学说的异化，是荒谬的。1科学预言的探索引力波是爱因斯坦广义相对论所预言的一种以光速传播的时空波动，是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递的一种方式。美国科研人员2016年2月11日宣布，他们利用激光干涉引力波天文台于去年9月首次探测到引力波。爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”被填补了。发现问题材料体现了引力波从科学预言到探测发现的过程。命题角度科学预言对科技研究的引导作用；科技成果取得的条件；新科技成果对人类的影响。2牛顿力学的思想价值“牛顿思想的冲击是巨大的；无论对它们的理解正确与否，启蒙运动的整个纲领，尤其是法国，是有意识地以牛顿的原理和方法为基础的，同时，它从他那惊人的成果中获得了信心并由此产生了深远的影响。”艾赛亚伯林发现问题作者从科技的角度看待思想解放运动。命题角度科技发展与思想解放的关系。3经典力学的挑战者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，放射线和原子被发现，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运动状态下的物质的研究，也超出了经典物理学的范围。物理学遇到了被称为“晴空上漂浮着两朵乌云”的两个无法解释的难题。其一就是被认为是光、电等的传播载体的以太的不存在，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。斯塔夫里阿诺斯全球通史发现问题材料主要描述了美国著名历史学家斯塔夫里阿诺斯对相对论产生原因的评论。命题角度相对论产生的动力；狭义相对论与牛顿力学的关系。考点二三次科技革命的影响1积极影响(1)极大地提高了生产力。(2)人们的生活水平普遍提高。(3)政治上要求进一步民主化，使工人阶级和其他劳动群众普遍获得了一些政治权利。(4)第一次工业革命巩固了资本主义各国的统治基础；第二次工业革命后形成了垄断组织，部分地克服了资本主义生产的无政府状态；第三次科技革命中互联网产生，更加方便了人们的生活。(5)扩大了人类对自然的认识和征服能力。2消极影响(1)资本主义国家加紧了对殖民地、半殖民地的掠夺，加剧了当地的贫穷与落后。第三次科技革命进一步扩大了发达国家与发展中国家的经济差距。(2)造成对环境的污染日趋严重。(3)如果无限制地发展工业，必然会造成资源的浪费和枯竭。(4)互联网给人类带来了巨大的挑战。信息泛滥、垃圾信息、网络犯罪等，都给社会经济的发展带来了不利的影响。一些青少年沉溺于网络，不能自拔，对他们的生活和学习工作产生了极大的负面影响。要求：在材料中找出科技革命推动不同时期信号灯建设的表现。材料1868年，英国伦敦议会大厦前的十字路口安装了世界上第一盏煤气信号灯。它由一位警察牵动皮带操作：红灯停，绿灯行。这盏信号灯出现后，伦敦这个最繁忙的路口交通秩序有所好转。1903年，美国颁布实施了首部交通法规，第一次提出了建立红绿灯信号、行人安全岛、人行横道标志等设施，后为世界各国所仿效。1914年，美国的克利夫兰、纽约和芝加哥相继出现了由电力驱动的交通信号灯，缓解了这些城市出现的交通问题。随着美国汽车制造业迅猛发展，城市人口不断增加，对城市道路通行提出更高要求。此后，美国开始把多个交叉路口信号灯连接为一个联动式信号系统，由人工集中控制，使路口通行能力有所提高。1926年，英国第一次安装和使用自动化的控制器来控制交通信号灯，成为城市交通自动控制的起点。20世纪30年代初，美国开始使用车辆感应式信号控制器，雷达、超声波、电磁等检测器相继问世。1952年，美国丹佛市首次把模拟计算机技术应用于交通信号灯控制。1964年，加拿大多伦多建立了一套由计算机控制的交通信号协调控制系统，成为世界上第一个拥有电子计算机交通控制系统的城市。这是道路交通控制技术发展的里程碑。20世纪80年代后期以来，城市交通状况日趋恶化，拥挤、阻塞、交通事故和噪声、环境污染成为日益严重的社会问题。人们认识到，只有综合考虑路口交通流与信号控制方案，并完善配套的城市交通法规，才有望改善城市交通，消除相关社会问题。智能交通控制系统应运而生，它采用实时侦测数据并自动调控信号灯，以保证道路的顺畅。据郑祖武城市道路交通等主要信息： 答案第一次工业革命使城市化进程加快，城市交通状况日益复杂，煤气信号灯应运而生。第二次工业革命时期，随着内燃机的发明和应用，电力的广泛应用，新式交通工具不断出现；由电力驱动的交通信号灯，联动式信号系统，由自动化的控制器控制的交通信号灯随之出现。第三次科技革命时期，随着计算机技术的产生和普及，网络技术的出现与应用，使由计算机控制的智能交通控制系统产生，城市交通状况大大改善。1两次工业革命的推动力科学开始对工业没什么影响。我们迄今所提到的纺织工业、采矿工业、冶金工业和运输业方面的科技发明，极少是由科学家们做出的，相反，它们多半是由非凡才能的技工完成的。不过1870年以后，科学开始起了更加重要的作用。渐渐地，它成为所有大工业生产的一个组成部分。工业研究的实验室装备着昂贵的仪器，配备着对指定问题进行系统研究的训练有素的科学家全球通史发现问题材料前两句话主要说明第一次工业革命中的发明主要是靠技工的经验和技巧。后三句话说明电气时代的发明主要依靠精密的实验，且发明家主要是科学家。命题角度两次工业革命的特点；科技在工业革命进程中的作用。2第三次科技革命的与众不同电子计算机问世以后，仅仅30年就经历了五代。平均每六年其运转速度就提高10倍，存贮量增加20倍。蒸汽机从发明到运用经历了84年，电动机为65年，而原子能为6年，晶体管为4年。发现问题材料说明了新技术更新换代的速度加快，从发明到应用需要的时间大大缩短。命题角度第三次科技革命的特点。3网络时代的“享受”2016年参与新春“网络红包”活动的受访中国手机网民参与目的分布统计发现问题网络逐渐改变了人们的交往方式。命题角度信息时代信息传播的特点；现代信息技术对社会生活的影响；网络技术对观念的冲击。全国卷5年考题统计时间题号时间题号2014全国，402013全国，281命题点：文艺复兴时期西方的科技成就(2013课标全国，28)恩格斯称赞一位近代科学家的研究成就是“自然科学的独立宣言”，他指的应是()A哥白尼的“日心说”否定了宗教神学崇信的“地心说”B伽利略创立的实验科学推动了近代科学的发展C牛顿创立经典力学完成了科学史上的划时代飞跃D达尔文的生物进化论颠覆了关于人类起源的传统观念答案A解析欧洲中世纪时期，教会实行独裁统治，科学依附于神学，在宇宙观上宣传“地心说”。哥白尼的“日心说”否定了宗教神学宣扬的“地心说”，第一次使自然科学从神学的统治下解放出来，促进了自然科学的发展，被恩格斯称为“自然科学的独立宣言”，选A项。伽利略、牛顿、达尔文进一步发展了自然科学，排除B、C、D三项。2命题点：工业革命与近代科技的发展(2017天津文综，10)对下图信息的解读，表述正确的是()A科技发展带来生产方式变化B科学发挥最重要的作用C劳动者的劳动强度越来越大D信息化普及贯穿全过程答案A解析材料说明随着科技发展，引领带动人类生产方式由大机器生产到大规模流水线生产再到自动化，不断变化升级，故A项正确。B项表述过于笼统，而且材料反映的是生产技术而不是科学的作用。随着生产技术的进步，劳动者的劳动强度越来越小，C项错误。信息化是第三次科技革命的内容，D项错误。3命题点：中西科技的比较(2014课标全国，40)阅读材料，完成下列要求。材料一宋应星(1587约1666)青年时曾考取举人，后来连续六次赴京参加进士考试，均名落孙山。45岁以后，面对明末流民遍地的现实，宋应星不再追求科举功名，转而探求“致富”之术。他全面搜集整理传统农业、手工业技术，撰成天工开物一书，书名取“天工人其代之”“开物成务”之义。正如宋应星在该书的序言中所说，“是书与科举功名毫无关系”，当时士大夫对这部书不屑一顾。后来乾隆时编四库全书，不予收录，民间因此更不敢印行。这部书在19世纪传入欧洲后，被誉为“17世纪中国科技的百科全书”，是我们今天探讨古代科技成就的重要文献。摘编自潘吉星宋应星评传等材料二牛顿(16431727)自幼喜欢钻研科学。1687年，他的自然哲学的数学原理出版，阐述了其后被视作真理的物体运动三大定律。该书受到学术界的赞颂，很快销售一空。同年，牛顿被选为国会议员，后被封为爵士，成为英国皇家学会会长和法国皇家学会会员。当时他被公认为活着的最伟大的科学家，英国有学识的人都把牛顿“奉为他们的首领，承认他是他们的主帅和大师”。伏尔泰全面接受了牛顿的自然哲学，并与人合作发表了一本关于牛顿力学体系的通俗著作。18世纪中期，牛顿的理论体系在欧洲各国得到广泛认可，对整个欧洲和世界的科学与哲学发展产生了深远的影响。摘编自詹姆斯格雷克牛顿传等(1)根据材料一、二并结合所学知识，分别指出宋应星、牛顿二人科技成果的特点及它们出现的背景。(2)根据材料一、二并结合所学知识，分析指出二人科技成果命运不同的原因。答案(1)特点：传统科技的集大成；多总结，少创造。长期实验基础上的理性探讨；突破性的科学成果。背景：中国传统农业、手工业技术发达；科举失利后的发愤之作。科学冲破了中世纪神学的束缚；近代科学研究方法形成；长期从事科学研究。(2)士大夫热衷于科举功名、轻视农业手工业活动；生产方式没有质的变化；文化专制。重视科学的社会氛围；资本主义生产方式产生；提供了认识世界的新方法。解析解答本题需要结合所学知识正确分析相关材料。第(1)问第一小问根据“他全面搜集整理传统农业、手工业技术”“牛顿自幼喜欢钻研科学”等信息并结合所学知识，分析宋应星和牛顿二人科技成果的特点，第二小问“背景”结合二人各自生活的时代及个人经历分析。第(2)问从社会氛围、经济发展情况、科技著作与社会转型的联系等角度分析。1命题点：海王星发现的理论基础(2017乌鲁木齐二模，24)1846年9月23日，德国柏林天文台的天文学家伽勒发现了太阳系中第八颗行星海王星，它是唯一利用数学预测而非有计划的观测发现的行星。这一成果的取得主要得益于()A牛顿的万有引力定律B哥白尼的“日心说”C伽利略的自由落体定律D爱因斯坦的相对论答案A解析牛顿的万有引力定律以严格的数学方法和逻辑体系把宇宙间的运动统一起来，对人类解释和预见物理现象具有决定性的意义，故A项正确。2命题点：牛顿经典力学的科学精神(2017邯郸高三期末，21)18世纪的哲学已经按照当时自然科学的榜样和模式树立了自己的理想。为解决哲学的方法这一关键问题，人们求助于牛顿的“哲学思维的准则”。材料反映出牛顿()A取得的成就覆盖了多个领域B科学精神影响人的思维方式C推动了欧洲启蒙运动的兴起D否定了中世纪自然科学成果答案B解析据材料“18世纪的哲学已经按照当时自然科学的榜样和模式树立了自己的理想”和“求助于牛顿的哲学思维的准则”可得，科学精神影响了18世纪的哲学，即影响人的思维方式，故B项正确。3命题点：进化论的错误解读(2017济宁高三期末，26)1907年，德国将军弗里希说：“战争是具有头等重要性的生物必需，是人类生活中不能省却的一个定期性因素，假如没有战争，这将会排除种族的所有进步，并进而使所有真正的文明消亡。”这种观点()A说明了战争对人类进化的科学作用B片面地运用进化论解读人类社会进程C有力挑战了天主教宣扬的封建神学D体现出法西斯所宣扬的民族主义观念答案B解析材料片面强调战争对人类的进化的作用，故A项错误；材料“假如没有战争，这将会排除种族的所有进步，并进而使所有真正的文明消亡”体现片面地运用进化论解读人类社会进