高中历史 第四单元 第11课 物理学的重大进展 新人教版必修

1、第第四四单单元元第第11课课新知预习新知预习巧设计巧设计名师课堂名师课堂一点通一点通课堂小结课堂小结建通史建通史基础等级基础等级发展等级发展等级重点诠释重点诠释考点全解考点全解创新演练创新演练大冲关大冲关返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回 一、经典力学一、经典力学 1 1奠基奠基 (1)(1)背景：背景： 运动不仅解放了人们的思想，运动不仅解放了人们的思想，也对科学研究产生了重要影响。也对科学研究产生了重要影响。 (2)(2)伽利略的成就：伽利略的成就： 发现了自由落体定律等物理学定律。发现了自由落体定律等物理学定律。 自制天文望远镜，证明了自制天文望远镜，证明了 提出的提出的“日心日心

2、说说”的正确性。的正确性。文艺复兴文艺复兴哥白尼哥白尼返回返回 (3) (3)意义：意义： 开创了以开创了以 为根据并具有严密逻辑体系为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。的近代科学。 为后来为后来 的创立和发展奠定了基础。的创立和发展奠定了基础。实验事实实验事实经典力学经典力学返回返回2 2创立创立(1)(1)标志：标志：16871687年，牛顿出版了年，牛顿出版了自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理。(2)(2)内容：物体运动三大定律和内容：物体运动三大定律和 等。等。(3)(3)特征：以特征：以 为基础、以数学为表达形式。为基础、以数学为表达形式。(4)(4)意义：意义：对解释和预见物理现

3、象，具有决定性意义。对解释和预见物理现象，具有决定性意义。根据万有引力定律，人们发现了根据万有引力定律，人们发现了 等。等。万有引力定律万有引力定律实验实验海王星海王星返回返回 二、相对论的创立二、相对论的创立 1 1背景背景 1919世纪，随着物理学研究的进展，经典力学无法解世纪，随着物理学研究的进展，经典力学无法解释研究中遇到的一些新问题。释研究中遇到的一些新问题。 2 2创立创立 2020世纪初，德国物理学家世纪初，德国物理学家 提出相对论，包提出相对论，包括狭义相对论和广义相对论。括狭义相对论和广义相对论。爱因斯坦爱因斯坦返回返回 3 3内容内容 (1)(1)狭义相对论：物体运动时，狭

4、义相对论：物体运动时， 会随着物体会随着物体运动速度增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体运动速度增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体 的变化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应。的变化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应。 (2)(2)广义相对论：空间和时间的性质不仅取决于物质广义相对论：空间和时间的性质不仅取决于物质的运动情况，也取决于物质本身的的运动情况，也取决于物质本身的 。质量质量运动速度运动速度分布状态分布状态返回返回 4 4意义意义 (1)(1)是是 领域的一次重大革命。领域的一次重大革命。 (2)(2)否定了经典力学的绝对时空观，深刻地揭示了否定了经典力学的绝对时空观，深刻地

5、揭示了时间和时间和 的本质属性。的本质属性。 (3)(3)发展了发展了 ，将其概括在相对论力学之中，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。推动物理学发展到一个新的高度。物理学物理学空间空间牛顿力学牛顿力学返回返回 三、量子论的诞生与发展三、量子论的诞生与发展 1 1背景背景 (1)19(1)19世纪末世纪末2020世纪初，电子和放射线的发现，使人世纪初，电子和放射线的发现，使人们对物质的认识深入到了们对物质的认识深入到了 内部。内部。 (2)(2)微观的微观的 不能用经典力学的理论来说明。不能用经典力学的理论来说明。原子原子粒子运动粒子运动返回返回2 2诞生诞生1900190

6、0年，德国物理学家年，德国物理学家 提出了量子假说。提出了量子假说。3 3发展发展(1)(1)爱因斯坦利用量子理论成功地解释了爱因斯坦利用量子理论成功地解释了 。(2)(2)丹麦物理学家丹麦物理学家 提出了有关原子的量子理论。提出了有关原子的量子理论。(3)20(3)20世纪世纪3030年代，量子力学建立起来。年代，量子力学建立起来。普朗克普朗克光电效应光电效应玻尔玻尔返回返回 4 4意义意义 (1)(1)使人类对使人类对 的基本认识取得革命性的进步，的基本认识取得革命性的进步，成为成为2020世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。 (2)(2)它与它与 一起

7、，构成了现代物理学的基础，弥一起，构成了现代物理学的基础，弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。 (3)(3)推动了物理学自身的进步，开阔了人们的视野，改推动了物理学自身的进步，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。变了人们认识世界的角度和方式。微观世界微观世界相对论相对论返回返回返回返回科学巨子科学巨子人物人物历史地位历史地位主要贡献主要贡献经典力学经典力学创立人创立人牛顿确立的物体运动三大牛顿确立的物体运动三大定律和万有引力定律，从定律和万有引力定律，从力学的角度证明了自然界力学的角度证明了自然界的统一性，实现了人类对

8、的统一性，实现了人类对自然界认识的第一次大综自然界认识的第一次大综合合返回返回人物人物历史地位历史地位主要贡献主要贡献现代物理现代物理学奠基人学奠基人爱因斯坦提出了相对论，爱因斯坦提出了相对论，揭示了时间和空间的本质揭示了时间和空间的本质属性，即时空的可变性和属性，即时空的可变性和时空变化的联系性，树立时空变化的联系性，树立了新的时空观、运动观和了新的时空观、运动观和物质观物质观返回返回人物人物历史地历史地位位主要贡献主要贡献量子论量子论奠基人奠基人1900年，普朗克提出了量年，普朗克提出了量子假说，宣告了量子论的子假说，宣告了量子论的诞生。由此发展起来的量诞生。由此发展起来的量子力学，标志着

9、人类对客子力学，标志着人类对客观规律的认识开始由宏观观规律的认识开始由宏观世界深入到微观世界世界深入到微观世界返回返回 2011 2011年年3 3月，日本因大地震引发的福岛核泄漏事故引起月，日本因大地震引发的福岛核泄漏事故引起全球关注，也引起了人们对核能的反思。全球关注，也引起了人们对核能的反思。 爱因斯坦根据相对论的观点提出质能转换理论后，曾爱因斯坦根据相对论的观点提出质能转换理论后，曾致信美国总统罗斯福，建议美国研制原子弹，以便在二战致信美国总统罗斯福，建议美国研制原子弹，以便在二战中尽快战胜法西斯国家。中尽快战胜法西斯国家。19451945年年8 8月，美国先后在日本的广月，美国先后在

10、日本的广岛、长崎投下两颗原子弹，加速了日本法西斯的投降，但岛、长崎投下两颗原子弹，加速了日本法西斯的投降，但对无辜平民的伤害也同样令全世界震惊。爱因斯坦为此非对无辜平民的伤害也同样令全世界震惊。爱因斯坦为此非常懊悔。常懊悔。 从这些事件中，我们能得到什么启发？从这些事件中，我们能得到什么启发？返回返回 提示：科学理论对科学技术的发展有巨大的推提示：科学理论对科学技术的发展有巨大的推动作用，但科学技术本身是一把双刃剑。科技能造动作用，但科学技术本身是一把双刃剑。科技能造福人类，推动生产力水平的提高，但如果运用不当，福人类，推动生产力水平的提高，但如果运用不当，也能危害人类。也能危害人类。返回返回

11、返回返回返回返回返回返回 一、经典力学的特征和意义一、经典力学的特征和意义 1 1特征特征 (1)(1)注重实验，实验可以进一步揭示客观现象和过程之间注重实验，实验可以进一步揭示客观现象和过程之间内在的逻辑联系，并由此得出重要的结论。内在的逻辑联系，并由此得出重要的结论。 (2)(2)数学化，这种数学化的根源是自然内在的数学关系。数学化，这种数学化的根源是自然内在的数学关系。自然的数学结构是近代科学的先驱们深信不疑的真理。自然的数学结构是近代科学的先驱们深信不疑的真理。 (3)(3)研究人们日常生活中易于理解的宏观世界。后来科学研究人们日常生活中易于理解的宏观世界。后来科学发现所揭示的是人们没

12、有直接经验的微观现象，表明人们对发现所揭示的是人们没有直接经验的微观现象，表明人们对物质世界的认识在不断深入。物质世界的认识在不断深入。返回返回 2 2意义意义 (1)(1)把自然界中一切力学现象囊括在力学体系中，成为把自然界中一切力学现象囊括在力学体系中，成为人类认识自然的历史上对自然规律的第一次总结与概括。人类认识自然的历史上对自然规律的第一次总结与概括。 (2)(2)形成以实验为基础、以数学为表达形式的牛顿力学形成以实验为基础、以数学为表达形式的牛顿力学体系，即经典力学体系，标志近代科学的形成和人类科学体系，即经典力学体系，标志近代科学的形成和人类科学时代的开始。时代的开始。返回返回 (

13、3) (3)牛顿力学和热学引发了第一次技术革命，使人类牛顿力学和热学引发了第一次技术革命，使人类社会进入蒸汽时代。社会进入蒸汽时代。 (4)(4)牛顿用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则，牛顿用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则，为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础；打击了为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础；打击了神学，促进人类思想不断解放。神学，促进人类思想不断解放。返回返回1 1(2012(2012宁波模拟宁波模拟) )右图为苹果公司最右图为苹果公司最初的初的LOGOLOGO，图片外框写着，图片外框写着“牛顿，一牛顿，一个永远孤独地航行在陌生思想海洋中个永远孤独地航行在陌生思

14、想海洋中的灵魂的灵魂”。该公司作此选择最有可能。该公司作此选择最有可能的理由是牛顿的经典力学理论的理由是牛顿的经典力学理论( () )A A首次将人置于世界和社会的中心首次将人置于世界和社会的中心B B使人类对微观世界的认识取得革命性进步使人类对微观世界的认识取得革命性进步C C深刻揭示了时间和空间的本质属性深刻揭示了时间和空间的本质属性D D用数学方法精确描述了宇宙运行规律用数学方法精确描述了宇宙运行规律返回返回解析：解析：本题考查学生的识记分析能力。本题考查学生的识记分析能力。A A项是古希腊项是古希腊“智智者运动者运动”的意义；的意义；B B项是量子力学的意义；项是量子力学的意义；C C

15、项是相对论的项是相对论的历史意义。历史意义。D D项准确概括了牛顿的经典力学理论。项准确概括了牛顿的经典力学理论。答案：答案：D D返回返回 二、量子论和相对论的地位及影响二、量子论和相对论的地位及影响 量子理论和相对论一起构成了现代物理学的基础。它量子理论和相对论一起构成了现代物理学的基础。它们不仅对物理学本身，对自然科学，而且对整个人类的生们不仅对物理学本身，对自然科学，而且对整个人类的生活、思维都产生了不可磨灭的影响。活、思维都产生了不可磨灭的影响。 (1)(1)量子论是研究微观世界粒子运动规律的科学。量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

16、和地质学子论对化学、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。创新，使人类对微观世界的认识有了革命性的进步。返回返回 (2) (2)相对论指出了时间、空间和物体的质量不是绝对相对论指出了时间、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

17、度；相对相对论力学之中，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绝对化的思维，为人们提供了辩证地论打破了经典物理学绝对化的思维，为人们提供了辩证地看待世界的途径。看待世界的途径。 (3)(3)量子论和相对论弥补了经典物理学的缺陷，掀起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，构成了现代物理学的基本理论框架。了物理学的革命，构成了现代物理学的基本理论框架。返回返回2 2“这一发现成为这一发现成为2020世纪物理学研究的基础，从那个时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，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

18、能建立起分子、原子以及支配它们变化的能量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。过程的有用理论。”这一这一“发现发现”指的是指的是( () )A A经典力学经典力学B B进化论进化论C C相对论相对论 D D量子论量子论返回返回解析：解析：2020世纪物理学发展的两大支柱是相对论和量子论，世纪物理学发展的两大支柱是相对论和量子论，相对论研究宏观世界，量子论研究微观世界。从材料信息相对论研究宏观世界，量子论研究微观世界。从材料信息“分子、原子分子、原子”看，这一看，这一“发现发现”指的是量子论。指的是量子论。答案：答案：D D返回返回返回返回返回返回 典题例析典题例析 例

19、例11(2012(2012苏州期末苏州期末) )罗素写道：罗素写道：“几乎所有现代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。辉煌成就的科学。”“”“十七世纪取得最辉煌成就的科十七世纪取得最辉煌成就的科学学”指的是指的是 ( () ) A A经典力学经典力学 B B放射线的发现放射线的发现 C C量子理论量子理论 D D相对论相对论返回返回 解析解析 根据根据“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”可可以排除以排除B B、C C、D D三项，因为放射线的发现、量子理论和相对三项，因为放射

20、线的发现、量子理论和相对论属于论属于1919世纪末世纪末2020世纪初的科学成就。世纪初的科学成就。 答案答案 A A返回返回 题组冲关题组冲关1 1(2012(2012温州期中温州期中) )大型历史纪录片大型历史纪录片大国崛起大国崛起解说解说词：词：“三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，水为三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，水为什么往低处流？太阳为什么升起落下？这些今天看来简单什么往低处流？太阳为什么升起落下？这些今天看来简单至极的问题，在当时却是根本无法认识和把握的至极的问题，在当时却是根本无法认识和把握的”。这些。这些“当时却是根本无法认识和把握的当时却是根本无法认识和把握的”

21、问题，终于被人类破问题，终于被人类破解的标志性科学成就是解的标志性科学成就是 ( () )A A牛顿的经典力学牛顿的经典力学 B B普朗克的量子论普朗克的量子论C C达尔文的进化论达尔文的进化论 D D爱因斯坦的相对论爱因斯坦的相对论返回返回解析：解析：从中世纪到近代初期，科学依附或受制于基督教神从中世纪到近代初期，科学依附或受制于基督教神学，人们不能科学地认识与把握物体运动的相关问题，破学，人们不能科学地认识与把握物体运动的相关问题，破解这一问题的科学家是牛顿，他最早将自然界物体运动的解这一问题的科学家是牛顿，他最早将自然界物体运动的规律概括到一个理论体系当中，规律概括到一个理论体系当中，A

22、 A项正确。项正确。C C项成就不属于项成就不属于物理学；物理学；B B、D D两项成就是在牛顿成就基础上的发展。两项成就是在牛顿成就基础上的发展。答案：答案：A A返回返回2 2“牛顿的发现，给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐牛顿的发现，给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐在上帝脚下的人类，终于大胆地抬起头来，开始用自己在上帝脚下的人类，终于大胆地抬起头来，开始用自己理性的眼光打量世界。理性的眼光打量世界。”这主要说明牛顿的发现这主要说明牛顿的发现( () )A A推动了天文学的发展推动了天文学的发展B B使人类彻底摆脱了神学的影响使人类彻底摆脱了神学的影响C C促进了人类的思想解放促进了人类

23、的思想解放D D使人类开始关注现实世界使人类开始关注现实世界返回返回解析：解析：本题考查学生的分析能力。牛顿的经典力学体系本题考查学生的分析能力。牛顿的经典力学体系冲击了中世纪宗教神学的观点，揭示了物体宏观运动的冲击了中世纪宗教神学的观点，揭示了物体宏观运动的基本规律，促进了人类的思想解放，故选基本规律，促进了人类的思想解放，故选C C。答案：答案：C C返回返回返回返回 典题例析典题例析 例例22(2011(2011广东高考广东高考)1919)1919年英国年英国泰晤士报泰晤士报曾刊登标题文章曾刊登标题文章“科学革命科学革命”，两个副标题是，两个副标题是“宇宙宇宙新理论新理论”、“牛顿观念的

24、破产牛顿观念的破产”。具有。具有“科学革命科学革命”意义意义的理论是的理论是 ( () ) A A日心说日心说 B B量子论量子论 C C相对论相对论 D D经典力学经典力学返回返回 解析解析 本题考查学生对历史概念的迁移运用能力。本题考查学生对历史概念的迁移运用能力。从材料中从材料中“19191919年年”“”“牛顿观念破产牛顿观念破产”，由此判断该理论，由此判断该理论是爱因斯坦的相对论，相对论突破了牛顿的力学体系，拓是爱因斯坦的相对论，相对论突破了牛顿的力学体系，拓展了人们对宇宙空间的认识。量子论主要解决微观世界的展了人们对宇宙空间的认识。量子论主要解决微观世界的难题，难题，B B项错误。

25、日心说和经典力学分别产生于项错误。日心说和经典力学分别产生于1616、1717世纪，世纪，与材料时间不符，故排除与材料时间不符，故排除A A、D D两项。两项。 答案答案 C C返回返回 题组冲关题组冲关1 1(2012(2012长沙期末长沙期末)“)“使人类克服了经典物理学的危机，使人类克服了经典物理学的危机，对微观世界的基本认识取得革命性的进步对微观世界的基本认识取得革命性的进步”指的是指的是( () )A A牛顿力学体系的建立牛顿力学体系的建立 B B进化论的提出进化论的提出C C自由落体定律的提出自由落体定律的提出 D D量子论的提出量子论的提出返回返回解析：解析：本题考查学生的识记分

26、析能力。本题考查学生的识记分析能力。1919世纪末世纪末2020世纪世纪初，电子和放射线的发现，打开了原子的大门，人们对初，电子和放射线的发现，打开了原子的大门，人们对物质的认识深入到了原子内部，微观粒子运动已不能用物质的认识深入到了原子内部，微观粒子运动已不能用经典力学的理论说明。经典力学的理论说明。2020世纪初，量子论的诞生使人类世纪初，量子论的诞生使人类对微观世界的基本认识取得了革命性的进步。对微观世界的基本认识取得了革命性的进步。答案：答案：D D返回返回2 2(2012(2012锦州期末锦州期末) )经典物理学所面临的危机，终于在经典物理学所面临的危机，终于在2020世纪初被物理学

27、发展史上的两场伟大的革命所解决。这世纪初被物理学发展史上的两场伟大的革命所解决。这两场革命使人类两场革命使人类 ( () )A A拥有了研究宏观世界和微观世界的理论体系拥有了研究宏观世界和微观世界的理论体系B B放弃了经典物理学的思想方法和科学理论放弃了经典物理学的思想方法和科学理论C C否定了此前物理学取得的一系列成果否定了此前物理学取得的一系列成果D D转变了人们的思维方式和社交方式转变了人们的思维方式和社交方式返回返回解析：解析：材料中两场革命是指量子理论和相对论。相对论研材料中两场革命是指量子理论和相对论。相对论研究的是宏观世界，量子理论研究的是微观世界，故究的是宏观世界，量子理论研究

28、的是微观世界，故A A项正确。项正确。相对论是对牛顿力学的继承和发展，故相对论是对牛顿力学的继承和发展，故B B、C C两项不正确。两项不正确。相对论提出了相对的时空观，但并没有改变人们的社交方相对论提出了相对的时空观，但并没有改变人们的社交方式，故式，故D D项错误。项错误。答案：答案：A A返回返回3 3阅读下列材料：阅读下列材料：材料：材料：1919世纪末，物理学的研究一方面深入到物质内部世纪末，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，人们对在光速或个宇宙。随着光学等

29、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学的范围。物理学遇到了被称为“晴空上漂浮着两朵乌晴空上漂浮着两朵乌云云”的两个无法解释的难题。其一就是被认为是光、电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。建立的绝对时空观受到了严峻的挑战。返回返回请回答：请回答：(1)(1)经典物理学形成的基础是什么？这一基础建立的理论经典物理学形成的基础是什么？这一基础建立

30、的理论是什么？是什么？(2)19(2)19世纪末，物理学的发展对经典物理学提出了怎样的世纪末，物理学的发展对经典物理学提出了怎样的挑战？挑战？(3)20(3)20世纪，物理学的发展取得的两项最重大的成就是什世纪，物理学的发展取得的两项最重大的成就是什么？它们与经典物理学的关系是什么？么？它们与经典物理学的关系是什么？返回返回解析：解析：本题考查学生的理解分析及归纳概括能力。第本题考查学生的理解分析及归纳概括能力。第(1)(1)问结合教材内容回答即可。第问结合教材内容回答即可。第(2)(2)问从材料中问从材料中“物理学物理学的研究一方面的研究一方面另一方面另一方面”归纳即可。第归纳即可。第(3)

31、(3)问问注意时间注意时间“2020世纪世纪”，物理学的两大成就为量子论和相，物理学的两大成就为量子论和相对论；它们与经典物理学的关系要结合所学知识回答。对论；它们与经典物理学的关系要结合所学知识回答。返回返回答案：答案：(1)17(1)17世纪牛顿创立的经典力学。它是建立在绝对时世纪牛顿创立的经典力学。它是建立在绝对时空观的理论之上的。空观的理论之上的。(2)19(2)19世纪末，物理学的研究一方面深入到物质内部的微观世纪末，物理学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，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了严峻挑战。经典物理学赖以建立的绝