高中物理学史

专题九2023/5/241

物理学史是研究物理学发展的学科，它是物理科学体系中的重要组成部分．物理学史包含着丰富的人文知识，蕴涵着丰富的人文精神，是人类对物理规律认知和探究过程的记录．高考题中出现的物理学史，通常是以物理学家在科学研究中的一些成功或典型失败的重大史实为背景，考查学生学科知识掌握的情况，同时渗透了情感态度与价值观的考查．物理学史是高考考查的重要知识点，相关的考题一般为选择题，难度不大．2023/5/242科学家及其主要贡献科学家主要贡献伽利略意大利1638年，论证重物体不会比轻物体下落得快．伽利略理想实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去．伽利略发现摆的等时性，惠更斯根据这个原理制成历史上第一座摆钟．伽利略针和单摆实验：把摆球拉到某一高度，用一根针多次改变小球的悬点，摆球能上升到原来的高度，得到与亚里士多德不同的力和运动关系的结论．伽利略在1638年出版的《关于两种新科学的对话》一书中，运用观察—假设—数学推理的方法，详细地研究了抛体运动．牛顿英国牛顿于1687年发表了他的著作——《自然哲学的数学原理》，提出了三条运动定律、发表了万有引力定律．2023/5/243科学家主要贡献开普勒德国17世纪提出开普勒三定律卡文迪许英国1798年利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量库仑法国发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律密立根美国通过油滴实验测定了元电荷的数值e＝1.6×10－19C欧姆德国通过实验得出欧姆定律焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律，称为焦耳——楞次定律奥斯特丹麦发现电流可以使周围的小磁针偏转的效应，称为电流的磁效应2023/5/244科学家主要贡献洛伦兹荷兰提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力(洛伦兹力)的观点笛卡儿法国第一个提到“动量守恒定律”安培法国分子环形电流假说(原子内部有环形电流)法拉第英国发现的电磁感应现象使人类的文明跨进了电气化时代．在1821年，法拉第在重复奥斯特“电生磁”实验时，制造出历史上第一台最原始的________．亨利美国最大的贡献是在1832年发现自感现象汤姆生英国利用阴极射线管发现了电子，说明原子可分，有复杂内部结构，并提出原子的枣糕模型(葡萄干布丁模型)，从而敲开了原子结构的大门．电动机2023/5/245科学家主要贡献普朗克德国量子论的奠基人．为了解释黑体辐射，提出了能量量子假说，提出黑体辐射中电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份的，把物理学带入量子世界．爱因斯坦德国提出光子说，成功解释了光电效应规律；提出狭义相对论(经典力学不适用于微观粒子和高速运动的物体)；质能方程：E＝mc2.普里克德国发现了____________卢瑟福英国进行了α粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型．由实验结果估计原子核直径数量级为10－15m；用α粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，并发现了质子(该实验表明了原子内质量和电量的分布，并没有揭示原子核的组成)，并预言了中子的存在.阴极射线2023/5/246科学家主要贡献玻尔丹麦量子力学的先驱．吸取普朗克、爱因斯坦的量子概念，提出解释原子结构的玻尔理论，成功解释了___________．最先得出氢原子能级表达式．贝克勒尔法国发现天然放射现象，说明原子核也有复杂的内部结构．查德威克英国在α粒子轰击铍核时发现中子(原子核人工转变的实验)，由此人们认识到原子核的组成．居里夫妇法国发现了放射性更强的钋和镭．伦琴德国发现X射线(伦琴射线)氢原子光谱2023/5/247原子物理和原子核物理一、“十大人物及九大发现”1．汤姆生发现电子，建立了原子的“枣糕模型”．2．卢瑟福通过α粒子散射实验，建立了原子的“核式结构”．3．卢瑟福通过α粒子轰击氮核，发现了质子：4．玻尔提出了氢原子模型．5．贝克勒尔发现天然放射现象，证明原子核有复杂的结构．2023/5/2486．玛丽·居里和皮埃尔·居里(大居里)通过天然放射现象研究，发现了放射性元素钋和镭及其衰变规律．

7．查德威克用α粒子轰击铍核发现了中子：8．约里奥·居里和伊丽芙·居里(小居里)用α粒子轰击铝箔，探测到中子和正电子，发现了放射性同位素：9．爱因斯坦发现了核反应中的质量与能量的联系：质能方程E＝mc2.2023/5/249二、“四大核变”及应用1．放射性元素的衰变(包括α衰变和β衰变)．2．原子核的人工转变(包括质子、中子的发现和放射性同位素的发现)．3．重核的裂变(以

的链式反应为代表，可用于核能发电和原子弹)．4．轻核的聚变(以

的热核反应为代表，存在于太阳内部，可用于氢弹)．2023/5/2410考试说明中有要求但少考的内容

1．自感和涡流：通过导体或线圈本身的电流改变，线圈本身会产生自感电动势，其大小与其自身电流变化的快慢有关．由于导体在圆周方向可以等效成一圈圈的闭合电路，故而自感产生的自感电流就像一圈圈的漩涡，故称为涡流．

2．核力：一种区别于电磁力和万有引力之外的只作用在核子之间的力．在约0.5×10－15～2×10－15m的距离内主要表现为引力．大于2×10－15m就迅速减小到零；在小于0.5×10－15m又迅速转变为强大的斥力，使核子不能融合在一起．2023/5/2411

3．半衰期：放射性元素的原子核发生衰变时所需要的时间，其衰变速率由原子核内部自身决定，跟外界因素无关．2023/5/2412典型例题【例1】(双选)在电磁学发展的过程中，许多科学家作出了贡献，下列说法正确的是()

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．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2023/5/2413

【例2】物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，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．牛顿发现了万有引力定律

B．洛伦兹发现了电磁感应定律

C．光电效应证实了光的波动性

D．相对论的创立表明经典力学已不再适用

2023/5/2414(单选)下列对运动的认识中不正确的是 (

)．A．亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就静止B．伽利略认为如果完全排除空气的阻力，所有的物体将下落得同样快C．牛顿认为力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因D．伽利略根据理想实验推论出，若没有摩擦，在水平面上运动的物体将保持其速度继续运动下去答案A2023/5/2415(单选)伽利略是意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家，也是近代实验物理学的开拓者，被誉为“近代科学之父”．下面关于伽利略的观点和研究方法的描述不正确的是 (

)．A．伽利略通过“理想实验”得出“力不是维持物体运动的原因”B．伽利略运用“控制变量法”否定了亚里士多德关于重的物体下落快、轻的物体下落慢的论断C．伽利略最早提出“自由落体”是一种最简单的变速直线运动——匀变速直线运动D．伽利略在研究自由落体运动时总体的思想方法是：对观察现象的研究→提出假说→逻辑推理→实验检验→对假说进行修正和推广答案B2023/5/2416(多选)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答案AC

2023/5/2417．(单选)在物理学发展的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是 (

)．A．安培首先提出了磁场对运动电荷的作用力公式B．法拉第根据小磁针在通电导线周围的偏转发现了电流的磁效应C．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D．法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律答案D2023/5/2418(单选)下列说法符合物理学史实的是 (

)．A．伽利略不畏权威，通过“理想斜面实验”，科学地推理出“力不是维持物体运动的原因”B．法拉第发现电磁感应定律C．卡文迪许测出了静电力常量D．奥斯特发现了电磁感应定律答案A2023/5/2419(多选)下列说法中正确的是 (

)．A．法拉第发现了电流的磁效应B．卡文迪许巧妙地运用扭秤实验，成功测出了静电力常量的数值C．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，运用了控制变量法D．在力学单位制中，规定质量、长度、时间三个物理量的单位为基本单位答案CD2023/5/2420．(单选)在推导“匀变速直线运动位移的公式”时，把整个运动过程划分为很多小段，每一小段近似为匀速直线运动，然后把各小段位移相加代表整个过程的位移，物理学中把这种方法称为“微元法”．下面几个实例中应用到这一思想方法的是 (

)．A．在计算带电体间的相互作用力时，若电荷量分布对计算影响很小，可将带电体看做点电荷B．在探究弹性势能的表达式过程中，把拉伸弹簧的过程分成很多小段，在每小段内认为弹簧的弹力是恒力，然后把每小段做功的代数和相加C．在探究牛顿第二定律的过程中，控制物体的质量不变，研究物体的加速度与力的关系D．在求两个力的合力时，如果一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，这个力就是那两个力的合力答案B2023/5/2421(单选)学习物理除了知识的学习外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法．下列关于物理学中的思想方法叙述正确的是(

)．A．在探究求合力方法的实验中使用了等效替代的思想B．伽利略在研究自由落体运动时采用了微元法C．在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了理想化模型的思想方法D．法拉第在研究电磁感应现象时利用了理想实验法答案A2023/5/2422(单选)理想化模型是简化物理研究的重要手段，它抓住问题的主要因素，忽略次要因素，促进了物理学的发展，下列理想化模型建立的表述正确的是(

)．A．质点作为理想化模型忽略了物体的质量B．点电荷作为理想化模型忽略了物体的电荷量C．理想电流表忽略了电流表的内阻D．理想电压表忽略了电压表的内阻答案C2023/5/2423物理学中用到大量的科学研究方法，在建立下列物理概念时，都用到“等效替代”方法的是 (

)．A．质点，电场强度 B．平均速度，点电荷C．弹力，电势 D．合力与分力，合运动与分运动答案D2023/5/2424(单选)某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力：将一张白纸铺在水平地面上，把排球在水里弄湿，然后让排球从规定的高度自由落下，并在白纸上留下球的水印．再将印有水印的白纸铺在台秤上，将球放在纸上的水印中心，缓慢地压球，使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印，记下此时台秤的示数即冲击力的最大值．下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相同的是 (

)．A．建立“合力与分力”的概念B．建立“点电荷”的概念C．建立“电场强度”的概念D．建立“光子说”的理论答案A2023/5/2425以下是力学中的三个实验装置，由图1可知这三个实验共同的物理思想方法是(

)．A．极限的思想方法 B．放大的思想方法C．控制变量的方法 D．猜想的思想方法2023/5/2426物理学中有多种研究方法，下列有关研究方法的叙述错误的是(

)．A．在伽利略之前的学者们总是通过思辩性的论战决定谁是谁非，是他首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法B．如果电场线与等势面不垂直，那么电场强度就有一个沿着等势面的分量，在等势面上移动电荷时静电力就要做功，这里用的逻辑方法是归纳法C．探究作用力与反作用力关系时可以用传感器连在计算机上直接显示力的大小随时间变化的图线，这是物理学中常用的图象法D．探究加速度与力、质量之间的定量关系，可以在质量一定的情况下，探究物体的加速度与力的关系；再在物体受力一定的情况下，探究物体的加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量之间的关系．这是物理学中常用的控制变量法2023/5/2427关于物理学研究方法，下列叙述正确的是(

)．A．伽利略在研究自由落体运动时采用了将微小量放大的方法B．探究加速度与物体质量、物体受力的关系时采用了控制变量法C．探究求合力方法的实验中使用了理想化的方法D．法拉第利用电场线描绘电场是利用了等效替代法2023/5/24284．许多科学家在物理学发展过程中做出重要贡献，下列叙述中符合物理学史的是(

)．A．卡文迪许通过扭秤实验，总结并提出了真空中两个静止点电荷间的相互作用规律B．卢瑟福通过α粒子散射实验提出原子核具有复杂结构C．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了引