自然科学概论

自然科学概论练习题一、选择题（每题2分，共20分）1、近代科学革命的标志是（B）。A、至大论B、天体运行论C、自然哲学之数学原理D、物理学2、亚里士多德是古希腊后期百科全书式的学者，其代表著作是（B）。A、论自然B、物理学C、论天球D、论事物的本性3、亚里士多德是柏拉图的学生，是古希腊后期著名哲学家，是古典（B）的创始人。A、化学B、物理学C、天文学D、数学4、柏拉图是苏格拉底的学生，建立了庞大的理念论体系，成为（B）思想的创始人。A、唯物主义B、唯心主义C、实用主义D、神秘主义5、托勒密在《天文大全》中设想出描绘宇宙图景的几何结构模型，在这一模型中处于中心位置的是（C）。A、太阳B、银河系中心C、地球D、火星6、东汉医学家张仲景所著的《D》确立了“理、法、方、药”辨证论治的医疗原则。A、本草纲目B、黄帝内经C、千金方D、伤寒杂病论7、古代中国关注疑难杂症的研究，这些成果在唐代孙思邈的《（C）》中得到反映。A、本草纲目B、黄帝内经C、千金方D、伤寒杂病论8、北宋时期，沈括所著的《（A）》记载了我国在十一世纪中叶以前的许多科技成果。A、梦溪笔谈B、山海经C、水经注D、天工开物9、战国时期的医学巨著《B》分别从腑脏、经络、病机、诊法、治则、针灸等方面，对人体生理活动、病理现象和诊断治疗方法作了比较系统全面地论述。A、本草纲目B、黄帝内经C、千金方D、伤寒杂病论10、英国化学家（A）于1661年在其《怀疑派的化学家》一书中，抨击了亚里士多德的四元素理论和帕拉塞尔苏斯的三元素理论，提出了科学的“元素”概念。A、波义耳B、拉瓦锡C、道尔顿D、阿伏加德罗11、牛顿的（D）将天文学革命和力学革命综合起来，完成了近代科学的大综合。A、力学第一定律B、力学第二定律C、力学第三定律D、万有引力定律12、“如果力学定律在某个参考系中是成立的，那么在相对于这一参考系作匀速直线运动的参考系中都是等效的”，这就是相对性原理。该定理由（D）首先提出。A、爱因斯坦B、笛卡尔C、牛顿D、伽利略13、1686年，牛顿牛顿出版了划时代的巨著（A），书中详细阐述了动力学的基本概念和力学的基本原理。A、自然哲学之数学原理B、力学C、运动学D、物理学14、1543年，维萨里发表了（C），对“心室中具有带孔洞的中膈结构”率先提出了质疑。A、论血液循环B、论心脏和血液的运动C、人体结构D、心脏结构15、19世纪四十年代发现的（A），揭示了机械、热、电磁、化学等领域各种运动形式之间的统一性，使物理学达到空前的综合与统一，这是牛顿建立力学体系以来物理学的又一伟大成就。A、能量守恒原理B、麦克斯韦理论C、热力学第二定律D、电磁场理论16、1811年意大利的物理学家（D）明确提出了分子的概念，认为原子虽然是构成物质的最小单位，但是由原子组成的分子才是物质稳定存在的独立单位。A、波义耳B、拉瓦锡C、道尔顿D、阿伏加德罗17、由于在（C）研究方面取得的突出贡献，爱因斯坦获得了诺贝尔物理学奖。A、下一相对论B、布朗运动C、光子理论D、广义相对论18、由于微观粒子具有波粒二象性，所以粒子在时空中运动并不存在所谓的轨道，于是对于微观粒子运动状态的描述只能使用（B）。A、测不准关系B、薛定谔方程C、相对论D、光量子理论19、人们常把原子层次以下的各种物质粒子称为（A），包括电子、中子、质子、光子、中微子等。A、基本粒子B、微观粒子C、亚原子D、微小粒子20、到目前为止，人们发现四种基本的相互作用，他们分别是引力相互作用、（B）、强相互作用和弱相互作用。A、电相互作用B、电磁相互作用C、光相互作用D、粒子相互作用21、到目前为止，科学家发现六种夸克，并且“夸克都是每（B）个一组‘囚禁’在强子中，没有探测到自由的夸克”，这被称为夸克禁闭。A、2B、3C22、一光年是（A）。A、9.6×1012KMB、9.6×1012SC、3.0×108KMD、3.023、由不同元素的原子通过化学键构成的物质称为（B）。A、单质B、化合物C、混合物D、元素24、由碳、氢促成的化合物及其衍生物称为（A）。A、有机物B、烷类化合物C、无机物D、炔类化合物25、由碳、氢促成的化合物及其衍生物称为（A）。A、有机物B、烷类化合物C、高分子化合物D、炔类化合物26、氯元素（Cl）原子拥有17个核外电子，所以Cl-1的最外层将会有（D）个电子。A、2B、4C、6D、27、研究晶体结构的周期性规律可以有两种方式。一是按照实际重复周期，将晶体划分为一个个完全相同、且可以并置的平行六面体作为晶体的基本单位，称作（C），进而研究其形状、大小及其内容；二是将周期性重复排布的内容抽象成几何学上的点，然后考察这些点在空间上的阵式。A、点阵B、晶格C、晶胞D、晶子28、（C）进行了长达八年的豌豆杂交试验，第一次用实验数据提出了两个遗传规律，成为遗传学之父。A、摩尔根B、施来登C、孟德尔D、施旺29、DNA分子结构中含有四种碱基对，其中A和T配对，C与G成对，这里A是（A）。A、腺嘌呤B、鸟嘌呤C、胸腺嘧啶D、胞嘧啶30、艾弗里通过白鼠肺炎双球菌的定向转化实验证明遗传物质是（C）。A、蛋白质B、核苷酸C、脱氧核糖核酸D、核糖核酸31、地球圈层内部也会出现明显的垂直分层现象。例如，地壳又可以分为上部的硅铝层和下部的硅镁层，硅镁层则称为（A）。A、玄武岩B、花岗岩C、火山岩D、沉积岩32、组成地表环境的岩石圈、水圈、大气圈和生物圈不是可以截然分开的，而是相互交叉、相互渗透，在空间上形成了一个（C）的结构。A、垂直分层B、水平分异C、立体交叉D、多级嵌套33、地球圈层内部也会出现明显的垂直分层现象。例如，地壳又可以分为上部的硅铝层和下部的硅镁层，硅镁层则称为（A）。A、玄武岩B、花岗岩C、火山岩D、沉积岩34、核电站是利用（A）过程中原子质量亏损而放出能量，通过该能量加热水形成水蒸气来推动汽轮机进行发电的。A、原子裂变B、原子聚变C、化学反应D、燃烧35、原子的核能来源于（D）。A、质子的内能B、中子的动能C、电子的势能D、核子的结合能36、生物陶瓷属于医用生物材料，究其结构来说，它属于（C）。A、晶体B、合金C、非晶体D、高分子材料37、“微处理器的速度每十八个月翻一番”，是半导体工业发展史上著名的（A）定律。A、摩尔B、拉顿C、肖克莱D、巴丁38、发射人造星体，必须使它具有足够大的速度才能在太空飞行。我国嫦娥奔月卫星的速度应该低于（D）。A、第零宇宙速度B、第一宇宙速度C、第二宇宙速度D、第三宇宙速度39、材料按使用年代与发展水平可以划分为五代。第一代为天然材料，第二代是烧炼材料，第三代是合成材料，第四代是（D），第五代是智能材料。A、金属材料B、超导材料C、纳米材料D、设计材料40、克隆羊“多利”的诞生，标志着哺乳动物可以用成年动物的体细胞进行（A）。这是一项重大的技术突破，开创了动物育种工作的新纪元.A、无性繁殖B、有性繁殖C、人工授精D、基因重组41、具有自我更新和分化潜能的细胞是（B）。A、卵细胞B、干细胞C、动物细胞D、白细胞42、所谓（A），是指利用DNA体外重组技术，按照预先设计的要求剪接基因，从而改造遗传特性的现代生物技术。A、基因工程B、细菌工程C、蛋白质工程D、干细胞与组织43、全球定位系统的含义是利用卫星的测时和测距进行导航，已构成全球卫星定位系统。其简称是（C）。A、GRSB、GISC、GPSD、GPRS44、系统是由要素构成的。系统中各要素之间相互作用、相互改造、相互适应，取得和谐与协调的结果的过程，被称为（C）。A、自相似B、自模拟C、自相关D、自组织45、爱因斯坦利用普朗克的量子假设成功地解释了（B）。A、紫外灾难B、光电效应C、光致发光效应D、波粒二象性46、1948年，美国物理学家（B）把核物理学同宇宙膨胀理论结合起来，奠定了宇宙大爆炸理论的基础。A、爱因斯坦B、伽莫夫C、勒梅特D、哈勃47、太阳辐射的能量主要来自于其内部的（B）能量。A、核裂变B、核聚变C、燃料燃烧放出的D、化合反应放出的48、氧元素的原子序数是（C）。A、10B、8C、6D、49、孟德尔遗传学说的核心概念是（A）。A、遗传因子B、基因C、DNAD、RDA50、光电效应满足（A）定律。A、能量守恒B、动量守恒C、电量守恒D、质量守恒二、填空题（每空1分，共10分）1、激光器是光受激辐射放大器的简称，它能发射一种单色性好、亮度高、相干性好、方向性好的相干光束。2、匈牙利的数学家冯·诺依曼与其合作者将计算机系统划分成运算器、控制器、储存器、输入器和输出器五个基本组成部分，从而奠定了计算机的构成基础。3、航天器是指火箭、航天飞机、人造地球卫星、宇宙飞船、行星探测器、用火箭发动机推进的导弹以及空间站的总称。4、基本的地理过程是气候过程、地貌过程、水文过程和地生态过程。5、材料按使用年代与发展水平可以划分为五代。第一代为天然材料，第二代是烧炼材料，第三代是合成材料，第四代是设计材料，第五代是智能材料。6、DNA分子中有四种碱基，分别是腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶。7、所谓基因工程是指利用DNA体外重组技术，按照预先设计的要求剪接基因，从而改造遗传特性的现代生物技术。其基本程序包括：分离目的基因、构建基因载体、DNA的体外重组、重组DNA的转化和基因克隆等五个步骤。8、老三论包括系统论、信息论和控制论是研究复杂系统的理论。9、普里高津在研究了大量系统的自组织过程后，总结了系统形成耗散结构的条件：系统必须开放、远离平衡态、非线性相互作用、正反馈机制和涨落现象。10、组成地表环境的岩石圈、水圈、大气圈和生物圈不是截然分开的，而是相互交叉、相互渗透，在空间上形成了一个立体交叉的结构。三、判断题（每题1分，共10分，正确标上√，错误标上×）1、分子一定比原子大。（×）2、电子计算机是由输入系统、输出系统和中央处理器构成的。（×）3、普朗克的量子假设仅仅是一种假设，不具有正确性。（×）4、达尔文的《物种起源》揭示了地球上生命现象的诞生过程。（×）5、电子不是实物粒子，因为它只有电量的多少，质量是零。（×）6、海洋科学是研究海洋的自然现象、性质及其变化规律以及与开发利用海洋有关的知识体系。（√）7、电子计算机X线断层扫描简称为CT，为临床医学做出了历史性的贡献。（√）8、光的波长越短，光子的动量越大。（√）9、自发过程具有不可逆性，即过程只能单向自发地进行，而不可能自发地逆转进行。（√）10、细胞学说、进化论和能量守恒与转化定律是19世纪自然科学的三大发现。（√）11、场不是一种物质的集中状态，是物质存在的一种弥散状态。（√）12、牛顿力学中的质点就是一个点，所以，它没有大小也没有质量。（×）13、狭义相对论不能用来描述物体的低速运动。（×）14、物质波和电磁波一样，也具有波动性。（√）15、信息就是信息，它既不是物质也不是能量。（√）16、人类与自然的关系经历了一个由原始和谐到基本对立的过程。（×）17、沃森和克里克发明了DNA的双螺旋结构。（×）18、石墨和金刚石的结构具有明显的不同，所以石墨是混合物。（×）19、耗散结构系统就是经过能量的耗散能够达到系统崩溃的复杂系统。（×）20、可持续发展是既满足当代人的需要，又不给后代人满足其需要构成危害的发展。（√）四、简述题（共40分，每题8分）1、1859年，达尔文的巨著《物种起源》出版。作者在该著作中详细论述了“生物进化论”的基本观点。请简述其理论的要点。三个理论：生存斗争的理论。生殖过剩与生存条件的有限这一矛盾是地球上的物种被淘汰的外在原因之一。遗传性发生变异的理论。虽然变异的机制并不清楚，但普遍发生变异的事实不容否认，达尔文以此说明物种演变的内在原因。适者生存的理论。生存条件一直在变化，如果物种的变异适合于变化的环境，那么就在生存斗争中取得胜利而发展；如果物种的变异不适宜于它当时生存的条件，那么就趋于衰减或灭亡。核心观点：适应遗传：保证了物种的稳定存在，这是一个普遍特征。变异：生物界普遍存在变异。没有两个生物个体是完全相同的。变异是随机产生。变异是可遗传的。变异是生物的普遍特征。生物界普遍存在着可遗传的轻微变异或个体差异现象。繁殖过剩：各种生物都有极强大的生殖力。生存斗争：物种之所以不会数量大增，乃是由于生存斗争。所有的生物都使用源出于生存斗争之中，或者与同种的个体斗争、或者与其他生物斗争、或者与环境抗争。适者生存：不同的个体在形态、生理等方面存在着不同的变异，有的变异使生物在斗争中生存下来，有的变异却使生物在斗争中不能生存。生存斗争的结果就是适者生存，既具有适应性变异的个体被保留下来，这就是选择。不具有适应性变异的个体被消灭，这就是淘汰。2、简述狭义相对论的基本假设及其结论。参考答案：狭义相对论的基本假设：（1）伽利略相对性原理：相对性原理：在一切惯性坐标系内，各种物理学的规律都是相同的。（2）光速不变原理：在相对于光源作匀速直线运动的一切惯性系中测得的光速都相同。狭义相对论的基本结论是洛伦兹变换，推论有（1）同时的相对性；（2）时间膨胀；（3）空间收缩；（4）质量的相对性；（4）质能相关；（5）能量、动量的统一。3、简述多电子原子中核外电子的排布所遵循的基本原理。4、简述生物膜的基本功能。………………5、简述中心法则的基本内容。参考答案：中心法则包括以下五个方面，而且都表现出碱基互补配对原则。（1）DNA的复制；（2）遗传信息从DNA传递给信使RNA的转录；（3）在逆转录酶的作用下，以RNA为模板合成DNA；（4）以RNA为模板合成蛋白质，体现生物性状；（5）以RNA为模板复制RNA（如某些只有RNA的病毒）。6、简述人与自然关系的历史演化。参考答案：（1）人与自然关系的原始和谐：原始社会，遵循自然界的规律，顺从自然，依赖自然，与自然共处；（2）人与自然关系的初步异化：农业社会，初步具有改造自然的能力，利用然为主；（3）人与自然关系的基本对立：工业社会，人类成为自然界的主人，人类为了自己的利益，征服自然。（4）人与自然关系的新的和谐：反映了人类对环境的自我觉醒。7、简述系统论的基本原则。参考答案：（1）整体性原则。把系统看作由各个要素、各个组成部分组成的有机系统。（2）层次性原则。层次结构是系统的部分的秩序。构成系统的要素是由其本身的组成部分按照特定的联系和作用方式结合而成的，于是作为整体的综合的系统就标出特有的层次性。（3）有序性原则。系统的有序性包括系统结构层次的有序性、时间序列的有序性和系统发展的有序性。（4）开放性原则。各关世界中的系统都是开放的，据对封闭的系统是不存在的，系统的性质和状态受制于系统与外界环境之间的物质、能量和信息的交换。8、简述科学研究的一般过程。参考答案：（1）问题：确定科研方向，提出科学问题，并确定科研课题。（2）查阅科学资料，搜集科学事实：通过查阅文献、观察或实验获取。（3）对科学事实进行理论加工，提出科学假说：运用逻辑思维、形象思维、直觉思维等方法，进行科学抽象，提出科学假说。（4）验证科学假说：实践检验、逻辑证明。（5）做出科学发现或建立科学理论体系：利用公理化方法、从抽象上升到具体的方法、逻辑与历史相统一的方法，把确证的假说和先前的理论统一起来，形成比较严密的有内在逻辑关系的体系。（6）形成技术产品，实现科研成果转化为现实生产力。9、简述科学的基本判据。参考答案：科学注重理性原则。宗教则崇尚信仰。理性还是信仰是科学和宗教的分水岭。科学注重实践原则。判别科学与宗教的另一条标准是实践性。实践性原则是判别科学与伪科学的准绳。科学注重可重复性原则。可重复性是判别真伪科学的操作方式。科学注重逻辑完备性原则。理论内部不能出现自相矛盾，也就是说理论是自洽的。科学注重简单性原则。简单性原则和形式化从理论表述上判断科学的真伪与优劣。10、简述地球表层系统的结构特征。参考答案：垂直分层：垂直分层现象非常明显：从地核、地幔、地壳，到水圈、大气圈等；大气圈又可分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。水平分异：所谓水平分异，就是指在水平分布方面的差异与变化。立体交叉：组成地表环境的岩石圈、水圈、大气圈、生物圈，不是绝然分开，而是相互交叉，在空间上构成了一个立体交叉的结构。多级嵌套：不同空间尺度的环境系统在空间上相互交叉、叠置，并且相互联系、相互作用的。因此是多级嵌套。11、简述牛顿力学的局限性。参考答案：第一、绝对时空观。1、“绝对空间就其本性来说与任何外界的情况无关，始终保持相似和不变。”2、“绝对的、纯粹的、数学的时间，就其本身和本性来说，均匀地流逝而与外在的情况没有任何关系。”3、空间就是空间，时间就是时间，二者也没有关系。第二、超距作用力。上帝是宇宙运动的“第一推动者”。第三、线性叠加原理。第四、面临两个佯谬。12、用简要的语言，完成下列表格。类型离子晶体原子晶体分子晶体构成微粒阴阳离子原子分子相互作用离子键共价键分子间的作用力硬度较大很大很小熔沸点较高很高很低导电性溶液或熔融导电一般不导电不导电溶解性一般易溶于水难溶于水和其他溶剂相似相溶物质举例NaCl、KBr金刚石、晶体硅SiO2、SiCH2、O2、干冰、H2SO413、一个质量为m的质点从静止开始加速运动，加速度a为40米/秒2，109秒时质点的速度（V=Vo+at）是多少？并这一结果的合理性做出解释。参考答案：根据：V=Vo+at，V=0+40·109=4·1010米但是，该速度大于光速3·108米/秒，与麦克斯韦的理论向背，也使得洛仑兹变换公式无意义14、举例说明自然科学发展中类比方法的使用。什么是类比？所谓类比，就是由两个对象的某些相同或相似的性质，推断它们在其他性质上也有可能相同或相似的一种推理形式。类比是一种主观的不充分的似真推理，因此，要确认其猜想的正确性，还须经过严格的逻辑论证。五、综合题。1、仔细阅读下列《梦溪笔谈》中的记载，并回答问题：（20分）“阳燧照物皆倒，中间有碍故也。算家谓之“格术”。如人摇橹，臬为之碍故也。若鸢飞空中，其影随鸢而移，或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违，鸢东则影西，鸢西则影东。又如窗隙中楼塔之影，中间为窗所束，亦皆倒垂，与阳燧一也。阳燧面洼，以一指迫而照之则正；渐远则无所见；过此遂倒。其无所见处，正如窗隙、橹臬、腰鼓碍之，本末相格，遂成摇橹之势。故举手则影愈下，下手则影愈上，此其可见。阳燧面洼，向日照之，光皆聚向内。离镜一、二寸，光聚为一点，大如麻菽，著物则火发，此则腰鼓最细处也。岂特物为然，人亦如是，中间不为物碍者鲜矣。小则利害相易，是非相反；大则以已为物，以物为已。不求去碍，而欲见不颠倒，难矣哉！《酉阳杂俎》谓“海翻则塔影倒”，此妄说也。影入窗隙则倒，乃其常理。”（1）“阳燧照物皆倒，中间有碍故也。”中的“碍”指几何光学中的哪一个科学概念？“阳燧”是相当于哪一种光学设备？（2）画图表示“阳燧照物皆倒”和“影入窗隙则倒”的原理。（3）“若鸢飞空中，其影随鸢而移，或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违，鸢东则影西，鸢西则影东。又如窗隙中楼塔之影，中间为窗所束，亦皆倒垂，与阳燧一也。”这里的“一也”正确吗？为什么？2、仔细阅读下列材料。请你依据亚里士多德的“四因说”以生物膜为主题提出相应的问题，并按材料中的信息给出回答。（20分）细胞是人体和其他生物体一切生命活动结构与功能的基本单位。一切动物细胞都被一层薄膜所包裹，这称作细胞膜，为生物膜的一种，它把细胞内容物和细胞的周围环境分割开来。在地球上出现有生命物质和它由简单到复杂的长期演化过程中，生物膜的出现是一次飞跃，它使细胞能够既独立于环境而存在，又能通过生物膜与周围环境进行有选择的物质交换而维持生命活动。显然，细胞要维持正常的生命活动，不仅细胞的内容物不能流失，且其化学组成必须保持相对稳定，这就需要在细胞和它的环境之间有某种特殊的屏障存在。它能使新陈代谢过程中，经常由细胞得到氧气和营养物质接受各种信息分子和离子，排出代谢产物和废物，使细胞保持稳态，这对维持细胞的生命活动极为重要。对各种膜性结构的化学分析表明，生物膜主要由脂质、蛋白质和糖类等物质组成。生物膜是一个具有特殊结构和功能的选择性通透膜，形态上都呈双分子层的片层结构，厚度约5～10纳米。关于这些组分在膜中是如何排列和组织的、以及它们之间是如何相互作用的等问题，流动镶嵌模型给予了解释。这一模型是Singer和Nicolson在1972年提出的。流动镶嵌模型保留了夹层学说和单位膜模型中磷脂双层的排列方式，即流动的脂双层分子构成膜的连续主体，蛋白质分子以不同程度镶嵌于脂质双层中。它的主要特点是：①强调膜的流动性，膜中脂类分子既有固体分子排列的有序性，又有液体的流动性，即流动的脂类分子层构成膜的连续整体；②强调膜的不对称性和脂类与蛋白质分子的镶嵌关系。生物膜的主要功能可归纳为：能量转换、物质运送、信息识别与传递。生物膜所具有的各种功能，在很大程度上决定于膜内所含的蛋白质；细胞和周围环境之间的物质、能量和信息的交换，大多与细胞膜上的蛋白质有关。细胞膜蛋白质就其功能可分为以下几类：一类是能识别各种物质，在一定条件下有选择地使其通过细胞膜的蛋白质如通道蛋白；另一类是分布在细胞膜表面，能“辨认”和接受细胞环境中特异的化学性刺激的蛋白质，这统称为受体；还有一大类膜蛋白质属于膜内酶类，种类甚多；此外，膜蛋白质可以是和免疫功能有关的物质。总之，不同细胞都有它特有的膜蛋白质，这是决定细胞在功能上的特异性的重要因素。跨过生物膜的物质运送是生物膜的主要功能之一。物质运送可分为被动运送和主动运送两大类。被动运送是物质从高浓度一侧，顺浓度梯度的方向，通过膜运送到低浓度一侧的过程，这是一个不需要外界供给能量的自发过程。而物质的主动运送，是指细胞膜通过特定的通道或运载体把某种分子（或离子）转运到膜的另一侧去。这种转运有选择性，通