高中物理學(xué)史

專題九2021/5/91

物理學(xué)史是研究物理學(xué)發(fā)展的學(xué)科，它是物理科學(xué)體系中的重要組成部分．物理學(xué)史包含著豐富的人文知識，蘊涵著豐富的人文精神，是人類對物理規(guī)律認(rèn)知和探究過程的記錄．高考題中出現(xiàn)的物理學(xué)史，通常是以物理學(xué)家在科學(xué)研究中的一些成功或典型失敗的重大史實為背景，考查學(xué)生學(xué)科知識掌握的情況，同時滲透了情感態(tài)度與價值觀的考查．物理學(xué)史是高考考查的重要知識點，相關(guān)的考題一般為選擇題，難度不大．2021/5/92科學(xué)家及其主要貢獻(xiàn)科學(xué)家主要貢獻(xiàn)伽利略意大利1638年，論證重物體不會比輕物體下落得快．伽利略理想實驗指出：在水平面上運動的物體若沒有摩擦，將保持這個速度一直運動下去．伽利略發(fā)現(xiàn)擺的等時性，惠更斯根據(jù)這個原理制成歷史上第一座擺鐘．伽利略針和單擺實驗：把擺球拉到某一高度，用一根針多次改變小球的懸點，擺球能上升到原來的高度，得到與亞里士多德不同的力和運動關(guān)系的結(jié)論．伽利略在1638年出版的《關(guān)于兩種新科學(xué)的對話》一書中，運用觀察—假設(shè)—數(shù)學(xué)推理的方法，詳細(xì)地研究了拋體運動．牛頓英國牛頓于1687年發(fā)表了他的著作——《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，提出了三條運動定律、發(fā)表了萬有引力定律．2021/5/93科學(xué)家主要貢獻(xiàn)開普勒德國17世紀(jì)提出開普勒三定律卡文迪許英國1798年利用扭秤裝置比較準(zhǔn)確地測出了引力常量庫侖法國發(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律——庫侖定律密立根美國通過油滴實驗測定了元電荷的數(shù)值e＝1.6×10－19C歐姆德國通過實驗得出歐姆定律焦耳和楞次先后各自獨立發(fā)現(xiàn)電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律，稱為焦耳——楞次定律奧斯特丹麥發(fā)現(xiàn)電流可以使周圍的小磁針偏轉(zhuǎn)的效應(yīng)，稱為電流的磁效應(yīng)2021/5/94科學(xué)家主要貢獻(xiàn)洛倫茲荷蘭提出運動電荷產(chǎn)生了磁場和磁場對運動電荷有作用力(洛倫茲力)的觀點笛卡兒法國第一個提到“動量守恒定律”安培法國分子環(huán)形電流假說(原子內(nèi)部有環(huán)形電流)法拉第英國發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象使人類的文明跨進(jìn)了電氣化時代．在1821年，法拉第在重復(fù)奧斯特“電生磁”實驗時，制造出歷史上第一臺最原始的________．亨利美國最大的貢獻(xiàn)是在1832年發(fā)現(xiàn)自感現(xiàn)象湯姆生英國利用陰極射線管發(fā)現(xiàn)了電子，說明原子可分，有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并提出原子的棗糕模型(葡萄干布丁模型)，從而敲開了原子結(jié)構(gòu)的大門．電動機(jī)2021/5/95科學(xué)家主要貢獻(xiàn)普朗克德國量子論的奠基人．為了解釋黑體輻射，提出了能量量子假說，提出黑體輻射中電磁波的發(fā)射和吸收不是連續(xù)的，而是一份一份的，把物理學(xué)帶入量子世界．愛因斯坦德國提出光子說，成功解釋了光電效應(yīng)規(guī)律；提出狹義相對論(經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀粒子和高速運動的物體)；質(zhì)能方程：E＝mc2.普里克德國發(fā)現(xiàn)了____________盧瑟福英國進(jìn)行了α粒子散射實驗，并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型．由實驗結(jié)果估計原子核直徑數(shù)量級為10－15m；用α粒子轟擊氮核，第一次實現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變，并發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子(該實驗表明了原子內(nèi)質(zhì)量和電量的分布，并沒有揭示原子核的組成)，并預(yù)言了中子的存在.陰極射線2021/5/96科學(xué)家主要貢獻(xiàn)玻爾丹麥量子力學(xué)的先驅(qū)．吸取普朗克、愛因斯坦的量子概念，提出解釋原子結(jié)構(gòu)的玻爾理論，成功解釋了___________．最先得出氫原子能級表達(dá)式．貝克勒爾法國發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，說明原子核也有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)．查德威克英國在α粒子轟擊鈹核時發(fā)現(xiàn)中子(原子核人工轉(zhuǎn)變的實驗)，由此人們認(rèn)識到原子核的組成．居里夫婦法國發(fā)現(xiàn)了放射性更強(qiáng)的釙和鐳．倫琴德國發(fā)現(xiàn)X射線(倫琴射線)氫原子光譜2021/5/97原子物理和原子核物理一、“十大人物及九大發(fā)現(xiàn)”1．湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，建立了原子的“棗糕模型”．2．盧瑟福通過α粒子散射實驗，建立了原子的“核式結(jié)構(gòu)”．3．盧瑟福通過α粒子轟擊氮核，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子：4．玻爾提出了氫原子模型．5．貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，證明原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)．2021/5/986．瑪麗·居里和皮埃爾·居里(大居里)通過天然放射現(xiàn)象研究，發(fā)現(xiàn)了放射性元素釙和鐳及其衰變規(guī)律．

7．查德威克用α粒子轟擊鈹核發(fā)現(xiàn)了中子：8．約里奧·居里和伊麗芙·居里(小居里)用α粒子轟擊鋁箔，探測到中子和正電子，發(fā)現(xiàn)了放射性同位素：9．愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了核反應(yīng)中的質(zhì)量與能量的聯(lián)系：質(zhì)能方程E＝mc2.2021/5/99二、“四大核變”及應(yīng)用1．放射性元素的衰變(包括α衰變和β衰變)．2．原子核的人工轉(zhuǎn)變(包括質(zhì)子、中子的發(fā)現(xiàn)和放射性同位素的發(fā)現(xiàn))．3．重核的裂變(以

的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)為代表，可用于核能發(fā)電和原子彈)．4．輕核的聚變(以

的熱核反應(yīng)為代表，存在于太陽內(nèi)部，可用于氫彈)．2021/5/910考試說明中有要求但少考的內(nèi)容

1．自感和渦流：通過導(dǎo)體或線圈本身的電流改變，線圈本身會產(chǎn)生自感電動勢，其大小與其自身電流變化的快慢有關(guān)．由于導(dǎo)體在圓周方向可以等效成一圈圈的閉合電路，故而自感產(chǎn)生的自感電流就像一圈圈的漩渦，故稱為渦流．

2．核力：一種區(qū)別于電磁力和萬有引力之外的只作用在核子之間的力．在約0.5×10－15～2×10－15m的距離內(nèi)主要表現(xiàn)為引力．大于2×10－15m就迅速減小到零；在小于0.5×10－15m又迅速轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)大的斥力，使核子不能融合在一起．2021/5/911

3．半衰期：放射性元素的原子核發(fā)生衰變時所需要的時間，其衰變速率由原子核內(nèi)部自身決定，跟外界因素?zé)o關(guān)．2021/5/912典型例題【例1】(雙選)在電磁學(xué)發(fā)展的過程中，許多科學(xué)家作出了貢獻(xiàn)，下列說法正確的是()

A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)；法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象

B．麥克斯韋預(yù)言了電磁波；楞次用實驗證實了電磁波的存在

C．庫侖發(fā)現(xiàn)了點電荷的相互作用規(guī)律；密立根通過油滴實驗測定了元電荷的數(shù)值

D．安培發(fā)現(xiàn)了磁場對運動電荷的作用規(guī)律；洛倫茲發(fā)現(xiàn)了磁場對電流的作用規(guī)律2021/5/913

【例2】物理學(xué)的發(fā)展豐富了人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識，推動了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命，促進(jìn)了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進(jìn)步．下列表述正確的是()

A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律

B．洛倫茲發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律

C．光電效應(yīng)證實了光的波動性

D．相對論的創(chuàng)立表明經(jīng)典力學(xué)已不再適用

2021/5/914(單選)下列對運動的認(rèn)識中不正確的是 (

)．A．亞里士多德認(rèn)為必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就靜止B．伽利略認(rèn)為如果完全排除空氣的阻力，所有的物體將下落得同樣快C．牛頓認(rèn)為力不是維持物體速度的原因，而是改變物體速度的原因D．伽利略根據(jù)理想實驗推論出，若沒有摩擦，在水平面上運動的物體將保持其速度繼續(xù)運動下去答案A2021/5/915(單選)伽利略是意大利文藝復(fù)興后期偉大的天文學(xué)家、力學(xué)家、哲學(xué)家、物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家，也是近代實驗物理學(xué)的開拓者，被譽(yù)為“近代科學(xué)之父”．下面關(guān)于伽利略的觀點和研究方法的描述不正確的是 (

)．A．伽利略通過“理想實驗”得出“力不是維持物體運動的原因”B．伽利略運用“控制變量法”否定了亞里士多德關(guān)于重的物體下落快、輕的物體下落慢的論斷C．伽利略最早提出“自由落體”是一種最簡單的變速直線運動——勻變速直線運動D．伽利略在研究自由落體運動時總體的思想方法是：對觀察現(xiàn)象的研究→提出假說→邏輯推理→實驗檢驗→對假說進(jìn)行修正和推廣答案B2021/5/916(多選)在電磁學(xué)發(fā)展過程中，許多科學(xué)家做出了貢獻(xiàn)．下列說法正確的是(

)．A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B．麥克斯韋預(yù)言了電磁波；楞次用實驗證實了電磁波的存在C．庫侖發(fā)現(xiàn)了點電荷的相互作用規(guī)律；密立根通過油滴實驗測定了元電荷的數(shù)值D．安培發(fā)現(xiàn)了磁場對運動電荷的作用規(guī)律；洛倫茲發(fā)現(xiàn)了磁場對電流的作用規(guī)律答案AC

2021/5/917．(單選)在物理學(xué)發(fā)展的過程中，有許多偉大的科學(xué)家做出了貢獻(xiàn)．關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)，下列說法正確的是 (

)．A．安培首先提出了磁場對運動電荷的作用力公式B．法拉第根據(jù)小磁針在通電導(dǎo)線周圍的偏轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)C．楞次發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并研究得出了判斷感應(yīng)電流方向的方法——楞次定律D．法國物理學(xué)家?guī)靵隼门こ訉嶒灠l(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律——庫侖定律答案D2021/5/918(單選)下列說法符合物理學(xué)史實的是 (

)．A．伽利略不畏權(quán)威，通過“理想斜面實驗”，科學(xué)地推理出“力不是維持物體運動的原因”B．法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律C．卡文迪許測出了靜電力常量D．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律答案A2021/5/919(多選)下列說法中正確的是 (

)．A．法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)B．卡文迪許巧妙地運用扭秤實驗，成功測出了靜電力常量的數(shù)值C．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，運用了控制變量法D．在力學(xué)單位制中，規(guī)定質(zhì)量、長度、時間三個物理量的單位為基本單位答案CD2021/5/920．(單選)在推導(dǎo)“勻變速直線運動位移的公式”時，把整個運動過程劃分為很多小段，每一小段近似為勻速直線運動，然后把各小段位移相加代表整個過程的位移，物理學(xué)中把這種方法稱為“微元法”．下面幾個實例中應(yīng)用到這一思想方法的是 (

)．A．在計算帶電體間的相互作用力時，若電荷量分布對計算影響很小，可將帶電體看做點電荷B．在探究彈性勢能的表達(dá)式過程中，把拉伸彈簧的過程分成很多小段，在每小段內(nèi)認(rèn)為彈簧的彈力是恒力，然后把每小段做功的代數(shù)和相加C．在探究牛頓第二定律的過程中，控制物體的質(zhì)量不變，研究物體的加速度與力的關(guān)系D．在求兩個力的合力時，如果一個力的作用效果與兩個力的作用效果相同，這個力就是那兩個力的合力答案B2021/5/921(單選)學(xué)習(xí)物理除了知識的學(xué)習(xí)外，還要領(lǐng)悟并掌握處理物理問題的思想與方法．下列關(guān)于物理學(xué)中的思想方法敘述正確的是(

)．A．在探究求合力方法的實驗中使用了等效替代的思想B．伽利略在研究自由落體運動時采用了微元法C．在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗中使用了理想化模型的思想方法D．法拉第在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時利用了理想實驗法答案A2021/5/922(單選)理想化模型是簡化物理研究的重要手段，它抓住問題的主要因素，忽略次要因素，促進(jìn)了物理學(xué)的發(fā)展，下列理想化模型建立的表述正確的是(

)．A．質(zhì)點作為理想化模型忽略了物體的質(zhì)量B．點電荷作為理想化模型忽略了物體的電荷量C．理想電流表忽略了電流表的內(nèi)阻D．理想電壓表忽略了電壓表的內(nèi)阻答案C2021/5/923物理學(xué)中用到大量的科學(xué)研究方法，在建立下列物理概念時，都用到“等效替代”方法的是 (

)．A．質(zhì)點，電場強(qiáng)度 B．平均速度，點電荷C．彈力，電勢 D．合力與分力，合運動與分運動答案D2021/5/924(單選)某同學(xué)通過以下步驟測出了從一定高度落下的排球?qū)Φ孛娴臎_擊力：將一張白紙鋪在水平地面上，把排球在水里弄濕，然后讓排球從規(guī)定的高度自由落下，并在白紙上留下球的水?。賹⒂∮兴〉陌准堜佋谂_秤上，將球放在紙上的水印中心，緩慢地壓球，使排球與紙接觸部分逐漸發(fā)生形變直至剛好遮住水印，記下此時臺秤的示數(shù)即沖擊力的最大值．下列物理學(xué)習(xí)或研究中用到的方法與該同學(xué)的方法相同的是 (

)．A．建立“合力與分力”的概念B．建立“點電荷”的概念C．建立“電場強(qiáng)度”的概念D．建立“光子說”的理論答案A2021/5/925以下是力學(xué)中的三個實驗裝置，由圖1可知這三個實驗共同的物理思想方法是(

)．A．極限的思想方法 B．放大的思想方法C．控制變量的方法 D．猜想的思想方法2021/5/926物理學(xué)中有多種研究方法，下列有關(guān)研究方法的敘述錯誤的是(

)．A．在伽利略之前的學(xué)者們總是通過思辯性的論戰(zhàn)決定誰是誰非，是他首先采用了以實驗檢驗猜想和假設(shè)的科學(xué)方法B．如果電場線與等勢面不垂直，那么電場強(qiáng)度就有一個沿著等勢面的分量，在等勢面上移動電荷時靜電力就要做功，這里用的邏輯方法是歸納法C．探究作用力與反作用力關(guān)系時可以用傳感器連在計算機(jī)上直接顯示力的大小隨時間變化的圖線，這是物理學(xué)中常用的圖象法D．探究加速度與力、質(zhì)量之間的定量關(guān)系，可以在質(zhì)量一定的情況下，探究物體的加速度與力的關(guān)系；再在物體受力一定的情況下，探究物體的加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系．這是物理學(xué)中常用的控制變量法2021/5/927關(guān)于物理學(xué)研究方法，下列敘述正確的是(

)．A．伽利略在研究自由落體運動時采用了將微小量放大的方法B．探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系時采用了控制變量法C．探究求合力方法的實驗中使用了理想化的方法D．法拉第利用電場線描繪電場是利用了等效替代法2021/5/9284．許多科學(xué)家在物理學(xué)發(fā)展過程中做出重要貢獻(xiàn)，下列敘述中符合物理學(xué)史的是(

)．A．卡文迪許通過扭秤實驗，總結(jié)并提出了真空中兩個靜止點電荷間的相互作用規(guī)律B．盧瑟福通過α粒子散射實驗提出原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)C．牛頓提出了萬有引力定律，并通過實驗測出了引