1 近代物理学的奠基人和革命者 同步测试
劝学：标准要求
知识能力目标
过程方法目标
情感态度目标
合作：学习要点提炼
1.伽利略突出成就是创立了自由落体定律，从而推翻了亚里士多德的学说。
2. 牛顿的经典力学体系。（17世纪末至18世纪初）
（1）背景：近代科学诞生后，亚里士多德的力学不断受到质疑，以伽利略、笛卡尔、开普勒为代表的科学家奠定了经典力学的理论基础。
（2）基本内容：牛顿力学三大定律（惯性定律、加速度的比例定律、作用力和反作用力定律）和万有引力定律。这些理论将天体的运动和地球上物体的运动概括在同一理论之中，成为经典力学的集大成者。
（3）牛顿经典力学的特征：注重实验和数学化。
（4）历史地位：牛顿力学体系是近代自然科学形成的标志，是人类对自然界认识史上的第一次理论大综合，是整个物理学和天文学的基础，也是现代一切机械、土木建筑、交通运输等工程技术的理论基础。它的确立，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。从此，科学摆脱了神学的束缚向前发展。经典力学是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系。
3.量子论的提出和发展。（20世纪初）
（1）背景：19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现，促进人们对物质的认识深入到了原子内部。但大量的实验表明，微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述。这就需要人们对微观世界开展研究。
（2）1900年，德国物理学家普朗克提出了量子假说。这个假说宣告了量子论的诞生。
（3）量子论的发展：爱因斯坦提出了光具有波粒二象性的结论，法国物理学家德布罗意又提出物质波理论。在这个基础上，奥地利、德国的物理学家建立了量子力学。
（4）意义：量子理论弥补了经典物理学在微观的粒子世界方面认识的空缺，把人类对客观规律的认识从宏观世界推进到微观世界，改变了人们看世界的角度和方式；量子理论让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。
4. 爱因斯坦的相对论。（20世纪初）
（1）内容：提出了狭义相对论和广义相对论。相对论认为：时间和空间不是绝对不变，而是随着物质的运动而变化的；物质质量随着运动速度的增大而增加。
（2）爱因斯坦的狭义相对论是建立在两个基本假设基础之上的。第一个假设是相对性原理，即物体运动状态的改变与选择任何一个参照系无关；第二个假设是光速不变原理，即对任何一个参照系而言，光速都是相同的。从两个基本假设出发，爱因斯坦得出如下新的结论：a运动物体在运动方向上长度缩短。b运动着的时钟要变慢。c任何物体的运动速度都不可能超过光速。d同时性是相对的，在一个惯性系中同时发生的事情，在另一个运动着的惯性系中测量便不是同时发生的。e如果物质速度比光速小得多，相对论力学就变为牛顿力学，比起牛顿力学来，相对论力学具有更普遍的意义。f物体的能量等于物体的惯性质量乘以光速的平方。
（3）广义相对论实际上是关于空间、时间与万有引力关系的理论，它指出空间──时间不可能离开物质而独立存在，空间的结构和性质取决于物质的分布。狭义相对论已指出时间、空间是一个整体，即四维时空。广义相对论进一步指出，物质的存在会使四维时空发生弯曲，万有引力并不是真正的力，而是时空弯曲的表现。如果物质消失，时空就回到平直状态。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。
（4）历史地位：爱因斯坦相对论的建立，是对近代物理学理论框架的重大突破，标志着人类迈入现代科学技术时代，它不仅揭示了空间、时间的可变性，而且说明，无论是空间还是时间都不可能单独发生变化，时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分。这种全新的时空观、运动观和物质观的形成，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。
5. 牛顿力学与爱因斯坦相对论的关系：①牛顿力学体系概括了物体机械运动的基本定律，这些定律有一个不容忽视的前提，即物质运动是在低速情况下，这些定律才适用。②相对论否定了牛顿的绝对时空观，提出时空不是绝对不变的，而是随物质的运动而变化，物质质量随运动的速度变化而变化，并提出了质能转化原理，奠定了利用原子能的理论基础，加深了人们对物质和运动的认识，在科学、哲学上有重大意义。③相对论发展了牛顿力学，把牛顿力学概括在相对论力学中，牛顿力学只是相对论力学在低速运动状态时的一个特例。
一、选择题：在每小题所列的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 在中世纪的欧洲长期被教会奉为教条的是
A.亚里士多德的学说 B. 伽利略的学说 C. 哥白尼的学说 D. 牛顿的学说
2. 以下属于伽利略的学说是
A.惯性定律B.加速度定律 C.作用力和反作用力定律 D.自由落体定律
3. 牛顿最辉煌的成就是
A. 建立经典力学的基本体系 B. 创立微积分
C. 开创了以实验事实为根据的近代科学 D. 发现海王星
4. 海王星的发现是根据
A. 哥白尼日心说的推算B. 牛顿理论的推测
C. 法拉第学说的计算D. 爱因斯坦对时间、空间属性的揭示
5. 根据万有引力定律人们取得的研究成果有
① 算出地球的平均密度 ② 算出地球的扁平度 ③ 解释了潮汐的成因 ④ 发现了海王星
A. ①②④ B. ①③④ C. ①②③ D. ①②③④
6. 近代科学进入全面繁荣的时代是在
A. 17世纪末 B.18世纪 C. 19世纪 D. 20世纪
7. 19世纪末，物理学界的重大研究课题是
A. 黑体辐射问题B. 光电效应问题 C.电磁感应问题D. 解决炼钢脱磷问题
8. 发现黑体辐射的总能量与其温度之间的定量关系是通过
A. 实验 B. 观察 C. 推理 D. 计算
9. 著名的量子概念的提出者是
A. 斯蒂芬 B. 普朗克 C. 德布罗意 D. 爱因斯坦
10. 认为实物粒子也具有波动性，将量子论发展到一个新的高度的是
A. 普朗克 B. 斯蒂芬 C. 德布罗意 D. 爱因斯坦
11. 把量子理论推广到光学中，成功地解释了光电效应，得出了光具有波粒二象性的结论是
A. 德布罗意 B. 普朗克 C. 斯蒂芬 D. 爱因斯坦
12. 爱因斯坦创立的相对论与牛顿力学的关系，比较准确的说法是
A. 前者否定了后者 B. 前都概括了后者 C. 前者解释了后者 D. 前者补充了后者
13. 物理学相对论的主要内容不包括
A. 时间和空间是绝对不变的 B. 时间和空间随着物质的运动而变化
C. 物质质量随运动速度变化而变化 D. 质量和能量是可以互相转化的
14. 相对论的两个基本原理是
①相对性原理 ②量子论 ③钟慢效应 ④光速不变原理
A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ①④
15. 构成现代物理学的基本理论框架是
A. 牛顿经典力学理论 B. 量子理论 C. 相对论 D. 量子理论和相对论
探究：提高与超越谁能极之――操千曲而后晓声，观千剑而后识器
二、材料解析题
1.阅读下列材料
爱因斯坦说，在牛顿时代，牛顿的道路是一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的惟一道路；牛顿所创造的概念，至今仍然指导着我们的物理学思想。
――《自述》
请回答：（1）“牛顿时代”是什么样的时代？
（2）牛顿在数学和力学方面有什么贡献？
2.阅读下列材料
（英国）皇家学会会长汤姆逊致词说：“爱因斯坦的相对论是人类思想史上最伟大的成就之一，也许就是最伟大的成就，它不是发现一个孤岛，而是发现了新的科学思想的新大陆。”……1921年，爱因斯坦获得了诺贝尔奖金。这奖来得十分不易。当时有不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获的奖章，结果评选委员会找到了一个办法，让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者而得奖，相对论始终没有获诺贝尔奖。
――吴国盛：《科学的历程》
回答：（1）材料中说“相对论是人类思想史上最伟大的成就之一”，你同意这一说法吗？
（2）你如何看待1921年爱因斯坦获诺贝尔奖是所发生的事
三、问答题
3. 列举从17世纪到20世界初物理学理论的重大成就？
4. 爱因斯坦的相对论在哪些方面突破了牛顿力学体系？它的出现是否表明牛顿力学失去了光辉？
答案详说
一、选择题
1.A 2.D 3.A 4.B 5.D 6.C 7.A 8.A 9.B 10.C 11. D 12.B 13. A 14. D 15. D
二、材料解析题
1. （1）17世纪中叶至18世纪20年代；处于资本主义手工工场时期，资产阶级文化在逐渐发展。
（2）数学方面，立微积分学，使精密的测量和变量计算有了可能。力学方面，提出物体机械运动的三大定律和万有引力定律，是人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。
2. （1）同意
（2）“科学无国界”精神；应尊重真理，而不应有任何歧视和偏见。
三、问答题
3. （1）伽利略突出成就是创立了自由落体定律；（2）牛顿创立了惯性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律、万有引力定律；（3）普朗克提出了著名的量子概念和创立了量子理论（3）爱因斯坦成功解释了光电效应得出了光具有波粒二象性的结论；有创立了狭义相对论和广义相对论；（4）德布罗意提出物质波理论；（5）量子力学的创立。
4. （1）突破：①否定了牛顿的绝对时空观，指出时空是随物质运动而变化的，物质的质量也是随运动速度的变化而变化的。这样就揭示了空间、时间、物质、运动之间的本质上的统一性，而把牛顿力学理论作为一种特殊情况概括在内。②狭义相对论认为质量和能量可互相转化，即能量等于质量乘光速平方。它就是利用原子能的理论基础。
（2）牛顿力学体系正确反映了宏观物体低速运动的客观规律，是人类认识史上的一个飞跃，牛顿提出的三个定律，是整个力学的基础，牛顿所创造的概念，至今指导着我们的物理学思想。牛顿在科学史上作出了杰出贡献。爱因斯坦的狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展。