高中歷史岳麓版必修3學(xué)案：第25課 現(xiàn)代科學(xué)革命 Word版含答案

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1、 第六單元現(xiàn)代世界的科技與文化 第25課現(xiàn)代科學(xué)革命 一、經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 1．經(jīng)典物理學(xué)的成就 (1)在經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)上，19世紀(jì)物理學(xué)領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，把人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)推進(jìn)到前所未有的深度和廣度。 (2)人們把以牛頓力學(xué)為代表的經(jīng)典物理學(xué)看做絕對(duì)權(quán)威的理論。 2．經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) (1)19世紀(jì)末，物理學(xué)上出現(xiàn)的一系列新的發(fā)現(xiàn)，無(wú)法用經(jīng)典物理學(xué)來(lái)解釋，這使得經(jīng)典物理學(xué)陷入了危機(jī)，面臨著挑戰(zhàn)。 (2)物理學(xué)面臨危機(jī)的同時(shí)，也迎來(lái)了一場(chǎng)偉大的革命。 二、愛因斯坦與相對(duì)論 1．地位：20世紀(jì)初，愛因斯坦提出的相對(duì)論為物理學(xué)的發(fā)展帶來(lái)了革命性的變化，愛因

2、斯坦本人也因此成為繼牛頓之后最偉大的科學(xué)家。 2．內(nèi)容：相對(duì)論的兩個(gè)基本原理是相對(duì)性原理和光速不變?cè)?。時(shí)間和空間都是物質(zhì)存在的形式，時(shí)間、空間、運(yùn)動(dòng)、質(zhì)量不是絕對(duì)不變的，而是相對(duì)的，可以互相轉(zhuǎn)化。 3．意義 (1)相對(duì)論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域最偉大的革命。它在很大程度上解決了經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)，創(chuàng)立了一個(gè)全新的物理學(xué)世界，極大地?cái)U(kuò)展了物理學(xué)應(yīng)用的領(lǐng)域。 (2)相對(duì)論也打破了經(jīng)典物理學(xué)絕對(duì)化的思維模式，為人們提供了辯證地看待世界的 途徑。 三、量子理論中的微觀世界 1．提出和發(fā)展 (1)1900年，德國(guó)理論物理學(xué)家普朗克提出了量子假說(shuō)。 (2)繼普朗克的量子假說(shuō)之后，愛因斯坦提出了

3、光的量子理論。 (3)丹麥物理學(xué)家玻爾提出了原子的量子理論。 2．意義 (1)量子理論使人類對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)有了革命性的進(jìn)步。 (2)量子力學(xué)帶來(lái)了許多劃時(shí)代的技術(shù)創(chuàng)新，這直接推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，從根本上改變了人類的物質(zhì)生活。 (3)量子理論和相對(duì)論一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)，對(duì)自然科學(xué)，對(duì)整個(gè)人類的思維都產(chǎn)生了不可磨滅的影響。 四、現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展的意義 1．量子理論和相對(duì)論一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)，彌補(bǔ)了經(jīng)典物理學(xué)的不足。 2．都大大開闊了人們的視野，改變了人們看世界的角度和方式。 3．它們不僅對(duì)物理學(xué)本身，對(duì)自然科學(xué)，而且對(duì)整個(gè)人類的思維都產(chǎn)生了不可磨

4、滅的 影響。 [輕巧識(shí)記] 近代物理學(xué)與現(xiàn)代物理學(xué)的關(guān)系與轉(zhuǎn)變 [易錯(cuò)提醒] 愛因斯坦的相對(duì)論只是否定了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀，沒有否定整個(gè)牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)是相對(duì)論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個(gè)特例。牛頓力學(xué)是整個(gè)力學(xué)的基礎(chǔ)，牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。相對(duì)論發(fā)展了牛頓力學(xué)，打破了傳統(tǒng)的絕對(duì)時(shí) 空觀。 [名師點(diǎn)撥] 經(jīng)典物理學(xué)出現(xiàn)危機(jī)的原因 (1)19世紀(jì)科學(xué)技術(shù)得到飛速發(fā)展，以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)的經(jīng)典物理學(xué)無(wú)法解釋物理學(xué)的新發(fā)現(xiàn)而陷入危機(jī)。 (2)19世紀(jì)末20世紀(jì)初，隨著科學(xué)研究的不斷深入而日益促進(jìn)電子和放射性的發(fā)現(xiàn)。例如，經(jīng)典力學(xué)無(wú)法解釋高速運(yùn)動(dòng)微觀粒子發(fā)生

5、的現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)表明微觀粒子的運(yùn)動(dòng)不能用宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行描述等。 (3)物理學(xué)只有來(lái)一番徹底的革命，才能適應(yīng)科學(xué)研究的新形勢(shì)。在這種背景下，相對(duì)論與量子論應(yīng)運(yùn)而生。 1．相對(duì)論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域最偉大的革命。它在很大程度上解決了19世紀(jì)末經(jīng)典物理學(xué)出現(xiàn)的危機(jī)，打破了經(jīng)典物理學(xué)絕對(duì)化的思維模式，為人們提供了辯證地看待世界的途徑。 2．量子理論是20世紀(jì)最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一，使人類對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)有了革命性的進(jìn)步。量子力學(xué)對(duì)其他科學(xué)領(lǐng)域都產(chǎn)生了重大影響，從根本上改變了人類的物質(zhì)生活。 量子論和相對(duì)論 [材料一] (英國(guó))皇家學(xué)會(huì)會(huì)

6、長(zhǎng)湯姆遜致辭說(shuō)：“愛因斯坦的相對(duì)論是人類思想史上最偉大的成就之一，也許就是最偉大的成就?！薄?921年……愛因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者而得獎(jiǎng)，但相對(duì)論始終沒有獲諾貝爾獎(jiǎng)。 ——吳國(guó)盛《科學(xué)的歷程》 (1)材料一為什么說(shuō)相對(duì)論是“最偉大的成就之一”？“相對(duì)論始終沒有獲諾貝爾獎(jiǎng)”說(shuō)明了什么問題？ [教你讀史] 注意相對(duì)論的兩個(gè)評(píng)價(jià)，一是“最偉大”，二是“始終沒有獲諾貝爾獎(jiǎng)”。 [提示] 原因：相對(duì)論否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀，深刻揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性，提出了全新的時(shí)空觀、運(yùn)動(dòng)觀和物質(zhì)觀；發(fā)展了牛頓力學(xué)，將其概括在相對(duì)論力學(xué)之中，將物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的高度。 說(shuō)明的問題：相對(duì)

7、論超出了人們的日常思維、經(jīng)驗(yàn)和感受，很難被人們理解和接受。 [材料二] 能量子鉆進(jìn)物體的表面層……把它的全部能量給予了單個(gè)電子……一個(gè)在物體內(nèi)部具有動(dòng)能的電子當(dāng)它到達(dá)物體表面時(shí)已經(jīng)失去了它的一部分能量。 ——《愛因斯坦文集》 (2)據(jù)材料二回答，愛因斯坦這一研究的理論基礎(chǔ)是什么？他在這一方面有何貢獻(xiàn)？ [教你讀史] 關(guān)鍵詞：“能量子”、“電子”；同時(shí)注意材料的出處。 [提示] 理論基礎(chǔ)：普朗克于1900年提出的量子假說(shuō)，量子論宣告誕生。貢獻(xiàn)：用量子理論成功解釋了光電效應(yīng)。 量子理論和相對(duì)論是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱 (1)量子理論的形成標(biāo)志著人類對(duì)客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)開始從宏觀

8、世界深入到微觀世界；同時(shí)，在量子理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的量子力學(xué)，極大地促進(jìn)了原子物理學(xué)、固體物理學(xué)和原子核物理學(xué)等的發(fā)展。 (2)相對(duì)論否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀，從本質(zhì)上修正了由狹隘經(jīng)驗(yàn)建立起來(lái)的時(shí)空觀，深刻揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性，推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到了一個(gè)新的高度。 (3)量子理論和相對(duì)論彌補(bǔ)了經(jīng)典物理學(xué)的缺點(diǎn)，掀起了物理學(xué)的革命，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。 題組 現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展 1．哥白尼、牛頓和愛因斯坦被稱為近代以來(lái)最偉大的科學(xué)家，其理論的共同之處是( ) A．得到了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證 B．改變了人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí) C．推動(dòng)了技術(shù)的重大突破 D．科學(xué)地概

9、括出物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的定律 解析：選B 哥白尼的“日心說(shuō)”并未得到科學(xué)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證；哥白尼的日心說(shuō)沒有推動(dòng)技術(shù)的重大突破；日心說(shuō)和經(jīng)典力學(xué)都有一定的局限性，但它們和相對(duì)論都改變了人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)，B項(xiàng)符合題意。 2．西方歷史學(xué)家指出：“當(dāng)人們談及傳入日本等東方國(guó)家的西方文明時(shí)，我們不是指古希臘羅馬哲學(xué)和人文主義思想，也不是指日本的基督教化，而是指在17世紀(jì)后半葉開始改變西方面貌的科學(xué)、思維模式和文明的所有工具?！边@里的“開始改變西方面貌的科學(xué)、思維模式和文明的所有工具”是指( ) A．牛頓的經(jīng)典力學(xué)體系 B．瓦特的改良蒸汽機(jī) C．達(dá)爾文的生物進(jìn)化論 D．愛因斯坦的相對(duì)論 解析：

10、選A 本題的解題關(guān)鍵是題干中的時(shí)間提示“17世紀(jì)后半葉”。1687年牛頓發(fā)表了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，標(biāo)志著近代自然科學(xué)形成了完整的體系。 3．這個(gè)形式簡(jiǎn)潔優(yōu)美的理論蘊(yùn)藏了太多令人驚訝的內(nèi)容，100多年來(lái)，人們不時(shí)從中悟出宇宙層出不窮的奧秘。直到今天，這里還有很多內(nèi)容沒有被我們悟透。根據(jù)右圖，這個(gè)理論應(yīng)是( ) A．牛頓的力學(xué)理論 B．普朗克的量子假說(shuō) C．愛因斯坦的相對(duì)論 D．達(dá)爾文的進(jìn)化論 解析：選C 根據(jù)所給圖片中的信息“E＝mc2”可知這與愛因斯坦的相對(duì)論有關(guān)。 4．1919年英國(guó)《泰晤士報(bào)》曾刊登標(biāo)題文章——“科學(xué)革命”，兩個(gè)副標(biāo)題是“宇宙新理論”、“牛頓觀念的破

11、產(chǎn)”。具有“科學(xué)革命”意義的理論是( ) A．日心說(shuō) B．量子論 C．相對(duì)論 D．經(jīng)典力學(xué) 解析：選C 注意題干中的有效信息“宇宙新理論”。根據(jù)所學(xué)知識(shí)可知，相對(duì)論否定了牛頓經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀，發(fā)展了經(jīng)典力學(xué)，是更加科學(xué)的理論體系。量子論是有關(guān)微觀世界的理論，排除B項(xiàng)。“日心說(shuō)”、“經(jīng)典力學(xué)”均與材料“牛頓觀念的破產(chǎn)”不符，故排除A、D兩項(xiàng)。 5．法新社斯德哥爾摩1918年12月10日電：“由于他對(duì)能的性質(zhì)所做的革命性發(fā)現(xiàn)，今天被授予諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?！边@里的“革命性發(fā)現(xiàn)”指的是( ) A．萬(wàn)有引力定律 B．經(jīng)典力學(xué)體系 C．相對(duì)論 D．量子理論 解析：選D

12、根據(jù)題干時(shí)間“1918年”和“對(duì)能的性質(zhì)”這一信息分析可知，“革命性發(fā)現(xiàn)”指的是量子理論。A、B兩項(xiàng)是在1687年提出的；C項(xiàng)不符合“對(duì)能的性質(zhì)”的“革命性發(fā)現(xiàn)”的要求。 一、選擇題(每小題4分，共32分) 1．牛頓說(shuō)：“我之所以比別人看得更遠(yuǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏稀！?0世紀(jì)初，站在牛頓“肩膀”上觀察時(shí)空，并且比他“看得更遠(yuǎn)”的科學(xué)巨人是( ) A．門捷列夫 B．達(dá)爾文 C．諾貝爾 D．愛因斯坦 解析：選D 從題干中的“20世紀(jì)初”和“站在牛頓‘肩膀’上”，可知是愛因斯坦突破了牛頓經(jīng)典力學(xué)。 2．經(jīng)典物理學(xué)所面臨的危機(jī)終于在20世紀(jì)初被物理學(xué)發(fā)展史上的兩場(chǎng)偉大

13、的革命所解決。這兩場(chǎng)革命使人類( ) A．擁有了研究宏觀世界和微觀世界的理論體系 B．放棄了經(jīng)典物理學(xué)的思想方法和科學(xué)理論 C．否定了此前物理學(xué)取得的一系列成果 D．轉(zhuǎn)變了人們的思維方式和社交方式 解析：選A 20世紀(jì)初物理學(xué)發(fā)展史上的兩場(chǎng)偉大的革命指的是相對(duì)論和量子理論的提出，它們分別為研究宏觀世界和微觀世界提供了理論體系。 3．愛因斯坦在評(píng)價(jià)某物理學(xué)理論成果時(shí)說(shuō)：“這一發(fā)現(xiàn)成為20世紀(jì)物理學(xué)研究的基礎(chǔ)，從那個(gè)時(shí)候起幾乎完全決定了物理學(xué)的發(fā)展。要是沒有這一發(fā)現(xiàn)，那就不可能建立起分子、原子以及支配它們變化的能量過(guò)程的有用理論”。下列關(guān)于“這一發(fā)現(xiàn)”的表述，錯(cuò)誤的是( )

14、 A．揭示了空間和時(shí)間的可變性 B．推動(dòng)了現(xiàn)代物理學(xué)的重大發(fā)展 C．有助于成功地解釋光電效應(yīng) D．促進(jìn)了人們深入認(rèn)識(shí)微觀世界 解析：選A 從材料中的“建立起分子、原子以及支配它們變化的能量過(guò)程的有用理論”可知這指的是量子理論。A項(xiàng)符合相對(duì)論的理論，A項(xiàng)錯(cuò)誤，符合題意。 4．羅素寫道：“幾乎所有現(xiàn)代世界與古代世界之間的區(qū)別，都得歸功于在17世紀(jì)取得最輝煌成就的科學(xué)?！薄?7世紀(jì)取得最輝煌成就的科學(xué)”指的是( ) A．經(jīng)典力學(xué) B．生物進(jìn)化論 C．量子理論 D．相對(duì)論 解析：選A 材料的有效信息是“17世紀(jì)”，生物進(jìn)化論、量子理論和相對(duì)論分別是19世紀(jì)和20世紀(jì)初的科學(xué)成就，

15、而不是17世紀(jì)。只有A項(xiàng)是牛頓在17世紀(jì)創(chuàng)立的。 5．1919年，一位英國(guó)著名天文學(xué)家在觀測(cè)日全食時(shí)，通過(guò)天文觀測(cè)驗(yàn)證了引力場(chǎng)使光線發(fā)生偏轉(zhuǎn)的預(yù)見。這一結(jié)果為下列哪一理論提供了強(qiáng)有力的證據(jù)( ) A．太陽(yáng)中心說(shuō) B．萬(wàn)有引力定律 C．進(jìn)化論 D．廣義相對(duì)論 解析：選D “驗(yàn)證了引力場(chǎng)使光線發(fā)生偏轉(zhuǎn)的預(yù)見”符合愛因斯坦廣義相對(duì)論中“物質(zhì)存在的現(xiàn)實(shí)空間是不平坦的，而是彎曲的，空間彎曲的程度體現(xiàn)為引力場(chǎng)強(qiáng)度”的觀點(diǎn)。 6．“使人類克服了經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)，對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)有了革命性的進(jìn)步”說(shuō)的是( ) A．相對(duì)論的提出 B．量子論的提出 C．牛頓力學(xué)體系的建立 D

16、．萬(wàn)有引力定律 解析：選B 注意題干中強(qiáng)調(diào)“對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)有了革命性的進(jìn)步”，根據(jù)所學(xué)知識(shí)可知，材料所說(shuō)的是量子論。 7．1931年1月31日在洛杉磯舉行了《城市之光》首映式，卓別林和愛因斯坦在一起，面對(duì)歡呼的人群，藝術(shù)之星對(duì)科學(xué)之星說(shuō)：“大家歡迎我是因?yàn)樗麄兌寄芾斫馕?，大家歡迎你是因?yàn)樗麄兌疾焕斫饽??！边@句話的含義是指( ) A．絕大多數(shù)人盲目歡迎愛因斯坦 B．相對(duì)論有悖于人們的日常經(jīng)驗(yàn) C．物理理論與人們的日常生活相距很遠(yuǎn) D．偉大的科學(xué)家不如著名的藝術(shù)家 解析：選B 人們不理解愛因斯坦是指不理解相對(duì)論，因?yàn)橄鄬?duì)論有悖于人們的日常 經(jīng)驗(yàn)。 8．現(xiàn)代生活中廣泛運(yùn)用的

17、半導(dǎo)體、激光器，它們的工作原理來(lái)源于( ) A．相對(duì)論 B．量子理論 C．萬(wàn)有引力定律 D．放射理論 解析：選B 以量子理論為基礎(chǔ)的量子力學(xué)推動(dòng)了技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)了半導(dǎo)體、激光器的發(fā)明。 二、非選擇題(18分) 9．閱讀下列材料，回答問題。 材料一 此時(shí)的宇宙被描述成運(yùn)動(dòng)中的物質(zhì)，受到充滿宇宙的無(wú)形的力的控制，無(wú)論是地面還是天空，這些力可用數(shù)學(xué)方式表現(xiàn)出來(lái)。中世紀(jì)那幅封閉的、僅限于地面并以地球?yàn)橹行牡挠钪鎴D景被淘汰了，代之而起的是無(wú)限的、受普遍法則制約的新宇宙，地球現(xiàn)在被看作其中的一顆行星。 ——馬文·佩里《西方文明史》 材料二 1905年愛因斯坦發(fā)表《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)

18、》，為物理學(xué)的發(fā)展帶來(lái)了革命性的變化。愛因斯坦本人成為繼牛頓之后最偉大的科學(xué)家。愛因斯坦從相對(duì)論的思想出發(fā)，提出了著名的質(zhì)能公式，為核開發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。二戰(zhàn)爆發(fā)后，愛因斯坦向美國(guó)總統(tǒng)羅斯福提出建議，應(yīng)搶在納粹之前研制出原子彈……但當(dāng)他得知美國(guó)向廣島和長(zhǎng)崎投下原子彈，居民傷亡慘重時(shí)，感到非常痛心，他說(shuō)：“致信羅斯福提議研制核武器，是自己一生中最大的錯(cuò)誤和遺憾。”他后悔當(dāng)初從事科研，“早知如此，我寧可當(dāng)個(gè)修表匠”。 (1)材料一中的“普遍法則”指的是什么？以該法則為核心的理論體系產(chǎn)生了哪些影響？(6分) (2)依據(jù)材料二分析愛因斯坦通報(bào)核裂變的用意及對(duì)研發(fā)核武器態(tài)度的變化及原因。 (8分)

19、 (3)如果要對(duì)愛因斯坦在核武器問題上的態(tài)度進(jìn)行研究，你會(huì)確定怎樣的研究課題？ (4分) 解析：第(1)問，可從材料信息得知“普遍法則”指的是萬(wàn)有引力定律，據(jù)此作答。第(2)問，可結(jié)合二戰(zhàn)的相關(guān)史實(shí)來(lái)組織答案。第(3)問，圍繞科學(xué)與武器命題。 答案：(1)普遍法則是指萬(wàn)有引力定律。 影響：標(biāo)志著人類科學(xué)時(shí)代的開始，引發(fā)第一次技術(shù)革命(工業(yè)革命)，為法國(guó)啟蒙思想奠定科學(xué)基礎(chǔ)，為唯物主義哲學(xué)奠定科學(xué)基礎(chǔ)等。 (2)意圖：消滅德國(guó)法西斯。態(tài)度變化：由支持到反對(duì)。 變化原因：核武器用于廣島、長(zhǎng)崎的和平居民，導(dǎo)致大量人員傷亡；同時(shí)核武器在二戰(zhàn)后大規(guī)模研制，給世界和平與人類生存帶來(lái)了嚴(yán)重威脅。 (3)課題：愛因斯坦在核武器問題上的矛盾；愛因斯坦·科學(xué)·核武器等。