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物理学的发展与人类文明进步的关系
作者：张府派
来源：《神州·上旬刊》2017年第05期
摘要：人类的文明程度与生产力的发展、科技的进步有着密切的关系，而在生产力的发展与科技的进步中物理学的发展起到了直接的推动作用，纵观人类的发展史，人类的每一次历史性的跨越都是生产力发展的推动下完成的。牛顿经典力学的建立及热学的发展使人类进入了机械化时代；电磁理论的建立使人类进入了电气化时代；相对论和量子力学的发展使人类进入了高科技时代。
关键词：人类文明；科技进步；工业革命；机械化时代；电气化时代；高科技时代
引言
2000多年前的物理学，中国、古希腊都有研究，但是真正意义上的精确科学，也就是说
用数学、微积分这样的精确科学，实际上是在中世纪即在15世纪16世纪的时候，也就是牛顿、伽利略的时代，开创了物理学精确科学的先河，此后物理学得到了很大发展，后来的热学、电磁学、声学、连续介质动力学等问题也在十七、十八、十九三个世纪取得了很大发展。现在就从牛顿、伽利略时代起谈谈物理学的发展与人类的文明进步的关系。
一、工业革命前的人类文明
工业革命前的物理学虽然在漫长的历史进程中不断发展，但是并没有给人类带来生产力上的巨大改变，人类还处于刀耕火种的农业时代，那是的生产力很低下，人们的生活水平上千年来没有真正的突破。
二、人类的机械化时代
牛顿力学的建立和热力学的发展导致了第一次工业革命
1665年夏，年仅23的牛顿因英国爆发瘟疫而避居乡下，他一生最重要的成果，几乎所有的重要数学物理思想多诞生与不这个时期。在他45岁时，划时代的伟大巨著《自然哲学之数学原理》出版，奠定了整个经典物理学的基础，并对其他自然科学的发展产生了不可磨灭的推动和影响。
三、人类的电气化时代
经典电磁学是研究宏观电磁现象和客观物体的电磁性质。人们很早就接触到电和磁的现象，并知道磁棒有南北两极。在18世纪，发现电荷有两种：正电荷和负电荷。不论是电荷还是磁极都是同性相斥，异性相吸，作用力的方向在电荷之间或磁极之间的连接线上，力的大小
物理学与人类文明 物理学是一门基础自然科学，它所研究的是物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律以及所使用的实验手段和思维方法。 物理学又分为力学、热学、电磁学、光学和原子物理学等各个部分。按照物理学的历史发展又可以分为经典物理与近代物理两部分。近代物理是相对于经典物理而言的，泛指以相对论和量子论为基础的20世纪物理学。 随着人类对物质世界认识的深入，物理学一方面带动了科学和技术的发展；另一方面推动了文化、经济和社会的发展。经典物理学奠定了两次工业革命的基础；近代物理学推动了信息技术、新材料技术、新能源技术、航空航天技术、生物技术等的迅速发展，继而推动了人类社会的变化和人类文明的发展。物理学的基础性、技术性、思想性使之成为推动人类文明进步的重要力量。 1.基础性 物理学是基础自然科学。物理学的研究成果和研究方法直接应用于化学、生物、地理、气象等自然科学，大大加速了自然科学的发展和分化独立，甚至形成了新的独立学科或分支学科。如天体物理学、空间物理学、地球物理学，流体力学、生物物理，物理化学、量子化学等等。使人们更全面地探索、认识自然界的规律。 物理学与数学之间有深刻的内在联系。物理学不满足于定性地说明现象，或者简单地用文字记载事实，为了尽可能准确地从数量关系上去掌握物理规律，数学就成为物理学不可缺少的工具，而丰富多彩的物理世界又为数学研究开辟了广阔的天地。 物理学与天文学的关系更是密不可分，它可以追溯到早期开普勒与牛顿对行星运动的研究。天文学提供了地球上实验室所不具备的极端条件，如高温、高压、高能粒子、强引力等，构成了检验物理学理论的理想的实验室。因此，几乎所有的广义相对论的证据都来自天文观测。正电子和μ子都是首先在宇宙线研究中观测到的，为粒子物理学的创建做出了贡献。 物理学与化学本是唇齿相依、息息相关的。化学中的原子论、分子论的发展为物理学中气体动理论的建立奠定了基础，从而能够对物质的热学、力学、电学性质做出满意的解释；而物理学中量子理论的发展，原子的电子壳层结构的建立又从本质上说明了各种元素性质周期性变化的规律。 物理学在生物学发展中的贡献体现在两个方面：一是为生命科学提供现代化的实验手段，如电子显微镜、X射线衍射、核磁共振、扫描隧道显微镜等；二是为生命科学提供理论概念和方法。40年代，英国剑桥大学的卡文迪什实验室开展了对肌红蛋白的X射线结构分析，经过长期的努力终于确定了DNA（脱氧核糖核酸）的晶体结构，揭示了遗传密码的本质，这是20世纪生物科学的最重大突破。分子生物学已经构成了生命科学的前沿领域，生物物理学显然也是大有可为的。 2.技术性 物理学几乎是一切工程科学的基础。物理学的成就直接发展了各种各样的工程技术，形成了今天门类齐全、多样的工业体系。今天的许多高新技术也仍然是以物理学的研究成果为基础的。这些工程技术的发展应用，极大地提高了社会生产力水平，改变了人类的生活、生产方
从哲学上预言夸克能继续分的是下列哪位名人:（） ?A、 罗素 ? ?B、 毛泽东 ? ?C、 康德 ? ?D、 黑格尔 ? 我的答案：B 2 乘坐多少倍光速的宇宙飞船航行，就可以实现“天上一天，地上一年”这个说法？?A、 0.99996247 ? ?B、 0.9996247 ? ?C、
0.996247 ? ?D、 0.96247 ? 我的答案：A 3 引起原子核衰变，有轻子的相互作用是什么？?A、 强作用力 ? ?B、 弱作用力 ? ?C、 正作用力 ? ?D、 反作用力 ? 我的答案：B 4 扩散方程最早是由谁发现并求解出来的？
约瑟夫 ? ?B、 赫兹 ? ?C、 特斯拉 ? ?D、 牛顿 ? 我的答案：D 5 扫瞄隧道显微镜的原理是：（）?A、 以电子束为光源 ? ?B、 以可见光为光源 ? ?C、 利用针尖与基底之间的量子隧道电流?
利用针尖和基底之间极微弱的原子间相互作用力 ? 我的答案：C 6 质子是有几个上夸克和几个下夸克构成的？ ?A、 2、1 ? ?B、 1、1 ? ?C、 2、2 ? ?D、 1、2 ? 我的答案：A 7 伽利略的著名的打球小球的实验是在什么地方做的？?A、 比萨斜塔
?B、 爱菲尔铁塔 ? ?C、 华盛顿塔 ? ?D、 拉索拉塔 ? 我的答案：A 8 人类有史以来记录到最亮的一颗星是在中国哪一个朝代记录的：（）?A、 唐代 ? ?B、 宋代 ? ?C、 明代 ? ?D、 清代
我的答案：B 9 宇宙尘埃转动的原因是：（） ?A、 动量守恒 ? ?B、 能量守恒 ? ?C、 角动量守恒 ? ?D、 冲量守恒 ? 我的答案：C 10 在2008年，小柴昌俊因为什么发现获得了诺贝尔奖。?A、 质子寿命亿亿年以上 ? ?B、
物理与人类文明复习题 一、选择题 1．根据经典力学原理，动量守恒的根本原因是 a (a) 空间平移对称性 (b) 时间平移对称性 (c) 空间方向对称性 (d) 空间和时间对称性 2．根据麦克斯韦电磁场理论， c (a)稳恒电场可以诱导稳恒磁场，稳恒磁场也可以诱导稳恒电场 (b)交变电场可以诱导稳恒磁场，交变磁场也可以诱导稳恒电场 (c) 交变电场可以诱导交变磁场，交变磁场也可以诱导交变电场 (d) 稳恒电场可以诱导交变磁场，稳恒磁场也可以诱导交变电场 3．根据麦克斯韦电磁场理论，电磁辐射功率与电荷振动频率的 d 成正比。 (c)一次方 (b) 二次方 (c) 三次方 (d) 四次方 (d) 4．根据麦克斯韦电磁场理论，当带电物体 ____b_________ 时可辐射电磁波。 (e)作匀速直线运动 (b) 作圆周运动 (c) 相对静止 (d) 作任何运动 5．两束光在相遇时产生干涉现象的条件是它们的 d 。 (a) 频率不同, 振动方向不同 (b) 频率不同, 振动方向相同 (c) 频率相同, 振动方向不同 (d) 频率相同, 振动方向相同 6．按照光的波动学说，光的颜色取决于它的 a 。 (a) 波长 (b) 亮度 (c) 相干性 (d) 波粒二象性 7．全息照相的拍摄和再现原理是 b 。 (a) 干涉记录, 干涉再现 (b) 干涉记录, 衍射再现 (c) 衍射记录, 干涉再现 (d) 衍射记录, 衍射再现 8．根据瑞利散射定律，光在介质中的散射光强度与光波波长的 d 成反比。 (a) 一次方 (b) 二次方 (c) 三次方 (d) 四次方 9．根据热力学原理，当物体的温度升高时， b 。 (a)物体中分子的平均动能增大，物体的内能减小 (b) 物体中分子的平均动能增大，物体的内能增大 (c) 物体中分子的平均动能减小，物体的内能增大
物理是文化 1 （D）是实验科学的奠基人。 A、爱迪生 B、普朗克 C、居里夫人 D、伽利略 2 玻尔学说的（D）学说曾经被爱因斯坦批判。 A、互补原理 B、决定论 C、相对论 D、因果性 3 物理学包括的内容有（BCD）。 A、公理 B、定理 C、假说 D、模型 4 自从量子力学产生后，经典力学就变得不再适用了。（×）5
物理是自然科学发展的基石。(√) 探秘宇宙 1 物理学科的主要内容为研究物质结构，运动规律及物质间的（D）。 A、数学表达 B、实验结果 C、表现形式 D、相互作用 2 量子力学中涉及以下哪几个概念？（ABD） A、动量 B、能量 C、力 D、宇称 3 物理可分为两部分内容，基础物理和应用物理。（√） 4 量子理论没有推进电子计算机的进步。（×）
物理的工具 1 如下哪种工具不被现今物理理论所普遍接受？（D） A、线性代数 B、群论 C、微分几何 D、纯数论 2 （B）支持了爱因斯坦的狭义相对论？ A、水星近日点进动 B、迈克尔逊干涉实验 C、黑体辐射 D、宇宙的加速膨胀 3 光的粒子性是由泊松斑的实验证明的。（×） 4 在引入微积分之前，物理学都不是一门精确的科学。（√） 猜与争论 1 （B）被焦耳的关于热和物质运动的关系的证明所否定。
A、相对论 B、热质说 C、经典力学 D、光的波动性 2 （B）实验否定了以太假说。 A、宇宙的加速膨胀 B、迈克尔逊莫雷实验 C、卢瑟福散射实验 D、黑体辐射 3 美国P5文件指出了当今粒子物理的主要问题，包括的内容有（C）。 A、宇宙加速膨胀 B、中微子质量 C、高温超导 D、希格斯波色子 4 玻尔和爱因斯坦关于量子力学的争论仅在一定程度上完善了量子力学。（√） 5 证明弱相互作用下宇称不守恒，从而使杨振宁、李政道获得诺贝尔奖。（√）
一填空选择复习题 1、1638年，意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快。并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验，证明了他的观点是正确的。推翻了古希腊学者亚里士多德的观点，即质量大的小球下落快是错误的。 2、1687年，英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律，即牛顿三大运动定律。 3、英国物理学家胡克对物理学的贡献胡克定律 4、1638年，伽利略在《两种新科学的对话》一书中，运用观察、假设、数学推理的方法，详细研究了抛体运动。 17世纪，伽利略通过理想实验法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 同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出， 如果没有其它原因， 运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 5、人们根据日常的观察和经验 提出“地心说” 古希腊科学家托勒密是代表 而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说” 大胆反驳地心说。 6、17世纪 德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律 7、牛顿于1687年正式发表万有引力定律 1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量 8、20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。 9、1785年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，并测出了静电力常量k的值。 10、1837年，英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场。 11、为纪念爱因斯坦的相对论创立100周年，2004年6月10日联合国大会第58次会议通过了2005年为“国际物理年年”的决议。这是人类历史上第一次以学科的名字命名的年份。 12、宋末元初的赵友钦在《革象新书》的“小罅光景”中描写了一个大型光学实验，通过实验确认了光的直线行进的性质，定性地显示了像的明亮程度与光源强度之间的关系，并涉及光的照度和成像理论。他所采用的大型实验方法很有特色，是我国历史上记载的规模最大的科学实验。 13、牛顿在1687年出版的《自然哲学数学原理》这部经典著作中，从力学的基本概念和基本定律出发，利用他所发明的微积分这一数学工具，把天体力学和地面上的力学统一起来，创立了经典力学。 14、物理学家在十九世纪末建成了一座宏伟的科学大厦，但在物理学晴朗的天空里却出现了两朵令人不安的“乌云” (1900年4月英国凯尔文勋爵语)。其中一朵是指迈克尔逊-莫雷实验，另一朵则与黑体辐射有关。正是这两朵乌云，不久便掀起了物理学上深刻的革命：一个导致相对论的建立，一个导致量子力学的诞生。 15、居里夫人是第一位荣获诺贝尔奖的女科学家；第一位两度荣获诺贝尔奖的科学家。她提出了具有普遍意义的“放射性(Radioactivity)”这个崭新的概念和术语，发现钋和镭两种放射性元素。 16、1928年狄拉克又把量子力学与狭义相对论结合起来，建立了狄拉克方程，创立了相对论性量子力学，并且预言了反粒子的存在。 17、 1942年12月2日，在费米的指挥下核反应堆平稳地运行了28分钟，人类完成了第一个链式反应。 18、 1946年底，中国物理学家钱三强与何泽慧在法国居里实验室发现了核裂变的三分裂现象，即裂变碎块有三块(其中之一往往是 粒子)。约里奥-居里认为这是第二次世界大战之后他的实验室里的一个重要成就。他们因此被誉为“中国的居里夫妇”。 19 1961年夏，在王之江主持下，中国第一台激光器在长春光学精密机械研究所诞生。这台激光器的研
物 理 学 前 沿 论 文 任课教师 院（系） 班级 姓名 学号 年月日
浅谈物理学在人类文明进步中所起的作用物理学是一门以实验为基础的自然科学，它是发展最成熟、高度定量化的精密科学，又是具有方法论性质、被人们公认为最重要的基础科学。物理学取得的成果极大地丰富了人们对物质世界的认识，有力地促进了人类文明的进步。正如国际纯粹物理和应用物理联合会第23届代表大会的决议《物理学对社会的重要性》指出的，物理学是一项国际事业，它对人类未来的进步起着关键性的作用：探索自然，驱动技术，改善生活以及培养人才。 可以说，远到宇宙深处，近到咫尺之间，大到广袤苍穹，小到分子原子，都是物理学的研究范畴。它不仅研究物体的运动规律，例如月亮为什么会绕着地球转？它还研究物体为什么会做那样的运动。即物理学还研究物体之间的相互作用的规律，还比如刚才的问题，现在我可以回答你，是因为地球对月球存在着引力。 用较为严谨的语言来说，物理学是研究物质存在的基本形式、本质和运动规律，及物体之间的相互作用和转化的规律的科学。它崇尚理性、重视逻辑推理。可以说物理学是关于“万物之理的”科学。我们学习物理呢？就要注重一个“理”字。 经过三百多年的发展，物理学不仅作为一门独立的科学，有完事的科学体系，而且物理学的基本理论、基本的实验方法和精密测试技术，已经越来越广泛地应用于其他学科，极大地推动了科学技术的创新和革命，极大地促进了社会的发展和人类文明的进步。 翻开物理学的篇章，可以发现到处都跳动着美的音符，体现了人们对美的追求与创造。仅以统一性为例。当代物理学的发展，正朝着两个相反的研究方向延伸：最宏大的宇宙与最微小的粒子。令人感到惊讶的是，随着研究的深入，它们两者并非是分道扬镳、越走越远，反倒显示出不少殊途同归、相反相成的迹象。例如，粒子物理学的一些研究成果常被天体物理学家所借鉴，用来探寻宇宙早期演化的图象；反过来，宇宙物理学的研究也为粒子物理学家提供了丰实的信息与印证。于是，物理学中两个截然相反的分支，就这般奇妙地衔接在了一起——犹如一条怪蟒咬住了自己的尾巴。 在自然科学群体中，物理学处于基础和领导地位。进入21世纪的今天，物
物理学与人类文明 摘要：人类的发展离不开物理，物理学的发展引发了一次又一次的产业革命,推动着社会和人类文明的发展. 可以说社会的每一次巨大的进步都是在物理学 发展的基础上完成的.没有物理学的发展就没有人类社会和文明的巨大进步. 物理学的发展,促进了科学技术的进步.现代物理学更成为高新技术的基础. 物理学对社会与经济的发展、对人们的生产与生活乃至人类思维本身产生了愈来愈重要的影响，极大地推动人类社会生产方式和生活方式的变革。物理学直接应用成果，和间接的应用成果，极大地推动了整个科学和技术以及社会的发展，改变了世界的面貌。 关键词：实验推动息息相关生产生活变革物质文明 一,什么是物理学 1,物理学是一门自然科学. 物理学起始于伽俐略和牛顿的年代.(伽俐略:1564-1642年,活了78岁.牛顿, 1642-1727,85岁,英国物理学家,天文学家和数学家)经过三个多世纪的发展,它已经成为一门有众多分支的,令人尊敬和热爱的科学. 其实我们身边处处有物理.为什么火箭能将杨利伟乘坐的神州六号推上天呢？最后飞船为什么又能平稳地在太空遨游呢?这就是物理.还有,电视中一个个精彩的节目,会令屏幕前的你流连忘返,开怀捧腹.那么,电视台的直播间的画面和音乐是怎么即时传过来的又是怎样在电视屏幕上显示出来的呢?这也是物理电子书籍,一盘小小的光碟,可以装得下很多的书,那么光碟又是怎样读出来的呢?这也是物理. 可以说,远到宇宙深处,近到咫尺之间,大到广袤苍穹,小到分子原子,都是物理学的研究范畴. 它不仅研究物体的运动规律,例如月亮为什么会绕着地球转它还研究物体为什么会做那样的运动.即物理学还研究物体之间的相互作用的规律,用较为严谨的语言来说,物理学是研究物质存在的基本形式,本质和运动规律,及物体之间的相互作用和转化的规律的科学.它崇尚理性,重视逻辑推理.可以说物理学是关于"万物之理的 2,物理学是一门实验科学. 自然界的本质和规律能不能自动地展现在人们的面前，这就要求我们要能过观察和实验,先提出假设,再经过积极的思考和逻辑推理,得出结论,也就是找出规律.然后呢,我们再用规律去应用于实际,在实际应用中检验规律的正确,并应用规律去解决实际问题. 具体的过程是这样的: 观察思考 实验――假设――逻辑推理――结论(规律)――解决问题 探索――假设――推理――规律――应用于实际. 所以物理学是极富洞察力和想像力的科学. 经过三百多年的发展,物理学不仅作为一门独立的科学,有完事的科学体系,而且物理学的基本理论,基本的实验和精密测试技术,已经越来越广泛地应用于其他学科,极大地推动了科学技术的创新和革命,极大地促进了社会的发展和人类文明的
一、单选题（题数：50，共50.0分） 单选题开始 1 设一钢尺一端被固定在一可光滑旋转的铰链上，一个钢球撞击钢尺的另一端，在此过程中，满足什么守恒？（） 1.0分 A、? B、? C、? D、? 正确答案： C 我的答案：C 单选题结束单选题开始 2 在经典物理中什么能分别体现物质的分离性和连续性？（） 1.0分 A、? B、? C、? D、? 正确答案： A 我的答案：A 单选题结束单选题开始 3 为什么没有“摩擦力势能”这个概念？（）
0.0分 A、? B、? C、? D、? 正确答案： C 我的答案：A 单选题结束单选题开始 4 谁发现宇宙在膨胀？（） 1.0分 A、? B、? C、? D、? 正确答案： B 我的答案：B 单选题结束单选题开始 5 化学反应的能量在（）量级。（） 1.0分 A、? B、? C、? D、?
正确答案： A 我的答案：A 单选题结束单选题开始 6 如果把一个微观探针尖端朝下立在一个势阱里，根据量子力学下列哪种情况可能发生？（） 1.0分 A、? B、? C、? D、? 正确答案： A 我的答案：A 单选题结束单选题开始 7 现代物理认为，原子核由带正电的质子和电中性的中子组成，那么让同带正电或带中性的核子组合成稳定的核结构的是下列哪种相互作用？（） 1.0分 A、? B、? C、? D、? 正确答案： A 我的答案：A 单选题结束单选题开始 8
哥本哈根学派的量子力学统计诠释是由下列哪位科学家提出的？（） 0.0分 A、? B、? C、? D、? 正确答案： B 我的答案：A 单选题结束单选题开始 9 《自然哲学的数学原理》是谁的著作？（） 1.0分 A、? B、? C、? D、? 正确答案： D 我的答案：D 单选题结束单选题开始 10 以下哪个实验室目标之一是探测暗物质？（） 1.0分 A、? B、? C、? D、?
“物理学与人类文明”简介和教学大纲 课程代码：061K0120 课程名称：物理学与人类文明(Physics and human civilization) 学分：2 周学时： 2 面向对象：全校本科生 预修课程要求：无 一、课程介绍 （一）中文简介 本课程着重介绍物理学的重大进展及其与人类文明的关系。内容包括经典物理学、量子力学、相对论、物质结构、现代宇宙学、非线性物理学等，以及由此而产生的现代高科技的重大突破；同时还结合当代大学生实际，对科学发展的规律、哲学观念、思维方式及研究方法等进行较为开放但又不失其严谨性的阐述，培养学生的科学精神。 （二）英文简介 The course is designed for all undergraduates in Zhejiang University. The basic concepts and main achievements of physics will be introduced. The contents include classical physics, quantum physics, relativity, particle physics, cosmology, nonlinear physics, philosophical view, scientific thinking and the methods used in scientific research. This is a physics course without complex mathematics. 二、教学目标 (一)学习目标 本课程用尽可能少的数学语言（限于初等数学）和尽可能多的实际例子，着重介绍几百年来，特别是二十世纪物理学的重大进展及其与人类文明的关系；力求将物理学中奥妙无穷的现象和规律与其深层的哲学意义结合起来，以缩小自然科学与社会科学之间的鸿沟。通过本课程的学习，使学生对现代科学的基础（包括经典物理学、量子物理学、相对论、非线性物理学、现代宇宙学等）有初步的了解；通过具体实例和小班研讨，使学生了解科学发展规律、思维方式及研究方法；培养学生严谨的逻辑和推演等理性思维能力，应用科学知识和科学思维方式解决实际问题的能力；介绍在人类长期科学实践活动中所逐渐形成的一种文化----科学精神；培养学生的科学精神。 （二）可测量目标 1) 对现代科学的基础（包括经典物理学、量子物理学、相对论、非线性物理学、现代宇宙学等）有初步的了解。
?
《前进中的物理学与人类文明》期末考试（20） 一、 单选题（题数：50，共 50.0 分）
1
在经典物理中什么能分别体现物质的分离性和连续性？（）（1.0 分）
1.0 分
?
A、
粒子性和波动性
?
B、
协变性和随机性
?
C、
因果性和量子性
?
D、
粒子性和随机性
正确答案： A 我的答案：A
2
量子力学中不涉及以下哪个概念？（）（1.0 分）
1.0 分
?
A、
动量
?
B、
能量
?
C、
力
?
D、
宇称
正确答案： C 我的答案：C
3
以下哪个不是人类现在主要研究高能物理的实验？（）（1.0 分）
1.0 分
?
A、
中国江门中微子实验
?
B、
LHC 实验
?
C、
Super-B 实验
?
D、
托里拆利实验
正确答案： D 我的答案：D
4
根据量子力学可以推出坐标和以下哪个物理量不能同时精确测量？（）（1.0 分）
1.0 分
?
A、
其他坐标
?
B、
对应该测量的时间
?
C、
对应该坐标的动量
?
D、
粒子质量
正确答案： C 我的答案：C
5
引力与距离的几次方成反比？（）（1.0 分）
1.0 分
?
A、
2
?
B、
3
?
C、
1
?
D、
4
正确答案： A 我的答案：A
一、 单选题（题数：50，共 50.0 分）
1
无限长导线周围的磁场分布为（）。(I 是电流强度，r 是到电流心的距离,u 是磁常数)（1.0 分）
1.0 分
?
A、
u 乘 r 除以 I
?
B、
u 乘 I 除以周长
?
C、
u乘I
?
D、
u 乘 I 再乘周长的一半
我的答案：B
2
哥本哈根学派的量子力学统计诠释是由下列哪位科学家提出的？（）（1.0 分）
1.0 分
?
A、
波尔
?
B、
波恩
?
C、
波色
?
D、
玻尔兹曼
我的答案：B
3
热力学概率与熵的关系是（）。 （设熵为 S，热力学概率为 v,k 为波尔兹曼常数） （1.0 分）
1.0 分
?
A、
熵等于 k 和 v 的对数乘积
?
B、
熵等于 k 和 v 的乘积
?
C、
熵等于 k 平方和 v 的乘积
?
D、
熵等于 k 和 v 的对数平方的乘积
我的答案：A
4
焦耳证明了热是物质运动的一种形式，从而否定了（）。（1.0 分）
1.0 分
?
A、
经典力学
?
B、
光的波动性
?
C、
相对论
?
D、
热质说
我的答案：D
5
刚体有几个自由度？（）（1.0 分）
1.0 分
?
A、
2
?
B、
3
?
C、
6
?
D、
9
我的答案：C
6
前进中的物理学与人类文明李学潜 一、单选题（题数：50,共分） 1 以下哪个不是人类现在主要研究高能物理的实验（）分 托里拆利实验 正确答案：D我的答案：D 2 中微子会参与下列哪种相互作用过程（） 分 A、 ”?一 - ■—…"■—■…一■ = "U>iM4 —a] ----------- ? UM 7、ILUBM "‘--- —” ■"?一” ■—…■一. ? ?…” - -- —■ ? ■■一—" ? ' 电磁相互作用 B、 强相互作用 C、
外有斥力相互作用 D、 相对论效应 fc”..“■ —.?vrw_”ryrfc—ruvu —nu .*nr“ (v) “n'Bk-.m&—.rerr—rwrrrm—imb” —anr”*rr;.i;“mr..; “fflh..HVi.rvr■■一.rm— _■ m—nvr —arrr..：_iim. — B、 I-■■ ■ ■■■■■■wn 11 ■^■I II LMM III ■■■■ II II IMB I IIMB^I II MB :■■■>■■. IHM ■% VILI LmiBIB, ■'■■■I WTI I ■ W1 I 11 r Mn II MSB II 1BB1 II UIBB 1 11 MBBII IIMmi I ?■ 1 ■ ■■ Ul Cl ■ ■ ■ ■■ ■ I H ■ ■ ■ ^ m Lil ■■■ II r■■■■ I ■■■ II W?II III MBB II ■■■ II ■■■ 11 IMS ■ ■ I ■ MSI ■ ■ （Ml ■ ■ ■ tB IT! ■ ■ B ■ SI M ■ ■ I mi ■ ■ I :Bi ■ II ■■■ I 11 Ml ■ II tMBB II I ■ iM 引力作用 HT■ ■ ■ an■ ■ ^HSB■ ■ r^a-■ ■ ri^v■ ■ ■■ ■ rrMEi■ rinvinrn is ■ rrnsnnn wnrr ■ uwvr ■ ■ unn■ i^an■ ■■ ■ ■ mn■ ■ r^mm-■ ir?■ ■ rrBKi ■ rm*irrrn is HTT iu nnumv■ uwrr ■ ■im-inr^Mi m^airmvirrra uarrnnrm>aHTr uanrr ■iKRnm^nvii^HT■■■ aval m c、 磁场被电荷吸收 ?nTbirim_iTinir j*rv???rt?ha "inrnha.nrnr—mrr ?—rminininii? a*Tir ?^imh??iTV
成绩：?97.0 分
一、 单选题（题数：50，共?50.0?分）
1
根据波动理论，如果想要“看清”更小的物体结构，关键是在于（）。
1.0?分
? A、
提高探测粒子的数量
? B、
将探测粒子聚焦的更准
? C、
提高探测粒子的动量
? D、
减小探测粒子的质量
我的答案：C
2
均匀带电球体内部的场强分布为（）。（Q 为带电量，R 为球体半径，r 为某点到球心距离）
1.0?分
? A、
与 Q 和 r 的乘积成正比
? B、
和 Q,R 的乘积成正比
? C、
和 r 无关
? D、
和 Q 成正比和 R 平方乘反比
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我的答案：A
3
薄透镜成像中，物距 o,相距 i,和焦距 f 之间的关系是？（）
1.0?分
? A、
1/o+1/i=1/f
? B、
1/o+1/i>1/f
? C、
1/o+1/i<1/f
? D、
没有关系
我的答案：A
4
对于圆偏振的光，X 方向和 Y 方向的光波分量相位差为（）。
1.0?分
? A、
pi/2
? B、
pi
? C、
0
? D、
2*pi
我的答案：A
5
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向心加速度是由什么改变引起的？（）
1.0?分
? A、
位移大小
? B、
速度大小
? C、
速度方向
? D、
位移方向
我的答案：C
6
原初引力波是什么时候产生的？（）
1.0?分
? A、
宇宙加速膨胀时
? B、
大爆炸时刻
? C、
超新星爆炸时
? D、
产生黑洞时
我的答案：B
7
两波相干，有明显效果时，两者频率需满足什么样的关系？（）
1.0?分
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物理与人类文明 经典物理学（一） 1 宇宙尘埃转动的原因是：（） A、动量守恒 B、能量守恒 C、角动量守恒 D、冲量守恒 正确答案：C 2 原子对应的尺度是：（） A、10-7米 B、10-8米 C、10-9米 D、10-10米 正确答案：D 3 物理学研究的最远的距离是：（） A、哈勃半径 B、银河系半径 C、星系团半径 D、超星系团半径
正确答案：A 4 物理学研究的空间尺度最小的距离是多少？ A、一毫米 B、一纳米 C、小于十的负十七方米 D、十的负十次方米 正确答案：C 5 从时间方面来看，物理学研究的时间尺度距离最远的是久？ A、一万年 B、十的十八次方秒 C、一亿年 D、二亿年 正确答案：B 6 物理学研究的空间尺度最远的距离是多少？ A、一千万米 B、一光年 C、10万光年 D、十的二十七次方米 正确答案：D
7 月球含量很多而地球上稀缺的资源是什么？ A、氦2 B、氢2 C、氦3 D、氧16 正确答案：C 8 人类的文明已经有上百万年时间了。 正确答案：× 9 按照现代物理学对宇宙的解释，宇宙的边缘没有空间，但是有时间。正确答案：× 10 在哈勃半径之外的地方没有物质，没有时间，没有空间。 正确答案：√ 11 恒星的爆炸声音传播不到地球是因为这些星球的爆炸不会产生声音。正确答案：×
经典物理学（二） 1 牛顿力学适用的范围是：（） A、低速 B、宏观 C、弱引力场 D、A,B和C 正确答案：D 2 中国古代的天指的是：（） A、整个宇宙 B、太阳系 C、银河系 D、地月系 正确答案：B 3 在研究单摆问题时，物理学家往往只考虑哪一项的引力：（） A、摆锤和月球的引力 B、摆锤和地球的引力 C、摆锤和太阳的引力 D、摆锤和火星的引力
1、简述伽利略开创的科学研究方法 2、表述热力学第一和第二定律 3、列举你所知道的电磁波及它们所属的波长范围 4、简述法拉第和麦克斯韦的学术风格 5、什么是光的干涉？什么是相干条件？ 6、什么是光的衍射？ 7、简述普郎克量子学说，爱因斯坦光子学说，德布 罗意波粒二象性学说 8、对量子力学与经典物理学作一比较 9、超导体处于超导态时有什么特征？ 10、激光有什么特性？ 11、什么叫P-N结？ 12、什么叫介观？纳米材料的定义和种类是什么？一·选择题： 1．根据经典力学原理，动量(能量)守恒的根本原因是。 (a) 空间平移对称性(b) 时间平移对称性 (c) 空间方向对称性(d) 空间和时间对称性 2．电子双缝干涉实验证明了。 (a) 电子的直径小于10-17米(b) 电子具有粒子性 (c) 电子具有波动性(d) 电子带负电荷 (a)大量电子的相互作用才表现为波动性 (b) 电子与双缝相互作用时才表现为波动性 (c)单颗电子就具有波动性 (d) 电子在干涉时才具有波动性 3．海森堡测不准原理认为：某一微观粒子的动量p和寿命t（能量E和坐标x） (a)能被同时精确测量, 但不能被单独精确测量 (b) 不能被同时精确测量, 但能被单独精确测量
(c) 既能被同时精确测量, 也能被单独精确测量 (d) 既不能被同时精确测量, 也不能被单独精确测量 4．根据热力学原理，当物体的温度升高时，。 (a)物体中分子的平均动能增大，物体的内能减小 (b) 物体中分子的平均动能增大，物体的内能增大 (c) 物体中分子的平均动能减小，物体的内能增大 (d) 物体中分子的平均动能减小，物体的内能减小 5．量子力学认为: 具有波动性。 (a) 较小的微观粒子(b) 较大的微观粒子 (c) 带电的微观粒子(d) 所有微观粒子 (a) 具有连续的轨道和连续的能量(b) 是一种经典的波动 (c) 具有分裂的轨道和连续的能量(d) 是一种物质几率波 6．根据麦克斯韦电磁场理论，当带电物体_____________ 时可辐射电磁波。 (a)作匀速直线运动(b) 作圆周运动 (c) 相对静止(d) 作任何运动 (b)稳恒电场可以诱导稳恒磁场，稳恒磁场也可以诱导稳恒电场 (c)交变电场可以诱导稳恒磁场，交变磁场也可以诱导稳恒电场 (c) 交变电场可以诱导交变磁场，交变磁场也可以诱导交变电场 (d) 稳恒电场可以诱导交变磁场，稳恒磁场也可以诱导交变电场 7．两束光在相遇时产生干涉现象的条件是它们的。 (a) 频率不同, 振动方向不同(b) 频率不同, 振动方向相同 (c) 频率相同, 振动方向不同(d) 频率相同, 振动方向相同 8．根据德布罗意波粒二象性假说，当微观粒子的能量减小时，其。 (a)波长变长(b) 波长变短 (c) 波长不变(d) 波长不稳定 根据德布罗意假说，具有波粒二象性。 (a) 高速运动的微观粒子(b) 很小的微观粒子 (c) 带大量电荷的微观粒子(d) 所有微观粒子
前进中的物理学与人类文明 一、单选题（题数：50，共?50.0?分） 1 现代物理认为，原子核由带正电的质子和 电中性的中子组成，那么让同带正电或带中性的核子组合成稳定的核结构的是下列哪种相互作用？（） 0.0?分 A、 强相互作用 B、 弱相互作用 C、 电磁相互作用 D、 引力相互作用 正确答案： A?我的答案：B 2 根据量子力学，在不考虑核与电子的自旋耦合时，一个原子核外电子的状态有由几个自由度（即可由几个独立参数）所决定？（）
0.0?分 A、 2 B、 3 C、 4 D、 5 正确答案： C?我的答案：B 3 哪个物理量是微观过程所特有的？（）1.0?分 A、 动能 B、 动量 C、 位移
自由程 正确答案： D?我的答案：D 4 电子在通过不均匀磁场时，按照量子力学下列哪种现象将会发生？（）1.0?分 A、 电子束分三个方向劈裂 B、 电子束会劈裂成两条分立线 C、 电子不会通过磁场 D、 电子束不会发生劈裂 正确答案： B?我的答案：B 5 势能的空间旋转不变性对应什么守恒？（） 1.0?分
能量 B、 动量 C、 机械能 D、 角动量 正确答案： D?我的答案：D 6 根据波动理论，如果想要“看清”更小的物体结构，关键是在于（）。 0.0?分 A、 提高探测粒子的数量 B、 将探测粒子聚焦的更准 C、 提高探测粒子的动量 D、
减小探测粒子的质量 正确答案： C?我的答案：B 7 《论动体的电动力学》是谁的论文？ 1.0?分 A、 居里夫人 B、 汤姆孙 C、 爱因斯坦 D、 康普顿 正确答案： C?我的答案：C 8 宇宙学原理认为宇宙介质在大尺度下是（）。 1.0?分 A、
?《前进中的物理学与人类文明》2018期末考试（20）姓名：班级：前进中的物理学与人类文明-0001成绩：92.0分 一、单选题（题数：50，共 50.0 分） 1 焦耳证明了热是物质运动的一种形式，从而否定了（）。（1.0分）1.0分 ?A、 经典力学 ?B、 光的波动性 ?C、 相对论 ?D、 热质说 我的答案：D 2 下列哪个是质能公式？（）（1.0分） 1.0分 ?A、 能量等于质量乘真空光速的平方 ?B、 能量等于质量乘光速平方的一半 ?C、 等于光速的开方
等于前者的3倍 我的答案：A 3 布朗运动中的气体分子满足怎样的分布率？（）（1.0分） 1.0分 ?A、 泊松分布 ?B、 高斯分布率 ?C、 随机分布 ?D、 长尾分布 我的答案：B 4 两个电子平行飞行，在实验室参考系中他们之间既有电作用，又有磁作用，但把参考系选在一个电子上，它们间的相对速度为零，磁场消失，原因是（）。（1.0分） 1.0分 ?A、 相对论效应 ?B、 引力作用 ?C、 磁场被电荷吸收
电荷改变 我的答案：A 5 夏天使用的空调是（）。（1.0分） 1.0分 ?A、 制冷机 ?B、 热泵 ?C、 蓄冷器 ?D、 压出器 我的答案：A 6 最简单的卡诺循环包括哪些过程？（）（1.0分）0.0分 ?A、 两段等压过程，两段绝热过程 ?B、 两段等容过程，两段绝热过程 ?C、 两段等温过程，两段绝热过程 ?D、
两段等温过程，两段等容过程 我的答案：B 7 中微子振荡实验证明了什么？（）（1.0分） 0.0分 ?A、 希格斯机制 ?B、 中微子存在质量 ?C、 中微子可以超光速 ?D、 标准模型的完美 我的答案：C 8 大爆炸理论预言中子数与（）数之比为1:7。（1.0分）1.0分 ?A、 质子 ?B、 电子 ?C、 中微子 ?D、 光子
物理学与人类文明 复习资料
一、选择题 1．根据经典力学原理，动量守恒的根本原因是 A A. 空间平移对称性 B. 时间平移对称性 C. 空间方向对称性 D. 空间和时间对称性 2．根据麦克斯韦电磁场理论， C A. 稳恒电场可以诱导稳恒磁场，稳恒磁场也可以诱导稳恒电场 B. 交变电场可以诱导稳恒磁场，交变磁场也可以诱导稳恒电场 C. 交变电场可以诱导交变磁场，交变磁场也可以诱导交变电场 D. 稳恒电场可以诱导交变磁场，稳恒磁场也可以诱导交变电场 3．根据麦克斯韦电磁场理论，电磁辐射功率与电荷振动频率的 D 成正比。 A. 一次方 B. 二次方 C. 三次方 D. 四次方 4．根据麦克斯韦电磁场理论，当带电物体 B 时可辐射电磁波。 A. 作匀速直线运动 B. 作圆周运动 C. 相对静止 D. 作任何运动 5．两束光在相遇时产生干涉现象的条件是它们的 D 。 A. 频率不同, 振动方向不同 B. 频率不同, 振动方向相同 C. 频率相同, 振动方向不同 D. 频率相同, 振动方向相同 6．按照光的波动学说，光的颜色取决于它的 A 。 A. 波长 B. 亮度 C. 相干性 D. 波粒二象性 7．全息照相的拍摄和再现原理是 B 。 A. 干涉记录, 干涉再现 B. 干涉记录, 衍射再现 C. 衍射记录, 干涉再现 D. 衍射记录, 衍射再现 8．根据瑞利散射定律，光在介质中的散射光强度与光波波长的 D 成反比。 A. 一次方 B. 二次方 C. 三次方 D. 四次方 9．根据热力学原理，当物体的温度升高时， B 。 A. 物体中分子的平均动能增大，物体的内能减小 B. 物体中分子的平均动能增大，物体的内能增大 C. 物体中分子的平均动能减小，物体的内能增大 D. 物体中分子的平均动能减小，物体的内能减小 10．卡诺定理认为：提高热机效率的有效方法是 B 。 A.增加高温热源与低温热源的温度 B. 增加高温热源与低温热源之间的温度差 C. 减小高温热源与低温热源之间的温度差 D. 减小高温热源与低温热源的温度 11．根据热力学第一定律，热机从高温物体吸取热量Q1，向低温物体放出热量 Q2，对外做功A，则 B 。 A. Q1 + Q2 + A = 0 B. Q1 = Q2 + A C. Q1 = Q2 – A D. A = Q1 + Q2 12．量子力学认为: D 具有波动性。 A. 较小的微观粒子 B. 较大的微观粒子
物理学与人类文明 摘要：物理学是一门研究物质组成和运动规律的一门自然科学。物理学从它出现开始，便一直作为人类文明进步的推动力。人类历史上的三次科学技术的革命，都与物理学有着密不可分的关系，而每一次科技的进步也在带动着物理学理论的发展和进步。 关键词：物理学人类文明人类发展 作为自然科学中最基础的一门学科，物理学从伽利略的时代开始萌芽，到牛顿的时代发展成熟，一直到当今时代经历了三百多年的发展。 物理学的研究范围很广，从浩瀚的宇宙到微小的微观粒子，从遥远的宇宙深处到咫尺之间，都被包括在物理学的研究范围之内。现在随意提出一些问题，比如，树上的苹果为何会落地；只闻其声却不见其人又是为什么；平时看到的电视机的画面是如何形成的，大家都会不约而同地想到这些都是有关物理的问题。在物理学的研究领域中，研究的是宇宙组成的基本要素：物质、能量和时空，以及他们之间的相互关联。同时，物理学又是一门以实验为基础的一门科学，它崇尚理性，重视逻辑。由于大自然并不直接地向人类展现它的内在规律和背后的本质，这就需要物理学这门自然科学来帮助人类了解大自然。这也就决定了物理学在发展过程中的研究方法，现在被广泛地应用在其他的学科中。其中最著名的例子就是物理学家们对运动学的深入研究最终促进了微积分的发展和完善。在其他学科的具体应用中极大地促进了物质生产的繁荣和人类文明的进步。 物理学推动着人类社会的进步，改变着人类的生产生活方式。人类的文明，可以追溯到生命的起源时期，那时的特殊的自然条件，经过紫外线、闪电等的长期作用，原始大气开始形成简单的有机物，为生命产生创造出了条件。这其实也是通过物理上的变化引起了生命的起源。到了人类文明时代，人类社会经历了五千年的农耕文明，又经历了三百多年的工业文明，再到后来的科技文明，物理学无一不在其中起着重要的推动作用。物理学这门研究物质的组成及运动规律的学问一直作为人类发展的最强大的推动力。从以瓦特改良蒸汽机为标志的第一次工业革命开始，物理学就一直在人类文明中起着非常积极的作用。蒸汽机的发明促进了物理学家们对热和功的研究，而物理学家们的研究成果有很好地推动着第一次工业革命的进程，促进着人类文明的发展。在第一次工业革命时物理学家牛顿完成了他的划时代巨著《自然哲学的数学原理》。从而为近三百年来的物理学的发展奠定了基础，并对其他自然科学的发展起了极大的推动作用，进而为人类文明的发展做出巨大贡献。牛顿力学的创立对人类文明所带来的影响，正如恩格斯所说是自然科学从自然哲学中分离出来的重要标志，同时也使人类对自然界的认识跨出了划时代的一步。从此，自然科学进入了定量化的研究阶段，再也不是只能定性分析的自然哲学阶段了。与此同时，经典物理学的思想方法、规律和实验研究的基础，使科学技术的发展摆脱了当时还带有经验形式的落后的研究分析的状态。为人类文明进入快速发展阶段的第一次工业革命的爆发打下了很好的基础。理论蒸汽技术的革命引起了当时社会的全面变革，使生产力得到了很大的提升，同时也使生产结构发生了很大变化，机械工业也渐渐取代了农业成为人类文明的主要产业。第二次工业革命的到来，又是有赖于物理学中的电磁学理论的发现与