2017_2018学年高中历史专题七近代以来科学技术的辉煌7.1近代物理学的奠基人和革命者课堂达标人民版必修3

近代物理学的奠基人和革命者•科学——指运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系。

•技术——泛指根据生产实践经验和自然科学原理而发展成的各种工艺操作方法与技能。

●科学线索：1、伽利略（1564——1642）近代科学之父，是经典力学奠基者，他的落体定律和匀速、加速运动概念，标志着物理学的真正开端。

2、牛顿（1642——1727）是经典力学的建立者，他的物体机械运动三大定律和万有引力定律，标志着近代物理学的形成，近代自然科学的形成。

3、爱因斯坦（1879——1955）的相对论和普朗克（1858——1947）的量子论，是物理学思想的一次重大革命。

相对论否定了经典力学的绝对时空观，深刻地揭示时间和空间的本质属性，即时空的可变性及时空变化的联系性，树立起新的时空观、运动观和物质观。

量子论及在其基础上发展起来的量子力学，促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学分支的发展，使人类对客观物质世界的认识，由宏观世界深入到微观世界。

4、以物理学革命为先导，带动了化学、生物学、天文学、地理学等学科的理论也都发生了革命性的突破。

5、生物进化论诞生，破解了生命起源之迷，给基督教神学以致命打击，在科学界和思想界产生了巨大深远震动。

●技术线索：主要讲了近代以来的三次科技革命。

1、蒸汽时代。

瓦特改良的蒸汽机，被称为万能蒸汽机，是工业革命中最伟大的发明，他解决了工业发展的动力问题，从此工业革命轰轰烈烈的开展起来，人类社会进入“蒸汽时代”。

轮船、火车的出现，把原来彼此隔离的世界联系起来，改变了世界的格局。

2、电气时代。

电气技术的应用，引发了第二次工业革命，人类社会进入“电气时代”。

电力成为工业发展的主要动力。

电灯、电话、电报、电车、电影、无线电、广播电台的相继问世，改善了信息交流，便捷了交通运输，加强了世界各地联系，丰富了人们的娱乐生活，使世界面貌大为改观。

3、信息时代。

互联网的诞生，标志着信息时代到来，人类进入信息化社会。

2．量子论 史料 普朗克认为，①牛顿力学并没有解决所有的问题，尤其是 ②不能适用于原子范围。
①②说明牛顿经典力学是有局限性的，经典力学的适用范围是宏 观、低速运动的物体，对于微观粒子和高速运动的物体的运动则 无法解释。
(1)普朗克是怎样解决“原子范围”内的问题的？有何意义？ (2)为什么说相对论和量子论使人类对自然世界的科学探索又跃 上了一个新的高度？
提示 (1)“两朵乌云”：19 世纪末，物理学的研究一方面深入到 物质内部的微观世界，另一方面扩展到整个宇宙。这些研究，已 超出了经典物理学的范围。物理学遇到了被称为“晴空上漂浮着 两朵乌云”的两个无法解释的难题。其中，“第一朵乌云”出现 在光的波动理论上，“第二朵乌云”出现在关于能量均分的麦克 斯韦—玻尔兹曼理论上。 新理论：量子论和相对论。 (2)相对论否定了经典力学的绝对时空观，深刻揭示了时间和空间 的本质属性，提出了全新的时空观、运动观和物质观，发展了牛 顿力学，使物理学发展到一个新的高度。
专题七 近代以来科学技术的辉煌
专题七 近代以来科学技术的辉煌
从经典力学建立到相对论、量子论的提出，呈现 出人们对世界认识的变化，一方面从本质上修正了由狭隘经 验建立起来的时空观，另一方面也标志着人们对客观规律的 认识，开始由宏观世界深入到微观世界。
专题七 近代以来科学技术的辉煌
生物学经历了创世神话到生物进化的理论演变。 这一革命性的变化沉重打击了封建神学，破解了生命起源之 谜。
提示 (1)普朗克提出了量子假说，认为辐射像物质一样，是由具 有能量的基本单位量子来实现的。 意义：标志着量子论的诞生，使人类对微观世界的基本认识取得 革命性的进步。 (2)相对论和量子论弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界 方面的不足，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和 方式。

2.量子理论的创立者是德国物理学家普郎克，1900年，他在《关于正常光谱能量分布定律的理论》中阐述了这一思想，标志着量子理论的诞生。
3.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。
㈣爱因斯坦的“时空”
1.1905年，爱因斯坦发表了《论动体的电动力学》一文，在相对性原理和光速不变原理的基础上，创立了狭义相对论。
3.根据万有引力定律，人们准确地算出了地球的平均密度和扁平率，正确地解释了潮汐的成因。
4.1846年，海王星的发现，体现了自然科学所具有的惊人的预见力和巨大的理论指导意义。
㈢驱走乌云的太阳
1.19世纪末，物理学界的重大研究课题是黑体辐射问题。为了研究热辐射规律，物理学家定义了一种理想物体——黑体，以次作为热辐射研究的标准物体。
㈢改变世界的网络
1.1946年，美国研制出第一台电子计算机。
2.至今，电子计算机经历了电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路四个发展阶段。
专题八19世纪以来的文学艺术。
一、近代物理学的奠基人和革命者
㈠巨人肩上的思索
1.在中世纪的欧洲，亚里士多德的学说长期被教会奉为教条。
2.意大利科学家伽利略通过观察、实验和推理创立了自由落体定律，从而推翻了亚里士多德的学说。
3.17世纪末，英国科学家牛顿通过进一步的定量实验，先后创立了惯性定律、加速度定律和作用力和反作用力定律，构成了近代力学体系的基础，成为整个近代物理学的重要支柱。
4.1831年，英国的法拉第发现电磁感应现象，提出发电机的理论基础，它成为了日后研制通信装置的理论来源。
5.内燃机的发明和应用，是科学与技术结合的又一典范。19世纪末，汽车诞生了，汽车工业随之建立起来。

20世纪初物理学的发展
材料一 17世纪牛顿创立的经典力学符合人们的日常 经验,也被认为是天经地义的。但是到19世纪末,物理 学遇到了被称为“晴空上漂浮着两朵乌云”的两个无 法解释的难题。
材料二 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。
——[英]皇家学会会长汤姆逊 材料三 普朗克认为,牛顿力学并没有解决所有的问题,
——爱因斯坦《论动体的电动力学》
20世纪初,相对论和量子理论出现,它们掀起了 物理学革命,构成了现代物理学的两大支柱,并 对其他学科产生了历史性的影响。人类对自然 世界的科学探索又跃上了一个新的台阶。
——《世界文化简史》
伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类 思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正 开端。……伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点 而用新的观点来代替它。这就是伽利略的发现的重大意 义。——爱因斯坦《物理学的进化》
【考题史料一】 牛顿(1643—1727)自幼喜欢钻研科学。1687 年，他的《自然哲学的数学原理》出版，阐述了其后被视作真理 的物体运动三大定律。该书受到学术界的赞颂，很快销售一空。 同年，牛顿被选为国会议员，后被封为爵士，成为英国皇家学会 会长和法国皇家学会会员。当时他被公认为活着的最伟大的科学 家，英国有学识的人都把牛顿“奉为他们的首领，承认他是他们 的主帅和大师”。伏尔泰全面接受了牛顿的自然哲学，并与人合 作发表了一本关于牛顿力学体系的通俗著作。18世纪中期，牛 顿的理论体系在欧洲各国得到广泛认可，对整个欧洲和世界的科 学与哲学发展产生了深远的影响。
观点二 杰里·本特利在《新全球史：文明的传承与交 流》中说：“批评家指责大众媒体是文化帝国主义的 工具，因为大部分电子媒体和它们传递的信息是源自 资本主义社会。一个具体的影响就是英语成为全球通 信体系的主要语音，这实际上将本国的语音限制在小 范围内。”

专题七 单元复习单元知识图解单元知识归纳一．近代以来科学理论的发展1．物理学的重大发展。

⑴17世纪初，意大利科学家伽利略创立了自由落体定律，为牛顿力学的建立奠定了基础。

⑵17世纪末，牛顿在《自然哲学的数学原理》中提出了物体机械运动的三大定律和万有引力定律，并对物理学的一些基本概念做出了定义，从而形成了一个以实验为基础、以数学为表达方式的牛顿力学体系，即经典力学体系。

⑶20世纪初，德国物理学家普朗克提出量子概念及量子理论，促进了量子力学的诞生。

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。

⑷20世纪初，爱因斯坦提出的相对论，解决了牛顿力学无法解决的问题，将牛顿力学概括在相对论中，推动物理学发展到一个新的高度。

2．生物学的发展。

⑴17世纪，哈维在解剖和实验的基础上，建立了血液循环理论。

19世纪前期，德国人施莱登和施旺创立了细胞学说，首次科学地触及了生命运动的过程。

⑵19世纪初期，法国生物学家拉马克提出生物是由低级向高级发展进化的观点，肯定环境对物种变化的影响。

⑶1859年，达尔文的《物种起源》发表，标志着生物进化论的诞生。

二．三次科技革命对中国的影响1．第一次工业革命：率先完成工业革命的英国凭借武力发动战争，强迫清政府签订一系列不平等条约，外国廉价商品涌入中国市场，把中国逐步卷入资本主义世界市场。

思想领域涌现出向西方学习的新思潮，地主阶级企图用“中体西用”的思想挽救危机中的清政府。

2．第二次工业革命：推动了资本主义的进一步发展，帝国主义掀起了瓜分中国的狂潮，使中国面临严重的民族危机，中国完全被卷入了资本主义世界市场。

民族资产阶级倡导维新变法，挽救民族危亡，发展资本主义。

3．第三次科技革命：当时，新中国刚刚成立，新生的政权在极其困难的条件下，集中力量优先发展重工业，并确立了自力更生的振兴科技的方针，确定了国家重点科技任务和发展尖端科技的紧急措施，在高科技领域也取得了重大成就。

专题七近代以来科学技术的辉煌专题导引本专题主要讲述近代以来人类在物理学、生物学、信息技术等领域取得的重大科技成就。

在物理学领域先后出现了牛顿的经典力学、爱因斯坦的相对论、普朗克的量子论等重大成就；在生物学领域，达尔文提出了生物进化论观点，沉重打击了封建神学上帝造人说；第二次世界大战后，电子计算机与通信技术的发展，推动了互联网的诞生；随着科技的进步，生产的动力也发生了深刻的变化，蒸汽机和电气技术就是最主要的成果。

这些科技成果有力地推动了社会的进步。

1.理清基本线索：一是归纳各个领域的科技成就，二是注意科学是不断完善的、技术是不断进步的。

2.加强联系比较：一是将科技成就与同时期的政治、经济相联系，分析相互间的联系与影响。

二是联系科技成就产生的历史背景，并据此把握科学技术对人类社会发展的推动作用。

三是利用自己在数学、物理、生物等学科学过的相关知识，结合教材列表归纳这一时期所涉及的重大成就。

四是把同时期的中外科技成就进行比较。

第1课近代物理学的奠基人和革命者情景问题切入英国皇家学会会长汤姆逊曾说：“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。

”但就是这项伟大的发明却始终没有获诺贝尔奖。

原来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，结果评选委员会只好让爱因斯坦作为光电效应原理的建立者获奖。

学习目标引领课标（1）了解经典力学的主要内容,认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。

（2）知道相对论、量子论的主要内容,认识其意义。

重点经典力学、相对论、量子论的主要内容及其意义。

难点物理学大发展的影响。

整体结构感知本课第一目“认识史上的飞跃”，主要讲述了牛顿力学体系建立的过程、主要内容及其影响。

本课第二目“驱走乌云的太阳”，主要讲述了经典物理学的新发展量子理论的诞生及其意义。

本课第三目“爱因斯坦的‘时空’，”主要讲述了爱因斯坦对近代物理学的重大突破和发展、相对论的提出及其地位。

广义相对论
。
(2)意义：第一次阐述了 四维时空 和物质的分布相联系的 重要思想。 3．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。
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专题七
近代以来科学技术的辉煌
即时练 1． 牛顿三定律构成了近代力学体系的基础。 这三大定律包 括 ①惯性定律 ④万有引力定律 A．①②③ C．①②④ B．②③④ D．①③④ ②加速度定律 ( )
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专题七
近代以来科学技术的辉煌
(二)驱走乌云的太阳(量子理论) 1．量子理论的诞生 (1)背景 ① 19 世纪的物理学领域，在 牛顿力学 科出现并有了进一步发展。 ② 19 世纪末，物理学界重大研究课题是 黑体辐射 问题。 的基础上，新学
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专题七
近代以来科学技术的辉煌
(2)历程 ① 1879 年，奥地利物理学家
二、考纲解析 1．了解经典力学、量子理论和相对论的简单内容，认识其 在近现代自然科学理论发展中的重要历史作用。 2． 了解在万物起源方面的各种观念及进化论创立的背景及 内容， 知道科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根本原因。 3． 了解两次工业革命时期的主要发明，认识科学与技术方 面的进步对全世界发展产生的重大影响。 4．知道交通、电信、互联网方面的进步对人类文明进步的 作用。
专题七 近代以来科学技术的辉煌
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专题七
近代以来科学技术的辉煌
一、专题概术 本专题主要讲述世界近代以来影响世界发展的科学技术的 辉煌成就，主要内容有： 1． 近代物理学的奠基人和革命者， 是指牛顿和他的力学理 论，普朗克等人的量子理论、爱因斯坦及他的相对论。 2．人类追寻生命的起源，包括各种人类起源传说，近代生 命科学的成果，特别是达尔文的进化论，科学与宗教的分歧。

专题七近代以来科学技术的辉煌;一近代物理学的奠基人和革命者课后篇巩固探究一、选择题1.英国科技史家W.C.丹皮尔在《科学史及其与哲学和宗教的关系·绪论》中写道:“科学可以越出自己的天然领域,对当代思想的某些别的领域以及神学家用来表示自己的信仰的某些教条,提出有益的批评。

”下列哪些科学家的成就达到了丹皮尔所描绘的境界();;A.托勒密B.哥白尼C.普朗克D.法拉第解析:本题考查近代自然科学的成就及影响。

结合所学知识可知,“对当代思想……有益的批评”是指哥白尼提出“日心说”,否定教会宣扬的“地心说”,故选B项。

其他三项中科学家的贡献均与题意不符,故排除。

答案:B2.下图中的情景能够说明的问题是();伽利略面对教会的审判A.伽利略的思想理论为后来经典力学的创立和发展奠定了基础B.文艺复兴解放了思想,对科学研究产生了重要影响C.伽利略时代人们的思想仍然受到教会的严厉禁锢D.伽利略认识到要了解自然就必须进行系统的观察和实验解析:题图反映的情景是教会对伽利略进行审判,由此可推断出当时教会对人们思想的禁锢,对具有新思想的人的迫害。

答案:C3.根据国际天文学联合会大会投票5号决议,冥王星被排除在行星行列之外,正式从九大行星中除名,被列入“矮行星”之列。

当时冥王星的发现是根据();A.哥白尼“日心说”的推算B.牛顿力学的推算C.法拉第定律的推算D.爱因斯坦的相对论答案:B4.英国哲学家怀特海在《宗教与科学》中指出:“伽利略说地球是动的,太阳是固定的;宗教法庭则说地球是固定的,太阳是动的,而牛顿派的天文学家则采取了一种绝对空间的理论,认为地球与太阳都是动的。

”作者意在说明();A.宗教法庭曾经热衷于科学研究B.地球与太阳的运动关系难以判断C.科学家继承了宗教法庭的观点D.科学家与宗教法庭的观点难以调和;答案:D5.马文·佩里在《西方文明史》中写道:“虽然伏尔泰在巴黎了解了一些启蒙新文化,然而,只是在1726年到了伦敦以后,诗人伏尔泰才成为启蒙思想家伏尔泰。

C．蒸汽锤、铁路设备
D．电话机、水力纺纱机
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主题二 “科”“技”结合典范 【思索】法拉第电磁感应现象发觉有何意义？
法拉第
研究电磁感应现象试验示意图
提醒: 为电气时代到来提供了理论前提。
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1.起止时间: 19世纪下半叶至20世纪初。
2.电力创造和使用 ⑴1831年（英）法拉第发觉电磁感应现象。 ⑵1838年（俄）雅可比制成实用电动机。 ⑶1866年（德）西门子制成发电机。 ⑷1870年（比）格拉姆制成直流电动机。 ⑸1882年（美）爱迪生创建第一个发电厂。
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2.美国一位著名史学家说: “19世纪欧洲对世界支 配与其说是以其它任何一个伎俩或力量为基础，不如说 是以蒸汽机为基础。”这句话说明实责问题是( B) A.使用蒸汽机交通工具，便利了世界各地联络 B.以蒸汽机为标志工业革命，使欧洲征服了世界 C.蒸汽机使用，促进了工业城市形成 D.蒸汽机使用，推进了机器创造和使用
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5.单皮尔在《科学史及其与哲学和宗教关系》中说:
“科学过去是躲在经验技术隐蔽角落里辛勤工作，
当它走到前面传递而且高举火炬时候，科课时代能够
说已经开始了。”这里所说“科课时代”是指( )D
A．文艺复兴
B．启蒙运动
C．工业革命
D．第二次工业革命
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6.蒸汽时代和电气时代降临都( D)
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第一次工业革命 第二次工业革命
人类文明引擎
棉纺织业技术创新 动力革新——蒸汽机创造 交通运输工具改进 机械加工制造业诞生
电力广泛利用 内燃机创造和利用 化学工业建立 立体交通诞生 新通信技术发展进步
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1. 英国曼彻斯特地域，在18世纪80年代初只有棉纺 厂两家，短短时间内棉纺厂发展很快: 1852家， 1864家，1830年99家，以上现象出现主要原因 是（ B ） A.珍妮纺纱机推开工业发展 B.蒸汽动力普遍推广 C.铁路交通大规模兴建 D.英国棉纺品大量涌入中国

从发明和使用机器 推动生产力的发展；接生产力的速度加
开始到机器生产机 同时在几个国家发 快；科学和技术密
特点 器结束；开始于轻 生，规模广泛，发 切结合、相互促进； 工业部门，发明者 展迅速；在许多国 科学技术各个领域 大多是具有实践经 家与第一次工业革 之间相互渗透，高
验的工人和技师
命交叉进行
度分化又高度综合
《物种起源》，提出进化论
挑战了封建神学，否定了神创
说，促进了人类认识的飞跃 新型蒸汽机的广泛使用，成为
18 英国的瓦特于1769年开始改 ～ 良蒸汽机，吹响了第一次能
改造世界的动力机械。人类开 始进入蒸汽时代。人们开始用
19 源革命的号角
世 纪 19世纪后期，电力作为新能 源出现。美国爱迪生一生拥 有创造发明1000多项，被人
专题学习总结

1．近代以来世界重大科学理论及科技的主要成就
重大科学理论及科技成就 地位
时 期
否定了基督教会宣扬的地球中 波兰的哥白尼发表《天体运 心说，从根本上动摇了欧洲中 行论》，提出太阳中心说 世纪宗教神学的理论基础 17 意大利的伽利略于1632年发 世 表《关于托勒密和哥白尼两 纪 大世界体系的对话》，论证 了哥白尼的日心说；开始了 新的科学研究方法 开创了以实验事实为根据并具 有严密逻辑体系的近代科学。 因此，他被称为“近代科学之 父”。标志着物理学的真正开 端。伽利略的杰出成就为牛顿 经典力学的创立奠定了基础


[答卷实录]
[点评] 本题属于比较、背景、原因类非选择题，解答 时应依托试题设问，精读材料，最大限度地获取 有效信息。考生第 (1) 问 “ 特点 ” 中国方面能紧 扣材料总结的较好，但漏掉“西方科技的特点”； “背景”方面的回答没有充分利用材料信息，漏 掉了要点。第 (2) 问 “ 原因 ” 方面的回答，本考 生也没有充分利用材料信息，致使回答要点不全。