1、一、近代物理学的奠基人和革命者1经典力学认识史上的飞跃(1)创立标志:1687年,英国科学家牛顿发表自然哲学的数学原理。(2)主要内容牛顿的运动三定律: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,是人类认识史上的飞跃。(3)意义:完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合,推动了近代自然科学的发展。2量子论驱走乌云的太阳(1)创立:1900年,德国物理学家普朗克提出量子概念,同年,发表关于正常光谱能量分布定律的理论,标志着量子理论的诞生。(2)应用1905年,德国科学家爱因斯坦利用量子理论成功地解释了光电效应。1923年,法国物理学家德布罗意提出物质波理论。奥地利、德国物理学家
2、建立了量子力学。(3)意义:使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。3相对论爱因斯坦的“时空”(1)创立:1905年,爱因斯坦发表论动体的电动力学,标志着狭义相对论的诞生。时间和空间随着物质运动速度的变化而变化。(2)发展:1916年,爱因斯坦建立广义相对论,认为物质存在的现实空间不是平坦的,而是弯曲的,空间、时间不是独立的实在,而是物质存在的形式。(3)意义相对论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。二、追寻生命的起源1千年话题谁创造了万物(1)
3、西方的上帝造人说:西方神学认为各种生物是按上帝的旨意和计划创造出来的,创造出来后就永恒不变。(2)古代中国:女娲抟土造人。古埃及:黑泥塑人。古芬兰:怪鸟蛋孵化成人。古希腊:鱼变人。2近代生命科学的成果(1)林耐:将动物、植物分类的通用层次确定为纲、目、属、种四级。(2)哈维:建立了血液循环理论。(3)施莱登和施旺:创立了细胞学说。(4)巴斯德:微生物学研究取得巨大成果。(5)拉马克:提出生物是从低级向高级发展进化的观点,肯定了环境对物种变化的影响。3达尔文和进化论(1)提出:1859年,达尔文的巨著物种起源出版。论证了自然界中生物的物种是不断进化的,是不断从低级向高级发展的。自然界进化的规则是
4、物竞天择,适者生存。(2)意义:证明了整个有机界植物、动物,包括人在内,都是长期发展进化过程的产物。4造物主的落寞(1)赫胥黎与威尔伯福斯主教的大辩论:焦点是物种起源一书。这场辩论以进化论者的胜利告终。(2)进化论的进一步传播:1863年,赫胥黎发表人类在自然界中的位置,论证了“人的构造和其他动物一样,尤其和猿更接近”,使人猿同祖论进一步得到确立,促进了进化论的传播。1859年11月24日清晨,雾霾中,伦敦几家书店的门口人声鼎沸,人们争先恐后地排队购买刚出版的新书物种起源。初版1 250本书在发行的当天就被销售一空。书中的观点震撼了世界,动摇了禁锢人们思想许多个世纪的神创论。引自科学简史根据材
5、料并结合所学知识,回答达尔文物种起源震撼了世界的观点是什么?提示:自然界中生物的物种是不断进化的,是不断从低级向高级发展的。自然界进化的规则是物竞天择,适者生存。三、从“蒸汽时代”到“电气时代”1棉纺织业的技术创新(1)发明1765年,织工哈格里夫斯发明“珍妮机”;1769年,阿克莱特发明了水力纺纱机。1779年,克隆普顿发明“骡机”;1785年,卡特莱特研制出水力织布机。(2)意义:揭开了工业革命的序幕,英国的棉纺织业已经在技术上完成了由手工业向机器大工业的过渡。2“万能的原动机”(1)原因:社会生产的直接推动和实验科学的长期孕育。(2)发明:17691782年瓦特完成了蒸汽机的改良。(3)
6、意义蒸汽机得到广泛应用,成为一切生产部门和交通运输部门“万能的原动机”。蒸汽机是人类继发明用火之后,在驯服自然力方面所取得的最大成果。工厂的大量出现,使历史跨入一个新的时代蒸汽时代。(4)交通运输工具的发明:1803年,美国人富尔顿制成汽船;1814年,英国人史蒂芬孙发明蒸汽机车。(5)机器制造业的诞生:1794年,英国人莫兹利发明移动刀架;19世纪初,机械加工制造业诞生。3“科”“技”结合的典范(1)电力的发明和应用发明a1831年:英国的法拉第发现电磁感应现象。b1838年:俄国的雅可比制成实用的电动机。c1866年:德国的西门子制成发电机。d1870年:比利时的格拉姆制成电动机。e188
7、2年:美国的爱迪生创建第一个中心发电厂。影响:推动了电力工业和电气设备工业的发展。(2)内燃机的发明和应用发明:19世纪80年代前期,德国人卡尔本茨和戴姆勒各自独立地制成汽油内燃机;1887年,狄塞尔发明了柴油机。影响:推动汽车、飞机等新型交通工具的出现,推动了石油开采业和石油化学工业的发展。(3)化学工业建立:1867年,瑞典人诺贝尔发明了炸药。四、向“距离”挑战1立体交通的诞生(1)交通工具的发明1885年,德国工程师卡尔本茨和戴姆勒分别独立制成了最早的汽车。1887年,人们把内燃机装配到轮船上。(2)1903年,美国莱特兄弟发明飞机。(3)影响:推动了全世界交通运输业的迅猛发展,人类从平
8、面交通时代迅速步入水、陆、空立体交通时代。2穿越大洋的电波(1)电报1837年:美国人莫尔斯发明有线电报机。1851年:横跨英吉利海峡的海底电缆铺设成功。1866年:横跨大西洋的海底电缆铺设成功。(2)电话:1876年,美国人贝尔发明电话机,电话在通信领域将世界连成一个整体。(3)无线电通信1902年,意大利人马可尼横跨大西洋传送无线电信息。1916年,马可尼完成了信息传播史上的重大突破短波试验,从而奠定了几乎所有现代远距离无线电通信的技术基础。3改变世界的网络(1)电子计算机的发明1946年,美国研制出第一台电子计算机。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,第
9、五代新型计算机正在研制之中。(2)互联网技术:电子计算机与通信技术相结合,组成四通八达的网络,大大缩小了全球空间距离。(3)影响:遍布世界的互联网,正在以人们无法预料的速度、深度和广度,改变着人类文明的进程。1近代科学的兴起(1)表现波兰天文学家哥白尼提出“日心说”,否定天主教会宣扬的“地心说”,建立起一种新的宇宙观。英国科学家牛顿发现万有引力定律,确立了较为完整的力学体系,为近代物理学的发展奠定了基础。近代科学在光学、热学、电磁学、解剖学等领域也取得了巨大进步。(2)意义科学革命形成了重视经验和事实的理性化思维方式,确立了通过观察、实验、分析、归纳和综合等基本途径发现自然规律的科学方法。科学
10、革命促进了思想解放和社会进步。2科学技术的新发展(1)背景20世纪科学理论取得重大突破,如相对论的提出和量子力学的发展;系统论、信息论、控制论的问世,为技术革命进一步提供了理论支持。两次世界大战期间,科学技术也获得了一定的发展。(2)科学技术取得的新发展新成果:原子能的开发利用,电子计算机的发明和互联网的建立,空间技术和海洋技术的迅速发展,各种新材料的出现,生物工程技术的突破等。影响:使社会发展进入信息时代,劳动方式日益自动化和智能化,极大地提升了社会生产力。1牛顿力学的思想价值牛顿思想的冲击是巨大的;无论对它们的理解正确与否,启蒙运动的整个纲领,尤其是法国,是有意识地以牛顿的原理和方法为基础
11、的,同时,它从他那惊人的成果中获得了信心并由此产生了深远的影响。艾赛亚伯林思维激活科学理论的发展极大地促进了思想解放运动。2达尔文进化论的影响达尔文物种起源的问世,犹如一颗炸弹落在神学阵地的心脏,自然选择的理论,给上帝分别创造万物的教义以沉重的打击。正如霍登所指出的那样,在生物进化的历程中,中古时代的大爬虫的地位,似乎比十字架的地位更重要。张秉伦、汪子春进化论与神创论在中国的斗争思维激活达尔文的进化论打破了神学的禁锢,影响深远。探究一科学革命物理学与生物学的发展史料一史料二在一片“牛顿被推翻了”的叫喊声中,爱因斯坦说:“但是,人们不要以为,牛顿的伟大工作能被这一理论或者任何别的理论代替。他伟大
12、而明晰的观念,作为自然哲学领域里整个近代概念结构的基础,将永远保持它独特的意义。”史料三生物母体生出的众多后代,为攫取生活的必需条件而斗争,众多的后代不会绝对相同,其中优秀的物种在生活竞争中取胜,其他被淘汰了,这就是优胜劣汰。物种起源序(1)史料一中图1强调科学实验;图2强调观察、思考。(2)史料二展现了爱因斯坦谦逊的人格魅力。(3)史料三强调了适者生存,优胜劣汰的自然法则。(1)根据史料一,指出近代科学家研究自然科学采用的主要方法。(2)史料二中,为什么人们认为“牛顿的伟大工作”会被相对论代替?史料中爱因斯坦的回答展现了他怎样的人格魅力?(3)史料三是达尔文的什么学说?其核心是什么?为什么达
13、尔文在牛顿之后,最终驱逐了上帝?提示(1)严密的科学实验;注意观察生活中的现象;善于思考。(2)理由:以牛顿力学为代表的经典物理学陷入危机;相对论突破了经典力学,揭示了时间和空间是相对的这一本质属性。人格魅力:谦逊、宽容、理性等。(3)学说:生物进化论。核心:优胜劣汰。原因:神学认为,世界是上帝创造的,各种物种从被上帝创造的那一天起,是不变的。牛顿力学体系把天上、地上的物体运动概括在一个理论之中,把神上帝从无生命现象的研究领域中驱逐出去。而达尔文创立的生物进化论把上帝从有生命现象的研究领域中驱逐了出去。牛顿经典力学与相对论的关系1牛顿力学体系概括了物体机械运动的基本规律,是整个力学的基础,但这
14、些定律有一个不容忽视的前提,即物体在低速运动的情况下。2爱因斯坦的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和质能转化原理,这加深了人们对物质和运动的认识,对自然科学和哲学都产生了深远的影响。3相对论将牛顿力学概括在相对论力学之中,牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。牛顿力学是整个力学的基础,牛顿所创造的概念,至今仍指导着我们的物理学思想。探究二近代思想解放与近代科学技术发展的关系史料近代科学是启蒙思想家们彻底批判宗教神学和封建专制的有力武器,科学已不单纯是一种自然知识体系或满足人类生存需要的工具,而是代表了一种崭新的精神、一种独特的文化。科学文化与法国启蒙运动的互动,为启蒙
15、运动和大革命奠定了思想、文化基础;科学文化在经历了启蒙运动和大革命的洗礼后,变得愈加丰富多彩,法国科学从18世纪中叶到19世纪初期出现空前繁荣。启蒙运动参与民族主义话语对于历史和民族认同的建构之中,在理论层面上阐释民族情感与爱国主义。“哲学家们”还在公共领域中传播着这些观念,在法国大革命前夕的公共舆论中,民族主义已经获得了更为普遍的接受。杨宁一主编历史学习新视野 新知识史料主要阐述了近代科学与欧洲启蒙思想之间的相互关系。运用中外近现代史的史实,对史料中的一种或两种观点进行论证。提示观点:启蒙运动和自然科学相互推动、相互影响。论证:牛顿经典力学体系的建立,实现了人类对自然科学研究的重大突破,成为
16、启蒙思想家批判宗教神学和封建专制的有力武器;科学家探索自然的精神鼓舞了启蒙思想家探究社会问题,提出了三权分立、人民主权等一系列理论。启蒙运动解放了人们的思想,激发了人们探索自然科学的欲望,19世纪自然科学飞速发展,出现了达尔文的进化论等一系列科学成就。近代思想解放与近代科学技术产生、发展的关系1思想解放促进了近代科学技术的产生和发展(1)意大利的文艺复兴运动从思想上解放了人和人性,把人从宗教神学的束缚中解放出来,激发了人对宇宙、自然和人自身的探究热情。文艺复兴运动直接为打破地心说提供了思想动力和精神基础。(2)宗教改革和启蒙运动为人们思想的解放、为近代科学技术的发展提供了思想条件。2近代科学技
17、术的发展促进了新的思想解放(1)近代天文学革命打破了中世纪神学世界观的支柱之一地心说,给神学以极大冲击。(2)牛顿用数学的研究方法描述宇宙运行的自然法则,为启蒙思想提供了科学理论依据,对启蒙运动的开展起了重要的推动作用。(3)进化论的观点挑战了基督教神学所宣扬的神创论,促进了人类思想的解放。从家国情怀的角度,感悟科技革命对我国科技创新的启示阅读材料,完成下列要求。材料20世纪八九十年代以来,我国学术界、科技界和企业界针对我国技术引进与自主创新的实际情况,产生了一些讨论:一种观点主张大力进行技术引进;另一种观点则更强调自主创新;也有一种观点提出技术引进和自主创新并不是对立的,而是互补的、相得益彰
18、的。摘编自孙建、吴利萍、齐建国技术引进与自主创新:替代或互补你赞成上述科技讨论中的哪一种观点?运用中外历史发展进程中的重要史实加以论述。(要求:观点明确,史实充分,史论结合,逻辑清晰)解析首先选中一个观点,然后联系中外历史发展进程中的相关史实,论述观点。如选择第一种观点“主张大力进行技术引进”,可结合洋务运动、中华人民共和国成立初期引进苏联技术来进行正面论述,可结合中国“闭关锁国”带来的是落后和挨打来进行反面论述;如选择第二种观点“强调自主创新”,可结合中华人民共和国自主创新、西方近代工业革命等来进行论述;如选择第三种观点“技术引进和自主创新并不是对立的,而是互补的、相得益彰的”,可结合美国和
19、德国既引进第一次工业革命的先进成果又在第二次工业革命中积极自主创新使其跃居世界前列,中国改革开放以来既有技术引进又注重自主创新等展开论述。答案示例一:赞成第一种观点,即赞成技术引进。洋务运动引进西方技术设备中国近代化开端;日本明治维新殖产兴业促进经济现代化;中华人民共和国成立初期引进苏联资金和技术发展科技;而清政府及日本幕府统治时期实行“闭关锁国”导致落后挨打。总之,技术引进有利于科技和工业进步,有利于实现工业现代化。示例二:赞成第二种观点,即赞成科技自主创新。英国在工业革命中不断涌现重要发明成为世界工厂;第二次工业革命中美国和德国不断涌现科技发明跃居世界前列;苏联优先发展重工业实现工业化;中
20、国在中苏关系恶化后自主研发核武器巩固国防。总之,自主创新有利于推动生产力发展,增强国家实力。示例三:赞成第三种观点,即赞成技术引进和自主创新互补。美国和德国既引进第一次工业革命的先进成果又在第二次工业革命中积极自主创新跃居世界前列;中国改革开放以来既有技术引进又注重自主创新航空航天、巨型计算机等领域成就突出。总之,技术引进和自主创新相结合,既有利于推动民族科技进步,增强国家实力,又能保证民族发展的自主性与创新性。(三种观点任选其一作答即可)科技革命对我国科技创新的启示1科技创新是推动历史发展的巨大力量。英国工业革命中,以改良蒸汽机的出现和应用为代表的科学技术推动社会生产力迅速发展,大大加快了世
21、界历史的发展步伐。2科技创新才能使一个国家真正强大起来。美国从20世纪20年代至今,一直保持着科技创新和知识创新的强盛势头,因而确保了其在世界上的经济、军事强国地位。因此我国只有坚持实施“科教兴国”战略,才能在21世纪成为社会主义强国。3改革开放是我国科技创新的必由之路。英国工业革命时期,正是我国闭关锁国、一步步走向落后的历史时期。今天,我们要坚持改革开放,提高自主创新能力,建设创新型国家。新高考选择性考试示范命题点:达尔文及其进化论观点(2020.7浙江选考19)有学者谓:“达尔文将物竞天择说应用到了物种的变异上,并且掌握了足够的证据说服了全球的科学家。”在与各种反对意见的论争中,达尔文学派
22、逐渐形成。下列项中与之不相符的是()A用大量事实论证了自然界中生物的物种是不断进化的B首先提出生物是从低级向高级发展进化的观点C赫胥黎论证人的构造“尤其和猿更接近”D给上帝创造万物说以致命一击B法国生物学家拉马克早于达尔文提出了生物从低级向高级进化的观点,故选B项;物种起源用大量事实论证了一切生物都经历了由低级向高级、由简单到复杂的进化过程,排除A项;赫胥黎发表了人类在自然界的位置,论证了“人的构造和其他动物一样,尤其和猿更接近”,排除C项;进化论否定了生物是上帝创造的,证明了整个有机界都是长期发展进化过程的产物,给上帝创造万物说以致命一击,排除D项。全国卷新情境考法借鉴【考法示例】运用生活情
23、境,隐性考查近代科技(2019江苏卷)1919年5月29日,英国皇家学会科考队在几内亚湾普林西比岛拍摄的日蚀照片和随后的计算证实了如下观点:引力是因质量的存在而引起的时空连续场的弯曲。本次科考活动支持了()A经典力学 B相对论C进化论D量子论知情境:本题运用科考活动的生活情境,深化认知与这次科考活动相关的近代科技成就。明立意:本题以英国皇家学会科考队拍摄的日蚀照片为切入点,考查历史解释等核心素养。抓关键:“引力是弯曲”。理思路:只要在题干中出现类似质量与速度的关系、空间和时间与速度的关系、空间和时间与运动的关系等信息时,该题必定考的是相对论,由此分析可知正确答案为B项。【真题体验】命题点:近代
24、的生物学成就(2018海南卷)有学者在评价一项科学成就时指出:它使人对自己的认识以及对世界的认识发生了一次类似牛顿力学定律出现时所带来的划时代变化。这项成就应该是()A伽利略的“自由落体定律”B达尔文的“生物进化论”C普朗克的“量子假说”D赫胥黎的“人猿同祖说”B牛顿力学定律证明了自然界的规律,从物理学上否定上帝地位,“使人对自己的认识以及对世界的认识”发生划时代变化。伽利略的“自由落体定律”推动牛顿力学定律的形成,但在对上帝的认识上并没有产生划时代变化,故A项错误;达尔文的“生物进化论”从生物学上否定上帝造人说,对上帝的认识产生划时代变化,故B项正确;普朗克的“量子假说”是物理学对微观世界认
25、识的深入,但在对上帝的认识上并没有产生划时代变化,故C项错误;赫胥黎的“人猿同祖说”是对达尔文进化论的发展,不具有划时代影响,故D项错误。模拟题培素养仿真演练1近代初期,哥白尼运用天文观测和数学计算的方式证实希腊化时代所盛行的地球是整个宇宙的中心的观点是完全错误的。这一科学发现的意义是()A推动了科学技术的重大突破B促进了天文学的重大变革C概括了宇宙运动的基本规律D创立了研究自然的新方法B根据材料“哥白尼运用天文观测和数学计算的方式证实希腊化时代所盛行的地球是整个宇宙的中心的观点是完全错误的”可得出最直接的影响是天文学受到冲击,故选B项;材料“地球是整个宇宙的中心的观点是完全错误的”未涉及技术
26、层面的问题,排除A项;根据材料“哥白尼运用天文观测和数学计算的方式证实希腊化时代所盛行的地球是整个宇宙的中心的观点是完全错误的”无法判断基本规律是什么,排除C项;“天文观测和数学计算的方式”是过去已在使用的方式,排除D项。21692年,一位牧师给牛顿写信,请教关于万有引力和宇宙性质的一些问题。牛顿在回信中说:“当我写作关于宇宙系统的著作时,就曾经特别注意到足以使深思熟虑的人们相信上帝的那些原理。当我发现我的著作对这个目的有用时,没有什么事情能比这更让我高兴的了。”材料表明()A科学理论有利于人们思想解放B经典力学未能冲击神学思想C宗教思想启发了近代科学研究D科学研究与宗教可以兼容D材料中牛顿“
27、注意到足以使深思熟虑的人们相信上帝的那些原理”说明科学研究与宗教可以兼容,故选D项;材料反映了科学与宗教的关系,与科学理论推动思想解放无关,排除A项;经典力学揭示了自然界的运行规律,冲击了神学思想,排除B项;C项在材料中未体现,排除。3(2020宜昌模拟)1675 年,荷兰商人列文虎克用自制的显微镜发现了微生物的存在;19 世纪 70 年代,法国大学教授巴斯德和德国乡村医生科赫先后证实了“微生物致病论”;1928 年,英国医生弗莱明偶然发现青霉素并在后来用于微生物感染的治疗。这说明微生物学的发展()A源于多个阶层参与B在继承中有创新C需要各国政府合作D取决于经济水平B从材料中可以看出,从17世
28、纪到20世纪,微生物学在不断发展,在继承中不断创新进步,故B项正确;A、C、D三项在材料中均没有体现,故排除。4(2020沈阳二模)引力波本身是时空的涟漪。当引力波出来的时候,时空会在与引力波垂直的方向上发生周期性的形变,而置身其中的物体也会发生周期性的伸缩。据此推测,为引力波假设提供基础理论的应该是()A相对论B生物进化论C量子论D万有引力定律A材料“当引力波出来的时候,时空会在与引力波垂直的方向上发生周期性的形变,而置身其中的物体也会发生周期性的伸缩”体现了相对论的时空观,故A项正确,排除D项;“生物进化论”涉及的是生物领域,排除B项;“量子论”涉及的是微观物质运动规律,排除C项。5(20
29、20淮北二模)普朗克发现了超出经典物理学框架的新的实验事实,并且为解决新的实验事实与旧的理论体系的矛盾,被迫做出某些超越旧理论的假设。但他不想用量子化概念去推翻旧的理论体系,始终认为“错误不在于理论之基本原则,而一定在于构造理论时所用的某个假设。”可见普朗克的量子假设()A解决了经典力学的危机B弥补了经典力学的不足C未形成成熟的理论体系D揭示了旧理论的缺陷C材料“错误不在于理论之基本原则,而一定在于构造理论时所用的某个假设”表明普朗克的量子假设未形成成熟的理论体系,故C项正确;A、B、D三项在材料中均未体现,排除。6美国科学界认为第四次工业革命有五个方向:新材料、基因工程、AI(人工智能)、量
30、子科学、核聚变。美国由于科技积累优势,肯定是第一梯队。中国有工业4.0计划、中国制造2025战略将是第二梯队的龙头。2019年以来美国对中国高科技企业华为公司的种种打压行为,表明()A高科技引领中国的可持续发展B中美冷战在经济文化的斗争C大国竞争终究是高新科技竞争D中美博弈于国际经济新秩序C根据材料中美国“肯定是第一梯队”,中国“将是第二梯队的龙头”以及美国对中国高科技企业的打压可知,中美之间在高科技领域的竞争激烈,大国之间的竞争终究是高新科技的竞争,故选C项;题干未反映高科技引领中国的可持续发展,排除A项;1991年,随着苏联的解体和两极格局的瓦解,冷战也最终结束,排除B项;题干反映的是中美在世界高科技领域的博弈,不是国际经济新秩序,排除D项。
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