2020学年高中历史 第六单元第3课时 20世纪的科学伟人爱因斯坦学案 新人教版选修4 9页

第3课时　20世纪的科学伟人爱因斯坦 ‎　　　 【学考报告】‎ 考试内容 考核要求 必考 加试 爱因斯坦的成长历程、主要成就及其对人类社会发展的重大贡献 b 爱因斯坦勇于进行科学创新的精神 c 考点一　爱因斯坦的成长历程、主要成就及其对人类社会发展的重大贡献(b)‎ 一、成长历程 ‎1.出身：1879年，出生于德国南部小城乌尔姆的一个犹太血统家庭。‎ ‎2.童年：善于思考，对自然界的现象总爱寻根问底。‎ ‎3.中学：被赶出校门，坚持自学。‎ ‎4.大学：进入瑞士苏黎世联邦工业大学师范系，主修数学和物理。迷上了物理学，为以后从事理论物理学研究打下了基础。‎ 二、主要成就 ‎1.狭义相对论 ‎(1)标志：1905年6月，发表了《论动体的电动力学》。‎ ‎(2)内容：相对性原理和光速不变原理。‎ ‎(3)意义：改变了牛顿力学的时空观念，揭示了物质和能量的相对性，为原子能的利用奠定了理论基础，是近代物理学领域的一次伟大革命。‎ ‎2.广义相对论 ‎(1)标志：1916年发表论文《广义相对论的基础》。‎ ‎(2)原理 ‎①等效原理，即在一个加速运动的系统里，物体会自动改变运动状态，而改变这种运动状态的力，就是惯性力。‎ ‎②广义相对性，即在加速运动系统里的惯性力，可以运用到时空中的各种物体运动上。‎ 9‎ ‎(3)意义：改变了人们对宇宙的认识，促使天体和宇宙演化的观测研究及理论探讨前所未有地蓬勃开展起来。‎ ‎3.光量子假说 ‎(1)1905年，提出解决经典物理学无法解释的光电效应问题。‎ ‎(2)1921年，因光电效应研究而获得诺贝尔物理学奖，推动了量子力学的发展。‎ ‎4.其他成就：在宇宙学、统一场论等领域取得重大研究成果。‎ ‎[图解历史] 爱因斯坦的相对论与牛顿经典力学的关系 三、为人类和平进步而斗争 ‎1.一战时：在仅有四人参加的反战宣言上签字。‎ ‎2.一战后：致力于恢复各国人民的相互谅解，并为此到法、英、荷等国奔走。‎ ‎3.20世纪30年代：开始呼吁各国人民为和平而斗争。‎ ‎4.二战中：为美国用原子弹轰炸日本城市终生遗憾。‎ ‎5.二战后：致力于防止核战争，亲自领导组织了“原子科学家非常委员会”。‎ 要点　爱因斯坦的历史贡献 史料　在20世纪，我们极其幸运地目睹了我们世界的物理图像的两次重大革命。第一次革命推翻了我们的空间和时间观，把两者结合为我们现在称之为时空的东西，人们发现这种时空以一种微妙的方式弯曲着，从而引起人们早就熟悉的、无处不在而又神秘的引力现象。第二次革命完全改变了我们理解物质和辐射本性的方式，给了我们一种实在的图像……——《爱因斯坦创造了什么样的人类奇迹》‎ 思考 ‎(1)史料中被推翻的“我们的空间和时间观”是指什么？‎ ‎(2)“我们现在称之为时空的东西”是指什么？‎ ‎(3)爱因斯坦的科学成就对现代科技的影响。‎ 提示　(1)以牛顿经典力学为基础建立起来的静止的、绝对的时空观。‎ 9‎ ‎(2)以相对论为基础建立起来的时空观。‎ ‎(3)狭义相对论为原子能的利用奠定了理论基础；广义相对论推动了天体和宇宙演化的观测研究，奠定了宇宙航行等科学的理论基础。‎ ‎1.(2017·浙江永嘉中学模拟)菲利普·费尔南德兹·阿迈斯托在评价某科学家时指出：在他的宇宙里，“每一种现象都是带有欺骗性。物质和能量可以相互转换。双胞胎以不同的速度衰老。平行线可以交叉。光线弯曲的径迹其实缠绕宇宙”。这位科学家是(　　)‎ A.伽利略 B.达尔文 C.牛顿 D.爱因斯坦 解析　根据题干中“物质和能量可以相互转换”“光线弯曲的径迹其实缠绕宇宙”分析，这一表述属于爱因斯坦相对论的内容，故选D项。‎ 答案　D ‎2.爱因斯坦说：“我不知道第三次世界大战用什么武器，但是第四次世界大战人们将只会用木棒和石头打仗了。”这个言论表明爱因斯坦是一位(　　)‎ A.反对战争的科学家 B.极端的民族主义者 C.狂热的爱国主义者 D.鼓吹战争的社会活动家 解析　第二次世界大战结束后，爱因斯坦曾致力于防止核战争，成为一个著名的反战运动活动家，故A项符合题意。B、C、D三项均与题干材料中的有效信息不符。‎ 答案　A 考点二　爱因斯坦勇于进行科学创新的精神(c)‎ 爱因斯坦的创新精神突出表现在他敢于挑战牛顿经典力学的权威，相继提出狭义相对论和广义相对论，否定牛顿的绝对时空观，指出了时间和空间的辩证关系，即时间和空间是随着物质运动、物质质量、运动速度的变化而变化，并提出了质能转化原理，很大程度上解决了经典物理学的危机，创立了一个全新的物理学世界。‎ 要点　爱因斯坦的优秀品质 9‎ 史料　爱因斯坦余生的大部分精力都用来纠正他所犯的这个“最痛心的错误”。1947年，他在联合国大会上说道；“今后若干年内，自然科学家的态度将决定人类文明的命运。人类终于懂得，当前的任务是什么，这就是寻求谅解，为的是实现各国人民间、不同信仰的各民族间的彻底谅解。”‎ ‎——《阿尔伯特·爱因斯坦：不允许自己沉默》‎ 思考 ‎(1)爱因斯坦“最痛心的错误”指什么？‎ ‎(2)爱因斯坦如何看待科技与人类社会的相互关系？‎ ‎(3)爱因斯坦身上体现了哪些优秀品质？‎ 提示　(1)建议美国总统罗斯福研制原子弹，成为美国原子弹研究的发起人之一。‎ ‎(2)从全人类的立场看待科技进步，反对科技的滥用。‎ ‎(3)坚持献身科学的理想主义；维护正义、反对法西斯和强调以人为本的强烈社会责任感；不迷信权威、不惧怕困难、不计名利；独立自主、自由思考、刨根问底地追求科学真理。‎ ‎1.某科学著作阐述了这样的基本原理：在加速运动系统里的惯性力，可以运用到时空中的各种物体运动上。这一著作是(　　)‎ A.《关于光和色的新理论》 B.《自然哲学的数学原理》‎ C.《论动体的电动力学》 D.《广义相对论的基础》‎ 解析　题干反映的观点应是广义相对论，出自爱因斯坦的《广义相对论的基础》。‎ 答案　D ‎2.(2017·浙江余姚模拟)‎1919年11月9日，美国《纽约时报》头版文章有如下标题：“天之光歪斜”“科学家急切等待着日食观测的结果”“恒星不是在它们似乎应该所在的或被计算出来的位置上，但不必担心。”这些文章介绍的科学理论是(　　)‎ A.经典力学 B.狭义相对论 C.广义相对论 D.量子理论 解析　广义相对论发表于1916年，改变了人们对宇宙的认识，故选C。‎ 答案　C 课时演练 一、选择题 ‎1.下列关于爱因斯坦的说法，不正确的是(　　)‎ A.1879年出生于德国 9‎ B.由于品学兼优，受到老师的欢迎 C.1905年他发表了《论动体的电动力学》‎ D.具有刻苦钻研的科学精神 解析　爱因斯坦上中学时由于总爱提出一些难以回答的问题而不受老师欢迎。‎ 答案　B ‎2.爱因斯坦的一生，使近代物理学大放光芒。哪一时期为他从事理论物理学研究奠定了基础(　　)‎ A.童年 B.中学 C.大学 D.工作后 解析　本题考查识记能力。爱因斯坦上大学时主修数学和物理，渐渐地迷上了物理学，为以后研究打下了良好基础。‎ 答案　C ‎3.(2017·浙江湖州高二期末)‎2015年3月7日，天文学家利用哈勃望远镜，首次捕获了来自一颗被星系团扭曲的爆炸恒星的图像。这一发现证实了(　　)‎ A.广义相对论 B.量子理论 C.狭义相对论 D.经典力学 解析　据所学可知该图像显示，4个光斑都源自一颗超新星的爆炸，光斑形成的原因是，星系团中的暗物质使来自超新星的光线发生弯曲，尽管超新星与星系团有许多光年的距离，但从哈勃望远镜上看，超新星就位于星系团的后面，而爱因斯坦的广义相对论预言，宇宙物质的高度集中将形成强大的引力，能让穿过其中的光线发生弯曲，就像光线穿过透镜一样，故A项正确。‎ 答案　A ‎4.20世纪初，爱因斯坦相对论的提出是物理学的一场变革。它(　　)‎ A.否定了经典力学体系 B.打破了绝对时空观 C.彻底解决了19世纪以来物理学面临的危机 D.标志着对物质世界的认识开始进入微观粒子时代 解析　爱因斯坦的相对论提出时间和空间都是物质存在的形式，随着物质运动的速度变化而变化，时间、空间、运动、质量不是绝对不变的，而是相对的。‎ 答案　B 9‎ ‎5.爱因斯坦的相对论与牛顿力学体系的关系是(　　)‎ A.完全继承 B.完全否定 C.有否定，有发展 D.没有任何关系 解析　该题考查爱因斯坦的相对论原理的内容，只要掌握了爱因斯坦相对论和牛顿的物理学上的科研成就就可以推出答案。‎ 答案　C ‎6.1905年，爱因斯坦提出了光量子假说，这一学说(　　)‎ A.解决了经典物理学无法解释的光电效应问题 B.改变了牛顿力学的时空观念 C.为原子能在世界范围内大规模应用奠定基础 D.揭露了物质和能量的相当性 解析　所谓光电效应，是指光射在金属表面，能打出电子这一现象。爱因斯坦的光量子假说，解决了经典物理学无法解释的光电效应问题。‎ 答案　A ‎7.在1919年5月的一次天文观测后，媒体以头条新闻《空间弯曲了！》进行了报道。这次天文观测结果支持的科学理论应是(　　)‎ A.自由落体定律 B.经典力学 C.量子理论 D.广义相对论 解析　“时空弯曲”指的是爱因斯坦的相对论。‎ 答案　D ‎8.普朗克曾这样评论爱因斯坦的科学成就：“这个原理在物理世界上所引起的革命，只有哥白尼世界体系的引入才能与之相提并论。”文中的“这个原理”是(　　)‎ A.相对论 B.日心说 C.量子假说 D.万有引力定律 解析　相对论树立了全新的时空观、运动观和物质观，打破了经典物理学绝对化的思维模式，为人们提供了辩证地看待世界的途径，故A项符合题意；B项是哥白尼的科学成就，C项是普朗克的科学成就，D项是牛顿的科学成就。‎ 答案　A ‎9.在相对论创立之初，法国著名物理学家朗之万曾说，全世界只有12个人能懂相对论。爱因斯坦关于相对论的第一篇论文是(　　)‎ 9‎ A.《关于光和色的新理论》‎ B.《自然哲学中的数学原理》‎ C.《论动体的电动力学》‎ D.《广义相对论的基础》‎ 解析　本题考查再认、再现历史知识的能力。A、B两项都是牛顿的作品，D项把狭义相对论扩大为广义相对论；《论动体的电动力学》标志着狭义相对论的提出。‎ 答案　C ‎10.(2017·浙江慈溪中学模拟)17世纪和20世纪两位伟大的物理学家牛顿和爱因斯坦，他们在科学史上有着相似的贡献，这就是(　　)‎ A.以科学精神批判天主教神学 B.用实验的方法验证科学理论 C.将“变化”观念引入科学领域 D.用数学方程式描述物质运动 解析　牛顿经典力学体系是以数学为表达形式，爱因斯坦提出了著名的质量能量公式E＝mc2，故D项正确。‎ 答案　D ‎11.普朗克对爱因斯坦最初的科学研究给予了很大帮助，因此爱因斯坦对普朗克非常尊敬。纳粹横行期间，普朗克对纳粹暴行保持沉默。对此，爱因斯坦表示永不原谅，从此再未与普朗克进行联系。这最能说明爱因斯坦(　　)‎ A.科学成就远超普朗克 B.对和平与正义的追求 C.战争造成的历史误会 D.狭隘的民族主义观点 解析　从所给材料来看，普朗克对纳粹暴行保持沉默，而爱因斯坦则是二战时期反对纳粹暴行的著名人士，二人的政治观点不同，与A、C、D没有关系。‎ 答案　B ‎12.爱因斯坦对待原子弹的态度前后貌似矛盾，实则相同。爱因斯坦主张制造和销毁原子弹都是为了(　　)‎ A.人类和平 B.拯救犹太人 9‎ C.摧毁法西斯 D.证明其理论的科学性 解析　爱因斯坦因忧虑纳粹德国提议率先研制成原子弹，以制止战争，销毁原子弹则是为了消除核威胁。都是为了人类和平，故选择A项。‎ 答案　A 二、非选择题 ‎13.阅读下列材料：‎ 材料一　恩格斯说：“自然研究用来宣布其独立的一个革命行动，便是哥白尼那本不朽著作的出版，他用这本书来向自然事物方面的教会权威挑战。从此自然科学便开始从神学中解放出来……，科学的发展从此便大踏步地前进。”‎ 材料二　1905年，爱因斯坦先后发表了5篇具有划时代意义的论文，为物理学的发展作出了重要贡献。为纪念这一奇迹年100周年，全球物理学界一致呼吁2005年为“世界物理年”。‎2004年6月10日，联合国大会召开第58次会议，会议鼓掌通过了2005年为“国际物理年”的决议。‎ 请回答：‎ ‎(1)“自然科学便开始从神学中解放出来……，科学的发展从此便大踏步地前进。”结合在近代物理学领域的主要表现说明之。‎ ‎(2)20世纪初，爱因斯坦的伟大成就是什么？为什么在纪念奇迹年100周年时将2005年定为“世界物理年”？‎ 解析　本题考查学生对教材基本知识的综合分析能力，要求对教材内容基础考点一定要掌握扎实，在解答时一定把材料与教材紧密结合。解答第(1)问抓住物理学领域思考判断；第(2)问回忆所学知识就可以解答。‎ 答案　(1)牛顿创立了经典力学，实现了物理学史上的第一次大飞跃，对人类解释和预见物理现象具有决定性意义。‎ 9‎ ‎(2)相对论的提出。相对论的提出是物理学领域最伟大的革命，在很大程度上解决了19世纪末出现的经典物理学的危机，极大地扩展了物理学应用的领域。同时，相对论也打破了经典物理学绝对化的思维，为人们提供了辩证地看待世界的途径，从而促进了科学的大步前进。‎ ‎14.阅读下列材料：‎ 材料一　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唯一道路；牛顿所创造的概念，至今仍然指导着我们的物理学思想。‎ ‎——爱因斯坦 材料二　作为科学家，他的理论非常深奥，一般人无法领悟。作为思想家，他的见解相当深邃，普通人难以理解。可是，这样一位科学精英和思想精英，为什么会走进大众的生活，成为家喻户晓的人物，并受到全世界男女老少的尊敬和爱戴呢……爱因斯坦是一位有社会责任感和科学良心的世界公民。‎ ‎——《爱因斯坦与大众科学的诞生》‎ 请回答：‎ ‎(1)材料一中“牛顿所创造的概念”、材料二中爱因斯坦的“理论非常深奥”分别指的是什么？它们之间的关系如何？‎ ‎(2)‎1952年11月8日，以色列总理本·古里安提名爱因斯坦为总统候选人。根据材料二和所学知识，说明爱因斯坦被提名为以色列总统候选人的原因。‎ 答案　(1)牛顿：经典力学。爱因斯坦：相对论、光子理论。爱因斯坦的相对论是对牛顿经典力学的继承与发展。‎ ‎(2)爱因斯坦在科学上作出了杰出贡献；具有强烈的正义感、社会责任感和科学良心；是犹太人中的杰出人物。‎ 9‎