高考物理学史复习中的三大关注 5页

高考物理学史复习中的三大关注 一 经典实验魅力再现 美国著名的物理学家密立根曾说过：“科学靠两条腿走路，一是理论，一是实验，有时一条腿走在前面，有时另一条腿走在前面,但只有两条腿才能前进。”‎ 美国两位学者在全美物理学家中做了一份调查，请他们提名有史以来最出色的十大物理实验，结果刊登在了2002年9月份的美国《物理世界》杂志上。其中多数都是我们在中学课本中耳熟能详的经典之作。令人惊奇的是十大经典实验几乎都是由一个人独立完成，或者最多有一两个助手协助。实验中没有用到什么大型计算工具比如电脑一类，最多不过是把直尺或者是计算器。所有这些实验的另外共同之处是他们都仅仅“抓”住了物理学家眼中“最美丽”的科学之魂：最简单的仪器和设备，发现了最根本、最单纯的科学概念，就像是一座座历史丰碑一样，扫开人们长久的困惑和含糊，开辟了对自然界的崭新认识。‎ 从十大经典科学实验评选本身，我们也能清楚地看出2000年来科学家们最重大的发现轨迹。就像我们“鸟瞰”历史一样。‎ 一、斜面实验 ‎（2013年全国新课标Ⅰ卷）14. 右图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表。表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据.伽利略可以得出的结论是 A．物体具有惯性 B．斜面倾角一定时，加速度与质量无关 C．物体运动的距离与时间的平方成正比 D．物体运动的加速度与重力加速度成正比 二、单摆实验 M N E F ‎（2010年安徽理综卷）14．伽利略曾设计如图所示的一个实验。将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点。如图在E或F处钉上钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点，反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M 点。这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面（或弧线）下滑时，其末速度的大小 ‎ A．只与斜面的倾角有关 ‎ B．只与斜面的长度有关 ‎ C．只与下滑的高度有关 ‎ D．只与物体的质量有关 理想实验 ‎（2003年上海理科综合能力卷）理想实验有时更能深刻地反映自然规律.伽利略设想了一个理想实验(如图3所示),其中有一个是经验事实,其余的都是推论.‎ ‎①减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度;②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;③如果沿有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度;④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持续的匀速运动.请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列 (只要填写序号).‎ 在上述的设想步骤中,有的属于可靠的事实,有的则是理想化的推论.下列关于事实和推论的分类正确的是( )‎ A.①是事实,②③④是推论 B. ②是事实, ①③④是推论 C.③是事实,①②④是推论 D. ④是事实, ①②③是推论 ‎【答案】②③①④ B ‎【解析】由题意可知②是事实，在②的事实基础上设想没有摩擦进行第一步推论，再减少斜面倾角进行第二步推论，直至倾角为零，故理想实验的设想步骤是②③①④。‎ m m m′‎ m′‎ r r l M ‎（2010年上海卷）卡文迪什利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G。‎ ‎（1）为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施是 A．减小石英丝的直径 B．增大T型架横梁的长度 C．利用平面镜对光线的反射 D．增大刻度尺与平面镜的距离 ‎（2）已知T型架水平横梁长度为l，质量分别为m、m′的球，位于同一水平面，当横梁处于力矩平衡状态时，测得m、m′连线长度r，且与水平横梁垂直；‎ 同时测得石英丝的扭转角度为θ，由此得到扭转力矩kθ（k为扭转系数且已知），则引力常量的表达式G=_____。‎ 二 关注物理原理及定律的形成与发现过程 爱因斯坦：“科学结论几乎总是以完成的形式出现在读者面前。读者体会不到探索和发现的喜悦，感觉不到思想形成的生动过程，也很难达到清楚地理解全部情况。”‎ ‎（2013年海南卷）7．科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然现象具有重要作用。下列说法符合历史事实的是BCD A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变 B．伽利略通过“理想实验”得出结论：运动必具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去 C．笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向 D．牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质 ‎（2009年上海卷）8．牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律。在创建万有引力定律的过程中，牛顿 A．接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想 B．根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即Fµm的结论 C．根据Fµm和牛顿第三定律，分析了地月间的引力关系，进而得出Fµm‎1m2‎ D．根据大量实验数据得出了比例系数G的大小 三 认真体会物理原理、定律发现的方法 拉普拉斯：“认识一位天才的研究方法，对于科学的进步，并不比发现本身更少用处，科学的研究方法经常是极富兴趣的部分。”‎ ‎（2013年山东卷）14.伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有 A.力不是维持物体运动的原因 B.物体之间普遍存在相互吸引力 C.忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快 D.物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反 ‎（2013年新课标2卷）19.在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是 A. 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应解释了电和磁之间存在联系 B. 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说 C. 法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，或出现感应电流 D. 楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 四、扶古思今，品味当代先进科学技术与物理文化 法国著名科学家朗之万所说：“在科学教育中，加入历史的观点是有百利而无一弊的。”‎ ‎（2011年新课标卷）14．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是 西 东 I 西 东 I 西 东 I 西 东 I A． B． C． D．‎ B【解析】根据地磁场分布和安培定则判断可知正确答案是B。‎ ‎（2010年新课标卷）20．太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象。图中坐标系的横轴是lg(T/T0)。纵轴是lg(R/R0)；这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，T0和R0分别是水星绕太阳的周期和相应的圆轨道半径。下列4幅图中正确的是 lg(T/T0)‎ lg(R/R0)‎ O ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ lg(T/T0)‎ lg(R/R0)‎ O ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ lg(T/T0)‎ lg(R/R0)‎ O ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ lg(T/T0)‎ lg(R/R0)‎ O ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ A． B． C． D．‎ 五、仔细甄别各物理学派、假说间的争议 有意识地介绍一些历史上的佯谬借以帮助学生扩大眼界、去伪存真.‎ ‎（2010年新课标卷）14．在电磁学发展过程中，许多科学家作出了贡献，下列说法正确的是 ‎ A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象 B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在 C．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值 D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律 ‎（2011年海南卷）7．自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的是（）‎ A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系 B．欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系 C．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系 D．焦耳发现了电流的热效应，定量经出了电能和热能之间的转换关系 ‎7、A B C【解析】考察物理学的发展史，选ACD