高考物理一轮复习考点题型演练专题39 物理学史及物理学思想（解析版）

2020届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练 专题39 物理学史及物理学思想 【专题导航】 目录 热点题型一 重要的物理学史 1 热点题型二 重要思想方法 3 【题型演练】 6 【题型归纳】 热点题型一 重要的物理学史 科学家 国籍 主要贡献 伽利略 意大利 ①1638年，论证较重物体不会比较轻物体下落得快；②伽利略理想实验指出：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；③伽利略在教堂做礼拜时发现摆的等时性，惠更斯根据这个原理制成历史上第一座自摆钟；④伽利略在1683年出版的《两种新科学的对话》一书中，运用“观察→假设→数学推理”的方法，详细地研究了抛体运动 牛顿 英国 ①以牛顿三大运动定律为基础建立牛顿力学；②1687年在《自然哲学的数学原理》上发表万有引力定律，建立行星定律理论的基础 开普勒 德国 17世纪提出开普勒三大定律 卡文迪许 英国 1798年利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常量G 库仑 法国 ①1785年，库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著名的库仑定律；②静电力常量的数值是在电荷量的单位得到定义之后，后人通过库仑定律计算得出的 续表 科学家 国籍 主要贡献 密立根 美国 通过油滴实验测定了元电荷的数值，e＝1.6×10－19 C 富兰克林 美国 ①解释了摩擦起电的原因；②通过风筝实验验证闪电是电的一种形式，把天电与地电统一起来，并发明避雷针 欧姆 德国 通过实验得出欧姆定律 昂尼斯 荷兰 大多数金属在温度降到某一值时，都会出现电阻突然降为零的现象——超导现象 焦耳 英国 ①与俄国物理学家楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律，称为焦耳—楞次定律；②能量守恒定律的发现者之一 楞次 俄国 1834年楞次确定感应电流方向的定律——楞次定律 奥斯特 丹麦 1820年，发现电流可以使周围的磁针产生偏转，称为电流的磁效应 洛伦兹 荷兰 提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力(洛伦兹力)的观点 笛卡儿 法国 ①在《哲学原理》中比较完整地第一次表述了惯性定律；②第一个明确地提出了“动量守恒定律” 安培 法国 ①发现了安培定则；②发现电流相互作用的规律；③提出分子电流假说 法拉第 英国 ①在1821年，法拉第在重复奥斯特“电生磁”实验时，制造出人类历史上第一台最原始的电动机；②1831年发现的电磁感应现象，使人类的文明跨进了电气化时代；③提出用电场线描述电场、用磁感线描述磁场 亨利 美国 最大的贡献是在1832年发现自感现象 卢瑟福 英国 ①进行了α粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型；②用α粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，并发现了质子 玻尔 丹麦 量子力学的先驱，吸取普朗克、爱因斯坦的量子概念，提出原子结构的玻尔理论 贝克勒尔 法国 发现天然放射现象，说明原子核也有复杂的内部结构 查德威克 英国 在α粒子轰击铍核时发现中子(原子核人工转变的实验)，由此人们认识到原子核的组成 居里夫人 法国 发现了放射性更强的钋和镭 【例1】.以下关于物理学史的叙述中正确的是(　　) A.安培在研究磁场和电流的相互作用方面做出了突出的贡献,洛伦兹推导出运动电荷在磁场中也要受到力的作用,这个力就是洛伦兹力 B.开普勒观测记录了大量的天体运动的相关数据,并在此基础上发现了行星绕太阳运行的规律 C.牛顿发现了万有引力定律,并通过实验测出了引力常量 D.库仑在前人的基础上通过实验得出真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律,并首先提出场的概念来解释电荷之间的相互作用 【答案】A 【解析】第谷观测并记录了大量天体运动的相关数据,开普勒在此基础上发现了行星绕太阳运行规律,B错;测出引力常量的是卡文迪许,C错;最早提出场的概念的科学家是法拉第,选项D错误。 【变式1】关于物理学家所做的贡献,下列叙述符合史实的是(　　) A.牛顿发现了万有引力定律,并成功测出了引力常量 B.安培发现了电流的磁效应,并提出了分子电流假说 C.楞次发现了电磁感应现象,并归纳总结出了楞次定律 【答案】D 【解析】由物理学史内容可知,牛顿发现了万有引力定律,而测出引力常量的是卡文迪许,选项A错误;奥斯特发现了电流的磁效应,选项B错误;法拉第发现了电磁感应现象,选项C错误;伽利略在研究运动的过程中,建立了一套对近代科学发展极为有益的科学方法,选项D正确。 D.伽利略在研究运动的过程中,建立了一套对近代科学发展极为有益的科学方法 【变式2】.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。下列叙述符合物理学发展史的是(　　) A.伽利略通过“理想实验”得出“力是维持物体运动的原因” B.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和引起感应电流的磁场方向相反 C.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 D.法拉第发现了通电导线的周围存在磁场 【答案】C 【解析】由物理学史内容可知,牛顿发现了万有引力定律,而测出引力常量的是卡文迪许,选项A错误;奥斯特发现了电流的磁效应,选项B错误;法拉第发现了电磁感应现象,选项C错误;伽利略在研究运动的过程中,建立了一套对近代科学发展极为有益的科学方法,选项D正确。 D.伽利略在研究运动的过程中,建立了一套对近代科学发展极为有益的科学方法 热点题型二 重要思想方法 1．理想模型法 为了便于进行物理研究或物理教学而建立的一种抽象的理想客体或理想物理过程，突出了事物的主要因素、忽略了事物的次要因素．理想模型可分为对象模型(如质点、点电荷、理想变压器等)、条件模型(如光滑表面、轻杆、轻绳、匀强电场、匀强磁场等)和过程模型(在空气中自由下落的物体、抛体运动、匀速直线运动、匀速圆周运动、恒定电流等)． 2．极限思维法 就是人们把所研究的问题外推到极端情况(或理想状态)，通过推理而得出结论的过程．在用极限思维法处理物理问题时，通常是将参量的一般变化推到极限值，即无限大、零值、临界值或特定值的条件下进行分析和讨论．如公式v＝中，当Δt→0时，v是瞬时速度． 3．理想实验法 也叫作实验推理法，就是在物理实验的基础上，加上合理的科学的推理得出结论的方法就叫作理想实验法，这也是一种常用的科学方法．如由伽利略斜面实验推导出牛顿第一定律等． 4．微元法 微元法是指在处理问题时，从对事物的极小部分(微元)分析入手，达到解决事物整体目的的方法．它在解决物理学问题时很常用，思想就是“化整为零”，先分析“微元”，再通过“微元”分析整体． 5．比值定义法 就是用两个基本物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法，特点是A＝，但A与B、C均无关．如a＝、E＝、C＝、I＝、R＝、B＝、ρ＝等． 6．放大法 在物理现象或待测物理量十分微小的情况下，把物理现象或待测物理量按照一定规律放大后再进行观察和测量，这种方法称为放大法．常见的方式有机械放大、电放大、光放大． 7．控制变量法 决定某一个现象的产生和变化的因素很多，为了弄清事物变化的原因和规律，必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使它保持不变，研究其他两个变量之间的关系，这种方法就是控制变量法．比如探究加速度与力、质量的关系，就用了控制变量法． 8．等效替代法 在研究物理问题时，有时为了使问题简化，常用一个物理量来代替其他所有物理量，但不会改变物理效果．如用合力替代各个分力，用总电阻替代各部分电阻等． 9．类比法 也叫“比较类推法”，是指由一类事物所具有的某种属性，可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法．其结论必须由实验来检验，类比对象间共有的属性越多，则类比结论的可靠性越大．如研究电场力做功时，与重力做功进行类比；认识电流时，用水流进行类比；认识电压时，用水压进行类比． 【例2】在以下力学实验装置中,三个实验共同用到的物理思想方法是(　　) A.极限的思想方法　　　　B.放大的思想方法 C.控制变量的方法 D.类比的思想方法 【答案】B 【解析】桌面受力引起的微小形变借助干光的反射来放大;玻璃瓶受力引起的微小形变借助于液体体积变化用细管来放大;扭秤实验中引力大小也是借助于光的反射来放大,三个实验均体现出放大的思想方法,故选项B正确。 【变式1】某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力:将一张白纸铺在水平地面上,把排球在水里弄湿,然后让排球从规定的高度自由落下,并在白纸上留下球的水印。再将印有水印的白纸铺在台式测力计上,将球放在纸上的水印中心,缓慢地向下压球,使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印。记下此时测力计的示数即为冲击力的最大值。下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相同的是(　　) A.建立“合力与分力”的概念 B.建立“点电荷”的概念 C.建立“瞬时速度”的概念 D.研究加速度与合力、质量的关系 【答案】A 【解析】　题干信息中的实验是利用等效的研究方法,选项A中建立“合力与分力”的概念是利用等效的方法研究的,选项A正确;选项B中建立“点电荷”的概念是利用理想物理模型的方法研究的,选项B错误;选项C中建立“瞬时速度”的概念是在平均速度的基础上采用极限法来研究的,选项C错误;选项D中研究加速度与合力、质量的关系是利用的控制变量法,选项D错误。 【变式2】．关于物理概念的建立和物理规律的形成，下列说法不正确的是(　　) A．在定义“瞬时速度”的概念时，利用了微元法 B．伽利略在研究“落体运动”时，利用了演绎法 C．在建立“质点”和“点电荷”的概念时，利用了假设法 D．在万有引力定律的建立过程中，除了牛顿以外，科学家第谷、开普勒、卡文迪许均做出了重要的贡献 【答案】C 【解析】　在定义“瞬时速度”的概念时，所用方法为将Δt时间内的平均速度代替瞬时速度，当Δt趋近于零时，即为瞬时速度，利用了微元法，故A正确；伽利略在研究“落体运动”时，是基于物体在斜面上的实际运动进行合理的演绎外推得到的，故B正确；建立“质点”和“点电荷”的概念时，利用的是理想模型的方法，故C错误；第谷的天文观测数据及开普勒行星运动定律为万有引力定律的建立奠定基础，科学家卡文迪许测出了引力常量G，故D正确．本题选错误的选项，故选C. 【题型演练】 1．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．下述正确的是(　　) A．牛顿做了著名的斜面实验，得出轻、重物体自由下落一样快的结论 B．法拉第发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系 C．库仑首先提出了电场的概念，并引用电场线形象地表示电场的强弱和方向 D．伽利略开创了科学实验之先河，他把科学的推理方法引入到了科学研究中 【答案】D 【解析】伽利略做了著名的斜面实验，得出轻、重物体自由下落一样快的结论，选项A错误；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，选项B错误；法拉第首先提出了电场的概念，并引用电场线形象地表示电场的强弱和方向，选项C错误；伽利略开创了科学实验之先河，他把科学的推理方法引入到了科学研究中，选项D正确． 2.在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是(　　) A．古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定，伽利略在他的《两种新科学的对话》中利用逻辑推断，使亚里士多德的理论陷入了困境 B．德国天文学家开普勒对他导师第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了万有引力定律 C．英国物理学家卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”首先较准确的测定了静电力常量 D．楞次发现了电磁