（全國通用）2018年高考物理二輪復(fù)習(xí) 考前第9天 物理學(xué)史和物理思想方法學(xué)案

考前第9天物理學(xué)史和物理思想方法考 點 提 煉1.重要的物理學(xué)史科學(xué)家國籍主要貢獻(xiàn)伽利略意大利1638年，論證較重物體不會比較輕物體下落得快；伽利略理想實驗指出：在水平面上運動的物體若沒有摩擦，將保持這個速度一直運動下去；伽利略在教堂做禮拜時發(fā)現(xiàn)擺的等時性，惠更斯根據(jù)這個原理制成歷史上第一座自擺鐘；伽利略在1683年出版的兩種新科學(xué)的對話一書中，運用“觀察假設(shè)數(shù)學(xué)推理”的方法，詳細(xì)地研究了拋體運動牛頓英國以牛頓三大運動定律為基礎(chǔ)建立牛頓力學(xué)；1687年在自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理上發(fā)表萬有引力定律，建立行星定律理論的基礎(chǔ)開普勒德國17世紀(jì)提出開普勒三大定律卡文迪許英國1798年利用扭秤裝置比較準(zhǔn)確地測出了萬有引力常量G庫侖法國1785年，庫侖用自己發(fā)明的扭秤建立了靜電學(xué)中著名的庫侖定律；靜電力常量的數(shù)值是在電荷量的單位得到定義之后，后人通過庫侖定律計算得出的密立根美國通過油滴實驗測定了元電荷的數(shù)值，e1.6×1019C富蘭克林美國解釋了摩擦起電的原因；通過風(fēng)箏實驗驗證閃電是電的一種形式，把天電與地電統(tǒng)一起來，并發(fā)明避雷針歐姆德國通過實驗得出歐姆定律昂尼斯荷蘭大多數(shù)金屬在溫度降到某一值時，都會出現(xiàn)電阻突然降為零的現(xiàn)象超導(dǎo)現(xiàn)象焦耳英國與俄國物理學(xué)家楞次先后各自獨立發(fā)現(xiàn)電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律，稱為焦耳楞次定律；能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)者之一楞次俄國1834年楞次確定感應(yīng)電流方向的定律楞次定律奧斯特丹麥1820年，發(fā)現(xiàn)電流可以使周圍的磁針產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，稱為電流的磁效應(yīng)洛倫茲荷蘭提出運動電荷產(chǎn)生了磁場和磁場對運動電荷有作用力(洛倫茲力)的觀點笛卡爾法國在哲學(xué)原理中比較完整地第一次表述了慣性定律；第一個明確地提出了“動量守恒定律”安培法國發(fā)現(xiàn)了安培定則；發(fā)現(xiàn)電流相互作用的規(guī)律；提出分子電流假說法拉第英國在1821年，法拉第在重復(fù)奧斯特“電生磁”實驗時，制造出人類歷史上第一臺最原始的電動機(jī)；1831年發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，使人類的文明跨進(jìn)了電氣化時代；提出用電場線描述電場、用磁感線描述磁場亨利美國最大的貢獻(xiàn)是在1832年發(fā)現(xiàn)自感現(xiàn)象盧瑟福英國進(jìn)行了粒子散射實驗，并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型用粒子轟擊氮核，第一次實現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變，并發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子玻爾丹麥量子力學(xué)的先驅(qū)，吸取普朗克、愛因斯坦的量子概念，提出原子結(jié)構(gòu)的玻爾理論貝克勒爾法國發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，說明原子核也有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)查德威克英國在粒子轟擊鈹核時發(fā)現(xiàn)中子(原子核人工轉(zhuǎn)變的實驗)，由此人們認(rèn)識到原子核的組成居里夫人法國發(fā)現(xiàn)了放射性更強(qiáng)的釙和鐳2.重要物理思想方法(1)理想模型法：為了便于進(jìn)行物理研究或物理教學(xué)而建立的一種抽象的理想客體或理想物理過程，突出了事物的主要因素、忽略了事物的次要因素。理想模型可分為對象模型(如質(zhì)點、點電荷、理想變壓器等)、條件模型(如光滑表面、輕桿、輕繩、勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場等)和過程模型(在空氣中自由下落的物體、拋體運動、勻速直線運動、勻速圓周運動、恒定電流等)。(2)極限思維法：就是人們把所研究的問題外推到極端情況(或理想狀態(tài))，通過推理而得出結(jié)論的過程，在用極限思維法處理物理問題時，通常是將參量的一般變化，推到極限值，即無限大、零值、臨界值和特定值的條件下進(jìn)行分析和討論。如公式v中，當(dāng)t0時，v是瞬時速度。(3)理想實驗法：也叫做實驗推理法，就是在物理實驗的基礎(chǔ)上，加上合理的科學(xué)的推理得出結(jié)論的方法就叫做理想實驗法，這也是一種常用的科學(xué)方法。如伽利略斜面實驗、推導(dǎo)出牛頓第一定律等。(4)微元法：微元法是指在處理問題時，從對事物的極小部分(微元)分析入手，達(dá)到解決事物整體目的的方法。它在解決物理學(xué)問題時很常用，思想就是“化整為零”，先分析“微元”，再通過“微元”分析整體。(5)比值定義法：就是用兩個基本物理量的“比”來定義一個新的物理量的方法，特點是：A，但A與B、C均無關(guān)。如a、E、C、I、R、B、等。(6)放大法：在物理現(xiàn)象或待測物理量十分微小的情況下，把物理現(xiàn)象或待測物理量按照一定規(guī)律放大后再進(jìn)行觀察和測量，這種方法稱為放大法，常見的方式有機(jī)械放大、電放大、光放大。(7)控制變量法：決定某一個現(xiàn)象的產(chǎn)生和變化的因素很多，為了弄清事物變化的原因和規(guī)律，必須設(shè)法把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來，使它保持不變，研究其他兩個變量之間的關(guān)系，這種方法就是控制變量法。比如探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，就用了控制變量法。(8)等效替代法：在研究物理問題時，有時為了使問題簡化，常用一個物理量來代替其他所有物理量，但不會改變物理效果。如用合力替代各個分力，用總電阻替代各部分電阻等。(9)類比法：也叫“比較類推法”，是指由一類事物所具有的某種屬性，可以推測與其類似的事物也應(yīng)具有這種屬性的推理方法。其結(jié)論必須由實驗來檢驗，類比對象間共有的屬性越多，則類比結(jié)論的可靠性越大。如研究電場力做功時，與重力做功進(jìn)行類比；認(rèn)識電流時，用水流進(jìn)行類比；認(rèn)識電壓時，用水壓進(jìn)行類比。臨 考 必 做1.在物理學(xué)史上，正確認(rèn)識運動和力的關(guān)系且推翻“力是維持物體運動的原因”的物理學(xué)家及建立慣性定律的物理學(xué)家分別是()A.亞里士多德、伽利略 B.亞里士多德、牛頓C.伽利略、愛因斯坦 D.伽利略、牛頓解析亞里士多德認(rèn)為必須有力作用在物體上，物體才能運動，不受力的作用物體就保持靜止；伽利略根據(jù)小球從斜面上滾下的實驗，提出如果沒有摩擦阻力，小球?qū)⒂肋h(yuǎn)運動下去，即力不是維持物體運動的原因；牛頓在總結(jié)了前人研究的基礎(chǔ)上提出了慣性定律；愛因斯坦建立了狹義相對論和廣義相對論，故D正確。答案D2.下列說法正確的是()A.居里夫婦發(fā)現(xiàn)了鈾和含鈾礦物的天然放射現(xiàn)象B.康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性，電子的衍射實驗說明粒子具有波動性C.愛因斯坦在實驗時無意中發(fā)現(xiàn)了一個使光的微粒理論得以東山再起的重要現(xiàn)象光電效應(yīng)D.盧瑟福通過陰極射線在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)實驗，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成的，并測出了該粒子的比荷解析貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了鈾和含鈾礦物的天然放射現(xiàn)象，居里夫婦發(fā)現(xiàn)了釙、鐳元素，選項A錯誤；康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性，電子的衍射實驗說明粒子具有波動性，選項B正確；赫茲在實驗時無意中發(fā)現(xiàn)了一個使光的微粒理論得以東山再起的重要現(xiàn)象光電效應(yīng)，選項C錯誤；湯姆孫通過陰極射線在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)實驗，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成的，并測出了該粒子的比荷，故D錯誤。答案B3.(2017·河南鄭州市二模)下面關(guān)于物理學(xué)研究方法的敘述中正確的是()A.電場強(qiáng)度的定義式為E，這個定義應(yīng)用了極限思想B.在“探究彈性勢能的表達(dá)式”的實驗中，為計算彈簧彈力所做的功，把拉伸彈簧的過程分為很多小段，拉力在每小段可以認(rèn)為是恒力，用各小段做功的代數(shù)和代表彈力在整個過程所做的功。這是應(yīng)用了微元法的思想C.在探究加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系時，先保持質(zhì)量不變研究加速度與力的關(guān)系，再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，這里采用了等效代替的思想方法D.在不需要考慮帶電體本身的大小和形狀時，常用點電荷來代替帶電體，這是應(yīng)用了假設(shè)法解析電場強(qiáng)度的定義式為E，這個定義應(yīng)用了比值定義法，故A錯誤；在“探究彈性勢能的表達(dá)式”的實驗中，由于彈力是變力，為計算彈簧彈力所做的功，把拉伸彈簧的過程分為很多小段，拉力在每小段可以認(rèn)為是恒力，用各小段做功的代數(shù)和代表彈力在整個過程所做的功，物理學(xué)中把這種研究方法叫做微元法，故B正確；研究多個變量時，應(yīng)控制一些不變量研究兩個變量之間的關(guān)系，所以在探究加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系時，先保持質(zhì)量不變，研究加速度與力的關(guān)系，再保持力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，該實驗運用了控制變量法，故C錯誤；用點電荷代替帶電體，物理學(xué)中把這種研究方法叫做理想模型法，故D錯誤。答案B4.(2017·西安市一模)學(xué)習(xí)物理不僅要掌握物理知識，還要領(lǐng)悟并掌握處理物理問題的思想方法。在如圖1所示的幾個實驗中，研究物理問題的思想方法相同的是()圖1A.甲、乙 B.乙、丙 C.甲、丙 D.丙、丁解析比較平拋運動和自由落體運動，來研究平拋運動在豎直方向上運動的規(guī)律，用到了比較法；觀察桌面的微小形變和測定萬有引力常量的實驗中，通過平面鏡的反射，反射光線發(fā)生較大的角度變化，從而擴(kuò)大了形變，該方法稱為微小形變放大法；探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系中，用到了控制變量法。所以，乙和丙具有相同的研究物理問題的思想方法。故B正確。答案B5.(2017·廣州市一模)下列問題的研究應(yīng)用了極限思想方法的是()A.在不考慮帶電體的大小和形狀時，常用點電荷代替帶電體B.在研究復(fù)雜電路時，可用總電阻代替所有電阻產(chǎn)生的效果C.速度v，當(dāng)t非常小時可表示t時刻的瞬時速度D.在探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系時，先保持質(zhì)量不變研究加速度與力的關(guān)系，再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系解析點電荷是理想模型法，A錯誤；在研究復(fù)雜電路時，可用總電阻代替所有電阻產(chǎn)生的效果，應(yīng)用了等效替代法，B錯誤；速度v，當(dāng)t非常小時可表示t時刻的瞬時速度，應(yīng)用了極限思想法，C正確；在探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)用了控制變量法，D錯誤。答案C6.(2017·江西七校聯(lián)考)下列說法正確的是()A.楞次通過實驗研究，總結(jié)出了電磁感應(yīng)定律B.法拉第通過實驗研究，發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場C.亞里士多德最先驗證了輕重不同的物體在真空中下落快慢相同D.伽利略根據(jù)理想斜面實驗，提出了力不是維持物體運動的原因解析英國物理學(xué)家法拉第通過實驗研究，總結(jié)出了電磁感應(yīng)定律，故A錯誤；丹麥物理學(xué)家奧斯特通過實驗研究，發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場，故B錯誤；伽利略最先驗證了輕重不同的物體在真空中下落快慢相同，故C錯誤；伽利略根據(jù)理想斜面實驗，提出了力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因，故D正確。答案D7.在牛頓發(fā)現(xiàn)太陽與行星間的引力過程中，得出太陽對行星的引力表達(dá)式后推出行星對太陽的引力表達(dá)式，是一個很關(guān)鍵的論證步驟，這一步驟采用的論證方法是()A.研究對象的選取 B.理想化過程C.控制變量法 D.等效法解析對于太陽與行星之間的相互作用力，太陽和行星的地位完全相同，既然太陽對行星的引力符合關(guān)系式F，依據(jù)等效法，行星對太陽的引力也符合關(guān)系式F，故D項正確。答案D- 6 -