必修3第13课《从蒸汽机到互联网》导与练
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【重点讲解】
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电气技术的应用、贡献及启示
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19世纪，各种工业发展的需要，科学家们对电的不懈追求，法拉第发现电磁感应现象。伴随着电磁学理论的进展，工程技术专家敏锐地意识到电力技术对人类生活的意义，纷纷投身于电力开发、传输和利用方面的研究。
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1834年，第一台实用电动机诞生，电动机进入了实用化阶段。与此同时，发电机也处在研制阶段。早期的一台发电机基本上只能供一家或几家照明用，后来，发电机的功率越来越大，供电范围越来越广，企业家们便建起了发电站，于是产生了远距离输电的技术问题。1882年法国的一位电气技师建造了世界上第一条远距离直流输电实验线路。1890~1891年，从法国劳芬到德国法兰克福架起了世界上第一条三相交流输电线路。随着交流技术的不断发展完善，交流输电为电力工业的发展开辟了广阔的前景。德国人西门子发明了发电机（1866年），比利时人格拉姆发明了电动机。到20世纪，电力成为工业发展的主要动力。美国人爱迪生是著名的电气发明家。
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电力革命是继工业革命之后的第二次技术革命，它给人类社会带来了巨大的进步。首先，电力革命再次大大促进了社会生产力的发展。电气技术的应用，使工业获得更强大、更方便的动力，机器使用更加普遍，更多的工业部门涌现出来，生产技术更加先进。其次，电力革命使产业结构发生了深刻变化。电力、电子、化学、汽车、航空等一大批技术密集型产业兴起，使生产更加依赖科学技术的进步，技术从机械化时代进入了电气化时代。社会结构和世界形势发生了改变。资产阶级由于掌握了先进的生产力，实力日益强大，开始确立对世界的统治。同时，随着信息交流和交通运输的便捷，世界各地的联系更加密切，世界日益成为一个整体。再次，电力革命深刻改变了人类的生活。社会财富的大大增加和人们生活变得更加丰富多彩。随着经济的发展，城市更加繁荣而且日益重要。电气技术的广泛应用，使城市面貌发生了巨大变化。人类进入“电气时代”。电力的广泛应用，推动了电力工业和电器制造业等一系列新兴工业的迅速发展。各种各样使用电力的新发明纷纷涌现，彻底改变着人们的生产和生活。
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同时，电气技术革命也带给了我们深刻的启示：生产力是促进社会发展的动力，而科学技术是推动生产力的关键，科学技术是第一生产力。我们要建设现代化社会主义，就要坚持以经济建设为中心，大力发展生产力。科技进步是经济发展的决定性因素，实施科教兴国战略，把加快科教进步放在经济和社会发展关键地位，使经济建设真正转移到依靠科技进步和提高劳动者素质轨道上来。大力发展教育、科技事业，培养创新人才，树立创新意识，提高全民族的科学文化素质。大力推进对外开放学习国外先进优秀文化成果来发展社会主义；进行现代化建设应改革不适应生产力发展的环节，坚持实行对外开放的基本国策；我们青少年要崇尚科学、热爱科学，努力学习科学文化知识，掌握适应现代化需要的专业技能，肩负起时代赋予我们的重任。
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【难点分析】
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互联网的诞生、发展、作用及其影响
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1．互联网的诞生和发展
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（1）第一台电子计算机的研制：1946年，美国研制世界上第一台计算机，奠定了现代信息技术的基础。1946年2月15日，世界上第一台通用电子数字计算机“埃尼阿克”（ENIAC）在美国研制成功。它当时由1.8万个电子管组成，是一台又大又笨重的机器，体重达30多吨，占地有两三间教室般大。它当时的运算速度为每秒5000次加法运算。1949年，英国剑桥大学制成了世界上第一台程序储存式电子计算机。随着微电子技术的发展，计算机不断更新换代。计算机的发展已经走过了电子管、晶体管、中小规模集成电路和大规模集成电路四个时代，也就是通常所说的第一代、第二代、第三代和第四代计算机。20世纪90年代以来，计算机技术发展十分迅速，产品不断升级换代。未来的计算机将朝着巨型化、微型化、网络化、智能化和多媒体化方向发展。。目前，计算机的运算速度已经达到每秒100亿次以上。计算机正在向新的高度发展，日益对人们的生活产生重大的影响。20世纪60年代末，在美苏争霸的“冷战”时期，美国处于和苏联争夺世界霸权的需要，加紧了对信息科学技术的研究和开发，直接推动了互联网的产生。
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（2）互联网的产生和发展：①原因：军事上的需要。20世纪60年代，美苏冷战，美国军方认为，万一仅有的一个集中军事指挥中心被前苏联的核武器摧毁，那么全国军事指挥就将瘫痪，其后果将不堪设想，因此有必要设计一个由多个分散指挥点构成的指挥系统，某些指挥点的摧毁，并不影响其他指挥点的正常运转，而这些分散点的相互联系则要通过某种形式的通信网。②诞生：1969年，美国国防部建立包括四个站点的网络，促进了互联网的产生。
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2．互联网的功用：提供文件传输、电子信箱、聊天等服务，在社会各个领域发挥了巨大的作用，标志着信息化社会的出现。
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一般认为，以纸质为媒介的报纸为第一媒体，以电波为媒介的广播为第二媒体，以图像为媒介的电视是第三媒体。而互联网是通过计算机网络传播信息的文化载体，这种以数字化的方式存储、处理和传播，以比特为计量单位的电子媒体被人们称为“第四媒体”。
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国际互联网的应用丰富多彩。例如，收发电子邮件、资料检索、浏览新闻、休闲游戏、网上购物、网上远程教育、远程医疗等。
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网络媒体作为一种新的传播媒体，具有界面直观、音色兼备、链接灵活和高速传输的特点。互联网不仅具备传统媒体的所有用途，而且具有传统媒体不具备的优势，互联网作为继报纸、广播、电视后的第四媒体，已经融入到人们的日常工作和生活中，为人类提供了极其丰富的信息源，是人类进入信息化社会的显著标志。随着互联网和信息技术的发展，20世纪90年代，一种新的经济形态──知识经济在美国首先出现。在经济活动中，知识成为交换和应用的主体。在知识经济时代，经济增长源于知识的增长，成功的关键是要有足够的人力资本储备。
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3．互联网的影响
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（1）网络缩短了时空的距离，大大加快了信息的传递，实现源共享。
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（2）有效地提高传统产业的生产效率，有力地拉动消费需求，从而促进经济增长。
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（3）加快了经济全球化的步伐，促使知识经济的兴起。
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（4）大大地改变了人类的生产、生活、工作和思维方式，还引发了一场学习的革命。
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（5）也带来一些负面影响：①信息泛滥、垃圾信息、网络安全与犯罪影响着经济的安全。②青少年沉迷于网络，影响了正常的学习和生活；③全球各国围绕互联网展开了激烈的竞争，造成了世界更加动荡不安。如以美国为首的西方大国，利用网络，传输西方资产阶级的意识形态、政治制度、文化思想，造成世界局势更加动荡不安。
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互联网在给社会带来巨大效能的同时，也带来了巨大的挑战。青少年应该提高自身的道德素养，树立正确的网络观，让网络发挥出应有的作用。
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【热点追踪】
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谷歌更换LOGO：纪念爱迪生诞辰164周年
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2011年2月11日，谷歌在其首页更换LOGO，纪念美国科学家和发明家托马斯·阿尔瓦·爱迪生诞辰164周年。爱迪生（1847-1931）是举世闻名的美国电学家，科学家和发明家，被誉为“世界发明大王”。他除了在留声机、电灯、电话、电报、电影等方面的发明和贡献以外，在矿业、建筑业、化工等领域也有不少著名的创造和真知灼见。爱迪生一生共有约两千项创造发明，为人类的文明和进步作出了巨大的贡献。
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【学法导航】
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1．理解“蒸汽时代”、“电气时代”和“信息时代”到来的必然性，科学技术的进步对推动社会发展的巨大作用。
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2．以蒸汽机、电动机和网络技术的发明和发展说明科学技术进步对人类的意义，探究科学思想与科学发展之间的关系。
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3．通过必修2已学知识的回顾引导学生理解本课的相关知识，探究科技革命对社会发展与进步的巨大作用。
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4．通过表格比较三次工业革命在内容和意义上的异同，认识他们之间的关系。
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【小资料】
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富兰克林与避雷针
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本杰明·富兰克林（1706～1790）是美国独立战争时期著名的思想家，同时也是一名杰出的科学家。18世纪以前，人们普遍相信雷电是上帝发怒的说法。富兰克林经过反复思考，认为雷电可能是一种放电现象，它和在实验室产生的电在本质上是一样的。于是，他写了一篇名叫《论天空闪电和我们的电气相同》的论文，但没被认同。他决心用事实来证明一切。1752年6月的一天，阴云密布，电闪雷鸣，一场暴风雨就要来临了。富兰克林和他的儿子一道，带着上面装有一个金属杆的风筝来到一个空旷地带。富兰克林高举起风筝，他的儿子则拉着风筝线飞跑。由于风大，风筝很快就被放上高空。刹那间，雷电交加，大雨倾盆。富兰克林和他的儿子一道拉着风筝线，父子俩焦急的期待着，此时，刚好一道闪电从风筝上掠过，富兰克林用手靠近风筝上的铁丝，立即掠过一种恐怖的麻木感。他抑制不住内心的激动，大声呼喊：“我被电击了！”后来，富兰克林用雷电进行了各种电学实验，证明了天上的雷电与人工摩擦产生的电具有完全相同的性质。为了防止雷电的危害，他制成了一根实用的避雷针。他把几米长的铁杆，用绝缘材料固定在屋顶，杆上紧拴着一根粗导线，一直通到地里。当雷电袭击房子的时候，它就沿着金属杆通过导线直达大地，房屋建筑完好无损。1754年，避雷针开始应用。
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【同步训练】
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1．“科学成为西方社会的一个日益重要的部分……到它为久已建立的工业作出基本贡献的19世纪末，它正在创造全新的工业。”下列最能证明这一观点的科技成果是
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A．哥白尼创立日心说????????????????? B．达尔文提出生物进化理论
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C．牛顿经典力学体系的建立??????????? D．法拉第创立电磁感应理论
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2.“他的发明使人类从此开始拥有自己创造的动力，而不再受制于大自然。”材料中的“发明”是指
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A．蒸汽机?? ???????????????????????? B．发电机?
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C．电动机?? ???????????????????????? D．内燃机
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3．第一次工业革命给人类社会生产和生活带来了新的变化。其表现是
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A．家庭电话普遍使用 ???? ????????????B．人们乘坐火车外出旅游
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C．电力成为主要动力 ??? ?????????????D．人们利用网络进行交流
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4.20世纪，电进入了人们生产和生活的各个领域，人类社会进入了“电气时代”。电气技术的广泛应用，给人类社会带来的最主要变化是
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A．使城市面貌日新月异??????????????? B．改变了社会结构和世界形势
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C．社会生产力得到大幅度提高????????? D．使人们的生活更加丰富多彩
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5．随着人类社会的不断进步，人们实现了“坐拥天地”的梦想。实现这一梦想得益于计算机网络帮助，最早出现于? ???????
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A．二十世纪40年代? ???????????????? B．十九世纪末
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C．二十世纪50年代? ???????????????? D．二十世纪60年代
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6.现代信息技术革命推动人类进入知识经济时代，使人类的生产、生活发生着深刻变化。下列能体现这一变化的是
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A．乘火车旅行????????????? ????????B．打越洋电话
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C．用电灯照明????????????? ????????D．网上购物
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7. 下图是当今互联网上最受大众欢迎的QQ场景，那么，以互网络技术为主的现代信息技术对人类社会的影响主要表现在
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①人们工作方式的变化 ②人们生活方式的变化 ③人们出行方式的变化 ④教育和学习方式的变化
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A. ①②③?????????? B. ①②④?????????? C. ②③④???????? D. ①②③④
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8．近代科技的产生、发展离不开当时社会经济的发展以及与之相适应的上层建筑的影响。下列关于科技进步与社会发展关系的表述不正确的是
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A．工业革命的兴起促进了近代自然科学的产生
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B．爱因斯坦的相对论为人类社会核能的开发提供了依据?
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C．19世纪30年代物理学的发展为第二次工业革命创造了条件
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D．19世纪末20世纪初物理学的新成就加速了二战的结束
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9.下图反映了1870年和1900年的世界石油产量，以下选项中能影响该时期世界石油产量的是
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A．石油化工业大发展??????????????? B．飞机制造业大发展
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C．斯蒂芬孙发明了火车机车????????? D．内燃机的发明和使用
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10．动画片《葫芦娃》中“顺风耳”形象（见下图）让人记忆深刻。现实中人们真正实现“顺风耳”功能的是?? ???????????
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A．法拉第──电磁感应????????????? B．西门子──发电机
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C．贝尔──电话机????????????????? D．马可尼──无线电报
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11.“两个世纪前，1000个人当中没有一个人穿袜子，一个世纪以前，500个人当中没有一个穿袜子，现在1000个人当中没有一个人不穿袜子。”（引自1831年《机械的成绩》），这段通俗的话说明的本质问题是??????????????
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A．第二次工业革命极大地改变了人们的生活习惯
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B．工业时代的到来极大地提高了人们的生活质量
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C．生产力的发展促进了社会的进步
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D．资本主义制度的确立推动了社会生产力的发展
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12.美国国防部官员阿兰·坎彭在《第一场信息战争》中写道：海湾战争是一场“一盎司硅片比一吨铀还要有作用的战争”，这说明?
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A．核武器的破坏作用已消失
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B．现代信息技术是决定战争胜负的根本因素
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C．电脑网络技术在战争中发挥越来越大的作用
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D．现代战争不需要人的参与
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13．阅读下列材料：
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材料一：
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图一：蒸汽机车
图二：电灯
图三：电子计算机（1946年）
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材料二：在以前时代的大发明中，我们看见实际生活的需要推动技术家取得进一步的成就，那就是说除了偶然发现所带来的发明之外，需要常在发明之先。但在19世纪，我们就看见了为了追求纯粹的知识而进行的科学研究，开始走到实际的应用与发明的前面，并且启发了实际的应用和发明。
──丹皮尔《科学史及其哲学和宗教的关系》
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请回答：
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（1）材料一中的三幅图分别反映了人类在改造自然和利用自然方面进入到了什么时代？
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（2）材料一中的图一所反映的生产力的重大突破对近代人类历史进程的影响有何突出表现？
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（3）针对材料一中的图二，用所学知识对材料二中所说的“为了追求纯粹的知识而进行的科学研究，开始走到实际的应用与发明的前面”这一观点加以证明。
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（4）根据图三，列举这一时代出现的新兴工业。图三的联网，可能产生哪些负面影响？
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14．某校一个班级开展研究性学习，全班分成三组了解两百余年来人类科技发展的三项典型成就，在他们的报告中分别出现了以下三句话。
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第一组：恩格斯说：“分工、水力特别是蒸汽机的利用、机器的应用，这就是从18世纪中叶起，工业用来震撼旧世界基础的三个伟大杠杆。”
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第二组：恩格斯说：“电的应用将为我们开辟一条道路”。我们认为爱迪生是开辟这条道路的伟大旗手。
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第三组：比尔·盖茨说：“不久的将来，会有这么一天，你可以不必离开你的书桌或扶手，就可以办公、学习、探索这个世界。”
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请回答：
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（1）第一组同学涉及的是人类历史上的一次重大飞跃，我们把这一事件称作什么？其间最具代表性的成就是什么？
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（2）请列举两项发明成果，证明“爱迪生是开辟这条道路的伟大旗手。”
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（3）第三组中涉及的比尔·盖茨的设想，依据的主要是哪种科技成果？请概述它给人类带来的影响。
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（4）请代表该班同学用一句话归纳科技的作用。
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【提示与答案】
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1．D 2．A 3．B 4．C 5．D 6．D 7．B 8．A
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9．D ?1900年飞机尚未发明，火车机车燃料是煤炭，石油化工业是石油产量提高的结果而不是原因,因此A、B、C三项皆不对。
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10．C “顺风耳”体现的是人们对远距离声音传送的渴望，只有C项具备这一特色。
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11．B? 材料强调的是人们生活习惯的变化，只有A、B两项适合，其中A项中“第二次工业革命”与“1831年”时间不符，B项最佳。
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12．C? 材料并未否定核武器的作用，排除A；材料也不能表明D；技术显然不是战争的决定因素，排除B。
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13．（1）图一反映人类进入“蒸汽时代”；图二反映人类进入“电气时代”；图三反映人类进入“信息时代”。（2）“蒸汽时代”的到来导致资本主义大机器生产取代工场手工业，使人类由农业社会向工业社会过渡。（3）19世纪30年代，英国科学家法拉第发现了电磁感应现象。在其影响下，电动机、发电机相继出现，电力的应用越来越广泛。同时，电话、电报、无线电通信也是根据这一原理发明的。（4）原子能工业，航天工业，生物工程等。影响：垃圾信息和网络安全等影响了经济安全与社会稳定；容易使青少年沉迷网上虚拟世界，同时互联网上有害信息，严重影响了青少年的健康成长。
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14．（1）工业革命（或第一次工业革命），瓦特制成改良型蒸汽机。（2）①电灯。②创建了第一个发电站，把输电线连接成网络。（任意举两例爱迪生的发明）（3）电子计算机与通信技术相结合的互联网技术。影响：四通八达的计算机网络，大大缩小了全球空间距离，使全人类进行相互间的信息交流与共享、信息传递与汇集成为可能。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。（4）科技是第一生产力。
必修3第11课《物理学的重大进展》导与练
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【重点讲解】
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经典力学体系的建立、特点和历史地位
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经典力学是物理学中发展较早的一个分支。古希腊著名的哲学家亚里士多德曾对“力和运动”提出过许多观点，他的著作一度被当作古代世界学术的百科全书，在西方有着极大的影响，以致他的很多错误观点在长达2000年的岁月中被大多数人所接受。16世纪以后，人们开始通过科学实验，对力学现象进行准确的研究。许多物理学家、天文学家如哥白尼、布鲁诺、伽利略、开普勒等，做了很多艰巨的工作，力学逐渐摆脱传统观念的束缚，有了很大的进展。英国科学家牛顿在前人研究和实践的基础上，经过长期的实验观测、数学计算和深入思考，提出了力学三大定律和万有引力定律，把天体力学和地球上物体的力学统一起来，建立了系统的经典力学理论。产生的原因是受到文艺复兴运动的影响，科学逐渐从神学的桎梏中解放出来，进入到实验科学的时代。以伽利略为代表的科学家奠定了经典力学的理论基础。17世纪英国资本主义经济的迅速发展。工场手工业时期经济上的需要。
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经典力学的重要奠基者──伽利略的主要贡献是发现落体定律，为经典力学的建立奠定了基础。发明天文望远镜发现许多星体，证明了哥白尼“日心说”的正确性。开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，标志着物理学的真正开端，被誉为“近代科学之父”。经典力学建立的标志是牛顿确立的万有引力定律和运动三大定律（惯性定律、加速度的比例定律、作用力和反作用力定律）。《自然哲学的数学原理》一书的出版标志着经典力学的成熟。其显著特征之一是注重实验，之二是它的数学化。经典力学的建立，凝聚着许多科学家的心血，牛顿（微积分的创立者之一）则是其中的集大成者，故经典力学又称牛顿力学。
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牛顿力学是经典物理学和天文学的基础，也是现代工程力学以及与之有关的工程技术的理论基础。牛顿力学的创立标志着人类科学时代的开始。牛顿力学和热学的应用，引发了以英国工业革命为起点的第一次技术革命，使人类社会进入蒸汽时代。牛顿用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则，还为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。
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【难点分析】
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量子论的诞生与发展
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1．诞生的历史背景
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（1）19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现，打开了原子的大门，使人们对物质的认识深入到了原子内部。
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（2）大量的实验表明，微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述。
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2．诞生与发展
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1900年，德国物理学家普朗克提出量子假说，宣告了量子论的诞生。普朗克并由此而获得了诺贝尔物理学奖。爱因斯坦利用量子论成功地解释了光电效应出现的现象及光的本质，进一步推动了量子论的发展。丹麦物理学家玻尔把量子论用于原子结构的研究，创立了原子结构的理论。20世纪30年代，经过众多科学家的努力量子力学最终建立。量子力学是研究微观世界粒子运动规律的科学。今天，我们的现代文明，从电脑，电视，手机到核能，航天，生物技术，几乎没有哪个领域不依赖于量子论。量子力学和狭义相对论结合形成原子物理学，指导制造原子弹、氢弹和建立核电站。量子力学还为电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。
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3．影响
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（1）量子论使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步，成为20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。
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（2）量子论与相对论一起构成现代物理学的基础，并弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。
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（3）推动了物理学自身的进步，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。
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【易混知识】
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一、经典力学、相对论与量子论的关系
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经典力学改变了自古代以来人们的认识论和方法论。相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观，但并非全盘否定牛顿力学。牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展。牛顿力学是相对论的一种特例（物体低速运动状态），包括在相对论体系中。量子论则是研究微观世界粒子运动规律的科学。量子论与相对论一起，构成了现代物理学的基础。
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二、狭义相对论和广义相对论的区别??
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狭义相对论讨论的是匀速直线运动的参照系之间的物理定律，广义相对论则推广到具有加速度的参照系中（非惯性系），并在等效原理的假设下，广泛应用于引力场中。
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相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。奠定了经典物理学基础的经典力学，不适对用于高速运动的物体和微观领域。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“时间和空间的相对性”、“四维时空”、“弯曲空间”等全新的概念。
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狭义相对论最著名的推论是质能公式，它可以用来计算核反应过程中所释放的能量，并导致了原子弹的诞生。而广义相对论所预言的引力透镜和黑洞，也相继被天文观测所证实。
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【热点追踪】
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中国力学大会──2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会在哈尔滨召开
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2011男8月22日，“中国力学大会──2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会”在哈尔滨隆重召开。来自全国各地的专家学者、30多位两院院士和20余名大学校长，2000多人出席此次大会。力学是一门研究力与运动的科学，两弹一星、载人航天、高速铁路、航空母舰、抗震减灾、油气开采等都离不开力学。“中国力学大会──2011”举办之际，适逢我国近代力学和航天事业奠基人、中国力学学会创始人之一、中国力学学会首任理事长钱学森先生诞辰100周年。为表达全国力学界对钱老的缅怀和崇敬之情，大会特邀请钱老学生、学会第三任理事长郑哲敏院士作回顾钱老的报告；钱学森长子钱永刚先生也应邀出席大会开幕式。“中国力学大会”由中国力学学会发起并主办，隔年举办一次。自2005年已先后举办了三届，已经成为国内规模最大、综合性最强、影响力最大的力学交流平台，是力学科技工作者“了解学科前沿的窗口，展示青年风采的舞台”。
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【学法导航】
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1．分析16世纪中期以后科学发展的背景，了解伽利略和牛顿在物理学发展上的贡献，进一步了解经典力学的主要内容。初步掌握用探究的方法得出“经典力学逐步发展的理论层次和重要内容”。
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2．通过对经典力学、相对论、量子论三大理论的学习，归纳它们近代自然科学理论发展中的历史地位和重要意义，
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【小资料】
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爱因斯坦生平介绍
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艾伯特·爱因斯坦（1879～1955），美籍德国物理学家。1879年3月14日诞生在德国乌尔姆的一个犹太人家中。1900年毕业于瑞士苏黎世工业大学。1901年入瑞士国籍。1921年获诺贝尔物理学奖。1933年，因受纳粹迫害，移居美国。1940年入美国国籍。1955年 4月18日因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不发讣告，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪念碑。火化时按照他的书面遗嘱：免除所有花卉布置以及所有音乐典礼。骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。他的主治医生贺维博士认为如此伟大的大脑，应该进行研究，所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来，并切成200片带走。但至今没有结论……
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【同步训练】
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1．自然科学的发展经历了由古代科学向近代科学的转变过程。下图是意大利某著名物理学家及其发明的望远镜，其被誉为“近代科学之父”，是基于他
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A．以实验事实为根据并强调严密逻辑体系
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B．研究行星运动取得重大成果
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C．用数学方法和逻辑体系描述宇宙运动
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D．对宇宙的认识动摇宗教神学的基础
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2．牛顿曾经说过：“如果说我看得远，那是因为我站在巨人的肩膀上。”正是站在那些巨人的肩膀上，牛顿才建立起宏伟的经典力学大厦，这座大厦建立起来的标志是
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A．《基督教原理》发表???????????????????? B．《物种起源》发表
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C．《自然哲学的数学原理》发表???????????? D．《纯粹理性批判》发表
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3．2006年8月国际天文学联合会第26届大会投票决定，冥王星不再是行星，太阳系将只有八个行星。当时冥王星的发现是依据
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A．偶然的天文观测?????? ?????????????????B．伽利略的“日心说”
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C．牛顿经典力学????????? ????????????????D．爱因斯坦的相对论
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4．英国著名学者罗素写道：“几乎所有现代世界与古代世纪之间的区别，都得归功于在17世纪取得最辉煌成就的科学。”这一“辉煌科学”的重大意义在于
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A．改变了19世纪的多数人对生物界和人类在生物界中的位置的看法
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B．建立了完整的力学体系，实现了物理学史上的第一次大飞跃
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C．开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学
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D．从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础
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5．1945年，当爱因斯坦得知美国的原子弹给广岛、长崎人民带来的灾难后，痛心疾首，悔恨自己当初的一大理论研究。这一理论是
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A．落体定律????????????? ????????????????B．量子假说的提出
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C．经典力学的创立??????? ????????????????D. 相对论中质能转换的原理
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6．从17世纪初的经典力学到20世纪初的相对论的发展历程，充分表明
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①任何科学成就都是“站在巨人肩膀上”的发现 ??②人类对自然界的认识是随着时代的前进而不断发展的 ??③人类开始从宏观世界深入微观世界认识客观规律 ??④科学的发展是无止境的
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A．①②③④ ?????? B．①②④??? ????? C．②③④ ???????? D．①②③
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7．19世纪晚期和20世纪早期，物理学发生了革命性的变化，主要表现为
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①牛顿经典力学体系的建立 ②量子论的诞生 ③物理学相对论的提出 ④电磁感应现象的发展
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A．①② ?????????? B．③④? ????????? C．②③?? ???????? D．①④
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8．阅读下列材料：
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材料一：19世纪末，正当物理学家在庆贺“物理学大厦”落成之际，科学实验却发现了许多经典物理学无法解释的事实。首先是世纪之交物理学的三大发现：电子、X射线和放射性现象的发现。其次是经典物理学的万里晴空中出现了两朵“乌云”：“以太漂移”的“零结果”和黑体辐射的“紫外灾难”。
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材料二：读下列一组图片：
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图一 普朗克
图二 爱因斯坦
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请回答：
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（1）材料一中的“物理学大厦落成”指的是什么？它是在怎样的背景下落成的？
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（2）据材料二指出，20世纪初物理学理论又有什么新发展？其发展的原因是什么？
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（3）结合所学知识指出，物理学理论的新发展在当时各有何重大意义？
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9．阅读下列材料：
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材料一：但是，正是在物理学领域，牛顿进行了最有意义的研究。在这方面，他以伽利略的研究为基础，将后者的成果发展到辉煌的顶点。
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材料二：但是，在某些方面，特别是在教士中间，却存在着激烈的反对。这是可理解的，因为正如以往哥白尼的天文学体系废除了地球在宇宙的中心地位一样，达尔文主义似乎废黜了人类在地球历史上的中心地位。
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材料三：20世纪初，在物理学领域掀起了一场伟大的革命，取得了一系列辉煌成果，爱因斯坦的相对论和普朗克的量子理论则是这场革命中最伟大的理论成果。
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请回答：
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（1）据材料一，分析“伽利略的研究”是指什么？牛顿是如何将其“发展到辉煌的顶点”的？
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（2）据材料二，分析达尔文在生物学上的主要贡献是什么？其标志和内容各是什么？
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（3）据材料三，分析相对论和量子理论各是怎样提出的？
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10．阅读下列材料
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材料一：几种不同国家纪念牛顿的邮票。
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材料二：苹果为什么垂直落地？为什么不向旁边、不向上而总是向着地面落下呢？我想这一定是地球吸引它的缘故。苹果、月亮不都是一样吗？月球围绕地球转，无疑是地球吸引力像一条看不见的绳索，在拉着月球。如果真是如此，地球以及其他一切行星也肯定都被吸引着。那么，能否认为这种引力是作用于任何两个物体的物质的普遍性呢？
──牛顿的主治医生斯库利的日记?
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材料三：（英国）皇家学会会长汤姆逊致词说：“爱因斯坦的相对论是人类思想史上最伟大的成就之一，也许就是最伟大的成就，它不是发现一个孤岛，而是发现了新的科学思想的新大陆。”……1921年，爱因斯坦获得了诺贝尔奖金。这奖来得十分不易。当时有不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获的奖章，结果评选委员会找到了一个办法，让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者而得奖，相对论始终没有获诺贝尔奖。
──《科学的历程》?
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材料四：后世得益于爱因斯坦理论的重大发明：太阳能电池、防盗报警器和照相机的测光表都是以光电效应为基础的。核能利用了这样一个物理现象：当铀原子发生裂变时，总质量的微量损失可以转变成能量，其依据正是爱因斯坦的著名等式E=MC2。如今，核能为英国提供了25%的电力。狭义相对论与量子理论相结合，指出了反物质的存在。科学家们利用正电子，即反物质“电子”，通过X射线层析照相术研究大脑活动。?爱因斯坦1916年至1917年对光子的研究为人类40年后发现激光奠定了基础。
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请回答：
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（1）材料一说明了什么？基于教材的视角，用牛顿所取得的科学成就来加以说明。
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（2）结合材料二，从科学研究自身的视角说明牛顿取得巨大成就的原因。
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（3）材料三中汤姆逊为什么说“相对论是人类思想史上最伟大的成就之一”？试从相对论的理论价值方面加以阐述。
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（4）材料四中有哪些事实能够说明“相对论是人类思想史上最伟大的成就之一”？
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（5）你如何看待1921年爱因斯坦获诺贝尔奖这件事？
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【参考答案】
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1．A 2．C 3．C 4．B 5．D 6．B 7．C
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8．(1)经典物理学。背景：资本主义经济的发展；人文主义的兴起和发展极大地解放了人们的思想；自然科学从神学的束缚中解脱出来。（2）普朗克提出量子论，爱因斯坦提出
相对论。原因：科技革命的推动；经典物理学出现危机；科学理论有了重大突破。（3）量子论的形成，标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。同时，在量子论的基础上发展起来的量子力学，极大地促进原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。相对论的提出否定了经典力学的绝对时空论，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻地揭示了时空的本质属性，推动了物理学发展到一个新高度。
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9．（1）自由落体定律；提出万有引力定律。（2）贡献：创立生物进化论理论。标志：1859年《物种起源》发表。内容：论证了自然界中生物的物种是不断进化的，是不断从低级到高级发展的，自然界进化的规则是物竞天择、适者生存。（3）1905年，爱因斯坦提出狭义相对论，1916年提出了广义相对论，二者统称为相对论。1900年，普朗克提出量子假说，宣告了量子论的诞生。
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10．（1）牛顿是伟大的科学家，在世界的影响是巨大的。他提出了物体运动三大定律和万有引力定律，他把地球上的物体的运动和天体运动概括到同一个理论之中，形成了一个以实验为基础、以数学为表达形式的牛顿力学体系，即经典力学体系。这一体系对解释和预见物理现象，具有决定的意义。后来，根据万有引力定律，人们发现了海王星等。（2）伽利略研究的基础；善于观察和思考；将细微的生活现象与宏观的科学思考结合起来等。（3）相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。它否定了经典力学的绝对时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。它也发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。（4）核能的利用；研究大脑活动（5）“科学无国界”精神；应尊重真理，而不应有任何歧视和偏见。
必修3第12课《探索生命起源之谜》导与练
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【重点讲解】
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达尔文进化论
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在文艺复兴以及思想启蒙之后，现代科学的理性思维已经建立起来。达尔文的时代是十九世界中后期，正是走出蒙昧，提倡科学的前一阶段，在思想和理性上，为达尔文创立自然选择进化论提供了思想依据；而青年时的远游，则为他积累了大量的实据，引发了他关于物种进化的思考并最终形成一个完整的体系。接下来，我就谈谈有关达尔文进化论的几个问题。
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1．背景
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19世纪以前，神创论占统治地位，上帝造人说成为教会禁锢人们思想的天经地义的教条。16世纪以来，文艺复兴、宗教改革和启蒙运动摧毁了基督教会的精神独裁，使资产阶级“人文主义”和“理性主义”深入人心。资产阶级革命和工业革命对进化论的诞生起了巨大的推动作用。19世纪初期生物学本身的发展，特别是细胞学说的建立，为生物进化论的创立奠定了基础。
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2．产生及其主要思想
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1859年达尔文发表《物种起源》，建立起生物进化理论。其理论是生物是不断进化的；生物的进化是逐渐的、连续的；生物间有共同祖先，彼此间有一定的血缘关系；自然选择是生物进化的基础（核心），即“物竞天择，适者生存”。1871年，达尔文发表《人类的起源》，进一步了论证人类是从古猿进化而来的观点。
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3．历史意义
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生物进化论的诞生是人类思想史上划时代的大事，是对神学创世说的有力挑战。它把发展变化思想引入生物界，开创了生物科学发展的新时代。为马克思主义理论提供了自然史基础。对处于国家危亡时期的中国思想界也产生巨大震动。进化论是人类历史上第二次重大科学突破，第一次是日心说取代地心说，否定了人类位于宇宙中心的自大情结；第二次就是进化论，把人类拉到了与普通生物同样的层面，所有的地球生物，都与人类有了或远或近的血缘关系，彻底打破了人类自高自大，一神之下，众生之上的愚昧式自尊。科学与宗教在人类起源问题上产生了分歧，其根源从世界观方面说，宗教是建立在唯心主义世界观基础上的，而科学是从唯物主义立场出发的。从方法论方面说，宗教学说没有经过实践检验，科学是建立在实验和观察研究基础上的。从政治上来说，宗教实际上是统治阶级维护特权的工具，科学是要追求民主和平等。
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4．历史启示
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一种学说的完善需要很多科学家的一起努力；科学研究中需要实现资源的充分共享；科学研究需要正视各种不同的意见；科学家们在进行科学探索时，要有人文意识，必须以人为本；同时社会要有相应的机制使其发明不被人利用。
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【难点分析】
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早期生物进化思想产生的历史背景、内容及其意义
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1．早期生物进化思想产生的历史背景
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（1）文艺复兴、宗教改革、启蒙运动等三大思想解放运动是催生生物进化思想的重要条件。16世纪以来，随着欧洲资本主义的产生和发展，新兴的资产阶级为了维护自身的利益开始在意识形态领域展开了一系列的反封建斗争，文艺复兴、宗教改革、启蒙运动相继发生。这三大运动有力地冲击了基督教神学，摧毁了基督教会的精神独裁，极大也促进了欧洲的思想解放，使资产阶级的“人文主义”和“理性主义”深入人心。这就使人们的视野更加开阔。由此使得面向现实世界，重视实践，崇尚理性的追求蔚然成风。
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（2）资产阶级革命和工业革命对进化思想的诞生起了巨大的推动作用。17～18世纪的欧洲是一个狂飙突进的时代。英法相继爆发资产阶级革命，封建专制统治被推翻，为资本主义的发展创造了条件。同时由于世界市场扩大的需求，工业革命首先从英国兴起并起而席卷整个欧洲，使得资本主义迅猛发展。资本主义的发展一方面为科学技术的发展创造了条件，另一方面也对科学技术提出了新的要求。
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（3）科学技术的进步，生物学知识的积累为进化思想的诞生奠定了基础。
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欧洲的思想解放运动后，伴随着经济的发展，科学技术取得了长足的进步，这为生物学研究创造了条件。19世纪初，生物学本身也取得了较大的发展。特别是施莱登、施旺创立的细胞学说更是为生物进化思想的诞生奠定了基础。细胞学说被马克思称为“19世纪自然科学的三大发现之一”。
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2．拉马克的早期生物进化思想
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拉马克是19世纪初法国著名的植物学家、动物学家和进化论者。也是历史上第一个提出比较完整的进化理论的学者。其进化思想主要包括：生物是变的、进化的，进化呈渐进的方式；进化的原因有：环境改变、杂交等；对于较高等动物来说进化的原因更主要是：用进废退和获得性遗传。
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3．意义：早期的生物进化思想开始形成，为达尔文生物进化论的创立提供了理论基础。
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【学法导航】
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1．联系宗教关于人类起源的传说和时代背景去分析达尔文关于生物进化观点的产生原因。
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2．通过学习理解生物学的巨大进步，了解进化论带来的世界性影响，树立继承和发展科学的信念。科学家的顽强探索和不懈努力赢得了科学的进步，科学的进步又推动了人类历史的发展，科学技术是第一生产力。
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3．18世纪下半期到19世纪生物学领域发生重大转折，分析取得革命性进展的原因，认识达尔文生物进化论对社会进步所产生的巨大影响。
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【小资料】
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生命起源的几种传说
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1．女娲造人
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盘古开辟了天地，用身躯造出日月星辰、山川草木。那残留在天地间的浊气慢慢化作虫鱼鸟兽，替这死寂的世界增添了生气。
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女娲在造人之前，于正月初一创造出鸡，初二创造狗，初三创造羊，初四创造猪，初六创造马，初七这一天，女娲在这莽莽的原野上行走。她放眼四望，山岭起伏，江河奔流，丛林茂密，草木争辉，天上百鸟飞鸣，地上群兽奔驰，水中鱼儿嬉戏，草中虫之豸跳跃，这世界按说也点缀得相当美丽了。但是她总觉得有一种说不出的寂寞，便颓然坐在一个池塘旁边，茫然对池塘中自己的影子。忽然一片树叶飘落池中，静止的池水泛起了小小的涟漪，使她的影子也微微晃动起来。她突然觉得心头的死结解开了，是呀！为什么她会有那种说不出的孤寂感？原来是世界是缺少一种像她一样的生物。
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想到这儿，她马上用手在池边挖了些泥土，和上水，照着自己的影子捏了起来。捏着捏着，捏成了一个小小的东西，模样与女娲差不多，也有五官七窍，双手两脚。捏好后往地上一放，居然活了起来。女娲一见，满心欢喜，接着又捏了许多。她把这些小东西叫作“人”。女娲那寂寞的心一下子热乎起来，她想把世界变得热热闹闹，让世界到处都有她亲手造出来的人，于是不停工作，捏了一个又一个。但是世界毕竟太大了，她工作了很久，双手都捏得麻木了，捏出的小人分布在大地上仍然太稀少。她想这样下去不行，就顺手从附近折下一条藤蔓，伸入泥潭，沾上泥浆向地上挥洒。结果点点泥浆变成一个个小人，与用手捏成的模样相似，这一来速度就快多了。女娲见新方法奏了效，越洒越起劲，大地就到处有了人。
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女娲在大地上造出许多人来，心中高兴，寂寞感一扫而空。她觉得很累了，要休息一下，到四处走走，看看那些人生活怎样。一天，她走到一处，见人烟稀少，十分奇怪，俯身仔细察看，见地上躺着不少小人，动也不动，她用手拨弄，也不见动静，原来这是她是最初造出来的小人，这时已头发雪白，寿终正寝了。
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女娲见了这种情形，心中暗暗着急，她想到自己辛辛苦苦造人，人却不断衰老死亡。这样下去，若要使世界上一直有人，岂不要永远不停地制造？这总不是办法。结果女娲参照世上万物传种接代的方法，叫人类也男女配合，繁衍后代。因为人世间是仿神的生物，不能与禽兽同等，所以她又建立了婚姻制度，使之有别于禽兽乱交。后世人就把女娲奉为“神媒”。
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2．上帝造人说
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《圣经》里说，上帝创造了天地万物，还创造了男人，后来看这男人独居十分寂寞，于是趁他熟睡时拨下他的一根肋骨，做了个女人来陪伴他。所以女人是男人的骨中骨，肉中肉，每个男人的一生都在找他的那根肋骨，只有找到了它，他才不会感觉到胸口疼痛。
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兴许男人和女人的最理想境界是如胶似漆无话不说；而最悲惨的境界，也许一秒钟前认识一秒钟后又陌生，两条平行线，似乎永远也不可能相交。
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3．埃及呼唤说
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《埃及神话》说人类是神呼唤而出的。自古以来，埃及一直是个神秘之地，她是所有古老国家中最自我封闭的，她有自己的生活方式，外在的文明很难对她发生影响，因此她的人类起源的说法也和别的民众不同。
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埃及人认为远在埃及于世界上出现之前，全能的神“努 (NU)”就已存在，他创造了天地的一切，他呼唤“苏比”，就有了风；呼唤“泰富那”，就有了雨；呼唤“哈比”，尼罗河就流过埃及，他一次次呼唤，万物一件件出现，最后，他道出“男人和女人”，转眼间，埃及就住满许多人。造物工作完成，努就将自己变成男人外形，成为第一位法老王，统治大地人类，开创安和繁荣景象。
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【易混知识】??
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达尔文的进化论和拉马克的进化观的比较
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1．达尔文是现代进化论的奠基人，而拉马克则是达尔文进化论的主要先驱者。达尔文进化论与拉马克的进化观的基本相同点在于：
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（1）他们都认为地球有很长的历史地球包括生物在内不是一成不变的，而是处于进化之中。
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（2）他们都是渐变论者，认为生物的变化是逐渐的。
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（3）他们都承认在生物进化中，环境起了主导作用。
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（4）他们都承认获得性遗传。
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2．达尔文的进化论与拉马克进化观的主要区别在于：
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（1）达尔文广泛地研究了变异，把变异分为一定变异（定向变异）和不定变异，认为微小的不定变异是进化的主要材料；拉马克认为环境的变化会引起生物的定向变异，以适应变化的环境。定向变异、器官用进废退为进化提供了材料。
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（2）达尔文认为环境是通过自然选择而起主导作用的即不同生物具有的不定变异，通过生存斗争，有利的变异得到保存并传留后代，有害的变异则被淘汰。如此逐代汰劣留良，微小的变异会逐渐积累而成为显著的变异，由此形成新的物种；拉马克认为，生物在适宜变化的环境中产生的性状（即获得性）会遗传给后代，生物是通过获得性的遗传而逐渐改变了旧类型，转变成新类型，即形成新的物种。
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（3）达尔文认为所有的生物有共同的起源；拉马克认为不同系统的生物有不同的起源，而且认为物种可以自然发生。
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总之，拉马克学说主要是从定向变异和获得性遗传出发提出的理论在实践中未得到证明；达尔文进化论则主要从不定变异出发，通过生存斗争而进行自然选择，在实践中得到了证明，取得了胜利。
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【同步训练】
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1．19世纪中期英国诞生的一项伟大理论，戳穿了“上帝创造了万物”的流言，把越来越多的人从宗教神学的无知、愚昧和落后中解放出来。该理论是
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A．经典力学??? ???????????????????B．进化论???
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C．相对论??? ?????????????????????D．量子论
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2.19世纪30年代，达尔文在环球考察中发现，不同品种的动物整体形态相似，属于相近的物种，但各具特点，距离越远，差异越明显。由此他认为生物进化的机制是
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A．主动选择?????? ????????????????B．人工选择???????
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C．被动选择??????? ???????????????D．自然选择
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3．下面观点出自一部西方19世纪中期的科学著作，根据下列原著节选“Struggle for survival natural selection，Survival of the fittest．”判断其出处应是
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A．《自然哲学的数学原理》??? ??????B．《物种起源》
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C．《论法的精神》??????????? ??????D．《社会契约论》
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4．“生物由于繁殖过剩，不可避免地存在种内和种间的生存竞争。生物经常发生微小变异，在生存竞争中有利于个体生存和后代繁殖的变异被保留，不利于个体生存和后代繁殖的变异被淘汰”。上述言论认为新物种起源的主要因素有
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①自然选择 ??????②人工选择? ???????③遗传? ?????????④变异
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A．①②?????? ???B．①④?????? ?????C．②③????? ????D．③④
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5．达尔文《物种起源》发表后，立即引起了宗教人士的强烈反对。右图是当时讽刺达尔文的漫画，该漫画能够说明?????????????????????????????????????????????????
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①科学战胜愚昧是一个艰难的过程 ②进化论的价值被人们广泛认识 ③达尔文学说动摇了宗教神学的根基 ④自然科学开始从神学中解放出来
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A．①②????????? B．①③??????????? C．①④ ????? D．③④
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6．被西方教会势力指责为“意在扰乱对神的信仰，企图毁灭上帝”，而中国启蒙思想家严复则认为“其彰人耳目，改易思理，甚于奈端（牛顿）氏之天算格致”的学说是
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A．日心说 ????????????????????????B．进化论
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C．量子论 ????????????????????????D．相对论
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7．英国思想家斯宾塞认为，人类社会沿着由简单到复杂、由低级到高级的过程发展。他的思想最可能借用了???????
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A．相对论原理?? ?? ???????????????B．万有引力定律
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C．进化论思想?? ?? ???????????????D．主权在民思想
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8．阅读下列材料：
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材料一：达尔文的生物进化论属于生命科学研究中的结论。关于生命的起源，有上帝造人说，也有生命起源于其他星球后来被带到地球上来的说法，还有起源于地球自身演化过程中C、H、O、N等元素逐步演变而成说法。
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材料二：美国的盖洛普公司在1982年、1993年、199７年、1999年进行了四次民意调查，其结果均显示，坚信上帝造人的美国成年人的比例，不低于受访者的44％，只有12％的人相信人类由其他动物进化而来。
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材料三：1972年，美国加利福尼亚州教育部门明文规定，中学生物课本除进化论外，必须还要有神创论的内容，而且两者的页数要各占一半。在田纳西州，进化论被禁止讲授。1981年，阿肯色州通过一个法案，“公立学校可以用教进化论同样的时间教神创论”。1982年，美国自由公民联盟控告阿肯色州违宪。198７年，美国最高法院以7∶2票反对神创论。
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请回答：
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（1）神创造生命的说法为什么会长期居于统治地位？
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（2）达尔文的生物进化论主要是挑战什么观点？
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（3）材料二和材料三反映了在科学和教育都很发达的美国还存在什么现象？
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（4）结合材料一，说明在科学和教育都很发达的美国为什么会有上述现象发生？
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【提示与答案】
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1．B 2．D 3．B 4．B 5．B
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6．B? 由材料中的“企图毁灭上帝”以及“改易思想，甚于奈端（牛顿）氏之天算格致”，明显体现了进化论的影响，解题时注意严复生活的大体时段是维新变法时期，而C、D两项是20世纪初，同时结合严复的主要活动和思想可直接判定。
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7．C? 在《物种起源》一书中，达尔文创立了生物进化论学说，认为生物是不断进化的，生物经历了一个由低级到高级、由简单到复杂的发展历程。题干中斯宾塞的观点与达尔文学说最相近。
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8．（1）人们对自然的认识有限；生产力发展水平低；神学、宗教、传说对人们思想的束缚；近代科学认识和方法还未出现。其中主要原因是生产力水平低下，人们受宗教神学的影响。（2）封建神学创世说。（3）美国仍然有普通民众排斥进化论，少数教育部门仍然相信神创说并且企图传承下去。（4）一方面生命起源仍然有几种说法，尚待继续研究，另一方面，美国还是一个有基督教信仰的国家。
