2019年高考三轮冲刺物理学史及常见的物理思想（教学案）

2019年高考三轮冲刺物理学史及常见的物理思想（教学案）
教材版本 全国通用 课时说明 120分钟
知识点 1、物理学家2、物理学规律3、物理学思想
复习目标 1.熟记物理学史2.灵活运用物理学思想
复习重点 1.物理学史2.物理学思想
复习难点 物理学思想

一、高考回顾
1．（2018，天津卷） 物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展．下列说法符合事实的是(　　)
A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论
B．查德威克用α粒子轰击N获得反冲核O，发现了中子
C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构
D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型
【答案】AC
【解析】麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了麦克斯韦的电磁理论，选项A正确；查德威克用α粒子轰击铍核，发现了中子，选项B错误；贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核具有复杂结构，选项C正确；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，选项D错误．
2．（2018·浙江卷）以下说法正确的是(　　)
A．在静电场中，沿着电场线方向电势逐渐降低
B．外力对物体所做的功越多，对应的功率越大
C．电容器电容C与电容器所带电荷量Q成正比
D．在超重和失重现象中，地球对物体的实际作用力发生了变化
【答案】A　
【解析】在静电场中，沿着电场线的方向电势逐渐降低，选项A正确；由功率P＝可知选项B错误；C＝是比值定义式，电容器的电容是由其自身决定的，电容C不与Q成正比，不与U成反比，选项C错误；地球对物体的实际作用力即为物体受到的重力，但物体超重或失重时，其受到的重力是不变的，改变的只是视重，故选项D错误．
3、(2012,课标全国卷)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础．早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是(　　)
A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性
B．没有力的作用，物体只能处于静止状态
C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性
D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动
【答案】D　
【解析】惯性是物体抵抗运动状态变化而保持静止或匀速直线运动状态的性质，A正确；没有力的作用，物体将处于静止或匀速直线运动状态，B错误；行星在圆形轨道上保持匀速率运动的原因是行星受到地球的万有引力作用，不是由于惯性，C错误；运动物体如果没有受到力的作用，将一直匀速直线运动下去，D正确．
二、知识清单

三、例题精讲
例1(2018·河南开封一模)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(　　)


图16-L1-1
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。
【易错点】放大的思想方法
例2.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。
【易错点】历史人物的记忆
例3.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
【易错点】历史人物的记忆
例4.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
【易错点】历史人物的记忆
例5.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。
【易错点】物理学方法的掌握
四、思维点拨
主要考察：物理学家------发现的规律------规律内容
一、力学：
1、1638年，意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快；并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验，证明了他的观点是正确的，推翻了古希腊学者亚里士多德的观点（即：质量大的小球下落快是错误的）；
2、1654年，德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验——马德堡半球实验；
3、1687年，英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律（即牛顿三大运动定律）。
4、17世纪，伽利略通过构思的理想实验指出：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；得出结论：力是改变物体运动的原因，推翻了亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。
同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因，运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。
5、20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。
6、1638年，伽利略在《两种新科学的对话》一书中，运用观察－假设－数学推理的方法，详细研究了抛体运动。
7、人们根据日常的观察和经验，提出“地心说”，古希腊科学家托勒密是代表；而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”，大胆反驳地心说。
8、17世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律；
9、牛顿于1687年正式发表万有引力定律；1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量；
10、1846年，英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈应用万有引力定律，计算并观测到海王星，1930年，美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。
11、我国宋朝发明的火箭是现代火箭的鼻祖，与现代火箭原理相同；
俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称为近代火箭之父，他首先提出了多级火箭和惯性导航的概念。
12、1957年10月，苏联发射第一颗人造地球卫星；
1961年4月，世界第一艘载人宇宙飞船“东方1号”带着尤里加加林第一次踏入太空。
三、电磁学：
13、1752年，富兰克林在费城通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式，把天电与地电统一起来，并发明避雷针。
14、1837年，英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场。
15、1913年，美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量，获得诺贝尔奖。
16、1826年德国物理学家欧姆（1787-1854）通过实验得出欧姆定律。
17、1911年，荷兰科学家昂纳斯发现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。
18、19世纪，焦耳和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，即焦耳定律。
19、1820年，丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效应。
20、法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸，反向电流的平行导线则相斥，并总结出安培定则（右手螺旋定则）判断电流与磁场的相互关系和左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向。
21、荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力（洛仑兹力）的观点。
22、英国物理学家汤姆生发现电子，并指出：阴极射线是高速运动的电子流。
23、汤姆生的学生阿斯顿设计的质谱仪可用来测量带电粒子的质量和分析同位素。
24、1932年，美国物理学家劳伦兹发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子。
（最大动能仅取决于磁场和D形盒直径，带电粒子圆周运动周期与高频电源的周期相同）
五、成果巩固
【基础达标】
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．
【易错点】科学的推理方法
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.
【易错点】理想模型的方法
3．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．楞次发现了电磁感应现象，并研究提出了判断感应电流方向的方法——楞次定律
【答案】A　
【解析】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，选项A正确；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，得出了开普勒定律，选项B错误；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万有引力常量，选项C错误；法拉第发观了电磁感应现象，楞次研究得出了判断感应电流方向的方法——楞次定律，选项D错误．
【易错点】判断感应电流方向的方法
4．在建立物理概念过程中，学会象科学家那样运用物理思想，使用科学方法，往往比记住物理概念的词句或公式更重要．在高中物理学习内容中，速度、加速度、电场强度这三者所体现的共同的物理思想方法是(　　)
A．比值定义 B．微小量放大
C．等效替代 D．理想模型
【答案】A　
【解析】速度、加速度、电场强度这三者所体现的共同的物理思想方法是比值定义，选项A正确．
【易错点】比值定义法
5．下列有关物理学方法的说法中正确的是 (　　)
A．牛顿首次提出“提出假说，数学推理实验验证，合理外推”的科学推理方法
B．“如果电场线与等势面不垂直，那么电场强度沿着等势面方向就有一个分量，在等势面上移动电荷时电场力就要做功”，用的是控制变量法
C．在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了理想化模型的思想方法
D．加速度、电场强度、电势都是采用比值法定义的物理量
【答案】D　
【解析】伽利略首次提出“提出假说，数学推理，实验验证，合理外推”的科学推理方法，选项A错误；“如果电场线与等势面不垂直，那么电场强度沿着等势面方向就有一个分量，在等势面上移动电荷时电场力就要做功”，用的是反证法，选项B错误；在探究加速度与力、质量的关系实验中，控制质量不变，探究加速度和力的关系，或者控制力不变，探究加速度和质量的关系，使用了控制变量法，选项C错误；加速度、电场强度、电势都是采用比值法定义的物理量，选项D正确．
【易错点】科学推理方法
【能力提升】
6．物理学中用到大量的科学研究方法，在建立下列物理概念时，都用到“等效替代”方法的是(　　)
A．质点，电场强度
B．平均速度，点电荷
C．弹力，电势
D．合力与分力，合运动与分运动
【答案】D　
【解析】等效替代方法是在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法．即两概念对比，产生的某种效果相同，才是等效替代法，故只有选项D正确．
【易错点】等效替代方法
7．在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法．以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是(　　)
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是微元法
B．根据速度定义式v＝，当Δt→0时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法
C．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里运用了假设法
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了理想模型法
【答案】B　
【解析】用质点代替物体采用的科学方法为建立理想化的物理模型的方法，故A错误；以时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度，采用了极限思维法，故B正确；在研究加速度与质量和合外力的关系时，采用了控制变量法，故C错误；在推导匀变速直线运动的位移公式时，采用微元法将变速运动等效近似为很多小段的匀速运动，故D错误．
【易错点】理想化的物理模型的方法
8．下列有关电与磁的现象，说法正确的是(　　)
A．磁电式电流表在运输过程中需要将两个接线柱用导线短接，是因为运输过程中的振动能产生感应电流，将指针打坏，将两接线柱短接，就会将电流消耗掉
B．地球的地理两极与地磁两极并不重合，其间的夹角叫地磁偏角，地球磁极会缓慢移动，因此磁偏角也会缓慢变化，地球磁极甚至会反转，磁偏角改变180°
C．安装在建筑物顶端的尖锐金属棒用粗导线与埋在地下的金属板连接组成避雷针，当带电雷雨云接近建筑物时，金属棒将云层中电荷导入大地，达到避免雷击的目的
D．有些合金的电阻率随温度变化而变化，可用来制作电阻温度计，而铂的电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻
【答案】B　
【解析】磁电式电流表在运输过程中需要将两个接线柱用导线短接，是为了让内部产生感应电流从而阻碍指针的振动，从而防止指针因撞击而弯曲变形，选项A错误；地球的地理两极与地磁两极并不重合，其间的夹角叫地磁偏角，地球磁极会缓慢移动，因此磁偏角也会缓慢变化，地球磁极甚至会反转，磁偏角改变180°，选项B正确；安装在建筑物顶端的尖锐金属棒用粗导线与埋在地下的金属板连接组成避雷针，当带电雷雨云接近建筑物时，利用金属棒的尖端放电，使云层所带的电和大地中的电中和，从而不会引发事故，并不是将电荷直接导入大地，选项C错误；制作标准电阻的一般是合金，铂的电阻率随温度变化明显，一般用来制作电阻温度计，选项D错误．
【易错点】金属棒的尖端放电
9．物理关系式既可以反映物理量之间的关系，也可以确定单位间的关系．高中物理中常见的单位有：m(米)、s(秒)、kg(千克)、N(牛顿)、C(库仑)、F(法拉)、Ω(欧姆)、A(安培)等．由它们组合成的单位与电压的单位V(伏特)等效的是(　　)
A. B.
C. D．C·F
【答案】A　
【解析】由E＝可知，是和电压单位V等效的，又因为B＝，则与电压单位V等效，A正确；由电场力做功的公式W＝qU，知U＝，所以单位J/C与电压单位V等效，但＝，B错误；由U＝IR可知，A·Ω是和电压单位V等效的，C错误；由U＝可知，是和电压单位V等效的，D错误．
【易错点】等效法
10．在物理学的发展过程中，许多物理学家都做出了重要的贡献，他们创造出了许多物理学研究方法，如伽利略先是在斜面上做实验，得到位移与时间的平方成正比关系，然后再逐渐增大斜面的倾角，这种正比关系依然成立，伽利略进行了合理外推，当斜面倾角为90°时，依然会保持这种关系，进而证明自由落体运动是匀加速运动．下列关于“合理外推”的有关说法中正确的是 (　　)
A．合理外推是指根据已有的论据凭直觉进行推论，缺乏严密的逻辑论证
B．“提出假说，数学推理，实验验证，合理外推”是一种科学推理方法
C．合理外推只适用于伽利略斜面实验，不适用于其他实验
D．所有实验合理外推的情境都可以通过实际的实验进行验证
【答案】B　
【解析】 “提出假说，数学推理，实验验证，合理外推”是一种逻辑严密的科学推理方法，有很重要的实用价值，A错误，B正确；“合理外推”可以推断许多实际实验无法做到的现象，通过合理外推可以得出相应的结论，C、D错误．
【易错点】科学推理方法
六、课堂小结


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