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專題七近代以來科學技術的輝煌 一近代物理學的奠基人和革命者 一、認識史上的飛躍 1．背景 (1)在中世紀的歐洲，亞里士多德的學說長期被教會奉為教條。 (2)伽利略在觀察、實驗和推理的基礎上，創(chuàng)立了自由落體定律，推翻了亞里士多德的學說。 2．內(nèi)容 (1)牛頓的運動三定律，即慣性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律。 (2)牛頓從研究地球?qū)υ虑虻囊θ胧?，成功地導出了萬有引力定律。 (3)著作：1687年，《自然哲學的數(shù)學原理》出版，標志著牛頓力學體系的形成。 3．意義 (1)牛頓的運動三定律構成了近代力學體系的基礎，成為整個近代物理學的重要支柱。 (2)牛頓的力學體系對自然界的力學現(xiàn)象做出了系統(tǒng)的、合理的說明，完成了人類對自然界認識史上的第一次理論大綜合。 (3)萬有引力定律的確立，使力學和天文學在理論上達到了相當完備的程度，并在生產(chǎn)和科學實驗中得到廣泛的應用和驗證。 二、驅(qū)走烏云的太陽(供選考學生使用) 1．背景 (1)19世紀的物理學領域，以牛頓力學為基礎，形成了完整的理論體系。 (2)19世紀末，黑體輻射問題成為物理學界的重大研究課題。 2．發(fā)展過程 (1)奧地利斯蒂芬：1879年發(fā)現(xiàn)黑體輻射的總能量與其溫度之間的定量關系。 (2)德國普朗克：發(fā)現(xiàn)了熱輻射過程中的能量分布規(guī)律。1900年提出量子概念，他在《關于正常光譜能量分布定律的理論》中闡述這一思想，標志著量子理論誕生。 (3)德國愛因斯坦：1905年利用量子理論解釋光電效應，得出光具有波粒二象性的結論。 (4)法國德布羅意：1923年提出物質(zhì)波理論，將量子論發(fā)展到一個新的高度。 (5)奧地利、德國物理學家：建立量子力學。 3．意義 (1)量子力學成為反映自然界基本規(guī)律的理論體系，指導著人們向物質(zhì)運動的各個層面進行深入探討。 (2)改變了近代物理學中的傳統(tǒng)觀念，使物理學乃至整個自然科學的觀念都發(fā)生了重大變革。 三、愛因斯坦的“時空” 1．相對論的創(chuàng)立 狹義相對論 廣義相對論 創(chuàng)立 1905年，愛因斯坦發(fā)表《論動體的電動力學》 1916年，愛因斯坦把狹義相對論推廣到加速運動的參考系中，建立了廣義相對論 內(nèi)容 時間和空間隨著物質(zhì)運動速度的變化而變化 空間、時間不是獨立的實在，是物質(zhì)存在的形式 意義 反映了物體高速運動的客觀規(guī)律，是對牛頓力學的繼承和發(fā)展 第一次闡述了四維時空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系的重要思想 2.影響 (1)是對近代物理學理論框架的重大突破，揭示了 空間、時間的可變性，說明了時空的變化和時空結構同物質(zhì)的運動和狀態(tài)密不可分。 (2)形成全新的時空觀、運動觀和物質(zhì)觀，是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革，對整個自然科學和哲學都產(chǎn)生了深遠的影響。 (3)相對論同量子理論一起，構成了現(xiàn)代物理學的基本理論框架。 [輕巧識記] 經(jīng)典力學 [概念闡釋] 近代科學 近代科學是在搜集材料的基礎上，從現(xiàn)象深入到本質(zhì)，從經(jīng)驗定律上升為系統(tǒng)的科學理論。它是建立在觀察、試驗基礎上的實驗科學，并廣泛應用數(shù)學方法使科學知識日益精確化；同時發(fā)展了以實驗事實為根據(jù)和以歸納推理為主要手段的研究方法，確立了一系列定量的科學定律。 [名師點撥] 1．經(jīng)典力學的兩點影響 (1)牛頓力學和熱力學引發(fā)了第一次工業(yè)革命，使人類社會進入蒸汽時代。 (2)牛頓用數(shù)學方法精確描述宇宙運行的自然法則，為法國啟蒙思想和唯物主義哲學奠定了科學基礎，打擊了神學，促使人類思想不斷解放。 2．經(jīng)典力學的特征 與傳統(tǒng)科學和現(xiàn)代物理學相比，經(jīng)典力學具有三大特征：一是注重實驗，實驗可以進一步揭示客觀現(xiàn)象和過程之間內(nèi)在的邏輯聯(lián)系，并由此得出重要的結論。二是數(shù)學化，這種數(shù)學化的根源是自然內(nèi)在的數(shù)學關系。自然的數(shù)學結構是近代科學的先驅(qū)們深信不疑的真理。三是研究人們?nèi)粘Ｉ钪幸子诶斫獾暮暧^世界，后來的X射線、放射性和電子等三大發(fā)現(xiàn)所揭示的卻是人們沒有直接經(jīng)驗的微觀現(xiàn)象。這些表明人們對物質(zhì)世界的認識在不斷深入。 [易錯提醒] 1．伽利略開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科學，標志著近代物理學的真正開端。伽利略因而被譽為“近代科學之父”。牛頓經(jīng)典力學體系的建立則標志著近代科學的形成。 2．愛因斯坦的相對論只是否定了牛頓的絕對時空觀，沒有否定整個牛頓力學。牛頓力學是相對論力學在低速狀態(tài)下的一個特例。牛頓力學是整個力學的基礎，牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍指導著我們的物理學思想。相對論發(fā)展了牛頓力學，打破了傳統(tǒng)的絕對時空觀。 1．伽利略通過實驗，發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學定律，開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科學，為經(jīng)典力學體系的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎。 2．牛頓《自然哲學的數(shù)學原理》的發(fā)表，標志著經(jīng)典力學體系的初步建立，經(jīng)典力學是近代自然科學理論體系中最先成熟和完善的核心理論體系。 3．20世紀初，普朗克提出了量子假說，愛因斯坦提出了相對論，改變了人們認識世界的角度和方式，標志著人類邁入現(xiàn)代科學技術時代。量子論和相對論一起，構成了現(xiàn)代物理學的基礎。 牛頓經(jīng)典力學體系 [材料] 愛因斯坦說：“牛頓第一個成功地找到了一個用公式清楚表達的基礎。從這基礎出發(fā)，他用數(shù)學的思維，邏輯地、定量地演繹出范圍很廣的現(xiàn)象并且同經(jīng)驗相符合?！? 據(jù)材料及所學知識，牛頓最突出的貢獻是什么？其理論體系有何特點？ [教你讀史] 材料以圖文的形式展現(xiàn)了牛頓的貢獻，注意關鍵詞：“用公式”表達，“用數(shù)學的思維”等。 [提示] 貢獻：牛頓運動三定律及萬有引力定律，完成了人類對自然界認識史上的第一次理論大綜合。 特點：以實驗為基礎，以數(shù)學為表達形式，具有嚴密邏輯體系。 牛頓力學體系的貢獻及其局限性 (1)貢獻： ①牛頓力學在科學史上的意義表現(xiàn)在它把天上和地上的運動統(tǒng)一起來，把萬有引力定律和運動三定律視為宇宙間一切力學運動的普遍規(guī)律，從力學的角度證明了自然界的統(tǒng)一性，實現(xiàn)了人類對自然界認識的第一次綜合，完成了人類對對自然規(guī)律的第一次理論概括和總結。 ②牛頓力學體系以嚴格的數(shù)學方法和嚴密的邏輯體系把宇宙間的運動統(tǒng)一起來，對人類解釋與預見物理現(xiàn)象具有決定性的意義。 ③到19世紀，在經(jīng)典力學的基礎上，光學、熱力學、電磁學、天體物理學等新興學科取得了長足發(fā)展，把人類對自然界的認識推進到前所未有的深度和廣度。 (2)局限性： ①牛頓力學體系建立在日常生活中常見的低速運動的物質(zhì)之上，時間和空間被視為與物質(zhì)運動無關而獨立存在，是絕對的。 ②無法解釋高速運動的物體運動的規(guī)律和微觀世界中的粒子。 量子論和相對論 [材料一] (英國)皇家學會會長湯姆遜致辭說：“愛因斯坦的相對論是人類思想史上最偉大的成就之一，也許就是最偉大的成就。”……1921年……愛因斯坦作為光電效應理論的建立者而得獎，但相對論始終沒有獲諾貝爾獎。 ——吳國盛《科學的歷程》 (1)材料一為什么說相對論是“最偉大的成就之一”？“相對論始終沒有獲諾貝爾獎”說明了什么問題？ [教你讀史] 注意相對論的兩個評價，一是“最偉大”，二是“始終沒有獲諾貝爾獎”。 [提示] (1)原因：相對論否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀，深刻揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性，提出了全新的時空觀、運動觀和物質(zhì)觀；發(fā)展了牛頓力學，將其概括在相對論力學之中，將物理學發(fā)展到一個新的高度。 問題：相對論超出了人們的日常思維、經(jīng)驗和感受，很難被人們理解和接受。 [材料二] 能量子鉆進物體的表面層……把它的全部能量給予了單個電子……一個在物體內(nèi)部具有動能的電子當它到達物體表面時已經(jīng)失去了它的一部分能量。 ——《愛因斯坦文集》 (2)據(jù)材料二回答，愛因斯坦這一研究的理論基礎是什么？他在這一方面有何貢獻？ (3)為什么說相對論和量子論使人類對自然世界的科學探索又躍上了一個新的高度？ [教你讀史] 關鍵詞：“能量”“電子”；同時注意材料的出處。 [提示] (2)理論基礎：量子理論。貢獻：用量子理論成功解釋了光電效應。 (3)相對論和量子論彌補了經(jīng)典力學在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足，開闊了人們的視野，改變了人們認識世界的角度和方式。 量子論和相對論是現(xiàn)代物理學的兩大支柱 (1)量子理論和相對論一起，構成了現(xiàn)代物理學的基礎。經(jīng)典物理學所適用的主要是我們?nèi)粘Ｉ钪械奈锢憩F(xiàn)象，但在宏觀的宇宙世界和微觀的粒子世界面前，就顯得不太夠用了。 (2)量子理論的形成標志著人類對客觀規(guī)律的認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界；同時，在量子理論基礎上發(fā)展起來的量子力學，極大地促進了原子物理、固體物理和原子核物理等科學的發(fā)展。 (3)相對論的提出否定了經(jīng)典力學的絕對時空論，從本質(zhì)上修正了由狹隘經(jīng)驗建立起來的時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性，推動物理學發(fā)展到一個新的高度。 (4)量子理論和相對論彌補了經(jīng)典物理學的缺點，掀起了物理學的革命，構成了現(xiàn)代物理學的基本理論框架。 促進近代科學發(fā)展的因素 項目 原因 社會原因 資本主義的發(fā)展需要科技知識，又為科技發(fā)展奠定了物質(zhì)基礎，這是近代自然科學創(chuàng)立發(fā)展的社會基礎 思想基礎 文藝復興、宗教改革和啟蒙運動，為近代自然科學的誕生和發(fā)展奠定了思想基礎 制度基礎 歐洲資本主義國家保護獎勵科技發(fā)明，改革教育制度和專利制度，組織科研機構，推動了近代科學的創(chuàng)立和發(fā)展 外在因素 中國的四大發(fā)明、阿拉伯文化和希臘自然哲學傳入西歐，開闊了人們的眼界，并為科學研究提供了豐富的素材 主觀原因 科學家的努力探索，促進了科學的發(fā)展 題組一 經(jīng)典力學 1．牛頓被稱為“近代科學之父”，他創(chuàng)立的某一科學理論是近代最先成熟和完善的自然科學核心理論體系。這一科學理論是( ) A．經(jīng)典力學 B．自由落體定律 C．量子論 D．相對論 解析：選A 根據(jù)材料“牛頓”和這一科學理論的地位，可以判斷是牛頓的經(jīng)典力學體系。 2．科學革命與社會發(fā)展相互促進。對圖中所反映的這部著作的評述，正確的是( ) A．是受工業(yè)革命影響而取得的科學成就 B．開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)的近代科學 C．為理性主義的興起奠定了科學基礎 D．有力地挑戰(zhàn)了封建神學創(chuàng)世說 解析：選C 牛頓的代表作《自然哲學的數(shù)學原理》發(fā)表于1687年，在工業(yè)革命之前，故A項錯誤；伽利略開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)的近代科學，不是牛頓，故B項錯誤；該著作構建了完整的力學體系，推動了科學的發(fā)展，促進了理性主義的發(fā)展，故C項正確；達爾文的自然選擇學說挑戰(zhàn)了封建神學創(chuàng)世說，故D項錯誤。 3．18世紀的英國詩人亞歷山大蒲柏寫詩贊美牛頓：“茫茫滄海夜，萬物匿其行。天公降牛頓，處處皆光明?！睂υ娨饫斫庹_的是：牛頓( ) ①揭示了自然界的規(guī)律 ②開創(chuàng)了近代自然科學 ③推動了人的思想啟蒙 ④展現(xiàn)了理性的力量 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 解析：選C 牛頓的降生使“萬物匿其行”變成“處處皆光明”，即從隱藏規(guī)律到發(fā)現(xiàn)規(guī)律，說明牛頓揭示了自然規(guī)律，故①正確；開創(chuàng)近代自然科學的是伽利略，故②錯誤；“處處皆光明”包含了牛頓的研究驅(qū)散了中世紀的愚昧、帶來了思想啟蒙的意思，故③正確；18世紀是啟蒙運動的高潮時期，詩中贊美牛頓發(fā)現(xiàn)了萬物的規(guī)律，符合啟蒙運動所宣揚的理性精神，故④正確；選擇C項符合題意。 題組二 相對論 4．達爾文曾說：“大自然是一有機會就要說謊的，閃電與雷鳴本來同時發(fā)生，但我們都是先看到閃電，后才聽到雷鳴；月亮本來不發(fā)光，但皓月當空，竟照得地球黑夜如白晝。在社會領域里，人們只有意識自覺活動著，因而假象就更多了。”人類迄今為止未能證明其為“假象”的是( ) A．經(jīng)典力學 B．地心說 C．日心說 D．相對論 解析：選D 20世紀以來，由于物理學的發(fā)展，經(jīng)典力學被證明存在重大局限性，故A項錯誤；地心說早在16世紀就被人類證明是一種錯誤的學說，故B項錯誤；日心說認為太陽是宇宙的中心，也已經(jīng)被人類證明是一種錯誤的觀點，故C項錯誤；相對論到目前為止還沒有被人類證明其是否完全正確，故D項正確。 5．1919年，英國科學家率領日全食觀測隊在巴西和非洲拍攝的恒星照片，證實了“遙遠的星光如果掠過太陽表面，將會發(fā)生1.7秒的偏轉(zhuǎn)”的科學預言。這一預言提出的依據(jù)是( ) A．開普勒天體力學 B．牛頓經(jīng)典力學 C．愛因斯坦廣義相對論 D．普朗克量子理論 解析：選C “遙遠的星光如果掠過太陽表面，將會發(fā)生1.7秒的偏轉(zhuǎn)”是愛因斯坦在《廣義相對論的基礎》中，依據(jù)廣義相對論原理提出的三大預言之一，故選C項。 6．某科學理論顛覆了人類對宇宙和自然的“常識性”觀念，提出了“時空的相對性”“四維時空”“彎曲空間”等全新的概念。該理論( ) A．彌補了經(jīng)典力學認識世界的不足 B．開創(chuàng)了以實驗為基礎的近代科學 C．奠定了電氣技術應用的理論基礎 D．解決了熱福射理論上的疑點問題 解析：選A 依據(jù)材料“時空的相對性”等內(nèi)容可知，該理論是相對論，相對論否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性，也發(fā)展了牛頓力學，故A項正確。 題組三 量子論 7．【加試題】“把能量的變化看成是跳躍式的進行，成功地解釋了經(jīng)典理論無法解釋的某些現(xiàn)象，打破了經(jīng)典物理學中一切過程都是連續(xù)變化的觀念?！边@一理論的誕生主要是由下列哪一問題引起的( ) A．揭示時空本質(zhì)屬性 B．研究熱輻射 C．解釋光電效應 D．預測未知行星方位 解析：選B 從材料可以看出，“這一理論”指的是量子論，主要是由研究熱輻射問題引起的。 8．【加試題】愛因斯坦說：“要是沒有這一發(fā)現(xiàn)，那就不可能建立起分子、原子以及支配他們變化的能量過程的有用理論?！边@一“發(fā)現(xiàn)”指的是( ) A．相對論 B．量子假說 C．細胞學說 D．光電效應 解析：選B 相對論是關于時空和引力的基本理論，與題意不符，故A項錯誤； 量子假說開始了物理學對微觀世界的研究，與題中“建立起分子、原子以及支配他們變化的能量過程的有用理論”相符，故B項正確；細胞學說是關于生物有機體組成的學說，故C項錯誤；光電效應是對量子論的進一步發(fā)展，與“要是沒有這一發(fā)現(xiàn)，那就不可能建立”不符，故D項錯誤。 一、選擇題 1．16、17世紀歐洲學者質(zhì)疑、改變和放棄了歐洲所繼承知識中最神圣化的認識?？茖W革命的思想巨變使他們重新考察和描述宇宙的性質(zhì)及其力量。在這里，對宇宙的性質(zhì)及其力量作出“革命”性描述的理論是( ) A．進化論 B．萬有引力定律 C．量子論 D．相對論 解析：選B 進化論產(chǎn)生時間是19世紀中期，故A項錯誤；萬有引力定律是牛頓力學內(nèi)容，產(chǎn)生時間是17世紀，研究對象符合材料“宇宙的性質(zhì)及其力量”，故B項正確；量子論、相對論產(chǎn)生時間是20世紀，與材料時間不符，故C、D兩項錯誤。 2. 某班同學在制作《近代物理學的成就》手抄報時，畫了一幅漫畫。他要表達的是( ) A．伽利略通過對自然的觀察發(fā)現(xiàn)了自由落體定律 B．牛頓在自然現(xiàn)象啟發(fā)下開始研究萬有引力定律 C．愛因斯坦相對論的提出是基于對自然規(guī)律的把握 D．任何科學規(guī)律及定律的發(fā)現(xiàn)都有其偶然的因素 解析：選B 由圖片信息“蘋果”“樹木”“人”，不難判斷出圖片描述的是牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，B項正確。 3．一位科學家的墓碑上鐫刻著英國詩人亞歷山大蒲伯的名句：“自然界和自然規(guī)律隱藏在黑暗中，上帝說，讓……(人名)出生吧，于是一切都成為光明?！边@位科學家應該是( ) A．伽利略 B．牛頓 C．愛因斯坦 D．普朗克 解析：選B 根據(jù)題干材料關鍵信息“自然界和自然規(guī)律隱藏在黑暗中”“于是一切都成為光明”等指的是世界近代自然科學誕生的標志。 4．1919年11月9日美國《紐約時報》頭版文章有如下標題：“天之光歪斜”“科學家急切等待著日蝕觀測的結果”“恒星不是在它們似乎應該所在的或被計算出來的位置上，但不必擔心”。這些文章介紹的科學理論應該是( ) A．經(jīng)典力學 B．狹義相對論 C．廣義相對論 D．量子理論 解析：選C 本題考查對近現(xiàn)代科技理論發(fā)展過程的理解。經(jīng)典力學發(fā)表于1687年；狹義相對論發(fā)表于1905年；廣義相對論發(fā)表于1915年；量子理論發(fā)表于1900年。故選C。 5．2011年9月23日，世界上最大型粒子物理實驗室——歐洲核子研究中心宣布，他們發(fā)現(xiàn)一些粒子可能以快于光速的速度飛行，如果這項發(fā)現(xiàn)能夠經(jīng)得起進一步檢驗，它將顛覆現(xiàn)代物理學中最基本的一條法則——沒有任何東西能夠超過光速。對這件事最合理的看法是( ) A．愛因斯坦的相對論是錯誤的 B．人類再次面臨物理學的危機 C．可以無視歐洲核子研究中心的發(fā)現(xiàn) D．科學技術的不斷進步，將更新人們對世界的認知 解析：選D 新的發(fā)現(xiàn)并不能說明相對論是錯誤的，故A項錯誤；這是物理學的危機，更是人認識的飛躍，故B項錯誤；對于其研究發(fā)現(xiàn)不是無視而應該是重視，故C項錯誤；這是科學技術的進步，使人類對世界的認識發(fā)生了新的變化，科學技術會影響人們的對世界的認識，故D項正確。 6．歷史學家菲利普費爾南德茲阿邁斯托存《世界：一部歷史》中認為：“愛因斯坦的相對論革新了傳統(tǒng)的物理學，改變了大多數(shù)接受過教育的人對宇宙的認識。”對此理解正確的是( ) A．打破了人們對絕對時空觀的認識 B．相對論推動了第二次工業(yè)革命開展 C．時間和空間都是物質(zhì)存在的形式 D．輻射是由具有能量的量子來實現(xiàn)的 解析：選A 依據(jù)材料“愛因斯坦的相對論革新了傳統(tǒng)的物理學，改變了大多數(shù)接受過教育的人對宇宙的認識”，故A項正確；相對論是在20世紀初提出，而此時工業(yè)革命已經(jīng)開展，應該是推動了第三次科技革命，故B項錯誤；時間和空間都是物質(zhì)存在的形式，這是相對論的內(nèi)容，題目考查的是相對論的影響，故C項錯誤；題干材料反映的是相對論的影響，而不是量子論的影響，故D項錯誤。 7．我們?nèi)粘Ｉ钏峒暗摹八木S空間”，大多數(shù)都是指愛因斯坦在他的《廣義相對論》和《狹義相對論》中提及的“四維時空”概念。根據(jù)這一概念，我們的宇宙是由時間和空間構成。這說明( ) A．科學的發(fā)展帶來人類思維方式的改變 B．牛頓力學體系存在對宇宙認識的誤區(qū) C．愛因斯坦的相對論揭示了宇宙的真相 D．相對論推動了20世紀科學技術的進步 解析：選A 相對論提及的“四維時空”概念影響了人們的日常生活和對宇宙的認識，故A項正確；材料意在強調(diào)相對論對人類的影響，而不是牛頓力學體系的局限性，故B項錯誤；在愛因斯坦的相對論下，宇宙是由時間和空間構成的，但由材料無法確定這是否是宇宙的真相，故C項錯誤；材料強調(diào)的是相對論對人們認知和思維的影響，而不是對科學技術發(fā)展的影響，故D項錯誤。 8．從牛頓經(jīng)典力學到愛因斯坦的相對論，說明了( ) ①人類對自然的認識是隨著時代的前進而不斷發(fā)展的 ②科學的認識是永無止境的 ③科學成就往往是“站在巨人肩膀上”的發(fā)展 ④人類開始從宏觀世界深入微觀世界認識客觀規(guī)律 A．①② B．①②③ C．①②④ D．②③④ 解析：選B 本題考查科學技術的發(fā)展對人類認識的影響。深入微觀世界認識客觀規(guī)律的是量子論而不是相對論，排除④。①②③說法正確。故選B。 9．【加試題】力理論肯定了熱和光是運動的兩種形式，現(xiàn)在，它的美麗晴朗的天空卻被兩朵烏云籠罩了，……第一朵烏云出現(xiàn)在光的波動理論上，……第二朵烏云出現(xiàn)在關于能量均分的麥克斯韋－玻爾茲曼理論上。第二朵烏云導致了( ) A．相對論的出現(xiàn) B．生物進化論的出現(xiàn) C．量子論的出現(xiàn) D．電磁感應現(xiàn)象的提出 解析：選C 依據(jù)材料光的波動理論，聯(lián)系相對論的光速不變原理，可知第一朵烏云導致相對論的提出，故A項錯誤；生物進化論主張“適者生存”，與材料無關，故B項錯誤；材料所說能量均分的麥克斯韋－玻爾茲曼理論是黑體輻射與“ 紫外災難”，說明第二片烏云誕生了量子力學，故C項正確；材料與電磁感應現(xiàn)象無關，故D項錯誤。 10．【加試題】19世紀，經(jīng)典力學遇到了無法解釋的新問題。20世紀初，這些問題迎刃而解得益于( ) A．日心說與相對論 B．相對論與萬有引力定律 C．相對論與量子論 D．日心說與量子論 解析：選C 愛因斯坦的相對論廣泛地解釋不同運動狀態(tài)下的物質(zhì)，否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀，解決了經(jīng)典物理學的危機；量子理論使人類社會對于微觀世界的基本認識有了革命性的進步。兩者共同構成了現(xiàn)代物理學的基礎，對物理學本身，對自然科學，對整個人類的思維都產(chǎn)生了不可磨滅的影響。 二、非選擇題 11．閱讀材料，回答下列問題。 材料一 中世紀的人，力求達到知識的完全的合理的協(xié)調(diào)，把這當作是哲學及宗教的目標……伽利略與牛頓的物理學，推翻了這個自成系統(tǒng)知識體系；科學采取了建立在力學基礎上的常識性實在論的。 材料二 近年來物理研究，進入了一種特殊的狀態(tài)，或者說進入了17世紀以來前所未有的狀態(tài)。一方面它的古典的背景，即牛頓的動力學與麥克斯韋的電磁學，依然在應用，依然在產(chǎn)生具有偉大價值的成果。但另一方面，今日最驚人的發(fā)現(xiàn)——原子結構的理論方面，古典的定律又已失其效用，而我們不得不接受相對論與原子論概念。 ——以上材料皆選自丹皮爾《科學史及其 與哲學和宗教的關系》 材料三 1842年，邁爾把自己的研究成果寫成論文《論無極界的力》，終于在德國的《化學與藥物雜志》上發(fā)表……但沒有受到人們的青睞，反而受到不少嘲笑和攻擊……焦耳把自己的實驗成果寫成論文《論伏打電池所產(chǎn)生的熱》……焦耳的學術成果和邁爾的成果一樣，沒有受到應有的重視，遭到權威們的反對，使他的論文不能立即發(fā)表。 ——《蒸汽機帶來的革命》 (1)根據(jù)材料一并結合所學知識，分析“牛頓的物理學”的歷史作用。 (2)結合所學，指出材料二中17世紀物理學的偉大貢獻和“近年來”物理學研究的偉大貢獻，并指出二者的關系。 (3)材料三中邁爾和焦耳的遭遇說明什么？ 解析：第(1)問，結合材料一和所學知識回答即可。第(2)問，材料二反映了經(jīng)典力學、相對論和量子論的科學成就，三者的關系結合所學回答即可。第(3)問，“焦耳的學術成果和邁爾的成果一樣，沒有受到應有的重視，遭到權威們的反對，使他的論文不能立即發(fā)表”反映了一個新的科學理論要沖破傳統(tǒng)理論的束縛是十分艱難的，其道路是曲折而坎坷的。 答案：(1)作用：推翻把“力求達到知識的完全的合理的協(xié)調(diào)”當作是哲學及宗教的目標的理論體系；是人類對自然界認識史上的第一次理論大綜合。 (2)17世紀貢獻：經(jīng)典力學?！敖陙怼必暙I：相對論和量子論。關系：相對論和量子論發(fā)展了經(jīng)典力學。 (3)說明：一個新的科學理論要沖破傳統(tǒng)理論的束縛是十分艱難的。(言之有理即可) 12．近代以來物理學得到迅速發(fā)展，下列科學家在不同時代作出了劃時代的貢獻。 (1)分別概述他們在物理學領域的主要成就。 (2)分別指出他們對經(jīng)典力學的發(fā)展和突破所做的主要貢獻。 (3)概述物理學的重大進展對人類社會發(fā)展所起的主要作用。 解析：第(1)問，關鍵是抓住“物理學”三個字，據(jù)此回答即可。第(2)問，據(jù)所學回答三人在經(jīng)典力學的發(fā)展和突破所做的主要貢獻。第(3)問，概述物理學的重大進展對人類社會發(fā)展所起的主要作用。 答案：(1)伽利略：發(fā)現(xiàn)了自由落體定律，確定了勻速運動和勻加速運動這兩個新概念。牛頓：發(fā)現(xiàn)萬有引力定律和物體運動三大定律。愛因斯坦：創(chuàng)立狹義相對論和廣義相對論；提出光電效應理論。 (2)伽利略為經(jīng)典力學的建立奠定了基礎；牛頓建立起完整的經(jīng)典力學體系；愛因斯坦否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀，同時發(fā)展了經(jīng)典力學，將經(jīng)典力學概括在相對論體系之中。 (3)牛頓的經(jīng)典力學及以后的物理學研究成果促進了第一次和第二次工業(yè)革命的出現(xiàn)，愛因斯坦的科學理論為現(xiàn)代自然科學和現(xiàn)代技術革命提供了重要的理論基礎。 二追尋生命的起源 一、達爾文和進化論 1．基礎 (1)林耐的研究為進化論的產(chǎn)生打下了基礎。 (2)19世紀初期，法國生物學家拉馬克提出了生物是從低級向高級發(fā)展進化的觀點，肯定了環(huán)境對物種變化的影響。 (3)達爾文對地質(zhì)學、生物學長期的研究與考察。 2．創(chuàng)立 (1)標志：1859年，達爾文的巨著《物種起源》出版。 (2)內(nèi)容： ①自然界中生物的物種是不斷進化的，是不斷從低級向高級發(fā)展的。 ②自然界進化的規(guī)則是物競天擇，適者生存。 二、造物主的落寞 1．赫胥黎對進化論傳播的貢獻 (1)1860年，赫胥黎與威爾伯福斯主教就《物種起源》一書展開辯論，使進化論在社會上得到廣泛的關注。 (2)1863年，赫胥黎發(fā)表《人類在自然界中的位置》，它使人猿同祖論進一步得到確立，促進了進化論傳播。 2．進化論影響 (1)思想上：達爾文的進化論給封建神學創(chuàng)世說以致命一擊，對人類解放思想起了巨大的推動作用。 (2)科學上：把發(fā)展變化思想引入生物界，開創(chuàng)了生物科學發(fā)展的新時代。 (3)政治上：進化論傳入中國，對維新變法運動和新文化運動起了巨大推動作用。 [輕巧識記] 圖解達爾文進化論 [名師點撥] 達爾文被稱為“生物學領域的牛頓” 牛頓經(jīng)典力學揭示了宇宙的運行規(guī)律，否定了“上帝創(chuàng)世說”，把“造物主”從無生命現(xiàn)象的研究領域驅(qū)逐出去；達爾文進化論揭示了生物界的生命進化規(guī)律，否定了“上帝造人說”，又把“造物主”從有生命現(xiàn)象的研究領域驅(qū)逐出去，兩者都否定了基督教神學的權威。 [易錯提醒] 達爾文的進化論是生物學理論，它不是適用于一切現(xiàn)象的普遍規(guī)律，并不適用于人類社會的發(fā)展，但它對人類社會具有警示作用。19世紀末，進化論傳入中國，對處于國家危亡時期的中國思想界產(chǎn)生了巨大震動，它激發(fā)了中國各階層的民族危機意識，對維新變法運動和新文化運動起了巨大的推動作用。 1．在生命起源問題上，科學與宗教的根本分歧是：生命是自然界進化的結果，還是上帝創(chuàng)造的產(chǎn)物。 2．早期進化論思想的出現(xiàn)，對生物進化論的創(chuàng)立，產(chǎn)生了積極的影響。自然選擇和適者生存是進化論的基本觀點。 3．達爾文的生物進化論，打破了神學的禁錮，把生物學建立在科學的基礎之上。 進化論誕生的條件及影響 [材料一] 達爾文推翻了那種把動植物物種看作彼此毫無聯(lián)系的、偶然的、“神造的”、不變的東西的觀點，探明了物種的變異性和承續(xù)性，第一次把生物學放在完全科學的基礎上。 ——列寧 (1)據(jù)材料一，結合所學知識，分析進化論在歐洲產(chǎn)生的影響。 [教你讀史] 注意“推翻了”“探明了”“第一次”三個關聯(lián)詞，以層層推進的方式評價了達爾文。 [提示] 否定了上帝創(chuàng)造萬物說，對歐洲思想界和科學界產(chǎn)生了巨大影響，有利于人們的思想解放，有利于打破神學對生物學的束縛。 [材料二] 嚴復是我國著名的維新派人物。他把達爾文的生物進化論引用到社會領域中來。他認為在種族與種族之間、國家與國家之間，也存在著“物競天擇，適者生存”的殘酷競爭。中國如果不甘淪亡，就必須奮發(fā)圖強，并立即做出抉擇，實行變法。 (2)據(jù)材料二，分析晚清時期中國先進知識分子對進化論的態(tài)度，并說明原因。 [教你讀史] 材料的核心是把“物競天擇、適者生存”與中國“不甘淪亡，就必須奮發(fā)圖強”聯(lián)系起來。“維新派”也是一個重要提示。 [提示] 態(tài)度：積極宣傳介紹。原因：中國民族危機加深，他們宣傳進化論，喚醒國人，以避免亡國滅種之災。 進化論誕生的條件和影響 (1)條件： ①19世紀中期，歐洲經(jīng)歷了文藝復興、宗教改革、啟蒙運動的洗禮，基督教神學思想遭受重創(chuàng)，人們開始面向世界、重視實踐、崇尚理性。 ②資產(chǎn)階級革命和工業(yè)革命相繼發(fā)生，為進化論的產(chǎn)生提供了政治和物質(zhì)基礎。 ③科學技術的長足進步也為進化論的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。 (2)影響： ①對歐洲思想界：進化論的提出是對封建神學創(chuàng)世說的有力挑戰(zhàn)；進化論著作事實豐富，論證嚴密，打破了造物主造人的神話，直刺神創(chuàng)說的要害，說明生物物種是由簡單的物種發(fā)展演變而來；進化論將“變化”“發(fā)展”等觀念引入生命世界，使人不再把動物和植物之間、動物和人類之間的區(qū)別看作是絕對的和神圣的。 ②對歐洲科學界和宗教界：根據(jù)達爾文及其擁護者的理論，高貴的人并非是造物主特意設計制造的，而是自然演化的產(chǎn)物；達爾文是杰出的科學家，是敢于向基督教神學挑戰(zhàn)的英雄，堪稱“生物學領域的牛頓”；進化論為馬克思主義的形成提供了有力的證據(jù)。 ③對中國思想界：嚴復翻譯并出版了赫胥黎的《天演論》，認為在種族和種族之間、國家和國家之間，也存在著“物競天擇，適者生存”的殘酷競爭，這對處于國家存亡時期的中國思想界產(chǎn)生了巨大震動。 科學與宗教在生命起源問題上的斗爭、斗爭的根源及結果 1．斗爭 (1)基督教神學認為上帝創(chuàng)造了世間萬物，包括人類。 (2)達爾文的進化論認為人類和世間萬物一樣是自然界演化的產(chǎn)物，經(jīng)過自然選擇，適者生存，優(yōu)勝劣汰。 (3)宗教與科學的分歧反映了唯心主義與唯物主義的對立。 2．斗爭的根源 (1)從世界觀方面說，宗教是建立在唯心主義世界觀基礎上的，而科學是從唯物主義立場出發(fā)的。 (2)從方法論方面說，宗教學說沒有經(jīng)過實踐檢驗，是想象和臆斷的產(chǎn)物，而科學是建立在實驗和觀察研究基礎上的。 (3)從政治方面說，宗教實際上是統(tǒng)治階級維護特權的工具，而科學是追求民主和平等的。 3．結果：達爾文的進化論推翻了中世紀神學關于人類起源、生命起源的觀點，解放了人們的思想，推動了生物科學的發(fā)展。 題組 達爾文和進化論 1．被宗教人士評論為“讓上帝遠離了這個世界，降低了人類在其中的獨一無二性”的學說是( ) A．伏爾泰的天賦人權說 B．達爾文的進化論 C．馬丁路德的新教學說 D．愛因斯坦的相對論 解析：選B “讓上帝遠離了這個世界，降低了人類在其中的獨一無二性”說明對宗教思想的顛覆。愛因斯坦的學說在達爾文之后，故B項最符合題意。 2．19世紀后期有一種理論被用來為帝國主義辯護。認為殖民地是強國的繁榮和生存所必需的，還認為諸土著民族軟弱、低劣，需要優(yōu)越的、較強大的歐洲人的保護和指導。這種理論是( ) A．經(jīng)典力學 B．相對論 C．馬克思主義 D．進化論 解析：選D 進化論體現(xiàn)了物競天擇和適者生存，成為近代帝國主義侵略、殖民的借口，故D項正確。 3．英國著名歷史學家里查德奧維瑞列舉了人類歷史上50個最重要的日期，1859年達爾文發(fā)表《物種起源》位列其中，其原因是( ) A．《物種起源》的發(fā)表標志著近代自然科學的誕生 B．達爾文的進化論深化了人類對生命本質(zhì)的認識，開創(chuàng)了分子生物學 C．達爾文的理論進一步證明了“上帝造人說”的合理性 D．達爾文的革命性理論改變了人對自身與環(huán)境的看法，挑戰(zhàn)了封建神學創(chuàng)世說 解析：選D 近代自然科學誕生的標志是牛頓的經(jīng)典力學，故A項錯誤：1953年，沃森和克里克提出DNA的雙螺旋模型，標志著進入分子生物學時代，故B項錯誤；C項與達爾文的生物進化論思想相反，故錯誤；D項符合生物進化論的內(nèi)容和意義，故選D項。 4．1859年以后，信仰再次產(chǎn)生嚴重的危機?！白诮陶胬碇鹜莻€盛裝它的古老破舊的錢袋一起丟棄了，而且再也找不回來了?！边@主要是由于 ( ) A．馬丁路德提出信仰得救，與“上帝直接對話” B．牛頓創(chuàng)立經(jīng)典力學理論，擺脫神學對科學的束縛 C．達爾文發(fā)表《物種起源》，否定生物“神創(chuàng)說” D．愛因斯坦提出相對論，突破近代物理學理論框架 解析：選C 1859年達爾文發(fā)表《物種起源》，給上帝創(chuàng)造萬物說以致命的一擊，故選C項。其他三項與題干時間不符。 5．《物種起源》的發(fā)表在歐洲思想界引起了很大分歧，宗教勢力強烈反對，要“打倒進化論”，而支持者卻稱達爾文是“生物學領域的牛頓”。這說明達爾文的進化論( ) ①是對人類尊嚴的莫大傷害 ②把生物學放在完全科學的基礎之上 ③挑戰(zhàn)了封建神學創(chuàng)世說 ④促進了歐洲宗教改革 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 解析：選B 進化論沒有對人類尊嚴產(chǎn)生莫大傷害，故①錯誤；《物種起源》是近代西方重要的生物學著作，用大量事實論證了自然界中生物物種的進化與發(fā)展，人類是由猿進化而來，挑戰(zhàn)了封建神學創(chuàng)世說，故②③正確；宗教改革發(fā)生在進化論提出之前，故④錯誤，選擇B項符合題意。 6．“這是對上帝的宣戰(zhàn)書，它像一把利劍刺向上帝的心臟，又如一顆重型炮彈，打破了被宗教神學長期盤踞著的頑固堡壘，沉重地打擊了神權統(tǒng)治的根基，從根本上推翻了‘神創(chuàng)論’。”這段話評論的是( ) A．哥白尼的日心說 B．路德的因信稱義 C．盧梭社會契約論 D．達爾文的進化論 解析：選D 日心說是相對于地心說而提出的，因信稱義是相對于因行稱義提出的，社會契約論主要是針對封建君主專制而提出的，材料都沒有涉及，故A、B、C三項錯誤；根據(jù)材料其推翻了“神創(chuàng)論”可以推測其為進化論，故D項正確。 一、選擇題 1．一位學者曾對某種理論感嘆：“誰還能繼續(xù)相信自然界中有一種和諧的秩序？它豈不只是不同物種不斷斗爭的戰(zhàn)場？在這戰(zhàn)場上，一切都在不斷運動，善和惡的范疇已經(jīng)沒有意義，唯一的標準只是生存和前進。”這種理論是( ) A．科學社會主義理論 B．進化論 C．相對論 D．量子理論 解析：選B 從“物種不斷斗爭”“ 唯一的標準只是生存和前進”，可知是進化論，選擇B項符合題意。 2．在世界中，不是“已經(jīng)以一種模糊和原始的方式存在過的東西決不可能以終極的形式突然出現(xiàn)……上帝是宇宙最終的而不是起始的原因，他吸引萬物趨向與他自身之中的完善?！痹撚^點( ) A．協(xié)調(diào)了科學與宗教的爭論 B．認同了宇宙的無邊無際論 C．否定了生物進化的科學性 D．以科學之名維護上帝權威 解析：選A 根據(jù)材料“在世界中，不是已經(jīng)以一種模糊和原始的方式存在過的東西決不可能以終極的形式突然出現(xiàn)……上帝是宇宙最終的而不是起始的原因，他吸引萬物趨向與他自身之中的完善?！笨芍撚^點協(xié)調(diào)了以生物進化論和基督教關于生物起源的爭論，故A項正確；認同了宇宙的無邊無際論沒有反映材料強調(diào)的本質(zhì)，故B項錯誤；材料協(xié)調(diào)生物進化論和宗教關于生物起源的爭論，并沒有否定生物進化的科學性，故C項錯誤；以科學之名維護上帝權威的觀點有失偏頗，故D項錯誤。 3．“自然選擇的理論已建立在非常牢固的基礎上，因此，現(xiàn)代的工作只不過是進一步證實這一理論，盡管隨著知識的增加而需對它作新的表述?！蔽闹械摹斑@一理論”指的是( ) A．牛頓經(jīng)典力學 B．相對論 C．達爾文進化論 D．馬克思主義 解析：選C 牛頓經(jīng)典力學是力學理論，不是“自然選擇的理論”，故A項錯誤；相對論揭示物質(zhì)時空屬性，不是“自然選擇的理論”，故B項錯誤；達爾文進化論是生物進化理論，指出進化規(guī)則是物競天擇，適者生存，符合材料“自然選擇的理論”，故C項正確；馬克思主義是科學社會主義，不是“自然選擇的理論”，故D項錯誤。 4．達爾文的“進化論”作為一項自然科學的巨大成就，也對人類社會的政治和思想觀念產(chǎn)生了很大影響。下列分析正確的是( ) ①成為歐洲啟蒙運動批判專制統(tǒng)治的思想武器 ②成為西方國家進一步擴張侵略的“理論依據(jù)” ③成為馬克思提出暴力革命主張的思想淵源 ④成為近代中華民族覺醒、奮發(fā)圖強的思想動力 A．①③ B．②④ C．①③④ D．②③④ 解析：選B 達爾文的“進化論”誕生于1859年，啟蒙運動從18世紀就開始，進化論不可能成為啟蒙運動的思想武器，故①錯誤；生物界的優(yōu)勝劣汰推廣到人類社會中，助長了西方國家侵略和奴役亞非拉人民的氣焰，故②正確；馬克思提出暴力革命主張是在1848年，故③錯誤；維新派宣傳進化論，認為中華民族若不覺醒、奮發(fā)圖強，將面臨弱肉強食的悲慘命運，故④正確，B項符合題意。 5．英國學者皮爾森指出：“達爾文將物競天擇說應用到了物種的變異上，并且掌握了足夠的證據(jù)說服了全球的科學家，因此他取得了成功?！边@表明達爾文成功的主要原因是( ) A．用大量事實論證自己的觀點 B．全球科學家的大力支持 C．首次提出了物競天擇的科學論斷 D．首次提出人類起源于古猿的觀點 解析：選A 材料表明達爾文成功的主要原因是用大量事實論證自己的觀點，因此選擇A項。 6．1871年，達爾文在《人類的由來》結尾一節(jié)中寫道：“人類對于自己上升到生物階梯的頂峰(雖然不是通過他自己的努力)而感到有些驕傲，這是可以原諒的；而他已經(jīng)上升到那里而不是最初被安置在那里的這件事實，可能使他希望在遙遠的將來會更上一層樓?！睂Υ死斫庹_的是( ) A．人類的進化途徑是自然發(fā)生的 B．達爾文回避了人也像其他動物一樣是通過自然選擇進化而來的 C．進化是自然界的普遍規(guī)律，也是人類社會歷史變遷的自然規(guī)律 D．它使《創(chuàng)世記》中的真理受到人們的懷疑 解析：選D 由材料中“他已經(jīng)上升到那里而不是最初被安置在那里”可知，達爾文的這一主張使人們對《創(chuàng)世記》中上帝安排世間萬物秩序的說法產(chǎn)生了懷疑，故D項正確。 7．恩格斯曾贊譽一部1859年出版的科學巨著所闡述的理論“是19世紀自然科學的三大發(fā)現(xiàn)之一”，該書分為十五編，其中有“……第二，自然狀態(tài)下的變異；第三，生存斗爭；第四，自然選擇(即適者生存)……第十二，生物的地理分布……第十四，生物間的親緣關系：形表學、胚胎學和退化器官……”該書( ) A．第一次提出了生物是從低級向高級發(fā)展進化的觀點 B．表明地質(zhì)學研究的成果豐富了作者的自然科學理論 C．通過比較解剖學研究使人猿同祖論進一步得到確立 D．繼承林耐注重個體的研究方法，但得出了不同結論 解析：選B 本題考查達爾文的《物種起源》。A項最早為拉馬克提出，C項是赫胥黎的成就，D項中林奈著研究群體，表述不正確，故排除A、C、D三項。 8．達爾文《物種起源》一出版，英國社會學家斯賓塞馬上將達爾文的學說運用到社會歷史領域，創(chuàng)立了社會達爾文主義。他認為，人類社會也像自然界一樣，存在著生存競爭。在競爭中，強者生存了下來，而弱者則被淘汰。只有這樣，人類社會才能進步。這種觀點( ) A．正確。社會科學可以借鑒自然科學理論 B．錯誤。社會科學不可以借鑒自然科學理論 C．正確。自然科學理論可以移植到社會科學領域 D．錯誤。自然科學理論不可以移植到社會科學領域 解析：選D 斯賓塞這種觀點實際上是一種歌頌以強凌弱的強權思想，完全混淆了人類與自然界的本質(zhì)差異。 二、非選擇題 9．17～19世紀歐洲無數(shù)學者和思想家發(fā)展和表達了一些新的思想。在今天這些思想對我們?nèi)杂芯薮蟮挠绊?，以至可以說是一場思想革命。閱讀下列材料，回答問題。 材料一 實際上，哲人們并不把自己看作法國人或歐洲人，而是把自己看作人類的成員。他們試圖從全球的而非西方的角度來思考和行動。他們試圖發(fā)現(xiàn)與牛頓的物質(zhì)世界的定律相當?shù)?、具有普遍適用性的法則。 ——斯塔夫里阿諾斯《全球通史》 材料二 達爾文的革命是19世紀科學中的主要革命。它摧毀了以人為宇宙中心的宇宙觀，而且“在人的思想中引起了一場比自在文藝復興時期科學得以再生以來任何其他科學的進步更偉大的變化”……達爾文進化論的巨大的革命影響在某種程度上產(chǎn)生于超出科學之外的內(nèi)容，產(chǎn)生于人們所說的并存的思想革命。 ——科恩《科學中的革命》 (1)根據(jù)材料一并結合所學，列舉“哲人們”發(fā)現(xiàn)的“具有普遍適用性的法則”?！罢苋藗儭卑l(fā)現(xiàn)的“具有普遍適用性的法則”與“牛頓的物質(zhì)世界的定律”有何內(nèi)在一致性？ (2)根據(jù)材料二，指出為什么“達爾文的革命是19世紀科學中的主要革命”？舉例說明達爾文進化論影響下中國所產(chǎn)生的思想革命。 解析：第(1)問，第一小問可以從材料一中的“法國人或歐洲人”出發(fā)，聯(lián)系教材知識點，羅列啟蒙思想家的主要觀點即可；第二小問要從思想文化與科學技術發(fā)展的時代共通性上思考理性時代的到來。 第(2)問，第一小問可以根據(jù)材料二中“摧毀了以人為宇宙中心的宇宙觀……引起了……科學的進步”“產(chǎn)生于……并存的思想革命”等關鍵信息進行概括；第二小問需要結合中國近代史列舉涉及思想啟蒙的事件。 答案：(1)列舉：天賦人權、自由平等、社會契約、人民主權、三權分立、法律至上等。一致性：理性。 (2)原因：①摧毀了以人為宇宙中心的宇宙觀，否定了神創(chuàng)論；②促進科學發(fā)展；③推動思想解放。 說明：對維新變法運動和新文化運動起了巨大推動作用。 三人類文明的引擎 一、棉紡織業(yè)的技術創(chuàng)新 1．發(fā)明 (1)18世紀，凱伊發(fā)明了飛梭。 (2)1765年，哈格里夫斯發(fā)明“珍妮機”。 (3)1769年，阿克萊特在別人的幫助下發(fā)明了水力紡紗機。 (4)1779年，克隆普頓發(fā)明“騾機”。 (5)1785年，卡特萊特研制出水力織布機。 2．意義 (1)一系列技術創(chuàng)新揭開了工業(yè)革命的序幕。 (2)棉紡織業(yè)在技術上完成了由手工業(yè)向機器大工業(yè)的過渡。 二、“萬能的原動機” 1．條件：社會生產(chǎn)的直接推動和實驗科學的長期孕育。 2．過程 (1)1690年，法國工程師巴本發(fā)明的帶有活塞的實驗型汽缸，可以把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。 (2)瓦特改良蒸汽機： ①提高熱效率：1769年，在紐可門蒸汽機汽缸后加上冷凝器，1782年設計出雙向汽缸的蒸汽機。 ②改進連接：1782年，設計了一套連桿曲柄傳動裝置，使蒸汽機動力運動形式變?yōu)樾D(zhuǎn)運動。 3．應用 (1)1803年，美國工程師富爾頓制成汽船。 (2)1814年，英國人史蒂芬孫研制成功蒸汽機車。 4．影響 (1)蒸汽機是人類繼發(fā)明用火之后，在馴服自然力方面所取得的最大成果。 (2)工廠取代工場，歷史跨入一個新的時代——蒸汽時代。 三、“科”“技”結合的典范 1．電的發(fā)明和應用 (1)理論創(chuàng)新：1831年，英國的法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象，提出發(fā)電機的理論基礎。 (2)技術創(chuàng)新： ①1838年，俄國物理學家雅可比制成了第一臺實用的電動機。 ②1866年，德國工程師西門子制成發(fā)電機。 ③1870年，比利時人格拉姆制成了最早具有商品價值的直流電動機。 ④1882年，美國人愛迪生在紐約創(chuàng)建第一個中心發(fā)電廠，把輸電線連接成網(wǎng)絡。 (3)意義：電動機和發(fā)電機的發(fā)明，為電力工業(yè)開辟了廣闊的前景，人類進入電氣時代。 2．內(nèi)燃機的發(fā)明和應用 (1)發(fā)明： ①19世紀80年代前期，德國人卡爾本茨和戴姆勒各自獨立地制成以汽油為燃料的內(nèi)燃機。 ②1887年，狄塞爾發(fā)明了柴油機。 (2)應用：19世紀末，汽車誕生了。此后，以內(nèi)燃機為發(fā)動機的遠洋輪船、飛機等也陸續(xù)出現(xiàn)。 (3)意義： ①對交通領域的發(fā)展產(chǎn)生了巨大影響，汽車工業(yè)等新興工業(yè)建立起來。 ②推動了石油開采業(yè)的發(fā)展，加速了石油化學工業(yè)的產(chǎn)生。 [概念闡釋] 蒸汽時代 18世紀60年代到19世紀中期，資本主義生產(chǎn)經(jīng)歷了一場機器大生產(chǎn)取代手工工場的技術革命，歷史上稱這一發(fā)展過程為工業(yè)革命或產(chǎn)業(yè)革命。而蒸汽機是工業(yè)革命時期最偉大的發(fā)明，它不僅解決了工業(yè)發(fā)展的動力問題，而且有力地推動了一系列新興工業(yè)部門的興起，掀起了發(fā)明和使用機器的熱潮。蒸汽機在工業(yè)革命中起了最重大的作用，使社會生產(chǎn)力發(fā)展水平的主要標志——生產(chǎn)工具進入蒸汽時代，蒸汽機成為時代的象征。人們稱工業(yè)革命時期為“蒸汽時代”。 [輕巧識記] 蒸汽時代的到來 [名師點撥] 蒸汽機發(fā)明和改良的重大意義 (1)解決了工業(yè)發(fā)展的動力問題，實現(xiàn)了由自然力(人力、畜力、水力、風力)向蒸汽動力的轉(zhuǎn)化，使人類進入“蒸汽時代”。 (2)改變了工業(yè)格局的分布，由原來的近水建廠轉(zhuǎn)移到交通發(fā)達、資源豐富的地區(qū)，有利于經(jīng)濟的發(fā)展。 (3)出現(xiàn)了發(fā)明和使用機器的熱潮。 (4)促進了交通運輸業(yè)的發(fā)展，如蒸汽輪船、蒸汽機車等。 [易錯提醒] 正確區(qū)分“蒸汽時代”與“電氣時代”的發(fā)明 (1)“蒸汽時代”的發(fā)明側(cè)重于輕工業(yè)，科技含量不高，發(fā)明者主要是工人、技師，發(fā)明主要集中在英國。 (2)“電氣時代”的發(fā)明側(cè)重于基礎工業(yè)、重工業(yè)，科技含量高，發(fā)明者主要是科學家，發(fā)明涉及主要資本主義國家。 1．科學是人類關于自然的認識體系，技術是人類改變或改造環(huán)境的方法、途徑和技能，科學技術的進步在人類社會發(fā)展中越來越成為最重要的推動力之一。 2．英國的工業(yè)革命是從紡織業(yè)開始的。從1765年哈格里夫斯發(fā)明“珍妮機”到1785年卡特萊特研制出水力織布機，英國棉紡織業(yè)已經(jīng)在技術上完成了由手工業(yè)向機器大工業(yè)的過渡。 3．蒸汽機的發(fā)明和應用本質(zhì)上是一次動力革命，它推動了第一次工業(yè)革命向縱深開展，人類社會進入蒸汽時代。 4．發(fā)電機和其他電力技術發(fā)明的出現(xiàn)，促進了第二次工業(yè)革命的到來，電氣時代來臨。 蒸汽機的發(fā)明和電氣技術的應用對社會發(fā)展的影響 [材料一] 蒸汽大王在前一個世紀中翻轉(zhuǎn)了整個世界，現(xiàn)在它的統(tǒng)治已到末日，另外一個更大無比的革命力量——電力的火花將取而代之。 ——《回憶馬克思、恩格斯》 (1)“蒸汽大王……翻轉(zhuǎn)了整個世界”指的是什么？人們怎樣感受“電力的火花”？ [教你讀史] 信息比較明顯：“蒸汽大王”和“電力的火花”。 [提示] 蒸汽機的廣泛使用極大地促進了社會生產(chǎn)力的發(fā)展，使人類進入了蒸汽時代。電燈、電話、電車、電報等電氣設備的廣泛應用。 [材料二] 到1914年，英美等西方國家城市人口已經(jīng)占到總?cè)丝诘慕^對多數(shù)。 ——馬克垚《世界文明史》 (2)材料二的現(xiàn)象說明了什么問題？ [教你讀史] 一是注意時間“1914年”，二是關鍵信息：城市人口比重大。 [提示] 工業(yè)革命推動了西方國家城市化水平。 [材料三] 英國的蒸汽機和科學技術在印度全境把農(nóng)業(yè)和手工業(yè)徹底摧毀了。 ——《全球通史》 (3)你怎樣認識材料三？ [教你讀史] 抓主干信息：“蒸汽機和科學技術”摧毀了“農(nóng)業(yè)和手工業(yè)”。 [提示] 英國工業(yè)革命后加劇了對印度的侵略，同時工業(yè)革命的成果傳入印度，客觀上促進了印度的近代化。 兩次工業(yè)革命對社會發(fā)展的作用 1．社會生產(chǎn)力水平得到大幅度提高。瓦特蒸汽機出現(xiàn)以后，機器生產(chǎn)幾乎在所有的工業(yè)部門迅速發(fā)展，火車和輪船的發(fā)明又使交通運輸更加便捷；電氣技術的應用，使工業(yè)獲得更強大、更方便的動力，機器使用更加普遍，更多的工業(yè)部門涌現(xiàn)出來，生產(chǎn)技術更加先進，第二次工業(yè)革命開始。 2．社會結構和世界形勢發(fā)生巨大改變。資產(chǎn)階級由于掌握了先進的生產(chǎn)力，實力日益強大，開始確立對世界的統(tǒng)治。同時，隨著信息交流和交通運輸?shù)谋憬?，世界各地的?lián)系更加密切，世界日益成為一個整體。 3．社會財富的大大增加和人們生活變得更加豐富多彩。蒸汽機出現(xiàn)以后，形成了新的城市；隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市更加繁榮而且地位日益重要；電氣技術的廣泛應用，使城市面貌發(fā)生了巨大變化。 蒸汽機和電氣技術應用的不同之處 1．機器產(chǎn)生方式不同：蒸汽機的發(fā)明和改進靠的是生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的總結，并非是科學與技術真正相結合的產(chǎn)物，這一過程主要在英國完成；而電力的開發(fā)和利用是以電磁學理論為基礎，由多個國家的科學家、工程師研制開發(fā)完成。 2．生產(chǎn)組織形式不同：蒸汽時代是由近代工廠代替了手工工場，實行的是工廠制；而電氣技術的發(fā)展則導致生產(chǎn)和資本越來越集中，最后形成了壟斷組織。 3．生產(chǎn)水平提高不同：蒸汽機的應用導致了普遍的大機器生產(chǎn)，人類進入了工業(yè)化的第一個發(fā)展階段——蒸汽時代；電氣技術的廣泛應用，導致社會生產(chǎn)發(fā)展更為迅速，人類進入工業(yè)化的第二個發(fā)展階段——電力時代。 4．社會制度發(fā)展程度不同：在蒸汽時代，歐美資產(chǎn)階級基本上確立了對世界的統(tǒng)治，即資本主義制度在世界范圍內(nèi)建立起來；在電力時代，歐美資本主義制度日趨完善，進入成熟階段，壟斷資本主義發(fā)展起來。 題組一 “蒸汽時代”的到來 1．馬克思說，在18世紀珍妮紡紗機發(fā)明以前，“要想找出一個能夠同時紡出兩根紗的紡織工人并不比找一個雙頭人容易”。這說明( ) A．紡紗工珍妮同時紡出兩根紗 B．珍妮發(fā)明了珍妮紡紗機 C．18世紀紡紗效率亟待提高 D．珍妮紡紗機不再使用人力 解析：選C 珍妮紡紗機的發(fā)明