物理学史和物理方法

2016届呼和浩特市段考物理圈题

题组4 物理学史和物理方法

（一）考法解法

命题特点分析

段考选取物理学史上一些重要事件、典型思想和科学研究方法，这些学史中所包含的艰辛探索、研究方法、创造性思想及其对物理学发展的影响、对社会的推动等无不深深地影响着考生的情感态度价值观。

解题方法荟萃

物理学史和物理方法类选择题由于比较简单，通常直接课本上知识点，应加强识记。一、直接判断法：对于科学家的突出贡献、对重要实验的研究方法，只要加强识记，可以直接判断正误。

附：常考物理学史人物与事件

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、英国物理学家胡克对物理学的贡献：胡克定律；经典题目：胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比（对）

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。

17世纪，伽利略通过理想实验法指出：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；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。

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（勒维耶）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。

9、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；但现代火箭结构复杂，其所能达到的最大速度主要取决于喷气速度和质量比（火箭开始飞行的质量与燃料燃尽时的质量比）；

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。多级火箭一般都是三级火箭，我国已成为掌握载人航天技术的第三个国家。

10、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。

11、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。

12、17世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三定律；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装置比较准确地测出了引力常量（体现放大和转换的思想）；1846年，科学家应用万有引力定律，计算并观测到海王星。

二、.筛选排除法：判断一个选项正确很难，但判断一个选项是错误往往是很容易的，只要排除掉不符合要求的选项，自然确定出正确答案。

（二）真题剖析

1.(呼市2013届段考第1题)下列运动有关的认识不正确的是（）

A．亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动

B．伽利略认为力不是维持物体速度的原因

C．牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动

D．伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去

【命题意图】本题考查牛顿第一定律；物理学史．。

【点评】牛顿第一定律解决了力和运动最根本的关系，它是整个牛顿力学的基础．

【答案】AC

2（呼市2014届段考第1题）．下列关于关于惯性的说法正确的是（）

A．在月球上举重比在地球上举重容易是因为同一物体在月球上的惯性比较小

B．推出去的铅球和抛出去的标枪靠惯性向远处运动

C．在完全失重的情况下物体的惯性将消失

D．在粗糙水平面上运动越快的物体滑行的越远，因为物体运动的越快惯性越大

【命题意图】本题考查惯性的概念。

【答案】B

3（呼市2015届段考第1题）.在物理学建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了伟大的贡献，下列说法正确的是

A.牛顿的万有引力定律和哥白尼的日心说奠定了现代天文学的理论基础

B.亚里士多德提出了力是改变物体运动状态的原因

C.开普勒推导并提出了万有引力定律

D.伽利略被誉为“近代力学之父”，是因为他提出了力和运动的本质关系和动能定理

【命题意图】本题是力学物理学史的考查。

【解题点拨】

解析：A.牛顿的万有引力定律和哥白尼的日心说奠定了现代天文学的理论基础，故A正确。

B.牛顿提出了力是改变物体运动状态的原因，故B错误。

C.牛顿推导并提出了万有引力定律，故C错误。

D.牛顿被誉为“近代力学之父”，提出了力和运动的本质关系和动能定理，故D错误。

故选A。

【答案】A

4. [2012·课标全国卷·14] 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【命题意图】本题同样考查早期物理学发展过程中对惯性的认识

【解题点拨】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．

【解题点拨】物理学史考查可以是依托某个物理学概念的理解为切入点，也可能以物理学研究的方法史为切入点

【答案】AD

（三）段考圈题

1.【题干】在物理学的发展过程中，科学家们创造出了许多物理学研究方法，以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（）

A．在不需要考虑带电物体本身的大小和形状时，用点电荷来代替物体的方法叫微元法B．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，该实验采用了假设法

C．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，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想模型法

D．伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法【圈题理由】本专题所提的方法是指研究物理问题的思维方式，不是指具体的解题方法。通过本专题的学习，来体会科学家进行科学探究的方法，提高自身科学探究的能力和科学素养。

【答案】D

【解析】在不需要考虑带电物体本身的大小和形状时，用点电荷来代替物体的方法叫理想模型法，选项A错误；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，该实验采用了控制变量法，选项B错误；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，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，选项C错误；伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法，选项D正确。

2.【题干】在“探究弹性势能的表达式”的活动中，为计算弹簧弹力所做功，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，拉力在每小段可以认为是恒力，用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功，物理学中把这种研究方法叫做“微元法”，下面几个实例中应用到这一思想方法的是（ ）

A ．根据加速度的定义,v a t ?=

?当△t 非常小，v t ??就可以表示物体在t 时刻的瞬时加速度

B ．在探究加速度、力和质量三者之间关系时，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

C ．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，然后把各小段的位移相加

D ．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用点来代替物体，即质点

【圈题理由】教材上一些研究问题的方法也往往是段考命题者所关注的，源于教材又高于教材也是新课标的理念之一，故我们在复习过程不能忽略教材上研究问题的基本方法。

【答案】C 【解析】根据加速度的定义,v a t

?=?当△t 非常小，v t ??就可以表示物体在t 时刻的瞬时加速度，应用的极限思维法，选项A 错误；在探究加速度、力和质量三者之间关系时，采用的是控制变量法，选项B 错误；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，然后把各小段的位移相加，应用的是微元法，选项C 正确；在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用点来代替物体，即质点，应用的是理想模型法，选项D 错误。

3.【题干】下图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表。表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据，伽利略可以得出的结论是( )

A ．物体具有惯性

B ．斜面倾角一定时，加速度与质量无关

C．物体运动的距离与时间的平方成正比

D．物体运动的加速度与重力加速度成正比

【命题意图】本题考查伽利略斜面实验的研究方法，意在考查考生应用相关知识定量分析物理问题，解决问题的能力。

【解题点拨】根据表中的数据，第一列与第三列数据存在比例关系，第一列数据是第二列数据的二次方，伽利略可以得出的结论是：物体运动的距离与时间的平方成正比，选项C 正确。

【点评】本题其他选项中的说法本身是正确的，但是与本实验没有直接关系，不能作为本题的答案，这一点需要引起考生的注意。

【答案】C

（四）分层训练

基础过关

1. 【题干】在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（）

A．第谷通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律

B．牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动

C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因

D．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献

【答案】BD

【解析】第谷通过对天体运动的长期观察，积累了资料，开普勒分析研究这些资料，发现了行星运动三定律，选项A错误；牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动，笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献，伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，选项BD正确C错误。

2.【题干】伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有（）

A．力不是维持物体运动的原因

B．物体之间普遍存在相互吸引力

C．忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快

D．物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反

【答案】AC

【解析】伽利略通过理想斜面实验和落体运动实验分别发现：力不是维持物体运动的原因，忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快，选项A、C正确。

3. 【题干】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，他们也创造出了许多的物理学研究方法，下列关于物理学研究方法的叙述中正确的是

A．理想化模型是把实际问题理想化，略去次要因素，突出主要因素，例如质点、位移等是理想化模型

B．重心、合力和交变电流的有效值等概念的建立都体现了等效替代的思想

C．用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如场强

F

E

q

=，电容

C

Q

U

=,加速度

F

a

m

=都是采用比值法定义的

D.根据速度定义式

x

v

t

?

=

?

半，当t?非常小时,

x

t

?

?

就可以表示物体在t时刻的瞬时

速度，该定义应用了极限思想方法

【答案】BD

【解析】选项A中位移不是理想化模型，故A错误。选项C，比值法定义的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用的物理量的大小取舍而改

变．实际中并不是所有的物理公式都是用比值定义法定义的，如场强

F

E

q

=，电容C

Q

U

=都

不是比值定义的，故C错误。选项BD说法正确。

智能拓展

4.【题干】．关于伽利略对物理问题的研究，下列说法中正确的是（）

A．伽利略认为在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢不同

B．只要条件合适理想斜面实验就能做成功

C．理想斜面实验虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的事实基础上的

D．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证【答案】C

【解析】伽利略认为在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢相同，选项A错误；

理想斜面实验不可能做成功，选项B错误；伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并采用斜面实验验证推理，选项D错误。

5.【题干】一个质点运动的速度一时间图象如图甲所示，在任意很短时间△t内，质点的运动可以近似视为匀速直线运动，该时间内质点的位移即为条形阴影区域的面积，经过累积，图线与横坐标轴围成的面积即为质点在相应时间内的位移。利用这种微元累积法我们可以研究许多物理问题，图乙是某物理量y随时间t变化的图象，关于此图线与横坐标轴所围成的

面积，下列说法中正确的是（）

A．如果y轴表示物体的加速度大小，则面积大于该物体在相应时间内的速度变化量B．如果y轴表示力做功的功率，则面积小于该力在相应时间内所做的功

C．如果y轴表示流过用电器的电流，则面积等于在相应时间内流过该用电器的电荷量D．如果y轴表示变化的磁场在金属线圈中产生的感应电动势，则面积等于该磁场在相应时间内磁感应强度的变化量

【答案】C

【解析】根据微元累积法的特点，选项A中，面积应该等于该物体在相应时间内的速度变化量；选项B中，面积应该等于该力在相应时间内所做的功；选项C中，面积等于在相应时间内流过该用电器的电荷量；选项D中，只有线圈匝数为1时，面积才等于该磁场在相应时间内磁感应强度的变化量。故只有选项C正确。

6、【题干】为了探究影响平抛运动水平射程的因素，某同学通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验，实验数据记录如下表．以下探究方案符合控制变量法的是()

A.

B.若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据

C.若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据

D.若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据

【答案】D

【解析】应用控制变量法进行实验时，如果研究其中两个量的关系时，必须使其他变量为定值，因此若探究水平射程与初速度的关系，应使抛出点的高度一定，故选项A、B均错误；若探究水平射程与高度的关系时，应使水平初速度为定值，故选项C错误、选项Ｄ正确。