物理学史和物理思想方法

物理学史和物理思想方法1、重要的物理学史

(1)理想模型法：为了便于进行物理研究或物理教学而建立的一种抽象的理想客体或理想物理过程，突出了事物的主要因素、忽略了事物的次要因素。理想模型可分为对象模型(如质点、点电荷、理想变压器等)、条件模型(如光滑表面、轻杆、轻绳、匀强电场、匀强磁场等)和过程模型(在空气中自由下落的物体、抛体运动、匀速直线运动、匀速圆周运动、恒定电流等)。

(2)极限思维法：就是人们把所研究的问题外推到极端情况(或理想状态)，通过推理而得出结论的过程，在用极限思维法处理物理问题时，通常是将参量的一般变化，推到极限值，即无

限大、零值、临界值和特定值的条件下进行分析和讨论。如公式v ＝Δx Δt

中，当Δt →0时，v 是瞬时速度。

(3)理想实验法：也叫做实验推理法，就是在物理实验的基础上，加上合理的科学的推理得出结论的方法就叫做理想实验法，这也是一种常用的科学方法。如伽利略斜面实验、推导出牛顿第一定律等。

(4)微元法：微元法是指在处理问题时，从对事物的极小部分(微元)分析入手，达到解决事物整体目的的方法。它在解决物理学问题时很常用，思想就是“化整为零”，先分析“微元”，再通过“微元”分析整体。

(5)比值定义法：就是用两个基本物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法，特点是：A ＝B C ，但A 与B 、C 均无关。如a ＝Δv Δt 、E ＝F q 、C ＝Q U 、I ＝q t 、R ＝U I 、B ＝F IL 、ρ＝m V

等。 (6)放大法：在物理现象或待测物理量十分微小的情况下，把物理现象或待测物理量按照一定规律放大后再进行观察和测量，这种方法称为放大法，常见的方式有机械放大、电放大、光放大。

(7)控制变量法：决定某一个现象的产生和变化的因素很多，为了弄清事物变化的原因和规律，必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使它保持不变，研究其他两个变量之间的关系，这种方法就是控制变量法。比如探究加速度与力、质量的关系，就用了控制变量法。

(8)等效替代法：在研究物理问题时，有时为了使问题简化，常用一个物理量来代替其他所有物理量，但不会改变物理效果。如用合力替代各个分力，用总电阻替代各部分电阻等。

(9)类比法：也叫“比较类推法”，是指由一类事物所具有的某种属性，可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法。其结论必须由实验来检验，类比对象间共有的属性越多，则类比结论的可靠性越大。如研究电场力做功时，与重力做功进行类比；认识电流时，用水流进行类比；认识电压时，用水压进行类比。

1、在物理学史上，正确认识运动和力的关系且推翻“力是维持物体运动的原因”的物理学家及建立惯性定律的物理学家分别是( )

A ．亚里士多德、伽利略

B ．亚里士多德、牛顿

C ．伽利略、爱因斯坦

D ．伽利略、牛顿

2、在物理学建立、发展的过程，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

3、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

4、以下是力学中的三个实验装置，由图可知这三个实验共同的

物理思想方法是( )

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 ．猜想的思想方法

5、(多选)为了认识复杂的事物规律，我们往往从事物的等同效果

出发，将其转化为简单的、易于研究的事物，这种方法称为等效替代法，下列哪些物理概念的建立使用了等效替代思想( )

A ．惯性

B ．重心

C ．平均速度

D ．合力与分力

6、(多选)下列关于物理学发展史的说法中正确的是( )

A ．伽利略通过大量实验，发现只要斜面的倾角一定，不同质量的小球从不同高度开始滚动，小球的加速度都是相同的

B ．奥斯特为了解释磁体产生的磁场提出了分子电流假说

C ．楞次在对理论基础和实验资料进行严格分析后，提出了电磁感应定律

D ．美国物理学家密立根经过多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量

7、(多选)以下说法符合物理史实的是( )

A ．奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象

B ．牛顿发现了万有引力定律，并且用扭秤装置测出了引力常量

C ．开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础

D ．库仑认为在电荷的周围存在着由它产生的电场，并提出用电场线简洁地描述电场

8、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 ＝Δx Δt ，当Δt →0时，Δx Δt

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

9、(2017·泰安检测)在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了巨大的贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是( )

A ．伽利略利用行星运行的规律，并通过月—地检验，得出了万有引力定律

B ．贝克勒尔发现了天然放射性，开始了原子核结构的研究

C ．汤姆孙发现了电子并提出了原子的核式结构

D ．牛顿通过斜面实验结合逻辑推理的方法对“自由落体运动”进行了系统的研究

10、(2018届高三·桂林五校联考)下列有关物理学史的一些说法正确的是( )

A ．在对自由落体运动的研究中，伽利略巧妙地利用斜面实验来冲淡重力影响(增加运动时间)，使运动时间更容易测量，通过逻辑推理证明了自由落体的运动规律

B ．经典力学认为同一过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同参考系中是不同的

C ．奥斯特发现了电磁感应现象，并总结出了法拉第电磁感应定律

D ．1897年，贝克勒尔利用阴极射线管发现了电子，说明原子可分，有复杂内部结构

11、(2017·常德模拟)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不正确的是( )

A ．电流I ＝U R

，采用了比值定义法 B ．合力、分力等概念的建立体现了等效替代的思想

C ．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，将物体抽象为一个有质量的点，这样的方法叫理想模型法

D ．根据功率的定义式P ＝W t ，当时间间隔t 非常小时，W t

就可以表示瞬时功率，这里运用了极限思维法

12、[多选]下列关于物理学研究方法的叙述中正确的是( )

A ．电学中引入了点电荷的概念，突出了带电体的带电量，忽略了带电体的质量，这里运用了理想模型法

B ．“总电阻”、“交流电的有效值”等用的是等效替代的方法

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，例如电容C ＝Q U ，加速度a ＝F m

都是采用比值法定义的

D ．根据速度定义式v ＝Δx Δt ，当Δt 趋近于零时，Δx Δt

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

13、下列说法中，不符合物理学史的是()

A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就保持静止

B．牛顿认为，力是改变物体运动状态的原因，而不是物体运动的原因

C．麦克斯韦发现了电流的磁效应，即电流可以在其周围产生磁场

D．奥斯特发现导线通电时，导线附近的小磁针发生偏转

14、领悟并掌握处理问题的思想与方法是学习物理的重要途径，如图所示是我们学习过的几个实验，其中研究物理问题的思想与方法相同的是()

A．①②B．②③C．②④D．①④

15、(2017·河南南阳一中模拟)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，每一小段近似看成匀速直线运动，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

16、(2017·山东威海模拟)下列说法正确的是()

A．牛顿利用斜面研究自由落体运动时，使用了“外推”的方法，即当斜面的倾角为90°时，物体在斜面上的运动就变成了自由落体运动

B．运动的合成与分解是研究曲线运动的一般方法，该方法不适用于研究匀速圆周运动C．物理模型在物理学的研究中起了重要作用，其中“质点”、“点电荷”和“轻弹簧”都是理想化模型

D．库仑利用扭秤实验装置研究电荷间相互作用力的大小跟电荷量和电荷间的距离的关系时，采用了理想实验法

17、“曹冲称象”是妇孺皆知的故事，当众人面临大象这样的庞然大物，且在缺少有效的称量工具的时候，他称量出大象的体重，体现了他的智慧，被世人称道。下列物理学习或研究中用到的方法与“曹冲称象”的方法相同的是( )

A ．“质点”的概念

B ．合力与分力的关系

C ．“瞬时速度”的概念

D ．研究加速度与合力、质量的关系

18、[多选]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。下列叙述符合史实的是( )

A ．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系

B ．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

C ．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流

D ．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阻碍引起感应电流的磁通量的变化

19、[多选]伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，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

20、[多选](2017·山东临沂模拟)17世纪，伽利略通过实验分析指出：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，从而得出力是改变物体运动状态的原因，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法。在物理学的重大发现中，科学家们创造出了许多物理学研究方法。下列关于物理学研究方法的叙述正确的是( )

A ．卡文迪许扭秤实验应用了微元的思想方法

B ．电场强度E ＝F q

运用了比值定义的方法 C ．速度v ＝Δx Δt

，当Δt 非常小时可表示t 时刻的瞬时速度，应用了极限思想方法 D ．借助激光器及平面镜观察桌面的微小形变的实验中，运用了建立物理模型法

物理学史和物理思想方法答案

1、解析亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体才能运动，不受力的作用物体就保持静止；伽利略根据小球从斜面上滚下的实验，提出如果没有摩擦阻力，小球将永远运动下去，即力不是维持物体运动的原因；牛顿在总结了前人研究的基础上提出了惯性定律；爱因斯坦建立了狭义相对论和广义相对论，故D正确。

答案 D

2、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；法拉第发现了电磁感应现象，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。

答案 A

3、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。答案 D

4、解析这三个实验共同的物理思想方法是把微小量进行放大，使之能够观察和测量，即放大的思想方法，选项B正确。

答案 B

5、解析重心是将物体各部分所受重力等效为集中于一点；平均速度是将变速运动过程等效为匀速运动过程，匀速运动的速度则为变速运动的平均速度；合力与分力是使力的作用效果相同。

答案BCD

6、解析伽利略通过大量实验，发现只要斜面的倾角一定，不同质量的小球从不同高度开始滚动，小球的加速度都是相同的，选项A正确；安培为了解释磁体产生的磁场提出了分子电流假说，选项B错误；纽曼和韦伯在对理论基础和实验资料进行严格分析后，提出了电磁感应定律，选项C错误；美国物理学家密立根经过多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量，选项D正确。

答案AD

7、解析奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，选项A正确；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许用扭秤装置测出了引力常量，选项B错误；开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础，选项C正确；法拉第认为在电荷的周围存在着由它产生的电场，并提出用电场线简洁地描述电场，选项D错误。

答案 AC

8、解析 用质点代替物体采用的科学方法为理想模型，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。

答案 B

9、解析：选B 牛顿利用行星运行的规律，并通过月—地检验，得出了万有引力定律，A 错误；法国物理学家贝克勒尔发现了天然放射性，开始了原子核结构的研究，B 正确；汤姆孙发现了电子，卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构，C 错误；伽利略通过斜面实验结合逻辑推理的方法对“自由落体运动”进行了系统的研究，D 错误。

10、解析：选A 在对自由落体运动的研究中，伽利略巧妙地利用斜面实验来冲淡重力影响(增加运动时间)，使运动时间更容易测量，通过逻辑推理证明了自由落体的运动规律，选项A 正确；经典力学认为同一过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同参考系中是相同的，选项B 错误；法拉第发现了电磁感应现象，法拉第电磁感应定律是纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后总结出来的，选项C 错误； 1897年，汤姆孙利用阴极射线管发现了电子，说明原子可分，有复杂内部结构，选项D 错误。

11、解析：选A 电流的定义式I ＝U R

中，电流由电压决定，不是比值定义法，故A 错误；合力、分力等概念的建立体现了等效替代的思想，故B 正确；为了便于物理研究，突出主要因素，忽略次要因素，将实际研究对象简化为物理模型，这样的方法叫理想模型法，故C

正确；根据功率的定义式P ＝W t ，当时间间隔t 非常小时，W t

就可以表示瞬时功率，这里运用了极限思维法，故D 正确。

12、解析：选BD 点电荷的概念，突出了带电体的带电量，忽略了带电体的体积大小和形状，而不是忽略了带电体的质量，运用了理想模型法，A 项错误；“总电阻”、“交流电的有

效值”等用的是等效替代的方法，B 项正确；电容的定义式C ＝Q U 是比值定义，加速度a ＝F m

是牛顿第二定律的表达式，a ＝Δv Δt

才是加速度的定义式也是比值定义，C 项错误；根据速度定义式v ＝Δx Δt

，当Δt 趋近于零时，表示瞬时速度，该定义运用了极限思维法，D 项正确。 13、解析：选C 亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就保持静止，A 符合物理学史；由牛顿第一定律可知，力是改变物体运动状态的原因，而不是物体运动的原因，B 符合物理学史；奥斯特发现导线通电时，导线附近的小磁针发生偏转，从而发现了电流的磁效应，C 不符合物理学史，D 符合物理学史。

14、解析：选D ①采用了微小变量放大法，设一个螺距为0.5 mm ，当旋转一周时，前进

或后退一个螺距，这样把0.5 mm的长度放大到旋转一周上。②采用了等效替代法，即两次拉橡皮筋时使橡皮筋的形变相同。③本实验中探究小车的加速度与力和质量的关系，故先保持小车质量不变，而研究合外力和加速度两个物理量之间的关系，或者先保持小车所受的合外力不变，探究小车的质量与小车的加速度之间的关系，故采用了控制变量法。④用力F 向下压，使桌面产生微小形变，使平面镜M逆时针方向微小旋转，若使法线转过θ角，则M反射的光线旋转的角度为2θ，N反射的光线就旋转了4θ，那么投射到平面镜上的光斑走过的距离就更大，故采用了微小变量放大法。因此研究物理问题的思想与方法相同的是①④，故选项A、B、C错误，D正确。

15、解析：选D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，故选项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，故选项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，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故选项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，故选项D正确。

16、解析：选C伽利略利用斜面研究自由落体运动时，使用了“外推”的方法，即当斜面的倾角为90°时，物体在斜面上的运动就变成了自由落体运动，故选项A错误；运动的合成与分解是研究曲线运动的一般方法，该方法也同样适用于研究匀速圆周运动，故选项B错误；物理模型在物理学的研究中起了重要作用，其中“质点”、“点电荷”和“轻弹簧”都是理想化模型，故选项C正确；库仑利用扭秤实验装置研究电荷间的相互作用力的大小跟电荷量和电荷间的距离的关系时，采用了控制变量法，故选项D错误。

17、解析：选B“曹冲称象”故事中用等重量的石头代替等重量的大象，是等效替代的思想；研究合力与分力的关系，是等效替代的思想，故B正确；建立“质点”的概念，采用的是理想模型法，故A错误；建立“瞬时速度”的概念，采用的是极值法，故C错误；研究加速度与合力、质量的关系，采用的是控制变量法，故D错误。

18、解析：选ABD奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电流能够产生磁场，电和磁之间存在联系，选项A正确；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，选项B正确；法拉第在实验中观察到，通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，由于导线圈中磁通量不变，不会产生感应电流，选项C错误；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阻碍引起感应电流的磁通量的变化，这就是楞次定律，选项D正确。

19、解析：选AC伽利略利用理想斜面实验和逻辑推理相结合的方法否定了亚里士多德“力是维持物体运动状态的原因”的错误结论，正确地指出力不是维持物体运动状态的原因，A

项正确；牛顿提出万有引力定律，B 项错误；伽利略首先运用逻辑推理的方法，发现物体下落的快慢和它的重量无关，C 项正确；牛顿提出了物体间的相互作用力总是等大反向的结论，D 项错误。

20、解析：选BC 卡文迪许扭秤实验应用了放大的思想方法，故选项A 错误；电场强度E ＝F q 运用了比值定义的方法，故选项B 正确；根据速度v ＝Δx Δt

，当Δt 非常小时可表示t 时刻的瞬时速度，应用了极限思想方法，故选项C 正确；借助激光器及平面镜观察桌面的微小形变的实验中，应用了放大法，选项D 错误。