高中物理學史總結(內附常考題目)

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物理學史是考試經常考查內容,經常以選擇題形式出現,今天學長整理了高中所涉及的相關物理史知識點,同時在文章末尾整理了10道經常考察的練習題,讓各位同學在枯燥的純文字記憶中,調節一下形式,能夠又好又快的記住記牢。


力學

1、1638年,意大利物理學家伽利略在《兩種新科學的對話》中用科學推理論證重物體和輕物體下落一樣快;並在比薩斜塔做了兩個不同質量的小球下落的實驗,證明了他的觀點是正確的,推翻了古希臘學者亞里士多德的觀點(即:質量大的小球下落快是錯誤的);

2、1654年,德國的馬德堡市做了一個轟動一時的實驗——馬德堡半球實驗;


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3、17世紀,伽利略通過構思的理想實驗指出:在水平面上運動的物體若沒有摩擦,將保持這個速度一直運動下去;得出結論:力是改變物體運動的原因,推翻了亞里士多德的觀點:力是維持物體運動的原因。同時代的法國物理學家笛卡兒進一步指出:如果沒有其它原因,運動物體將繼續以同速度沿著一條直線運動,既不會停下來,也不會偏離原來的方向。

4、英國物理學家胡克對物理學的貢獻:胡克定律;經典題目:胡克認為只有在一定的條件下,彈簧的彈力才與彈簧的形變量成正比(對)

5、1638年,伽利略在《兩種新科學的對話》一書中,運用觀察-假設-數學推理的方法,詳細研究了拋體運動。17世紀,伽利略通過理想實驗法指出:在水平面上運動的物體若沒有摩擦,將保持這個速度一直運動下去;同時代的法國物理學家笛卡兒進一步指出:如果沒有其它原因,運動物體將繼續以同速度沿著一條直線運動,既不會停下來,也不會偏離原來的方向。

6、人們根據日常的觀察和經驗,提出“地心說”,古希臘科學家托勒密是代表;而波蘭天文學家哥白尼提出了“日心說”,大膽反駁地心說。

7、17世紀,德國天文學家開普勒在第谷的觀測數據的基礎上提出行星運動的三大定律。

8. 1687年,英國科學家牛頓在《自然哲學的數學原理》著作中提出了三條運動定律(即牛頓三大運動定律)。

9、牛頓於1687年在《自然哲學的數學原理》著作中正式發表萬有引力定律;1798年英國物理學家卡文迪許利用扭秤實驗裝置比較準確地測出了引力常量;

10、英國劍橋大學學生亞當斯和法國天文學家勒維耶各自獨立地應用萬有引力定律,計算出海王星的軌道。1846年9月23日,德國的伽勒在勒維耶預言的位置附近發現了海王星。1930年,美國天文學家湯苞用同樣的計算方法發現冥王星。

11、我國宋朝發明的火箭是現代火箭的鼻祖,與現代火箭原理相同;但現代火箭結構複雜,其所能達到的最大速度主要取決於噴氣速度和質量比(火箭開始飛行的質量與燃料燃盡時的質量比);俄國科學家齊奧爾科夫斯基被稱為近代火箭之父,他首先提出了多級火箭和慣性導航的概念。多級火箭一般都是三級火箭,我國已成為掌握載人航天技術的第三個國家。

12、1957年10月,蘇聯發射第一顆人造地球衛星;1961年4月,世界第一艘載人宇宙飛船“東方1號”帶著尤里加加林第一次踏入太空。

13、20世紀初建立的量子力學和愛因斯坦提出的狹義相對論表明經典力學不適用於微觀粒子和高速運動物體。

電磁學

1、1785年法國物理學家庫侖利用扭秤實驗發現了電荷之間的相互作用規律——庫侖定律,並測出了靜電力常量k的值。

2、1752年,富蘭克林在費城通過風箏實驗驗證閃電是放電的一種形式,把天電與地電統一起來,併發明避雷針。

3、1837年,英國物理學家法拉第最早引入了電場概念,並提出用電場線表示電場。


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4、1913年,美國物理學家密立根通過油滴實驗精確測定了元電荷e電荷量,獲得諾貝爾獎。

5、1826年德國物理學家歐姆(1787-1854)通過實驗得出歐姆定律。

6、1911年,荷蘭科學家昂尼斯(或昂納斯)發現大多數金屬在溫度降到某一值時,都會出現電阻突然降為零的現象——超導現象。

7、19世紀,焦耳和楞次先後各自獨立發現電流通過導體時產生熱效應的規律,即焦耳——楞次定律。

8、1820年,丹麥物理學家奧斯特發現電流可以使周圍的小磁針發生偏轉,稱為電流磁效應。

9、法國物理學家安培發現兩根通有同向電流的平行導線相吸,反向電流的平行導線則相斥,同時提出了安培分子電流假說;並總結出安培定則(右手螺旋定則)判斷電流與磁場的相互關係和左手定則判斷通電導線在磁場中受到磁場力的方向。

10、荷蘭物理學家洛侖茲提出運動電荷產生了磁場和磁場對運動電荷有作用力(洛侖茲力)的觀點。

11、湯姆生的學生阿斯頓設計的質譜儀可用來測量帶電粒子的質量和分析同位素。

12、1932年,美國物理學家勞倫茲發明了迴旋加速器能在實驗室中產生大量的高能粒子。(最大動能僅取決於磁場和D形盒直徑。帶電粒子圓周運動週期與高頻電源的週期相同;但當粒子動能很大,速率接近光速時,根據狹義相對論,粒子質量隨速率顯著增大,粒子在磁場中的迴旋週期發生變化,進一步提高粒子的速率很困難。

13、(高頻錯題)1831年,英國物理學家法拉第發現了由磁場產生電流的條件和規律——電磁感應現象。紐曼、韋伯先後在1845年和1846年指出:閉合電路中的感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比,後人稱之為“法拉第電磁感應定律”。

14、1834年,俄國物理學家楞次發表確定感應電流方向的定律——楞次定律。


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15、1835年,美國科學家亨利發現自感現象(因電流變化而在電路本身引起感應電動勢的現象),日光燈的工作原理即為其應用之一,雙繞線法制精密電阻為消除其影響應用之一。

熱學

1、1827年,英國植物學家布朗發現懸浮在水中的花粉微粒不停地做無規則運動的現象——布朗運動。

2、19世紀中葉,由德國醫生邁爾、英國物理學家焦爾、德國學者亥姆霍茲最後確定能量守恆定律。

3、1850年,克勞修斯提出熱力學第二定律的定性表述:不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產生其他影響,稱為克勞修斯表述。次年開爾文提出另一種表述:不可能從單一熱源取熱,使之完全變為有用的功而不產生其他影響,稱為開爾文表述。


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克勞修斯

4、1848年 開爾文提出熱力學溫標,指出絕對零度是溫度的下限。指出絕對零度(-273.15℃)是溫度的下限。T=t+273.15K熱力學第三定律:熱力學零度不可達到。

機械振動和機械波

1、17世紀,荷蘭物理學家惠更斯確定了單擺週期公式。週期是2s的單擺叫秒擺。

2、1690年,荷蘭物理學家惠更斯提出了機械波的波動現象規律——惠更斯原理。

3、奧地利物理學家多普勒(1803-1853)首先發現由於波源和觀察者之間有相對運動,使觀察者感到頻率發生變化的現象——多普勒效應。【相互接近,f增大;相互遠離,f減少】

4、1864年,英國物理學家麥克斯韋發表《電磁場的動力學理論》的論文,提出了電磁場理論,預言了電磁波的存在,指出光是一種電磁波,為光的電磁理論奠定了基礎。電磁波是一種橫波


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大學時期的麥克斯韋

5、1887年,德國物理學家赫茲用實驗證實了電磁波的存在,並測定了電磁波的傳播速度等於光速。

6、1894年,意大利馬可尼和俄國波波夫分別發明了無線電報,揭開無線電通信的新篇章。

7、1800年,英國物理學家赫歇耳發現紅外線;1801年,德國物理學家裡特發現紫外線;1895年,德國物理學家倫琴發現X射線(倫琴射線),併為他夫人的手拍下世界上第一張X射線的人體照片。

光學

1、1621年,荷蘭數學家斯涅耳找到了入射角與折射角之間的規律——折射定律。

2、1801年,英國物理學家托馬斯·楊成功地觀察到了光的干涉現象。


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托馬斯·楊

3、1818年,法國科學家菲涅爾和泊松計算並實驗觀察到光的圓板衍射—泊松亮斑。

4、1864年,英國物理學家麥克斯韋預言了電磁波的存在,指出光是一種電磁波;1887年,赫茲證實了電磁波的存在,光是一種電磁波

5.公元前468-前376,我國的墨翟及其弟子在《墨經》中記載了光的直線傳播、影的形成、光的反射、平面鏡和球面鏡成像等現象,為世界上最早的光學著作。

6.1849年法國物理學家斐索首先在地面上測出了光速,以後又有許多科學家採用了更精密的方法測定光速,如美國物理學家邁克爾遜的旋轉稜鏡法。(注意其測量方法)

7.關於光的本質:17世紀明確地形成了兩種學說:一種是牛頓主張的微粒說,認為光是光源發出的一種物質微粒;另一種是荷蘭物理學家惠更斯提出的波動說,認為光是在空間傳播的某種波。這兩種學說都不能解釋當時觀察到的全部光現象。

波粒二象性

1、物理學晴朗天空上的兩朵烏雲:①邁克遜-莫雷實驗——相對論(高速運動世界), ②熱輻射實驗——量子論(微觀世界)

2、19世紀和20世紀之交,物理學的三大發現:X射線的發現,電子的發現,放射性的發現。

3、1905年,愛因斯坦提出了狹義相對論,有兩條基本原理:①相對性原理——不同的慣性參考系中,一切物理規律都是相同的;②光速不變原理——不同的慣性參考系中,光在真空中的速度一定是c不變。


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4、1900年,德國物理學家普朗克解釋物體熱輻射規律提出能量子假說:物質發射或吸收能量時,能量不是連續的,而是一份一份的,每一份就是一個最小的能量單位,即能量子;因此獲得1918年諾貝爾物理學獎。

5、激光——被譽為20世紀的“世紀之光”;

6、1900年,德國物理學家普朗克為解釋物體熱輻射規律提出:電磁波的發射和吸收不是連續的,而是一份一份的,把物理學帶進了量子世界;受其啟發1905年愛因斯坦提出光子說,成功地解釋了光電效應規律,因此獲得1921年諾貝爾物理學獎。

7、1922年,美國物理學家康普頓在研究石墨中的電子對X射線的散射時——康普頓效應,證實了光的粒子性。(說明動量守恆定律和能量守恆定律同時適用於微觀粒子) 獲得1927年諾貝爾物理學獎。

8、1913年,丹麥物理學家玻爾提出了自己的原子結構假說,成功地解釋和預言了氫原子的輻射電磁波譜,為量子力學的發展奠定了基礎。獲得1922年諾貝爾物理學獎。

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尼爾斯·玻爾,丹麥物理學家,原子物理學的奠基人。

9、1924年,法國物理學家德布羅意大膽預言了實物粒子在一定條件下會表現出波動性;

10、1927年美、英兩國物理學家得到了電子束在金屬晶體上的衍射圖案。電子顯微鏡與光學顯微鏡相比,衍射現象影響小很多,大大地提高分辨能力,質子顯微鏡的分辨本能更高。

原子物理

1、1858年,德國科學家普里克發現了一種奇妙的射線——陰極射線(高速運動的電子流)。(注意不是湯姆生)

2、英國物理學家湯姆生髮現電子,並指出:陰極射線是高速運動的電子流。獲得1906年諾貝爾物理學獎。

3、1913年,美國物理學家密立根通過油滴實驗精確測定了元電荷e電荷量,獲得諾貝爾獎。

4、1897年,湯姆生利用陰極射線管發現了電子,說明原子可分,有複雜內部結構,並提出原子的棗糕模型。

5、1909-1911年,英國物理學家盧瑟福和助手們進行了α粒子散射實驗,並提出了原子的核式結構模型。由實驗結果估計原子核直徑數量級為10 -15m。1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮核,第一次實現了原子核的人工轉變,並發現了質子。預言原子核內還有另一種粒子,被其學生查德威克於1932年在α粒子轟擊鈹核時發現,由此人們認識到原子核由質子和中子組成。

6、1885年,瑞士的中學數學教師巴耳末總結了氫原子光譜的波長規律——巴耳末系。

7、1913年,丹麥物理學家波爾最先得出氫原子能級表達式;

8、1896年,法國物理學家貝克勒爾發現天然放射現象,說明原子核有複雜的內部結構。天然放射現象:有兩種衰變(α、β),三種射線(α、β、γ),其中γ射線是衰變後新核處於激發態,向低能級躍遷時輻射出的。衰變快慢與原子所處的物理和化學狀態無關。

9、1896年,在貝克勒爾的建議下,瑪麗-居里夫婦發現了兩種放射性更強的新元素——釙(Po)鐳(Ra)。

10、1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮核,第一次實現了原子核的人工轉變,發現了質子,並預言原子核內還有另一種粒子——中子。

11、1932年,盧瑟福學生查德威克於在α粒子轟擊鈹核時發現中子,獲得諾貝爾物理獎。

12、1934年,約里奧-居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔時,發現正電子和人工放射性同位素。

13、愛因斯坦提出了質能方程式。

14、1939年12月,德國物理學家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轟擊鈾核時,鈾核發生裂變。1942年,在費米、西拉德等人領導下,美國建成第一個裂變反應堆(由濃縮鈾棒、控制棒、減速劑、水泥防護層等組成)。

15、1952年美國爆炸了世界上第一顆氫彈(聚變反應、熱核反應)。人工控制核聚變的一個可能途徑是:利用強激光產生的高壓照射小顆粒核燃料。

16、1932年發現了正電子,1964年提出夸克模型;粒子分三大類:媒介子-傳遞各種相互作用的粒子,如:光子;輕子-不參與強相互作用的粒子,如:電子、中微子;強子-參與強相互作用的粒子,如:重子(質子、中子、超子)和介子,強子由更基本的粒子夸克組成,夸克帶電量可能為元電荷。


習題演練

1. 下列關於物理學發展史的說法中正確的是( )

A.伽利略通過大量實驗,發現只要斜面的傾角一定,不同質量的小球從不同高度開始滾動,小球的加速度都是相同的

B.奧斯特為了解釋磁體產生的磁場提出了分子電流假說

C.楞次在對理論基礎和實驗資料進行嚴格分析後,提出了電磁感應定律

D.美國物理學家密立根經過多次實驗,比較準確地測定了電子的電荷量

根據物理學史和常識解答,記住著名物理學家的主要貢獻即可.
解析
A、伽利略通過大量實驗,發現只要斜面的傾角一定,不同質量的小球從不同高度開始滾動,小球的加速度都是相同的,故A正確
B、安培為了解釋磁體產生的磁場提出了分子電流假說,故B錯誤
C、法拉第在對理論基礎和實驗資料進行嚴格分析後,提出了電磁感應定律,故C錯誤
D、美國物理學家密立根經過多次實驗,比較準確地測定了電子的電荷量,故D正確
故選:AD.

2.以下敘述正確的是( )

A.伽利略通過對物體運動的研究,提出了“力是維持物體運動的原因”這一觀點

B.牛頓在前人研究的基礎上提出了牛頓第一定律,這個定律給出了慣性的概念

C.楞次首先發現了電磁感應現象,使人們能夠成功地將機械能轉化為電能
D.法拉第通過對電、磁現象的研究,首先提出了“場”的概念

根據物理學史和常識解答,記住著名物理學家的主要貢獻即可.
解析
A、伽利略通過對物體運動的研究,提出了“力不是維持物體運動的原因”這一觀點,故A錯誤

B、牛頓在前人研究的基礎上提出了牛頓第一定律,這個定律給出了慣性的概念,故B正確

C、法拉第首先發現了電磁感應現象,使人們能夠成功地將機械能轉化為電能,故C錯誤

D、法拉第通過對電、磁現象的研究,首先提出了“場”的概念,故D正確
故選:BD.

3. 圖中四幅圖片涉及物理學史上的四個重大發現,其中說法正確的有( )

A.

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是卡文迪許做的扭秤實驗,驗證了萬有引力定律,測定出了萬有引力恆量

B.

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是奧斯特研究電流磁效應的實驗,發現了電流周圍存在磁場

C.

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是法拉第做的實驗研究,總結出電磁感應現象及規律

D.

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是牛頓做的斜面實驗,提出力不是維持物體運動的原因

解析
A、左起第一個圖為卡文迪許扭秤試驗,卡文迪許通過該實驗測出了萬有引力常量,故A正確;

B、奧斯特最早通過實驗發現了電流的磁效應,故B正確;

C、法拉第提出“磁生電”即法拉第電磁感應定律,故C正確;

D、伽利略根據理想斜面實驗,提出力不是維持物體運動的原因,故D錯誤.
故選:ABC.

4. 下列說法正確的是 ( )

A.普朗克在研究黑體輻射問題中提出了能量子假說

B.湯姆孫發現了電子,表明原子具有核式結構

C.光子像其他粒子一樣,不但具有能量,也具有動量

D.對於某種金屬,只要入射光的強度足夠大,就會發生光電效應.

光電效應、康普頓效應說明光具有粒子性;普朗克在研究黑體輻射問題時提出了能量子假說.α粒子散射實驗的結果證明原子核的存在,光子像其他粒子一樣,不但具有能量,也具有動量,能否發生光電效應與光照強度無關,與入射光的頻率有關.

解析
A、黑體輻射隨著波長越短溫度越高則輻射越強,所以黑體輻射電磁波的強度按波長的分佈只與黑體的溫度有關,故A正確;

B、α粒子散射實驗說明原子的核式結構,電子是湯姆生髮現,但是不能說明原子的核式結構,故B錯誤;

C、光子像其他粒子一樣,不但具有能量,也具有動量,故C正確

D、能否發生光電效應與入射光的強度無關,與入射光的頻率有關,故D錯誤.
故選:AC.

5. 關於物理現象和規律的認識歷程,下列說法正確的有______

A.愛因斯坦提出的量子理論破除了“能量連續變化”的傳統觀念,成為新物理學思想的基石之一;

B.光電效應現象說明光的能量是一份一份的,隨後的康普頓效應說明光子除了能量之外還有動量

C.1927年戴維孫和湯姆孫利用晶體得到了電子束的衍射圖樣,有力地證明了玻爾提出的物質波假設

D.人們從破解天然放射現象入手,一步步揭開了原子的秘密。
E.發現α粒子散射實驗中少數α粒子發生了較大偏轉是盧瑟福猜想原子核式結構模型的主要依據

F.1934年小居里夫婦在實驗中發現的人工放射性使射線的廣泛應用成為可能.

普朗克提出量子理論;光電效應現象說明光子是一份一份的,康普頓效應說明光子除了能量之外還有動量;

物質波的假設是由德布羅意提出的;

天然放射現象揭開原子核的秘密;

盧瑟福根據α粒子散射實驗中少數α粒子發生了較大偏轉,猜想了原子核式結構模型.

小居里夫婦在實驗中發現的人工放射性.

解析
A、普朗克提出的量子理論破除了“能量連續變化”的傳統觀念,成為新物理學思想的基石之一,故A錯誤.

B、光電效應現象說明光的能量是一份一份的,隨後的康普頓效應說明光子除了能量之外還有動量,故B正確.

C、1927年戴維孫和湯姆孫利用晶體得到了電子束的衍射圖樣,有力地證明了德布如意提出的物質波假設,故C錯誤.

D、人們從破解天然放射現象入手,一步步揭開了原子核的秘密,故D錯誤.

E、盧瑟福根據α粒子散射實驗中少數α粒子發生了較大偏轉,提出了原子核式結構模型.故E正確.

F、1934年小居里夫婦在實驗中發現的人工放射性使射線的廣泛應用成為可能.故F正確.
故選:BEF.

(以上內容收集於網絡,經本號綜合整理糾錯和強調,讀者如發現問題或不當之處請留言告知)


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