2016-2017學年高中歷史 第5單元 杰出的科學家 第20課 世紀科學巨匠愛因斯坦學案 岳麓版選修4

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1、 第20課 20世紀科學巨匠愛因斯坦 課程標準 1.了解愛因斯坦的成長歷程及主要科學成就。 2.認識愛因斯坦在社會發(fā)展中的作用。 重點難點 1.愛因斯坦的主要科學成就及其影響。(重點) 2.相對論的提出及影響。(難點) 相對論 1.成長歷程 (1)出生：出生于德國一個猶太人家庭。 (2)求學：在大學主修數(shù)學、物理學。 (3)工作：先在瑞士伯爾尼專利局當了一個技術員，后任普林斯頓大學教授。 2．相對論的提出 (1)1905年，他提出了狹義相對論學說，震動了當時的物理學界。 (2)后來，愛因斯坦又把狹義相對論進一步向前推進，建立了廣義相對論。 3．相對論的意

2、義 (1)揭示了時空、物質、運動和引力之間的統(tǒng)一性。 (2)奠定了系統(tǒng)、科學的物質觀和時空觀，為人們認識宏觀宇宙打開了一個新的窗口。 (3)與量子理論一起構成了現(xiàn)代物理學的兩大支柱，為物理學的發(fā)展帶來了革命性的變化。 (4)對其他學科產生了歷史性的影響。 (5)揭示出人類可以將物質的部分質量直接轉換為巨大的能量，從而極大地擴展了物理學的應用領域。 和平捍衛(wèi)者 1.成立“新祖國同盟” 第一次世界大戰(zhàn)期間，多次表明自己堅定的反戰(zhàn)立場，并參與發(fā)起成立反戰(zhàn)團體“新祖國同盟”。 2．反對法西斯 “二戰(zhàn)”爆發(fā)后，向美國總統(tǒng)羅斯福建議搶在納粹德國之前研制出原子彈。 3．反對核戰(zhàn)爭

3、 50年代，與英國哲學家羅素聯(lián)合發(fā)表了《羅素－愛因斯坦宣言》，反對核戰(zhàn)爭，呼吁世界和平。 愛好音樂的人 1.一個平凡的人 (1)不愛錢財，非常節(jié)儉，過著簡樸的生活。 (2)為人善良、純樸，對任何人都十分謙遜。 2．音樂愛好者和小提琴手 愛因斯坦從小學習小提琴，喜歡古典音樂。 科學巨匠的遺言 1.愛因斯坦的去世 1955年4月，在普林斯頓逝世。 2．臨終遺言 “不許把這房子變成博物館”，不希望別人把他當作偶像崇拜。 預習完成后，請把你認為難以解決的問題記錄在下面的表格中 問題1 問題2 問題3 問題4 牛頓的經(jīng)典力學體系和

4、愛因斯坦的相對論的關系 1．牛頓的經(jīng)典力學體系概括了物體機械運動的基本定律，這些定律適用有一個前提，即物體在低速情況下運動。 2．愛因斯坦的相對論否定了牛頓的絕對時空觀，指出時間和空間不是絕對不變的，而是隨物質運動而變化，愛因斯坦還提出質能轉換原理，加深了人們對物質和運動的認識。 3．相對論發(fā)展了牛頓力學，把牛頓力學概括在相對論力學中，牛頓力學是相對論力學在低速運動狀態(tài)下的一個特例。牛頓所創(chuàng)的概念，至今仍然是指導物理學的重要思想。 1．1919年，英國《泰晤士報》曾刊登標題文章——“科學革命”，兩個副標題“宇宙新理論”“牛頓觀念的破產”。具有“科學革命”意義的理論是(　　) A．

5、日心說　　　　　　　　　　 B．量子論 C．相對論 D．經(jīng)典力學 【解析】　A項只能說明“宇宙理論”，B項只能說明“牛頓觀念的破產”，故A、B兩項錯誤；而D項是牛頓的科學成就，它的提出形成了絕對時空觀的“牛頓觀念”，只有C項可以同時說明兩個副標題。 【答案】　C 全面認識愛因斯坦 1.科學貢獻 (1)愛因斯坦提出光束的能量在傳播、吸收和產生過程中都具有粒子性，即量子性。他的這個理論圓滿地解釋了光電效應。 (2)狹義相對論在本質上改變了牛頓力學的時空觀，揭示了作為物質形式存在的空間和時間統(tǒng)一成一個四維空間，提示了力學運動和電磁運動在運動學上的統(tǒng)一性。最后形成了廣義相對論，推斷在

6、引力場中傳播的光線將會發(fā)生彎曲。1916年，他開始用廣義相對論引力論來考察宇宙問題。 2．倡導和平 他反對侵略戰(zhàn)爭，反對軍國主義和法西斯主義，反對民族壓迫和種族歧視，為人類的進步事業(yè)進行堅決的斗爭。倡議各國認識核戰(zhàn)爭的極端危險性，各國科學家用自己的言行來維護世界和平。 3．愛好音樂 愛因斯坦崇尚科學，也崇尚藝術。他6歲開始，就跟著母親學小提琴，從此畢生癡迷于音樂，不僅小提琴演奏水平很高，還能彈一手好鋼琴，古典音樂一直是他生活中的伴侶。 4．淡泊名利 愛因斯坦一生不崇拜偶像，也不希望別人把他當作偶像來崇拜。他獲得了許多榮譽，但他從來沒把這些榮譽看得很重。 2．愛因斯坦曾說：“我

7、不知道第三次世界大戰(zhàn)用什么武器，但是第四次世界大戰(zhàn)人們將只會用木棒和石頭打仗了。”這個言論表明愛因斯坦是一位(　　) A．極端的民族主義者 B．反對戰(zhàn)爭的科學家 C．狂熱的愛國主義者 D．鼓吹戰(zhàn)爭的社會活動家 【解析】　因為第三次世界大戰(zhàn)一旦使用原子核武器，將會毀滅世界，人類文明將不復存在，這反映為發(fā)明原子武器的研制提供理論的科學家是反對使用該武器的，表明了他對人類命運的擔憂。 【答案】　B 閱讀下面材料： 材料　第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后，連那些素來不問政治、清高脫俗的教授和學者也加入了“保衛(wèi)祖國”的大合唱。愛因斯坦本人則公開表明自己是和平主義者，反對一切戰(zhàn)爭。他認為科學是全世

8、界的，因此像躲避瘟疫一樣，避開那些數(shù)不清的對炮彈、潛艇和飛機的研究。他說：“在我看來，戰(zhàn)爭是多么卑鄙、下流！我寧愿被千刀萬剮，也不愿參與這種可憎的勾當。” 進入30年代以后，愛因斯坦逐漸轉變?yōu)榉e極的和平主義者。1933年4月，有人請求他出面援助因拒絕服兵役而被捕的比利時青年，他發(fā)表公開信回答說：“如果我是比利時人，在目前的形勢下，我不會拒絕服兵役。我將愉快的參軍。我相信，這將有助于拯救歐洲?！焙髞韾垡蛩固挂凭用绹?。在得知希特勒動員力量進行核研究的消息后，他毅然給羅斯福總統(tǒng)寫信，建議美國加快研究。 1945年，美國在長崎和廣島投擲了原子彈。愛因斯坦悔恨地認為是自己“按了按鈕”，并表示如果知道

9、德國人不會成功地制造原子彈，就一點忙都不會去幫了。他認為，清除原子彈對人類生存的威脅已經(jīng)成為今天最迫切的問題，因而積極投身到反戰(zhàn)和平運動中。 ——布恩《愛因斯坦大傳》 請回答： (1)根據(jù)材料，指出愛因斯坦和平主義思想內涵在三個不同時段的表現(xiàn)。 (2)根據(jù)材料并結合所學知識，分析概括愛因斯坦關于科學與戰(zhàn)爭關系的基本觀點。 (3)愛因斯坦在科學與戰(zhàn)爭關系上的認識體現(xiàn)了他怎樣的為人？ 【思路分析】 考查角度 愛因斯坦是和平的捍衛(wèi)者 材料解讀 第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后，愛因斯坦本人則公開表明自己是和平主義者，反對一切戰(zhàn)爭；進入30年代以后，愛因斯坦逐漸轉變?yōu)榉e極的和平主義者；1945

10、年，美國在長崎和廣島投擲了原子彈后，愛因斯坦積極投身到反戰(zhàn)和平運動中。 解答思路 第(1)問把握三個時間點：第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后、進入30年代以后、1945年，再結合材料內容分析愛因斯坦思想的變化。第(2)問根據(jù)材料并結合所學知識分析，科學不能成為戰(zhàn)爭的附庸而要利用科學來制止戰(zhàn)爭。第(3)問從愛因斯坦捍衛(wèi)和平的高尚品質角度思考。 【嘗試解答】　 (1)表現(xiàn)：________________________________________________________________ __________________________________________________

11、______________________ (2)基本觀點：____________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (3)評價：____________________________________________________

12、____________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 【答案】　(1)表現(xiàn)：①反對一切戰(zhàn)爭；②用正義戰(zhàn)爭抗擊非正義戰(zhàn)爭；③消除導致戰(zhàn)爭的因素。 (2)基本觀點：①科學不能為戰(zhàn)爭服務；②迫不得已時科學應該幫助正義戰(zhàn)爭制止非正義戰(zhàn)爭；③防止科學成果用于戰(zhàn)爭，威脅人類生存。 (3)評價： 從人道主義出發(fā)，體現(xiàn)了科學家的良知。

13、 一、選擇題 1．下列關于愛因斯坦的說法正確的是(　　) ①出生于德國猶太人家庭?、?905年，提出狹義相對論學說?、邸耙粦?zhàn)”期間參與發(fā)起成立反戰(zhàn)團體　④“二戰(zhàn)”期間在德國開展反戰(zhàn)活動 A．①②④　　　　　　 B．①③④ C．①②③ D．①②③④ 【解析】　本題考查學生的識記能力。“二戰(zhàn)”前夕愛因斯坦因受迫害，移居美國。 【答案】　C 2．2010年，為慶祝中華人民共和國和瑞士聯(lián)邦建交60周年，瑞士駐華使館和瑞士伯爾尼歷史博物館在北京特別舉辦了“阿爾伯特·愛因斯坦”展覽。愛因斯坦于1899年正式申請瑞士公民權，居住至1914年。愛因斯坦留居瑞士期間做出的突出貢獻是(　　

14、) A．發(fā)表《自然哲學的數(shù)學原理》 B．提出狹義相對論 C．提出太陽中心說 D．提出量子理論 【解析】　A項是牛頓的著作，C項是哥白尼提出的，D項最早是由德國科學家普朗克提出的，B項是愛因斯坦的突出貢獻。 【答案】　B 3．20世紀50年代，愛因斯坦與英國哲學家羅素發(fā)表了《羅素—愛因斯坦宣言》，其內容主要是(　　) A．反對德國納粹分子迫害猶太人 B．反對核戰(zhàn)爭，呼吁世界和平 C．宣揚原子能發(fā)電站的廣闊前景 D．宣傳相對論 【解析】　從二戰(zhàn)后愛因斯坦致力于維護世界和平的角度入手分析，A項時間上錯誤，C、D兩項不正確。 【答案】　B 4．愛國斯坦對原子彈的研制起了推動

15、作用，他(　　) A．一生不崇拜偶像 B．喜歡別人把自己當偶像崇拜 C．一生對榮譽看得很重 D．1955年4月在柏林去世 【解析】　本題考查基礎知識的掌握能力。據(jù)所學知識可知，B、C、D三項的表述均不符合歷史史實。 【答案】　A 二、非選擇題 5．閱讀下列材料： 材料一　在牛頓時代，牛頓的道路是一位具有最高思維能力和創(chuàng)造力的人所能發(fā)現(xiàn)的唯一道路；牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍然指導著我們的物理學思想。 ——愛因斯坦 材料二　作為科學家，他的理論非常深奧，一般人無法領悟。作為思想家，他的見解相當深邃，普通人難以理解?？墒牵@樣一位科學精英和思想精英，為什么會走進大眾的生活，成為家

16、喻戶曉的人物，并受到全世界男女老少的尊敬和愛戴呢？……愛因斯坦是一位有社會責任感和科學良心的世界公民。 ——《愛因斯坦與大科學的誕生》 請回答： (1)材料一中“牛頓創(chuàng)造的概念”、材料二中愛因斯坦的“理論非常深奧”分別指的是什么？它們之間的關系如何？ (2)1952年11月8日，以色列總理本·古里安提名愛因斯坦為總統(tǒng)候選人。根據(jù)材料二和所學知識，說明愛因斯坦被提名為以色列總統(tǒng)候選人的原因。 【解析】　第(1)問，“牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍然指導著我們的物理學思想”是指經(jīng)典力學；愛因斯坦“他的理論非常深奧，一般人無法領悟?！笔侵赶鄬φ?、光子理論。牛頓的理論屬于經(jīng)典物理學，愛因斯坦的理論

17、屬于現(xiàn)代物理學。第(2)問，由材料信息“作為科學家”“作為思想家”“一位有社會責任感和科學良心的世界公民”可以得出答案。 【答案】　(1)牛頓：經(jīng)典力學；愛因斯坦：相對論、光子理論。關系：愛因斯坦的相對論是對牛頓經(jīng)典力學的繼承與發(fā)展。 (2)愛因斯坦在科學上做出了杰出的貢獻；具有強烈的正義感、社會責任感和科學良心；是猶太人中的杰出人物。 課時作業(yè)(二十) 一、選擇題 1．在1919年5月的一次天文觀測后，媒體以頭條新聞《空間彎曲了！》進行了報道。這次天文觀測結果支持的科學理論應是(　　) A．自由落體定律　　　　 B．經(jīng)典力學 C．量子理論 D．廣義相對論 【解析】　廣義相對論

18、認為，空間和時間的性質不僅取決于物質的運動情況，還取決于物質本身的分布狀態(tài)。材料中描述的光線在宇宙中彎曲，即體現(xiàn)了這一理論。 【答案】　D 2．菲利普·費爾南德茲—阿邁斯托在評價某科學家時指出：在他的宇宙里，“每一種現(xiàn)象都帶著欺騙性。物質和能量可以相互轉換。雙胞胎以不同的速度衰老。平行線可以交叉。光線彎曲的徑跡其實纏繞宇宙?！边@位科學家是(　　) A．伽利略 B．達爾文 C．牛頓 D．愛因斯坦 【解析】　材料反映了物體運動發(fā)展是相對的，這一理論是愛因斯坦提出的，故D項正確。伽利略、牛頓的科學貢獻只是局限在肉眼的觀察范圍即宏觀世界的絕對時空觀，故A、C兩項錯誤；達爾文的進化論與題目材

19、料反映的內容無關，故B項錯誤。 【答案】　D 3．美國科幻大片《星際穿越》中出現(xiàn)了“蟲洞”“黑洞”“時間膨脹”“五維空間”等科學概念，讓很多人大呼“燒腦”。下列與“時間膨脹”有關的理論是(　　) A．牛頓力學反映的宏觀物體低速運動的客觀規(guī)律 B．廣義相對論闡述的四維時空和物質的分布相聯(lián)系 C．愛因斯坦在光速不變原理的基礎上創(chuàng)立的狹義相對論 D．相對論中空間和時間的尺度隨著觀察者速度的改變而改變 【解析】　材料中描述的現(xiàn)象屬于相對論的范疇，故A項錯誤；狹義相對論闡述的四維時空和物質的分布相聯(lián)系，故B項錯誤；材料中論述的是廣義相對論，故C項錯誤；材料中“蟲洞”“黑洞”“時間膨脹”“五

20、維空間”的信息說明時空分布現(xiàn)象，屬于廣義相對論，時間和空間隨著速度變化而變化，故D項正確。 【答案】　D 4．愛因斯坦提出相對論的意義是(　　) ①提醒人們不要被常識和日常經(jīng)驗所蒙蔽?、谙鄬φ摰奶岢鍪俏锢韺W領域偉大的革命?、蹣O大地擴展了物理學應用的領域?、苁谷祟悓ξ⒂^世界的基本認識有了革命性的進步 A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．①②④ 【解析】　本題考查學生的分析理解能力。使人類對微觀世界的基本認識有了革命性進步的科學成就是量子理論。 【答案】　A 5．1944年12月，愛因斯坦同斯特恩、玻爾討論原子武器和戰(zhàn)后和平問題。1945年3月，同西拉德討論原子軍備的危險性，

21、他還寫信介紹西拉德去見羅斯福，未果。1946年5月，他又發(fā)起組織“原子科學家非常委員會”并擔任主席。愛因斯坦這些行為的主要目的是(　　) A．倡議各國科學家不要研制原子彈 B．宣揚自己反非正義戰(zhàn)爭的堅定立場 C．敦促美蘇結束“冷戰(zhàn)”對峙局面 D．促使社會認識核戰(zhàn)爭的嚴重后果 【解析】　A項表述不符合史實，愛因斯坦主張研制原子彈，以消滅法西斯。B項與題干沒有直接關系。C項與題意無關。D項準確反映了題中材料的核心內容，故選。 【答案】　D 6．愛因斯坦在為英國一刊物撰稿時寫道：“科學是一種強有力的工具，如何使用它，它是給人賜福還是給人降禍，則取決于人本身，而不是取決于工具。刀子對人生

22、活是有用的，但是它能夠用來殺人?！覀兊奈ㄒ幌Ｍ谟冢芙^任何有助于戰(zhàn)爭準備或戰(zhàn)爭意圖的行為。”上述材料說明(　　) A．愛因斯坦對自己的科學研究促成了原子彈的發(fā)明深感不安 B．愛因斯坦反對把科學技術用到戰(zhàn)爭中 C．愛因斯坦認識到資本主義國家的侵略性 D．愛因斯坦認識到科學技術的威力 【解析】　仔細閱讀材料可知，愛因斯坦認為科學具有先進性，但也是雙刃劍，他希望用之于和平而不是戰(zhàn)爭之中。 【答案】　B 7．下列關于愛因斯坦的說法，正確的是(　　) A．生于美國，在中學階段就自修理論物理學 B．他的狹義相對論的成果主要是在大學研究出來的 C．他畢生愛好音樂 D．他逝世后人們

23、舉行了隆重的追悼儀式 【解析】　愛因斯坦生于德國，A項錯誤；他的狹義相對論的成果是在大學畢業(yè)后研究出來的，B項錯誤；他死后舉行了極簡單的葬禮，D項錯誤；愛因斯坦畢生愛好音樂，C項正確。 【答案】　C 8．愛因斯坦生前留下遺言：“不許把這房子變成博物館?！边@說明愛因斯坦(　　) A．崇拜偶像 B．死后要哀榮 C．看重榮譽 D．不希望別人把自己當偶像來崇拜 【解析】　材料本身說得很明白，“不許把這房子變成博物館”，就是不希望別人把自己當偶像來崇拜，表現(xiàn)了愛因斯坦謙虛的精神。 【答案】　D 二、非選擇題 9．閱讀下列材料： 材料一　(詹天佑)在致諾索布夫人的信中也寫道：“全體

24、中國人和外國人都在密切注視著我的工作，如果我失敗了，那就不僅是我個人的不幸。因若如此，中國工程師將失掉大眾的信任。”……近年在八達嶺長城腳下建造了詹天佑紀念館，以紀念他在中國鐵路建設事業(yè)中的不朽功績。 ——白壽彝《中國通史》 材料二　作為科學家，他的理論非常深奧，一般人無法領悟。作為思想家，他的見解相當深邃，普通人難以理解。可是，這樣一位科學精英和思想精英，為什么會走進大眾的生活，成為家喻戶曉的人物，并受到全世界男女老少的尊敬和愛戴呢？……愛因斯坦是一位有社會責任感和科學良心的世界公民。愛因斯坦在悼念居里夫人時所說：“第一流人物對于時代和歷史進程的意義，在其道德品質方面，也許比單純的才智成

25、就方面還要大。即使是后者，它們取決于品格的程度，也遠超過人們認為的那樣?！? ——《愛因斯坦與大科學的誕生》 請回答： (1)指出材料一中“我的工作”指的是什么？ 結合所學知識指出，詹天佑是在什么背景下完成這一“工作”的？有何意義？ (2)材料二中所說的愛因斯坦的深奧理論有哪些？這些理論有什么重大歷史意義？材料二認為愛因斯坦“受到全世界男女老少的尊敬和愛戴”的原因是什么？ (3)你認為作為科學家的詹天佑和愛因斯坦在人文情懷方面有何不同？ 【解析】　本題主要考查詹天佑和愛因斯坦的主要貢獻，這是課本的基礎知識，難度不大。解題時要注意結合材料中所述兩人生活的時代背景、成就、個人性格和

26、品質來歸納作答。 【答案】　(1)設計、建成京張鐵路。背景：中國技術力量薄弱，列強認為中國人沒有能力完成如此艱巨的工程；面臨國際社會的壓力。意義：自行設計中國第一條鐵路，極大地提高了民族自信心。 (2)創(chuàng)立相對論、光子理論。意義：帶來了物理學思想的革命；是人類思想發(fā)展史上的一次根本性變革。原因：愛因斯坦不僅在科學上做出了杰出貢獻，而且具有社會責任感和良心。 (3)詹天佑具有強烈的愛國情懷；愛因斯坦具有強烈的正義感和責任感。 10．閱讀下列材料： 材料一　現(xiàn)在擁有的破壞性武器使地球上不存在任何一塊可以免于突然性的總毀滅的地方。逃脫這一命運的唯一希望在于通過超國家的方式來確保和平。必須創(chuàng)

27、建一個能夠通過司法仲裁解決國家間沖突的世界政府。這個政府必須建立在所有政府與國家都一致同意的含義明確的憲章基礎上，并由該憲章賦予其對進攻性武器的唯一處置權。 ——《邁向一個世界政府》 節(jié)選自愛因斯坦致希伯萊大學的信 材料二　參加第二屆聯(lián)合國大會的五十五國政府的代表無疑會意識到這樣一個事實：最近兩年之中——從取得對軸心國勢力的勝利開始——在阻止戰(zhàn)爭方面，或是在就控制原子能以及在為重建遭受毀壞地區(qū)進行經(jīng)濟合作達成協(xié)議的方面，都沒有取得明顯的進展。 聯(lián)合國不應因這些而受到譴責。任何一個國際組織所具有的力量都不會比憲章賦予它的勢力更強大，也不會比它的成員國對它所希望的更強大。事實上，只要世界各

28、國人民和政府意識到聯(lián)合國僅僅是達到最終目標——確立為保持和平而被賦予充分的立法權和行政權的超國家的權威的過渡組織，聯(lián)合國就是一個極其重要和有用的機構了。 ——愛因斯坦《致聯(lián)合國大會的公開信》(1947) 請回答： (1)依據(jù)材料，概括愛因斯坦對當時世界形勢的認識及解決辦法。 (2)結合材料談談你對愛因斯坦的認識。 【解析】　愛因斯坦是一位杰出的物理學家，同時是一位具有正義感的社會活動家。第(1)問考查概括能力，內容涉及愛因斯坦對世界形勢的認識和解決辦法。從材料信息中可知，世界面臨核武器威脅，而聯(lián)合國當時并不能為國際安全提供軍事的或法律的基礎。愛因斯坦的辦法是成立“世界政府”。第(2)問談認識，從倡導和平、反對戰(zhàn)爭、關注時局并提出積極構想等方面回答。 【答案】　(1)認識：世界面臨(破壞性)核武器的威脅，當時的聯(lián)合國不具備實現(xiàn)國際安全的軍事力量與法律基礎。辦法：在聯(lián)合國框架基礎上，建立一個世界政府(或由聯(lián)合國過渡到世界政府)。 (2)是一位反戰(zhàn)和平的倡導者，是一位敏銳的、持批評態(tài)度的觀察者，關注時事并提出積極構想者。 11