高考历史一轮总复习第3部分第8单元第25讲近代以来世界的科学发展历程学案

第25讲近代以来世界的科学发展历程
考点1|物理学与生物学的发展
[识记—基础知识梳理]
一、物理学的重大进展
1．经典力学——奠基
(1)背景
①文艺复兴运动解放了人们的思想。

②伽利略发现了自由落体定律等物理学定律，开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑
体系的近代科学，为经典力学的创立和发展奠定了基础。

(2)建立
①标志：1687年，牛顿出版了《自然哲学的数学原理》一书。

②内容：物体运动的三大定律和万有引力定律。

③特征：以实验为基础、以数学为表达形式。

(3)意义：经典力学体系对解释和预见物理现象，具有决定性意义。

2．相对论和量子论——发展
二、生物进化论
1．背景
(1)文艺复兴、宗教改革和启蒙运动冲击了基督教神学。

(2)资产阶级革命和工业革命相继发生，人们的视野不断拓宽，思想更加开放。

(3)细胞学说的确立，为生命科学的研究奠定了基础。

(4)拉马克的早期生物进化思想开始形成。

2．标志：1859年，达尔文发表《物种起源》一书。

3．内容
(1)生物不是上帝创造的，而是进化而来的，都经历了由低级向高级、由简单到复杂的发
展过程。

(2)提出“物竞天择，适者生存，自然选择”的原理。

4．意义：有力地挑战了封建神学创世说，将生物学建立在科学的基础之上，达尔文被称为“生物学领域的牛顿”。

[教材补遗]社会达尔文主义
达尔文《物种起源》问世后，英国学者斯宾塞将达尔文的学说运用到社会历史领域，创立了社会达尔文主义。

这种社会哲学认为，人类社会也像自然界一样，存在着生存竞争。

在竞争中，强者生存了下来，而弱者则被淘汰。

只有这样，人类社会才能进步。

社会达尔文主义有其学术价值，不能完全否定。

但是这种观点将自然界的生存竞争规律搬到社会学的研究中来，公开主张国家之间、民族之间以及人与人之间的“弱肉强食、优胜劣汰”，公然将以强凌弱的强权主义宣称为“社会伦理”，是不可取的。

●[选修融会]
一、近代科学之父牛顿(选修4)
1．主要成就
(1)力学领域：著有《自然哲学的数学原理》，提出了力学的三大定律和万有引力定律，
为经典力学规定了一套基本概念，建立起一个完整的力学理论体系。

(2)天文学领域：牛顿用万有引力定律说明天上的星体运动和地面上的物体运动都受力学
规律的支配。

(3)数学领域：发现了二项式定理，创立了微积分，开辟了数学新纪元。

(4)光学领域
①发现白光是由七色光组成的。

②制成第一架反射望远镜，提出光的“微粒说”。

2．历史地位
(1)是英国伟大的物理学家、天文学家和数学家。

(2)建立起力学理论体系，奠定了近代科学的基础。

二、20世纪伟大科学家爱因斯坦(选修4)
1．科学成就
(1)提出狭义相对论，为原子能的利用奠定了理论基础，是近代物理学领域的一次伟大革
命。

(2)提出广义相对论，推动了人类对天体和宇宙演化的观测、研究。

(3)提出光量子假说，推动了量子力学的发展。

2．捍卫和平
一生积极参加世界反战运动，推动了世界和平事业的发展。

3．历史地位
爱因斯坦开创了现代科学的新纪元，被公认为是自伽利略、牛顿以来最伟大的科学家、思想家，是现代物理学的开创者和奠基人。

[理解—史料研习归纳]
史料一
术成就。

学者和艺术家可以接近的不仅有柏拉图和亚里士多德，还有欧几里得和阿基米德，后者曾促进了物理学和数学的研究。

……匠人与学者之间的鸿沟被缩小，匠人在文艺复兴时期并不像在古典时代和中世纪时代那样受到鄙视。

——斯塔夫里阿诺斯《全球通史》史料二规则Ⅰ寻求自然事物的原因，不得超出真实并足以解释其现象者。

……
规则Ⅱ因此，对同类的自然效果，应尽可能归之于相同的原因。

……
规则Ⅲ物体的性质，它们既不能被增强又不能被减弱，并且属于所能做的实验中所有物体的，应被认为是物体的普遍性质。

因为物体的性质不能被知道，除非通过实验，且因此普遍的性质是任何与实验普遍地符合的性质；且它们不能被减少亦不能被除去。

规则Ⅳ在实验哲学中，由现象归纳得出的命题，在其他现象使这些命题更加精确或出现例外之前，都应被视为完全正确或基本正确的，而不管相反的假设。

……
——牛顿《自然哲学的数学原理》[史料解读]
(1)史料一反映了近代“科学革命”出现的原因。

第一句话是本史料的核心。

“一个原因在
于……学术成就”指的是人文主义的发展；“匠人在……并不……受到鄙视”指的是工匠地
位的提高。

(2)史料二反映了17世纪科学研究的方法特点及其深刻影响。

注意本史料出处中的人物及著
作。

规则Ⅱ说明形成了归纳推理的方法；规则Ⅲ说明形成了必须要经过实验进行论证的方法。

[史料运用]
(1)根据史料一并结合所学知识，回答“科学革命”为何成为西方文明的独特产物？
[提示]资本主义工商业的发展刺激了对技术的需求，为近代科技的发展提供了工具和手
段；资产阶级革命为资本主义发展、科技进步开辟了道路；人文主义和理性精神促进了思想
解放；工匠地位提高。

(2)根据史料二并结合所学知识，分析17世纪的科学研究方法的“革命”对启蒙运动产生了
怎样的影响？
[提示]科学革命中形成的科学理念和方法，解放了人们的思想，为启蒙运动创造了条件。

[史论归纳] Array
1．近代科学发展的原因
(1)思想解放促进了近代科学技术的产生和发展
①意大利的文艺复兴运动从思想上解放了人和人性，把人从宗教神学的束缚中解放出来，
激发了人对宇宙、自然和人自身的探究热情。

近代天文学革命就是在文艺复兴时期以人
文主义为武器反对封建神学的斗争中开始的，文艺复兴运动直接为打破地心说提供了思
想动力和精神基础。

②宗教改革、启蒙运动对人们思想的解放为近代科学技术的发展提供了思想条件。

(2)近代科学技术的发展促进了新的思想解放
①近代天文学革命打破了中世纪神学世界观的支柱之一——地心说，给神学以极大冲击。

②牛顿用数学的研究方法描述宇宙运行的自然法则，为启蒙思想提供了科学理论依据，
对启蒙运动的开展起了重要的推动作用。

③随着工业革命的开展，生物学领域掀起了一场革命，进化论的观点开始挑战基督教神
学所宣扬的神创论，极大地冲击了基督教神学思想，促进了人类思想的解放。

[应用—对点强化训练]
1．“(它)是经典力学的第一部经典著作，也是人类掌握的第一个完整的科学的宇宙论和科学理论体系，其影响所及遍布经典自然科学的所有领域。

”这里的“它”指的是( ) A．使人类对微观世界的认识取得革命性进步
B．用数学方法精确描述了宇宙运行规律
C．说明生物物种是由简单的物种发展演化而来的
D．深刻揭示了时间和空间的本质属性
B[“(它)是经典力学的第一部经典著作”指的是1687年牛顿发表的《自然哲学的数学原理》，经典力学包括牛顿运动三大定律和万有引力定律，万有引力定律用数学方法精确描述了宇宙运行规律，故B项正确。

]
2．受牛顿力学体系的影响，洛克提出了天赋人权和社会契约；受达尔文进化论的影响，斯宾塞提出了证明白人殖民扩张合理性的理论。

这说明近代自然科学( )
A．揭示了西方民主的虚伪B．促使民主政治的形成
C．影响了社会科学的发展D．促进世界的和平发展
C[牛顿力学体系和达尔文进化论属于近代自然科学，洛克的天赋人权和社会契约、斯宾塞的白人殖民扩张合理性的理论属于社会科学。

根据题干信息可以得出近代自然科学影响了社会科学的发展，故C项正确。

]
3．爱因斯坦曾言：“在我之前，人们都认为，如果把所有的东西都从宇宙中拿走，那剩下的就是时间和空间，我却证明，如果把所有的东西都拿走了，什么都剩不下。

”爱因斯坦的理论( ) 【导学号：61600117】
A．建立的信息网络大大缩小时空距离
B．大大加强了人类对微观世界的研究
C．改变了人们认识世界的角度和方式
D．主要论证时间和空间可以单独变化
C[爱因斯坦的理论是相对论，没有建立信息网络，信息技术建立了信息网络，故A项错误；B项是普朗克的量子论，排除；爱因斯坦的理论改变了牛顿的绝对时空观，也改变了人们认识世界的角度和方式，故C项正确；爱因斯坦提出的狭义相对论认为时间、空间会随着物体运动速度的变化而变化，时间和空间无法单独变化，故D项错误。

] 4．普朗克曾写道：“我把这整个的步骤描述成一种孤注一掷的行动……我已经和辐射与物质之间的平衡问题斗争了六年而没有得到任何成功的结果。

这个问题在物理学中是有根
本重要性的，必须不惜任何代价来找出它的一种理论诠释，不管那代价有多高。

”普朗克旨在说明量子论( )
A．诞生的偶然与必然B．得到社会的普遍认可
C．产生了巨大的影响D．是对前人理论的突破
A[材料“我把这整个的步骤描述成一种孤注一掷的行动”体现普朗克量子论诞生的偶然性，“我已经和辐射与物质之间的平衡问题斗争了六年”又说明普朗克量子论诞生的必然性，故A项正确。

]
考点2|三次科技革命
[识记—基础知识梳理]
一、“蒸汽时代”的到来
1．条件
(1)政治：英国资产阶级革命的胜利。

(2)经济：工场手工业的发展。

(3)科技：科学技术为生产的发展提供了许多发现和发明。

2．进程
(1)标志：瓦特改良蒸汽机。

(2)应用：工业部门先后采用蒸汽机作为动力。

(3)推广：19世纪三四十年代，蒸汽机在欧洲和北美被广泛采用。

3．影响
(1)工业生产：机器大工业工厂形成，社会化大生产逐渐形成。

(2)城市进程：形成了许多工业城市，英、法、美等国家成为工业国家。

(3)世界联系：蒸汽动力在交通运输工具上的应用，使得世界各地的联系更加密切，世界
日益成为一个整体。

[概念阐释]“蒸汽时代”
18世纪60年代到19世纪中期，资本主义生产经历了一场机器大生产取代手工工场的技术革命，历史上称这一发展过程为工业革命或产业革命。

而蒸汽机是工业革命时期最伟大的发明，它不仅解决了工业发展的动力问题，而且有力地推动了一系列新兴工业部门的兴起，掀起了发明和使用机器的热潮。

蒸汽机成为时代的象征。

人们称工业革命时期为“蒸汽时代”。

二、电气革命的出现
1．条件
1831年，法拉第发现电磁感应现象，为发电机的研制奠定了理论基础；长距离的输变电技术日趋成熟，电力被广泛应用。

2．进程
发电机、电动机的发明和使用促使电力成为新能源。

3．影响
(1)促进了生产力的迅速发展，垄断组织形成。

(2)改变着社会结构和世界形势。

(3)使城市面貌和人们的社会生活发生巨大的变化。

[轻巧识记]第二次工业革命开辟了电气时代
三、信息技术的发展
1．概况
(1)1946年，美国研制成世界上第一台电子计算机，奠定了现代信息技术的基础。

(2)1969年，美国建立起四个站点的网络，促成了互联网的诞生。

(3)20世纪90年代以后，互联网进一步发展为全球信息网。

2．影响
(1)积极：信息化社会开始出现；加快了全球经济化的步伐；促进了社会交往方式的发展，
改变了人们工作、社会交往方式。

(2)消极：给人们特别是青少年带来一定的负面影响。

[图示解史]近代以来世界科技发展轨迹
[理解—史料研习归纳]
运输业方面的科技发明，极少是由科学家们作出的，相反，它们多半是由才能非凡的技工完成的。

不过1870年以后，科学开始起了更加重要的作用。

渐渐地，它成为所有大工业生产的一个组成部分。

工业研究的实验室装备着昂贵的仪器，配备着对指定问题进行系统研究的训练有素的科学家……
——《全球通史：1500年以后的世界》史料二第三次科技革命呈现出许多鲜明特点：科学技术本身的发展速度越来越快……科技成果商品化的周期越来越短，科学技术转化为生产力的速度越来越快……科学技术的社会化
趋势大为增强……第三次科技革命所形成的新的技术能力，对人类社会产生了空前巨大而深刻的影响。

史料三近代科学技术是以前所未有的速度发展的，这一时期的一系列成果，是现代科学技术的基础。

现代科学的发展更是将人类对自然界的认识水平提高到了一个崭新的高度。

国际金融危机发生以来，世界主要经济体纷纷采取措施，加大对科技和教育的投入，应对国际金融危机，布局未来发展，培养新的竞争优势。

——摘编自中国科学院《2010科学发展报告》等[史料解读]
(1)史料一中第一句话主要说明第一次工业革命中的发明主要是靠技工的经验和实践完成的。

后面几句话反映了电气时代的发明主要依靠精密的实验，且发明者主要是科学家。

(2)史料二中“发展速度”“周期”“转化……速度”“社会……影响”等方面说明第三次科技革命的影响远远超过第一、二次工业革命。

(3)史料三反映了科技成为引领经济发展的主要动力，科技创新能力成为当代国际竞争力的关键因素。

[史料运用]
(1)根据史料一，概括指出两次工业革命的特点分别是什么。

[提示]特点：科学对第一次工业革命影响不大，科技发明多半由技工完成；第二次工业革命中，科学与技术紧密结合(科学发挥了更加重要的作用)。

(2)综合上述史料，指出史料三中“这一时期的一系列成果”对社会经济发展的促进作用。

分析世界主要经济体为何要加大科技投入。

[提示]促进作用：人类先后进入“蒸汽时代”“电气时代”；促进了资本主义世界市场的形成和发展。

加大科技投入的原因：科技成为引领经济、促进社会发展的主要动力；科技创新能力成为当代国际竞争力的关键因素；促进产业结构调整，摆脱金融危机。

[史论归纳]
科技革命“双刃剑”的特点
1．积极影响
(1)极大地提高了生产力。

(2)使人们的生活水平普遍提高。

(3)政治上要求进一步民主化，使工人阶级和其他劳动群众普遍获得了一些政治权利。

(4)第一次工业革命巩固了资本主义各国的统治基础；第二次工业革命后形成了垄断组
织，部分地克服了资本主义生产的无政府状态；第三次科技革命中互联网产生，更加方便了人们的生活。

(5)扩大了人类对自然的认识，并提高了征服能力。

2．消极影响
(1)资本主义国家加紧了对殖民地、半殖民地的掠夺，加剧了当地的贫穷与落后。

第三次
科技革命进一步扩大了发达国家与发展中国家的经济差距。

(2)环境污染日趋严重。

(3)如果无限制地发展工业，必然会造成资源浪费和枯竭。

(4)互联网给人类带来了巨大的挑战。

信息泛滥、垃圾信息、网络犯罪等，都给社会经济
的发展带来了不利的影响。

一些青少年沉溺于网络不能自拔，对他们的生活和学习、工作产生了极大的负面影响。

[应用—对点强化训练]
1．蒸汽机刚出现时工艺水平很差，制造和维修存在很大问题，到处找不到合格的机械师，就连瓦特也不是每次都能修好机器。

因此到1830年，1/3的棉纺织厂还以水为动力，直到机械学科出现，这一状况才有所缓解。

这一现象出现的主要原因是( )
A．瓦特蒸汽机的效率较低
B．科技理论发展较为滞后
C．工人阶级对机器的抵制
D．科学研究缺乏社会认同
B[蒸汽机刚出现时工艺水平很差是由于发明者瓦特是一位熟练的工匠而不是科学家，此时科技理论发展较为滞后，科学与技术尚未紧密结合，瓦特蒸汽机以机械动力取代自然动力，极大地提高了生产效率，故A项错误，B项正确；C项无法从题干中得出，排除；
此时科技理论发展较为滞后并非科学研究缺乏社会认同，故D项错误。

]
2．纽可门蒸汽机的设计是建立在17世纪波义耳等人的科学发现的基础上的。

在18世纪，瓦特的发明也有赖于新的温度测设方法和科研方法的应用，并且他和当时的主要科学家们有着经常的联系，并于1785年当选为皇家学会会员。

这说明( )
A．科学家通过仪器实验的方式了解世界
B．英国政府重视科技创新活动
C．新的科学发现推动了工业革命的开展
D．科研技术成果能及时地应用于生产
C[根据材料“纽可门蒸汽机的设计是建立在17世纪波义耳等人的科学发现的基础上”“瓦特的发明也有赖于新的温度测设方法和科研方法的应用”可知，科学发现成为工业革命技术创新的重要推动力，故C项正确。

]
3．如果没有麦克斯韦在理论上证明无线电波的存在以及赫兹的实验验证，除了幻想家外，谁都不会想到不要导线就可以传递信号。

材料可用于说明第二次工业革命中( ) A．电报成为标志性成就
B．科学与技术真正结合
C．技术推动了科学理论进步
D．电报发明具有偶然性
B[根据材料信息可知，麦克韦斯和赫兹的科学理论即科学与技术的真正结合对第二次工业革命的兴起起到了极为关键的作用，故B项正确。

]
4．托马斯·弗里德曼认为：“在全球化第三阶段，个人成为主角，肤色或东西方的文化差异不再是合作或竞争的障碍。

……世界各地包括中国和印度的人们可以轻松实现自己的社会分工，世界变平了，从小缩成了微小。

”导致这一变化的主要原因是( )
A．世界市场形成B．交通工具革新
C．信息技术应用D．美苏冷战结束
C[从材料“世界各地包括中国和印度的人们可以轻松实现自己的社会分工，世界变平了，从小缩成了微小”可知，这里指的是信息技术的应用，使身处异地的人可轻松完成分工与合作，故C项正确。

]
(对应学生用书第209页)
—2017全国卷考情统计与分析
辨析；二是对科技成果的评价以及科技进步对人类社会的影响。

从命题特点看，多用展示或评价科技成果等方式考查学生解读史料并对史料进行辨析和推理的能力。

从命题趋势看：高考对本单元内容的考查会集中在三次科技革命和近现代的物理学、生物学成就等方面；题型将以选择题为主，非选择题通常会链接必修1或必修2的内容进行综合考查。

高考命题探究——找规律
立足史料实证——创设情境灵活考
1．(2013·全国卷Ⅰ)恩格斯称赞一位近代科学家的研究成就是“自然科学的独立宣言”，
他指的应是( )
A．哥白尼的“日心说”否定了宗教神学崇信的“地心说”
B．伽利略创立的实验科学推动了近代科学的发展
C．牛顿创立经典力学完成了科学史上的划时代飞跃
D．达尔文的生物进化论颠覆了关于人类起源的传统观念
A[解答本题的关键是准确理解“自然科学的独立宣言”的含义。

在中世纪，基督教宣扬的“地心说”在欧洲占有绝对统治地位，自然科学处在神学的束缚中。

波兰天文学家哥白尼在文艺复兴进步思想的指引下，经过长期研究，提出了“日心说”，写出了《天体运行论》，这一成就被恩格斯誉为“自然科学的独立宣言”。

哥白尼的“日心说”否定了教会宣扬的“地心说”，使自然科学从神学的束缚中解放出来，故选A项。

]
[名师点拨]立足史料实证，创设新情境，判断“自然科学的独立宣言”。

《独立宣言》是英属北美殖民地反对英国殖民统治的宣言书，那么“自然科学的独立宣言”肯定是向束缚自然科学发展的宗教神学发起的挑战书。

立足历史解释——方法能力创新考
2．(2011·全国卷)哥白尼、牛顿和爱因斯坦被称为近代以来最伟大的科学家，其理论的共同之处是( )
A．得到了科学实验的验证
B．改变了人类对自然世界的认识
C．推动了技术的重大突破
D．科学地概括出物质运动的定律
B[解答本题时，要抓住题干关键信息“理论的共同之处”进行思考，从近代自然科学的兴起和发展以及哥白尼、牛顿和爱因斯坦主要理论贡献进行归纳可知B项符合题意。

] [名师点拨]立足历史解释，运用比较法，可以帮助学生从众多的历史现象中找出共同点和差异点，也可以从拥有共同本质的现象中找到各自的特点及其表现形式。

通过比较，可以使我们从多个角度去审视问题，从而得出不同的结论，提高对历史事件和历史发展的综合分析能力。

第2题较好地体现了这一命题意图，考查了学生的综合能力。

高考仿真演练——明趋向
1．牛顿经典力学的成就之大使它本身得以广泛传播，此后，人们开始用力学的尺度去衡量一切，用力学的原理去解释一切自然现象，将一切运动的原因都归结为力，自然界就是一架按照力学规律运动着的机器。

这反映出牛顿力学
( ) A．推动了自然界各领域的进步
B．成为人们认识和改造社会的依据
C．推动了文艺复兴在英国的发展
D ．对人们认识观也产生了消极影响
D [由题干信息得出这种思维方式在一定程度上忽视了理论思维的作用，忽视了事物之间的联系和发展，因而有着严重的缺陷，故D 项正确。

]
2．引力波是一种时空涟漪，如同石头被丢进水里产生的波纹一样。

2016年2月11日美国科学家公布引力波探测成果，弥补了100年前某理论实验验证中最后一块缺失的“拼图”，也让人类终于有机会探索宇宙起源的奥秘。

“某理论”是( )
A ．万有引力定律
B ．生物进化论
C ．量子论
D ．相对论
D [根据材料“2016年2月11日美国科学家公布引力波探测成果”“弥补了100年前某理论实验验证中最后一块缺失的‘拼图’”可知是指1916年。

牛顿发现万有引力定律是在1687年；达尔文提出生物进化论是在1859年；普朗克提出量子论是在1900年，排除A 、B 、C 三项；爱因斯坦提出广义相对论是在1916年，故D 项正确。

]
3．1862年，马克思重读了达尔文的《物种起源》。

他说：“我重新阅读了达尔文的著作，使我感到好笑的是……达尔文在动植物界中重新认识了他自己的英国社会及其分工、竞争、开辟新市场、‘发明’以及马尔萨斯的‘生存斗争’。

”据此可以看出马克思认为
( )
A ．生物进化论是自然进化的结果
B ．生存斗争是人类社会发展的基本规律
C ．达尔文学说是科学社会主义的重要来源
D ．达尔文混淆了自然世界与人类社会的区别
D [材料未体现马克思认为生物进化论是自然进化的结果，故A 项错误；材料未体现马克思认为生存斗争是人类社会发展的基本规律，故B 项错误；达尔文的进化论是马克思主义自然哲学的来源之一，故C 项错误；根据“达尔文在动植物界中重新认识……”可知，马克思认为达尔文混淆了自然世界与人类社会的区别，故D 项正确。

]
4．下图反映了( )
法拉第电磁感应现象实验 西门子创制的发电机 20世纪初的电缆与电车
A ．近代科技研究方法形成
B ．“蒸汽时代”的终结
C ．科技结合推动文明发展
D ．实验促进科学进步
C [材料无法体现近代科技研究方法形成，故A 项错误；材料涉及电气时代，但不能说明蒸汽时代的终结，故B 项错误；电磁感应现象为发电机的创制奠定基础，发电机的创。