物理学史试题赏析

物理学史试题赏析

物理学史试题是新课标中考卷的热点问题，它以物理学史上的一些成功或典型失败的重大史实为背景，不仅考查学生学科知识掌握的情况，更重要的是渗透了情感态度与价值观的考查。科学史与科学教育有机结合，已成为当今科学教育界关注的问题之一。在物理教学中树立历史的观点是中外物理学家及物理教育工作者一直关注的研究课题。在科学史上，许多物理学家孜孜不倦的求真精神和事迹能教育培养学生实事求是的科学态度，帮助树立为追求真理而踏实学习的良好学风。物理学家探索科学的精神、无私奉献的品质、取得的科学成果值得同学们铭记和学习。

例1人类为揭示电和磁的关系，经历了漫长的岁月。1820年，丹麦哥本哈根大学的年轻教师奥斯特，一直在寻求电和磁间的联系。一天在课堂上灵感突至，将一个小磁针放在一根直导线下方，再使导线接通电源，只见小磁针摆动了一个角度后稳定地停了下来。从而证明了：通电导线周围能产生与磁极相作用的磁场。基于这一原理，人们制成了电磁铁。1821年，英国青年学生法拉第，深深地为奥斯特的实验所吸引。他想到：既然电能让磁体动，磁能否让通电导体动呢？一次实验中，他在一个水银盆的中间固定一根磁棒，棒边漂着一块插有一根铜线的软木。当铜线接通电池后，软木就漂动了起来。这证明了他的设想。他进一步的实验成果，为后

人发明实用的电动机提供了有力的佐证，指明了方向。1822年，法拉第又想到：电流可以产生磁；那么，反过来，磁能否产生电呢？他决定去探索“磁生电”的途径。此后，他对这个问题进行了长期难苦的探究。1831年的一天，他实验失败后，正从线圈中收起一根磁铁时，发现和线圈连的电流计上的指针动了一下。于是他抓住这一机会深究下去，终于发现了感应电流，磁的确能转变成电！据此，法拉第设计并制造出世界上第一台发电机。人类从此逐步进入了电气时代。

（1）通电后，若小磁针不动，则它的指向可能是（）A．与导线平行

B．与导线垂直

C．与导线间夹角为锐角

D．与导线间的夹角为钝角

（2）软木块由静止开始漂动起来，这说明通电导体在磁场中受到了________的作用。

（3）发电机是将_______能转化成___________能的机器。（4）在法拉第的实验中，磁铁和闭合导线间相对静止能否产生感应电流？_____________

参考答案：（1）B （2）力（3）机械电（4）不能

点评：题目选取了物理学史上著名的“电生磁”和“磁生电”的重要的、激动人心的时刻，让学生回顾了两位科学家

所作出的巨大成就和付出的艰苦努力，能够在一定程度上感染学生，从而影响他们的人生观、价值观。

例2请阅读下面的介绍，回答相关问题

焦耳是一位伟大的物理学家，他成功地发现了焦耳定律，测出了热功当量……。但他在探索科学真理的道路上，也走过弯路。年轻的时候，焦耳也和许多人一样设想制作一种“永动机”──不需要给它提供任何动力（即不消耗任何能源）就能自动工作起来的机械装置。他曾通宵达旦地冥思苦想，不断地设计、制作，但没有一次是成功的。接连的失败引起了焦耳的深思，他没有像有些人那样“痴迷不悟”，而是反思原来的设想，重新确定新的探究课题。经过不懈的努力，他终于在新的研究领域中取得了成功，发现了科学真理。“永动机”制造一直失败的原因是：它违背了

_______________________________。

你从焦耳科学探究的历程中得到的启示是：

___________________________________。

参考答案：能量的转化和守恒定律；科学探究不可能一帆风顺，必须几经周折才能成功。

例3阅读图文，回答问题。

这是一个著名物理学家发现一个伟大定律的实验装置！仔细观察后回答：

（1）图1装置中的两个配重的重量不等，释放后大配重下

降，小配重上升；通过反复对调左右两个配重，会使动叶轮不停地转动，从而导致热量计中水的温度________（填变化情况），原因是___________________。实现的能量转化是：_________________。

（2）实验中科学家某次测得了的数据如下：

小配重重力G小＝100N

大配重重量G大＝520N

每升降一次配重各自移动的距离h＝1m

热量计中水的质量m＝500g

升降次数与水温变化的关系：

升降次数

1

2

3

4

5

6

温度变化/℃

0．2

0．39

0．59

0．78

0．98

1．18

通过分析数据，科学家得出了结论：在上述现象中能量是守恒的！请你帮他补出计算、判断过程（只需分析一次实验）：（3）本实验中的误差主要来源于_______________。

（4）知道吗？那个著名物理学家叫焦耳！那个伟大的定律叫能量守恒！刚才你所经历的正是这个伟大工作的一个缩影。对此谈谈你的感受：______________。

参考答案：

（1）水温升高对水做功，水的内能增加机械能转化为内能。（2）W＝G·h＝420N×1m＝420J；

Q＝C·m·（t0—t）＝4．2×103J/kg·℃×0．5×0．01＝420J

所以：W＝Q

（3）克服摩擦做功消耗一部分能量（或热量计中的水与其它物质有热交换）

（4）略

例4理想实验是研究物理规律的一种重要的思想方法，它以大量可靠的事实为基础，以真实的实验为原型，通过合理的推理得出物理规律。理想实验能深刻地揭示物理规律的本质。

牛顿曾研究过这样一个问题：他发现人掷出去的石头总会偏

离掷出方向落回地面，于是牛顿提出了一个“大炮”的设想，图2是他画的“大炮”草图──在地球的一座高山上架起一只水平大炮，以不同的速度将炮弹平射出去，射出速度越大，炮弹落地点就离山脚越远。他推想：当射出速度足够大时，炮弹将会如何运动呢？牛顿通过科学的推理得出了一个重要的结论。这就是著名的“牛顿大炮”的故事，故事中牛顿实际也用到了理想实验的研究方法。

（l）研究中牛顿基于的可靠事实是

___________________________。

（2）根据以上资料和牛顿的“大炮”草图，推测牛顿当年的重要结论是：________________。如今，牛顿当年的推测已变成了现实，人们应用他的推论，利用现代科技制成了__________________。

（3）想想看，初中物理学习中，你在研究什么问题时用到过理想实验的方法？请举一例并说明你的研究过程。

参考答案：

（1）人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面。

（2）当抛出物体的速度足够大时，物体将离开地球，饶地球旋转，作圆周运动；人造卫星。

（3）研究真空不能传声实验中，随着抽气的进行，听到真空罩内的声音越来越小，由此推想，若抽成真空，将听不到声音，从而得出真空不能传声。