人教版 (新课标)必修三14 *一名物理学家的教育历程课后测评

这是一份人教版 (新课标)必修三14 *一名物理学家的教育历程课后测评，共4页。

1．探究文章的内容和特征。
☆课堂探讨☆
要点一：探究文章的内容和特征。
【探究活动】
本文三个主要部分，并不是简单地叙述成长的故事，而是具有深刻的科学精神内涵，可以从中看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要。
【教师释疑】
对文章的阅读、理解一定要学会抓住关键句，提取关键的词语，对文章的结构进行划分。
【讨论明确】
（1）想象力：科学是需要想象力的，想象力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想象中，认识到人类观察空间的局限性，间接感悟到高维空间存在的可能。由感性的想象上升到理性的创造，体现了创新意识和探索精神。
（2）乐趣：科学不应该是枯燥的，而是应该充满乐趣的。探寻自然的奥秘，对真正的科学工作者来说，是和自然做的近似于捉迷藏的“游戏”，也是人生的“境界”。“游戏”使他们乐此不疲，充满激情，不受外界的诱惑和干扰；而“境界”使他们不顾功利，不畏强权，只求真理。
（3）实验精神：丁肇中说过：“现代学术的基础就是实地的探察，就是我们现在所谓的实验。”“科学发展的历史告诉我们，新的知识只能通过实地实验而得到，不是由自我检讨或哲理的清谈就可求到的。”（《应有格物致知精神》）有了想象力，有了乐趣，那只是成为科学家的最基础的因素，不去踏踏实实地做实验，就不能得到基本数据，假说就不能确立。一味地空想，不去做基础工作，不可能达到真理的彼岸。作者从事的高维空间理论，虽然还停留在纸面上，但是科学家们已经在做许多基础的实验工作，努力使理论得到证明。即使如科学家霍金靠睿智的头脑创建黑洞理论，也要有数学和天体物理学的实验基础，也不是空想出来的。
【探究活动】
课文中阅读多维空间历险故事和统一场理论书籍两小段内容，对“教育历程”的叙述有什么作用？
【教师释疑】
这是一道探究文章结构的题目，注意个段落之间的关系。
【讨论明确】
课文的重点是童年趣事和建立实验室，这三个事例已经把“教育历程”完整地勾画出来。而夹杂在其中的两个小事例，主要起补充和衔接的作用。历险故事加深作者对高维空间的想象，激发兴趣；而阅读统一场理论书籍，既表现高中阶段作者求知的热情，也衔接起由理论到实验的探究过程。
【探究活动】
苏轼说过：“不识庐山真面目，只缘身在此山中。”物理学家的理论也许过于艰深，但是其中的道理，和日常生活的体验是相通的。文章所讲述的鲤鱼的故事，给了你怎样的启发？你是否也有过类似的奇思妙想呢？
【教师释疑】
表明自己的观点，阐明理由即可。
【讨论明确】
站在地球上观察，我们觉得地球是平面的，但是在高空，我们就可以看到地球的曲面。这与鲤鱼们观察它们的宇宙，看到的是幽暗的水体是类似的。
【课堂提升】
阅读下面的文字，完成后面习题。
虫洞理论
上世纪30年代，爱因斯坦等科学家在研究引力场方程时，假设宇宙中可能存在连接两个不同时空的狭窄隧道，这个隧道就是后来物理学家所说的虫洞。爱因斯坦认为通过这个隧道即虫洞可以做瞬时的空间转移，如果虫洞的出口恰好停在过去，就可以通过它逆着时间旅行。当然，进行这种时间旅行时你只能旁观，因为时间是线性的，事件就是一个个已经穿好的珠子，你无法改变珠子也无法调动其顺序。但截至2013年，还尚未有实验证实虫洞真正存在。
早在19世纪50年代，已有科学家对虫洞作过研究。 一些物理学家认为，理论上，也许虫洞可以使用，但虫洞的引力过大，会毁灭所有进入的东西；同时，即使宇宙中充斥着数以百万计的虫洞，但也很少会有直径超过10万公里的，而这个宽度正是太空飞船安全航行的最低要求。因此虫洞不太可能用于宇宙航行。
随着科技的发展，新的研究发现，虫洞的超强力场可以通过“负质量”来中和，起到稳定虫洞能量场的作用。科学家认为，相对于产生能量的“正物质”，“反物质”拥有“负质量”，可吸去周围所有能量。目前世界上的许多实验室已经成功地证明了“负质量”能存在于现实世界，并且通过航天器在太空中捕捉到了微量的“负质量”。“负质量”的发现为利用虫洞创造了新的契机，只要用“反物质”去扩大原本细小的虫洞，并强化“虫洞”的结构，使其稳定，就可以让太空飞船穿过。
与此同时，许多科学家也在致力于构造人工虫洞的研究。科学家桑恩等人从理论上提出了构造虫洞的概念。他们相信，先进文明所创造的人工虫洞，可以用奇异物质的“支柱”来保持虫洞的畅通。奇异物质具有超过它能量密度的极大的负压，其引力具有排斥性，从而使得它周围的空间被扭曲得十分奇怪，这正好改变了空间扭曲的“符号”。桑恩的虫洞，可称为奇异物质虫洞。
科学家麦可思提出了“磁虫洞”理论。他说，极强烈的磁场能弯曲时空而形成虫洞。根据相对论，任何含有能量的东西（包括磁场），皆能弯曲空间。远在上世纪20年代，科学家莱特，就在爱氏方程中找到了磁引力。莱特的理论表明，在一个由螺线管产生的磁场中，螺线管内形成了一个引力场，但要获得这种人工引力场，需要十分巨大的磁场。麦可思说，在实验室内，用2．5T（特斯拉）的磁场即可构造出一个“磁虫洞”，但洞的半径极大，约为150光年，若要将此“虫洞”的半径压缩到实验室的尺度，则所施加的磁场需大到10亿T，这显然超出目前人类的科技能力（最大人工磁场约10T）。但麦可思认为，在天空中必定能找到这种“磁虫洞”，因为中子星表面的磁场达10亿T，在那里，“磁虫洞”将自发地产生。
不论“奇异物质虫洞”或“磁虫洞”，只要它们存在于天空之中，就能从地球上测得它们的特征性信号，我们将看到一个两边特别明亮中间较暗的R光学像。
1．下列对“虫洞理论”的解释，不准确的一项是（ ）
A．虫洞是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道，理论上，利用它我们可以做瞬时的空间转移，回到过去或穿越未来。
B．虽然虫洞的能量场可以毁灭所有进入虫洞的东西，但利用“反物质”来中和以后，太空飞船就有从虫洞中穿过的可能。
C．“虫洞的引力”和“虫洞的超强力场”，拥有负质量的“反物质”和具有极大负压的“奇异物质”是含义各自相同的两组概念。
D．尽管以目前人类的科技能力还不能建造一个适合实验室尺度的“磁虫洞”，但麦可思却相信太空中或许存在着这种“磁虫洞”。
【答案】D
【解析】
试题分析：D项中“或许”错，原文为“在天空中必定能找到这种磁虫洞”，或然与必然混淆。
考点：理解文中重要概念的含义。能力层级为理解B。
2．下列理解和分析，符合原文意思的一项是 （ ）
A．桑恩和麦可思建造的虫洞，分别利用了奇异物质的负压和人工磁场的引力来稳定虫洞的能量场，其中的科学原理是相似的。
B．“反物质”是相对于“正物质”而言的，它拥有“负质量”，可以在虫洞中吸收能量，并使自身的结构稳定，从而扩大虫洞。
C．麦可思首先提出，任何含有能量的东西皆能够弯曲空间，极强烈的磁场也能弯曲时空而形成虫洞，他据此提出了磁虫洞理论。
D．只要桑恩的奇异物质虫洞和麦可思的磁虫洞存在于天空中，我们就能从地球上看到它们两边特别明亮中间较暗的R光学像。
【答案】D
【解析】
考点：归纳内容要点，概括中心意思。能力层级为分析综合C。
3．根据文意，下列推断不正确的一项是（ ）
A．时间是线性的，事件则像一个个被穿好的珠子，无法改变珠子也无法调整顺序，故即使能由虫洞回到过去，也不可能 “重新来过”。
B．既然“负质量”已经被世界上的许多实验室成功地证明了能够存在于现实世界，那么，利用“反物质”来建造虫洞就不是不可能了。
C．目前尚没有实验证据表明虫洞的真实存在，所以，现阶段科学家对虫洞的所有研究都只是一种海市蜃楼般的猜测，前景不容乐观。
D．蛀虫在苹果表面的两个点之间蛀出了一个“虫洞”，如果在这两个点之间走直线，从三维的物理空间来看，这条直线就类似于虫洞。
【答案】C
【解析】