高三物理物理学史和研究方法试题答案及解析

1. 静电场、磁场和重力场在某些特点上具有一定的相似性，结合有关“场”的知识，并进行合理的类比和猜想，判断以下说法中可能正确的是（ ） A．电场和磁场的概念分别是奥斯特和楞次建立的

B．重力场与静电场相类比，重力场的“场强”相等于重力加速度，其“场强”大小的决定式为

C．静电场与磁场相类比，如果在静电场中定义“电通量”这个物理量，则该物理量表示穿过静电场中某一（平或曲）面的电场线的多少

D．如果把地球抽象为一个孤质点，用于形象描述它所产生的重力场的所谓“重力场线”的分布类似于真空中一个孤立的正电荷所产生的静电场的电场线分布

【答案】C

【解析】场的概念是由法拉第首先提出的，所以A错误；重力加速度与物体的质量无关由星球决定，其决定式是

，所以B错误；在磁场中磁通量表示穿过某面的磁感线的多少，与其类比电

筒量表示穿过静电场中某一（平或曲）面的电场线的多少，所以C正确；重力场线的分布类似于孤立的负点电荷产生的电场线，所以D错误。

【考点】考查学生对物理概念、物理规律的正确理解

2. 用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法。下面四个物理量表达式中，属于比值法定义式的是

A．导体的电阻R＝C．电流I＝

B．加速度a＝

D．电容器的电容C＝

【答案】D

【解析】导体的电阻R=

中电阻与导线长度、横截面积及电阻率有关，不属于比值定义法，故

A错误；加速度中a取决于力的大小，不属于比值定义法，故B错误；电流的大小取决于导体两端的电压与导体的电阻；不属于比值定义法，故C错误；电容的定义式中，C与两板间的电量及两板间的电势差无关，属于比值定义法，故D正确． 【考点】物理概念的定义方法。

3. 理想化模型是简化物理研究的重要手段，它抓住问题的主要因素，忽略了次要因素，促进了物理学的发展，下列理想化模型建立的表述正确的是 A．质点作为理想化模型忽略了物体的质量 B．点电荷作为理想化模型忽略了物体的电荷量 C．理想电压表忽略了电压表的内阻 D．理想变压器没有能量损失

【答案】 D

【解析】质点作为理想化模型忽略了物体的大小和形状．故A错误；点电荷作为理想化模型忽略了物体的大小和形状；故B错误；理想电压表认为电压表的内阻为无穷大，理想电流表忽略了电压表的内阻．故C错误；理想变压器忽略铁芯的磁损和线圈中的铜损，认为没有能量损失．故D正确．

【考点】物理学史

4. 关于伽利略对物理问题的研究，下列说法中正确的是

A．伽利略认为在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢不同 B．只要条件合适理想斜面实验就能做成功

C．理想斜面实验虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的事实基础上的

D．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证

【答案】 C 【解析】

伽利略认为在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢相同，选项A错误；理想斜面实验是想象中的实验，实际不可能做到完全没有摩擦阻力的影响，B错误；伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，但没有直接用实验进行验证，选项D错误．

5. 以下有关物理学概念或物理学史说法正确的有

A．匀速圆周运动是速度大小不变的匀变速曲线运动，速度方向始终为切线方向

B．牛顿发现了万有引力定律，库仑用扭秤实验测出了万有引力恒量的数值，从而使万有引力定律有了真正的实用价值

C．行星绕恒星运动轨道为圆形，则它运动的周期平方与轨道半径的三次方之比

为常数，此

常数的大小与恒星的质量和行星的速度有关

D．奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，感应电流的方向遵从楞次定律，这是能量守恒定律的必然结果

【答案】D

【解析】加速度不变的运动为匀变速运动，但匀速圆周运动加速度方向时刻在改变，A错误；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力恒量的数值，从而使万有引力定律有了真正的实用价值，B错误；行星绕恒星运动轨道为圆形，则它运动的周期平方与轨道半径的三次方之比为常数，此常数的大小与恒星的质量有关，与行星的质量无关，C错误；奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，感应电流的方向遵从楞次定律，这是能量守恒定律的必然结果，D正确。

【考点】本题考查物理概念和物理学史。

6. 在以下力学实验装置中，三个实验共同用到的物理思想方法是（ ）

A．极限的思想方法 C．控制变量的方法

B．放大的思想方法 D．类比的思想方法

【答案】B

【解析】桌面在压力的作用下发生微小的形变，通过光的反射放大，玻璃瓶在压力的作用下发生微小的形变，通过细管中的液体柱放大，引力大小仍是借助于光的反射来放大，故B正确；A、C、D错误。

【考点】本题考查物理思想方法

7. 下列关于物理学问题研究方法表述不正确的是

A．伽利略在利用理想实验探究力和运动的关系时，应用了演绎推理法 B．用点电荷代替带电体，应用的是假设法

C．在利用速度一时间图象推导匀变速直线运动的位移公式时，使用的是微元法 D．库仑在用扭秤装置研究电荷之间相互作用力的规律时采用了微量放大的方法

【答案】B

【解析】伽利略在利用理想实验探究力和运动的关系时，只能从试验中得出阻力越小，滑行越远的结论，没有阻力存在的情况实验中并不存在，是推理得出的，选项A对。当带电体的大小对静电力的影响可以忽略不计时，可以把带电体看做点电荷，不考虑其大小，此为理想模型法，选项B错。在利用速度一时间图象推导匀变速直线运动的位移公式时，把速度时间图像分成时间很短的一小段，认为速度近似没有变化，作为匀速直线运动处理，最终累加而推导出位移公式，是微元法选项C对。由于点电荷之间库仑力 ，利用扭秤装置通过2次放大而探究出库仑定律，归功于微量放大法，选项D对。 【考点】物理学研究方法

8. 关于物理学的研究方法，以下说法错误的是

A．伽利略开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法

B．卡文迪许在利用扭秤实验装置测量万有引力常量时，应用了“放大法”

C．电场强度是用比值法定义的，因而电场强度与电场力成正比，与试探电荷的电荷量成反比 D．探究合力与分力的关系，用的是“等效替代”的方法

【答案】C

【解析】16世纪末，伽利略对运动的研究，不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科学发展极为有益的方法．这些方法的核心是把逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法．故A正确．扭秤实验可以测量微弱的作用，关键在于它把微弱的作用经过了两次放大：一方面微小的力通过较长的力臂可以产生较大的力矩，使悬丝产生一定角度的扭转；另一方面在悬丝上固定一平面镜，它可以把入射光线反射到距离平面镜较远的刻度尺上，从反射光线射到刻度尺上的光点的移动，就可以把悬丝的微小扭转显现出来，故B正确．电场强度是用比值法定义的，但是电场强度与电场力不成正比，与试探电荷的电量不成反比，电场强度由电场本身的性质确定．故C错误．合力与分力”“总电阻”“交流电的有效值”用的是“等效替代”的方法，故D正确．本题选说法错误的，故选C。

【考点】本题考查了物理学史、物理思想方法。

9. 如图所示，在光滑的水平面上有一质量为M、倾角为θ的光滑斜面体，斜面上有一质量为m的物块沿斜面下滑。关于物块下滑过程中对斜面压力大小的解答，有如下四个表达式。要判断这四个表达式是否合理，你可以不必进行复杂的计算，而是根据所学的物理知识和物理方法进行分析，从而判断解的合理性或正确性。根据你的判断，下述表达式中可能正确的是( )

A．C．

B．D．

【答案】Ｄ

【解析】四个选项的表达式对应的量纲都是力，所以可以用极限情景判断表达式是否正确。假设θ无穷小，接近零，可知

时，D选项中

，故A、B错；假设

，则C选项中

，故C错；

，合理，故排除ABC，选D。

【考点】物理思想方法

10. 在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、建立物理模型法等。以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是

A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法 B．根据速度定义式

，当

非常非常小时，

就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定

义应用了极限思想方法

C．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验应用了控制变量法

D．在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法

【答案】A

【解析】在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫建立物理模型法；在定义瞬时速度时应用了极限思想方法；在探究加速度、力和质量三者之间的关系时应用了控制变量法；在推导匀变速运动位移公式时采用了微元法。选项A错误。 【考点】物理学问题的研究方法。

11. 用比值法定义物理量是物理学中一种重要的思想方法.下列表达式中属于比值定义的是( ) A．加速度C．电容

B．电势差D．电场强度

【答案】BCD

【解析】比值定义就是用两个物理量的比值定义第三个物理量，但第三个物理量的大小与前两个物理量没关系。加速度误；电势差

中，a与F成正比，与m成反比，因此加速度不是比值定义，A错

，q无关，因此是比值定

中，电势差的大小是由电场本身的性质决定的，与

义，B正确；电容中，C的大小由两板间的距离及正对面积决定，与极板带电量及两板间电

中，电场强度大小同样也与检验电荷

势差无关，因此也属于比值定义，C正确；电场强度

的带电量及检验电荷受到的电场力大小无关，是由电场本身的性质决定的，是比值定义，D正确 【考点】比值定义

12. 用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法，下列表达中不属于用比值法定义物理量的是（ ） A．感应电动势C．电阻

B．电容

D．磁感应强度

【答案】A

【解析】所谓比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。一般地，比值法定义的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变；例如B中，电容器的电容C，只与两极板间介质的介电常数，两板的相对面积及两板间距有关，与极板所带电量和两板间电势差无关；C中导体的电阻R只与导体的材料，长度和横截面积有关，与导体两端的电压和通过导体的电流无关；D中磁感应强度B也

只与磁场本身有关，而与它是否放通电导体及所放导体的长度，通过电流大小及所受安培力大小均无关系；只有在A中的感应电动势E，与穿过线圈的磁通量的变化率有关，所以答案A不属于用比值定义法定义的物理量。

【考点】此题考查物理概念的定义方法，也考察学生对物理概念的理解情况。

13. 如图所示的实验装置为库仑扭秤,细银丝的下端悬挂一根绝缘棒,棒的一端是一个带电的金属小球A,另一端有一个不带电的球B,B与A所受的重力平衡.当把另一个带电的金属球C插于容器并使它靠近A时,A和C之间的作用力使悬丝扭转,通过悬丝扭转的角度可以比较出力的大小,便可找

到力F与距离r和电荷量q的关系.这一实验中用到了下列哪些方法 ( )

A．微小量放大法

B．控制变量法

C．极限法

D．逐差法

【答案】AB

【解析】通过扭秤可以将看不到的引力效果放大，是人能观察到引力的作用，所以用到了放大法，A正确，过程中需要控制r不变，研究F和q的关系，控制q不变研究F和r的关系，所以还用到了控制变量法

【考点】考查了对研究物体方法的理解

点评：放大法和控制变量法是高中物理研究学习中的两个重要的方法，一定要注意理解和积累

14. （多选题，4分）学习物理除了知识的学习外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法，如图所示是高中阶段观察或操作过的几个实验，其中研究物理问题的思想方法相同的是（ ）

A．⑴⑵

B．⑵⑶

C．⑶⑷

D．⑴⑷

【答案】（4分）BD

【解析】：（1）采用微小变量放大法，即该实验通过平面镜反射光线，入射光线方向保持不变，而法线转过θ角，反射光线转过的角度为2θ，而光斑走过的位移为2rθ，故该实验观察测量结果采用的是微小变量放大法．

（2）研究三个变量之间的关系时，先假定其中一个量不变，研究另外两个量之间的关系，这种方法称为控制变量法．而在本实验中探究小车的加速度与力和质量的关系，故先保持小车质量M不变，而研究合外力和加速度两个物理量之间的关系，或者先保持小车的质量不变，探究小车所受的合外力与小车的加速度之间的关系，故本实验的操作过程采用的为控制变量法．

（3）本实验是探究在气体的热力学温度T保持不变时，气体的体积V和压强P之间的关系，故应为控制变量法．

（4）用力向下压，使桌面产生微小形变，使平面镜M逆时针方向微小旋转，若使法线转过θ角，则M反射的光线旋转的角度为2θ，N反射的光线就就旋转了4θ，那么投射到平面镜上的光斑走过的距离就更大，故该实验观察测量结果采用的是微小变量放大法．

故（1）和（4）采用的是微小变量放大法．而（2）和（3）采用的是控制变量法．

在学习实验的过程中要有刨根问底的好习惯才能真正掌握实验的原理和步骤，才能真正提高物理成绩．

15. 关于物理学的研究方法，以下说法错误的是：

A．在用实验探究加速度、力和质量三者之间关系时，应用了控制变量法 B．在利用速度时间图像推导匀变速直线运动位移公式时应用的是微元法

C．在定义电场强度时应用了比值法，因而电场强度与电场力和试探电荷的电量无关 D．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，建立质点概念是应用近似替代法

【答案】D

【解析】根据物理学的研究方法，ABC正确；在不需要考虑物体本身的大小和形状时，建立质点概念是理想化模型，D错误。

16. 物理学中引入了“质点”、“点电荷”的概念，从科学方法上来说属于 A．控制变量法 B．类比 C．理想化模型 D．等效替代

【答案】C

【解析】物理学中引入了“质点”、“点电荷”的概念，从科学方法上来说属于理想化模型，选项C正确

17. 用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法，下列哪些物理量的确定不是由比值法定义的（ ） A．加速度a=

B．电场强度

C．电阻R=

D．磁感应强度B=

【答案】.A

【解析】A为加速度决定式，BCD均为比值定义式。

18. 关于物理学研究方法，下列叙述中正确的是

A．伽利略在研究自由落体运动时采用了微小量放大的方法 B．用点电荷来代替实际带电体是采用了理想模型的方法 C．探究求合力方法的实验中使用了控制变量的方法 D．法拉第在研究电磁感应现象时利用了理想实验的方法

【答案】B

【解析】伽利略在研究自由落体运动时采用“冲淡”重力的方法，选项A错误；用点电荷来代替实际带电体是采用了理想模型的方法，选项B正确；探究求合力方法的实验中使用了等效的方法，选项C错误；法拉第在研究电磁感应现象时利用分析归纳的方法，选项D错误。

19. 用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法，下列表达中属于用比值法定义的物理量是： A．加速度

B．电阻

C．电场强度

D．电容

【答案】AC 【解析】略

20. 以下是力学中的三个实验装置,由图可知这三个实验共同的物理思想方法是

A．极限的思想方法 C．控制变量的方法

B．放大的思想方法 D．猜想的思想方法

【答案】B

【解析】这三个实验都是吧把微小变化通过某些装置放大后进行研究，利用了放大的思想方法，B对；

21. 平均速度定义式为了下列哪种物理方法 A．等效替代法

，当

极短时，

可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用C．控制变量法

D．极限思想法

B．微元法

【答案】D 【解析】当

极短时，即

趋近于零时，

可以表示物体在t时刻的瞬时速度，利用了极限思想

法，选D。

22. 理想模型是物理学中重要的思想方法之一，在解决实际问题中有重要意义，例如质点是物理学中的一个理想模型，请再举出一例：__________。比值法是物理学中经常用来定义物理量的一种方法，例如定义加速度就用了这种方法，请再举出用这种方法定义的一个物理量：___________。

【答案】点电荷（理想气体）；速度（电场强度）

【解析】点电荷是能看成质点的带电体，也是一种理想模型；比值定义法比如

23. 下列说法正确的是

A．牛顿得出万有引力定律并测出了万有引力常量 B．安培首先发现了电流周围存在磁场 C．法拉第总结出了电磁感应的规律

D．牛顿根据理想斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因

等等，

【答案】C

【解析】牛顿得出万有引力定律卡文迪许利用扭秤测出了万有引力常量，A错 奥斯特首先发现了电流周围存在磁场，B错 法拉第总结出了电磁感应的规律，C对

伽利略根据理想斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因，D错

24. 学习物理除了知识的学习外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法．下列关于物理学中的思想方法叙述正确的是( )

A．在探究求合力方法的实验中使用了等效替代的思想 B．伽利略在研究自由落体运动时采用了微元法

C．在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了理想化模型的思想方法 D．法拉第在研究电磁感应现象时利用了理想实验法

【答案】A

【解析】伽利略在研究自由落体运动时采用了推理法和假设法，B错；在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了固定变量法，C错；法拉第在研究电磁感应现象时利用了类比法，D错；

25. 了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下符合事实的是

A．焦耳发现了电流热效应的规律

B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律

C．楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕

D．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动

【答案】AB

【解析】由物理特别是电磁学的发展历程中的科学家的贡献可知各项是否正确． 解答：解：A、焦耳通过实验得出电流的热效应，并得出焦耳定律，故A正确； A、库仑总结出了真空中的点电荷间的相互作用的规律，故B正确；

C、奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕；楞次发现了感应电流的规律，故选项C错误；

D、伽利略将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动，选项D错误．

故选AB．

26. 下列选项中用比值法来定义物理量的是（ ） A．C．

B．D．

【答案】D

【解析】分析：所谓比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法； 比值法定义的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变．

解答：解：A、加速度是表示速度变化快慢的物理量，有合力和质量共同决定，故A错误； B、电场强度是反映电场本身性质的物理量，其定义式为E=场强，故B错误； C、公式错误； D、公式

是磁感应强度的定义式，磁感应强度大小等于垂直磁场放置的单位电流元受到的是部分电路欧姆定律的表达式，是电阻定义式的变形，电流的定义式是I=，故C

，只能通过

测量匀强电场的

磁场力的大小，故D正确； 故选D．

点评：本题关键抓住用比值定义法定义的物理量反映了物质最本质的属性，与分子和分母的两个物理量无关的特点进行分析．

27. 以下说法符合物理史实的是 （ ） A．法拉第发现了电流周围存在着磁场

B．牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量 C．亚里士多德发现了力是改变物体运动状态的原因

D．开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础

【答案】D 【解析】略

28. 伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有（ ）

A．力不是维持物体运动的原因 B．物体之间普遍存在相互吸引力

C．忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快 D．物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反

【答案】AC

【解析】伽利略用理想斜面实验指出力不是维持物体运动的原因，A选项正确，万有引力是牛顿提出的，B错；伽利略在研究自由落体运动是指出忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快，C对；牛顿第三定律总结了作用力和反作用力的关系，D错。故选AC. 【考点】力和运动的关系；物理学史.

29. 物理学中研究问题有多种方法，有关研究问题的方法叙述错误的是：

A．在伽利略之前的学者们总是通过思辩性的论战决定谁是谁非,是他首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法

B．伽利略斜面实验是将可靠的事实和抽象思维结合起来，能更深刻地反映自然规律

C．探究加速度与力、质量三个物理量之间的定量关系，可以在质量一定的情况下，探究物体的加速度与力的关系；再在物体受力一定的情况下，探究物体的加速度与质量的关系。最后归纳出加速度与力、质量之间的关系。这是物理学中常用的控制变量的研究方法 D．在公式

电压U和电流I具有因果关系、公式

中ΔΦ和E具有因果关系同理在

中 ΔV和a具有因果关系

【答案】D

【解析】在伽利略之前的学者们总是通过思辩性的论战决定谁是谁非，是他首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法，最典型的是就是伽利略的斜面试验，他将可靠的事实和抽象思维结合起来，能更深刻地反映自然规律，此实验也是牛顿第一定律的基础，选项AB正确；探究加速度与力、质量三个物理量之间的定量关系，可以在质量一定的情况下，探究物体的加速度与力的关系；再在物体受力一定的情况下，探究物体的加速度与质量的关系。最后归纳出加速度与力、质量之间的关系。这是物理学中常用的控制变量的研究方法，选项C正确；在公式U和电流I具有因果关系，在公式

中ΔΦ和E也具有因果关系，但是在

中的电压中 ΔV和a

不具有因果关系，因为物体的加速度与质量和合外力有关，而与速度变化量无关，故选项D错误；此题选错误的，故选D.

【考点】物理学史；物体问题的研究方法。

30. 分子太小，不能直接观察，我们可以通过墨水的扩散现象来认识分子的运动。在下面所给出的四个研究实例中，采用的研究方法与上述认识分子运动的方法最相似的是 A．利用磁感线描述磁场 B．把两个力等效为一个力

C．通过灯泡发光来确定电路中存在电流 D．卡文迪许用放大法测出万有引力常量

【答案】C

【解析】分子太小，不能直接观察，我们可以通过墨水的扩散现象来认识分子的运动，这种方法叫转换法；利用磁感线去研究磁场问题，这种研究方法叫模型法，故A错误；把两个力等效为一

个力这种研究方法叫等效法，故B错误；电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定，这种研究方法叫转换法，故C正确；在质量不变的条件下研究加速度与合外力的关系，这种研究方法叫控制变量法，故D错误；故选C. 【考点】物理问题的研究方法.