《现代科技基础知识》期末复习大纲(14年11月)2014-12-08-10-56-38

1、2014-2015学年第一学期现代科技基础知识期末复习大纲 14年11月 第1章 科学技术是生产力的历史进程重点掌握1、 五次生产力高潮的形成 练习册P3-1 第一次生产力高潮 地点：中国 、时间：313世纪 、特点：以农业生产为主。 第二次生产力高潮 地点：英国、时间：17世纪1830年、特点：以纺织工业为主，迎来了工业化新时代。 第三次生产力高潮 地点：德国、时间：19世纪中叶20世纪初、特点：以化工工业为主，迎来了化学合成时代。 第四次生产力高潮 地点：美国、时间：1879年1930年、特点：以电气化生产为主，迎来了电气化时代。 第五次生产力高潮 地点：日本、时间：开始于20世纪中叶，特

2、点：技术综合创新，产业结构现代化。2、 三次技术革命的特点 练习册P3-2 第一次技术革命 又称蒸汽动力技术革命，以蒸汽动力技术为主要技术，以蒸汽动力取代人力、畜力、风力和水力，动力机、传动机、工作机组成了机器生产系统。 第二次技术革命 又称为电力技术革命，以电气发明和应用为中心的技术革命，完成于实验室，由科学家自己实现，不仅解决了生产文明，还发展了生活文明。 第三次技术革命 又称现代技术革命或信息技术革命，六大高技术成为现代技术革命的主战场，其中信息技术是先导，用电脑代替人的部分脑力劳动。3、 文艺复兴运动 书P314-16世纪，以意大利为中心，一场复兴古代文化和科学的运动蓬勃发展起来。后人

3、把这种反对神权统治，提倡解放人权，以人文主义为中心的新兴思潮和势力的的汇合称为文艺复兴运动。文艺复兴运动是一场新文化运动，思想解放运动，是欧洲科学革命、产业革命的先导，为近代自然科学的产生提供了一个良好的文化条件。4、血液循环理论的建立 书P41543年维萨留斯发表了人体构造必须通过实验解剖的研究方法，建立起科学的人体解剖学，开辟了通过解剖研究血液循环的道路。最终由哈维完成整个人体血液循环理论的建立。第二章科近代自然科学的发展重点掌握1、牛顿力学体系标志着近代自然科学的诞生主要内容：牛顿运动三定律（理解惯性和力的区别 考点），万有引力定律。重要著作:自然哲学的数学原理（牛顿的力学体系） 书P1

4、2 力学上的贡献近代自然科学中最先发展起来的是天文学和力学。力学标志着近代理论自然科学的诞生，并成为其他各门自然科学的典范。牛顿在力学上的贡献:牛顿继承并总结前人的研究成果，1发明了微积分、提出来一整套力学的基础概念. 2提出了具有具有普遍意义的描述地上物体运动规律的牛顿力学三大规律和著名的万有引力定律。牛顿力学三大定律和万有引力定律的特点是：把天体运动和地上物体运动统一起来，建立起牛顿力学（经典力学）理论大厦。其成果集中体现在牛顿1687年出版的划时巨著自然哲学的数字原理一书中。伽利略近代科学之父3经典物理学理论的三次大综合 牛顿力学把天上和地上物体的运动统一起来，把万有引力与牛顿运动三定律

5、视为宇宙间一切物体运动所遵循的普遍规律，实现了物理学理论的第一次综合。 能量守恒与转化定律揭示了自然界各种运动的统一性，实现了物理学理论的第二次综合。 麦克斯韦总结的经典电磁理论，揭示了电、磁、光的统一性，实现了物理学理论的第三次综合。4、化学科学波义耳：科学的元素概念拉瓦锡：氧化燃烧理论 道尔顿和阿佛加德罗：科学的原子分子论 书P15阿佛加得德罗认为，分子是有一定特性的物质组成的最小单位，而原子只是参加化学反应的最小质点；单质的分子有同种元素的原子组成，化合物的分子由不同元素的原子组成。门捷列夫：化学元素周期律维勒:无机物人工合成有机物尿素注意区别：原子和分子；单质和化合物 书P155细胞学

6、说 书P16 细胞学说建立过程：1665年，英国物理学家胡克用显微镜观察到木栓细胞。  进入19世纪随着生物学基础研究的发展和显微镜技术的改进，对细胞的观察取得了一系列的成果。   1838年，德国植物学家施莱登提出细胞是一切植物中普遍存在的基本构造，是一切植物赖以发展的基本实体。   1839年施旺把这一学说推广到动物界，指出一切动物组织的构成基础也都是细胞，动物细胞在所有方面都与植物相似，他们都有细胞膜、细胞核和核仁.。细胞学说主要内容：细胞是一切有机构造和发育的基础单位。有机体的发育，就是细胞分化和形成的过程

7、。  细胞学说主要意义：揭示了动物和植物之间在结构和发育方面的内在联系，证明了有机体在结构和发育上的统一性，为人们在细胞水平上说明整个生物界的统一性提供了科学基础，是生物科学发展史上的重大综合6生物进化论 达尔文确立生物进化论（要点和意义） 书P17 达尔文确立生物进化论意义：生物进化论的的建立，不仅开创了生物科学的新时代，而且对整个科学和哲学都产生了深远的影响。它从自然界物质自身来说明物种发生、发展历史，给神创论、目的论和物种不变论以致命打击，为辩证唯物主义自然观的确立奠定了自然科学基础。4、 （达尔文代表作：物种起源、生物进化论的意义）达尔文生物进化论的理论核心：自然选

8、择学说，生物的变异是普遍存在的，自然界通过生存竞争对生物变异进行留优去劣的选择，使适合于生物生存的有利变异，通过遗传得到积累而逐渐形成新物种自然选择学说要点：自然选择学说，生物的变异是普遍存在的，自然界通过生存竞争对生物变异进行留优去劣的选择，使适合于生物生存的有利变异，通过遗传得到积累而逐渐形成新物种。7、19世纪自然科学三大发现 书P17（细胞学说、达尔文生物进化论和能量守恒和转化定律）一般掌握：19世纪自然科学的特点等。第3章 现代自然科学的重大成就及其特点重点掌握1、 量子论 量子论的建立过程 练习册P6-3量子论的建立过程 答：1900年，普朗克为解决黑体辐射的所谓“紫外灾

9、难”提出了量子假说：黑体辐射能量的变化是不连续的，只能是最小能量单元hv的整数倍。普朗克量子假说的提出宣告了量子论的诞生。   1905年，爱因斯坦将量子概念推广到光的传播过程中，提出了光量子论。爱因斯坦认为：光在传播过程中，其能量也是不连续的，并指出光既有波动性又有粒子性，光的瞬时效果表现为粒子性，光的长时间的平均效果则表现为波动性，即光具有波粒二象性。光量子论成功地解释了光的波动理论不能解释的光电效应。   1913年，玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了量子化的原子结构模型，成功地解释了经典物理学不能解释的原子结构的稳

10、定性和氢原子的线状光谱。普朗克的能量子假说，爱因斯坦的光量子假说，玻尔的量子化原子结构模型 德布罗意假设：实物粒子也具有波动性(“物质波” )，即一切实物粒子都具有波粒二象性。注意：量子概念：能量的组成单元 光的波粒二象性：（这就是光的本性）海森堡的测不准原理与仪器的精度无关实物粒子的波动性最初被电子衍射实验所证实2、狭义相对论爱因斯坦在论动体的电动力学中提出狭义相对论： 爱因斯坦相对性原理光速不变原理狭义相对论的两条基本原理五个结论 练习册P6-1狭义相对论的两条基本原理和五个结论。 答：狭义相对论的两条基本原理：一为爱因斯坦相对性原理，即一切自然规律对一切相对地作匀速运动的惯性参照系都是相

11、同的；二是光速不变原理，即光在真空中的传播速度是一个恒定不变的常数，与光源和观测者的运动无关。 五个结论：1、光速是一切物质运动速度的极限。2、运动的尺缩短。3、运动的钟变慢。4、质量随速度的增加而增大。5、质能相关：E=mc23、 基因论染色体的主要成分：核酸和蛋白质核酸的分类：DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）DNA是重要的生物大分子，是遗传信息的载体，具有自我复制功能，具有双螺旋结构。其双螺旋分子结构模型的确立，是分子生物学诞生的标志。 4、 物质结构 原子的组成 练习册P6-2简述原子的组成。 答：原子由带正电原子核和带负电的电子组成。 原子核由带正电的质子

12、和不带电的中子组成。 质子由两个上夸克和一个下夸克组成；中子由一个上夸克和两个下夸克组成。   一般掌握：物质结构的标准模型、信息论、宇宙起源和演化的大爆炸模型、地壳运动的板块模型、核酸结构的双螺旋模型。第4章21世纪科学展望一般掌握：宇宙起源；生命起源；智力起源。第5章 生物技术重点掌握1、 基因工程概念：基因工程是现代生物技术的核心组成。书P67基因工程又称DNA重组技术， 是将生物特定的基因按人的意愿经过体外重新组合后，把重组的DAN分子再转入我们操作的生命体内。 使这个基因能在受体生物体内复制、转录、翻译、表达。从而产生出我们所期望的产物或达到某

13、种目的.2、生物克隆技术的含义：克隆的含义就是无性繁殖 书P683、人类基因组计划（什么是人类基因组，人类基因组计划的目的） 书P68-69人类基因组计划：基因组是携带细胞或生物机体的一整套遗传指令的核酸量，也就是生物体的全部DNA序列及每个基因的结构和功能。人类基因组就是人的46条染色体、30亿个碱基对的排列顺序。 书P68人类基因组目的：人类基因计划要先后画出遗传连锁图，物理图。转录图和DNA序列图。其中最实质的内容是DNA序列图。这也是人类基因组计划的核心，其目的就是找出人体所有基因碱基对在DNA链上的正确位置，弄清各个基因功能，对它们进行编目，最终绘制出包括人体全部遗传密码的图谱。4、

14、DNA芯片（概念、作用） 练习册P10-1什么是DNA芯片？其主要作用是什么？+ 答：又称基因芯片，是一种高密度的核苷酸（DNA探针）阵列。 它采用在位组合合成化学和微电子芯片的光刻技术，将大量特定序列的DNA片段有序地固化在玻璃或硅衬底上，从而构成储存有大量生命信息的DNA芯片。 主要作用是对生命信息进行储存和处理。利用DNA芯片可快速、高效地获取空前规模的生命信息。一般掌握：发酵工程、细胞工程、酶工程、生物信息学等。第6章 信息技术重点掌握1、 信息传输的基本知识无线电波传播方式有哪几种？分别适合哪些波段的传播？地波（长波中波） 天波 （短波）为何要进行调制？如何调制？ 练习册P9-15

15、空间波（超短波微波）电磁波谱 书P75-76表格信息传输的速率（通信速率bit/s）的单位2、 卫星通信基本概念，原理，特点。如何实现全球信息传送？3、 光纤通信光纤通信基本概念：练习册P10-2卫星通信的基本原理，如何利用通信卫星实现全球信息传送？+ 答：卫星通信的原理： 1利用人造卫星作为中继站进行无线电波的传播一种通信方式。 2卫星通信系统由通信卫星和地面站组成，以微波作为载波。由于微波能穿透电离层，因此卫星很容易接收到此信号，并把它放大后发射回地面。光纤通信： 练习册P9-19 光纤通信是利用( 全反射 )原理使光线沿( 弯曲路程 )传播的一种通

16、信方式。 光纤通信的优点：覆盖面大，不受地面形貌影响，而且既廉价又方便 书P774、数字通信技术的特点 ：数字通信技术不仅有抗干扰、不易失真的优点，而且传输速率快、保密性强。更重要的是它可以与计算机技术相结合，进行电话、电报、数据和图像等各种信息的传输，使得一门新的“综合业务数字通信网络”（ISDN）技术逐步形成，并得到迅速发展。ISDN实质上就是通过一条光钎线路，可同时高速传输数字化的语音、文字、数据和图像信息。 书P835、信息处理技术 基本概念：微电子技术微电子技术对于电子计算机发展的影响 练习册P10-3什么是微电子技术？它对电子计算机的发展有何影响？ 答：微电子技术是使各种

17、电子元件和电子设备不断实现微型化的一门技术,它以集成电路技术为代表 。   微电子技术的不断发展促使计算机硬件结构不断完善，电子计算机经历了从电子管-晶体管-集成电路-大规模集成电路-超大规模集成电路的更新换代 。 集成电路（概念、优点） 书P86答：它是将组成整个电路的晶体管、二级管、电阻和电容等元件以及它们之间的连线，利用外延、氧化、光刻、掺杂、扩散、和蒸发等工艺全部制作在一块芯片上，使之构成一个不可分离的微电子整体电路。集成电路的原材料主要是自然界大量存在的硅。集成电路的优点：具有成本降低、性能提高、能耗减少、可靠性高等优点。一

18、般掌握：信息获取技术、移动通信技术、信息高速公路、蓝牙技术等。20世纪四十年代第一台电子计算机问世第7章 航天技术重点掌握1、 航天技术主要涉及的科学领域和技术领域 书92航天技术主要涉及的科学领域物是：物理学、化学、数学、材料科学、生物学、计算机科学、生命科学等诸多科学领域；航天技术主要涉及的技术领域是：空间通信技术、遥测遥控技术、生命保障技术、新材料技术、喷气推进技术、制造技术等多项技术领域。2、太空概念、人类进入太空必须克服的困难。 书P92-93答： 太空概念：太空是指地球稠密大气层之外的空间区域。 人类进入太空必须克服的困难克服地球引力。克服真空。适应剧烈变化的温度环境。克服有害辐射

19、。3、运载火箭技术三个宇宙速度 书P96第一宇宙速度：在地面上发射一航天器，使之能沿绕地球轨道运行所需的最小发射速度，称为第一宇宙速度。第二宇宙速度还在地球引力之内第二宇宙速度：在地面上发射一航天器，使之能脱离地球的引力场所需的最小发射速度，称为第二宇宙速度。第三宇宙速度：在地面上发射一航天器，是指不但要脱离地球的引力场，还要脱离太阳引力所需的最小发射速度，成为第三宇宙速度。4、载人航天载人航天器的种类与各自特点 练习册P13-1载人航天器的种类及各自特点。+ 答： 载人航天器有载人飞船、航天飞机和航天站三类。 载人飞船仅可一次性使用，但有回收仓。 航天飞机集火箭，卫星和飞机的技术特点于一身，

20、可重复使用 航天站是一种大型载人航天器，长时间在轨道上运行，可建设为太空基地、空间实验室或空间工厂。5、地球静止轨道：就是处于地球赤道上空35800公里、倾角为零的圆形地球同步轨道一般掌握：航天技术的发展历程、人造卫星及其应用、未来航天技术展望等。第8章 新能源技术重点掌握1、世界能源所面临的主要问题 太阳能 书P108太阳能概念：太阳能是指太阳辐射的能量光电转换：光电转换是通过太阳能电池来实现的 太阳能电池（概念、工作原理） 书P109太阳能电池的概念：太阳能电池是一种将太阳辐射能直接转换成电能的半导体器。 太阳能电池的工作原理是：利用半导体p-n结的光生伏特效应，即当光照射在距表面很近的p

21、-n结上时，会在p-n结上产生电动势，接通外电路即可形成电流。2、 氢能概念：氢气燃烧释放的能量4、核能概念：原子核结构发生变化时释放出的能量叫做核能（又称原子能）书P114（1）核裂变能 练习册P13-2核裂变能概念 ：核裂变能是重原子核裂变所释放的能量。链式反应概念：利用中子激发所引起的核裂变过程中，释放出能量的同时会释放出23个中子，这些中子又会进一步引起其他重核的裂变，使裂变反应不断进行下去，这种连锁反应称为链式反应。 书P115可控链式反应概念：如果设法控制链式反应中中子增长的速率，使中子的数目维持在某一数量上，这种链式反应会连续地缓慢地释放出能量，称为可控链式反应。书P115核裂变

22、能和平利用的关键是什么，如何实现？核裂变能和平利用的关键是可控链式反应的实现。通过向反应堆中放入或移出对中子有较强吸收作用的材料，可以实现对中子增长速率的控制。（2）核聚变能概念核聚变燃料（3）核电站（概念）一般掌握：能源的分类、风能、地热能、海洋能、生物质能、潮汐能等。第9章 新材料技术重点掌握1、 新金属材料 书P120形状记忆合金（特点、微观解释） 书P120形状记忆合金特点：具有一个确定的“转变温度”，在转变温度之上给它固定某个形状，当温度下降后，无论你将它改变成什么形状，只要温度再回升到转变温度，它会立即恢复为原来的形状。 形状记忆合金微观解释：在转变温度之上，金属的晶体结

23、构是一种稳定结构，金属原子按一定的方式排列起来，当把它冷却到转变温度之下时，在外力作用下，晶体结构处于不稳定的状态，金属原子可以离开自己原来的位置而跑到另一个地方去，一旦加温到转变温度，由于获得了一定的能量，这种金属里的原子又会回到原来的地方，材料又恢复到原来稳定结构的状态。 储氢合金（概念、储氢原理、对氢能利用的影响） 书P121储氢合金概念：储氢合金的研究成功和工业化生产，为氢能的开发和利用扫除了障碍，使氢能的大规模的利用成为可能。储氢原理：这些合金具有特殊的晶体结构，氢原子极易进入这些合金的晶格间隙内发生化学反应生成金属氢化物，将氢储存起来。由于氢和金属的结合力很弱，在一定温度

24、、压力下，金属氢化物又会吸收热量，发生分解，放出氢气以供使用。非晶态合金(又称金属玻璃)(微观结构) 练习册P16-1 主要是由于材料内部微观结构的不同。 一般合金材料都是由许多细小的晶粒组成，晶粒之间存在着晶界，在晶粒内部，原子成规则地排列。由于材料内部的晶体缺陷，常常会影响材料的性能。 非晶态合金在材料内部原子作不规则排列，整体呈现均匀性和各向同性。非晶态合金的这种微观结构特征决定了它具有比晶态合金更优异的性能。2、 超导材料 书P128概念：超导电性、超导材料、超导态、超导临界温度。书P1281某些物质在温度极低的情况下电阻突然降为零的现象称为超导电性。2这种性质的材料叫做超导材料3电阻

25、突然降为零而显出具有超导电性的物质状态定名为超导态 4把电阻突然消失时的温度称为超导临界温度超导体的基本特征1制约超导材料被广泛应用的因素+练习册P16-2某些物质在温度极低的情况下电阻突然降为零的现象称为超导电性。超导电性和迈斯纳效应是超导体的两个基本特征   超导材料的广泛应用受制于材料和技术方面的问题。材料方面主要是要求超导材料应有较高的临界温度和临界电流；技术方面是指低温技术。 3、 纳米材料概念 书P132 纳米材料概念：纳米是尺寸大小的量度单位。1纳米等于十亿之一米，即1mm=10-9m。纳米材料是由于尺寸范围在0.1-100纳米的超细颗粒所

26、组成的材料的总称。 纳米材料注意点：纳米材料与相应的普通材料相比，其化学成分完全一样，之所以会出现完全不同的性能，就是源于超细颗粒的奇异特性。一般掌握：新型陶瓷材料、新型高分子材料、先进复合材料、电子与光电子材料等。第10章 环境问题及其解决途径重点掌握1、 生态系统的结构和功能 书P135-136生态系统的概念：由于生物群落在一定空间范围内与无机环境共同组成的相互联系、相互作用的整体结构就是生态系统。生态系统的结构：非生物成分、生物成分 生产者、消费者，分解者生态系统的功能：是在存在系统各成分之间不断进行能量流动和物质循环。（1）能量流动是单项性的（2）物质流动不断参与循环2、当代人类面临的

27、环境问题（形成原因，造成的后果）书P141当代人类面临的环境问题造成的后果：全球变暖将使寒带和极地的冰川大量融化，造成海平面上升；干旱地区更为干旱，水源短缺，形成高温热浪；气温升高会导致水体挥发和降雨量的增加，多雨地区会增加洪灾机会；气温升高还会助长热带疾病的孳生和蔓延、害虫逞凶、粮食减产、土地荒芜，各种自然灾害会随之增多。全球气候变暖 练习册P16-3 当大气中温室气体的含量超过一定数量，就会引起地球热平衡失调，使温室效应加剧，导致地球温度升高。 温室气体含量的增高主要是由于：化石燃料燃烧所放出的大量二氧化碳；煤矿的开采和化石燃料燃烧、稻田耕作、垃圾填埋所引起的大气中甲烷含量的提高；广泛用于

28、制冷工业的，能吸收红外辐射的氟里昂的增加。酸雨 书P144酸雨概念 ：是指值低于5.6的雨。酸雨的形成：空气中的二氧化硫和氮氧化物与大气中水蒸汽的反应，生成的硫酸和硝酸随同雨雪降落形成酸雨。酸雨的主要来源是人们为了获得能量所进行的大量燃烧活动。 煤、石油、天然气和木柴等在燃烧过程中将排放大量二氧化硫和氮氧化物等污染物质到大气中。形成酸雨的后果：酸雨进入地表、江河，会使土壤和湖泊的pH值降低，破坏土壤，影响农作物生长，使生物体死亡，造成森林大面积毁坏，助长病虫害的蔓延，破坏生态平衡。臭氧层空洞（概念：臭氧层） 书P145臭氧层的概念：在大气平流层中，距地面15-35公里区域处集中了大气

29、90%的臭氧，平流层中这一区域称为臭氧层。赤潮（概念：富营养化） 书P147赤潮的概念：赤潮是一些浮游生物在营养物十分丰富的条件下过度繁殖所引起的海水变色现象。形成赤潮的原因：当水体含有较多的营养物质，主要是氮和磷，加上光照、温度等其他条件比较适合的情况下，藻类就会过度繁殖形成赤潮。赤潮的发生时的后果：赤潮发生时，浓密的“藻花”遮蔽了阳光，阻碍植物的光合作用，使下层水生植物不能生长；大量藻类死亡分解时，要消耗水中大量氧气，引起海水严重缺氧，使得海洋中各种生物都难以生存；某些形成赤潮的藻类死亡后会释放出某些毒素，使鱼类中毒，海洋生物大量死亡，造成渔业水产养殖业损失惨重。3、解决环境问题的方法和途

30、径正确认识人与自然的关系 大力提倡绿色技术加强国际合作 控制人口过度增长坚持可持续发展战略论述题1）大力发展航天技术的重要意义。      航天技术是一个国家综合国力的集中体现，同时，航天技术的发展也促进了一个国家的军事、经济和技术的发展。航天技术的意义主要体现在： 在军事上，一个国家的航天技术的水平直接影响到它的军事实力。哪个国家占有空间优势，它就具有军事的战略的优势。多年来，一些超级大国竞相研制发射侦查卫星，它是洲际导弹的耳目，利用它可以掌握敌方军事部署，准确选择打击目标，提高命中率，它已成为战略核武器的配套项目。而通讯

31、卫星、导航卫星的发展同样也能够增强一个国家的军事力量。 在经济上，航天技术在很高的经济效益和社会效益。多种应用卫星在通讯广播、资源调查、气象预报、导航定位等方面为人类作出了巨大的贡献，也生了极大的经济效益。 在科学技术上，航天技术为科学发展提供了新的实验手段，开辟了新的形容领域，促进了众多学科的发展，并形成了一些边缘学科，如空间工艺学、空间材料学、空间生物学、卫星测地学、卫星气象学等。在航天技术的发展过程中还促进了其他技术的发展，台新材料技术、电子技术、遥感技术、喷气技术、自动控制技术等等。书P94（2）为何要大力开发新能源？开发新能源技术的重要意义。能源在人类社会发展中占

32、据重要地位，它是振兴经济、推动生产力发展的基本条件之一。任何国家国民经济建设的速度均与能源的需求量成正比，而能源开发利用的广度和深度也是衡量一个国家的科学技术和生产力水平的主要标志之一。      今天，随着世界经济的迅速发展，人类对能源的需求急剧上升，可利用能源的日趋减少所引发的“能源危机”以及能源利用过程中产生的日趋严重的环境污染，正成为制约经济增长速度的一个急需解决的问题。开发和利用可再生的、清洁的新能源技术，正是在这样的背境下产生的。书P106（3）举例说明新材料技术在高新技术领域中所起的作用。在现代信息技术、航天技术、新能源技术、现代生物技术等高新技术领域中，新材料技术都起到了关键作用。如记忆合金在航天技术中显示出其独特的