《自然科学概论》

1、自然科学概论一、名词解释：地域分异规律：自然地理环境各组成成分及其构成的自然综合体在地表沿一定方向分异或 分布的规律性现象。天文单位：是长度的单位，历史上约等于地球跟太阳的平均距离。天文常数之一。天文学 中测量距离，特别是测量太阳系内天体之间的距离的基本单位，地球到太阳的平均距离为一 个天文单位。一天文单位约等于1.496亿千米。水循环：水循环是指地球上不同的地方上的水，通过吸收太阳的能量，改变状态到地球上 另外一个地方。例如地面的水分被太阳蒸发成为空气中的水蒸气。气候：气候是地球上某一地区长时期天气的一般状态，是长时期各种天气过程的综合表现， 它既反映平均情况，也反映极端情况。生物群落：生物

2、群落指生活在一定的自然区域内，相互之间具有直接或间接关系的各种生 物的总和。与种群一样，生物群落也有一系列的基本特征，这些特征不是由组成它的各个种 群所能包括的，也就是说，只有在群落总体水平上，这些特征才能显示出来。狭义相对论：狭义相对论是由爱因斯坦、洛仑兹和庞加莱等人创立的，应用在惯性参考系 下的时空理论。也是对牛顿时空观的拓展和修正。按照狭义相对论而言，物体运动时质量会 随着物体运动速度增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化，即 会发生尺缩效应和钟慢效应。环境问题：环境问题，是指由于人类活动作用于周围环境所引起的环境质量变化，以及这 种变化对人类的生产、生活和健康造成

3、的影响。人类与环境不断地相互影响和作用，产生环 境问题。太阳常数：太阳常数是进入地球大气的太阳辐射在单位面积内的总量，要在地球大气层之 外，垂直于入射光的平面上测量。水循环：水循环是指地球上不同的地方上的水，通过吸收太阳的能量，改变状态到地球上 另外一个地方。例如地面的水分被太阳蒸发成为空气中的水蒸气。天气：天气是指某一个地方距离地表较近的大气层在短时间内的具体状态。生物多样性：生物多样性是指在一定时间和一定地区所有生物（动物、植物、微生物） 物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称。它包括遗传（基因）多样性、物种多样性和生态 系统多样性三个层次。元素周期表：化学元素周期表根据原子序从小至大排序

4、的化学元素列表。列表大体呈长 方形，某些元素周期中留有空格，使特性相近的元素归在同一族中。现代的周期表由俄国化 学家门捷列夫于1869年创造，用以展现当时已知元素特性的周期性。自此，随着新元素的 探索发现和理论模型的发展，周期表的外观曾经过改变及扩张。二、简答现代自然科学的特点。答：1.科学理论有新的革命性突破。（1）科学理论的思想性突破（2）科学理论的层次性突破（3）科学理论的解释性突破（4）科学理论的应用性突破科学形态上形成了大量综合科学科学认识上建立了新的思维方式太阳的成因学说。答：太阳是在大约45.7亿年前在一个坍缩的氢分子云内形成。太阳形成的时间以两种方法 测量：太阳目前在主序带上的

5、年龄，使用恒星演化和太初核合成的电脑模型确认，大约就是 45.7亿年。这与放射性定年法得到的太阳最古老的物质是45.67亿年非常的吻合。太阳在其 主序的演化阶段已经到了中年期，在这个阶段的核聚变是在核心将氢聚变成氦。每秒中有超 过400万吨的物质在太阳的核心转化成能量，产生中微子和太阳辐射。以这个速率，到目前 为止，太阳大约转化了 100个地球质量的物质成为能量，太阳在主序带上耗费的时间总共大 约为100亿年。月相变化。答：每天随着月亮在星空中自西向东地移动一大段距离，它的形状也在不断地变化着。这就 是月亮位相变化，叫做月相。“人有悲欢离合，月有阴晴圆缺”，这里的圆缺就是指“月相变 化”：在地

6、球上所看到的月球被日光照亮部分的不同形象。地球的圈层结构及各层次的主要特征。答：（1）地球的圈层结构:包括由地核、地慢、地壳组成的内部圈层和由大气圈、水圈、生 物圈组成的外部圈层。（2）地球内部各圈层的特点：地核的外核为液态或熔融状，内核为铁镍固体；地慢为 铁镁固体，地慢上部的软流层为岩浆发源地；地壳厚度不均，陆壳厚洋壳薄，地壳上为硅 铝层，下为硅镁层；（3）地球外部各圈层的特点：大气圈高度愈增大气密度愈降；水圈由液、固、气三态 组成，连续而不均匀分布；生物圈与地壳、大气圈、水圈交叉分布且相互渗透，是包括人 类在内的生命最活跃的圈层。地质时期气候变化特征。答：科学研究证实整个地质时期地球气候曾

7、经历了巨大的变化，反复有过几次大冰期，其中 最近的三次大冰期（即震旦纪大冰期、石炭一二叠纪大冰期和第四纪大冰期）为科学家所公 认，在三次大冰期之间为温暖的大间冰期气候。寒冷的冰期同温暖的间冰期相比是短暂的， 在整个地球气候史中，大部分时期（占90%以上年代）为温暖气候，比现在温和。牛顿三定律的基本内容。内容：一切物体在任何情况下，在不受外力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态。说明：物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势，因此物体的运动状态是由它的运动速度 决定的，没有外力，它的运动状态是不会改变的。物体的保持原有运动状态不变的性质称为 惯性。所以牛顿第一定律也称为惯性定律。第一定律也阐明了

8、力的概念。明确了力是物体间 的相互作用，指出了是力改变了物体的运动状态。牛顿第二定律内容：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合 外力的方向相同。公式：F =ma说明：（1）牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。力和加速度同时产生、同时变化、同时消逝。（2）F=ma是一个矢量方程，应用时应规定正方向，凡与正方向相同的力或加速度均取正 值，反之取负值，一般常取加速度的方向为正方向。牛顿第三定律内容：两个物体之间的作用力和反作用力，在同一条直线上，大小相等，方向相反。表达式：F1=F2，F1表示作用力，F2表示反作用力。说明：要改变一个物体的运动状态，必须有其它物体和

9、它相互作用。物体之间的相互作用是 通过力体现的。并且指出力的作用是相互的，有作用必有反作用力。它们是作用在同一条直 线上，大小相等，方向相反。生态因子及其特点。答：生态因子指对生物有影响的各种环境因子。常直接作用于个体和群体，主要影响个体生 存和繁殖、种群分布和数量、群落结构和功能等。各个生态因子不仅本身起作用，而且相互 发生作用，既受周围其它因子的影响，反过来又影响其它因子。特点：综合性、非等价性、不可替代性和可调剂性、阶段性和限制性现代自然科学的发展趋势。答：第二次世界大战以来，自然科学技术发展速度之快，发展规模之大，发生作用范围之广， 影响之深远，是历史上前所未有的。上世纪的后50年，科

10、学技术的发展经历了 5次伟大的 变革。第一个10年，是以原子能的释放与利用为标志，人类开始了利用核能的时代。第二个10年，是以人造地球卫星的发射成功为标志，人类开始了摆脱地球引力向外层空间进 军。第三个10年，是以1973年重组DNA实验的成功为标志，人类进入了可以控制遗传和 生命过程的新阶段。第四个10年，是以微机处理机大量生产和广泛使用为标志，揭开了扩 大人脑能力的新篇章。第五个10年，是以软件开发和大规模产业化为标志，人类进入了信 息革命的新纪元。当今，科学技术正在步步逼近自然界的各种“极限”，超高温、超低温、 超真空、超导、超强磁场物，彻底失重等研究取得了进展。生物技术、信息技术、航天

11、技术、 新材料技术、新能源技术和海洋技术等高新技术被列为重点研究领域，并取得了累累硕果。恒星的演化模式。答：恒星的演化大体可分为如下阶段：一、主序是以前的阶段一一恒星处于幼年时代。二、 主序是星阶段一一恒星处于壮年期。三、红巨星阶段一一恒星处于中年期。四、白矮星阶段 恒星处于老年期。大多数恒星的一生，大体是这样度过的。月球表面的基本形态特征。答：月球表面有阴暗的部分和明亮的区域，亮区是高地，被称为月陆；暗区是平原或盆地等 低陷地带，被称为月海。月球表面层峦叠嶂，山脉纵横，到处都是星罗棋布的环形山。最深 的山是牛顿环形山，深达8788米。除了环形山，月面上也有普通的山脉。月球上的山脉有 一普遍特

12、征：两边的坡度很不对称，向海的一边坡度甚大，有时为断崖状，另一侧则相当平 缓。月面上还有一些较“年轻”的环形山，常带有美丽的“辐射纹”，这是一种以环形山为 辐射点的向四面八方延伸的亮带，它几乎以笔直的方向穿过山系、月海和环形山，辐射纹 长度和亮度不一。月球表面就是这样的高山和深谷叠现的风光，显得较为壮观。由于月球上 没有大气没有海水，再加上月面物质的热容量和导热率又很低，因而月球表面昼夜的温差很 大。白天，在阳光垂直照射的地方温度高达+127C ；夜晚，温度可降低到U-183C。戴维斯地貌循环模式。地理循环论是美国地理学家戴维斯于1899年提出的一个在流水作用下的地貌发育模式。假 设一个平原随

13、地壳急速上升成为高地后，在地壳长期稳定下，地貌发育经过三个阶段，最后 成为准平原：（1）幼年期。平原上升成为高地后，地面被河流强烈切割，形成峡谷、山地和破碎高地， 到该期末，地形达到了最大起伏限度。（2）半年期。此时侧蚀作用加强，峡谷被扩宽，山地高度降低，主流河床纵剖面变得和缓， 并达到了平衡剖面。地貌上以宽谷、丘陵、山间盆地为主。（3）老年期。丘陵高度进一步降低，大部分支流河床纵剖面也达到了平衡剖面，侵蚀能力 已十分微弱，地面高度接近海平面，成为起伏和缓的准平原，其上散布着一些尚未被侵蚀的 残丘（余蚀山）。戴维斯把由平原上升为高地，再经侵蚀到准平原的过程，看作是地貌发展中的一个侵蚀旋回。 地

14、貌将按此过程不断重复循环，这就是地理循环理论。此理论从地壳垂直运动与流水侵蚀作 用的角度解释地貌发育过程，有学者认为其是一种主观的机械循环理论，但此观点和准平原 概念经常被采用。地质时期气候变化特征。答：科学研究证实整个地质时期地球气候曾经历了巨大的变化，反复有过几次大冰期，其中 最近的三次大冰期（即震旦纪大冰期、石炭一二叠纪大冰期和第四纪大冰期）为科学家所公 认，在三次大冰期之间为温暖的大间冰期气候。寒冷的冰期同温暖的间冰期相比是短暂的， 在整个地球气候史中，大部分时期（占90%以上年代）为温暖气候，比现在温和。伽利略三定律的基本内容。答：（1）伽利略通过斜面实验认为：物体下落速度与物体重量

15、无关。反驳了亚里士多德的 “大小相同重量不同的小球，如果同时开始下落，重球应比轻球先落地”的观点。即提出了 “落体定律”（2）伽利略又通过斜面实验确认了惯性定律。（3）伽利略的第三个重大贡献是提出“相对性原理”。这一原理是物理学最重要的基石之一评价达尔文的自然选择学说。答：达尔文自然选择学说正确解释了生物界的多样性和适应性，但没有阐明遗传性和变异的 本质。（1）过度繁殖。达尔文认为，这主要是繁殖过度引起的生存斗争的缘故。任何一种生物在生活过程中都必须 为生存而斗争，达尔文用遗传和变异来进行解释。（2）生存斗争。达尔文发现，地球上的各种生物普遍具有很强的繁殖能力，都有依照几何比率增长的倾向。 达

16、尔文想到了生存斗争。生物的繁殖能力是如此强大，但事实上，每种生物的后代能够生存 下来的却很少。（3）遗传和变异达尔文认为一切生物都具有产生变异的特性。引起变异的根本原因是环境条件的改变。在生 物产生的各种变异中，有的可以遗传，有的不能够遗传。但哪些变异可以遗传呢？达尔文用 适者生存来进行解释。（4）适者生存达尔文认为，在生存斗争中，具有有利变异的个体，容易在生存斗争中获胜而生存下去。反 之，具有不利变异的个体，则容易在生存斗争中失败而死亡。因此，生物适应环境的方式也是多种多样的，所以，经过自然选择也就形成了生物界的多样性。三、论述题板块构造学说的形成及其基本观点。答：形成：板块构造学说是在大陆

17、漂移学说和海底扩张学说的基础上提出的。根据这一新学 说，地球表面覆盖着不变形且坚固的板块（地壳），这些板块确实在以每年1厘米到10厘米 的速度在移动。由于地球表面积是有限的，地球板块分类为三种状态：其一为彼此接近的汇 聚型板块边界；其二为彼此远离的分离型板块边界；其三为彼此交错的转换型板块边界。板 块本身是不会变形的，地球表面活动便都在这三种状态下集中发生。基本观点：（1）全球岩石圈不是整体一块，可划分为六大基本板块（名称与分布）。（2）板块处于不断运动之中，板块内部比较稳定，板块交界处地壳活跃，多火山、地震。（3）板块张裂常形成裂谷或海洋，如东非大裂谷，大西洋；板块碰撞挤压，常形成海沟和 造

18、山带，当大洋与大陆板块相撞时，形成海沟岛弧或海沟-海岸山脉，当大陆与大陆板块相 撞时形成巨大的褶皱山脉。生态学研究的特点及热点问题有哪些？答：生态学是生物学研究的宏观综合发展方向，其目的在于在生物个体、种群、群落和生态 系统4个层次上探索生命系统的奥秘。生态学主要有以下3个方面的研究内容。（1）以自然生态系统为对象，探索无机和有机环境对生物的影响与作用、生物对环境的影 响与作用、生物与环境之间的相互关系和作用规律。（2）以人工生态系统或半自然生态系统为对象，研究不同区域系统的组成、结构和功能等。（3）以社会生态系统为研究对象，从研究社会生态系统的结构和功能入手，系统探索城市 生态系统的结构和功

19、能、能量和物质代谢、发展演化及科学管理等。人类与自然地理环境的关系。答：（1）人类不断通过生产活动从环境中获取物质和能量，是人类生存发展的基本途径，但也 是产生各种环境问题的基本原因之一（2）人类不断通过新陈代谢和消费活动向环境中排放废弃物和能量，是人类生存发展不可 避免的现象，也是产生各种环境问题的基本原因之一（3）人类对待环境的态度和行为，会得到环境不同的响应（环境的反馈作用），是一种必然 的结果，但反馈作用有有利的一面，亦有不利的一面（4）可持续发展基本原则：人类活动需遵循的三个基本原则，即生态、经济、社会的可持 续发展，维持合理的人地关系。化学物质与人类生存、生活的关系。答：（1）保证

20、人类的生存并不断提高人类的生活质量（2）化学是一门是实用的学科，它与数学物理等学科共同成为自然科学迅猛发展的基础。（3）化学与其他学科的交叉与渗透，产生了很多边缘学科，如生物化学、地球化学、宇宙 化学、海洋化学、大气化学等等，使得生物、电子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅 猛发展。（4）（最重要的一点，也是所有科学学科共有的作用）培养不断进取、发现、探索、好奇的心理，激发人类对理解自然，了解自然的渴望，丰富人的精神世界。搜索你认为该如何培养小学的自然科学素养？当今社会发展越快，学科分化越来越细致，科学课的正式开设，“科学素养”这个名词应运 而生，那么到底什么是科学素养呢？素养被定义为一种特

21、殊的能力和行为模式。是指人们在 工作、生活、活动中为了达到一定的目标，理解和运用印刷信息开发自己的知识潜能的能力。 科学素养一词是由英文翻译而来的。英语中有两个层面的意思：一是跟学者有关，指有学识， 有文化；另一种是真对一般公众而言的，指能够阅读，能够书写。在新的课程标准里北京师 范大学郁波教授是这样给科学素养定义的，科学素养有三个层面的解释：一是培养学生必备 的基础学科知识，二是培养学生具有科学的思维方式，三是培养学生具有科学的生活方式。 据我分析，科学素养就其概念本身有其鲜活的一面，这和科学技术正处在高速发展的时代是 息息相关的。科学素养主要是指培养学生具有科学的思维方式。明确了科学素养的含通过实 践活动，让学生学习和掌握一定的基本的科学方法义，那么究竟该如何培养小学生的科学素 养呢？ （1）通过实践活动，让学生学习和掌握一定的基本的科学方法，即是通过假设- 验证-结论的方式来得出结果。培养这样的思维方式有利于学生在解决问题时不会盲目冲 动，具有一定的理性思维。科学方法是从事学科探究活动所必须采用的一些方法，学生一旦 掌握了这些方法，也就学会了 “真刀真枪搞科学”的真实本领，就能在自然探索科学的过程 中，获取科学新知、发展科学能力、提