2020浙教版科学七年级下册期末查漏补缺讲义第十一讲地球和宇宙

1、第十一讲地球与宇宙衔接导入暗物质的神秘面纱暗物质是什么？首先要说的一点、也最令人为难的一点是，研究人员仍不清楚暗物质究竟为何物。一开始有科学家猜测，宇宙中失踪的质量也许由黯淡的小型恒星及黑洞构成。但美国能源部费米实验室科学家唐林肯(DonLincoln )指出，详细观测结果显示，这些天体的数量根本不足以解释暗物质的重大影响。目前最可能解释 暗物质之谜的“候选人”为“弱相互作用大质量粒子”，简称 WIMP该粒子的行为方式类似于中子，但质 量可能比质子重10至100倍。不过，这种猜想又带来了更多问题，由于数量太多，在此就不一一列举了。我们能否探测到暗物质？如果暗物质由 WIM啦子构成，就应该无处不

2、在，但无法被我们看见、也很难被探测到。那么，我们为 何连一丁点 WIMpt子都没找到呢？虽然这类粒子几乎不与普通物质发生互动，但它们在宇宙中穿梭时， 偶尔也会撞上一个质子或电子这样的普通粒子。因此，科学家在地下开展了一次又一次用到大量普通粒子的 实验，避开外界的辐射干扰，模拟暗物质粒子的撞击过程。但问题是，在数十年的研究之后，这些探测器 仍未做出任何具有可信度的发现。今年年初，中国PandaX实验报告了最新一次 WIM啦子的探测情况，结果又是一无所获。加州大学河滨分校物理学家 Hai-Bo Yu指出，照这样看来，真正的暗物质粒子可能比 WIMP 粒子小得多，或者其特性会大大增加研究难度。暗物质

3、仅由一种粒子构成吗？普通物质既可以由质子、电子这样的普通粒子构成，也可以由中微子、渺子、介子这样奇奇怪怪的粒 子构成。因此有些研究人员提出，占了宇宙全部物质85%勺暗物质是否也会如此复杂呢？ “我们没有理由认为，宇宙中的所有暗物质都仅由一种粒子构成。”哈佛大学物理学家安德烈卡兹( Andrey Katz)指出。 例如，暗质子可以与暗电子结合，构成暗原子，暗物质的世界也可以与我们见到的世界同样丰富、有趣。虽然越来越多的物理实验室开始提出类似的设想，但无论是证实还是证伪，都令科学家们一筹莫展。暗力量存在吗？除了暗物质粒子之外，暗物质还可能会受到“暗力量”的影响，就像普通力对普通物质的影响一样。 一

4、些研究人员一直在寻找“暗光子”。这种粒子类似于在普通粒子之间来回互换、从而产生电磁力的普通 光子，只不过唯有暗物质粒子才能感觉到它的存在。意大利物理学家正准备用一束电子和正电子轰击钻石。假如暗光子真的存在，电子 -正电子对就会湮灭，生成一个携带特殊力的“暗光子”。如果成功，或许会打 开一个全新的宇宙领域。暗物质会不会由轴子构成？随着物理学家逐渐对 WIMPt子失去兴趣，其它暗物质粒子“候选人”开始越来越获青睐。其中为首的 是一种叫做“轴子” (axion )的粒子。轴子质量极轻，可能只有质子的1031分之一。有几项实验正在对轴子展开研究。近期计算机模拟显示，轴子也许会形成类似恒星的天体，而这些

5、天体可能会产生可被探测到的、类似快速射电暴的辐射。暗物质有哪些特性？天文学家通过暗物质与普通物质间的引力作用发现了暗物质的存在，说明这是暗物质在宇宙中露面的 主要途径。但要弄清暗物质的本质，科学家却步履维艰。一些理论认为，暗物质粒子应当是它们自身的反 粒子，意味着两个暗物质粒子一旦相遇、就会瞬间湮灭。自 2011年起，国际空间站上的“磁谱仪实验便一 直在寻找这种湮灭信号，迄今已探测到了数十万次。科学家尚不确定这些湮灭信号是否来自于暗物质，也 尚且无法通过这些信号进一步了解暗物质的本质。每个星系中都存在暗物质吗？由于暗物质的质量远超普通物质质量，暗物质常被说成维系星系和星团的“控制力量”。但今年

6、年初， 天文学家发现了一个名叫NGC1052-DF2的星系，其中似乎不含任何暗物质。耶鲁大学的皮埃特冯多库姆(Pieter van Dokkun)当时表示：暗物质显然不是形成星系的必需项。“然而在今年夏天，另一支研 究团队发布了自己的分析结果，认为多库姆的团队对该星系的距离测量有误，这意味着该星系中的可见物 质其实比多库姆声称的少得多，暗物质的质量则比其提出的多得多。如何解释DAMA/L旧RA实验结果？长时间以来，欧洲DAMA/L旧RA验的结果一直令粒子物理界的科学家们困惑不已。该探测器位于意大利格兰萨索山的一处地下矿井中， 一直在寻找暗物质粒子的周期性振荡现象。按理说， 地球在公转过程中，

7、如果刚好从围绕太阳系的暗物质星系流中穿过，就会发生这种振荡现象。自1997年来，DAMA/L旧RA实验多次宣称观察到了这类振荡信号，但其它实验均未观察到过。暗物质是否带电荷？一个从宇宙之初发出的信号让一些物理学家认为，暗物质也许带有电荷。宇宙初期、即大爆炸后1.8亿年形成的恒星会发射波长 21厘米的辐射。而这些辐射随后又会被低温氢吸收。今年二月探测到这一辐射信号时，其谱线显示，吸收辐射的氢的温度比之前预想的还要低得多。哈佛大学天体物理学家朱利安穆 诺兹(Julian MU? oz)猜想，带电荷的暗物质也许从氢中带走了一部分热量，就像饮料中的冰块一样。但 这一猜想尚未得到证实。普通粒子会衰变成暗

8、物质吗？中子是一种寿命有限的普通粒子。过了 14.5分钟左右，一个单独存在的中子就会衰变成一个质子、一个电子和一个中微子。但在两次不同的实验中，得出的中子衰变时间略有区别，约相差9秒。今年年初有物理学家提出，如果中子衰变过程中，有1%勺时间里，部分中子会衰变成暗物质，就可以解释这种异常差异了。美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的克里斯托弗莫里斯( Christopher Morris )及其团队 对中子进行了密切监测，希望找到可能为暗物质的信号，但一无所获。该研究认为，中子衰变也许还有其 它解释。暗物质真的存在吗？由于科学家对暗物质的探测和解释如此困难，自然有人猜测，这一切可能从一开始就是错

9、的。多年来,一直有少数物理学家认为我们的引力理论并不正确，基本力在大尺度上的运作机制与我们的猜想并不一致。有一种名叫“修正牛顿力学”的理论认为，根本不存在暗物质这种东西，恒星和星系的旋转速度之所以比 我们预先的要快，是因为引力的作用方式超出了我们的想象。用物理学家唐林肯的话来说：“暗物质模 型尚未得到证实。”但暗物质的反对者同样无法证实他们的观点。并且最新证据显示，暗物质是确实存在的。一知识梳理pj1 .太阳1）太阳概况：离地球最近的恒星，发光发热的气体星球太阳的直径约为140万千米；质量为地球的33万倍；体积为地球的130万倍；表面温度约 6000C；中心温度达 1500万C；它与地球的平均

10、距离约为 1.5亿千米2）太阳大气层从里到外可分为 3层，依次为光球层、色球层和日冕层。平时我们看到的只是光球层。人们 把太阳光球层上的许多黑斑点称为太阳黑子，其实它是太阳表面由于温度较低而显得较暗的气体斑块。太 阳色球层上有时会出现一些突然增亮的斑块，叫做耀斑。耀斑爆发时会释放出巨大的能量。3）太阳活动：指太阳表面的变化。活动周期是11年。常见的太阳活动有：太阳黑子（在光球层）、耀斑、日珥（在色球层）、太阳风（日冕层）等。4）太阳活动对地球的影响 太阳黑子增多时，会导致紫外线增强或气候反常，伤害人类身体健康。 耀斑增强时，可以影响地球上的短波通讯，甚至使各类无线电通讯发生短时间的中断现象，产

11、生磁暴现 象。可使磁针剧烈颤动，不能正确指方向。 太阳风导致南北极极光的产生。影响地球上的气候、水文、地质及人类活动，甚至危及星际航行。在太阳活动增强时，人们要注意采取 防晒措施来避免太阳光中过强紫外线对皮肤的损伤。5）观察太阳黑子常使用加滤镜的天文望远镜或涂黑的玻璃等。天文望远镜的使用：选择视野比较开阔的地方安放好天文望远镜，用寻星镜对准目标星体，用主镜观测目 标星体。2 .地球的自转1） 地球的自转：地球绕地轴不停地旋转的运动。2)地球自转的方向：自西向东。从北极上空俯视，地球作逆时针方向旋转;作 顺时针方向旋转。（南顺北逆）3)地球不发光不通明I昼费交替现象 始球身转 地球自转的周期：约

12、 24小时极上空俯视，地球5）晨昏线（圈）：昼夜半球的分界线（一个圆圈），它由晨线（半圆）和昏线（半圆）构成。晨线：太阳升起的地方（由黑夜进入白天）；昏线：太阳落下的地方（由白天进入黑夜）6） 地球自转产生的现象：日月星辰东升西落；昼夜交替；星星的视运动照片一天中太阳高度（角）的变化，一天中杆影长度的变化、地方时的不同3.地球的公转1） 地球的 公转:地球 自西向东绕太阳不停地旃转.地轴呈倾斜必态（地轴与公转轨道面呈 66.5夹角）地轴的北端始终指向北极星附近。周期为365.2422天,即一年2） 太阳高度：太阳光与地面的交角，叫做太阳高度角，简称太阳高度。一天中太阳高度早中晚:先变大再变小，

13、杆影先变短再变长，正午太阳高度最大，杆影最短，（由于地球自转）一年中，正午太阳高度夏季大,杆影短（夏至日太阳高度最大，杆影最短），冬季正午太阳高度小，杆影长（冬至日太阳高度最小，杆影最长）。（由于地球公转）同一时间，中高纬度地区，纬度越大，太阳高度越小,杆影越长 以太阳直射点为中心向两边递减，即:离太阳直射点越近，太阳高度越大,杆影越短;离太 阳直射点越远，太阳高度越小，杆影越长3） 太阳直射点：太阳垂直照射的地方，太阳高度为 90a.赤道：是地球上距南北两极相等的大圆，是所有纬线中最大的一条纬线。回归线：太阳直射点在南北纬 23.5之间来回移动，这两条特殊的纬线称为回归线;南回归线一一南纬

14、23.5。的纬线；北回归线一一北纬 23.5。的纬线。昼夜长短达到极端，即24小时昼长和24小时夜长的南北界线，即南北纬66.5。的纬线。南极圈一一南纬66.5的纬线；北极圈一一北纬 66.5的纬线。b.春分日（3月21日前后）直射赤道夏至日（6月22日前后）直射北回归线秋分日（9月23日前后）直射赤道 冬至日（12月22日前后）直射南回归线4）昼夜长短的变化赤道全年昼夜等长北半球其他地区：从春分日到秋分日（太阳直射点在北半球），昼长夜短（夏至日昼最长夜最短），北 极圈以内发生极昼现象（夏至日时北极圈及其以北地区都发生极昼）； 从秋分日到来年春分日（太阳直射点在南半球），昼短夜长（冬至日昼最短

15、夜最长），北极圈以内发生极 夜现象（冬至日北极圈及其以北地区都发生极夜）；南半球正好相反 春分日，秋分日，太阳直射赤道，全球昼夜等长，南北极圈内无极昼极夜现象太阳直射点北上：北半球昼变长夜变短；太阳直射点南下：北半球昼变短夜变长再上上娥昔青井认也卓上看月孝*;r * 月川成因国纬度越高，昼夜变化越大三、月相的成因及变化规律1）成因:2）月相的变化规律下弦月由于日、地、月三者的相对位置，随着月球绕地球向东运行而变化，就形成了新月上弦月一一满月新月的周期性更迭。变化规律如下表所示:月相新月上弦月满月下弦月日期初一初七、初八二十二、二十三日、地、月三者位置 关系日、地、月在同一直 线上，月球在日、地

16、之间日、地、月呈直角, 月球在太阳以东日、地、月在同一直线上，地球在日、月之间日、地月1百角 月球在太阳以西同太阳出没比较同升同落迟升后落此起彼落早升先落月出清晨正午黄昏半夜月落黄昏半夜清晨正午夜晚见月情 形彻夜/、见上半位由大通宵可见下半夜东天月面朝向/朝西/朝东四、日月食1.日食熊司酷神梦豺始旌翻煦；瞳的姆月蛔由比瑞脚吠反引强耳工好娘应植僚锻吼服眈了翅断版报鬼，日前日旅、LW黜檎:片成都僦桀月敢窘掘第月幼苗 礴血月轴tarn与射守榔1底-争翦和地随慰骷日章食3.日食和月食比较月麒喘；日地月 三者位 置关系地球上的可 见范围发生的时间地球上可以看见持续的时间先亏的 力向看到的样子日食日月地地

17、月日部分地区初一新月几分钟先勺四三种旁边启日冕月食日地月月地日半个地球以上满月一个多小时先勺东二种暗弱的古铜色大但是太阳再的中心美件。质是白太阳系息质身的四L而先，其他天阵浦眄行星、幅睛麻嘶猫浮区卫星4.太阳系航水星空气很稀穆.环漏山，无卫.遍度高黜 / 的金星三有大T,但主要或分姐二M化喋一巴文以火星.空气稀薄.温度说拙麻，可能有水行星 0UD由木星-体职和质量最灿色像星球，学卫y( f： 土星犬气运动谢客!，/jl并且育光讦一 口心. 小 天王星-有磁场，夫河和二4tE星l匹日行至”:海王色星球悬匹最冷A基础巩固1 .下列哪些现象是自转造成的（）台州夏季白昼长，冬昼夜现象日月星辰东升西落昼

18、夜交替台州夏至的正午太阳高度角最大 季白昼短正午的太阳高度是一天中最大的A. B. C. D.2 .下列地理事物中，与地球自转运动有关的是（）A .候鸟的南移北迁8 .中国标准时间（北京时间）的确定C.树木的年轮宽度间隔不等D.我国的河流白西向东流9 .全球昼夜平分的日期是（）A.春分日和秋分日 B.冬至日和夏至日C.春分日和冬至日 D.夏至日和春分日10 下列图形中地球自转方向标得正确的一项是（）AD5 .从10月1日至第二年元旦，太阳直射点在地球表面的方向变化是（A .向南移B.先向北后向南移C.向北移D.先向南后向北移6 .按地球公转的规律，下列节日在一年中按先后顺序排列正确的是（）国庆

19、节妇女节儿童节劳动节春节A.B.C.D.7 .地球上新的一天的起点和终点确切地讲应是（）A. 180度B.0度经线C.日界线 D.晨昏线8 .关于地球公转特点的叙述，正确的是（）A.自转轨道面与公转轨道面重合8 .公转方向与自转方向相反C.地轴与公转轨道面成66.5度夹角D.公转周期为一年，即 366天9 .在赤道上，下面四种现象可信的是（）A.太阳总是在6时升起B.夏季昼长夜短C.冬至日的夜是一年中最长的夜D. 6月22日正午时旗杆没有影子10 .地球自转时围绕的旋转中心是（）A.经线 B,太阳 C.地轴 D.北极星11 .地球上获得太阳光热最多的地方是（）A.南、北回归线与南、北极圈之间的

20、地区B.北极圈以北和南极圈以南的地区C.南、北回归线之间的地区D.以上说法都不正确12 .从12月22日至第二年6月22日，太阳直射点在地球表面的方向变化是（）A.向北移动B.向西移动C.先向南后向北移动D.不变材料：下表中所列的是12月22日甲、乙、丙、丁四地的白昼时间，根据表中数据回答第 13至15题。_工 甲地 j 乙地 一 j 丙地 方地白星时同 5小时3Q外 B小时99分| U小时2丁豆 1 小时56分13 .四地中属于南半球的是（）A .甲地 B.乙地 C.丙地 D. 丁地14 .四地所处纬度从高到低顺序排列的是（）A.甲乙丙丁 B.甲乙丁丙 C.丙丁乙甲 D.丁丙乙甲15 .造成

21、四地白昼时间差异的主要因素是（）地球的公转地球的自转黄赤交角的存在地方时的不同A. B. C. D.16 .浙江省在规划城市住宅楼群时，为了使底层住户全年的正午都能见到阳光，楼群间距应依据哪一天的 楼影来计算（）A.冬至日B.春分日C.夏至日 D.秋分日17 .晨昏线上各地的太阳高度A.总是等于90B.总是等于0C.只是春分、秋分时等于0 D.只有夏至日或冬至日等于9018 .在地球上看，北极星的位置几乎是不变的，这主要是因为（）A.北极星距离地球很远B.北极星与地球的相对位置保持不变C.北极星的运动速度太慢D.地轴的北端指向北极星19 .地球自转产生的地理现象是A.昼夜长短的变化B.昼夜更替

22、C.太阳高度的变化D .四季的变化20 .划分五带的主要依据是（）A.有无极昼夜现象B.有无阳光直射现象C.有无明显的四季变化D.获得太阳光热的多少21 . 一年中太阳直射一次的是（）A.赤道 B.南、北回归线 C.南、北纬30 D.南、北极圈小欣在我们学校的操场上同时测量一根一米长竹杆（）22 .假如在夏至日正午12: 00,小莉在北京天安门广场， 的影子，结果最有可能的是A.两地杆影一样长B.学校的长，北京的短C.北京的长，学校的短D.不一定D.纬度23 .该图的日期是A.夏至日B.冬至日C.春分日D。.分日24 .正午太阳高度随季节变化的原因是A.地球的自转 B.地球的公转C.地轴25

23、.下面关于各城市的旗杆的影子的说法中不正确的是A.北京的旗杆的影子一年中都是朝北的B.海口的旗杆的影子一年中都是朝北的C.香港的旗杆的影子一年中可能朝北的D.天津的度杆的影子一年中都是朝北的1-5 CBAAD 6-10 ACCAC 11-15 CADBD 16-20 ABDBD 21-25 BCBBB经典例题例1.太阳黑子、耀斑、太阳风等太阳活动依次发生在（）。A.色球层、光球层、日冕层B.光球层、色球层、日冕层C.日冕层、光球层、色球层D .光球层、日冕层、色球层例2.下列现象可能是由太阳活动强烈而引起的有（）。地球上的短波通讯受到干扰发生日食现象到达地面的紫外线增多地球的某些地方洪涝灾害增多A.B.C.D.例3.在月球上，下列活动中宇航员不可能做到的是（）。A.在月球上插上国旗B.背起250公斤重的物体C .跳高、跳远D .两宇航员面对面直接对话例4.下列属于月球质量的原因而造成的现象是（）。A.月球上找不到一草一木B.月球上环形山众多C.月球上一蹦5米多高D.月球上静寂无声例5.下列说法正确的是（）。A.月球距离太阳较近时，温度可高达127C,较远时温度则降到83 CB.太阳中心的温度约 6000 CC.月球质量比