七上3.3人类对宇宙的探索

第3节人类对宇宙的探索思维导图思维导图考点一、从地心说到日心说地球曾被人们认为是宇宙中独一无二的天体，是宇宙的中心。科学研究表明，地球位于太阳系内，太阳系位于银河系比较边缘的一个普通的位置，并没有明显的独特地位。关于宇宙和我们赖以生存的地球，从古到今，人们的认识经历了根本性的变革。那么,我们对宇宙的认识是如何改变的?1.我国古代对于宇宙的认识(1)“盖天说”①出现时间：中国战国时期。②主要内容：天圆如张盖，地方如棋盘。③影响：它反映了人们认识宇宙结构的一个阶段，在描述天体的视运动方面也有一定的历史意义。虽然已经摆脱神话的影响，但远没有揭示宇宙的本质。(2)到秦汉时期，人们初步认识了太阳、月球和5颗（金木水火土）行星的基本运动规律，并能推算天象的发生。2.“地心说”(1)时间和创立人：早期的希腊人相信，宇宙是完美的，地球是宇宙的中心。公元2世纪，希腊天文学家托勒密在亚里士多德等前人对宇宙的认识的基础上，进一步完善了地球中心学说，创立了“地心说”模型。(2)主要内容托勒密的“地心说”示意图(3)影响：“地心说”可以解释5颗行星的观测路径，以及太阳、月球的运动路径。尽管托勒密的“地心说”模型并不正确，但它能解释很多人们观察到的天文现象，在随后的1000多年里，普遍为人们所接受，并给发现“地心说”不足的人们造成了难题。3.“日心说”(1)提出背景：科学家们经过仔细观测，发现行星运行规律与托勒密的宇宙体系并不吻合。(2)提出过程：16世纪，哥白尼用自制的简陋仪器，经过20年的天文观测与研究发现，与其他5颗行星一样，地球也是一颗行星。天空中观察到的行星运动可通过旋转的地球来简单地解释。在得出地球是一颗行星后，哥白尼为太阳系建立了一个“日心说”模型。哥白尼在临终前，出版了著作《天球运行论》,阐述了“日心说”的理论基础。(3)主要内容：认为太阳是宇宙的中心，地球和行星都围绕太阳做圆周运动。哥白尼的“日心说”示意图(4)影响：与地球是宇宙的中心的观点相比，“日心说”的提出是一个重大突破。但哥白尼保留了希腊人的行星做圆周运动的观点，也未能正确解释行星的运动方式与成因。“日心说”吸引人的地方是它简单，人们可以更好地理解它。“日心说”挑战了当时占主导地位的“地心说”。(5)伽利略对“日心说”学说的推广①在绝大多数人仍相信“地心说”的时代，人们需要更多的证据才能接受“日心说”。科学家伽利略所收集的证据，逐渐让人们相信“日心说”是正确的。伽利略对哥白尼学说的发展与传播起到了很大作用，留下了不可磨灭的印记。②学说的证据1609年，伽利略用自制的望远镜观测天空，为“日心说”提供了新的观测证据：a.太阳上有黑子，说明太阳并不完美；b.围绕着木星的有4颗卫星，说明并非所有天体都在绕地球运行。c.木星有卫星运转的事实为哥白尼学说提供了强有力的证据。d.金星的位相变化也说明金星并不是围绕地球公转的。③伽利略的观测发现与当时人们对宇宙的普遍认识并不一致，挑战了居于统治地位的“地心说”。1633年，罗马宗教裁判所判处伽俐略终身监禁，随后改为软禁，直到他在1642年病逝。(6)学说的重要意义哥白尼“日心说”的建立，使我们的认识从“地球中心”走向“太阳中心”。今天，我们知道，太阳系包括太阳、行星及其卫星，以及各种更小的天体，这些大大小小的天体都围绕太阳公转。拓展：太阳不是处于宇宙的中心。太阳位于太阳系中，太阳系属于银河系，太阳系也不在银河系的中心。银河系也是众多星系中的一个，并非宇宙中心。典例分析典例分析典例1：“日心说”宇宙体系学说在科学发展史上的作用主要是（）A．认识到太阳是宇宙的中心B．肯定了“地心说”宇宙体系学说C．阐明天体运行现象，为认识太阳系奠定了基础D．开创了对天体的观察研究【答案】C【解析】哥白尼的“日心说”宇宙体系学说在科学发展史上的作用主要体现在：“日心说”阐明了天体运行的现象，为人类认识太阳系，进而认识地球的起源奠定了基础。“日心说”挑战了长期以来居于统治地位的“地心说”，否定了基督教上帝创造一切的教义，使神权统治的根基产生了动摇【解答】A."日心说”中的关于”太阳是宇宙的中心的观点“是错误的，故A不符合题意；B.“日心说”否定了“地心说”宇宙体系学说，故B不符合题意；C."日心说”阐明了天体运行现象，为认识太阳系奠定了基础，故C符合题意；D.“日心说”提出之前科学家已经在对天体进行了观察研究，故D不符合题意；故选C举一反三举一反三变式1：“盘古开天辟地”是关于宇宙诞生的传说，它所流传的国家是()。A．古代中国 B．古埃及 C．古希腊 D．古印度【答案】A【解析】盘古神话是中国古代民间神话传说之一，是典型的创世神话。其特征包含传统文化的传承思想寓意，深以表达其一生及以造就人生意义与生命价值。【解答】盘古，又称盘古氏，混沌氏，是中国传说中开天辟地创造人类世界的始祖。盘古开天辟地的记载最早见于三国时期吴国徐整著《三五历纪》。故答案为：A。变式2：他是著名的天文学家、自然科学的先驱，他提出的“日心说”否定了影响人类长达千年之久的“地心说”，有力地推动了人类文明的进程。他是()。A．伽利略 B．牛顿 C．哥白尼 D．爱因斯坦【答案】C【解析】爱因斯坦是20世纪杰出的物理学家和现代物理学奠基人，牛顿在前人的基础上，总结出力的三大定律，伽利略被称之为实验物理学的先驱，哥白尼建立了日心说。【解答】哥白尼用“日心说”否定了影响人类达千年之久的“托勒密地心说”，有力推动人类文明的进程，故ABD错误，C正确。故答案为：C。变式3：关于“地心说”和“日心说”，下列说法中正确的是()。A．宇宙的中心是太阳，所有行星都绕太阳做匀速圆周运动B．地球是绕太阳运动的普通行星，月球是绕地球旋转的行星C．地心说的代表人物是哥白尼，日心说的代表人物是托勒密D．地心说和日心说在人类认识宇宙的过程中都具有一定的价值【答案】D【解析】所有行星都绕太阳做椭圆运动，太阳位于椭圆的一个焦点处。【解答】A.太阳系的中心是太阳，所有行星都绕太阳做椭圆运动，故A错误；B.地球是绕太阳运动的普通行星，月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做椭圆运动，同时还跟地球一起绕太阳运动，故B错误；C.地心说的代表人物是托勒密，日心说的代表人物是哥白尼，故C错误；D.“地心说”是由于古代人缺乏足够的宇宙观测数据，以及怀着以人为本的观念，因此他们误认为地球就是宇宙的中心，而其他的星体都是绕着她而运行的。天主教教会接纳此为世界观的“正统理论”。而“日心说”是在足够的天文观测的数据基础上，哥白尼等人提出的，符合科学研究的结果，而不是臆想出来的，是科学的一大进步。故在人类认识宇宙的过程中都具有一定的价值。故D正确。故答案为：D。考点二、现代宇宙学说1.宇宙的组成：浩瀚的宇宙中有各种不同的天体，这些天体又组成了大小不同的天体系统。我们看到的宇宙就是由各种不同的天体系统组成的。科学家借助现代望远镜，揭开了宇宙中的许多奥秘。2.星系的观测二十世纪一二十年代，天文学家用大型望远镜观测了银河系以外的星系，测出不同星系间的距离，判断它们的运动速度以及运动方向。3.星系的运动(1)时间和发现者：1929年，天文学家哈勃根据自己对银河系以外星系距离的测定，结合其他天文学家的工作，分析了20多个星系的退行速度和距离。(2)运动特点：银河系以外的大多数星系都在远离我们而去，距离越远，离开我们的速度越大。这表明，我们所处的宇宙正在膨胀。(3)哈勃定律①内容：星系的退行速度与它们到地球的距离成正比。即星系到观察者的距离越远，星系退行速度越快。哈勃定律可以用公式表示为：v=Hd，其中v为星系退行速度，d为星系到观察者的距离，H为哈勃常数。②意义：哈勃定律被随后的进一步观测所证实。哈勃定律反映了整个宇宙的整体性，展示了一幅宇宙整体退行图景，即宇宙正在不断地膨胀。4.星系运动模型的建立：为了帮助我们更好地理解星系是如何运动的，我们可以建立星系运动模型、了解星系运动的特点。实验步骤1.准备一只气球，在其表面贴上一些圆形小纸片。小纸片代表星系。2.在圆形小纸片上用笔做记号，表示星系上的“居民”,记录相邻“星系”的位置和距离。3.用打气筒持续地向气球充气，使气球不断地胀大(即宇宙膨胀)4.观察气球在胀大过程中，各个圆形小纸片间距离的变化。这些原先靠得很近的“星系”之间的距离增大了吗?实验结果：在气球胀大过程中，对气球表面上任何一个圆形小纸片而言，其他的圆形小纸片都在不断地离它而去，离得越远，远离速度越快。各个圆形小纸片(星系)彼此后退，膨胀没有中心。实验结论：星系在膨胀的宇宙中就好比气球表面的圆形小纸片，在宇宙膨胀的过程中，星系之间都在不断地远离，而且相距越远的星系，远离速度越快。5.爱因斯坦的相对论对宇宙研究的贡献(1)1915年，著名科学家爱因斯坦建立了广义相对论，他将广义相对论用于宇宙的研究，建构了一个静态的宇宙模型。(2)1922年，苏联科学家弗里德曼从广义相对论出发，得到了一个均匀地膨胀或收缩的宇宙模型，遗憾的是这个动态模型并不为当时的人们所重视。当哈勃定律公布后，人们惊喜地发现，天文观测发现的现象正是理论模型所预言的现象。理论预言被天文观测证实了!6.宇宙大爆炸理论(1)提出者：1948年，伽莫夫等人提出了宇宙大爆炸理论。(2)主要内容：宇宙起源于极高温、极高密度的“奇点”的大爆炸，之后宇宙不断膨胀、温度不断下降，生成各种物质，形成各种星系，演化成今天的宇宙，今天的宇宙仍将继续膨胀下去。(3)宇宙大爆炸理论的证实①理论预言：大爆炸使宇宙中充满了辐射，随着宇宙膨胀、降温，当今宇宙中仍充满着大爆炸残余的辐射，对应的温度约为5K(K为热力学温度单位)。②实际观测的结果：测到来自空间各个方向辐射，对应温度约为2.73K,与理论预测温度非常接近。(4)宇宙大爆炸理论预测的结果与实际观测的结果相一致，宇宙膨胀得到了观测事实的有力支持，宇宙大爆炸理论成功地解释了很多观测事实。因此，宇宙大爆炸理论已成为被人们广为接受的一种字宙起源学说。(5)宇宙的起源与演化①多方面观测研究表明，我们的宇宙始于约138亿年前的一次大爆炸，大爆炸为后来的星系、恒星和行星的形成与演化提供了所有的能量。②下图为宇宙演化年表，该图突出了重要的物质与能量演化事件。宇宙大爆炸理论是目前最准确的描述宇宙从诞生到当前状态的模型。拓展：有关宇宙起源的其他假说(1)“宇宙永恒”假说。这种假说是奥地利天文学家邦迪和戈尔德提出的，后来英国天文学家霍伊尔发展并普及了这个理论。他们认为宇宙并不像人们所说的那样动荡不定，宇宙中的星体、星体密度及它们的空间运动都处在一种稳定状态，这就是“宇宙永恒”假说。(2)“宇宙层次”假说。这种假说是法国天文学家沃库勒等人提出来的。他们认为宇宙的结构是分层次的，如恒星是一个层次，恒星集合组成的星系是一个层次，许多星系结合在一起组成的星系团是一个层次，一些星系团组成的超星系团又是一个层次。(6)宇宙大爆炸理论的不足。虽然宇宙大爆炸理论已经取得很大的成功，但是随着研究的不断深入，仍然遇到了不少的疑难问题。宇宙让我们的思考广阔而深邃。宇宙有没有边界?宇宙会终结吗?……这些问题，有待于人们去探索和证实。典例分析典例分析典例1：（2023七上·慈溪期末）某国际天文研究团队最新发现，距离地球约8000光年的一颗恒星可能产生伽马射线暴，专家认为被伽马射线暴扫过的星球生命会消失，幸运的是，该恒星潜在的伽马射线暴方向并没有对准地球。这颗恒星位于（）A．地月系 B．太阳系 C．银河系 D．河外星系【答案】C【解析】总星系分为银河系和河外星系；银河系包含了太阳系；太阳系包含了地月系；【解答】由题干可知，一个国际天文研究团队最新发现，距离地球约8000光年的一颗恒星可能产生伽马射线暴，这是首次在银河系中发现可能产生伽马射线暴的恒星，这颗恒星位于银河系；故答案为：C.举一反三举一反三变式1：（2020七上·镇海期末）读“天体系统层次简图”，与①②④对应的是（）A．太阳系、银河系、总星系 B．地月系、河外星系、总星系C．地月系、太阳系、河外星系 D．太阳系、银河系、河外星系【答案】C【解析】银河系是太阳系所在的天体系统，包括一千二百亿颗恒星和大量的星团、星云，还有各种类型的星际气体和星际尘埃，太阳系由八大行星组成，河外星系，是指在银河系以外，由大量恒星组成星系。【解答】天体系统层次简图中⑤级别最高，应该为总星系，比总星系低一级的是银河系和河外星系，因此③和④分别为银河系和河外星系，比银河系低一级的是太阳系和银河系中的其它恒星系统，②为太阳系，①则是地月系，C符合题意。故答案为：C变式2：为了形象地说明宇宙扩张学说，用一个粘有小金属粒的气球做演示实验，该实验将粘有小金属粒的气球看成，小金属粒看成是宇宙中的，气球膨胀时，任一小金属粒周围的其他小金属粒都在。这里主要运用的一种思维方法是(选填“等效法”“类比法”或“转换法”)。【答案】宇宙；天体；离它远去；类比法【解析】“宇宙大爆炸”是根据天文观测研究后得到的一种设想，大约在150亿年前，宇宙所有的物质都高度密集在一点，有着极高的温度，因而发生了巨大的爆炸，大爆炸以后，物质开始向外大膨胀，就形成了今天我们看到的宇宙。【解答】为了形象地说明宇宙大爆炸，课本上将一个黏有小金属粒的气球看着宇宙，金属粒看成是宇宙中的天体，气球膨胀时，任一小金属粒都在离它远去，这里运用的是主要一种思维方法类比法。变式3：（2023九下·江北月考）宇宙是广袤空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。千百年来，科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。（1）目前被人们广泛接受的宇宙起源学说是。（2）科学家观察发现宇宙处于不断的膨胀中，所有的星系都在远离我们而去，离我们越远的星系，退行越快。若从我们所在的星系1观测，如图能类比宇宙膨胀的是(箭头方向和长短分别表示运动方向和快慢)。【答案】（1）宇宙大爆炸（2）A【解析】（1）目前被人们广泛接受的宇宙起源学说是宇宙大爆炸。（2）根据题中科学家观察发现宇宙处于不断的膨胀中，所有的星系都在远离我们而去，离我们越远的星系，退行越快的结论分析各选项的正误。【解答】（1）目前被人们广泛接受的宇宙起源学说是宇宙大爆炸。（2）科学家观察发现宇宙处于不断的膨胀中，所有的星系都在远离我们而去，离我们越远的星系，退行越快。A、图A表示星系2、星系3都在远离我们而去，离我们较远的星系3比星系2退行更快，符合科学家的观察发现，故A正确；B、图B表示星系2、星系3都在远离我们而去，离我们较远的星系3比星系2退行更慢，不合科学家的观察发现，故B错误；CD、图C和图D表示星系2、星系3都在向我们靠近，不合科学家的观察发现，故CD错误。故答案为：A。考点三、银河系和河外星系宇宙有多大?最初人们认为地球是宇宙的中心，太阳、月球、5颗行星和6000多颗静止不动的恒星构成了宇宙。后来，人们认识到宇宙由银河系等星系组成，银河系由几千亿颗像太阳一样的恒星组成。那么,银河系有多大?它的中心在哪里?地球位于银河系的何处?科学思维——转换法银河系，我们用肉眼是很难看到它的结构的，在实际认知过程中要将其转换成看得见的、熟悉的地理事物。因此，用扁圆盘和旋涡来理解银河系的结构。1.星系(1)含义：星系是由单颗恒星、恒星系统、星团、尘埃和气体在引力作用下聚集在一起形成的大型天体系统。(2)分类：天文学家把大多数星系分为三类：旋涡星系、椭圆星系和不规则星系。2.银河系我们的太阳系处在银河系之中。当我们仰望夏季的夜空，看到横跨夜空的那条银河时，其实我们正在银河系内部观察我们生存的这个星系的中心。(1)银河系的组成：银河系是由众多恒星及星际物质组成的一个巨大星系，所有的恒星都围绕银河系的中心旋转。(2)银河系的大小①银河系的直径约为1.0×10⁵光年，中心厚度约为1.2×10⁴光年，自中心向边缘逐渐变薄。②太阳只是银河系内几千亿颗恒星中的一颗普通恒星。太阳远离银河系的中心，它与银河系中心的距离约2.6×10⁴光年，约2.4亿年绕银河系中心转一圈。③恒星彼此相距很远，离太阳最近的恒星是比邻星，与太阳相距4.22光年。(3)银河系的形状：银河系是一个旋涡星系。从侧面看，银河系呈扁圆盘状；从上往下看，能够看到银河系的旋涡结构，如图所示。需要注意的是我们无法在地球上看到银河系的旋涡结构，因为太阳系位于银河系的一条旋臂上。3.不同尺度的天体范围银河系虽然很大，但在整个宇宙中显得微不足道。银河系只是广阔深空中上千亿个星系中的一个普通星系。银河系和银河系外的河外星系构成了广阔无垠的宇宙。下图显示了不同尺度的天体所横跨范围。(1)天文学家很早就意识到银河系外有其他星系。1919年，哈勃用当时最大且最先进的天文望远镜，测定了仙女座大星云(星系)的距离，发现这个距离远大于银河系的直径。因此，哈勃推断仙女星系一定位于银河系之外。其实，仙女星系是一个比银河系更巨大的星系。我们肉眼观察到的仙女星系是由许多星星集中在一起的模糊小点。(2)宇宙中有上千亿个星系，每个星系中同样含有数量巨大的恒星。例如，天文学家估计，北斗七星范围内存在100多万个星系。5.观测北极星(1)面向北天星空，先找到大熊星座。北斗七星在天空中呈斗状，很容易认出。其斗柄在不同季节指向不同：在晚上八九点钟观测，春天斗柄朝东，夏天斗柄朝南，秋天斗柄朝西，冬天斗柄朝北。简单口诀：东南西北，春夏秋冬。(2)把北斗七星中斗前的两星连线，并朝斗口方向延伸约5倍距离，就可以找到北极星。认星歌：“认星先从北斗来，由北往西再展开”。北斗七星典例分析典例分析典例1：（2022七上·余姚期末）下列关于银河系的认识正确的是（）A．太阳是银河系的中心B．银河系只是河外星系中极普通的一个星系C．组成银河系的各天体均匀地分布在银河系中D．银河系内各恒星并不是静止的，而是都在高速运动的【答案】D【解析】太阳与银河系的中心相距约3万光年。宇宙中除银河系以外的其他所有星系称为河外星系。从侧面看，银河系像个中间厚、四周薄的铁饼；从俯视图看，银河系又像一个大漩涡，说明组成银河系的各天体是不均匀地分布在银河系中。银河系内各恒星并不是静止的，而是都在高速运动。【解答】A：太阳与银河系的中心相距约3万光年，故A说法错误。B：宇宙中除银河系以外的其它所有星系称为河外星系，故B说法错误。C：银河系像个中间厚、四周薄的铁饼；从俯视图看，银河系又像一个大漩涡，说明组成银河系的各天体是不均匀地分布在银河系中，故C说法错误。D：银河系内各恒星并不是静止的，是都在高速运动的，故D说法正确。故选D。举一反三举一反三变式1：关于宇宙的将来，下列说法中正确的是（）A．宇宙的将来一定是永远膨胀下去B．宇宙的将来一定是收缩塌陷的C．宇宙的将来可能是永远膨胀下去，也可能是收缩塌陷的D．宇宙的将来和现在一样没有什么变化【答案】C【解析】根据宇宙的演化分析解答。【解答】宇宙有几种可能，一是继续膨胀下去，二是收缩并坍缩成一个点。而宇宙最终是膨胀还是坍缩，取决于宇宙物质的平均密度。宇宙现在的密度非常接近于把坍缩和膨胀区分开来的临界点，所以两种情况都可能发生。故选C。变式2：（2023七上·宁海期末）下列关于天体的说法，错误的是（）A．国际上将整个天空划分为88个星座B．在太阳系八大行星中，金星是唯一自东向西逆向自转的行星C．哈雷彗星的公转周期为76年D．北斗七星的位置随季节而变化，当斗柄指东时为秋季【答案】D【解析】天体之间相互吸引和饶转形成天体系统，天体系统分为不同的级别和层次，最高一级是总星系，总星系包括银河系和河外星系；银河系包括太阳系和其他恒星星系；太阳系包括了陶阳、地月系和其他行星；地月系包括了地球和月球；【解答】A.国际上将整个天空划分为88个星座，正确；B.在太阳系八大行星中，金星是唯一自东向西逆向自转的行星，正确；C.哈雷彗星的公转周期为76年，正确；D.北斗七星的位置随季节而变化，当斗柄指东时为春季，所以D错误；故答案为：D.变式3：寻找北极星。（1）面向北天星空，先找大熊星座(北斗星)，北斗星在天空组成，斗柄随季节变化指向不同，春、夏、秋、冬分别指向东、南、西、北。（2）把北斗星斗前的两颗星连线，朝斗口方向延伸约倍距离即可找到北极星。（3）在北半球的夜晚，找到了北极星就找到了的方向。【答案】（1）斗状（2）5（3）正北【解析】在北半球观测北极星的仰角等于当地的地理纬度，北极星始终指向正北方向。【解答】(1)面向北天星空，先找大熊星座(北斗星)，北斗星在天空组成，斗柄随季节变化指向不同，春、夏、秋、冬分别指向东、南、西、北。(2)把北斗星斗前的两颗星连线，朝斗口方向延伸约5倍距离即可找到北极星。(3)在北半球的夜晚，找到了北极星就找到了正北的方向。考点四、恒星1.研究恒星演化的意义太阳是银河系内一颗相当普通的恒星。每一颗恒星都有其诞生、演化和死亡的过程，这是一个十分缓慢的过程。太阳是地球的能量之源，没有太阳，人类就不能生存。研究恒星的诞生、演化和死亡，对人类的生存具有重要意义。2.恒星的诞生天文学家根据对各种恒星的观测和理论研究，认识到所有恒星的诞生过程与太阳诞生过程基本相似。随着宇宙的膨胀，温度不断降低，出现了由中性原子构成的宇宙尘埃。宇宙尘埃在引力作用下，会变得更加密集，并越聚越大，形成气体状态的星云团。随着星云团的收缩，温度不断升高，当温度变得非常炽热，星云团就开始发光。于是，恒星就诞生了。3.恒星的演化过程当这颗恒星继续收缩升温，温度超过1×107℃时，将引发恒星内部的氢核发生聚变反应，生成氦并向外释放出能量，恒星就开始稳定下来，进入主序星阶段。恒星的稳定主序星阶段能够持续多长时间呢?像太阳这样的恒星的主序星阶段可持续约100亿年。太阳已存在约50亿年，它的主序星阶段还有约50亿年。今天的太阳正处在它的鼎盛时期。恒星约90%的生命周期都处于主序星阶段。4.恒星寿命与质量的关系恒星是不会永久存在的。一颗恒星寿命的长短取决于它的质量大小：质量越大，寿命越短；质量越小，寿命越长。5.太阳未来的演变过程(1)太阳目前的状态(成年阶段)太阳靠内部的氢核发生核聚变而产生光和热。太阳的内部在不断地消耗氢。进入成年阶段的太阳大约可以维持100亿年的稳定状态。大约50亿年后，太阳将进入晚年期。(2)太阳的未来(晚年阶段)拓展：红巨星其外观为红色，直径比太阳大10～100倍，亮度比太阳大得多。肉眼看到的最亮的星体中，大多数是红巨星。红超巨星与红巨星类似，只是体积更大。6.恒星的演化与太阳一样，当恒星内核的氢燃烧殆尽，就会快速演化并消亡。这是恒星最后的归宿。恒星的寿命取决于恒星的质量。(1)如果恒星的质量介于1～8倍太阳质量，它会演变成红巨星，最终演变成白矮星，即体积很小、质量不太小的恒星。(2)如果恒星的质量是太阳质量的10～20倍，它的体积会急剧变大，形成红超巨星，随后爆发成超新星，最终演变成体积极小、密度极大的中子星。(3)当恒星的质量更大时，其内部将产生巨大压力，物质被“压”成了更为神奇的天体——黑洞。黑洞的密度非常巨大，强大的引力使任何物质，甚至光都无法逃脱它的吸引。因此，远处的观测者无法看到来自黑洞的光。虽然人们看不见黑洞，但科学家能确定它的存在。拓展：中子星，是处于演化后期的恒星。当恒星的质量大于8倍太阳质量时，它就有可能变为中子星。中子星并不是恒星的最终状态，它还会进一步演化为不发光的黑矮星。7.黑洞的发现几十年来，科学家一直在寻找黑洞。2016年，科学家宣布探测到黑洞的存在。2019年，我国天文学家依托自主研制的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜，发现了一个迄今为止质量最大的恒星级黑洞。2022年5月，天文学家向人们展示了位于银河系中心的超大质量黑洞的首张照片。银河系中心黑洞距离地球约2.7×10⁴光年之遥。8.恒星的一生每一颗恒星都有其诞生、发展和最终死亡的过程，恒星是不会永久存在的，宇宙处于不断地发展变化之中。恒星在生命的最后时刻，都会不断地向四周抛出物质。这些物质自由地在太空中扩散，最后将渐渐孕育出新一轮的恒星星云。典例分析典例分析典例1：恒星是有寿命的，每一颗恒星都有其诞生、存在和死亡过程。一颗恒星寿命取决于它的（）A．质量 B．体积 C．温度 D．亮度【答案】A【解析】一颗恒星的寿命取决于它的质量，质量越大的恒星寿命越短；这是因为质量越大压力就越大，这种情况下恒星内部的核反应就更加剧烈；【解答】一颗恒星的寿命取决于它的质量，质量越大的恒星寿命越短；故答案为：A.举一反三举一反三变式1：2011年度的诺贝尔物理学奖被授予三位天体物理学家，以表彰他们通过观测遥远的超新星而发现了宇宙在加速膨胀这一卓越成果。超新星的热核爆炸表示了这颗恒星的演化阶段是()。A．诞生期B．壮年期C．死亡期D．任何时期都可能【答案】C【解析】宇宙在加速膨胀，一定有能量在推动宇宙膨胀，宇宙中各星系受非平衡力作用，宇宙中的各星系在不断地运动变化中，星系间的距离不断变化。【解答】超新星的热核爆炸代表了这颗恒星演化到了死亡期，即超大质量恒星能以巨热核恒星炸弹的形式变成超新星，超新星爆炸死亡。故答案为：C。变式2：关于恒星，下列说法中正确的是（）A．恒星的表面温度越高，颜色越红B．恒星的颜色与恒星的质量和体积有关C．恒星的寿命与构成恒星的物质、温度、亮度有关D．恒星的亮度与恒星的体积和温度及它与地球的距离有关【答案】D【解析】恒星表面的颜色取决于它的表面温度，温度越低，颜色越红，温度越高，颜色越偏蓝，恒星表面的颜色主要有四种，分别是红、黄、白、蓝；恒星的寿命与恒星的质量有关，质量越大的恒星寿命越短；恒星的亮度与恒星的体积和温度及它与地球的距离有关，视亮度的大小与发光度成正比，与距离的平方成反比；【解答】A.恒星表面的颜色取决于它的表面温度，温度越低，颜色越红，温度仪䧊，颜色越偏蓝，恒星表面的颜色主要有四种，分别是红、黄、白、蓝，太阳表面的颜色是黄，属于温度中等偏低的恒星，A错误；B.恒星的颜色与恒星的质量和体积无关，B错误；C.恒星的寿命与恒星的质量有关，质量越大的恒星寿命越短，这是因为质量越大压力就越大，这种情况下恒星内部的核反应就更加剧烈，C错误；D.恒星的亮度与恒星的体积和温度及它与地球的距离有关，视亮度的大小与发光度成正比，与距离的平方成反比，D正确；故答案为：D.变式3：有关恒星下列说法不正确的是（）A．一颗恒星的寿命取决于它的质量B．质量大的恒星可用以燃烧的核燃料较多，因此它们的寿命比较长C．当恒星步入“老年时期”，恒星的核心将开始收缩，而其外层部分则开始膨胀就会成为一颗红色的巨星或超巨星D．巨星和超巨星可能爆炸成为超新星【答案】B【解析】一颗恒星的寿命取决于它的质量，质量越大，恒心的寿命越短；恒星的演化过程：质量和太阳相当（或小点）的恒星的生命旅程：星云→原恒星→主序星→红巨星→行星状星云→白矮星；质量比太阳大的恒星的生命旅程：星云→原恒星→主序星→亮星→红巨星→超新星→中子星（脉冲星）；质量超大的恒星的生命旅程：星云→原恒星→亮星→红巨星→红超巨星→超新星→黑洞【解答】A.一颗恒星的寿命取决于它的质量，质量越大，恒心的寿命越短，A正确；B.质量越大压力就越大，这种情况下恒星内部的核反应就更加剧烈，寿命就越短，B错误；C.当恒星步入“老年时期”，恒星的核心将开始收缩，而其外层部分则开始膨胀就会成为一颗红色的巨星或超巨星，C正确；D.巨星和超巨星可能爆炸成为超新星，D正确；故答案为：B.课后巩固课后巩固一、单选题1．人类对天体的认识是不断深入、不断完善的。下列天体系统关系图正确的是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】【分析】星系，别称宇宙岛，指数量巨大的恒星系及星际尘埃组成的运行系统。星系是构成宇宙的基本单位。【解答】银河系包含了太阳系和地月系；太阳系包含了地月系；故C符合题意；故答案为：C。2．据报道，天文学家发现一颗绕昏暗恒星运转的类地行星，距地球约40光年。它是一个热气腾腾的“水世界”，体积是地球的6倍。据推测，这个“水世界”同样拥有大气层，且75%的表面区域被水覆盖，但由于温度太高，它无法支持类似地球上的生命的存在。这颗类地行星所在的天体系统是()A．地月系 B．太阳系 C．银河系 D．河外星系【答案】C【解析】【分析】宇宙包括银河系和核外星系，银河系包含恒星系，例如太阳系，太阳系包括行星系，例如地月系。【解答】由“绕昏暗恒星运转的类地行星”可知，该天体系统属于恒星系，可知属于银河系。故答案为：C。3．人类对宇宙的认识是一个曲折的过程。关于宇宙，有以下学说：①日心说；②地心说；③星系说。它们诞生的先后顺序是()A．①②③ B．①③② C．②①③ D．③②①【答案】C【解析】【分析】地心说认为地球是宇宙的中心；日心说认为太阳是宇宙的中心。【解答】最先的人们认为地球是宇宙的中心，于是推出了地心说；再后来，哥白尼提出了日心说，否定了地心说，随着天文学的发展，又提出了星系说，认为宇宙含有多个星系。故答案为：C。4．从“嫦娥探月”到“天问探火”，我国始终致力于探月和深空探测领域，以期为人类探索浩瀚宇宙作出中国贡献。“天问一号”探测器到达火星说明其已能离开（）A．宇宙 B．银河系 C．太阳系 D．地月系【答案】D【解析】【分析】宇宙包括银河系和河外星系，太阳系是银河系的一部分，地球属于太阳系，地球绕着太阳转。地球与月球构成了一个天体系统，称为地月系。在地月系中，地球是中心天体，因此一般把地月系的运动描述为月球对于地球的绕转运动。然而，地月系的实际运动，是地球与月球对于它们的公共质心的绕转运动。地球与月球绕它们的公共质心旋转一周的时间为27天7小时43分11.6秒，也就是27.32166天，公共质心的位置在离地心约4671公里的地球体内。【解答】“天问一号”探测器进入火星轨道，说明它已离开地月系，D正确；"天问一号”探测器虽然已进入火星轨道，但仍然在太阳系、银河系、总星系内，ABC错误。故选D。5．宜居带是指一颗恒星周围适宜生命存在的理想区域。图中阴影区域为太阳系的宜居带分布示意图。请推测太阳系内“宜居带”的行星“宜居”，其主要因素是（）A．有富含氧气的大气 B．行星大小适宜C．距离太阳的远近适中 D．有肥沃的土壤【答案】C【解析】【分析】根据对人类生存条件和宜居带的认识判断。【解答】与中心天体距离适中，有利于形成适宜的温度，这是形成生命的重要条件。而是否富含氧气，行星的大小和肥沃的土地，都不是最重要的条件。故选C。6．2025年2月28日太阳系中的金、木、水、火、土、天王、海王共七大行星依次排成一列，上演百年一遇的罕见天象。下列描述符合科学事实的是A．太阳系是最简单的天体系统B．金星因为质量足够大，所以被归类为行星C．火星是与地球最相像的行星，也适宜人类生活D．木星是气态巨行星，并有数量众多的卫星【答案】D【解析】【分析】地月系是最简单的天体系统，包含在太阳系中。【解答】A、地月系是最简单的天体系统，故A错误；B、金星属于形成不仅因为质量大，还因为金星绕太阳公转，故B错误；C、火星上的空气、温度等不适宜人类生活，故C错误；D、木星是气体巨行星，有很多卫星，其中个别卫星体积甚至大于水星，故D正确。故答案为：D。7．天文学家已经探测到数十颗宜居行星，它们都围绕着一颗恒星转动构成一个天体系统，如图所示。则该天体系统相当于宇宙结构层次中的（）A．总星系 B．银河系 C．太阳系 D．地月系【答案】C【解析】【分析】地月系中包含的是行星和卫星，从大到小为：总星系、银河系、太阳系、地月系。【解答】行星绕着恒星转，相当于太阳系，太阳系中唯一的恒星是太阳，地球等是绕着太阳转的行星。故答案为：C。8．如图是不同层次天体系统示意图。下列认识与实际相符的是（）A．甲表示河外星系 B．太阳位于银河系中心C．离太阳最近的行星是金星 D．乙表示地月系【答案】D【解析】【分析】根据对宇宙天体系统层次的知识分析判断。【解答】AD.根据图片可知，甲为宇宙、银河系、太阳系，则乙为地月系，故A错误，D正确；B.太阳位于太阳系的中心，故B错误；C.离太阳最近的行星是水星，故C错误。故选D。9．如图，在北半球用照相机对着北极星附近的星空长时间曝光拍摄，可得到以北极星为圆心的星迹影像，原因是（）A．地球绕着北极星运动 B．北极星位于银河系中心C．恒星都绕着北极星公转 D．地球的自转轴对着北极星附近【答案】D【解析】【分析】北极星指示正北方向，而相机对准北极星，附近星辰轨迹则是以北极星为中心的同心圆。【解答】A.地球绕着太阳运动，故A错误；B.太阳位于银河系中心，故B错误；C.恒星都绕着太阳公转，故C错误；D.地球的自转轴正对着北极星，北极星位于北极点，故D正确。故选D。10．大爆炸理论认为，我们的宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸。除开始瞬间外，在演化至今的大部分时间内，宇宙基本上是匀速膨胀的。上世纪末对超新星的观测显示，宇宙正在加速膨胀。如果真是这样，则标志宇宙大小的宇宙半径R和宇宙年龄t的关系，大致是下面哪个图像A． B．C． D．【答案】C【解析】【分析】由题意，宇宙加速膨胀，分析直线的斜率的变化即可得出结论。【解答】由题意，宇宙加速膨胀，其半径增加的速度越来越大，所以C准确。故答案为：C。11．恒星的寿命是指恒星从形成到灭亡所经历的时间，这取决于多种因素，质量是影响寿命的主要因素。结合图表信息，推测四种恒星中寿命最长的是恒星质量(与太阳相比的倍数)天狼A星2.14天狼B星1.05织女星2.13牛郎星1.79A．天狼A星 B．天狼B星 C．织女星 D．牛郎星【答案】B【解析】【分析】天体间相互吸引和绕转构成天体系统。天体系统按照从低级到高级的顺序依次是：地月系、太阳系、银河系、总星系。总星系是人类目前所认识的宇宙。【解答】由图分析可知，恒星的寿命取决于恒星的质量，恒星的质量越小，寿命越长，四种恒星中，天狼B星质量最小，其寿命最长，故B项正确。故答案为：B。12．2024年出现了日食、流星雨等天文现象。下列描述符合科学事实的是A．金星能自行发光B．太阳在银河系的中心C．日食时月球处于地球和太阳之间D．与地球相邻的行星是火星和木星【答案】C【解析】【分析】天空中闪亮的银河光带，实际上是由许许多多的恒星组成的恒星集团，被人们称为银河系；太阳和围绕它运动的行星及其卫星、矮行星、小行星、彗星、流星等天体组成了太阳系。【解答】A、金星是行星，行星本身不发光，其可见光来自于太阳的辐射，是太阳光线照射到金星大气层后，部分光线散射并反射到地球上，才使我们看到金星明亮，A选项错误。B、太阳并不在银河系的中心，银河系的中心在射手座方向，太阳和整个太阳系处于银河系的边缘，B选项错误。C、日食是一种天文现象，当月球运动到太阳和地球中间，且三者正好处在一条直线时，月球会挡住太阳射向地球的光，在月球背着太阳的方向会出现阴影，处在月影扫过区域的人们就会看到太阳被月球遮挡，即发生日食，C选项正确。D、太阳系的八大行星中，与地球相邻的行星是金星和火星，而不是火星和木星，D选项错误。故答案：C。13．今天的人类凭借着日益发展的科学技术，正在理解宇宙的道路上不断前进。下列说法正确的是（）A．从正面看，银河系呈扁圆盘状B．光年作为时间单位，可以测量宇宙演化历程C．我们在夜晚仰望星空时，看到的星星不都是恒星D．宇宙的结构层次是：宇宙→银河系→河外星系→太阳系【答案】C【解析】【分析】天体系统的概念：距离相近的天体因相互吸引和相互绕转，构成不同级别的天体系统。天体系统的结构由高级到低级的顺序：总星系、银河系和河外星系、太阳系、地月系。【解答】A、银河系的外形是一个中间厚，边缘薄的扁平盘状体，从正面看像一个急流中的旋涡，从侧面看银河系呈扁圆盘状，故A错误；B、光年不是时间单位，而是一个长度单位，故B错误；C、夜晚看到的星星并不都是恒星，故C正确；D、天体系统中最高一级的天体系统为宇宙，其次是总星系，比总星系低一级的天体系统为银河系和河外星系，比银河系低一级的天体系统为太阳系，比太阳系低一级的天体系统为地月系。宇宙→银河系和河外星系→太阳系→地月系，故D错误。故答案为：C。14．近期我国科学家利用“中国天眼”（FAST）在致密星系群，发现了一个比银河系大20倍天体系统，为研究宇宙打开了一个崭新的窗口。关于宇宙，下列说法正确的是（）A．光年作为时间单位，可以衡量银河系的直径B．宇宙大爆炸理论认为大爆炸后宇宙不断膨胀，且温度下降C．宇宙的结构层次：太阳系→地月系→银河系→宇宙D．太阳系是银河系的中心，银河系是宇宙的中心【答案】B【解析】【分析】A.根据光年的定义判断；B.根据宇宙大爆炸的理论内容判断；CD.根据宇宙的结构层次判断。【解答】A．光年是距离的单位，可以衡量银河系的直径，故A错误；B．宇宙诞生于大爆炸，大爆炸导致宇宙空间处处膨胀，且温度相应下降，故B正确；C．宇宙的结构层次：地月系→太阳系→银河系→宇宙，故C错误；D．太阳并不位于银河系的中心，银河系也不位于宇宙的中心，它只是宇宙中无数星系中的一个，故D错误。故选B。15．2022年10月，我国科学家利用中国天眼(FAST，如图)在致密星系群——“斯蒂芬五重星系”及周围天区发现了1个尺度约为200万光年的巨大原子气体系统，该系统比银河系大20倍，为研究宇宙打开了一个崭新的窗口。关于宇宙，下列说法正确的是A．光年作为时间单位，可以衡量银河系的直径B．热大爆炸导致宇宙空间处处膨胀，且温度相应下降C．宇宙的结构层次是：太阳系→银河系→河外星系→宇宙D．“地心说”是从“日心说”的基础上发展而来的【答案】B【解析】【分析】“大爆炸宇宙论”是现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化，如同一次规模巨大的爆炸。【解答】A.光年作为长度单位，可以衡量银河系的直径，A错误；B.热大爆炸导致宇宙空间处处膨胀，且温度相应下降，B正确；C.宇宙的结构层次是：太阳系→银河系和河外星系→宇宙，C错误；D.“日心说”是从“地心说”的基础上发展而来的，D错误；故答案为：B16．研究发现，不同星系的退行速度取决于其与地球的距离大小。结合图表信息，推测四个星系中退行速度最大的是选项星系与地球的距离/10亿光年A大熊座星系1B牧夫座星系2.5C室女座星系0.1D长蛇座星系4A．A B．B C．C D．D【答案】D【解析】【分析】星系，别称宇宙岛，指数量巨大的恒星系及星际尘埃组成的运行系统。星系是构成宇宙的基本单位。参考银河系，它是一个包含恒星、气体、宇宙尘埃和暗物质，并且受到重力束缚的大星系。典型的星系，从只有数千万颗恒星的矮星系，到有上兆颗恒星的椭圆星系都有，它们都环绕着一个质量中心运转。除了单独的恒星和稀薄的星际物质之外，大部分的星系都有数量庞大的多星系统、星团以及各种不同的星云。【解答】研究发现，不同星系的退行速度取决于其与地球的距离大小。结合图表信息，推测四个星系中退行速度最大的是D长蛇座星系；故答案为：D17．宇宙空间正随着人们的认识而逐渐“变大”。下列对宇宙的认识正确的是A．夜晚看到的星星都是恒星B．从正面看，银河系呈扁圆盘状C．流星是由于流星体闯入地球大气层，与大气摩擦燃烧产生D．天体的层次由大到小为：宇宙→太阳系→银河系→地月系【答案】C【解析】【分析】宇亩是时间和空间的统一体，由各种各样的天体构成，这些天体相互吸引、相互绕转形成天体系统。【解答】A、夜晚看到的星星有些是行星；B、从侧面看银河系呈圆盘状；C、流星现象是流星体与大气层摩擦而产生的发光、发热的现象；D、银河系的范围比太阳系大。故答案为：C。18．我国科学家利用中国天眼(FAST)在致密星系群——“斯蒂芬五重星系”及周围天区发现了1个尺度约为200万光年的巨大原子气体系统，该系统比银河系大20倍，为研究宇宙打开了一个崭新的窗口。关于宇宙，下列说法正确的是A．宇宙正在不断地膨胀，且膨胀没有中心B．现代科学已经确认宇宙的起源是热大爆炸C．太阳最终将演变为黑洞D．天文学家哈勃发现其他星系都在靠近我们【答案】A【解析】【分析】大爆炸宇宙论的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史，在这个时期里，宇宙体系在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化，如同一次规模巨大的爆炸。【解答】A、宇宙正在不断地膨胀，且膨胀没有中心，故A正确；B、现代科学还没有确认宇宙的起源是热大爆炸，故B错误；C、太阳最终将演变为白矮星，故C错误；D、天文学家哈勃发现其他星系都在远离我们，故D错误。故答案为：A。19．截至今年中国天眼(500米口径球面射电望远镜)发现的脉冲星数量已突破一千颗，极大拓展了人类观察宇宙的视野。下列有关宇宙的说法正确的是A．光年是时间单位，可以用来计量天体间的距离B．大爆炸导致宇宙空间膨胀，且温度相应下降C．不同尺度的天体所横跨范围：宇宙>太阳系>银河系>地球D．由“天圆地方”到“地心说”到“日心说”，说明宇宙的范围在扩大【答案】B【解析】【分析】（1）光年是指光一年内通过的距离，是距离的单位；（2）宇宙诞生于大爆炸，并且在不断膨胀之中；（3）根据对宇宙的结构层次可做出判断；（4）宇宙是无限的，但是人类所认识到的宇宙却是有限的，20世纪60年代，天文望远镜把探测距离扩大到100光年，目前又扩大到150亿光年，随着科学技术的进步，人类观察到的宇宙范围还会不断扩大。【解答】A、光年是指光一年内通过的距离，是距离的单位，故A错误；B、宇宙诞生于大爆炸，并且在不断膨胀之中。大爆炸导致宇宙空间处处膨胀，且温度相应下降，故B正确；C、宇宙包含银河系和河外星系，银河系包含太阳系，地球是太阳系中的一颗行星，故C错误；D、由“天圆地方”到“地心说”到“日心说”的过程，明，人类对天体系统层次，对地球在宇宙中位置认识的逐渐走向科学，而不能说明宇宙的范围在不断扩大，故D错误。故答案为：B。20．下列对人们认识宇宙过程的说法，正确的是（）A．“盖天说”的观点是受神话影响提出的，没有科学依据B．“地心说”的提出阻碍了科学进步，没有科学价值C．人们对宇宙的认识经历了“天圆地方”、“地心说”、“日心说”等阶段D．人们已探索到宇宙的边界，对宇宙的认识近乎完美【答案】C【解析】【分析】】1、早期的盖天说是认为天圆地方的，认为“天圆如张盖，地方如棋局”，穹隆状的天覆盖在呈正方形的平直大地上，但圆盖形的天与正方形的大地边缘无法吻合。2、地心说认为地球是宇宙的中心，其他天体都围绕着地球旋转。3、哥白尼提出的日心说是指：地球是球形的。证明：如果在船桅顶放一个光源，当船驶离海岸时，岸上的人们会看见亮光逐渐降低，直至消失。地球在运动，并且24小时自转一周。证明：因为天空比大地大的太多，如果无限大的天穹在旋转而地球不动，是不可想象的。太阳是不动的，而且位于太阳系中心，地球以及其他行星都一起围绕太阳做圆周运动，只有月亮环绕地球运行。【解答】A.“盖天说”虽然有一定的局限性，但它是古人根据对自然现象的观察等得出的，并非完全没有科学依据，故A错误；B.“地心说”在当时的历史时期是一种重要的学说，它在一定程度上推动了天文学等学科的发展，有一定的科学价值，故B错误；C.人们对宇宙的认识确实经历了从认为天圆地方，到地心说，再到日心说等不同的阶段，故C正确；D.目前人类还没有探索到宇宙的边界，对宇宙的认识还有很多未知之处，远非近乎完美，故D错误。故答案为：C。21．爱因斯坦说过，宇宙是可以理解的。下列关于宇宙的说法中错误的是()A．河外星系的谱线红移说明宇宙正在膨胀B．微波背景辐射说明宇宙起源于热大爆炸C．太阳以及太阳系中的地球和其他行星都来自于宇宙中同一星云D．地球在宇宙中的位置为：宇宙一河外星系一银河系一太阳系一地球【答案】D【解析】【分析】A.谱线红移现象说明宇宙处在不断膨胀之中；B.根据对宇宙起源相关理论的了解做出判断；C.根据对星云假说的了解可做出判断；D.河外星系与银河系是宇宙中关系并列的不同星系。【解答】A.河外星系的谱线红移说明宇宙正在膨胀，故A正确，但不符合题意；B.研究认为，微波背景辐射说明宇宙起源于热大爆炸，故B正确，但不符合题意；C.星云假说：太阳系星球物质，初时都是大量基本微粒，充满整个宇宙空间。由于万有引力作用，使这些原始弥漫的星云物质逐渐分别凝聚，从而形成包括地球在内的太阳系各天体，因为可以认为太阳以及太阳系中的地球和其他行星都来自于宇宙中同一星云，故C正确，但不符合题意；D.地球在宇宙中的位置为：宇宙一银河系一太阳系一地球，河外星系与银河系是宇宙中关系并列的不同星系，不存在从属关系，故D错误，但符合题意。故答案为：D。22．宇宙大爆炸理论认为，宇宙起源于138亿年前的一次大爆炸。除开始瞬间外，在演化至今的大部分时间内，宇宙都是膨胀的。若标志宇宙大小的宇宙半径R和宇宙年龄t的关系如图所示，图中AB为直线，BC为向上弯曲的曲线，则()A．AB和BC均说明宇宙在匀速膨胀B．AB和BC均说明宇宙在加速膨胀C．AB说明宇宙在匀速膨胀，BC说明宇宙在加速膨胀D．AB说明宇宙在匀速膨胀，BC说明宇宙在减速膨胀【答案】C【解析】【分析】宇宙在不断膨胀，且宇宙的膨胀没有中心。【解答】AB段为直线，说明宇宙半径的变化量与年龄成正比，即宇宙在匀速膨胀；BC段曲线向上弯曲，说明经过相同的时间，宇宙膨胀的程度在加快，即宇宙在加速膨胀。故答案为：C。23．科学家通过研究发现，太阳系附近有3颗可能存在外星生命的行星。如图甲所示为其中一颗行星与其绕转的恒星所组成的星系，该星系相当于宇宙结构层次(如图乙所示)中的()A．地月系 B．太阳系 C．银河系 D．河外星系【答案】B【解析】【分析】地球是行星，太阳是恒星。【解答】行星绕着恒星在转，相当于地球绕着太阳在转，所以结构层次与太阳系相同。故答案为：B。24．下列关于如图所示的星系运动模型说法错误的是（）A．气球上的小圆点用来模拟星系B．给气球充气是在模拟宇宙的膨胀C．通过该模型可以展示星系是在运动的D．通过该模型可以帮助理解星系是如何运动的【答案】D【解析】【分析】星系是由许多天体如恒星、行星、小行星、彗星等组成的天体系统。星系运动是指星系内部天体之间相互作用的运动。星系运动的特点主要有星系内部的天体彼此之间都有引力作用、星系内的天体都具有自转和公转运动、星系退行等。【解答】A、用气球做星系运动的模拟实验，用画的小圆点模拟宇宙中的星系，故A观点正确，不符合题意。B、给气球充气，使气球不断地胀大，用来模拟宇宙膨胀，B观点正确，不符合题意。C、给气球充气，使气球不断地胀大，导致各个小圆点之间的距离变大，说明星系之间的距离在变大，说明星系是在运动的，C观点正确，不符合题意。D、充气时气球以球状胀大，可以证明星系的退行，但不能确定星系是如何自转和公转的，所以不能确定星系是如何运动的，D观点错误，但符合题意。故答案为：D。二、填空题25．请将下列天体系统的序号填入方框，把宇宙的层次结构补充完整。①银河系②太阳系③地月系④河外星系【答案】③②①④【解析】【分析】宇宙包括银河系，银河系包含太阳系，太阳系包括地月系。【解答】地球和月球形成了地月系，太阳和行星及其卫星形成了太阳系，太阳系与其它恒星系组成了银河系，银河系和核外星系组成了宇宙。故答案为：③②①④。26．人类对宇宙的探索是一个充满挑战和不断进步的过程。从最初的肉眼观测到现代的高科技探测器，人类的探索工具和技术不断发展，对宇宙的认识也在不断深入。请完成下列问题：（1）地球曾被认为是宇宙独一无二的天体，是宇宙的中心。下列能说明地球是个球体的有。（填序号）①日食②登高望远③麦哲伦环球航行（2）16世纪，图1为哥白尼“日心说”模型示意图。在该示意图中有着壮观光环的行星为。（填图中字母）（3）后来，人们认识到宇宙由银河系等星系组成，而银河系由几千亿颗像太阳这样的恒星组成。银河系是一个旋涡星系，从侧面看，银河系呈状。（4）大爆炸理论是目前最准确地描述宇宙从诞生到当前状态的模型。宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸，除开始瞬间外，在演化至今的大部分时间内，宇宙都是膨胀的。若标志宇宙大小的宇宙半径R和宇宙年龄t的关系如图2所示，图中AB为直线，BC为向上弯曲的曲线。BC说明宇宙在膨胀。（选填“减速”“匀速”或“加速”）【答案】（1）②③（2）A（3）扁圆盘（4）加速【解析】【分析】（1）日食的形成是因为月球挡住了太阳光，说明月球是个球体；月食的形成是因为地球挡住了太阳光，说明地球是个球体。（2）土星有光环，结合八大行星的位置关系可以判断A为土星。（3）银河系呈圆盘状，银河系和核外星系构成了宇宙。（4）由图可知，经过相同的时间，在BC段宇宙半径增大的较快，说明宇宙处于加速膨胀之中。【解答】（1）地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的不规则球体；能说明地球是个球体的有②登高望远和③麦哲伦环球航行。（2）由图1可知，E为水星、D为金星、B为火星，C为木星，A为土星；在哥白尼“日心说”模型示意图中，有着壮观光环的行星为土星，通常用字母A表示。（3）银河系是一个旋涡星系，从侧面看，银河系呈扁圆盘状。（4）若标志宇宙大小的宇宙半径R和宇宙年龄t的关系如图2所示，图中AB为直线，BC为向上弯曲的曲线。BC说明宇宙在加速膨胀。（1）地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的不规则球体；能说明地球是个球体的有②登高望远和③麦哲伦环球航行。（2）由图1可知，E为水星、D为金星、B为火星，C为木星，A为土星；在哥白尼“日心说”模型示意图中，有着壮观光环的行星为土星，通常用字母A表示。（3）银河系是一个旋涡星系，从侧面看，银河系呈扁圆盘状。（4）若标志宇宙大小的宇宙半径R和宇宙年龄t的关系如图2所示，图中AB为直线，BC为向上弯曲的曲线。BC说明宇宙在加速膨胀。27．人类对宇宙的认识历经了漫长探索，下图是认识宇宙历程中的主要事件。（1）根据资料回答，沙普利认为宇宙的中心是(选“太阳系”或“银河系的中心”)。（2）星系运动规律如下：所有的星系都在远离我们而去，星系离我们越远，运动的速度越快，星系间的距离在不断扩大。这为(“大爆炸宇宙论”或“地心说”)提供有力证据。（3）从对宇宙的认识过程中，我们发现____。A．科学技术的进步推动了科学的发展B．地心说、日心说、银河系模型，全都错误，毫无价值C．对科学真理的认识是一个不断修正、不断完善的过程【答案】（1）银河系的中心（2）大爆炸宇宙论（3）A；C【解析】【分析】（1）根据题文信息来分析；（2）根据题文信息与大爆炸宇宙论的特点来分析；（3）根据图示信息结合人们对宇宙的认识过程来分析。【解答】（1）由文本内容“1918年，沙普利提出银河系就是整个宇宙，它的中心……”可知，沙普利认为宇宙的中心是银河系的中心；（2）题干中描述的星系运动规律“所有的星系都在远离我们而去，星系离我们越远，运动的速度越快，星系间的距离在不断扩大”，这一现象与大爆炸宇宙论中宇宙在不断膨胀的观点相符合，所以为大爆炸宇宙论提供有力证据；（3）A.从图中可以看出，随着时间推移，科学技术不断进步，如望远镜的使用等，推动了人们对宇宙的认识和科学的发展，故A正确；B.地心说、日心说等在当时的历史条件下是人们对宇宙的认识，虽然有局限性，但也为后续的科学发展奠定了基础，并非毫无价值，故B错误；C.从地心说、日心说再到后来的各种宇宙模型，确实体现了对科学真理的认识是一个不断修正、不断完善的过程，故C正确。故选AC。28．同学们利用气球做星系运动特点的模拟实验。①准备一只气球，在其表面贴上一些圆纸片(代表星系)。②给气球充气，气球胀大。根据现象回答下列问题：（1）气球膨胀时，乙远离甲的速度比丙远离甲的速度更(填“大”或“小”)。（2）根据实验结果，若从我们所在的星系1观测，下图能类比宇宙膨胀的是(箭头的指向和长短分别表示运动方向和快慢)。【答案】（1）小（2）A【解析】【分析】星系别称宇宙岛，是指无数的恒星系（包括恒星的自体）、尘埃（如星云等）组成的运行系统，是一个包含恒星、气体的星际物质、宇宙尘和暗物质，并且受到重力束缚的大星系。星系大小差异很大，椭圆星系直径在3300光年到49万光年之间；漩涡星系直径在1.6万光年到16万光年之间；不规则星系直径大约在6500光年到2.9万光年之间；星系的质量一般在太阳质量的100万到1万亿倍之间；星系内部的恒星在运动，而星系本身也在自转，整个星系也在空间运动；星系具有红移现象，说明这些星系在空间视线方向上正在离我们越来越远。这也是大爆炸理论的一个有力证据。星系在大尺度的分布上是接近均匀的；但是小尺度上来看则很不均匀。【解答】（1）在这个模拟实验中，把气球表面看作宇宙空间，圆纸片代表星系。当气球膨胀时，随着气球的胀大，各个“星系”（圆纸片）之间的距离都会增大。从图中可以看出，丙到甲的距离大于乙到甲的距离。在气球膨胀相同程度的情况下，距离越远的“星系”，相对远离的速度越大。这就如同在宇宙膨胀过程中，星系之间的距离越远，它们彼此远离的速度越快。所以乙远离甲的速度比丙远离甲的速度更小。（2）根据宇宙膨胀的特点，从我们所在的星系观测，其他星系都在远离我们，并且距离我们越远的星系，远离的速度越快。选项A：图中箭头都指向外侧，表示其他星系都在远离我们所在的星系，同时距离越远的星系，箭头越长，意味着速度越快，符合宇宙膨胀的特点。29．人类认识地球和宇宙的过程是一个不断用新模型取代旧模型的过程。在此过程中，旧模型也有可取之处，新模型也有不足之处。右图是托勒密的“地心说”模型和哥白尼的“日心说”模型，请你结合所学知识，回答以下两个问题：（1）“地心说”模型虽然不正确，但也可以解释一些人们观察到的天文现象，请举出一个例子。（2）根据现在人类对宇宙的认识，以下“日心说”的观点中错误的是。①太阳是宇宙的中心②太阳是固定不动的③地球是球形的④地球自转的同时绕太阳公转【答案】（1）太阳东升西落现象，(月亮、星星东升西落现象等合理即可得分)（2）①②【解析】【分析】地心说认为地球是宇宙的中心，静止不动，而太阳、月亮、星星等天体都围绕地球做圆周运动。日心说认为太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都围绕太阳做圆周运动，地球同时还在自转。哥白尼认为，人们所看到的天体的运动，是地球和其他行星绕太阳公转以及地球自转的综合结果。【解答】（1）“地心说”认为地球是宇宙的中心，静止不动，而太阳、月亮、星星等天体都围绕地球做圆周运动。基于这一观点，人们观察到的太阳东升西落现象（月亮、星星东升西落现象等）可以用“地心说”来解释，即这些天体围绕地球的运动导致了它们在天空中位置的变化，看起来像是从东边升起，西边落下。（2）①太阳是宇宙的中心：现代天文学研究表明，宇宙是极其广阔且没有中心的，太阳只是太阳系的中心，并非宇宙的中心，所以该观点错误。②太阳是固定不动的：实际上，太阳不仅自身在进行自转，还随着银河系一起运动，并非固定不动，所以该观点错误。③地球是球形的：通过现代科学技术，如卫星拍摄的地球照片等，已经证实地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的不规则球体，该观点正确。④地球自转的同时绕太阳公转：这是被现代科学所认可的事实，地球自转产生昼夜交替现象，绕太阳公转产生四季变化等，该观点正确。综上，“日心说”中错误的观点是①②。30．太阳——巨大的核能火炉。太阳这个巨大的“核能火炉”已经稳定地“燃烧”了50亿年。目前，它正处于壮年，要再过50亿年它才会燃尽自己的核燃料。（1）发生在光球层上太阳活动最重要的标志是。（2）有关太阳的演化过程，正确的是____。A．原始星云→恒星→红巨星→白矮星B．原始星云→恒星→红超巨星→白矮星C．原始星云→恒星→红巨星→中子星D．原始星云→恒星→红超巨星→黑洞【答案】（1）太阳黑子（2）A【解析】【分析】太阳大气层从内到外依次为光球层、色球层、日冕层。太阳的演化过程为：原始星云由于引力收缩形成恒星，恒星经过主序星阶段后，当核燃料耗尽，会膨胀成为红巨星（质量较小的恒星）或红超巨星（质量较大的恒星），然后再经过一系列变化分别形成白矮星（质量较小的恒星）、中子星（质量较大的恒星）或黑洞（质量更大的恒星）。【解答】（1）太阳大气层从内到外依次为光球层、色球层、日冕层。发生在光球层上太阳活动最重要的标志是太阳黑子。（2）A、对于太阳这样质量的恒星，其演化过程应该是原始星云→恒星→红巨星→白矮星，A选项正确。B、太阳质量较小，不会演化为红超巨星，B选项错误。C、太阳演化为红巨星后会形成白矮星，而不是中子星，C选项错误。D、太阳质量较小，不会演化为红超巨星和黑洞，D选项错误。故答案为：A。31．宇宙大爆炸理论已成为被人们广为接受的一种宇宙起源说。（1）宇宙大爆炸理论是（选填“科学结论”或“理论