2026-2027浙教版七上科学【核心素养】3.3 人类对宇宙的探索 学案

3.3人类对宇宙的探索1.知道从“地心说”到“日心说”的发展，领悟科学家追求真理的精神。(科学观念、态度责任)2.知道宇宙是有起源的、膨胀的、演化的。(科学观念)3.理解宇宙大爆炸理论的主要观点。(科学观念、科学思维)4.了解银河系的大小和结构，知道银河系是宇宙中的一个普通星系。(科学观念)5.知道恒星的不同发展阶段:红巨星、超新星、白矮星、中子星或黑洞。(科学思维)6.了解太阳及恒星的演化过程。(科学思维)“”。8.任务点一：从地心说到日心说1、思考与讨论：“日心说”中有关宇宙以太阳为中心的提法也有不正确之处，请用相关知识解释。任务点二：现代宇宙学说1、探索活动：（1）阅读图3.3-4，牧夫座星系离地球有多远？它的退行速度有多大？（2）阅读图3.3-4，哪个星系的退行速度最大？哪个星系离地球最近？（3）得出结论，星系距离地球的远近与其退行速度有什么关系？（4）预测距离地球50亿光年的星系的退行速度。2、思考与讨论：几乎所有的星系都在退行，是否意味着地球处于宇宙的中心？3、探索活动：（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，各张圆形小纸片间距离的变化。这些“星系”之间的距离发生了怎样的变化？4、思考与讨论：是否可以做出这样的盘点：宇宙在不断膨胀，这意味着过去的宇宙比现在小。那么时间越往前，宇宙中的星系之间的距离是否必然越小？再往前倒退至某一时间，宇宙是否密集在一个点上？（见课本第120页）任务点三：银河系和河外星系1、探索活动（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。（2）把北斗七星中斗前的两星连线，并朝斗口方向延伸5倍距离，就可以找到北极星。任务点四：恒星1、探索活动（1）图中展示了恒星的质量与它的寿命的关系。恒星寿命指恒星在耗尽燃料之前能存在的时间。（2）一颗质量是太阳80%的恒星能存在多久？一颗质量是太阳1.7倍的恒星又能存在多久？（3）描述恒星的质量与它的寿命的一般关系。2、思考与讨论：了解了太阳一生的演化后，你对宇宙有了什么新认识？3、思考与讨论：大质量恒星的消亡过程和太阳有什么不同？1、在“地心说”统治西方文明1400年之后，16世纪哥白尼建立“日心说”。对此学说，下列说法恰当的是（）A．“日心说”是一个正确无误的学说B．“日心说”被宗教利用C．“日心说”不能解释实际的天象运动D．“日心说”否定了“地心说”2、我们利用如图的气球做了关于星系运动特点的模拟实验，以下各实验步骤所描述的星系运动特点中，错误的是（）A．在气球表面画上的这些小圆，是模拟宇宙中的星系 B．给气球充气，使气球不断地胀大，是模拟宇宙的膨胀 C．观察气球胀大过程中各圆点间距离的变化感知星系运动 D．气球胀大时，对甲圆点而言，乙圆点的分离速度比丙快一些3、大爆炸理论认为，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4、北斗七星的位置会随着季节的变化而变化，我国民间流传谚语：斗柄东指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏：斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬。据此判断，下列哪个是在秋季星空图中看到的北斗七星（）A．B．C．D．5、宇宙中的天体都历经诞生、成长、成熟到衰老、死亡的缓慢演化过程。如图是M87超大质量黑洞照片，在演化的最后阶段可能变成黑洞的天体是（）

​A．恒星 B．行星 C．卫星 D．彗星6、下面是我们熟悉的北斗七星10万年前、现在、10万年后的演变图，看了演变图后，给我们的启示是（）A．它们离地球太远 B．它们是会运动的行星C．恒星也在运动恒星其实也不恒 D．变成小熊星座了7、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）。A. B.C. D.8、读“天体系统层次示意图，回答第(1)~(2)题。（1）图中序号与其表示的天体系统对应正确的是。A．①-地月系 B．②-河外星系 C．④-太阳系 D．②-银河系（2）上图说明。①天体系统有不同级别②天体系统的级别相同③对于每一级别的天体系统，地球都有相应的位置④地球只有在地月系中有自己的位置9、表中为四个星系距银河系的距离及它们的运动速度。星系距离(百万光年)速度(km·s－1)处女座801200大熊座98015000牧夫座254039000长蛇座398061000（1）画出一个曲线图，说明每个星系距银河系的距离与它的运动速度之间的关系。(以距离为横坐标，速度为纵坐标)（2）数据分析：星系的距离与速度之间有怎样的关系？。（3）归纳：由此可见，这些遥远的星系正在远离银河系，可推出宇宙是在膨胀还是在收缩？。3.3人类对宇宙的探索1.知道从“地心说”到“日心说”的发展，领悟科学家追求真理的精神。(科学观念、态度责任)2.知道宇宙是有起源的、膨胀的、演化的。(科学观念)3.理解宇宙大爆炸理论的主要观点。(科学观念、科学思维)4.了解银河系的大小和结构，知道银河系是宇宙中的一个普通星系。(科学观念)5.知道恒星的不同发展阶段:红巨星、超新星、白矮星、中子星或黑洞。(科学思维)6.了解太阳及恒星的演化过程。(科学思维)地心说“日心说”。性质结构演化广义相对论天文观测正比膨胀大爆炸单颗恒星恒星系统星团尘埃气体引力地月系太阳系银河系旋涡星系椭圆星系不规则星系旋涡扁圆盘旋涡银河系的中心不能一条旋臂8.河外星系中性原子构成的宇宙尘埃气态星云团质量大小质量越大红巨星白矮星黑矮星红超巨星超新星中子星黑洞任务点一：从地心说到日心说1、思考与讨论：“日心说”中有关宇宙以太阳为中心的提法也有不正确之处，请用相关知识解释。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。任务点二：现代宇宙学说1、探索活动：（1）阅读图3.3-4，牧夫座星系离地球有多远？它的退行速度有多大？约25亿光年；速度约40000km/s（2）阅读图3.3-4，哪个星系的退行速度最大？哪个星系离地球最近？长蛇座退行速度最大；室女座最近（3）得出结论，星系距离地球的远近与其退行速度有什么关系？星系距离地球越远，退行速度越大（4）预测距离地球50亿光年的星系的退行速度。80000km/s2、思考与讨论：几乎所有的星系都在退行，是否意味着地球处于宇宙的中心？不是的，几乎所有的星系都在退行，并不意味着地球处于宇宙的中心。科学家们发现，除了距离最近的星系之外，其他的星系都在远离地球而去。此外他们还发现，距离越远的星系，其退行的速度越快。但是，这些星系的退行运动并不是穿行于宇宙空间之中的，而是宇宙空间自身的整体膨胀。3、探索活动：（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，各张圆形小纸片间距离的变化。这些“星系”之间的距离发生了怎样的变化？气球上贴上圆形小纸片后，持续向气球充气，我们会发现气球上圆形小纸片间的距离在不断扩大，如果这些圆形小纸片代表星系，那么原先靠得很近的“星系”之问的距离在不断地增大。4、思考与讨论：是否可以做出这样的盘点：宇宙在不断膨胀，这意味着过去的宇宙比现在小。那么时间越往前，宇宙中的星系之间的距离是否必然越小？再往前倒退至某一时间，宇宙是否密集在一个点上？（见课本第120页）根据目前的宇宙大爆炸理论，宇宙确实在不断膨胀，这意味着在过去的某个时刻，宇宙比现在小，星系之间的距离也更近。然而，当追溯到宇宙诞生的极早期，根据现有理论，宇宙可能经历了一个被称为“奇点”的阶段，在这个点上，传统的物理学定律可能不再适用。但目前对于“奇点”的本质和在那之前的情况，我们的理解还存在很多的未知和不确定性。虽然当前的科学理论支持宇宙从一个高密度、高温的状态开始膨胀，但对于宇宙最初的那个瞬间，还需要更多的研究和探索来完善和验证相关的理论。任务点三：银河系和河外星系1、探索活动（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。（2）把北斗七星中斗前的两星连线，并朝斗口方向延伸5倍距离，就可以找到北极星。任务点四：恒星1、探索活动（1）图中展示了恒星的质量与它的寿命的关系。恒星寿命指恒星在耗尽燃料之前能存在的时间。（2）一颗质量是太阳80%的恒星能存在多久？一颗质量是太阳1.7倍的恒星又能存在多久？一颗质量是太阳0.8倍的恒星能存在的时间大约为130亿年，而一颗质量是太阳1.7倍的恒星能存在的时间大约为30亿年。（3）描述恒星的质量与它的寿命的一般关系。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。2、思考与讨论：了解了太阳一生的演化后，你对宇宙有了什么新认识？了解太阳一生的演化让我们对宇宙的宏大、神秘、复杂和有序有了更深刻的感悟，太阳一生的演化过程展示了宇宙中天体的形成、发展和消亡的复杂机制。这让我们意识到宇宙中存在着各种各样的天体，它们都道循着特定的物理规律，但又表现出丰富多样的特征和行为。这也激发了我们对未知的探索欲望和对宇宙的敬畏之心。3、思考与讨论：大质量恒星的消亡过程和太阳有什么不同？1、在“地心说”统治西方文明1400年之后，16世纪哥白尼建立“日心说”。对此学说，下列说法恰当的是（）A．“日心说”是一个正确无误的学说B．“日心说”被宗教利用C．“日心说”不能解释实际的天象运动D．“日心说”否定了“地心说”【答案】D【解答】解：A、“日心说”认为太阳是宇宙的中心，并不完全是正确的，它之所以被认为更加科学是相较于“地心说”而言的，故A错误；B、被宗教利用的是“地心说”，而不是“日心说”，故B错误；C、“日心说”能够解释四季变化、昼夜交替等实际的天象运动，故C错误；D、“日心说”否定了统治西方文明1400年之久的“地心说”，故D正确。故选：D。2、我们利用如图的气球做了关于星系运动特点的模拟实验，以下各实验步骤所描述的星系运动特点中，错误的是（）A．在气球表面画上的这些小圆，是模拟宇宙中的星系 B．给气球充气，使气球不断地胀大，是模拟宇宙的膨胀 C．观察气球胀大过程中各圆点间距离的变化感知星系运动 D．气球胀大时，对甲圆点而言，乙圆点的分离速度比丙快一些【答案】D【分析】星系之间的距离在不断扩大，那么整个宇宙的体积也就在不断的扩大，也就是整个宇宙在不断的膨胀中。【解答】解：A、用气球做关于星系运动特点的模拟实验，用画的小圆模拟宇宙中的星系，故A正确；B、给气球充气，使气球不断地胀大，用来模拟宇宙膨胀，故B正确；C、各个小圆点之间的距离变化，说明了星系距离在变大，说明星系运动，故C正确；D、充气时气球以球状胀大，对甲圆点而言，乙圆点的分离速度小于丙，故D错误。故选：D。【点评】二十世纪二十年代，天文学家哈勃利用仪器观察星系发出的光，发现星系的光谱向长波方向偏移，称之为谱线“红移”，此现象说明星系在远离我们而去，并推断出整个宇宙在不断的膨胀中。3、大爆炸理论认为，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【解答】解：图象中的纵坐标宇宙半径R可以看作是星球发生的位移x,因而其切线的斜率就是宇宙半径增加的快慢程度。由题意，宇宙加速膨胀，其半径增加的速度越来越大。

故选：C。4、北斗七星的位置会随着季节的变化而变化，我国民间流传谚语：斗柄东指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏：斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬。据此判断，下列哪个是在秋季星空图中看到的北斗七星（）A．B．C．D．【答案】A【解析】【分析】大熊座是北方天空中最醒目、最重要的星座，大熊星座中的七颗亮星组成一个勺子的性状，这就是著名的北斗七星；【解答】北天星空是上北下南，左西右东；北斗七星在秋季时，北斗七星的斗柄指向西方，A正确；故答案为：A.5、宇宙中的天体都历经诞生、成长、成熟到衰老、死亡的缓慢演化过程。如图是M87超大质量黑洞照片，在演化的最后阶段可能变成黑洞的天体是（）

​A．恒星 B．行星 C．卫星 D．彗星【答案】A【解答】解：黑洞是宇宙空间内存在的一种天体，由于黑洞的引力很大，使得视界内的逃逸速度大于光速。根据课本内容可知，恒星灭亡过程中的坍塌可能会形成黑洞，故A正确，BCD错误。

故选：A。6、下面是我们熟悉的北斗七星10万年前、现在、10万年后的演变图，看了演变图后，给我们的启示是（）A．它们离地球太远 B．它们是会运动的行星C．恒星也在运动恒星其实也不恒 D．变成小熊星座了【答案】C【解析】【分析】北斗七星都恒星，恒星通常被认为位置不变动的，但从演变图却发现北斗七星的相对位置变化了，因此使我们对恒星有了重新认识。

【解答】北斗七星都恒星，从演变图发现北斗七星的相对位置变化，可以得出恒星其实也在运动的，故答案Ｃ符合题意。故答案为：Ｃ7、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）。A. B.C. D.【答案】（1）宇宙大爆炸；（2）A。【分析】（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】解：（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：（1）宇宙大爆炸；（2）A。【点评】本题考查了宇宙大爆炸理论的相关知识，