高中语文人教版第四单元13宇宙的未来 全国优质课

《宇宙的未来》学案编写人：张传民◎学习目标1．了解有关宇宙学的一些知识；了解演讲稿的一些特点。2．通过对本文的学习，激发对宇宙奥秘的探索热情；体会本文幽默风趣的语言风格，提高自己的思维和语言表达能力。◎要点预览本文是史蒂芬·霍金1991年1月在剑桥大学的一次演讲录。这篇演讲，从古代巫师的预言，谈到近代宗教的预言，然后过渡到自己对宇宙未来的预言，结构严谨，重点突出。作者运用天体物理学理论，对宇宙未来作出了两种预测，一是继续膨胀下去；二是收缩以至坍缩成一个点。是膨胀还是收缩，取决于宇宙的平均密度。“如果它比临界值小，宇宙就将永远膨胀。但是如果它比临界值大，宇宙就会坍缩，而时间就会在大挤压处终结。”可“现在密度似乎非常接近于把坍缩和无限膨胀区分开来的临界密度”，所以两种结果都有可能。本文具有以下特点：（1）生动的导引。这篇科技论文是演讲辞，具有演讲的特点。预言宇宙的未来，虽然是一个严肃的科学话题。但如果就事论事，很容易枯燥乏味。演讲需要激起听众的兴趣。演讲者从古代的巫术和近代的宗教预言谈起，既增加了趣味性，又深化了讲演的主题──在与巫术的对比中，更显出了科学的求实精神。（2）严谨的推理。作为一篇科学演讲，其最终目的是让人信服。本文严谨的推理，增强了说服力。宇宙虽然复杂，但它在大尺度上又是可以描述的。宇宙的密度是决定其命运的关键，然而，确定这一点非常不易。演讲者从可见物质谈到暗物质，从成熟的理论谈到科学假说，把问题讲得透彻明白。没有作出一个明确的预言，也说明了演讲者严谨的科学态度。（3）幽默的语言。演讲是面对面的交流，这种交流是单向的，如果不注意演讲的语言艺术，就达不到最佳的表达效果。这篇演讲语言幽默，创造出一种轻松愉快的气氛，使所论述的问题更易于为听众接受。◎知识清单1．填字音咒语尴尬拯救坍缩诘问沮丧模棱两可倚重估算丧生屏风创造丧屏创丧事屏除创伤2．写汉字③①②香气四绿草如真知见③①②关光号蔽远见识3．解词语①模棱两可：②臭名昭著：③感恩戴德：④微不足道：⑤坍缩：⑥推演：⑦蒙昧：4．辨用法①以至以致（1）他非常用心地写生，野地里刮起了风沙也不理会。（2）他事先没有充分调查研究，做出了错误的结论。②一经已经（1）这是过去的事了，就不要再提了。（2）这件事情，有关部门一定会给大家一个说法。③细致细密（1）我们必须对问题进行的分析，才能得出正确的结论。（2）围绕这件事情，大家做了很多艰苦的工作，问题终于得到了圆满的解决。1．根据作者的论述，我们目前所能看到的宇宙物质最多是“临界值”的百分之一，似乎不足以使宇宙坍缩。然而作者又指出，“也许存在足够的暗物质，使宇宙最终坍缩”。宇宙中存在暗物质的证据是什么?作者又举了哪两种假说，说明现在的宇宙密度可能就在临界状态?答：2．作者在第8段中为什么说“即使知道了制约宇宙的有关定律，我们仍然不能利用它们去预言遥远的未来”?为什么第10段又说“尽管我们知道制约人类行为的方程，但在实际上我们不能预言它”?答：3．为什么科学“不能预言人类社会的未来”，却“可以预言宇宙遥远的未来”?答：4．作者对宇宙的未来的预言与巫师、宗教预言家对人类社会未来的预言有何不同?答：◎积累运用1．下列四组词语中的多音字读音完全不同的一项是（）A.背债/背道而驰模样/模棱两可调动/调虎离山B.空暇/空谷足音夺冠/冠冕堂皇哄动/一哄而散C.间隙/间不容发劲拔/疾风劲草干练/外强中干D.量刑/量体裁衣称道/称心如意塞外/敷衍塞责2．下列词语中没有错别字的一组是（）A．最负盛名模棱两可沽名吊誉辐射B．臭名昭著忠心耿耿金科玉律忌讳C．感恩戴德语无轮次鞭长莫及分歧D．怡然自得沁人心脾金科玉律暇疵3．依次填入下列各句横线处的词语，恰当的一组是（）①在不稳定或混沌的系统中，一般地存在一个时间尺度，初始状态下的小改变在这个时间尺度将两倍。②睡前适量的运动可以分散注意力，使紧张的精神下来，有利于睡眠。③昨晚，湖北武当山突发大火，有着千年历史的玉真宫主殿化为灰烬。A．增长到松弛顿时B．增加松弛马上C．增加松懈马上D．增长到松懈顿时4．下列加点的熟语，使用不正确的一项是（）A．古希腊的德勒菲的著名巫师以模棱两可而臭名昭著，当这些斯巴达人问道，在波斯人攻击希腊时会发生什么，这巫师回答道：要么斯巴达会被消灭，要么其国王会被杀害。B．随着生活水平的提高，人们的居住条件大为改善，一进客厅家徒四壁，明亮宽敞。C．打击假冒伪劣产品是一项关系到国计民生的艰巨任务，可有些地方官员敷衍了事，雷声大，雨点小，收效甚微。D．黑势力的猖獗，与背后有人袒护有密切的关系，只有打掉了他们的保护伞，才能彻底铲除黑势力滋生的土壤。5．下列句子中，没有语病的一句是（）A．古希腊的德勒菲的著名巫师以模棱两可而臭名昭著，当这些斯巴达人问道，在波斯人攻击希腊时会发生什么，这巫师回答道：要么斯巴达会被消灭，要么其国王会被杀害。。B．鉴于这些工作人员长期负责某一系统的财务审计，形成了一种稳定的施审与受审关系，难免违规交往。C．别开生面的元宵联谊会，使秦山核电站三期工程的20多名外籍专家享受了中国“上元节”的喜庆与祥和的气氛D．伟大的航海家郑和七下西洋所率领的船队诞生地南京，将建造当年航海宝船工厂的遗址，预计两年完成一期工程。6．下列句子中标点符号使用不正确的一句是（）A．我们还知道制约化学和生物的基本定律，这样在原则上，我们应能确定大脑如何工作。B．大丰国家级麋鹿自然保护区拥有世界上最大的麋鹿种群和惟一的野生麋鹿种群（516头，占世界25%），自由栖息着400多个动物家庭，生长着近500种海边植物。C．一北一南，迥然不同的两个地域，迥然不同的两种经济模式，如今却面临着同样的窘境——技术工人缺口。D．年味淡了，是经济和社会发展的必然？还是其中别有原因？我们是漠然置之？还是积极主动地去做些什么？◎阅读鉴赏（一）阅读下面的文字，完成7－10题。宇宙的初始密度为什么被这么仔细地选取呢？也许存在某种原因，使得宇宙必须刚好具有临界密度。看来可能存在两种解释。一种是所谓的人择原理，它可被重述如下：宇宙之所以是这种样子，是因为否则的话，我们就不会在这里观测它。其思想是，可能存在许多具有不同密度的不同宇宙。只有那些非常接近临界密度的能存活得足够久并包含足够形成恒星和行星的物质。只有在那些宇宙中才有智慧生物去诘问这样的问题：密度为什么这么接近于临界密度？如果这就是宇宙现在密度的解释，则没有理由去相信宇宙包含有比我们已探测到的更多物质。1／10的临界密度对于星系和恒星的形成已经足够。然而，许多人不喜欢人择原理，因为它似乎太倚重于我们自身的存在。这样就有人对为何密度应这么接近于临界值寻求另外可能的解释。这种探索导至极早期宇宙的暴涨理论。其思想是宇宙的尺度曾经不断地加倍过，正如在遭受极端通货膨胀的国家每隔几个月价格就加倍一样。然而，宇宙的暴涨更迅猛更极端得多：在一个微小的暴涨中尺度的至少一千亿亿亿倍的增加，会使宇宙这么接近于准确的临界密度，以至于现在仍然非常接近于临界密度。这样，如果暴涨理论是正确的，宇宙就应包含足够的暗物质，使得密度达到临界值。这意味着，宇宙最终可能会坍缩，但是这个时间不会比迄今已经膨胀过的150亿年左右长大多。现在小结如下：科学家相信宇宙受定义很好的定律制约，这些定律在原则上允许人们去预言将来。但是定律给出的运动通常是混饨的。这意味着初始状态的微小变化会导致后续行为的快速增大的改变。这样，人们在实际上经常只能对未来相当短的时间作准确的预言。然而，宇宙大尺度的行为似乎是简单的，而不是混饨的。所以，人们可以预言，宇宙将永远膨胀下去呢，还是最终将会坍缩。这要按照宇宙的现有密度而定。事实上，现在密度似乎非常接近于把坍缩和无限膨胀区分开来的临界密度。如果暴涨理论是正确的，则宇宙实际上是处在刀锋上。所以我正是继承那些巫师或预言者的良好传统，两方下赌注，以保万无一失。7．宇宙的初始密度为什么被这么仔细地选取呢？请根据原文概括。答：8．什么是人择原理？请结合结合原文简要概括。答：9．请用自己的话简要说明许多人不喜欢人择原理的原因。答：10．请根据最后一段，试着分析一下本文演讲的语言特点。答：（二）阅读下面两首词，完成11－14题。观测宇宙的新窗口人类最早用眼睛观察宇宙，后来出现了光学望远镜，增加了观测的距离，射电、红外、紫外、X—射线、γ射线等望远镜的出现，扩展了观测宇宙的视野、然而，所有这些观测手段的基础，都是接受来自天体的电磁辐射，对于某些缺乏电磁辐射的“暗”天体，我们就会视而不见，引力波探测可以弥补这一缺陷。由于天体都具有质量，因而只要探测器足够灵敏。它们的运动都可由于辐射引力波而被检测。预期中的黑洞就是一个例子。黑洞不辐射电磁波，而它们的产生和碰撞都将辐射出强烈的引力波。历史上每一新的探测工具的使用，都伴随着重大的天文学发现，如射电望远镜“看”到了中子星，宇宙微波背景观测发现3K宇宙背景辐射。可以预测，由于引力波携带着天体运动的大量原始信息，引力波探测也将在宇宙观测上有新的发观，引力波探测器将成为研究天然物理学的有力工具。这一前景激发了天体引力波源的研究热潮，极大地推动了天文学和天体物理学的进展。1992年物理学诺贝尔奖得主是美国的J.Taylor和R.Hulse，得奖原因是他们对脉冲双星PSRl913+16的发现和研究。这是一个罕见的双脉冲系统，距离地球1.5万光年，轨道偏心率大(～0.6)，由于不对称性和高速的轨道运动而有强烈的引力辐射，辐射的能量损失使轨道周期变短.从1974年开始，经过十多年观测，得出轨道周期率为(-2.452±10)-1288-1。相当于每年变化秒。这与根据广义相对论引力辐射理论的预期十分准确地符合。这一观测，成为存在引力辐射的第一间接观测证据。人们对引力波探测的兴趣，还在于这一探测对人类认识自然的重要作用。从物理学角度看，既然各种引力理论都预言了引力波的存在，并赋予它们以不同的特征(如传播速度，偏震，能量辐射方式等)。引力波探测的结果将有助于区分理论的正确与否，从而推动理论研究的进展，对引力波性质的深入了解，有助于引力场量子化学的理论研究，从而为大统一理论做出贡献。由于引力波探测需要大量高精仪器和技术，探测的要求将促进这些技术的发展，超导量子干涉器(SQUID)和大功率钇铝石榴激光器(Nd：YAG)就是例子。……经过20世纪前40年的努力，以爱因斯坦为代表的学术先驱建立了引力波的理论体系；以韦伯为代表的科技界从60年代开始了引力波的实验探测，达到理论上检验灵敏度要求的引力波探测器可望在20世纪末建成。将近百年的不懈努力，反映了人们追求真知的热忱。人们期望20世纪末建成的激光引力波探测器，在21世纪的头十年取得突破，在地球上首次测到引力波讯号。更多的引力波讯号的获得将极大地开阔人类的宇宙视野，对获得的引力波讯号特性的分析将促进人类对引力本质的认识。有人认为，人类一旦掌握了引力波，所导致的社会效应将可与人类掌握电磁波相类比。由于引力波具有极强的穿透力，作为宇宙间的通讯工具将具有无与伦比的优势。也许最新的探测器仍未能发现引力波的“芳踪”。那么，这将是对现有引力理论，特别是广义相对论的极大挑战，新的理论必将出现。作为近代科技前沿研究的引力波探测热潮，在世纪之交的时刻，由于面临突破而更加“热”了。近百年的努力使人们充分认识到这一任务的艰巨性，需要各国科学家的共同努力。科学家们在这方面已建立起良好的合作关系，新的突破，将是共同努力的结晶，这也是引力波探测的一个特点。

(节选自胡斯科《引力波探测》)11.根据文意，下列对引力波探测器的说明，错误的一项是(

)A.历史上每一新的探测工具的使用，都伴随着重大的天文学发现。可以预测，由于引力波携带着天体运动的大量原始信息，引力波探测也将在宇宙观测上有新的发现，引力波探测器将成为研究天体物理学的有力工具。B.达到理论上检验灵敏度要求的引力波探测器已经在20世纪末建成。C.人们期望20世纪末建成的激光引力波探测器在21世纪的头十年取得突破，使在地球上首次测到引力波的讯号成为可能。

D.有可能最新的探测器即引力波探测器仍未能发现引力波的“芳踪”。12.根据文意，关于引力波探测的说明，正确的一项是(

)

A.人们对引力波探测的兴趣，关键在于这一探测对人类认识自然的重要作用。

B.引力波探测的实施将有助于区分理论的正确与否，从而推动理论研究的进展。

C.对引力波性质的深入了解，有助于引力场量子化学的实验研究，从而为大统一理论做出贡献。

D.引力波探测可以弥补我们对于某些缺乏电磁辐射的“暗”天体视而不见这一缺陷。13.下列理解符合原文意思的一项是(

)

A.引力波的理论体系的建立，是在经过20世纪前40年的努力，由以爱因斯坦为代表的学术先驱完成的。B.在地球上首次测到引力波的讯号的时间在21世纪的头十年。C.宇宙间的通讯工具中具有无与伦比的优势的就是具有极强的穿透力的引力波探测器。

D.作为近代科技前沿研究的引力波探测热潮，在世纪之交的时刻，由于更加“热”了而面临突破。14.根据本文提供的信息，以下推断错误的一项是(

)A．与增加了观测距离的光学望远镜，扩展了观测宇宙的视野的射电、红外、紫外、X—射线、γ射线等望远镜相比，引力波探测器将成为观测宇宙的新工具，并将为人们提供观测宇宙的新窗口。

B．美国的和发现并研究了脉冲双星PSRl913+16这个罕见的双脉冲系统，经过十多年观测，得出轨道周期率为(-2.452±10)-1288-1，相当于每年变化0.7秒，这一观测，成为存在引力辐射的第一间接观测证据。这也表明，目前还没有证明引力辐射的直接观测证据。

C．从物理学角度看，既然各种引力理论都预言了引力波的存在，并赋予它们以不同的特征(如传播速度，偏震，能量辐射方式等)，引力波探测的结果将有助于区分理论的正确与否，从而推动理论研究的进展，对引力波性质的深入了解，有助于引力场量子化学的理论研究，从而为各种假想理论的统一做出贡献。

D．如果最新的探测器仍未能发现引力波的“芳踪”，那么，这将是对现有引力理论，特别中广义相对论的极大挑战；如果这个挑战成功，新的理论必将出现。◎表达交流15．找出下面文段在语言表达方面的两处错误，并加以改正。（4分）徜徉在天安门广场，人们英雄纪念碑那巍峨的碑体、优美的轮廓、饰有卷云与垂幔的碑顶，无一不让人顿生瞻仰、思念之情。这座纪念碑是由杰出建筑学家梁思成主持设计的。这一点，想必尽人皆知；对于他的助手、当代中国建筑大事吴良镛也参与了有关设计方案的讨论，或许鲜为人知。错误改正第一处：第二处：16．给下面这则新闻拟写一个标题（不超过12字）。（3分）卫生部4月30日发出公告，决定撤销全国牙病防治指导组，同时将在疾病预防控制局成立口腔卫生处，负责全国牙病防治管理工作。据介绍，全国牙防组是1988年经卫生部批准成立的牙病防治组织。牙防组自成立以来，在改善大众口腔健康状况、提高群众自我口腔保健水平、监测口腔疾病发展等方面都发挥了积极作用。公告指出，随着近年来政府公共服务职能的不断强化和行业民间组织的快速发展，牙防组已难以适应卫生事业发展的要求，卫生部决定予以撤销。牙防组撤销后，原承担的工作由卫生部统一安排，群众性牙病预防保健技术工作和有关事务性管理工作，将以委托形式交专业社团或机构承担。标题：《宇宙的未来》答案◎知识清单1．zhòugāngàzhěngtānjiéjǔmóléngyǐgūsàngsāngpíngbǐngchuàngchuāng2．=1\*GB3①溢隘谥=2\*GB3②茵阴荫=3\*GB3③灼卓3．①模棱两可：（态度、意见等）含糊，有明确。②臭名昭著：坏名声人人都知道。③感恩戴德：感激别人的恩德（有时含有讽刺意味）。④微不足道：指意义、价值等小得不值得一提。⑤坍缩：天体体积缩小，密度加大。⑥推演：推断演绎。⑦蒙昧：野蛮，未开化，没有文明的。或心地糊涂，不明事理。4．①（1）以至（2）以致②（1）已经（2）一经③（1）细密（2）细致1．宇宙中存在暗物质“一个证据来自于螺旋星系”，“必须存在某种看不见的物质形式，其引力吸引足以把这些旋转的星系牢牢抓住”；“另一个证据来自于星系团”，“要不是引力吸引把星系抓到一起，这些星系团就会飞散开去……所以，在星系团中我们观测到的星系以外必须存在额外的暗物质”。作者为了说明现在的宇宙密度可能就在临界状态，列举了两种假说，“一种是所谓的人择原理”，另一种是“极早期宇宙的暴涨理论”。2．“因为物理方程的解会呈现出一种称作混沌的性质”，“方程可能是不稳定的”；同样，“制约大脑的方程几乎肯定具有混沌行为，初始态的非常小的改变会导致非常不同的结果”。3．因为前者是混沌的，不确定的；而“宇宙的行为在非常大尺度下是简单的，而不是混沌的，因此我们可以预言宇宙遥远的未来”。4．前者是有科学根据的，是运用天体物理学理论进行的科学推测，科学预言；而后者是没有科学根据可言的。——其实，从上面的题目就可知道，人类社会的未来