3.3人类对宇宙的探索（原卷版）

3.3人类对宇宙的探索1、清楚地心说到日心说的发展历程，及现在宇宙观的形成2、清楚宇宙的组成：银河系与河外星系。3、清楚恒星的演化，及大质量恒星的演化过程。2023年9月21日，“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲，航天员为少年带来一堂精彩的太空科普课，并通过视频与地面课堂师生进行实时互动交流。“天宫课堂”对于培养青少年科学精神、激发探索浩瀚宇宙的兴趣其有独特优势。人类为什么孜孜不倦地探索字宙？探索字宙有哪些发现？一、从地心说到日心说1．“地心说”宇宙体系学说(1)创立：公元2世纪，希腊科学家托勒密在总结前人学说的基础上创立了“地心说”。(2)主要内容：地球是一个球体，位于宇宙中心静止不动，太阳和其他天体(如月亮、水星、金星等)都绕着地球转动。2．“日心说”宇宙体系学说(1)创立：公元16世纪，波兰天文学家哥白尼依据大量精确的观测资料，建立了“日心说”。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。1609年，伽利咯用自制的望远镜观测天空，为“日心说”提供了新的观测证据。伽利略发现：太阳上有黑子，说明太阳并不完美；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。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。金星的位相变化也说明金星并不是围绕地球公转的。(2)主要内容：太阳是宇宙的中心，地球和行星绕太阳转动。二、现代宇宙学说1．星系运动的特点——哈勃的发现(1)所有的星系都在远离我们而去。(2)星系离我们越远，它的退行速度越大。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。(3)星系间的距离在不断地扩大。2．大爆炸宇宙论大爆炸宇宙论认为，大约137亿年前，我们所处的宇宙全部以极高的密度和温度，被挤压在一个“原始火球”中。宇宙就是在这个大火球的爆炸中诞生的。爆炸引起的宇宙膨胀一直延续至今，并仍将延续下去。大爆炸宇宙论是目前被人们广为接受的一种宇宙起源学说。大爆炸宇宙论的主要依据是现代天文观测中发现的星系运动特点，即宇宙中星系间的距离在不断扩大，说明宇宙正处在不断膨胀之中，如果能将时间倒退，宇宙中的星系就会聚在一起(一点)，所以就认为宇宙起源于这个点，这个点发生大爆炸就诞生了宇宙。三、银河系和河外星系1、银河系：银河系由众多恒星和星际物质组成。银河系直径约为10万光年，太阳与银河系的中心相距约为3万光年。银河系的形状，侧视像是一个中间厚、边缘薄的铁饼，俯视像是一个大漩涡2、河外星系：银河系外存在着大约千亿个同银河系类似的天体系统，这些天体系统称为河外星系。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，哈勒推断仙女星系一定位于银河系之外。所有的星系构成了广阔无垠的宇宙。宇宙河外星系宇宙河外星系银河系太阳系其他恒星系其他行星系地月系地球月球四、恒星一颗恒是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，寿命越长科学家描绘出了太阳未来的演变过程天约50亿年后，太阳中心缺少足多的氢时，太阳的球核将开始收销，太阳外层的氢继续变成氦，星体急剧扩大，变成红色，形成紅巨星。当太阳澎胀到接近火星轨道时，将吞噬水星、金星、地球，预计太阳在红巨星阶段持续10亿年时间，亮度升高到今天的近1万倍。红巨星不断地把外层物质抛向太空，在星体周围形成行星状星云，它的核聚变过程中形成的一些物质将迸人星际介质参与再循环，而球核进一步收缩，形成体积极小、密度很大的白矮星。最后，太阳将慢慢“熄灭”，形成一颗看不见的黑矮星，变成星云的一部分，留在宇宙中，进入新的循环。恒星的演化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；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(supernova),最终演变成体积极小、密度极大的中子星，1054年，我国发现并记录的超新星爆发，史称“客星”。蟹状星云即在这次燥发后诞生，这是天文学中第一个被认证具有清晰历史观测记录的超新星遗迹。当恒星的质量更大时，其内部将产生巨大压办，物质被“压”成了更为神奇的天体一黑洞(blackhole)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种影家能确定它的存在。题型1宇宙观（2024•宁波自主招生）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解答本题应掌握：宇宙大爆炸理论的内容。

宇宙大爆炸仅仅是一种学说，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，我们称之为“原始火球”，“原始火球”不稳定，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。关于地心说和日心说的下列说法中，正确的是（）A．地心说的参考系是地球 B．日心说的参考系是地球 C．地心说和日心说只是参考系不同，两者具有等同的价值 D．日心说是由开普勒提出来的地心说和日心说的区别在于（）A．地心说认为地球绕太阳转，日心说认为太阳绕地球转 B．地心说认为太阳绕地球转，日心说认为地球绕太阳转 C．地心说因为不符合科学观测的结果所以与教会的观点不合 D．日心说一提出来就被广大人民接受，因为它是符合科学的（2023春•定海区校级月考）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题型2宇宙的组成（2024•嘉兴二模）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，可以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．地球的自转轴正对着北极星

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。（2024•越城区校级一模）科学家发现一颗名为开普勒62E的宜居行星。如图所示为该行星与其绕转的恒星所组成的天体系统，该天体系统相当于宇宙结构层次中的（）A．地月系 B．太阳系 C．银河系 D．河外星系（2024•宁波模拟）我们的宇宙蕴藏着无穷的奥秘。下列说法错误的是（）A．河外星系谱线红移可以推断星系之间正在相互退行远离 B．从侧面看，银河系的主体像一个中间凸起的大透镜 C．太阳黑子、日珥等太阳活动对人类的生产、生活没有影响 D．“天宫二号”、“天舟一号”等都是探索宇宙奥秘的航天器题型3恒星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。如图是人类首次拍摄到的黑洞照片。下列说法错误的是（）A．黑洞是客观存在的天体 B．黑洞是一种密度极小的天体 C．光在内的所有物质都逃脱不了黑洞的引力作用 D．演化的最后阶段可能变成黑洞的天体是恒星当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料，由中心产生的能量已经不多了。这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直到最后形成体积接近无限小、密度几乎无限大的星体。而当它的半径一旦收缩到一定程度，质量导致的时空扭曲使得即使光也无法向外射出“黑洞”就诞生了。（2021•南浔区二模）关于恒星演化的不同阶段，发光、发热消耗的能量说法错误的是（）A．主序星核能 B．白矮星核能 C．红巨星核能 D．形成中的恒星引力势能下列关于太阳的说法中，正确的是（）A．太阳位于银河系的中心 B．太阳是银河系中的一颗行星 C．太阳是一颗熊熊燃烧着的固体星球 D．太阳是地球上一切生命活动的主要能量来源2022年10月，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．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”宇宙体系在科学发展史上的作用是发展“日心说”宇宙体系关于宇宙大爆炸，下列说法错误的是（）A．大爆炸引起的宇宙膨胀一直延续至今，并将延续下去 B．大爆炸宇宙模型认为，“原始火球”的温度极高、密度极大 C．“原始火球”的爆炸导致宇宙空间处处膨胀，温度则相应下降 D．宇宙诞生于距今约137年前的一次原始火球大爆炸大爆炸理论认为，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1A型超新星的观测显示，宇宙膨胀情况发生了变化。有人根据宇宙的膨胀，画出大致反映宇宙大小的宇宙半径R和宇宙年龄t的关系的图像（如图），则目前宇宙的膨胀趋向（）A．匀速膨胀 B．减速膨胀 C．加速膨胀 D．没有变化火星是人类最感兴趣的行星之一，随着各种探测器靠近或登陆火星，人们对火星的认识有了很大的提高：火星大气中95%是二氧化碳，还有少量的氮气、氢气，大气压为6﹣7百帕，还找到火星上有液态水存在过的证据．根据以上认识，下列推断中正确的是（）A．钢铁在火星上容易生锈 B．火星上一定存在生命 C．声音不能在火星大气中传播 D．火星上可形成风观察太阳系九大行星，可发现没有岩石外壳、体积庞大、平均密度较小的巨行星，如：木星、土星；远日行星，如：天王星、海王星等，常处于太阳系的最外围，造成此种行星处于较外围的奇特现象，可能原因是（）A．行星形成前，组成物质较轻的，受太阳风吹至外围 B．行星形成时，会互相碰撞，缺乏岩石外壳的较易被挤撞至外围 C．行星形成后，质量较轻的，受到的太阳引力较小而移至外围 D．行星形成后，体积较大的，易受陨石撞击移至外围（2023春•开化县期末）仰望星空，宇宙中有两颗小行星，一颗是“袁隆平星”，一颗是“吴孟超星”，两位科学家的贡献将永远为世人所铭记。下列有关行星等天体描述不正确的是（）A．太阳系中的小行星集中分布在火星和木星轨道之间 B．太阳系是由太阳、地球和月球组成的星系 C．从侧视图看，银河系像个中间厚、四周薄的铁饼 D．宇宙是由各种不同的天体系统组成的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