1.1人类对宇宙的认识（讲义）（解析版）

浙教版九年级下册第一章第1节人类对宇宙的认识【知识点分析】一.古代人的宇宙观中国古代对宇宙起源有各种传说。古代神话有盘古开天辟地的传说：宇宙原来是混沌的一团气，后来盘古用神斧把这一团混沌气劈开，轻的上升为天，重的下沉为地，盘古死后，身体的各个部分成为天地间的的万物。世界不同的民族和文化，形成了许多关于宇宙创始的神话传说。例如，在欧洲神话中，上帝创造了宇宙以及其中的万物，天体的运行也是上帝安排好的。二.从地心说到日心说人类历史发展到公元前6世纪，人类文明进入理性思考的时代。中国战国时期的早期盖天说认为，天圆如张盖，地方如棋盘。早期的古希腊学者也有类似的看法。盖天说这种宇宙观，虽然已经摆脱了神话的影响，但远没有揭示宇宙的本质。公元2世纪，希腊科学家托勒密在亚里士多德等前人对宇宙的认识的基础上，经过几十年的观测，运用数学的方法，创立了“地心说”。托勒密认为，地球处于宇宙中心静止不动，日月、行星和恒星等所有天体都围绕着地球在各自的圆形轨道上运转，而恒星位于最外面的天球上，它们之间的相对位置保持不变，同时作为一个整体在天空中转动。这个学说与基督教关于天堂、人间、地狱的说法刚好吻合，得到了占统治地位的教廷也竭力支持。到了16世纪，“地心说”不仅成了禁锢了人们思想的工具，而且也阻碍了天文学的发展。托勒密及其宇宙体系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。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，建立了日心说。他在不同的时间、不同的距离从地球上观察行星，发现每一颗行星的运行情况都不相同，而且发现了日地距离始终不变。因此他否定了地球是宇宙的中心，认为太阳是宇宙的中心，地球和行星围绕着太阳做圆周运动的，月球围绕着地球转动，而最外层的恒星天球则与地心说并无本质区别。哥白尼提出的“日心说”，差不多经过一个世纪才被人们接受。其间，伽利略利用自制的天文望远镜，发现了可以支持日心说的天文现象，日心说才逐渐得到认可。哥白尼的“日心说”阐明了天体运行的规律，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，因此遭到了教会势力的残酷镇压。为了捍卫这一学说，不少仁人志士与神权的统治势力进行了前仆后继的斗争，甚至付出了生命的代价。哥白尼及其宇宙体系三.现代宇宙学说20世纪10~20年代，美国天文学家哈勃(EdwinPowellHubble)等人致力于旋涡星云的测量。科学家们用先进的科学仪器，研究星系的运动情况，测出不同星系之间的距离，并通过观察一个星系，判断出这一星系运动的速度，以及它是远离银河系还是靠近银河系方向运动。1929年，哈勃根据自己的测量数据，分析了24个星系的速度和距离，发现距离越大的河外星系，对应的运动速度也越大。也就是说，所有的星系都在远离我们而去，星系离我们越远，它的退行速度越快；星系间的距离在不断地扩大。哈勃的发现告诉我们，星系一直在运动，一直在变化，宇宙在不断地膨胀。实验表明，在气球胀大的过程中，对气球表面上任何一个小圆点而言，其他小圆点都在不断的离他而去。我们可以进行这样的推理：如果能将时间倒退，宇宙中的星系之间的距离必然缩小，最终会聚在一个点上。大爆炸宇宙论认为，大约137亿年前，我们所处的宇宙被挤压在一个“原始火球”中，那时的宇宙极小、极热，又有极大的密度，宇宙就是在这个大火球的爆炸中诞生的。大爆炸后，宇宙迅速膨胀，现在的宇宙比100亿年前增大了100多亿倍，爆炸引起的宇宙膨胀一直延续至今，大爆炸宇宙模型将延续下去。宇宙的膨胀有观测事实的支持，又得到众多科学家的理论阐释，因此，大爆炸宇宙论已成为目前被人们广为接受的一种宇宙起源学说。【例题分析】【例1】（2021·绍兴期末）我们利用气球做了星系运动特点的模拟实验（如图），下列对该实验的描述中，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．气球胀大过程中各圆点间的距离变化模拟星系运动特点D．气球胀大时，对甲圆点而言，乙圆点的远离速度比丙更快【答案】D【解析】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，乙圆点的远离速度小于丙，故D错误。2．（杭州竞赛）由于对流，热空气上升，在日常我们所见的烛焰，如图所示，但假如在完全失重充满空气的太空船里，你认为烛焰的形状是（

）A． B． C． D．不能点燃【答案】B【解析】太空舱完全失重，充满空气；有氧气，所以火焰可以点燃，由于失去重力，火焰的形状不再是纺锤形，而变为圆形；故ACD不符合题意、B符合题意。故选B。3.（宁波期末）在气球表面均匀的画上一些小圆点，向气球充气使气球膨胀，下列关于该实验说法正确的是（）A．该实验可以作为宇宙膨胀的证据 B．小圆点之间的距离都在增大C．小圆点都以某一圆点为中心膨胀 D．小圆点本身大小保持不变【答案】B【解析】A．该实验可以模拟宇宙膨胀的过程，但是不能作为宇宙膨胀的证据，故A错误；B．气球在不断膨胀，它的体积不断增大，因此小圆点之间的距离都在增大，故B正确；C．小圆点都以气球内的球心为中心膨胀，而不是以某一圆点为中心，故C错误；D．气球膨胀时，由于它的表面积增大，所以小圆点本身大小也在增大，故D错误。4．下列关于宇宙的认识正确的是（）A．银河系是宇宙的中心B．地球等行星源自太阳的大爆炸C．宇宙是不断膨胀和演化的D．质量越大的恒星寿命越长【答案】C【解析】A．宇宙有数十亿个星系组成，银河系是其中之一，故A错误；BC．宇宙大爆炸理论是指：宇宙诞生于大爆炸，并且爆炸引起了宇宙膨胀，而这种膨胀还在继续，故B错误、C正确；D．恒星的寿命和它的质量体积有关，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，故D错误。5．2018年3月14日，宇宙无边界理论的提出者——斯蒂芬·霍金去世。霍金等现代科学家研究发现，宇宙是（

）A．静止的 B．由星系构成的 C．不会演化的 D．不会膨胀的【答案】B【解析】宇宙是不断的运动中，不断膨胀，且不断会演化出新的星系和天体，所以只有B符合，其他都不符合。6．下列说法正确的是()A．地球、月球、火星都是环绕太阳转动的行星B．流水、风、冰川都是导致地形变化的外力因素C．清明节、端午节、中秋节都是以月相变化周期为依据确定的D．大爆炸宇宙论、大陆板块构造学说、太阳系形成的星云说都是得到证实的科学结论【答案】B【解析】月球是地球的卫星，绕地球转动。地球、火星是太阳系的行星，绕太阳转动，A错误；流水、风、冰川都是导致地形变化的外力因素，B正确；清明节是以地球绕日公转周期为依据确定的，端午节、中秋节都是以月相变化周期为依据确定的，C错误；大爆炸宇宙论、大陆板块构造学说、太阳系形成的星云说都是属于科学假说，而不是得到证实的科学结论，D错误。故选B。7．科学理论的提出，必须要有一定的证据。下列科学证据与科学理论相符合的是（）A．太阳黑子与日心说B．谱线红移与地球的演化C．微波背景辐射与宇宙大爆炸D．始祖鸟化石的发现与生命起源【答案】C【解析】A．太阳黑子是太阳表面由于温度较低而显得较暗的气体斑块，是太阳活动最基本、最明显的表现；而日心说是认为太阳是宇宙中心的理论。太阳黑子并不能够为日心说提供必要的证据，故A错误。B．谱线红移是指来自星系的光谱线向红端移动的现象。用多普勒相应解释河外星系的谱线红移，可以推断星系之间正在互相退行远离即证明宇宙正在膨胀，并不能证明地球的演化，故B错误。C．宇宙热大爆炸理论将宇宙从密度和温度都是极大的时刻开始的膨胀称为热大爆炸，认为宇宙起源于热大爆炸。微波背景辐射是指弥漫于整个宇宙均匀的各项同性的辐射，这种辐射来自宇宙深处，被认为是热大爆炸留下的余温。因此微波背景辐射为宇宙热大爆炸理论提供了有力的证据，故C正确。D．始祖鸟化石的发现是为研究生物的进化历程提供依据，而不是生命起源，故D错误。8．下列有关大爆炸宇宙论的说法正确的是(

)A．大爆炸宇宙论是科学家通过科学观察和研究得出的一个科学结论B．大爆炸宇宙论是科学家通过科学观察发现的一些自然现象所建立的假说C．因为宇宙在不断膨胀的事实为大爆炸宇宙论提供了有力证据，所以大爆炸宇宙论已经说明了宇宙起源的事实D．大爆炸宇宙论和牛顿第一定律一样是科学定律【答案】B【解析】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,并不是科学结论,更不是科学定律。随着科技的进步，人们对宇宙的认识还将不断深入。9．科学家对1994年夏发生的彗星撞击木星的天文现象进行了准确的预报和大量的观察研究，这一事实表明(

)A．宇宙膨胀理论是错误的B．人类已能预测一切自然现象C．人类对宇宙的认识正在不断深化D．宇宙是不可认识的，以上准确预报只是巧合【答案】C【解析】科学家对1994年夏发生的彗星撞击木星的天文现象进行了准确的预报和大量的观察研究，这一事实表明人类对宇宙的认识在不断地深化，故选C。10.中国古代流传着“开天辟地”的神话，下列对该神话的说法正确的是(

)A．这是一个科学假设B．它能科学地解释宇宙起源C．它采用了宇宙膨胀的观点D．它既是神话，也反映了人类对宇宙起源进行探究的思想【答案】D【解析】在当时缺乏设备仪器的时代，能想象“开天辟地”之说，尽管是神话，但同时反映了人类对宇宙的探究。11．目前，大爆炸宇宙论已被大多数科学家所接受，其主要观点有(

)A．宇宙的年龄大约是150亿岁B．宇宙以极高的密度和温度，被挤压在一个“原始火球”中C．宇宙在爆炸中诞生，并不断地膨胀下去D．以上说法都是【答案】D【解析】大爆炸宇宙论认为宇宙的年龄大约是150亿岁，宇宙以极高的密度和温度，被挤压在一个“原始火球”中，宇宙在爆炸中诞生，并不断地膨胀下去。故选D。12．哈勃对星系光谱的研究发现星系运动有如下特点(

)A．所有的星系都在远离我们而去B．星系离我们越远，运动的速度越快C．星系间的距离在不断地扩大D．以上说法都是【答案】D【解析】美国天文学家哈勃通过对星系光谱的研究，发现星系的运动有如下特点：所有的星系都在远离我们而去；星系离我们越远，它的退行速度越快星系间的距离在不断地扩大。故D符合题意。13．下列关于宇宙的认识错误的是(

)A．太阳是宇宙的中心B．宇宙是无边的、膨胀的C．地球是太阳系中的行星之一D．宇宙是由大量不同层次的星系构成的【答案】A【解析】A．太阳是太阳系的中心，太阳系是银河系的一员，银河系又是宇宙中的一个星系，太阳不是宇宙的中心，故A错误，符合题意；B．大爆炸理论认为宇宙起源于一次大爆炸，并不断的膨胀，故B正确，不符合题意；C．太阳系中有八大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，故C正确，不符合题意；D．银河系就是宇宙的一个星系，故D正确，不符合题意。14．宇宙起源的证据是(

)A．哈勃定律B．旧约“创世纪”C．盘古开天辟地的神话D．女娲补天的传说【答案】A【解析】哈勃发现，星系退行速度与距离成正比，即证实了宇宙大爆炸。故A正确。15.下列宇宙探测的成果中，对改变人类社会生活起了重要作用的是()①发现宇宙中存在着大量的X射线和伽马射线；②利用卫星进行气象观测、军事侦察、空间通讯、飞机导航等；③利用卫星寻找地球上的资源；④探测到许多行星表面的物理特性和化学成分A．①② B．②③ C．③④ D．②④【答案】B【解析】①发现宇宙中存在着大量的X射线和伽马射线；④探测到许多行星表面的物理特性和化学成分；这两项只是帮助人们更了解宇宙以及宇宙中的行星；对改变人类社会生活起的作用不大；②利用卫星进行气象观测、军事侦察、空间通讯、飞机导航等；利用卫星进行气象观测使人类能够进行天气的预测，更好地安排生产；利用卫星进行军事侦察对国家的国防有重大影响；利用卫星进行飞机导航可以更好地方便人们的出行；所以对改变人类社会生活起了重要作用；③利用卫星寻找地球上的资源；有利于人类对地球的资源进行开发，从而服务人类的社会生活，因此对改变人类社会生活起了重要作用；ACD项不符合题意、B项符合题意。16．现代宇宙论最重要的证据是(

)A．霍金提出的黑洞理论B．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C．古代“上帝”创造的D．气球充气后不断膨胀，气球上各个小圆点间的距离不断变大【答案】B【解析】现代宇宙论最重要的证据是：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。故选B。17．下列有关宇宙的起源的说法，得不到科学支持的是()A．大约在150亿年前，我们所处的这个宇宙是被挤压在一起的一个“原始火球”B．宇宙就是在这个大火球发生的一次大爆炸中诞生的C.宇宙是相当近的过去创生的，十七世纪时邬谢尔主教算出宇宙诞生日期是公元前4004年D．大爆炸理论尚不能确切地解释宇宙在“原始火球”之前到底存在着什么东西【答案】C【解析】大约在150亿年前，我们所处的这个宇宙是被挤压在一起的一个“原始火球”；宇宙就是在这个大火球发生的一次大爆炸中诞生的；大爆炸理论尚不能确切地解释宇宙在“原始火球”之前到底存在着什么东西。故选C。18．小科同学把气球吹成球形后，用沾有墨汁的毛笔在气球表面均匀地画上小圆点，再把气球吹至排球大小，发现黑点之间的距离增大，如图所示。(1)在气球膨胀的过程中，球内气体的压强____(填“大于”、“等于”或“小于”)大气压强。(2)如果用气球变化模拟宇宙演变，那么本实验使小科体验到宇宙的____没有中心。【答案】大于膨胀【解析】(1)气球膨胀就是因为气球内部气体压强变大，大于外界的大气压强，产生了向外的压强差；(2)气球上