7.4宇宙探秘（考點(diǎn)解讀）（原卷版）

7.4\o"7.4宇宙探秘"宇宙探秘（考點(diǎn)解讀）（原卷版）知識(shí)導(dǎo)航知識(shí)導(dǎo)航知識(shí)點(diǎn)講解知識(shí)點(diǎn)講解1、從“地心說(shuō)”到“日心說(shuō)”（1）公元2世紀(jì)，古希臘天文學(xué)家托勒玫提出了以地球?yàn)橛钪嬷行牡摹暗匦恼f(shuō)”他認(rèn)為天上的日月星辰都繞著人類所居住的地球旋轉(zhuǎn)。（2）16世紀(jì)初期，波蘭天文學(xué)家哥白尼為代表的許多科學(xué)家對(duì)托勒玫的“地心說(shuō)”提出質(zhì)疑，并創(chuàng)立了“日心說(shuō)”——太陽(yáng)是宇宙的中心，地球和其他行星都繞著太陽(yáng)按一定的周期運(yùn)動(dòng)。（3）牛頓創(chuàng)立了萬(wàn)有引力理論，使人們第一次用統(tǒng)一的理論來(lái)認(rèn)識(shí)神秘的天體運(yùn)動(dòng)。（4）20世紀(jì)以來(lái)隨著天文觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展包括哈勃空間望遠(yuǎn)鏡在內(nèi)的一批天文探測(cè)設(shè)備投入工作，在眾多天文學(xué)家、物理學(xué)家的協(xié)同努力下，獲得了許多重要發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了哥白尼時(shí)代。2、星空世界（1）宇宙是一個(gè)有層次的天體系統(tǒng)，這一系統(tǒng)層次由高到低可分為：宇宙→超星系團(tuán)→星系團(tuán)→星系（如：銀河系）→恒星（如：太陽(yáng)）→行星（如：地球、火星）→衛(wèi)星（如：月亮）。（2）光年——“量天尺”的單位：天體之間相距遙遠(yuǎn)，用米、千米作為距離單位很不方便為此天文學(xué)中采用了一些特殊的長(zhǎng)度做距離單位；例如人們將光在真空中傳播一年所經(jīng)過(guò)的距離作為長(zhǎng)度單位稱為1光年；1光年=9.46x1015m。（3）銀河系由群星和彌漫物質(zhì)集合而成的一個(gè)龐大的天體系統(tǒng)，它好像是一個(gè)中央突起四周扁平的旋轉(zhuǎn)鐵餅，直徑大約為8萬(wàn)光年；太陽(yáng)是銀河系中數(shù)以千億計(jì)的恒星中的一顆，而銀河系又只是浩瀚宇宙中普通的一員，目前人們觀測(cè)到的星系約為1000億個(gè)。仙女星系是離銀河系較近的星系，它距離我們超過(guò)200萬(wàn)光年。（4）人們認(rèn)識(shí)到,宇宙是一個(gè)有層次的天體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，它是有起源的膨脹的和演化的。（5）宇宙的起源：大多數(shù)宇宙科學(xué)家都認(rèn)定，宇宙誕生于約137億年前的一次大爆炸。大爆炸理論認(rèn)為，宇宙起始于一個(gè)“原始火球”。在“原始火球”里，溫度和密度都高得無(wú)法想象，這時(shí)物質(zhì)的狀態(tài)至今還無(wú)法描述，這種狀態(tài)可能極不穩(wěn)定。最終“原始火球”發(fā)生爆炸，這種爆炸是整體的涉及宇宙的全部物質(zhì)及時(shí)間、空間。爆炸導(dǎo)致宇宙空間處處膨脹，溫度則相應(yīng)下降。溫度降到一定程度時(shí)，逐步形成了行星和恒星、星系、星系團(tuán)和超星系團(tuán)等。典例分析＋變式訓(xùn)練考點(diǎn)1從“地心說(shuō)”到“日心說(shuō)”【典例1-1】最早提出“日心說(shuō)”的科學(xué)家是（）A．伽利略 B．哥白尼 C．愛因斯坦 D．牛頓【典例1-2】將兩個(gè)表面光滑的鉛塊相互緊壓，它們會(huì)粘在一起，這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明分子間存在；如圖所示是著名天文學(xué)家、自然科學(xué)先驅(qū)，他用“日心說(shuō)”否定了影響人類長(zhǎng)達(dá)千年之久的“地心說(shuō)”，有力地推動(dòng)了人類文明的進(jìn)程。【典例1-3】現(xiàn)代宇宙觀認(rèn)為（選填“太陽(yáng)是宇宙的中心”、“銀河系是宇宙的中心”或“宇宙沒有中心”），現(xiàn)代天文觀察發(fā)現(xiàn)星系在遠(yuǎn)離我們而去，由此推測(cè)宇宙在（選填“坍塌”或“膨脹”）?！咀兪?-1】下列各選項(xiàng)中，屬于物理學(xué)先驅(qū)哥白尼的成就的是（）A．提出“相對(duì)論” B．提出“日心說(shuō)” C．構(gòu)建了運(yùn)動(dòng)學(xué)三大定律 D．用實(shí)驗(yàn)駁斥了亞里士多德的落體觀點(diǎn)【變式1-2】率先用望遠(yuǎn)鏡觀察天空，由此得到的關(guān)于天體運(yùn)行的結(jié)果支持了哥白尼的日心說(shuō)，并做了著名的比薩斜塔實(shí)驗(yàn)，被譽(yù)為經(jīng)典力學(xué)和實(shí)驗(yàn)物理學(xué)先驅(qū)的是；光在真空中的傳播速度是m/s?！咀兪?-3】物理學(xué)是研究自然界的物質(zhì)、相互作用和的自然科學(xué)。經(jīng)典力學(xué)和實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的先驅(qū)率先用望遠(yuǎn)鏡觀察天空，由此得到的關(guān)于天體運(yùn)行的結(jié)果，支持了哥白尼日心說(shuō)?？键c(diǎn)2星空世界【典例2-1】關(guān)于粒子與宇宙，下列事實(shí)與對(duì)應(yīng)的推論正確的是（）A．固體很難被壓縮——分子間沒有空隙 B．湯姆生發(fā)現(xiàn)電子——原子是可分的 C．星系離地球遠(yuǎn)去——宇宙正在收縮 D．地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)——太陽(yáng)是宇宙中心【典例2-2】小明在學(xué)完“從粒子到宇宙”的知識(shí)后，有以下認(rèn)識(shí)，其中正確的是（）A．用絲綢摩擦玻璃棒，玻璃棒因得到電子而帶正電 B．摩擦起電是通過(guò)摩擦的方法創(chuàng)造了電荷 C．太陽(yáng)系、銀河系、電子、質(zhì)子是按空間尺度由大到小排序的 D．人們常用光年量度宇宙距離，用納米量度分子大小【典例2-3】宇宙是一個(gè)（選填“有”或“無(wú)”）層次的天體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，天體之間相距遙遠(yuǎn)，天文學(xué)中常用做長(zhǎng)度單位?；鹦鞘翘?yáng)系中的一個(gè)（選填“恒”、“行”或“衛(wèi)”）星?！咀兪?-1】下列物體的尺度從小到大排列順序正確的是（）A．原子核、質(zhì)子、電子、銀河系、太陽(yáng)、地球、月球 B．質(zhì)子、原子核、中子、太陽(yáng)、地球、月球、銀河系 C．電子、原子核、原子、月球、地球、太陽(yáng)、銀河系 D．原子、原子核、質(zhì)子、月球、太陽(yáng)、地球、銀河系【變式2-2】物質(zhì)世界多姿多彩，以下與物質(zhì)有關(guān)的說(shuō)法，正確的是（）A．在質(zhì)子、電子和原子中，尺度最小的是質(zhì)子 B．銀河系星盤的直徑約為15萬(wàn)光年，其中光年是時(shí)間單位 C．天體和分子一樣都處在永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)中 D．原子結(jié)構(gòu)與太陽(yáng)系結(jié)構(gòu)相似【變式2-3】天文觀測(cè)表明，幾乎所有遠(yuǎn)處的恒星（或星系）都在以各自的速度遠(yuǎn)離我們而去，離我們?cè)竭h(yuǎn)的星體，遠(yuǎn)離我們運(yùn)動(dòng)的速度（稱為退行速度）越大。也就是說(shuō)，宇宙在膨脹，不同星體的退行速度和離我們的距離r成正比，即“v＝Hr”式中H為一常數(shù)，稱為哈勃常數(shù)（已由天文觀察測(cè)定）。為解釋上述現(xiàn)象，有人提出一種理論，認(rèn)為宇宙是從一個(gè)“原始火球”發(fā)生大爆炸開始形成的。假設(shè)大爆炸后各星體以不同的速度向外勻速運(yùn)動(dòng)，并設(shè)想我們就位于其中心，則速度越大的星體現(xiàn)在離我們?cè)竭h(yuǎn)，這一結(jié)果與上述天文觀察一致。由上述理論和天文觀察結(jié)果，可估算宇宙的年齡T，其計(jì)算式為T＝。根據(jù)近期觀察，哈勃常數(shù)H＝3×10﹣2m/（s?l．y。），其中，光年（l．y。）是光在一年中行進(jìn)的距離，由此可估算得宇宙的年齡約為億年。鞏固訓(xùn)練一、選擇題。1．（2022秋?江陵縣期末）關(guān)于粒子和宇宙，下列認(rèn)識(shí)中正確的是（）A．地球是宇宙的中心，恒星是絕對(duì)不動(dòng)的 B．物理學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子從而揭示了原子是可分的 C．聞氣味能鑒別醋和醬油是因?yàn)榉肿娱g有相互作用力 D．將兩塊表面平滑的鉛塊壓緊后，它們會(huì)粘在一起是因?yàn)榉肿釉谶\(yùn)動(dòng)2．（2022?市中區(qū)校級(jí)模擬）為了揭示大自然的奧秘，科學(xué)家們不懈探索。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，從而揭示了原子是可以再分的 B．盧瑟福建立了類似行星繞日的核式結(jié)構(gòu)模型 C．近代科學(xué)家提出質(zhì)子和電子都是由被稱為夸克的更小微粒構(gòu)成的 D．宇宙是一個(gè)有層次的天體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，它是有起源的、膨脹的和演化的3．（2022春?工業(yè)園區(qū)校級(jí)期末）關(guān)于粒子和宇宙，下列認(rèn)識(shí)，其中正確的是（）A．春天柳絮紛飛，說(shuō)明分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) B．酒精和水混合后體積減小，是因?yàn)榉肿娱g有吸引力 C．根據(jù)銀河系的直徑大約為8萬(wàn)光年，可知光年是時(shí)間單位 D．宇宙是一個(gè)有層次的天體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，它是有起源的、膨脹的和演化的4．（2022秋?南昌期中）如圖所示是人類航天器拍攝的地月同框的照片，據(jù)此推斷從航天器的角度看當(dāng)時(shí)日地月三者位置關(guān)系可能為（）A．B．C．D．5．（2021秋?常山縣期末）2021年5月15日7時(shí)18分，我國(guó)天問(wèn)一號(hào)著陸巡視器，成功著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)，中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)著陸火星取得圓滿成功，火星屬于（）A．恒星 B．衛(wèi)星 C．彗星 D．行星6．（2022春?徐州期末）引發(fā)天文學(xué)革命，使自然科學(xué)從神學(xué)中解放出來(lái)的是哥白尼創(chuàng)立的（）A．地心說(shuō) B．日心說(shuō) C．大爆炸理論 D．萬(wàn)有引力理論7．（2022春?雁塔區(qū)校級(jí)期中）當(dāng)下“新冠病毒”疫情防控仍不能放松警惕。新冠病毒的直徑約為10﹣7m，原子的直徑約為10﹣9m，以下關(guān)于“新冠病毒”及微粒尺度按從大到小排列正確的是（）A．新冠病毒、原子、夸克、質(zhì)子 B．新冠病毒、原子、質(zhì)子、夸克 C．原子、新冠病毒、質(zhì)子、夸克 D．原子、質(zhì)子、夸克、新冠病毒8．（2022秋?沙坪壩區(qū)校級(jí)月考）今年暑假“新冠”疫情在我市多地點(diǎn)狀發(fā)生，配戴醫(yī)用口罩可以有效阻止病毒傳播，使用含氯消毒劑能有效殺死病毒。已知“新冠病毒”的直徑約為10﹣7m，原子的直徑約為10﹣9m，下列說(shuō)法正確的是（）A．病毒在空氣中傳播是擴(kuò)散現(xiàn)象 B．微粒按照由大到小排列順序?yàn)椋盒鹿诓《尽印|(zhì)子—原子核 C．人能聞到消毒劑的氣味，是因?yàn)榉肿佑啦煌Ｏ⒌刈鰺o(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) D．口罩材料分子之間沒有空隙，病毒無(wú)法通過(guò)9．（2021春?常熟市期末）哈勃望遠(yuǎn)鏡使我們感受到宇宙的浩瀚，電子顯微鏡使我們認(rèn)識(shí)到微觀世界的深邃。關(guān)于宇宙和粒子，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．電子繞原子核運(yùn)動(dòng)與地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)相似 B．用光年表示宇宙時(shí)間，用納米量度分子大小 C．宇宙是一個(gè)有層次的天體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，它是有起源的、膨脹的和演化的 D．固體、液體很難被壓縮是因?yàn)榉肿娱g存在排斥力二、填空題。10．（2022春?廣陵區(qū)期末）根據(jù)分子動(dòng)理論相關(guān)知識(shí)，回答下列幾個(gè)問(wèn)題：（1）圖甲：將紅墨水滴入水中，過(guò)一會(huì)兒水變紅了，這是現(xiàn)象，說(shuō)明分子在；（2）圖乙：將兩個(gè)表面光滑的鉛塊相互緊壓后，很難被拉開，說(shuō)明分子間存在。（3）圖丙：氣球膨脹時(shí)任意兩顆小塑料粒之間的距離都在變大，模擬星系在遠(yuǎn)離我們而去，它提供了宇宙（選填“膨脹”或“塌縮”）的證據(jù)。11．（2022春?姜堰區(qū)期末）為了形象地說(shuō)明宇宙大爆炸，課本上將一個(gè)黏有小金屬粒的氣球看成宇宙，如圖所示，將看成是宇宙中的天體，氣球膨脹時(shí)，任一小金屬粒周圍的其他金屬粒都在離它遠(yuǎn)去。這里主要運(yùn)用的一種思維方法是（等效法/類比法/轉(zhuǎn)換法）。12．（2021春?江寧區(qū)校級(jí)月考）保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒是。原子核由和中子組成，原子核周圍帶負(fù)電的繞核運(yùn)動(dòng)．宇宙是物質(zhì)構(gòu)成的，宇宙是一個(gè)有的天體系統(tǒng)．13．（2022?青云譜區(qū)校級(jí)開學(xué)）如圖所示的是太陽(yáng)系模擬圖，行星們?cè)诟髯缘墓潭ㄜ壍郎蠂@恒星太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)，這與的核式結(jié)構(gòu)模型十分相似，其中，原子核相當(dāng)于太陽(yáng)，繞核運(yùn)動(dòng)的就相當(dāng)于行星。14．（2022春?遵義期末）閱讀下列材料，回答問(wèn)題：航天飛船返回艙返回艙又稱座艙，它是航天員的“駕駛室”，是航天員往返太空時(shí)乘坐的艙段，為密閉結(jié)構(gòu)，前端有艙門。載人飛船完成預(yù)定任務(wù)后，載有航天員的返回艙要返回地球，整個(gè)返回過(guò)程需要經(jīng)過(guò)4個(gè)階段。飛船通過(guò)調(diào)姿、制動(dòng)、減速，從原飛行軌道進(jìn)入返回軌道的階段稱制動(dòng)離軌段。返回艙像一個(gè)上面窄下面寬的大鐘，在返回的過(guò)程中，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)姿態(tài)的調(diào)整，以大底朝前的姿勢(shì)返回地球。飛船從離開原運(yùn)行軌道到進(jìn)入大氣層之前，空氣阻力很小，主要是在地球引力的作用下呈自由飛行狀態(tài)，因此，這個(gè)階段稱為自由下降段或過(guò)渡段。飛船返回時(shí)從離軌時(shí)的真空環(huán)境再次進(jìn)入大氣層，這個(gè)階段稱為再入段。再入大氣層的高度一般為80～100km。在進(jìn)入大氣層的時(shí)候，返回艙以數(shù)千米每秒的速度與大氣層發(fā)生劇烈的摩擦，燃起2000多攝氏度高溫的火焰。在降落的過(guò)程中，氣體和返回艙表面被燒蝕的防熱材料發(fā)生電離，形成包裹住返回艙的等離子區(qū)，使返回艙與外界的無(wú)線電通信信號(hào)極大地衰減，造成地面與飛船之間的無(wú)線電通信中斷，這段時(shí)間被稱為“黑障區(qū)”。在距離地面40km左右高度的時(shí)候，飛船基本脫離“黑障區(qū)”。返回艙從打開降落傘到著陸這個(gè)過(guò)程稱為著陸段，隨著高度的下降和速度的減小，返回艙所受到的空氣阻力與地球引力漸趨平衡，返回艙以大約200m/s的速度勻速下降。但如果返回艙以這個(gè)速度沖向地面、后果將不堪設(shè)想，所以必須使返回艙進(jìn)一步減速，因此，在距地面10km左右高度時(shí)，降落傘打開，這時(shí)候飛船的速度會(huì)進(jìn)一步減小，在距地面1m左右時(shí)，啟動(dòng)反推發(fā)動(dòng)機(jī)，產(chǎn)生一個(gè)反推力，使返回艙實(shí)現(xiàn)軟著陸。（1）載人飛船完成預(yù)定任務(wù)后，載有航天員的返回艙要返回地球，整個(gè)返回過(guò)程需要經(jīng)過(guò)制動(dòng)離軌、、再入大氣層和著陸4個(gè)階段；（2）返回艙在著陸階段利用了哪些力使其速度減慢并安全著陸的？答：（至少答出兩個(gè)力）。三、解答題。15．（2022?貴陽(yáng)）我國(guó)自主研發(fā)的“嫦娥號(hào)”和“祝融號(hào)”已分別成功登陸月球和火星。未來(lái)人們對(duì)宇宙的探索會(huì)不斷深入，假如你是航天員，你想登錄宇宙中的哪顆星球，并希望發(fā)現(xiàn)什么？（舉出一例即可）16．（2021春?朝陽(yáng)區(qū)期末）請(qǐng)根據(jù)下述材料，回答下列問(wèn)題：奔向火星“天何所沓？十二焉分？日月安屬？列星安陳？”愛國(guó)詩(shī)人屈原以長(zhǎng)詩(shī)《天問(wèn)》發(fā)出對(duì)天地、自然及人世間一切事物現(xiàn)象的疑問(wèn)，表現(xiàn)了詩(shī)人追求真理的探索精神。“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器帶著先人千年的夢(mèng)想于2020年7月23日踏上飛向火星的旅途，2021年5月15日成功著陸火星表面。我國(guó)成為首個(gè)通過(guò)一次發(fā)射，完成“環(huán)繞、著陸、巡視探測(cè)”任務(wù)的國(guó)家。在太陽(yáng)系中，地球和火星圍繞太陽(yáng)周而復(fù)始地做橢圓運(yùn)動(dòng)，如下左圖所示。探測(cè)器如何從地球到達(dá)火星呢？從一個(gè)天體的引力范圍到另一個(gè)天體的引力范圍的軌道叫做轉(zhuǎn)移軌道，理論上探測(cè)器可以沿任意路徑從地球到達(dá)火星，但是有一條飛行路徑效率最高，途中只需兩次引擎推進(jìn)，更節(jié)省燃料。由于地球和火星的公轉(zhuǎn)軌道接近于圓，且它們的公轉(zhuǎn)速度變化不大，為了比較簡(jiǎn)明地說(shuō)明這條路徑，我們假設(shè)地球和火星圍繞太陽(yáng)逆時(shí)針做