1.2太陽系的形成和恒星的演化（講義）（解析版）

浙教版九年級(jí)下冊第一章第2節(jié)太陽系的形成和恒星的演化【知識(shí)點(diǎn)分析】一.太陽系的形成18世紀(jì)時(shí)，天文學(xué)家在對(duì)太陽系的研究中，發(fā)現(xiàn)許多行星的運(yùn)動(dòng)有一些共同特點(diǎn)。在太陽系中,太陽系的行星繞日公轉(zhuǎn)的方向和太陽自轉(zhuǎn)的方向一致。另據(jù)科學(xué)家測算，太陽系的行星繞日公轉(zhuǎn)的軌道平面大多接近于同一平面。根據(jù)行星公轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，可以推導(dǎo)如果它與太陽系形成有關(guān)，就可以作為推論太陽系形成的依據(jù)。18世紀(jì)，德國哲學(xué)家康德和法國數(shù)學(xué)家拉普拉斯通過對(duì)行星運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和星云的研究，邁出了第一步，提出了“康德一拉普拉斯星云說"。該學(xué)說認(rèn)為太陽系是一塊星云收縮形成的。星云是由氣體和人塵埃物質(zhì)組成的巨大云霧狀天體，它的直徑大多可達(dá)十幾光年。星云原始的太陽星云原始的太陽星云是一個(gè)扁平的、自轉(zhuǎn)的氣體塵埃圓盤。大陽星云不斷收縮,周圍物質(zhì)也不斷地落入環(huán)繞原太陽而形成的盤，引力勢能轉(zhuǎn)化為熱能;圓盤內(nèi)的元素通過衰變釋放出能量，這些能量貯存在圓盤深處，新生的太陽于是有能力輛射出能量并加熱盤的表面各層。離中心幾個(gè)天文單位之內(nèi)的內(nèi)級(jí)，溫度高達(dá)2000oC以上，在這個(gè)區(qū)域，塵埃粒子蒸發(fā)了，以至于內(nèi)盤完全是氣體，圓盤中心的氣體崩塌收縮形成太陽。剩余的星云物質(zhì)進(jìn)一步收縮演化，形成地球等行星。星云學(xué)說推論的重要依據(jù)是：只有太陽和太陽系的行星形成于同一個(gè)旋轉(zhuǎn)的星云云盤，太陽的自轉(zhuǎn)方向和太陽系的行星的公轉(zhuǎn)方向才會(huì)一致；形成太陽系的行星的物質(zhì)來源于同一個(gè)扁平的星云云盤，才導(dǎo)致太陽系的行星的公轉(zhuǎn)軌道幾乎位于同一平面上。雖然“星云說”能描述太陽系的形成過程，但還有不少現(xiàn)象無法解釋，有待于進(jìn)一步研究解決。除了“星云說”，關(guān)于太陽系的形成還有其他假說。例如，“災(zāi)變說”認(rèn)為地球等行星的物質(zhì)是因?yàn)槟撤N偶然的巨變（如另一顆恒星接近太陽或與太陽相撞)而從太陽中分離出來。二.恒星的演化恒星是在相對(duì)小的體積內(nèi)積聚大量的氣體而構(gòu)成的。恒星的演化就是一顆恒星誕生、成長、成熟到衰老、死亡的過程，是一個(gè)十分緩慢的過程?，F(xiàn)代天文學(xué)認(rèn)為恒星的演化開始于星云。星云內(nèi)部散布著稠密核的結(jié)構(gòu)，稠密核是引力中心，吸引著大量周圍的物質(zhì)。核心物質(zhì)不斷增多，溫度持續(xù)升高，當(dāng)核心收縮到類似于太陽大小時(shí)，標(biāo)志著恒星已經(jīng)進(jìn)入幼年期，這個(gè)核心稱為原恒星。年輕的原恒星不斷收縮，其內(nèi)部溫度和壓力升到相當(dāng)高，足以引發(fā)氫燃燒，這時(shí)，恒星成為一顆主序星，進(jìn)入漫長的成年期。對(duì)于太陽這樣低質(zhì)量的恒星，成年期能延續(xù)100億年。恒星是不會(huì)永久存在的。一顆恒星壽命的長短取決于它的質(zhì)量大?。嘿|(zhì)量越大，壽命越短；質(zhì)量越小，壽命越長?，F(xiàn)代天文觀測發(fā)現(xiàn)，在宇宙中，除了和太陽外貌相似的恒星外，還有許多很特別的“恒星”。在恒星演化的不同階段，其形態(tài)也有很大的差異。根據(jù)對(duì)紅巨星和白矮星的研究，科學(xué)家描繪出了未來太陽的演變過程太陽的光和熱是靠太陽內(nèi)部的氫核發(fā)生核聚變而產(chǎn)生的，太陽的內(nèi)部在不斷地消耗氫。進(jìn)入成年階段的太陽大約可以維持100億年的穩(wěn)定狀態(tài)。大約50億年后，太陽將進(jìn)入晚年期。太陽進(jìn)入晚年期后，當(dāng)太陽中心缺少足夠的氫時(shí)，太陽的球核將開始收縮，太陽外層的氫繼續(xù)變成氨，星體急劇擴(kuò)大，變成紅色，形成紅巨星。它將膨脹到接近火星軌道，這一過程將吞噬水星、金星、地球，預(yù)計(jì)太陽在紅巨星階段將大約持續(xù)10億年時(shí)間，亮度將升高到今天的近1萬倍。紅巨星不斷地把外層物質(zhì)拋向太空，在星體周圍形成行星狀星云，它的核聚變過程中形成的一些物質(zhì)將進(jìn)入星際介質(zhì)參與再循環(huán)，而球核進(jìn)一步收縮，形成體積極小、密度很高的白矮星。最后，它將慢慢“熄滅”，形成一顆看不見的黑矮星，最終變成星云的一部分，進(jìn)入新的循環(huán)。宇宙中還有許多比太陽質(zhì)量大得多的恒星，它們將會(huì)怎樣演化呢？經(jīng)科學(xué)家研究證實(shí)，質(zhì)量小于0.8太陽質(zhì)量的恒星，會(huì)因自然的原因死亡，因?yàn)檫@類恒星的壽命大于140億年，至今宇宙中還沒有一顆耗盡了熱核燃料補(bǔ)給的小恒星。有質(zhì)量低于8倍太陽質(zhì)量的恒星最終會(huì)演化為紅巨星，它們能在幾百萬年內(nèi)把紅巨星的外層大部分吹散。大于8倍太陽質(zhì)量的大質(zhì)量恒星進(jìn)入晚年后體積會(huì)急劇變大，有的半徑達(dá)到約太陽的1000倍，形成超紅巨星,隨后爆發(fā)成超新星。超新星在球核爆炸后會(huì)形成什么樣的天體呢？天體物理學(xué)家早就預(yù)言超新星爆炸后可能會(huì)形成一種體積很小、密度極大的是核，稱為“中子星”。經(jīng)過25年的苦苦探索，科學(xué)家終于在1968年證實(shí)了它的存在。研究表明，質(zhì)量更大的恒星爆炸后將形成黑洞。黑洞的密度非常巨大，強(qiáng)大的引力使任何物質(zhì)、甚至光都無法逃脫它的吸引。因此，遠(yuǎn)處的觀測者無法看到來自黑洞的光。雖然人們看不見黑洞，但科學(xué)家能測出它的存在。恒星在生命的最后時(shí)刻，都會(huì)不斷地向四周拋出物質(zhì)。這些物質(zhì)自由地在太空中擴(kuò)散，最后將漸漸孕育出新一輪的恒星星云。中子星，又名波霎，是處于演化后期的恒星。當(dāng)老年恒星的質(zhì)量大于8倍太陽質(zhì)量時(shí)，它就有可能變?yōu)橹凶有?，而質(zhì)量小于8倍太陽質(zhì)量的恒星往往只能變化為一顆白矮星。中子星并不是恒星的最終狀態(tài)，它還會(huì)進(jìn)一步演化為不發(fā)光的黑矮星。中子星小得出奇，典型的中子星直徑只有20千米，但密度大得驚圖1-21中子星從極點(diǎn)噴發(fā)強(qiáng)大氣流人，1厘米3的質(zhì)量達(dá)到1億噸甚至達(dá)到幾十億噸，且由于巨大的質(zhì)量產(chǎn)生了巨大的引力，就連光線都是呈拋物線狀掙脫。脈沖星（中子星的一種）的中心壓力很多大，以至于電子被壓縮到了原子核中，與質(zhì)子中和為中子，使原子變得僅由中子組成，而整個(gè)中子星就是由這樣的原子核緊挨在一起形成的。中子星的能量輻射是太陽的近100萬倍，它在1秒鐘內(nèi)輻射的總能量若全部轉(zhuǎn)化為電能，就夠月前我們地球用幾十億年。中子星的表面溫度可達(dá)到1000萬℃，中心溫度還要高數(shù)百萬倍?！纠}分析】【例1】對(duì)地球和宇宙的有關(guān)認(rèn)識(shí)和猜想，已被大家廣為認(rèn)可的是（）①地球是一個(gè)兩極稍扁、赤道略鼓的球體，地球由外向內(nèi)可分為地殼、地幔、地核三層②從俯視看銀河系的形狀是旋渦狀，圖中的光點(diǎn)是一顆顆恒星③“康德—拉普拉斯星云說”認(rèn)為，太陽系是由一塊星云收縮形成的④宇宙是起源于有極高密度和溫度的“原始火球”的大爆炸A．①②③B．②③C．②④ D．①②③④【答案】D【解析】①地球是一個(gè)兩極部位稍扁、赤道略鼓的不規(guī)則球體；地球由外向內(nèi)可分為地殼、地幔、地核三層，故正確；②從俯視看銀河系的形狀是旋渦狀，圖中的光點(diǎn)是一顆顆恒星，恒星是由熾熱氣體組成，能自己發(fā)光的球狀或類球狀天體，故正確；③“康德—拉普拉斯星云說”認(rèn)為，太陽系是由一塊星云收縮形成的，故正確；④大爆炸宇宙論認(rèn)為，宇宙是起源于有極高密度和溫度的“原始火球”的大爆炸，故正確；2．（溫州一模）4月18日，美國國家航空航天局(NASA)宣布，發(fā)現(xiàn)了3顆最像地球可能最適宜人類居住的“新地球”?！靶碌厍颉焙偷厍蚨紝儆冢?/p>

）A．恒星 B．行星 C．彗星 D．衛(wèi)星【答案】B【解析】據(jù)所學(xué)知識(shí)可知，地球?qū)儆谛行?，故選B。3．（2021·衢州期末）2020年7月23日，“天問一號(hào)”發(fā)射升空，開啟對(duì)火星的探測和對(duì)宇宙的探索。下列關(guān)于宇宙的認(rèn)識(shí)正確的是（）A．銀河系是宇宙的中心B．火星等行星源自太陽的大爆炸C．宇宙是不斷膨脹和演化的D．質(zhì)量越大的恒星壽命越長【答案】C【解析】A．美國天文學(xué)家沙普利揭示了太陽系不是銀河系的中心，目前還不知道宇宙的中心在哪里，故A錯(cuò)誤。B．火星形成于四十五億年前，當(dāng)時(shí)塵埃云里的物質(zhì)顆粒相互吸附，不斷碰撞形成火星，故B錯(cuò)誤。C．宇宙是不斷膨脹和演化的，故C正確。D．恒星質(zhì)量越大，內(nèi)部壓力越大，核反應(yīng)越快，質(zhì)量虧損越快，壽命越短，故D錯(cuò)誤。4.在太陽的一生中，體積極小、密度很大的是（

）A．星云B．紅巨星C．白矮星D．成年階段的太陽【答案】C【解析】太陽在演化過程中依次經(jīng)歷星云階段，成年階段，紅巨星階段，白矮星階段，在中后期階段太陽在引力作用下急劇坍縮，形成體積極小、密度很大的白矮星，故C符合題意。5．能給人類帶來光和熱，離地球最近且屬于恒星的是()A．太陽B．火星C．水星 D．金星【答案】A【解析】太陽是銀河系中的一顆恒星，它是太陽系中的唯一恒星．能給人類帶來光和熱，離地球最近且屬于恒星的是太陽．6．關(guān)于恒星，下列說法錯(cuò)誤的是()A．恒星之間的相對(duì)位置基本保持不變B．恒星本身不發(fā)光C．恒星發(fā)光發(fā)熱D．在晚上，如果不借助天文儀器，就很難發(fā)現(xiàn)恒星在星空中的位置變化【答案】B【解析】AD．我們觀察到恒星相對(duì)位置似乎不變，實(shí)際上它們的位置是運(yùn)動(dòng)的，由于恒星離我們太遠(yuǎn)，不借助于特殊工具和方法，很難發(fā)現(xiàn)它們在天上的位置變化，因此古代人把它們認(rèn)為是固定不動(dòng)的星體，故AD正確；不符合題意；BC．恒星由熾熱氣體組成，能自己發(fā)光發(fā)熱，故選項(xiàng)B符合題意，選項(xiàng)C不符合題意。7．“一閃一閃亮晶晶，滿天都是小星星”，晴朗的夜空中的滿天星斗是（

）A．行星B．彗星C．衛(wèi)星 D．恒星【答案】D【解析】宇宙中的天體發(fā)光的大部分為與太陽一樣的恒星，只因?yàn)樗鼈冸x我們太遠(yuǎn)，故看起來很?。?．“日心說”認(rèn)為宇宙中心的天體是（

）A．地球 B．太陽 C．銀河系中心 D．河外星系【答案】B【解析】“日心說”是指太陽是中心包括地球在內(nèi)的其他行星是繞著太陽旋轉(zhuǎn)的；9．關(guān)于白矮星的說法，不正確的是（）A．白矮星是中等質(zhì)量恒星演化的終點(diǎn)B．白矮星在銀河系中隨處可見C．它的質(zhì)量越大，半徑就越小D．137億年前宇宙誕生和第一批恒星出現(xiàn)以來，恐怕還沒有一個(gè)白矮星形成【答案】D【解析】年老的白矮星最終停止了輻射，變成一個(gè)比鉆石還要硬的巨大晶體，這就是黑矮星。白矮星的變暗過程如此之慢，自137億年前宇宙誕生和第一批恒星出現(xiàn)以來，恐怕還沒有一個(gè)黑矮星形成。故選D。10．研究發(fā)現(xiàn)，恒星壽命的長短取決于它的質(zhì)量大小。結(jié)合圖表信息，推測四種恒星中壽命最短的是（）恒星質(zhì)量（與太陽相比的倍數(shù)）天狼A星2.14天狼B星1.05織女星2.13牛郎星1.79A．天狼A星 B．天狼B星 C．織女星 D．牛郎星【答案】A【解析】根據(jù)恒星質(zhì)量與壽命關(guān)系圖可知，恒星的質(zhì)量越大，其壽命越短。表格中天狼A星的質(zhì)量是2.14，質(zhì)量最大，因此天狼A星的壽命最短。故選A。11．（溫州中考）小明利用所學(xué)知識(shí)并結(jié)合下表信息，對(duì)太陽系中的行星運(yùn)行周期進(jìn)行了推理，其中合理的是（

）行星直徑(千米)自轉(zhuǎn)周期(以地球上的“天”為單位)公轉(zhuǎn)周期(以地球上的“年”為單位)水星4878590.24金星121042430.62地球1275611火星67941.031.9A．行星直徑越大，自轉(zhuǎn)周期越長B．行星直徑越大，公轉(zhuǎn)周期越長C．行星距離太陽越遠(yuǎn)，自轉(zhuǎn)周期越長D．行星距離太陽越遠(yuǎn)，公轉(zhuǎn)周期越長【答案】D【解析】AC．行星的自轉(zhuǎn)周期規(guī)律：行星的質(zhì)量越大，離太陽的平均半徑距離越遠(yuǎn)，自轉(zhuǎn)越快，反之，就越慢，AC錯(cuò)誤；BD．引力影響公轉(zhuǎn)的速度，離太陽越近的行星受到的引力越大，因此當(dāng)行星離太陽近時(shí)，公轉(zhuǎn)就越快；行星距離太陽越遠(yuǎn)，公轉(zhuǎn)周期越長。題中的行星，按照距離太陽由遠(yuǎn)到近排列為火星、地球、金星、水星；公轉(zhuǎn)周期由長到短排列為火星、地球、金星、水星。B錯(cuò)誤，D正確。12.目前我們知道的太陽系中唯一有生物生存的天體是（

）。A．太陽 B．金星 C．地球 D．木星【答案】C【解析】地球上存在生命的自身?xiàng)l件有適宜的溫度，液態(tài)水，厚厚的大氣層，外部條件有安全的宇宙環(huán)境，穩(wěn)定的太陽光照，所以目前我們知道的太陽系中唯一有生物生存的天體是地球，故選C。13．太陽系八大行星中，離地球最近的兩顆是（

）。A．水星、金星 B．金星、火星 C．火星、木星 D．木星、土星【答案】B【解析】太陽系八大行星離太陽由近到遠(yuǎn)分別是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，所以離地球最近的兩顆是金星和火星。故B符合題意。14．下列天體和天體系統(tǒng)中，具有從屬關(guān)系，且從大到小依次排列的是（）A．太陽系—木星—冥王星B．宇宙—太陽系—銀河系C．太陽系—地月系—月球D．太陽—地球—哈雷彗星【答案】C【解析】A．木星與冥王星沒有從屬關(guān)系，故A錯(cuò)誤；B．太陽系屬于銀河系，應(yīng)排在銀河系之后，故B錯(cuò)誤；C．月球?qū)儆诘卦孪?，地月系屬于太陽系，故C正確；D．地球和哈雷彗星沒有從屬關(guān)系，它們都是太陽系的行星，故D錯(cuò)誤。15．關(guān)于假說，下列說法正確的是(

)A．假說就是一種毫無根據(jù)的猜測B．假說只要被大眾接受了就是事實(shí)C．假說是需要有證據(jù)支持的一種結(jié)論D．假說成立的關(guān)鍵是有豐富的想像力【答案】C【解析】即指按照預(yù)先設(shè)定，對(duì)某種現(xiàn)象進(jìn)行的解釋，即根據(jù)已知的科學(xué)事實(shí)和科學(xué)原理，對(duì)所研究的自然現(xiàn)象及其規(guī)律性提出的推測和說明，而且數(shù)據(jù)經(jīng)過詳細(xì)的分類、歸納與分析，得到一個(gè)暫時(shí)性但是可以被接受的解釋。任何一種科學(xué)理論在未得到實(shí)驗(yàn)確證之前表現(xiàn)為假設(shè)學(xué)說或假說。有的假設(shè)還沒有完全被科學(xué)方法所證明，也沒有被任何一種科學(xué)方法所否定，但能夠產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。關(guān)于假說，說法正確的是假說是需要有證據(jù)支持的一種結(jié)論。16．（2022·舟山期末）下列有關(guān)“層次”、“方向”和“順序”的判斷，正確的是（）A．金屬的活動(dòng)性從強(qiáng)到弱：K→Al→Na→Sn→Hg→Pb→AuB．太陽的演化：太陽→紅巨星→白矮星→黑矮星C．脊椎動(dòng)物的進(jìn)化：魚類→兩棲類→爬行類→鳥類→哺乳類D．遺傳物質(zhì)的構(gòu)成層次：基因→DNA→蛋白質(zhì)→染色體【答案】B【解析】A．由金屬活動(dòng)性順序是：K、Ca、Na、Mg、Al、Mn、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au，故A錯(cuò)誤。B．太陽的最終演化過程為：恒星→紅巨星→白矮星→黑矮星，故B正確。C．脊椎動(dòng)物的進(jìn)化歷程：原始魚類→原始兩棲類→原始爬行類→鳥類和哺乳類，故C錯(cuò)誤。D．基因在DNA上，DNA在染色體上，染色體在細(xì)胞核上。因此遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)層次從小到大：基因→DNA分子→染色體，故D錯(cuò)誤。17．下列天體系統(tǒng)中范圍最小的是()A．總星系B．銀河系C．地月系 D．太陽系【答案】C【解析】總星系包含銀河系和河外星系，銀河系包含太陽系和其它恒星系，太陽系包含地月系和其它行星系．總星系級(jí)別最高，地月系級(jí)別最低．故C符合題意。18.陽系的形成：“康德——拉普拉斯星云說”：太陽系是由一塊________收縮形成的，先形成的是__________，然后，剩余的星云物質(zhì)進(jìn)一步收縮演化，形成地球等行星。理論依據(jù)：___________________。同向性—公轉(zhuǎn)方向與自轉(zhuǎn)方向