3.3 人类对宇宙的探索(1)——古代、现代宇宙学说-【拓展与培优】2024-2025学年七年级上册科学（浙教版2024）

科学 七年级上册 127 第3节 人类对宇宙的探索(1)———古代、现代宇宙学说 1. 我国战国时期的盖天说认为,天圆如张盖,地方如棋盘,希腊科学家托勒密创立了“地心说”,波兰天 文学家哥白尼建立了“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。 2. 美国天文学家哈勃发现银河系以外的大多数星系都在远离我们而去,距离越远,离开我们的速度越 大。在此基础上,哈勃提出了著名的哈勃定律:星系的退行速度与它们到地球的距离成正比。哈勃定律可 以用公式表示: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。哈勃定律反映 了整个宇宙的整体性,展示了一幅宇宙整体退行图景,即宇宙正在不断地膨胀。 3. 宇宙大爆炸理论:宇宙始于约138亿年前的一次起源于极高温、极高密度的“奇点”的大爆炸,之后宇 宙不断膨胀、温度不断下降,生成各种物质,形成各种星系,演化成今天的宇宙,今天的宇宙仍将继续膨胀 下去。 4. 宇宙的特点可以概括为两点:一是宇宙是物质的;二是宇宙处于不断的运动和发展中,宇宙是在不断 膨胀的。 例1 在“地心说”统治西方文明 1400 年之后, 1543 年哥白尼建立“日心说”。对此学说,以下说法恰当的是 ( ) A. “日心说”是一个正确无误的学说 B. “日心说”被宗教利用 C. “日心说”不能解释实际的天象运动 D. “日心说”否定了“地心说 ” 例2 大爆炸理论认为,宇宙起源于138亿年前的一次大爆炸。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 解析:图像中的纵坐标宇宙半径R 可以看作是星球发生的位移x,因而其切线的斜率就是宇宙半径增 加的快慢程度,由图可知,AB 段斜率不变,BC 段斜率增大,故AB 段说明宇宙在匀速膨胀,BC 段说明宇宙 在加速膨胀。 A组 1. 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. 地球是围绕太阳运动的 D. 宇宙是由大量不同层次的星系构成的 2. 古代人们形成“地心说”思想的客观依据是 ( ) A. 日月星辰东升西落 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 科学 七年级上册 128 B. 太阳会发光 C. 人间应位于天堂与地狱的中间 D. 流星会落向地面 3. 在光谱研究中发现“所有的星系都在远离我 们而去,宇宙中星系间的距离在不断扩大”的现象, 说明 ( ) A. 宇宙处在不断的膨胀中 B. 地球是宇宙中唯一静止不动的星体 C. 揭示了宇宙中星系的中心 D. 在光谱研究中可能存在比较大的误差 4. 科学是不断完善和发展的过程,新的科学理 论或学说通常是在补充、修正甚至推翻原有理论或 学说的基础上形成的。下列各种观点属于宇宙起 源科学假说的是 ( ) A. 盘古开天辟地 B. 宇宙无边界设想 C. 愚公移山 D. 上帝造万物 5. 2009年是“国际天文年”,也是伽利略首次 用望远镜观测天体400周年。据报道,2010年至 2011年,我国首台太空望远镜将发射升空,与“哈 勃”太空望远镜一起邀游宇宙。苏定强院士透露, “硬X射线调制望远镜”的升空,将实现我国太空望 远镜零的突破,标志着我国天文观测将向太空全面 “进军”。下列现象能符合我国首台望远镜升空观 察到的现象是 ( ) ①所能观测到的星系都在离我们远去 ②太 阳绕着银河系的中心不断地运动 ③离我们越远 的星系,运动的速度越快 ④所有星系之间的距离 都在不断地扩大 ⑤宇宙中存在着红巨星、白矮 星、黑洞等天体 ⑥冥王星不属于太阳系,并向其 他恒星系运动 A. ①②③④ B. ②③④⑤ C. ①③④⑤ D. ③④⑤⑥ 6. 科学假说在科学发现中起着重要作用,但需 要相应的现象或证据支持。下列现象与假说相对 应的是 ( ) ①所有星系都在远离地球而去,星系越远,退 行速度越快———大爆炸宇宙论 ②《圣经》中关于天堂、人间和地狱的说法——— 哥白尼的“日心说” ③大西洋两岸大陆轮廓的可拼合性———板块 构造学说 ④地球有昼夜更替现象———地球是一个球体 A. ①②③ B. ②③④ C. ①③ D. ①④ 7. 宇宙起源学说:目前被人们广为接受的是 。该学说认为,大约 年前,我们 所处的宇宙全部以极高的 和 ,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 一直延续 至今,并仍将延续下去。 B组 8. 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 9. 关于宇宙的产生的看法有各种各样的说法, 下列说法中具有一定科学性的是 ( ) A. 宇宙是永恒的,没有起点也没有终点 B. 宇宙诞生于138亿年前的一次大爆炸 C. 宇宙是恒星的湮灭造成的 D. 宇宙最早起源于气候的变化 10. 如图,在一个气球上画上若干小点,再继续 充气使气球逐渐膨胀。用这个过程来模拟宇宙的 变化的实验中,下列推理正确的是 ( ) A. 小黑点间距变大,可以说明星系的退行速 度在变快 B. 气球会胀破,说明宇宙最终会走向灭亡 C. 小黑点间距变大,可以说明星系距离在变 大,宇宙在膨胀 D. 小黑点间距变大,由热胀冷缩原理可以直接 推出宇宙温度在不断升高 11. 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 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 科学 七年级上册 129 速度比丙快一些 12. 如图所示为大爆炸宇宙模型半径、温度与 时间之间的关系。从图中可以看出 ( ) ①随着宇宙半径的增大,宇宙温度在降低 ②随着宇宙半径的增大,宇宙温度在升高 ③宇宙在不断收缩 ④宇宙在不断膨胀 A. ①③ B. ①④ C. ②④ D. ②③ 13. 下列实验设计中,可以帮助我们理解宇宙 膨胀的有 ( ) ①将掺有葡萄干的面包坯在烤箱中烘烤 ②将一只画着圆点的气球吹起 ③将一滴红墨水 滴入水中 ④放飞氢气球的情景 A. ①④ B. ②③ C. ①② D. ③④ 14. 某科学兴趣小组根据美国天文学家哈勃的 发现,采用橡皮筋建立星系运动模型探究星系运动 的特点。实验步骤如下: 步骤一:用红墨水在浅色橡皮筋上依次点上等 距离的三点A,B,C,如图甲所示,使L1=L2=1 厘米; 步骤二:拉住橡皮筋的两头向两边拉长,如图 乙所示,使L'1=L'2=2厘米; 步骤 三:继 续 拉 长 橡 皮 筋,使 L″1 =L″2 =3厘米; …… 甲 乙 丙 (1)如果以A 点为参照物,图丙中s表示运动 距离,t表示运动时间,那么射线 表示vC (C 点的运动速度)。 (2)如果以A 点表示我们居住的地球,B 点和 C 点分别表示与地球相距较近和较远的星系,那么 可以得出什么定性结论? (3)该实验结果支持的宇宙起源理论是什么? C组 15. 目前航天飞船的飞行轨道都是近地轨道, 一般在地面上方300 km左右的轨道上绕地飞行, 环绕地球飞行一周的时间约为90 min左右。若飞 船在赤道上空飞行,则飞船里的航天员在24 h内可 以看到的日落次数最接近 ( ) A. 2次 B. 4次 C. 8次 D. 16次 16. 天文观测表明,几乎所有远处的恒星(或星 系)都在以各自的速度远离我们而运动,离我们越 远的星体,背离我们运动的速度(称为退行速度)越 大;也就是说,宇宙在膨胀,不同星体的退行速度v 和它们离我们的距离r成正比,即v=Hr,式中H 为一恒量,称为哈勃常数,已由天文观测测定。为 解释上述现象,有人提出一种理论,认为宇宙是从 一个爆炸的大火球开始形成的,大爆炸后各星体即 以各自不同的速度向外匀速运动,并设想我们就位 于其中心。由上述理论和天文观测结果,可估算宇 宙年龄T,其计算式为T= .根据近期观 测,哈勃常数H=3×10-2 m/(s·光年),由此估算 宇宙的年龄约为 年。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 巩固练习 A组 1. A 2. C 3. C 4. A 5. C 6. D 7. (1)恒星 (2)蓝月亮上的大气密度较 大 蓝月亮中心引力较小 8. (1)水星 地球 土星 海王星 (2) (3)D E (4)太阳 (5)E F 9. (1)B (2)C B组 10. C 解析:读表可知,火星与其他三 个行星相比,表面温度最接近地球,有大气存 在,有水存在,距离地球不是很远,是人类接 下来可能考虑登陆的行星。 11. (1)B (2)①②③ 12. (1) (2)A (3)76 13. (1)4 长 (2)自转周期 赤道面与 公转轨道面的夹角 低 (3)火星是太阳系 中离太阳第四近的行星,它离太阳的距离远 于地球,因此温度条件比地球要差;此外,火 星的质量和体积比地球小,可能吸引住的大 气也比地球少,大气密度小于地球;火星上也 没有水。我们认为温度、大气和水是生命存 在的必备条件,而这三个方面,火星都不具 备,所以火星上可能没有生命存在。 第3节 人类对宇宙的探索(1) ———古代、现代宇宙学说 例1 D 例2 C 巩固练习 A组 1. A 2. A 3. A 4. B 5. C 6. C 7. 大爆炸宇宙论 137亿 温度 密度 宇宙膨胀 B组 8. C 9. B 10. C 11. D 12. B 13. C 14. (1)甲 (2)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。(3)大爆炸宇宙论。 C组 15. D 解析:在飞船绕地球转动时,每 当飞船转动一周则飞船一定会看到一次太阳 落山,则可知宇航员在24 h内看到的日落的 次数.解答:24小时内看见日落的次数n= 24 h÷1.5 h=16(次)。 16. 1 H 10 10 解析:不同的星体的退行速度v 和它们 离我们的距离r成正比,即v=Hr; 假设大爆炸后各星体即以不同的速度向 外匀速运动,如图所示。 v=Hr r=vT T=1H 则有:r=vT, 联立求解可得到时间t=1h , 一光年=3×108 m/s·年, 代入数据,T=3×10 8 3×10-2=10 10 年。 第3节 人类对宇宙的探索(2) ———星系、恒星的演化 例1 B 例2 C 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·81·