第3节 银河系 宇宙（举一反三讲义）物理沪科版（五四学制）九年级下册

本讲义围绕银河系与宇宙展开，系统梳理从恒星（光年单位、恒星概念、望远镜发展）到银河系（结构、河外星系、黑洞）再到宇宙（组成、膨胀、起源与演化、时空尺度）的知识脉络，构建天体层次认知支架。 资料通过思维导图和气球类比模型建构宇宙结构，结合黑洞照片等实例培养科学探究精神，典例与变式题强化物理观念，课中辅助教师授课，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

第3节 银河系　宇宙 目录 学习目标 1 思维导图 2 知识梳理 2 知识点一、恒星 2 知识点二、银河系 4 知识点三、宇宙 5 方法技巧 8 方法技巧一、 宇宙结构示意图 8 巩固训练 8 学习目标 1. 了解银河系。 2. 了解宇宙天体的结构层次。 3. 了解宇宙的起源。 4. 了解人类认识的空间尺度和时间尺度。 重点：银河系；宇宙的起源。 难点：宇宙的起源。 思维导图 知识梳理 知识点一、恒星 1. 描述宇宙常用的天文单位 （1）光速：3×108m/s。 （2）光年（l.y.） 天体之间相距遥远，用米、千米作为距离单位很不方便。为此，天文学中采用了一些特殊的长度做距离单位。例如，人们将光在真空中传播一年所经过的距离作为长度单位，称为1光年（l.y.）。 1 l.y.=9.46×1015m。 2. 恒星 浩瀚的宇宙令人神往。仰望苍穹，我们可以观察到许多明亮的星星，它们的相对位置似乎保持不变，人们称这些星星为恒星，太阳就是一颗恒星。 我们肉眼所见的恒星大部分距离地球都在几百光年以内，比邻星是离我们最近的恒星，距离地球约4.3光年。天狼星是除太阳外最亮的恒星，距离我们约8.6光年。 3. 用望远镜观测天文 伽利略在1609年首次使用望远镜观测天体，开启了天文学一个新的时代。“中国天眼”是目前世界上最大的射电望远镜。 【典例1】《宇宙中恒星间的距离都非常大。为了表达起来方便一些，天文学家使用一个非常大的距离单位： ，它等于 的距离。人们在形容一个数字很大很大的时候，常说这是个“ ”。 【答案】 光年 光在一年内传播 天文数字 【详解】宇宙中恒星间的距离都非常大，天文学家使用了一个非常大的距离单位是光年，它等于光在一年内传播的距离，此距离非常大，但方便描述恒星间的距离。 天文学上用的数字极大，通常在亿以上，因称极大的数字为天文数字。人们在形容一个数字很大很大的时候，常说这是个“天文数字”。 【变式1】如图所示，2019年4月10日，人类发布了首张根据接收到的高能射线经过计算机处理而形成的黑洞照片，为解开星系演化之谜提供了宝贵资料。照片中的黑洞距离地球5500万光年，“光年”是以下哪个物理量的单位（   ） A．长度 B．时间 C．速度 D．体积 【答案】A 【详解】光年指的是光在真空中传播一年所经过的距离，是长度单位。故选A。 【变式2】某天文爱好兴趣小组为了测量地球和月球的距离，他们做了如下实验：用一个激光发射器向月球发射一激光信号，经过2.6s后接收到返回的激光信号。（光速取） 请你帮助他们完成以下问题： （1）光年是 单位； （2）地球和月球相距多少？ （3）太阳发出的光要经过大约8分钟的时间到达地球，估算出太阳到地球的距离是多少？ （4）利用声音的传播能不能测量月亮与地球之间的距离？为什么？ 【答案】（1）长度；（2）；（3）1.44×1011m；（4）不能，因为真空不能传声 【详解】（1）光年是长度单位，指光在真空中一年内传播的距离。 （2）激光从地球到月球再返回地球经过的时间 t=2.6s ，则激光从地球到月球的时间 则地球和月球的距离 （3）太阳发出的光到达地球的时间 则太阳到地球的距离 （4）利用声音的传播不能测量月亮与地球之间的距离，因为声音的传播需要介质，而地球和月球之间是真空，没有声音传播的介质。 【变式3】人类自远古时代，就对浩瀚的宇宙有着无尽的想象，对探索宇宙、了解宇宙有着不懈的追求。宇宙的浩瀚不能以千里计，因此，在探索宇宙过程中，我们常用到光年这一单位，它是指光在一年内传播的距离。（光速取3.0×108m/s） （1）1光年等于多少m？（保留三位有效数字，1年按365天计算） （2）若某星体上的光传播到地球上需要500光年，求该星体到地球的距离是多少km。 【答案】（1）9.46×1015m；（2）4.73×1015km 【详解】（1）光在一年内通过的路程叫光年，则 1光年=3×108m/s×365×24×3600s≈9.46×1015m （2）该星体到地球的距离 s=500×9.46×1015m=4.73×1018m=4.73×1015km 答：（1）1光年等于9.46×1015m； （2）若某星体上的光传播到地球上需要500光年，该星体到地球的距离是4.73×1015km。 知识点二、银河系 1. 银河系 1750年首次提出银河系的概念，太阳系以及我们肉眼可见的众多恒星都属于一个更大的恒星系统——银河系。银河系是一个直径约10万光年，包含约3 000亿颗恒星的庞大盘状恒星集团，中心是一个质量相当于400万个太阳的巨型黑洞，太阳位于距离银河系中心约27 000光年的地方。太阳携带整个太阳系围绕银河系中心转动，约2.5亿年旋转一周。银河系形成至今已有约100亿年。 2. 河外星系 银河系只是宇宙中一个普通的星系，宇宙中还存在着无数个类似银河系的星系，统称为河外星系。我们已知的河外星系超过1 000亿个。 3. 黑洞 黑洞是一个非常神秘的天体，由于强大的引力，使得黑洞所在的区域具有奇特的性质，外面的物体和光可以进入黑洞，而黑洞内的任何物体甚至光都无法逃离。也就是说，黑洞无法发出光或其他信息，因而外界的观察者是看不到黑洞的，这也是黑洞名称的由来。 【典例1】我国计划建设一台最终口径达8m的EAST通用光学望远镜，建成后它将是世界的“东方之眼”。利用EAST通用光学望远镜可研究宇宙中的物体。下列物体中，空间尺度最大的是（　　） A．银河系 B．太阳系 C．土星 D．月球 【答案】A 【详解】银河系是包含太阳系在内的庞大星系，直径约10万光年；太阳系直径约1光年，属于银河系的一部分；土星是太阳系中的行星，直径约12万千米，远小于银河系和太阳系；月球是地球的卫星，直径约3474千米，是四个选项中最小；故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 【变式1】北京时间2019年4月10日晚9点，由黑洞事件视界望远镜EHT合作组织协调全球六地联合发布（其中就包括中国上海）首张黑洞照片，再次证明100年前爱因斯坦提出的广义相对论是正确的。该黑洞距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍即6.5×109倍，已知1光年=9.5×1015m，太阳质量约为20×1030kg。请回答： （1）光年是 的单位（选填“时间”或“长度”）； （2）该黑洞的质量是 kg。 【答案】（1）长度，1.3×1041 【详解】(1)光年是光走一年通过的路程，所以光年是长度单位； (2) 黑洞的质量约为太阳的65亿倍即6.5×108倍，m太阳=20×1030kg，所以 m黑洞=6.5×109×1030×20kg=1.3×1041kg. 【变式2】从微观到宇宙，存在着各种各样的物质。如①电子，②太阳系，③原子核，④质子，⑤地球，⑥ 原子，⑦PM2.5，⑧银河系。请将它们按空间尺度从大到小的顺序排列： （填写序号）。 【答案】⑧②⑤⑦⑥③④① 【详解】地球是太阳系中的一颗行星比太阳小，太阳系只是银河系中之一；PM2.5指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，属于物体，因此它的尺度大于原子，原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成，按空间尺度从大到小的顺序是：⑧②⑤⑦⑥③④①。 【变式3】下列选项的物质，按空间尺度由小到大顺序排列，错误的是（　　） A．夸克、中子、人、地球 B．月球、地球、太阳系、银河系 C．夸克、原子、电子、原子核 D．质子、原子核、人、太阳系 【答案】C 【详解】A．按空间尺度由大到小顺序排列，银河系→太阳系→地球→月球→人→原子→原子核→中子→夸克（或电子），故A正确，A不符合题意； B．按空间尺度由大到小顺序排列，银河系→太阳系→地球→月球，故B正确，B不符合题意； C．原子由原子核和电子组成，原子比电子和原子核大，原子核比电子大，故C错误，C符合题意； D．按空间尺度由大到小顺序排列，太阳系→地球→月球→人→原子→原子核→质子，故D正确，D不符合题意。 故选C。 知识点三、宇宙 1. 宇宙 将时间、空间以及所有物质、能量构成的整体称为宇宙。宇宙是物理学最大的研究对象。 2. 宇宙膨胀 美国天文学家哈勃通过对大量星系的观测研究发现，所有的星系都在远离我们，并且离我们越远的星系，远离的速度就越大。也就是说，随着时间的流逝，星系之间的距离在不断增加，即宇宙是在膨胀的。 我们可用均匀画有小圆点的气球类比宇宙，小圆点可看成是宇宙中的天体。气球膨胀时，任意小圆点周围的其他小圆点都在离它远去。 3. 宇宙的演化 （1）宇宙的起源：美国核物理学家伽莫夫在前人研究工作的基础上，于1948年提出我们的宇宙诞生于138亿年前的大爆炸。根据这个理论，大爆炸之初，温度和密度极高。随着时间的推移，宇宙不断膨胀，温度逐渐下降，各种粒子开始形成。 （2）恒星和星系的形成：大爆炸之后约38万年，质子、中子和电子结合形成原子，大量原子形成分子云，最后在引力作用下形成恒星和星系。随着宇宙的膨胀，大爆炸留下的光就变成了今天探测到的宇宙微波背景辐射。 4. 物质世界的时空尺度 （1）物质：宇宙是物质、能量、时间、空间的总称。小到微观粒子，大到宇宙天体，都是物质。它们的存在与变化，都是与时间和空间紧密联系的。 （2）人类所认识的空间尺度：人类所认识的空间尺度范围：原子直径10-10m~可观测宇宙的半径1026m。 （3）人类所认识的时间尺度：人类所认识的时间尺度范围：μ子的寿命10-6s~宇宙的年龄1017s。 【典例1】为了形象地说明宇宙大爆炸，将一个粘有小金属粒的气球看成宇宙，如图所示，将 看成是宇宙中的天体，气球膨胀时，任一小金属粒周围的其他小金属粒都在离它远去。表示宇宙中的天体在相互 。这里主要运用的一种思维方法是 （选填“等效法” “类比法”或“转换法”）。 【答案】 小金属粒 远离 类比法 【详解】为了形象地说明宇宙大爆炸，课本上将一个黏有小金属粒的气球看成宇宙，金属粒看成是宇宙中的天体，气球膨胀时，任一小金属粒都在离它远去，说明宇宙中的天体在相互远离，这里用到类比法。 【变式1】宇宙大爆炸理论认为：宇宙一开始是一个“原始火球”，原始的火球发生了大爆炸，导致宇宙空间处处膨胀，温度 （选填“上升” “不变”或“下降”）。到一定程度时，逐步形成了超星系团、星系团、星系乃至恒星和 等。 【答案】 下降 行星 【详解】1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论：整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。美籍俄国天体物理学家伽莫夫第一次将广义相对论融入到宇宙理论中，提出了热大爆炸宇宙学模型：宇宙开始于高温、高密度的原始物质，最初的温度超过几十亿度，随着温度的继续下降，宇宙开始膨胀，到一定程度时，逐步形成了超星系团、星系团、星系乃至恒星和行星等。 【变式2】对《宇宙探秘》相关内容进行梳理，图中①、②位置内容填写正确的是（   ） A．宇宙大爆炸、中国天眼 B．星系远离我们、中国天眼 C．宇宙大爆炸、开普勒望远镜 D．星系远离我们、开普勒望远镜 【答案】A 【详解】现代宇宙观核心理论是宇宙大爆炸理论，星系远离我们是证明宇宙膨胀的直接观测证据而不是理论。开普勒望远镜是早期光学望远镜，并非现代探测宇宙的核心设备。中国天眼是500米口径球面射电望远镜，是目前世界最大单口径射电望远镜，属于现代探测宇宙的前沿设备，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。 【变式3】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．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：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 【答案】B 【详解】A．光年作为距离的单位，可以衡量银河系的直径，故A错误； B．宇宙诞生于大爆炸，并且在不断膨胀之中。大爆炸导致宇宙空间处处膨胀，且温度相应下降，故B正确； C．宇宙包含银河系和河外星系，银河系包含太阳系，故C错误； D．“地心说”宇宙体系在科学发展史上的作用是打破了天圆地方的宇宙观，“日心说”否定了地球是宇宙中心的说法，故D错误。 故选B。 方法技巧 一、宇宙结构示意图 巩固训练 1．人类对太空的探索永无止境。为了探索宇宙，我们发射了各种航天装置和探测装置，下列装置中距离地球最远的是（   ） A．天问一号火星车 B．气象探空气球 C．天宫空间站 D．鹊桥号环月卫星 【答案】A 【详解】ABCD．天问一号火星车在火星上超出了地月系，气象探空气球在大气层以内，天宫空间站刚出大气层绕地球运转，鹊桥号卫星在月球周围，所以上述设备或航天器的活动范围最远的是天问一号火星车，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 2．无论是浩瀚的宇宙，还是微小的粒子，人类从未停止过探索的脚步。关于宇宙和粒子，下列说法正确的是（　　） A．宇宙是一个有层次的天体结构系统，恒星是绝对不动的 B．太阳是宇宙的中心 C．汤姆生建立了原子的核式结构模型 D．原子是由原子核和核外电子构成的 【答案】D 【详解】A．宇宙是一个有层次的天体结构系统，整个宇宙是绝对运动的，故A错误； B．根据物理学知识可知，太阳系是银河系的其中一个星系，不是宇宙的中心，故B错误； C．根据物理学史可知，汤姆孙表明，阴极射线由以前未知的带负电粒子，即电子组成，从而发现了电子；卢瑟福提出了原子的核式结构模型，故C错误； D．卢瑟福提出原子的核式结构，提出原子是由原子核和核外电子组成，故D正确。 故选D。 3．小明对一些概念和知识进行归类整理如图，对于大圈Q与小圈O和P的关系，说法正确的是（　　） A．Q为地月系，O为太阳系，P为人类 B．Q为太阳系，O为地月系，P为银河系 C．Q为原子，O为原子核中的质子，P为核外电子 D．Q为原子核，O为原子核中的质子，P为核外电子 【答案】C 【详解】由图示知，O和P是Q的两个组成部分。 AB．太阳系是银河系的一部分，地月系是太阳系的一部分，地月系包括了月球和人类，则Q是地月系，O和P分别是月球和人类，故AB错误； CD．原子由核外电子和原子核组成，而原子核由中子和质子组成，所以Q为原子，则O和P分别为电子和原子核，Q为原子核，则O和P分别为质子和中子。故C正确，D错误。 故选C。 4. 2024年1月9日，我国发射了爱因斯坦探针卫星，用于探索变幻莫测的宇宙。下列星球中空间尺度最大的是（　　） A．地球 B．太阳 C．火星 D．月球 【答案】B 【详解】地球和火星处在太阳系中，月球是地球的卫星，太阳系中太阳空间尺度最大。B故符合题意，ACD不符合题意。故选B。 5．北京时间2019 年4 月10日21时，首张黑洞照片全球发布，露出真容的黑洞，距离地球5500万光年，质量约为太阳的65 亿倍，黑洞是一种质量极大的密实天体，具有非常强的引力，在它周围的一定区域内，连光也无法逃逸出去。下列说法中错误的是（　　） A．光年是长度单位 B．黑洞的密度非常大 C．黑洞强大的引力是分子间的引力 D．人眼无法直接看见黑洞内部 【答案】C 【详解】A．光年是指光在一年时间里所传播的距离，是长度单位，故A正确，不符合题意； B．黑洞的质量约为太阳的65亿倍，可以说明黑洞的密度非常大，故B正确不符合题意； C．黑洞是宏观天体，该引力属于万有引力，不是分子间的引力，故C错误，符合题意； D．黑洞是一种质量极大的密实天体，具有非常强的引力，在它周围的一定区域内，连光也无法逃逸出去，所以人眼无法直接看见黑洞内部，故D正确，不符合题意。 故选C。 6．中国天文学发展历史非常悠久，如图是陈列在大洋湾景区内的青铜制“浑天仪”，是中国古代天文学重要成就。时至今日，人类从未停止对宇宙的探索。下列说法正确的是（    ） A．太阳是银河系中数以亿计恒星中的一颗普通恒星，恒星的位置是固定不变的 B．我们认识到，宇宙是一个没有层次的天体结构系统 C．地球是太阳系里一颗相对很小的行星 D．宇宙中天体在不停地运动，其中地球是宇宙真正的中心 【答案】C 【详解】A．太阳是银河系中数以亿计恒星中的一颗恒星，恒星的位置也在变化之中，故A错误； B．宇宙是一个有层次的天体结构系统，故B错误； CD．宇宙中天体在不停地运动，银河系只是是宇宙的一个星系，地球是太阳系里一颗相对很小的行星，地球不是宇宙真正的中心，故C正确，D错误。 故选C。 7．浩瀚宇宙，星辰璀璨，中国航天器正在书写着举世惊叹的传奇篇章。其中我国探月工程的航天器名称是（    ） A．天宫 B．嫦娥 C．天舟 D．天问 【答案】B 【详解】A．天宫系列是中国空间站项目，用于载人航天实验，与探月无关，故A不符合题意； B．嫦娥系列是我国探月工程的航天器名称，嫦娥一号至嫦娥五号均为月球探测器，故B符合题意； C．天舟系列是货运飞船，负责为天宫空间站运输物资，与探月无关，故C不符合题意； D．天问系列是行星探测任务，如天问一号为火星探测器，与探月无关，故D不符合题意。 故选B。 8．关于宏观宇宙与微观世界，下列说法正确的是（    ） A．太阳是太阳系的中心，也是宇宙的中心 B．用光年计算宇宙时间，用纳米量度分子大小 C．分子之间和天体之间一样存在着相互作用力 D．质子带正电，中子不带电，核外电子也不带电 【答案】C 【详解】A．太阳只是太阳系的中心而不是宇宙的中心，故A错误； B．光年是距离的单位，1光年是光在真空中一年内通过的距离，故B错误； C．分子之间有相互作用力，天体之间也有相互作用力，如万有引力，故C正确； D．原子是有核式结构的，原子核内部的质子带正电，中子是不带电的，而核外电子是带负电的，故D错误。 故选C。 9．根据大爆炸宇宙论推测宇宙的年龄约为137亿年，但是科学家发现有一颗名为HD140283的星球年龄为144.6亿年。下列说法错误的是（　　） A．宇宙大爆炸理论还不够科学和完善 B．宇宙是在不断膨胀和不断的演化 C．违背了宇宙大爆炸假说，我们应予以否定 D．可能科学家测量星球年龄的方法出现错误 【答案】C 【详解】A．宇宙大爆炸理论从提出到现在还不够科学，还需要继续完善，故A说法正确，A不符合题意； B．由宇宙大爆炸理论可知，宇宙是在不断膨胀和不断的演化，故B说法正确，B不符合题意； C．宇宙大爆炸理论还不够完善的，虽然科学家发现144.6亿年星龄的星球，但也不应该全盘否定宇宙大爆炸理论，故C说法错误，C符合题意； D．发现144.6亿年星龄的星球，也有可能是因为时间久远，测量方法不准确造成的，故D说法正确，D不符合题意。 故选C。 10．下列物理常识，理解正确的是（　　） A．光年是时间单位 B．太阳是宇宙的中心 C．中子是查德威克发现的 D．在原子、中子、原子核中，尺度最小的是原子 【答案】C 【详解】A. 光年指光在真空中1年内通过的路程，是长度的单位，故A错误； B. 太阳不是宇宙的中心，故B错误； C. 质子是由卢瑟福发现的，卢瑟福预言了中子的存在，查德威克发现了中子，故C正确； D. 在原子、中子、原子核中，尺度最小的是中子，故D错误。 故选C。 11．位于贵州省的500米口径球面射电望远镜FAST被誉为“中国天眼”，是世界最大单口径的射电望远镜，该望远镜将帮助科学家进一步探索宇宙。我们已知的天体中：①银河系；②地球；③太阳系，按从小到大的顺序排列，依次为 （填序号）。而原子的结构与太阳系很相似，由带正电的原子核和绕着它转的 组成。 【答案】 ②③① 电子 【详解】我们目前所认知的天体系统从高到低依次是：总星系、银河系、太阳系、地月系、地球，故从小到大的顺序是②③①。 原子由原子核和绕着它转的电子组成。 12. 如图是科学家首次拍摄到的距离地球5500万光年的黑洞照片，再次验证了爱因斯坦所创立的广义相对论的正确性。光年是 单位，黑洞强大的引力连跑的最快的光都无法逃脱，因此黑洞本身 （选填“是”或“不是”）光源，边缘的可见光是由于黑洞周围物体高速旋转落入黑洞，产生摩擦振动而造成的；这种振动产生的声音 （选填“能”或“不能”）在真空中传播。 【答案】 长度 不是 不能 【详解】光年是指光在真空中传播一年的距离，是长度单位，一般被用于衡量天体间的距离。 黑洞本身不能发光，所以黑洞不是光源。 真空不能传声，所以这种振动产生的声音不能在真空中传播。 13．宇宙由许多像银河系这样的星系组成的，离银河系比较近的河外星系是 ；除太阳系外，距离地球最近的恒星是 星；太阳系由 大行星、一些小行星和 等组成。 【答案】 仙女座河外星系 比邻 八 卫星 【详解】河系外像银河系这么庞大的星系叫河外星系，目前已发现大约10亿个河外星系，银河系也只是一个普通的星系，仙女座河外星系是距离银河系最近的大星系。 比邻星位于半人马座，距离地球约4.22光年，是目前发现离太阳系最近的恒星。 太阳系的大行星由水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，八大行星，一些小行星和卫星等组成。 14．如图所示，这是用气球充气建立的星系运动模型，能帮助我们理解星系运动的特点：所有的星系都在远离我们而去，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。由此可知宇宙在不断地 （选填“膨胀”或“收缩”），此研究方法为 （选填“控制变量法”、“类比法”或“转换法”）。 【答案】 膨胀 类比法 【详解】 “宇宙大爆炸”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，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。为了形象地说明宇宙大爆炸，本题将一个黏有小金属粒的气球看着宇宙，金属粒看成是宇宙中的天体，气球膨胀时，任一小金属粒都在离它远去，这里主要运用的是类比法。 15．唐朝诗人李白的《夜宿山寺》写到“危楼高百尺，手可摘星辰。不敢高声语，恐惊天上人。”我们看到的星光绝大多数都来自宇宙中的恒星。除太阳外，距离我们最近的恒星是比邻星。太阳只是银河系中几千亿颗恒星中的一员，尽管光在真空中传播速度是，太阳发出的光，要经过500s才能到达地球。即便一束光穿越银河系也需要十万年的时间。求： （1）光在真空中1年里传播的距离叫做光年，光年是 （选填“时间”或“长度”）的单位；“不敢高声语”指的是声音的 （选填“音调”“音色”或“响度”）小。高声说话也不可能传到天上人的耳朵，因为 ； （2）计算太阳到地球的距离是多少？ （3）为实现我国的探月计划、已知地球和月球间的平均距离约是3.84×105千米千米，则向月球发射的激光到达月球表面再返回到地球的时间需要多少秒? 【答案】（1）长度，响度，真空不能传声；（2）1.5×1011m；（3）2.56s 【详解】（1）光在真空中1年里传播的距离叫做光年，因此光年是长度单位。 “不敢高声语”指声音的强弱，响度表示声音的强弱，因此“不敢高声语”指的是声音的响度小。 由于真空不能传声，因此高声说话也不可能传到天上的人耳中。 （2）太阳到地球的距离为 （3）已知地球和月球间的距离 由v=s/t可得，向月球发射的激光到达月球再返回到地面需要时间为 16．哈雷彗星是著名的彗星，它是以英国天文学家哈雷的名字命名的．他在1705年首先指出，1531年、1607年和1682年观测记录到的彗星实际上是同一颗彗星，并预言这颗彗星在1758年会再次出现，结果真如他所料。现在知道，每隔76年左右，哈雷彗星就回归前来访问一次，届时，地球上的人们可以一睹它的芳容，我国对哈雷6的观测记录，始见于《春秋》，记载着“鲁文公十四年（公元前163年），秋七月，有星孛（彗星的古代名称）于北斗”。据考证，这是世界上最早的关于哈雷彗星观测的可靠记录，从春秋战国到清末的二千多年间，我国共保存有31次哈雷彗星的观测记录。1986年4月，哈雷彗星回归时，我国的天文学家也对它进行了成功的观测，取得了许多珍贵的资料（如图所示）。 （1）彗星由 、 和 组成。 （2）哈雷彗星回归的周期为　 年，下次哈雷彗星回归将在　 年． （3）最早有文字记录哈雷彗星的国家是 ，我国历史考古学家利用当时有关哈雷彗星的记载成功地完成了商周断代工程的研究，你能说出其中的原理吗？ 【答案】彗核 彗发 彗尾 76 2062 中国 哈雷彗星的回归具有周期性，可据此进行年代的推算 【详解】（1）读图可知，彗星由彗核、彗发和彗尾三部分组成． （2）由阅读材料中可得出，哈雷彗星回归的周期为76年，由于最近一次出现是1986年，所以下次哈雷彗星回归将在1986年+76年=2062年． （3）资料显示，最早有文字记录哈雷彗星的国家是中国在《春秋》中的记述．因为哈雷彗星的回归具有周期性，即每76年回归一次，所以这可以做为历史断代的时间依据．因此我国历史考古学家利用当时有关哈雷彗星的记载成功地完成了商周断代工程的研究． 17．9月25日，世界最大单口径射电望远镜——500米口径射电望远镜（简称FAST）在贵州落成启用。FAST建成之后，将保持世界领先地位二三十年。   调频电台、电视、手机以及其他无线电数据的传输，都会对射电望远镜的观测造成干扰，以大窝凼为中心，规划了半径150公里范围的射电天文保护区，方圆5公里范围之内严禁设置任何无线电发射设备。 大窝凼不仅具有一个天然洼地可以架设望远镜，而且喀斯特地质条件可以保障雨水向地下渗透，而不在表面淤积，腐蚀和损坏望远镜。 FAST将把我国空间测控能力由地球同步轨道延伸至太阳系外缘，将深空通讯数据下行速率提高100倍。脉冲星到达时间测量精度由目前的120纳秒提高至30纳秒。 FAST研究涉及众多高科技领域，如天线制造、高精度定位与测量、高品质无线电接收机、传感器网络及智能信息处理、超宽带信息传输、海量数据存储与处理等。FAST关键技术成果可应用于诸多相关领域，如大尺度结构工程、公里范围高精度动态测量、大型工业机器人研制以及多波束雷达装置等。 （1）电信号对射电望远镜 造成干扰；（选填“会”或“不会”） （2）大窝凼被选为基地，地理原因是 ； （3）FAST脉冲星到达时间测量精度比目前提高了 纳秒； （4）举例说出FAST研究涉及的领域 。 【答案】 会 天然洼地、雨水下渗 90 天线制造等 【详解】（1）电信号也是电磁波，射电望远镜接受电磁波，因此电信号对射电望远镜会造成干扰。 （2）由于大窝凼是喀斯特地质条件可以保障雨水向地下渗透，而不在表面淤积，腐蚀和损坏望远镜。所以会被选为基地。 （3）脉冲星到达时间测量精度由目前的120纳秒提高至30纳秒，FAST脉冲星到达时间测量精度比目前提高了90纳秒。 （4）FAST研究涉及众多高科技领域，如天线制造、高精度定位与测量、高品质无线电接收机、传感器网络及智能信息处理、超宽带信息传输、海量数据存储与处理等。 18．宇宙是由空间、时间、物质和能量所构成的统一体，是一切空间和时间的总合．近数世纪以来，科学家根据现代物理学和天文学，建立了关于宇宙的现代科学理论，称为物理宇宙学。以被我们观测到的时空部分称为“可观测宇宙”、“可见宇宙”或“我们的宇宙”。宇宙大约是由4%的普通物质（包括我们人类和地球）、23%的暗物质和73%的暗能量构成。 萨尔•波尔马特、布莱恩•施密特以及亚当•里斯共同获得诺贝尔物理学奖。三人获奖的原因是他们“通过观测遥远超新星发现宇宙的加速膨胀”。如图所示为宇宙加速膨胀的模型，其中引力使宇宙收缩，暗能量（相当于排斥力）使宇宙膨胀。 根据你学过的知识回答下面的问题： （1）萨尔•波尔马特、布莱恩•施密特以及亚当•里斯在观测遥远超新星时，使用的长度单位是： ； （2）关于宇宙加速膨胀的模型，下列观点中正确的是 ； A．引力作用效果强 B．暗能量作用效果强 C．引力和暗能量作用效果相同 D．不能确定． 【答案】 光年 B 【详解】（1）萨尔⋅波尔马特、布莱恩⋅施密特以及亚当⋅里斯在观测遥远超新星时，使用的长度单位是光年； （2）三位科学家理论的主要内容是：宇宙加速膨胀．由宇宙膨胀模型知：宇宙受到星系引力和暗能量(相当于排斥力)的作用，两者方向相反、效果相反．因为宇宙加速膨胀，所以暗能量作用效果更强一些．故选B. 19. 如图所示，银河系是由群星和弥漫物质集合成的一个庞大天体系统。银河系发光部分的直径约（—光年），最大厚度约为，像一个中央凸起四周扁平的旋转铁饼。银河系中有大约颗恒星，太阳只是银河系中的一颗普通恒星。恒星彼此之间相距很远。离太阳最近的比邻星也有之遥。太阳也是一个发光星体，它实质上是—个热气体（严格说是等离子体）球，由里向外分别为太阳核反应层、辐射层、对流层、太阳大气层。 （1）是表示 （填“时间”“温度”“质量”“密度”或“长度”）的单位； （2）太阳光到达距太阳的比邻星需要的时间是 年； （3）若银河系发光部分的体积约为，则银河系中恒星的密度为 颗/； （4）目前人类使用的宇宙飞船的最快速度约为，则它从太阳系到最近的比邻星最少需要约 年。 【答案】 长度 4 0.05 1.08×105 【详解】（1）由题意可知，表示光年，光年是指光在一年中走过的路程，是表示长度的单位。 （2）由表示光在一年内走过的距离可知，太阳光到达距太阳的比邻星需要的时间为4年。 （3）银河系中恒星的密度为 （4）光的传播速度为 人类使用的宇宙飞船的最快速度约为 是指光4年走的路程，通过相同的路程时，由v=s/t可得 年= 1.08×105年 从太阳系到最近的比邻星最少需要约1.08×105年。 20．阅读短文，回答问题： 宇宙大爆炸 宇宙由何而来？是困扰着现代物理学和天文学的一个难题。1946年，有科学家提出，宇宙起源于大约137亿年以前的一次大爆炸。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙在不断地膨胀，使物质从密到稀地演化，如同一次规模巨大的爆炸。 后来，科学家注意到，从我们所处的银河系观察，银河系外的星系（即河外星系）发出的光，绝大部分颜色会偏“红”，个别也有几个颜色偏“蓝”，分别称为“红移”和“蓝移”。理论分析表明，发生红移的河外星系，表示它在远离我们。蓝移则表示相应的星系在靠近我们。我们（银河系）之外的其他星系群和星系团中的星系几乎都表现出红移，而且离我们越远的星系，红移量越大。这似乎表明，绝大多数星系都在远离我们，而且离我们越远的星系，远离越快。天文学家通过反复观测，得出一条规律：河外星系远离我们的速度v与它到我们的距离s成正比，这条规律被称为哈勃定律，其数学表达式为v=Hs，式中H称为哈勃常数。哈勃定律的发现，有力支持了宇宙大爆炸学说。 根据上述材料，回答下列问题： （1）如果我们看到某个星系发出的光的颜色偏“红”，说明这个星系正在 我们； （2）小明根据哈勃定律，认为若以我们（银河系）为参照物，那么河外星系做 运动（选填“匀速”或“非匀速”）； （3）类比得出速度、密度单位的方法，可推理得出哈勃常数H的单位是 ； A．米（m）   B．秒（s）   C．米-1（m-1）   D．秒-1（） （4）由“v=Hs”及我们所学的速度公式，假设某星体在宇宙大爆炸后远离我们的时间为t，其计算式为t= （用“哈勃常数H”表示）。 【答案】 远离 非匀速 D 【详解】（1）由题可知，发生红移的河外星系，表示它在远离我们，所以如果我们看到某个星系发出的光的颜色偏“红”，说明这个星系正在远离我们。 （2）由哈勃定律可知，河外星系远离我们的速度v与它到我们的距离s成正比，所以若以我们（银河系）为参照物，那么河外星系做非匀速运动。 （3）将公式变形可得 所以可推理得出哈勃常数H的单位是秒-1（s−1）,所以选D。 （4）由“v=Hs”及我们所学的速度公式可得 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 银河系　宇宙 目录 学习目标 1 思维导图 2 知识梳理 2 知识点一、恒星 2 知识点二、银河系 3 知识点三、宇宙 4 方法技巧 6 方法技巧一、 宇宙结构示意图 6 巩固训练 6 学习目标 1. 了解银河系。 2. 了解宇宙天体的结构层次。 3. 了解宇宙的起源。 4. 了解人类认识的空间尺度和时间尺度。 重点：银河系；宇宙的起源。 难点：宇宙的起源。 思维导图 知识梳理 知识点一、恒星 1. 描述宇宙常用的天文单位 （1）光速：3×108m/s。 （2）光年（l.y.） 天体之间相距遥远，用米、千米作为距离单位很不方便。为此，天文学中采用了一些特殊的长度做距离单位。例如，人们将光在真空中传播一年所经过的 作为长度单位，称为1光年（l.y.）。 1 l.y.=9.46×1015m。 2. 恒星 浩瀚的宇宙令人神往。仰望苍穹，我们可以观察到许多明亮的星星，它们的相对位置似乎保持不变，人们称这些星星为 星，太阳就是一颗 星。 我们肉眼所见的恒星大部分距离地球都在几百光年以内，比邻星是离我们最近的恒星，距离地球约4.3光年。天狼星是除太阳外最亮的恒星，距离我们约8.6光年。 3. 用望远镜观测天文 在1609年首次使用望远镜观测天体，开启了天文学一个新的时代。“ ”是目前世界上最大的射电望远镜。 【典例1】《宇宙中恒星间的距离都非常大。为了表达起来方便一些，天文学家使用一个非常大的距离单位： ，它等于 的距离。人们在形容一个数字很大很大的时候，常说这是个“ ”。 【变式1】如图所示，2019年4月10日，人类发布了首张根据接收到的高能射线经过计算机处理而形成的黑洞照片，为解开星系演化之谜提供了宝贵资料。照片中的黑洞距离地球5500万光年，“光年”是以下哪个物理量的单位（   ） A．长度 B．时间 C．速度 D．体积 【变式2】某天文爱好兴趣小组为了测量地球和月球的距离，他们做了如下实验：用一个激光发射器向月球发射一激光信号，经过2.6s后接收到返回的激光信号。（光速取） 请你帮助他们完成以下问题： （1）光年是 单位； （2）地球和月球相距多少？ （3）太阳发出的光要经过大约8分钟的时间到达地球，估算出太阳到地球的距离是多少？ （4）利用声音的传播能不能测量月亮与地球之间的距离？为什么？ 【变式3】人类自远古时代，就对浩瀚的宇宙有着无尽的想象，对探索宇宙、了解宇宙有着不懈的追求。宇宙的浩瀚不能以千里计，因此，在探索宇宙过程中，我们常用到光年这一单位，它是指光在一年内传播的距离。（光速取3.0×108m/s） （1）1光年等于多少m？（保留三位有效数字，1年按365天计算） （2）若某星体上的光传播到地球上需要500光年，求该星体到地球的距离是多少km。 知识点二、银河系 1. 银河系 1750年首次提出银河系的概念，太阳系以及我们肉眼可见的众多恒星都属于一个更大的恒星系统—— 系。银河系是一个直径约10万光年，包含约3 000亿颗恒星的庞大盘状恒星集团，中心是一个质量相当于400万个太阳的巨型黑洞，太阳位于距离银河系中心约27 000光年的地方。太阳携带整个太阳系围绕银河系中心转动，约2.5亿年旋转一周。银河系形成至今已有约100亿年。 2. 河外星系 银河系只是宇宙中一个普通的星系，宇宙中还存在着无数个类似银河系的星系，统称为 星系。我们已知的河外星系超过1 000亿个。 3. 黑洞 黑洞是一个非常神秘的天体，由于强大的引力，使得黑洞所在的区域具有奇特的性质，外面的物体和光可以进入黑洞，而黑洞内的任何物体甚至 都无法逃离。也就是说，黑洞无法发出光或其他信息，因而外界的观察者是看不到黑洞的，这也是黑洞名称的由来。 【典例1】我国计划建设一台最终口径达8m的EAST通用光学望远镜，建成后它将是世界的“东方之眼”。利用EAST通用光学望远镜可研究宇宙中的物体。下列物体中，空间尺度最大的是（　　） A．银河系 B．太阳系 C．土星 D．月球 【变式1】北京时间2019年4月10日晚9点，由黑洞事件视界望远镜EHT合作组织协调全球六地联合发布（其中就包括中国上海）首张黑洞照片，再次证明100年前爱因斯坦提出的广义相对论是正确的。该黑洞距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍即6.5×109倍，已知1光年=9.5×1015m，太阳质量约为20×1030kg。请回答： （1）光年是 的单位（选填“时间”或“长度”）； （2）该黑洞的质量是 kg。 【变式2】从微观到宇宙，存在着各种各样的物质。如①电子，②太阳系，③原子核，④质子，⑤地球，⑥ 原子，⑦PM2.5，⑧银河系。请将它们按空间尺度从大到小的顺序排列： （填写序号）。 【变式3】下列选项的物质，按空间尺度由小到大顺序排列，错误的是（　　） A．夸克、中子、人、地球 B．月球、地球、太阳系、银河系 C．夸克、原子、电子、原子核 D．质子、原子核、人、太阳系 知识点三、宇宙 1. 宇宙 将时间、空间以及所有物质、能量构成的整体称为 。宇宙是物理学最 的研究对象。 2. 宇宙膨胀 美国天文学家哈勃通过对大量星系的观测研究发现，所有的星系都在远离我们，并且离我们越远的星系，远离的速度就越大。也就是说，随着时间的流逝，星系之间的距离在不断增加，即宇宙是在 的。 我们可用均匀画有小圆点的气球类比宇宙，小圆点可看成是宇宙中的天体。气球膨胀时，任意小圆点周围的其他小圆点都在离它远去。 3. 宇宙的演化 （1）宇宙的起源：美国核物理学家伽莫夫在前人研究工作的基础上，于1948年提出我们的宇宙诞生于138亿年前的 。根据这个理论，大爆炸之初，温度和密度极高。随着时间的推移，宇宙不断膨胀，温度逐渐下降，各种粒子开始形成。 （2）恒星和星系的形成：大爆炸之后约38万年，质子、中子和电子结合形成 ，大量原子形成分子云，最后在引力作用下形成恒星和星系。随着宇宙的膨胀，大爆炸留下的光就变成了今天探测到的宇宙微波背景辐射。 4. 物质世界的时空尺度 （1）物质：宇宙是 、 、 、 的总称。小到微观粒子，大到宇宙天体，都是物质。它们的存在与变化，都是与时间和空间紧密联系的。 （2）人类所认识的空间尺度：人类所认识的空间尺度范围：原子直径10-10m~可观测宇宙的半径1026m。 （3）人类所认识的时间尺度：人类所认识的时间尺度范围：μ子的寿命10-6s~宇宙的年龄1017s。 【典例1】为了形象地说明宇宙大爆炸，将一个粘有小金属粒的气球看成宇宙，如图所示，将 看成是宇宙中的天体，气球膨胀时，任一小金属粒周围的其他小金属粒都在离它远去。表示宇宙中的天体在相互 。这里主要运用的一种思维方法是 （选填“等效法” “类比法”或“转换法”）。 【变式1】宇宙大爆炸理论认为：宇宙一开始是一个“原始火球”，原始的火球发生了大爆炸，导致宇宙空间处处膨胀，温度 （选填“上升” “不变”或“下降”）。到一定程度时，逐步形成了超星系团、星系团、星系乃至恒星和 等。 【变式2】对《宇宙探秘》相关内容进行梳理，图中①、②位置内容填写正确的是（   ） A．宇宙大爆炸、中国天眼 B．星系远离我们、中国天眼 C．宇宙大爆炸、开普勒望远镜 D．星系远离我们、开普勒望远镜 【变式3】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．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：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 方法技巧 一、宇宙结构示意图 巩固训练 1．人类对太空的探索永无止境。为了探索宇宙，我们发射了各种航天装置和探测装置，下列装置中距离地球最远的是（   ） A．天问一号火星车 B．气象探空气球 C．天宫空间站 D．鹊桥号环月卫星 2．无论是浩瀚的宇宙，还是微小的粒子，人类从未停止过探索的脚步。关于宇宙和粒子，下列说法正确的是（　　） A．宇宙是一个有层次的天体结构系统，恒星是绝对不动的 B．太阳是宇宙的中心 C．汤姆生建立了原子的核式结构模型 D．原子是由原子核和核外电子构成的 3．小明对一些概念和知识进行归类整理如图，对于大圈Q与小圈O和P的关系，说法正确的是（　　） A．Q为地月系，O为太阳系，P为人类 B．Q为太阳系，O为地月系，P为银河系 C．Q为原子，O为原子核中的质子，P为核外电子 D．Q为原子核，O为原子核中的质子，P为核外电子 4. 2024年1月9日，我国发射了爱因斯坦探针卫星，用于探索变幻莫测的宇宙。下列星球中空间尺度最大的是（　　） A．地球 B．太阳 C．火星 D．月球 5．北京时间2019 年4 月10日21时，首张黑洞照片全球发布，露出真容的黑洞，距离地球5500万光年，质量约为太阳的65 亿倍，黑洞是一种质量极大的密实天体，具有非常强的引力，在它周围的一定区域内，连光也无法逃逸出去。下列说法中错误的是（　　） A．光年是长度单位 B．黑洞的密度非常大 C．黑洞强大的引力是分子间的引力 D．人眼无法直接看见黑洞内部 6．中国天文学发展历史非常悠久，如图是陈列在大洋湾景区内的青铜制“浑天仪”，是中国古代天文学重要成就。时至今日，人类从未停止对宇宙的探索。下列说法正确的是（    ） A．太阳是银河系中数以亿计恒星中的一颗普通恒星，恒星的位置是固定不变的 B．我们认识到，宇宙是一个没有层次的天体结构系统 C．地球是太阳系里一颗相对很小的行星 D．宇宙中天体在不停地运动，其中地球是宇宙真正的中心 7．浩瀚宇宙，星辰璀璨，中国航天器正在书写着举世惊叹的传奇篇章。其中我国探月工程的航天器名称是（    ） A．天宫 B．嫦娥 C．天舟 D．天问 8．关于宏观宇宙与微观世界，下列说法正确的是（    ） A．太阳是太阳系的中心，也是宇宙的中心 B．用光年计算宇宙时间，用纳米量度分子大小 C．分子之间和天体之间一样存在着相互作用力 D．质子带正电，中子不带电，核外电子也不带电 9．根据大爆炸宇宙论推测宇宙的年龄约为137亿年，但是科学家发现有一颗名为HD140283的星球年龄为144.6亿年。下列说法错误的是（　　） A．宇宙大爆炸理论还不够科学和完善 B．宇宙是在不断膨胀和不断的演化 C．违背了宇宙大爆炸假说，我们应予以否定 D．可能科学家测量星球年龄的方法出现错误 10．下列物理常识，理解正确的是（　　） A．光年是时间单位 B．太阳是宇宙的中心 C．中子是查德威克发现的 D．在原子、中子、原子核中，尺度最小的是原子 11．位于贵州省的500米口径球面射电望远镜FAST被誉为“中国天眼”，是世界最大单口径的射电望远镜，该望远镜将帮助科学家进一步探索宇宙。我们已知的天体中：①银河系；②地球；③太阳系，按从小到大的顺序排列，依次为 （填序号）。而原子的结构与太阳系很相似，由带正电的原子核和绕着它转的 组成。 12. 如图是科学家首次拍摄到的距离地球5500万光年的黑洞照片，再次验证了爱因斯坦所创立的广义相对论的正确性。光年是 单位，黑洞强大的引力连跑的最快的光都无法逃脱，因此黑洞本身 （选填“是”或“不是”）光源，边缘的可见光是由于黑洞周围物体高速旋转落入黑洞，产生摩擦振动而造成的；这种振动产生的声音 （选填“能”或“不能”）在真空中传播。 13．宇宙由许多像银河系这样的星系组成的，离银河系比较近的河外星系是 ；除太阳系外，距离地球最近的恒星是 星；太阳系由 大行星、一些小行星和 等组成。 14．如图所示，这是用气球充气建立的星系运动模型，能帮助我们理解星系运动的特点：所有的星系都在远离我们而去，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。由此可知宇宙在不断地 （选填“膨胀”或“收缩”），此研究方法为 （选填“控制变量法”、“类比法”或“转换法”）。 15．唐朝诗人李白的《夜宿山寺》写到“危楼高百尺，手可摘星辰。不敢高声语，恐惊天上人。”我们看到的星光绝大多数都来自宇宙中的恒星。除太阳外，距离我们最近的恒星是比邻星。太阳只是银河系中几千亿颗恒星中的一员，尽管光在真空中传播速度是，太阳发出的光，要经过500s才能到达地球。即便一束光穿越银河系也需要十万年的时间。求： （1）光在真空中1年里传播的距离叫做光年，光年是 （选填“时间”或“长度”）的单位；“不敢高声语”指的是声音的 （选填“音调”“音色”或“响度”）小。高声说话也不可能传到天上人的耳朵，因为 ； （2）计算太阳到地球的距离是多少？ （3）为实现我国的探月计划、已知地球和月球间的平均距离约是3.84×105千米千米，则向月球发射的激光到达月球表面再返回到地球的时间需要多少秒? 16．哈雷彗星是著名的彗星，它是以英国天文学家哈雷的名字命名的．他在1705年首先指出，1531年、1607年和1682年观测记录到的彗星实际上是同一颗彗星，并预言这颗彗星在1758年会再次出现，结果真如他所料。现在知道，每隔76年左右，哈雷彗星就回归前来访问一次，届时，地球上的人们可以一睹它的芳容，我国对哈雷6的观测记录，始见于《春秋》，记载着“鲁文公十四年（公元前163年），秋七月，有星孛（彗星的古代名称）于北斗”。据考证，这是世界上最早的关于哈雷彗星观测的可靠记录，从春秋战国到清末的二千多年间，我国共保存有31次哈雷彗星的观测记录。1986年4月，哈雷彗星回归时，我国的天文学家也对它进行了成功的观测，取得了许多珍贵的资料（如图所示）。 （1）彗星由 、 和 组成。 （2）哈雷彗星回归的周期为　 年，下次哈雷彗星回归将在　 年． （3）最早有文字记录哈雷彗星的国家是 ，我国历史考古学家利用当时有关哈雷彗星的记载成功地完成了商周断代工程的研究，你能说出其中的原理吗？ 17．9月25日，世界最大单口径射电望远镜——500米口径射电望远镜（简称FAST）在贵州落成启用。FAST建成之后，将保持世界领先地位二三十年。   调频电台、电视、手机以及其他无线电数据的传输，都会对射电望远镜的观测造成干扰，以大窝凼为中心，规划了半径150公里范围的射电天文保护区，方圆5公里范围之内严禁设置任何无线电发射设备。 大窝凼不仅具有一个天然洼地可以架设望远镜，而且喀斯特地质条件可以保障雨水向地下渗透，而不在表面淤积，腐蚀和损坏望远镜。 FAST将把我国空间测控能力由地球同步轨道延伸至太阳系外缘，将深空通讯数据下行速率提高100倍。脉冲星到达时间测量精度由目前的120纳秒提高至30纳秒。 FAST研究涉及众多高科技领域，如天线制造、高精度定位与测量、高品质无线电接收机、传感器网络及智能信息处理、超宽带信息传输、海量数据存储与处理等。FAST关键技术成果可应用于诸多相关领域，如大尺度结构工程、公里范围高精度动态测量、大型工业机器人研制以及多波束雷达装置等。 （1）电信号对射电望远镜 造成干扰；（选填“会”或“不会”） （2）大窝凼被选为基地，地理原因是 ； （3）FAST脉冲星到达时间测量精度比目前提高了 纳秒； （4）举例说出FAST研究涉及的领域 。 18．宇宙是由空间、时间、物质和能量所构成的统一体，是一切空间和时间的总合．近数世纪以来，科学家根据现代物理学和天文学，建立了关于宇宙的现代科学理论，称为物理宇宙学。以被我们观测到的时空部分称为“可观测宇宙”、“可见宇宙”或“我们的宇宙”。宇宙大约是由4%的普通物质（包括我们人类和地球）、23%的暗物质和73%的暗能量构成。 萨尔•波尔马特、布莱恩•施密特以及亚当•里斯共同获得诺贝尔物理学奖。三人获奖的原因是他们“通过观测遥远超新星发现宇宙的加速膨胀”。如图所示为宇宙加速膨胀的模型，其中引力使宇宙收缩，暗能量（相当于排斥力）使宇宙膨胀。 根据你学过的知识回答下面的问题： （1）萨尔•波尔马特、布莱恩•施密特以及亚当•里斯在观测遥远超新星时，使用的长度单位是： ； （2）关于宇宙加速膨胀的模型，下列观点中正确的是 ； A．引力作用效果强 B．暗能量作用效果强 C．引力和暗能量作用效果相同 D．不能确定． 19. 如图所示，银河系是由群星和弥漫物质集合成的一个庞大天体系统。银河系发光部分的直径约（—光年），最大厚度约为，像一个中央凸起四周扁平的旋转铁饼。银河系中有大约颗恒星，太阳只是银河系中的一颗普通恒星。恒星彼此之间相距很远。离太阳最近的比邻星也有之遥。太阳也是一个发光星体，它实质上是—个热气体（严格说是等离子体）球，由里向外分别为太阳核反应层、辐射层、对流层、太阳大气层。 （1）是表示 （填“时间”“温度”“质量”“密度”或“长度”）的单位； （2）太阳光到达距太阳的比邻星需要的时间是 年； （3）若银河系发光部分的体积约为，则银河系中恒星的密度为 颗/； （4）目前人类使用的宇宙飞船的最快速度约为，则它从太阳系到最近的比邻星最少需要约 年。 20．阅读短文，回答问题： 宇宙大爆炸 宇宙由何而来？是困扰着现代物理学和天文学的一个难题。1946年，有科学家提出，宇宙起源于大约137亿年以前的一次大爆炸。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙在不断地膨胀，使物质从密到稀地演化，如同一次规模巨大的爆炸。 后来，科学家注意到，从我们所处的银河系观察，银河系外的星系（即河外星系）发出的光，绝大部分颜色会偏“红”，个别也有几个颜色偏“蓝”，分别称为“红移”和“蓝移”。理论分析表明，发生红移的河外星系，表示它在远离我们。蓝移则表示相应的星系在靠近我们。我们（银河系）之外的其他星系群和星系团中的星系几乎都表现出红移，而且离我们越远的星系，红移量越大。这似乎表明，绝大多数星系都在远离我们，而且离我们越远的星系，远离越快。天文学家通过反复观测，得出一条规律：河外星系远离我们的速度v与它到我们的距离s成正比，这条规律被称为哈勃定律，其数学表达式为v=Hs，式中H称为哈勃常数。哈勃定律的发现，有力支持了宇宙大爆炸学说。 根据上述材料，回答下列问题： （1）如果我们看到某个星系发出的光的颜色偏“红”，说明这个星系正在 我们； （2）小明根据哈勃定律，认为若以我们（银河系）为参照物，那么河外星系做 运动（选填“匀速”或“非匀速”）； （3）类比得出速度、密度单位的方法，可推理得出哈勃常数H的单位是 ； A．米（m）   B．秒（s）   C．米-1（m-1）   D．秒-1（） （4）由“v=Hs”及我们所学的速度公式，假设某星体在宇宙大爆炸后远离我们的时间为t，其计算式为t= （用“哈勃常数H”表示）。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $