10.4 浩瀚的宇宙（举一反三讲义）物理新教材沪粤版八年级下册

10.4 浩瀚的宇宙 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：从太阳系到银河系 2 知识点2：宇宙到底有多大 4 知识点3：开发新家园 6 【方法技巧】 7 方法技巧1 尺度层级记忆 7 方法技巧2 光年速记 8 方法技巧3 天体演化口诀 8 方法技巧4 中国航天成就速记 8 【巩固训练】 8 【基础题】 8 【提升题】 10 【真题链接】 15 【学习目标】 序号 学习目标 素养目标 1 知道太阳系的组成，了解太阳与地球的尺度关系 物理观念：建立太阳系结构认知 2 认识银河系的形状、尺度与组成 科学思维：理解星系层级与尺度概念 3 了解可观测宇宙的范围与天体数量级 物理观念：形成宇宙尺度的整体认知 4 知道天体演变，了解太阳生命周期与黑洞 科学思维：理解天体的诞生、成长与衰亡 5 了解我国航天重大成就，增强民族自豪感 科学态度：树立探索宇宙、建设新家园的理想 重点： 1．太阳系、银河系的结构与尺度 2．可观测宇宙的范围与数量级 3．我国航天探月、探火等重大成就 难点： 1．宇宙尺度（光年）的理解与换算 2．天体演化与黑洞概念的初步认识 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：从太阳系到银河系 1．太阳系结构 太阳系的诞生 太阳系是大约50亿年前由星际气体和尘埃构成的云状物形成的。引力的作用使云状物开始收缩，并且在云状物中心产生了一团高密度的球状气体，高密度区域的温度最终升高到足以引起核反应的程度，这时它便形成了我们这个系统中的恒星——太阳。同时，引力作用还使云状物以越来越快的速度旋转，在旋转过程中，云状物中的物质被展平成一个围绕着中心旋转的圆盘，盘中的物质又形成了太阳系中较小的天体，这些天体包括行星、小行星和彗星。 2．太阳系和银河系的结构 太阳系 银河系 组成 太阳系的成员包括一颗恒星、八大行星、六十六颗卫星、2 000 多颗小行星以及数量众多的彗星、流星和星际物质等。离太阳系最近的恒星“比邻星”距离地球约4.3 l.y.(光年) 银河系是由3 000 多亿颗恒星形成的巨大星系。银河系的尺度大约是1.0× 105 l.y.(光年)，相当于9.460 5×1017 km 光年(l.y.)：光在真空中一年走过的距离。1 l.y=9.4605×1012k m。 【典例1】下列不属于行星的是（　　） A．天王星 B．海王星 C．冥王星 D．地球 【答案】C 【解析】太阳系中的八大行星是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 【变式1】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 【解析】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。 【变式2】在太阳系的八大行星中，与地球相邻的是（　　） A．水星、金星 B．金星、火星 C．火星、天王星 D．金星、海王星 【答案】B 【解析】太阳系八大行星距太阳由近到远为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。因此与地球相邻的是金星和火星。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 知识点2：宇宙到底有多大 1．宇宙的尺度 人类能够观测到的范围：1.37×1010 l.y.(光年)。在这个可观测到的范围内有上千亿个星系。每个星系约有1 000 亿颗恒星，估计宇宙间恒星总数可达1022 个。 2．宇宙的层级结构 宇宙是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。宇宙是物质世界。它处于不断地运动和发展中，在空间上无边无界，在时间上无始无终。宇宙是多样而又统一的。它的多样性在于物质的表现形态；它的统一性在于其物质性。 “大爆炸宇宙论”认为：宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。1927年，比利时天文学家和宇宙学家勒梅特首次提出了宇宙大爆炸假说。1929年，美国天文学家哈勃根据假说提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。 【典例2】下列选项中，按空间尺度由大到小的顺序排列，正确的是（　　） A．人、电子、原子 B．太阳系、银河系、地球 C．原子、原子核、中子 D．质子、原子核、分子 【答案】C 【解析】宇宙中拥有数十亿个星系，银河系只是这数十亿个星系中的一个，太阳只不过是银河系中几千亿颗恒星中的一员，太阳周围存在八大行星，地球只是其中的一个；物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由原子核和核外电子组成的，原子核是由质子和中子组成的。按空间尺度由大到小的顺序排列，正确的是：银河系、太阳系、地球、人、分子、原子、原子核、中子，故C正确，ABD错误。故选C。 【变式1】宇宙是一个有 的天体结构系统。天体之间相距很远，天文学常用 作为长度单位。在银河系、宇宙、太阳系中尺度最大的是 。 【答案】 层次 光年 宇宙 【解析】[1][2]宇宙是一个有层次的天体结构系统；天体之间非常遥远，而光速是目前人类认知中速度最快的，所以我们用光在一年内传播的距离--光年来作为天文学中的长度单位。 [3] 地球属于太阳系一颗行星，太阳系属于银河系的一个星系，而银河系只是广袤宇宙的一个组成部分。在银河系、宇宙、太阳系中尺度最大的是宇宙。 【变式2】下列关于宇宙的认识正确的是（　　） A．太阳是宇宙的中心 B．我们认识到，宇宙是一个有层次的天体结构系统 C．如图，教材中用类比的思想方法说明宇宙在不断收缩 D．恒星的位置是固定不变的，太阳是银河系中数以千亿计恒星中的一颗普通的恒星 【答案】B 【解析】AB．整个宇宙都是运动的，宇宙有层次之分，是由无数天体组成，太阳是宇宙中的一颗恒星，不是宇宙的中心，故A错误，B正确； C．如图，气球充气不断膨胀，与之类似宇宙也在不断膨胀，故C错误； D．恒星也在高速地运动，故D错误。故选B。 知识点3：开发新家园 1．寻找“外星人” 据天文学家推算，除银河系外，可能还有1 000 多亿个星系！而每个星系里又包含几十亿甚至上百亿个星体，假如每个星系中只有一个星体上有生命，那么，宇宙空间至少有1 000亿个星体上存在生命。 2．人类走向太空历程 月球基地 太空站 “祝融号”火星车在火星上 【典例4】人类首次乘飞船进入太空的人是（　　） A．加加林 B．杨利伟 C．阿姆斯特朗 D．王亚平 【答案】A 【解析】世界上第一个乘坐宇宙飞船进入太空的是苏联宇航员加加林，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 【变式1】请阅读短文，回答问题。 “天问一号”探测器成功着陆 火星是太阳系中与地球最相似的行星，直径约为地球的53%，质量约为地球的11%，火星表面g为3.7N/kg。人类对火星的探测具有重大的科学意义。2021年5月15日，在经历了296天的太空之旅后，我国天问一号火星探测器所携带的祝融号火星车及其组合体，成功降落在火星的乌托邦平原，从进入火星大气到着陆火星表面是整个火星着陆过程中最为惊险的时刻。我国天问一号任务火星着陆分为气动减速、伞系减速、动力减速、悬停避障与缓速下降四个阶段，历时“惊魂九分钟”，如图甲图为探测器离轨着陆过程模拟图。后续，“祝融号”火星车将依次对着陆点全局成像、自检、驶离着陆平台并开展巡视探测。 （1）如图乙是我国自行研制的“祝融号”火星车，火星车有六个宽大的车轮，这是为了 。每个车轮表面凹凸不平，这是为了 ； （2）着陆巡视器在下降过程中，所受到的阻力为F，重力为G，则在伞系减速过程中，F G，在空中悬停过程中，F G（以上两空均选填“”、“”或“”）。 【答案】 减小压强 增大摩擦力 > = 【解析】（1）[1]火星车有六个宽大的车轮，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强。 [2]每个车轮表面凹凸不平，这是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。 （2）[3]根据力与运动的关系可知，在伞系减速过程中，所受到的阻力大于重力，即F>G。 [4]在空中悬停过程中，处于静止状态，可知所受到的阻力大小等于重力的大小，即F=G。 【方法技巧】 方法技巧1 尺度层级记忆 采用“从小到大”的层级记忆法，清晰区分宇宙各尺度的从属关系：地月系统 < 太阳系 < 银河系 < 可观测宇宙，逐级扩大，结合各层级的核心数据（如距离、数量），帮助快速记忆，避免混淆。 方法技巧2 光年速记 牢记核心要点：光年＝长度单位，不是时间单位；简单记忆换算关系：1 光年 ≈ 9.46×10¹² km，重点记住“光年衡量距离”这一核心，可通过对比“日地距离1.5×10⁸ km”，体会光年的庞大尺度。 方法技巧3 天体演化口诀 口诀记忆更高效：恒星一生：诞生、成长、衰亡；大星爆炸变黑洞，太阳中年正辉煌。口诀对应天体演化的核心内容，既能记住恒星的生命周期，也能区分太阳和黑洞的特点，朗朗上口，便于快速掌握。 方法技巧4 中国航天成就速记 分类记忆，清晰不混淆：嫦娥探月、天问探火、空间站驻留、未来建基地。每一类对应具体成就：嫦娥系列（探月、月壤、月球背面着陆）、天问一号+祝融号（探火）、中国空间站（长期驻留），结合时间和核心意义，加深记忆。 【巩固训练】 【基础题】 1．（2025·吉林·一模）下列天体中空间尺度最小的是（   ） A．宇宙 B．太阳 C．地球 D．月球 【答案】D 【解析】给出的天体中空间尺度从大到小的排列顺序为宇宙、太阳、地球、月球，空间尺度最小的是月球，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 2．（24-25九年级下·上海浦东新·月考）“但愿人长久，千里共婵娟。”中的“婵娟”属于（　　） A．恒星 B．行星 C．卫星 D．彗星 【答案】C 【解析】“但愿人长久，千里共婵娟。”中的“婵娟”指的是月球，月球是地球的卫星。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 3．（25-26八年级上·重庆·月考）物理学的发展使人们对客观世界的理解逐步深入。牛顿力学确立了 中运动与力的关系，量子力学使人们对 中物质的运动了解得更深入。下列正确的是（　　） A．自然界   宇宙 B．宏观世界    微观世界 C．太阳系   微观世界 D．微观世界    宏观世界 【答案】B 【解析】牛顿力学研究的是宏观物体的运动规律，如日常生活中的物体运动、天体运行等，属于宏观世界；而量子力学则用于描述微观粒子（如原子、电子等）的行为，属于微观世界，故ACD不符合题意，B符合题意。故选 B。 4．（24-25八年级下·安徽淮南·期末）“七星连珠”，顾名思义，指的是七颗行星在夜空中排列成一条直线的壮观景象。这里的“七星”通常指的是太阳系内的水星、金星、火星、木星、土星、天王星和海王星。“七星”属于 A．恒星 B．行星 C．彗星 D．卫星 【答案】B 【解析】水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星围绕太阳公转，所以连珠的七星都属于太阳系的行星。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B 5．（2025·江西九江·模拟预测）真空中光速为_______km/s。光年约为，光年是_______单位。 【答案】 长度 【解析】[1]真空中光速为。 [2]光年的定义是“光在真空中沿直线传播一年所经过的距离”，因此它是长度单位，用于描述天体间的距离等宏观尺度。 6．（25-26九年级下·全国·单元测试）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 【解析】[1]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。 [2]原子由原子核和绕着它转的电子组成。 7．（23-24八年级下·贵州贵阳·期末）2024年5月3日，长征五号运载火箭搭载嫦娥六号探测器成功发射，这是我国自行研制的探测器再次登陆______开展科考任务，这充分体现了我国蒸蒸日上的航天事业对人类探索宇宙做出了巨大贡献。 【答案】月球 【解析】2024年5月3日，长征五号运载火箭搭载嫦娥六号探测器成功发射，这是我国自行研制的探测器再次登陆月球开展科考任务，这充分体现了我国蒸蒸日上的航天事业对人类探索宇宙做出了巨大贡献。 8．（22-23九年级·上海·一轮复习）在太阳系中，太阳是恒星，地球是___________星，水星是___________星。（均选填“恒”、“行”或“卫”）。依据卢瑟福的原子行星模型理论，在原子中绕核高速旋转的是___________。 【答案】 行 行 电子 【解析】[1][2]由太阳系中九大行星可得，地球是行星，水星是行星。 [3]在原子内部，电子绕原子核高速旋转。 【提升题】 9．（2025·黑龙江大庆·三模）下列关于粒子和宇宙的说法中，正确的是（　　） A．哥白尼提出了“地心说”，认为地球居于中心，太阳和其他行星围绕地球转动 B．在探索比原子更小的微观粒子的历程中，汤姆孙首先发现了质子 C．质子、中子和电子就像行星绕太阳运动一样在绕原子核运动 D．按照尺度的数量级由大到小排列:银河系、地球、分子、原子核 【答案】D 【解析】A．哥白尼提出的是“日心说”，认为太阳居于中心，地球和其他行星围绕太阳转动，而“地心说”是托勒密提出的，故A错误； B．在探索比原子更小的微观粒子的历程中，汤姆孙首先发现了电子，而不是质子，故B错误； C．电子像行星绕太阳运动一样在绕原子核运动，质子和中子组成原子核，故C错误； D．银河系是巨大的星系，地球是太阳系中的行星，分子由原子组成，原子由原子核和核外电子组成，所以按照尺度的数量级由大到小排列为：银河系、地球、分子、原子核，故D正确。故选 D。 10．（24-25八年级下·山东临沂·期末）关于粒子与宇宙，下列说法正确的是（　　） A．石灰石能被粉碎成粉末，说明分子很小 B．原子是构成物质的最小微粒 C．空间站绕地球做圆周运动，说明地球是宇宙的中心 D．两个表面光滑的铅块相互压紧后会粘在一起，说明分子间存在引力 【答案】D 【解析】A．石灰石能被粉碎成粉末，但仍是宏观世界的物质，不能说明分子很小，故A错误； B．分子和原子是构成物质的最小微粒，故B错误； C．空间站虽然绕地球做圆周运动，但地球并不是宇宙的中心，故C错误； D．分子间存在着相互作用的引力和斥力，所以两个表面光滑的铅块相互压紧后会粘在一起，可以说明分子间存在引力，故D正确。故选D。 11．（24-25八年级下·广西柳州·期末）“离太阳系最近的恒星是半人马座的比邻星，它距离我们4.2光年。”由此可知（　　） A．比邻星是个黑洞 B．比邻星是银河系的成员之一 C．比邻星位于太阳与地球之间 D．目前的人类飞行器从地球飞到比邻星需要4.2年 【答案】B 【解析】A．比邻星是半人马座的一颗恒星，能自行发光，而黑洞不会发光，故A不符合题意； B．银河系包含太阳系及大量恒星，半人马座位于银河系内，因此比邻星属于银河系，故B符合题意； C．太阳与地球的平均距离约1.5×108km（约8光分），而比邻星距离地球4.2光年（约4×1013km），远大于日地距离，故C不符合题意； D．飞行器的速度远远低于光速，若飞行器速度为光速的0.1%，则飞行器从地球飞到比邻星需要的时间 远超过4.2年，故D不符合题意。故选B。 12．（24-25八年级下·江苏徐州·期末）十六世纪，哥白尼在长期天文观测和计算的基础上，质疑“地心说”，提出了______。天体之间相距遥远，天文学中采用______作为长度单位。大多数宇宙学家认为，宇宙诞生于约138亿年前的一次______。 【答案】 日心说 光年 大爆炸 【解析】[1]16世纪，哥白尼在长期天文观测和计算的基础上，质疑“地心说”，提出了日心说。该学说认为太阳处于宇宙的中心，地球和其它行星都绕太阳运动。 [2] 由于天体之间相距遥远，天文学中采用光年作为长度单位。其中，光年是光在真空中一年所走的距离，常用于量度宇宙中较大的距离尺度。 [3]大多数宇宙学家认为，宇宙诞生于约138亿年前的一次大爆炸。宇宙是由一个致密炽热的奇点于大爆炸后膨胀形成的，大爆炸后宇宙不断演化，逐渐形成了我们现在看到的宇宙形态。 13．（2025·陕西延安·三模）太阳系的结构和原子的 _______ 结构模型相似。空间站围绕地球飞行，地球 _______ （选填“是”或“不是”）宇宙的中心。 【答案】 核式 不是 【解析】[1]太阳系中太阳位于中心，质量巨大，行星围绕太阳公转；原子中原子核位于中心，由质子和中子组成，质量也集中在原子核，电子围绕原子核旋转，所以太阳系的结构和原子的核式结构模型相似。 [2]地球不是宇宙的中心，随着科学技术的发展，人类对宇宙的认识不断深入，发现地球只是太阳系中的一颗行星，太阳也不是宇宙的中心，银河系也只是可观测宇宙中的一部分。 14．（2025·上海静安·二模）在太阳系中，地球属于___________（选填“恒星”或“行星”）。如图所示的是氦原子的行星模型示意图，在原子核外绕核高速旋转的是___________（选填“电子”或“质子”），它带___________电荷（选填“正”或“负”）。 【答案】 行星 电子 负 【解析】[1]由太阳系中九大行星可得，地球是行星。 [2]在原子内部，电子绕原子核高速旋转，质子是原子核的组成部分。 [3]质子带正电，电子带负电，中子不带电。 15．（2025·云南昆明·三模）阅读《宇宙大爆炸》，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。大爆炸理论是现代宇宙学中最有影响的一种学说。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，但是科学家一直没有找到支持大爆炸理论的直接证据。 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，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）大爆炸理论认为宇宙在______，如同一次规模巨大的爆炸。 （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．（） D．（） （4）若距离我们约33亿光年的“长蛇Ⅱ星系团”远离我们的速度约为，则距离我们约22亿光年的“牧夫座星系团”，远离我们的速度约为______km/s。 【答案】（1）远离；（2）不断膨胀；（3）D；（4）4×104 【解析】（1）科学家们发现了红移现象，就是远距离星球射向地球的光以红光为多，近距离的则以蓝光为主，根据红移理论说明了星球在远离地球。 （2）由题意可知，大爆炸理论认为在宇宙在不断地膨胀，如同一次规模巨大的爆炸。 （3）根据哈勃定律得，得出哈勃常数H的单位是秒（），故选D。 （4）恒星或星系远离我们的速度与它跟我们之间的距离成正比，则有 代入数据有 解得“牧夫座星系团”远离我们的速度约为4×104 km/s。 16．（2025·山西大同·二模）阅读短文，回答问题。 黑洞与宇宙 分布在世界各地的射电望远镜组成了一台巨大的虚拟望远镜，其口径相当于地球直径，该望远镜“拍照”的重点黑洞对象之一是位于银河系中心的“人马座A”。 黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程：某一个恒星在准备灭亡时，核心在自身重力作用下迅速收缩、塌陷，发生强力爆炸，当核心中所有物质都变成中子时，收缩过程立即停止，核心被压缩成一个密实的星体，内部的空间和时间也被压缩了。在黑洞情况下，恒星核心的质量大到使收缩过程能无休止地进行下去，连中子间的排斥力也无法阻挡。中子本身在自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质，由于高质量而产生的引力，使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。 黑洞是宇宙众多天体的一种，“宇宙大爆炸”理论认为，宇宙是由一个致密炽热的点在一次大爆炸后膨胀形成的。不同星体远离我们的速度与它到我们的距离s成正比，即v=Hs，式中H为一个常数，称为哈勃常数。假设大爆炸后各星体以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在离我们越远。 （1）在银河系中心的天体是 ； A．中子星 B．太阳 C．黑洞 D．恒星 （2）假设一艘宇宙飞船靠近黑洞，它的质量________（选填“变大”“不变”或“变小”）； （3）在黑洞形成的过程中，密度会________（选填“变大”“不变”或“变小”）； （4）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⁻1（s⁻1） C． D．秒（s） 【答案】（1）C；（2）不变；（3）变大；（4）B 【解析】（1）由材料可知，在银河系中心的天体是“人马座A”，属于黑洞对象之一，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选C。 （2）质量是物体的一种属性，物体的质量不随形状、物态和位置、体积的变化而改变，因此假设一艘宇宙飞船靠近黑洞，它的质量会不变。 （3）由材料可知，在黑洞情况下，恒星核心的质量大到使收缩过程能无休止地进行下去，连中子间的排斥力也无法阻挡。中子本身在自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质，由于高质量而产生的引力，使得任何靠近它的物体都会被它吸进去，所以在黑洞形成的过程中，密度会变大。 （4）不同星体远离我们的速度与它到我们的距离s成正比，即v=Hs，由此可知，速度的单位是m/s，路程的单位是m，可推理得出哈勃常数H的单位是秒-1（s-1），故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 【真题链接】 17．（2025·宁夏·中考真题）以下选项中，空间尺度最大的是（　　） A．太阳系 B．银河系 C．月亮 D．太阳 【答案】B 【解析】月球是地球的卫星，地球是太阳周围的一颗行星，绕着太阳转动，地球和月球称为地月系，它小于太阳系，太阳是太阳系中的唯一一颗恒星，太阳系除了太阳之外，还有行星、卫星、彗星等，太阳系是银河系中的一个星系，太阳系小于银河系，所以空间尺度最大的是银河系，故B符合体验，ACD不符合题意。故选B。 18．（2025·吉林长春·中考真题）下列物体空间尺度最小的是（　　） A．太阳 B．地球 C．月球 D．篮球 【答案】D 【解析】太阳、地球、月球都是星球，尺度较大，地球是太阳的行星，月球是地球的卫星，篮球不是星球，尺度较小，所以尺度最小的是篮球，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 19．（2025·吉林·中考真题）下列物体中，空间尺度最大的是（　　） A．太阳系 B．人 C．原子核 D．地球 【答案】A 【解析】太阳系包含地球等天体，空间尺度极大； 人是地球上的生物个体，空间尺度远小于地球； 原子核是原子的核心部分，空间尺度极小； 地球是太阳系中的行星，空间尺度小于太阳系。 所以空间尺度最大的是太阳系，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 20．（2024·上海·中考真题）地球上的科学家可以通过________和天宫空间站中的宇航员进行交流，地球在太阳系里属于________（选填“行星”或“卫星”或“恒星”），若空间站在太空中执行任务时，撞到较小的太空垃圾，太空垃圾会被“撞飞”，说明力可以改变物体的________。 【答案】 电磁波 行星 运动状态 【解析】[1]电磁波可以在真空中传播，所以地球上的科学家可以通过电磁波和天宫空间站中的宇航员进行交流。 [2]太阳是太阳系的中心，太阳是一颗恒星，地球是太阳系中的一颗行星。 [3]若空间站在太空中执行任务时，撞到较小的太空垃圾，太空垃圾会被“撞飞”，说明力可以改变物体的运动状态。 21．（2024·北京·中考真题）请阅读《宇宙灯塔——脉冲星》并回答问题。 宇宙灯塔——脉冲星 截至2024年5月，有“中国天眼”之称的500m口径球面射电望远镜（FAST）发现的新脉冲星数量突破900颗，这些发现，极大拓展了人类观察宇宙视野的极限。 “中国天眼”紧盯的脉冲星是什么？脉冲星是一类高速自转的天体，具有极强的磁场，它高速自转时就在两磁极处形成了方向性很强的锥形电磁波束（如图甲所示）。由于两个电磁波束会随着脉冲星的高速自转而一起转动，它们就会像灯塔发出的两束光一样扫过宇宙空间。电磁波束每扫过地球上的射电望远镜一次，射电望远镜就会收到一个脉冲信号（如图乙所示），脉冲星便以此而得名。 脉冲星具有极其稳定的自转周期（自转一圈所用的时间），部分脉冲星的自转周期约3亿年仅变化0.1ms，因此可将脉冲星作为计时基准。 脉冲星还是宇宙中的“探针”，可应用于探测引力波。宇宙中的超大质量天体加速运动时，会产生引力波。引力波信号极其微弱，特别是纳赫兹（Hz）引力波，难以直接观测。但是，引力波会使我们收到的脉冲星的脉冲信号发生变化。我国科学家通过综合分析多个脉冲星脉冲信号的变化，于2023年6月找到了纳赫兹引力波存在的关键证据。 越来越多被发现的脉冲星，犹如宇宙中不断被点亮的灯塔，引领我们揭开更多暗藏在宇宙中的秘密。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）电磁波束每扫过射电望远镜一次，射电望远镜就会收到一个________，脉冲星便以此而得名； （2）脉冲星能够作为计时基准是因为它具有________； （3）科学家找到纳赫兹引力波存在的关键证据的研究方法在初中物理的学习过程中也用到过，请类比研究条形磁体周围磁场分布的方法，补全表格中①②的内容_________； 研究对象 条形磁体的磁场 纳赫兹引力波 观测“设备” 人眼 中国天眼 探测工具 铁屑 ① 可观测证据 铁屑有规则地排列 ② 推理得到的结论 条形磁体周圆的磁场有规律分布 纳赫兹引力波存在 【答案】（1）脉冲信号；（2）脉冲星具有极其稳定的自转周期；（3）脉冲星，收到的脉冲星的脉冲信号发生变化 【解析】（1）根据题文可知，电磁波束每扫过地球上的射电望远镜一次，射电望远镜就会收到一个脉冲信号。 （2）由题文可知，脉冲星具有极其稳定的自转周期（自转一圈所用的时间），部分脉冲星的自转周期约3亿年仅变化0.1ms，因此可将脉冲星作为计时基准。 （3）根据题文可知，脉冲星还是宇宙中的“探针”，可应用于探测引力波，类比铁屑研究磁场的分布；收到的脉冲星的脉冲信号发生变化，从而找到了纳赫兹引力波存在的关键证据。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 10.4 浩瀚的宇宙 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：从太阳系到银河系 2 知识点2：宇宙到底有多大 4 知识点3：开发新家园 5 【方法技巧】 6 方法技巧1 尺度层级记忆 6 方法技巧2 光年速记 6 方法技巧3 天体演化口诀 6 方法技巧4 中国航天成就速记 7 【巩固训练】 7 【基础题】 7 【提升题】 8 【真题链接】 10 【学习目标】 序号 学习目标 素养目标 1 知道太阳系的组成，了解太阳与地球的尺度关系 物理观念：建立太阳系结构认知 2 认识银河系的形状、尺度与组成 科学思维：理解星系层级与尺度概念 3 了解可观测宇宙的范围与天体数量级 物理观念：形成宇宙尺度的整体认知 4 知道天体演变，了解太阳生命周期与黑洞 科学思维：理解天体的诞生、成长与衰亡 5 了解我国航天重大成就，增强民族自豪感 科学态度：树立探索宇宙、建设新家园的理想 重点： 1．太阳系、银河系的结构与尺度 2．可观测宇宙的范围与数量级 3．我国航天探月、探火等重大成就 难点： 1．宇宙尺度（光年）的理解与换算 2．天体演化与黑洞概念的初步认识 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：从太阳系到银河系 1．太阳系结构 太阳系的诞生 太阳系是大约50亿年前由星际气体和尘埃构成的云状物形成的。引力的作用使云状物开始收缩，并且在云状物中心产生了一团高密度的球状气体，高密度区域的温度最终升高到足以引起核反应的程度，这时它便形成了我们这个系统中的恒星——太阳。同时，引力作用还使云状物以越来越快的速度旋转，在旋转过程中，云状物中的物质被展平成一个围绕着中心旋转的圆盘，盘中的物质又形成了太阳系中较小的天体，这些天体包括行星、小行星和彗星。 2．太阳系和银河系的结构 太阳系 银河系 组成 太阳系的成员包括一颗恒星、八大行星、六十六颗卫星、2 000 多颗小行星以及数量众多的彗星、流星和星际物质等。离太阳系最近的恒星“比邻星”距离地球约4.3 l.y.(光年) 银河系是由3 000 多亿颗恒星形成的巨大星系。银河系的尺度大约是1.0× 105 l.y.(光年)，相当于9.460 5×1017 km 光年(l.y.)：光在真空中一年走过的距离。1 l.y=9.4605×1012k m。 【典例1】下列不属于行星的是（　　） A．天王星 B．海王星 C．冥王星 D．地球 【变式1】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 【变式2】在太阳系的八大行星中，与地球相邻的是（　　） A．水星、金星 B．金星、火星 C．火星、天王星 D．金星、海王星 知识点2：宇宙到底有多大 1．宇宙的尺度 人类能够观测到的范围：1.37×1010 l.y.(光年)。在这个可观测到的范围内有上千亿个星系。每个星系约有1 000 亿颗恒星，估计宇宙间恒星总数可达1022 个。 2．宇宙的层级结构 宇宙是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。宇宙是物质世界。它处于不断地运动和发展中，在空间上无边无界，在时间上无始无终。宇宙是多样而又统一的。它的多样性在于物质的表现形态；它的统一性在于其物质性。 “大爆炸宇宙论”认为：宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。1927年，比利时天文学家和宇宙学家勒梅特首次提出了宇宙大爆炸假说。1929年，美国天文学家哈勃根据假说提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。 【典例2】下列选项中，按空间尺度由大到小的顺序排列，正确的是（　　） A．人、电子、原子 B．太阳系、银河系、地球 C．原子、原子核、中子 D．质子、原子核、分子 【变式1】宇宙是一个有 的天体结构系统。天体之间相距很远，天文学常用 作为长度单位。在银河系、宇宙、太阳系中尺度最大的是 。 【变式2】下列关于宇宙的认识正确的是（　　） A．太阳是宇宙的中心 B．我们认识到，宇宙是一个有层次的天体结构系统 C．如图，教材中用类比的思想方法说明宇宙在不断收缩 D．恒星的位置是固定不变的，太阳是银河系中数以千亿计恒星中的一颗普通的恒星 知识点3：开发新家园 1．寻找“外星人” 据天文学家推算，除银河系外，可能还有1 000 多亿个星系！而每个星系里又包含几十亿甚至上百亿个星体，假如每个星系中只有一个星体上有生命，那么，宇宙空间至少有1 000亿个星体上存在生命。 2．人类走向太空历程 月球基地 太空站 “祝融号”火星车在火星上 【典例4】人类首次乘飞船进入太空的人是（　　） A．加加林 B．杨利伟 C．阿姆斯特朗 D．王亚平 【变式1】请阅读短文，回答问题。 “天问一号”探测器成功着陆 火星是太阳系中与地球最相似的行星，直径约为地球的53%，质量约为地球的11%，火星表面g为3.7N/kg。人类对火星的探测具有重大的科学意义。2021年5月15日，在经历了296天的太空之旅后，我国天问一号火星探测器所携带的祝融号火星车及其组合体，成功降落在火星的乌托邦平原，从进入火星大气到着陆火星表面是整个火星着陆过程中最为惊险的时刻。我国天问一号任务火星着陆分为气动减速、伞系减速、动力减速、悬停避障与缓速下降四个阶段，历时“惊魂九分钟”，如图甲图为探测器离轨着陆过程模拟图。后续，“祝融号”火星车将依次对着陆点全局成像、自检、驶离着陆平台并开展巡视探测。 （1）如图乙是我国自行研制的“祝融号”火星车，火星车有六个宽大的车轮，这是为了 。每个车轮表面凹凸不平，这是为了 ； （2）着陆巡视器在下降过程中，所受到的阻力为F，重力为G，则在伞系减速过程中，F G，在空中悬停过程中，F G（以上两空均选填“”、“”或“”）。 【方法技巧】 方法技巧1 尺度层级记忆 采用“从小到大”的层级记忆法，清晰区分宇宙各尺度的从属关系：地月系统 < 太阳系 < 银河系 < 可观测宇宙，逐级扩大，结合各层级的核心数据（如距离、数量），帮助快速记忆，避免混淆。 方法技巧2 光年速记 牢记核心要点：光年＝长度单位，不是时间单位；简单记忆换算关系：1 光年 ≈ 9.46×10¹² km，重点记住“光年衡量距离”这一核心，可通过对比“日地距离1.5×10⁸ km”，体会光年的庞大尺度。 方法技巧3 天体演化口诀 口诀记忆更高效：恒星一生：诞生、成长、衰亡；大星爆炸变黑洞，太阳中年正辉煌。口诀对应天体演化的核心内容，既能记住恒星的生命周期，也能区分太阳和黑洞的特点，朗朗上口，便于快速掌握。 方法技巧4 中国航天成就速记 分类记忆，清晰不混淆：嫦娥探月、天问探火、空间站驻留、未来建基地。每一类对应具体成就：嫦娥系列（探月、月壤、月球背面着陆）、天问一号+祝融号（探火）、中国空间站（长期驻留），结合时间和核心意义，加深记忆。 【巩固训练】 【基础题】 1．（2025·吉林·一模）下列天体中空间尺度最小的是（   ） A．宇宙 B．太阳 C．地球 D．月球 2．（24-25九年级下·上海浦东新·月考）“但愿人长久，千里共婵娟。”中的“婵娟”属于（　　） A．恒星 B．行星 C．卫星 D．彗星 3．（25-26八年级上·重庆·月考）物理学的发展使人们对客观世界的理解逐步深入。牛顿力学确立了 中运动与力的关系，量子力学使人们对 中物质的运动了解得更深入。下列正确的是（　　） A．自然界   宇宙 B．宏观世界    微观世界 C．太阳系   微观世界 D．微观世界    宏观世界 4．（24-25八年级下·安徽淮南·期末）“七星连珠”，顾名思义，指的是七颗行星在夜空中排列成一条直线的壮观景象。这里的“七星”通常指的是太阳系内的水星、金星、火星、木星、土星、天王星和海王星。“七星”属于 A．恒星 B．行星 C．彗星 D．卫星 5．（2025·江西九江·模拟预测）真空中光速为_______km/s。光年约为，光年是_______单位。 6．（25-26九年级下·全国·单元测试）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。 7．（23-24八年级下·贵州贵阳·期末）2024年5月3日，长征五号运载火箭搭载嫦娥六号探测器成功发射，这是我国自行研制的探测器再次登陆______开展科考任务，这充分体现了我国蒸蒸日上的航天事业对人类探索宇宙做出了巨大贡献。 8．（22-23九年级·上海·一轮复习）在太阳系中，太阳是恒星，地球是___________星，水星是___________星。（均选填“恒”、“行”或“卫”）。依据卢瑟福的原子行星模型理论，在原子中绕核高速旋转的是___________。 【提升题】 9．（2025·黑龙江大庆·三模）下列关于粒子和宇宙的说法中，正确的是（　　） A．哥白尼提出了“地心说”，认为地球居于中心，太阳和其他行星围绕地球转动 B．在探索比原子更小的微观粒子的历程中，汤姆孙首先发现了质子 C．质子、中子和电子就像行星绕太阳运动一样在绕原子核运动 D．按照尺度的数量级由大到小排列:银河系、地球、分子、原子核 10．（24-25八年级下·山东临沂·期末）关于粒子与宇宙，下列说法正确的是（　　） A．石灰石能被粉碎成粉末，说明分子很小 B．原子是构成物质的最小微粒 C．空间站绕地球做圆周运动，说明地球是宇宙的中心 D．两个表面光滑的铅块相互压紧后会粘在一起，说明分子间存在引力 11．（24-25八年级下·广西柳州·期末）“离太阳系最近的恒星是半人马座的比邻星，它距离我们4.2光年。”由此可知（　　） A．比邻星是个黑洞 B．比邻星是银河系的成员之一 C．比邻星位于太阳与地球之间 D．目前的人类飞行器从地球飞到比邻星需要4.2年 12．（24-25八年级下·江苏徐州·期末）十六世纪，哥白尼在长期天文观测和计算的基础上，质疑“地心说”，提出了______。天体之间相距遥远，天文学中采用______作为长度单位。大多数宇宙学家认为，宇宙诞生于约138亿年前的一次______。 13．（2025·陕西延安·三模）太阳系的结构和原子的 _______ 结构模型相似。空间站围绕地球飞行，地球 _______ （选填“是”或“不是”）宇宙的中心。 14．（2025·上海静安·二模）在太阳系中，地球属于___________（选填“恒星”或“行星”）。如图所示的是氦原子的行星模型示意图，在原子核外绕核高速旋转的是___________（选填“电子”或“质子”），它带___________电荷（选填“正”或“负”）。 15．（2025·云南昆明·三模）阅读《宇宙大爆炸》，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。大爆炸理论是现代宇宙学中最有影响的一种学说。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，但是科学家一直没有找到支持大爆炸理论的直接证据。 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，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）大爆炸理论认为宇宙在______，如同一次规模巨大的爆炸。 （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．（） D．（） （4）若距离我们约33亿光年的“长蛇Ⅱ星系团”远离我们的速度约为，则距离我们约22亿光年的“牧夫座星系团”，远离我们的速度约为______km/s。 16．（2025·山西大同·二模）阅读短文，回答问题。 黑洞与宇宙 分布在世界各地的射电望远镜组成了一台巨大的虚拟望远镜，其口径相当于地球直径，该望远镜“拍照”的重点黑洞对象之一是位于银河系中心的“人马座A”。 黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程：某一个恒星在准备灭亡时，核心在自身重力作用下迅速收缩、塌陷，发生强力爆炸，当核心中所有物质都变成中子时，收缩过程立即停止，核心被压缩成一个密实的星体，内部的空间和时间也被压缩了。在黑洞情况下，恒星核心的质量大到使收缩过程能无休止地进行下去，连中子间的排斥力也无法阻挡。中子本身在自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质，由于高质量而产生的引力，使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。 黑洞是宇宙众多天体的一种，“宇宙大爆炸”理论认为，宇宙是由一个致密炽热的点在一次大爆炸后膨胀形成的。不同星体远离我们的速度与它到我们的距离s成正比，即v=Hs，式中H为一个常数，称为哈勃常数。假设大爆炸后各星体以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在离我们越远。 （1）在银河系中心的天体是 ； A．中子星 B．太阳 C．黑洞 D．恒星 （2）假设一艘宇宙飞船靠近黑洞，它的质量________（选填“变大”“不变”或“变小”）； （3）在黑洞形成的过程中，密度会________（选填“变大”“不变”或“变小”）； （4）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⁻1（s⁻1） C． D．秒（s） 【真题链接】 17．（2025·宁夏·中考真题）以下选项中，空间尺度最大的是（　　） A．太阳系 B．银河系 C．月亮 D．太阳 18．（2025·吉林长春·中考真题）下列物体空间尺度最小的是（　　） A．太阳 B．地球 C．月球 D．篮球 19．（2025·吉林·中考真题）下列物体中，空间尺度最大的是（　　） A．太阳系 B．人 C．原子核 D．地球 20．（2024·上海·中考真题）地球上的科学家可以通过________和天宫空间站中的宇航员进行交流，地球在太阳系里属于________（选填“行星”或“卫星”或“恒星”），若空间站在太空中执行任务时，撞到较小的太空垃圾，太空垃圾会被“撞飞”，说明力可以改变物体的________。 21．（2024·北京·中考真题）请阅读《宇宙灯塔——脉冲星》并回答问题。 宇宙灯塔——脉冲星 截至2024年5月，有“中国天眼”之称的500m口径球面射电望远镜（FAST）发现的新脉冲星数量突破900颗，这些发现，极大拓展了人类观察宇宙视野的极限。 “中国天眼”紧盯的脉冲星是什么？脉冲星是一类高速自转的天体，具有极强的磁场，它高速自转时就在两磁极处形成了方向性很强的锥形电磁波束（如图甲所示）。由于两个电磁波束会随着脉冲星的高速自转而一起转动，它们就会像灯塔发出的两束光一样扫过宇宙空间。电磁波束每扫过地球上的射电望远镜一次，射电望远镜就会收到一个脉冲信号（如图乙所示），脉冲星便以此而得名。 脉冲星具有极其稳定的自转周期（自转一圈所用的时间），部分脉冲星的自转周期约3亿年仅变化0.1ms，因此可将脉冲星作为计时基准。 脉冲星还是宇宙中的“探针”，可应用于探测引力波。宇宙中的超大质量天体加速运动时，会产生引力波。引力波信号极其微弱，特别是纳赫兹（Hz）引力波，难以直接观测。但是，引力波会使我们收到的脉冲星的脉冲信号发生变化。我国科学家通过综合分析多个脉冲星脉冲信号的变化，于2023年6月找到了纳赫兹引力波存在的关键证据。 越来越多被发现的脉冲星，犹如宇宙中不断被点亮的灯塔，引领我们揭开更多暗藏在宇宙中的秘密。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）电磁波束每扫过射电望远镜一次，射电望远镜就会收到一个________，脉冲星便以此而得名； （2）脉冲星能够作为计时基准是因为它具有________； （3）科学家找到纳赫兹引力波存在的关键证据的研究方法在初中物理的学习过程中也用到过，请类比研究条形磁体周围磁场分布的方法，补全表格中①②的内容_________； 研究对象 条形磁体的磁场 纳赫兹引力波 观测“设备” 人眼 中国天眼 探测工具 铁屑 ① 可观测证据 铁屑有规则地排列 ② 推理得到的结论 条形磁体周圆的磁场有规律分布 纳赫兹引力波存在 / 学科网（北京）股份有限公司 $