3.3 人类对宇宙的探索（2）——银河系和河外星系 学案2026-2027学年浙教版科学七年级上册

该初中科学导学案聚焦银河系与河外星系，引导学生掌握星系分类（旋涡、椭圆、不规则，银河系属旋涡）、银河系参数（直径10万光年，太阳距中心2.6万光年）、宇宙层次结构及北斗七星与北极星规律。通过课前预习填空梳理基础，课堂探究活动（如天体系统排序、尺度计算）搭建学习支架，衔接前后知识。 资料以科学观念为核心，通过“时光回溯”现象理解宇宙尺度，结合科学思维设计探究计算（如光速穿越银河系）培养推理论证能力，探究实践环节安排课后观察北斗七星任务。习题分基础与能力层，含模拟题，助力学生构建知识体系，提升科学探究与自主学习素养。

3.3 人类对宇宙的探索（2）——银河系和河外星系 学案 班级：________ 姓名：________ 日期：________ 一、学习目标 1. 说出星系的定义和三大分类（旋涡星系、椭圆星系、不规则星系），知道银河系属于旋涡星系。 2. 记住银河系的基本参数（直径约10万光年、太阳距中心约2.6万光年），理解银河系的结构和形状。 3. 说出宇宙的层次结构（地月系→太阳系→银河系→河外星系→宇宙），理解"时光回溯"现象。 4. 记住北斗七星斗柄四季指向规律（春东夏南秋西冬北），掌握找北极星的方法（斗前两星延伸5倍）。 二、课前预习 （一）星系 1. 星系是由_______________、_______________、_______________、_______________和_______________在_______________作用下聚集在一起形成的大型天体系统。________________________________ 2. 星系可分为三大类：_______________星系（如银河系）、_______________星系（如M87）、_______________星系（如大小麦哲伦云）。其中银河系属于_______________星系。________________________________ （二）银河系 3. 银河系的直径约为_______________光年，中心厚度约为_______________光年。银河系由_______________颗像太阳一样的恒星组成。________________________________ 4. 太阳距银河系中心的距离约为_______________光年，太阳绕银河系中心转一圈需要约_______________年。________________________________ 5. 离太阳最近的恒星是_______________，与太阳相距约_______________光年。________________________________ 6. 银河系从侧面看呈_______________状（像一个_______________），从上方俯视能看到_______________结构。我们_______________（能/不能）在地球上直接看到银河系的旋涡结构，原因是_______________。________________________________ （三）河外星系与宇宙层次 7. 1919年，_______________用望远镜测定_______________的距离，发现它远大于银河系直径，证明它位于银河系之外。________________________________ 8. 宇宙中有_______________个星系（已发现上千亿个）。仅北斗七星范围内估计就有_______________个星系。________________________________ 9. 宇宙的层次结构（从小到大）：_______________ → _______________ → _______________ → _______________ → _______________。________________________________ 10. 仙女星系距离地球约_______________光年，这意味着我们看到的仙女星系是约_______________年前的景象。这叫做"_______________"现象。________________________________ （四）北斗七星与北极星 11. 北斗七星位于_______________座，呈_______________状，共有_______________颗星。________________________________ 12. 北斗七星斗柄四季指向：春→_______________、夏→_______________、秋→_______________、冬→_______________。口诀：_______________。________________________________ 13. 找北极星的方法：把北斗七星中斗_______________的两星连线，向_______________方向延伸约_______________倍距离，即可找到北极星。北极星位于_______________座。________________________________ 我的疑问 ________________________________________ ________________________________________ 三、课堂探究 探究一：天体系统层次比较 请将下列天体系统按从小到大的顺序排列： ①银河系 ②地月系 ③河外星系 ④宇宙 ⑤太阳系 正确顺序（从小到大）：_______________ → _______________ → _______________ → _______________ → _______________。 思考：地球属于哪一级天体系统？太阳属于哪一级？银河系属于哪一级？ 探究二：银河系尺度计算 已知：光速约为3×10^8m/s，1光年≈9.46×10^12km。 （1）银河系直径约1.0×10^5光年，用光速飞行穿越整个银河系需要多少年？ 答：_______________ × 9.46×10^12km ÷ 3×10^8m/s ≈ _______________年。 （2）太阳距银河系中心约2.6×10^4光年，光从太阳到达银河系中心需要约_______________年。 （3）如果我们以100km/h的速度开车前往银河系中心（不考虑任何障碍），需要约_______________年。提示：约2.8×10^11年——远比宇宙年龄138亿年要长得多，感受宇宙的浩瀚。 探究三：时光回溯 仙女星系距离地球约250万光年。 （1）光从仙女星系出发，需要传播_______________年才能到达地球。 （2）这意味着我们现在看到的仙女星系，是它_______________年前的样子。 （3）如果某个外星文明在100光年外的星球上用超级望远镜观察地球，他们能看到地球_______________年前（哪一年）的景象？ （4）如果想看到2.5亿年前地球上的恐龙时代，需要观察多远的星球？ 四、课堂练习 A组 基础巩固 1. 银河系属于（ ）。A.旋涡星系 B.椭圆星系 C.不规则星系 D.棒旋星系 2. 关于银河系的大小，下列说法正确的是（ ）。A.直径约10万光年 B.直径约1万光年 C.直径约100万光年 D.直径约1亿光年 3. 太阳位于银河系的（ ）。A.中心 B.旋臂上 C.边缘外侧 D.无法确定 4. 北斗七星斗柄在秋季指向（ ）。A.东方 B.南方 C.西方 D.北方 B组 能力提高 5.（2024·宁波模拟）下列说法错误的是（ ）。A.河外星系谱线红移可推断星系之间正在相互退行远离 B.从侧面看，银河系主体像一个中间凸起的大透镜 C.太阳黑子、日珥等太阳活动对人类的生产、生活没有影响 D."天宫二号"、"天舟一号"等都是探索宇宙奥秘的航天器 6. 仙女星系距离地球约250万光年。这意味着（ ）。A.仙女星系现在正在消亡 B.我们看到的是250万年前的仙女星系 C.光从仙女星系到达地球需要250年 D.仙女星系是银河系的一部分 7. 为什么在地球上无法看到银河系的旋涡结构？________________________________________________________________________________________________________________________。 8. 如果你在夜晚迷路了，如何利用北斗七星找到北方？请写出步骤。________________________________________________________________________________________________________________________。 五、课堂小结（请自己填写） 1. 星系分类：旋涡星系、_______________星系、_______________星系。银河系属于_______________星系。________________________________ 2. 银河系直径约_______________光年，太阳距中心约_______________光年。银河系从侧面看呈_______________状。________________________________ 3. 宇宙层次：地月系 → _______________ → 银河系 → _______________ → _______________。________________________________ 4. 时光回溯：仙女星系距地球约_______________光年，我们看到的是约_______________年前的它。________________________________ 5. 北斗七星斗柄四季指向口诀：_______________。找北极星：斗前两星向_______________方向延伸_______________倍距离。________________________________ 六、课后作业 1.（基础）背诵星系三大分类、银河系基本参数（直径、太阳距中心距离）、宇宙层次结构。 2.（应用）今晚在晴朗的夜空下，找到北斗七星和北极星，记录它们的位置，并用北斗七星判断方向。 3.（计算）已知光速3×10^8m/s，1光年≈9.46×10^12km。如果用光速飞向最近的恒星比邻星（4.22光年），需要多少秒？约合多少年？ 4.（探究）查阅资料：什么是"宇宙大爆炸理论"？它与银河系和河外星系的发现有什么关系？为什么说大爆炸理论是宇宙起源的主流学说？ 参考答案 （请先独立完成，再对照答案。） 二、课前预习 答案 1.单颗恒星、恒星系统、星团、尘埃、气体、引力。2.旋涡、椭圆、不规则、旋涡。3.1.0×10^5（10万）、1.2×10^4（1.2万）、几千亿。4.2.6×10^4（2.6万）、2.4亿。5.比邻星、4.22。6.扁圆盘、中间凸起的透镜、旋涡、不能、太阳系位于银河系的旋臂上，从银河系内部无法看到整体结构。7.哈勃、仙女座大星云（仙女星系）。8.上千亿、100多万。9.地月系、太阳系、银河系、河外星系、宇宙。10.250万、250万、时光回溯。11.大熊、斗、七。12.东、南、西、北、"东南西北，春夏秋冬"。13.前（斗口方向）、斗口、5倍、小熊。 三、课堂探究 答案 探究一：（从大到小也可）从小到大顺序：②地月系 → ⑤太阳系 → ①银河系 → ③河外星系 → ④宇宙。地球属于地月系（最低级），太阳属于太阳系，银河系属于星系级天体系统。 探究二：（1）约10万年。（2）约2.6万年。（3）约2.8×10^11年（即2800亿年，远超过宇宙的年龄138亿年，说明以常规速度根本无法穿越银河系。） 探究三：（1）250万。（2）250万。（3）100年前，即1926年（如果我们现在是2026年的话）。（4）需要观察约6500万光年以外的天体。 四、课堂练习 答案 A组：1.A（银河系是旋涡星系）。2.A（直径约10万光年）。3.B（太阳位于银河系的旋臂上）。4.C（秋季斗柄指向西方）。 B组：5.C（太阳活动对人类有重大影响，包括短波通信、导航、航天器等）。6.B（时光回溯：我们看到的是250万年前的仙女星系）。7.因为太阳系位于银河系的一条旋臂上，从银河系内部观察，无法看到银河系的全貌和旋涡结构。就像身处一座大楼里面，无法看到大楼从空中俯瞰的形状。8.步骤：①先找到北斗七星（呈斗状）；②找到斗前的两颗星（指极星，即斗口方向的两颗星）；③将这两颗星连线，向斗口方向延长约5倍距离；④该延长线的终点附近就是北极星。北极星所在方向就是正北方。 五、课堂小结 答案 1.椭圆、不规则、旋涡。2.1.0×10^5（10万）、2.6×10^4（2.6万）、扁圆盘。3.太阳系、河外星系、宇宙。4.250万、250万。5."东南西北，春夏秋冬"、斗口、5。 六、课后作业 提示 第3题：比邻星距离4.22光年=4.22×9.46×10^12km≈3.99×10^13km。光速飞行时间=3.99×10^13km÷(3×10^8m/s×3600×24×365s/年)≈1337年。（或者直接：4.22年。） 第4题：宇宙大爆炸理论认为宇宙起源于约138亿年前的一次大爆炸，之后不断膨胀。哈勃发现星系退行的事实（大爆炸理论预言宇宙在膨胀）被观测证实；河外星系的发现证明银河系不是宇宙的全部，为大爆炸理论提供了宇宙尺度证据。光速是有限的，所以看得越远，看到的越古老，这与大爆炸理论的"宇宙在不断膨胀"相吻合。 学科网（北京）股份有限公司 $