第3章 广袤浩瀚的宇宙（培优复习课件）科学浙教版七年级上册

第三章 广袤浩瀚的宇宙 科学七年级上册•浙教版 地球是人类赖以生存的家园，它是浩瀚宇宙中的一颗行星，与太阳系的其他行星、小行星、彗星等天体一起绕太阳运转。在太阳系以外更加空旷的空间，还分布着众多的天体，它们与太阳系一起构成了庞大的银河系。银河系也只是宇宙中上千亿个相互远离的星系中的普通一员。 人们是如何认识地球、太阳系与宇宙的?对它们有着怎样的了解? 认识地球 01 太阳系的组成与结构 02 人类对宇宙的探索 03 第三章 广袤浩瀚的宇宙 本章思维导图 第一章 探索自然的科学 考点01 认识地球 第三章 广袤浩瀚的宇宙 知识一 地球的形状 1.古人对地球的认识：古时候，由于人们活动范围很小，认知能力非常有限，对地球形状产生了很多不同的认识。古人往往凭经验和直觉认为，地球是宇宙的中心，太阳绕着地球转动，而地球是静止不动的，地是平的，整个大地也是平的。既然大地是平的，应该有“天涯海角”，为什么我们在地面上总是走不到边?为什么远去船只的船身比桅杆先消失?许多现象促使人们逐渐对“大地是平面”的认识产生了怀疑。 公元前6世纪，古希腊数学家毕达哥拉斯首先提出了地球是球体的猜想。 过了2个世纪，古希腊科学家亚里士多德通过多次对月食的观察，发现大地投射到月球上的影子总是弧形的，由此，他推测地球是个球体。这是人类通过观察天象得出地球形状的推论，是人类认识世界的一大飞跃。 知识一 地球的形状 1519年，航海家麦哲伦率领船队，经过长达3年的海上航行，完成了人类历史上第一次环绕地球航行一周的壮举，他们用自身实践证实了地球是球体，结束了人们关于地“方"与地“圆”的争论，在人类的科学史上具有划时代的意义。 20世纪，人类发射人造地球卫星、载人航天器，从太空中拍到地球的照片，确证地球是一个球体，照片上面有蓝色的海和白色的云。苏联宇航员加加林是人类历史上第一个在太空目睹地球是个球体的人。他看到的地球是一个蔚蓝色的美丽星球。人类对地球形状的认识随着科学技术的发展而不断提高。 当人们认识到脚踩着的可能是一个球体以后，自然会问，这个球到底有多大?人类生活的区域占据了球面上的多少面积?在人们还没有能力环游地球的情况下，如何测量地球的大小呢?公元前3世纪，古希腊学者埃拉托色尼确立了地球的概念，并用几何学方法定量地测定了地球的大小。现代科学技术测量表明，地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的球体。它的赤道半径约为6378km，两极方向的半径约为6357km，相差极小。地球的赤道周长约为4X104km。 知识二 地球的大小 科学记数法 对于很大或很小的数，可以用科学记数法来呈现。科学记数法是用一个大于等于1，小于10的数乘以10的指数来表示数。例如: 知识二 地球的大小 1，地球仪和地球仪表示的内容：地球太大了，为了便于研究，人们根据地球是球体这一特征，按照一定的比例把它缩小，制成了地球的模型，即地球仪。在地球仪上，人们用不同颜色和符号，直观明了地表示地球表面的不同事物。 2.地球仪的结构：转动地球仪，它可以绕着一根轴旋转，这根轴表示地轴。地轴与地球表面相交的两点，叫极点。其中，对着北极星方向的这一极，叫北极，用符号“N”表示;另一极叫南极，用符号“S”表示。 知识三 地球仪 3.经纬网的作用：那么，在地球仪上，人们怎样确定某一地点的位置?人们用假想的纵横交织的网格来给地球表面的各个点确定位置。 4.南北极的划分：在地球仪上，与南、北两极距离相等的大圆，叫赤道。赤道将地球分为南、北两个部分，分别叫作南半球和北半球。 知识三 地球仪 5.纬度与纬线：所有与赤道平行的圈线叫纬线。纬线指示东西方向。为了区分地球仪上的各条纬线，人们给纬线标注了度数，称为纬度。赤道的纬度是0°。南、北两极点的纬度是90°。从赤道到两极，纬度从0°增加到90°。赤道以北的称为北纬，用“N”表示;赤道以南的称为南纬，用“S”表示。 6.经度与经线：地球仪上连接南、北两极的半圆弧线叫经线，也叫子午线。经线与纬线垂直，指示南北方向。在经线上标注的度数，称为经度。 国际本初子午线大会决定，通过英国伦敦格林尼治天文台的那条经线为0°经线，即本初子午线。本初子午线向东从0°到180°，称为东经，用“E”表示;本初子午线向西从0°到180°，称为西经，用“W”表示。 知识三 地球仪 7.经纬网：经线与纬线垂直，相互交织，形成了经纬网。地球表面上任一地点的位置都可以用这一点的经纬度来表示，即经过这一点的经线与纬线的度数。例如，北京位于北纬39°56’、东经116°20'。无论是地面的建筑，还是航行在茫茫大海上的轮船，都可以用经纬度坐标来描述它们当前的位置。 知识三 地球仪 1.地图的概念：地图是以各种不同的图式符号，将地球表面的地理事物缩小后表现在平面上的图形。 2.地图的基本“语言”：比例尺、方向、图例。 (1)比例尺 ①定义：表示实地距离在地图上的缩小程度，即比例尺= （图上距离/实际距离） ②比例尺的表示方法 ③比例尺的大小：地图的比例尺大小不同，地图的适用性也不同，一般大比例尺地图（大于或等于1:1000000）表示的范围小，描述的内容也比较详细，小比例尺地图（小于或等于1:1000000）则反之。 知识四 阅读地图 (2)方向 (3)图例与注记 ①图例:地图上用来表示地理事物或地理现象的符号叫图例。 ②注记:地图上用来说明山脉、河流、国家、城市等名称文字，以及表示山高水的数字，称为注记。 知识四 阅读地图 3.新型地图：随着科学技术的迅速发展，地图的表现形式、装载内容和编制方式也不断发展，地图的种类更为丰富，出现了许多新型地图，如有声地图、三维地图、盲文地图、电子地图等。地图的应用范围也在不断扩大。 4.电子地图：电子地图是利用计算机技术，以数字方式存储和查阅的地图。电子地图的比例可放大、缩小，图像可旋转，图层可叠加，从而显示不同效果。 5.电子地图的作用：依托卫星导航系统、遥感技术和地理信息系统的迅速发展，科学家现在能够更方便和准确地绘制电子地图。随着智能手机和移动通信网络的普及，人们能够方便地获取和使用各种各样的电子地图。电子地图不仅让我们的出行更加便利，还能服务于气象预报、农业生产、交通运输、城市规划、军事建设等各领域。地理科技的发展实实在在地带动了国家经济建设，提高了生产效率，改善了人们生活。 知识四 阅读地图 【例1】人类探索地球的形状经过了漫长的过程，下列探索顺序排列正确的是（   ） A．①②③④ B．②③④① C．③②④① D．①③④② 一、地球的形状 一、地球的形状 【详解】 人类对地球形状的认识经过了漫长的过程，从古代凭直觉认为“天圆地方”（②），到近代麦哲伦环球航行首次用实践证实地球是球体（①），再到后来人们精确测量地球并制作了地球的模型——地球仪（③），B正确。 【例2】在中学生科普交流会上，小辰根据所学知识阐述了他对地球的认识，你认为描述正确的是（   ） ①地球的平均半径大约是6371千米 ②地球上有一根巨大的地轴，指向北极星附近 ③沿赤道环绕地球一周需要走4万千米 ④如若要给地球缝制一件外衣，那么所需的布料大约是5.1亿平方千米 A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④ 二、 地球的大小 二、 地球的大小 【详解】 地球平均半径约为6371千米，①正确；地轴是人为假想的自转轴，实际并不存在，②错误；赤道周长约4万千米，③正确；地球表面积约5.1亿平方千米，若要给地球缝制一件外衣，那么所需的布料大约是5.1亿平方千米，④正确。①③④正确，故选D。 【例3】 “说它小，它真小，像只皮球真灵巧；说它大，它真大，陆地海洋全装下”，学习地球仪是认识地球的捷径。读下图地球仪示意图，下面说法正确的是（   ） A．①是地球内部真实存在的地轴 B．②是地轴与地球北端的交点 C．③纬线距离南、北极点长度相等 D．④是地轴与地球南端的交点 三、 地球仪 三、 地球仪 【详解】 ①代表地轴，但不是真实存在的，A错误；②是地轴与地球南端的交点，南极点，B错误；③为赤道，是最长的纬线圈，距离南、北极点长度相等，C正确；④是地轴与地球北端的交点，北极点，D错误。故选C。 【例4】小明爸爸送他去公园打篮球。小明在手机上查找公园附近交通图，当他在手机屏幕上进行放大操作时，该地图（   ） A．图幅变大 B．显示范围变大 C．比例尺将变大 D．显示内容变简略 四、 阅读地图 四、 阅读地图 【详解】 在手机屏幕上进行放大操作时，手机屏幕大小不变，即图幅大小不变，A错误； 显示的实际范围变小，B错误； 图上距离代表的实地距离变小，比例尺变大，C正确； 显示的范围变小，内容变得更加详细，D错误。 考点02 太阳系的组成与结构 第三章 广袤浩瀚的宇宙 知识一 太阳系的组成 1.太阳系的组成：我们居住的地球在宇宙中并不孤单，水星、金星、火星、木星等星球与地球相伴，一起围绕着太阳转动。八大行星、矮行星、小行星、卫星、彗星、流星体等天体共同构成了太阳系。太阳约占太阳系总质量的99.86%，是太阳系中体积和质量最大的天体。 2.探索太阳系：早在17世纪，伽利略就开始用望远镜对太阳系进行观测，逐步揭开了太阳系神秘的面纱。如今，天文学家不仅利用现代望远镜在地球上进行观测，还把望远镜置于太空中观测，甚至发射航天探测器对太阳系中的行星进行更深人的探索。人类对太阳系的认识已经进入了一个崭新的时代。 1.太阳特点与作用：是离地球最近的恒星。耀眼的太阳每天东升西落，温暖着地球。 太阳是一颗自身能够发光发热的气体星球。太阳直径大约是1.4X106km，相当于地球直径的109倍，表面温度约为5500°C，中心温度高达1.5X107°C。太阳的体积大约是地球的130万倍，质量约为地球的33万倍。它与地球的平均距离约为1.5X108km。太阳为人类活动提供了最重要的能量，地球上的生物生长、空气和水的循环都与太阳息息相关。 2.光年：光在真空中1年内传播的距离等于1光年，天文学上常用光年作为单位来计量天体之间的距离。 现代观测表明，太阳已有约50亿年的历史。它是一颗典型的中等质量的恒星，正平稳地燃烧着自身。现在，科学家对恒星演化过程的认识不断深人，勾勒出太阳的生命历程。 知识二 太阳 3.太阳的大气分层：太阳大气层由内向外依次分为光球层、色球层和日冕。光球层是人们能够看到的太阳的圆面，色球层是太阳大气的中间层。通常，色球层只有在发生日全食时才能看见。日冕是太阳大气的最外层，只有使用特殊仪器或在日全食时才能观察到。 知识二 太阳 4.太阳活动：太阳表面经常发生变化，这些变化统称为太阳活动。常见的太阳活动主要有太阳黑子、太阳耀斑、日珥和太阳风等。太阳黑子是太阳光球层上出现的黑色小斑点，只是因其温度比周围区域低，看上去比周围暗。太阳耀斑是太阳色球层上出现的一些突然增亮的斑块。日珥是太阳色球层上喷射出的弧状大气。太阳黑子的多少和大小，往往作为太阳活动强弱的标志。通常，太阳耀斑、日珥的出现与太阳黑子的活动有关。 知识二 太阳 5.太阳黑子的活动周期：观测发现，太阳黑子的活动呈现出有规律的变化。科学家推断，太阳黑子的活动周期约为11年。太阳活动对地球的影响很大。例如，太阳耀斑增强时，地球上的短波通信会受到明显影响。太阳黑子、太阳耀斑活动增强时，人们需要用各种防晒措施来避免太阳光中过强的紫外线对皮肤造成损伤。 知识二 太阳 1.行星：太阳系中的行星是直接围绕太阳转动的球状星体。人类很早就用肉眼观察到了水星、金星、火星、木星和土星等行星。 2.卫星：卫星是围绕行星、矮行星、小行星转动的天体。 3.太阳系行星的运转：太阳系中八大行星大致都在同一平面的近似圆形轨道上，沿着同一方向绕太阳公转。除金星外，其他行星的自转方向和公转方向相同。虽然和太阳相比，行星的体积都很小，但是八大行星的体积、质量和外观有很大的差异。尽管木星、土星、天王星和海王星要比地球和其他行星大很多，但它们与太阳相比，仍然很小。 知识三 行星及其卫星 4.地球：地球是太阳系中唯一一颗表面上有液态水存在的行星，水改变着地表的形态。地球上有大气层，大气中富含氧气，供人类及其他生物生存所需。地球是当今人类已知的星系中唯一能够孕育和支持生命的星球。 5.水星：水星是离太阳最近的行星，比地球的卫星--月球大不了多少。水星上没有大气，布满了环形山，没有卫星。由于离太阳比较近且没有空气，水星表面昼夜温度变化很大。 6.金星：金星的大小与地球相近，表面有非常厚的大气，主要成分是二氧化碳。金星表面很热，平均温度约460°C。我国古人把早晨出现于东方天空的金星称为“启明星”。 7.火星：火星的直径约为地球的一半，自转轴倾角、自转周期与地球相近，公转周期是地球的两倍。火星上的大气成分以二氧化碳为主，非常稀薄。火星表面温度变化范围约为一140~20°C。 知识三 行星及其卫星 8.木星：木星是太阳系中体积最大、质量最大、自转最快的行星。它的质量大约是太阳的千分之一，是太阳系中其他七大行星质量总和的2.5倍。木星是一个气态巨行星，主要由氢和氨组成。自伽利略观测到木星的四颗卫星以来，天文学家又发现了许多颗卫星绕着木星转动。 9.土星：土星是太阳系中的第二大行星，也是太阳系中唯一密度小于水的行星。土星大气与木星大气 一样，主要由氢和氦组成。在八大行星中，土星有着壮观的光环，光环由绕土星运转的碎块和微粒组成。土星最大的卫星一“土卫六”比水星还大。 知识三 行星及其卫星 10.天王星：天王星的体积在太阳系八大行星中排名第三，质量排名第四，几乎横躺着围绕太阳公转， 拥有卫星。其大气的主要成分是氢气、氦气和甲烷。 天王星是太阳系内大气层温度最低的行星，最低温度约为一224°C。天王星是人类使用望远镜发现的第一颗行星。 11.海王星：海王星(Neptune)是太阳系中离太阳最远且寒冷的蓝色行星，大气层以氢气和氦气为主，有微量的甲烷。海王星被称为“笔尖下发现的行星”。人们观测到的天王星轨道与用牛顿理论计算出的结果有偏差，于是，两位年轻的天文学者根据天王星的观测资料和牛顿理论，各自独立计算出这颗“新行星”的运行轨道，天文学家在预测位置观测到了这颗行星，命名为海王星。 知识三 行星及其卫星 1.小行星：小行星是指太阳系中类似行星环绕太阳运动，但体积和质量比行星小得多的天体。太阳系中数以万计的小行星，大部分集中在火星和木星之间，形成了小行星带。小行星的运行轨道一旦发生变化，就有可能被行星俘获并发生剧烈的撞击。我国天文学家张钰哲于1928年发现的一颗小行星，被命名为“中华”，这是第一颗由中国人发现的小行星。 2.彗星：彗星是指亮度和形状会随着与太阳距离的变化而变化，并围绕太阳运动的天体。彗星由彗核、彗发、彗尾三部分组成。彗核是由岩石碎片、固体微粒和水结成的“冰球”。当彗星接近太阳时，彗核的冰物质受阳光照射变成气态物质，形成彗发。这些气态物质被太阳风“吹拂”，形成长长的彗尾。 知识四 小行星和彗星 3.哈雷彗星：彗星的出现曾被视作一种神秘的现象。英国天文学家哈雷在对彗星轨道的研究中，运用牛顿理论计算它们的轨道，发现1531年、1607年、1682年出现的这三颗彗星的轨道是一样的。由此他推断，这三次出现的彗星应是同一颗星，其绕太阳运行的周期约为76年，并预言它将于1758年底或1759年初再次出现。1759年3月，这颗彗星果然又出现了。人们把这颗彗星叫作哈雷彗星。哈雷彗星的发现，显示出科学理论的强大预测能力。 4.我国早在公元前613年就有关于哈雷彗星的记载：历史文献研究表明，我国古人曾经记录了10个世纪中，哈雷彗星每次出现的时间，但由于哈雷彗星76年才出现一次，因此，他们无法关联这些现象来证明多次看到的是同一颗彗星。 知识四 小行星和彗星 5.流行与陨石：彗星在绕太阳运行时，可能会跟行星发生剧烈的撞击。1994年，苏梅克-列维9号彗星以2.1X102km/h的速度撞击木星。撞击后，木星表面升起宽阔的尘云，高温气体冲至1000km的高度，并在木星上留下了地球般大小的痕迹。 小行星等太阳系中的一些小型天体闯人地球大气层时，与大气摩擦、燃烧、发光而划亮夜空的现象，称为流星现象。那些没有烧尽的流星体降落到地球表面，叫作陨星。其中，主要由岩石构成的陨星叫陨石。 流星雨：流星雨是夜空中许多流星从一个所谓的辐射点发射出来的天文现象。流星雨一般是由彗星分裂出的碎片形成的流星群体。这些流星群体受到地球引力的作用，进入地球的大气层中，与大气相互摩擦燃烧后，便形成了如同下雨般的景观。数量特别庞大的流星雨，每小时出现的流星可能超过1000颗。 知识四 小行星和彗星 【例1】2025年2月28日，太阳系中的金、木、水、火、土、天王、海王共七大行星依次排成一列，上演百年一遇的罕见天象。下列描述符合科学事实的是（　　） A．太阳系是最简单的天体系统 B．木星是气态巨行星，并有一定数量的卫星 C．金星是一颗行星，它自己本身能自行发光 D．水星是与地球最近的行星，也适宜人类生活 一、 太阳系的组成 一、 太阳系的组成 【详解】 在太阳系中的地月系是最简单的天体系统，A错误；木星是气体巨行星，有很多卫星，其中个别卫星体积甚至大于水星，B正确；金星是行星，行星本身不发光，C错误；水星是距离太阳最近的行星，而距离地球最近的行星是金星；同时水星表面环境极端恶劣，不适宜人类生活，D错误；故选B。 【例2】读图，关于图中内容的叙述正确的是（　　）    A．1890年黑子相对数为波谷时，降水量为波峰50mm B．年平均降水量从多到少，呈现出约11年的周期规律 C．黑子相对数与平均降水量有时正相关，有时负相关 D．1905年黑子相对数为波峰时，降水量为波谷200mm 二、太阳 二、太阳 【详解】 1890年黑子相对数为波谷时，降水量为波峰300mm，故A错误；年平均降水量从多到少，呈现出约5.5年的周期规律，故B错误；黑子相对数与平均降水量呈现负相关，故C错误；1905年黑子相对数为波峰时，降水量为波谷200mm，故D正确。故选：D。 【例3】2026年2月28日，全球多地观测到水星、金星、木星、土星、天王星、海王星“六星连珠”的天文现象，如图是其空间位置示意图，下列说法正确的是（    ） A．①对应的天体是木星 B．⑥对应的天体表面温度高于地球 C．图中各行星绕日公转方向相同 D．太阳系是宇宙中最小的天体系统 三、 行星及其卫星 三、行星及其卫星 【详解】 ①对应的天体是距离太阳最近的行星水星，A错误； ⑥对应的天体是距离太阳最远的海王星，表面温度远低于地球，B错误； 太阳系八大行星绕日公转方向具有同向性，方向相同，C正确； 地月系是比太阳系更小的天体系统，D错误。 【例4】们赖以生存的家园——太阳系如图所示。我们应该珍惜自己的“家庭”。图中所示绕太阳旋转的且有光点的椭圆形轨道上最有可能存在的天体是（　　） A．天狼星 B．冥王星 C．一些杂类小行星 D．哈雷彗星 四、 小行星与卫星 四、小行星与卫星 【详解】 B．图示为太阳系八大行星，不含冥王星，故B不符合题意； A．天狼星不属于太阳系天体，故A不符合题意； C．太阳系的小行星带包含众多的小行星，但图中有光点的不含小行星带，故C不符合题意； D．哈雷彗星围绕太阳公转，平均76年回归一次，故D符合题意。 故选D。 考点03 人类对宇宙的探索 第三章 广袤浩瀚的宇宙 知识一 从地心说到日心说 1.古人认为地球是宇宙中心：地球曾被人们认为是宇宙中独一无二的天体，是宇宙的中心。科学研究表明，地球位于太阳系内，太阳系位于银河系比较边缘的一个普通的位置，并没有明显的独特地位。关于宇宙和我们赖以生存的地球，从古到今，人们的认识经历了根本性的变革。那么，我们对宇宙的认识是如何改变的? 2.盖天说：我国战国时期的盖天说认为，天圆如张盖，地方如棋盘。盖天说这种宇宙观，虽然已经摆脱神话的影响，但远没有揭示宇宙的本质。到秦汉时期，人们初步认识了太阳、月球和5颗行星的基本运动规律，并能推算天象的发生。 知识一 从地心说到日心说 3.地心说：早期的希腊人相信，宇宙是完美的，地球是宇宙的中心。公元2世纪，希腊天文学家托勒密在亚里士多德等前人对宇宙的认识的基础上，进一步完善了地球中心学说，创立了“地心说”模型。托勒密认为，地球是宇宙中心，且静止不动，太阳、月球、行星和其他所有天体都围绕着地球在各自的圆形轨道上运转，如图3.3-1所示。“地心说”可以解释5颗行星的观测路径，以及太阳、月球的运动路径。 尽管托勒密的“地心说”模型并不正确，但它能解释很多人们观察到的天文现象，在随后的1000多年里，普遍为人们所接受，并给发现“地心说”不足的人们造成了难题。 知识一 从地心说到日心说 4.日心说：科学家经过仔细观测，发现行星运行规律与托勒密的宇宙体系并不吻合。16世纪，哥白尼用自制的简陋仪器，经过20年的天文观测与研究发现，与其他5颗行星一样，地球也是一颗行星。天空中观察到的行星运动可通过旋转的地球来简单地解释。在得出地球是一颗行星后，哥白尼为太阳系建立了一个“日心说”模型。该模型认为太阳是宇宙的中心，地球和行星都围绕太阳做圆周运动，如图3.3-2所示。哥白尼在临终前，出版了著作《天球运行论》，阐述了“日心说”的理论基础。与地球是宇宙的中心的观点相比，“日心说”的提出是一个重大突破。但哥白尼保留了希腊人的行星做圆周运动的观点，也未能正确解释行星的运动方式与成因。“日心说”吸引人的地方是它简单，人们可以更好地理解它。“日心说”挑战了当时占主导地位的“地心说” 二十世纪一二十年代，天文学家用大型望远镜观测了银河系以外的星系，测出不同星系间的距离，判断它们的运动速度以及运动方向。 1.阅读图3.3-4，牧夫座星系离地球有多远?它的退行速度有多大? 2.阅读图3.3-4，哪个星系的退行速度最大?哪个星系离地球最近? 3.得出结论，星系距离地球的远近与其退行。速度有什么关系? 4.预测距离地球50亿光年的星系的退行速度。 知识二 现代宇宙学说 2.宇宙在不停的膨胀：1929年，天文学家哈勃根据自己对银河系以外星系距离的测定，结合其他天文学家的工作，分析了20多个星系的退行速度和距离，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。这表明，我们所处的宇宙正在膨胀。 3.哈勃定律：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为: 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。 哈勃定律被随后的进一步观测所证实。哈勃定律反映了宇宙的整体性，展示了一幅宇宙整体退行图景，即宇宙正在不断地膨胀。 实验表明，不管是哪个“星系”，其他“星系”都在不断地离它而去。 知识二 现代宇宙学说 4.宇宙理论的发展历程： （1）1915年，著名科学家爱因斯坦建立了广义相对论，他将广义相对论用于宇宙的研究，建构了一个静态的宇宙模型。 （2）1922年，苏联科学家弗里德曼从广义相对论出发，得到了一个均匀地膨胀或收缩的宇宙模型，遗憾的是这个动态的模型并不为当时的人们所重视。 （3）当哈勃定律公布后，人们惊喜地发现，天文观测发现的现象正是理论模型所预言的现象。理论预言被天文观测证实了! （4）1948年，伽莫夫等人建立的元素生成理论，为宇宙起源的大爆炸理论奠定了基础。宇宙大爆炸理论认为，宇宙起源于极高温、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。 （5）宇宙膨胀得到了观测事实的有力支持，宇宙大爆炸理论成功地解释了很多观测事实。因此，宇宙大爆炸理论已成为被人们广为接受的一种宇宙起源学说。 知识二 现代宇宙学说 1.宇宙的疑问：宇宙有多大?最初人们认为地球是宇宙的中心，太阳、月球、5颗行星和6000多颗静止不动的恒星构成了宇宙。后来，人们认识到宇宙由银河系等星系组成，银河系由几千亿颗像太阳一样的恒星组成。 2.银河系的疑问：那么，银河系有多大?它的中心在哪里?地球位于银河系的何处?我们的太阳系处在银河系之中。当我们仰望夏季的夜空，看到横跨夜空的那条银河时，其实我们正在银河系内部观察我们生存的这个星系的中心。 知识三 银河系和河外星系 3.星系：星系是由单颗恒星、恒星系统、星团、尘埃和气体在引力作用下聚集在一起形成的大型天体系统。天文学家把大多数星系分为三类:旋涡星系、椭圆星系和不规则星系。 4.银河系：银河系是一个旋涡星系。从侧面看，银河系呈扁圆盘状;从上往下看，能够看到银河系的旋涡结构。我们无法在地球上看到银河系的旋涡结构，因为太阳系位于银河系的一条旋臂上。 5.银河系的大小：银河系是由众多恒星及星际物质组成的一个巨大星系，所有的恒星都围绕银河系的中心旋转。银河系的直径约为1.0X105光年，中心厚度约为1.2X104光年，自中心向边缘逐渐变薄。太阳只是银河系内几千亿颗恒星中的一颗普通恒星。太阳远离银河系的中心，它与银河系中心的距离约2.6X104光年，约2.4亿年绕银河系中心转一圈。恒星彼此相距很远，离太阳最近的恒星是比邻星，与太阳相距4.22光年。银河系虽然很大，但在整个宇宙中显得微不足道。银河系只是广阔深空中上千亿个星系中的一个普通星系。银河系和银河系外的河外星系构成了广阔无垠的宇宙。 知识三 银河系和河外星系 6.天文学家很早就意识到银河系外有其他星系：1919年，哈勃用当时最大且最先进的天文望远镜，测定了仙女座大星云(星系)的距离，发现这个距离远大于银河系的直径。因此，哈勃推断仙女星系一定位于银河系之外。 其实，仙女星系是一个比银河系更巨大的星系。我们肉眼观察到的仙女星系是由许多星星集中在一起的模糊小点。 7.我们知道宇宙中有上千亿个星系，每个星系中同样含有数量巨大的恒星：例如，天文学家估计，北斗七星范围内存在100多万个星系。今天，我们对宇宙的理解已跨越浩瀚的星际空间，延伸到了我们所见的整个宇宙。然而，这些发现，无论大小，都是无数科学家努力探索的成果，是一代代科学家智慧的结晶。 知识三 银河系和河外星系 3.哈雷彗星：彗星的出现曾被视作一种神秘的现象。英国天文学家哈雷在对彗星轨道的研究中，运用牛顿理论计算它们的轨道，发现1531年、1607年、1682年出现的这三颗彗星的轨道是一样的。由此他推断，这三次出现的彗星应是同一颗星，其绕太阳运行的周期约为76年，并预言它将于1758年底或1759年初再次出现。1759年3月，这颗彗星果然又出现了。人们把这颗彗星叫作哈雷彗星。哈雷彗星的发现，显示出科学理论的强大预测能力。 4.我国早在公元前613年就有关于哈雷彗星的记载：历史文献研究表明，我国古人曾经记录了10个世纪中，哈雷彗星每次出现的时间，但由于哈雷彗星76年才出现一次，因此，他们无法关联这些现象来证明多次看到的是同一颗彗星。 知识四 小行星和彗星 【例1】下列对人们认识宇宙过程的说法，正确的是（　　） A．“盖天说”的观点是受神话影响提出的，没有科学依据 B．“地心说”的提出阻碍了科学进步，没有科学价值 C．人们对宇宙的认识经历了“天圆地方”、“地心说”、“日心说”等阶段 D．人们已探索到宇宙的边界，对宇宙的认识近乎完美 一、从地心说到日心说 一、从地心说到日心说 【详解】 A．“盖天说”虽然有一定的局限性，但它是古人根据对自然现象的观察等得出的，并非完全没有科学依据，故A错误； B．“地心说”在当时的历史时期是一种重要的学说，它在一定程度上推动了天文学等学科的发展，有一定的科学价值，故B错误； C．人们对宇宙的认识确实经历了从认为“天圆地方”，到“地心说”，再到“日心说”等不同的阶段，故C正确； D．目前人类还没有探索到宇宙的边界，对宇宙的认识还有很多未知之处，并非近乎完美，故D错误。 故选C。 【例2】如图，小龙用气球模拟宇宙空间，用小纸片模拟星系，用打气筒持续向气球充气，使气球不断胀大，模拟宇宙膨胀。气球胀大过程中，小纸片间的距离在变大，能模拟星系在（     ） A．彼此靠近 B．缓慢结合 C．保持不动 D．相互远离 二、 现代宇宙学说 二、 现代宇宙学说 【详解】 气球不断膨胀，代表宇宙膨胀，附着在气球上的小纸片（星系）之间的距离随之变大，对应宇宙中的星系在相互远离。故选D。 【例3】如图是不同层次天体系统示意图。下列认识与实际相符的是（　　） A．甲表示河外星系 B．太阳位于银河系中心 C．离太阳最近的行星是金星 D．乙表示地月系 三、 人类对宇宙的探索 三、 人类对宇宙的探索 【详解】 甲为宇宙，银河系、太阳系，则乙为地月系，A错误，D正确；太阳位于太阳系的中心，B错误；离太阳最近的行星是水星，C错误。故选D。 　课堂巩固与总结 第一章 探索自然的科学 1.下图是北斗系统开发的车载导航示意图，图中箭头所示为汽车行进方向。关于这幅地图的说法，正确的是（  ） A．图中的汽车正向东南方向行驶 B．若想扩大呈现范围，了解前方路况，则图幅将变小 C．此图属于电子地图，与纸质地图相比，优点是信息量大，内容更新快 D．电子地图保存时间短，易损坏和变形 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 依据图中指向标（N表示北方），能判断汽车行进方向为东北方向，并非东南方向，A错误；因车载屏幕（图幅）大小固定，若要扩大呈现范围以了解前方路况，需将比例尺变小。比例尺变小，图中表示的范围会变大，B错误；该图是电子地图，和纸质地图相比，电子地图信息量大（可链接路况、周边设施等多种信息），内容更新快（能实时更新交通状况等信息），C正确；电子地图存储在电子设备中，不存在易损坏和变形的问题，而纸质地图易损坏和变形，D错误。故选C。 2.读图，下列关于材料使用和标记的说明正确的是（   ） A．“a”代表南极点， “b”代表北极点 B．“c”代表底座，真实的地球也存在 C．“e”代表经线，从内部穿过乒乓球 D．“d”代表赤道，其形状是一个圆圈 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 在地球仪上，“a”和“b”一般代表北极点和南极点，“a”代表南极点、“b”代表北极点，顺序错误，A错误；“c”是地球仪的底座，但真实的地球是悬浮在宇宙中的，不存在这样的底座，B错误；“e”代表的是地轴，经线是连接南北两极的半圆，C错误；“d”代表赤道，赤道是环绕地球一周的圆圈，形状为圆圈，D符合题意。故选D。 3.行星合相指的是当两颗行星在天空中彼此靠近到角距离小于时，观测者可在一个望远镜视野里同时看到它们。人们曾经观测到火星合金星、火星合土星，以及火星合木星。下列描述符合科学事实的是（　　） A．金星能自行发光 B．太阳在银河系的中心 C．行星绕太阳公转方向相同 D．与地球相邻的行星是火星和木星 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 金星并不能自行发光，它是一颗行星，没有自己产生光的能力，A错误；太阳系就是以太阳为中心的恒星系，太阳处于太阳系的中心位置，而不是银河系的中心位置，B错误；行星绕太阳公转方向相同，都是自西向东，C正确；与地球相邻的行星是火星和金星，D错误。故选C。 4.如图所示为太阳大气的示意图，下列说法错误的是（　　） A．太阳大气从内到外依次为光球层、色球层和日冕层 B．太阳黑子主要出现在图中的A层 C．人们平时所看到的太阳主要是指日冕层 D．太阳耀斑增强时地球上的短波通信会受到明显的影响 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 太阳大气从内到外依次为光球层、色球层和日冕层，A正确不符合题意；太阳黑子主要出现在图中的A层（光球层），B正确不符合题意； 人们平时看到的太阳是光球层，不是日冕层，C错误符合题意；耀斑增强会干扰地球短波通信，D正确不符合题意。 5.2021年5月15日“祝融号”火星探测器首次在火星着陆，中国人即将开始对这颗红色星球展开实地探索，与地球相比，火星上的陨石坑更多更大的原因是（　　） A．火星表面没有液态水 B．火星的公转速度比地球公转速度更快 C．火星和太阳的距离比地球和太阳距离更远 D．火星表面大气密度比地球表面大气密度小得多 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 由分析可知地球大气层的作用，正因为大气层的保护，不至于地球表面形成诸多的陨石坑，而火星表面大气密度比地球表面大气密度小得多，因此与地球相比火星上的陨石坑更多更大，D符合题意。 故选D。 6.2001年12月21日，经国际小行星中心和国际小行星命名委员会批准，紫金山天文台将其1980年10月14日发现的国际编号为3763号的小行星命名为“钱学森星”，它运行在太阳系的小行星带中。下列说法不正确的是（ ） A．“钱学森星”不停地绕日公转 B．“钱学森星”是木星的卫星 C．小行星带位于火星和木星之间 D．将来人类有可能登上“钱学森星”，去探寻宇宙的奥秘 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 “钱学森星”不停地绕日公转，故A正确；“钱学森星”是属于小行星带，并不是木星的卫星，故B错误；小行星带位于火星和木星之间，故C正确；将来人类有可能登上“钱学森星”，去探寻宇宙的奥秘，故D正确；结合题意。故选B。 7.哥白尼“日心说”的主要观点有：位于宇宙中心的太阳和其他恒星是固定不动的，地球和其他各颗行星都在不停地自转和以不同的周期在各自的轨道上绕太阳公转。现今经过科学观测和计算，“日心说”也有它的局限性，并非完全正确。以下“日心说”的观点中错误的是（    ） ①太阳是宇宙的中心        ②太阳是固定不动的 ③地球自转和绕太阳公转    ④太阳系其他行星也自转和绕太阳公转 A．①④ B．①② C．③④ D．②③ 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 太阳只是银河系中一颗普通的恒星，银河系之外还有众多其他的星系，①错误；太阳并不是固定不动的，太阳系围绕银河系的中心旋转，同时太阳自身也在宇宙空间中运动，②错误；地球在自转的同时，还绕着太阳进行公转，③正确；太阳系中的其他行星都同时进行自转和绕太阳公转‌，④正确。 8.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．宇宙正在不断地膨胀，且膨胀没有中心 B．现代科学已经确认宇宙的起源是热大爆炸 C．太阳最终将演变为黑洞 D．天文学家哈勃发现其他星系都在靠近我们 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 A．现代宇宙学基于哈勃观测到的星系红移现象，提出宇宙正在膨胀。膨胀是空间本身的均匀扩展，不存在特定中心。故A正确； B．热大爆炸理论是目前解释宇宙起源的主流模型，有观测证据支持，如宇宙微波背景辐射、轻元素丰度等。现代科学还没有确认宇宙的起源是热大爆炸，故B错误； C．太阳质量不足以形成黑洞。太阳演化先膨胀为红巨星，抛射外层后形成致密白矮星。故C错误； D．哈勃发现星系红移现象，表明其他星系远离我们，且距离越远退行速度越快。故D错误。 故选A。 9.下列关于银河系的认识正确的是（　　） A．太阳是银河系的中心 B．银河系只是河外星系中极普通的一个星系 C．组成银河系的各天体均匀地分布在银河系中 D．银河系内各恒星并不是静止的，而是都在高速运动的 课堂巩固 课堂巩固 【详解】 太阳与银河系的中心相距约3万光年，A错误；宇宙中除银河系以外的其它所有星系称为河外星系，B错误；银河系像个中间厚、四周薄的铁饼；从侧面看，银河系像个中间厚、四周薄的铁饼；从俯视图看，银河系又像一个大漩涡，说明组成银河系的各天体是不均匀地分布在银河系中，C错误；银河系内各恒星并不是静止的，而是都在高速运动的，D正确。故选D。 谢谢观看 $