11.3 探索宇宙
知识梳理
“地心说”与“日心说”分别认为 、 是宇宙中心
探索宇宙
宇宙是一个有 的天体结构体系
基础知识
1.人类对宇宙的认知是不断地提升、扩展的,古人认为地球是宇宙的中心。直到16世纪波兰著名的天文学家提出了“日心说”,才推翻了这一观点。这个天文学家是( )
A.牛顿 B.爱迪生 C.哥白尼 D.爱因斯坦
2.关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A.科学家在研究物质内部结构时,常应用建立“模型”的方法
B.宇宙是一个有层次的天体系统,太阳是宇宙的中心
C.海绵很容易被压缩,说明分子间有空隙
D.摩擦起电现象说明原子核可以再分
3.关于粒子与宇宙,下列事实与对应的推论正确的是( )
A.汤姆生发现电子——原子是可分的
B.星系离地球远去——宇宙正在收缩
C.固体很难被压缩——分子间没有间隙
D.地球绕太阳运动——太阳是宇宙中心
4.如图所示,波兰天文学家哥白尼认为, 是宇宙的中心;牛顿创立的万有引力理论,引领人们逐渐认识到,宇宙是一个 的天体结构系统。
5.随着科学技术的进步,人类对宏观宇宙及微观粒子的探索在不断深入。在太阳系、地球、月球、人造卫星中尺度最大的是 ;地球绕太阳旋转,而在微观世界中, 绕原子核旋转。
重难点突破
6.关于粒子和宇宙,下列说法错误的是( )
A.汤姆生发现了电子,卢瑟福建立了原子的核式结构模型
B.水和酒精混合后总体积变小,说明分子间有空隙
C.早春,走进探梅园,会闻到梅花香是由于分子在不停的运动
D.宇宙是一个有层次的天体系统,恒星是静止不动的
7.如图的示意图中,能反映宇宙银河系、太阳系之间大小关系的是( )
A. B.
C. D.
8.宇宙诞生于距今约137亿年的一次 , 的核式结构模型与太阳系相似,其中原子的质量主要集中在 上。织女星与地球的距离为24.5光年,我们在地球上所看到的织女星的星光是织女星在 年前发出的光,光年是 单位。
9.现代宇宙观认为 (选填“太阳是宇宙的中心”、“银河系是宇宙的中心”或“宇宙没有中心”),现代天文观察发现星系在远离我们而去,由此推测宇宙在 (选填“坍塌”或“膨胀”)。
10.(1)大千世界,从宏观到微观,从天体到原子,似乎都有那么多惊人的相同规律。如图甲所示,是太阳系模拟图,行星们在各自的固定轨道上围绕恒星太阳运转,这与
(选填“汤姆生”或“卢瑟福”)建立的原子核式结构模型十分相似,其中原子核相当于太阳,绕核运动的 就相当于行星。
(2)在现阶段人类探索宇宙进入太空,主要是依靠火箭。如图乙所示,火箭在发射升空时向下喷射燃气,从而产生一个巨大的向上的推力,这个力的施力物体是 ,这个力的产生说明力的作用是 。火箭在上升过程中,若火箭受到的力全部消失,火箭将做 运动。
能力提升
11.2021年5月15日,我国的首个火星探测器天问一号携祝融号火星车成功登陆火星。火星与地球邻近且环境最为相似,是人类走出地月系开展太空探测的首选目标。火星的直径约为地球一半,自转轴倾角、自转方向、周期均与地球相近,公转一周约为地球公转时间的两倍。火星地表沙丘、砾石遍布。下列推测正确的是( )
A.火星上有四季变化
B.火星的一天比地球的一天约长一倍
C.在火星上不能看到太阳东升西落
D.火星表层的成分与地球上土壤成分相似
12.第一位把望远镜指向天空的物理学家是 ,太阳系中地球离太阳比较近,地球在第 条轨道上运行。
13.为了形象地说明宇宙扩张学说,物理课本上用一个黏有小金属粒的气球做演示实验,该实验将黏有小金属粒的气球看成宇宙, 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,这主要运用的一种思维方法是 (填“等效法”“类比法”或“转换法”)。
14.将大量物质集中于一“点”,该点周围存在一个界面,一旦进入这个界面,即使光也无法逃脱,这种天体被命名为“黑洞”。基于你的物理素养,试分析:进入该界面的物体对“黑洞” (选填“有”或“没有”)力的作用,你的依据是 。
15.通过现代观测技术,我们发现星系正在离我们而去。为了模拟这一现象,我们可用粘有小塑料粒的气球类比宇宙,小塑料粒可看成是宇宙中的天体,气球膨胀时,任意两颗小塑料粒之间的距离都在 (选填“变大”“变小”或“不变”)。模拟星系在远离我们而去,它提供了宇宙 (膨胀/收缩)的证据。
16.牛顿通过用万有引力的理论计算曾大胆预言:地球因自转会在赤道附近隆起,在两极附近变平,是一个扁球体。1735年,法国科学院派了两支探险队,分赴赤道地区和高纬度地区测量地球的准确形状,返回时报告了与牛顿预言相符的结果。
(1)对于上述历史事件分析,以下说法正确的是 。
A.放弃实验,直接认同相应的理论。
B.科学结论是否正确需要实验证实。
C.牛顿的预言因为有理性的分析一定是正确的。
D.科学知识不是一成不变的,它需要不断的完善和修正。
(2)牛顿对力学的研究做出过巨大的贡献。如图,荡秋千运动到最低点时,如果人受到的力全部消失,将会处于怎样的运动状态呢?某同学提出了如图(黑点表示人)猜想,他依据的科学原理是 。
参考答案与试题解析
知识梳理
地球;太阳;层次。
基础知识
1.【解答】解:人类对宇宙的认知是不断地提升、扩展的,古人认为地球是宇宙的中心。直到16世纪波兰著名的天文学家哥白尼提出了“日心说”,才推翻了这一观点。
故选:C。
2.【解答】解:A.科学家在研究物质内部结构时,模型法是常用的一种方法,故A正确;
B.太阳只是银河系中的一颗恒星,不是宇宙的中心,故B错误;
C.海绵很容易被压缩,是因为海绵多孔的结构,不能说明分子间有间隙,故C错误;
D.摩擦起电的实质是电子的转移,电子来源于原子内部但不是来源于原子核,不能说明原子核可以再分,故D错误。
故选:A。
3.【解答】解:A.汤姆生发现了电子,从而说明了原子是可以再分的。故A正确;
B.谱线“红移”现象说明星系正在远离我们,宇宙正在膨胀。故B错误;
C.固体很难被压缩,说明分子之间存在斥力。故C错误;
D.地球等行星绕太阳转动,太阳是太阳系的中心,不是宇宙的中心。故D错误。
故选:A。
4.【解答】解:(1)近代波兰科学家哥白尼提出以太阳为中心的宇宙模型,简称“日心说”。
(2)物理学家牛顿创立的万有引力理论,则使人们能用统一的理论来认识天体运动,宇宙是一个有层次的天体系统。
故答案为:太阳;有层次。
5.【解答】解:(1)太阳系包括太阳和八大行星,地球只是其中的一个。而月球是地球的一颗卫星,比地球小,直接约为3476.28千米。人造卫星长度一般在几十米之内,比月球小得多。按照大小顺序排序为太阳系>地球>月球>人造卫星
(2)原子的结构包括原子核和围绕其旋转的核外电子。
故答案为:太阳系;核外电子(或电子)
6.【解答】解:A.1897年,汤姆生发现了阴极射线是由速度很高的带负电的粒子组成的,这种粒子就是电子;1911年,卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型。所以A正确。
B.水和酒精混合后,由于分子之间存在间隙,所以二者的分子中会有一部分浸入对方的分子之间,导致混合液体的体积小于二者的体积之和。所以B正确。
C.梅花开放后,梅花中芳香分子会不停地做无规则的运动。当这种分子运动到人的鼻子中时,人就闻到了梅花的香味。所以C正确。
D.宇宙是一个有层次的天体系统,且宇宙中的一切星体都处于不停的运动之中。所以D错误。
故选:D。
7.【解答】解:宇宙、银河系、太阳系三者之间从大到小的排列顺序依次为:宇宙、银河系、太阳系。
故选:C。
8.【解答】解:宇宙是一个有层次的天体系统,大多数科学家认为宇宙起源于距今约137亿年前的一次大爆炸;
原子核式结构与太阳系的结构十分相似,其中,原子核相当于太阳,绕核运动的电子就相当于行星,原子的主要质量集中在原子核上;
织女星离地球的距离约24.5光年,即光从织女星到地球要走24.5年,所以我们在地球上所看到的织女星的星光是约24.5年前发的光;
光年指的是光在真空中行走一年的距离,是长度单位。
故答案为:大爆炸;原子核;24.5;长度。
9.【解答】解:现代宇宙观认为宇宙没有中心,现代天文观察发现星系在远离我们而去,由此推测宇宙在不断的膨胀。
故答案为:宇宙没有中心;膨胀。
10.【解答】解:
(1)原子的结构与太阳系十分相似,位于原子中心的原子核相当于太阳,电子相当于绕太阳运行的行星,电子是带负电的;
(2)火箭在发射升空时会受到一个巨大的向上的推力,这个力的施力物体是高温高压的燃气,利用的原理是力的作用是相互的;火箭在上升过程中,若受到的力全部消失,火箭将以原来的速度做匀速直线运动。
故答案为:(1)卢瑟福;电子;(2)燃气;相互的;匀速直线。
11.【解答】解:A.地球上的四季变化是由于地球自转和公转造成的,火星的自转轴倾角与地球相近,也绕太阳公转,推测火星上也有季节变化成立。故A正确;
B.火星自转周期与地球相近,故火星上一天与地球上一天相近。故B错误;
C.火星自西向东自转,太阳东升西落。故C错误;
D.火星基本上是沙漠行星,地表沙丘、砾石遍布,CO2为主的大气十分稀薄,密度仅为地球大气密度的1%,火星两极皆有干冰组成的板冠,会周期性的消长,与地球上土壤成分不同。故D错误。
故选:A。
12.【解答】解:第一个把望远镜用于天文学研究的物理学家是伽利略;
太阳系里有八大行星;地球处在离太阳较近的第三条轨道上运行。
故答案为:伽利略;3。
13.【解答】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,这里运用的是主要一种思维方法类比法。
故答案为:小金属粒;类比法。
14.【解答】解:“黑洞”是将大量物质集中于一“点”,该点周围存在一个界面,一旦进入这个界面,即使光也无法逃脱,这说明物体进入黑洞时受到了力的作用,由于物体间力的作用是相互的,所以物体对黑洞也有力的作用;
故答案为:有;物体间力的作用是相互的。
15.【解答】解:为了形象地说明宇宙大爆炸,将一个粘有小塑料粒的气球看着宇宙,小塑料粒看成是宇宙中的天体,气球膨胀时,任意两颗小塑料粒之间的距离都在变大,表示宇宙中的天体在相互远离,它提供了宇宙处于不断膨胀状态的证据。
故答案为:变大;膨胀。
16.【解答】解:(1)牛顿通过用万有引力的理论计算大胆预言出了地球的形状,后来探险队对赤道地区和高纬度地区测量地球的准确形状,进一步验证了牛顿语言的正确性,这说明科学结论是否正确需要实验验证。故选B正确,ACD错误;
(2)当秋千运动到最低点时,人和秋千在这一瞬间是向右运动的,所以当此时外力全部消失时,根据牛顿第一定律,人和秋千都会保持此时的状态不再改变。故向右做匀速直线运动。
故答案为:(1)B;(2)牛顿第一定律。
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