5.3宇宙的起源和演化 学科素养提升练（Word版含答案）

5.3宇宙的起源和演化 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．下列关于恒星寿命的说法正确的是（　　）
A．质量大的恒星寿命长 B．质量小的恒星寿命长
C．恒星的寿命与其质量无关 D．无法确定
2．下面关于宇宙的说法正确的是（　　）
A．宇宙是由银河系和太阳系组成的
B．宇宙是由地球和银河系组成的
C．太阳系中只有八大行星绕它运行
D．宇宙中有数十亿个星系，银河系是其中的一员
3．晴朗的夜空繁星闪烁，有的恒星颜色偏红，有的恒星颜色偏蓝关于“红星”和“蓝星”表面的温度，下列说法正确的是（　　）
A．恒星表面的温度越高，表面颜色越偏红，所以“红星”表面的温度高
B．恒星表面的温度越高，表面颜色越偏蓝，所以“蓝星”表面的温度高
C．“红星”和“蓝星”表面的温度一样高
D．恒星的表面颜色与其表面温度无关
4．关于恒星的说法正确的是（ ）
A．极少数恒星有着和太阳相同的化学成分
B．当恒星变为红色的巨星或超巨星时，就意味着这颗恒星刚刚诞生
C．恒星就是宇宙中永远存在的星星
D．超巨星、巨星、主序星、白矮星和中子星实际上就是恒星不同年龄阶段的形态
5．在赫罗图中，处于主序对角线的恒星，具有的特点是（ ）
A．温度高，亮度大 B．温度高，亮度小
C．温度低，亮度大 D．温度和亮度无关
6．下列关于宇宙的说法错误的是（　　）
A．质量大的恒星寿命反而比较短
B．恒星的演化分为诞生期、存在期和死亡期
C．光年（1.y.）是一个时间单位，表示一年的时间
D．银河系是一种旋涡状星系，太阳现在正处于其中的一条旋臂上
7．现在科学家们正在设法探寻“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子有相同的质量和相同的电荷量，但电荷符号相反。据此，若有反α粒子，它的质量数和电荷数分别为（　　）
A．-4，-2 B．4，-2 C．-4，2 D．4，2
8．为了探究宇宙起源，科学家将利用阿尔法磁谱仪（AMS）在太空中寻找“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的。“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反，则反氢原子是（　　）
A．由1个带正电荷的质子和1个带负荷的电子构成
B．由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成
C．由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成
D．由1个不带电荷的中子和1个带正电荷的正电子构成
9．关于恒星的温度、亮度和颜色，下列说法中正确的（ ）
A．恒星的颜色与表面温度有关，最冷的呈红色，最热的比太阳稍蓝
B．视星等越高的恒星，表面温度就越高
C．绝对星等越高的恒星，我们看到的就越亮
D．恒星的绝对星等仅决定于它的表面温度
10．质量比太阳小的恒星最终会演化成（　　）
A．白矮星 B．中子星 C．脉冲星 D．黑矮星
11．木村星系离地球为一亿光年，下列叙述错误的是（　　）
A．木村星系的光需一亿年才能到达地球
B．在地球所见的为一亿年前的木村星系
C．可推知木村星系可能形成在五千万年前
D．木村星系中最老的恒星年龄应该超过一亿年
12．下列说法中正确的是（　　）
A．卢瑟福发现电子 B．汤姆孙提出原子核式模型
C．所有原子核都是由质子和中子组成 D．质量越大的恒星寿命越短
13．全球多国科学家同步举行新闻发布会宣布人类第一次利用激光干涉法直接探测到来自双中子星合并（距地球约1.3亿光年）的引力波，并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号，此后2秒，美国费米太空望远镜观测到同一来源发出的伽马射线暴，这是人类历史上第一次使用引力波天文台和电磁波望远镜同时观测到同一个天体物理事件，标志着以多种观测方式为特点的“多信使”天文学进入一个新时代，也证实了爱因斯坦100多年前在广义相对论中有关引力波的预言，引力波是由黑洞、中子星等碰撞产生的一种时空涟漪，宛如石头丢进水里产生的波纹．根据以上信息判断正确的是
A．引力波的传播速度等于光束
B．具有质量的物体能产生引力波
C．干涉是波具有的性质，所以激光也是一种波
D．引力波的传播需要空气作为介质
二、解答题
14．查阅资料，了解宇宙学的新发展，以小论文或幻灯片等形式进行班级展示。
15．古希腊某地理学家通过长期观察，发现某日正午时刻，在北半球A城阳光与重垂方向成7.5°角射入，而在A城正南方，与A城地面距离为的B城，阳光恰好沿重垂方向射入，如图所示，射到地球的太阳光可视为平行光，据此他估算出了地球的半径，试写出估算地球半径的表达式．
参考答案
1．B
【详解】
恒星的寿命跟其质量有关，质量越大的恒星核反应剧烈，寿命越短，质量越小的恒星核反应不够剧烈寿命越长，ACD错误，B正确。
故选B。
2．D
【详解】
宇宙中有数十亿个星系，银河系是这数十亿个星系中的一员，太阳是银河系中的一员。太阳周围除了八大行星之外，还有若干小行星，彗星等天体绕太阳运动。
故选D。
3．B
【详解】
恒星的表面颜色取决于它的表面温度，温度越低，颜色越偏红，温度越高，颜色越偏蓝。
故选B。
4．D
【详解】
A． 绝大多数恒星都有着和太阳相同的化学成分，故A错误。
B． 恒星燃料耗尽后其核心不再释放能量，核心开始收缩，而外部开始膨胀，于是恒星就变成了一颗红色的巨星或超巨星，故B错误。
CD． 超巨星、巨星、主序星、白矮星和中子星实际上就是恒星不同年龄阶段的形态，恒星并非永远存在，故C错误D正确。
5．A
【详解】
赫罗图表示的恒星的温度与亮度的关系，主序对角线中恒星的亮度大，表面温度就升高．
A． 温度高，亮度大与分析相符，故A正确。
B． 温度高，亮度小与分析不符，故B错误。
C． 温度低，亮度大与分析不符，故C错误。
D． 温度和亮度无关与分析不符，故D错误。
6．C
【详解】
A．恒星的寿命和它的质量有关，质量越大的恒星寿命越短，故A正确；
B．恒星的演化分为诞生期、存在期和死亡期，故B正确；
C．光在一年中走过的路程是光年，光年是天文学上常用的长度单位，故C错误；
D．宇宙是由很多星系组成的，银河系是一种旋涡状星系，太阳是银河系中的一颗恒星，故D正确；
本题选择错误的，故选C。
7．B
【详解】
因“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量、相同的电荷量，但电荷的符号相反。所以，反α粒子质量数为4，电荷数为-2。
故选B。
8．B
【详解】
反氢原子由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成。
故选B。
9．A
【详解】
A． 恒星的表面颜色取决于它的表面温度，温度越低，颜色越偏红，温度越高，颜色越偏蓝，所以最冷的呈红色，最热的比太阳稍蓝，故A正确。
BCD． 恒星的星等衡量的是发光能力，而发光能力既和表面温度有关，也和发光面积有关，故星等越高的恒星，表面温度不一定越高，也不一定越亮，故BCD错误。
10．D
【详解】
质量比太阳小的恒星演化过程为红巨星到白矮星到黑矮星。
故选D。
11．C
【详解】
因为木村星系距离地球是一亿光年，所以，木村星系的光需一亿光年才能到达地球，也是地球所见的为一亿年前的星系，可推知，木村星系中最老的恒星年龄超过一亿年，由此可得，ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
12．D
【解析】
【详解】
A．汤姆逊发现电子，故A错误；
B．卢瑟福提出原子核式模型，故B错误；
C．原子核一般由质子和中子构成，但氕的原子核都不含中子，只有1个质子，故C错误；
D．恒星的寿命和它的质量体积有关，质量越大的恒星寿命越短，这是因为质量越大压力就越大，这种情况下恒星内部的核反应就更加剧烈，故D正确；
13．ABC
【详解】
A．发现引力波，并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号，说明引力波的传播速度等于光束，故A正确；
B．引力波是由黑洞、中子星等碰撞产生的一种时空涟漪，因此具有质量的物体能产生引力波，故B正确；
C．引力波是以光速传播的时空扰动，是横波，故引力波应该有偏振现象，故C正确；
D．天文台探测到引力波，说明引力波可以在真空中传播，故D错误；
故选ABC．
14．见详解
【详解】
现代宇宙学的所谓“宇宙大爆炸论”是获得了所谓“诺贝尔奖”的所谓“宇宙起源”的理论，至今仍为宇宙学主流的基本观点，它是逐步发展而认为：
宇宙起源于温度高达1017K以上，密度极高的极小原始火球，在约137亿年前(迄今观测到最远星系距此约137亿光年)发生的一次大爆炸，这个大爆炸经10-35s结束，温度达1027K，在100s时，温度109K,氘和氦形成。接着据称会在约3分钟内形成所有天然元素，之后在引力作用下，逐渐形成各星系，太阳系、地球、细胞、植物动物、动物，直到人类；
特别是，其中认为：在那个大爆炸约一个月，温度107K时形成了辐射，因当时宇宙物质致密像笼子一样禁闭住所有的辐射，在那个大爆炸后10-30万年，随着物质密度的下降，辐射才挣脱束缚，退耦、传播出来，形成所谓“宇宙背景辐射”，它应能残留至今，因宇宙膨胀，估计已大大冷却至温度约5K；
它的主要依据是所谓“哈勃定理”，即：在一定距离范围观测表明：宇宙间星体发光频率的红移量是与其观测距离成正比的。于是，就判定：宇宙在膨胀，就认为这证明了“大爆炸宇宙论”的正确性；
1998年有两组天文学家的观测报告说，宇宙远处（约70亿光年）有几十颗显得异常昏暗的Ia型超新星，按“哈勃定理”得出：宇宙（70亿年前）在加速膨胀。
这就只能设想有所谓“反引力”（即斥力）的物质充满宇宙各处，正在猛烈拉开宇宙，而把它称为“暗能量”。
但是，虽经多年多种搜寻，至今却始终没能找到这种有所谓“反引力”（即斥力）性质的物质。至今仍为宇宙学主流重要的搜寻目标。
15．
【详解】
如图所示，由题意可知
故A、B距离可表示为
故地球半径为