5.3探索宇宙的奥秘基础巩固（word版含答案）

5.3探索宇宙的奥秘基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．关于银河系的形状，下列说法正确的是（ ）．
A．旋涡星系 B．椭圆星系 C．圆形星系 D．不规则星系
2．下列关于太阳及太阳系的说法中正确的是（）
A．太阳向外辐射能量主要来自太阳内部的核裂变反应
B．太阳系中距离太阳越近的行星绕太阳公转速度越大
C．太阳系中内行星都没有坚硬的外壳，外行星都有坚硬的外壳
D．太阳系虽然是银河系中很小很小的一部分，但它位于银河系的中心
3．太阳燃料全部耗尽，最终会变成一颗（ ）
A．白矮星 B．中子星 C．黑洞 D．黑矮星
4．下列说法中正确的是（　　）
A．恒星的颜色与恒星的质量和体积有关
B．恒星的表面温度越高，颜色越红
C．恒星的亮度与恒星的体积和温度以及它与地球的距离有关
D．太阳表面温度为5500℃，所以太阳发出的是红色的光
5．关于恒星，以下说法中正确的是 （　　）
A．恒星的质量越小，寿命越短
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，表面温度一定越高
D．恒星的颜色与表面温度有关，温度低的呈暗红色，更热的比太阳稍蓝
6．太阳放出的大量中微子向地球飞来，但实验测定的数目只有理论的三分之一，后来科学家发现中微子在向地球传播的过程中衰变成一个μ子和一个τ子。若在衰变过程中μ子的速度方向与中微子的速度方向一致，则τ子的运动方向（　　）
A．一定与μ子的方向相同 B．一定与μ子的方向相反
C．一定与μ子在同一直线上 D．不一定与μ子在同一直线上
7．除了氦以外，恒星中最常见的化学元素是（ ）
A．氢 B．铁 C．碳 D．钠
8．恒星的寿命随着质量的变大而（　　）
A．变长 B．不变 C．变短 D．无法确定
9．关于宇宙，下列说法中正确的是（　　）
A．银河系是一种旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上
B．恒星的寿命取决于亮度
C．太阳能够发光、放热，主要是因为太阳内部不断发生化学反应
D．地球是宇宙中唯一有卫星的星球
10． 一颗恒星的寿命取决于它的
A．温度 B．体积 C．质量 D．颜色
11．关于恒星的寿命，下列说法正确的是（ ）
A．恒星的质量越大，寿命就越长 B．恒星的温度越高，寿命就越长
C．恒星的亮度越大，寿命就越长 D．恒星的质量越小，寿命就越长
12．关于宇宙，下列说法中正确的是（　　）
A．当恒星变为红色的巨星或超巨星时，就意味着这颗恒星正处于壮年
B．恒星的寿命取决于亮度
C．太阳能够发光、放热，主要是因为太阳内部不断发生化学反应
D．银河系是一种旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上
13．关于太阳系中的行星的说法正确的是（）．
A．金星和地球的外壳都是由坚硬的岩石组成的
B．火星和木星的外壳都是由坚硬的岩石组成的
C．水星和金星没有坚硬的外壳，是气态行星
D．天王星有坚硬的外壳，是太阳系中最大的一颗行星
14．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
15．太阳辐射的能量来源于（ ）．
A．太阳的运动 B．太阳黑子爆发
C．氢气的燃烧 D．内部热核反应
二、填空题（共4题）
16．仙女座星系是人们能用肉眼看到的最遥远的天体，但由于光速有限，你看到来自那里的光线，实际上已经在太空中行进了_________年，因此观察遥远的天体就等于在观察__________________．宇宙很大，所以计算天体间的距离时常用_________作为单位，它等于_________．
17．读天体系统层次框图，完成下列问题。
(1)写出图中字母所代表的天体系统的名称：
A_______________；B_______________；C_______________；D_______________；
(2)图中天体系统C的中心天体是_______________；
(3)目前我们人类能观测到的最远的星系估计为________________亿光年。
18．星系按外形大致分为____________、____________、____________。
19．亚里士多德提供了许多根据观察得到的令人信服的理由，证明人类赖以生存的大地是一个球体．试举出除天文观察以外的两个理由：
（1）_________________；
（2）________________．
三、综合题（共4题）
20．查阅资料，了解关于宇宙起源的理论，说说每种理论的内容及科学依据。
21．太阳是个极其巨大、炽热的气体球，太阳中心处核聚变产生的巨大能量不断向宇宙空间辐射。
(1)太阳的光和热以每秒米的速度（即光速c）向外辐射，约经8分20秒到达地球。试估算太阳与地球间的距离。
(2)用E表示太阳的辐射能，估算地球获得的辐射能为太阳总辐射能E的几分之一。（已知球表面公式为，r为球半径，地球半径R为6400千米）
22．太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源。（已知质子质量为mH＝1.007 3 u，氦核质量为mHe＝4.001 5 u，电子质量为me＝0.000 55 u）
(1)写出这个核反应方程；
(2)这一核反应能释放多少能量？
(3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026 J，则太阳每秒减少的质量为多少千克？
23．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。
参考答案
1．A
2．B
3．D
4．C
5．D
6．C
7．A
8．C
9．A
10．C
11．D
12．D
13．A
14．B
15．D
16．200万 宇宙的过去 光年
17．总星系 河外星系 太阳系 地月系 太阳 150~200
18．旋涡星系 椭圆星系 不规则星系
19．船只出海时渐渐没入地平线 向南旅行和向北旅行时所见的星空是不同的
20．
据拉美社8月15日报道，加拿大科学家提出了有关宇宙起源的新理论：认为我们所认识的三维宇宙可能起源于一颗毁灭后变成四维空间的恒星。美国每日星系网站15日发表了这一理论。，当前最流行的“宇宙大爆炸”理论认为，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，天文学家和物理学家发现的多个科学现象--例如可观测宇宙的膨胀和原始引力波的存在等，令“宇宙大爆炸”理论得到进一步充实；
然而加拿大佩里米特理论物理研究所的专家认为，这个理论不能解释宇宙大爆炸之前是什么样的，而他们提出的新理论却对此作出了解释，关于宇宙起源的新理论认为四维宇宙的形成过程类似于当前三维宇宙的黑洞视界，专家认为，在我们的世界，所谓黑洞视界就是一个没有物质和能量回归的点。如果任何粒子，包括光子穿过这个点，都无法逃脱重力，那么它最终就会掉落到黑洞物质的中心。
21．(1)米；(2)22亿分之一
22．(1)；(2)24.78 MeV；(3)4.22×109 kg
23．
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。