5.3宇宙起源和演化 自主提升过关练-2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册（word 含答案）

5.3宇宙起源和演化 自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．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
2．一颗恒星的寿命取决于它的（　　）
A．体积 B．质量 C．亮度 D．温度
3．《流浪地球》讲述了极速衰老的太阳威胁到地球的生存环境，人类带着地球逃亡的故事．若太阳变为了红巨星，此时意味着它处于恒星的（ ）
A．诞生期 B．成长期 C．存在期 D．死亡期
4．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。对于“红星”和“蓝星”表面的温度，你的判断是（　　）
A．“红星”高 B．“蓝星”高 C．一样高 D．无法判断
5．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
6．形成目前宇宙的原始火球特征为（　　）
A．温度很高、密度很小，体积很小 B．温度很低、密度很大，体积很小
C．温度很高、密度很大，体积很小 D．温度很低、密度很小，体积不断变动
7．根据恒星的分类，太阳属于（　　）
A．超巨星 B．巨星 C．主序星 D．白矮星
8．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
9．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
10．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
11．下列关于宇宙的叙述正确的是（　　）
A．太阳的半径，质量，密度，体积都比地球大得多
B．宇宙中恒星是有寿命的，恒星质量越大，寿命越短
C．宇宙中恒星都是不动的星球，行星都是绕着恒星运动的
D．银河系是一种旋涡状星系，太阳系就位于旋涡的中心
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．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，了解典型的恒星演化过程，并与同学们交流。
15．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）
参考答案
1．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。
2．B
【详解】
恒星的寿命和它的质量有关，质量越大的恒星内部的核反应就更加剧烈。所以B正确；ACD错误；
故选B。
3．D
【详解】
太阳的最终演化过程为：恒星→主序星→红巨星→白矮星,若太阳变为了红巨星，此时意味着它处于恒星的死亡期，故D正确ABC错误。
故选D。
4．B
【详解】
发光能力和表面温度有关，对于我们看到的恒星来说，温度越低的恒星颜色越红，而温度越高的恒星颜色越蓝，则说明“蓝星”表面温度要高，故B正确，ACD错误。
故选B。
5．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。
6．C
【详解】
形成目前宇宙的原始火球特征为温度很高、密度很大，体积很小。
故选C。
7．C
【详解】
太阳现在正处中年或壮年阶段，处于恒星演化的中期，叫主序星阶段。太阳是一颗小质量的黄矮星，位于赫罗图中主星序中下端，已经在此停留了大约50亿年，并正在随着氢燃料的消耗，缓慢地向上移动。根据恒星演化模型显示，太阳在刚刚诞生时，体积是现在的87%，表面温度比现在高大约600℃。同样根据恒星演化模型，太阳还将在主星序上停留大约45~50亿年，然后步入老年，体积膨胀，离开主星序进入红巨星区域。因此，太阳目前是一颗主序星，正处于恒星生命中的中年壮年期，故C正确，ABD错误。
故选C。
8．C
【详解】
中微子衰变成μ子和τ子的过程中满足动量守恒定律，μ子的速度方向与中微子的速度方向一致，则τ子的运动方向必定也在这条直线上，由于质量关系不确定，则不能确定其速度方向与μ子的方向相同还是相反。
故选C。
9．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。
10．A
【详解】
A．银河系的中心有一个突起的核，称为核球，另外还有银盘和银晕，银盘一个非常引人注目的结构是有旋涡状的旋臂，因此银河系属于旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上，故A正确；
B．恒星的寿命和它的质量有关，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，故B错误；
C．在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生核聚变，释放巨大的核能，故太阳能发光、放热，故C错误；
D．宇宙中有卫星的星球很多，比如木星就有许多卫星，故D错误。
故选A。
11．B
【详解】
A．太阳的质量和半径都比地球来的大，但密度却比地球小，选项A错误；
B．宇宙中恒星是有寿命的，恒星质量越大，寿命越短，选项B正确；
C．静止是相对的，运动是绝对的，不能说恒星都是不动的星球，选项C错误；
D．银河系的中心有一个突起的核，称为核球，另外还有银盘和银晕，银盘一个非常引人注目的结构是有旋涡状的旋臂，因此银河系属于旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上，选项D错误。
故选B。
12．D
【详解】
A．当恒星变为红色的巨星或超巨星时，就意味着这颗恒星处于死亡期了，A错误；
B．恒星的寿命取决于质量，B错误；
C．太阳能够发光、放热，主要是因为太阳内部不断发生核反应，C错误；
D．银河系是一种旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上，D正确。
故选D。
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．见解析
【详解】
星系碰撞造成的星云压缩和扰动也可能形成大量恒星，成年期时形成主序星，中年期时形成红巨星，超巨星。晚年到死亡以三种可能的冷态之一为终结:白矮星，中子星，黑洞。
15．(1)米；(2)22亿分之一
【详解】
(1)设太阳与地球间的距离为r，有
×500mm
(2)如图所示，以太阳为球心，太阳与地球间距离r为半径的球表面面积
其面上总能量为E。
地球在此球面上的有效面积为
对应获取的太阳能为，有
即地球获得的太阳能仅为太阳总辐射能的22亿分之一。