同步课时精练（二十二）5.3宇宙起源和演化（后附解析）

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同步课时精练（二十二）5.3 宇宙起源和演化（后附解析）
一、单选题
1．下列关于太阳的说法中错误的是（　　）
A．太阳是巨星 B．太阳是中型星 C．太阳是主序星 D．太阳是恒星
2．大爆炸理论认为，宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸。除开始瞬间外，在演化初期的大部分时间内，宇宙基本上是匀速膨胀的。上世纪末，对1A型超新星的观测显示，宇宙正在加速膨胀。如果真是这样，则下列图象中能大致反映宇宙半径R和宇宙年龄t关系的是（　　）
A． B． C． D．
3．关于大爆炸宇宙模型的下列说法正确的是（　　）
A．宇宙起源于一个特殊的点，这个点大爆炸，是空间的开始
B．宇宙起源于一个特殊的点，在这个点爆炸之前时间已经存在
C．宇宙大爆炸后空间膨胀一定会一直持续下去，永不停止
D．宇宙起源的“奇点”温度无穷低，密度无穷大
4．若即将燃烧殆尽的红超巨星突然发生爆炸，就会发出比以前的亮度高几百万倍的强光，形成（　　）
A．白矮星 B．黑矮星 C．超新星 D．中子星
5．公元2世纪，古希腊天文学家托勒密提出了“地心说”，认为地球处于宇宙的中心静止不动。公元16世纪，哥白尼经过对太空的仔细观测，发现这个认识存在错误，认为太阳是宇宙的中心，地球和行星是绕太阳做圆周运动的，这个观点是 （　　）
A．“日心说” B．“地心说” C．“月心说” D．“盖天说”
6．关于恒星的演化，下列说法中正确的是（ ）
A．小质量恒星燃料耗尽后会收缩成密度极大的白矮星
B．恒星燃料耗尽后外层开始膨胀，变成巨星或超巨星
C．超巨星爆炸后外层物质会扩散到太空中成为星云，内部物质形成新的恒星
D．星云在引力作用下不断收缩，内部温度升高引发了核反应，中子星就形成了
7．下列关于宇宙及星系的说法中正确的是（　　）
A．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
B．太阳系中距离太阳越近的行星绕太阳公转速度越大
C．银河系是一种漩涡状的星系，太阳系就位于漩涡的中心
D．宇宙中恒星都是不动的星球，行星都是绕着恒星运动的
8．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
9．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
10．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
11．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
12．现代宇宙学告诉我们，恒星在演变过程中，会形成密度很大的天体，如白矮星、中子星或黑洞。据推测，中子星物质的质量是，则中子星的密度约（　　）
A． B．
C． D．
二、多选题
13．2017年10月16日，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
14．下列说法正确的是（　　）
A．哈勃发现的“红移”现象说明远处的星系正急速的远离我们
B．哈勃发现的“红移”现象说明地球是宇宙的中心
C．“新星”和“超新星”是刚刚产生的恒星
D．“超新星”和“新星”的产生说明恒星正在不断灭亡
E．“超新星”爆发后少数可能形成黑洞
三、解答题
15．什么是暗物质？什么是暗能量？为什么要引入暗物质和暗能量？如何用现代宇宙学理论来分析解决这个悖论？
16．下图是恒星质量和寿命的关系图，请估计一颗质量为太阳1.5倍的恒星能存在多久？―颗寿命约为140亿年的恒星，其质量约为太阳的多少倍？
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
解析：太阳是恒星，是中型星，在演化的过程中，太阳处于主序阶段，是主序星。
本题选错误的，答案：A。
2．C
解析：在演化初期，宇宙基本上是匀速膨胀的，说明宇宙半径R随着时间均匀增大，宇宙半径R和宇宙年龄t为线性关系，当宇宙加速膨胀时，说明半径随着时间继续增大，而且变化率逐渐变大，即图象的斜率在逐渐变大，答案：项C正确，ABD错误；
答案：C。
3．A
解析：D．根据大爆炸宇宙模型，宇宙起源于“奇点”，该“奇点”温度无穷高，密度无穷大，认为该点拥有无穷的能量，但体积无穷小，故D错误；
C．宇宙爆炸后，急剧膨胀，宇宙未来的演化有两种可能，一是持续膨胀，另一种是膨胀到极限后又收缩成一个新的“奇点”，故C错误；
AB．“奇点”爆炸是宇宙的始点，既是时间的起点又是空间的始点，故A正确，B错误。
答案：A。
4．C
解析：若即将燃烧殆尽的红超巨星突然发生爆炸，就会发出比以前的亮度高几百万倍的强光，形成超新星。ABD错误，C正确。
答案：C。
5．A
解析：“日心说”是关于天体运动的和“地心说”相对立的学说，它认为太阳是宇宙的中心，而不是地球，哥白尼提出的“日心说”，有力地打破了长期以来居于宗教统治地位的“地心说”，实现了天文学的根本变革，故A正确，BCD错误。
答案：A。
6．B
解析：A．小恒星燃料耗尽后会收缩成白矮星，但密度并非极大，白矮星的密度小于中子星，故A错误；
B．恒星燃料耗尽后外层开始膨胀，变成巨星或超巨星，故B正确；
C．超巨星爆炸后外层物质继续扩散到太空中，成为星云的组成部分，而后这些星云会收缩成为一颗新的恒星，故C错误；
D．星云在引力作用下不断收缩，内部温度升高引发了核反应，恒星就形成了，故D错误。
答案：B。
7．B
解析：A．内行星都是有坚硬外表的星体，而外行星则是大团的气体外壳及液态的内部，其平均密度远不及内行星，可谓虚有其表。故A错误；
B．由太阳的万有引力提供向心力
得
所以太阳系中距离太阳越近的行星绕太阳公转速度越大，故B正确；
C．太阳系绕银河系中心做匀速圆周运动，银河系是一种漩涡状的系星，太阳系不位于漩涡的中心，故C错误；
D．自然界中一切物体都在运动，宇宙中恒星都是运动的星球，故D错误。
答案：B。
8．B
解析：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。
答案：B。
9．D
解析：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。
答案：D。
10．C
解析：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。
答案：C。
11．C
解析：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。
答案：C。
12．C
解析：依题意，有
，
根据密度公式，有
可得中子星的密度约为
答案：C。
13．ABC
解析：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；
答案：ABC．
14．ADE
解析：AB．哈勃发现的“红移”现象说明远处的星系在远离我们，但不能说明我们就处于宇宙的中心，只能说明我们与远处的星系存在相对运动，故A正确，B错误；
CD．“新星”和“超新星”是恒星消亡时的一种现象，故C错误，D正确；
E．“超新星”爆发后少数可能形成黑洞，故E正确。
答案：ADE。
15．见解析
解析：暗物质是理论上提出的可能存在于宇宙中的一种不可见的物质，它可能是宇宙物质的主要组成部分，但又不属于构成可见天体的任何一种目前已知的物质。是一种比电子和光子还要小的物质，不带电荷，不与电子发生干扰，能够穿越电磁波和引力场，是宇宙的重要组成部分。暗物质的密度非常小，但是数量庞大，因此它的总质量很大。
暗能量是驱动宇宙运动的一种能量，宇宙中所有的恒星和行星的运动皆是由暗能量与万有引力来推动的。
暗物质和暗能量是宇宙的主宰，不仅影响宇宙的过去，还左右宇宙的未来。暗物质比物质的质量要大的许多；暗能量在宇宙的结构中占绝对统治地位。因此要引入暗物质和暗能量，我们所有的科学家都应该努力的去考察研究这个问题。
1823年，德国天文学家海因里希·威廉·奥尔伯斯（Heinrich Wilhelm Olbers）提出了一个著名的观点：如果宇宙是无限、均匀和静态的，同时无限的宇宙中有无限多颗恒星，那么从地球向任意角度看，夜空都会被恒星填满，夜空不应该是黑暗的，它应该与恒星表面一样亮。这与我们观测到黑暗星空的事实相悖。奥尔伯斯的观点被称为“奥尔伯斯悖论”，
奥尔伯斯悖论认为，由于夜空黑暗，因此“无限”、“均匀”和“静态”这三个关于宇宙本质的假设中至少有一个是错误的。
奥尔伯斯“黑暗夜空悖论”的提出，挑战的是稳态宇宙的设想。稳态宇宙设想发端于公元13世纪，其支持者认为宇宙没有开始也不会有结束，宇宙是无限的。尽管宇宙可能存在膨胀，但它不会随着时间的推移而改变外观，宇宙中的物质在大尺度上是相对均匀散布的。
如果宇宙是有限的，或者宇宙中的恒星数量是有限的，那么黑暗夜空的现象就很容易解释：因为有限的光点无法填满无限的夜空。
为什么会出现黑暗夜空的现象：
一、“宇宙大爆炸理论”告诉我们有许多星星正在超光速地远去，它们的光永远到不了地球。
二、太空并不如我们想象的那样空旷、纯净与透明。我们地球的上方有稠密的大气层，它可以阻挡绝大多数的星光；在距离我们更远的银河系，还有许多尘埃和星云，它们也可以阻隔相当多的星光；星际间存在大量气体物质，它们阻隔了可见光
三、太空中有许多大质量的天体，它们可以弯曲、阻挡和吸收光线，无数个大大小小的黑洞在太空中游荡，它们像吸尘器一般吞噬光线。
四、人类无法直接使用现有的技术进行观测。
五、科学家们认为宇宙中有多达95%的质量属于暗能量和暗物质，只有5%属于普通物质。在大尺度的宇宙空间里，暗能量与暗物质对电磁波的作用还需要科学家们进一步探索。
在今天看来，黑暗的夜空已经有很多科学解释。尽管宇宙是有限或是无限、是整体爆炸或是部分振荡的争论还在继续，相信随着科学理论与技术的发展，我们定能找到更多宇宙的真相，科学将越来越接近真理，悖论也将一个接一个被解开。
16．50亿年， 0.5倍
解析：从恒星质量与寿命的关系图中可见太阳的寿命为亿年。可在图中得到质量为太阳质量1.5倍的恒星能存在50亿年；
寿命为140亿年的恒星其恒星的质量与太阳质量的比值质量约为太阳的0.5倍。
答案第1页，共2页
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