10.5宇宙深处
一、单选题
1.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.地球绕太阳运动——太阳是宇宙中心
C.海绵容易被压缩——分子间有间隙 D.铁丝也能被拉断——分子间没有引力
2.关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A.电子的发现,说明原子核是可分的
B.地球绕太阳运动,说明太阳是宇宙的中心
C.破碎的玻璃杯不能恢复成原形,说明分子间存在斥力
D.原子核由质子和中子组成
3.关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A.海绵容易被压缩,说明分子间有空隙
B.地球绕太阳运动,说明太阳是宇宙中心
C.破镜不能重圆,主要是因为分子间有排斥力
D.物理学家汤姆生发现了电子,说明原子是可分的
4.关于粒子和宇宙,下列认识,其中正确的是( )
A.春天柳絮纷飞,说明分子在做永不停息的无规则运动
B.酒精和水混合后体积减小,是因为分子间有吸引力
C.根据银河系的直径大约为8万光年,可知光年是时间单位
D.宇宙是一个有层次的天体结构系统,它是有起源的、膨胀的和演化的
5.中国航天从“天宫”建站到“嫦娥”奔月,从“天问”探火到“羲和”追日,一步步迈进探索星辰大海的伟大征程。下列空间尺度最大的是( )
A.太阳系 B.地球 C.原子 D.分子
6.2018年3月14日,英国物理学家,现代最伟大的物理学家之一,被誉为“宇宙之王”的霍金逝世.关于宇宙,下列说法正确的是( )
A.太阳是宇宙的中心 B.宇宙膨胀的过程中,温度逐渐降低
C.光年是速度的单位 D.恒星都是静止不动的
7.世界上第一个把人类送入太空的国家是( )
A.中国 B.前苏联 C.美国 D.英国
8.20世纪40年代末,著名物理学家伽莫夫提出了大爆炸宇宙模型,认为宇宙起源于137亿年前的一个“原始火球”大爆炸,大爆炸模型现在被称为宇宙学的标准理论.下列有关支持“原始火球”大爆炸理论的观察事实中,说法正确的是 ( )
A.用哈勃望远镜观察到星系光谱的“红移”现象
B.通过科学探究发现宇宙中有数千亿个星系
C.哥白尼提出的“日心说”观点取代“地心说”观点
D.通过科学测量发现不同的星系距离地球的长度不同
9.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.面包容易被压缩,说明分子间有空隙
D.宇宙是一个有层次的天体系统,它在不断地膨胀
10.下列排列顺序由大到小的是
A.原子、质子、原子核、夸克 B.中子、原子、原子核、夸克
C.银河系、太阳系、地球、高山 D.太阳系、河外星系、地月系、月球
二、填空题
11.太阳系共有 大行星,我们赖以生存的 是太阳系的行星之一,而太阳系又是 系的成员。
12.从微观到宇宙,存在着各种各样的物质。如①电子,②太阳系,③原子核,④质子,⑤地球,⑥ 原子,⑦PM2.5,⑧银河系。请将它们按空间尺度从大到小的顺序排列: (填写序号)。
13.宇宙是一个 (有/无)层次的天体结构系统,天体之间相距遥远,天文学中常用 做长度单位;截至2021年1月3日6时,中国首次火星探测任务天问一号火星探测器已经在轨飞行约163天,飞行里程突破4亿千米,火星是太阳系中的一颗 (恒/行/卫)星。
14.20世纪20年代科学家发现星系的光谱向长波方向偏移(谱线“红移”),这一现象说明星系在 (选填“远离”或“靠近”)我们,根据这一现象,大多数科学家认为:宇宙诞生于距今约137亿年前的一次 。
15.如图所示,在吹一个表面画有许多斑点的气球时会发现,随着气球的鼓起,斑点间的距离在不断变化.从任何一点出发,其他的点都可以以它为中心向四周散开,并且距离越远散开的速度越快.如果我们把这个气球比作宇宙,试回答下列问题.
(1)根据多谱勒效应,当星系靠近观察者时,见到的星光光谱线向频率高的蓝光方向移动,反之则向红光方向移动.把气球上的斑点看作一个个星系,并选定一个作为太阳系.当我们把气球逐渐吹起时,以太阳系为观测中心,我们观测到的星系大多在向 光方向移动,也就是说它们都在 (靠近/远离)太阳系,并且距离太阳系越远的星系移动的速度越 (快/慢).
(2)实验说明大多数星系之间的距离都在 ,由此推测宇宙正处于 之中.
(3)这种研究宇宙的方法是 .
A.对比法 B.类比法 C.模型法 D.控制变量法.
16.在银河系、宇宙、太阳系中尺度最大的是 ,组成原子的质子、中子、电子中质量最小的是 ,同种物质在固态、液态和气态中,分子间作用力最小的是 。
17.在太阳系中,太阳是恒星,地球是 星,水星是 星。(均选填“恒”、“行”或“卫”)。依据卢瑟福的原子行星模型理论,在原子中绕核高速旋转的是 。
18.如图所示,根据粒子和宇宙的相关知识回答问题:
(1)A、B两个相同的透明玻璃水杯中盛有质量相等、温度不同的纯净水,其中一杯是80℃的热水,另一杯是5℃的冷水,它们都静静地放置在水平桌面上。同时向两个水杯中滴入一滴碳素墨水,过几分钟后观察到如图甲所示的现象,在A、B两个水杯中,盛有热水的是 ,你的判断的依据是 ;
(2)如图乙所示,将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧紧地压在一起,两铅块就会结合起来,甚至下面吊一个钩码都不能把它们拉开,这个实验现象说明: ;
(3)如图丙所示,在一只气球上画一些小圆点,充气使气球不断膨胀,观察此过程中各个小圆点之间的距离变化,该实验模拟的是 。
19.太阳系、地月系、宇宙、银河系中尺度最小的是 ;构成物质世界的各种原子都有相似的结构,根据原子核式结构模型可知;原子中心的原子核由 和中子组成。
20.宇宙是一个有层次的天体结构系统,我们看到的太阳只是银河系中一颗普通的 (选填“行星”或“恒星”),科学家通过对星系光谱的研究发现,所有的星系都在远离我们而去,宇宙中星系间的距离在不断扩大,这说明宇宙在 .(填“膨胀”或“减小”)
三、综合题
21.根据材料内容完成下列问题.
瑞典皇家科学院2017年10月3日宣布,将2017年诺贝尔物理学奖授予科学家雷纳·韦斯、巴里·巴里什和基普·索恩,以表彰他们为“激光干涉引力波天文台”(LIGO)项目和发现引力波所做的贡献.引力波是一种时空涟漪,能在宇宙中肆意传播,如同石头丢进水里产生的波纹.百年前爱因斯坦在广义相对论中预言了引力波的存在,但他认为引力波难以被探测到,因为相关信号非常微弱.想探测到引力波,要测量到多精密的程度呢?LIGO需要测到原子核直径千分之一长度的变化.而在此之前,人类能测量长度的最好水平,也就是可以测到原子核直径.
此次探测到的引力波频率分布在几十赫兹到几千赫兹之间,它由10亿光年外的两个黑洞相撞产生,有大约3个太阳的质量瞬间变成了能量,而这份巨大的能量挤压了空间,产生了稍许扭曲,以至于让距离这个事件发生地10亿光年远的地球,产生了一个空间上大约是原子核直径千分之一的压缩效果.这就是引力波探测器要探测到的最终目标.
根据短文中的内容可知:
(1)引力波的传播 (填“需要”或“不需要”)介质;
(2)引力波的频率 (填“在”或“不在”)人类的听觉范围内;
(3)由文中内容可知,光年是 (填“时间”或“距离”)单位.
22.物质的结构和尺度宇宙万物,从浩瀚星空到我们生活的地球,从莽莽大山到滔滔江河,从高大的建筑物到构成物质的微小的分子、原子,都有一定的尺度,都要占据一定的空间。
从古至今,人类从未停止对看不见的微观世界的探索,不懈地追寻构成整个世界的最小粒子正是这种探索的集中体现。在中国科技馆“物质之妙”展区,通过图甲、乙所示的展品能够使我们了解一些人类探索微观粒子的历程。
图甲的展品中,当同学按动启动按钮,然后旋转磁铁转盘,我们会发现管中的射线(绿色的光)并观察到射线(绿色的光)的路径随着磁铁转盘的转动而发生变化。早在年,汤姆孙就根据阴极射线在电场和磁场作用下的轨迹确定出阴极射线中的粒子带负电,并测出其荷质比,为人类认识微观世界迈出了坚实的一步。
图乙的展品中,圆形展台的正前方是一个接收屏,后面是一个玻璃罩,玻璃罩里边放置了一个金箔片,再往后是一个模拟产生粒子射线的装置。按动按钮,模拟装置会发出射线,沿着圆形轨道移动接收屏,同学们可以看到接收屏在射线的正前方时屏中的光点较多,逐步移动接收屏发现屏中的光点变少,也就是接收的粒子的数量变少。这个实验模拟了卢瑟福的金箔实验,又称粒子散射实验。
根据卢瑟福做过的粒子散射实验,可以估算出原子核的直径约为,原子直径大约是,所以原子核的直径大约是原子直径的万分之一,原子核的体积只相当于原子体积的万亿分之一。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)宇宙万物无论大小,都有一定的尺度,都需要占据一定的 ;
(2)汤姆孙通过阴极射线实验发现了 ;
A.电子 B.原子 C.原子核 D.质子
(3)下列各项排列中,按照尺度的数量级由大到小排列的是 。
A.银河系、地球、原子、分子
B.太阳系、银河系、原子、原子核
C.太阳系、地球、电子、原子
D.银河系、太阳、原子、原子核
23.“嫦娥三号”探月卫星,经多次“刹车制动”实现变轨,最终在月面成功着陆.
(1)月球是一颗 (选填“恒星”、“行星”或“卫星”),月球着陆器不能利用降落伞进行月面着陆,因为月球表面没有
(2)卫星“刹车制动”时,沿运动方向喷射出高温气体,高温气体对卫星施加制动力,这说明力的作用是 的.
(3)经过漫长的寒冷的月夜之后,“玉兔号”月球车成功苏醒,并传回大量的照片,已知月球自转和绕地球公转周期相同,则月球的一夜大约地球上的 天.
参考答案:
1.A
2.D
3.D
4.D
5.A
6.B
7.B
8.A
9.C
10.C
11. 八 地球 银河
12.⑧②⑤⑦⑥③④①
13. 有 光年 行
14. 远离 大爆炸
15. 红 远离 快 变大 膨胀 B
16. 宇宙 电子 气体
17. 行 行 电子
18. B 杯中水很快变黑 分子间有引力 宇宙的膨胀
19. 地月系 质子
20. 恒星 膨胀
21. 不需要 在 距离
22. 空间 A D
23. 卫星 空气 相互 13