7.4 宇宙探秘
共23题;共100分
题号 一 二 三 总分
得分
一、单选题
1.在探索之路上,有众多的科学家披荆斩棘,铺路架桥,为后人留下了果实丰硕的知识园地。下列关于物理学家及其贡献对应正确的是( )
A.哥白尼——地心说 B.伽利略——观察天体运动
C.爱因斯坦——量子力学 D.牛顿——相对论
2.关于小粒子和大宇宙,人类从未停止过探索,下列认识中正确的是( )
A.宇宙是一个有层次的天体结构,恒星是绝对不动的
B.“破镜难以重圆”说明了分子在永不停息地做无规则运动
C.物理学家汤姆生发现了电子从而揭示了原子是可分的
D.固体、液体很难被压缩是因为分子间存在引力
3.关于粒子和宇宙,下列认识中正确的是( )
A.摩擦起电的实质是创造了电子
B.地球是宇宙的中心,恒星是绝对不动的
C.酒精和水混合总体积减小说明分子间存在空隙
D.物理学家卢瑟福发现了电子从而揭示了原子是可分的
4.关于宇宙起源,现代大多数科学家认同的是( )
①宇宙诞生于距今约137亿年的一次大爆炸
②大爆炸是整体的,涉及宇宙的全部物质及时间、空间
③大爆炸导致宇宙空间处处膨胀,温度则相应下降
④宇宙温度下降至一定程度,逐步形成行星和恒星、星系、星系团和超星系团等
A.①②③ B.①③④
C.②④ D.①②③④
5.小明在学习“从小粒子到大宇宙”的知识后,有下列认识,其中正确的是( )
A.扫地时灰尘飞舞能说明分子在永不停息的运动
B.海绵容易被压缩能说明分子间有空隙
C.在探索比分子更小的微观粒子的历程中,人们首先发现了电子
D.宇宙是一个有层次的天体结构系统,太阳是宇宙的中心
6.关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A.固体和液体很难被压缩是因为分子间存在引力
B.在探索比分子更小的微观粒子的历程中,人们首先发现了质子
C.质子、原子核、原子是按照尺度由小到大的顺序排列的
D.宇宙是一个有层次的天体结构,恒星是绝对不动的
7.关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A.海绵容易被压缩能说明分子间有空隙
B.丝绸摩擦过的玻璃棒所带的正电荷,是从丝绸上转移来的
C.在探索比分子更小的微观粒子的历程中,人们首先发现的是质子
D.宇宙是一个有层次的天体结构系统,它有起源的、膨胀的和演化的
8.下列物体的尺度从小到大排序正确的是( )
A.地球生物体太阳系银河系 B.地球生物体银河系太阳系
C.生物体地球太阳系银河系 D.银河系太阳系地球生物体
9.小明在学习“从粒子到宇宙”的知识后,对地球的认识,正确的是( )
A.地球是自然界中存在的最小粒子
B.宇宙是一个有层次的天体结构系统,地球是宇宙的中心
C.恒星是绝对不动的
D.地球是一颗行星
10.在下列单位中,长度的国际单位是( )
A.秒 B.米 C.米每秒 D.光年
二、填空题
11.第一位把望远镜指向天空的是意大利的物理学家 ,他用自制的望远镜观察天体,用确凿的证据支持了哥白尼的“日心说”。
12.16世纪,有一位科学家,第一个利用自制的望远镜观测天空,由此得到关于天体运行的结果,支持了哥白尼的“日心说”,这位科学家是意大利物理学家 .目前,人类观测到的天体距离我们约130亿光年,也就是说,如果有一束光以 m/s的速度从这个天体发出,那么要经过约130亿年才能到达地球.
13.(1)端午节的传统习俗有包粽子、吃咸鸭蛋和赛龙舟等,棕叶飘香,说明分子在 ;赛龙舟时人用力向后划桨,船向前行,说明力的作用是 的;
(2)在干燥的天气里,用塑料梳子梳头发时,头发会随梳子飘起来,这是因为梳子和头发摩擦时,分别带上 电荷,互相 ;
(3)摩擦起电的实质是 在物质间转移;现在人们用精密的仪器观测发现,宇宙在不断的 (选填“膨胀”或“坍缩”)。
14.2019年4月10日,发布了首张黑洞照片如图,为解开星系演化之谜提供了宝贵资料,照片中的黑洞距离我们5500万 (选填“光年”或“年”),它是根据接收到的高能射线(一种特殊的光)经过处理而形成的,高能射线在真空中的传播速度为 .
15.著名英国物理学家霍金2016年4月13日在纽约宣布,将与合作伙伴开发以激光推进的微型星际“飞船”,力争以光速五分之一的速度,在二三十年内就可以飞越4光年以上,即“突破摄星”计划,其中光在真空中的速度为 m/s,光年是 (选填“时间”或“长度”)的单位.
16.英国科学家 发现了电子,电子的发现否定了原子不可再分的神话,使人们对物质结构有了更深入的认识。关于粒子和宇宙的认识,请把下列物质按从小到大的顺序排列:质子、细胞、银河系、地球、夸克、太阳、原子。你的排列情况是: 。
17.浩瀚的星空,天体之间相距遥远,例如,地球到太阳的平均距离为1个天文单位(AU),1AU=1.46乘10的11次方米,若不考虑地球大气层等因素对太阳光传播过程的影响,那么,你每天接受到的太阳光大约是 秒前从太阳上发出的.
18.在人类探索宇宙奥秘的历程中,著名的天文学家 用“日心'说”否定了“地心说”;科学家根据牛顿发现的 定律,成功预测并发现了海王星.
19.科学家 创立了“日心说”;天文学家哈勃发现,星系在不断地 (选填“靠近”或“远离”)我们,为宇宙大爆炸理论提供了证据;宇宙探索中常用的光年是 的单位.
20.如图所示,用A、B两把刻度尺测同一物体的长度,按正确放置刻度尺度数,该物体的长度为 cm。35mm= nm,光年是 (填“距离”或“时间”)的单位。
三、综合题
21.请根据下述材料,回答下列问题:
从宏观到微观
仰望星空,群星闪耀,宇宙到底有多大呢?目前人类利用哈勃望远镜所观测到的空间最远已达1026m的宇宙深处。宇宙中有数十亿个星系,银河系只是这数十亿星系中的一个。银河系中的太阳系是由太阳与围绕它运行的水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等组成。
我们周围的世界是由物质构成的,目前科学家们对物质世界的探索已到达10-17m的微观领域,且经历了漫长的过程。公元前,古希腊哲学家德谟克利特曾对他的学生说道:“你们看见远处那片树林了吗?由这里望去,它像一堵密不透风的绿墙。但走近一看,穿过它并不困难,它表面上是一堵坚硬的绿墙,其实是树干和枝叶编成的疏网……正像绿墙是由树干和枝叶组成似的,大自然的万物都由看不见的微小粒子——原子构成。”19世纪初道尔顿提出了真正科学的原子学说。19世纪70年代,人们通过对气体放电现象进一步研究发现了阴极射线。19世纪90年代,汤姆孙发现了阴极射线是由速度很高的带负电的粒子组成,这种粒子就是“电子”,这说明了原子是可分的。20世纪初,卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型,即原子的中心是带正电的原子核,占很小的体积,但其密度很大,几乎集中了原子的全部质量;带负电的电子在不同的轨道上绕着原子核运动,就像地球绕着太阳运动一样。之后,科学家在探索物质结构的历程中发现原子核是由质子和中子构成的,质子带正电,中子不带电。20世纪60年代,科学家发现质子和中子都是由被称为“夸克”的更小的粒子组成的。自20世纪中叶起,人类为了探索微观世界的奥秘,制造了各种类型的加速器,又发现了μ子,π介子、K介子、Λ超子、Σ超子及τ子等400余种粒子,这些粒子是比原子核更深层次的物质存在形式。
人类对自然界的认识永无止境,探索永不停止,微观世界的神秘面纱还有待于人们去揭开。
(1)下列各项排列中,按照尺度的数量级由大到小排列的是 ;(选填选项前的字母,只有一个选项正确)
A.银河系、地球、原子、太阳系
B.太阳系、银河系、生物体、原子
C.太阳系、地球、电子、原子
D.银河系、地球、原子、原子核
(2)自从汤姆孙发现了电子,人们开始研究原子的内部结构,科学家提出了许多原子结构的模型,下图中所示的三种模型中与核式结构模型最为相似的是 ;(选填选项前的字母,只有一个选项正确)
A.“实心球”模型 B.“枣糕”模型 C.“行星”模型
(3)上述文章中,德谟克利特给他的学生讲解时所说的话,体现了一种常用的物理学方法,以下研究过程采用了这种方法的是 。(选填选项前的字母,只有一个选项正确)
A.探究“电流与电阻的关系”时,通过调节滑动变阻器使不同电阻两端电压保持不变
B.把路程和通过这段路程的时间的比值定义为速度
C.水压使水管中形成水流,类似的电压使电路中形成电流
22.如下图所示,根据粒子和宇宙相关知识回答问题:
(1)如图所示甲杯中盛的是5℃的冷水,乙杯中盛的是80℃的热水,甲、乙两杯中水的质量相等,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所示的现象,由此可知,温度越 ,分子无规则运动越激烈;
(2)如图所示,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,这个实验现象说明了
(3)往装有50cm3水的量筒中注入50cm3的酒精,水和酒精混合后的总体积 (选填“大于”、“小于”或“等于”)100cm3 , 这说明 ;
(4)如图所示是小华模拟宇宙膨胀的实验,气球上的小圆点可以看成是宇宙中的天体,充气使气球不断膨胀时,任意两个小圆点之间的距离都在 ,在实际的观察中,天文学家哈勃发现星系的光谱向长波方向偏移,称为谱线“线移”,这一现象说明星系在逐渐 (选填“靠近”或“远离”)我们,大多数科学家认为宇宙诞生于 。
23.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
参考答案:
1.B
2.C
3.C
4.D
5.C
6.C
7.D
8.C
9.D
10.B
11.伽利略
12. 伽利略 3×108
13. 永不停息的做无规则运动 相互 异种 吸引 电子 膨胀
14. 光年 3×108m/s
15. 3×108 长度
16. 汤姆生 夸克、质子、原子、细胞、地球、太阳、银河系
17.498.67s
18. 哥白尼 万有引力
19. 哥白尼 远离 长度
20. 2.20 3.5×107 距离
21. D C C
22. 高 分子间存在引力 小于 分子间有空隙 增大 远离 约137亿年前的一次大爆炸
23. 空间 A D