专题09 人类对宇宙的探索（课件 41张PPT）--2025-2026学年浙教版科学七年级上册

(共41张PPT)
浙教版2024 科学七年级上册
期中复习
专题09 人类对宇宙的探索
01
知识剖析
知识点1 从地心说到日心说
壹
地球曾被人们认为是宇宙中独一无二的天体，是宇宙的中心。科学研究表明，地球位于太阳系内，太阳系位于银河系比较边缘的一个普通的位置，并没有明显的独特地位。关于宇宙和我们赖以生存的地球，从古到今，人们的认识经历了根本性的变革。那么,我们对宇宙的认识是如何改变的
1.我国古代对于宇宙的认识
(1)“盖天说”
①出现时间：中国战国时期。
②主要内容：天圆如张盖，地方如棋盘。
③影响：它反映了人们认识宇宙结构的一个阶段，在描述天体的视运动方面也有一定的历史意义。虽然已经摆脱神话的影响，但远没有揭示宇宙的本质。
知识点1 从地心说到日心说
壹
(2)到秦汉时期，人们初步认识了太阳、月球和5颗行星的基本运动规律，并能推算天象的发生。
2.“地心说”
(1)时间和创立人：早期的希腊人相信，宇宙是完美的，地球是宇宙的中心。公元2世纪，希腊天文学家托勒密在亚里士多德等前人对宇宙的认识的基础上，进一步完善了地球中心学说，创立了“地心说”模型。
(2)主要内容
知识点1 从地心说到日心说
壹
(3)影响：“地心说”可以解释5颗行星的观测路径，以及太阳、月球的运动路径。尽管托勒密的“地心说”模型并不正确，但它能解释很多人们观察到的天文现象，在随后的1000多年里，普遍为人们所接受，并给发现“地心说”不足的人们造成了难题。
3.“日心说”
(1)提出背景：科学家们经过仔细观测，发现行星运行规律与托勒密的宇宙体系并不吻合。
知识点1 从地心说到日心说
壹
(2)提出过程：16世纪，哥白尼用自制的简陋仪器，经过20年的天文观测与研究发现，与其他5颗行星一样，地球也是一颗行星。天空中观察到的行星运动可通过旋转的地球来简单地解释。在得出地球是一颗行星后，哥白尼为太阳系建立了一个“日心说”模型。哥白尼在临终前，出版了著作《天球运行论》,阐述了“日心说”的理论基础。
(3)主要内容：认为太阳是宇宙的中心，地球和行星都围绕太阳做圆周运动。
知识点1 从地心说到日心说
壹
(4)影响：与地球是宇宙的中心的观点相比，“日心说”
的提出是一个重大突破。但哥白尼保留了希腊人的行星做圆周运动的观点，也未能正确解释行星的运动方式与成因。“日心说”吸引人的地方是它简单，人们可以更好地理解它。“日心说”挑战了当时占主导地位的“地心说”。
(5)伽利略对“日心说”学说的推广
①在绝大多数人仍相信“地心说”的时代，人们需要更多的证据才能接受“日心说”。科学家伽利略所收集的证据，逐渐让人们相信“日心说”是正确的。伽利略对哥白尼学说的发展与传播起到了很大作用，留下了不可磨灭的印记。
知识点1 从地心说到日心说
壹
②学说的证据
1609年，伽利略用自制的望远镜观测天空，为“日心说”提供了新的观测证据：a.太阳上有黑子，说明太阳并不完美；b.围绕着木星的有4颗卫星，说明并非所有天体都在绕地球运行。c.木星有卫星运转的事实为哥白尼学说提供了强有力的证据。d.金星的位相变化也说明金星并不是围绕地球公转的。
③伽利略的观测发现与当时人们对宇宙的普遍认识并不一致，挑战了居于统治地位的“地心说”。1633年，罗马宗教裁判所判处伽俐略终身监禁，随后改为软禁，直到他在1642年病逝。
知识点1 从地心说到日心说
壹
(6)学说的重要意义
哥白尼“日心说”的建立，使人们的认识从“地球中心”走向“太阳中心”。今天，我们知道，太阳系包括太阳、行星及其卫星，以及各种更小的天体，这些大大小小的天体都围绕太阳公转。
知识点2 现代宇宙学说
壹
1.宇宙的组成
浩瀚的宇宙中有各种不同的天体，这些天体又组成了大小不同的天体系统。我们看到的宇宙就是由各种不同的天体系统组成的。科学家借助现代望远镜，揭开了宇宙中的许多奥秘。
2.星系的观测
二十世纪一二十年代，天文学家用大型望远镜观测了银河系以外的星系，测出不同星系间的距离，判断它们的运动速度以及运动方向。
3.星系的运动
(1)时间和发现者：1929年，天文学家哈勃根据自己对银河系以外星系距离的测定，结合其他天文学家的工作，分析了20多个星系的退行速度和距离。
知识点2 现代宇宙学说
壹
(2)运动特点：银河系以外的大多数星系都在远离我们而去，距离越远，离开我们的速度越大。这表明，我们所处的宇宙正在膨胀。
(3)哈勃定律
①内容：星系的退行速度与它们到地球的距离成正比。即星系到观察者的距离越远，星系退行速度越快。哈勃定律可以用公式表示为：v=Hd
其中v为星系退行速度，d为星系到观察者的距离，H为哈勃常数。
②意义：哈勃定律被随后的进一步观测所证实。哈勃定律反映了宇宙的整体性，展示了一幅宇宙整体退行图景，即宇宙正在不断地膨胀。
知识点2 现代宇宙学说
壹
4.星系运动模型的建立
为了帮助我们更好地理解星系是如何运动的，我们可以建立星系运动模型、了解星系运动的特点。
实验步骤
1.准备一只气球，在其表面贴上一些圆形小纸片。小纸片代表星系。
2.在圆形小纸片上用笔做记号，表示星系上的居民，记录相邻“星系”的位置和距离。
3.用打气筒持续地向气球充气，使气球不断地胀大(即宇宙膨胀),如右栏图所示。
知识点2 现代宇宙学说
壹
4.观察气球在胀大过程中，各张圆形小纸片间距离的变化。这些“星系”之间的距离发生了怎样的变化
实验结果：在气球胀大过程中，对气球表面上任何一张圆形小纸片而言，其他的圆形小纸片都在不断地离它而去，离得越远，远离速度越快。各张圆形小纸片(星系)彼此后退，膨胀没有中心。
实验结论：星系在膨胀的宇宙中就好比气球表面的圆形小纸片，在宇宙膨胀的过程中，星系之间都在不断地远离，而且相距越远的星系，远离速度越快。
知识点2 现代宇宙学说
壹
5.爱因斯坦的相对论对宇宙研究的贡献
(1)1915年，著名科学家爱因斯坦建立了广义相对论，他将广义相对论用于宇宙的研究，建构了一个静态的宇宙模型。
(2)1922年，苏联科学家弗里德曼从广义相对论出发，得到了一个均匀地膨胀或收缩的宇宙模型，遗憾的是这个动态模型并不为当时的人们所重视。当哈勃定律公布后，人们惊喜地发现，天文观测发现的现象正是理论模型所预言的现象。理论预言被天文观测证实了!
知识点2 现代宇宙学说
壹
6.宇宙大爆炸理论
(1)提出基础：1948年，伽莫夫等人建立的元素生成理论，为宇宙起源的大爆炸理论奠定了基础。
(2)主要内容：宇宙起源于极高温、极高密度的“奇点”的大爆炸，之后宇宙不断膨胀、温度不断下降，生成各种物质，形成各种星系，演化成今天的宇宙，今天的宇宙仍将继续膨胀下去。
知识点2 现代宇宙学说
壹
(3)宇宙大爆炸理论的证实
①理论预言：大爆炸使宇宙中充满了辐射，随着宇宙膨胀、降温，当今宇宙中仍充满着大爆炸残余的辐射，对应的温度约为5K(K为热力学温度单位)。
②实际观测的结果：测到来自空间各个方向的辐射，对应温度约为2.73K,与理论预测温度非常接近。
(4)宇宙大爆炸理论预测的结果与实际观测的结果相一致，宇宙膨胀得到了观测事实的有力支持，宇宙大爆炸理论成功地解释了很多观测事实。因此，宇宙大爆炸理论已成为被人们广为接受的一种字宙起源学说。
知识点2 现代宇宙学说
壹
有关宇宙起源的其他假说
(1)“宇宙永恒”假说。这种假说是奥地利天文学家邦迪和戈尔德提出的，后来英国天文学家霍伊尔发展并普及了这个理论。他们认为宇宙并不像人们所说的那样动荡不定，宇宙中的星体、星体密度及它们的空间运动都处在一种稳定状态，这就是“宇宙永恒”假说。
(2)“宇宙层次”假说。这种假说是法国天文学家沃库勒等人提出来的。他们认为宇宙的结构是分层次的，如恒星是一个层次，恒星集合组成的星系是一个层次，许多星系结合在一起组成的星系团是一个层次，一些星系团组成的超星系团又是一个层次。
知识点2 现代宇宙学说
壹
（6)宇宙大爆炸理论的不足
虽然宇宙大爆炸理论已经取得很大的成功，但是随着研究的不断深入，仍然遇到了不少的疑难问题。宇宙让我们的思考广阔而深邃。宇宙有没有边界 宇宙会终结吗 ......这些问题，有待于人们去探索和证实。
知识点3 银河系和河外星系
壹
宇宙有多大 最初人们认为地球是宇宙的中心，太阳、月球、5颗行星和6000多颗静止不动的恒星构成了宇宙。后来，人们认识到宇宙由银河系等星系组成，银河系由几千亿颗像太阳一样的恒星组成。那么,银河系有多大 它的中心在哪里 地球位于银河系的何处
1.星系
(1)含义：星系是由单颗恒星、恒星系统、星团、尘埃和气体在引力作用下聚集在一起形成的大型天体系统。
(2)分类：天文学家把大多数星系分为三类——旋涡星系、椭圆星系和不规则星系。
知识点3 银河系和河外星系
壹
2.银河系
我们的太阳系处在银河系之中。当我们仰望夏季的夜空，看到横跨夜空的那条银河时，其实我们正在银河系内部观察我们生存的这个星系的中心。
(1)银河系的组成
银河系是由众多恒星及星际物质组成的一个巨大星系，所有的恒星都围绕银河系的中心旋转。
(2)银河系的大小
①银河系的直径约为1.0×10光年，中心厚度约为1.2×10 光年，自中心向边缘逐渐变薄。
知识点3 银河系和河外星系
壹
②太阳只是银河系内几千亿颗恒星中的一颗普通恒星。太阳远离银河系的中心，它与银河系中心的距离约2.6×10 光年，约2.4亿年绕银河系中心转一圈。
③恒星彼此相距很远，离太阳最近的恒星是比邻星，与太阳相距4.22光年。
(3)银河系的形状
银河系是一个旋涡星系。从侧面看，银河系呈扁圆盘状；从上往下看，能够看到银河系的旋涡结构，如图所示。需要注意的是我们无法在地球上看到银河系的旋涡结构，因为太阳系位于银河系的一条旋臂上。
知识点3 银河系和河外星系
壹
3.不同尺度的天体范围
银河系虽然很大，但在整个宇宙中显得微不足道。银河系只是广阔深空中上千亿个星系中的一个普通星系。银河系和银河系外的河外星系构成了广阔无垠的宇宙。下图显示了不同尺度的天体所横跨的范围。
知识点3 银河系和河外星系
壹
4.河外星系
(1)天文学家很早就意识到银河系外有其他星系。1919年，哈勃用当时最大且最先进的天文望远镜，测定了仙女座大星云(星系)的距离，发现这个距离远大于银河系的直径。因此，哈勃推断仙女星系一定位于银河系之外。其实，仙女星系是一个比银河系更巨大的星系。我们肉眼观察到的仙女星系是由许多星星集中在一起的模糊小点。
(2)宇宙中有上千亿个星系，每个星系中同样含有数量巨大的恒星。例如，天文学家估计，北斗七星范围内存在100多万个星系。
知识点3 银河系和河外星系
壹
5.观测北极星
(1)面向北天星空，先找到大熊星座。北斗七星在天空中呈斗状，很容易认出。其斗柄在不同季节指向不同：在晚上八九点钟观测，春天斗柄朝东，夏天斗柄朝南，秋天斗柄朝西，冬天斗柄朝北。
简单口诀：东南西北，春夏秋冬。
(2)把北斗七星中斗前的两星连线，并朝斗口方向延伸约5倍距离，就可以找到北极星。
认星歌：“认星先从北斗来，由北往西再展开”。
知识点4 恒星
壹
1.研究恒星演化的意义
太阳是银河系内一颗相当普通的恒星。每一颗恒星都有其诞生、演化和死亡的过程，这是一个十分缓慢的过程。太阳是地球的能量之源，没有太阳，人类就不能生存。研究恒星的诞生、演化和死亡，对人类的生存具有重要意义。
2.恒星的诞生
天文学家根据对各种恒星的观测和理论研究，认识到所有恒星的诞生过程与太阳的诞生过程基本相似。随着宇宙的膨胀，温度不断降低，出现了由中性原子构成的宇宙尘埃。宇宙尘埃在引力作用下，会变得更加密集，并越聚越大，形成气体状态的星云团。随着星云团的收缩，温度不断升高，当温度变得非常炽热，星云团就开始发光。于是，恒星就诞生了。
知识点4 恒星
壹
3.恒星的演化过程
当这颗恒星继续收缩升温，温度超过1×10 ℃时，将引发恒星内部的氢核发生聚变反应，生成氦并向外释放出能量，恒星就稳定下来，进入主序星阶段。恒星的稳定主序星阶段能够持续多长时间呢 像太阳这样的恒星的主序星阶段可持续约100亿年。太阳已存在约50亿年，它的主序星阶段还有约50亿年。今天的太阳正处在它的鼎盛时期。恒星约90%的生命周期都处于主序星阶段。
知识点4 恒星
壹
4.恒星寿命与质量的关系
恒星是不会永久存在的。一颗恒星寿命的长短取决于它的质量大小：质量越大，寿命越短；质量越小，寿命越长。
5.太阳未来的演变过程
(1)太阳目前的状态(成年阶段)
太阳靠内部的氢核发生核聚变而产生光和热。太阳的内部在不断地消耗氢。进入成年阶段的太阳大约可以维持100亿年的稳定状态。大约50亿年后，太阳将进入晚年期。
知识点4 恒星
壹
(2)太阳的未来(晚年阶段)
红巨星阶段：
太阳中心缺少足够的氢时，太阳的球核将开始收缩，太阳外层的氢继续变成氦
星体急剧扩大，变成红色，形成红巨星。当太阳膨胀到接近火星轨道时，将吞噬水星、金星、地球，预计太阳在红巨星阶段持续大约10亿年时间，亮度升高到今天的近1万倍，红巨星不断地把外层物质抛向太空，在星体周围形成行星状星云
白矮星阶段：
形成行星状星云后，它的核聚变过程中形成的一些物质将进入星际介质参与再循环
球核进一步收缩，形成体积极小、密度很大的白矮星
知识点4 恒星
壹
黑矮星阶段：最后慢慢“熄灭”,形成一颗看不见的黑矮星，变成星云的一部分，进入新的循环。
6.恒星的演化
与太阳一样，当恒星内核的氢燃烧殆尽，就会快速演化并消亡。这是恒星最后的归宿。
(1)如果恒星的质量是1～8倍太阳质量，它会演变成红巨星，最终演变成白矮星，即体积很小、质量不太小的恒星。
(2)如果恒星的质量是太阳质量的10～20倍，它的体积会急剧变大，形成红超巨星，随后爆发成超新星，最终演变成体积极小、密度极大的中子星。
知识点4 恒星
壹
(3)当恒星的质量更大时，其内部将产生巨大压力，物质被“压”成了更为神奇的天体——黑洞。黑洞的密度非常巨大，强大的引力使任何物质，甚至光都无法逃脱它的吸引。因此，远处的观测者无法看到来自黑洞的光。虽然人们看不见黑洞，但科学家能确定它的存在。
知识点4 恒星
壹
7.黑洞的发现
几十年来，科学家一直在寻找黑洞。2024年，科学家宣布探测到黑洞的存在。2024年，我国天文学家依托自主研制的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜，发现了一个迄今为止质量最大的恒星级黑洞。2024年5月，天文学家向人们展示了位于银河系中心的超大质量黑洞的首张照片。银河系中心黑洞距离地球约2.7×10 光年之遥。
知识点4 恒星
壹
8.恒星的一生
每一颗恒星都有其诞生、发展和最终死亡的过程，恒星是不会永久存在的，宇宙处于不断地发展变化之中。恒星在生命的最后时刻，都会不断地向四周抛出物质。这些物质自由地在太空中扩散，最后将渐渐孕育出新一轮的恒星星云。
星际气体收缩形成原恒星，进一步收缩成主序星，主序星有两个过程：太阳——红巨星——白矮星——黑矮星；大恒星——红超巨星——超新星（中子星、黑洞）
02
综合训练
考点1 银河系和河外星系
01
解答：总星系级别最高，其次是银河系，再次是太阳系，级别最低的是地月系。A选项中地月系﹣﹣﹣﹣太阳系﹣﹣﹣﹣银河系﹣﹣﹣﹣总星系，符合由小到大的顺序，故符合题意。
故选：A。
1.（2024秋 乐清市期中）宇宙星系由小到大的排列顺序是（　　）
A．地月系﹣﹣﹣﹣太阳系﹣﹣﹣﹣银河系﹣﹣﹣﹣总星系
B．地月系﹣﹣﹣﹣总星系﹣﹣﹣﹣银河系﹣﹣﹣﹣太阳系
C．地月系﹣﹣﹣﹣银河系﹣﹣﹣﹣太阳系﹣﹣﹣﹣总星系
D．地月系﹣﹣﹣﹣银河系﹣﹣﹣﹣总星系﹣﹣﹣﹣太阳系
A
2.（2024秋 余杭区校级月考）下列关于黑洞的认识，正确的是（　　）
A．一个黑色的空洞 B．密度小
C．具有巨大的吸引力 D．黑洞即黑子
C
考点2 人类对宇宙的探索历史
01
解答：A、黑洞是宇宙空间内存在的一种超高密度天体，并不是一个黑色空洞，故A错误；
B、黑洞的密度非常大，故B错误；
C、黑洞具有巨大的吸引力，故C正确；
D、黑洞不是黑子，故D错误。
故选：C。
3.下列实验设计中，可以帮助我们理解宇宙膨胀的是（　　）
①掺有葡萄干的面包在烤箱中烘烤
②吹起画着一些黑点的气球
③将一滴红墨水滴入一杯水中
④放飞氢气球的情景
A．①④ B．②③ C．①② D．③④
C
考点3 大爆炸宇宙论
01
考点3 大爆炸宇宙论
01
解答：①掺有葡萄干的面包在烤箱中烘烤后，葡萄干之间的距离因为面包的膨胀而增大，故①符合题意；
②吹起画着一些黑点的气球，小黑点之间的距离也因为气球的膨胀而增大，故②符合题意；
③将一滴红墨水滴入一杯水中说明了分子的扩散现象，故③不符合题意；
④放飞氢气球的情景只能说明浮力大于重力的事实，故④不符合题意；
故①②符合题意，
故选：C。
4.（2024秋 杭州月考）2024年1月8口，天文学家借助詹姆斯 韦伯太空望远镜发现了宇宙中最古老的黑洞，下列有关黑洞的说法正确的是（　　）
A．黑洞是所有恒星的最后归宿
B．黑洞可以用天文望远镜直接观测到
C．该黑洞历史悠久，因此是宇宙的中心
D．黑洞是宇宙间最神秘的天体之一，它能吸引附近所有物质
考点4 恒星的演化
01
D
考点4 速度公式及其应用
01
解答：根据所学知识可知，恒星在核燃料耗尽、核反应停止后，质量大的恒星会演化为中子星或黑洞，质量小的恒星会演化为白矮星；黑洞无法用天文望远镜直接观测到；黑洞是宇宙间最神秘的天体之一，它能吸引附近所有物质。
故选：D。
5.（2024秋 滨江区校级期中）读木星和哈雷彗星运行模式图，回答下列问题。
（1）当哈雷彗星绕太阳运动时，彗星中的冰物质受到阳光照射变成气态物质，气态物质被　太阳风　 “吹拂”，形成慧尾。图中A、B、C三点中的　　 点时，彗尾最长；
（2）木星绕太阳运行轨道是　　 （选填“圆形”或“椭圆形”），木星轨道以内还有　　 颗行星。
考点5 太阳系的形成
01
考点5 太阳系的形成
01
解答：（1）当哈雷彗星绕太阳运动时，彗星中的冰物质受到阳光照射变成气态物质，气态物质被太阳风“吹拂”，形成彗尾；彗尾的长短与彗星离太阳的距离有关，离太阳越近，彗尾越长。在图中的A、B、C三点中，A点离太阳最近，所以彗尾最长；
（2）木星绕太阳运行轨道是椭圆形；根据太阳系行星的排列顺序，从内到外依次是水星、金星、地球、火星、木星等，木星轨道以内有4颗行星。
故答案为：
（1）太阳风；A；
（2）椭圆形；4。