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第3章广袤浩瀚的宇宙第3节 人类对宇宙的探索
第1课时从地心说到日心说现代宇宙学说
教材分析：
学习目标：1.知道从“地心说”到“日心说”的发展,领悟科学家追求真理的精神。
2.知道宇宙是有起源的、膨胀的、演化的。
3.理解宇宙大爆炸理论的主要观点。
科学思维：了解宇宙是有起源的、膨胀的、演化的；了解人类对宇宙的认识是一个不断发展的漫长历程；根据逆向思维，了解宇宙大爆炸理论。
科学探究：通过阅读、分析等活动，学生提高收集信息和处理信息的能力，提高表达、交流和合作的能力。
重点：了解地心说及其主要观点；了解日心说及其主要观点
难点：了解地心说及其主要观点；了解日心说及其主要观点
知识点一 从地心说到日心说
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,我们对字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,但远没有揭示字宙的本质。
（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 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
托勒密认为，地球是宇宙中心，且静止不动，太阳、月球、行星和恒星等所有天体都围绕着地球在各自的圆形轨道上运转。
（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。
(2)提出过程:16世纪, 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“ ”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 是宇宙的中心,地球和行星都围绕 做圆周运动。
（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
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 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。
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。
(6)学说的重要意义
哥白尼“日心说”的建立,使我们的认识从“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。·
知识点二现代宇宙学说
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 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 ,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 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。
(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: 。
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。
意义:哈勃定律被随后的进一步观测所证实。哈勃定律反映了整个字宙的整体性,展示了一幅宇宙整体退行图景,即宇宙正在不断地 。
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.用打气简持续地向气球充气,使气球不断地胀大(即宇宙膨胀)。
4.观察气球在胀大过程中,各个圆形小纸片间距离的变化。这些原先靠得很近的“星系”之间的距离增大了吗 实验结果:在气球胀大过程中,对气球表面上任何一个圆形小纸片而言,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。各个圆形小纸片(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。
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字宙的研究,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!
6.宇宙大爆炸理论
(1)提出者:1948年,伽莫夫等人提出了宇宙大爆炸理论。
(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,今天的字宙仍将继续膨胀下去。
(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,随着字宙膨胀、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。
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。
(5)宇宙的起源与演化
①多方面观测研究表明,我们的宇宙始于约138亿年前的一次大爆炸,大爆炸为后来的星系、恒星和行星的形成与演化提供了所有的能量。
②下图为宇宙演化年表,该图突出了重要的物质与能量演化事件。宇宙大爆炸理论是目前最准确的描述宇宙从诞生到当前状态的模型。
（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人,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。
考向1　从地心说到日心说
关于宇宙的起源，世界各国的人民早就有了不同的解释，下列这些观点由中国人提出的是（　　）
A．地心说 B．日心说 C．盖天说 D．大爆炸理论
对点练．“日心说”宇宙体系学说在科学发展史上的作用主要是（　　）
A．认识到太阳是宇宙的中心
B．肯定了“地心说”宇宙体系学说
C．阐明天体运行现象，为认识太阳系奠定了基础
D．开创了对天体的观察研究
考向2　现代宇宙学说
现代宇宙论最重要的证据是（　　）
A．霍金提出的黑洞理论
B．所有的星系都在远离我们而去，星系离我们越远，它的退行速度越快
C．古代“上帝”创造的宇宙以及其中的万物
D．气球充气后不断膨胀，气球上各个小圆点间的距离不断变大
对点练．我们利用如图的气球做了关于星系运动特点的模拟实验，以下各实验步骤所描述的星系运动特点中，错误的是（　　）
A．在气球表面画上的这些小圆，是模拟宇宙中的星系
B．给气球充气，使气球不断地胀大，是模拟宇宙的膨胀
C．观察气球胀大过程中各圆点间距离的变化感知星系运动
D．气球胀大时，对甲圆点而言，乙圆点的分离速度比丙快一些
1.古代人们形成“地心说”思想的客观依据是（　　）
A．日月星辰东升西落
B．太阳会发光
C．人间应位于“天堂”与“地狱”的中间
D．流星会落向地面
2.现代宇宙论最重要的证据是（　　）
A．霍金提出的黑洞理论
B．所有的星系都在远离我们而去，星系离我们越远，它的退行速度越快
C．古代“上帝”创造的宇宙以及其中的万物
D．气球充气后不断膨胀，气球上各个小圆点间的距离不断变大
3.“日心说”宇宙体系学说在科学发展史上的作用主要是（　　）
A．认识到太阳是宇宙的中心
B．肯定了“地心说”宇宙体系学说
C．阐明天体运行现象，为认识太阳系奠定了基础
D．开创了对天体的观察研究
4.关于宇宙起源，根据大多数宇宙科学家的认定，你认为下列说法中正确的是（　　）
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，逐步形成超星系团、星系团、星系及恒星、行星等。
A．①②③ B．①③④ C．②④ D．①②③④
5.图中的大、中、小圆分别表示河外星系、太阳系、地月系，其中能正确表示它们三者之间关系的是（　　）
A． B． C． D．
6.2020年7月23日，“天问一号”探测器在中国文昌航天发射场发射升空。“天问一号”火星探测器目标是实现着陆火星。
（1）火星属于太阳系八大行星之一、在如图的太阳系示意图中代表火星的是 （填标号）。
（2）火星的直径约为地球的一半，自转轴倾角、自转方向、周期均与地球相近，公转一周约为地球公转时间的两倍。火星地表沙丘、砾石遍布，CO2为主的大气十分薄弱，密度仅为地球大气密度的 1%。根据以上信息，你认为下列推测正确的是 （填选项）。
A．火星上也有四季变化
B．火星的一天比地球的一天约长一倍
C．在火星上也能看到太阳的东升西落
D．火星表面昼夜温差比地球上大
7.美国天文学家哈勃通过对星系光谱的研究，发现星系的运动有如下特点：所有的星系都在远离我们而去；星系离我们越远，运动的速度越快；星系间的距离在不断地扩大．这为 理论提供了最有力的证据．
8.某科学兴趣小组根据美国天文学家哈勃的发现，采用橡皮筋建立星系运动模型探究星系运动的特点。实验步骤如下：
步骤一：用红墨水在浅色橡皮筋上依次点上等距离的三点A、B、C，如图2甲所示，使L1=L2=1cm；
步骤二：拉住橡皮筋的两头向两边拉长，如图2乙所示，使L′1=L′2=2cm；
步骤三：继续拉长橡皮筋使L′'1=L′'2=3cm……
（1）如果以A点为参照物，作图2丙中s表示运动距离，t表示运动时间，那么射线 表示vC （C点的运动速度）。
（2）如果以A点表示我们居住的地球，B点和C点分别表示与地球相距较近和较远的星系，那么可以得出什么定性结论？ .
（3）星系离我们的距离与它的退行速度之间有怎样的定量关系？ 。
（4）该实验结果支持的宇宙起源理论是 。
9.请回答关于“地心说”和“日心说”的问题。
（1）两个学说的共同观点是 。
A.地球是静止不动的
B.地球是宇宙的中心
C.地球是球体
（2）“地心说”的理论相当于我们昼夜交替现象假说中的 ，而“日心说”的理论相当于假说中的 。
A.地球不动，太阳围着地球转
B.太阳不动，地球围着太阳转
C.地球围着太阳转，同时地球自转
（3）自古以来，人们就试图对地球昼夜交替的现象进行解释，其中，最著名的学说有古希腊天文学家 提出“地心说”的理论和波兰天文学家 提出的“日心说”理论。
（4）下面是两个学说示意图，其中甲表示 ，乙表示 。
阅读以下资料，回答问题。
资料一、2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接，三名航天员进驻天和核心舱，中国空间站开启有人长期驻留时代。中国空间站的建造运营将为人类开展深空探索储备技术、积累经验，是中国为人类探索宇宙奥秘、和平利用外太空、推动构建人类命运共同体作出的积极贡献。
（1）以下哪些是此次神舟十三号乘组成员： 。
A.翟志刚、王亚平、叶光富
B.王亚平、聂海胜、张晓光
C.杨利伟、叶光富、王亚平
（2）中国空间站将运行在高度约 的近地轨道。
A.100千米 B.400千米 C.1000千米
资料二、2021年12月9日15时40分，“天宫课堂”第一课正式开讲，时隔8年之后，中国航天员再次进行太空授课。这是中国空间站首次太空授课活动。中国空间站首次太空授课项目包括航天员在轨工作生活场景展示、太空细胞学研究实验展示、太空转身、浮力消失实验、水膜张力实验、水球光学实验、泡腾片实验、天地互动交流等内容。
（3）在太空中，宇航员们会处于一种“微重力”的环境中，我们可以看到宇航员老师“飘着”带我们参观了他们的休息室，于是同学们就有了这样的疑问：在太空中，能跟在正常地面一样正常地行走吗？ 。（选填“能”或“不能”）在太空中，宇航员们会处于一种“微重力”的环境中，在这样的微重力的环境下，人的血液分布会与地面不同，下肢血液上涌，会使宇航员的脸看起来“胖胖的”，不仅如此，微重力环境对于人体的肌肉、骨骼也有一定的影响。所以宇航员们会通过锻炼来对抗“微重力”的不良影响。
（4）下列锻炼中属于“太空锻炼”的是 。
A.在“太空跑步机”上跑步
B.骑“太空自行车”
C.拉动拉力器
D.举哑铃
（5）如果将来你有机会进入中国空间站，你最想进行的其他实验是 。
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第3章广袤浩瀚的宇宙第3节 人类对宇宙的探索
第1课时从地心说到日心说现代宇宙学说
教材分析：
学习目标：1.知道从“地心说”到“日心说”的发展,领悟科学家追求真理的精神。
2.知道宇宙是有起源的、膨胀的、演化的。
3.理解宇宙大爆炸理论的主要观点。
科学思维：了解宇宙是有起源的、膨胀的、演化的；了解人类对宇宙的认识是一个不断发展的漫长历程；根据逆向思维，了解宇宙大爆炸理论。
科学探究：通过阅读、分析等活动，学生提高收集信息和处理信息的能力，提高表达、交流和合作的能力。
重点：了解地心说及其主要观点；了解日心说及其主要观点
难点：了解地心说及其主要观点；了解日心说及其主要观点
知识点一 从地心说到日心说
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,我们对字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,但远没有揭示字宙的本质。
（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
托勒密认为，地球是宇宙中心，且静止不动，太阳、月球、行星和恒星等所有天体都围绕着地球在各自的圆形轨道上运转。
（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。
(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。
（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。
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。
(6)学说的重要意义
哥白尼“日心说”的建立,使我们的认识从“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。·
知识点二现代宇宙学说
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。
(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。哈勃定律反映了整个字宙的整体性,展示了一幅宇宙整体退行图景,即宇宙正在不断地膨胀。
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.用打气简持续地向气球充气,使气球不断地胀大(即宇宙膨胀)。
4.观察气球在胀大过程中,各个圆形小纸片间距离的变化。这些原先靠得很近的“星系”之间的距离增大了吗 实验结果:在气球胀大过程中,对气球表面上任何一个圆形小纸片而言,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。各个圆形小纸片(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。
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字宙的研究,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!
6.宇宙大爆炸理论
(1)提出者:1948年,伽莫夫等人提出了宇宙大爆炸理论。
(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,今天的字宙仍将继续膨胀下去。
(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,随着字宙膨胀、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。
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。
(5)宇宙的起源与演化
①多方面观测研究表明,我们的宇宙始于约138亿年前的一次大爆炸,大爆炸为后来的星系、恒星和行星的形成与演化提供了所有的能量。
②下图为宇宙演化年表,该图突出了重要的物质与能量演化事件。宇宙大爆炸理论是目前最准确的描述宇宙从诞生到当前状态的模型。
（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人,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。
考向1　从地心说到日心说
关于宇宙的起源，世界各国的人民早就有了不同的解释，下列这些观点由中国人提出的是（　　）
A．地心说 B．日心说 C．盖天说 D．大爆炸理论
【答案】C
【解答】解：地心说最初由古希腊学者欧多克斯提出，后经亚里士多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来，故A错误。
波兰天文学家哥白尼提出的日心说日心说，故B错误。
盖天说是中国古代最早的一种宇宙结构学说认为，天是圆的，地是方的，又被称为天圆地方说，故C正确。
美国人提出大爆炸理论，故D错误。
故选：C。
对点练．“日心说”宇宙体系学说在科学发展史上的作用主要是（　　）
A．认识到太阳是宇宙的中心
B．肯定了“地心说”宇宙体系学说
C．阐明天体运行现象，为认识太阳系奠定了基础
D．开创了对天体的观察研究
【答案】C
【解答】解：A.“日心说”中关于太阳是宇宙的中心的观点是错误的，故A错误。
B.“日心说”否定了“地心说”宇宙体系学说，故B错误。
C.“日心说”阐明天体运行现象，为认识太阳系奠定了基础，故C正确。
D.“日心说”提出之前，科学家已经对天体进行了观察研究，故D错误。
故选：C。
考向2　现代宇宙学说
现代宇宙论最重要的证据是（　　）
A．霍金提出的黑洞理论
B．所有的星系都在远离我们而去，星系离我们越远，它的退行速度越快
C．古代“上帝”创造的宇宙以及其中的万物
D．气球充气后不断膨胀，气球上各个小圆点间的距离不断变大
【答案】B
【解答】解：霍金提出的是黑洞理论，黑洞理论不是现代宇宙论最重要的证据；所有的星系都在远离我们而去，星系离我们越远，它的退行速度越快。这是哈勃的测量数据分析结论，是现代宇宙论最重要的证据；古代“上帝”创造的宇宙以及其中的万物，这种说法是错误的；气球充气后不断膨胀，气球上各个小圆点间的距离不断变大不能作为现代宇宙论最重要的证据。
故选：B。
对点练．我们利用如图的气球做了关于星系运动特点的模拟实验，以下各实验步骤所描述的星系运动特点中，错误的是（　　）
A．在气球表面画上的这些小圆，是模拟宇宙中的星系
B．给气球充气，使气球不断地胀大，是模拟宇宙的膨胀
C．观察气球胀大过程中各圆点间距离的变化感知星系运动
D．气球胀大时，对甲圆点而言，乙圆点的分离速度比丙快一些
【答案】D
【解答】解：A.用气球做关于星系运动特点的模拟实验，用画的这些小圆模拟宇亩中的星系，不符合题意。
B.给气球充气，使气球不断地胀大，是模拟宇宙的膨胀，不符合题意。
C.各圆点间距离的变化，说明星系距离在变大，说明星系运动，不符合题意。
D.气球胀大时，对甲圆点而言，乙圆点的分离速度小于丙圆点，符合题意。
故选：D。
1.古代人们形成“地心说”思想的客观依据是（　　）
A．日月星辰东升西落
B．太阳会发光
C．人间应位于“天堂”与“地狱”的中间
D．流星会落向地面
【答案】A
【解答】解：古代人们形成“地心说”思想的客观依据是日月星辰东升西落，它们认为地球处于宇宙中心静止不动。
故选：A。
2.现代宇宙论最重要的证据是（　　）
A．霍金提出的黑洞理论
B．所有的星系都在远离我们而去，星系离我们越远，它的退行速度越快
C．古代“上帝”创造的宇宙以及其中的万物
D．气球充气后不断膨胀，气球上各个小圆点间的距离不断变大
【答案】B
【解答】解：霍金提出的是黑洞理论，黑洞理论不是现代宇宙论最重要的证据；所有的星系都在远离我们而去，星系离我们越远，它的退行速度越快。这是哈勃的测量数据分析结论，是现代宇宙论最重要的证据；古代“上帝”创造的宇宙以及其中的万物，这种说法是错误的；气球充气后不断膨胀，气球上各个小圆点间的距离不断变大不能作为现代宇宙论最重要的证据。
故选：B。
3.“日心说”宇宙体系学说在科学发展史上的作用主要是（　　）
A．认识到太阳是宇宙的中心
B．肯定了“地心说”宇宙体系学说
C．阐明天体运行现象，为认识太阳系奠定了基础
D．开创了对天体的观察研究
【答案】C
【解答】解：A.“日心说”中关于太阳是宇宙的中心的观点是错误的，故A错误。
B.“日心说”否定了“地心说”宇宙体系学说，故B错误。
C.“日心说”阐明天体运行现象，为认识太阳系奠定了基础，故C正确。
D.“日心说”提出之前，科学家已经对天体进行了观察研究，故D错误。
故选：C。
4.关于宇宙起源，根据大多数宇宙科学家的认定，你认为下列说法中正确的是（　　）
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，逐步形成超星系团、星系团、星系及恒星、行星等。
A．①②③ B．①③④ C．②④ D．①②③④
【答案】D
【解答】：关于宇宙的起源，人类现在认同“大爆炸”理论；该理论认为，宇宙在最开始时是炽热的“原始火球”，距今约137亿年前，原始火球发生了大爆炸；大爆炸是整体的，涉及宇宙的全部物质及时间和空间；宇宙空间在膨胀中，温度相应下降，最终当温度达到一定程度时，形成了现在的超星系团、星系团、星系及恒星、行星等；
故以上说法均正确；
故选：D。
5.图中的大、中、小圆分别表示河外星系、太阳系、地月系，其中能正确表示它们三者之间关系的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【解答】解：地月系属于太阳系、太阳系属于银河系、银河系和河外星系级别相同，B图符合题意。
故选：B。
6.2020年7月23日，“天问一号”探测器在中国文昌航天发射场发射升空。“天问一号”火星探测器目标是实现着陆火星。
（1）火星属于太阳系八大行星之一、在如图的太阳系示意图中代表火星的是 （填标号）。
（2）火星的直径约为地球的一半，自转轴倾角、自转方向、周期均与地球相近，公转一周约为地球公转时间的两倍。火星地表沙丘、砾石遍布，CO2为主的大气十分薄弱，密度仅为地球大气密度的 1%。根据以上信息，你认为下列推测正确的是 （填选项）。
A．火星上也有四季变化
B．火星的一天比地球的一天约长一倍
C．在火星上也能看到太阳的东升西落
D．火星表面昼夜温差比地球上大
【答案】（1）B；（2）ACD。
【解答】：（1）火星是距离太阳第四近的行星，对应图中的B行星。
（2）A、根据材料，火星存在自转轴倾角且有绕日的公转的运动，因此火星上也有四季变化，A正确；
B、火星自转周期与地球相近，因此火星的一天和地球的一天相似，B错误；
C、火星自转方向与地球相近，因此火星上也能看到太阳的东升西落，C正确；
D、火星体积和质量较小，形成的大气密度仅为地球大气密度的 1%，因此对气温的调节作用较弱，火星表面昼夜温差比地球上大，D正确。
故选：ACD。
故答案为：（1）B；（2）ACD。
7.美国天文学家哈勃通过对星系光谱的研究，发现星系的运动有如下特点：所有的星系都在远离我们而去；星系离我们越远，运动的速度越快；星系间的距离在不断地扩大．这为 理论提供了最有力的证据．
【答案】宇宙大爆炸。
【解答】解：美国天文学家哈勃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，这一现象对宇宙大爆炸理论提供了有力的证据。
故答案为：宇宙大爆炸。
8.某科学兴趣小组根据美国天文学家哈勃的发现，采用橡皮筋建立星系运动模型探究星系运动的特点。实验步骤如下：
步骤一：用红墨水在浅色橡皮筋上依次点上等距离的三点A、B、C，如图2甲所示，使L1=L2=1cm；
步骤二：拉住橡皮筋的两头向两边拉长，如图2乙所示，使L′1=L′2=2cm；
步骤三：继续拉长橡皮筋使L′'1=L′'2=3cm……
（1）如果以A点为参照物，作图2丙中s表示运动距离，t表示运动时间，那么射线 表示vC （C点的运动速度）。
（2）如果以A点表示我们居住的地球，B点和C点分别表示与地球相距较近和较远的星系，那么可以得出什么定性结论？ .
（3）星系离我们的距离与它的退行速度之间有怎样的定量关系？ 。
（4）该实验结果支持的宇宙起源理论是 。
【答案】（1）a；
（2）所有的星系都在远离我们而去，星系间的距离在不断扩大，星系间的距离越大，退行速度越大；
（3）不同星系的退行速度根它们离我们的距离成正比；
（4）大爆炸宇宙论。
【解答】解：（1）由实验步骤可知，A、B、C三点的距离原来相等，拉住橡皮筋的两头向两边拉长时，三点的距离始终相等，
则如果以A点为参照物，相同时间内C点运动的距离始终是B点运动距离的2倍，即sC=2sB，由v=可知，vC=2vB，
所以，图2丙中，射线a表示vC，射线b表示vB；
（2）如果以A点表示我们居住的地球，B点和C点分别表示与地球相距较近和较远的星系，
由vC=2vB可得定性结论：所有的星系都在远离我们而去，星系间的距离在不断扩大，星系间的距离越大，退行速度越大；
（3）由A、B、C三点的距离始终相等和vC=2vB可得，星系离我们的距离与它的退行速度之间的定量关系：不同星系的退行速度根它们离我们的距离成正比；
（4）该实验结果支持的宇宙起源理论是大爆炸宇宙论。
故答案为：（1）a；
（2）所有的星系都在远离我们而去，星系间的距离在不断扩大，星系间的距离越大，退行速度越大；
（3）不同星系的退行速度根它们离我们的距离成正比；
（4）大爆炸宇宙论。
9.请回答关于“地心说”和“日心说”的问题。
（1）两个学说的共同观点是 。
A.地球是静止不动的
B.地球是宇宙的中心
C.地球是球体
（2）“地心说”的理论相当于我们昼夜交替现象假说中的 ，而“日心说”的理论相当于假说中的 。
A.地球不动，太阳围着地球转
B.太阳不动，地球围着太阳转
C.地球围着太阳转，同时地球自转
（3）自古以来，人们就试图对地球昼夜交替的现象进行解释，其中，最著名的学说有古希腊天文学家 提出“地心说”的理论和波兰天文学家 提出的“日心说”理论。
（4）下面是两个学说示意图，其中甲表示 ，乙表示 。
【答案】（1）C；（2）A；C；（3）托勒密；哥白尼；（4）地心说；日心说。
【解答】（1）地心说提出地球是宇宙的中心，日心说提出地球围绕太阳旋转，两个学说的共同观点是地球是球体。
（2）“地心说”的理论相当于我们昼夜交替现象假说中的地球不动，太阳围着地球转，而“日心说”的理论相当于假说中的地球围着太阳转，同时地球自转。
（3）自古以来，人们就试图对地球昼夜交替的现象进行解释，其中，最著名的学说有古希腊天文学家托勒密提出“地心说”的理论和波兰天文学家哥白尼提出的“日心说”理论。
（4）下面是两个学说示意图，其中甲表示地心说，地球是宇宙的中心，乙表示日心说，地球围绕太阳转动。
答案为：（1）C；（2）A；C；（3）托勒密；哥白尼；（4）地心说；日心说。
阅读以下资料，回答问题。
资料一、2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接，三名航天员进驻天和核心舱，中国空间站开启有人长期驻留时代。中国空间站的建造运营将为人类开展深空探索储备技术、积累经验，是中国为人类探索宇宙奥秘、和平利用外太空、推动构建人类命运共同体作出的积极贡献。
（1）以下哪些是此次神舟十三号乘组成员： 。
A.翟志刚、王亚平、叶光富
B.王亚平、聂海胜、张晓光
C.杨利伟、叶光富、王亚平
（2）中国空间站将运行在高度约 的近地轨道。
A.100千米 B.400千米 C.1000千米
资料二、2021年12月9日15时40分，“天宫课堂”第一课正式开讲，时隔8年之后，中国航天员再次进行太空授课。这是中国空间站首次太空授课活动。中国空间站首次太空授课项目包括航天员在轨工作生活场景展示、太空细胞学研究实验展示、太空转身、浮力消失实验、水膜张力实验、水球光学实验、泡腾片实验、天地互动交流等内容。
（3）在太空中，宇航员们会处于一种“微重力”的环境中，我们可以看到宇航员老师“飘着”带我们参观了他们的休息室，于是同学们就有了这样的疑问：在太空中，能跟在正常地面一样正常地行走吗？ 。（选填“能”或“不能”）在太空中，宇航员们会处于一种“微重力”的环境中，在这样的微重力的环境下，人的血液分布会与地面不同，下肢血液上涌，会使宇航员的脸看起来“胖胖的”，不仅如此，微重力环境对于人体的肌肉、骨骼也有一定的影响。所以宇航员们会通过锻炼来对抗“微重力”的不良影响。
（4）下列锻炼中属于“太空锻炼”的是 。
A.在“太空跑步机”上跑步
B.骑“太空自行车”
C.拉动拉力器
D.举哑铃
（5）如果将来你有机会进入中国空间站，你最想进行的其他实验是 。
【答案】A；B；不能；C；非水的流体在失重状态有什么行为。
【解答】解：（1）2021年10月16日，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富乘坐神舟十三号载人飞船顺利进驻中国空间站，故A正确；
（2）中国空间站轨道高度为400～450km,故B正确；
（3）太空中是“微重力”环境，人不能跟在正常地面一样正常地行走；
（4）因为太空中是“微重力”环境，所以不能进行与重力有关的锻炼，故C正确；
（5）研究非水的流体在失重状态有什么行为，可以为今后处理空间站的二氧化碳、废水、植物浇水等问题提供思路，甚至为太空生命支持系统的研究做铺垫。
故答案为：（1）A；（2）B；（3）不能；（4）C；
（5）非水的流体在失重状态有什么行为。
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