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第3节 人类对宇宙的探索（3）
第三章 广袤浩瀚的宇宙
浙教版七年级上册
引入新课
想象一下，如果突然间太阳消失，世界将会变成怎样？
如果太阳突然消失，漆黑将笼罩大地，万物失去生机。而实际上，太阳也像其他恒星一样，有着自己的生老病死。
太阳是银河系内一颗相当普通的恒星。
太阳是地球的能量之源，没有太阳，人类就不能生存。
恒星：
一种自己发光发热的气体星球。
引入新课
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。
研究恒星的诞生、演化和死亡，对人类的生存具有重要意义。
新课教学
视频：恒星的一生
新课教学
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。
恒星的诞生过程：
1、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。
2、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。恒星就诞生了。
3、当这颗恒星继续收缩升温，温度超过1×107℃时，将引发恒星内部的氢核发生聚变反应（氢原子核聚合成氦原子核），生成氦并向外释放出能量，恒星就开始稳定下来，进入主序星阶段。
新课教学
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。
主序星阶段
主序星靠核聚变反应而发光发热。
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。
探索活动
1.图3.3 - 17展示了恒星的质量与它的寿命的关系。恒星寿命指恒星在耗尽燃料之前能存在的时间。
2.一颗质量是太阳0.8倍的恒星能
存在多久？一颗质量是太阳1.7倍的恒
星又能存在多久？
3.描述恒星的质量与它的寿命的一
般关系。
质量是太阳0.8倍的恒星能存在约130亿年。质量是太阳1.7倍的恒星能存在约30亿年。
质量越大，寿命越短；质量越小，寿命越长。
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。
恒星的寿命：
新课教学
新课教学
太阳未来的演变过程：
大约50亿年后，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。
红巨星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，而球核进一步收缩，形成体积极小、密度很大的白矮星。
最后，太阳将慢慢“熄灭”，形成一颗看不见的黑矮星，变成星云的一部分，留在宇宙中，进入新的循环。
思考与讨论
了解了太阳一生的演化后，你对宇宙有了什么新认识？
宇宙也像恒星一样，也要经历诞生、演化发展、死亡的过程。
新课教学
小恒星的演化过程：
如果恒星的质量介于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；
新课教学
视频：小恒星的演化过程
新课教学
质量较大的恒星的演化过程：
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。
蟹状星云
1054年，我国发现并记录的超新星爆发，史称“客星”。蟹状星云即在这次爆发后诞生，这是天文学中第一个被认证具有清晰历史观测记录的超新星遗迹。
新课教学
大质量的恒星的演化：
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。
新课教学
视频：大质量恒星的演化过程
思考与讨论
大质量恒星的消亡过程和太阳有什么不同？
新课教学
虽然人们看不见黑洞，但科学家能确定它的存在；几十年来，科学家一直在寻找黑洞。
寻找黑洞：
2016年，科学家宣布探测到黑洞的存在。
2019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。
2022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2.7×104光年之遥。
银河系中心黑洞
新课教学
视频：黑洞
新课教学
恒星的消亡：
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单扩散，最后将渐渐孕育出新一轮的恒星星云。
科学阅读
中 子 星
中子星，是处于演化后期的恒星。当恒星的质量大于8倍太阳质量时，它就有可能变为中子星。中子星并不是恒星的最终状态，它还会进一步演化为不发光的黑矮星。
中子星小得出奇，典型的中子星直径只有20km，但密度大得惊人，lcm3的质量达1亿吨甚至几十亿吨，且由于巨大的质量产生了强大的引力。脉冲星(中子星的一种)的中心压力可达到1×1028个大气压，比地心压力大3×1021倍，比太阳中心压力
大3×1016倍。
中子星的能量辐射是太阳的近100万倍，它在1s
内辐射的总能量若全部转化为电能，就够目前我们地
球用几十亿年。中子星的表面温度可达到1×107℃，
中心温度还要高数百万倍。
根据科学家估计，银河系内中子星的总数至少在
20万颗以上。
中子星从极点喷发强大气流
当堂检测
1.新星的热核爆炸代表其演化到了( )
A.诞生期 B.存在期 C.死亡期 D.循环期
C
2.宇宙中的天体都历经诞生、成长、成熟到衰老、死亡的缓慢演化过程。如图是人类首次拍摄到的黑洞照片。下列说法错误的是（　　）
A．黑洞是客观存在的天体
B．黑洞是一种密度极小的天体
C．光在内的所有物质都逃脱不了黑洞的引力作用
D．演化的最后阶段可能变成黑洞的天体是恒星
B
当堂检测
3.下列有关恒星的说法，不正确的是( )
A.一颗恒星的寿命取决于它的质量
B.质量大的恒星可用于燃烧的核燃料较多,因此它们的寿命比较长
C.当恒星步入“老年时期”，恒星的核心将开始收缩，而其外层部分则开始膨胀,就会成为一颗红巨星或红超巨星
D.红超巨星可能爆炸成为超新星
B
当堂检测
4.下列有关恒星的叙述中正确的是（　 　）
A. 恒星都是由炽热的气体组成、靠自己发光的天体
B.恒星在星空中的位置是固定不变的
C.宇宙中的恒星都在绕着银河系的中心旋转
D.恒星都是质量和体积都很大的固态星球
A
当堂检测
5.我们可以用一个条形图来描述太阳的一生：
（1）我们现在每天看到的太阳大约处于图中的某个点的附近，这个点 。
A.A点. B.B点 C.C点 D.D点
（2）在DE阶段，太阳将形成 。
A.红巨星 B.星云 C.稳定状态的恒星 D.超新星
（3）当太阳的生命走到尽头F点时，它将变成一颗 。
A.超新星 B.暗矮星 C.白矮星 D.黑洞
C
A
B
板书设计
3.3 人类对宇宙的探索（3）
恒星
恒星
发光发热的气体星球
太阳：
恒星的演化：
小恒星（如太阳）：主序星→红巨星→白矮星→黑矮星
大恒星：主序星→超红巨星→超新星→中子星或黑洞
作业布置
1、复习本节课所学的内容
2、完成作业本相关部分
3、复习本章知识点3.3 人类对宇宙的探索（3）课后检测
班级 姓名
1.新星的热核爆炸代表其演化到了( )
A.诞生期 B.存在期 C.死亡期 D.循环期
2.下列有关恒星的说法，正确的是( )
A.白矮星相当于太阳的青壮年阶段
B.“恒星”即“永恒不变的星”，它在宇宙中的位置和形状都是固定的
C.恒星离我们实在太遥远了，以至于恒星在天空中的位置变动我们很难察觉
D.远处观察者能够看到来自黑洞的光，因此天文学家能够探测出黑洞的存在
3.宇宙中的天体都历经诞生、成长、成熟到衰老、死亡的缓慢演化过程。如图是人类首次拍摄到的黑洞照片。下列说法错误的是（　　）
A．黑洞是客观存在的天体
B．黑洞是一种密度极小的天体
C．光在内的所有物质都逃脱不了黑洞的引力作用
D．演化的最后阶段可能变成黑洞的天体是恒星
4.下列有关恒星的叙述中正确的是（　 　）
A. 恒星都是由炽热的气体组成、靠自己发光的天体
B．恒星在星空中的位置是固定不变的
C．宇宙中的恒星都在绕着银河系的中心旋转
D．恒星都是质量和体积都很大的固态星球
5.关于恒星演化的不同阶段，发光、发热消耗的能量说法错误的是（　　）
A．主序星 核能 B．白矮星 核能
C．红巨星 核能 D．形成中的恒星 引力势能
6.下列有关恒星的说法，正确的是( )
A.白矮星相当于太阳的青壮年阶段
B.“恒星”即“永恒不变的星”，它在宇宙中的位置和形状都是固定的
C.恒星离我们实在太遥远了，以至于恒星在天空中的位置变动我们很难察觉
D.远处观察者能够看到来自黑洞的光，因此天文学家能够探测出黑洞的存在
7.恒星约90%的的生命周期都处于下列阶段中的（ ）
A.红巨星 B.星云团 C.主序星 D.白矮星
8.恒星是有寿命的，每一颗恒星都有其诞生、存在和死亡的过程。一颗恒星的寿命取决于它的（　　）
A.质量 B.体积 C.温度 D.亮度
9.小质量恒星的演化过程是（ ）
A.原始星云→恒星→红巨星→白矮星
B.原始星云→恒星→红超巨星→白矮星
C.原始星云→恒星→红巨星→中子星
D.原始星云→恒星→红超巨星→黑洞
10.研究发现,恒星寿命的长短取决于它的质量大小。结合图表信息,推测四种恒星中寿命最长的是 (　　)
恒星 质量(与太阳相比的倍数)
天狼A星 2.14
天狼B星 1.05
织女星 2.13
牛郎星 1.79
A.天狼A星 B.天狼B星 C.织女星 D.牛郎星
11.图是太阳从“出生”到“死亡”的示意图。读图，回答下列问题。
（1）现在，我们每天看到的太阳大约处于图中的( )
A.AB段 B.BD段 C.DE段 D.EF段
（2）在DE阶段，太阳将成为( )
A.星云 B.稳定状态的恒星 C.红巨星 D.超新星
（3）在EF阶段，太阳将成为一颗( )
A.超新星 B.白矮星 C.中子星 D.黑洞
（4）在太阳的演化过程中，最亮的是 ，密度最大的是 。宇宙中密度最大的天体是 ，连光也无法逃脱它的吸引。
12.我们常常看到这样的情形：当电压不足时，灯丝的温度较低，我们看到灯丝呈红色；当电压充足时，或点燃一段时间后，灯丝的温度变高了，颜色也变白了。表中是一些恒星表面的温度和颜色数据：
表面颜色 表面温度/K 举例
蓝色 25000～40000 参宿一、参宿三
白色 7700～11500 牛郎星、织女星
黄色 5000～6000 太阳、五车二
红色 2600～3600 心宿二、参宿四
（1）太阳表面的温度约为6000℃，根据表中资料推测其表面颜色为 。
（2）你认为恒星表面的颜色可能与什么有关？ 。
参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C C B A B C C A A B
11.(1)B (2)C (3)B (4)红巨星 白矮星 黑洞
12.(1)黄色 (2)恒星表面的颜色可能与恒星表面温度有关

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