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7.4 《宇宙探索》学案（苏科版）
学习目标：
1. 能说出“地心说”和“日心说”的主要内容．
2. 知道宇宙是一个有层次的天体结构系统．
3. 光年是长度单位，知道光年的含义，知道1光年=9.46×1015米．
4. 能说出宇宙大爆炸理论，说明宇宙仍在不停地膨胀之中，知道谱线“红移”的实质．
学习过程：
知识梳理
一、从“地心说”到“日心说”
1.托勒玫创立了“地心说”，认为地球是宇宙的中心；“地心说”的主要观点：地球处于宇宙中心静止不动，从地球向外依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星，在各自的轨道上绕地球运转．
2.哥白尼创立了“日心说”，认为太阳是宇宙的中心；“日心说”的主要观点：(1)地球是球形的．(2)地球在运动，并且24小时自转一周．(3)太阳是不动的，而且在宇宙中心，地球以及其他行星都一起围绕太阳做圆周运动，只有月亮环绕地球运行．
【例1】　地球位于宇宙的中心，太阳、月亮、水星、金星等都绕着地球转，这种思想的实质是(　　)．
A. 地心说 B. 日心说 C. 哥白尼的观点 D. 月球是宇宙的中心
精析：地球位于宇宙的中心，太阳、月亮、水星、金星等都绕着地球转，这种思想的实质是地心说．
解答：A
解后反思：人类认识宇宙的过程是由近及远的过程，现在对宇宙还有很多未知，已有的很多猜想也未必正确．
二、星空世界——宏观世界
1. 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．
2. 光在真空中传播一年所经过的距离作为长度单位，称为1光年(l.y.).1 l．y.＝9.46×1015 m．天体之间相距遥远，用米、千米作为单位很不方便．为此，天文学中采用了一些特殊的长度做距离单位，光年是其中一个．如果一个恒星距地球10万光年，则我们在地球上看到这颗星球发来的光是该星球10万年前发出的．
【例2】　微观和宏观物体的大致尺度按从小到大顺序排列，正确的是(　　)．
A. 电子——原子——生物体——太阳系——银河系
B. 电子——分子——生物体——银河系——太阳系
C. 原子——原子核——生物体——太阳系——银河系
D. 电子——原子核——生物体——银河系——太阳系
精析：太阳系是银河系的一部分，太阳只是银河系中数以千亿颗恒星中的一员，生物体由分子构成，分子由原子构成，原子由原子核和电子构成．所以按从小到大顺序排列：电子、原子、生物体、太阳系、银河系．
解答：A
三、宇宙从何而来
1. 目前大多数宇宙科学家认定宇宙起源的理论是大爆炸理论，宇宙是起始于“原始火球”——诞生于距今约137亿年的一次 ．
2. 爆炸导致宇宙处处膨胀，温度则相应下降．温度降到一定程度时，逐步形成了行星、恒星、星系、星系团和超星系团等，目前宇宙还在膨胀中．
我们可用粘有小塑料颗粒的气球类比宇宙，小塑料颗粒可看成宇宙中的天体．气球膨胀时，任意小塑料颗粒周围的其他小塑料颗粒都在离它远去．我们就是根据谱线“红移”判断星系在离我们远去，从而判断宇宙正在膨胀．
3.谱线红移：恒星发出的光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成，称为光谱．在光谱中，红光的频率低、波长长，紫光的频率高，波长短．
⑴太阳的光谱：
⑵谱线红移：20世纪20年代，天文学家哈勃发现任何星系的光谱向长波（红光波）方向偏移，称之为 ，这一现象说明 ．
⑶多普勒效应：我们知道，当一列火车迎面开来时，我们听到汽笛声音调升高，波长变短；当它离我们而去时，汽笛声音调就明显降低，波长变长，这就是多普勒效应，光同样有多普勒效应．天文学家哈勃发现，星系的谱线向长波方向偏移，与声音的多普勒效应类比，不难得出结论：星系在远离我们而去，即地球与周围星系之间的距离越来越长．
4.从微观到宏观：夸克、质子（中子电子）、原子核、原子、分子、物体、行星（地球）、恒星（太阳）、星系（银河系）、星系团、超星系团、宇宙．
【例3】　宇宙大爆炸理论是目前被人们广为接受的一种宇宙起源学说．宇宙大爆炸理论认为：宇宙诞生于大爆炸，爆炸引起宇宙膨胀，并认为(　　)．
A. 目前宇宙仍在不断地膨胀
B. 目前宇宙膨胀已结束且开始收缩
C. 目前宇宙已处于既不膨胀也不收缩的稳定状态
D. 宇宙膨胀早已结束，目前处于静态
精析：宇宙诞生于大爆炸，爆炸引起宇宙膨胀，且目前宇宙仍在不断地膨胀．
解答：A
【例4】　 阅读下列短文，回答问题．
土星是太阳系中最美丽的行星，它是一颗由浓密大气包裹的液体星球，用望远镜可以看到它有一个美丽的光环，像一顶巨大的草帽(如图所示)，土星光环是由石块、冰块和尘埃组成的．其实不仅土星有光环，木星、天王星和海王星也有光环，只不过比较稀薄而已．
(1)土星及其他一切天体都是由________组成的．
(2)组成土星的物质形态包括________、________和________．
(3)通过短文，你还获得了哪些信息？说出一条来．________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
精析：土星本身是液态，土星的大气是气态，土星的光环中的石块、冰块等物是固态，这些都是土星的物质形态．除了土星之外，太阳系中还有木星、天王星、海王星有光环．
解答： (1)物质　(2)固态　液态　气态　(3)太阳系中有光环的行星有四颗，它们是土星、木星、天王星、海王星
【例5】关于粒子和宇宙，下列说法正确的是（　　）
A．固体、液体很难被压缩，说明分子间存在吸引力
B．杨絮漫天飞舞，说明分子在做永不停息的无规则运动
C．电子、原子核、原子是按照由小到大的尺度排序的
D．“地心说”提出太阳是宇宙的中心
精析：A、固体和液体很难被压缩是因为分子间存在相互的斥力，故A错误；B、杨絮漫天飞舞，说明分子在做永不停息的无规则运动，柳絮飞舞属于宏观物体运动不是分子运动，故B错误；C、常见粒子尺度由小到大排序：电子、原子核、原子、分子。所以C正确；D、“地心说”提出地球是宇宙的中心。所以D错误；故选：C．
解答： C
解后反思：本题所考知识点：分子动理论的内容并能分析相关现象；知道摩擦起电现象及其两种电荷的相互作用规律；知道微观粒子的结构及其带电粒子的电性；了解人们认识宇宙的过程．
当堂训练
1. 下列各项排列中，按尺度的数量级由小到大排列的是(　　)．
A. 原子核、分子、地球、银河系 B. 分子、电子、地球、太阳系
C. 分子、生物体、银河系、太阳系 D. 分子、原子核、地球、银河系
2. 关于粒子和宇宙，下列说法中正确的是(　　)．
A. “破镜不能重圆”是因为分子间存在排斥力
B. 分子间吸引力和排斥力不能同时存在
C. 炭笔画出的连续的线放大后不连续，说明分子间有空隙
D. 宇宙是有层次的天体结构系统，是有起源的、膨胀的和演化的
3. 哈勃望远镜使我们感受到宇宙的浩瀚，电子显微镜使我们认识到微观世界的深邃．关于宇宙和粒子，下列说法错误的是(　　)．
A. 天体之间和分子之间都存在着相互作用力
B. 电子绕原子核运动与地球绕太阳运动相似
C. 人类对宇宙和微观世界的探索将不断深入
D. 用光年表示宇宙时间，用纳米量度分子大小
4. 土星的第六颗卫星简称“土卫六”，它的表面覆盖了厚厚的大气层，地表有山脉、湖泊、河流，被认为是与地球最为相似的星球．“土卫六”离地球最近时，距离地球约为1.3×1012 m，假如小雨此时站在“土卫六”上，能用望远镜看到地球上的景象，他看到的是(　　)．
A. 地球上106个小时前的景象 B. 地球上1个多小时前的景象
C. 地球上现在的景象 D. 地球上1个多小时后的景象
5.下列关于宇宙、物质及其结构的说法中正确的是（　 　）
A．地球是宇宙的中心，太阳绕地球运动
B．宇宙是由物质组成的，常见物质是由分子、原子构成的
C．太阳内部氢原子核在超高温下发生裂变，释放出巨太的核能
D．固体有一定的体积和形状，固体分子排列十分紧密，分子间没有间隙
6. “地心说”认为________是宇宙的中心；“日心说”认为________是宇宙的中心．
7. 宇宙是一个有________的天体结构系统．天文学中，人们将光在真空中行进一年经过的距离称________，光年是________(填“长度”或“时间”)单位．
8. 如图所示，用粘有小金属粒的气球来类比宇宙，小金属粒可看成宇宙中的________．气球膨胀时，任一小金属粒周围的其他金属都在________，此天文现象被________________________________________________________________________所证实．
9. 阅读短文，回答问题．
最近研究“地外文明”的天文学家和生物学家一起用计算机模拟出了银河系中两个可能孕育着生命的外星天体，它们被命名为“奥雷里亚”和“蓝月亮”．其中“蓝月亮”更引人注目，据推测“蓝月亮”是一颗本身不发光，却围绕着一颗巨大的行星运转的固体星，距离地球大约50光年，“蓝月亮”上的一天为240个小时．“蓝月亮”上光照良好，有液态水存在，大气密度是地球大气密度的4倍，而中心引力又比地球小很多．
(1)“蓝月亮”上的光照最可能来自于离“蓝月亮”最近的__________．
(2)若从地球上向“蓝月亮”发射一束激光，则这束激光至少需________年才能到达“蓝月亮”．
(3)若在“蓝月亮”上能够发射卫星，你认为“蓝月亮”的脱离速度与地球的脱离速度相比是_____(填“大”“小”或“相等”)，理由：_____________________________________________________．
10. 请依据下表中太阳系部分行星的相关数据，回答问题：
金星 地球 火星
与太阳间平均距离（106m）约 108 150 230
表面平均温度（℃）约 470 15 －30
已知卫星数（个） 0 1 2
绕日周期（年）约 0.6 1 1.9
自转周期（日）约 243 1 1
（1）行星表面平均温度与行星离太阳的距离远近关系是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．
（2）三颗行星中，在＿＿＿＿＿＿上“年”比“日”短．
《当堂训练》答案
1. A　2. D　3. D　4. B 5.B 6. 地球　太阳 7. 层次　1光年　长度
8. 天体　相互远离　谱线的“红移”现象
9. (1)恒星　(2)50　(3)小　“蓝月亮”的引力比地球的引力小
10. 行星离太阳越远，行星表面平均温度越低 金星

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