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第3节人类对宇宙的探索
考点一、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。
(2)到秦汉时期，人们初步认识了太阳、月球和5颗（金木水火土）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
托勒密的“地心说”示意图
(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。
哥白尼的“日心说”示意图
(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。
拓展：太阳不是处于宇宙的中心。太阳位于太阳系中，太阳系属于银河系，太阳系也不在银河系的中心。银河系也是众多星系中的一个，并非宇宙中心。
典例1：“盘古开天辟地”是关于宇宙诞生的传说，它所流传的国家是()。
A．古代中国 B．古埃及 C．古希腊 D．古印度
【答案】A
【解析】盘古神话是中国古代民间神话传说之一，是典型的创世神话。其特征包含传统文化的传承思想寓意，深以表达其一生及以造就人生意义与生命价值。
【解答】盘古，又称盘古氏，混沌氏，是中国传说中开天辟地创造人类世界的始祖。盘古开天辟地的记载最早见于三国时期吴国徐整著《三五历纪》。
故答案为：A。
变式1：他是著名的天文学家、自然科学的先驱，他提出的“日心说”否定了影响人类长达千年之久的“地心说”，有力地推动了人类文明的进程。他是()。
A．伽利略 B．牛顿 C．哥白尼 D．爱因斯坦
【答案】C
【解析】爱因斯坦是20世纪杰出的物理学家和现代物理学奠基人，牛顿在前人的基础上，总结出力的三大定律，伽利略被称之为实验物理学的先驱，哥白尼建立了日心说。
【解答】哥白尼用“日心说”否定了影响人类达千年之久的“托勒密地心说”，有力推动人类文明的进程，故ABD错误，C正确。
故答案为：C。
变式2：关于“地心说”和“日心说”，下列说法中正确的是()。
A．宇宙的中心是太阳，所有行星都绕太阳做匀速圆周运动
B．地球是绕太阳运动的普通行星，月球是绕地球旋转的行星
C．地心说的代表人物是哥白尼，日心说的代表人物是托勒密
D．地心说和日心说在人类认识宇宙的过程中都具有一定的价值
【答案】D
【解析】所有行星都绕太阳做椭圆运动，太阳位于椭圆的一个焦点处。
【解答】A. 太阳系的中心是太阳，所有行星都绕太阳做椭圆运动，故A错误；
B. 地球是绕太阳运动的普通行星，月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做椭圆运动，同时还跟地球一起绕太阳运动，故B错误；
C. 地心说的代表人物是托勒密，日心说的代表人物是哥白尼，故C错误；
D. “地心说”是由于古代人缺乏足够的宇宙观测数据，以及怀着以人为本的观念，因此他们误认为地球就是宇宙的中心，而其他的星体都是绕着她而运行的。天主教教会接纳此为世界观的“正统理论”。而“日心说”是在足够的天文观测的数据基础上，哥白尼等人提出的，符合科学研究的结果，而不是臆想出来的，是科学的一大进步。故在人类认识宇宙的过程中都具有一定的价值 。故D正确。
故答案为：D。
变式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
【解析】哥白尼的“日心说”宇宙体系学说在科学发展史上的作用主要体现在：“日心说”阐明了天体运行的现象，为人类认识太阳系，进而认识地球的起源奠定了基础。“日心说”挑战了长期以来居于统治地位的“地心说”，否定了基督教上帝创造一切的教义，使神权统治的根基产生了动摇
【解答】A."日心说”中的关于”太阳是宇宙的中心的观点“是错误的，故A不符合题意；
B.“日心说”否定了“地心说”宇宙体系学说，故B不符合题意；
C."日心说”阐明了天体运行现象，为认识太阳系奠定了基础，故C符合题意；
D.“日心说”提出之前科学家已经在对天体进行了观察研究，故D不符合题意；
故选C。
考点二、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。
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)
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!
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，今天的宇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。
(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。
拓展：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。
(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。
典例1：（2023九下·江北月考）宇宙是广袤空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。千百年来，科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。
（1）目前被人们广泛接受的宇宙起源学说是　 　。
（2）科学家观察发现宇宙处于不断的膨胀中，所有的星系都在远离我们而去，离我们越远的星系，退行越快。若从我们所在的星系1观测，如图能类比宇宙膨胀的是(箭头方向和长短分别表示运动方向和快慢)　 　。
【答案】（1）宇宙大爆炸
（2）A
【解析】（1）目前被人们广泛接受的宇宙起源学说是宇宙大爆炸。
（2）根据题中科学家观察发现宇宙处于不断的膨胀中，所有的星系都在远离我们而去，离我们越远的星系，退行越快的结论分析各选项的正误。
【解答】（1）目前被人们广泛接受的宇宙起源学说是宇宙大爆炸。
（2）科学家观察发现宇宙处于不断的膨胀中，所有的星系都在远离我们而去，离我们越远的星系，退行越快。
A、图A表示星系2、星系3都在远离我们而去，离我们较远的星系3比星系2退行更快，符合科学家的观察发现，故A正确；
B、图B表示星系2、星系3都在远离我们而去，离我们较远的星系3比星系2退行更慢，不合科学家的观察发现，故B错误；
CD、图C和图D表示星系2、星系3都在向我们靠近，不合科学家的观察发现，故CD错误。
故答案为：A。
变式1：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，该理论认为：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
【答案】A
【解析】根据宇宙大爆炸理论进行分析。
【解答】宇宙大爆炸理论是指：宇宙诞生于大爆炸，并且爆炸引起了宇宙膨胀，而这种膨胀还在继续。宇宙大爆炸是现在科学家解释宇宙形成中最合理的一种理论，其中谱线红移现象是最有力的证明。A符合题意。
故答案为：A。
变式2：下列有关热大爆炸宇宙论的说法正确的是（　　）
A．热大爆炸宇宙论是科学家通过科学观察和研究得出的一个科学结论
B．热大爆炸宇宙论是科学家通过科学观察发现的一些自然现象所建立的假说
C．因为宇宙在不断膨胀的事实为热大爆炸宇宙论提供了有力证据，所以热大爆炸宇宙论已经说明了宇宙起源的事实
D．热大爆炸宇宙论和牛顿第一定律一样是科学定律
【答案】B
【解析】宇宙大爆炸仅仅是一种学说，是根据天文观测研究后得到的一种设想，大约在150亿年前，宇宙所有的物质都高度密集在一点，有着极高的温度，我们称之为“原始火球”，“原始火球”不稳定，因而发生了巨大的爆炸。大爆炸以后，物质开始向外大膨胀，就形成了今天我们看到的宇宙。
【解答】宇宙大爆炸仅仅是一种学说，是根据天文观测研究后得到的一种设想。
A：热大爆炸宇宙论是科学家通过科学观察和研究得出的一个科学结论，错误。
B：热大爆炸宇宙论是科学家通过科学观察发现的一些自然现象所建立的假说，正确。
C：因为宇宙在不断膨胀的事实为热大爆炸宇宙论提供了有力证据，所以热大爆炸宇宙论已经说明了宇宙起源的事实，错误。
D：热大爆炸宇宙论和牛顿第一定律一样是科学定律，错误。故选B。
变式3：为了形象地说明宇宙扩张学说，用一个粘有小金属粒的气球做演示实验，该实验将粘有小金属粒的气球看成　 　，小金属粒看成是宇宙中的　 　，气球膨胀时，任一小金属粒周围的其他小金属粒都在　 　。这里主要运用的一种思维方法是　 　(选填“等效法”“类比法”或“转换法”)。
【答案】宇宙；天体；离它远去；类比法
【解析】“宇宙大爆炸”是根据天文观测研究后得到的一种设想，大约在150亿年前，宇宙所有的物质都高度密集在一点，有着极高的温度，因而发生了巨大的爆炸，大爆炸以后，物质开始向外大膨胀，就形成了今天我们看到的宇宙。
【解答】为了形象地说明宇宙大爆炸，课本上将一个黏有小金属粒的气球看着宇宙，金属粒看成是宇宙中的天体，气球膨胀时，任一小金属粒都在离它远去，这里运用的是主要一种思维方法类比法。
考点三、银河系和河外星系
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
科学思维——转换法
银河系，我们用肉眼是很难看到它的结构的，在实际认知过程中要将其转换成看得见的、熟悉的地理事物。因此，用扁圆盘和旋涡来理解银河系的结构。
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。
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。
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。
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范围。
地球 太阳系 星系 宇宙
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。
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”。
北斗七星
典例1：（2024七上·镇海区期末）下图中①、②、③、④分别代表太阳系、河外星系、银河系和宇宙，四个选项中能正确代表它们相互关系的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】天体系统按照从低级到高级的顺序依次是：地月系、太阳系、银河系、总星系。总星系是人类目前所认识的宇宙。
【解答】结合图示，①为太阳系，是所给的天体系统中级别最低的，②为河外星系，属于总星系，与太阳系、银河系没有包含关系，③为银河系，属于总星系，包含太阳系，④为总星系，是级别最高的天体系统，包含太阳系、银河系、河外星系，B符合题意。
故答案为：B。
变式1：（2023七上·余姚期末）北斗七星的位置会随着季节的变化而变化，我国民间流传谚语：斗柄东指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏：斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬。据此判断，下列哪个是在秋季星空图中看到的北斗七星（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】大熊座是北方天空中最醒目、最重要的星座，大熊星座中的七颗亮星组成一个勺子的性状，这就是著名的北斗七星；
【解答】北天星空是上北下南，左西右东；北斗七星在秋季时，北斗七星的斗柄指向西方，A正确；
故答案为：A.
变式2：该图中①、②、③、④四幅图分别表示不同级别的天体系统，名称依次是（　　）
A．①银河系 ②河外星系 ③太阳系 ④地月系
B．①总星系 ②银河系 ③太阳系 ④地月系
C．①总星系 ②银河系 ③河外星系 ④地月系
D．①地月系 ②太阳系 ③银河系 ④总星系
【答案】B
【解析】月球绕地球公转，组成地月系；地球与其他围绕太阳公转的行星、卫星、彗星、流星体、行星际物质等共同组成了太阳系；太阳又和其他恒星，以及各种各样的天体组成了银河系；银河系外还有许多类似的天体系统，称为河外星系，简称星系；银河系和数以亿计的星系合起来叫做总星系，它是人类目前所认识的最高级级别的天体系统，也是人类已知的宇宙范围。
【解答】结合分析和读图可知， ①总星系 ②银河系 ③太阳系 ④地月系，B符合题意。
故答案为：B
变式3：银河系是一个庞大的天体系统，从侧视图中看银河系像个铁饼，其形状具有中间厚、　 　的特征；从俯视图看，银河系又像一个大漩涡，图中的黑点是一颗颗　 　。
【答案】四周薄(边缘薄)；恒星
【解析】银河系是太阳系所在的棒旋星系，包括1000~4000亿颗恒星和大量的星团、星云以及各种类型的星际气体和星际尘埃，从地球看银河系呈环绕天空的银白色的环带。
【解答】银河系是一个庞大的天体系统，从侧视图中看银河系像个铁饼，其形状具有中间厚、四周薄(边缘薄)的特征；从俯视图看，银河系又像一个大漩涡，图中的黑点是一颗颗恒星。
考点四、恒星
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。
3.恒星的演化过程
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，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。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。
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。
(2)太阳的未来(晚年阶段)
拓展：红巨星
其外观为红色，直径比太阳大10～100倍，亮度比太阳大得多。肉眼看到的最亮的星体中，大多数是红巨星。红超巨星与红巨星类似，只是体积更大。
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。恒星的寿命取决于恒星的质量。
(1)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。
(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。
(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。
拓展：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。
7.黑洞的发现
几十年来，科学家一直在寻找黑洞。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2.7×10 光年之遥。
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。
典例1： 在认识世界时，我们经常用各种方法来形象、直观地表示事物或者规律。若要表示太阳一生的体积变化规律，最为合理的图像是下列选项中的(　　)。
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】太阳的一生可表示为：星云一（收缩）一太阳球一（核收缩，星体急剧扩大）一红巨星一（球核收缩，体积极小）一白矮星一（核反应停止）一消亡。
【解答】太阳结束约100亿年的成年期后，将演变为一个体积很大的红巨星，持续时间约10亿年，再演化为一个体积极小的白矮星，因此B选项最为合理。
故答案为：B。
变式1：质量最大的恒星最终会变成（　　）
A．黑矮星 B．黑洞 C．白矮星 D．超新星
【答案】B
【解析】质量和太阳相当（或小点）的恒星的生命旅程：星云→原恒星→主序星→红巨星→行星状星云→白矮星→黑矮星；
质量比太阳大的恒星生命旅程：星云→原恒星→主序星→亮星→红巨星→超新星→中子星（脉冲星）；
质量超大的恒星的生命旅程：星云→原恒星→亮星→红巨星→红超巨星→超新星→黑洞；
【解答】质量最大的恒星最终会变成黑洞；故答案为：B.
变式2：小质量的恒星最终会变成（　　）
A．主序星 B．太阳 C．红巨星 D．黑矮星
【答案】D
【解析】质量和太阳相当（或小点）的恒星的生命旅程：星云→原恒星→主序星→红巨星→行星状星云→白矮星→黑矮星；
质量比太阳大的恒星生命旅程：星云→原恒星→主序星→亮星→红巨星→超新星→中子星（脉冲星）；
质量超大的恒星的生命旅程：星云→原恒星→亮星→红巨星→红超巨星→超新星→黑洞；
【解答】小质量的恒星最终会变成黑矮星；
故答案为：D.
变式3：读下面恒星质量与其寿命关系图，回答下列问题。
（1）恒星的寿命取决于它的　 　。
（2）质量大的恒星寿命　 　（填“较长”或“较短”）。
（3）若某恒星的质量为太阳的1.5倍，根据图分析它的寿命约为　 　年。
【答案】（1）质量（2）较短（3）50亿
【解析】由图分析可知，质量约为太阳一半的恒星寿命可达150亿年，与太阳差不多的可达100亿年，质量约为太阳2倍的，只有25亿年左右。
【解答】（1）由图分析可知，质量约为太阳一半的恒星寿命可达150亿年，与太阳差不多的可达100亿年，质量约为太阳2倍的，只有25亿年左右，故可得： 恒星的寿命取决于它的质量。
（2）分析可得：质量大的恒星寿命较短。
（3）若某恒星的质量为太阳的1.5倍，根据图分析它的寿命约为50亿年。
故答案为：（1）质量；（2）较短；（3）50亿
1．夏季的夜晚，北斗七星斗柄所朝的方向是(　　)。
A．东 B．南 C．西 D．北
【答案】B
【解析】北极星在天空中的位置是不断变化的，北斗七星始终在天空中作缓慢的相对运动。其中五颗星以大致相同的速度朝着一个方向运动，而“天枢”和“摇光”则朝着相反的方向运动。因此，在浸长的宇宙变迁中，北斗星的形状会发生较大的变化。
【解答】季节不同，北斗七星在天空中的位置也不尽相同。因此，我国古代人民就根据它的位置变化来确定季节：“斗柄东指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬。”所以夏季的夜晚，北斗七星斗柄所指的方向是南方。
故答案为：B。
2．（2023七上·慈溪期末）某国际天文研究团队最新发现，距离地球约8000光年的一颗恒星可能产生伽马射线暴，专家认为被伽马射线暴扫过的星球生命会消失，幸运的是，该恒星潜在的伽马射线暴方向并没有对准地球。这颗恒星位于（　　）
A．地月系 B．太阳系 C．银河系 D．河外星系
【答案】C
【解析】总星系分为银河系和河外星系；银河系包含了太阳系；太阳系包含了地月系；
【解答】由题干可知，一个国际天文研究团队最新发现，距离地球约8000光年的一颗恒星可能产生伽马射线暴，这是首次在银河系中发现可能产生伽马射线暴的恒星，这颗恒星位于银河系；
故答案为：C.
3． 2011年度的诺贝尔物理学奖被授予三位天体物理学家，以表彰他们通过观测遥远的超新星而发现了宇宙在加速膨胀这一卓越成果。超新星的热核爆炸表示了这颗恒星的演化阶段是(　　)。
A．诞生期 B．壮年期 C．死亡期 D．任何时期都可能
【答案】C
【解析】宇宙在加速膨胀，一定有能量在推动宇宙膨胀，宇宙中各星系受非平衡力作用，宇宙中的各星系在不断地运动变化中，星系间的距离不断变化。
【解答】超新星的热核爆炸代表了这颗恒星演化到了死亡期，即超大质量恒星能以巨热核恒星炸弹的形式变成超新星，超新星爆炸死亡。
故答案为：C。
4．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
【答案】A
【解析】一颗恒星的寿命取决于它的质量，质量越大的恒星寿命越短；这是因为质量越大压力就越大，这种情况下恒星内部的核反应就更加剧烈；
【解答】一颗恒星的寿命取决于它的质量，质量越大的恒星寿命越短；
故答案为：A.
5．关于恒星，下列说法中正确的是（　　）
A．恒星的表面温度越高，颜色越红
B．恒星的颜色与恒星的质量和体积有关
C．恒星的寿命与构成恒星的物质、温度、亮度有关
D．恒星的亮度与恒星的体积和温度及它与地球的距离有关
【答案】D
【解析】恒星表面的颜色取决于它的表面温度，温度越低，颜色越红，温度越高，颜色越偏蓝，恒星表面的颜色主要有四种，分别是红、黄、白、蓝；恒星的寿命与恒星的质量有关，质量越大的恒星寿命越短；恒星的亮度与恒星的体积和温度及它与地球的距离有关 ，视亮度的大小与发光度成正比，与距离的平方成反比；
【解答】A.恒星表面的颜色取决于它的表面温度，温度越低，颜色越红，温度仪 ，颜色越偏蓝，恒星表面的颜色主要有四种，分别是红、黄、白、蓝，太阳表面的颜色是黄，属于温度中等偏低的恒星，A错误；
B. 恒星的颜色与恒星的质量和体积无关，B错误；
C. 恒星的寿命与恒星的质量有关，质量越大的恒星寿命越短，这是因为质量越大压力就越大，这种情况下恒星内部的核反应就更加剧烈，C错误；
D. 恒星的亮度与恒星的体积和温度及它与地球的距离有关 ，视亮度的大小与发光度成正比，与距离的平方成反比，D正确；
故答案为：D.
6．下列关于黑洞的说法正确的是（　　）
A．黑洞是存在于宇宙中的一个无底洞
B．黑洞这种天体因密度和引力大得惊人，以致任何物质甚至光线都无法逃脱它的吸引
C．黑洞中没有任何物质
D．黑洞是所有恒星的最后归宿
【答案】B
【解析】“黑洞”这个名词的第一个字“黑”，表明它不向外界发射和反射任何光线或其他形式的电磁波，因此人们无法看见它，它是“黑”的。第二个字“洞”，意思是说，任何东西只要一进入它的边界，就休想再溜出去了，它活像一个真正的“无底洞”。
【解答】A、任何东西只要进入黑洞的边界就不能出来，活像一个“无底洞”，A不符合题意；
B、黑洞这种天体因密度和引力大得惊人，以致任何物质甚至光线都无法逃脱它的吸引，物质进入黑洞都会吸引，无法挣脱，B符合题意；
C、黑洞中有许多物质，都是被黑洞吸引的物质，C不符合题意；
D、并不是所有的恒星最终都会变成黑洞，D不符合题意。
故答案为：B
7．有关恒星下列说法不正确的是（　　）
A．一颗恒星的寿命取决于它的质量
B．质量大的恒星可用以燃烧的核燃料较多，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色的巨星或超巨星
D．巨星和超巨星可能爆炸成为超新星
【答案】B
【解析】一颗恒星的寿命取决于它的质量 ，质量越大，恒心的寿命越短； 恒星的演化过程：质量和太阳相当（或小点）的恒星的生命旅程：星云→原恒星→主序星→红巨星→行星状星云→白矮星；质量比太阳大的恒星的生命旅程：星云→原恒星→主序星→亮星→红巨星→超新星→中子星（脉冲星）；质量超大的恒星的生命旅程：星云→原恒星→亮星→红巨星→红超巨星→超新星→黑洞
【解答】A. 一颗恒星的寿命取决于它的质量 ，质量越大，恒心的寿命越短，A正确；
B.质量越大压力就越大，这种情况下恒星内部的核反应就更加剧烈，寿命就越短，B错误；
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色的巨星或超巨星 ，C正确；
D. 巨星和超巨星可能爆炸成为超新星 ，D正确；
故答案为：B.
8．（2022七上·余姚期末）下列关于银河系的认识正确的是（　　）
A．太阳是银河系的中心
B．银河系只是河外星系中极普通的一个星系
C．组成银河系的各天体均匀地分布在银河系中
D．银河系内各恒星并不是静止的，而是都在高速运动的
【答案】D
【解析】太阳与银河系的中心相距约3万光年。宇宙中除银河系以外的其他所有星系称为河外星系。从侧面看，银河系像个中间厚、四周薄的铁饼；从俯视图看，银河系又像一个大漩涡，说明组成银河系的各天体是不均匀地分布在银河系中。银河系内各恒星并不是静止的，而是都在高速运动。
【解答】A：太阳与银河系的中心相距约3万光年，故A说法错误。
B ：宇宙中除银河系以外的其它所有星系称为河外星系，故B说法错误。
C ：银河系像个中间厚、四周薄的铁饼；从俯视图看，银河系又像一个大漩涡，说明组成银河系的各天体是不均匀地分布在银河系中，故C说法错误。
D ：银河系内各恒星并不是静止的，是都在高速运动的 ，故D说法正确。故选D。
9．（2020七上·镇海期末）读“天体系统层次简图”，与①②④对应的是（　　）
A．太阳系、银河系、总星系 B．地月系、河外星系、总星系
C．地月系、太阳系、河外星系 D．太阳系、银河系、河外星系
【答案】C
【解析】银河系是太阳系所在的天体系统，包括一千二百亿颗恒星和大量的星团、星云，还有各种类型的星际气体和星际尘埃，太阳系由八大行星组成，河外星系，是指在银河系以外，由大量恒星组成星系。
【解答】天体系统层次简图中⑤级别最高，应该为总星系，比总星系低一级的是银河系和河外星系，因此③和④分别为银河系和河外星系，比银河系低一级的是太阳系和银河系中的其它恒星系统，②为太阳系，①则是地月系，C符合题意。
故答案为：C
10．（2024七上·镇海区期末）2023年10月26日，“神舟十七号”载人航天飞船成功发射，标志着我国对宇宙的探索又上升了一个新的台阶。下列对宇宙的有关认识正确的是（　　）
A．太阳位于银河系的中心
B．我们在夜晚仰望星空时，看到的星星都是恒星
C．从侧面看，银河系像一个车轮状的大漩涡
D．流星现象是由于流星体闯入地球大气层，与大气层摩擦燃烧产生的
【答案】D
【解析】天体是宇宙间物质的存在形式，主要有星云、恒星、行星、卫星、彗星、流星体、星际物质等，其特点不同。天体之间相互吸引和绕转形成天体系统，天体系统分为不同的级别和层次，最高一级是总星系，总星系包括银河系和河外星系；银河系包括太阳系和其它恒星系；太阳系包括太阳、地月系和其它行星系；地月系包括地球和月球。一般而言，围绕恒星公转的是行星，围绕行星公转的是卫星。
【解答】A、太阳位于太阳系的中心，而不是银河系的中心，故错误。
B、我们在夜晚仰望星空时，看到的星星大部分是恒星，还有行星，故错误。
C、从俯视看，银河系更像一个车轮状大漩涡，四条旋臂从中心伸出；从侧面看，银河系像一个中间凸起的大透镜，故错误。
D、根据课本内容可知，流星现象是由于流星体闯入地球大气层，与地球大气层剧烈摩擦燃烧产生的光斑，故正确。
故答案为：D。
11．（2024七上·鄞州期末）宇宙空间正随着人们的认识而逐渐“变大”。下列对宇宙的认识正确的是（　　）
A．夜晚看到的星星都是恒星
B．从侧面看，银河系是一个车轮状的大旋涡
C．天体的层次由大到小为：宇宙→太阳系→银河系→地月系
D．流星是由于流星体闯入地球大气层，与大气摩擦燃烧产生
【答案】D
【解析】宇宙是时间和空间的统一体，由各种各样的天体构成，这些天体相互吸引、相互绕转形成天体系统。
【解答】A、我们肉眼看得到星星有一些是行星，A错误；
B、从侧面看银河系呈圆盘状，B错误；
C、银河系的范围比太阳系的范围大，C错误；
D、流星现象是流星体与大气层摩擦而产生的发光、发热的现象，D正确。
故答案为：D。
12．（2023七上·宁海期末）下列关于天体的说法，错误的是（　　）
A．国际上将整个天空划分为88个星座
B．在太阳系八大行星中，金星是唯一自东向西逆向自转的行星
C．哈雷彗星的公转周期为76年
D．北斗七星的位置随季节而变化，当斗柄指东时为秋季
【答案】D
【解析】天体之间相互吸引和饶转形成天体系统，天体系统分为不同的级别和层次，最高一级是总星系，总星系包括银河系和河外星系；银河系包括太阳系和其他恒星星系；太阳系包括了陶阳、地月系和其他行星；地月系包括了地球和月球；
【解答】A. 国际上将整个天空划分为88个星座，正确；
B. 在太阳系八大行星中，金星是唯一自东向西逆向自转的行星，正确；
C. 哈雷彗星的公转周期为76年，正确；
D.北斗七星的位置随季节而变化，当斗柄指东时为春季，所以D错误；
故答案为：D.
13．关于宇宙，下列说法中正确的是（　　）
A．地球是宇宙中唯一有卫星的星球
B．恒星的寿命取决于亮度
C．太阳能够发光、放热，主要是因为太阳内部不断发生化学反应
D．银河系是一种旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上
【答案】D
【解析】宇宙中有卫星的星球有很多，比如木星就有很多卫星；恒星的寿命取决于质量，质量越大，寿命越短；太阳能够发光、放热，主要是因为氢原子核在超高高温作用下发生核聚变，释放巨大的核能；银河系是一种旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上；
【解答】A. 宇宙中有卫星的星球有很多，比如木星就有很多卫星，所以地球是宇宙中唯一有卫星的星球是错误的；
B. 恒星的寿命取决于质量，质量越大，寿命越短，B错误；
C. 太阳能够发光、放热，主要是因为氢原子核在超高高温作用下发生核聚变，释放巨大的核能，C错误；
D. 银河系是一种旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上，D正确；
故答案为：D.
14．关于宇宙的将来，下列说法中正确的是（　　）
A．宇宙的将来一定是永远膨胀下去
B．宇宙的将来一定是收缩塌陷的
C．宇宙的将来可能是永远膨胀下去，也可能是收缩塌陷的
D．宇宙的将来和现在一样没有什么变化
【答案】C
【解析】根据宇宙的演化分析解答。
【解答】宇宙有几种可能，一是继续膨胀下去，二是收缩并坍缩成一个点。而宇宙最终是膨胀还是坍缩，取决于宇宙物质的平均密度。宇宙现在的密度非常接近于把坍缩和膨胀区分开来的临界点，
所以两种情况都可能发生。故选C。
15．下列关于人类对宇宙的认识正确的一组是（　　）
①人类认识宇宙顺序是：太阳系→银河系→河外星系→总星系
②宇宙是永恒的，宇宙中的天体也是永恒的
③宇宙中的天体处于不断的运动之中，天体之间相互吸引和相互绕转，形成天体系统
④宇宙是由物质组成的，物质是不断运动着的
A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④
【答案】D
【解析】宇宙中的天体不是一成不变的，不是永恒的，宇宙包括恒星、各种行星、彗星、星系、各种形式的能量等等。
【解答】地月系包括地球和月球，地球是地月系的中心天体，太阳系是由太阳和其他行星及小行星组成的，其中心天体是太阳，银河系是太阳系所在的天体系统，包括恒星、星团、星云等，总星系是目前人类所观测到的宇宙范围，宇宙中的天体不是永恒的，宇宙中的天体相互吸引和环绕，比如太阳系中的八大行星绕着太阳转，宇宙中的物质在运动，宇宙也在膨胀，D符合题意。
故答案为：D
16．寻找北极星。
（1）面向北天星空，先找大熊星座(北斗星)，北斗星在天空组成　 　，斗柄随季节变化指向不同，春、夏、秋、冬分别指向东、南、西、北。
（2）把北斗星斗前的两颗星连线，朝斗口方向延伸约　 　倍距离即可找到北极星。
（3）在北半球的夜晚，找到了北极星就找到了　 　的方向。
【答案】（1）斗状
（2）5
（3）正北
【解析】在北半球观测北极星的仰角等于当地的地理纬度，北极星始终指向正北方向。
【解答】(1)面向北天星空，先找大熊星座(北斗星)，北斗星在天空组成，斗柄随季节变化指向不同，春、夏、秋、冬分别指向东、南、西、北。
(2)把北斗星斗前的两颗星连线，朝斗口方向延伸约5倍距离即可找到北极星。
(3)在北半球的夜晚，找到了北极星就找到了正北的方向。
17．（2024七上·余姚期末）科幻电影《流浪地球》讲述的是：太阳因某种原因快速老化，体积膨胀，将逐渐吞没邻近星球，所以政府计划采取措施推动地球走向新家园。
（1）假设太阳逐渐膨胀，最先被吞没的行星会是　 　。
（2）若地球最后到达离太阳最近的恒星附近，该恒星可能位于　 　（选填“地月系”、“太阳系”或“银河系”）。
（3）下列人类对太阳系的认识中，说法不正确的是____。
A．小行星带位于火星与木星轨道之间
B．北斗七星的位置随季节的变化而变化，当斗柄指北时，北半球为冬季
C．哈雷彗星是太阳系的成员之一
D．月球的自转周期和公转周期相同，所以月球和地球白天的长度相等
【答案】（1）水星
（2）银河系
（3）D
【解析】太阳系有八颗行星，按照离太阳由近及远的顺序排列为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
【解答】（1）太阳系有八颗行星，按照离太阳由近及远的顺序排列为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。科幻电影《流浪地球》讲述的是：太阳因某种原因快速老化，体积膨胀，将逐渐吞没邻近星球，所以政府计划采取措施推动地球走向新家园。假设太阳逐渐膨胀，最先被吞没的行星会是水星，因为水星离太阳最近。
（2）地球与月球构成了一个天体系统，称为地月系；太阳系是一个受太阳引力约束在一起的天体系统，包括太阳、八大行星（水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星）、近500个卫星、至少120万个小行星、一些矮行星和彗星；银河系是一个巨大的星系，拥有数以百亿计的恒星；若地球最后到达离太阳最近的恒星附近，该恒星可能位于银河系。
（3）小行星带是太阳系内介于火星和木星轨道之间的小行星密集区域，A正确；北斗七星是天空中著名的星群，其位置会随季节的变化而变化。当北斗七星的斗柄指向北方时，北半球为冬季，B正确；哈雷彗星是太阳系的成员之一，其轨道和周期都受到太阳引力的影响，C正确；由于月球的自转和公转周期相同，月球上的一天（即一个自转周期）和一个月（即一个公转周期）在时间上是一致的。但这与地球白天的长度无关，月球上的一个白天比地球上两个星期还长，故D错误。故答案为：D。
18．表中为四个星系距银河系的距离及它们的运动速度。
星系 距离(百万光年) 速度(km·s－1)
处女座 80 1200
大熊座 980 15000
牧夫座 2540 39000
长蛇座 3980 61000
（1）画出一个曲线图，说明每个星系距银河系的距离与它的运动速度之间的关系。(以距离为横坐标，速度为纵坐标)
（2）数据分析：星系的距离与速度之间有怎样的关系？　 　。
（3）归纳：由此可见，这些遥远的星系正在远离银河系，可推出宇宙是在膨胀还是在收缩？　 　。
【答案】（1）
（2）星系距银河系的距离越远，运动速度越快
（3）膨胀
【解析】观察表中信息，通过对比不同星系经过漫长的时间，星系的距离和速度也在发生改变，星系正在远离银河系，说明宇宙在膨胀。
【解答】（1）根据图中信息，可以作出一个曲线图，如：
（2） 数据分析：星系距银河系的距离越远，运动速度越快。
（3） 这些遥远的星系正在远离银河系，可推出宇宙是在膨胀 。
19．阅读以下这段有关太阳的文字，回答问题：
太阳是太阳系中唯一的恒星和会发光的天体，是太阳系的中心天体，太阳系质量的99.86%都集中在太阳。太阳系中的行星、小行星、流星、彗星以及星际尘埃等，都围绕着太阳运行(公转)，而太阳则围绕着银河系的中心运行。
太阳的直径大约是1392000公里，相当于地球直径的109倍，体积大约是地球的130万倍，其质量大约是2×1030kg(约为地球的33万倍)。从化学组成来看，现在太阳质量的四分之三是氢，剩下的几乎都是氦，碳、氖、铁和其他的重元素质量总和少于2%。
目前太阳处于主序星阶段，通过对恒星演化及宇宙年代学模型的计算机模拟，已经历了大约45.7亿年。太阳在其主序星阶段已经到了中年期，它通过核心内部发生的氢核聚变来释放能量。在太阳的核心，每秒能将超过400万吨物质转化为能量，生成中微子和太阳辐射。以这个速度，太阳至今已经将大约100个地球质量的物质转化成了能量。太阳作为主序星的时间大约可以持续100亿年左右。
（1）根据材料可知，目前太阳主要的能量来源是　 　。
（2）太阳现在正处于主序星阶段，未来的太阳将继续演化：主序星→　 　→　 　→黑矮星。
（3）美国NASA计划2018年夏天发射“帕克太阳探测器”，人类将首次近距离对太阳和太阳风进行全面观测，你认为“帕克太阳探测器计划”需要解决哪些技术问题？
【答案】（1）氢核聚变释放的能量
（2）红巨星；白矮星
（3）发射时克服地球引力；耐高温；与地球保持通信等(合理即可)。
【解析】本题主要考查太阳的演化、太阳的能量。
【解答】（1）根据材料可知，目前太阳主要的能量来源是氢核聚变释放的能量。
（2）太阳现在正处于主序星阶段，未来的太阳将继续演化：主序星→红巨星→白矮星→黑矮星。
（3）“帕克太阳探测器计划”需要解决的技术问题有发射时克服地球引力；耐高温。
故答案为：（1）氢核聚变释放的能量（2）红巨星；白矮星（3）发射时克服地球引力；耐高温；与地球保持通信等(合理即可)。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第3节人类对宇宙的探索
考点一、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。
(2)到秦汉时期，人们初步认识了太阳、月球和5颗（金木水火土）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
托勒密的“地心说”示意图
(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。
哥白尼的“日心说”示意图
(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。
拓展：太阳不是处于宇宙的中心。太阳位于太阳系中，太阳系属于银河系，太阳系也不在银河系的中心。银河系也是众多星系中的一个，并非宇宙中心。
典例1：“盘古开天辟地”是关于宇宙诞生的传说，它所流传的国家是()。
A．古代中国 B．古埃及 C．古希腊 D．古印度
变式1：他是著名的天文学家、自然科学的先驱，他提出的“日心说”否定了影响人类长达千年之久的“地心说”，有力地推动了人类文明的进程。他是()。
A．伽利略 B．牛顿 C．哥白尼 D．爱因斯坦
变式2：关于“地心说”和“日心说”，下列说法中正确的是()。
A．宇宙的中心是太阳，所有行星都绕太阳做匀速圆周运动
B．地球是绕太阳运动的普通行星，月球是绕地球旋转的行星
C．地心说的代表人物是哥白尼，日心说的代表人物是托勒密
D．地心说和日心说在人类认识宇宙的过程中都具有一定的价值
变式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
考点二、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。
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)
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!
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，今天的宇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。
(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。
拓展：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。
(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。
典例1：（2023九下·江北月考）宇宙是广袤空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。千百年来，科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。
（1）目前被人们广泛接受的宇宙起源学说是　 　。
（2）科学家观察发现宇宙处于不断的膨胀中，所有的星系都在远离我们而去，离我们越远的星系，退行越快。若从我们所在的星系1观测，如图能类比宇宙膨胀的是(箭头方向和长短分别表示运动方向和快慢)　 　。
变式1：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，该理论认为：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
变式2：下列有关热大爆炸宇宙论的说法正确的是（　　）
A．热大爆炸宇宙论是科学家通过科学观察和研究得出的一个科学结论
B．热大爆炸宇宙论是科学家通过科学观察发现的一些自然现象所建立的假说
C．因为宇宙在不断膨胀的事实为热大爆炸宇宙论提供了有力证据，所以热大爆炸宇宙论已经说明了宇宙起源的事实
D．热大爆炸宇宙论和牛顿第一定律一样是科学定律
变式3：为了形象地说明宇宙扩张学说，用一个粘有小金属粒的气球做演示实验，该实验将粘有小金属粒的气球看成　 　，小金属粒看成是宇宙中的　 　，气球膨胀时，任一小金属粒周围的其他小金属粒都在　 　。这里主要运用的一种思维方法是　 　(选填“等效法”“类比法”或“转换法”)。
考点三、银河系和河外星系
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
科学思维——转换法
银河系，我们用肉眼是很难看到它的结构的，在实际认知过程中要将其转换成看得见的、熟悉的地理事物。因此，用扁圆盘和旋涡来理解银河系的结构。
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。
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。
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。
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范围。
地球 太阳系 星系 宇宙
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。
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”。
北斗七星
典例1：（2024七上·镇海区期末）下图中①、②、③、④分别代表太阳系、河外星系、银河系和宇宙，四个选项中能正确代表它们相互关系的是（　　）
A． B．
C． D．
变式1：（2023七上·余姚期末）北斗七星的位置会随着季节的变化而变化，我国民间流传谚语：斗柄东指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏：斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬。据此判断，下列哪个是在秋季星空图中看到的北斗七星（　　）
A． B．
C． D．
变式2：该图中①、②、③、④四幅图分别表示不同级别的天体系统，名称依次是（　　）
A．①银河系 ②河外星系 ③太阳系 ④地月系
B．①总星系 ②银河系 ③太阳系 ④地月系
C．①总星系 ②银河系 ③河外星系 ④地月系
D．①地月系 ②太阳系 ③银河系 ④总星系
变式3：银河系是一个庞大的天体系统，从侧视图中看银河系像个铁饼，其形状具有中间厚、　 　的特征；从俯视图看，银河系又像一个大漩涡，图中的黑点是一颗颗　 　。
考点四、恒星
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。
3.恒星的演化过程
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，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。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。
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。
(2)太阳的未来(晚年阶段)
拓展：红巨星
其外观为红色，直径比太阳大10～100倍，亮度比太阳大得多。肉眼看到的最亮的星体中，大多数是红巨星。红超巨星与红巨星类似，只是体积更大。
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。恒星的寿命取决于恒星的质量。
(1)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。
(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。
(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。
拓展：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。
7.黑洞的发现
几十年来，科学家一直在寻找黑洞。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2.7×10 光年之遥。
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。
典例1： 在认识世界时，我们经常用各种方法来形象、直观地表示事物或者规律。若要表示太阳一生的体积变化规律，最为合理的图像是下列选项中的(　　)。
A． B．
C． D．
变式1：质量最大的恒星最终会变成（　　）
A．黑矮星 B．黑洞 C．白矮星 D．超新星
变式2：小质量的恒星最终会变成（　　）
A．主序星 B．太阳 C．红巨星 D．黑矮星
变式3：读下面恒星质量与其寿命关系图，回答下列问题。
（1）恒星的寿命取决于它的　 　。
（2）质量大的恒星寿命　 　（填“较长”或“较短”）。
（3）若某恒星的质量为太阳的1.5倍，根据图分析它的寿命约为　 　年。
1．夏季的夜晚，北斗七星斗柄所朝的方向是(　　)。
A．东 B．南 C．西 D．北
2．（2023七上·慈溪期末）某国际天文研究团队最新发现，距离地球约8000光年的一颗恒星可能产生伽马射线暴，专家认为被伽马射线暴扫过的星球生命会消失，幸运的是，该恒星潜在的伽马射线暴方向并没有对准地球。这颗恒星位于（　　）
A．地月系 B．太阳系 C．银河系 D．河外星系
3． 2011年度的诺贝尔物理学奖被授予三位天体物理学家，以表彰他们通过观测遥远的超新星而发现了宇宙在加速膨胀这一卓越成果。超新星的热核爆炸表示了这颗恒星的演化阶段是(　　)。
A．诞生期 B．壮年期 C．死亡期 D．任何时期都可能
4．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
5．关于恒星，下列说法中正确的是（　　）
A．恒星的表面温度越高，颜色越红
B．恒星的颜色与恒星的质量和体积有关
C．恒星的寿命与构成恒星的物质、温度、亮度有关
D．恒星的亮度与恒星的体积和温度及它与地球的距离有关
6．下列关于黑洞的说法正确的是（　　）
A．黑洞是存在于宇宙中的一个无底洞
B．黑洞这种天体因密度和引力大得惊人，以致任何物质甚至光线都无法逃脱它的吸引
C．黑洞中没有任何物质
D．黑洞是所有恒星的最后归宿
7．有关恒星下列说法不正确的是（　　）
A．一颗恒星的寿命取决于它的质量
B．质量大的恒星可用以燃烧的核燃料较多，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色的巨星或超巨星
D．巨星和超巨星可能爆炸成为超新星
8．（2022七上·余姚期末）下列关于银河系的认识正确的是（　　）
A．太阳是银河系的中心
B．银河系只是河外星系中极普通的一个星系
C．组成银河系的各天体均匀地分布在银河系中
D．银河系内各恒星并不是静止的，而是都在高速运动的
9．（2020七上·镇海期末）读“天体系统层次简图”，与①②④对应的是（　　）
A．太阳系、银河系、总星系 B．地月系、河外星系、总星系
C．地月系、太阳系、河外星系 D．太阳系、银河系、河外星系
10．（2024七上·镇海区期末）2023年10月26日，“神舟十七号”载人航天飞船成功发射，标志着我国对宇宙的探索又上升了一个新的台阶。下列对宇宙的有关认识正确的是（　　）
A．太阳位于银河系的中心
B．我们在夜晚仰望星空时，看到的星星都是恒星
C．从侧面看，银河系像一个车轮状的大漩涡
D．流星现象是由于流星体闯入地球大气层，与大气层摩擦燃烧产生的
11．（2024七上·鄞州期末）宇宙空间正随着人们的认识而逐渐“变大”。下列对宇宙的认识正确的是（　　）
A．夜晚看到的星星都是恒星
B．从侧面看，银河系是一个车轮状的大旋涡
C．天体的层次由大到小为：宇宙→太阳系→银河系→地月系
D．流星是由于流星体闯入地球大气层，与大气摩擦燃烧产生
12．（2023七上·宁海期末）下列关于天体的说法，错误的是（　　）
A．国际上将整个天空划分为88个星座
B．在太阳系八大行星中，金星是唯一自东向西逆向自转的行星
C．哈雷彗星的公转周期为76年
D．北斗七星的位置随季节而变化，当斗柄指东时为秋季
13．关于宇宙，下列说法中正确的是（　　）
A．地球是宇宙中唯一有卫星的星球
B．恒星的寿命取决于亮度
C．太阳能够发光、放热，主要是因为太阳内部不断发生化学反应
D．银河系是一种旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上
14．关于宇宙的将来，下列说法中正确的是（　　）
A．宇宙的将来一定是永远膨胀下去
B．宇宙的将来一定是收缩塌陷的
C．宇宙的将来可能是永远膨胀下去，也可能是收缩塌陷的
D．宇宙的将来和现在一样没有什么变化
15．下列关于人类对宇宙的认识正确的一组是（　　）
①人类认识宇宙顺序是：太阳系→银河系→河外星系→总星系
②宇宙是永恒的，宇宙中的天体也是永恒的
③宇宙中的天体处于不断的运动之中，天体之间相互吸引和相互绕转，形成天体系统
④宇宙是由物质组成的，物质是不断运动着的
A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④
16．寻找北极星。
（1）面向北天星空，先找大熊星座(北斗星)，北斗星在天空组成　 　，斗柄随季节变化指向不同，春、夏、秋、冬分别指向东、南、西、北。
（2）把北斗星斗前的两颗星连线，朝斗口方向延伸约　 　倍距离即可找到北极星。
（3）在北半球的夜晚，找到了北极星就找到了　 　的方向。
17．（2024七上·余姚期末）科幻电影《流浪地球》讲述的是：太阳因某种原因快速老化，体积膨胀，将逐渐吞没邻近星球，所以政府计划采取措施推动地球走向新家园。
（1）假设太阳逐渐膨胀，最先被吞没的行星会是　 　。
（2）若地球最后到达离太阳最近的恒星附近，该恒星可能位于　 　（选填“地月系”、“太阳系”或“银河系”）。
（3）下列人类对太阳系的认识中，说法不正确的是____。
A．小行星带位于火星与木星轨道之间
B．北斗七星的位置随季节的变化而变化，当斗柄指北时，北半球为冬季
C．哈雷彗星是太阳系的成员之一
D．月球的自转周期和公转周期相同，所以月球和地球白天的长度相等
18．表中为四个星系距银河系的距离及它们的运动速度。
星系 距离(百万光年) 速度(km·s－1)
处女座 80 1200
大熊座 980 15000
牧夫座 2540 39000
长蛇座 3980 61000
（1）画出一个曲线图，说明每个星系距银河系的距离与它的运动速度之间的关系。(以距离为横坐标，速度为纵坐标)
（2）数据分析：星系的距离与速度之间有怎样的关系？　 　。
（3）归纳：由此可见，这些遥远的星系正在远离银河系，可推出宇宙是在膨胀还是在收缩？　 　。
19．阅读以下这段有关太阳的文字，回答问题：
太阳是太阳系中唯一的恒星和会发光的天体，是太阳系的中心天体，太阳系质量的99.86%都集中在太阳。太阳系中的行星、小行星、流星、彗星以及星际尘埃等，都围绕着太阳运行(公转)，而太阳则围绕着银河系的中心运行。
太阳的直径大约是1392000公里，相当于地球直径的109倍，体积大约是地球的130万倍，其质量大约是2×1030kg(约为地球的33万倍)。从化学组成来看，现在太阳质量的四分之三是氢，剩下的几乎都是氦，碳、氖、铁和其他的重元素质量总和少于2%。
目前太阳处于主序星阶段，通过对恒星演化及宇宙年代学模型的计算机模拟，已经历了大约45.7亿年。太阳在其主序星阶段已经到了中年期，它通过核心内部发生的氢核聚变来释放能量。在太阳的核心，每秒能将超过400万吨物质转化为能量，生成中微子和太阳辐射。以这个速度，太阳至今已经将大约100个地球质量的物质转化成了能量。太阳作为主序星的时间大约可以持续100亿年左右。
（1）根据材料可知，目前太阳主要的能量来源是　 　。
（2）太阳现在正处于主序星阶段，未来的太阳将继续演化：主序星→　 　→　 　→黑矮星。
（3）美国NASA计划2018年夏天发射“帕克太阳探测器”，人类将首次近距离对太阳和太阳风进行全面观测，你认为“帕克太阳探测器计划”需要解决哪些技术问题？
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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