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3.3人类对宇宙的探索
一、选择题
1．下列关于宇宙的认识正确的是（ ）
A．宇宙是不断膨胀和演化的
B．宇宙是没有中心的，各星系间的距离保持不变
C．光年作为时间单位，可以衡量银河系的直径
D．宇宙的结构层次是：太阳系→银河系→河外星系→宇宙
2．如图是不同层次天体系统示意图。下列认识与实际相符的是（　　）
A．甲表示河外星系 B．太阳位于银河系中心
C．离太阳最近的行星是金星 D．乙表示地月系
3．近期我国科学家利用“中国天眼”（FAST）在致密星系群，发现了一个比银河系大20倍天体系统，为研究宇宙打开了一个崭新的窗口。关于宇宙，下列说法正确的是（ ）
A．光年作为时间单位，可以衡量银河系的直径
B．宇宙大爆炸理论认为大爆炸后宇宙不断膨胀，且温度下降
C．宇宙的结构层次：太阳系→地月系→银河系→宇宙
D．太阳系是银河系的中心，银河系是宇宙的中心
4．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
5．大爆炸理论认为，我们的宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸。除开始瞬间外，在演化至今的大部分时间内，宇宙基本上是匀速膨胀的。上世纪末对超新星的观测显示，宇宙正在加速膨胀。如果真是这样，则标志宇宙大小的宇宙半径R和宇宙年龄t的关系，大致是下面哪个图像（　　）
A． B．
C． D．
6．如图是人类首次拍摄到的黑洞照片。下列关于黑洞的说法不正确的是（　　）
A．黑洞是客观上存在的天体
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
7．中外科学家绘制出目前最精确的银河系结构图，明确银河系是一个具有4条旋臂的漩涡星系。下列关于银河系的说法正确的是（　　）
A．银河系是以太阳为中心的天体系统
B．银河系是宇宙的中心
C．银河系是由众多行星及星际物质组成的一个庞大的天体系统
D．俯视看银河系像一个大旋涡
8．如图所示“天体系统层次示意图”中，序号与其表示的天体系统对应正确的是（　　）
A．①—地月系 B．②—银河系
C．③—太阳系 D．④—河外星系
9．下列关于如图所示的星系运动模型说法错误的是（　　）
A．在气球表面画上的这些圆点是模拟宇宙中的星系
B．给气球充气，使气球不断地胀大，是模拟宇宙中的星系
C．气球胀大过程中各圆点间的距离变化模拟星系运动特点
D．气球胀大时，对甲圆点而言，乙圆点的远离速度比丙更快
10．从古至今，无数科学家、哲学家和思想家都试图解开宇宙的奥秘，提出了各种学说和理论。那么，在以下关于人类对宇宙探索的学说中，正确的是（　　）
A．在一只气球上画一些小圆点，气球在充气过程中不断膨胀，导致气球表面各个小圆点之间的距离逐渐增大，这一实验现象被认为是现代宇宙论最重要的证据
B．“日心说”宇宙体系学说开创了对天体的观察研究
C．关于宇宙起源，根据多方面的观测研究表明，我们的宇宙始于距今约138亿年的一次大爆炸
D．宇宙大爆炸理论认为，大爆炸导致宇宙空间处处膨胀，温度相应升高
二、填空题
11．宇宙是没有中心的，根据星系之间在相互退行远离的事实，我们可以推断宇宙正在不断 ，宇宙起源于 。
12．宇宙大爆炸理论已成为被人们广为接受的一种宇宙起源说。
(1)宇宙大爆炸理论是 （选填“科学结论”或“理论假说”）。
(2)如图所示为大爆炸宇宙模型中半径、温度与时间之间的关系。由图可以得到的结论是：随着宇宙半径的增大，宇宙温度 。
13．电影《流浪地球》上映后引起了一场全民科普热；
（1）影片中太阳急速衰老膨胀，使地球面临被吞没的灭顶之灾，首先它将变为一颗巨大的 （选填“红巨星”或“黑洞”）；
（2）假设太阳逐渐膨胀，最先被吞没的行星会是 ；
（3）太阳是 （选填“太阳系”或“银河系”）中唯一的一颗恒星。
14．太阳、八大行星、矮行星、卫星等天体共同构成了太阳系。
(1)太阳系属于 （填“地月系”“银河系”或“河外星系”）。
(2)常见的太阳活动有太阳黑子、耀斑、日珥等，其中 的多少和大小，常常作为太阳活动强弱的标志。
(3)如图为人类认识冥王星的历程，下列说法合理的是（　　）
A．国际天文学组织可以随意定义标准
B．人类对宇宙的认知处于动态修正的过程
C．对宇宙认识的突破是基于新证据的发现和获取
15．宇宙大爆炸理论认为，宇宙一开始是一个“原始火球”，原始的火球发生了大爆炸，导致宇宙空间处处膨胀，温度下降到一定程度时，逐步形成了超星系团、星系团、星系乃至恒星和行星等。科学兴趣小组利用气球做星系运动特点的模拟实验，如图。
(1)小安同学用如图所示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 ；
(2)气球膨胀时，对甲圆点而言，乙圆点的远离速度比丙更 （填“快”或“慢”）；
(3)给气球充气，使气球不断地胀大，是模拟宇宙的 ；
(4)这种研究宇宙的方法是_________。
A．对比法 B．模型法 C．控制变量法
16．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 ，该理论的重要证据为 。
（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） 。
17．人类对宇宙的探索是一个充满挑战和不断进步的过程。从最初的肉眼观测到现代的高科技探测器，人类的探索工具和技术不断发展，对宇宙的认识也在不断深入。请完成下列问题：
(1)地球曾被认为是宇宙独一无二的天体，是宇宙的中心。下列能说明地球是个球体的有 。（填序号）
①日食 ②登高望远 ③麦哲伦环球航行
(2)16世纪，图1为哥白尼“日心说”模型示意图。在该示意图中有着壮观光环的行星为 。（填图中字母）
(3)后来，人们认识到宇宙由银河系等星系组成，而银河系由几千亿颗像太阳这样的恒星组成。银河系是一个旋涡星系，从侧面看，银河系呈 状。
(4)大爆炸理论是目前最准确地描述宇宙从诞生到当前状态的模型。宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸，除开始瞬间外，在演化至今的大部分时间内，宇宙都是膨胀的。若标志宇宙大小的宇宙半径R和宇宙年龄t的关系如图2所示，图中AB为直线，BC为向上弯曲的曲线。BC说明宇宙在 膨胀。（选填“减速”“匀速”或“加速”）
18．人类对宇宙的探索是一个充满挑战和不断进步的过程。从最初的肉眼观测到现代的高科技探测器，人类的探索工具和技术不断发展，对宇宙的认识也在不断深入。请完成下列问题：
(1)地球曾被认为是宇宙独一无二的天体，是宇宙的中心。直到16世纪， 为太阳系建立了“日心说”模型。
(2)后来，人们认识到宇宙由银河系等星系组成，而银河系由几千亿颗像太阳这样的 （填“恒星”、“行星”或“卫星”）组成。银河系是一个旋涡星系，从侧面看，银河系呈 状。
(3) 理论是目前最准确的描述宇宙从诞生到当前状态的模型。
19．现代宇宙学说的发展：
材料一：1915年，科学家爱因斯坦建立了广义相对论，并将其用于宇宙的研究，建构了一个静态的宇宙模型。
材料二：1922年，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。
材料三：1929年，天文学家哈勃分析星系退行速度和距离的关系，提出了著名的哈勃定律。他发现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。
(1)1948年，伽莫夫等人建立的元素生成理论，为宇宙起源的 理论奠定了基础。根据材料三中哈勃的发现可知，我们所处的宇宙正在不断地 （选填“膨胀”或“收缩”）。该理论是目前被广为接受的宇宙起源学说。
(2)现代宇宙学说的发展过程给我们的启示是 （填序号）。
①前人的经验没有可取之处
②科学是不断发展的
③科学研究是科学家的事
④人类对科学的认识全凭突发奇想
试卷第1页，共3页
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《3.3人类对宇宙的探索》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A D B A C B D C D C
1．A
【详解】宇宙是不断膨胀和演化的，A正确；无论太阳还是地球都不是宇宙的中心，宇宙是有起源的、膨胀的、演化的，故B错误；光年是光在真空中行进一年所经过的距离，是长度单位，不是时间单位，故C错误；宇宙包含银河系和河外星系，银河系包含太阳系，河外星系和银河系属于并列关系，故D错误。故选A。
2．D
【详解】甲为宇宙，银河系、太阳系，则乙为地月系，A错误，D正确；太阳位于太阳系的中心，B错误；离太阳最近的行星是水星，C错误。故选D。
3．B
【详解】A．光年是指光一年内通过的距离，是距离的单位，可以衡量银河系的直径，故A错误；
B．宇宙诞生于大爆炸，并且在不断膨胀之中，大爆炸导致宇宙空间处处膨胀，且温度相应下降，故B正确；
C．宇宙包含银河系和河外星系，银河系包含太阳系，故C错误；
D．太阳并不位于银河系的中心，银河系也不位于宇宙的中心，它只是宇宙中无数星系中的一个，故D错误。
故选B。
4．A
【详解】小质量恒星从原始星云中形成，经过主序星阶段后膨胀成为红巨星，最终外层物质散失，核心坍缩形成白矮星，A正确。红超巨星是大质量恒星的演化阶段，而不是小质量恒星的演化阶段，B错误。中子星通常是大质量恒星在超新星爆炸后形成的，而不是小质量恒星的演化结果，C错误。黑洞通常是大质量恒星在超新星爆炸后核心坍缩形成的，而不是小质量恒星的演化结果，D错误。故选A。
5．C
【详解】由题意知，宇宙变化趋势是除开始瞬间外，先匀速膨胀后加速膨胀。A代表宇宙半径一直不变，A错误；B代表宇宙在匀速膨胀，B错误；C代表宇宙在膨胀，且速度越来越快，C正确；D代表宇宙在减速膨胀之中，D错误。故选C。
6．B
【详解】黑洞是存在于宇宙空间中的一种致密天体，A说法正确；黑洞是一种质量极大的天体，黑洞的密度非常大， B说法错误；黑洞的引力极强，任何物体只要进入黑洞便都不能从该处逃逸，C说法正确；可能形成黑洞的天体是恒星，恒星灭亡的过程中坍塌可能会形成黑洞，D说法正确。根据题意，故选B。
7．D
【详解】银河系并不是以太阳为中心的天体系统，A不符合题意。银河系并不是宇宙的中心，B不符合题意。银河系自内向外分别由银心、银核、银盘、银晕和银冕组成。银河系中央区域多数为老年恒星（以白矮星为主），外围区域多数为新生和年轻的恒星。周围几十万光年的区域分布着十几个卫星星系，银河系通过缓慢地吞噬周边的矮星系使自身不断壮大，C不符合题意；俯视看像一个大漩涡，由四条螺旋状旋臂从中间伸出，D符合题意。故选D。
8．C
【详解】总星系包括①银河系和②河外星系，银河系包括③太阳系和其他恒星系，太阳系又包括④地月系和其他行星系，C正确，ABD错误；故选C。
9．D
【详解】A．用气球做星系运动的模拟实验，用画的小圆点模拟宇宙中的星系，故A不符合题意；
B．给气球充气，使气球不断地胀大，用来模拟宇宙膨胀，故B不符合题意；
C．给气球充气，使气球不断地胀大，导致各个小圆点之间的距离变大，说明星系之间的距离在变大，说明星系是在运动的，故C不符合题意；
D．星系离我们越远，它的退行速度越快。充气时气球以球状胀大，对甲圆点而言，乙圆点的远离速度比丙更慢，故D符合题意。
故选D。
10．C
【详解】A. 在一只气球上画一些小圆点，气球在充气过程中不断膨胀，导致气球表面各个小圆点之间的距离逐渐增大，这一实验现象模拟的是宇宙在膨胀，不能被认为是现代宇宙论最重要的证据，故A错误；
B. “日心说”否定了“地心说”，阐明了天体运行的现象，为人类认识太阳系奠定了基础，日心说提出之前，科学家已经开始了对天体的观察研究，故B错误；
C. 关于宇宙起源，许多科学家根据多方面的观测研究表明，我们的宇宙始于距今约138亿年的一次大爆炸，大爆炸的反应原理被物理学家们称为量子物理，故C正确；
D. 宇宙大爆炸理论认为，大爆炸使物质四散出去，导致宇宙空间处处膨胀，温度相应下降，故D错误。
故选C。
11． 膨胀 热大爆炸
【详解】根据星系之间在相互退行远离的事实，我们可以推断宇宙正在不断膨胀；按照宇宙大爆炸理论，我们的宇宙起源于约137亿年前的一次热大爆炸。
12．(1)理论假说
(2)降低
【详解】（1）关于宇宙的起源，人类提出了很多种理论假说，其中被人普遍接收的为宇宙大爆炸理论。
（2）根据上图大爆炸宇宙模型中半径、温度与时间之间的关系知：随着宇宙半径的增大，宇宙温度降低。
13． 红巨星 水星 太阳系
【详解】[1]太阳急速衰老膨胀，体积会膨胀变大，将变为一颗巨大的红巨星。
[2]由于水星距离太阳最近，所以假设太阳逐渐膨胀，最先被吞没的行星会是水星。
[3]银河系中有数千亿颗恒星，太阳系中只有唯一的一颗恒星，是太阳。
14．(1)银河系
(2)太阳黑子
(3)BC
【详解】（1）地月系包括地球和月球；河外星系和银河系组成了宇宙。太阳系属于银河系。
（2）太阳黑子，是指太阳的光球表面有时会出现一些暗的区域，它是磁场聚集的地方，其数量和位置每隔一段时间会发生周期性变化。根据统计，地球上天气或气候反常均与太阳黑子活动有密切关系。常以太阳黑子的多少和大小来反映太阳活动的强弱。
（3）即使是国际天文学组织，也不可以随意定义标准，故A错误；根据认识冥王星的认识历程可知，人类对宇宙的认知处于动态修正的过程，且对宇宙认识的突破是基于新证据的发现和获取，故BC正确；故选BC。
15．(1)星系（写天体不扣分）
(2)慢
(3)膨胀/大爆炸
(4)B
【详解】（1）根据题意知道，宇宙大爆炸理论认为，宇宙一开始是一个“原始火球”，原始的火球发生了大爆炸，所以，若粘有小金属粒的气球来类比宇宙，则小金属粒可看成宇宙中的星系。
（2）充气时气球以球状胀大，对甲圆点而言，乙圆点的分离速度小于丙圆点，即乙圆点的远离速度更慢。
（3）给气球充气，使气球不断地胀大，是模拟宇宙的膨胀。
（4）根据题意知道，是利用气球做星系运动特点的模拟实验，即采用了模型法，故B符合题意，AC不符合题意。
故选B。
16． 热大爆炸学说 微波背景辐射 A
【分析】宇宙是万物的总称，是时间和空间的统一。宇宙是物质世界，并处于不断运动和发展中，在时间上没有开始没有结束，在空间上没有边界没有尽头。宇宙是多样又统一的；多样在物质表现状态的多样性；统一在于其物质性。宇宙是由空间、时间、物质和能量，所构成的统一体。
大爆炸理论认为宇宙是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的。在爆炸发生之前,宇宙内的所存物质和能量都聚集在一起,并浓缩成很小的体积,温度极高,密度极大。大爆炸使物质四散出击,宇宙空间不断膨胀,温度也相应下降;宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命,都是在这种不断膨胀冷却的过程中逐渐形成的。
【详解】（1）目前被人们广泛接受的宇宙起源学说是热大爆炸学说，该理论的重要证据为微波背景辐射。
（2）根据“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”分析，若从我们所在的星系1观测，应该是A。
17．(1)②③/③②
(2)A
(3)扁圆盘
(4)加速
【详解】（1）地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的不规则球体；能说明地球是个球体的有②登高望远和③麦哲伦环球航行。
（2）由图1可知，E为水星、D为金星、B为火星，C为木星，A为土星；在哥白尼“日心说”模型示意图中，有着壮观光环的行星为土星，通常用字母A表示。
（3）银河系是一个旋涡星系，从侧面看，银河系呈扁圆盘状。
（4）若标志宇宙大小的宇宙半径R和宇宙年龄t的关系如图2所示，图中AB为直线，BC为向上弯曲的曲线。BC说明宇宙在加速膨胀。
18．(1)哥白尼
(2) 恒星 扁圆盘
(3)宇宙大爆炸
【分析】本题以人类对宇宙的探索为材料，涉及日心说、银河系、宇宙模型等知识点，考查学生对相关知识点的掌握程度。
【详解】（1）地球曾被认为是宇宙独一无二的天体，是宇宙的中心。直到16世纪，哥白尼为太阳系建立了“日心说”模型。
（2）银河系是由众多恒星组成的星系，银河系内部有几千亿颗恒星，而非行星或卫星。从侧面看，银河系呈现出一个旋涡星系的典型结构，即盘状，这种结构是由于恒星、尘埃和气体以一个薄盘子样的分布旋转形成的。
（3）银河系由几千亿颗恒星组成，它是一个典型的旋涡星系，从侧面看呈盘形。宇宙大爆炸理论是当前最被广泛接受的宇宙演化理论，描述了宇宙从一个高温高密度状态膨胀至今的过程。
19．(1) 大爆炸 膨胀
(2)②
【分析】本题以现代宇宙学说的发展为材料，涉及宇宙起源的学说、现代宇宙发展过程的启示等知识点，考查学生对相关知识点的掌握程度。
【详解】（1）伽莫夫等人提出的元素生成理论，主要探讨了宇宙早期高温高密度条件下元素的形成过程。这一理论为大爆炸理论提供了重要的支持，解释了宇宙起源和早期演化的关键问题，特别是轻元素（如氢、氦）的丰度分布。因此，伽莫夫的工作为大爆炸理论奠定了科学基础。根据材料三中哈勃的发现可知，银河系以外的大多数星系都在远离我们而去，距离越远，说明我们所处的宇宙正在不断地膨胀。
（2）科学的发展往往建立在前人研究的基础上，而非完全否定，①错误；科学是一个不断修正、完善和发展的过程。科学理论并非一成不变，而是随着技术进步和认知深化不断更新，②正确；科学研究需要社会支持、技术协作和公众参与，③错误；科学认识依赖于系统的观测、实验和逻辑推理，而非偶然的灵感，④错误。故选②。
答案第1页，共2页
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