物理粤教版 (2019)第三节 宇宙起源和演化同步训练题

5.3宇宙起源和演化同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）必修第二册

一、选择题（共15题）

1．形成目前宇宙的原始火球特征为（　　）

A．温度很高、密度很小，体积很小 B．温度很低、密度很大，体积很小

C．温度很高、密度很大，体积很小 D．温度很低、密度很小，体积不断变动

2．下列关于太阳的说法中错误的是（　　）

A．太阳是巨星 B．太阳是中型星 C．太阳是主序星 D．太阳是恒星

3．下列关于恒星寿命的说法正确的是（　　）

A．质量大的恒星寿命长 B．质量小的恒星寿命长

C．恒星的寿命与其质量无关 D．无法确定

4．一颗恒星的寿命取决于它的（　　）

A．体积 B．质量 C．亮度 D．温度

5．下列说法中正确的是（　　）

A．恒星的颜色与恒星的质量和体积有关

B．恒星的表面温度越高，颜色越红

C．恒星的亮度与恒星的体积和温度以及它与地球的距离有关

D．太阳表面温度为5500℃，所以太阳发出的是红色的光

6．太阳放出的大量中微子向地球飞来，但实验测定的数目只有理论的三分之一，后来科学家发现中微子在向地球传播的过程中衰变成一个μ子和一个τ子。若在衰变过程中μ子的速度方向与中微子的速度方向一致，则τ子的运动方向（　　）

A．一定与μ子的方向相同 B．一定与μ子的方向相反

C．一定与μ子在同一直线上 D．不一定与μ子在同一直线上

7．为了探究宇宙起源，科学家将利用阿尔法磁谱仪（AMS）在太空中寻找“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的。“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反，则反氢原子是（　　）

A．由1个带正电荷的质子和1个带负荷的电子构成

B．由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成

C．由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成

D．由1个不带电荷的中子和1个带正电荷的正电子构成

8．质量比太阳小的恒星最终会演化成（　　）

A．白矮星 B．中子星 C．脉冲星 D．黑矮星

9．以下关于恒星的说法中正确的是（　　）

A．恒星的质量越大，寿命越长 B．白矮星一定会演变为红巨星

C．白矮星要比红巨星亮 D．地球不是恒星

10．下列关于宇宙的说法错误的是（　　）

A．质量大的恒星寿命反而比较短

B．恒星的演化分为诞生期、存在期和死亡期

C．光年（1.y.）是一个时间单位，表示一年的时间

D．银河系是一种旋涡状星系，太阳现在正处于其中的一条旋臂上

11．恒星的寿命随着质量的变大而（　　）

A．变长 B．不变 C．变短 D．无法确定

12．下列关于宇宙的叙述正确的是（　　）

A．太阳的半径，质量，密度，体积都比地球大得多

B．宇宙中恒星是有寿命的，恒星质量越大，寿命越短

C．宇宙中恒星都是不动的星球，行星都是绕着恒星运动的

D．银河系是一种旋涡状星系，太阳系就位于旋涡的中心

13．根据恒星的分类，太阳属于（　　）

A．超巨星 B．巨星 C．主序星 D．白矮星

14．恒星的寿命取决于它的（　　）

A．质量 B．体积 C．温度 D．亮度

15．关于恒星的描述，下列说法中正确的是（　　）

A．质量越大的恒星，寿命越短

B．质量越大的恒星，寿命越长

C．表面温度比太阳高的恒星呈现出比太阳稍红的颜色

D．表面温度比太阳低的恒星呈现出比太阳稍蓝的颜色

二、填空题（共4题）

16．阅读下列材料，回答问题。

太阳的一生

天文学家认为星际介质在某些条件下会形成恒星，然后进入称为主序星的稳定期。太阳目前正处子主序星演化阶段，它主要由正、负电子和质子，氮原子核组成，维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，其反应是四个质子聚变为一个氦原子核和两个正电子并释放出大量的能量，这些释放出的核能最后转化为辐射能，并同时以每秒向外抛出大量物质，最终塌陷为密度很大的白矮星。

(1)地球只接受了太阳辐射能的二十二亿分之一，就使地面温暖，万物生长。地球接受的辐射来自太阳中的核____________反应。

(2)太阳内部进行的核反应是______________，并释放出能量。

(3)请将太阳演化过程中经历的几个阶段补充完整：

星际介质—→____________—→主序星—→红巨星—→____________。

(4)太阳从现在演化到最终，经历的几个阶段相比，其密度的变化情况大致是______________________。

17．恒星离我们的距离非常遥远，但是我们可以利用地球绕太阳运动的圆形轨道直径作为基线，通过几何方法来测量恒星的距离。这种方法叫做_____。图中恒星A是我们想要测量其距离的星体。B、C、D是相对比较远的恒星，在1月到7月间几乎看不出移动过，而A的相对位置在这半年里看上去却发生了变化。图中的θ角就称为_____。

18．恒星的颜色与______有关；恒星的亮度取决于它的体积、温度以及离地球的距离。恒星的相对亮度通常用___________来描述。

19．恒星演化到了后期，某些恒星在其内部核燃料耗尽时，会发生强烈的爆发，在短短的几天中，亮度陡增千万倍甚至上亿倍，我国《宋史》第五十六卷中对当时观测到的上述现象作了详细记载。2006年5月是我国发现此现象一千周年，为此在杭州召开了有关的国际学术研讨会，天文学上把演化到这一阶段的恒星称为_______________，恒星演变到这一阶段，预示着一颗恒星的终结，此后，它可能成为____________或_____________。

三、综合题（共4题）

20．如果某恒星的周年视差为0.11秒角，地球和太阳间的平均距离为。试估算该恒星离我们的距离。

21．太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源。（已知质子质量为mH＝1.007 3 u，氦核质量为mHe＝4.001 5 u，电子质量为me＝0.000 55 u）

(1)写出这个核反应方程；

(2)这一核反应能释放多少能量？

(3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026 J，则太阳每秒减少的质量为多少千克？

22．太阳现在处于主序星演化阶段，它主要是由电子和、氦等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程式是，该核反应每发生一次放出的核能约为，这些核能最后转化为辐射能。根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而便太阳中的核数目减少10%，则太阳将离开主序星阶段进入巨星的演化阶段。为了简化计算，现假定太阳全部由电子和核组成。

(1)为了研究太阳演化过程，需要知道太阳的质量M。已知地球半径，地球质量，日地中心距离，地球表面处的重力加速度，试估算太阳目前的质量。（1年取）

(2)又已知地球上与太阳光垂直的每平方米面积上每秒钟得到的太阳辐射能为，试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年？（估算结果只要求保留一位有效数字）

23．查阅资料，了解宇宙学的新发展，以小论文或幻灯片等形式进行班级展示。

参考答案：

1．C

2．A

3．B

4．B

5．C

6．C

7．B

8．D

9．D

10．C

11．C

12．B

13．C

14．A

15．A

16．     聚变          恒星     白矮星     先变小后变大

17．     视差测距法     周年视差

18．     表面温度     星等

19．     超新星     中子星     黑洞

20．29.6ly

21．(1)；(2)24.78 MeV；(3)4.22×109 kg

22．(1)；(2)

23．

现代宇宙学的所谓“宇宙大爆炸论”是获得了所谓“诺贝尔奖”的所谓“宇宙起源”的理论，至今仍为宇宙学主流的基本观点，它是逐步发展而认为：

宇宙起源于温度高达1017K以上，密度极高的极小原始火球，在约137亿年前(迄今观测到最远星系距此约137亿光年)发生的一次大爆炸，这个大爆炸经10-35s结束，温度达1027K，在100s时，温度109K,氘和氦形成。接着据称会在约3分钟内形成所有天然元素，之后在引力作用下，逐渐形成各星系，太阳系、地球、细胞、植物动物、动物，直到人类；

特别是，其中认为：在那个大爆炸约一个月，温度107K时形成了辐射，因当时宇宙物质致密像笼子一样禁闭住所有的辐射，在那个大爆炸后10-30万年，随着物质密度的下降，辐射才挣脱束缚，退耦、传播出来，形成所谓“宇宙背景辐射”，它应能残留至今，因宇宙膨胀，估计已大大冷却至温度约5K；

它的主要依据是所谓“哈勃定理”，即：在一定距离范围观测表明：宇宙间星体发光频率的红移量是与其观测距离成正比的。于是，就判定：宇宙在膨胀，就认为这证明了“大爆炸宇宙论”的正确性；

1998年有两组天文学家的观测报告说，宇宙远处（约70亿光年）有几十颗显得异常昏暗的Ia型超新星，按“哈勃定理”得出：宇宙（70亿年前）在加速膨胀。

这就只能设想有所谓“反引力”（即斥力）的物质充满宇宙各处，正在猛烈拉开宇宙，而把它称为“暗能量”。

但是，虽经多年多种搜寻，至今却始终没能找到这种有所谓“反引力”（即斥力）性质的物质。至今仍为宇宙学主流重要的搜寻目标。