物理日心说与太阳系导学案及答案

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▉考点01 从“地心说”到“日心说”
1、公元2世纪，古希腊天文学家托勒玫提出了以地球为宇宙中心的“地心说”他认为天上的日月星辰都绕着人类所居住的地球旋转。
2、16世纪初期，波兰天文学家哥白尼为代表的许多科学家对托勒玫的“地心说”提出质疑，并创立了“日心说”——太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都绕着太阳按一定的周期运动。
3、牛顿创立了万有引力理论，使人们第一次用统一的理论来认识神秘的天体运动。
4、20世纪以来随着天文观测技术的发展包括哈勃空间望远镜在内的一批天文探测设备投入工作，在众多天文学家、物理学家的协同努力下，获得了许多重要发现，现在人类对宇宙的认识已经远远超越了哥白尼时代。
▉考点02 太阳系概貌
1、太阳系概貌：研究表明，太阳系主要是由太阳、八大行星及其卫星、彗星和小行星等组成的。根据离太阳由近及远的顺序排列，八大行星分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。其中质量最大的是木星，其质量约为地球的318倍；离地球最近的是金星，其次是火星。火星离地球的最近距离约5.6×107km。在太阳系中，行星绕太阳旋转，卫星绕行星旋转，月球是地球唯一的卫星。
2、中国探月工程
（1）2007 年，“嫦娥一号”探测器成功环绕月球飞行，并传回了月球影像和关于月壤厚度、月球空间环境等的重要数据。
（2）2013 年，“嫦娥三号”探测器利用悬停避障等关键技术在月面实现软着陆。其携带的“玉兔号”月球车圆满完成在月面巡视勘察的预期任务。
（3）2019年，“嫦娥四号”探测器首次在月球背面实现软着陆，“玉兔二号”月球车在月球背面留下了第一道车辙。
（4）2020年，“嫦娥五号”返回器携带1731g月壤样品成功返回地球。通过对该样品的研究，科研人员于2023年发现了月表水的重要储存库—撞击玻璃珠。
3、中国火星探测工程
（1）我国首次火星探测任务于2016年正式批复立项，计划通过一次任务实现火星环绕、着陆和巡视，对火星进行全球性、综合性的环绕探测，在火星表面开展区域巡视探测。
（2）2020 年，“天问一号”火星探测器发射升空，对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分等开展了科学探测，取得了丰富的科研成果。
（3）2021 年，我国公布了由“祝融号”火星车拍摄的着陆点全景、火星地形地貌等科学影像图，标志着我国首次火星探测取得圆满成功。
一．人类探索太阳系及宇宙的历程（共60小题）
1．从“神舟”到“天宫”，从“嫦娥”到“天问”，我国一代代科学家为探索宇宙付出了巨大的努力。下列对宇宙认识正确的是（ ）
A．在天文学中，用“光年”作为时间单位
B．宇宙的大小是固定的，不再改变
C．宇宙是一个有层次的天体结构系统
D．太阳是宇宙的中心
2．关于小粒子和大宇宙，人类从未停止过探索，下列认识中正确的是（ ）
A．宇宙是一个有层次的天体结构系统，恒星是绝对不动的
B．物理学家汤姆生发现了电子，从而揭示了原子是可分的
C．手捏海绵，海绵体积减小，说明分子间有空隙
D．“破镜难重圆”说明分子间有斥力
3．关于粒子和宇宙，下列认识中正确的是（ ）
A．扫地时灰尘飞舞能说明分子在做无规则运动
B．海绵容易被压缩能说明分子间有空隙
C．物理学家汤姆生发现了电子从而说明原子核是可分的
D．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
4．下列说法正确的是（ ）
A．汤姆生发现电子揭示了原子核是可分的
B．“破镜不能重圆”是因为分子间存在较大的斥力
C．将体积相等的水和酒精混合后总体积变小，说明分子间有空隙
D．宇宙是一个有层次的天体结构系统，太阳才是宇宙的中心，地球不是
5．关于粒子与宇宙，下列说法正确的是（ ）
A．海绵容易被压缩，是因为海绵分子间的空隙较大
B．物理学家汤姆生发现了电子，从而揭示了原子核是有结构的
C．摩擦起电是因为通过摩擦创造了电荷
D．宇宙是一个有层次的天体结构系统，恒星也是运动的
6．中国天文学发展历史非常悠久，如图是陈列在大洋湾景区内的青铜制“浑天仪”，是中国古代天文学重要成就。时至今日，人类从未停止对宇宙的探索。下列说法正确的是（ ）
A．太阳是银河系中数以亿计恒星中的一颗普通恒星，恒星的位置是固定不变的
B．我们认识到，宇宙是一个没有层次的天体结构系统
C．银河系的直径大约为8万光年，可知光年是长度单位
D．宇宙中天体在不停地运动，其中地球是宇宙真正的中心
7．关于宇宙的认识，正确的是（ ）
A．宇宙中天体的位置是恒定不变的
B．太阳是宇宙的中心，地球月亮星辰都绕太阳运行
C．光年是长度单位
D．宇宙自形成起就有固定结构，不会随时间膨胀和演化
8．关于宇宙观，下列说法正确的是（ ）
A．地球是宇宙的中心
B．太阳是宇宙的中心
C．银河系的中心是宇宙的中心
D．在宇宙中找不到中心
9．下列说法中正确的是（ ）
A．哥白尼提出了日心说
B．在天文学中，用“光年”作为时间单位
C．太阳是宇宙的中心，地球是太阳的一颗行星
D．谱线“红移”现象说明星系在逐渐靠近我们
10．无论是浩瀚的宇宙，还是微小的粒子，人类从未停止过探索的脚步。关于宇宙和粒子，下列说法正确的是（ ）
A．宇宙是一个有层次的天体结构系统，恒星是绝对不动的
B．太阳是宇宙的中心
C．汤姆生建立了原子的核式结构模型
D．原子是由原子核和核外电子构成的
11．关于粒子与宇宙，下列说法不正确的是（ ）
A．用鼻子嗅气味来鉴别酱油和醋，说明分子在不停地运动
B．卢瑟福提出原子是由原子核和核外电子构成的
C．摩擦起电的过程中，带正电的物体得到了质子
D．宇宙是一个有层次的天体结构系统，太阳是银河系中的一颗恒星
12．为了揭示大自然的奥秘，无数科学家进行了不懈的探索，下列说法错误的是（ ）
A．汤姆生发现了电子，从而揭示了原子是可分的
B．卢瑟福建立了类似行星绕日的核式结构模型
C．在天文学中，用“光年”作为时间单位
D．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
13．关于粒子和宇宙，下列认识中正确的是（ ）
A．宇宙是一个有层次的天体系统，太阳是宇宙的中心
B．物质是由分子组成的，分子是不可再分的最小粒子
C．摩擦起电的实质是：物体摩擦过程中会在表面产生出电荷
D．物理学家汤姆生发现了电子，从而揭示了原子是可再分的
14．为了揭示大自然的奥秘，无数科学家进行了不懈的探索，下列说法错误的是（ ）
A．哥白尼的“日心说”否定了影响人类达千年之久的“地心说”，有力推动人类文明进步
B．卢瑟福建立了类似行星绕日的核式结构模型
C．在天文学中，用“光年”作为时间单位
D．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
15．下列利用气球进行的实验中，解释错误的是（ ）
A．甲图：在头发上摩擦过的气球，吸在衣服上——说明摩擦可以使物体带电
B．乙图：向后喷气，气球前进——说明力是维持物体运动的原因
C．丙图：对气球充气，小圆点距离增大——模拟宇宙膨胀现象
D．丁图：左边气球挤右边气球，两气球都变形了——说明力的作用是相互的
16．20世纪40年代末，著名物理学家伽莫夫提出了大爆炸宇宙模型，认为宇宙起源于137亿年前的一个“原始火球”大爆炸，大爆炸模型现在被称为宇宙学的标准理论，下列选项中支持“原始火球”大爆炸理论的观察事实是（ ）
A．用哈勃望远镜观察到星系光谱的“红移”现象
B．通过科学探究发现宇宙中有数千亿个星系
C．哥白尼提出的“日心说”观点取代“地心说”观点
D．通过科学测量发现不同的星系距离地球的长度不同
17．人类对天体的认识是不断深入、不断完善的。如图所示天体系统关系图正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
18．关于“粒子和宇宙”的认识，下列说法中错误的是（ ）
A．太阳是宇宙的中心
B．带电体能吸引轻小物体
C．常见的物质是由大量分子组成的
D．电子的发现说明原子是可分的
19．关于粒子和宇宙，下列说法正确的是（ ）
A．松软的馒头用手一捏体积会大大缩小，这说明分子间存在间隙
B．太阳是恒星，它的位置是固定不变的
C．炒菜时油烟上升能说明分子在做无规则运动
D．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
20．小宇在学习了“从粒子到宇宙”的知识后有下列认识，其中正确的是（ ）
A．PM2.5引发雾霾说明分子在不停地运动
B．宇宙是一个有层次的天体结构系统，太阳是宇宙的中心
C．宇宙在不断膨胀
D．分子间不能同时存在吸引力和排斥力
21．关于粒子和宇宙的说法正确的是（ ）
A．把10毫升酒精和10毫升水混合在一起，体积等于20毫升
B．汤姆生发现电子说明原子是可分的
C．扫地时尘土飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动
D．大到天体、小到微观粒子都在不停地运动，其中太阳是宇宙的中心
22．以下说法正确的是（ ）
A．两块表面光滑的铅块相互紧压一段时间后粘在一起——分子之间存在引力
B．卢瑟福发现电子——原子可分
C．50mL的水和50mL的酒精充分混合后体积大于100mL——分子间存在空隙
D．关于宇宙的起源，大多数宇宙科学家都认定：宇宙诞生于约137年前的一次大爆炸
23．科学家通过对星系光谱的研究发现，所有的星系都在远离我们而去，宇宙中星系间的距离在不断扩大，这说明（ ）
A．太阳是太阳系的中心天体
B．银河系是一个庞大的天体系统
C．宇宙处在不断的膨胀中
D．太阳和太阳系最终也会走向死亡
24．科学家用仪器观察星系发出的光，可以看到它的光谱，如图给出了太阳的光谱。上世纪20年代，天文学家哈勃发现星系的光谱向长波方向偏移，称之为谱线“红移”。这一现象说明宇宙在膨胀，即别的星系与我们（ ）
A．逐渐靠近B．逐渐远离C．距离不变D．无法判断
25．关于宇宙大爆炸，下列说法中正确的是（ ）
A．宇宙起源于一个比较稳定的“原始火球”
B．“原始火球”的爆炸是整体的，涉及宇宙的全部物质及时间、空间
C．“原始火球”’的爆炸导致宇宙空间处处膨胀，温度则相应升高
D．大爆炸宇宙模型认为，“原始火球”的密度无限大，但温度不是很高
26．在太阳系中，太阳是（ ）
A．彗星B．卫星C．行星D．恒星
27．关于粒子和宇宙，下列说法正确的是（ ）
A．水和酒精混合后总体积变小，直接证明了分子间存在引力
B．卢瑟福根据实验建立了原子的核式结构模型
C．摩擦起电是通过摩擦的方法创造了电荷
D．宇宙是一个有层次的天体结构，恒星是绝对不动的
28．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．用光年表示宇宙时间，用纳米量度分子大小
D．人类对宇宙和微观世界的探索将不断深入
29．为建立经典力学体系铺平了道路，从根本上动摇了人类中心论神话的是（ ）
A．“地心说”
B．“日心说”
C．广阔的恒星世界的发现
D．发现银河系
30．2018年3月14日，英国物理学家，现代最伟大的物理学家之一，被誉为“宇宙之王”的霍金逝世。关于宇宙，下列说法正确的是（ ）
A．太阳是宇宙的中心
B．宇宙膨胀的过程中，温度逐渐降低
C．光年是速度的单位
D．恒星都是静止不动的
31．不久前，科学家拍摄了人类第一张“黑洞”照片，下列关于宇宙和粒子的说法中，正确的是（ ）
A．行星是运动的，恒星是恒定不动的
B．宇宙是一个有层次的系统，太阳是宇宙的中心
C．卢瑟福发现了电子，并建立了类似行星绕日的原子核式结构模型
D．摩擦起电现象说明：原子是可以再分的
32．为了形象地说明宇宙扩张学说，物理课本上用一个黏有小金属粒的气球做演示实验，该实验将黏有小金属粒的气球看成宇宙， 看成是宇宙中的天体，气球膨胀时，任一小金属粒周围的其他小金属粒都在离它远去，这主要运用的一种思维方法是 （选填“等效法”、“类比法”或“转换法”）。科学家用仪器可以看到星系的光谱，20世纪20年代，天文学家哈勃发现星系的光谱向 方向偏移，称之为谱线“红移”，这一现象说明星系在 。
33．人类对物质结构的认识是不断进步的，汤姆生在1889年发现电子，认识到 是可分的，进而提出原子结构的“枣糕”模型（如图甲）；1911年， 通过实验发现原子核的存在，进而建立类似行星绕日结构（如图乙）的 结构模型。关于宇宙的起源，大多数宇宙科学家都认为：宇宙诞生距今约137亿年的一次 ，宇宙一直在 ，在其理论依据是 。
34．20世纪20年代科学家发现星系的光谱向长波方向偏移（谱线“红移”）。为了模拟这一现象，我们可用粘有小塑料粒的气球类比宇宙，小塑料粒可看成是宇宙中的天体，气球膨胀时，任意两颗小塑料粒之间的距离都在 ，说明星系在 （选填“远离”或“靠近”）我们。根据这一现象，大多数科学家认为：宇宙诞生于距今约137亿年前的一次 。
35．在探索微小粒子的历程中，人们首先发现了电子，进而认识到 （选填“原子”或“原子核”）是有结构的。科学家对其结构进行猜想和实验，卢瑟福提出了原子 模型。在探索宇宙的历程中，20世纪20年代科学家发现星系的光谱向长波方向偏移（谱线“红移”），这一现象说明星系在 （选填：“远离”或“靠近”）我们，根据这一现象，大多数科学家认为：宇宙诞生于距今约137亿年前的一次 。
36．根据分子动理论相关知识，回答下列几个问题：
（1）图甲：将红墨水滴入水中，过一会儿水变红了，这是 现象，说明分子在 ；
（2）图乙：将两个表面光滑的铅块相互紧压后，很难被拉开，说明分子间存在 。
（3）图丙：气球膨胀时任意两颗小塑料粒之间的距离都在变大，模拟星系在远离我们而去，它提供了宇宙 （选填“膨胀”或“塌缩”）的证据。
37．20世纪20年代科学家发现星系的光谱向长波方向偏移（谱线“红移”），这一现象说明星系在 （选填“远离”或“靠近”）我们，根据这一现象，大多数科学家认为：宇宙诞生于距今约137亿年前的一次 。
38．下列是教材中有关实验与现象的插图，其中图甲是比较物质的 ；图乙模拟宇宙大爆炸，说明星系在 （填“靠近”或“远离”）我们；图丙说明分子间存在 。
39．宇宙是一个 （有/无）层次的天体结构系统，天体之间相距遥远，天文学中常用 做长度单位；截至2021年1月3日6时，中国首次火星探测任务天问一号火星探测器已经在轨飞行约163天，飞行里程突破4亿千米，火星是太阳系中的一颗 （恒/行/卫）星。
40．宇宙是由 组成的。太阳系是银河系几千亿颗恒星中的一员，太阳周围有水星、金星、 、 、木星、土星、天王星，海王星等行星围绕它运行。 在距离太阳比较近的第三条轨道上。
41．宇宙是由大量不同层次的星系构成的其中太阳是一颗 ，地球是一颗 （选填“恒星”、“行星”或“卫星”）；如图所示，我们在一只气球上画一些小圆点，充气使气球不断膨胀，观察此过程中各个小圆点之间的距离变化，来模拟 。
42．1687年，牛顿发表了《 》一书，为探索宇宙奠定了坚实的理论基础。
43．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， 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 （等效法/类比法/转换法）。
44．宇宙也是由物质构成的。在16世纪后，哥白尼创立了“ ”学说。牛顿创立了万有引力理论，并且科学家借助望远镜系统，对天体、天体系统进行了不懈的探索，对宇宙有了更深的认识。大多数科学家认为宇宙起源于距今约137亿年前的一次大爆炸。宇宙大爆炸理论认为，宇宙一开始是一个“原始火球”，原始的火球发生了爆炸，导致宇宙空间处处膨胀，温度则 （上升/下降/不变）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。证明宇宙在膨胀的证据是：星系的光谱向长波方向偏移，称之为谱线“ ”。
45．散布在宇宙中的星系多达1000亿个，宇宙时一个 （选填“有层次”或“无层次”）的天体结构，一般认为：宇宙诞生于距今137亿年前的一次 。“谱线红移”现象说明宇宙现在还在处于不停地 （选填“收缩”或“膨胀”）中。
46．科学家们发现，星系的光谱向长波方向偏移，称之为 ，这一现象说明 。
47．宇宙是一个有层次的天体结构系统，我们看到的太阳只是银河系中一颗普通的 （选填“行星”、“恒星”或“卫星”），天体之间相距遥远，天文学中用“光年”作为 （长度/时间）的单位。
48．在人类探索宇宙的历程中，古希腊大文学家托勒玫提出了以地球为宇宙中心的 说；1400多年后，波兰天文学家哥白尼创立 说；宇宙是一个有层次的天体结构系统，我们看到的太阳只是银河系中一颗普通的 （选填“行星”、“恒星”或“卫星”），科学家通过对星系光谱的研究发现，所有的星系都在远离我们而去，宇宙中星系间的距离在不断扩大，这说明 。
49．当火车从远处驶来，我们听到汽笛声音音调会明显升高，声波的频率变高；火车远离，音调会明显降低，声波的频率变低，这一现象叫多普勒效应。光同样也可产生多普勒效应，如果发光的恒星远离我们的时候，我们接受到的光线的波长就会变长（频率变低），也就是“红移”。20世纪20年代科学家发现星系的光谱向长波方向移，以此说明星系在 我们，宇宙在膨胀。这里运用的一种思维方法是 （填“等效法”、“类比法”或“转换法”）。
50．①将50cm3的水与50cm3的酒精充分混合后，测得混合液的总质量为90g，则混合液的总体积 （选填“小于”、“等于”或“大于”下同）100cm3，密度 0.9×103kg/m3。
②如图，为了形象地说明宇宙在膨胀，我们可以把粘有小塑料粒的气球看成是宇宙，把 看成是宇宙中的天体。气球膨胀时，任意小塑料粒周围的其他小塑料粒都在离它远去。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”）。
51．1929年哈勃发表了著名的“哈勃定律”v＝H0D（v是星系的退行速度，H0为哈勃常数，D星系距离），对不同星系的观测使他发现：宇宙正在 （选填“收缩”或“膨胀”），距离我们越远的星系远离我们的速度越 （选填“快”或“慢”）
52．电影《流浪地球》爆红网络，这部改编自刘慈欣的中篇小说的电影宣告了“中国硬核电影科幻元年”的到来。小说内容摘要：近未来，科学家们发现太阳急速衰老膨胀，短时间内包括地球在内的整个太阳系都将被太阳所吞没。为了自救，人类提出一个名为“流浪地球“的大胆计划，即倾全球之力在地球表面建造上万座发动机和转向发动机，推动地球离开太阳系，用2500年的时间奔往另外一个栖息之地。
（1）地球逃亡第一步，用地球发动机使地球停止转动，使发动机喷口固定在地球运行的反方向。地球自转方向自西向东，为了使地球刹车，地球发动机喷射的“火焰”应偏向 （选填“东”或“西”）方，这是利用了物体间力的作用是 。
（2）小说节选：三个多世纪前，天体物理学家们就发现这太阳内部氢转化为氦的速度突然加快，…氢元素的核变将在很短的时间内传遍整个太阳内部，由此产生一次叫氦闪的剧烈爆炸，之后，太阳将变为一颗巨大但暗淡的红巨星，它膨胀到如此之大，地球将在太阳内部运行在太阳内部，发生 （选填“核裂变”或“核聚变”）产生光和热；太阳在膨胀过程中，它的密度会 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
（3）小说节选：我们身后，遥远的太阳用它微弱的光芒给自由女神像镀上了一层金辉，对面，是已无人居住的曼哈顿的摩天大楼群，微弱的阳光把它们的影子长长地投在纽约港寂静的冰面上。大楼的影子是光的 形成的现象；
（4）小说节选：太阳最后一次把它的光和热洒向地球。地面上的冰结的二氧化碳干冰首先融化，腾起了一阵白色的蒸汽。上文中“白色的蒸汽”是水蒸气 （填物态变化）形成的。
53．请在下面空白处用图形的方式，画出宇宙、天王星、太阳系、银河系、地球的包含关系。
54．每天清晨，太阳从东方升起，傍晚，太阳从西方落下，日复一日，年复一年，从古至今，直至永远，太阳是何等辛苦。何止是太阳，我们看到的月亮和星星，不也是围绕我们地球团团转吗？据此，公元2世纪，托勒密认为地球是宇宙的中心，其他星星围绕地球转动，教会还认为这是上帝为了地球上的人类而特意创造的。请问：
（1）日出日落现象是否因太阳绕地球运转而产生？如果不是，又是什么原因引起的？
（2）1543年，哥白尼提出一个与上述不同的学说，叫什么？
55．宇宙是由空间、时间、物质和能量所构成的统一体，是一切空间和时间的总合。近数世纪以来，科学家根据现代物理学和天文学，建立了关于宇宙的现代科学理论，称为物理宇宙学。以被我们观测到的时空部分称为“可观测宇宙”、“可见宇宙”或“我们的宇宙”。宇宙大约是由4%的普通物质（包括我们人类和地球）、23%的暗物质和73%的暗能量构成。
2011年萨尔•波尔马特、布莱恩•施密特以及亚当•里斯共同获得诺贝尔物理学奖。三人获奖的原因是他们“通过观测遥远超新星发现宇宙的加速膨胀”。如图所示为宇宙加速膨胀的模型，其中引力使宇宙收缩，暗能量（相当于排斥力）使宇宙膨胀。
根据你学过的知识回答下面的问题：
（1）萨尔•波尔马特、布莱恩•施密特以及亚当•里斯在观测遥远超新星时，使用的长度单位是： ；
（2）关于宇宙加速膨胀的模型，下列观点中正确的是（ ）
A．引力作用效果强
B．暗能量作用效果强
C．引力和暗能量作用效果相同
D．不能确定。
56．试根据表中九大行星的有关数据回答下列问题。
（1）在九大行星中，体积最小的是 星；自转速度最快的是 星。
（2）分析表中数据可知：行星离日越 ，绕日周期越 ，它们的表面平均温度越 。
（3）金星的年和日有什么特别之处？ 。
（4）若将地球想象成一个直径为30厘米左右的篮球，按同样比例缩小，则火星相当于一个直径为 厘米的球。（保留一位小数）
57．如图所示，银河系是由群星和弥漫物质集合成的一个庞大天体系统。银河系发光部分的直径约7×104L．y．，最大厚度约为1×104L．y．，像一个中央凸起四周扁平的旋转铁饼。银河系中有大约2×1011颗恒星，太阳只是银河系中的一颗普通恒星。恒星彼此之间相距很远。离太阳最近的比邻星也有4.3L．y．之遥。太阳也是一个发光星体，它实质上是一个热气体（严格说是等离子体）球，由里向外分别为太阳核反应区、通讯卫星对流层、太阳大气层。
（1）L．y．是表示 （选填“时间”、“温度”、“质量”、“密度”或“长度”）的单位。
（2）地面上的物质通常是以 、 、 三种状态存在，而太阳上的物质通常是以 态存在的。
（3）若银河系发光部分的体积约为4×1012（L．y。）3，则银河系中恒星的密度为 颗/（L．y。）3。
58．阅读短文，回答问题。
星系在远离我们而去
当一列火车迎面驶来时，我们听到的汽笛声音调会升高（即声波的频率升高）；当它离我们远去时，音调降低（即声波的频率降低），这一现象叫多普勒效应。
不同色光的频率不同，光同样可以产生多普勒效应，当光源靠近我们或离我们远去时，我们观测到它发出的光的频率也会发生变化，变化的规律与声音相同。
20世纪天文学家哈勃观察到，几乎所有远处星系发出光的频率都向红光方向偏移，称为“红移”，这一现象说明，星系在远离我们而去，哈勃研究了24个距离已知的星系，由它们发出光频率的偏移推算出他们退行的速度，画出它们退行的速度v与它们离我们的距离r的v﹣r图象，如图所示，图中只标出其中四种星团，横坐标单位中的l.y.是光年，它表示光在一年内所通过的距离，分析图象，哈勃总结出v和r之间存在简单的正比关系，即：v＝Hr，H为哈勃常数，这便是“哈勃定律”。
为解释哈勃定律，科学家提出“宇宙大爆炸”理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的，假设我们就位于其中心，大爆炸后各星系以不同的速度向外匀速运动，远离我们而去。
（1）鸣笛的火车向我们驶来，我们听到汽笛声的音调 （升高/不变/降低）。
（2）若远处有光源在远离地球，则在地球上观察到它所发出光的频率 （升高/不变/降低）。
（3）由文中“红移”现象推知，红光的频率 （大于/等于/小于）紫光的频率。
（4）关于图中四种星团速度的描述，符合短文内容的是 。
A.后发座星系团速度不断变小
B.牧夫座星系团速度不断变小
C.室女座星系团速度最小
D.长蛇座星系团速度最小
（5）一年取3×107s，计算哈勃常数H的值，H＝ 。
59．阅读短文，回答问题：
星系在远离我们而去
当一列火车迎面驶来时，我们听到的汽笛声音调会升高（即声波的频率升高）；当它离我们远去时，音调降低（即声波的频率降低），这一现象叫多普勒效应。
光同样可以产生多普勒效应，当一个光源靠近我们或离我们远去时，我们观测到它发出的光的频率也会发生变化，变化的规律也会发生变化，变化的规律与声音发生多普勒效应的规律相同。
20世纪天文学家哈勃观察到，几乎所有远处星系发出光的频率都向红光方向偏移，称为“红移”，这一现象说明，星系在远离我们而去，哈勃研究了24个距离已知的星系，由它们进行的速度v与它们离我们的距离r的图象，如右图所示，并据此，得出它们退行的速度v与它们离我们的距离r的关系﹣“哈勃定律”。
为解释哈勃定律，科学家提出“宇宙大爆炸”理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的，假设我们就位于其中心，大爆炸后各星系以不同的速度向外匀速运动，远离我们而去。
（1）鸣笛的火车远离我们而去，我们听到汽笛声的频率 （升高/不变/降低）；
（2）天文学家哈勃观察到，几乎所有远处星系发出的光的频率都向 （红光/紫光）方向偏移；
（3）由文中“红移”现象推知，紫光的频率 （大于/等于/小于）红光的频率；
（4）根据短文可知，“哈勃定律”的内容是 ；
A．所有星系都在靠近我们而来
B．所有星系都在远离我们而去
C．所有星系都做匀速直线运动
D．星系退行的速度正比于它们离我们的距离
（5）根据哈勃的观察和“宇宙大爆炸”理论，关于短文图象中四种星团，下列说法正确的是 。
A．四种星团的速度相同
B．长蛇星系团的速度不断变大
C．长蛇星系团的速度最大
D．室女云星团的速度最大
60．阅读短文，回答下列问题。
神秘的宇宙
2021年5月15日，我国首次火星探测任务天问一号探测器成功登陆火星，在火星上首次留下中国印迹，迈出了我国星际探测征程的重要一步。宇宙深处充满了奥秘。小明同学想探究其中的奥秘，他查阅了以下资料：
第一宇宙速度，也叫环绕速度，其大小是7.9km/s，有此速度的卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动；第二宇宙速度，也叫脱离速度，其大小等于11.2km/s，速度比它大的卫星就可以挣脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的人造行星；第三宇宙速度，也叫逃逸速度，其大小等于16.7km/s，速度比它大的卫星就可以挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间。
要是一旦失去重力，我们的生活又会变成什么样子呢？这是一个很有趣的问题。有了宇宙飞船和航天飞机，宇航员们体验到了人在失去重力的情况下生活的感受。物体对支持物的压力小于物体所受重力的现象叫失重。宇宙飞船和航天飞机上的宇航员，也还是受到重力的，只不过由于他们高速围绕地球飞行，就好像不受重力，这种状态叫完全失重状态。在完全失重状态下，人可以飘浮在空中，要举起笨重的物体，也不用费力气，真是“轻而易举”。宇航员要睡觉，躺着、站着都行，没有不同的感觉。实际上，宇航员是钻进固定在舱壁上的睡袋里去睡的，就像虫茧挂在树枝上那样。在太空中吃、喝也很特别。首先不能吃碎渣飞溅的饼干。早先宇航员的食物是装在像牙膏一样的管里的，吃的时候往嘴里挤。现在有了很大改善，也可以吃普通的饭菜，但需在外面加一层包装。在完全失重状态下，杯里的水倒不进嘴里，宇航员喝水时要把水挤到嘴里去。
（1）地球表面的物体要离开地球，物体的速度至少要达到 km/s；
（2）天问一号探测器要到达火星，它的速度要超过第 宇宙速度。如果某卫星在太空中的速度达到18km/s，它 （选填“能”或“不能”）到达太阳系以外的宇宙空间；
（3）某人坐在加速下降的电梯中，按你对上文的理解，此人所处的状态就是 状态；
（4）在失重状态下，下列仪器不能正常使用的是 ；
A．秒表
B．弹簧测力计
C．天平
D．刻度尺
（5）跨学科实践：为“天宫课堂”设计一个小实验在我国空间站里，物体处于失重状态。如果让你为“天宫课堂”设计物理实验和活动，能够完成的是 ；
A．使秋千来回自由摆动
B．使扔出去的物品沿直线飞行
C．利用密度不同分离食用油和水
（6）完全失重状态下，宇航员平躺在睡袋上时对睡袋的压力为 。
A．0
B．约500N
C．约50kg
D．条件不足，无法确定
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
直径约（千米）
5000
12000
12750
7000
140000
120000
52000
50000
离日距离106千米
60
108
150
230
780
1400
2900
4500
绕日周期约（年）
0.25
0.6
1
1.9
12
29
84
165
自转周期约
59天
243天（逆向）
23小时56分
24.5小时
10小时
10.25小时
11小时
16小时
平均温度约（℃）
350
﹣170
480表面
22
﹣23
﹣150
﹣180
﹣210
﹣220