物理八年级下册宇宙探秘课堂检测

7.4 宇宙探秘

一．选择题（共12小题）

1．关于粒子和宇宙，下列说法正确的是（　　）

A．温度为0℃，分子的无规则运动停止

B．物理学家汤姆生建立了原子的核式结构模型

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体系．太阳属于银河系中的一颗恒星

2．即将发射的“嫦娥五号”是我国登月计划的重要一步，以下与月球相关的描述合理的是（　　）

A．月球是地球的一颗天然卫星，月球本身会发光

B．“嫦娥五号”登月后不会受到月球引力的作用

C．月球上有氧气，宇航员在月球上可以自由呼吸

D．“十五的月亮十六圆”，农历十五、十六看到的月相是满月

3．人类首次探测到引力波是由13亿光年之外的双黑洞合并形成的．双黑洞的初始质量分别是太阳的29倍和36倍．合并后的黑洞质量是太阳的62倍．亏损的质量以强大引力波的形式释放到宇宙，经过漫长的旅行抵达地球．下列说法中正确的是（　　）

A．牛顿预言了引力波的存在 B．双黑洞合并过程质量守恒

C．该引力波产生于13亿年前 D．引力波只能在介质中传播

4．以下微观粒子按空间尺度由大到小排序正确的是（　　）

A．质子　原子核　原子 B．原子 原子核 质子

C．原子核　质子　原子 D．原子 质子 原子核

5．下列各项，按照尺度的数量级由大到小排列的是（　　）

A．太阳系、地球、生物体、电子 B．地球、太阳系、生物体、电子

C．生物体、地球、太阳系、电子 D．电子、生物体、地球、太阳系

6．2015年诺贝尔物理学奖颁给了发现中微子振荡的两位科学家．中微子是一种比电子还小的基本粒子．下列微粒中最小的是 （　　）

A．质子 B．中微子 C．原子 D．中子

7．下列星球中，属于恒星的是（　　）

A．地球 B．月球 C．土星 D．太阳

8．下列关于“粒子和宇宙”的说法中，正确的是（　　）

A．电子的尺度比原子的尺度小

B．雪花漫天飞舞说明分子在做无规则运动

C．固体很难被压缩是由于固体分子间有空隙

D．太阳是太阳系的中心，它永远是恒定不动的

9．小明在学习“从粒子到宇宙”的知识后，有下列认识，其中正确的是（　　）

A．摩擦起电创造了电荷

B．扫地时灰尘飞舞能说明分子在做无规则运动

C．在探索比分子更小的微观粒子的历程中，人们首先发现了质子

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

10．按照物质世界主要物体的大致尺度从小到大顺序，排列正确的是（　　）

A．原子核、夸克、原子、分子、生物体、地球、太阳系、银河系

B．原子核、夸克、原子、分子、生物体、地球、银河系、太阳系

C．夸克、原子核、原子、分子、生物体、地球、银河系、太阳系

D．夸克、原子核、原子、分子、生物体、地球、太阳系、银河系

11．下列各种微粒中，空间尺度最小的是（　　）

A．分子 B．原子 C．夸克 D．质子

12．2015年3月2日，全球首批3万部石墨烯手机在中国发布，如图所示．该款手机采用了最新研制的石墨烯触摸屏、电池和导热膜．石墨烯是已知的世界上最薄、最坚硬的纳米材料，如果用一块面积为1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫，且拉伸幅度能达到自身尺寸的20%．它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，具有非同寻常的导电性能．下列关于石墨烯的说法错误的是（　　）

A．石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机

B．石墨烯非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板

C．太阳、地球、月球、原子、石墨烯是按空间尺度从大到小排序的

D．石墨烯材料具有非常好的弹性

二．填空题（共12小题）

13．宇宙是一个有　　的天体结构系统，有着漫长的演化历史；牛顿创立的　　理论，使人们笫一次用统一的理论来认识神秘的天体运动．

14．物质由分子或原子构成，原子的结构与太阳系相似，在原子核的周围，有一定数目的在绕着原子核运动，在探索微小粒子的历程中，科学家们用一系列高能物理实验证实了大量微小粒子的存在，在原子、原子核、夸克、质子、分子、α粒子等微观粒子中，空间尺寸最小的是　　．

15．1911年，物理学家　　用巧妙的实验方法收集到原子内部的信息，建立了类似行星绕日的核式结构模型；20世纪20年代，天文学家哈勃发现星系的光谱向低频方向偏移，称之为谱线“红移”，这一现象说明星系在　　我们而去．（填“接近”或“远离”）

16．在银河系、宇宙、太阳系中尺度最大的是　　，组成原子的质子、中子、电子中质量最小的是　　．同种物质在固态、液态和气态中，分子间作用力最大的是　　．

17．宇宙是由大量不同层次的星系等构成的：①太阳系、②地月系、③宇宙、④银河系按尺寸从小到大的数字排列顺序为：　　；构成物质世界的各种原子都有相似的结构．原子中心的原子核由　　和中子组成，原子核周围带负电的　　绕核运动．

18．在银河系、宇宙、太阳系中尺度最大的是　　．组成原子的质子、中子、电子中带负电的粒子是　　，它是由英国科学家　　（填人名）最早发现的．

19．宇宙是一个有　　的天体结构．大多数宇宙科学家都认为宇宙诞生于距今约137亿的一次　　．

20．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，这一现象对　　理论提供了有力的佐证．

21．二十世纪二十年代，天文学家哈勃利用仪器观察星系发出的光，发现星系的光谱向长波方向偏移，称之为谱线“　　”，此现象说明星系在　　我们而去．

22．宇宙是一个有　　的天体结构．大多数宇宙科学家都认为宇宙诞生于距今约137亿年的一次　　．宇宙大千世界，从宏观到微观，从天体到原子，似乎都有那么多惊人的相同规律．如图所示，是太阳系模拟图，行星们在各自的固定轨道上围绕恒星太阳运转，这与　　的核式结构模型十分相似，其中，原子核相当于太阳，绕核运动的　　就相当于行星．

23．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．

24．同学们知道，地球周围的物体均受到地球引力的作用，必须克服地球的引力才能飞出地球．伟大的物理学家牛顿告诉我们：如果人造地球卫星以7.9km/s的速度沿水平方向抛出，就能环绕运转，这个速度就叫第一宇宙速度；如果人造地球卫星的速度达到11.2km/s就能克服地球的引力而绕太阳运行，这个速度叫第二宇宙速度；如果人造地球卫星的速度达到16.7km/s，它就能飞离开太阳系，到达其他恒星去，这个速度称为第三宇宙速度．

（1）物体环绕地球速度叫　　速度，大小为　　km/s．

（2）物体环绕太阳速度叫　　速度，大小为　　km/s．

（3）物体能飞离太阳的速度叫　　速度，大小为　　km/s．

三．解答题（共6小题）

25．演绎式探究﹣﹣探索宇宙：

（1）牛顿认为，宇宙中任何两个物体之间都存在引力，引力大小F引=k ，其中m1、m2分别为两个物体的质量，r为两个物体间的距离，k=6.67×10﹣11m3/（kg•s2）．可见，当两个物体间的距离增大时，它们之间的引力将变　　． 用线绳拴着一个小球使它以手为圆心转动时，绳子对小球有一个向圆心拉的力，这个力叫做向心力．这是小球得以绕圆心做圆周运动的条件．宇宙中的星体也是如此：

子星绕母星（卫星绕行星、行星绕恒星）的运动可以近似地看作是匀速圆周运动（如图），子星受到一个恒定的指向圆心（母星）的向心力，向心力的大小F心=m，其中m为子星质量，v为子星绕母星匀速运动的速度，r为运动半径（也即两星之间的距离）．并且，向心力的大小等于母星对它的引力F引．

（2）已知月球绕地球一周所用的时间为T，地月之间的距离为r，请你推导出地球质量M的数学表达式．

26．请用连线将下列物理家与其对应的成就连接起来．

27．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．

28．阅读下列材料，回答38题．

2015年12月17日，我国的暗物质粒子探测卫星“悟空”搭载长征二号丁运载火箭发射升空飞天，正式启程寻找宇宙中的“幽灵”﹣﹣“暗物质”．

同学们可能习惯认为，宇宙主要是由可见的发光恒星和少量的其他不发光星体如行星构成．但是天文科学家在过去的几十年里已经得知，构成宇宙的成分远比这些多．首先，宇宙中在遥远的星系之间的广大区域存在着看不见也很难探测出来的星系际气体，这些看不见的星系际气体的质量大约是全部恒星系和发光气体质量总和的10倍！其次，宇宙中还存在别样的物质，这些物质不是由原子或分子组成的，其中最具有代表性的就是中微子和黑洞，估计这类物质的质量总和大约是所有恒星系（含行星）质量总和的三分之一．

可能你觉得这些已经够玄了，但是还有更多更玄的．科学家已经得知，宇宙中还有另外一种物质，它们不是由质子、中子、电子或任何现在已知的别种粒子（如中微子）构成的．虽然有科学家提出过几种假设，但是没有人知道这种物质的组成．它不与电磁波相互作用，因此它不能因发光（像恒星那样）或反射光（像行星那样）或吸收光（像星系际气体那样）从而被人发现，也没有人在实验室检测到它．但是由于它对星系中星体有引力效应，我们知道它是存在的，而且知道它的含量很多．这种所谓“暗物质”的总质量是全部恒星系和发光气体质量总和的大约60倍！关于“暗物质”是什么？没有哪种已知的物质形式能够说明它，科学家认为它同寻常物质的相互作用必定很弱，否则现在它应当已被我们发现了．不论它是什么，它就在我们周围．也许每秒钟有几十个“暗物质”粒子穿过你的身体，而不在你的身体上留下任何效应．

“暗物质”已经激发了在宇宙射线中和高能物理实验的许多探测工作．我国发射的“暗物质”探测器﹣﹣“悟空”，是迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星，超过国际上所有同类探测器．在今后的3年太空工作中，“悟空”将通过高空间分辨、宽能谱段观测高能电子和伽马射线寻找和研究暗物质粒子，有望在宇宙射线起源和伽马射线天文学方面取得重大进展．

（1）在长征二号丁运载火箭搭载着暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空时，火箭点火后搭载着探测卫星加速上升，在此阶段：暗物质粒子探测卫星“悟空”的重力势能　　（选填“变大”、“不变”或“变小”）．

（2）依据本文的描述，宇宙中暗物质的总质量大约是星系际气体的　　倍．

（3）你认为暗物质之所以称为“暗”是因为：　　．

（4）通过本文的描述你觉得天文科学家是如何发现星系际气体的？答：　　．

29．阅读文章，回答问题：

2013年12月14日，“嫦娥三号”月球探测器（“玉兔”号月球车和着陆器）以近似为零的速度实现了月面软着落．如图为“嫦娥三号”运行的轨道示意图．

由于月球表面无大气，因此，嫦娥三号无法利用气动减速的方法着陆，只能靠自身推进系统不断 减速以便在预定区域安全着陆．为了保证着陆过程可控，研制团队经过反复论证，提出“变推力推进系统”的设计方案，研制出推力可调的7500N变推力发动机，经过多次点火试车和相关试验验证，破解着陆减速的难题．

探测器动力下降过程是一个时间较短、速度变化很大的过程，无法依靠地面实时控制．为确保探测器在着陆段自主制导、导航与控制．研制团队充分考虑了月壤物理力学特性对着陆冲击、稳定性等影响，研制出全新的着陆缓冲系统，确保探测器实施软着陆过程中，在一定姿态范围内不翻倒、不陷落，并为探测器工作提供牢固的支撑．

（1）观察如图可知，嫦娥三号在运行过程中至少经历了　　次轨道修正；

（2）以近似为零的速度在月面软着陆，指的是探测器相对月面近似为　　状态．

（3）动力下降过程是一个时间　　、速度变化　　的过程．

30．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，红光的频率　　（大于/等于/小于）紫光的频率；

（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．长蛇星系团的速度最大

C．室女云星团的速度最大

D．长蛇星系团的速度不断变大．

答案与解析

一．选择题（共12小题）

1．（2016•泰州）关于粒子和宇宙，下列说法正确的是（　　）

A．温度为0℃，分子的无规则运动停止

B．物理学家汤姆生建立了原子的核式结构模型

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体系．太阳属于银河系中的一颗恒星

【分析】（1）分子在永不停息的做无规则运动，温度越高，分子无规则运动越剧烈；

（2）英国物理学家汤姆生发现了比原子小得多的带负电荷的粒子﹣电子，从而揭示了原子是有结构的；

1911年，卢瑟福建立了原子核式结构模型，该模型认为：原子是由原子核和核外电子组成，后来人们又发现原子核是由质子和中子组成；

（3）摩擦起电的实质．由于不同物质的原子核对核外电子的束缚本领不同造成的，在摩擦的过程中束缚本领强的得电子带负电，束缚本领弱的失电子带正电；

（4）银河系中有大约2000亿颗恒星，太阳只是银河系中的一颗普通恒星．

【解答】解：A、当物体的温度降到0℃时，物体中所有分子仍然不停地做无规则的运动，故A错误；

B、卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，汤姆生发现电子并提出类似“西瓜”的原子模型，故B错误；

C、摩擦起电的过程是电子转移的过程，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电，故C错误；

D、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恒星，故D正确．

故选：D．

【点评】本题考查的知识点比较多，但是难度不是很大，属于基础知识的考查，熟练掌握相关基础知识是解题的关键．

2．（2016•金华）即将发射的“嫦娥五号”是我国登月计划的重要一步，以下与月球相关的描述合理的是（　　）

A．月球是地球的一颗天然卫星，月球本身会发光

B．“嫦娥五号”登月后不会受到月球引力的作用

C．月球上有氧气，宇航员在月球上可以自由呼吸

D．“十五的月亮十六圆”，农历十五、十六看到的月相是满月

【分析】（1）月球是一颗不会发光的卫星，本身不发光，反射太阳光；

（2）月球车在月球上的引力是它在地球表面受到的引力的；

（3）月球表面没有空气；

（4）月亮最圆满明亮的时刻是在“望”时．

【解答】解：A、月球是地球的一颗天然卫星，但月球本身不会发光，故A错误；

B、月球车在月球上的引力是它在地球表面受到的引力的，因此“嫦娥五号”登月后仍然会受到月球引力的作用；故B错误；

C、月球表面没有空气，也就没有氧气，宇航员在月球上不可以自由呼吸，故C错误；

D、当月亮运行到对地球来说正好跟太阳相反的方向的时候，我们可以看到一轮圆月，这叫“望”． 当月亮运行到地球和太阳之间时，月亮被太阳照亮的半面正好背着地球，我们看不见月亮，这叫“朔”． 由“望”到“望”，或由“朔”到“朔”，平均起来需要29天12小时44分，这叫一个朔望月． 朔一定在农历的每月初一． 朔之后平均起来要再经过14天18小时22分才是望，因此，望月常常不是发生在十五的晚上，而是十六的晚上，俗话说：“十五的月亮十六圆”，就是这个道理，故D正确．

故选D．

【点评】此题人类探究太阳系及宇宙的历程，涉及到光源的定义、月相等多个知识点，是一道学科综合题．

3．（2016•厦门）人类首次探测到引力波是由13亿光年之外的双黑洞合并形成的．双黑洞的初始质量分别是太阳的29倍和36倍．合并后的黑洞质量是太阳的62倍．亏损的质量以强大引力波的形式释放到宇宙，经过漫长的旅行抵达地球．下列说法中正确的是（　　）

A．牛顿预言了引力波的存在 B．双黑洞合并过程质量守恒

C．该引力波产生于13亿年前 D．引力波只能在介质中传播

【分析】关于引力波，在牛顿引力理论中是没有引力波的，但爱因斯坦的广义相对论预言了引力波的存在，认为引力波与电磁波类似，以光速传播并携带能量．

【解答】解：

A、在牛顿的引力理论中是没有引力波的，但爱因斯坦的广义相对论预言了引力波的存在，故A错误；

B、双黑洞的初始质量分别是太阳的29倍和36倍，合并后的黑洞质量是太阳的62倍，所以双黑洞合并过程质量不守恒，故B错误；

C、双黑洞碰撞发生的位置到地球的距离为13亿光年，引力波的传播速度等于光速，

所以两黑洞碰撞产生的引力波经过13亿年传播到地球，即该引力波产生于13亿年前，故C正确；

D、引力波在空间的传播方式与电磁波类似，以光速传播且不需要介质，故D错误．

故选：C．

【点评】本题以发现引力波题材为背景材料，设计新颖，关键是结合已学的知识和题目中给出的信息分析解题，难度不大．

4．（2016•广东）以下微观粒子按空间尺度由大到小排序正确的是（　　）

A．质子　原子核　原子 B．原子 原子核 质子

C．原子核　质子　原子 D．原子 质子 原子核

【分析】物质由分子构成，分子由原子构成，原子由原子核和电子构成，原子核由质子和中子构成，质子和中子又由夸克构成．

【解答】解：物质由分子构成，分子由原子构成，原子由原子核和电子构成，原子核由质子和中子构成，质子和中子又由夸克构成，因此从大到小的顺序应为：

原子、原子核、质子．

故选B．

【点评】本题考查物质世界微观的构成，是一道基础题．

5．（2016•济南）下列各项，按照尺度的数量级由大到小排列的是（　　）

A．太阳系、地球、生物体、电子 B．地球、太阳系、生物体、电子

C．生物体、地球、太阳系、电子 D．电子、生物体、地球、太阳系

【分析】物质从大到小可以分为宇宙、银河系、太阳系、地球等．

物体按照尺度的数量级由大到小是分子、原子、原子核等．

【解答】解：A、太阳系、地球、生物体、电子是按由大到小排列的，故A正确；

B、地球、太阳系、生物体、电子中，太阳系比地球大，故B错误；

C、生物体、地球、太阳系、电子中，太阳系、地球都比生物体大，故C错误；

D、电子、生物体、地球、太阳系是按从小到大排列的，故D错误．

故选A．

【点评】本题考查学生对组成物质的微粒和宏观世界组成的掌握情况，熟练掌握．

6．（2016•盐城）2015年诺贝尔物理学奖颁给了发现中微子振荡的两位科学家．中微子是一种比电子还小的基本粒子．下列微粒中最小的是 （　　）

A．质子 B．中微子 C．原子 D．中子

【分析】物体是由分子构成的，分子是由原子构成的，原子是由位于中心的原子核和核外电子构成的，原子核又是由质子和中子组成的．

【解答】解：

分子是由原子组成的，原子是由原子核和电子组成的，原子核是由质子和中子组成的，而中微子是一种比电子还小的基本粒子，

因此构成物质的微粒的尺寸由小到大排列是：中微子→电子→质子→中子→原子核→原子→分子，故最小的微粒是中微子．

故选：B．

【点评】本题考查了微观粒子的尺度，关键是要熟悉原子的结构和原子中各种微粒的大小，属于基础知识的考查，相对比较简单．

7．下列星球中，属于恒星的是（　　）

A．地球 B．月球 C．土星 D．太阳

【分析】解答本题应掌握：能够自身发光发热的星体称为恒星，离我们最近的恒星为太阳；同时应记清太阳系里的八大行星．

【解答】解：地球、土星为围绕太阳转动的行星；太阳为能够发光发热的，是离我们最近的恒星；而月球是地球的一颗卫星；

故选D．

【点评】本题考查对恒星及行星的认识，属于基础内容．

8．下列关于“粒子和宇宙”的说法中，正确的是（　　）

A．电子的尺度比原子的尺度小

B．雪花漫天飞舞说明分子在做无规则运动

C．固体很难被压缩是由于固体分子间有空隙

D．太阳是太阳系的中心，它永远是恒定不动的

【分析】分子由原子组成，原子由原子核与核外电子组成，原子核由质子与中子组成．

组成物质的分子永不停息地做无规则的运动，分子运动是无法用肉眼直接观察到的．

分子之间有相互作用的引力的斥力．

运动是宇宙中的普遍现象，绝对不动的物体是不存在的．

【解答】解：A、原子由原子核与核外电子组成，因此，电子的尺度比原子的尺度小，说法正确，符合题意；

B、雪花漫天飞舞是物体的运动，不能说明分子在做无规则运动，说法错误，不合题意；

C、固体很难被压缩是由于固体分子间有相互作用的斥力，说法错误，不合题意；

D、太阳是太阳系的中心，但它不是永远恒定不动的，因为宇宙中绝对不动的物体是不存在的，说法错误，不合题意．

故选A．

【点评】本题考查的知识点较多，但难度不大，属于一些常识性的知识点，是我们应熟知的．

9．小明在学习“从粒子到宇宙”的知识后，有下列认识，其中正确的是（　　）

A．摩擦起电创造了电荷

B．扫地时灰尘飞舞能说明分子在做无规则运动

C．在探索比分子更小的微观粒子的历程中，人们首先发现了质子

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

【分析】①摩擦起电只是电荷发生了转移，并没有电荷被创造；

②尘土是分子团，不是分子；

③原子由带正电的原子核与带负电的电子组成，原子核包括质子和中子两部分；

④宇宙浩瀚无边，处于不断的膨胀变化之中．

【解答】解：

A、摩擦起电是电荷发生了转移，并没有电荷被创造出来．此选项错误；

B、尘土是分子团，不是分子，扫地时尘土飞扬不说明分子在永不停息地做无规则运动．此选项错误；

C、在探索微观世界的历程中，人们首先发现了原子．此选项错误；

D、宇宙是一个有层次的天体结构系统，它是有起源的，并且处于不断的膨胀和演化之中．此选项正确．

故选D．

【点评】本题考查了：摩擦起电的实质、物质组成、分子动理论、宇宙的组成等知识，是一道学科综合题；

本题的难点是：要知道尘土是分子团，是由很多分子组成的，不是分子．

10．按照物质世界主要物体的大致尺度从小到大顺序，排列正确的是（　　）

A．原子核、夸克、原子、分子、生物体、地球、太阳系、银河系

B．原子核、夸克、原子、分子、生物体、地球、银河系、太阳系

C．夸克、原子核、原子、分子、生物体、地球、银河系、太阳系

D．夸克、原子核、原子、分子、生物体、地球、太阳系、银河系

【分析】宇宙是由物质组成的，宇宙中拥有数十亿个星系，银河系是数十亿个星系中的一个，太阳是银河系中几千亿颗恒星中的一员；

太阳周围有八颗行星，地球是其中的一个；

地球及一切天体都是由物质组成的，物体是由分子构成的，分子是由原子构成的，原子是由位于中心的原子核和核外电子构成的．原子核是由质子和中子组成的，质子还可以分成夸克．

【解答】解：夸克组成质子，质子和中子组成原子核，电子和原子核构成原子，原子构成分子，分子构成生物体，地球上有很多的生物体和其它物质，地球又是太阳系中的一颗行星，而太阳系只是银河系中的一个星系．

故选D．

【点评】解决本题的关键是要弄清楚宏观世界和微观世界的构成，是一道基础题，比较简单．

11．下列各种微粒中，空间尺度最小的是（　　）

A．分子 B．原子 C．夸克 D．质子

【分析】物质是由分子组成的，分子又是由原子组成的，原子是由原子核和核外电子组成的，原子核是由质子和中子组成的，而夸克则是比质子更小的微粒．

【解答】解：原子是由原子核和核外电子组成的，所以原子比原子核大；原子核是由质子和中子组成的，所以原子核比质子大；而夸克则是比质子更小的微粒，在这几种微粒中夸克是最小的．

故选C．

【点评】本题考查我们对于微观世界的了解，是一道基础题．

12．2015年3月2日，全球首批3万部石墨烯手机在中国发布，如图所示．该款手机采用了最新研制的石墨烯触摸屏、电池和导热膜．石墨烯是已知的世界上最薄、最坚硬的纳米材料，如果用一块面积为1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫，且拉伸幅度能达到自身尺寸的20%．它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，具有非同寻常的导电性能．下列关于石墨烯的说法错误的是（　　）

A．石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机

B．石墨烯非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板

C．太阳、地球、月球、原子、石墨烯是按空间尺度从大到小排序的

D．石墨烯材料具有非常好的弹性

【分析】结合材料中对石墨烯的介绍，对选项中的描述可逐一做出判断，选出错误的说法即可．

【解答】解：A、由材料中可知，石墨烯具有非同寻常的导电性能，而硅是半导体，所以石墨烯的应用不是成为硅的替代品，故A错误；

B、石墨烯几乎是完全透明的，所以石墨烯非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板等，但由于它只吸收2.3%的光，故不能制成太阳能电池板，故B错误；

C、石墨烯是已知的世界上最薄、最坚硬的纳米材料，所以其尺度非常小，太阳、地球、月球、原子、石墨烯是按空间尺度从大到小排序的，故C正确；

D、石墨烯拉伸幅度能达到自身尺寸的20%，故石墨烯材料具有非常好的弹性，故D正确．

故选AB．

【点评】解答本题的关键是要从材料中找出相关的知识，并根据所介绍的石墨烯材料的特点来确定其有哪些应用．

二．填空题（共12小题）

13．宇宙是一个有　层次　的天体结构系统，有着漫长的演化历史；牛顿创立的　万有引力　理论，使人们笫一次用统一的理论来认识神秘的天体运动．

【分析】根据物理学史上人类探索宇宙的历程以及对一些物理学家的贡献的了解解答此题．

【解答】解：宇宙是一个有层次的天体系统

物理学家牛顿创立的万有引力理论，使人们笫一次用统一的理论来认识天体运动．

故答案为：层次；万有引力．

【点评】对物理学的发展史要了解，特别是一些物理学家对物理学史的贡献更应当了解，属于物理常识．

14．（2016•历下区一模）物质由分子或原子构成，原子的结构与太阳系相似，在原子核的周围，有一定数目的在绕着原子核运动，在探索微小粒子的历程中，科学家们用一系列高能物理实验证实了大量微小粒子的存在，在原子、原子核、夸克、质子、分子、α粒子等微观粒子中，空间尺寸最小的是　夸克　．

【分析】物质由分子构成，分子由原子构成，原子由原子核和电子构成，原子核由质子和中子构成，质子和中子由更小的微粒﹣﹣﹣夸克构成．

【解答】解：由分子和原子的结构特点可知，物质由分子构成，分子由原子构成，原子由原子核和电子构成，原子核由质子和中子构成，质子和中子由更小的微粒夸克构成．α粒子带正电荷，由两粒带正电荷的质子和两粒中性的中子组成，相等于一个氦原子核．

因此，在原子、原子核、夸克、质子、分子、α粒子等微观粒子中，空间尺寸最小的是夸克．

故答案为：夸克．

【点评】解答此题的关键是要掌握构成物质的各种微粒之间尺度大小的关系，易错点在于α粒子的了解．

15． 1911年，物理学家　卢瑟福　用巧妙的实验方法收集到原子内部的信息，建立了类似行星绕日的核式结构模型；20世纪20年代，天文学家哈勃发现星系的光谱向低频方向偏移，称之为谱线“红移”，这一现象说明星系在　远离　我们而去．（填“接近”或“远离”）

【分析】（1）卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型；

（2）哈勃发现了谱线的红移现象，说明星系在远离我们而去．

【解答】解：（1）卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，他认为：原子的全部正电荷与几乎全部质量都集中在原子核上，带负电的电子绕原子核运动，类似于行星绕日的运动．

（2）哈勃最先发现星系的光谱向长波方向偏移，这种现象称之为谱线红移现象；说明了星系在远离我们而去，从而证实了大爆炸理论．

故答案为：卢瑟福；远离．

【点评】本题考查了原子结构的知识，及谱线红移的意义，要求能熟记谱线红移的意义，理解原子的核式结构模式，并能了解原子结构发现的物理学史．

16．在银河系、宇宙、太阳系中尺度最大的是　宇宙　，组成原子的质子、中子、电子中质量最小的是　电子　．同种物质在固态、液态和气态中，分子间作用力最大的是　固态　．

【分析】（1）宇宙有数十亿个星系组成，银河系是其中之一，太阳系是银河系中的一员；地球是太阳周围的八大行星之一；

（2）地球以及所有星球都是由物质组成的，物质是由分子构成的；分子是由原子构成的，原子是由原子核和电子构成的；原子核由质子和中子构成；质子和中子都是由更小的夸克组成的．原子核几乎集中了整个原子的质量；

（3）固体分子之间距离最小，分子间作用力最大，液体次之，气体分子间距离最大，分子作用力最小．

【解答】解：（1）在银河系、宇宙、太阳系中尺度最大的是宇宙．

（2）组成原子的质子、中子、电子中质量最小的是电子．

（3）同种物质在固态、液态和气态中，分子间作用力最大的是固态．

故答案为：宇宙；电子；固态．

【点评】此题考查微观到宏观的尺度，解答此题的关键是我们要掌握宇宙和物质的组成．同时考查了三种状态下分子作用力的大小，分子的作用力不同，决定了分子的状态不同．

17．宇宙是由大量不同层次的星系等构成的：①太阳系、②地月系、③宇宙、④银河系按尺寸从小到大的数字排列顺序为：　②①④③　；构成物质世界的各种原子都有相似的结构．原子中心的原子核由　质子　和中子组成，原子核周围带负电的　电子　绕核运动．

【分析】（1）地球是太阳系中的一颗行星，太阳系是银河系的一员，银河系又是宇宙的一个星系，宇宙由大量的不同层次的星系构成．

（2）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，原子核由质子和中子构成，质子和中子由更小的微粒夸克构成．根据上述知识来分析．

【解答】解：（1）由宇宙的宏观结构可知，地球是太阳系中的一颗行星，太阳系是银河系的一员，银河系又是宇宙的一个星系，宇宙由大量的不同层次的星系构成，所以按按尺寸从小到大的数字排列顺序为：②①④③．

（2）由物质的微观结构可知，原子中心的原子核由质子和中子组成，原子核周围带负电的电子绕核运动．

故答案为：②①④③；质子；电子．

【点评】此题考查我们对于宏观与微观世界的了解，熟练掌握物质的微观结构可顺利解答，是一道基础题．

18．在银河系、宇宙、太阳系中尺度最大的是　宇宙　．组成原子的质子、中子、电子中带负电的粒子是　电子　，它是由英国科学家　汤姆生　（填人名）最早发现的．

【分析】（1）宇宙有数十亿个星系组成，银河系是其中之一，太阳系是银河系中的一员；

（2）原子由带正电的原子核和带负电的核外电子组成，原子核由带正电的质子和不带电的中子组成；

（3）汤姆生最早发现了电子．

【解答】解：（1）在银河系、宇宙、太阳系中尺度最大的是宇宙；

（2）原子由位于原子中心带正电的原子核与绕原子核运动的带负电的电子组成，原子核由带正电的质子与不带电的中子组成；

（3）电子是由英国科学家汤姆生最早发现的．

故答案为：宇宙；电子；汤姆生．

【点评】本题考查了微观到宏观的尺度、原子的组成和物理常识，是一道基础题目．

19．宇宙是一个有　有层次　的天体结构．大多数宇宙科学家都认为宇宙诞生于距今约137亿的一次　大爆炸　．

【分析】关于宇宙的起源，人类提出了很多种解释，其中被人普遍接受的为宇宙大爆炸理论：宇宙起源于“原始火球”，距今约137亿年的一次“原始火球”发生了大爆炸，大爆炸是整体的，涉及宇宙的全部物质及时间、空间；大爆炸导致宇宙空间处处膨胀，温度则相应下降；宇宙温度下降至一定程度，逐步形成超星系团、星系团、星系及恒星、行星等．

【解答】解：宇宙也是物质构成的，宇宙是一个有层次的天体系统，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．

故答案为：有层次；大爆炸．

【点评】由于古代人类的认识能力有限，故认为地球是宇宙的中心，所有星球绕地球转动；后来哥白尼提出了日心说，认为太阳才是宇宙的中心；而随着人类对宇宙的认识，现在普遍认为宇宙是一个有层次的天体结构系统，银河系只是其中的一部分．

20．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　恒星　（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，这一现象对　谱线红移　理论提供了有力的佐证．

【分析】银河系中有大约2000亿颗恒星，太阳只是银河系中的一颗普通恒星．

科学家通过对星系光谱的研究发现，所有的星系之间的距离在不断扩大，星系的光谱向长波方向偏移，称之为谱线“红移”，此现象说明星系在远离我们而去那么整个宇宙的体积也就在不断的扩大，也就是整个宇宙在不断的膨胀中．

【解答】解：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恒星；

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，这一现象对谱线红移理论提供了有力的佐证．

故答案为：恒星；谱线红移．

【点评】本题考查了人类对宇宙的认识，会辨别行星、恒星与卫星，对谱线红移现象有一定的了解．

21．二十世纪二十年代，天文学家哈勃利用仪器观察星系发出的光，发现星系的光谱向长波方向偏移，称之为谱线“　红移现象　”，此现象说明星系在　远离　我们而去．

【分析】知道哈勃发现了谱线的红移现象，说明星系在远离我们而去．

【解答】解：二十世纪二十年代，天文学家哈勃利用仪器观察星系发出的光，发现星系的光谱向长波方向偏移，称之为谱线“红移现象”，此现象说明星系在远离我们而去．

故本题答案为：红移现象；远离．

【点评】本题考查了哈勃的贡献，为了纪念他，1990年，人类发射的太空望远镜命名为“哈勃”望远镜．

22．宇宙是一个有　层次　的天体结构．大多数宇宙科学家都认为宇宙诞生于距今约137亿年的一次　大爆炸　．宇宙大千世界，从宏观到微观，从天体到原子，似乎都有那么多惊人的相同规律．如图所示，是太阳系模拟图，行星们在各自的固定轨道上围绕恒星太阳运转，这与　原子　的核式结构模型十分相似，其中，原子核相当于太阳，绕核运动的　电子　就相当于行星．

【分析】（1）关于宇宙的起源，人类提出了很多种解释，其中被人普遍接受的为宇宙大爆炸理论：宇宙起源于“原始火球”，距今约137亿年的一次“原始火球”发生了大爆炸，大爆炸是整体的，涉及宇宙的全部物质及时间、空间；大爆炸导致宇宙空间处处膨胀，温度则相应下降；宇宙温度下降至一定程度，逐步形成超星系团、星系团、星系及恒星、行星等；

（2）卢瑟福提出的核式结构模型为：原子是由位于原子中心的原子核，及核外绕核转动的一定数目的电子组成的；而原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成的．

【解答】解：宇宙也是物质构成的，宇宙是一个有层次的天体系统，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．

原子的结构与太阳系十分相似，位于原子中心的原子核相当于太阳，电子相当于绕太阳运行的行星．

故答案为：层次；大爆炸；原子；电子．

【点评】本题考查人类探究太阳系及宇宙的历程和原子的核式结构模型与太阳系的相似之处，为考查的热点问题，应熟练掌握．

23．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　恒星　（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　（长度/时间）的单位．

【分析】（1）银河系中有大约2000亿颗恒星，太阳只是银河系中的一颗普通恒星．

（2）光年是光在一年内通过的路程，即是长度的单位；

【解答】解：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恒星；光年是光在一年内通过的路程，即是长度的单位；

故答案为：恒星；长度．

【点评】能正确的认识恒星和行星、并理解光年是一个长度的单位是解决该题的关键．

24．同学们知道，地球周围的物体均受到地球引力的作用，必须克服地球的引力才能飞出地球．伟大的物理学家牛顿告诉我们：如果人造地球卫星以7.9km/s的速度沿水平方向抛出，就能环绕运转，这个速度就叫第一宇宙速度；如果人造地球卫星的速度达到11.2km/s就能克服地球的引力而绕太阳运行，这个速度叫第二宇宙速度；如果人造地球卫星的速度达到16.7km/s，它就能飞离开太阳系，到达其他恒星去，这个速度称为第三宇宙速度．

（1）物体环绕地球速度叫　第一宇宙　速度，大小为　7.9　km/s．

（2）物体环绕太阳速度叫　第二宇宙　速度，大小为　11.2　km/s．

（3）物体能飞离太阳的速度叫　第三宇宙　速度，大小为　16.7　km/s．

【分析】阅读短文，据短文中的信息逐个判断即可解决．

【解答】解：（1）据“如果人造地球卫星以7.9km/s的速度沿水平方向抛出，就能环绕运转，这个速度就叫第一宇宙速度”可知，物体环绕地球速度叫第一宇宙速度，大小为 7.9km/s；

（2）据“如果人造地球卫星的速度达到11.2km/s就能克服地球的引力而绕太阳运行，这个速度叫第二宇宙速度”可知，物体环绕太阳速度叫第二宇宙速度，大小为 11.2km/s；

（3）据“如果人造地球卫星的速度达到16.7km/s，它就能飞离开太阳系，到达其他恒星去，这个速度称为第三宇宙速度”可知，物体能飞离太阳的速度第三宇宙速度，大小为 16.7km/s；

故答案为：（1）第一宇宙；7.9；（2）第二宇宙；11.2；（3）第三宇宙；16.7．

【点评】本题是对学生阅读和理解能力的考查，从文中获取相关信息是关键．

三．解答题（共6小题）

25．演绎式探究﹣﹣探索宇宙：

（1）牛顿认为，宇宙中任何两个物体之间都存在引力，引力大小F引=k ，其中m1、m2分别为两个物体的质量，r为两个物体间的距离，k=6.67×10﹣11m3/（kg•s2）．可见，当两个物体间的距离增大时，它们之间的引力将变　变小　． 用线绳拴着一个小球使它以手为圆心转动时，绳子对小球有一个向圆心拉的力，这个力叫做向心力．这是小球得以绕圆心做圆周运动的条件．宇宙中的星体也是如此：

子星绕母星（卫星绕行星、行星绕恒星）的运动可以近似地看作是匀速圆周运动（如图），子星受到一个恒定的指向圆心（母星）的向心力，向心力的大小F心=m，其中m为子星质量，v为子星绕母星匀速运动的速度，r为运动半径（也即两星之间的距离）．并且，向心力的大小等于母星对它的引力F引．

（2）已知月球绕地球一周所用的时间为T，地月之间的距离为r，请你推导出地球质量M的数学表达式．

【分析】（1）根据判断两个物体间的距离增大时，它们间的引力如何变化．

（2）现推导出速度v与周期T的关系，代入向心力公式，然后由万有引力公式与向心力公式列方程，解方程即可求出地球质量M的表达式．

【解答】解：

（1）由F引=k知：当两个物体间的距离r增大时，它们之间的引力将变小；

（2）向心力F心=m=m=m =m ，设月球质量为m，地球质量为M，

月球绕地球做圆周运动的向心力由地球对月球的万有引力提供，

即：=m r，

所以M=．

答：（1）变小；

（2）地球质量的表达式为M=．

【点评】这是一道信息给予题，认真审题，充分理解题意，由题干获取足够的信息是解题的关键．

26．请用连线将下列物理家与其对应的成就连接起来．

【分析】根据五位科学家的主要突出贡献来选择．

【解答】解：（1）爱因斯坦，提出“相对论”；

（2）哥白尼，提出了“日心说”

（3）牛顿，以其名字命名的运动三大定律；

（4）伽利略，不仅从逻辑上驳斥亚里士多德的落体观点，而且在比萨斜塔上亲自实验，证明自己观点的正确；

（5）玛丽•居里，发现并命名新元素“钋”和“镭”．

故答案为：

【点评】本题涉及了多名生物学家的事迹，注意查阅资料，了解相关的事迹，注意知识的积累．

27．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：　光年　；

（2）关于宇宙加速膨胀的模型，下列观点中正确的是（　B　）

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．

【分析】宇宙中恒星间距离非常大，为了表达方便，天文学家引入了光年这个单位，用来描述天体之间的距离．

由宇宙加速膨胀模型知：天体引力作用使宇宙收缩，暗能量使宇宙膨胀．

【解答】解：（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，使用的长度单位是光年；

故答案为：光年．

（2）三位科学家理论的主要内容是：宇宙加速膨胀．由宇宙膨胀模型知：宇宙受到星系引力和暗能量（相当于排斥力）的作用，两者方向相反、效果相反．因为宇宙加速膨胀，所以暗能量作用效果更强一些．

故选B．

【点评】解决此类问题需要平时关注科学技术发展的最新成就，并掌握某项技术的主要内容．

28．阅读下列材料，回答38题．

2015年12月17日，我国的暗物质粒子探测卫星“悟空”搭载长征二号丁运载火箭发射升空飞天，正式启程寻找宇宙中的“幽灵”﹣﹣“暗物质”．

同学们可能习惯认为，宇宙主要是由可见的发光恒星和少量的其他不发光星体如行星构成．但是天文科学家在过去的几十年里已经得知，构成宇宙的成分远比这些多．首先，宇宙中在遥远的星系之间的广大区域存在着看不见也很难探测出来的星系际气体，这些看不见的星系际气体的质量大约是全部恒星系和发光气体质量总和的10倍！其次，宇宙中还存在别样的物质，这些物质不是由原子或分子组成的，其中最具有代表性的就是中微子和黑洞，估计这类物质的质量总和大约是所有恒星系（含行星）质量总和的三分之一．

可能你觉得这些已经够玄了，但是还有更多更玄的．科学家已经得知，宇宙中还有另外一种物质，它们不是由质子、中子、电子或任何现在已知的别种粒子（如中微子）构成的．虽然有科学家提出过几种假设，但是没有人知道这种物质的组成．它不与电磁波相互作用，因此它不能因发光（像恒星那样）或反射光（像行星那样）或吸收光（像星系际气体那样）从而被人发现，也没有人在实验室检测到它．但是由于它对星系中星体有引力效应，我们知道它是存在的，而且知道它的含量很多．这种所谓“暗物质”的总质量是全部恒星系和发光气体质量总和的大约60倍！关于“暗物质”是什么？没有哪种已知的物质形式能够说明它，科学家认为它同寻常物质的相互作用必定很弱，否则现在它应当已被我们发现了．不论它是什么，它就在我们周围．也许每秒钟有几十个“暗物质”粒子穿过你的身体，而不在你的身体上留下任何效应．

“暗物质”已经激发了在宇宙射线中和高能物理实验的许多探测工作．我国发射的“暗物质”探测器﹣﹣“悟空”，是迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星，超过国际上所有同类探测器．在今后的3年太空工作中，“悟空”将通过高空间分辨、宽能谱段观测高能电子和伽马射线寻找和研究暗物质粒子，有望在宇宙射线起源和伽马射线天文学方面取得重大进展．

（1）在长征二号丁运载火箭搭载着暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空时，火箭点火后搭载着探测卫星加速上升，在此阶段：暗物质粒子探测卫星“悟空”的重力势能　变大　（选填“变大”、“不变”或“变小”）．

（2）依据本文的描述，宇宙中暗物质的总质量大约是星系际气体的　6　倍．

（3）你认为暗物质之所以称为“暗”是因为：　它同寻常物质的相互作用很弱，现有的物质形式无法说明它　．

（4）通过本文的描述你觉得天文科学家是如何发现星系际气体的？答：　观察通过星系际气体的光，通过了解光被吸收的情况从而发现星系际气体　．

【分析】（1）影响重力势能大小的因素有：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；

（2）“暗物质”的总质量是全部恒星系和发光气体质量总和的大约60倍，看不见的星系际气体的质量大约是全部恒星系和发光气体质量总和的10倍，据此解答即可；

（3）暗物质之所以称为“暗”是因为 它同寻常物质的相互作用很弱，现有的物质形式无法说明它．

（4）天文科学家 观察通过星系际气体的光，通过了解光被吸收的情况从而发现星系际气体．

【解答】解：（1）暗物质粒子探测卫星“悟空”升空时，高度不断增加，质量不变，所以重力势能逐渐增大；

（2）“暗物质”的总质量是全部恒星系和发光气体质量总和的大约60倍，看不见的星系际气体的质量大约是全部恒星系和发光气体质量总和的10倍，所以说宇宙中暗物质的总质量大约是星系际气体的6倍；

（3）暗物质之所以称为“暗”是因为它同寻常物质的相互作用很弱，现有的物质形式无法说明它．

（4）天文科学家观察通过星系际气体的光，通过了解光被吸收的情况从而发现星系际气体．

故答案为：（1）变大；（2）6；（3）它同寻常物质的相互作用很弱，现有的物质形式无法说明它；（4）观察通过星系际气体的光，通过了解光被吸收的情况从而发现星系际气体．

【点评】本题考查人类探究太阳系及宇宙的历程，此题比较新颖，属于中等题．

29．阅读文章，回答问题：

2013年12月14日，“嫦娥三号”月球探测器（“玉兔”号月球车和着陆器）以近似为零的速度实现了月面软着落．如图为“嫦娥三号”运行的轨道示意图．

由于月球表面无大气，因此，嫦娥三号无法利用气动减速的方法着陆，只能靠自身推进系统不断 减速以便在预定区域安全着陆．为了保证着陆过程可控，研制团队经过反复论证，提出“变推力推进系统”的设计方案，研制出推力可调的7500N变推力发动机，经过多次点火试车和相关试验验证，破解着陆减速的难题．

探测器动力下降过程是一个时间较短、速度变化很大的过程，无法依靠地面实时控制．为确保探测器在着陆段自主制导、导航与控制．研制团队充分考虑了月壤物理力学特性对着陆冲击、稳定性等影响，研制出全新的着陆缓冲系统，确保探测器实施软着陆过程中，在一定姿态范围内不翻倒、不陷落，并为探测器工作提供牢固的支撑．

（1）观察如图可知，嫦娥三号在运行过程中至少经历了　3　次轨道修正；

（2）以近似为零的速度在月面软着陆，指的是探测器相对月面近似为　静止　状态．

（3）动力下降过程是一个时间　较短　、速度变化　很大　的过程．

【分析】（1）图中所示嫦娥三号在运行过程中至少经历3次轨道修正；

（2）以近似为零的速度在月面软着陆，说明此时嫦娥三号探测器相当于月球表面的位置没有发生变化，探测器近似为静止状态；

（3）资料中所示探测器动力下降过程是一个时间较短、速度变化很大的过程，无法依靠地面实时控制．

【解答】解：（1）图中所示嫦娥三号在运行过程中至少经历3次轨道修正；

（2）嫦娥三号探测器以近似为零的速度在月面软着陆，此时嫦娥三号探测器相当于月球表面的位置没有发生变化，探测器近似为静止状态；

（3）动力下降过程是一个时间较短、速度变化很大的过程，无法依靠地面实时控制．

故答案为：（1）3；（2）静止； （3）较短；很大．

【点评】本题考查速度与物体运动，解答此题的关键是据资料中所示的信息解答．

30．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　降低　（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　（红光/紫光）方向偏移；

（3）由文中“红移”现象推知，红光的频率　小于　（大于/等于/小于）紫光的频率；

（4）根据短文可知，“哈勃定律”的内容是　D　；

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　B　；

A．四种星团的速度相同

B．长蛇星系团的速度最大

C．室女云星团的速度最大

D．长蛇星系团的速度不断变大．

【分析】（1）当火车向你驶来的时候，鸣笛的音调变高；当火车离开你向远处驶去时，音调在降低，但若你是坐在警车上，所听到的鸣笛声的音调却始终一样，也就是说实际上鸣笛的频率并没有改变，只是当听者和声源之间发生相对运动时，听者感觉到频率的改变，这种现象称为多普勒效应；当火车向你驶来的时候，鸣笛的音调变高；当火车离开你向远处驶去时，音调在降低；

（2）知道哈勃发现了谱线的红移现象，说明星系在远离我们而去．科学家们又发现了红移现象，就是远距离星球射向地球的光以红光为多，近距离的则以紫光为主；

（3）红光的频率小于紫光的频率，红光的波长大于紫光的波长；

（4）仔细阅读文字内容，总结哈勃定律内容，得出正确选项；

（5）观察图象中各星团速度大小得出结论．

【解答】解：（1）鸣笛的火车离我们远去，距离越来越远，听到的鸣笛声的频率将降低；

（2）天文学家哈勃利用仪器观察星系发出的光，发现星系的光谱向长波方向偏移，称之为谱线“红移”，也就是几乎所有远处星系发出的光的频率都向红光方向偏移，此现象说明星系在远离我们而去；

（3）“红移”现象说明星系的光谱正在变长，频率在减小，即向长波方向偏移，由此推知红光的波长大于紫光的波长，红光的频率小于紫光的频率；

（4）根据短文及图象可知，星系退行的速度v与它们离我们的距离r的图象成正比，据此得出“哈勃定律”；所以说星系退行的速度正比于它们离我们的距离，故选项D正确；

（5）短文图象中四种星团，四种星团的速度不相同，长蛇星系团的速度最大，且是匀速直线运动；故选项B正确．

故答案为：（1）降低；（2）红光；（3）小于；（4）D；（5）B．

【点评】本题考查了哈勃的贡献，为了纪念他，1990年，人类发射的太空望远镜命名为“哈勃”望远镜．宇宙由物质构成，物质处于不停地运动和发展之中．