第十一讲：探索宇宙-中考科学一轮复习讲练教案（生物篇和地球、宇宙和空间科学）

第十一讲：探索宇宙

一、宇宙理论

1、宇宙：广漠空间和存在的各种天体以及弥漫物质的总称。由大量不同层次的星系构成的，宇宙是均匀的、无边的、膨胀的，宇宙中有上千亿的星系，平均每个星系又有上千亿的恒星和各类天体，运动着的物质将时间和空间结合在一起就成为我们所说的宇宙。

2、托勒密的宇宙体系——地心说

托勒密认为，地球处于宇宙中心静止不动。从地球向外，依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星，在各自的圆轨道上绕地球运转。

3、哥白尼与“日心说”16 世纪，波兰天文学家哥白尼在临终时发表了一部具有历史意义的著作——《天体运行论》，完整地提出了“日心说”理论。这个理论体系认为，太阳是行星系统的中心，一切行星都绕太阳旋转。地球也是一颗行星，它上面像陀螺一样自转，一面又和其他行星一样围绕太阳转动。

4、目前被人们广为接受的一种宇宙起源学说是大爆炸宇宙理论。其主要观点----大约 137 亿年前，我们所处的宇宙全部以粒子的形式、极高的温度和密度，被挤压在一个“原始火球” 中。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，后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命

5、宇宙的将来有两种结局：永远膨胀下去， 或者会塌缩而在大挤压处终结。

6、英国人史蒂芬·霍金提出的黑洞理论和宇宙无边界的设想成了现代宇宙学的重要基石。他的宇宙无边界设想是这样的：第一，宇宙是无边的；第二，宇宙不是一个能任意赋予初始条件或边界的一般系统。

二、银河系

1、银河系：侧看：中间厚，四周薄，像铁饼；俯视：大旋涡。银河系直径约 10 万光年，太阳系与银河系的中心相距约 3 万光年。

2、宇宙中类似银河系的天体系统有千亿个，在银河系中像太阳系一样的恒星系有几千亿颗。

三、探索宇宙

1、古希腊人把天空分成48个星座，古中国人把天空划分为二十八宿国际上把天空划分为88个区域，命名为88个星座。

2、常见的星座

3、著名的星座：大熊座、小熊座、仙后座、天鹅座、天琴座和猎户座。

著名的恒星：北极星（小熊座）、织女星（天琴座）、牛郎星（天鹰座）、天狼星（大犬座）、北斗七星（大熊座）。

4、星空： 星等：星等越小星越亮（6等星是肉眼所见最暗的星，太阳是-26.7）。

5、北斗七星斗柄朝向：春夏秋冬对应东南西北。

6、找北极星方法：把北斗星斗前两颗星连线， 并朝斗口方向延伸约5倍距离，即可找到北极星。

7、宇宙的结构层次

8、银河系：侧看：中间厚，四周薄，像铁饼；俯视：大旋涡。银河系直径约10万光年，太阳系与银河系的中心相距约3万光年。

9、宇宙中类似银河系的天体系统有千亿个，在银河系中，像太阳系一样的恒星系有几千亿颗。

10、人类可观测到的最远天体距离地球130亿光年。

知识巩固练

一、选择题

1、关于地心说和日心说，下列说法中正确的是(   )           

A.因为地球绕太阳运动，所以日心说是正确的
B.地心说证明了地球在不停地绕着地轴自转
C.地心说的代表人物是托勒玫，日心说的代表人物是哥白尼
D.地心说和日心说都是正确的，两者具有等同的价值

【答案】 C  

【解析】日心说，也称为地动说，是关于天体运动的和地心说相立的学说，它认为太阳是银河系的中心，而不是地球；哥白尼提出了日心说，认为太阳是银河系的中心，而不是地球。 “日心说”最终战胜“地心说”。地心说认为，地球处于宇宙中心静止不动，从地球向外，依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星，在各自的圆轨道上绕地球运转。其中，行星的运动要比太阳、月球复杂些：行星在本轮上运动，而本轮又沿均轮绕地运行．在太阳、月球行星之外，是镶嵌着所有恒星的天球--恒星天，C符合题意。 故答案为：C

2、人类在探索自然的过程中，形成了许多对自然界认识的“假说”，下列证据能支持相应“假说”的是(    )           

A.气球膨胀时，球面各点彼此远离——宇宙膨胀学说
B.尺蛾群体中不同个体数量变化——自然选择学说
C.长江三角洲平原的形成——板块构造学说
D.地球有昼夜更替的现象——地球是个球体

【答案】B

【解析】A、气球膨胀，球面各点远离，属于模拟实验，不能作为证据；故A错误；
B、生物群体不同性状个体数量的变化是选择的结果，支持自然选择学说；故B正确；
C、长江三角洲平原的形成是流水的作用，与板块构造学说没有关系；故C错误；
D、地球昼夜更替是地球自转导致的，与地球形状无关；故D错误； 故答案为：B。

3、我们利用气球做了星系运动特点的模拟实验(如图)，下列对该实验的描述中，错误的是（    ） 

A. 在气球表面画上的这些小圆，是模拟宇宙中的星系
B. 给气球充气，使气球不断地胀大，是模拟宇宙的膨胀
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

【答案】 D  

【解析】A、用气球来模拟星系运动实验，小圆代表了不同的星系；故A正确；
B、气球不断的胀大，星系之间越来越远，模拟宇宙的膨胀；故B正确；
C、气球不断的膨胀过程中，圆点之间的距离，代表了星系之间的运动特点；故C正确；
D、气球膨胀时，距离越远的星系之间远离速度越快，所以对甲圆点而言，丙圆点远离速度比乙快；故D错误； 故答案为：D。

4、下列关于大爆炸宇宙论的说法正确的是（     ）           

A.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.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大爆炸宇宙论提供了有力的证据，所以大爆炸宇宙论已经说明了宇宙起源的事实
D.大爆炸宇宙论和牛顿第一定律一样是科学定律

【答案】 B  
【解答】AB、大爆炸理论是科学家根据观察得出的一种假说，没有被证实；故A错误；B正确；
C、大爆炸理论只是多种宇宙起源中比较有影响力的一种假说，并不是事实；故C错误；
D、大爆炸理论是假说不是定律；故D错误；
故答案为：B。

5、大爆炸宇宙论已经被大多数科学家所接受。如图为大爆炸宇宙模型中宇宙半径、宇宙温度与时间之间的关系，下列相关说法合理的是（   ） 

A.宇宙由太阳系和银河系构成西半径
B.大爆炸宇宙论是一个科学结论
C.随着宇宙半径的增大，宇宙温度在升高
D.此模型表示宇宙在不断膨胀

【答案】 D  

【解析】A、银河系很大，但在整个宇宙中，银河系也是微不足道的，故说法错误。
B、宇宙的膨胀有观测事实的支持，又得到众多科学家的理论阐释，因此，大爆炸宇宙论已成为目前被人们广为接受的一种宇宙起源学说，故说法错误。
C、由图分析可知， 随着宇宙半径的增大，宇宙温度在逐渐降低，故说法错误。
D、此模型中宇宙半径在不断增加，可以说明宇宙在不断膨胀，故说法正确。
故答案为：D

6、在下图中，能正确反映太阳系、银河系、宇宙三者之间大小关系的是（   ）

【答案】D

【解析】太阳系、银河系、宇宙三者之间大小关系是宇宙最大，银河系较大，太阳系最小。

7、如图是我们熟悉的北斗七星10万年前、现在、10万年后的演变图，看了演变图后，给我们的启示是（   ）

A.它们离地球太远   B.它们是会运动的行星  C.恒星也在运动  D.变成小熊星座了

【答案】C

【解析】北斗七星中各星位置发生改变，说明恒星其实也在运动，并不是永恒不动的。

二、选择题

8、气球常用作科学活动材料。以下是小科用气球完成的两个活动。

（1）悬挂在O点的两个带电气球，静止时位置如图甲所示，若左边大气球表面带正电荷，则右边小气球表面带           电荷。   

（2）图乙是用气球充气建立的星系运动模型，能帮助我们理解星系运动的特点：所有的星系都在远离我们而去，离我们越远，它的退行速度越快；星系间的距离在不断地扩大。由此可知宇宙在不断地           。   

【答案】 （1）正（2）膨胀  

【解析】（1）由甲图中两气球相互排斥可知，两气球带同种电荷，已知大气球表面带正电荷，所以右边小气球表面也带正电荷；
（2）用气球建立星系模型，观察气球上的不同的点，当气球膨胀时气球上的点之间的距离会增大。气球表示宇宙，点可表示不同的星系。由题中信息“ 所有的星系都在远离我们而去，离我们越远，它的退行速度越快；星系间的距离在不断地扩大 ”，就像气球在膨胀一样，宇宙在不断地膨胀。

9、读“宇宙中天体系统层次示意图”(如图)，回答下列各题。

(1)写出上图中字母代表的天体系统名称。

A.           ；B.           ；C.           ；D.           。

(2)B、C、D三者的关系是图中的（   ）

【答案】（1）A.总星系；B.银河系；C.太阳系；D.地月系。   （2）A

【解析】图中显示出了天体系统的层次，人类目前观测到的最远天体距离地球约130亿光年。

10、史蒂芬•霍金的宇宙无边界设想是现代宇宙学的重要基石之一，这种设想的主要内容是：第一，宇宙是           ，它没有“外面”；第二，宇宙不是可以任意赋予设想初始条件和边界的一般系统。霍金预言宇宙有两种结局：一是它可以           ；二是它会塌缩而在           终结。   

【答案】 无边的；永远膨胀下去；大挤压处  
【解答】在霍金的宇宙无边界理论中认为宇宙是没有边界的；而这种宇宙的结局一是无限制的膨胀下去，二是塌缩在大挤压处成为黑洞；
故答案为：无边的；永远膨胀下去；大挤压处。

11、关于下列话题。

属于神话的有：           ；属于科学假说的有：           ；属于科学理论的有：           。

①女娲补天；②宇宙黑洞；③质量守恒定律；④牛顿第一运动定律；⑤上帝造物；

⑥大陆漂移学说；⑦能的转化与守恒定律；⑧大熊星座；⑨宇宙大爆炸论；⑩阿基米德原理。

【答案】 ①⑤；②④⑥⑧⑨；③⑦⑩  

【解析】①女娲补天，中国神话；②宇宙黑洞，霍金的科学假说；③质量守恒定律，科学家罗蒙诺索夫的科 学理论；④牛顿第一运动定律，是根据科学推理得出的，以实验为基础，但不是完全通过实验得出的；⑤上帝造物，西方人的神话；⑥大陆漂移学说，科学假说；⑦ 能的转化与守恒定律科学理论；⑧大熊星座，科学假说；⑨宇宙大爆炸论，由哈勃测量数据分析得出的科学假说；⑩阿基米德原理，科学理论。故属于神话的是 ①⑤，属于科学假说的是②④⑥⑧⑨，属于科学理论的是③⑦⑩。

12、模型法指通过模型来研究原型的形态、特征和本质的方法简称，依据模型的种类可以分对象模型、过程模型、理想化实验模型、模拟式模型等类型。在科学教材中我们接触过这些模型，例如卢瑟福原子有核模型、匀速直线运动模型、磁感线模型等。如图是伽利略对运动和力的关系的研究示意图，他的这种方法属于上述模型中的           模型。人类对宇宙的认识也有一个建立模型的过程——从亚里士多德—托勒密的地心说到哥白尼—伽利略的日心说的演化……直至1948年           （选填“伽莫夫”或“霍金”）提出热大爆炸模型，宇宙演化的观念才慢慢地进入人类的意识。

【答案】 理想化实验；伽莫夫  

【解析】伽利略对运动和力的关系是在实验的基础上加推理的方法得出的，所以他的这种方法属于理想化实验模型；人类对宇宙的认识也有一个建立模型的过程——从亚里士多德—托勒密的地心说到哥白尼—伽利略的日心说的演化……直至1948年伽莫夫提出热大爆炸模型，宇宙演化的观念才慢慢地进入人类的意识。

三、实验探究题

13、为研究植被对保持水土的影响，某兴趣小组同学打算利用如图装置进行研究，请你帮助他们完成探究。并将表中有关内容补充完整。 

【答案】 以相同的速度均匀地洒等量的水；种上草皮的土坡，流到引水沟内的水和泥沙量比没有种草皮的少 

【解析】猜想是植被可能会保持水土，那么就要做一个对照实验， 其中的一个坡上种上草皮，另一个坡不作处理， 然后以 相同的速度均匀地洒等量的水 ，观察 引水沟中的汇水量和泥沙量 。如果 种上草皮的土坡，流到引水沟内的水和泥沙量比没有种草皮的少 ，说明植被能保持水土。
故答案为： 以相同的速度均匀地洒等量的水 ；种上草皮的土坡，流到引水沟内的水和泥沙量比没有种草皮的少。

14、气球可以用来完成很多科学实验，请回答   

（1）把气球吹成球形后：用沾有墨汁的毛笔在气球表面均匀地要画上小圆点，再把气球吹至排球大小，发现黑点之间的距离增大，如图甲所示。该实验可以模拟宇宙的           。 

（2）在吹气球时，吹大了的气球没握住，它会飞跑了：如图乙所示、若及时捡起气球会发现它的嘴部温度变低了，当球内位气体喷出来时，发生的能量转化情况与汽油机         冲程中能量转化情况一致。 

 乙

（3）用细线把两气球悬挂在木杆上，使两个气球的高度一致，相距约30cm，如图丙所示。两个气球静止时，用嘴向两气球中间吹气，会发现两气球会相互靠近。这个现象可以用

           科学知识来解释。 

 丙

【答案】 （1）膨胀（2）)做功（3）空气的流速大，压强小  

【解析】（1）把气球吹成球形后：用沾有墨汁的毛笔在气球表面均匀地要画上小圆点，再把气球吹至排球大小，发现黑点之间的距离增大，该实验可以模拟宇宙的膨胀。
（2）在吹气球时，吹大了的气球没握住，它会飞跑了：若及时捡起气球会发现它的嘴部温度变低了，当球内位气体喷出来时，气体的内能转化为气球的机械能，这与汽油机做功冲程中能量转化情况一致；
（3）个气球静止时，用嘴向两气球中间吹气，中间的气流速度大压强小，周围的气体流速小压强大，因此两个气球会相互靠近，这个现象可以用空气的流速大，压强小的科学知识来解释。