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1、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0C,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
2、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
3、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&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
4、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
5、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
6、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、a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
7、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：太阳系、地月系、宇宙、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
8、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，这与的核式就相当于行星.结构模型十分相似，其中，原子
9、核相当于太阳，绕核运动的#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（选天文学中用“光年”作为（长必须克服地球的引力才能飞出地7.9km/s的速度沿水平方向抛出,填“行星”、“恒星”或“卫星”），天体之间相距遥远, 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， 球伟大的物理学家牛顿告诉我们：如果人造地球卫星以就能环绕运转，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
10、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，弓I力大小F弓斗，其中m、m分别为2两个物体的质量，r为两个物体间的距离，k=6.67 x 1011卅/ （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
11、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.（1）伽剎略以其名字命名的运动三犬定律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3）牛顿G发现幷命名新元素塔严和纪以来，科学家
12、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（4）爱因斯坦驳斥亚士多德的落体观点5）居里E、提出炬心说”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”.宙大约是由4%的普通物质（包括我们人类和地球）、23%勺暗物质和73%勺暗能量构成.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
13、测遥远超新星时，使用的长度单位（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.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
14、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.不论它是什而不在你的身体么，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
15、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:20
