資源簡介

7.4 《宇宙探索》學案（蘇科版）
學習目標：
1. 能說出“地心說”和“日心說”的主要內容．
2. 知道宇宙是一個有層次的天體結構系統．
3. 光年是長度單位，知道光年的含義，知道1光年=9.46×1015米．
4. 能說出宇宙大爆炸理論，說明宇宙仍在不停地膨脹之中，知道譜線“紅移”的實質．
學習過程：
知識梳理
一、從“地心說”到“日心說”
1.托勒玫創立了“地心說”，認為地球是宇宙的中心；“地心說”的主要觀點：地球處于宇宙中心靜止不動，從地球向外依次有月球、水星、金星、太陽、火星、木星和土星，在各自的軌道上繞地球運轉．
2.哥白尼創立了“日心說”，認為太陽是宇宙的中心；“日心說”的主要觀點：(1)地球是球形的．(2)地球在運動，并且24小時自轉一周．(3)太陽是不動的，而且在宇宙中心，地球以及其他行星都一起圍繞太陽做圓周運動，只有月亮環繞地球運行．
【例1】　地球位于宇宙的中心，太陽、月亮、水星、金星等都繞著地球轉，這種思想的實質是(　　)．
A. 地心說 B. 日心說 C. 哥白尼的觀點 D. 月球是宇宙的中心
精析：地球位于宇宙的中心，太陽、月亮、水星、金星等都繞著地球轉，這種思想的實質是地心說．
解答：A
解后反思：人類認識宇宙的過程是由近及遠的過程，現在對宇宙還有很多未知，已有的很多猜想也未必正確．
二、星空世界——宏觀世界
1. 宇宙是一個有層次的天體結構系統，它是有起源的、膨脹的和演化的．
2. 光在真空中傳播一年所經過的距離作為長度單位，稱為1光年(l.y.).1 l．y.＝9.46×1015 m．天體之間相距遙遠，用米、千米作為單位很不方便．為此，天文學中采用了一些特殊的長度做距離單位，光年是其中一個．如果一個恒星距地球10萬光年，則我們在地球上看到這顆星球發來的光是該星球10萬年前發出的．
【例2】　微觀和宏觀物體的大致尺度按從小到大順序排列，正確的是(　　)．
A. 電子——原子——生物體——太陽系——銀河系
B. 電子——分子——生物體——銀河系——太陽系
C. 原子——原子核——生物體——太陽系——銀河系
D. 電子——原子核——生物體——銀河系——太陽系
精析：太陽系是銀河系的一部分，太陽只是銀河系中數以千億顆恒星中的一員，生物體由分子構成，分子由原子構成，原子由原子核和電子構成．所以按從小到大順序排列：電子、原子、生物體、太陽系、銀河系．
解答：A
三、宇宙從何而來
1. 目前大多數宇宙科學家認定宇宙起源的理論是大爆炸理論，宇宙是起始于“原始火球”——誕生于距今約137億年的一次 ．
2. 爆炸導致宇宙處處膨脹，溫度則相應下降．溫度降到一定程度時，逐步形成了行星、恒星、星系、星系團和超星系團等，目前宇宙還在膨脹中．
我們可用粘有小塑料顆粒的氣球類比宇宙，小塑料顆粒可看成宇宙中的天體．氣球膨脹時，任意小塑料顆粒周圍的其他小塑料顆粒都在離它遠去．我們就是根據譜線“紅移”判斷星系在離我們遠去，從而判斷宇宙正在膨脹．
3.譜線紅移：恒星發出的光是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種色光組成，稱為光譜．在光譜中，紅光的頻率低、波長長，紫光的頻率高，波長短．
⑴太陽的光譜：
⑵譜線紅移：20世紀20年代，天文學家哈勃發現任何星系的光譜向長波（紅光波）方向偏移，稱之為 ，這一現象說明 ．
⑶多普勒效應：我們知道，當一列火車迎面開來時，我們聽到汽笛聲音調升高，波長變短；當它離我們而去時，汽笛聲音調就明顯降低，波長變長，這就是多普勒效應，光同樣有多普勒效應．天文學家哈勃發現，星系的譜線向長波方向偏移，與聲音的多普勒效應類比，不難得出結論：星系在遠離我們而去，即地球與周圍星系之間的距離越來越長．
4.從微觀到宏觀：夸克、質子（中子電子）、原子核、原子、分子、物體、行星（地球）、恒星（太陽）、星系（銀河系）、星系團、超星系團、宇宙．
【例3】　宇宙大爆炸理論是目前被人們廣為接受的一種宇宙起源學說．宇宙大爆炸理論認為：宇宙誕生于大爆炸，爆炸引起宇宙膨脹，并認為(　　)．
A. 目前宇宙仍在不斷地膨脹
B. 目前宇宙膨脹已結束且開始收縮
C. 目前宇宙已處于既不膨脹也不收縮的穩定狀態
D. 宇宙膨脹早已結束，目前處于靜態
精析：宇宙誕生于大爆炸，爆炸引起宇宙膨脹，且目前宇宙仍在不斷地膨脹．
解答：A
【例4】　 閱讀下列短文，回答問題．
土星是太陽系中最美麗的行星，它是一顆由濃密大氣包裹的液體星球，用望遠鏡可以看到它有一個美麗的光環，像一頂巨大的草帽(如圖所示)，土星光環是由石塊、冰塊和塵埃組成的．其實不僅土星有光環，木星、天王星和海王星也有光環，只不過比較稀薄而已．
(1)土星及其他一切天體都是由________組成的．
(2)組成土星的物質形態包括________、________和________．
(3)通過短文，你還獲得了哪些信息？說出一條來．________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
精析：土星本身是液態，土星的大氣是氣態，土星的光環中的石塊、冰塊等物是固態，這些都是土星的物質形態．除了土星之外，太陽系中還有木星、天王星、海王星有光環．
解答： (1)物質　(2)固態　液態　氣態　(3)太陽系中有光環的行星有四顆，它們是土星、木星、天王星、海王星
【例5】關于粒子和宇宙，下列說法正確的是（　　）
A．固體、液體很難被壓縮，說明分子間存在吸引力
B．楊絮漫天飛舞，說明分子在做永不停息的無規則運動
C．電子、原子核、原子是按照由小到大的尺度排序的
D．“地心說”提出太陽是宇宙的中心
精析：A、固體和液體很難被壓縮是因為分子間存在相互的斥力，故A錯誤；B、楊絮漫天飛舞，說明分子在做永不停息的無規則運動，柳絮飛舞屬于宏觀物體運動不是分子運動，故B錯誤；C、常見粒子尺度由小到大排序：電子、原子核、原子、分子。所以C正確；D、“地心說”提出地球是宇宙的中心。所以D錯誤；故選：C．
解答： C
解后反思：本題所考知識點：分子動理論的內容并能分析相關現象；知道摩擦起電現象及其兩種電荷的相互作用規律；知道微觀粒子的結構及其帶電粒子的電性；了解人們認識宇宙的過程．
當堂訓練
1. 下列各項排列中，按尺度的數量級由小到大排列的是(　　)．
A. 原子核、分子、地球、銀河系 B. 分子、電子、地球、太陽系
C. 分子、生物體、銀河系、太陽系 D. 分子、原子核、地球、銀河系
2. 關于粒子和宇宙，下列說法中正確的是(　　)．
A. “破鏡不能重圓”是因為分子間存在排斥力
B. 分子間吸引力和排斥力不能同時存在
C. 炭筆畫出的連續的線放大后不連續，說明分子間有空隙
D. 宇宙是有層次的天體結構系統，是有起源的、膨脹的和演化的
3. 哈勃望遠鏡使我們感受到宇宙的浩瀚，電子顯微鏡使我們認識到微觀世界的深邃．關于宇宙和粒子，下列說法錯誤的是(　　)．
A. 天體之間和分子之間都存在著相互作用力
B. 電子繞原子核運動與地球繞太陽運動相似
C. 人類對宇宙和微觀世界的探索將不斷深入
D. 用光年表示宇宙時間，用納米量度分子大小
4. 土星的第六顆衛星簡稱“土衛六”，它的表面覆蓋了厚厚的大氣層，地表有山脈、湖泊、河流，被認為是與地球最為相似的星球．“土衛六”離地球最近時，距離地球約為1.3×1012 m，假如小雨此時站在“土衛六”上，能用望遠鏡看到地球上的景象，他看到的是(　　)．
A. 地球上106個小時前的景象 B. 地球上1個多小時前的景象
C. 地球上現在的景象 D. 地球上1個多小時后的景象
5.下列關于宇宙、物質及其結構的說法中正確的是（　 　）
A．地球是宇宙的中心，太陽繞地球運動
B．宇宙是由物質組成的，常見物質是由分子、原子構成的
C．太陽內部氫原子核在超高溫下發生裂變，釋放出巨太的核能
D．固體有一定的體積和形狀，固體分子排列十分緊密，分子間沒有間隙
6. “地心說”認為________是宇宙的中心；“日心說”認為________是宇宙的中心．
7. 宇宙是一個有________的天體結構系統．天文學中，人們將光在真空中行進一年經過的距離稱________，光年是________(填“長度”或“時間”)單位．
8. 如圖所示，用粘有小金屬粒的氣球來類比宇宙，小金屬粒可看成宇宙中的________．氣球膨脹時，任一小金屬粒周圍的其他金屬都在________，此天文現象被________________________________________________________________________所證實．
9. 閱讀短文，回答問題．
最近研究“地外文明”的天文學家和生物學家一起用計算機模擬出了銀河系中兩個可能孕育著生命的外星天體，它們被命名為“奧雷里亞”和“藍月亮”．其中“藍月亮”更引人注目，據推測“藍月亮”是一顆本身不發光，卻圍繞著一顆巨大的行星運轉的固體星，距離地球大約50光年，“藍月亮”上的一天為240個小時．“藍月亮”上光照良好，有液態水存在，大氣密度是地球大氣密度的4倍，而中心引力又比地球小很多．
(1)“藍月亮”上的光照最可能來自于離“藍月亮”最近的__________．
(2)若從地球上向“藍月亮”發射一束激光，則這束激光至少需________年才能到達“藍月亮”．
(3)若在“藍月亮”上能夠發射衛星，你認為“藍月亮”的脫離速度與地球的脫離速度相比是_____(填“大”“小”或“相等”)，理由：_____________________________________________________．
10. 請依據下表中太陽系部分行星的相關數據，回答問題：
金星 地球 火星
與太陽間平均距離（106m）約 108 150 230
表面平均溫度（℃）約 470 15 －30
已知衛星數（個） 0 1 2
繞日周期（年）約 0.6 1 1.9
自轉周期（日）約 243 1 1
（1）行星表面平均溫度與行星離太陽的距離遠近關系是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．
（2）三顆行星中，在＿＿＿＿＿＿上“年”比“日”短．
《當堂訓練》答案
1. A　2. D　3. D　4. B 5.B 6. 地球　太陽 7. 層次　1光年　長度
8. 天體　相互遠離　譜線的“紅移”現象
9. (1)恒星　(2)50　(3)小　“藍月亮”的引力比地球的引力小
10. 行星離太陽越遠，行星表面平均溫度越低 金星

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