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微信公眾號“勝哥課程”
2024 新版科學七上第 3 章第 3 節人類對字宙的探索 2
1．宇宙中的天體都歷經誕生、成長、成熟到衰老、死亡的緩慢演化過程。如圖是人類首次 拍
攝到的黑洞照片。下列說法錯誤的是（ ）
A．黑洞是客觀存在的天體
B．黑洞是一種密度極小的天體
C．光在內的所有物質都逃脫不了黑洞的引力作用
D．演化的最后階段可能變成黑洞的天體是恒星
2．小科通過微信公眾號“勝哥課程”知道了太陽系的形成過程，下面敘述正確的是（ ）
A．太陽系是由一塊星云收縮形成的
B．太陽系是由多塊星云收縮，形成太陽和八大行星
C．太陽系是由星系爆炸形成的
D．太陽系是由星系分離出來的
3．天文學家認為，恒星在誕生之初會像人類的同卵多胞胎一樣有著一個或多個孿生“兄弟”。
天文學家通過一系列分析后發現，一顆編號為“HD 162826”的恒星為太陽的孿生“兄弟”。以
下不能用以確認“HD 162826”為太陽孿生“兄弟”身份的是（ ）
A．質量和太陽相近 B．年齡和太陽相同
C．化學成分和太陽相似 D．形成位置和太陽吻合
4．研究發現，恒星壽命的長短取決于它的質量大小。結合圖表信息，推測下列四種恒星中
壽命最長的是( )
恒星 質量(與太陽相比的倍數)
天狼 A 星 2.14
天狼 B 星 1.05
織女星 2.13
牛郎星 1.79
A．天狼 A 星 B．天狼 B 星 C．織女星 D．牛郎星
5．小科通過微信公眾號“勝哥課程”觀看了《超新星的爆炸》科學視頻。超新星的熱核爆
炸表示了這顆恒星的演化階段是( )
A．誕生期 B．壯年期 C．死亡期 D．任何時期都可能
6．小科通過微信公眾號“勝哥課程”知道了質量是太陽 50 倍的的恒星最終會變成（ ）
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微信公眾號“勝哥課程”
A．黑矮星 B．黑洞 C．白矮星 D．超新星
7．小科通過微信公眾號“勝哥課程”知道了質量是太陽 5 倍的恒星最終會變成（ ）
A．主序星 B．太陽 C．紅巨星 D．黑矮星
8．小科通過微信公眾號“勝哥課程”了解恒星的相關知識，下列說法不正確的是（ ）
A．一顆恒星的壽命取決于它的質量
B．質量大的恒星可用以燃燒的核燃料較多，因此它們的壽命比較長
C．當恒星步入“老年時期”，恒星的核心將開始收縮，而其外層部分則開始膨脹就會成為
一顆紅色的巨星或超巨星
D．巨星和超巨星可能爆炸成為超新星
9．小科通過 “勝哥課程”知道了找北極星的方法，在晚上八九點鐘，面向 星空 ，
先找到 星座，把北斗七星中 的兩星連線，并朝斗口方向延伸 距離，
就可找到北極星。其斗柄在不同季節指向不同：春天斗柄朝 ，夏天斗柄朝 ，秋天
斗柄朝 ，冬天斗柄朝 。
10．恒星內部的 核發生 反應，生成氦并釋放 。恒星的穩定主序星階
段能夠持續的時間長短與 有關， 越大，時間越 。太陽的主序星階
段約 100 億年。太陽已存在約 50 億年。恒星約 90%的 都處于主序星階段。
11．宇宙中存在著各種各樣的天體，科學家根據它們體積、質量、運動規律等存在的相似性
和差異性，分成行星、 、星團、 等不同的天體層次。我們生活的地球
是一顆 ，它和月球構成了地月系，而由太陽、八大行星及其衛星等天體構成的更
大的天體系統是 。
12．圖示為太陽從“出生”(A 點)到“死亡”的生命階段。
（1） 現在，我們每天看到的太陽大約處在圖中的 (選填“A”“B”“C”或“D”)點。
（2） 在 DE 段太陽將形成 。
（3） EF 段，太陽將演化成為一顆 ，最終太陽將慢慢“熄滅”，成為 。
13．如圖展示了恒星的質量與它的壽命的關系，恒星壽命指恒
星在耗盡燃料之前所能存在的時間。由圖可知，質量比太陽大
的恒星，其壽命比太陽 ；一個質量是太陽 0.8 倍的恒
星大約能存在 億年；一個質量是太陽 1.7 倍的恒星大
約能存在 億年。
微信公眾號“勝哥課程” 2
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答案
1.B 2.A 3.A 4.B 5.C 6.B 7.D 8.B
9. 北天； 大熊； 斗前； 5 倍； 東； 南； 西； 北；
10. 氫（輕）； 聚變； 能量； 質量； 質量； 短； 生命周期
11. 恒星；星系；行星；太陽系
12.（1）C
（2）紅巨星
（3）白矮星；黑矮星
13. 短； 130； 30
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第3章 廣袤浩瀚的宇宙
第3節 人類對字宙的探索
2023年9月21日，“天宮課堂”第四課在中國空間站開講，航天員為廣大青少年帶來一堂精彩的太空科普課，并通過視頻與地面課堂師生進行實時互動交流。“天宮課堂”對于培養青少年科學精神、激發探索浩瀚宇宙的興趣具有獨特優勢。
人類為什么孜孜不倦地
探索宇宙？探索宇宙有哪些
發現？
第2課時 星系、恒星
第3節 人類對字宙的探索
三、銀河系和河外星系
宇宙有多大？
最初人們認為地球是宇宙的中心，太陽、月球、5顆行星和6000多顆靜止不動的恒星構成了宇宙。
宇宙由銀河系等星系組成，銀河系由幾千億顆像太陽一樣的恒星組成。
地球位于銀河系的何處？
銀河系有多大？
它的中心在哪里？
當我們仰望夏季的夜空，看到橫跨夜空的那條銀河時，其實我們正在銀河系內部觀察我們生存的這個星系的中心。
太陽系在銀河系中
星系是由單顆恒星、恒星系統、星團、塵埃和氣體在引力作用下聚集在一起形成的大型天體系統。
天文學家把大多數星系分為三類:旋鍋星系、橢圓星系和不規則星系。
銀河系是一個旋渦星系。從側面看，銀河系呈扁圓盤狀；從上往下看，能夠看到銀河系的旋渦結構。我們無法在地球上看到銀河系的旋渦結構，因為太陽系位于銀河系的一條旋臂上。
銀河系是由眾多恒星及星際物質組成的一個巨大星系，所有的恒星都圍繞銀河系的中心旋轉。銀河系的直徑約為1.0×105光年，中心厚度約為1.2×104光年，自中心向邊
緣逐漸變薄。太陽只是銀河
系內幾千億顆恒星中的一顆
普通恒星。太陽遠離銀河系的中心，它與銀河系中心的距離約2.6× 104光年，約2. 4億年繞銀河系中心轉一圈。恒星彼此相距很遠，離太陽最近的恒星是比鄰星，與太陽相距4.22光年。
太陽不在銀河系的中心，人類又一次破除了自己位于宇宙中心的觀念。
銀河系雖然很大，但在整個宇宙中顯得微不足道。銀河系只是廣闊深空中上千億個星系中的一個普通星系。銀河系和銀河系外的河外星系構成了廣闊無垠的宇宙。如圖顯示了不同尺度的天體所橫跨的范圍。
仙女座星系(M31)
天文學家很早就意識到銀河系外有其他星系。
1919年，哈勃用當時最大且最先進的天文望遠鏡，測定了仙女座大星云(星系)的距離，發現這個距離遠大于銀河系的直徑。因此，哈勃推斷仙女星系一定位于銀河系之外。
1. 面向北天星空 ，先找到大熊星座。北斗七星在天空中呈斗狀， 很容易認出。其斗柄在不同季節指向不同：在晚上八九點鐘觀測，春天斗柄朝東，夏天斗柄朝南，秋天斗柄朝西，冬天斗柄朝北。
P122
宇宙中有上千億個星系，每個星系中含有數量巨大的恒星。例如，天文學家估計，北斗七星范圍內存在100多萬個星系。
今天，我們對宇宙的理解
已跨越浩瀚的星際空間，
延伸到了我們所見的整個
宇宙。然而，這些發現，
無論大小，都是無數科學
家努力探索的成果，是一代代科學家智慧的結晶。
圖中每個可見的光點都可能是一個遙遠的星系
“時光回溯”
遙遠天體發出的光，有的需要幾百萬年甚至幾十億年才能到達地球。在更先進望遠鏡的幫助下，科學家就可以從事更早年代的宇宙研究。例如，仙女星系到地球的距離約為250萬光年，即仙女星系發出的光需要傳播250萬年才能到達地球，也就是說，我們現在看到的仙女星系，是它們在250萬年前發出的光，光信息記錄的是250萬年前仙女星系上的事件。
四、恒星
太陽是銀河系內一顆相當普通的恒星。每一顆恒星都有其誕生、演化和死亡的過程，這是一個十分緩慢的過程。 太陽是地球的能量之源，沒有太陽，人類就不能生存。研究恒星的誕生、演化和死亡，對人類的生存具有重要意義。
恒星與太陽的誕生過程基本相似。
隨著宇宙的膨脹，溫度不斷降低，出現了由中性原子構成的宇宙塵埃。宇宙塵埃在引力作用下，會變得更加密集，并越聚越大，形成氣體狀態的星云團。隨著星云團的收縮，溫度不斷升高，當溫度變得非常熾熱，星云團就開始發光。于是，恒星就誕生了。
當這顆恒星繼續收縮升溫，溫度超過1×107℃時，將引發恒星內部的氫核發生聚變反應，生成氦并向外釋放能量，恒星就開始穩定下來，進入主序星階段。恒星的穩定主序星階段能夠持續多長時間呢？像太陽這樣的恒星的主序星階段可持續約100億年。太陽已存在約50億年，它的主序星階段還有約50億年。今天的太陽正處在它的鼎盛時期。恒星約90%的生命周期都處于主序星階段。
P126
1.如圖展示了恒星的質量與它的壽命的關系。恒星壽命指恒星在耗盡燃料之前能存在的時間。
2.一顆質量是太陽0.8倍的恒星能存在多久？一顆質量是太陽1.7倍的恒星又能存在多久？
答：質量是太陽0.8倍的恒星能存在約130億年。
質量是太陽1.7倍的恒星能存在約30億年。
3.描述恒星的質量與它的壽命的一般關系。
答：一顆恒星壽命的長短取決于它的質量大小：質量越大，壽命越短；質量越小，壽命越長。
恒星是不會永久存在的。
大約50億年后，太陽中心缺少足夠的氫時，太陽的球核將開始收縮，太陽外層的氫繼續變成氦，星體急劇擴大，變成紅色，形成紅巨星。
當太陽膨脹到接近火星軌道時，將吞噬水星、金星、地球，預計太陽在紅巨星階段持續大約10億年時間，亮度升高到今天的近1萬倍。
紅巨星不斷地把外層物質拋向太空，在星體周圍形成行星狀星云，它的核聚變過程中形成的一些物質將進入星際介質參與再循環，而球核進一步收縮， 形成體積極小、密度很大的白矮星。最后，太陽將慢慢“熄滅”，形成一顆看不見的黑矮星，變成星云的一部分，留在宇宙中，進入新的循環。
了解了太陽一生的演化后，你對宇宙有了什么新認識？
答：太陽的演化過程不僅讓我們對恒星的形成、演化和滅亡有了更深刻的理解，也讓我們意識到宇宙的廣闊無垠和生命的脆弱。在面對宇宙的浩瀚與生命的渺小之間，人類需要更加珍惜和保護我們唯一的家園——地球，同時積極探索宇宙，尋找可能的生存空間，以應對未來可能的環境挑戰
P125
與太陽一樣，當恒星內核的氫燃燒殆盡，就會快速演化并消亡。這是恒星最后的歸宿。恒星的壽命取決于恒星的質量。
如果恒星的質量介于1~8倍太陽質量，它會演變成紅巨星，最終演變成白矮星，即體積很小、質量不太小的恒星；
如果恒星的質量是太陽質量的10~20倍，它的體積會急劇變大，形成紅超巨星，隨后爆發成超新星，最終演變成體積極小、密度極大的中子星。
1054年，我國發現并記錄的超新星爆發，史稱“客星”。蟹狀星云即在這次爆發后誕生，這是天文學中第一個被認證具有清晰歷史觀測記錄的超新星遺跡。
當恒星的質量更大時，其內部將產生巨大壓力，物質被“壓成了更為神奇的天體——黑洞。 黑洞的密度非常巨大，強大的引力使任何物質，甚至光都無法逃脫它的吸引。因此，遠處的觀測者無法看到來自黑洞的光。雖然人們看不見黑洞，但科學家能確定它的存在。
恒星的演化
大質量恒星的消亡過程和太陽有什么不同？
答：大質量恒星，過了主序星階段后，體積會急劇變大，形成紅超巨星，隨后爆發成超新星，最終演變成體積極小、密度極大的中子星或黑洞。
2019年，我國天文學家依托自生研制的國家重大科技基礎設施郭守敬望遠鏡(LAMOST)，發現了一個迄今為止質量最大的恒星級黑洞。
2022年5月，天文學家向人們展示了位于銀河系中心的超大質量黑洞的
首張照片。銀河系中心黑
洞跑離地球約2.7×104光
年之遙。
恒星在生命的最后時刻，都會不斷地向四周拋出物質。這些物質自由地在太空中擴散，最后將漸漸孕育出新一輪的恒星星云。
中子星，是處于演化后期的恒星。當恒星的質量大于8倍太陽質量時，它就有可能變為中子星。中子星并不是恒星的最終狀態，它還會進一步演化為不發光的黑矮星。
中子星小得很、典型的中子星直徑只有20km，但密度很大，1cm3的質量最高可達幾十億噸，由于巨大的質量產生了強大的引力。脈沖星(中子星的一種)的中心壓力可達到1×1028個大氣壓，比地心壓力大3×1021倍，比太陽中心壓力大3×1016倍。
圖3.3-21 中子星從極點噴發強大氣流
中子星的能量輻射是太陽的近100萬倍，它在Is內輻射的總能量若全部轉化為電能，就夠目前我們地球用幾十億年。中子星的表面溫度可達到1×107℃，中心溫度還要高數百萬倍。
銀河系內中子星的總數至少在20萬顆以上。
1.星系是由單顆恒星、恒星系統、星團、塵埃和氣體在引力作用下聚集在一起形成的大型天體系統。
2. 星系有三類:旋鍋星系、橢圓星系和不規則星系。
3.北斗七星在天空中呈斗狀。其斗柄在不同季節指向不同:在晚上八九點鐘觀測，春天斗柄朝東，夏天斗柄朝南秋天斗柄朝西，冬天斗柄朝北。
4.恒星內部的氫核發生聚變反應，生成氦并釋放能量。
5.恒星的生命周期
1.銀河系絕大多數恒星和星際物質---( )
A. 集中分布在銀河系邊緣 B. 集中分布在銀河系中心
C. 均勻分布在銀河系中 D. 集中分布在銀河系中心平面附近
D
2.該圖中①、②、③、④四幅圖分別表示不同級別的天體系統，名稱依次是---( )
A. ①銀河系 ②河外星系 ③太陽系 ④地月系 B. ①總星系 ②銀河系 ③太陽系 ④地月系
C. ①總星系 ②銀河系 ③河外星系 ④地月系 D. ①地月系 ②太陽系 ③銀河系 ④總星系
B
3.天體系統的層次，從小到大排列順序正確的是---（ ）
A. 太陽系、地月系、銀河系、總星系
B. 銀河系、太陽系、河外星系、總星系
C. 地月系、銀河系、總星系、河外星系
D. 地月系、太陽系、銀河系、總星系
D
4.我們一般根據下面哪種特征來區分夜空中觀察到的恒星與行星---( )
A. 是否能自己發光
B. 是否繞著太陽轉動
C. 亮度的高低
D. 在夜空中的相對位置是否變化
行星，通常指自身不發光，環繞著恒星的天體。因為一般情況下很難看出它是否自己在發光。所以古代人們把位置相對不變化的叫做恒星，而位置變化明顯的叫做行星。
D
5.從正面和側面看，銀河系的形狀分別是---( )
A. 球狀、平面狀 B. 車輪狀旋渦系統、主體像一個中間凸起的大透鏡
C. 都為車輪狀旋渦系統 D. 都為平面狀
B
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