5.3 宇 宙 的 起 源 和 演 化 基 础 巩 固 2021—2022 学 年 高 中 物 理 教 科 版 （2019）必修第二册 一、选择题（共 15 题） 1．形成目前宇宙的原始火球特征为（　　） A．温度很高、密度很小，体积很小 B．温度很低、密度很大，体积很小 C．温度很高、密度很大，体积很小 D．温度很低、密度很小，体积不断变动 2．关于恒星的描述，下列说法中正确的是（　　） A．质量越大的恒星，寿命越短 B．质量越大的恒星，寿命越长 C．表面温度比太阳高的恒星呈现出比太阳稍红的颜色 D．表面温度比太阳低的恒星呈现出比太阳稍蓝的颜色 3．太阳辐射的能量来源于（ ）． A．太阳的运动 B．太阳黑子爆发 C．氢气的燃烧 D．内部热核反应 4．从地球上看月球，总是看到相同的一些月海，这是因为（ ）． A．地球总是同一面对着月球 B．月球自转周期与地球自转周期相同 C．月球没有自转 D．月球自转周期与月球绕地球公转的周期相同 5．一颗恒星的寿命取决于它的（　　） A．体积 B．质量 C．亮度 6．关于银河系的形状，下列说法正确的是（ A．旋涡星系 B．椭圆星系 D．温度 ）． C．圆形星系 D．不规则星系 7．下列说法中正确的是（　　） A．卢瑟福发现电子 B．汤姆孙提出原子核式模型 C．所有原子核都是由质子和中子组成 D．质量越大的恒星寿命越短 8．根据恒星的分类，太阳属于（ A．超巨星 B．主序星 ） C．白矮星 D．中子星 9．太阳燃料全部耗尽，最终会变成一颗（ ） A．白矮星 C．黑洞 B．中子星 D．黑矮星 10．在宇宙诞生过程中，产生了如下粒子：①光子、中微子、电子等大量轻子；②氘核、氚核、氦核等轻 核；③夸克、轻子、胶子等粒子；④质子和中子等强子；⑤电子、质子、氦核的混合电离气体；⑥电子、 质子复合成为中性氢原子，根据宇宙大爆炸理论，以上粒子形成的先后顺序是（　　） A．①②③④⑤⑥ B．③①④②⑤⑥ C．③④①②⑤⑥ D．①③④②⑥⑤ 11．关于恒星的寿命，下列说法正确的是（ ） A．恒星的质量越大，寿命就越长 B．恒星的温度越高，寿命就越长 C．恒星的亮度越大，寿命就越长 D．恒星的质量越小，寿命就越长 12．下列关于宇宙的叙述正确的是（　　） A．太阳的半径，质量，密度，体积都比地球大得多 B．宇宙中恒星是有寿命的，恒星质量越大，寿命越短 C．宇宙中恒星都是不动的星球，行星都是绕着恒星运动的 D．银河系是一种旋涡状星系，太阳系就位于旋涡的中心 13．现代宇宙学告诉我们，恒星在演变过程中，会形成密度很大的天体，如白矮星、中子星或黑洞。据推 测， A． C． 1cm3 中子星物质的质量是 1.5 �109 t ，则中子星的密度约（　　） 1.5 �1012 kg / m 3 1.5 �1018 kg / m3 B． 1.5 �1015 kg / m 3 D． 1.5 �1021 kg / m 3 14．木村星系离地球为一亿光年，下列叙述错误的是（　　） A．木村星系的光需一亿年才能到达地球 B．在地球所见的为一亿年前的木村星系 C．可推知木村星系可能形成在五千万年前 D．木村星系中最老的恒星年龄应该超过一亿年 15．现在科学家们正在设法探寻“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子 有相同的质量和相同的电荷量，但电荷符号相反。据此，若有反 α 粒子，它的质量数和电荷数分别为（　 ） A．-4，-2 B．4，-2 C．-4，2 D．4，2 二、填空题（共 4 题） 16．亚里士多德提供了许多根据观察得到的令人信服的理由，证明人类赖以生存的大地是一个球体．试举 出除天文观察以外的两个理由： （1）_________________； （2）________________． 17．星系按外形大致分为____________、____________、____________。 18．恒星的相对亮度常用________来表示，直接由光度测量得到的星等称为________，恒星在离一个标准 距离情况下所具有的亮度称为________． 19．读天体系统层次框图，完成下列问题。 (1)写出图中字母所代表的天体系统的名称： A_______________；B_______________；C_______________；D_______________； (2)图中天体系统 C 的中心天体是_______________； (3)目前我们人类能观测到的最远的星系估计为________________亿光年。 三、综合题（共 4 题） 20．查阅资料，了解典型的恒星演化过程，并与同学们交流。 21．查阅资料，了解关于宇宙起源的理论，说说每种理论的内容及科学依据。 22．太阳是个极其巨大、炽热的气体球，太阳中心处核聚变产生的巨大能量不断向宇宙空间辐射。 (1)太阳的光和热以每秒 3 �108 米的速度（即光速 c）向外辐射，约经 8 分 20 秒到达地球。试估算太阳与地 球间的距离。 (2)用 E 表示太阳的辐射能，估算地球获得的辐射能为太阳总辐射能 E 的几分之一。（已知球表面公式为 S球面  4πr 2 ，r 为球半径，地球半径 R 为 6400 千米） 23．古希腊某地理学家通过长期观察，发现某日正午时刻，在北半球 A 城阳光与重垂方向成 7.5°角射入， 而在 A 城正南方，与 A 城地面距离为 l 的 B 城，阳光恰好沿重垂方向射入，如图所示，射到地球的太阳光 可视为平行光，据此他估算出了地球的半径，试写出估算地球半径的表达式． 参考答案 1．C 2．A 3．D 4．D 5．B 6．A 7．D 8．B 9．D 10．C 11．D 12．B 13．C 14．C 15．B 16．船只出海时渐渐没入地平线 17．旋涡星系 18．星等 19．总星系 椭圆星系 视星等 向南旅行和向北旅行时所见的星空是不同的 不规则星系 绝对星等 河外星系 太阳系 地月系 太阳 150~200 20． 星系碰撞造成的星云压缩和扰动也可能形成大量恒星，成年期时形成主序星，中年期时形成红巨星，超巨 星。晚年到死亡以三种可能的冷态之一为终结:白矮星，中子星，黑洞。 21． 据拉美社 8 月 15 日报道，加拿大科学家提出了有关宇宙起源的新理论：认为我们所认识的三维宇宙可能起 源于一颗毁灭后变成四维空间的恒星。美国每日星系网站 15 日发表了这一理论。，当前最流行的“宇宙大 爆炸”理论认为，宇宙是由一个致密炽热的奇点于 137 亿年前一次大爆炸后膨胀形成的，天文学家和物理学 家发现的多个科学现象--例如可观测宇宙的膨胀和原始引力波的存在等，令“宇宙大爆炸”理论得到进一步充 实； 然而加拿大佩里米特理论物理研究所的专家认为，这个理论不能解释宇宙大爆炸之前是什么样的，而他们 提出的新理论却对此作出了解释，关于宇宙起源的新理论认为四维宇宙的形成过程类似于当前三维宇宙的 黑洞视界，专家认为，在我们的世界，所谓黑洞视界就是一个没有物质和能量回归的点。如果任何粒子， 包括光子穿过这个点，都无法逃脱重力，那么它最终就会掉落到黑洞物质的中心。 22．(1) 23． 1.5 �1011 24l  米；(2)22 亿分之一