2020-2021学年第十章 从粒子到宇宙5 宇宙深处精品同步训练题

10.5宇宙深处同步练习沪科版初中物理八年级下册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 对于粒子和宇宙，人类从未停止过探索，下列说法正确的是

A. 光年是时间单位
B. 地球是宇宙的中心，恒星是绝对不动的
C. 原子是由原子核和核外电子构成
D. 在原子核、电子和原子中，尺度最小的是原子核

2. 关于微观粒子和宇宙，下列说法正确的是

A. 汤姆生发现电子，从而揭示了原子核是可以再分的
B. 卢瑟福建立了原子结构的行星模型
C. 质子和中子都是不带电的粒子
D. 天体和微观粒子都在不停地运动，太阳是行星

3. 关于粒子与宇宙，下列认识中正确的是

A. “光年”是长度单位
B. 海绵容易被压缩，说明分子间有间隙
C. 地球绕太阳运动，说明太阳是宇宙的中心
D. 在探索比分子更小的微观粒子的历程中，人们首先发现了质子

4. 关于粒子与宇宙，下列说法正确的是

A. 破镜不能重圆，主要是因为分子间有排斥力
B. 物理学家汤姆生发现了电子，从而揭示了原子核是有结构的
C. 电子、原子核、原子是按照由小到大的尺度排序的
D. 宇宙是一个有层次的天体结构系统，恒星是绝对不动的

5. 下列有关宇宙的说法正确的是

A. 我们人类居住的地球是宇宙的中心
B. 宇宙是由上千亿个星系组成的
C. 宇宙中各个物体都是静止的
D. 地球处在距离太阳比较近的第四条轨道上

6. 2020年春节注定不平凡，“新冠病毒”引起的肺炎在武汉蔓延开来。但是，在党中央的领导下，全国人民万众一心，共同抗疫，很快迎来了胜利的曙光。已知“新冠病毒”的直径约为，原子的直径约为以下微粒由大到小排列正确的是

A. 新冠病毒  原子  夸克  原子核  质子
B. 原子  新冠病毒  质子  原子核  夸克
C. 新冠病毒  原子  原子核  质子  夸克
D. 原子  质子  原子核  夸克  新冠病毒

7. 在宇宙和微观世界中，空间尺度大小各异，大到宇宙，小到夸克，以下四种物质尺度最小的是

A. 电子 B. 银河系 C. 地球 D. 分子

8. 关于微观粒子，下列说法不正确的是

A. 电子的发现，说明原子是可分的
B. 扩散现象表明，一切物质的分子都在不停地做无规则运动
C. 只要视力足够好，人们凭肉眼就能看到电子
D. 原子、原子核、电子是按照尺度由大到小的顺序排列的

9. 下列说法中正确的是

A. 宇宙是一个有层次的天体结构。恒星是绝对不动的
B. 原子内部有带负电的电子
C. 电子、原子、病毒是按空间尺度由大到小排列的
D. 灰尘是很小的分子，所以分子用肉眼可以看见

10. 下列微观粒子中尺度最小的是

A. 原子 B. 质子 C. 分子 D. 原子核

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 现代宇宙观认为______选填“太阳是宇宙的中心”、“银河系是宇宙的中心”或“宇宙没有中心”，现代天文观察发现星系在远离我们而去，由此推测宇宙在______选填“坍塌”或“膨胀”。
12. 人类对宇宙的探索经历了漫长的历程，在探索过程中，望远镜功不可没。最早使用望远镜观察天体的科学家是______，他以确凿的证据有力地支持了______的“______说”。
13. 物理学拓展了人类对微观世界和宏观宇宙的认识。研究发现，常见的物质是由大量的______构成的；太阳______选填“是”或“不是”宇宙的中心。
14. 从微观世界到宇宙，物体的尺寸大小不同，在原子、电子、太阳系、地球四者中，尺度最大的是______ ，最小的是______ 。

三、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

15. 关于光的传播现象：
    如图1所示，暗室中，将一束光分别射入水和不均匀的糖水中，观察光的传播路径可知，光沿直线传播是有条件的，介质应当具有同一种、______的特点。
    光在不同介质中的传播速度是______选填“相同”“不同”的，光______选填“能”“不能”在真空中传播；天文学中常用的“光年”是度量______的单位。
    如图2所示，是一群聋哑少女表演“千手观音”的情景。坐在台下的观众看不见领舞者身后站着的其他舞蹈者，这是因为______缘故，舞台上金光灿灿的“佛光”是舞蹈者手上的饰品发出的，饰品______填“是”或“不是”光源。

16. 在研究真空能否传声的时候，把闹钟放在玻璃钟罩内，用抽气机逐渐抽出罩内空气，听到铃声逐渐减小。实验中无法达到绝对真空，但可以通过铃声的变化趋势，推测出声音不能在真空中传播，这种方法称为“理想实验法”。英国物理学家牛顿曾经研究过这样一个问题：从高山上用不同的水平速度抛出物体，抛出速度越大，物体的落地点就离山脚越远，当速度越来越大时，物体将如何运动呢？当时他虽然无法使物体达到很大的速度，但通过科学的推测得出了一个重要的结论。

请你根据以上论述及牛顿当年所绘制的草图如图所示推测出这个结论：______________________________________________。现代科技领域中应用这个结论制成了________________。伽利略等人利用相似的推理方法对力和运动的关系进行了研究，牛顿在伽利略等人研究的基础上总结出了著名的________________定律。

四、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

17. 2016年9月，由我国自主设计的世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜简称在我省平塘县成功建成，如图所示，这一堪称超级“天眼”的建成，为人类探索宇宙深处的奥秘增添了又一“利器”，若你是这个“天眼”的操控者，你最想通过它去发现宇宙中的什么奥秘？写出两条即可
    
    
    
    
    
    
     
18. 阅读短文，回答问题：
    星系在远离我们而去
    当一列火车迎面驶来时，我们听到的汽笛声音调会升高即声波的频率升高；当它离我们远去时，音调降低即声波的频率降低，这一现象叫多普勒效应．
    不同色光的频率不同．光同样可以产生多普勒效应，当光源靠近我们或离我们远去时，我们观测到它发出的光的频率也会发生变化．变化的规律与声音相同．
    20世纪天文学家哈勃观察到，几乎所有远处星系发出光的频率都向红光方向偏移，称为“红移”这一现象说明，星系在远离我们而去．哈勃研究了24个距离已知的星系，由它们发出光频率的偏移推算出他们退行的速度，画出它们退行的速度v与它们离我们的距离r的图象，如右图所示．图中只标出其中四种星团，横坐标单位中的是光年，它表示光在一年内所通过的距离．分析图象，哈勃总结出v和r之间存在简单的正比关系，即：，H为哈勃常数，这便是“哈勃定律”．
    为解释哈勃定律，科学家提出“宇宙大爆炸”理论．认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的，假设我们就位于其中心．大爆炸后各星系以不同的速度向外匀速运动，远离我们而去．
    鸣笛的火车远离我们而去，我们听到汽笛声的频率______ 升高不变降低．
    若远处有光源在靠近地球，则在地球上观察到它所发出光的频率______ 升高不变降低．
    由文中“红移”现象推知，红光的频率______ 大于等于小于紫光的频率．
    关于图中四种星团速度的描述，符合短文内容的是______ ．
    A.四种星团速度相同
    B.长蛇星系团速度最大
    C.室女云星团速度不断变小
    D.长蛇星系团速度不断变大
    根据短文内容，估算哈勃常数H的值．写出计算过程，一年取，结果保留到整数．

答案和解析

1.【答案】C
 

【解析】解：A、光年是指光一年的时间内通过的路程，是长度单位，故A错误；
B、宇宙是无限的，地球不是宇宙的中心；运动总是相对而言的，选取不同的参考系会得出不同结果，故B错误；
C、原子是由原子核和核外电子组成的，原子核又是由带正电的质子和不带电的中子组成的，故C正确；
D、原子由原子核和核外电子组成，原子核包括质子和中子两部分，在原子、电子、质子中，尺度最小的是电子，故D错误。
故选：C。
光年是指光一年的时间内通过的路程，是长度单位；
宇宙是无限的，地球不是宇宙的中心；选取不同的参考系会得到不同的运动结果；
原子是由原子核和核外电子组成的，原子核又是由带正电的质子和不带电的中子组成的；
分子由原子组成，原子的构成：带正电的原子核和带负电的核外电子，原子核又分为带正电的质子和不带电的中子。
此题考查了我们对宏观世界与微观结构的认识，熟悉基础知识的考查，难度较小。
 

2.【答案】B
 

【解析】解：
A、汤姆生发现了电子，从而说明原子是可以再分的，而不是原子核，故A错误；
B、卢瑟福建立了原子结构的行星模型，原子核位于原子的中心，核外电子绕原子核高速旋转，故B正确；
C、研究表明，质子带正电，中子不带电，故C错误；
D、天体和微观粒子都在不停地运动，太阳是银河系中的一颗恒星，故D错误。
故选：B。
汤姆生发现了电子，从而说明原子是可以再分的；
卢瑟福建立了原子结构的行星模型，原子的核式结构就像太阳系一样，中间是原子核，周围是绕核转动的电子；
质子带正电，中子不带电；
太阳是银河系中的一颗恒星。
本题考查了原子结构特点、带电情况及其发现过程、对宇宙基本认识等，虽然涉及的知识点较多，但难度不大，掌握基础知识即可正确解题。
 

3.【答案】A
 

【解析】解：A、光年是天文学上的长度单位，故A正确；
B、海绵容易被压缩，是因为海绵的多孔结构，不能说明分子间有空隙，故B错误；
C、地球等行星绕太阳转动，说明太阳是太阳系的中心，但太阳不是宇宙的中心，故C错误；
D、在探索微小粒子的历程中人们首先发现了电子，并且知道原子也是有结构的，是可以再分的，故D错误。
故选：A。
光年指光在一年中通过的距离；
海绵是多孔结构的物质；
整个宇宙都是运动的；宇宙有层次之分，是由无数天体组成，太阳是宇宙中的一颗恒星，不是宇宙的中心；
汤姆生发现电子后，人们认识到原子是由位于原子中央的原子核和核外电子组成，原子核是由带正电的质子与不带电的中子组成。
本题考查了光年的含义、宏观宇宙与微观结构等，所考查内容均为物理中的常见知识点，要求学生熟练掌握。
 

4.【答案】C
 

【解析】解：
A、破镜不能重圆，主要是因为分子间的距离过大，分子间的作用力不能发挥作用，故A错误；
B、物理学家汤姆生发现了电子，从而揭示了原子是有结构的，故B错误；
C、在电子、原子核、原子中，电子的尺度最小，原子的尺度最最大，则电子、原子核、原子是按照由小到大的尺度排序的，故C正确；
D、运动是相对而言的，没有任何物体是绝对不动的，选择了不同的参照物，物体的运动情况就是不同的，恒星相对于从它旁边运动过的流星而言就是运动的，故D错误。
故选：C。
物质是由分子构成的，分子在不停地做无规则的运动，分子间存在相互作用的引力和斥力，分子间有间隙；
汤姆生发现了电子从而揭示了原子是有结构的；
常见粒子尺度由小到大排序：电子、原子核、原子、分子；
运动是相对而言的，没有任何物体是绝对不动的。
本题考查了分子动理论、人类对原子结构、宏观宇宙的认识等，熟练掌握基础知识，是正确解题的前提与关键。
 

5.【答案】B
 

【解析】解：A、宇宙是无限的，地球只不过是宇宙中普通的一颗行星，并不是宇宙的中心。故A错误；
B、宇宙由银河系等上千亿个星系组成。故B正确；
C、运动是物体存在的基本形式，宇宙由运动的物质组成，所以宇宙中各个物体都处于不断的运动和变化过程中。故C错误；
D、地球处于距离太阳比较近的第三条轨道上。故D错误。
故选：B。
地球是太阳系中一颗普通的行星，宇宙是无限的，没有中心；
宇宙最大的单位是星系团，星系团由具体的星系组成；星系由恒星系组成，恒星系普遍是双星系统，一部分恒星系有行星系统，一部分行星系统有卫星，无论哪级天体系统，都是由具体的物质组成；
宇宙万物处于不断的运动和变化之中，绝对静止的物体不存在；
地球在距离太阳比较近的第三条轨道上。
此题考查的是学生对天文常识的了解，在平时的学习和生活中应该注意积累。
 

6.【答案】C
 

【解析】解：已知“新冠病毒”的直径约为，原子的直径约为，其中原子是由位于中心的原子核和核外电子构成的，而原子核是由质子和中子构成的，质子和中子又是由更小的微粒夸克组成。所以微粒由大到小排列正确的是新冠病毒、原子、原子核、质子、夸克。
故选：C。
物质是由分子构成的，分子是由原子构成的，原子是由位于中心的原子核和核外电子构成的，原子核是由质子和中子构成的，质子和中子又是由更小的微粒夸克组成。
此题考查我们对于微观结构及其尺度的了解，是一道基础题。
 

7.【答案】A
 

【解析】解：银河系和地球都是宏观物体，而电子和原子核组成了原子，原子组成了分子。故物质尺度最小的是电子。
故选：A。
地球是银河系中的一个小小的行星，地球是由物质组成，物质由分子组成，分子由原子组成，原子由原子核和电子组成。
本题考查了物质的大小关系。这四种物质从大到小的排列为：银河系，地球，分子，电子。
 

8.【答案】C
 

【解析】解：A、电子是原子的组成部分，电子的发现说明原子还可以再分。故A正确；
B、分子的运动眼睛无法直接观察，是通过扩散现象来反映的。扩散现象表明一切物质的分子不停地做无规则运动。故B正确；
C、由于体积太小，肉眼是看不到电子的，只有借助电子显微镜才可能观察。故C不正确；
D、物质由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由原子核与核外电子组成的，原子核是由质子与中子组成的，质子和中子还有更精细的结构。若按照由大到小的顺序排列质子、原子、电子，正确的顺序为原子、原子核、电子。故D正确。
故选：C。
原子由原子核和电子构成；
扩散现象表明一切物质的分子都在不停地进行无规则运动；
电子体积很小，人仅凭肉眼是无法看到的；
物质由分子构成，分子由原子构成，原子由原子核与核外电子构成，原子核由质子与中子构成。
此题考查了原子结构、分子动理论的内容及其应用，属于基础知识的考查，难度不大。
 

9.【答案】B
 

【解析】解：A、宇宙是一个有层次的天体结构系统，其中恒星也是不断运动的，绝对静止的天体是不存在的，故A错误；
B、原子是由带正电的原子核和负电的核外电子组成的，故B正确；
C、常见粒子尺度由小到大排序：电子、原子核、原子、分子，故C错误；
D、灰尘是很小的固体小颗粒，由很多分子构成，故D错误。
故选：B。
运动是宇宙中的普遍现象，没有任何物体是绝对不动的；
原子是由带正电的原子核和负电的核外电子组成的；
常见粒子尺度由小到大排序：电子、原子核、原子、分子；
物质是由大量分子、原子组成的，分子在永不停息地做无规则运动。
此题是一道综合题，考查的知识点较多，包括宏观宇宙与微观尺度、电荷间相互作用和扩散现象，难度不大，熟练掌握基础知识是解答的关键。
 

10.【答案】B
 

【解析】解：物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由原子核和电子组成的，原子核是由质子和中子构成，质子和中子又由夸克组成。所以在原子、质子、分子和原子核中，尺度最小的是质子。
故选：B。
根据对物质微观结构的认识解答。
本题考查了微观结构，属于基础知识的考查。
 

11.【答案】宇宙没有中心  膨胀
 

【解析】解：现代宇宙观认为宇宙没有中心，现代天文观察发现星系在远离我们而去，由此推测宇宙在不断的膨胀。
故答案为：宇宙没有中心；膨胀。
就像太阳系中所有的行星都绕着太阳旋转，银河系所有的恒星都绕着银河系的中心旋转一样，宇宙中并不存在一个中心。因为宇宙的膨胀不发生在三维空间内，而是发生在四维空间内的，它不仅包括普通三维空间长度、宽度和高度，还包括第四维空间时间，并且宇宙是在不断膨胀的。
本题考查了现代宇宙的基础理论，难度不大。
 

12.【答案】伽利略  哥白尼  日心
 

【解析】解：伽利略是近代物理实验的先驱者，改进了望远镜用于观察天体的运行规律，率先用望远镜观察天空，得到的关于天体运行的结果支持了哥白尼的“日心说”。
故答案为：伽利略；哥白尼；日心。
经典力学和实验物理学的先驱伽利略率先用望远镜观察天空，由此得到的关于天体运行的结果支持了哥白尼的日心说。
本题考查了物理常识，关键是学生对主要科学家和物理学家的生平以及贡献的了解与掌握，是一道基础题目。
 

13.【答案】分子、原子  不是
 

【解析】解：常见的物质都是由大量的分子、原子组成的；宇宙天体和微观粒子都在不停地运动，现代研究表明，宇宙没有中心，其中太阳是太阳系的中心。
故答案为：分子、原子；不是。
物质都是由分子、原子组成的；宇宙中的一切物体都是不停运动和变化的，宇宙没有中心。
本题考查了人们对宏观世界和微观世界的认识，属于比较基础的内容。
 

14.【答案】太阳系  电子
 

【解析】解：地球是围绕在太阳周围的一颗行星，地球以及地球上的一些物体都是由分子构成的，分子是由原子构成的，原子是由位于中心的原子核和很小的电子构成的。故在原子、电子、太阳系、地球四者中，尺度最大的是太阳系，最小的是电子。
故答案为：太阳系；电子。
宇宙是由各种星系构成的，银河系是其中的一个，太阳系又是银河系中的一个星系，太阳的周围有八大行星，地球是其中的一个；各种物质都是由分子构成的，分子又是由原子构成的，原子是由位于中心的原子核和核外电子构成的。
本题考查我们对于宏观世界和微观世界尺度的了解，是一道基础题。
 

15.【答案】均匀；不同；能；长度；光沿直线传播；不是
 

【解析】

【分析】
本题考查光的传播、光年以及光源，属于基础题目，难度不大。
光只有在同一种均匀透明介质中才是沿直线传播的；
光在不同介质中传播速度不相同，光在真空中的传播速度最快，光年是光在一年传播的距离；
光在同种均匀介质中是沿直线传播的，光不能穿过不透明的物体，本身能发光的物体是光源。
【解答】
将一束光分别射入水和不均匀的糖水中，观察光的传播路径可知，光必须在同一种均匀的透明介质中才是沿直线传播的；
光在不同介质中的传播速度是不同的，光能在真空中传播；天文学中常用的“光年”是光在一年传播的距离，是长度的单位；
因为光是沿直线传播的，所以观众看不见领舞者身后站着的其他人；饰品本身不能发光，不是光源。
故答案为：均匀；不同；能；长度；光沿直线传播；不是。  

16.【答案】当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上，它将绕地球旋转  人造地球卫星或宇宙飞船  牛顿第一
 

【解析】略
 

17.【答案】答：若我是这个“天眼”的操控者，我要观测其他星球的地质特征；探测其他星球上是否有生命体；陨石是从哪里来的；牛郎织女星系间距是不是在变化，它们能“相会”吗．
 

【解析】根据对“天眼”功能的了解，作出合理的设想．
此题是一道答案开放题，能够围绕射电望远镜的功能提出设想，都是正确的．
 

18.【答案】降低；升高；小于；；哈勃常数H的值为．
 

【解析】解：鸣笛的火车离我们远去，距离越来越远，听到的鸣笛声的频率将降低；
根据材料可知，我们听到的汽笛声音调会升高即声波的频率升高；当它离我们远去时，音调降低即声波的频率降低，
当光源靠近我们或离我们远去时，我们观测到它发出的光的频率也会发生变化．变化的规律与声音相同．
所以，若远处有光源在靠近地球，则在地球上观察到它所发出光的频率升高．
“红移”现象说明星系的光谱正在变长，频率在减小，即向长波方向偏移，由此推知红光的波长大于紫光的波长，红光的频率小于紫光的频率；
短文图象中四种星团，四种星团的速度不相同，长蛇星系团的速度最大，且是匀速直线运动；故选项B正确．
图中长蛇星系团的速度为
距离为    m，
由得：
．
故答案为：降低；升高；小于；；哈勃常数H的值为．
当火车向你驶来的时候，鸣笛的音调变高；当火车离开你向远处驶去时，音调在降低，但若你是坐在警车上，所听到的鸣笛声的音调却始终一样，也就是说实际上鸣笛的频率并没有改变，只是当听者和声源之间发生相对运动时，听者感觉到频率的改变，这种现象称为多普勒效应；当火车向你驶来的时候，鸣笛的音调变高；当火车离开你向远处驶去时，音调在降低；
认真阅读材料，根据声音的变化规律分析解答；
红光的频率小于紫光的频率，红光的波长大于紫光的波长；
观察图象中各星团速度大小得出结论．
从图象中读出长蛇星系团的速度，求出其通过的距离，然后利用计算哈勃常数H的值．
本题考查了哈勃的贡献，为了纪念他，1990年，人类发射的太空望远镜命名为“哈勃”望远镜．宇宙由物质构成，物质处于不停地运动和发展之中．