第二节浩瀚的宇宙


学习目标
1. 通过对人类认识宇宙、探索宇宙历程的调查,大致了解宇宙概况。
2. 了解人类探索宇宙的常用工具。
3. 认识到人类对宇宙的探索将不断深入。

知识复习
1. 太阳系有八大行星,分别为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
2. 太阳是鱼星,地球是太阳的仕星,月球是地球的M,地球绕着太阳转,月球绕着地球转0
3. 运动和静止的相对性,世界万物都处在不停的运动中。
4. 人类认识微現世界的尺度正在不断深入。

知识点一 宇宙概观
1. 人类对宇宙的认识历程
(1) 地心说:地心说是古希腊天文学家托勒密提出的。16世纪以前大多数人都自然而然地认为,地球是静止的,太阳、月亮和星星都从人们的头上飞过,地球是宇宙的中心,其他天体绕地球运动。
(2) 日心说:16世纪由波兰学者哥白尼提出,他认为太阳是整个宇宙的中心。后来的观察表明,哥白尼的“日心说”较好地描述了宇宙的真实情况。
(3) 现在的宇宙观:从18世纪后半叶开始,人类逐渐认识到太阳也不是宇宙的中心,人类从此建立起科学的宇宙观。
2. 太阳系的组成
(1)太阳
太阳系的中心天体是太阳,其半径约为7X105 km,表面温度达6X103K,核心温度高达1.5x107 K。太阳是一颗恒星。
(2) 行星
太阳系中有八大行星,离太阳由近及远依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。此外还有约17 600颗有正式命名或编号的 小行星。
(3) 卫星
土星、地球等行星周围分布有绕它们运动的天体,称为卫星。太阳系中八大行星的卫星共有173颗。
(4) 彗星
彗星主要由冰物质和尘埃物质组成,以大椭圆轨道绕太阳运行,一般周期较长,像哈雷彗星、海尔波普彗星等。
例1 (多选)下列关于太阳系的说法不正确的是( )
A.太阳系位于银河系中
B.太阳系是由太阳和八大行星组成的
C. 一束光穿越太阳系需10万年
D. 太阳系同样是由物质组成的

答案:BC




3. 银河系
银河系是由无数星体集成的一个庞大的天体系统。银河系的直径约 10万光年,最大厚度约1万光年,像是一个中央突起、四周扁平的旋转铁饼如图16-2-1所示。
4. 河外星系
银河系之外还有数以10亿计的类似星系。如仙女座河外星系距离银河系220万光年。许多星系还可形成更大的星系团,星系团的直径可达 1 000万光年以上。
例2 天体系统由小到大排列顺序正确的是( )
A. 太阳系一银河系一地月系一总星系
B. 银河系一河外星系一太阳系一总星系
C. 地月系一银河系一总星系一河外星系
D. 地月系一太阳系一银河系一总星系

答案:D




知识点二 飞向太空
人类遨游太空的旅程
1.1957年10月4日,世界上第一颗人造地球卫星发射成功。
2.1961年4月12日,苏联航天员加加林乘“东方-1”号飞船完成人类第一次载人航天飞行。加加林是第一个进人太空的航天员。
3.1969年7月20日,美国航天员阿姆斯特朗和登月舱驾驶员奥尔德林登上月球。阿姆斯特朗是第一个登上月球的航天员。
4. 2003年10月15 R,中国航天员杨利伟乘“神舟”五号载人飞船进 入太空,实现了中国人遨游太空的理想。2005年10月12日,中国的“神舟”六号飞船遨游太空,这一次飞船搭载了两名航天员。
5. 2007年10月24日,在西昌卫星发射中心,我国自主研制的首颗月 球探测卫星“嫦娥”一号发射成功,标志着我国实施绕月探测工程迈出了重 要一步。
6. 2008年9月25日,“神舟”七号载人飞船发射升空,9月27日实施了中国航天员首次空间出舱活动。
7. 2011年11月1日神舟”八号飞船在酒泉卫星发射中心发射,11 月3日与“天宫”一号携手,共同执行我国首次空间交会对接任务。
8.2013年6月11日,“神舟”十号飞船顺利升空,6月I3日与“天宫” 一号进行1次自动交会对接和1次航天员手控交会对接。3名航天员在
太空中圆满完成了各项实验。
9. 2013年12月14日,我国自主设计的“玉兔”号月球车成功登陆月 球。我国整个探月工程分为“绕”“落”“回,,三个阶段,整个计划大概需要二十年的时间。
10. 2016年9月15日,我国发射了第一个真正意义上的空间实验室“天 宫”二号;10月19日,“神舟”十一号飞船与“天宫”二号自动交会对接成功。
11.2017年6月15日,我国在酒泉卫星发射中心采用“长征”四号乙 运载火箭,成功发射了首颗X射线空间天文卫星“慧眼”。“慧眼”将成为 我国第一个真正意义上的太空望远镜。
例3 人类第一个进人太空的航天员是( )
A. 美国人 B.苏联人
C.中国人 D.德国人

答案:B




知识点三 破解宇宙奥秘之路
1.1929年,美国科学家哈勃发现,所有的河外星系都在远离我们,其退行的速度与它们离我们的距离成正比,因此离我们越远的星系,逃离得越快。
2. 1948年,物理学家伽莫夫提出,宇宙起源于一次“大爆炸”。
“宇宙大爆炸”学说的许多见解虽然得到了实验观测的支持,但还有许多问题尚未解决,人类将继续自己的探索历程。
例4 宇宙大爆炸理论是目前被人们广为接受的一种宇宙起源学说。 宇宙大爆炸理论认为:宇宙诞生于大爆炸,爆炸引起宇宙膨脱,并认为( )
A.目前宇宙仍在不断地朦胀
B.目前宇宙膨胀已结束且开始收缩
C.目前宇宙已处于既不膨胀也不收缩的稳定状态
D.宇宙膨胀早已结束,目前处于静态

答案:A




典型例题剖析
学科综合
宇宙的综合考査。
例1 关于浩瀚的宇宙,下列说法中错误的是( )
A.我们生活的地球是一颗行星
B.在太阳系中,太阳是唯一的恒星
C. 银河系中有众多像太阳这样的恒星
D. 海王星是一颗卫星

答案:D




实践应用
例2 “光年”是天文学上的长度单位,其意义是光在1年内通过的距离,已知光在真空中的传播速度为3X108 m/s,比邻星距地球4. 3光年。 若航天飞机的速度可达3 000 m/s,从地球向比邻星发射的航天飞机至少 需要多长时间才能到达?

解:根据v1t1=v2t2得航天飞机飞行的时间为t2=v1t1/v2= 3X108 m/sX4.3 年/3000 m/s=3X105 年。




例3 下表是太阳系行星的有关数据,根据此数据,回答下列问题。


(1)在八大行星中,离太阳最近的是________星;公转周期最长的是_______星;卫星数目最多的是_______星。
(2)行星离太阳越近,它的公转周期就越_____。卫星的数目与行星的赤道半径_____(选填“有”或“没有”)关系。

答案:(1)水 水 海王 木 金
(2)短(或小) 没有




中考真题
(2017 •上海中考• 2分)在太阳系中,月球属于( )
A.恒星 B.行星
C.卫星 D.彗星

答案:C




总结




关于“宇宙大爆炸”学说,下列说法中正确的是( )
A. 宇宙的真正起源是“宇宙大爆炸”
B. “宇宙大爆炸,,已经得到验证
C. “宇宙大爆炸,,是科学家的一种猜想
D. “宇宙大爆炸”学说能解释所有的宇宙现象

正解:C




课后作业全解

1.8.3 min
2. A解析:宇宙中星系间的距离在不断扩大,说明宇 宙处在不断膨胀中。 3. 提示:答案不唯一,符合要求即可。 4. 搜索影片《宇宙与人》,了解影片详情。




本课内容结束

当对着话筒说话或唱歌时,产生的声音使膜片振动,与膜片相连的线圈也跟着一起振动,线圈在磁场中切割磁感线,就能产生随着声音变化而变化的电流,这个电流信号经扩音机放大后传给扬声器,从扬声器中就会发出放大的声音




例3 话筒的种类很多,其中动圈式话筒是常见的一种。动圈式话筒是根据__________原理制成的,在工作时将______的振动转化为强弱变化的______传递出去。在这一过程中______能转化为___能。

答案:电磁感应 声音 电流 机械 电






例4 动圈式话筒的结构如下图所示,它工作时:①线圈运动能产生随着声音的变化而变化的电流;②与膜片相连的线圈随之一起振动;③人唱歌或说话产生的声音使膜片振动;④变化的电流经过放大后,由扬声器还原为声音。关于它的原理,排序正确的是()

A.①②③④ B.②①④③
C.③①④② D.③②①④

答案:D




知识点三 发电机
1.发电机原理 发电机是根据电磁感应现象制成的。
2.交流发电机的工作过程

切割磁感线情况: 甲
当线圈旋转时,电刷A始终与铜制滑环K接触,电刷B始终与铜制 滑环L接触,线圈与电流表形成一个闭合电路,当线圈ab边水平向右 运动时,cd边水平向左运动。ab 边和cd边运动方向与磁感线平行, 不切割磁感线

ab边向上切割 磁感线,cd边向下切割磁感线

ab边水平向左运动,cd边水平向右运动,ab边和 cd边运动方向 与磁感线平行, 不切割磁感线

ab边向下切割磁感线,cd边向上切割磁感线
产生感应电流情况:

线圈中不产生感应电流


切割磁感线方 向相反,故产生 感应电流方向相反。ab边产生的感应电流由a到b,cd边 产生的感应电流由c到d 丙
线圈中不产生感应电流


切割磁感线方向相反,产生感应电流方向相反。ab边产生的感应电流由b到a,cd边产生的感应电流由 d到c 电流的输出情况:

不输出电流

电流方向为a→b→c→d→滑环 L→电刷B→电流表→电刷A→滑环K→a

不输出电流

电流方向为d →c→b→a→滑环K→电刷A →电流表→电 刷B→滑环L→d


3.发电机的能置转化:将机械能转化为电能。
例5 如图所示的是一种环保型手电筒,这种手电筒不用干电池作为电源。使用时只要将它来回摇晃,就能发光。这种手电筒能够发光的原理是_________,其能量转化是由_____能转化成电能。

答案:电磁感应 机械




4.交流电的周期与频率

(1)周期:交流电完成一次周期性变化所需要的时间,用T表示。
⑵频率:表示交流电变化的快慢,数值上等于交流电在1 s内完成周期性变化的次数,叫作交流电的頻率。频率的单位是赫兹(简称赫),用H表示。
(3)我国交流电的周期和频率:我国电网供应的交流电的周期是0. 02 s,频率是50 Hz,即1 s有50个周期,1 s内电流方向改变100次。




5. a交流电和b直流电的区别

定义:a大小和方向都发生周期性变化的电流;b电流方向不随时间改变的电流
举例:a我国供生产和生活用的电流;b从干电池中获得的电流。




6.b交流发电机和a直流发电机的区别
构造上的主要区别:
b与外部相连的是两个铜滑环;a与外部相连的是两个半 环组成的换向器
线圈产生感应电流情况:
b交流电;a交流电
供给外部电流情况:
b交流电;a直流电

7.实际发电机的构造
实际的发电机是由定子和转子两部分组成。大型发电机的定子上分 布着线圈,转子是一组电磁铁。这种发电机(不需要电刷和滑环)叫作旋转磁极式发电机。

例6 如图所示的是直流发电机的工作原理图。关于直流发电机,下列说法中正确的是( )

A.直流发电机线圈内产生的是交流电,供给外部电路的是直流电
B.直流发电机线圈内产生的是直流电,供给外部电路的也是直流电
C.它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的
D.图中的E、F称为换向器,它的作用是改变线圈中的电流方向

答案:A




典型例题剖析
综合 电磁现象的原理及应用。
例1 如下图中各实验现象所揭示的原理或规律与其所对应的应用技术错误的是( )

答案:B




例2 (多选)如图是磁带录音机录音原理的示意图。录音时,动圈式话筒将声信号转换为电信号送到录音磁头。录音磁头是一个蹄形 电磁铁,它的磁性强弱随电信号变化,将电信号转换为磁信号。录音磁带贴着录音磁头移动,上面的磁粉被磁化,声信号被记录在磁带上。关于磁带录音机的录音过程,下列说法正确的是( )

A.话筒将声信号转换为电信号利用了电流的磁效应
B.录音磁头将电信号转换为磁信号利用了电流的磁效应
C.话筒将声信号转换为电信号利用了电磁感应现象
D.录音磁头将电信号转换为磁信号利用了电磁感应现象

答案:BC




例3 (1)如图甲所示,当悬挂着的导体棒ab在磁场中左右运动时,观察到小量程电流表的指针会摆动,随着对这种现象的深入研究,人们发明制造了_____机,实现了______能向电能的转化。

(2)如图乙所示是一种“手摇充电式电筒”,握住它上下摇动就能自动充电。从透明外壳可观察到内部有固定线圈;摇动时可感觉到内部有一个物块在来回滑动,据此猜测,这种电筒的制造原理是____,其中那个滑动的物块是_______。

答案:(1)发电机 械 (2)电磁感应(磁生电) 磁铁




拓展创新
例4 (核心素养題)在探究“感应电流产生的条件”实验中。

(1) 如图所示,a、b两接线柱间应接人______(选填“大”或“小”)量程电流表。
(2) 导体在磁场中运动时,电流表指针没有发生偏转,其原因可能是___________。
(3) 改正错误后继续实验,小王发现每次电流表指针的偏转角度不相 同,于是他对影响感应电流大小的因素作出了以下猜想:
猜想一:与导体切割磁感线运动的速度大小有关;
猜想二:与磁场的强弱有关;
猜想三:与线圈的匝数有关。
为了验证猜想三,他设计的方案是分别让两个匝数不同的线圈,在如图所示的磁场中水平向左运动,观察电流表指针的偏转角度。请对此方案作出评价,指出存在的主要问题是___________。
请你说出小王最终如何判断猜想三是否正确:_______________

答案:(1)小(2)开关没有闭合(或导体没有做切割磁感线运动) (3)没有控制线圈切割磁感线的速度大小不变 比较指针两次偏转 的角度,若相差不大,则与线圈匝数无关;若相差明显,则与线圈匝数有关




(2017 •云南昆明中考• 7分)为了探究导体在磁场中怎样运动,才能在电路中产生电流,采用了如图所示的实验装置。

(1) 将用细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中,闭合开关,让 导体在蹄形磁体中左右运动,电流计指针_______偏转;断开开 关,让导体在蹄形磁体中左右运动,电流计指针_____偏转。 (均选填“会”或“不会”)
(2) 将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中,闭合开关,让导体在蹄形磁体中竖直上下运动,电流计指针_____偏转;让导体在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动,电流计指针_____偏转。(均选填“会”或“不会”)
(3) 综合(1)(2)中的实验现象可知,导体在磁场中运动产生电流的条件是导体必须是_____电路的一部分,且一定要做_____运动。

答案:(1)会不会(2)不会会(3)闭合切割磁感线(4)机械(每空1分)




例 如图所示的甲、乙两个模型示意图中,甲图是_____ 模型,乙图是 ________模型。

答案:直流电动机 交流发电机




直流电动机和交流电动机

课后作业

1.交流发电机的输出端是两个金属滑环,而直流发电机 的输出端是用两个金属半环组成的换向器;发电机将 机械能转化为电能,电动机将电能转化为机械能。
2.AB解析:探究产生感应电流的方向与哪些因素有关时,注意控制变量法的細。
3.地球是一个巨大的磁体,它周围的磁场方向是由南向北的,回路中部分电线在东西方向不停地摇动时,会切割磁感线,产生感应电流,所以灵敏电流计的指针就会发生偏转。
4.比如汽车内部、摩托车内部安装的是直流发电机, 机关、厂矿、医院等备用的发电设备中安装的发电机是交流发电机。




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