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光年
大爆炸
解:(1)以星系离银河系的距离为横轴(单位:10⁶ l.y.),速度为纵轴(单位:km·s⁻¹),描点(80,1.2)、(980,15.0)、(2540,39.0)、(3980,61.0),用直线连接各点。
(2)星系离银河系的距离越远,其运动速度越快。
(3)宇宙在膨胀。因为星系距离越远,运动速度越快,表明星系间的距离在不断增大,所以宇宙在膨胀。
天文单位(AU)、光年(l.y.)。天文单位主要用于太阳系内天体距离的测量与计算,
1 AU=1.496×10⁸ km;光年用于衡量宇宙中的距离,1 l.y.=9.46×10¹² km。
【分析】
首先分析第一空:恒星之间的距离极其遥远,日常长度单位(如千米)无法满足计量需求,光年是天文学中用于衡量天体间距离的常用单位,指光在真空中一年内传播的距离,适合表示比邻星与太阳的距离。
然后分析第二空:所有星系不断远离、星系间距离扩大的宇宙膨胀现象,是宇宙大爆炸理论的重要佐证,该理论认为宇宙起源于一次大爆炸并持续膨胀。
【解析】
1. 比邻星与太阳距离极远,天文学中衡量恒星间距离常用光年作为单位,因此第一空填“光年”。
2. 星系不断远离、宇宙中星系间距离扩大的现象,为宇宙大爆炸理论提供了有力证据,因此第二空填“大爆炸”。
【答案】
光年;大爆炸
【知识点】
1. 光年的应用;2. 宇宙大爆炸理论
【点评】
本题考查天文学基础常识,涉及天体距离单位和宇宙演化核心理论,需要学生积累相关天文知识,明确光年的适用场景及宇宙大爆炸理论的关键佐证。
【难度系数】
0.8
【分析】
我们可以分三步来解决这道题:
1. 对于绘制图像的问题,首先要明确坐标轴的设定,通常以自变量(距离)为横轴,因变量(速度)为纵轴,然后根据表格中的四组数据在坐标系中准确描点,再用直线连接这些点即可。
2. 分析星系距离和运动速度的关系时,观察表格中数据的变化趋势:随着星系团离银河系的距离不断增大,对应的运动速度也逐渐加快,由此可以总结出两者的关联。
3. 判断宇宙的状态时,结合前面得出的“距离越远,运动速度越快”的规律,星系都在远离银河系,且越远的星系远离速度越快,这意味着星系之间的距离在持续变大,从而可以推断宇宙的状态。
【解析】
(1)绘制图像步骤:
① 确定坐标轴:以“离银河系的距离”为横轴,单位为$10^4\mathrm{l.y.}$;以“运动速度”为纵轴,单位为$\mathrm{km· s^{-1}}$。
② 根据表格数据描点:依次在坐标系中标出点$(80,1.2)$、$(980,15.0)$、$(2540,39.0)$、$(3980,61.0)$。
③ 用平滑的直线连接所描的点,得到距离与速度的关系图像。
(2)观察表格数据:
室女座距离$80×10^4\mathrm{l.y.}$,速度$1.2\mathrm{km· s^{-1}}$;大熊座距离$980×10^4\mathrm{l.y.}$,速度$15.0\mathrm{km· s^{-1}}$;牧夫座距离$2540×10^4\mathrm{l.y.}$,速度$39.0\mathrm{km· s^{-1}}$;长蛇座距离$3980×10^4\mathrm{l.y.}$,速度$61.0\mathrm{km· s^{-1}}$。可以明显看出,星系团离银河系的距离越远,它的运动速度就越快,两者呈正相关关系。
(3)宇宙状态判断:
因为所有星系团都在远离银河系,且距离越远的星系团远离的速度越快,这表明星系与星系之间的距离在不断增大,也就意味着宇宙的体积在不断膨胀,所以宇宙处于膨胀状态。
【答案】
(1) 以离银河系的距离为横轴(单位:$10^4\mathrm{l.y.}$),速度为纵轴(单位:$\mathrm{km· s^{-1}}$),描出点$(80,1.2)$、$(980,15.0)$、$(2540,39.0)$、$(3980,61.0)$,并用直线连接各点(图像略);
(2) 星系团离银河系的距离越远,其运动速度越快;
(3) 宇宙在膨胀。因为星系团距离越远,运动速度越快,说明星系间的距离在不断增大,所以宇宙在膨胀。
【知识点】
坐标图像绘制、星系运动规律、宇宙膨胀学说
【点评】
本题结合数据表格与图像绘制,考察对星系运动规律和宇宙膨胀学说的理解,需要学生具备从数据中提取规律的能力,同时联系天文常识进行分析,注重知识的实际应用与迁移。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先,宇宙中天体间距离极其遥远,日常长度单位(如千米)无法便捷表示这类距离,因此天文学有专属的长度单位。我们可先从太阳系内的距离测量需求入手,想到适合的单位,再延伸到更广阔的宇宙尺度对应的单位,接着分别明确每个单位的主要用途,最后梳理它们与千米的换算关系。
【解析】
1. 天文单位(AU):
主要用途:专门用于太阳系内天体距离的测量与计算,比如地球与太阳的平均距离就被定义为1个天文单位,能简洁表示太阳系内行星、小行星等天体间的距离。
换算关系:1 AU = 1.496×10⁸ km。
2. 光年(l.y.):
主要用途:用于衡量宇宙中恒星、星系等遥远天体之间的距离,这类距离远超太阳系范围,使用光年可避免出现过大的数值,更便于表述和计算。
换算关系:1 l.y. = 9.46×10¹² km。
【答案】
天文单位(AU)、光年(l.y.)。天文单位主要用于太阳系内天体距离的测量与计算,1 AU=1.496×10⁸ km;光年用于衡量宇宙中的距离,1 l.y.=9.46×10¹² km。
【知识点】
天文学长度单位、天体距离测量、单位换算
【点评】
本题属于识记类知识点,考查天文学专属长度单位的相关知识,这些单位的存在是为了适配宇宙天体间的超大距离,掌握它们的用途与换算关系,能帮助我们更好地理解宇宙的尺度。
【难度系数】
0.8