111第一章 浩瀚的宇宙學(xué)案 導(dǎo)學(xué)探索宇宙【學(xué)習(xí)指導(dǎo)】1了解人類對宇宙的認(rèn)識在不斷深化。2理解宇宙探測的意義。 3了解宇宙探測的現(xiàn)狀和宇宙環(huán)境的保護(hù)。 4樹立科學(xué)的宇宙觀，培養(yǎng)熱愛科學(xué)和勇于探索的精神?！局R結(jié)構(gòu)】【重難點(diǎn)知識講解】一、人類探索宇宙的歷程從古代起，人們就幻想穿過地球大氣層，飛上太空。1957年10月，原蘇聯(lián)用火箭把第一顆人造地球衛(wèi)星送上了天，開創(chuàng)了從太空觀測、研究地球和整個宇宙的新時代。例如，各種科學(xué)衛(wèi)星和空間探測器上天后，發(fā)現(xiàn)了地球大氣層外還有磁層；宇宙中存在著大量的X射線、射線。還測量了許多行星表面的物理特性和化學(xué)成分。20世紀(jì)60年代以來，各種載人飛船、航天站、航天飛機(jī)先后進(jìn)入太空，實現(xiàn)了在沒有地球大氣干擾的情況下，人類對月球、大行星的逼近觀測和直接取樣觀測，以及對宇宙空間環(huán)境的直接探測，極大地充實和豐富了人類對于太陽系和宇宙的知識。宇宙探測的發(fā)展，不僅使人們進(jìn)一步了解了地球的宇宙環(huán)境，而且還影響和改變著人們的社會生活。例如，人們利用衛(wèi)星進(jìn)行軍事偵察、空間通信、氣象觀測，以及尋找資源、為飛機(jī)導(dǎo)航等，從中獲得許多實際利益。在1957年世界第一顆人造衛(wèi)星上天，到1981年世界第一架航天飛機(jī)試航成功，在這短短的24年中，人類對宇宙的認(rèn)識，已經(jīng)從空間探索階段，逐步進(jìn)入到了空間開發(fā)利用的新階段。我國的航天事業(yè)起步于20世紀(jì)50年代中期，現(xiàn)在已經(jīng)步入世界上航天技術(shù)先進(jìn)國家的行列。二、宇宙資源的開發(fā)人類進(jìn)入宇宙空間并開始適應(yīng)、研究、認(rèn)識、開發(fā)和利用空間環(huán)境，這是人類文明史上的一次大飛躍。宇宙環(huán)境蘊(yùn)藏著豐富的自然資源。1、空間資源。利用極其遼闊的宇宙空間，人造衛(wèi)星可以從距離地球數(shù)萬千米的高度觀測地球，迅速、大量地收集有關(guān)地球的各種信息；利用高真空、強(qiáng)輻射和失重等地面實驗室難以模擬的物理條件，可以在衛(wèi)星上進(jìn)行各種科學(xué)實驗，例如在生物衛(wèi)星上研究失重對昆蟲、微生物、植物的生長、發(fā)育和代謝的影響。2、太陽能資源。太陽能是地球最重要的能源。但是，其絕大部分能源不能穿透地球大氣層到達(dá)地表。如何最大限度地利用太陽能，是擺在科學(xué)家面前的科研課題。3、礦產(chǎn)資源?？茖W(xué)家們對航天員從月球上帶回的月巖標(biāo)本進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)月巖中含有地殼里的全部元素和約60種礦藏，還富含地球上沒有的能源氦3，它是核聚變反應(yīng)堆理想的燃料。此外，在火星和木星之間的軌道上運(yùn)行著成千上萬顆小行星，其中不少小行星富含礦體?？臻g開發(fā)活動，無論規(guī)模和技術(shù)，還是經(jīng)濟(jì)投入，都已不是一個國家所能獨(dú)立完成的。因此，空間資源開發(fā)的一個趨向是日益走上國際合作的道路。三、宇宙環(huán)境保護(hù)人類向宇宙空間發(fā)射的各種航天器，固然有著十分重大的科研和應(yīng)用價值，但是不可避免地會產(chǎn)生太空垃圾。例如工作壽命終止的航天器、因意外或有有意爆炸產(chǎn)生的碎片，以及航天員扔出飛船艙外的垃圾等。這些空間垃圾大約以每年10%的速度增加，而且體積越來越大。由于空間垃圾和航天器之間的相對速度很大，一般為幾千米每秒到幾十千米每秒，因此即使輕微碰撞，也會造成航天器的重要損壞。面對這種情況，科學(xué)家們大聲疾呼“保護(hù)太空清潔!”現(xiàn)在，航天專家已經(jīng)開始研究限制太空垃圾產(chǎn)生的辦法，例如，將停止工作的衛(wèi)星推進(jìn)到其它軌道上去，以免同正常工作的衛(wèi)星發(fā)生碰撞；用航天飛機(jī)把損壞的衛(wèi)星帶回地球，以減少空間的大件垃圾?！緦W(xué)海泛舟】人類探索宇宙的歷程古時候，人們每天看到太陽、月亮和星星東升西落，仿佛看到一個巨大的圓穹形的“天”繞著大地不停地轉(zhuǎn)動。公元前4世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家亞里斯多德提出了大地是球形的證據(jù)。他說，大地實際上是一個球體，一部分是陸地，一部分是海洋，外面包圍著空氣。還作了論證，朋食時的黑影是地球的投影，它是個圓弧，可見地球是球體或者是近似的球體。公元前270年，古希臘天文學(xué)家阿里斯塔克曾經(jīng)測定太陽和月亮對地球距離的近似比值，同時還提出地球繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的理論?？墒沁@古代樸素的“日心說”，在那時候卻沒有人相信。在歐洲，基督教認(rèn)為，宇宙萬物都是上帝創(chuàng)造的，圣經(jīng)中說，上帝花了6天工夫“創(chuàng)造了世界”。有1天，上帝來到一片空蕩虛無、黑黝黝的空間，他把它分為天和地，又創(chuàng)造了光，把光亮和黑暗分開，就有了晝和夜。第2天，又創(chuàng)造了光，把光亮和黑暗分開，就有了晝和夜。第2天，又創(chuàng)造了空氣，把天和地之間用空氣隔開。第3天，他又把地上的水聚在一起，使海陸分開，讓陸地生長出青草、蔬菜和果樹。第4天，他創(chuàng)造了太陽、月亮和星星，普照大地。第5天，他又創(chuàng)造了飛鳥和游魚，使世界更富有生氣。第6天，上帝又創(chuàng)造了昆蟲、野獸和牲畜，還嫌美中不足，又按照自己形象創(chuàng)造了人，讓人來管理世界上的一切。他對自己的杰作感到十分滿意，到了第7天，他便休息了，并把第7天定為圣日，也就是人們所說的禮拜（星期日）。公元2世紀(jì)，希臘天文學(xué)家說，地球處于宇宙的中心，太陽、月亮和行星，都是圍繞著地球轉(zhuǎn)動的。這種“地球中心說”正符合“上帝創(chuàng)世說”的需要，為它提供了“科學(xué)依據(jù)”。圣經(jīng)成了當(dāng)時檢驗真理的標(biāo)準(zhǔn)，誰要是宣傳和圣經(jīng)不同的觀點(diǎn)，誰就是“異端邪說”，誰就褻瀆了“神靈”，誰就要受到宗教法庭的嚴(yán)厲制裁。因此，在漫長的歷史時期里，科學(xué)真理的傳播被禁錮了。到了16世紀(jì)，波蘭天文學(xué)家哥白尼在天體運(yùn)行論一書中首先提出：地球不是宇宙的中心，地球和其他行星一樣，都是繞著太陽運(yùn)動的，而地球也在不停地自轉(zhuǎn)著。哥白尼完成了這部著作后，猶豫了36年才拿出來出版。書一出版，即遭到了羅馬天主教會的激烈反對。他們宣布太陽中心說是“異端邪說”，燒了哥白尼的書，殘酷迫害傳播哥白尼學(xué)說的人。意大利思想家布魯諾宣傳和發(fā)展了哥白尼的思想。他說，地球并不是宇宙的中心，它不過是繞著太陽運(yùn)行的一個石頭而已。空間是遼闊的，宇宙是無限的，星星都是一些遙遠(yuǎn)的太陽。教會將布魯諾送進(jìn)監(jiān)獄，罪名是反對圣經(jīng)。布魯諾堅強(qiáng)不屈，最后卻被送到火弄場上活活燒死。真理的聲音是元法燒毀的。在布魯諾死后9年，德國天文學(xué)家刻卜勒出版了新天文學(xué)一書，第一次指出行星運(yùn)動的軌道是橢圓形的，太陽的位置在橢圓形的一個焦點(diǎn)上。意大利科學(xué)家伽利略站在威尼斯的圣馬爾谷教堂塔樓上，第一次用望遠(yuǎn)鏡觀測浩瀚的天空，發(fā)現(xiàn)了哥白尼假設(shè)的天文事實，有4個衛(wèi)星在繞木星不停地轉(zhuǎn)動。伽利略也因此受到迫害。真理是扼殺不了的，哥白尼的學(xué)說被越來越多的科學(xué)家證實。地球照樣轉(zhuǎn)個不停。之后，德國科學(xué)家開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動的規(guī)律，英國科學(xué)家牛頓又進(jìn)一步證明了行星圍繞太陽運(yùn)行是受到“萬有引力”的作用，從而進(jìn)一步揭示了宇宙的秘密?，F(xiàn)在，人們可以利用巨大的天文望遠(yuǎn)鏡和先進(jìn)的射電望遠(yuǎn)鏡，對宇宙中遙遠(yuǎn)的天體進(jìn)行觀察。還可以利用人造衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)等把儀器和人送到宇宙空間或其他星球上，探索更多的宇宙秘密。通過多年的探索，現(xiàn)在人們知道：太陽并不是宇宙中唯一的恒星。天空中閃爍著群星，都是像太陽一樣能發(fā)光的恒星。它們距離地球很遠(yuǎn)，其中最近的也有4.22光年。（光年是計量天體距離的單位，光每秒傳播約30萬千米。） 有些恒星離我們太遠(yuǎn)，肉眼無法分辨。如果通過天文望遠(yuǎn)鏡觀察，可以發(fā)現(xiàn)：橫貫天空的銀河，原來是由許多恒星構(gòu)成的。這個龐大的恒星集團(tuán)，大約有1000億2000億顆恒星，構(gòu)成“鐵餅”形，直徑約10萬光年。人們把這個龐大的恒星集團(tuán)叫做銀河系。我們的太陽系是銀河系的一員，距銀河系中心約3萬光年，與眾多恒星一起，圍繞銀河系中心運(yùn)動著。 銀河系在宇宙中并不是唯一的恒星集團(tuán)。在銀河系外還有很多像銀河系一樣的龐大的恒星集團(tuán)，例如仙女座星系、獵犬座星系。我們把銀河系以外的恒星集團(tuán)，叫做河外星系。目前，人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了約10億個河外星系，這些河外星系也都在運(yùn)動著。 銀河系和我們現(xiàn)在所能觀測到的所有河外星系，被稱做總星系。 現(xiàn)在，用射電望遠(yuǎn)鏡已能觀測到100億光年外的宇宙空間情況，但仍沒有找到宇宙的邊緣?！就骄毩?xí)】一、單選題。1人類對太陽的逼近觀測開始于（ ）A1973年美國發(fā)射的大型載人航天站“天空實驗室”B1969年至1972年美國的“阿波羅”登月計劃實施C1957年原蘇聯(lián)的第一顆衛(wèi)星上天D1973年原蘇聯(lián)發(fā)射的大型載人航天站“天空實驗室”。2目前人類對宇宙空間的探索正處在（ ）A很好地保護(hù)階段 B空間開發(fā)階段C初步探索階段 D大規(guī)模開發(fā)階段3宇宙空間資源的特點(diǎn)是（ ）A空氣濃、強(qiáng)輻射、失重 B高密度、強(qiáng)輻射、失重C高真空、弱輻射、失重 D高真空、強(qiáng)輻射、失重4下列不會造成空間垃圾污染的是（ ）A工作壽命終止的航天器 B航天員扔出飛船艙外的垃圾C航天器有意或無意爆炸產(chǎn)生的垃圾 D返回型人造地球衛(wèi)星5空間垃圾的主要危害是（ ）A污染大氣 B危害人體健康C造成航天器的重大損壞 D落到地面，毀壞建筑6開發(fā)宇宙能源資源主要是指開發(fā)其（ ）A重力能B天體引力能C太陽能D風(fēng)能7. 在衛(wèi)星上進(jìn)行科學(xué)實驗往往會取得比地球上更好的效果，是由于那里（ ）A. 高真空、強(qiáng)輻射、失重 B. 高真空、弱輻射、失重C. 高密度、強(qiáng)輻射、失重 D. 低真空、強(qiáng)輻射、失重8. 人類對宇宙探測的手段按發(fā)展順序排列的是（ ）A.人造衛(wèi)星載人飛船航天站航天飛機(jī)B.航天飛機(jī)人造衛(wèi)星航天站載人飛船C.人造衛(wèi)星航天飛機(jī)載人飛船航天站D.載人飛船航天飛機(jī)人造衛(wèi)星航天站 9關(guān)于宇宙資源的敘述，錯誤的是（ ）A遼闊的宇宙空間屬于可開發(fā)的資源B宇宙空間的高真空、強(qiáng)輻射、失重狀況均屬資源C宇宙中的太陽能源比地球表面豐富得多D太陽系小行星的巖體中富含地球上沒有的能源3 He10以下有關(guān)宇宙的說法，錯誤的是（ ）A宇宙是用時間和空間來表達(dá)內(nèi)涵的B宇宙是物質(zhì)的，物質(zhì)處于難以預(yù)料的運(yùn)動和發(fā)展中C目前，人類所能觀測到的宇宙半徑大約是200億光年D隨著空間探測技術(shù)的發(fā)展，人類觀測到的宇宙范圍將不斷擴(kuò)大11人類探索宇宙的目的是（ ）A了解宇宙發(fā)展規(guī)律，控制其向有利于人類的方向發(fā)展B地球人口過多，向宇宙空間轉(zhuǎn)移C研究、認(rèn)識、開發(fā)和利用宇宙環(huán)境D保護(hù)地球以外的生命12從古到今，人類對宇宙的探索未曾停息且不斷發(fā)展，以下說法正確的是（ ）A1969年，原蘇聯(lián)用火箭把第一顆人造地球衛(wèi)星送上太空B1972年，美國的“阿波羅”登月計劃，使人類首次涉足月球C1990年，世界第一架航天飛機(jī)試航成功D1999年，我國第一艘載人航天實驗飛船“神舟”號發(fā)射升空二、雙選題。1下列清除空間垃圾的有效措施是（ ）A將停止工作的衛(wèi)星推進(jìn)其他軌道上 B減少航天器發(fā)射C用航天飛機(jī)把損壞的衛(wèi)星帶回地球 D建立空間垃圾站2關(guān)于我國航天事業(yè)的發(fā)展正確的是（ ）A起步于20世紀(jì)60年代中期B1970年發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星C1975年成為世界上第三個掌握衛(wèi)星返回技術(shù)的國家D20世紀(jì)90年代開始承擔(dān)國外商業(yè)性的衛(wèi)星發(fā)射3. 目前太空垃圾的主要來源是（ ）A小行星爆炸B工作壽命終止或爆炸的航天器C彗星升華的物質(zhì)D航天員扔出飛船外的垃圾4. 有關(guān)我國航天事業(yè)的發(fā)展，敘述正確的是（ ）A. 起步于20世紀(jì)60年代中期，發(fā)展速度較快B. 1970年發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星C. 1975年成為世界上第三個掌握衛(wèi)星返回技術(shù)的國家D. 20世紀(jì)90年代開始承擔(dān)國外商業(yè)性的衛(wèi)星發(fā)射5. 宇宙探測的發(fā)展，影響和改變著人們的社會生活，主要表現(xiàn)為（ ）A. 利用氣象衛(wèi)星更準(zhǔn)確地預(yù)報天氣 B. 從空中研究地球，因隔有厚厚的大氣層，不能為人類尋找資源 C. 利用衛(wèi)星進(jìn)行無線電長波通訊 D. 利用衛(wèi)星為飛機(jī)、輪船導(dǎo)航，為汽車導(dǎo)向三、綜合題。材料1：繼1999年11月20日我國第一艘載人航天試驗飛船“神舟一號”發(fā)射成功后，我國在2001年1月20日和2002年3月25日又成功發(fā)射“神舟二號”和“神舟三號”載人試驗飛船?！吧裰鬯奶枴憋w船也將在年內(nèi)發(fā)射升空。材料2：載人航天是人類開發(fā)利用空間資源的重要手段。自1961年4月12日人類首次進(jìn)入太空成功后，載人航天一直是當(dāng)代世界科技史上最攝人心魄的樂章。發(fā)展載人航天也就成為世界大國綜合國力的重要標(biāo)志。材料3：2002年10月23日上午11時17分，我國自行研制的第二代傳輸型遙感衛(wèi)星“中國資源二號”在山西太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功?！爸袊Y源二號”衛(wèi)星發(fā)射成功和穩(wěn)定運(yùn)行，標(biāo)志著我國航天遙感技術(shù)日臻成熟。閱讀上述三則材料，結(jié)合相關(guān)知識完成下列問題：（1）世界上把第一顆人造地球衛(wèi)星和第一個宇航員送上天的國家是（ ）A、美國 B、前蘇聯(lián) C、中國 D、法國（2）人類探索宇宙的目的是（ ）A、了解宇宙發(fā)展規(guī)律，控制宇宙空間 B、開發(fā)和利用宇宙環(huán)境資源C、地球人口過多，準(zhǔn)備向宇宙空間轉(zhuǎn)移 D、發(fā)現(xiàn)、保護(hù)地外生命（3）目前人類開發(fā)利用的宇宙自然資源主要有（ ）空間重力資源 空間太陽能資源 空間礦產(chǎn)資源 宇宙生物資源A、 B、 C、 D、（4）我國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”成功發(fā)射于（ ）A、1970年 B、1960年 C、1975年 D、1984年（5）簡述載人航天器進(jìn)入太空的重要意義。（6）我國成功發(fā)射“神舟號”系列飛船的意義是什么？【參考答案】一、單選題1A 2B 3D 4D 5C 6C7. A 8. A 9. D 10. B 11. C 12. D二、雙選題1AC 2BC 3BD 4BD 5AD三、綜合題【簡析】試題以我國成功發(fā)射的“神舟”系列載人試驗飛船為背景材料，引出世界和我國開發(fā)利用宇宙太空資源的成果及前景。“神舟”載人試驗飛船是我國高科技領(lǐng)域繼“兩彈一星”之后，規(guī)模最大、系統(tǒng)最復(fù)雜、技術(shù)難度最高的大型工程，“神舟”載人試驗飛船的發(fā)射成功有利于提高我國的綜合國力和在世界上的大國形象，為我國開發(fā)利用宇宙太空資源創(chuàng)造條件?！緟⒖即鸢浮?（1）B（2）B（3）A（4）A（5）載人航天器進(jìn)入太空實現(xiàn)了在沒有地球大氣干擾的情況下，人類對月球、大行星的逼真觀測和直接取樣觀測，以及對宇宙空間環(huán)境的直接探測，極大地充實和豐富了人類關(guān)于太陽系和宇宙的知識。（6）我國成功發(fā)射“神舟”載人試驗飛船是中國航天史上一項重要的里程碑，標(biāo)志著中國將成為繼美、俄之后第三個掌握載人航天技術(shù)的國家，展示了中國綜合國力的提高，對增強(qiáng)中華民族的自豪感和國民凝聚力、提高中國的國際地位意義深遠(yuǎn)。111