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10.5 宇宙探秘
一、银河系
1. 下列物体尺度最大的是（ ）
A．地球 B．月亮 C．银河系 D．太阳系
【答案】C
【详解】宏观的银河系大于宏观的太阳系，地球是太阳系里的行星，是太阳系一个组成部分，月
亮是地球的天然卫星，故尺度最大的是银河系，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
2. 宇宙中恒星间的距离都非常大。为了表达起来方便一些，天文学家使用一个非常大的距离单位：
，它等于 的距离。人们在形容一个数字很大很大的时候，常说这是个
“ ”。
【答案】 光年 光在一年内传播 天文数字
【详解】宇宙中恒星间的距离都非常大，天文学家使用了一个非常大的距离单位是光年，它等于
光在一年内传播的距离，此距离非常大，但方便描述恒星间的距离。
天文学上用的数字极大，通常在亿以上，因称极大的数字为天文数字。人们在形容一个数字很大
很大的时候，常说这是个“天文数字”。
二、宇宙天体的结构层次
3．下列关于宇宙的说法，正确的是（ ）
A．哥白尼提出了“地心说” B．太阳是恒星，它是银河系的中心
C．恒星的位置也是相对变化的 D．宇宙是一个无层次的杂乱的天体结构系统
【答案】C
【详解】A．哥白尼创立的是日z 心说，故A错误；
B．太阳是恒星，太阳是太阳系的中心，不是银河系的中心。故B错误；
C．运动和静止是相对的。因此若以地球为参照物，恒星也在高速地运动，恒星的位置也是相对变
化的，故C正确；
D．宇宙是一个有层次的天体结构系统，故D错误。
故选C。
4. 我国科学家利用中国天眼（FAST）在致密星系群——“斯蒂芬五重星系”及周围天区发现了1
个尺度约为200万光年的巨大原子气体系统，该系统比银河系大20倍，为研究宇宙打开了一个崭新的
窗口。关于宇宙，下列说法正确的是（ ）
A．光年作为时间单位，可以衡量银河系的直径
B．大爆炸导致宇宙空间处处膨胀，且温度相应下降
C．宇宙的结构层次：太阳系→银河系→河外星系宇宙
D．“地心说”宇宙体系在科学发展史上的作用是发展“日心说”宇宙体系
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学学学科科科网网网（（（北北北京京京）））股股股份份份有有有限限限公公公司司司【答案】B
【详解】A．光年作为距离的单位，可以衡量银河系的直径，故A错误；
B．宇宙诞生于大爆炸，并且在不断膨胀之中。大爆炸导致宇宙空间处处膨胀，且温度相应下降，
故B正确；
C．宇宙包含银河系和河外星系，银河系包含太阳系，故C错误；
D．“地心说”宇宙体系在科学发展史上的作用是打破了天圆地方的宇宙观，“日心说”否定了地
球是宇宙中心的说法，故D错误。
故选B。
5. 关于粒子和宇宙，下列说法正确的是（ ）
A．电子的发现说明分子是可分的
B．银河系的直径约为10万光年，光年是长度单位
C．雾霾是由于固体分子不停地无规则运动形成的
D．宇宙不会随时间膨胀和演化
【答案】B
【详解】A．电子的发现说明原子是可分的，故A错误；
B．银河系的直径约为10万光年，光年是指光在真空中一年内通过的距离，光年是长度单位，故
B正确； z
C．雾霾是空气中的固体颗粒物，属于机固体颗粒的机械运动，不是分子的运动，故C错误；
D．宇宙是有层次的天体结构系统，是有起源的，随时间膨胀和演化，故D错误。
故选 B。
6．我们若乘“神舟9号”到太空旅游，我们的航线将是（ ）
A．太阳系——银河系——河外星系 B．银河系——太阳系——河外星系
C．河外星系——太阳系—银河系 D．银河系——河外星系——太阳系
【答案】A
【分析】根据题目对于天体系统从属关系的提问可知，本小题是考察天体系统的基础题目，根据
出各种天体系统的从属关系进行求解．
【详解】在所有的天体系统中，天体系统中最高一级的天体系统为宇宙，其次是总星系，比总星
系低一级的天体系统为银河系和河外星系；比银河系低一级的天体系统为太阳系，所以我们若乘“神
舟9号”到太空旅游，我们的航线将是：太阳系——银河系——河外星系，故选A．
7. 创立“日心说”的天文学家是 （选填“托勒密”“哥白尼”或“伽利略”）。现代天文
学研究表明，太阳 （选填“是”或“不是”）宇宙的中心。如图所示，向粘有金属小颗粒的气
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学学学科科科网网网（（（北北北京京京）））股股股份份份有有有限限限公公公司司司球中打气时，任一金属小颗粒与周围的其他小颗粒都相互远离。同理，我们观察到所有的星系正在远
离我们而去，我们就会得出宇宙正在 （选填“膨胀”或“收缩”）的结论。
【答案】 哥白尼 不是 膨胀
【详解】创立“日心说”的科学家是哥白尼；太阳是太阳系的中心，不是宇宙的中心；各天体在
远离，说明宇宙在膨胀。
8. 宇宙大爆炸理论认为：宇宙一开始是一个“原始火球”，原始的火球发生了大爆炸，导致宇宙
空间处处膨胀，温度 （上升/不变/下降）到一定程度时，逐步形成了超星系团、星系团、星系乃
至恒星和 等。
【答案】 下降 行星
【详解】1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论：整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”
中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。美籍俄国天体物理学家伽莫夫第
一次将广义相对论融入到宇宙理论中，提出了热大爆炸宇宙学模型：宇宙开始于高温、高密度的原始
物质，最初的温度超过几十亿度，随着温度的继续下降，宇宙开始膨胀，到一定程度时，逐步形成了
超星系团、星系团、星系乃至恒星和z 行星等。
三、物质世界的时空尺度
9. 2024年1月9日，我国发射了爱因斯坦探针卫星，用于探索变幻莫测的宇宙。下列星球中空间
尺度最大的是（ ）
A．地球 B．太阳 C．火星 D．月球
【答案】B
【详解】地球和火星处在太阳系中，月球是地球的卫星，太阳系中太阳空间尺度最大。B故符合
题意，ACD不符合题意。故选B。
10．我国航天从“天宫”建站到“嫦娥”奔月，从“天问”探火到“羲和”追日，一步步踏上探
索星辰大海的伟大征程。下列星球空间尺度最小的是（ ）
A．太阳 B．地球 C．火星 D．月球
【答案】D
【详解】根据生活常识可知，地球的直径为12756km，月球的直径约3476.28km，火星的直径为
6779km，太阳的直径为1392000km，综上可知，月球的直径最小，因此星球空间尺度最小的是月球，
故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。
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学学学科科科网网网（（（北北北京京京）））股股股份份份有有有限限限公公公司司司11. 人类对太空的探索永无止境。为了探索宇宙，我们发射了各种航天装置和探测装置，下列装置
中距离地球最远的是（ ）
A．天问一号火星车 B．气象探空气球 C．天宫空间站 D．鹊桥号环月卫星
【答案】A
【详解】ABCD．天问一号火星车在火星上超出了地月系，气象探空气球在大气层以内，天宫空间
站刚出大气层绕地球运转，鹊桥号卫星在月球周围，所以上述设备或航天器的活动范围最远的是天问
一号火星车，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
12. 小明对一些概念和知识进行归类整理如图，对于大圈Q与小圈O和P的关系，说法正确的是
（ ）
A．Q为地月系，O为太阳系，P为人类
B．Q为太阳系，O为地月系，P为银河系
C．Q为原子，O为原子核中的质子，P为核外电子
z
D．Q为原子核，O为原子核中的质子，P为核外电子
【答案】C
【详解】由图示知，O和P是Q的两个组成部分。
AB．太阳系是银河系的一部分，地月系是太阳系的一部分，地月系包括了月球和人类，则Q是地
月系，O和P分别是月球和人类，故AB错误；
CD．原子由核外电子和原子核组成，而原子核由中子和质子组成，所以Q为原子，则O和P分别
为电子和原子核，Q为原子核，则O和P分别为质子和中子。故C正确，D错误。
故选C。
13. 20世纪40年代末，著名物理学家伽莫夫提出了大爆炸宇宙模型，认为宇宙起源于137亿年前
的一个“原始火球”大爆炸，大爆炸模型现在被称为宇宙学的标准理论．下列有关支持“原始火球”
大爆炸理论的观察事实中，说法正确的是（ ）
A．用哈勃望远镜观察到星系光谱的“红移”现象
B．通过科学探究发现宇宙中有数千亿个星系
C．哥白尼提出的“日心说”观点取代“地心说”观点
D．通过科学测量发现不同的星系距离地球的长度不同
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学学学科科科网网网（（（北北北京京京）））股股股份份份有有有限限限公公公司司司【答案】A
【详解】A. 光谱的“红移”现象，表明星系在离我们远去，即宇宙仍延续着大爆炸后的膨胀过程，
故A符合题意；
B. 通过科学探究发现宇宙中有数千亿个星系，说明宇宙很大，星系很多，与大爆炸理论没有直接
关系，故B不符合题意；
C. 哥白尼提出的“日心说”观点取代“地心说”观点，体现了人类认识宇宙的过程以及进步，不
能说明大爆炸理论，故C不符合题意；
D. 通过科学测量发现不同的星系距离地球的长度不同，体现了星系的距离不同，及宇宙的广袤，
与大爆炸理论没有直接关系，故D错误；故选A．
点睛：光谱的红移现象，虽然初中不作过多的要求，但可以和声音进行类比，理解也不难，当一
辆远离我们而去的车鸣笛时，听起来的声音要低沉一些，而走近我们的车鸣笛时，声音听起来高亢一
些，即音调会有变化，光谱的红移与此道理一样，表示星系在离我们远去．
14. 阅读《我们看到了古老的光》并回答问题。
我们看到了古老的光
“牛郎织女”是我国家喻户晓的民间故事，在牛郎星上的牛郎和在织女星上的织女远隔天河，在
每年农历七月初七渡过天河相会一次，表达了人们追求幸福生活的美好愿望。你知道天上的牛郎星和
织女星相距多远吗?
牛郎星和织女星都是银河系中的恒星，它们之间的距离非常遥远，假定牛郎从牛郎星以光速飞行，
他到达织女星也需16年！
宇宙中恒星间的距离都非常大。为了表达起来方便一些，天文学家使用“光年”为单位来度量恒
星间的距离，1光年等于光在1年内传播的距离。
离太阳系最近的恒星是半人马座的比邻星，它距离我们4.3光年。也就是说，我们现在观测到的比
z
邻星的光，是4.3年前发出的，经过了4年多才到达我们的眼睛。
银河系是由超过1000亿颗恒星组成的星系。在银河系之外，离我们最近的星系是大、小麦哲伦云，
它们距离我们16万~19万光年。
秋天的夜晚可以在东北方向的天空找到一个亮斑，看起来像个纺锤，那就是仙女座大星云（如图
所示）。它是北半球唯一可用肉眼看到的银河外星系，与我们的距离是225万光年。
光——宇宙的使者，它不仅告诉我们宇宙的现在，而且还在告诉我们遥远的过去。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）光年是 （选填“时间”或“长度”）的单位，牛郎星到织女星的距离大约是 光
年；
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学学学科科科网网网（（（北北北京京京）））股股股份份份有有有限限限公公公司司司（2）太阳系是以太阳为中心、受太阳引力约束在一起的天体系统，太阳系是银河系中众多星系中
的普通一员。已知太阳系的直径大约是3×1011km，光的传播速度为3×105km/s，一年按3×107s计算，则
以光速穿越太阳系大约需要 年。（结果保留两位小数）
【答案】 长度 16 0.03
【详解】（1）“光年”指光在真空中1年内传播的距离，所以是长度单位。
由短文可知，从牛郎星和织女星，若以光速飞行，需要16年，由于光在一年中通过的距离为1光
年，因此牛郎星到织女星的距离为
（2）光每年通过的距离为
则穿过太阳系需要的时间为
15．请依据下表中太阳系行星的相关数据和图中行星的等比例缩略图，回答问题：
z
天王 海王
水星 金星 地球 火星 木星 土星
星 星
直径
（千 5000 12000 12750 7000 140000 120000 52000 50000
米）约
表面状 环形坑 岩土 岩土＋ 环形坑 液态＋大 液态＋大
气态 气态
况 +岩土 +云 水＋云 ＋岩土 气层 气层
（1）根据表中数据可以发现：图2中的 是我们的家园（选填相应序号）；
（2）根据表中数据可以发现：水星、金星、地球和火星的表面状况有相同的共同点：是 ，
这四颗行星叫做 。（选填“远日行星”、“巨行星”或“类地行星”）
【答案】 ⑤ 都有岩土 类地行星
【详解】（1）根据表中数据可以发现：地球的直径为12750千米，排第5位，所以图2中的⑤是
我们的家园。
（2）类地行星是以硅酸盐石作为主要成分的行星，地球所在的太阳系有四颗类地行星：水星、金
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16．（2023·海南·中考真题）“天问一号”火星探测器到达火星，标志着我国在太空探测领域更进
一步，为人类探索浩瀚宇宙作出了中国贡献。下列空间尺度最小的是（ ）
A．宇宙 B．银河系 C．太阳系 D．火星
【答案】D
【详解】宏观的宇宙大于宏观的银河系，宏观的银行系大于宏观的太阳系，火星是太阳系里的一
个组成部分，则尺度最小的是火星，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
17.（2023·江苏扬州·中考真题）人类对物质世界两极的探索永未停步，下列说法不正确的是（
）
A．对微观世界的探索是由大到小不断深入的
B．电子的发现说明原子核是由更小的微粒组成
C．“中国天眼”射电望远镜使人类对宇宙的探索越来越远
D．宇宙是一个有层次的天体结构系统
【答案】B
【详解】A．物质是由分子组成的，分子又由原子组成的，原子又由原子核和核外电子组成等，因
此对微观世界的探索是由大到小不断深入的，故A正确，不符合题意；
B．由于原子是由原子核和核外电子组成，因此电子的发现，说明原子是由更小的微粒组成，故B
不正确，符合题意；
C．“中国天眼”射电望远镜能捕捉到远在百亿光年的射电信号，弄清宇宙结构是如何形成和演化
的，揭示宇宙诞生演变的奥秘，因此使得人类对宇宙的探索越来越远，故C正确，不符合题意；
z
D．对宇宙的组成常识可知，宇宙是一个有层次的天体结构系统，故D正确，不符合题意。
故选B。
18.（2023·江苏扬州·中考真题）人类对物质世界两极的探索永未停步，下列说法不正确的是（
）
A．对微观世界的探索是由大到小不断深入的
B．电子的发现说明原子核是由更小的微粒组成
C．“中国天眼”射电望远镜使人类对宇宙的探索越来越远
D．宇宙是一个有层次的天体结构系统
【答案】B
【详解】A．物质是由分子组成的，分子又由原子组成的，原子又由原子核和核外电子组成等，因
此对微观世界的探索是由大到小不断深入的，故A正确，不符合题意；
B．由于原子是由原子核和核外电子组成，因此电子的发现，说明原子是由更小的微粒组成，故B
不正确，符合题意；
C．“中国天眼”射电望远镜能捕捉到远在百亿光年的射电信号，弄清宇宙结构是如何形成和演化
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学学学科科科网网网（（（北北北京京京）））股股股份份份有有有限限限公公公司司司的，揭示宇宙诞生演变的奥秘，因此使得人类对宇宙的探索越来越远，故C正确，不符合题意；
D．对宇宙的组成常识可知，宇宙是一个有层次的天体结构系统，故D正确，不符合题意。
故选B。
19．（2022·江苏南京·中考真题）关于粒子和宇宙，下列认识中正确的是（ ）
A．原子是由质子和中子构成的
B．“地心说”提出太阳是宇宙的中心
C．一个带正电的物体吸引轻小物体，说明轻小物体原来一定带负电
D．两个表面光滑的铅块相互紧压后会粘在一起，说明分子间存在引力
【答案】D
【详解】A．原子是由原子核和核外电子组成的，原子核是由质子和中子构成的，故A错误；
B．“地心说”提出地球是宇宙的中心，“日心说”提出太阳是宇宙的中心，故B错误；
C．由于带电体能吸引轻小物体，所以一个带正电的物体吸引轻小物体，则轻小物体可能定带负电，
也可能不带电，故C错误；
D．两个表面光滑的铅块相互紧压后会粘在一起，通过挤压使铅原子靠近，建立分子间的引力，然
后会粘在一起，所以分子间存在引力，故D正确。
故选D。
20.（2024·北京·中考真题）请阅读《宇宙灯塔——脉冲星》并回答问题。
宇宙灯塔——脉冲星
截至2024年5月，有“中国天眼”之称的500m口径球面射电望远镜（FAST）发现的新脉冲星数
量突破900颗，这些发现，极大拓展了人类观察宇宙视野的极限。
“中国天眼”紧盯的脉冲星是什么？脉冲星是一类高速自转的天体，具有极强的磁场，它高速自
转时就在两磁极处形成了方向性很强的锥形电磁波束（如图甲所示）。由于两个电磁波束会随着脉冲
z
星的高速自转而一起转动，它们就会像灯塔发出的两束光一样扫过宇宙空间。电磁波束每扫过地球上
的射电望远镜一次，射电望远镜就会收到一个脉冲信号（如图乙所示），脉冲星便以此而得名。
脉冲星具有极其稳定的自转周期（自转一圈所用的时间），部分脉冲星的自转周期约3亿年仅变
化0.1ms，因此可将脉冲星作为计时基准。
脉冲星还是宇宙中的“探针”，可应用于探测引力波。宇宙中的超大质量天体加速运动时，会产
生引力波。引力波信号极其微弱，特别是纳赫兹（ Hz）引力波，难以直接观测。但是，引力波会
使我们收到的脉冲星的脉冲信号发生变化。我国科学家通过综合分析多个脉冲星脉冲信号的变化，于
2023年6月找到了纳赫兹引力波存在的关键证据。
越来越多被发现的脉冲星，犹如宇宙中不断被点亮的灯塔，引领我们揭开更多暗藏在宇宙中的秘
密。
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学学学科科科网网网（（（北北北京京京）））股股股份份份有有有限限限公公公司司司请根据上述材料，回答下列问题：
（1）电磁波束每扫过射电望远镜一次，射电望远镜就会收到一个 ，脉冲星便以此而得名；
（2）脉冲星能够作为计时基准是因为它具有 ；
（3）科学家找到纳赫兹引力波存在的关键证据的研究方法在初中物理的学习过程中也用到过，请
类比研究条形磁体周围磁场分布的方法，补全表格中①②的内容 ；
研究对象 条形磁体的磁场 纳赫兹引力波
观测“设备” 人眼 中国天眼
探测工具 铁屑 ①
可观测证据 铁屑有规则地排列 ②
推理得到的结论 条形磁体周圆的磁场有规律分布 纳赫兹引力波存在
【答案】（1）脉冲信号；（2）脉冲星具有极其稳定的自转周期；（3）脉冲星，收到的脉冲星的
脉冲信号发生变化
【详解】（1）根据题文可知，电磁波束每扫过地球上的射电望远镜一次，射电望远镜就会收到一
个脉冲信号。 z
（2）由题文可知，脉冲星具有极其稳定的自转周期（自转一圈所用的时间），部分脉冲星的自转
周期约3亿年仅变化0.1ms，因此可将脉冲星作为计时基准。
（3）根据题文可知，脉冲星还是宇宙中的“探针”，可应用于探测引力波，类比铁屑研究磁场的分布；
收到的脉冲星的脉冲信号发生变化，从而找到了纳赫兹引力波存在的关键证据。
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