28.(2019春•滨海县期中)阅读分析题黑洞与宇宙由全球多个国家和地区的科研人员组成,包括中国科学院上海天文台在内的一些国内机构参与了此次国际合作,他们利用分布在世界各地的射电望远镜,组成一台巨大的虚拟望远镜,其口径相当于地球直径,该望远镜“拍照”重点黑洞对象之一,就是位于银河系中心的“人马座A”。北京时间2019年4月10日晚9时许,包括中国在内,全球多地天文学家同步公布了首张黑洞真容,如图所示。黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程:某一个恒星在准备灭亡,核心在自身重力的作用下迅速地收缩,塌陷,发生强力爆炸,当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止,被压缩成一个密实的星体,同时也压缩了内部的空间和时间。但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,连中子间的排斥力也无法阻挡。中子身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质,由于高质量而产生的引力,使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。黑洞是宇宙众多天体的一种“宇宙大爆炸”理论认为,宇宙是由一个致密炽热的点,于一次大爆炸后膨胀形成的。不同星体的远离速度和离我们的距离s成正比,即“y=Hs”,式中H为一常数,称为哈勃常数(已由天文观察测定)。假设大爆炸后各星体以不同的速度向外匀速运动,并设想我们就位于其中心,则速度越大的星体现在离我们越远(1)在银河系中心的天体是 A.中子星 B.太阳 C.黑洞 D.恒星(2)假设一艘宇宙飞船靠近黑洞,它的质量将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)(3)从上述材料可知,黑洞是由 演化形成的。(4)在黑洞的形成过程中,密度 (选填“变大”、“不变”或“变小”)(5)关于宇宙的起源,下列说法中与大多数宇宙科学家的观点不一致的是 A.谱线红移现象说明所有星系都在远离我们B.大爆炸是整体的,涉及宇宙的全部物质及时间、空间C.大爆炸导致宇宙空间处处膨胀,温度则相应下降D.宇宙温度下降至一定程度,逐步形成超星系团、星系团、星系及恒星、行星等(6)由“v=Hs”及我们所学的速度公式,假设某星体在宇宙大爆炸后远离我们的时间为t其计算式为t= (用“哈勃常数H”表示)
28.(2019春•滨海县期中)阅读分析题
黑洞与宇宙
由全球多个国家和地区的科研人员组成,
包括中国科学院上海天文台在内的一些国内机构参与了此次国际合作,他们利用分布在世界各地的射电望远镜,组成一台巨大的虚拟望远镜,其口径相当于地球直径,该望远镜“拍照”重点黑洞对象之一,就是位于银河系中心的“人马座A”。北京时间2019年4月10日晚9时许,包括中国在内,全球多地天文学家同步公布了首张黑洞真容,如图所示。
黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程:某一个恒星在准备灭亡,核心在自身重力的作用下迅速地收缩,塌陷,发生强力爆炸,当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止,被压缩成一个密实的星体,同时也压缩了内部的空间和时间。但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,连中子间的排斥力也无法阻挡。中子身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质,由于高质量而产生的引力,使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。
黑洞是宇宙众多天体的一种“宇宙大爆炸”理论认为,宇宙是由一个致密炽热的点,于一次大爆炸后膨胀形成的。不同星体的远离速度和离我们的距离s成正比,即“y=Hs”,式中H为一常数,称为哈勃常数(已由天文观察测定)。假设大爆炸后各星体以不同的速度向外匀速运动,并设想我们就位于其中心,则速度越大的星体现在离我们越远
(1)在银河系中心的天体是
A.中子星 B.太阳 C.黑洞 D.恒星
(2)假设一艘宇宙飞船靠近黑洞,它的质量将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)
(3)从上述材料可知,黑洞是由 演化形成的。
(4)在黑洞的形成过程中,密度 (选填“变大”、“不变”或“变小”)
(5)关于宇宙的起源,下列说法中与大多数宇宙科学家的观点不一致的是
A.谱线红移现象说明所有星系都在远离我们
B.大爆炸是整体的,涉及宇宙的全部物质及时间、空间
C.大爆炸导致宇宙空间处处膨胀,温度则相应下降
D.宇宙温度下降至一定程度,逐步形成超星系团、星系团、星系及恒星、行星等
(6)由“v=Hs”及我们所学的速度公式,假设某星体在宇宙大爆炸后远离我们的时间为t其计算式为t= (用“哈勃常数H”表示)

题目解答
答案
(2)宇宙飞船靠近黑洞时,飞船所含的物质没有变化,所以质量也不变;
(3)由题中信息知黑洞是由恒星演化形成的;
(4)由题意知在黑洞的形成过程中,质量不变,体积缩小,密度变大;
(5)A、宇宙由物质构成,红移现象更加说明了物质处于不停地运动和发展之中,星系正在离我们而去;
BCD、关于宇宙的起源,人类现在认同“大爆炸”理论;该理论认为,宇宙在最开始时是炽热的“原始火球”,距今约137亿年前,原始火球发生了大爆炸;大爆炸是整体的,涉及宇宙的全部物质及时间和空间;宇宙空间在膨胀中,温度相应下降,最终当温度达到一定程度时,形成了现在的超星系团、星系团、星系及恒星、行星等;
综合分析A与BCD不同;
故选:A;
(6)速度公式为v
和v=Hs得,
星体在宇宙大爆炸后远离我们的时间:t
。
故答案为:(1)C;(2)不变;(3)恒星;(4)变大;(5)A;(6)
。
解析
- 考查要点:本题综合考查对黑洞形成、宇宙大爆炸理论及物理概念的理解,涉及天文学基础知识和公式推导。
- 解题核心:
- 第(1)题:明确银河系中心的天体类型;
- 第(2)题:理解质量与位置、引力无关的本质;
- 第(3)(4)题:结合材料分析黑洞形成过程中的质量与密度变化;
- 第(5)题:辨析大爆炸理论的关键特征;
- 第(6)题:通过公式变形推导时间表达式。
- 破题关键:质量是物体属性,与位置无关;密度由质量和体积共同决定;哈勃定律与速度公式的结合应用。
第(1)题
材料明确指出银河系中心的天体是“人马座A”,即黑洞。选项中只有C.黑洞正确。
第(2)题
质量是物体所含物质的多少,与所处位置无关。即使靠近黑洞,飞船物质未增减,故质量不变。
第(3)题
材料描述黑洞形成于恒星核心坍缩,最终质量过大无法停止收缩,因此黑洞由恒星演化形成。
第(4)题
黑洞形成过程中,质量保持不变,但体积持续缩小。根据密度公式 $\rho = \frac{m}{V}$,体积减小导致密度变大。
第(5)题
大爆炸理论认为宇宙起源于一个致密点,涉及全部物质和时空。选项A中“所有星系都在远离”与观测事实矛盾(如本星系团内存在引力束缚),故A与主流观点不一致。
第(6)题
根据哈勃定律 $v = Hs$ 和速度公式 $v = \frac{s}{t}$,联立得:
$t = \frac{s}{v} = \frac{s}{Hs} = \frac{1}{H}$