高中物理 第四章 原子核 第七节 小粒子与大宇宙自我小测 粤教版选修3-5

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1、小粒子与大宇宙1下列说法中正确的是(　　)A．太阳是宇宙的中心B．太阳系中只存在太阳和它的八大行星C．太阳系由太阳和若干行星及它们的卫星和彗星组成D．以上说法都正确2关于宇宙的成因，目前比较易被接受的是宇宙起源于________．3天文观测表明：几乎所有远处的恒星(或星系)都在以各自的速度背离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度(称为退行速度)越大，也就是宇宙在膨胀．不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比，即v＝Hr，式中H为一常量，称为哈勃常数，已由天文观察测定．为解释上述现象，有

2、人提出一个理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的．假设大爆炸后各星体即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，这一结果与上述天文观测一致．由上述理论和天文观测结果，可估算宇宙年龄T，其计算公式为T＝________.4在天文学上把两个相距较近，由于彼此的引力作用而沿轨道相互环绕的恒星系统称为双星，例如天狼星就是双星系统的一颗子星，另一颗子星是已不再发光的白矮星，它们的环绕周期为50.1年．α星和β星组成的双星系统其“晃动”(实际上是环绕转动，不过人们往往只

3、能看到它们在晃动)周期为T，α星的晃动范围为Dα，β星的晃动范围为Dβ，如图4－7－1所示．试求α星和β星的质量．图4－7－15现在，科学家们正在设法探寻“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反．据此，若有反α粒子，它的质量数和电荷数为多少？6两颗靠得较近的天体称为双星，宇宙中有一对双星，质量分别为m1、m2，它们以二者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，设双星间的距离为L，不考虑其他星体的影响，求这两颗星的轨道半径和周期．7阅

4、读如下资料并回答问题：自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断向外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为热辐射，热辐射具有如下特点：①辐射的能量中包含各种波长的电磁波；②物体温度越高，单位时间内从物体表面单位面积上辐射的能量越大；③在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同．处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它已在平衡状态，则能量保持不变．若不考虑物体表面对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑

5、体．单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比．即P0＝δT4，其中常用δ＝5.67×10－8W/m2·K4.在下面的问题中，把研究对象都简单地看成黑体．有关数据及数学公式：太阳半径Rs＝696000km，太阳表面温度T＝5770K，火星半径r＝3395km，球面积S＝4πR2，其中R为球半径．(1)太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10－7m～1×102m范围内，求相应的频率范围．(2)每小时从太阳表面辐射的总能量为多少？(3)火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射

6、到面积为πr2(r为火星半径)的圆盘上，已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍．忽略其他天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度．8彗星——拖着长长的尾巴，时而出现于黎明的东方，时而划破晴夜的长空．对于彗星的观察，我国从殷商时代就有了关于彗星的观察记录，并为后人留下了珍贵的资料，其中在《春秋》中记载的观察彗星的资料，被公认为是世界上哈雷彗星的最早记录，比欧洲关于彗星的记录早了几百年．在西方研究彗星的众多科学家中，英国物理学家哈雷对彗星的研究最为深入，他不仅对彗星进行天文观察，而且还对彗星的轨道进行

7、了定量的计算，1705年，他在《彗星天文学》一书中计算了彗星的24个轨道．在现在已知的1600颗彗星中，人们对其中的600颗已确定了它们的轨道．下面是关于彗星的几个问题：(1)经过观察与研究，人们发现彗星绕太阳运行的轨道一般为椭圆、抛物线或双曲线．彗星轨道的形状是由彗星的能量所决定的．试问著名的哈雷彗星的运行轨道是椭圆，是抛物线，还是双曲线？为什么？(2)据科学家研究发现，彗星是由稀薄气体、冰冻团块、甲烷、氨、干冰等组成的．彗星中还含有钾、钙、锰、钠和铁等物质，试说明人们是运用什么方法知道彗星中含有上述

8、物质的．(3)1994年，曾经发生了一个轰动世界的天文奇观，一颗命名为“苏梅克—列维9号”的彗星断裂成了21块(其中最大的一块线度约4km)，并以60km/s的速度连续地向木星撞去，这就是著名的彗—木相撞现象．苏梅克—列维9号彗星中的第一块碎片于格林尼治时间7月16日20时15分落入木星大气层并向木星撞去，撞击后产生的多个火球绵延近1000km.设想苏梅克—列维9号彗星分裂时有一块碎块的质量为1012kg，它相对于木星的速度为600m/s，