Question

20．閱讀短文，回答問題：
星系在遠(yuǎn)離我們而去
當(dāng)一列火車迎面駛來時(shí)，我們聽到的汽笛聲音調(diào)會(huì)升高（即聲波的頻率升高）；當(dāng)它離我們遠(yuǎn)去時(shí)，音調(diào)降低（即聲波的頻率降低），這一現(xiàn)象叫多普勒效應(yīng)．
光同樣可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，當(dāng)一個(gè)光源靠近我們或離我們遠(yuǎn)去時(shí)，我們觀測(cè)到它發(fā)出的光的頻率也會(huì)發(fā)生變化，變化的規(guī)律也會(huì)發(fā)生變化，變化的規(guī)律與聲音發(fā)生多普勒效應(yīng)的規(guī)律相同．
20世紀(jì)天文學(xué)家哈勃觀察到，幾乎所有遠(yuǎn)處星系發(fā)出光的頻率都向紅光方向偏移，稱為“紅移”，這一現(xiàn)象說明，星系在遠(yuǎn)離我們而去，哈勃研究了24個(gè)距離已知的星系，由它們進(jìn)行的速度v與它們離我們的距離r的圖象，如圖所示，并據(jù)此，得出它們退行的速度v與它們離我們的距離r的關(guān)系-“哈勃定律”．
為解釋哈勃定律，科學(xué)家提出“宇宙大爆炸”理論，認(rèn)為宇宙是從一個(gè)大爆炸的火球開始形成的，假設(shè)我們就位于其中心，大爆炸后各星系以不同的速度向外勻速運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)離我們而去．
（1）鳴笛的火車遠(yuǎn)離我們而去，我們聽到汽笛聲的頻率降低（升高/不變/降低）；
（2）天文學(xué)家哈勃觀察到，幾乎所有遠(yuǎn)處星系發(fā)出的光的頻率都向紅光（紅光/紫光）方向偏移；
（3）由文中“紅移”現(xiàn)象推知，紅光的頻率小于（大于/等于/小于）紫光的頻率；
（4）根據(jù)短文可知，“哈勃定律”的內(nèi)容是D；
A．所有星系都在靠近我們而來
B．所有星系都在遠(yuǎn)離我們而去
C．所有星系都做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D．星系退行的速度正比于它們離我們的距離
（5）根據(jù)哈勃的觀察和“宇宙大爆炸”理論，關(guān)于短文圖象中四種星團(tuán)，下列說法正確的是B；
A．四種星團(tuán)的速度相同
B．長(zhǎng)蛇星系團(tuán)的速度最大
C．室女云星團(tuán)的速度最大
D．長(zhǎng)蛇星系團(tuán)的速度不斷變大．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)火車向你駛來的時(shí)候，鳴笛的音調(diào)變高；當(dāng)火車離開你向遠(yuǎn)處駛?cè)�時(shí)，音調(diào)在降低，但若你是坐在警車上，所聽到的鳴笛聲的音調(diào)卻始終一樣，也就是說實(shí)際上鳴笛的頻率并沒有改變，只是當(dāng)聽者和聲源之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，聽者感覺到頻率的改變，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)；當(dāng)火車向你駛來的時(shí)候，鳴笛的音調(diào)變高；當(dāng)火車離開你向遠(yuǎn)處駛?cè)�時(shí)，音調(diào)在降低；
（2）知道哈勃發(fā)現(xiàn)了譜線的紅移現(xiàn)象，說明星系在遠(yuǎn)離我們而去．科學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)了紅移現(xiàn)象，就是遠(yuǎn)距離星球射向地球的光以紅光為多，近距離的則以紫光為主；
（3）紅光的頻率小于紫光的頻率，紅光的波長(zhǎng)大于紫光的波長(zhǎng)；
（4）仔細(xì)閱讀文字內(nèi)容，總結(jié)哈勃定律內(nèi)容，得出正確選項(xiàng)；
（5）觀察圖象中各星團(tuán)速度大小得出結(jié)論．

解答 解：（1）鳴笛的火車離我們遠(yuǎn)去，距離越來越遠(yuǎn)，聽到的鳴笛聲的頻率將降低；
（2）天文學(xué)家哈勃利用儀器觀察星系發(fā)出的光，發(fā)現(xiàn)星系的光譜向長(zhǎng)波方向偏移，稱之為譜線“紅移”，也就是幾乎所有遠(yuǎn)處星系發(fā)出的光的頻率都向紅光方向偏移，此現(xiàn)象說明星系在遠(yuǎn)離我們而去；
（3）“紅移”現(xiàn)象說明星系的光譜正在變長(zhǎng)，頻率在減小，即向長(zhǎng)波方向偏移，由此推知紅光的波長(zhǎng)大于紫光的波長(zhǎng)，紅光的頻率小于紫光的頻率；
（4）根據(jù)短文及圖象可知，星系退行的速度v與它們離我們的距離r的圖象成正比，據(jù)此得出“哈勃定律”；所以說星系退行的速度正比于它們離我們的距離，故選項(xiàng)D正確；
（5）短文圖象中四種星團(tuán)，四種星團(tuán)的速度不相同，長(zhǎng)蛇星系團(tuán)的速度最大，且是勻速直線運(yùn)動(dòng)；故選項(xiàng)B正確．
故答案為：（1）降低；（2）紅光；（3）小于；（4）D；（5）B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了哈勃的貢獻(xiàn)，為了紀(jì)念他，1990年，人類發(fā)射的太空望遠(yuǎn)鏡命名為“哈勃”望遠(yuǎn)鏡．宇宙由物質(zhì)構(gòu)成，物質(zhì)處于不停地運(yùn)動(dòng)和發(fā)展之中．