题目内容

【题目】阅读短文,回答问题:

星系在远离我们而去

当一列火车迎面驶来时,我们听到的汽笛声音调会升高(即声波的频率升高);当它离我们远去时,音调降低(即声波的频率降低),这一现象叫多普勒效应.

不同色光的频率不同.光同样可以产生多普勒效应,当光源靠近我们或离我们远去时,我们观测到它发出的光的频率也会发生变化.变化的规律与声音相同.

20世纪天文学家哈勃观察到,几乎所有远处星系发出光的频率都向红光方向偏移,称为“红移”.这一现象说明,星系在远离我们而去.哈勃研究了24个距离已知的星系,由它们发出光频率的偏移推算出他们退行的速度,画出它们退行的速度v与它们离我们的距离rv-r图像,如图所示.图中只标出其中四种星团,横坐标单位中的l.y.是光年,它表示光在一年内所通过的距离.分析图象,哈勃总结出vr之间存在简单的正比关系,即:v = HrH为哈勃常数,这便是“哈勃定律”.

为解释哈勃定律,科学家提出“宇宙大爆炸”理论.认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的,假设我们就位于其中心.大爆炸后各星系以不同的速度向外匀速运动,远离我们而去.

(1)鸣笛的火车远离我们而去,我们听到汽笛声的频率_______(升高/不变/降低).

(2)若远处有光源在靠近地球,则在地球上观察到它所发出光的频率______(升高/不变/降低).

(3)由文中“红移”现象推知,红光的频率_______(大于/等于/小于)紫光的频率.

(4)关于图中四种星团速度的描述,符合短文内容的是______

A.四种星团速度相同

B.长蛇星系团速度最大

C.室女云星团速度不断变小

D.长蛇星系团速度不断变大

(5)根据短文内容,估算哈勃常数H的值.写出计算过程,一年取3×107s,结果保留到整数.

【答案】降低升高小于B3×10-18s-1

【解析】由题可知,当汽车迎面驶来时,我们听到的汽笛声音调会升高;当它离我们远去时,音调降低,听到汽笛声的频率变低。

天文学家哈勃观察到,几乎所有远处星系发出光的频率都向红光方向偏移,称为红移。这一现象说明,星系发出光的频率变小,星系在远离我们而去。若远处有光源在靠近地球,则在地球上观察到它所发出光的频率将升高。

由文中红移现象推知,红光的频率小于紫光的频率。

由图可知:四种星团速度不同,长蛇星系团速度最大,室女云团速度不断变大,长蛇星系团速度不断变小。故符合短文内容的是B

图中长蛇星系团的速度为v=6

距离为r=2000

v=Hr

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