Question

20．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．
光同样可以产生多普勒效应，当一个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，变化的规律也会发生变化，变化的规律与声音发生多普勒效应的规律相同．
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，由它们进行的速度v与它们离我们的距离r的图象，如图所示，并据此，得出它们退行的速度v与它们离我们的距离r的关系-“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降低（升高/不变/降低）；
（2）天文学家哈勃观察到，几乎所有远处星系发出的光的频率都向红光（红光/紫光）方向偏移；
（3）由文中“红移”现象推知，红光的频率小于（大于/等于/小于）紫光的频率；
（4）根据短文可知，“哈勃定律”的内容是D；
A．所有星系都在靠近我们而来
B．所有星系都在远离我们而去
C．所有星系都做匀速直线运动
D．星系退行的速度正比于它们离我们的距离
（5）根据哈勃的观察和“宇宙大爆炸”理论，关于短文图象中四种星团，下列说法正确的是B；
A．四种星团的速度相同
B．长蛇星系团的速度最大
C．室女云星团的速度最大
D．长蛇星系团的速度不断变大．

Answer 1

分析 （1）当火车向你驶来的时候，鸣笛的音调变高；当火车离开你向远处驶去时，音调在降低，但若你是坐在警车上，所听到的鸣笛声的音调却始终一样，也就是说实际上鸣笛的频率并没有改变，只是当听者和声源之间发生相对运动时，听者感觉到频率的改变，这种现象称为多普勒效应；当火车向你驶来的时候，鸣笛的音调变高；当火车离开你向远处驶去时，音调在降低；
（2）知道哈勃发现了谱线的红移现象，说明星系在远离我们而去．科学家们又发现了红移现象，就是远距离星球射向地球的光以红光为多，近距离的则以紫光为主；
（3）红光的频率小于紫光的频率，红光的波长大于紫光的波长；
（4）仔细阅读文字内容，总结哈勃定律内容，得出正确选项；
（5）观察图象中各星团速度大小得出结论．

解答 解：（1）鸣笛的火车离我们远去，距离越来越远，听到的鸣笛声的频率将降低；
（2）天文学家哈勃利用仪器观察星系发出的光，发现星系的光谱向长波方向偏移，称之为谱线“红移”，也就是几乎所有远处星系发出的光的频率都向红光方向偏移，此现象说明星系在远离我们而去；
（3）“红移”现象说明星系的光谱正在变长，频率在减小，即向长波方向偏移，由此推知红光的波长大于紫光的波长，红光的频率小于紫光的频率；
（4）根据短文及图象可知，星系退行的速度v与它们离我们的距离r的图象成正比，据此得出“哈勃定律”；所以说星系退行的速度正比于它们离我们的距离，故选项D正确；
（5）短文图象中四种星团，四种星团的速度不相同，长蛇星系团的速度最大，且是匀速直线运动；故选项B正确．
故答案为：（1）降低；（2）红光；（3）小于；（4）D；（5）B．

点评 本题考查了哈勃的贡献，为了纪念他，1990年，人类发射的太空望远镜命名为“哈勃”望远镜．宇宙由物质构成，物质处于不停地运动和发展之中．