Question

【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r的v-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v和r之间存在简单的正比关系，即：v = Hr，H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．

Answer 1

【答案】
（1）降低
（2）升高
（3）小于
（4）B
（5）解：图中长蛇星系团的速度为v=6

距离为r=2000

由v=Hr

得 。
答：H的值为3 × 10 18 s 1 。

【解析】解：（1）、（2）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；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会升高；

（3）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.

（4）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.
所以答案是：（1）降低，（2）升高，（3）小于，（4）B，（5）H的值为3 × 10 18 s 1 。

【考点精析】本题主要考查了光的传播速度与光年的相关知识点，需要掌握光在真空中传播速度最快，c=3×108 m/s ． 在水中约为真空中的3/4，玻璃为真空的2/3 ．光年是长度单位，指光在1年中的传播距离才能正确解答此题．