13 * 宇宙的未来主要内容及教案内容

一、基础知识

1．下列各组词语中加点字的注音无误的一项是（ ）

A．混沌（húnDùn） 尴尬（gān gà） 臭名昭著（zhāo）

．．．．．B．诘问（jié） 坍缩（tān） 迄今为止（qì）

．．．C．三昧（wèi） 崩溃（kuì） 不可逾越（yù）

．．．D．告罄（xīn） 倚重（yǐ） 模棱两可（líng）

．．．【答案】B

【解析】

试题分析：A项“混”应读“hùn”；C项“昧”应读“mèi”，“逾”应读“yú”；D项“罄”应读“qìng”，“棱”应读“léng”。

考点：识记现代汉语普通话常用字的字音。能力层级为识记A。

2．下列各组词语中没有错别字的一组是（ ）

A．感恩带德 映入眼帘 赞叹不已 别出新裁

B．明察秋毫 副圆广阔 轻而易举 瞻养父母

C．模棱两可 归根到底 晶莹透明 瞬息万变

D．万无一失 疏疏朗朗 因地治宜 臭名昭著

【答案】C

【解析】

试题分析：A项带—戴，新—心；B项副—幅，瞻—赡；D项治—制。

考点：识记并正确书写现代常用规范汉字。能力层级为识记A。

3．填入下列各句横线处的词语最恰当的一组是（ ）

（1）但是________________大脑的方程几乎肯定具有混沌行为，初始态的非常小的改变会导致非常不同的_________________。

（2）这样就有人对为何密度应这么接近于临界值___________________另外可能的解释。这种__________________导致极早期宇宙的暴涨理论。

A．限制效果寻求探究 B．制约结果寻求探索

C．限制结果寻觅探究 D．制约效果寻觅探索

【答案】B 某种力量、做法或因素产生的结果（多指好的）；②指演出时人工制造的风雨声、枪炮声（音响效果）

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答案的过程应用“探索”。

考点：正确使用词语（包括熟语）。能力层级为表达运用E。

4．下列各句中标点符号使用错误的一项是（ ）

A．这表明方程可能是不稳定的：在某一时刻对系统作非常微小的改变，系统的未来行为很快会变得完全不同。

B．另一次事件，利迪亚的国王克罗修斯，这位世界上最富有的人有一次问道：如果他侵略波斯的话会发生什么。其回答是：一个伟大的王国将会崩溃。

C．这样，对于宇宙的未来其关键问题在于：平均密度是多少？如果它比临界值小，宇宙就将永远膨胀。但是如果它比临界值大，宇宙就会坍缩，而时间本身就会在大挤压处终结。

D．例如，第七日回归的创建者威廉•米勒预言：耶稣的第二次到来会在1843年3月21日至1844年3月21日间发生。

【答案】D

【解析】

试题分析：D项中的冒号应为逗号。

考点：正确使用标点符号。能力层级为表达运用E。

二、课堂回顾

说说下面语句的表现手法及深刻含意。

（1）近代的末日预言者为了避免尴尬，不为世界的末日设定日期。这些日期使股票市场下泻。虽然它使我百思不解，为何世界的终结会使人愿意用股票来换钱，假定你在世界末日什么也带不走的话。

（2）这就是从微波炉得到的同类的辐射，但是要更微弱得多，它只能把食物加热到绝对温度的2．7度，所以不能用来温热你的外卖比萨。

（3）然而，我比其他的末日预言者更占便宜。即便宇宙将要坍缩，我可以满怀信心地预言，它至少在一百亿年内不会停止膨胀。我预料那时自己不会留在世上被证明是错的。

【答案】（1）一方面有人预言世界末日即将来临，人类面临灭顶之灾，让世界充满恐怖，一方面又有人利用这个预言拼命赚钱，以此揭露了这个预言的荒唐。这句话用对比的方法，让人在笑声中悟到人类自身的某些缺陷和某些思维误区。

（2）绝对温度的2．7度，相当摄氏的零下270多度，只能把食物冻结成厚冰，根本不能把食物加热，作者故意错谬，造成一种幽默的效果。

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（3）世界末日预言家预言了世界的末日，作者也预言了世界的末日，但是两者性质完全不同。作者用夸张和对比的手法，揭示了它们的本质区别。

三．阅读下面的文字，完成后面题目。

观测宇宙的新窗口

人类最早用眼睛观察宇宙，后来出现了光学望远镜，增加了观测的距离，射电、红外、紫外、X—射线、γ射线等望远镜的出现，扩展了观测宇宙的视野、然而，所有这些观测手段的基础，都是接受来自天体的电磁辐射，对于某些缺乏电磁辐射的“暗”天体，我们就会视而不见，引力波探测可以弥补这一缺陷。由于天体都具有质量，因而只要探测器足够灵敏。它们的运动都可由于辐射引力波而被检测。预期中的黑洞就是一个例子。黑洞不辐射电磁波，而它们的产生和碰撞都将辐射出强烈的引力波。历史上每一新的探测工具的使用，都伴随着重大的天文学发现，如射电望远镜“看”到了中子星，宇宙微波背景观测发现3K宇宙背景辐射。可以预测，由于引力波携带着天体运动的大量原始信息，引力波探测也将在宇宙观测上有新的发观，引力波探测器将成为研究天然物理学的有力工具。这一前景激发了天体引力波源的研究热潮，极大地推动了天文学和天体物理学的进展。1992年物理学诺贝尔奖得主是美国的J．Taylor和R．HulsE．得奖原因是他们对脉冲双星PSRl913+16的发现和研究。这是一个罕见的双脉冲系统，距离地球1．5万光年，轨道偏心率大（～0．6），由于不对称性和高速的轨道运动而有强烈的引力辐射，辐射的能量损失使轨道周期变短．从1974年开始，经过十多年观测，得出轨道周期率为（-2．452±10）-1288-1。相当于每年变化0．7秒。这与根据广义相对论引力辐射理论的预期十分准确地符合。这一观测，成为存在引力辐射的第一间接观测证据。

人们对引力波探测的兴趣，还在于这一探测对人类认识自然的重要作用。从物理学角度看，既然各种引力理论都预言了引力波的存在，并赋予它们以不同的特征（如传播速度，偏震，能量辐射方式等）。引力波探测的结果将有助于区分理论的正确与否，从而推动理论研究的进展，对引力波性质的深入了解，有助于引力场量子化学的理论研究，从而为大统一理论做出贡献。

由于引力波探测需要大量高精仪器和技术，探测的要求将促进这些技术的发展，超导量子干涉器（SQUID）和大功率钇铝石榴激光器（Nd：YAG）就是例子。

……

经过20世纪前40年的努力，以爱因斯坦为代表的学术先驱建立了引力波的理论体系；以韦伯为代表的科技界从60年代开始了引力波的实验探测，达到理论上检验灵敏度要求的引力波探测器可望在20世纪末建成。将近百年的不懈努力，反映了人们追求真知的热忱。人们期望20世纪末建成的激光引力波探测器，在21世纪的头十年取得突破，在地球上首次测到引力波讯号。

更多的引力波讯号的获得将极大地开阔人类的宇宙视野，对获得的引力波讯号特性的分

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析将促进人类对引力本质的认识。有人认为，人类一旦掌握了引力波，所导致的社会效应将可与人类掌握电磁波相类比。由于引力波具有极强的穿透力，作为宇宙间的通讯工具将具有无与伦比的优势。

也许最新的探测器仍未能发现引力波的“芳踪”。那么，这将是对现有引力理论，特别是广义相对论的极大挑战，新的理论必将出现。作为近代科技前沿研究的引力波探测热潮，在世纪之交的时刻，由于面临突破而更加“热”了。近百年的努力使人们充分认识到这一任务的艰巨性，需要各国科学家的共同努力。科学家们在这方面已建立起良好的合作关系，新的突破，将是共同努力的结晶，这也是引力波探测的一个特点。

（节选自胡斯科《引力波探测》）

（1）根据文意，下列对引力波探测器的说明，错误的一项是（ ）

A．历史上每一新的探测工具的使用，都伴随着重大的天文学发现。可以预测，由于引力波携带着天体运动的大量原始信息，引力波探测也将在宇宙观测上有新的发现，引力波探测器将成为研究天体物理学的有力工具。

B．达到理论上检验灵敏度要求的引力波探测器已经在20世纪末建成。

C．人们期望20世纪末建成的激光引力波探测器在21世纪的头十年取得突破，使在地球上首次测到引力波的讯号成为可能。

D．有可能最新的探测器即引力波探测器仍未能发现引力波的“芳踪”。

【答案】B

考点：理解文中重要概念的含义。能力层级为理解B。

（2）

根据文意，关于引力波探测的说明，正确的一项是（ ）

A．人们对引力波探测的兴趣，关键在于这一探测对人类认识自然的重要作用。

B．引力波探测的实施将有助于区分理论的正确与否，从而推动理论研究的进展。

C．对引力波性质的深入了解，有助于引力场量子化学的实验研究，从而为大统一理论做出贡献。 D．引力波探测可以弥补我们对于某些缺乏电磁辐射的“暗”天体视而不见这一缺陷。

【答案】D 【解析】

试题分析：A．并非“关键”B．并非“实施”；C．并非“实验研究”。

考点：理解文中重要概念的含义。能力层级为理解B。

（3）下列理解符合原文意思的一项是（ ）

A．引力波的理论体系的建立，是在经过20世纪前40年的努力，由以爱因斯坦为代表的学术先驱完成的。

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B．在地球上首次测到引力波的讯号的时间在21世纪的头十年。

C．宇宙间的通讯工具中具有无与伦比的优势的就是具有极强的穿透力的引力波探测器。

D．作为近代科技前沿研究的引力波探测热潮，在世纪之交的时刻，由于更加“热”了而面临突破。

【答案】A 【解析】

试题分析：B．并未测到引力波的讯号；C．原文是“将”，并非已经成为事实。D．并非由于“热”了而面临突破。）15．C（并非“统一”，而是“大统一”。

考点：归纳内容要点，概括中心意思。能力层级为分析综合C。

四、阅读下面的文字，完成后面的题目

无论是天文学家还是普通人，当我们眺望浩瀚星空的时候，每个人心里都不免有这样一种感觉：宇宙太宏大了，相比之下人类和地球都太渺小了。在这茫茫太空之中，有没有其他生命的存在？

虽然人们曾一度想象火星上可能存在生命，但迄今为止，无论在火星还是在太阳系除了地球以外的其他天体上，人们都还没有找到过生命。

以我们现在对生命的理解，液态水在孕育生命中扮演着极为重要的角色。能够存在生命的行星，既不能离中心恒星太近，因为那样会太热而导致水沸腾汽化；也不能离中心恒星太远，那样会太冷而导致水结冰。当然，由于大气气压的不同，其他行星上水的沸点和冰点可能与地球上有所不同，但也不会差得太远。而行星的温度在很大程度上取决于到中心恒星的距离。因此，恒星周围那些适争生命存在的距离范围，被称为宜居带，处在这些区域内且质量接近地球的行星，才是最有可能存在生命的行星。

近年来，人们使用凌星法找到了很多行星，其中不少是在宜居带内。所谓凌星，是指行星从恒星前经过而挡住一部分恒星的光，这样我们观测到的恒星的亮度会略微减弱。如果我们长期以高精度的设备来监测恒星的亮度，就会发现这样的凌星事件。通过周期性的凌星事件，我们可以确认系外行星的存在。当然，凌星发生的条件是，地球与恒星的连线恰好在这些行星的轨道面上，显然大部分系外行星的轨道面并不满足这一条件。不过，我们总还是有可能幸运地观测到一小部分系外行星。

开普勒卫星是美国于2009年发射的一颗天文卫星，专门“盯着”天鹅座的一小块天空中的恒星，通过凌星法寻找行星。现在，经过几年观测，已经找到了一些宜居带内的类地行星。目前，这些行星大部分还是所谓的“超地球”（指质量明显大于地球，但小于巨行星的行星）。当然，这并不奇怪，因为行星越大，就越容易被发现。不过，开普勒卫星已经发现了一些有待证实的候选行星，其大小可能与地球差不多，而且有的位于宜居带内，因此在它们上面也有可能存在生命。

在已发现的这些系外行星中，有一些就像我们的太阳系一样，是几个行星在一个系统内。

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当然，那些现在还只发现了一个行星的系统，也很可能其实有着更多的行星，只不过还没有被我们发现而已。

由欧罗斯博士等人组成的团队，利用“开普勒”镜首次观测到一个双星系统中，有两个行星围绕一对恒星运转，这一新发现的双星系统被命名为“开普勒-47”。这一系统中的一个恒星具有类似太阳的体积，另一个的体积则仅有前者的三分之一。两个行星的大小则与海王星接近，它们在相当近的轨道上围绕双星公转，而且最外围的那颗行星还恪巧处在宜居带内。不过，这个双星系统中很可能存在第三个行星，但这需要进一步的研究证实。

（选自陈学雷《寻找太阳系外的地球》，有删改）

（1）下列关于“凌星法”的理解，不符合原文意思的一项是（3分）

A．凌星是指行星从恒星前面经过时会遮挡一部分恒星光，从而使恒星亮度有所减弱的一种天文现象。

B．科学家们如果能用高精度的天文观测设备来长期监测恒星的亮度变化，就完全可以发现凌星事件。

C．恒星亮度的减弱是否具有周期性，是运用凌星法判断地外行星存在的必不可少的条件之一。

D．由于大部分系外行星的轨道面并不在地球与恒星的连线上，因此，所能观测到的系外行星其实是很有限的。

【答案】A 【解析】

试题分析：原文是说“观测到的恒星的亮度会略微减弱”，而恒星的亮度并非真的减弱。

考点：理解文中重要概念的含义。能力层级为理解B。

（2）下列理解和分析，不符合原文意思的一项是（3分）

A．人类曾以为火星是太阳系中除地球以外堆有可能存在生命的行星，但到目前为止，并没有在火星上发现生命存在的迹象。

B．就人类目前对生命的认知而言，液态水在生命孕育中扮演着极为重要的角色，它也是地外生命存在的一个非常重要的条件。

C．经过几年的观测，开普勒卫星通过凌星法在宣居带内发现了一些类地行星，这些有待证实的“超地球”上很有可能存在生命。

D．在已发现的系外行星中，有的是几个行星组成一个系统；有的则是一个系统内只有一颗行星，但并不排除还有更多行星的可能。

【答案】C

考点：归纳内容要点，概括中心意思。能力层级为分析综合C。

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（3）根据原文内容，下列理解和分析不正确的一项是（3分）

A．当人们眺望浩瀚星空的时候，总会情不自禁地产生自身存在的渺小感和对地外生命的好奇感，并激发起人类探索研究的兴趣。

B．如果有一天人类真的发现了地外生命，那么，这些地外生命也就只能是存在于宜居带内的质量大小与地球差不多的行星上。

C．由于行星的质量与被发现的几率成正比，而地外生命最可能存在于和地球大小差不多的行星上，所卧，人类目前尚不能确定是否存在地外生命。

D．人类对地外生命存在的推断，都基于现有的科学体系和认知水平。随着科学的不断发展进步，人类探索地外生命的方法和途径将会越来越多。

【答案】B 【解析】

试题分析：从全文来看，人类对于地外生命的认识还局限于现有的科学知识；另外，在地外生命的寻找过程中还存在很多不确定性，所以“只能”一词太武断。

考点：归纳内容要点，概括中心意思。能力层级为分析综合C。

美文赏析

史蒂芬·霍金

史蒂芬·霍金，出生于1942年1月8日，这个时候他的家乡伦敦正笼罩在希特勒的狂轰滥炸中。 霍金和他的妹妹在伦敦附近的几个小镇度过了自己的童年。多年以后，他们的邻居回忆说，当霍金躺在摇篮车中时非常引人注目，他的头显得很大，异于常人———这多半是因为霍金现在的名声与成就远远异于常人，邻居不由自主地要在记忆里重新刻画一下天才儿童的形象。 不过霍金一家在古板保守的小镇上的确显得与众不同。霍金的父母都受过正规的大学教育。他的父亲是一位从事热带病研究的医学家，母亲则从事过许多职业。小镇的居民经常会惊异地看到霍金一家人驾驶着一辆破旧的二手车穿过街道奔向郊外——汽车在当时尚未进入英国市民家庭。然而这辆古怪的车子却拓展了霍金一家自由活动的天地。 霍金热衷于搞清楚一切事情的来龙去脉，因此当他看到一件新奇的东西时总喜欢把它拆开，把每个零件的结构都弄个明白——不过他往往很难再把它装回原样，因为他的手脚远不如头脑那样灵活，甚至写出来的字在班上也是有名的潦草。 霍金在17岁时进入牛津大学学习物理。他仍旧不是一个用功的学生，而这种态度与当时其他同学是一致的，这是战后出现的青年人迷惘时期——他们对一切厌倦，觉得没有任何值得努力追求的东西。霍金在学校里与同学们一同游荡、喝酒、参加赛船俱乐部，如果事情这样发展下去，那么他很可能成为一个庸庸碌碌的职员或教师。然而，病魔出现了。

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病魔出现了 从童年时代起，运动从来就不是霍金的长项，几乎所有的球类活动他都不行。 到牛津的第三年，霍金注意到自己变得更笨拙了，有一两回没有任何原因地跌倒。一次，他不知何故从楼梯上突然跌下来，当即昏迷，差一点死去。 直到1962年霍金在剑桥读研究生后，他的母亲才注意到儿子的异常状况。刚过完21岁生日的霍金在医院里住了两个星期，经过各种各样的检查，他被确诊患上了“卢伽雷氏症”，即运动神经细胞萎缩症。 大夫对他说，他的身体会越来越不听使唤，只有心脏、肺和大脑还能运转，到最后，心和肺也会失效。霍金被“宣判”只剩两年的生命。那是在1963年。 起初，这种病恶化得相当迅速。这对霍金的打击是可想而知的，他几乎放弃了一切学习和研究，因为他认为自己不可能活到完成硕士论文的那一天。然而，一个女子出现了。 轮椅出现了 霍金的病情渐渐加重。1970年，在学术上声誉日隆的霍金已无法自己走动，他开始使用轮椅。直到今天，他再也没离开它。 永远坐进轮椅的霍金，极其顽强地工作和生活着。 1991年3月，霍金在一次坐轮椅回柏林公寓，过马路时被小汽车撞倒，左臂骨折，头被划破，缝了13针，但48小时后，他又回到办公室投入工作。 又有一次，他和友人去乡间别墅，上坡时拐弯过急，轮椅向后倾倒，不料这位引力大师却被地球引力翻倒在灌木丛中。 虽然身体的残疾日益严重，霍金却力图像普通人一样生活，完成自己所能做的任何事情。他甚至是活泼好动的——这听来有点好笑，在他已经完全无法移动之后，他仍然坚持用惟一可以活动的手指驱动着轮椅在前往办公室的路上“横冲直撞”；在莫斯科的饭店中，他建议大家来跳舞，他在大厅里转动轮椅的身影真是一大奇景；当他与查尔斯王子会晤时，旋转自己的轮椅来炫耀，结果轧到了查尔斯王子的脚趾头。 当然，霍金也尝到过“自由”行动的恶果，这位量子引力的大师级人物，多次在微弱的地球引力左右下，跌下轮椅，幸运的是，每一次他都顽强地重新“站”起来。 1985年，霍金动了一次穿气管手术，从此完全失去了说话的能力。他就是在这样的情况下，极其艰难地写出了著名的《时间简史》，探索着宇宙的起源。霍金取得巨大成功，但生活的现实取代了爱情的浪漫，他和简的婚姻走到了尽头。 来自直觉的启示：黑洞不黑 霍金的研究对象是宇宙，但他对观测天文从不感兴趣，只有几次用望远镜观测过。与传统的实验、观测等科学方法相比，霍金的方法是靠直觉。 “黑洞不黑”这一伟大成就就来源于一个闪念。在1970年11月的一个夜晚，霍金在慢慢爬上床时开始思考黑洞的问题。他突然意识到，黑洞应该是有温度的，这样它就会释放辐

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射。也就是说，黑洞其实并不那么黑。 这一闪念在经过3年的思考后形成了完整的理论。1973年11月，霍金正式向世界宣布，黑洞不断地辐射出X光、伽马射线等，这就是有名的“霍金辐射”。而在此之前，人们认为黑洞只吞不吐。 从宇宙大爆炸的奇点到黑洞辐射机制，霍金对量子宇宙论的发展做出了杰出的贡献。霍金获得1988年的沃尔夫物理奖。 畅销书之王：《时间简史》 霍金的科普著作《时间简史———从大爆炸到黑洞》在全世界的销量已经高达2500万册，从1988年出版以来一直雄踞畅销书榜，创下了畅销书的一个世界纪录。在这本书里，霍金力图以普通人能理解的方式来讲解黑洞、宇宙的起源和命运、黑洞和时间旅行等。 在《时间简史》一书的开头，霍金指出：“有人告诉我，我在书中每写一个方程式，都将使销量减半。于是我决定不写什么方程。不过在书的末尾，我还是写进一个方程，爱因斯坦的著名方程E=mc2。我希望此举不致吓跑一半我的潜在读者。”现在看来，霍金完全是多虑了。

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