Question

【題目】閱讀短文，回答問(wèn)題：
星系在遠(yuǎn)離我們而去
當(dāng)一列火車(chē)迎面駛來(lái)時(shí)，我們聽(tīng)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)．
不同色光的頻率不同．光同樣可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，當(dāng)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)律與聲音相同．
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(chēng)為“紅移”．這一現(xiàn)象說(shuō)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，由它們發(fā)出光頻率的偏移推算出他們退行的速度，畫(huà)出它們退行的速度v與它們離我們的距離r的v-r圖像，如圖所示．圖中只標(biāo)出其中四種星團(tuán)，橫坐標(biāo)單位中的l.y.是光年，它表示光在一年內(nèi)所通過(guò)的距離．分析圖象，哈勃總結(jié)出v和r之間存在簡(jiǎn)單的正比關(guān)系，即：v = Hr，H為哈勃常數(shù)，這便是“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(kāi)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(chē)遠(yuǎn)離我們而去，我們聽(tīng)到汽笛聲的頻率（升高/不變/降低）．
（2）若遠(yuǎn)處有光源在靠近地球，則在地球上觀察到它所發(fā)出光的頻率（升高/不變/降低）．
（3）由文中“紅移”現(xiàn)象推知，紅光的頻率（大于/等于/小于）紫光的頻率．
（4）關(guān)于圖中四種星團(tuán)速度的描述，符合短文內(nèi)容的是 ．
A.四種星團(tuán)速度相同
B.長(zhǎng)蛇星系團(tuán)速度最大
C.室女云星團(tuán)速度不斷變小
D.長(zhǎng)蛇星系團(tuán)速度不斷變大
（5）根據(jù)短文內(nèi)容，估算哈勃常數(shù)H的值．寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，一年取3×107s，結(jié)果保留到整數(shù)．

Answer 1

【答案】
（1）降低
（2）升高
（3）小于
（4）B
（5）解：圖中長(zhǎng)蛇星系團(tuán)的速度為v=6

距離為r=2000

由v=Hr

得 。
答：H的值為3 × 10 18 s 1 。

【解析】解：（1）、（2）由題可知，當(dāng)汽車(chē)迎面駛來(lái)時(shí)，我們聽(tīng)到的汽笛聲音調(diào)會(huì)升高；當(dāng)它離我們遠(yuǎn)去時(shí)，音調(diào)降低，聽(tīng)到汽笛聲的頻率變低；若遠(yuǎn)處有光源在靠近地球，則在地球上觀察到它所發(fā)出光的頻率會(huì)升高；

（3）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(chēng)為“紅移”.這一現(xiàn)象說(shuō)明，星系發(fā)出光的頻率變小，星系在遠(yuǎn)離我們而去.若遠(yuǎn)處有光源在靠近地球，則在地球上觀察到它所發(fā)出光的頻率將升高.

由文中“紅移”現(xiàn)象推知，紅光的頻率小于紫光的頻率.

（4）由圖可知：四種星團(tuán)速度不同，長(zhǎng)蛇星系團(tuán)速度最大，室女云團(tuán)速度不斷變大，長(zhǎng)蛇星系團(tuán)速度不斷變小.故符合短文內(nèi)容的是B.
所以答案是：（1）降低，（2）升高，（3）小于，（4）B，（5）H的值為3 × 10 18 s 1 。

【考點(diǎn)精析】本題主要考查了光的傳播速度與光年的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握光在真空中傳播速度最快，c=3×108 m/s ． 在水中約為真空中的3/4，玻璃為真空的2/3 ．光年是長(zhǎng)度單位，指光在1年中的傳播距離才能正確解答此題．