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】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

由v=Hr

得