2022-2023年度 名師 《宇宙的未來》學(xué)案

PAGE17《宇宙的未來》學(xué)案

一、整體把握1．理清文章寫作思路，概括脈絡(luò)結(jié)構(gòu)。點讀這篇演講稿，從古代巫師的預(yù)言，談到近代宗教的預(yù)言，然后過渡到自己對宇宙未來的預(yù)言。作者運用天體物理學(xué)理論，對宇宙的未來作出科學(xué)的推斷。主要探討了宇宙未來的兩種命運：一是繼續(xù)膨脹下去，二是收縮以至于坍縮成一個點。具體概括為：

2．霍金對宇宙未來的預(yù)言主要有哪些觀點點讀①宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關(guān)，如果平均密度小于某個臨界值，它就會永遠(yuǎn)膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會坍縮，時間本身就會終結(jié)。②在螺旋星系和星系團(tuán)中應(yīng)該存在有某種看不見的暗物質(zhì)，它的引力吸引足以把高速旋轉(zhuǎn)的星系牢牢抓住，不至于使這些星系或星系團(tuán)飛散開去。③如果宇宙繼續(xù)膨脹下去，五十億年后，太陽將耗盡它的核燃料，變成一顆白矮星。在大約一百億年后，具有太陽質(zhì)量的恒星將變成白矮星或中子星，具有更大質(zhì)量的恒星會變成黑洞。④黑洞中粒子的速度有可能超過光速逃出黑洞，只要有足夠長的時間，巨大的黑洞也可以“蒸發(fā)”掉。⑤在星系或星系團(tuán)之外，應(yīng)該存在有足夠的暗物質(zhì)，這些暗物質(zhì)能使密度達(dá)到臨界值，從而可能會使宇宙最終坍縮，但這個時間肯定在一百五十億年之后。二、細(xì)部探微3．根據(jù)霍金的論述，我們目前所能看到的宇宙物質(zhì)最多是“臨界值”的百分之一，似乎不足以使宇宙坍縮。然而他又指出，“也許存在足夠的暗物質(zhì)，使宇宙最終坍縮”。宇宙中存在暗物質(zhì)的證據(jù)是什么霍金舉了哪兩種假說，說明現(xiàn)在的宇宙密度可能就在臨界狀態(tài)點撥宇宙中存在暗物質(zhì)，“一個證據(jù)來自于螺旋星系”，“必須存在某種看不見的物質(zhì)形式，其引力吸引足以把這些旋轉(zhuǎn)的星系牢牢抓住”；“另一個證據(jù)來自于星系團(tuán)”，“要不是引力吸引把星系抓到一起，這些星系團(tuán)就會飛散開去……所以，在星系團(tuán)中我們觀測到的星系以外必須存在額外的暗物質(zhì)”。霍金為了說明現(xiàn)在的宇宙密度可能就在臨界狀態(tài)，列舉了兩種假說，一種是“所謂的人擇原理”，另一種是“極早期宇宙的暴漲理論”。4．為什么科學(xué)“不能預(yù)言人類社會的未來”，卻“可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來”作者認(rèn)為科學(xué)家可以預(yù)言宇宙未來的依據(jù)是什么點撥重點聚焦在最后一自然段，人類社會的未來是混沌的、不確定的；而宇宙大尺度的行為似乎是簡單的，而不是混沌的，因此我們可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來。預(yù)言的根據(jù)：一是我們觀察到從外空間各個方向來的微波輻射背景的溫度極其接近，這表明宇宙的膨脹是平滑而非混沌的；二是我們根據(jù)地球在太陽系中的地位以及太陽在其所屬的星系中的地位，推斷出任何其他星系的任何方向的背景也都是相同的，由此可以確定宇宙的行為在非常大的尺度下是簡單的，而不是混沌的。因此我們可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來。5．講演時要面對面地交流，這種交流又是單向度的，如果不注意講演的藝術(shù)，就達(dá)不到最佳的表達(dá)效果。本文在論述過程中，常常用一些生動的比喻來說明事理。請說說下面兩個比喻句各自說明了什么道理。①例如，如果你稍微改變一下你旋轉(zhuǎn)輪賭盤的方式，就會改變出來的數(shù)字。你在實際上不可能預(yù)言出來的數(shù)字，否則的話，物理學(xué)家就會在賭場發(fā)財。②這有一點像是再投胎。如果有人聲稱一個新生的嬰兒是和某一死者等同，如果該嬰兒沒從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶，這種聲稱有什么意義呢人們可以同樣地講，它是完全不同的個體。點撥①用這個比喻生動地說明了“即便我們知道了制約宇宙的有關(guān)定律，我們?nèi)匀徊荒芾盟鼈內(nèi)ヮA(yù)言遙遠(yuǎn)的未來”。②用這個比喻形象地說明宇宙在大擠壓處終結(jié)后，并不是任何發(fā)生在“之后”的事件都是另一個相分離的宇宙的部分。

1．中心主旨本文作者運用天體物理學(xué)理論，對宇宙的未來作出了兩種預(yù)測，一是繼續(xù)膨脹，二是坍縮。是膨脹還是坍縮，取決于宇宙的平均密度?！叭绻扰R界值小，宇宙就將永遠(yuǎn)膨脹。但是如果它比臨界值大，宇宙就會坍縮，而時間本身就會在大擠壓處終結(jié)”。可“現(xiàn)有密度似乎非常接近于把坍縮和無限膨脹區(qū)分開來的臨界密度”，所以兩種結(jié)果都有可能。2．寫作特色1生動的導(dǎo)引。預(yù)言宇宙的未來，是一個嚴(yán)肅的科學(xué)話題。如果就事論事，很容易枯燥乏味。演講需要激起聽眾的興趣。演講者從古代的巫術(shù)和近代的宗教預(yù)言談起，既增加了趣味性，又深化了講演的主題——在與巫術(shù)、宗教的對比中，更顯出了科學(xué)的求實精神。2嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评?。本文?yán)謹(jǐn)?shù)耐评恚鰪娏苏f服力。宇宙雖然復(fù)雜，但它在大尺度上又是可以描述的。宇宙的密度是決定其命運的關(guān)鍵，然而，確定這一點非常不易。演講者從可見物質(zhì)談到暗物質(zhì)，從成熟的理論談到科學(xué)假說，把問題講得透徹明白。3愉快的氛圍。演講是面對面的交流，這種交流是單向的，如果不注意演講的語言藝術(shù)，就達(dá)不到最佳的表達(dá)效果。這篇演講語言幽默，創(chuàng)造出一種輕松愉快的氣氛，使所論述的問題更易于為聽眾接受。如，文中有一段話說：“我比其他的末日預(yù)言者更占便宜。即使宇宙將要坍縮，我可以滿懷信心地預(yù)言，它至少在一百億年內(nèi)不會停止膨脹。我預(yù)料那時自己不會留在世上被證明是錯的?！币越沂咀约骸白运健钡男睦肀硎居哪?，同時傳達(dá)出重要的信息：宇宙“至少在一百億年內(nèi)不會停止膨脹”。3．結(jié)構(gòu)圖解宇宙的未來eq\巫師的預(yù)言eq\宗教的預(yù)言eq\科學(xué)家可以預(yù)言eq\膨脹說eq\坍縮說

45分鐘90分一、基礎(chǔ)知識12分，每小題3分1．下列加點字的注音全對的一項是A．坍縮tānsuō溢出yì精神恍惚huánɡhū捍衛(wèi)hànB．耶穌yēsū拯救hēnɡ臭名昭著hāo感恩戴德dàiC．尷尬ɡānɡà崩潰uì模棱兩可mólénɡ迄今為止qíD．混沌hùndùn逾越y(tǒng)ú倚重yǐhònɡ微不足道wēi答案D解析A項恍huǎnɡ；B項拯hěnɡ；C項迄qì。2．在下面各句橫線處依次填入的詞語，最恰當(dāng)?shù)囊唤M是1“唯權(quán)”“唯尊”“唯上”等人治觀念使農(nóng)民不相信法律的公正性、嚴(yán)肅性，農(nóng)民不信任法律最終也就導(dǎo)致了其法律信仰的________。2中國駐利比里亞維和工兵分隊擔(dān)負(fù)著公路橋梁修建和________的任務(wù)。3________與問責(zé)制度能否杜絕礦難的發(fā)生恐怕很難。在巨額的利潤面前，欲望膨脹的人膽大包天，總是想方設(shè)法弄虛作假，不顧一切孤注一擲。A．缺失養(yǎng)護(hù)懲戒B．缺乏養(yǎng)護(hù)懲罰C．缺乏維護(hù)懲戒D．缺失維護(hù)懲罰答案A解析缺乏：指沒有或不夠，語義側(cè)重在“不具有或不完全具有”；缺失：指丟失、散失，語義側(cè)重在“應(yīng)該具有而失去”。維護(hù)：維持并保護(hù)，使免于遭受破壞，多用于抽象事物，如利益、團(tuán)結(jié)等；養(yǎng)護(hù)：保養(yǎng)護(hù)理，包括進(jìn)行管理、修理，多用于具體事物，如使建筑物、機器等維持良好狀態(tài)。懲戒：給予處罰來使人警戒，語義側(cè)重在“告誡”；懲罰：處罰、懲治，語義側(cè)重在“給予處分或依法懲治”。3．下列句子中加點的成語使用不當(dāng)?shù)囊豁検茿．當(dāng)前，發(fā)達(dá)國家的不合理生產(chǎn)方式和過量的消費方式是人類環(huán)境持續(xù)惡化的罪魁禍?zhǔn)住．熱力學(xué)概念乍聽起來有些深不可測，其實它們是我們所知道的最簡單而又給人印象最深的科學(xué)概念。C．在任何方向上背景都一樣的事實，對于它們而言毫不足怪。D．迄今為止，所有為世界末日設(shè)定的日期都杳無音訊地過去了。答案D解析杳無音訊：指遠(yuǎn)得不見蹤影。可改為“無聲無息”。4．填入下列橫線處的句子，與上下文銜接最恰當(dāng)?shù)囊唤M是近代的末日預(yù)言者為了避免尷尬，不為世界的末日設(shè)定日期。這些日期使股票市場下跌。雖然它使我百思不解，____________________。A．為何世界的終結(jié)會使人愿意用股票來換錢，假定你在世界末日什么也帶不走的話B．為何世界的終結(jié)會使人愿意用股票來換錢，假定你也在世界末日帶不走什么的話C．假定在世界末日你什么也不帶走的話，為何會使人在世界的終結(jié)日愿意用股票來換錢D．假定你在世界末日也帶不走什么的話，為何世界的終結(jié)會使人愿意用股票來換錢答案A解析根據(jù)句意判定。二、文本閱讀18分閱讀下面的文字，完成5～8題。即便我們知道了制約宇宙的有關(guān)定律，我們?nèi)匀徊荒芾盟鼈內(nèi)ヮA(yù)言遙遠(yuǎn)的未來。這是因為物理方程的解會呈現(xiàn)出一種稱作混沌的性質(zhì)。這表明方程可能是不穩(wěn)定的：在某一時刻對系統(tǒng)作非常微小的改變，系統(tǒng)的未來行為很快會變得完全不同。例如，如果你稍微改變一下你旋轉(zhuǎn)輪賭盤的方式，就會改變出來的數(shù)字。你在實際上不可能預(yù)言出來的數(shù)字，否則的話，物理學(xué)家就會在賭場發(fā)財。在不穩(wěn)定或混沌的系統(tǒng)中，一般地存在一個時間尺度，初始狀態(tài)下的小改變在這個時間尺度將增長到兩倍。在地球大氣的情形下，這個時間尺度是五天的數(shù)量級，大約為空氣繞地球吹一圈的時間。人們可以在五天之內(nèi)作相當(dāng)準(zhǔn)確的天氣預(yù)報，但是要做更長遠(yuǎn)得多的天氣預(yù)報，就既需要大氣現(xiàn)狀的準(zhǔn)確知識，又需要一種不可逾越的復(fù)雜計算。我們除了給出季度平均值以外，沒有辦法對六個月以后做具體的天氣預(yù)報。我們還知道制約化學(xué)和生物的基本定律，這樣在原則上，我們應(yīng)能確定大腦如何工作。但是制約大腦的方程幾乎肯定具有混沌行為，初始態(tài)的非常小的改變會導(dǎo)致非常不同的結(jié)果。這樣，盡管我們知道制約人類行為的方程，但在實際上我們不能預(yù)言它?？茖W(xué)不能預(yù)言人類社會的未來或者甚至它有沒有未來。其危險在于，我們毀壞或消滅環(huán)境的能力的增長比利用這種能力的智慧的增長快得太多了。宇宙的其他地方對于地球上發(fā)生的任何事物根本不在乎。繞著太陽公轉(zhuǎn)的行星的運動似乎最終會變成混沌，盡管其時間尺度很長。這表明隨著時間流逝，任何預(yù)言的誤差都將越來越大。在一段時間之后，就不可能預(yù)言運動的細(xì)節(jié)。我們能相當(dāng)?shù)乜隙?，地球在相?dāng)長的時間內(nèi)不會和金星相撞。但是我們不能肯定，在軌道上的微小擾動會不會積累起來，引起在十幾億年后發(fā)生這種碰撞。太陽和其他恒星繞著銀河系的運動，以及銀河系繞著其局部星系團(tuán)的運動也是混沌的。我們觀測到，其他星系正離開我們運動而去，而且它們離開我們越遠(yuǎn)，就離開得越快。這意味著我們周圍的宇宙正在膨脹：不同星系間的距離隨時間而增加。5．“如果你稍微改變一下你旋轉(zhuǎn)輪賭盤的方式，就會改變出來的數(shù)字。你在實際上不可能預(yù)言出來的數(shù)字，否則的話，物理學(xué)家就會在賭場發(fā)財?！边@句比喻句說明了什么道理4分答案生動地說明了“即便我們知道了制約宇宙的有關(guān)定律，我們?nèi)匀徊荒芾盟鼈內(nèi)ヮA(yù)言遙遠(yuǎn)的未來”?！霸谀骋粫r刻對系統(tǒng)作非常微小的改變，系統(tǒng)的未來行為很快會變得完全不同”。6．“在一段時間之后，就不可能預(yù)言運動的細(xì)節(jié)”與第二段中哪個內(nèi)容相照應(yīng)4分答案人們很難準(zhǔn)確作出比五天更長遠(yuǎn)的天氣預(yù)報。7．第四段中畫橫線的句子“我們能相當(dāng)?shù)乜隙?，地球在相?dāng)長的時間內(nèi)不會和金星相撞。但是我們不能肯定，在軌道上的微小擾動會不會積累起來，引起在十幾億年后發(fā)生這種碰撞”，說明了什么道理6分答案隨著時間的流逝，任何預(yù)言的誤差將越來越大。8．作者為什么說“即便我們知道了制約宇宙的有關(guān)定律，我們?nèi)匀徊荒芾盟鼈內(nèi)ヮA(yù)言遙遠(yuǎn)的未來”4分答案因為物理方程的解會呈現(xiàn)出一種稱作混沌的性質(zhì)，方程可能是不穩(wěn)定的。三、課堂延伸20分閱讀下面的文字，完成9～12題。史蒂芬·霍金①《時間簡史——從大爆炸到黑洞》在全世界銷量達(dá)1000萬冊，從1988年出版以來一直雄踞暢銷書榜。也許閱讀過它的大多數(shù)人并不能真正領(lǐng)會其中的科學(xué)成分，但它卻毫無疑問地重新激起人們對神秘世界的好奇心。史蒂芬·霍金把他的書之大受歡迎歸結(jié)為兩個因素：一、人類對自身?；艚痫@然滿足了這兩種愿望。②8歲時霍金進(jìn)入學(xué)校學(xué)習(xí)。在學(xué)校里，他喜歡古典音樂，喜歡名人寫的精彩讀物，喜歡討論名人的事跡。比作業(yè)更重要的是他的英語填字游戲。他甚至和伙伴制造了一臺邏輯單選計算機。同樣，17歲的霍金在牛津大學(xué)學(xué)習(xí)時，他的興趣是成為8人龍舟隊的無畏舵手。但是廣泛的興趣并沒有妨礙他進(jìn)入劍橋大學(xué)攻讀博士課程。③21歲的時候，霍金被疾病禁錮在輪椅上。他被確診患有罕見的、不可治愈的運動神經(jīng)病，當(dāng)時醫(yī)生說他只能活兩年半。可怕的疾病使他的自由行動只能體現(xiàn)在幾個手指上。他骨瘦如柴地躺在電動輪椅上，每次都要非常努力才能舉起頭來。在失聲之前，他還能用非常微弱的變形的語言交談，失聲之后，他就只能借助電腦和語言合成器來表達(dá)自己的思想。他不能寫字，看書必須依賴于一種翻書頁的機器。閱讀文獻(xiàn)時，他必須讓人將每一頁推平在一張大辦公桌上，然后他驅(qū)動輪椅如蠶吃桑葉般地逐頁閱讀。在與疾病抗?fàn)幍耐瑫r，霍金開始沉入對世界的思索：“是先有雞，還是先有蛋宇宙有開端嗎如果有的話，在此之前發(fā)生過什么宇宙從何處來，又往何處去”經(jīng)過不懈的奮斗，霍金成為當(dāng)代最重要的廣義相對論家和宇宙論家。同時，經(jīng)年累月，他粉碎了醫(yī)生的預(yù)言，這個被醫(yī)生斷言即將死亡的病人不僅一直活了下來，甚至成立了家庭，并有了自己的三個孩子。人類中居然有以這般堅強意志追求終極真理的靈魂，人們不得不對霍金從內(nèi)心產(chǎn)生深深的敬意。④然而，霍金的體力勇敢尚不及他的腦力勇氣。對于愛因斯坦關(guān)于宇宙創(chuàng)生的名言“上帝不擲骰子[注]”，霍金的回答是：“愛因斯坦錯了，上帝不僅擲骰子，而且有時候在看不見骰子的地方擲骰子?！被艚鹣驉垡蛩固惯@位前輩偉人的相對論邁出批判的第一步。還有誰有膽量向愛因斯坦發(fā)起挑戰(zhàn)他指出愛因斯坦的廣義相對論將在所謂“大爆炸奇點”面前失效，因此將量子力學(xué)引入對宇宙誕生的探索，最終得到宇宙無始無終的結(jié)論，并創(chuàng)造出“虛時間”這一概念……材料英雄》潘濤編譯，有大量刪改【注】骰tóu子：一種游戲用具或賭具，形狀為小立方體，六面分別刻有一至六個染有不同顏色的凹點，以投擲者所得點數(shù)決定勝負(fù)。9．請用本文語言解釋句中加點的詞語。4分21歲的時候，霍金被疾病禁錮在輪椅上。答：禁錮——__________________________________________________________答案自由行動只能體現(xiàn)在幾個手指上。10．霍金把他的書之大受歡迎歸結(jié)為兩個因素，其中一個因素是“公眾總是尋找英雄”。仔細(xì)閱讀文章，請從霍金的經(jīng)歷與成就的角度，說說公眾為什么把霍金視為“英雄”。6分答案霍金21歲的時候就被確診患有罕見的、不可治愈的運動神經(jīng)病，喪失了行動和語言功能，但是他在頑強地與病魔作斗爭的同時，在科學(xué)的道路上不懈地探索，終于成為當(dāng)代最重要的廣義相對論家和宇宙論家，他的《時間簡史》暢銷世界，激起了人們對神秘世界的好奇心。所以他是公眾心目中的英雄。11．“他驅(qū)動輪椅如蠶吃桑葉般地逐頁閱讀”一句運用了什么修辭方法有何表達(dá)效果6分答案運用了比喻的修辭方法。一是形象地寫出了霍金驅(qū)動輪椅閱讀攤平在大辦公桌上的文獻(xiàn)時的艱難情狀；二是生動地寫出了霍金如饑似渴地汲取知識的精神面貌。12．文中表現(xiàn)了霍金哪些可貴的科學(xué)品質(zhì)概括一下。4分答案擁有廣泛的