1.2太陽(yáng)系的形成和恒星的演化（講義）（解析版）

浙教版九年級(jí)下冊(cè)第一章第2節(jié)

太陽(yáng)系的形成和恒星的演化

【知識(shí)點(diǎn)分析】

一.太陽(yáng)系的形成

18世紀(jì)時(shí)，天文學(xué)家在對(duì)太陽(yáng)系的研究中，發(fā)現(xiàn)許多行星的運(yùn)動(dòng)有一些共同特點(diǎn)。

在太陽(yáng)系中,太陽(yáng)系的行星繞日公轉(zhuǎn)的方向和太陽(yáng)自轉(zhuǎn)的方向一致。另?yè)?jù)科學(xué)家測(cè)算，

太陽(yáng)系的行星繞日公轉(zhuǎn)的軌道平面大多接近于同一平面。根據(jù)行星公轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，可以推導(dǎo)如

果它與太陽(yáng)系形成有關(guān)，就可以作為推論太陽(yáng)系形成的依據(jù)。

18世紀(jì)，德國(guó)哲學(xué)家康德和法國(guó)數(shù)學(xué)家拉普拉斯通過(guò)對(duì)行星運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和星云的研究，

邁出了第一步，提出了“康德一拉普拉斯星云說(shuō)"。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為太陽(yáng)系是一塊星云收縮形成

的。星云是由氣體和人塵埃物質(zhì)組成的巨大云霧狀天體，它的直徑大多可達(dá)十幾光年。

星云原始的太陽(yáng)星云

原始的太陽(yáng)星云是一個(gè)扁平的、自轉(zhuǎn)的氣體塵埃圓盤。大陽(yáng)星云不斷收縮,周圍物質(zhì)也

不斷地落入環(huán)繞原太陽(yáng)而形成的盤，引力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為熱能;圓盤內(nèi)的元素通過(guò)衰變釋放出能

量，這些能量貯存在圓盤深處，新生的太陽(yáng)于是有能力輛射出能量并加熱盤的表面各層。離

中心幾個(gè)天文單位之內(nèi)的內(nèi)級(jí)，溫度高達(dá)2000oC以上，在這個(gè)區(qū)域，塵埃粒子蒸發(fā)了，以

至于內(nèi)盤完全是氣體，圓盤中心的氣體崩塌收縮形成太陽(yáng)。剩余的星云物質(zhì)進(jìn)一步收縮演化，

形成地球等行星。

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星云學(xué)說(shuō)推論的重要依據(jù)是：只有太陽(yáng)和太陽(yáng)系的行星形成于同一個(gè)旋轉(zhuǎn)的星云云盤，

太陽(yáng)的自轉(zhuǎn)方向和太陽(yáng)系的行星的公轉(zhuǎn)方向才會(huì)一致；形成太陽(yáng)系的行星的物質(zhì)來(lái)源于同一

個(gè)扁平的星云云盤，才導(dǎo)致太陽(yáng)系的行星的公轉(zhuǎn)軌道幾乎位于同一平面上。

雖然“星云說(shuō)”能描述太陽(yáng)系的形成過(guò)程，但還有不少現(xiàn)象無(wú)法解釋，有待于進(jìn)一步研

究解決。

除了“星云說(shuō)”，關(guān)于太陽(yáng)系的形成還有其他假說(shuō)。例如，“災(zāi)變說(shuō)”認(rèn)為地球等行星

的物質(zhì)是因?yàn)槟撤N偶然的巨變（如另一顆恒星接近太陽(yáng)或與太陽(yáng)相撞)而從太陽(yáng)中分離出來(lái)。

二.恒星的演化

恒星是在相對(duì)小的體積內(nèi)積聚大量的氣體而構(gòu)成的。恒星的演化就是一顆恒星誕生、成

長(zhǎng)、成熟到衰老、死亡的過(guò)程，是一個(gè)十分緩慢的過(guò)程。

現(xiàn)代天文學(xué)認(rèn)為恒星的演化開(kāi)始于星云。星云內(nèi)部散布著稠密核的結(jié)構(gòu)，稠密核是引力

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中心，吸引著大量周圍的物質(zhì)。核心物質(zhì)不斷增多，溫度持續(xù)升高，當(dāng)核心收縮到類似于太

陽(yáng)大小時(shí)，標(biāo)志著恒星已經(jīng)進(jìn)入幼年期，這個(gè)核心稱為原恒星。

年輕的原恒星不斷收縮，其內(nèi)部溫度和壓力升到相當(dāng)高，足以引發(fā)氫燃燒，這時(shí)，恒星

成為一顆主序星，進(jìn)入漫長(zhǎng)的成年期。對(duì)于太陽(yáng)這樣低質(zhì)量的恒星，成年期能延續(xù)100億年。

恒星是不會(huì)永久存在的。一顆恒星壽命的長(zhǎng)短取決于它的質(zhì)量大小：質(zhì)量越大，壽命

越短；質(zhì)量越小，壽命越長(zhǎng)。

現(xiàn)代天文觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，在宇宙中，除了和太陽(yáng)外貌相似的恒星外，還有許多很特別的“恒

星”。在恒星演化的不同階段，其形態(tài)也有很大的差異。

根據(jù)對(duì)紅巨星和白矮星的研究，科學(xué)家描繪出了未來(lái)太陽(yáng)的演變過(guò)程

太陽(yáng)的光和熱是靠太陽(yáng)內(nèi)部的氫核發(fā)生核聚變而產(chǎn)生的，太陽(yáng)的內(nèi)部在不斷地消耗氫。

進(jìn)入成年階段的太陽(yáng)大約可以維持100億年的穩(wěn)定狀態(tài)。大約50億年后，太陽(yáng)將進(jìn)入晚年

期。太陽(yáng)進(jìn)入晚年期后，當(dāng)太陽(yáng)中心缺少足夠的氫時(shí)，太陽(yáng)的球核將開(kāi)始收縮，太陽(yáng)外層的

氫繼續(xù)變成氨，星體急劇擴(kuò)大，變成紅色，形成紅巨星。它將膨脹到接近火星軌道，這一過(guò)

程將吞噬水星、金星、地球，預(yù)計(jì)太陽(yáng)在紅巨星階段將大約持續(xù)10億年時(shí)間，亮度將升高

到今天的近1萬(wàn)倍。紅巨星不斷地把外層物質(zhì)拋向太空，在星體周圍形成行星狀星云，它的

核聚變過(guò)程中形成的一些物質(zhì)將進(jìn)入星際介質(zhì)參與再循環(huán)，而球核進(jìn)一步收縮，形成體積極

小、密度很高的白矮星。最后，它將慢慢“熄滅”，形成一顆看不見(jiàn)的黑矮星，最終變成星

云的一部分，進(jìn)入新的循環(huán)。

宇宙中還有許多比太陽(yáng)質(zhì)量大得多的恒星，它們將會(huì)怎樣演化呢？

經(jīng)科學(xué)家研究證實(shí)，質(zhì)量小于0.8太陽(yáng)質(zhì)量的恒星，會(huì)因自然的原因死亡，因?yàn)檫@類恒

星的壽命大于140億年，至今宇宙中還沒(méi)有一顆耗盡了熱核燃料補(bǔ)給的小恒星。有質(zhì)量低于

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8倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星最終會(huì)演化為紅巨星，它們能在幾百萬(wàn)年內(nèi)把紅巨星的外層大部分吹散。

大于8倍太陽(yáng)質(zhì)量的大質(zhì)量恒星進(jìn)入晚年后體積會(huì)急劇變大，有的半徑達(dá)到約太陽(yáng)的1000

倍，形成超紅巨星,隨后爆發(fā)成超新星。超新星在球核爆炸后會(huì)形成什么樣的天體呢？天體

物理學(xué)家早就預(yù)言超新星爆炸后可能會(huì)形成一種體積很小、密度極大的是核，稱為“中子

星”。經(jīng)過(guò)25年的苦苦探索，科學(xué)家終于在1968年證實(shí)了它的存在。研究表明，質(zhì)量更大

的恒星爆炸后將形成黑洞。黑洞的密度非常巨大，強(qiáng)大的引力使任何物質(zhì)、甚至光都無(wú)法逃

脫它的吸引。因此，遠(yuǎn)處的觀測(cè)者無(wú)法看到來(lái)自黑洞的光。雖然人們看不見(jiàn)黑洞，但科學(xué)家

能測(cè)出它的存在。

恒星在生命的最后時(shí)刻，都會(huì)不斷地向四周拋出物質(zhì)。這些物質(zhì)自由地在太空中擴(kuò)散，

最后將漸漸孕育出新一輪的恒星星云。

中子星，又名波霎，是處于演化后期的恒星。當(dāng)老年恒星的質(zhì)量大于8倍太陽(yáng)質(zhì)量時(shí)，

它就有可能變?yōu)橹凶有?，而質(zhì)量小于8倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星往往只能變化為一顆白矮星。中子

星并不是恒星的最終狀態(tài)，它還會(huì)進(jìn)一步演化為不發(fā)光的黑矮星。

中子星小得出奇，典型的中子星直徑只有20千米，但密度大得驚圖1-21中子星從極點(diǎn)

噴發(fā)強(qiáng)大氣流人，1厘米3的質(zhì)量達(dá)到1億噸甚至達(dá)到幾十億噸，且由于巨大的質(zhì)量產(chǎn)生了

巨大的引力，就連光線都是呈拋物線狀掙脫。脈沖星（中子星的一種）的中心壓力很多大，

以至于電子被壓縮到了原子核中，與質(zhì)子中和為中子，使原子變得僅由中子組成，而整個(gè)中

子星就是由這樣的原子核緊挨在一起形成的。

中子星的能量輻射是太陽(yáng)的近100萬(wàn)倍，它在1秒鐘內(nèi)輻射的總能量若全部轉(zhuǎn)化為電能，

就夠月前我們地球用幾十億年。中子星的表面溫度可達(dá)到1000萬(wàn)℃，中心溫度還要高數(shù)百

萬(wàn)倍。

【例題分析】

【例1】對(duì)地球和宇宙的有關(guān)認(rèn)識(shí)和猜想，已被大家廣為認(rèn)可的是（）

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①地球是一個(gè)兩極稍扁、赤道略鼓的球體，地球由外向內(nèi)可分為地殼、地幔、地核三層

②從俯視看銀河系的形狀是旋渦狀，圖中的光點(diǎn)是一顆顆恒星

③“康德—拉普拉斯星云說(shuō)”認(rèn)為，太陽(yáng)系是由一塊星云收縮形成的

④宇宙是起源于有極高密度和溫度的“原始火球”的大爆炸

A．①②③B．②③C．②④D．①②③④

【答案】D

【解析】①地球是一個(gè)兩極部位稍扁、赤道略鼓的不規(guī)則球體；地球由外向內(nèi)可分為地

殼、地幔、地核三層，故正確；

②從俯視看銀河系的形狀是旋渦狀，圖中的光點(diǎn)是一顆顆恒星，恒星是由熾熱氣體組成，

能自己發(fā)光的球狀或類球狀天體，故正確；

③“康德—拉普拉斯星云說(shuō)”認(rèn)為，太陽(yáng)系是由一塊星云收縮形成的，故正確；

④大爆炸宇宙論認(rèn)為，宇宙是起源于有極高密度和溫度的“原始火球”的大爆炸，故正確；

2．（溫州一模）4月18日，美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)宣布，發(fā)現(xiàn)了3顆最像地球可能

最適宜人類居住的“新地球”?！靶碌厍颉焙偷厍蚨紝儆冢ǎ?/p>

A．恒星B．行星C．彗星D．衛(wèi)星

【答案】B

【解析】據(jù)所學(xué)知識(shí)可知，地球?qū)儆谛行?，故選B。

3．（2021·衢州期末）2020年7月23日，“天問(wèn)一號(hào)”發(fā)射升空，開(kāi)啟對(duì)火星的探測(cè)和對(duì)

宇宙的探索。下列關(guān)于宇宙的認(rèn)識(shí)正確的是（）

A．銀河系是宇宙的中心B．火星等行星源自太陽(yáng)的大爆炸

C．宇宙是不斷膨脹和演化的D．質(zhì)量越大的恒星壽命越長(zhǎng)

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【答案】C

【解析】A．美國(guó)天文學(xué)家沙普利揭示了太陽(yáng)系不是銀河系的中心，目前還不知道宇宙的

中心在哪里，故A錯(cuò)誤。

B．火星形成于四十五億年前，當(dāng)時(shí)塵埃云里的物質(zhì)顆粒相互吸附，不斷碰撞形成火星，

故B錯(cuò)誤。

C．宇宙是不斷膨脹和演化的，故C正確。

D．恒星質(zhì)量越大，內(nèi)部壓力越大，核反應(yīng)越快，質(zhì)量虧損越快，壽命越短，故D錯(cuò)誤。

4.在太陽(yáng)的一生中，體積極小、密度很大的是（）

A．星云B．紅巨星C．白矮星D．成年階段的太陽(yáng)

【答案】C

【解析】太陽(yáng)在演化過(guò)程中依次經(jīng)歷星云階段，成年階段，紅巨星階段，白矮星階段，在

中后期階段太陽(yáng)在引力作用下急劇坍縮，形成體積極小、密度很大的白矮星，故C符合題

意。

5．能給人類帶來(lái)光和熱，離地球最近且屬于恒星的是()

A．太陽(yáng)B．火星C．水星D．金星

【答案】A

【解析】太陽(yáng)是銀河系中的一顆恒星，它是太陽(yáng)系中的唯一恒星．能給人類帶來(lái)光和熱，

離地球最近且屬于恒星的是太陽(yáng)．

6．關(guān)于恒星，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A．恒星之間的相對(duì)位置基本保持不變

B．恒星本身不發(fā)光

C．恒星發(fā)光發(fā)熱

D．在晚上，如果不借助天文儀器，就很難發(fā)現(xiàn)恒星在星空中的位置變化

【答案】B

【解析】AD．我們觀察到恒星相對(duì)位置似乎不變，實(shí)際上它們的位置是運(yùn)動(dòng)的，由于恒星

離我們太遠(yuǎn)，不借助于特殊工具和方法，很難發(fā)現(xiàn)它們?cè)谔焐系奈恢米兓虼斯糯税?/p>

它們認(rèn)為是固定不動(dòng)的星體，故AD正確；不符合題意；

BC．恒星由熾熱氣體組成，能自己發(fā)光發(fā)熱，故選項(xiàng)B符合題意，選項(xiàng)C不符合題意。

7．“一閃一閃亮晶晶，滿天都是小星星”，晴朗的夜空中的滿天星斗是（）

A．行星B．彗星C．衛(wèi)星D．恒星

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【答案】D

【解析】宇宙中的天體發(fā)光的大部分為與太陽(yáng)一樣的恒星，只因?yàn)樗鼈冸x我們太遠(yuǎn)，故看

起來(lái)很小；

8．“日心說(shuō)”認(rèn)為宇宙中心的天體是（）

A．地球B．太陽(yáng)C．銀河系中心D．河外星系

【答案】B

【解析】“日心說(shuō)”是指太陽(yáng)是中心包括地球在內(nèi)的其他行星是繞著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的；

9．關(guān)于白矮星的說(shuō)法，不正確的是（）

A．白矮星是中等質(zhì)量恒星演化的終點(diǎn)

B．白矮星在銀河系中隨處可見(jiàn)

C．它的質(zhì)量越大，半徑就越小

D．137億年前宇宙誕生和第一批恒星出現(xiàn)以來(lái)，恐怕還沒(méi)有一個(gè)白矮星形成

【答案】D

【解析】年老的白矮星最終停止了輻射，變成一個(gè)比鉆石還要硬的巨大晶體，這就是黑矮

星。白矮星的變暗過(guò)程如此之慢，自137億年前宇宙誕生和第一批恒星出現(xiàn)以來(lái)，恐怕還

沒(méi)有一個(gè)黑矮星形成。故選D。

10．研究發(fā)現(xiàn)，恒星壽命的長(zhǎng)短取決于它的質(zhì)量大小。結(jié)合圖表信息，推測(cè)四種恒星中壽

命最短的是（）

恒星質(zhì)量（與太陽(yáng)相比的倍數(shù)）

天狼A星2.14

天狼B星1.05

織女星2.13

牛郎星1.79

A．天狼A星B．天狼B星C．織女星D．牛郎星

【答案】A

【解析】根據(jù)恒星質(zhì)量與壽命關(guān)系圖可知，恒星的質(zhì)量越大，其壽命越短。表格中天狼A

星的質(zhì)量是2.14，質(zhì)量最大，因此天狼A星的壽命最短。故選A。

11．（溫州中考）小明利用所學(xué)知識(shí)并結(jié)合下表信息，對(duì)太陽(yáng)系中的行星運(yùn)行周期進(jìn)行了

推理，其中合理的是（）

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行星直徑(千米)自轉(zhuǎn)周期(以地球上的“天”為單位)公轉(zhuǎn)周期(以地球上的“年”為單位)

水星4878590.24

金星121042430.62

地球1275611

火星67941.031.9

A．行星直徑越大，自轉(zhuǎn)周期越長(zhǎng)B．行星直徑越大，公轉(zhuǎn)周期越長(zhǎng)

C．行星距離太陽(yáng)越遠(yuǎn)，自轉(zhuǎn)周期越長(zhǎng)D．行星距離太陽(yáng)越遠(yuǎn)，公轉(zhuǎn)周期越長(zhǎng)

【答案】D

【解析】AC．行星的自轉(zhuǎn)周期規(guī)律：行星的質(zhì)量越大，離太陽(yáng)的平均半徑距離越遠(yuǎn)，自轉(zhuǎn)

越快，反之，就越慢，AC錯(cuò)誤；

BD．引力影響公轉(zhuǎn)的速度，離太陽(yáng)越近的行星受到的引力越大，因此當(dāng)行星離太陽(yáng)近時(shí)，

公轉(zhuǎn)就越快；行星距離太陽(yáng)越遠(yuǎn)，公轉(zhuǎn)周期越長(zhǎng)。題中的行星，按照距離太陽(yáng)由遠(yuǎn)到近排

列為火星、地球、金星、水星；公轉(zhuǎn)周期由長(zhǎng)到短排列為火星、地球、金星、水星。B錯(cuò)

誤，D正確。

12.目前我們知道的太陽(yáng)系中唯一有生物生存的天體是（）。

A．太陽(yáng)B．金星C．地球D．木星

【答案】C

【解析】地球上存在生命的自身?xiàng)l件有適宜的溫度，液態(tài)水，厚厚的大氣層，外部條件有

安全的宇宙環(huán)境，穩(wěn)定的太陽(yáng)光照，所以目前我們知道的太陽(yáng)系中唯一有生物生存的天體

是地球，故選C。

13．太陽(yáng)系八大行星中，離地球最近的兩顆是（）。

A．水星、金星B．金星、火星C．火星、木星D．木星、土星

【答案】B

【解析】太陽(yáng)系八大行星離太陽(yáng)由近到遠(yuǎn)分別是：水星、金星、地球、火星、木星、土

星、天王星、海王星，所以離地球最近的兩顆是金星和火星。故B符合題意。

14．下列天體和天體系統(tǒng)中，具有從屬關(guān)系，且從大到小依次排列的是（）

A．太陽(yáng)系—木星—冥王星B．宇宙—太陽(yáng)系—銀河系

C．太陽(yáng)系—地月系—月球D．太陽(yáng)—地球—哈雷彗星

【答案】C

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【解析】A．木星與冥王星沒(méi)有從屬關(guān)系，故A錯(cuò)誤；

B．太陽(yáng)系屬于銀河系，應(yīng)排在銀河系之后，故B錯(cuò)誤；

C．月球?qū)儆诘卦孪?，地月系屬于太?yáng)系，故C正確；

D．地球和哈雷彗星沒(méi)有從屬關(guān)系，它們都是太陽(yáng)系的行星，故D錯(cuò)誤。

15．關(guān)于假說(shuō)，下列說(shuō)法正確的是()

A．假說(shuō)就是一種毫無(wú)根據(jù)的猜測(cè)B．假說(shuō)只要被大眾接受了就是事實(shí)

C．假說(shuō)是需要有證據(jù)支持的一種結(jié)論D．假說(shuō)成立的關(guān)鍵是有豐富的想像力

【答案】C

【解析】即指按照預(yù)先設(shè)定，對(duì)某種現(xiàn)象進(jìn)行的解釋，即根據(jù)已知的科學(xué)事實(shí)和科學(xué)原

理，對(duì)所研究的自然現(xiàn)象及其規(guī)律性提出的推測(cè)和說(shuō)明，而且數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)詳細(xì)的分類、歸納

與分析，得到一個(gè)暫時(shí)性但是可以被接受的解釋。任何一種科學(xué)理論在未得到實(shí)驗(yàn)確證之

前表現(xiàn)為假設(shè)學(xué)說(shuō)或假說(shuō)。有的假設(shè)還沒(méi)有完全被科學(xué)方法所證明，也沒(méi)有被任何一種科

學(xué)方法所否定，但能夠產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。關(guān)于假說(shuō)，說(shuō)法正確的是假說(shuō)是需要有證據(jù)支持

的一種結(jié)論。

16．（2022·舟山期末）下列有關(guān)“層次”、“方向”和“順序”的判斷，正確的是（）

A．金屬的活動(dòng)性從強(qiáng)到弱：K→Al→Na→Sn→Hg→Pb→Au

B．太陽(yáng)的演化：太陽(yáng)→紅巨星→白矮星→黑矮星

C．脊椎動(dòng)物的進(jìn)化：魚(yú)類→兩棲類→爬行類→鳥(niǎo)類→哺乳類

D．遺傳物質(zhì)的構(gòu)成層次：基因→DNA→蛋白質(zhì)→染色體

【答案】B

【解析】A．由金屬活動(dòng)性順序是：K、Ca、Na、Mg、Al、Mn、Zn、Fe、Sn、Pb、

（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au，故A錯(cuò)誤。

B．太陽(yáng)的最終演化過(guò)程為：恒星→紅巨星→白矮星→黑矮星，故B正確。

C．脊椎動(dòng)物的進(jìn)化歷程：原始魚(yú)類→原始兩棲類→原始爬行類→鳥(niǎo)類和哺乳類，故C錯(cuò)

誤。

D．基因在DNA上，DNA在染色體上，染色體在細(xì)胞核上。因此遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)層次從小

到大：基因→DNA分子→染色體，故D錯(cuò)誤。

17．下列天體系統(tǒng)中范圍最小的是()

A．總星系B．銀河系C．地月系D．太陽(yáng)系

【答案】C

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【解析】總星系包含銀河系和河外星系，銀河系包含太陽(yáng)系和其它恒星系，太陽(yáng)系包含地

月系和其它行星系．總星系級(jí)別最高，地月系級(jí)別最低．故C符合題意。

18.陽(yáng)系的形成：“康德——拉普拉斯星云說(shuō)”：太陽(yáng)系是由一塊________收縮形成的，先

形成的是_