人教部编版选择性必修下册《第13课 自然选择的证明 宇宙的边疆》2022年同步练习卷（2）

• 1．阅读下面的文字，完成下面小题。
  宇宙是唯一的吗？
  吴炎      20世纪70年代，一些科学家提出了一种假设，即我们的宇宙只不过是许多宇宙之一，它们都有着各自的物理学定律和错综复杂的结构，生命就在其中一切条件都恰好适宜的宇宙中出现。到了20世纪80年代，现代宇宙学中的某些理论则证明，这样的“平行宇宙”的确可能存在。近年来，英国科学家发现了另一个“宇宙”在我们的宇宙中遗留的痕迹，他们认为有可能证明了多元宇宙的存在。
  “宇宙膨胀”产生更多宇宙？
        科学家通过宇宙大爆炸遗留下来的辐射证实，宇宙曾经历过一个转瞬即逝的超高速扩张阶段，科学家将这个阶段称为“暴涨宇宙”模型。简单地说，就是宇宙在极其短的时间（远小于1秒）内，将其体积瞬间扩大，就像吹气球一样。而如果膨胀的速率稍微改变一点儿，那我们的宇宙就不会是现在这样了。因此，许多科学家开始怀疑“暴涨宇宙”模型。他们提出，我们现在观测到的宇宙空间，更贴切的说法是类似一个泡沫，在宇宙之外还存在无数个泡沫，也就是说，存在无数个宇宙。所有的宇宙有着同样的或者说类似的机制进行各种限制，每个宇宙都经历了一次大爆炸，它们都是在大爆炸中诞生的，并且存在着相同的物理学定律。但是，并不是说所有的宇宙都能“存活”下来，只要将大爆炸的“参数”进行细微的调整，各种宇宙就会出现不同的情况了。
  多元宇宙论的观点      支持“宇宙永恒膨胀论”的科学家认为，我们所在的宇宙只是多个更大宇宙中的其中之一，不管是我们的宇宙还是其他的宇宙都处于不停地膨胀当中，同时也有更多宇宙产生，此观点也被称为“多元宇宙论”。其他宇宙的特性与我们的存在差异，但与我们所处的宇宙共存。虽然“宇宙膨胀说”仍然没有切实的理论模型，但理论表明，的确可以有若干宇宙以不同的速率同时膨胀。在这个更为广大的“多元宇宙”中，我们的“宇宙”只不过是极渺小的一个单元罢了。其他的宇宙中可能无法产生银河系、恒星、行星和生命，甚至根本无法产生物质。然而我们所认为的必备条件也许并不唯一，同时修改若干常量或定律，组合得出的物理学定律体系与我们的条件大相径庭，但却可能营造同样宜于生存的和谐世界，甚至可以有生命在其中诞生。
  另一个“宇宙”被发现的证据      英国科学家罗杰•彭罗斯称已经发现了宇宙大爆炸之前还存在另一个宇宙的证据。他在对宇宙微波背景辐射的研究中，发现了神秘的同心圆现象，可以认为宇宙诞生之前还有宇宙，并且提供了在前一个宇宙中所发生事件的痕迹。根据他的研究报告称，一共发现了12个同心圆辐射“印迹”，其中有5个圆具有特别的意义，分别对应着宇宙演化历史上5次大规模的事件。出现在星系团附近的神秘“圆环”的变化幅度在背景辐射上看却显得非常低。因此，研究人员似乎开始抛弃“暴涨宇宙”模型，“暴涨”理论认为宇宙诞生于一次大爆炸中，并在将来会继续膨胀直到一个临界点，这种宇宙模型不仅有开端，也有结束。这一发现并不是对大爆炸理论的否定，相反，它支持这样一种观点，即大爆炸可能发生过很多次。科学家们解释说我们生活于一个“循环”的宇宙中--我们的宇宙终结，标志着一个“世代”的结束。但是它会立即引发一次大爆炸，从而产生一个新的“世代”，也就是一个新的宇宙，这样永恒循环。两位著名宇宙学家--普林斯顿大学的保罗•斯泰恩哈特和牛津大学的尼尔•图洛克曾出版图书表示：“无论是时间还是宇宙都没有开始或者结束。宇宙进化过程是循环往复的，‘大爆炸’每一万亿年发生一次，每一次都伴随着新物质和新辐射的产生，并形成新的星系、恒星、行星以及生命。我们不过是最近一次循环的组成部分。”
  （有删改）（1）下列对文章有关内容的概括和分析，正确的一项是

   

  
  A．除我们的宇宙之外的宇宙都有着各自的物理学定律和错综复杂的结构，生命就在其中一切条件都恰好适宜的宇宙中出现。
  B．科学家通过宇宙大爆炸遗留下来的辐射证实，宇宙曾经历过一个在极其短的时间（远小于1秒）内其体积瞬间扩大的阶段。
  C．“多元宇宙论”指的是我们所在的宇宙包含着众多的宇宙，所有的宇宙都处于不停地膨胀当中，同时也有更多宇宙产生。
  D．罗杰•彭罗斯在对宇宙微波背景辐射的研究中，发现了宇宙大爆炸之前还存在着另一个宇宙的证据，这一发现是对大爆炸理论的否定。
  （2）下列对文章有关说明方法的理解和分析，不正确的一项是

   

  
  A．文章综合运用了打比方、列数字、作比较、作假设、引用等多种说明方法，向读者介绍了科学家的研究成果或观点，说明了存在多个宇宙的可能性。
  B．“我们现在观测到的宇宙空间，更贴切的说法是类似一个泡沫，在宇宙之外还存在无数个泡沫”运用了打比方的说明方法。
  C．“其他的宇宙中可能无法产生银河系、恒星、行星和生命，甚至根本无法产生物质”，运用了作比较的说明方法，说明其他宇宙可能与我们的宇宙不同。
  D．“不管是我们的宇宙还是其他的宇宙都处于不停地膨胀当中，同时也有更多宇宙产生，此观点也被称为‘多元宇宙论’”运用的是下定义的说明方法。
  （3）文章标题“宇宙是唯一的吗？”有何妙处？请结合全文简要分析。
  （4）根据文意，你认为这些科学家的研究成果是否可以证明“多元宇宙”的存在？请结合文本内容，说明理由。
  组卷：38引用：7难度：0.4

  解析

• 4．阅读下面的文字，完成各题。
        材料一：
  “研究黑洞十多年，最接近我对黑洞想象的是2014年电影《星际穿越》中卡冈都亚的样子。”中科院国家天文台研究员、黑洞研究创新团组负责人苟利军说。
        卡冈都亚是诺贝尔物理学奖得主基普•索恩在科学的基础上设计出来的一个黑洞。但科学从来都不仅仅止步于想象。如今，一个名为“事件视界望远镜”（EHT）的国际合作项目决定给黑洞拍张照。来自全球30多个研究所的科研人员，利用分布于全球不同地区的8个射电望远镜，分别位于南极、智利（2个）、墨西哥、美国本土、夏威夷（2个）和西班牙，组成一个口径尺寸相当于地球直径的虚拟望远镜，直接观测黑洞的事件视界。经过两年的观测、数据分析与验证，首张黑洞图像终于在北京时间4月10日晚上9点公布：人类在近邻巨椭圆星系M87的中心成功捕获世界上首张黑洞图像。这个经常出现在科幻小说与电影中的神秘天体终于露出真容了。
        照片或将验证爱因斯坦的广义相对论，并帮助科学家研究黑洞的构造，例如其吸积盘的形成过程，喷流的方向等。中科院国家天文台研究人员陆由俊说：“这将是目前为止最漂亮的一张黑洞照片，即使不能达到期待的清晰度，也将让我们与黑洞本质更近一步。”
  （摘编自《世界上首张黑洞图像出炉》）
        材料二：
        黑洞首张照片一经发布就引发关注热潮，不仅让全球天文学界和爱好者们兴奋不已，也引发国内网友展开热烈无比的全民P图大赛。中科院紫金山天文台研究员袁强表示，公布黑洞照片这一天文盛事激发了包括中国网友在内的全球民众对于黑洞乃至天文学领域的关注与讨论热情，引起民众用多种方式来参与互动的热情，这是天文学最新研究成果与科普的一次非常成功的案例，也给未来的科普工作带来启发：如何将非常高冷的科学成果以更加亲民的方式呈现出来，让更多人可以感受到科学的魅力。
        而在民众的互动狂欢背后，也有一些专业的媒体与机构注意到全球8个天文望远镜观测黑洞产生的大量数据的处理使用了另一“神器”一一超级计算机。据报道，负责“冲洗”照片的美德两家科研机构用各自的超级计算机将来自8个望远镜的每对可能的数据排成一行。通过比较，在数学上消除噪音，挑出黑洞的信号。每台望远镜上安装的高精度原子钟会为输入数据加上时间戳，让分析人员能够在事后对数据流进行匹配。最终要见到黑洞的“真容”，要将望远镜接收到的无线电波信号进行分析和处理，转换成黑洞的图像。
  （摘编自《黑洞首照引发“全民狂欢”的背后》）
        材料三：
        EHT项目负责人谢泼德•多尔曼说：“我们已经做到了上一代人认为不可能做到的事情。技术的突破、世界上最好的射电天文台之间的合作、创新的算法都汇聚到一起，打开了一个关于黑洞和事件视界的全新窗口。”参与此次E肝T合作项目的科研人员共200多名，其中，来自中国大陆的学者有16人。
        在捕获首张黑洞图像的过程中，中国科学家做出了极具国际显示度的工作。”中国科学院上海天文台台长沈志强研究员自豪地说。我国科学家长期关注高分辨率黑洞观测和黑洞物理的理论与数值模拟研究，在EHT国际合作形成之前就已开展了多方面工作。在此次EHT合作中，我国科学家在早期EHT国际合作的推动、夏威夷JCMT望远镜的观测、后期的数据处理和结果理论分析等方面做出了中国贡献。此外，在ET全球联合观测的2017年3～5月期间，上海65米天马望远镜和新疆南山25米射电望远镜作为东亚VBI网成员共同参与了密集的毫米波VLBI协同观测，为最终的M87黑洞成像提供了总流量的限制。
        毫无疑问，这一次“看见”黑洞的突破性工作是全球科学界合作的典范，离不开数十年观测，技术和理论工作的坚持和积累，更离不开来自世界各地的研究人员的密切合作作为多年国际合作的结果，E肝为科学家们提供了研究宇宙中最极端天体的新手段。
        黑洞就在宇宙中，等着人们去探究。沈志强认为：“对M87中心黑洞的顺利成像绝不是EHT国际合作的终点，我们期望，也相信，在不久的将来会有更多令人兴奋的结果。”
  （摘编自《5500万年前的黑洞，我看到了你》）
  （1）下列对材料相关内容的理解，不正确的一项是

   

  
  A．来自全球多国多地区的200多名科研人员，利用一个口径与地球直径相当的虚拟望远镜，历时两年，成功捕获了首张黑洞图像。
  B．世界上首张黑洞图像的公布，让全球天文学界和爱好者们对这一天文盛事兴奋不已，也引发了全球民众的关注与讨论热情。
  C．美德两家科研机构用超级计算机，通过对虚拟望远镜的观测数据进行排列、比较，消除噪音，挑出黑洞的信号并进行处理，从而“冲洗”出了照片。
  D．上海65米天马望远镜和新疆南山25米射电望远镜，在EHT全球联合观测中直接参与了黑洞事件视界的观测，为首张黑洞成像做出了重要贡献。
  （2）下列对材料相关内容的概括和分析，不正确的一项是

   

  
  A．电影《星际穿越》中的卡冈都亚是基普•索恩在科学的基础上设计出来的一个黑洞，如今，黑洞终于露出真容，这说明科学离不开想象力，且从来都不止步于想象。
  B．即便在超级计算机的辅助下，科学家们仍然需要两年的时间才能把世界上第一张黑洞照片“冲洗”出来，可以想象数据处理的过程是非常复杂的。
  C．将技术的突破，世界上最好的射电天文台之间的合作，创新的算法都汇聚到一起，便能打开关于黑洞和事件视界的全新窗口，从而不断获知黑洞奥秘。
  D．首张黑洞照片是科学家们联合“拍摄”到的，是全球大合作的一个产物，沈志强认为对M87中心黑洞的顺利成像绝不是此次合作的终点，将来的成果让人拭目以待。
  （3）首张黑洞图像问世具有怎样的科学意义？请根据上述材料，简要概括。
  组卷：9引用：6难度：0.6

  解析

• 5．阅读下面的文字，完成下面小题。
  材料一：
        达尔文在划时代的《物种起源》巨著中，创立了以“自然选择”为核心的科学进化论，大大地促进了科学的发展，推动了社会的进步。在这部经典著作中，达尔文以诚实的态度提出了进化论中的一系列难点，其中一个就是“寒武爆发”。
        所谓“寒武爆发”，是指在寒武纪（距今5.7亿年前至5.0亿年前）初期世界各地不约而同地突然爆发出众多无脊椎动物，海绵动物、腔肠动物、环节动物、软体动物、节肢动物、腕足动物、棘皮动物、须腕动物等无脊椎动物的主要门类，几乎都在此时出现。在我国澄江动物群中还出现了脊椎动物——鱼类。达尔文不相信进化中有“突然爆发”的事件，认为无脊椎动物的主要门类在寒武纪初期几乎同时出现，是生物逐步进化，即连续渐进的结果；现在人们感到突然，一是地质上有间断，二是未找到“中间型过渡生物”。他在《物种起源》中，说自己的进化论是“缓慢而渐进的进化论”，还多次宣告“自然界无跃进”。这是达尔文学说的第一个缺陷，也是达尔文的第一个可悲之处。事实上，生命演化史上的爆发远不止寒武纪初期一次，还有三叠纪初的大爆发、第三纪初的大爆发等；自然界也绝不是“无跃进”。生物的演化亦不完全是连续渐进的。
        鉴于大量的事实，美国科学家N•埃尔德雷奇和S•J•吉尔德于1972年提出了生命演化的全新理论“间断平衡论”。认为生物演化的过程不完全是达尔文强调的连续渐进的过程，而是突进与渐进交替的过程；认为生物演化过程不完全是达尔文强调的线性进化图形，根据基因突变学说，生物演化进程应该是间断平衡图形；认为新种的形成不是缓慢变异积累过程，而是由基因突变或地理隔离形成。间断平衡论以一种全新的哲学观点看待生物进化史，向达尔文进化学说提出了严重挑战。它比较合理地解释了生命历史上的许多化石纪录：即生物界的突进、跃变，是可以在没有地质间断的层序中发生的。例如，在中国南方古生界和中生界之间往往是连续沉积的，看不到长时间的间断，但是古生界的生物与中生界的生物都发生了突变，无论是腕足类、双壳类、有孔虫类、牙形石、三叶虫类、珊瑚类等都发生了突然的变化或绝灭和新的生物的爆发。而且，可以说生命演化的绝大多数突变阶段都找不到达尔文所期待的“中间型过渡生物”，这都是达尔文的渐变论无法解答的。
  （摘编自孙关龙《中国大百科全书》《达尔文进化论的五大缺陷》）材料二：
        今天我们已经明确地知道，达尔文是错误地把即使在最纯的群体里也会出现的细微的、连续的、偶然的变异，当作是自然选择的材料。因为事实已经证明，这些变异不是遗传的。这个事实很重要，值得作简要的说明。
        如果你拿来一捆纯种大麦，一个麦穗一个麦穗地测量它们的麦芒的长度，并根据统计数字作图，你将会得到一条钟状的曲线。换句话说，一定的中等长度占优势，以一定的概率向二个方向偏离。现在把一组麦芒明显超过平均长度的麦穗拿出来，麦穗的数目足够在地里播种并长出新的作物。对新长出的大麦作同样的统计时，我想，达尔文是会发现向右方移动的相应的曲线的。换句话说，他可以期待通过选择来增加麦芒的平均长度。如果用的是真正纯种繁育的大麦品系，就不会是这种情况。从选出来播种的大麦的后代那里得到的新的统计曲线，跟第一条曲线将是完全一样的，即使选麦芒特别短的麦穗作种子，也将是完全一样的。因为细微的、连续的变异不是遗传的，所以选择没有效果。它们显然不是以遗传物质的结构为基础的，而是偶然出现的。
        可是，在四十多年前，荷兰人德弗里斯发现，即使是完全纯种繁育的原种的后代里，也有极少数的个体，比如说几万分之二或万分之三，出现了细微的但是“跃迁式”的变化。“跃迁式”，并不是说这个变化是相当大的，而是说这是一种不连续的变化，在未变和少许改变之间没有中间形式。德弗里斯称之为突变。重要的事实是不连续性。这使我想起了量子论物理学家——在两个相邻的能级之间不发生中间能量。打个比喻说，德弗里斯的突变论，不妨称为生物学的量子论。以后我们将会明白这可不是比喻。突变论实际上是由于基因分子中的量子跃迁所引起的。1902年，当德弗里斯第一次发表他的发现时，量子论的问世还不过二年时间。因此，要由另一代去发现它们之间的密切联系，是不足为怪的！
        突变同原始的、未变的特性一样，也是丝毫不爽地遗传下去的。比如，上面讲到的大麦的第一次收获中，会出现少量的麦穗的麦芒长度大大超过了变异范围，比如说是完全无芒。它们可以代表一种德弗里斯突变，并将生育出一模一样的后代，就是说，它们的所有后代全都是无芒的。
        因此，突变肯定是因此宝库中的一种变化，而且必须用遗传物质中的某些变化来说明它。由于突变繁育模样相同的后代，所以突变是达尔文描述的、通过不适者淘汰、最适者生存而产生物种的自然选择的合适材料。在达尔文的学说里，恰恰必须用上述所谓的“突变”来代替他的“细微的偶然变异”。
  （摘选自薛定谔《生命是什么——生物细胞的物理学见解》1944年出版）（1）下列对材料相关内容的理解和分析，正确的一项是

   

  
  A.寒武纪初期无脊椎动物的主要门类以及个别脊椎动物，在世界各地几乎不约而同地突然出现，充分证实了“生命大爆发”的存在。
  B.达尔文认为，寒武纪初期世界各地突然爆发出众多无脊椎动物，是生物逐步进化的结果，人们感到突然，只是因为缺乏有关证据。
  C.“间断平衡论”认为生物演化的过程是突进与渐进交替的间断平衡图形，而非达尔文强调的连续渐进的线性进化图形。
  D.所谓“跃迁式”变化，并不只是说这个变化有多么大，而是说这是一种不连续的变化，在未变和少许改变之间没有中间形式。
  （2）根据材料内容，下列说法不正确的一项是

   

  
  A.在没有地质间断的层序中发生的生物界的突进、跃变所留下来的化石记录完全颠覆了科学进化论，使“间断平衡论”得到比较合理地证明。
  B.基本找不到达尔文所说的“中间型过渡生物”，证明生命演化过程不是缓慢变异积累的过程，新种的形成是由基因突变或地理隔离形成。
  C.用真正纯种繁育的大麦品系播种后得到的麦芒平均长度的统计曲线，跟第一条曲线完全一样，证明这些细微的、连续的变异不是遗传的。
  D.物种发生突变的比例虽然很低，但也需要用遗传物质中的某些变化来说明它，因为突变同未变的特性一样，也是丝毫不爽地遗传下去的。
  （3）下列各项中，不符合达尔文进化论观点的一项是

   

  
  A.由于地球上的生存空间有限，不可能允许所有种群都扩大规模，其结果就是优势类型在竞争中打败了较不占优势的类型。
  B.在英国工业革命前，某种飞蛾的颜色呈灰白色；工业革命以后，空气污染，树皮由白变黑，飞蛾的颜色也跟着变成黑色了。
  C.新的改良变种必将取代旧的少有改良的中间变种，并使其绝灭，这样物种在很大程度上就成为界限分明的自然群体了。
  D.几乎所有的现生动物的门类和已灭绝的生物，都突然出现在寒武纪地层，而更古老的地层中却没有其祖先的化石被发现。
  （4）结合两则材料，简述“科学进化论”“间断平衡论”“德弗里斯突变论”三种生物学理论的异同点。
  （5）请简要梳理材料二的行文脉络。
  组卷：15引用：2难度：0.5

  解析