“人类首次拍摄黑洞照片”试题设计

唐美松

【试题设计】

材料一：北京时间2019年4月10日21点整，天文学家召开全球新闻发布会，宣布人类动用了分布在全球的8个毫米/亚毫米波射电望远镜，首次直接“拍摄”到黑洞的照片。

材料二：参与“拍摄”的8个毫米/亚毫米波射电望远镜分别为：位于西班牙内华达山脉的30米毫米波望远镜（IRAM 30m）;位于美国亚利桑那州的海因里希·赫兹亚毫米波望远镜（SMT）;位于墨西哥一座死火山顶部的大型毫米波望远镜（LMT）;位于夏威夷的詹姆斯·克拉克·麦克斯韦望远镜（JCMT）;位于夏威夷的亚毫米波阵（SMA）;位于智利沙漠的阿塔卡马大型毫米波阵（ALMA）;位于智利沙漠的阿塔卡马探路者实验望远镜（APEX）;位于南极阿蒙森·斯科特观测站的南极望远镜（SPT）。

材料三：阿塔卡马大型毫米波阵（ALMA）位于智利北部的阿塔卡马沙漠中，海拔达5000米，那里终年干旱，为观测创造了良好的条件。

材料四：参与“拍摄”的8个射电望远镜分布示意图。

阅读材料，回答下列问题。

1.归纳观测黑洞的射电望远镜分布的共同规律。

2.评价阿塔卡马大型毫米波阵（ALMA）天文观测的条件。

3.簡述南极阿蒙森·斯科特观测站建造过程中可能遇到的困难。

【试题分析】

北京时间2019年4月10日21点整，天文学家召开全球新闻发布会，宣布首次直接“拍摄”到黑洞的照片。这一重大科学成果由包括中国科学家在内的全球多国科研人员历经数年心血合作完成，引起了社会公众的持续关注和广泛讨论。本题以“人类首次拍摄黑洞照片”为背景，围绕8个射电望远镜的分布，从地理视角考查了气候特征、天文望远镜选址的自然条件等知识，考查学生的综合思维和区域认知能力，注重学生实践能力的培养。

第1题，既考查了学生的综合思维能力又考查了学生的区域认知能力，要求学生结合图文资料，思考各地区域特征，综合分析归纳8个射电望远镜的分布规律。

第2题，侧重考查学生的区域认知能力和地理实践能力，要求学生在图文材料中提取有用信息，并结合区域各自然要素、望远镜天文观测的一般条件，分析阿塔卡马沙漠地区有利于天文观测的自然特征。此题有利于培养学生提取信息、综合分析的能力。

第3题，结合南极地区自然特征考查了学生对阿蒙森·斯科特观测站建造过程中可能遇到的困难的认识。

人类“拍摄”到首张黑洞照片是一件全球轰动性的科学热点事件，其倾注了全球不同国家科学家的大量心血，“拍摄”难度超乎想象，第一张黑洞照片的诞生弥足珍贵，意义非凡。这几道小题的设置，有助于拓展学生思维，激发学生学习积极性，有利于学生地理实践能力的培养。

参考答案：

1.用于观测黑洞的射电望远镜大多分布在海拔相对较高、云层稀薄、降水稀少、大气透明度高、远离人类活动干扰的高原或山地。

2.优点：阿塔卡马大型毫米波阵所在地区沙漠广布，气候干旱，降水稀少，植被稀疏，夜晚多晴好天气，地势高，地形以山地、高原为主，空气稀薄、洁净，利于观测。

不足：位于板块交界处（美洲板块与纳斯卡板块），地壳活跃，多火山地震，部分时间风沙大，不利于观测;气候极端干旱，交通闭塞，科研人员工作条件艰苦。（言之有理即可）

3.南极地区自然条件恶劣，气候严寒，气候干旱，平均海拔高，风力强劲。南极地区交通不便，周边海域洋流活跃，多浮冰，海况复杂，船舶航行条件差，南极大陆冰川广布，地形复杂，辨别方向困难。南极无固定航班，科研器材进入困难。多极昼极夜，工作不便，科考站建设难度大。