学年高中地理湘教版必修1学案第一章 1 第一节 地球的宇宙环境.docx
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学年高中地理湘教版必修1学案第一章1第一节地球的宇宙环境
第一节 地球的宇宙环境
学习目标
明目标、知重点
了解人类对宇宙的认识，识记天体的概念、类型及特点。
理解天体系统的形成、层次及地球在天体系统中的位置。
了解太阳系中小行星、八颗行星及其位置，理解八颗行星的运动特征和结构特征。
理解地球的普通性和特殊性，学会分析地球上有生命存在的条件。
一、人类对宇宙的认识、多层次的天体系统
1．人类对宇宙的认识
（1）宇宙：
天文学家把人类已经观测到的有限宇宙叫作“可见宇宙”或“已知宇宙”。
可见宇宙的半径约140亿光年。
（2）光年：
天文学中的距离单位，即光在“真空”中一年所传播的距离。
随着人类技术的发展，宇宙探测水平会不断提高，“可见宇宙”的范围也会不断扩大。
2．多层次的天体系统
（1）概述
①天体：
宇宙间的星云、恒星、行星、卫星等各种物质通称为天体。
②天体系统的形成：
万有引力和天体的永恒运动维系着它们之间的关系，组成了多层次的天体系统。
（2）银河系及河外星系
共同点
主要由恒星等比较大的天体组成
关系
级别相同的恒星系统
联系
两者都是星系，所有的星系合在一起，构成了最大的天体系统，称为总星系
（3）太阳系和地月系
①太阳系
a．中心天体：
太阳，其质量约占整个太阳系质量的99.86%。
b．八颗行星：
距太阳由近及远分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。
②地月系：
地球与其卫星月球组成的天体系统。
月球自转的方向和周期与其公转的方向和周期完全一样。
二、普通而特殊的行星——地球
1．普通性
在太阳系行星中，地球的外观和所处的位置比较普通。
2．特殊性
地球是目前所知道的唯一存在智慧生命的天体，因此是宇宙中一颗特殊的行星。
地球上所具备的生命存在的基本条件如下：
（1）充足的水分。
（2）恰到好处的大气厚度和大气成分。
（3）适宜的太阳光照和温度范围。
一、判断题
1．人造地球卫星属于天体。
（ ）
2．两个相邻的天体一定属于同一个天体系统。
（ ）
3．在太阳系的八颗行星中，水星是距离太阳最近、表面温度最高的行星。
（ ）
4．地球之所以存在生命，主要是因为地球所处的宇宙环境很安全。
（ ）
5．地球是唯一存在生命的天体。
（ ）
答案：
1.× 2.× 3.√ 4.× 5.×
二、选择题
6．（2018·6月浙江）2018年6月14日，中国发射了人类第一颗连接地月的通信卫星“鹊桥”，为年底发射的“嫦娥四号”月球探测器提供通信，这将有利于揭开月球背面的秘密。
“嫦娥四号”将要探测的月球属于（ ）
A．卫星B．行星
C．小行星D．矮行星
解析：
选A。
本题考查天体的种类。
月球属于卫星。
7．八颗行星中，地内行星与地外行星比较，其特点是（ ）
A．质量较大B．平均密度较低
C．都有卫星但卫星较少D．表面温度较高
解析：
选D。
地外行星包括火星、木星、土星、天王星和海王星。
其中木星和土星最大的特点是质量和体积都大、密度小、卫星多，由此可以排除A、B选项；地内行星包括水星和金星，它们都没有卫星，故C选项错；地内行星由于距离太阳较近，表面温度较高。
三、连线题
8．将下列搭配正确的一组连线。
答案：
天体与天体系统
【合作探究】
阅读材料，探究下列问题。
材料 2017年12月13日－14日出现的双子座流星雨划过星空的景象，被大多数流星专家视作首要观察目标。
双子座流星雨是唯一一个非彗星母体的流星雨，其母体是小行星3200Phaethon。
峰值时每小时流量可达上百颗。
（1）双子座的流星体和地面上的陨石是天体吗？
为什么？
（2）双子座主星及其卫星是否构成了天体系统？
提示：
（1）流星体是天体。
流星体运行在太空中，存在于大气层以外，因而是天体。
陨石不是天体。
陨石是流星体未燃烧尽落在地球上的，不存在于大气层以外，所以陨石不是天体。
（2）双子座主星及其卫星相互吸引、相互绕转构成了天体系统。
【核心归纳】
1．天体——宇宙的物质性
（1）天体是宇宙中物质的存在形式，并且是多种多样的，具体如下图所示：
（2）常见的天体及其特征
宇宙物质
组成（举例）
特点
观测
星云
气体和尘埃
质量大，云雾状
模糊
恒星
炽热气体
质量大，发光
闪烁
行星
金星、地球等
质量小，不发光
移动
卫星
月球
绕行星公转，不发光
圆缺多变
流星体
尘粒、固体小块
质量小，数量多
一闪即逝
彗星
冰物质
绕太阳公转，云雾状
拖着长尾
星际物质
气体、尘埃
稀薄，密度小
用肉眼观察不到
“三看”法巧判天体
一看其是不是宇宙中物质的存在形式。
例如，星际物质尽管用肉眼看不见，但它是天体。
二看其是不是某一天体的一部分，天体的一部分不能称为天体。
例如，月球表面的岩石是月球的一部分，不是天体。
三看其是否位于地球大气层之外。
例如，宇宙飞船在太空中运行时是天体，返回到地面就不是天体。
2．天体系统——宇宙的运动性
【跟踪训练】
宇宙是由各种形态的物质组成的，是不断运动变化的物质世界。
读图，回答
（1）～（3）题。
（1）下列天体类型与其视觉特征对应不正确的是（ ）
A．恒星——星光闪烁 B．行星——一闪即逝
C．星云——轮廓模糊D．彗星——拖着长尾
（2）关于图示天体系统的说法，正确的是（ ）
A．图示天体系统共有五级
B．图示天体系统中，银河系与河外星系级别相同
C．我国发射的“天宫二号”目标飞行器已经飞出图示最低一级天体系统
D．总星系就是宇宙
（3）以地球为中心天体的天体系统是（ ）
A．地月系B．太阳系
C．银河系D．宇宙
解析：
（1）行星在以恒星组成的天空背景下有明显的位移现象，流星一闪即逝。
（2）图中共有四级天体系统，河外星系和银河系属于同一级别的天体系统；“天宫二号”目标飞行器没有飞离出地月系；我们目前能够观测到的宇宙部分为总星系。
（3）在地月系中，地球拥有整个系统中的大部分质量，因而成为地月系的中心天体。
答案：
（1）B
（2）B （3）A
地球的普通性和特殊性
【合作探究】
阅读材料，探究下列问题。
材料 2015年，NASA（美国国家航空航天局）的研究团队让我们对火星有了进一步的认识：
7月，发现火星上有水合盐类，证实火星上有液态水的存在，而液态水是生命存在的关键；10月，发现火星之前可能存在一个持续了万年的湖泊；11月，发现被太阳风吹走的火星大气。
（1）根据材料中的发现，你认为火星上可能存在生命吗？
为什么？
（2）火星适合生命存在的外部条件主要有哪两个方面？
提示：
（1）可能。
因为火星上有液态水，液态水是生命存在的关键证据。
或不可能。
因为在火星上发现的是水合盐类，不是真正的液态水，同时在火星上尚未发现适合生物呼吸的大气，温度也比较低。
（2）安全的宇宙环境和稳定的太阳光照。
【核心归纳】
1．地球的普通性
地球是一颗普通的行星，主要原因在于它与其他行星具有很大的相似性，具体表现为：
（1）都是本身不发光、不透明的近似球状的天体。
（2）运动特征：
具有同向性、共面性、近圆性等特征。
（3）结构特征：
在质量、体积、平均密度、自转和公转周期等结构特征方面与其相邻的行星相似。
包括的行星
距日远近
表面温度
质量
体积
平均密度
类地
行星
水星、金星、
地球、火星
近
高
小
小
大
巨行星
木星、土星
中
中
大
大
小
远日
行星
天王星、海王星
远
低
中
中
中
图示法记忆太阳系行星分类及物理特性
2．地球的特殊性——存在生命的行星
（1）地球存在生命的外部条件
外部条件主要是针对地球所处天体系统的宇宙环境而言的。
（2）地球存在生命的自身条件
自身条件主要是指适宜的温度条件、适合生物生存的大气条件和液态水的存在。
“四看”法分析某行星是否有生命存在
一看该行星所处的宇宙环境是否安全稳定。
二看该行星是否有适宜的温度。
从距恒星的距离远近、自转和公转周期长短、大气层方面分析该行星是否有适宜的温度。
三看该行星周围有无适合生物呼吸的大气。
从该行星的体积、质量和大气演化方面分析该行星是否具有适宜生物呼吸的大气。
四看该行星是否有液态水。
从温度高低和水体运动方面分析该行星是否有液态水。
【跟踪训练】
从美国宇航局科学家对第一次银河系行星数量普查作出的估计来看，银河系内的行星数量是一个天文数字，至少达到500亿颗，其中有大约5亿颗坐落于所谓的“金发姑娘区”，也就是适居区。
据此回答
（1）～
（2）题。
（1）对“金发姑娘区”描述不正确的是（ ）
A．这一地区的温度既不太高，也不太低，适宜生命存在
B．这一地区只有气态水存在
C．这一地区宇宙环境比较安全
D．这一地区星球的表面可能存在大气层
（2）地球具有生命存在的条件和其成因的组合正确的是（ ）
A．适合生物呼吸的大气——适中的日地距离
B．适宜的温度——地球适中的质量和体积
C．液态水——地球大气的成分
D．适宜的温度——适中的日地距离
解析：
第
（1）题，根据题干可知“金发姑娘区”是适居区，即该区应有适合生命存在的温度、液态水、大气及稳定的宇宙环境。
第
（2）题，地球存在生命的条件中，适合生物呼吸的大气与地球的体积、质量有关，适宜的温度与日地距离有关，液态水与地球适宜的温度有关。
答案：
（1）B
（2）D
太阳系模式图的判读
【典图示例】
结合上图分析，请填写：
（1）____________
（2）__________ （3）____________
（4）____________ （5）__________
答案：
（1）火
（2）木 （3）自西向东
（4）同向性、共面性、近圆性
（5）类地行星、巨行星、远日行星
【判读技巧】
1．整体太阳系模式图的判读
（1）看组成
按距日远近记忆八颗行星，明确小行星带的位置。
（2）看公转方向
若公转方向为逆时针方向，说明是从地球北极上空看地球；若公转方向为顺时针方向，说明是从地球南极上空看地球。
（3）看运动特征
即八颗行星运动特征的同向性、近圆性和共面性。
（4）看结构特征
八颗行星按体积、质量、距日远近等分为类地行星、巨行星和远日行星。
（5）看生命物质存在的条件
①安全的宇宙环境。
②有适宜的温度。
③有适合生物生存的大气。
④有液态的水。
2．局部太阳系模式图的判读（如图所示）
（1）看公转轨道弯曲方向：
如图所示我们可知太阳位于图的右侧。
（2）看行星名称：
如图所示中间轨道为地球，其右侧为金星，左侧为火星。
【针对练习】
读地球在太阳系中的位置示意图，回答下列问题。
（1）八颗行星绕日公转具有同向性，即都是自______向______，从北极上空看呈__________时针方向运动。
（2）地球上存在生命物质与其所处的宇宙环境关系密切，此图所反映的有利的宇宙环境是什么？
（3）地球上存在生命物质的几个自身条件中，此图反映出来的是哪些？
解析：
（1）此题以地球在太阳系中的位置示意图为切入点，考查地球与其他行星一样具有同向性、近圆性、共面性等特征。
（2）地球上有生命存在与其所处的宇宙环境和自身条件有关。
由图中看出，大小行星各行其道、互不干扰，为地球上生命的孕育和发展创造了安全的宇宙环境条件。
（3）地球位于太阳系中，日地距离适中，有适合生物生存的温度条件，这个能从图中反映出来。
而地球的大气层是与适宜的体积和质量有关的，这个不能从图中反映出来。
答案：
（1）西 东 逆
（2）大小行星各行其道、互不干扰，使地球处于相对安全的宇宙环境中。
（3）日地距离适中，有适合生物生存的温度条件。
对点练一 人类对宇宙的认识、多层次的天体系统
（2019·6月浙江）2019年1月，“嫦娥四号”月球探测器首次实现在月球背面着陆。
读图完成1～2题。
1．“嫦娥四号”探测的目标天体属于（ ）
A．恒星 B．卫星 C．行星 D．彗星
2．在月球绕地运行过程中，月球探测器（ ）
A．在①处经受太阳高温考验
B．在①处观测不到水星和金星
C．在②处能拍摄到地球照片
D．在②处可以观测到太阳黑子
答案：
1.B 2.A
（2019·4月浙江）月球表面既无大气，又无液态水。
我国“嫦娥四号”是人类首次成功着陆于月球背向地球一面的航天器。
图1为地月系示意图，图2为某时刻月球远离地球的一端看到的太阳系中的明亮天体。
回答3～4题。
3．图2时刻，月球可能位于轨道上的位置是（ ）
A．① B．②C．③ D．④
4．嫦娥四号在月面上可观察到（ ）
A．地球遮住银河系的光芒B．流星拖着亮线飞过头顶
C．太阳在月面上西升东落D．水星、金星、太阳同在星空
答案：
3.B 4.D
对点练二 普通而特殊的行星——地球
读下表并结合所学地理知识，回答5～6题。
行星
质量
（地球为1）
体积
（地球为1）
公转
周期
自转
周期
地球
1.00
1.00
1年
23时56分
火星
0.11
0.15
1.9年
24时37分
5.存在适合生物呼吸的大气是地球上存在生命的重要条件之一，下列叙述与地球大气有密切关系的是（ ）
A．地球的质量与体积适中
B．地球的昼夜更替周期适中
C．地球与太阳的距离比较适中
D．地球自转周期适中
6．人类首先选择火星作为探索生命起源和进化的行星，是因为火星上的一些地理现象与地球上的相似，主要表现为（ ）
①火星和地球一样被厚厚的大气层所包围
②火星上和地球上都有四季变化，且四季的长度一样
③火星、地球自转周期的长度比较适中
④火星、地球与太阳的距离都比较适中
A．①② B．②③
C．③④D．①④
解析：
第5题，地球作为太阳系中一颗特殊的行星，与其存在适宜的大气、温度、液态水等条件有关。
其中地球的质量和体积适中，其引力可以使大量气体聚集在地球周围，形成包围地球的大气层；适宜的温度与日地距离、自转周期适中等因素有关；液态水的形成与日地距离适中有关。
第6题，分析表中数据可知，火星质量、体积都比较小，产生的引力较小，不可能和地球一样被厚厚的大气层所包围。
火星的公转周期为1.9年，四季的长度约是地球的2倍。
答案：
5.A 6.C
“嫦娥五号”探测器由轨道器、返回器、着陆器、上升器四个部分组成。
探测器在2017年底由“长征五号”运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球，带回约2kg月球样品。
据此回答1～2题。
1．有关材料中的物质，描述准确的是（ ）
A．在文昌发射中心的“嫦娥五号”是天体
B．在月球上的“嫦娥五号”是天体
C．着陆器和返回器都属于天体
D．在月球上的着陆器不是独立的天体
2．有关材料中所呈现的天体系统的说法，正确的是（ ）
A．月球是地球唯一的卫星
B．包括三级天体系统
C．月球是距离地球最近的自然天体
D．“嫦娥五号”奔月途中不属于天体
解析：
第1题，在地球和月球上的物质都属于各自的组成部分，不是独立的天体。
第2题，月球是地球唯一的自然卫星，此外还有很多人造卫星绕地球旋转；材料中呈现的有地月系及月球与绕月卫星构成的两级天体系统；“嫦娥五号”奔月过程中属于独立的天体；距地球最近的自然天体是月球。
答案：
1.D 2.C
3．下列全部属于天体的一组是（ ）
A．星云和运行中的通信卫星
B．太空中的云雾状物质和天空中飘动的云朵
C．陨落地表的流星体残骸和“神舟十一号”返回舱
D．等待发射的“天宫二号”目标飞行器
解析：
选A。
天体是宇宙间物质的存在形式，包括自然天体和人造天体。
星云、运行中的人造卫星都属于天体；地球作为一个整体是天体，但地球的部分物体则不属于天体范畴，如天空中的云朵及陨落地表的流星体残骸、等待发射的“天宫二号”目标飞行器等都不是天体。
读下表，回答4～5题。
类地行星
质量
（地球为1）
体积
（地球为1）
平均密度（克/厘米3）
公转周期
自转周期
水星
0.05
0.056
5.46
87.9天
58.6天
金星
0.82
0.856
5.26
224.7天
243天
地球
1.00
1.000
5.52
1.0年
23时56分
火星
0.11
0.150
3.96
1.9年
24时37分
4.从表中可以看出地球与火星（ ）
A．质量相近 B．体积相近
C．公转周期最为相近D．自转周期相近
5．表中反映的太阳系的众多行星，其绕日公转具有一定的特征，下列分析不正确的是（ ）
A．同向性——各行星的公转方向都与地球公转方向相同
B．共面性——各行星的公转轨道面与黄道面完全在同一平面
C．近圆性——各行星的公转轨道都为近似正圆的椭圆
D．各行星都在各自的轨道上按一定规律绕日公转，各行其道，互不干扰
解析：
第4题，通过对比表中的数据，可知地球与火星自转周期最相近。
第5题，八颗行星绕日公转具有同向性、共面性和近圆性三个特点，但各行星的公转轨道面与黄道面并不完全在同一平面上。
答案：
4.D 5.B
据英国《每日邮报》报道，天文学家发现一颗绕昏暗恒星运转的类地行星，距地球仅40光年。
它是一个热气腾腾的“水世界”，体积是地球的6倍。
据推测，这个“水世界”同样拥有大气层，且75%的表面区域被水覆盖，但由于温度太高，它无法支持地球型生命的存在。
结合材料回答6～7题。
6．“水世界”类地行星所在的天体系统是（ ）
A．地月系 B．太阳系
C．银河系D．河外星系
7．天文学家推测“水世界”类地行星无法支持地球型生命存在的主要依据是（ ）
A．该行星陆地面积狭小B．该行星不存在大气层
C．该行星距离太阳太远D．该行星距离恒星太近
解析：
第6题，太阳系的行星早已经确定，且“水世界”类地行星距地球仅40光年，表明其在银河系，因此“水世界”类地行星只能位于银河系中除却太阳系的其他恒星系。
第7题，从材料中可以看出，该行星不支持地球型生命存在的主要原因是温度太高，而温度太高的原因应该是距离恒星太近。
答案：
6.C 7.D
8．阅读材料，回答下列问题。
材料一 八颗行星轨道倾角与偏心率。
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
轨道倾角
7°
3.4°
0°
1.9°
1.3°
2.5°
0.8°
1.8°
偏心率
0.206
0.007
0.017
0.093
0.048
0.055
0.051
0.006
材料二 太阳系八颗行星的比较数据。
行星
质量
（地球为1）
体积
（地球为1）
平均密度
（g/cm3）
公转周期
类地
行星
A
B
C
D
0.05
0.82
1.00
0.11
0.056
0.856
1.000
0.150
5.46
5.26
5.52
3.96
87.9d
224.7d
1a
1.9a
巨行星
E
F
317.94
95.18
1316.000
745.000
1.33
0.70
11.8a
29.5a
远日
行星
G
H
14.63
17.22
65.200
57.100
1.24
1.66
84.0a
164.8a
（1）八颗行星轨道倾角不大，公转轨道几乎在同一平面上，具有________特点。
（2）八颗行星的轨道偏心率大多接近0，它们的公转轨道同________相当接近，具有________特点。
（3）八颗行星绕日公转的方向________，具有________特点。
（4）按照距日远近、质量、体积等结构特征，可以把八颗行星分为三大类。
其中类地行星包括________、________、地球和________，在这些结构特征方面，地球和它们相比并不特殊。
（5）与其他行星相比，地球又是一颗特殊的行星，其特殊性表现在，它是一颗存在________的行星。
其原因主要有：
①______________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
答案：
（1）共面性
（2）圆 近圆性
（3）相同 同向性
（4）水星 金星 火星
（5）生命 大小行星各行其道、互不干扰，使地球处于比较安全的宇宙环境之中 日地距离适中，使地球有适宜的温度 体积和质量适中，使地球有适合生物呼吸的大气 地球上有液态水
天文学家在冥王星更外侧的太阳系边缘发现一颗太阳系的新成员，这颗“冰冻星球”的发现暗示在那个寒冷的区域很有可能还隐藏着比冥王星更大的天体。
据此回答1～2题。
1．下列关于天体的叙述，正确的是（ ）
A．天体即宇宙中一切球状的固态物质
B．材料中的“冰冻星球”为恒星
C．天体在宇宙中是静止不动的
D．天体有很多类型，太阳是恒星、地球是行星、月球是卫星
2．“冰冻星球”所在区域比较寒冷，这最可能是由于该区域（ ）
A．距太阳比较遥远
B．天体的体积过小
C．天体绕太阳公转的速度过快
D．被冰雪覆盖
解析：
第1题，天体是宇宙中一切物质的存在形式，它不一定是固态，也不一定是球状；材料中的“冰冻星球”位于太阳系，肯定不是恒星；天体都在不停运动；天体有恒星、行星、卫星等多种类型。
第2题，“冰冻星球”所在区域位于太阳系的边缘，离太阳较远，获得的太阳辐射能较少，故较寒冷。
答案：
1.D 2.A
“红月亮”是发生月全食时产生的一种天文现象，它的形成与地球大气的折射、散射作用密切相关。
2014年10月8日18：
25月球完全进入地球本影，19：
25月球开始移出地球本影重放光芒，在此期间月亮并不是从空中消失，而是呈现难得一见的古铜色“红月亮”。
读图，回答3～4题。
3．图中天体都不属于（ ）
A．太阳系B．银河系
C．河外星系D．总星系
4．与地球相比，月球没有生命存在的主要原因之一是（ ）
A．与太阳距离太远
B．宇宙环境不安全
C．没有昼夜更替现象
D．没有适宜生物呼吸的大气
解析：
第3题，图中的各种天体都属于太阳系、银河系和总星系。
第4题，与地球相比，月球没有生命存在的主要原因之一是没有适宜生物呼吸的大气。
答案：
3.C 4.D
读地球、月球绕日运行示意图，回答5～6题。
5．图中包括的天体系统有（ ）
A．一级 B．二级
C．三级D．四级
6．“嫦娥三号”月球探测器所处的天体系统中，级别最低的是 （ ）
A．银河系B．河外星系
C．太阳
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