高中地理第一章宇宙中的地球11地球的宇宙环境学案湘教版必修1.docx
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高中地理第一章宇宙中的地球11地球的宇宙环境学案湘教版必修1
第一节 地球的宇宙环境
【考试标准】
学考要求
考纲细解
学考要求
a
主要的天体类型和特点
了解不同类型的天体及其特点
b
天体系统的级别和层次
了解天体系统的级别和层次，描述地球在宇宙中的位置
c
太阳系示意图及地球在太阳系中的位置
能够描述太阳系八大行星在太阳系中的位置特征，分析地球是宇宙中既普通又特殊的行星
b
地球上存在生命的条件及原因
比较、分析和归纳太阳系八大行星的数据资料，理解地球上存在生命的条件
一、人类对宇宙的认识
天文学家把人类已经观测到的有限宇宙叫作①“可见宇宙”或“已知宇宙”，其半径约为②140亿光年。
二、多层次的天体系统
1．天体：
宇宙间的星云、③恒星、④行星、卫星等各种物质的通称。
2．天体系统
天体系统的形成：
⑤万有引力和⑥天体的永恒运动维系着天体之间的关系，组成了多层次的天体系统。
3.银河系及河外星系
（1）银河系的组成天体主要是⑦恒星和⑧星云两类。
（2）银河系与河外星系是同级别的天体系统，所有的星系合在一起，构成⑨总星系。
4．太阳系和地月系（太阳系示意图见右图）
（1）太阳系
组成：
太阳、围绕太阳运行的⑩行星、矮行星，以及小行星、⑪彗星、流星体、卫星和行星际物质等。
八颗行星的位置：
A⑫水星，B金星，C⑬地球，D火星，E⑭木星，F土星，G⑮天王星，H海王星。
（2）地月系：
由地球与其卫星⑯月球组成。
三、普通而特殊的行星——地球
地球的特殊性（具备生命存在的基本条件）：
充足的⑰水分；恰到好处的⑱大气成分和大气厚度；适宜的⑲太阳光照和温度范围等。
一、天体与天体系统（必考a、b）
[方法技巧]
1．判断一个物体是否为天体的方法
一看位置：
它是不是位于地球大气层之外，独立存在于宇宙中。
进入大气层或落回地面的物体不属于天体。
二看实质：
它是不是宇宙间的物质，一些自然现象不属于天体。
三看运转：
它是否在一定的轨道上独自运转。
依附在其他天体上运行的物体不属于天体，如在火星上的火星车。
2．图表法记忆天体系统的等级与层次结构
总星系
3．天体系统形成的条件
天体之间要构成天体系统，必须同时具备三个条件：
一是要相互吸引；二是要相互绕转；三是有公共质心（或中心天体）。
只吸引不绕转也不能构成天体系统。
例如，月球绕地球运转，形成地月系，而水星与金星之间没有相互绕转的关系，就不能形成天体系统。
[学以致用]
奥尔特云是球体云团，距离太阳约1光年，即太阳与比邻星距离的四分之一，布满着不少不活跃的彗星。
据此完成下题。
有关“奥尔特云”的叙述，正确的是（ ）
A．其为星云B．其为恒星
C．不处于银河系D．受太阳辐射弱
解析 根据“奥尔特云”与太阳的距离1光年可知，其位于银河系内，C排除；其布满着彗星，故A、B排除；由于距离太阳较远，故受到的太阳辐射弱。
答案 D
二、太阳系的组成（必考c）
太阳系中的行星、矮行星、小行星与行星际物质有何不同？
内行星、地外行星、巨行星和远日行星又是如何划分的？
提示：
行星是指围绕太阳运动的水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星八颗大行星；矮行星是指冥王星；小行星是指运行轨道位于火星和木星之间，质量小，围绕太阳运动的天体；行星际物质是填充在太阳系的微小物质，主要是行星际的气体和尘埃。
内行星和地外行星是以地球位置为界划分的，水星和金星是内行星，而火星、木星、土星、天王星、海王星是地外行星；巨行星是根据质量和体积，木星和土星大，称为巨行星，而天王星和海王星距离太阳远，称为远日行星。
[探究归纳]
太阳系模式图的判读
（1）八颗行星位置的判定。
“水金地、火木土、天海星，近及远，绕日行”的歌诀形象地描述了八颗行星的位置。
（2）各大行星的共同运动特征。
同向性（公转方向逆时针），共面性，近圆形轨道。
（3）小行星带位置的判定。
“火木相邻防燃烧，中间隔道防火墙”形象地说明了小行星带位于火星与木星之间。
（4）彗星彗尾指向的判定。
根据彗星的主要构成物质为冰和尘埃，可判定其在太阳辐射及太阳风的作用下彗尾多背向太阳。
[学以致用]
（2017·11月浙江选考科目考试）火星是地球的近邻，表面大气稀薄，大气成分以CO2为主，昼夜长短接近地球，而昼夜温差却超过100℃。
几十年来人类对火星的探测一直没有停止过。
下图为太阳系示意图。
完成
（1）～
（2）题。
（1）火星上的夜晚可能观察到（ ）
A．土星遮住火星的卫星
B．水星在小行星中穿梭
C．美丽的银河横跨星空
D．圆圆的地球挂在天空
（2）造成火星昼夜温差大的主要原因有（ ）
①白天大气对太阳辐射削弱小 ②白天火星表面吸收大气辐射多 ③夜晚大气阻挡火星表面辐射多 ④夜晚火星表面吸收大气辐射少
A．①②B．②③C．③④D．①④
解析 第
（1）题，本题重点考查八大行星在太阳系中的位置。
按各行星与太阳的距离由近及远的顺序，水星、地球、火星和土星分别位于图中第一颗、第三颗、第四颗和第六颗的位置。
土星距离火星很远，而火星的卫星和火星之间距离近，土星不可能遮住，故A错误；水星远离小行星带，不可能穿梭于小行星带，故B错误；火星上大气稀薄，故能见度很高，可以观察到美丽的银河系，故C正确；因地球公转轨道位于火星公转轨道之内，在火星上夜晚应该可以观察到地球，但由于地球体积较小，彼此距离又比较远，所以只能观察到地球是一个较明亮的光点，而不可能是圆圆的球体。
故D错误。
第
（2）题，因为火星大气稀薄，白天对太阳辐射削弱少，气温高；大气对火星表面辐射吸收少，大气逆辐射弱，夜晚大气保温作用差，火星表面吸收大气辐射少，气温低，所以昼夜温差大。
综上所述，本题正确答案为D。
答案
（1）C
（2）D
三、地球上存在生命的条件及原因（必考b）
为解决地球上日益恶化的人口、资源与环境问题，人们曾提出外星移民的构想，要想找到适宜人类居住的星球，你认为它应具备哪些条件？
提示：
有适宜的光照和温度，有一定厚度、可供呼吸的大气，充足的液态水，安全的宇宙环境等。
[探究归纳]
地球上存在生命的条件
条件
原因
结果
外部
安全的宇宙环境
太阳系中，大、小行星各行其道，互不干扰
太阳系八颗行星都可能存在生命
条件
稳定的太阳光照
自生命诞生以来，太阳光照条件没有明显的变化
自身
条件
表面温度适宜
日地距离适中
只有地球有生命存在
大气层的存在
地球的体积和质量适中
表面温度的日变化、季节变化较小
地球的自转和公转周期适中
有液态的水
内部温度升高→产生水汽→形成海洋
方法点拨：
分析某行星是否有生命存在的方法
（1）看行星与恒星的距离是否适中。
只有这样才能有适宜的温度。
（2）看行星的体积、质量是否适当。
只有适当的体积和质量才能保证该行星周围有可以供生命活动的大气层。
（3）看行星的自转、公转周期是否适中。
它能保证行星表面有适宜的温度。
（4）结合以上分析，确定是否有液态水存在。
综上所述，某行星只要具有适宜的温度、适宜生物呼吸的大气、液态水三个基本条件，该行星上就可能有生命存在。
[学以致用]
（2016·10月浙江选考）科学家最近发现，距太阳4.2光年
的比邻星周围有一颗潜在的宜居行星。
宜居行星与比邻星相距约700万千米，比邻星比太阳暗1000倍。
完成下题。
判断该行星宜居的主要依据是（ ）
A．具有与地表相近的温度
B．具有地月系一样的天体系统
C．距比邻星接近日地距离
D．获得与地面上相似的可见光
解析 根据地球上生命存在的条件，判断该行星宜居的主要依据是具有与地表相近的温度，A对。
具有地月系一样的天体系统，获得与地面上相似的可见光不是地球上生命存在条件，B、D错。
距比邻星与日地距离差距大，不是地球生命存在的条件，C错。
答案 A
1．下列属于行星的是（ ）
A．①B．②C．③D．④
解析 “天宫一号”没有发射到太空中，不能称其为天体，仅属于地球上的物质，只有其在太空中运行时才能称为天体。
图②中月球和图④中“神舟九号”飞船围绕地球运动，是卫星。
图①中土星围绕太阳（恒星）运动，是行星。
答案 A
下图是“太阳系局部图”，黑点表示小行星。
回答2～3题。
2．图中有生命存在的星球是（ ）
A．①B．②C．③D．④
3．美国“机遇号”火星探测器考察的星球是（ ）
A．①B．②C．③D．④
解析 第2题，结合小行星带的位置知，②为火星，③为木星，据此推知①为地球，是目前所知唯一存在生命的天体。
第3题，“机遇号”火星探测器登陆的是②火星。
答案 2.A 3.B
读下图，完成4～5题。
4．科学家认为M行星上极可能存在生物，原因是
（ ）
①距日远近适中 ②质量和体积适当 ③有卫星绕转 ④不停绕日公转
A．①②B．①③C．②③D．②④
5．M与N组成一天体系统，与该系统级别相同的是（ ）
A．地月系B．太阳系C．银河系D．河外星系
解析 第4题，图中M行星位于地球轨道的外侧，且紧邻地球，应为火星；火星属于类地行星，与地球具有相似的体积、质量，且距日远近也较为适中。
第5题，N是M的卫星，二者组成的天体系统级别与地月系级别相同。
答案 4.A 5.A
6.火星是地球的近邻之一，也是人们准备太空移民的理想场所。
根据地球和火星的有关资料（如下表），回答问题。
与太阳的平均距离（108千米）
赤道半径（千米）
公转周期
自转周期
质量（地球为1）
体积（地球为1）
赤道面与公转轨道面的夹角
地球
1.496
6378
1年
23时56分4秒
1
1
23°26′
火星
2.279
3395
1.9年
24时37分
0.11
0.15
23°59′
（1）火星在太阳系中距离太阳按由近及远的顺序是第__________颗行星；一般而言，行星距离太阳越远，其公转周期就越__________（填“长”或“短”）。
（2）在表格中火星与地球的数据比较接近的是________、______________；火星表面的温度比地球的__________（填“高”或“低”）。
（3）结合上表数据分析火星上没有生命的原因。
（4）人类为了开辟太空居住地，为什么选择火星作为研究对象？
解析 火星轨道与地球相邻，在结构特征和运动特征方面和地球有许多接近之处，成为目前人类重点研究对象，分析火星上没有生命生存的原因时，应从生命生存所需具备的条件入手，而人们开辟太空居住地时，应选择与地球环境最为接近的天体作为研究对象。
答案
（1）4 长
（2）自转周期 赤道面与公转轨道面的夹角 低
（3）火星是太阳系中离太阳第四近的行星，它离太阳的距离远于地球，因此温度条件比地球要差；此外，火星的质量和体积比地球小，可能吸引住的大气也比地球少，大气密度小于地球；火星上也没有水。
我们认为适宜的温度、大气和水是生命存在的必备条件，而这三个方面，火星都不具备，故火星上没有生命生存。
（4）在太阳系中，特别是在离地球较近的天体中，无论是从与太阳的距离、质量和体积的大小，还是自转和公转周期等方面都比较接近地球，所以成为人类目前的重点研究对象。
教材P6活动
提示 1.人类已经观测的宇宙半径约1.4×1023千米。
2．宇宙的浩瀚。
教材P9活动
提示 观察月相，发现月相呈现出周期性变化。
大致的规律是：
上弦月可在上半夜见于西边的天空，亮面朝西；下弦月可在下半夜见于东边的天空，亮面朝东。
教材P11活动
提示 1.
（1）①日地距离：
日地距离适中，使地球表面有适宜的温度条件，有利于生命过程的发生和发展，也保证液态水的存在，为生物生存创造了条件。
②自转的周期：
地球自转的周期不太长，昼夜交替的周期只有24小时，致使白天增温不至于过高，夜晚降温不至于过低，保证了地球上生命的存在和发展。
③体积和质量：
适中的体积和质量，其引力可以使大气聚集在地球周围，形成包围地球的原始大气层，并逐渐演化成适合生物呼吸的大气。
（2）地球在漫长的演化过程中，太阳没有明显的变化，使地球有稳定的光照条件，生命从低级到高级演化没有中断。
如果没有稳定的光照或太阳消失，地球的生物演化将中断，最终生命消失。
（3）对照生命物质存在的条件，火星的条件比较接近地球，火星的质量、体积虽比地球小，但自转周期、公转周期与地球接近，与太阳的距离比较适中，这些条件可能使火星有适宜的温度等。
2．略
一、选择题
“太阳大，地球小，太阳带着地球跑；地球大，月亮小，地球带着月亮跑。
”重温儿时的童谣，完成1～2题。
1．童谣中出现的天体，属于（ ）
①太阳系 ②地月系 ③银河系 ④河外星系 ⑤总星系
A．①③⑤B．①②③④⑤
C．①②④⑤D．①③④⑤
2．童谣中涉及的天体系统共有（ ）
A．1级B．2级C．3级D．4级
解析 第1题，月球、地球共同构成地月系，这是最低一级的天体系统，地球和太阳等天体构成太阳系，这是童谣中的最高一级的天体系统，太阳系又包含在银河系中，银河系包含在总星系中。
第2题，月球、地球构成地月系，地球和太阳等天体构成太阳系，由此判断包含两级天体系统，所以B正确。
答案 1.A 2.B
3．柯伊伯带是太阳系内海王星轨道外的圆盘状区域，布满着大大小小的冰封物质。
有关柯伊伯带的说法正确的是（ ）
A．处地月系中
B．其冰封物质属于天体
C．有星云分布
D．位于天王星和海王星之间
解析 根据太阳系中八大行星的分布情况可知，柯伊伯带位于海王星轨道外，因此其也位于地月系之外；天王星位于太阳系八大行星中的海王星之内，因此柯伊伯带不会位于天王星与海王星之间；星云是由尘埃和气体等组成的云雾状天体，而柯伊伯带上布满着大大小小的冰封物质，因此上面没有星云分布；天体是宇宙间物质的存在形式，柯伊伯带上布满的大大小小的冰封物质属于天体。
答案 B
4．木星与火星（ ）
A．都是地外行星B．公转轨道相同
C．距月球一样远D．公转方向相反
解析 考查了八大行星的运动特征，同向性、近圆性和共面性。
木星与火星都处于地球轨道的外侧，八大行星各行其道，火星位于小行星带内侧，距离月球较近，木星位于小行星带外侧，距离月球较远。
答案 A
下图中的“蓝月亮”为科学家用计算机模拟出的银河系中一个可能孕育生命的外星天体，据推测，它本身不发光，但该天体上光照良好。
据此回答5～6题。
5．“蓝月亮”应属于（ ）
A．行星B．恒星C．卫星D．彗星
6．“蓝月亮”上的光照可能来自（ ）
A．太阳B．地球C．行星D．恒星
解析 第5题，“蓝月亮”绕行星运转，应该属于卫星。
第6题，“蓝月亮”本身不会发光，是由于其反射邻近的恒星光照而发亮。
答案 5.C 6.D
2015年1月27日凌晨编号为2004BL86的小天体从距离地球120万千米处掠过地球。
完成第7题。
7．该小天体位于（ ）
A．火星和木星轨道之间
B．水星和金星轨道之间
C．地球和火星轨道之间
D．木星和土星轨道之间
解析 地球距离火星的最短距离为5460万千米，距离金星最近为400万千米。
该小天体从距离地球120万千米处掠过地球，只能位于地球与火星轨道之间或地球与金星之间。
答案 A
读太阳系示意图，完成8～9题。
8．目前，人类已经实地考察的宇宙天体是（ ）
A．a、bB．d、eC．f、gD．h、i
9．图中包含的天体系统层次有（ ）
A．一级B．两级C．三级D．四级
解析 第8题，目前人类已经实地考察的宇宙天体有月球和火星，在图中分别是d和e。
第9题，图中有太阳系和地月系两级天体系统。
答案 8.B 9.B
10．地球不同于太阳系中的其他天体，它的特殊性在于它（ ）
A．与太阳的距离合适B．体积大小适中
C．有生物生存和繁衍D．有厚厚的大气层保护
解析 地球的特殊性在于地球是一颗适合生物生存和繁衍的行星。
答案 C
一项最新研究认为，科学家关注的宇宙“宜居带”，可能存在生命的系外行星数量或许要比我们原先设想的更少。
完成下题。
11．宜居带的生命行星数量，比预期的少的原因，最可能是（ ）
A．距恒星距离均太远B．部分行星的大气厚度太大
C．恒星体积质量太大D．没有大气层存在
解析 此题考查适宜生命的条件。
材料中提及的宇宙“宜居带”，是指距离最近恒星距离适中的宇宙空间带、行星的体积和质量适中、有大气层存在，A、C、D错；如果部分行星的大气层厚度过大，则太阳辐射不足，这些行星的温度将不适宜生物生存。
答案 B
2015年7月24日，美国天文学家表示，他们发现了距离地球约1400光年，位于天鹅座的“另一个地球”——“开普勒452b”，科学家猜想它与地球的相似指数为0.98。
据此完成12～13题。
12．称“开普勒452b”为“另一个地球”的原因是它最有可能拥有的特征为（ ）
A．表面温度适宜B．能发可见光
C．既公转又自转D．绕恒星运动
13．若上题中“开普勒452b”拥有的特征存在，则与该特征直接相关的原因是（ ）
A．自身的体积和质量适中
B．与中心天体的距离适中
C．周围拥有较多的卫星
D．绕中心天体呈逆时针方向旋转
解析 第12题，结合地球存在生命的原因进行判断，主要与表面温度适宜有关，本身不发光。
第13题，“开普勒452b”所在天体系统的中心为恒星，故表面温度适宜主要和与中心天体的距离适中有关。
答案 12.A 13.B
火星探测是我国继载人飞船、嫦娥探月工程之后又一重大航天科学计划，将带动我国深空探测技术的发展，为今后其他行星的探测打下基础。
完成14～15题。
14．火星探测最大挑战是来自火星的严寒。
火星表面温度比地球较低的原因是（ ）
①与太阳的距离较远 ②火星表面大气稀薄 ③火星体积较小，内部温度较低 ④火星上布满冰块
A．①②B．③④C．②③D．①④
15．按计划我国还会发展地球—火星往返式飞船，建立有人观测基地。
有人观测基地必须创造出哪些条件（ ）
①适宜的温度 ②充足的氧气 ③大量的水 ④适宜的重力
A．①②③④B．①②③
C．②③④D．①③④
解析 第14题，火星轨道在地球轨道外部，距离太阳更远，接受的太阳辐射更少，因此气温比地球低。
因为质量、体积小，火星很难依靠自身的引力保存下足够的大气，大气比较少，对星球表面的保温作用较差，气温也较低。
第15题，生命存在必须的条件是适宜的温度、液态水存在、适宜生物呼吸的大气。
答案 14.A 15.B
二、非选择题
16．读探月卫星示意图，回答下列问题。
（1）图中共有________级天体系统，其中最低一级天体系统的中心天体是________。
（2）地表有适宜的温度是地球上有生命存在的重要条件。
你认为地表有适宜的温度和哪些因素有关？
解析 读图可知，图中共有两级天体系统，月球为最低一级天体系统——“月卫系”的中心天体。
适宜的地表温度除了与日地距离密切相关外，还与地球自转周期、大气、地表物理属性等因素密切相关。
答案
（1）两 月球
（2）地球表面适宜的温度与以下几个方面有关：
太阳辐射在生命的演化过程中较为稳定、日地距离适中、地球表面有很厚的大气、地球自转的周期较短、地球表面的水面较广等。
17．读“太阳系示意图”，完成下列问题。
（1）八颗行星中，B表示________，D表示________。
（2）按运动特征，八颗行星绕日公转有同向性，即都是自________向________，呈________时针方向运动。
另外，还具有________性和________性。
（3）若地球在H行星的轨道上运行，则会发生的现象有（ ）
A．变为寒冷的“冰球”B．变为炽热的“火球”
C．大气层将会消失D．体积将会变小
（4）地球上存在生命物质与其所处的宇宙环境关系密切，此图所反映的有利宇宙环境是________________。
（5）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________________。
解析 第
（1）、
（2）题，八颗行星按结构特征分为：
类地行星、巨行星、远日行星，运动特征有同向性、共面性、近圆性。
第（3）题，地球上的能量主要来自太阳辐射，如果地球在H行星轨道上运行，因距离太阳太遥远，地球会变成“冰球”。
第（4）、（5）题，根据所学知识归纳总结。
答案
（1）金星 火星
（2）西 东 逆 近圆 共面
（3）A
（4）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
（5）日地距离适中，有适合生物生存的温度条件
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