必修1第 4 讲 地球的宇宙环境与宇宙探测.docx
《必修1第 4 讲 地球的宇宙环境与宇宙探测.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《必修1第 4 讲 地球的宇宙环境与宇宙探测.docx（14页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
必修1第4讲地球的宇宙环境与宇宙探测
必修1第4讲地球的宇宙环境与宇宙探测
双基回归
一、天体和天体系统
1．天体：
⑴天体是指宇宙中存在的物质，是宇宙空间的物质存在形式，是宇宙物质特性的具体体现。
⑵天体可分为自然天体和人造天体。
宇宙中常见的恒星、星云、行星、卫星、彗星、流星等都属于自然天体。
距离地球最近的恒星是太阳，距离地球最近的自然天体是月球。
在太空中运行的宇宙飞船、人造卫星等都属于人造天体。
⑶区分某一物质是否属于天体，其依据主要是看其是否单独存在于宇宙中。
如流星是天体，但其到达地球后，其表面的残余部分——陨星已成为地球的一部分，就不能称为天体。
同理，当航天飞机、宇宙飞船等航天器在太空中运行时才能称为天体（即人造天体）。
如神六的轨道舱与返回舱分离后，轨道舱属于人造天体，但返回舱就不属于人造天体。
一般而言，没有脱离地球大气层的仍然算作地球的组成部分，不是天体。
2．天体系统的概念和层次：
宇宙中运动的天体因相互吸引和绕转构成天体系统。
天
体系统本身和不同的天体系统之间存在着有规律的运动，处在一种有序的状态之中，是有
层次和结构的物质世界。
地月系是最低一级天体系统，总星系是最高一级天体系统，指目前人类认识的宇宙部分。
从不同的角度观察，银河系的形态是各不相同的。
目前人们认识的天体系统从大到小排列顺序为上图所示。
二、地球是宇宙中一颗特殊的行星——具有生命的一个特殊的天体
地球上存在生命的成因
三、人类对宇宙的新探测
（1）宇宙探测的意义——开发宇宙资源
（2）航天基地的建设因素：
①纬度：
纬度低，地球自转的线速度大，可降低卫星发射的初始速度，节省燃料和成本，并能提高卫星的使用寿命。
②天气：
晴天多，阴雨天少，雷雨天少，有利发射。
③地形：
地形平坦开阔，有利于跟踪观测。
④交通：
交通便利，便于运输大宗货物。
⑤国防安全：
如建在山区、沙漠地区、地广人稀的地区。
其余有科技因素等。
（3）发射窗口：
“发射窗口”是指运载火箭发射时比较适合的一个时间范围。
这个范围的大小也叫发射窗口的宽度。
宽度有宽有窄，宽的以天计算，窄的只有几分钟甚至几十分钟。
根据地面观察、发射距离、气象条件等需要，建立一个数学模型，输入相应数据，再经过精密计算推导出来的。
不同的航天器，对发射窗口的选择条件是不同的。
细说例话
例1：
金星从年龄、体积、形态到密度都与地球非常相似，诞生时的环境与地球也是一样的，因此被称为地球的“姐妹星”，读下表完成：
⑴下列有关金星叙述不正确的是
A．太阳打西边出B.为晨星时称为“长庚星”C.一天比地球一天长D.属于类地行星
⑵近一段时间许多科学家把关注的焦点放在火星上,是因为火星与金星相比火星环境要好得多，但也有科学家认为金星有希望在新的千年中被改造成人类的第二家园,主要是因为其：
A.自转周期长B.密度与地球接近C.质量比火星大D.公转周期短
解析：
近几年的地理卷和文综卷中都呈现出提供新素材、新信息考查考生获取和解读信息、分析解决问题的思维能力的特色。
（1）金星自转方向为自东向西，所以太阳从西方出；为晨星时称为“启明星”；金星一天（243.01日）比地球一天（23时56分4秒）长；属于类地行星。
（2）自转周期为其不利条件；密度和生物生存无明显影响；质量、体积适中可以吸引大气，利于人类生存；公转周期长短影响不明显。
答案：
⑴B⑵C
例2若地球在冥王星的轨道上运行，则会发生的现象有（）
A．变为寒冷的“冰球”B．变为炎热的“火球”
C．大气层将会消失D．体积将会变小
解析：
深刻理解地球上存在生命的原因及相互对应关系：
日地距离适中→地球的温度适宜；质量体积适中→存在大气层。
冥王星轨道距离太阳遥远，温度是最低的。
大气层与地球的体积质量有关。
答案：
A
例3以中国古代神话人物嫦娥命名“嫦娥一号”是我国的首颗绕月人造卫星，于北京时间2007年10月24日（农历九月十四日）18时05分在西昌卫星发射中心成功发射，它的发射成功，标志着我国实施绕月探测工程迈出重要一步。
据此回答⑴—⑵题。
⑴发射“嫦娥一号”绕月卫星属于开发利用宇宙环境中的
A.空间资源B.太阳能资源C.风能资源D.矿产资源
⑵“嫦娥一号”探月工程将完成四大科学任务，除获取月球全表面三维图像外，另三大任务为
①分析月球表面化学元素和物质类型的含量和分布②探测月壤特性③带回月球特有矿产资源的岩石样本④探测4万至40万公里间地月空间环境
A.②③④B.①③④C.①②④D.①②③
解析：
“嫦娥一号”是无人探月工程，主要是开发利用宇宙环境中空间资源，这与③带回月球特有矿产资源的岩石样本是不相符的。
答案：
⑴A⑵C
方法归纳
1．地球上的生命条件分析
地球虽然是太阳系中的一颗普通恒星，但作为目前唯一一颗适于生物生存和繁衍的行星与它特殊的宇宙环境和自身的条件有着密切的关系。
⑴要熟练掌握地球在宇宙环境中的特殊性——地球上存在生命。
地球存在生命物质，尤其是高级智慧生物主要得益于地球所处的宇宙环境和地球自身的物质条件，具体来看有以下三个方面：
①太阳周围的恒星际空间使太阳从诞生以来没有明显变化，稳定的太阳给地球生命的产生和演化提供了稳定的光照条件。
②地球附近的行星际空间，大小行星各行其道，互不干扰，使地球始终处于安全宇宙环境中。
③从地球自身条件看，日地距离适中和地球质量、体积适中是地球上存在生命物质的根本原因，使地球表面有适宜的温度，适合生物呼吸的大气，尤其是地球内部物质的变化和运动，出现了液态水和海洋，使生命起源成为可能。
2．要关注近几年多发的天文事件，用课本知识来解释。
如卫星发射、“神舟”号飞船发射、“机遇”和“勇气”号火星探测器发射等。
3．要了解我国和世界上关于宇宙空间资源的探测和利用方面的进展情况。
感受高考
例1：
（07上海卷）近年来，人类探索太空热情空前高涨，研究的新成果与新进展令人振奋。
2007年4月，欧洲天文学家首次发现一颗有生命迹象的太阳系外行星。
该行星可能适宜生命存在的主要依据是
A．行星上有岩石B．行星上有液态水与适宜的温度
C．行星的表面比较平坦D．行星接受来自恒星的辐射能量
解析：
本题以人类探索宇宙的新成果为切入点，考查对行星生命物质存在的条件等地理基础知识的掌握程度。
行星可能适宜生命存在的主要依据是：
有液态水的存在、适宜的温度及适合于生物呼吸的大气。
答案：
B
例2：
（01年上海卷）地球为什么会成为生命的摇篮？
试分析地球的宇宙环境和地理环境的特点与生命物质存在条件的关系，并用直线相连。
地球磁场①a.地球表面存在大气层
地球的质量与体积②b.削弱到达地面的紫外线
地球与太阳的距离③c.水经常能处于液体状态
地球大气中的臭氧层④d.削弱宇宙射线对生命的伤害
解析：
本题主要考查学生对太阳系模式图的识记理解能力。
太阳是太阳系惟一恒星，是太阳系的中心天体。
地球磁场能使宇宙射线方向发生偏转，从而削弱宇宙射线对地球上生命的伤害。
正是由于地球有适当的体积和质量，具有足够的引力把地球上各种气体吸引住，否则，质量和体积太小，它的各种气体会逃逸到太空，就不存在大气层了。
地球与太阳距离适当，所以地球有介于0℃～100℃之间的温度，这是水能在液体状态下存在的温度范围。
地球大气中的臭氧能强烈吸收紫外线，使地球上的生命免遭伤害。
答案：
①—d②—a③—c④—b
好题狂练
一、单项选择题
人类对宇宙的认识经历了漫长的时间，人类对宇宙的认识也不断深入。
据此回答l～3题。
1.在晴朗的天空，我们看到的一闪即逝的天体和拖着长尾的天体分别是（）
①月球②流星体③彗星④星云
A.①②B.②③C.③④D.①③
2.下列各图中的大中小圆分别表示河外星系、太阳系、地月系，其中能正确表示它们三者关系的是（）
3．下列关于太阳系成员的叙述，错误的是（）
A．流星体是未烧尽的星体降落到地面
B．汤姆在9岁时，观察到哈雷彗星，他第二次看到该星时，已是85岁高龄了
C．九大行星中，土星的卫星最多
D．在火星和木星轨道之间，太阳系还有一个小行星带
依据国际天文学联合会大会2006年8月24日通过的新决议，太阳系的天体被定义为三类：
即行星、矮行星和太阳系小天体。
“行星”指的是围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状、并且能够清除其轨道附近其它物体的天体。
同样具有足够质量、呈圆球形，但不能清除其轨道附近其它物体的天体被称为“矮行星”。
其他围绕太阳运转但不符合上述条件的物体被统称为“太阳系小天体”。
据此，完成4～5题：
4.根据新决议，下列天体属于太阳系矮行星的是（）
A.月球B.哈雷彗星C.冥王星D.天王星
5.目前太阳系小天体分布最集中的区间是（）
A.地球与水星轨道之间B.火星与木星轨道之间
C.木星与土星轨道之间D.海王星轨道之外
美国东部时间2004年8月3日凌晨2时16分，美国的“信使号”水星探测器，在卡纳维拉尔角空军基地搭乘“德尔塔2号”火箭升空，飞向太阳系九大行星中体系最小，也是距离太阳最近的成员水星。
回答6～7题。
6．水星和地球之间的最近距离是8000万公里，“信使”号无法以直线飞行线路前往水星，在飞行过程中必须不断调整飞行轨道才能进入环绕水星的轨道，经过7年的时间飞行80亿公里才能进入水星轨道。
“信使”号在出发和返回飞行中调整飞行轨道主要借助（）
A．太阳能B．自身所带能量C．地球、金星和水星的引力D．自身的变轨
7．水星是距离太阳最近的行星，下列有关水星的叙述正确的是（）
①肉眼看水星，它发射出明亮的可见光②水星上的温差是整个太阳系中最大的③水星有卫星绕转④水星的偏心率较大
A．①②③④B．①③④C．①②③D．②④
北京时间2007年10月24日18点05分，我国第一颗月球探测器“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心成功发射，揭开了我国对宇宙深层空间的探索序幕。
根据资料完成8~10题。
8．升空后的“嫦娥一号”不属于下列哪个天体系统的天体
A.地月系B.银河系C.河外星系D.总星系
9.“嫦娥一号”在月球轨道上运行时可能遇到的环境条件是
①高真空②超高压③强辐射④失重⑤超高温⑥太空垃圾
A.①②③B.②④⑥C.①③④D.④⑤⑥
10.我国开展探月工程研究，其主要目的是开发月球上的
①太阳能资源②气候资源③矿产资源④空间资源⑤天体重力资源
A.①②B.③④C.①⑤D.②③
据美国宇航局太空网7月30日报道，天文学家在我们所在的太阳系里新发现了一颗星体，它比冥王星还要大，并把它称为第十大行星，可是这一声明立即在天文界引起广泛争论。
据此完成11—12题。
11.上述新发现的星体与太阳的距离约为（）
A.97个天文单位B.97亿千米C.97光年D.97亿光年
12.生命物质的存在与地球的宇宙环境和地理环境特点关系密切，下列说法正确的是（）
A.太阳系距银河系距离适中，使地表有适宜的温度、水能经常处于液体状态
B.太阳系的所有天体都几乎在同一个平面上绕着太阳自西向东公转
C.地球质量和体积适中，使得地球表面存在大气层
D.地球大气中的臭氧层，能有效地削弱宇宙射线对生命的伤害
地球是一颗普通而特殊的行星。
据此完成13-15题。
13．地球的普通性主要表现在（）
A．从运动特征看，地球与水星、金星、火星很相似，自转周期较短
B．从结构特征看，地球属类地行星，体积质量适中，比巨行星小，比远日行星大
C．从运动特征看，地球与其他七大行星十分相似
D．从结构特征看，日地距离适中，公转周期适中
14.地球具有生命生存的温度条件，并不是因为
A.地球的宇宙环境稳定，日地距离适中B.地球自转周期适宜，昼夜温差较小
C.各大行星各行其道，互不干扰D.地球体积、质量适中，有浓密的大气
15.地球原始大气之所以能转化为适宜生物呼吸的大气，最主要是由于
A.生物的演化B.太阳的活动C.地壳的运动D.水体的转化
二、综合题
16．2006年8月24日晚上9点20分，国际天文学联合会大会投票，部分通过新的行星定义，冥王星被排除在行星行列之外，太阳系行星数量将由九颗减为八颗。
读“太阳系模式图”，回答：
（1）该天体系统的中心天体是_____，冥王星被开除出行星之列的主要原因是_________。
（2）填注行星名称：
A____________，B____________，C_________，D_________。
（3）地球表面的平均温度为15℃，这是主要是由于_______________的缘故，其它原因有大气层的保护，地球运动速度适当等。
（4）图中大、小行星绕日公转的方向和轨道有_______________特点。
这对地球上生命的存在提供了什么保证？
_____________________。
（5）太阳系中的小行星带位于______星和______星轨道之间。
17.读以下材料，完成有关活动。
材料一太阳系原九大行星在太阳系中的位置示意图
材料二偏心率（e）是焦点到椭圆中心的距离与椭圆半长轴之比，它决定椭圆的形状。
如果e=0，轨道就是圆；各个行星的轨道面与黄道面之间的夹角叫轨道倾角（i）。
如果i=0，行星的轨道面就与黄道面重合。
材料三下表是太阳系原九大行星有关数据比较表
（1）图中各行星绕日公转具有同向性，即呈_____时针方向绕太阳运行。
图中字母A、B、C、D表示冥王星的是__________。
（2）根据材料，简要分析地球上存在生命物质的条件：
__________、__________、__________。
（3）2006年8月24日，在国际天文学联合会大会上，超过80%的代表投票同意把行星和太阳系中的其他天体定义为三类，即行星、矮行星和太阳系小天体。
原九大行星除冥王星外的八个行星依然被称为“行星”，冥王星、谷神星、齐娜星被称为“矮行星”，其它成员被称为“太阳系小天体”。
结合材料，请说出冥王星被“开除”出大行星家族的理由。
（至少答三点）__________、__________、__________。
18．2007年10月8日是中国航天事业创建51周年纪念日。
50多年来，中国航天事业在空间技术、空间应用和空间科学三大领域实现了跨越式的发展。
中国正在进行的月球探测工程，拉开了中国深空探测的帷幕，将使中国航天事业发展迈上一个新的更高的台阶。
（1）目前人类主要利用宇宙空间资源的__________、__________、__________等物理特性进行科学实验。
（2）目前在人类探知的宇宙范围中，地球是唯一有生命存在的星球，其有利条件是____________________。
（3）面对我国正在进行的月球探测工程，在校园中已悄然兴起“月球热”。
下面关于月球自然状况叙述正确的是（）
A．月球表面的环形山，是早期岩浆剧烈活动的结果
B．月球的暗黑部分，曾经是海洋，现在干涸了
C．月球无大气、无水、无生命，是一个死气沉沉的世界
D．经过分析，月岩中发现的近60种矿物，地球上都存在
（4）结合时事分析，我国启动登月计划的意义是什么？
（至少回答两点）
一、单项选择题
1.B根据不同天体的特点即可回答。
2.B本题考查天体系统的层次。
目前，最高级别的天体系统是总星系，其次是银河系和河外星系，太阳系又是银河系的一部分。
地月系是太阳系的组成部分，是最低一级的天体系统。
3．A太阳系的中心天体是太阳，包括水、金、地、火、木、土、天王、海王星等八大行星，还有小行星带、卫星、流星、彗星等天体。
未烧尽的星体降落到地面为陨星。
哈雷彗星的公转周期为76年。
4．C依据新决议冥王星因不能清除其轨道附近的天体（冥王星与其赤道上空的“卡戎”构成了双星系统）而被划归为矮行星，同时月球主要围绕地球运动，哈雷彗星不是球形，天王星符合新的行星定义，仍然属于行星。
5．B依据新决议，原位于火星与木星之间的“小行星带”属于太阳系小天体。
6．C宇宙中的天体之间具有万有引力，借助这一引力可以实现调整探测器的飞行轨道。
7．D水星与其他行星一样，都不能发射可见光，但可以反射太阳光，水星的温差并不是最大的。
8.C升空后的“嫦娥一号”仍属于地月系，当然属于银河系和总星系。
而不属于河外星系。
9.C本题考查了宇宙空间的高真空、强辐射和失重等特点。
10.B宇宙环境中蕴藏着丰富的空间资源、太阳能资源和矿产资源，我们可以在月球上开发的是空间资源和矿产资源（月岩中含有地壳里的全部元素和约60种矿藏，还有地球上没有的3He）。
11.A由于1光年＝94605亿千米；1天文单位＝1.5亿千米；我们知道冥王星的轨道半径为120亿千米=0.001268光年=80个天文单位；这个新的星体应位于冥王星外，且不能相差太大的位置，所以选项A正确。
12.C选项A中应为日地距离适中；选项B说法太绝对，哈雷彗星就是自东向西公转；选项D地球大气中的臭氧层，能有效地削弱紫外线对生命的伤害。
13.C地球的普通性是与其他所有行星的比较而言的。
14.C“各大行星各行其道，互不干扰”只是影响地球运行的安全性，而不是影响地球的温度条件。
15.A最初的大气缺氧，主要由二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨组成，经过漫长的大气演化过程，特别是生物的演化，逐渐形成了适宜生物呼吸的大气。
二、综合题
16．解析：
本题考查了太阳系的结构、特点等知识。
答案：
（1）太阳质量小
（2）地球海王星木星天王星
（3）日地距离适中（4）同向性，近圆性，共面性稳定的宇宙环境（5）火星木星
17．解析：
本题考查了行星绕地球公转的特点、地球上存在生命的原因和新行星的定义。
需要结合所学知识和图表信息回答。
答案：
（1）逆（或自西向东）A
（2）地球处于一种比较稳定、安全的宇宙环境（地球所处的光照条件一直比较稳定，大、小行星各行其道，互不干扰）；地球距日远近适中，使地球表面平均气温适中，有利于生命过程的发生和发展；地球的质量与体积大小适中，其引力可以使大量气体聚集在地球周围，形成地球大气层。
（3）冥王星的质量太小、体积太小、轨道偏心率太大（冥王星的轨道太扁）、轨道倾角太大
18．解析：
本题结合时事，考查宇宙环境特点及地球有生命物质存在的条件。
答案：
（1）高真空强辐射失重
（2）适宜的温度（或合适的日地距离），液态水，可供呼吸的大气（3）C
（4）①展示我国的综合国力及先进的科技水平，提高我国在空间探测领域的竞争力；②促进相关的基础学科及科学技术的发展；③为将来参与月球能源和资源的开发利用奠定基础。
升级会员 