第一章第一节地球的宇宙环境.docx
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第一章第一节地球的宇宙环境
第一节 地球的宇宙环境
学习目标
思维导图
1.了解人类对宇宙的认识，了解天体的概念、类型及特点。
2．理解天体系统的形成、层次及地球在天体系统中的位置。
3．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。
4．了解地球的普通性和特殊性，学会分析地球上有生命物质存在的条件。
知识点一 人类对宇宙的认识、多层次的天体系统
一、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”。
可见宇宙的半径约为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。
[温馨提示] 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。
二、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，所有星系合在一起，构成了最大的天体系统，称为总星系
[图表导读]
1．读教材图1－1、1－2，思考下列问题。
（1）银河系中较亮的和云雾状的天体各是什么？
提示：
银河系中较亮的天体是恒星。
云雾状的天体是星云。
（2）银河系以外一些看似星云的天体是什么？
提示：
与银河系同级别的恒星系统，河外星系。
（3）从两图可以说明天体系统具有什么特点？
提示：
天体系统规模悬殊，具有不同的级别。
3．太阳系和地月系
（1）太阳系
构成
[图表导读]
2．读教材图1－3，思考下列问题。
（1）太阳系中的行星围绕太阳运行的方向有何特征？
提示：
运行方向相同，都是自西向东绕日运行。
（2）说出太阳系中小行星带的位置。
提示：
位于火星轨道与木星轨道之间。
（3）太阳系八颗行星中表面温度最高的应是哪一颗？
原因是什么？
提示：
水星，其距离太阳最近，获取的太阳辐射能最多。
（4）八颗行星能否相撞？
提示：
八颗行星各行其道，互不干扰，不会相撞。
（2）地月系
①主要天体：
地球和月球。
②同级别的天体系统：
行星及其卫星组成的天体系统。
③月球的运动特征：
月球自转的方向和周期与其公转的方向和周期完全一样。
【思考】
1．流星体和陨星都属于天体吗？
流星现象是怎样形成的？
提示：
流星体是位于行星际空间中的尘粒和固体小块，属于天体。
闯入地球大气层的流星体，因同大气摩擦而产生光迹并划过长空，叫作流星现象；未燃尽的流星体落到地面上叫陨星（陨石或陨铁），陨星不属于天体，是地球的一部分。
2．“总星系就是宇宙”这种说法正确吗？
为什么？
提示：
不正确。
宇宙在时间上是无始无终的，空间上是无边无际的，而总星系仅限于目前人类已经观测到的有限宇宙部分，随着宇宙探测水平的不断提高，总星系的范围会不断扩大。
3．填图，完成天体系统的层次。
提示：
从左到右为：
银河系 太阳系 地月系
材料一 搭载着3名航天员的“神舟十号”飞船于2013年6月13日13时18分与“天宫一号”目标飞行器成功实现自动交会对接，3名航天员进入“天宫一号”，进行了一系列科学实验，女航天员王亚平还开展了我国第一次太空授课。
6月26日8时7分，搭乘3名中国航天员的“神舟十号”载人飞船返回舱，在位于内蒙古中部草原上的“神十”任务主着陆场预定区域内蒙古四子王旗顺利着陆。
（1）结合材料探究：
①和“天宫一号”会合的在轨运行的“神舟十号”属于天体吗？
返回地面的“神舟十号”呢？
②“天宫一号”所属的最小一级天体系统是什么？
提示：
①在轨运行的“神舟十号”属于天体，返回地面的“神舟十号”不属于天体。
②地月系。
材料二 下面是太阳系示意图。
（2）结合材料探究：
①八颗行星绕太阳运动的共同特征有哪些？
②若按体积、质量、表面温度特征分类，水、金、地、火为类地行星，那么属于巨行星的应为哪两颗？
属于远日行星的应为哪两颗？
③根据轨道位置分类，哪几颗属于地内行星，哪几颗属于地外行星？
提示：
①从北极上空看，八颗行星都按逆时针方向运转，并且几乎位于同一平面，轨道为接近正圆的椭圆。
可总结为同向性、共面性、近圆性。
②③可参考下图：
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：
[方法技巧] “三看”法巧断天体
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）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
2.天体系统——宇宙的运动性
天体间的相互吸收、相互绕转形成了多层次性的天体系统。
判断某些天体之间是否构成天体系统有两个基本条件：
一是它们之间是否存在相互吸引的关系；二是它们之间是否相互绕转。
同类天体之间因质量接近，特点相似，不可能存在相互绕转的关系，也不可能构成天体系统。
阅读以下材料，回答问题。
材料一 2014年12月14日21时14分，“嫦娥三号”登月已满一周年，北京航天飞控中心也实现了精心护航，“嫦娥三号”着陆器月面安全工作一年的预定工程目标。
材料二 “嫦娥三号”轨道示意图。
材料三 天体系统层次示意图。
（1）“嫦娥三号”绕月运行时，图中的天体有哪几个（ ）
①太阳 ②地球 ③月球 ④“嫦娥三号”
A．①②③ B．①③④
C．②③④D．①②④
（2）材料三中A表示________，B表示________，C表示________，D表示________，其中D的中心天体是________。
（3）仙女座星系级别与材料三所示天体系统________相同，“嫦娥三号”到达绕月轨道后，它所在的最低一级的天体系统是图________。
解析：
本题以月球探测为切入点，侧重考查天体与天体系统，解题关键是明确天体与天体系统的含义。
第
（1）题，“嫦娥三号”绕月运行时，图中的天体有地球、月球和“嫦娥三号”。
第
（2）题，由“可见宇宙”的半径约140亿光年可知，图中A为总星系，再结合天体系统层次特点解答。
第（3）题，仙女座星系属于河外星系，图示中B为银河系，与河外星系同等级别。
“嫦娥三号”到达绕月最终轨道时，围绕月球旋转，“嫦娥三号”与月球组成了天体系统，月球又带着“嫦娥三号”围绕地球旋转，因此属于地月系。
答案：
（1）C
（2）总星系 银河系 太阳系 地月系 地球
（3）B D
知识点二 普通而特殊的行星——地球[学生用书P7]
1．普通性：
在太阳系行星中，就外观和所处的位置而言，地球是一颗普通的行星。
[图表导读]
读教材图1－5，思考下列问题。
（1）银河系的直径大约是多少光年？
大约是由多少亿颗恒星组成的天体系统？
（2）火星表面温度比地球表面温度高还是低？
（3）月球上没有生命的主要原因是什么？
提示：
（1）8万光年。
2000多亿颗恒星。
（2）火星比地球离太阳远，表面温度低。
（3）月球质量小，引力小，没有适宜的大气厚度和大气成分，也没有水及适宜的太阳光照和温度范围。
2．特殊性
（1）表现：
在地球上产生了目前所知道的唯一的高级智慧生命——人类。
（2）存在生命的条件
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等。
材料一 “金锁链条件”是科学家给地球经过千百年环境演变后现有的、适宜生命生存的生态条件所起的名字。
正是因为有了“金锁链条件”，人类及其他所有生命体才得以在地球上生存。
（1）结合材料探究：
①八颗行星绕日公转具有同向性、共面性和近圆性，这对地球生命的孕育有何好处？
太阳目前年龄大约为45.7亿年，处于中年期，这对孕育生命又有何好处？
②地球上存在生命的“金锁链条件”主要有哪些？
分析地球具有这些有利条件的原因。
材料二 2013年12月2日，“嫦娥三号”探测器奔月，首次实现月球软着陆。
地球是人类的摇篮，但是人类不会永远生活在摇篮里。
在21世纪的某个周末，地球上的人们也许会忘却一周的繁忙，搭乘便捷的“航天公共汽车”来到地球轨道上的空间中转站，乘坐定期发出的“地月班机”，到月球基地去旅游度假、探亲访友。
那时“月球村”就不再是梦想。
（2）结合材料探究：
“月球村”需要创造的人类基本生存条件有哪些？
提示：
（1）①地球上存在生命的外部条件主要是指宇宙环境安全和光照稳定。
在太阳系中，地球与其他行星绕日公转具有同向性、共面性和近圆性的特征，这样就使大小行星各行其道、互不干扰，使地球处于安全的宇宙环境；太阳处于中年期，使太阳的光照条件比较稳定。
这些条件都有利于地球上生命的产生和演化。
②地球上存在生命的“金锁链条件”分析如下：
→存在液态水
（2）适于人类呼吸的空气；适宜的温度条件；可以饮用的液态水；防御宇宙辐射的措施。
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）运动特征方面具有同向性、共面性、近圆性等特征。
（3）在质量、体积、密度、自转和公转周期、平均密度等结构特征方面与其相邻的行星相似。
[知识拓展] 太阳系八颗行星的结构特征
项目
分类
包括的
行星
距日
远近
表面
温度
质量
体积
密度
有无
光环
类地
行星
水星、金星、
地球、火星
近
高
小
小
大
无
巨行星
木星、土星
中
中
大
大
小
有
远日
行星
天王星、
海王星
远
低
中
中
中
有
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的天体系统的宇宙环境而言。
（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。
[方法技巧] 生命存在问题的分析思路
在分析某行星是否有生命物质存在时可从“四看”入手分析：
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：
该行星是否有液态的水。
从温度高低和水体运动方面分析该行星是否有液态的水。
2015年1月16日，英国航天局局长大卫·帕克尔证实，已失联12年之久的小猎犬2号火星探测器已经找到。
小猎犬2号是欧洲空间局2003年火星快车号任务的一部分。
读地球与火星相关数据表，完成
（1）～
（2）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
1.000
1.0年
23时56分
火星
0.11
0.150
1.9年
24时37分
（1）在太阳系八颗行星中，人类首选火星作为探索生命起源和进化的行星，主要是因为火星上的一些地理现象与地球上的一些地理现象很相似，主要表现为（ ）
①火星和地球的大气层厚度相当 ②火星、地球的自转周期都比较适中 ③火星、地球与太阳的距离都比较适中，温度比较适宜 ④火星上和地球上都有四季变化
A．①② B．②④
C．③④D．①③
（2）液态水的存在是地球生命起源和进化的重要条件之一，与火星相比，地球上有液态水存在的条件是（ ）
①地球的质量和体积适中 ②地球上昼夜更替的周期比较适中 ③地球处于一种比较安全的宇宙环境之中 ④地球与太阳的距离比较适中
A．②④B．①③
C．①④D．②③
解析：
第
（1）题，大气层的厚度与其中心天体的质量有密切的关系，地球质量比火星大得多，引力大，大气层应该比火星厚得多；从表中可知，火星、地球自转周期比较接近，公转周期分别是1.9年和1.0年，所以火星上和地球上都有四季的变化；两颗行星距太阳的距离悬殊。
所以火星相对于地球而言，温度并不适宜。
第
（2）题，根据题干信息可知，与地球上液态水存在密切关系的是地球上有适宜的温度，昼夜交替周期适中和日地距离适宜，使地球表面的温度较为适宜且变化较小。
答案：
（1）B
（2）A
课堂小结——这节课你有没有掌握以下内容？
重点必背
1.什么是天体？
2．天体系统形成的条件是什么？
画图说明天体系统的层次及其相互关系。
3．地球所处的宇宙环境有何特点？
4．地球上存在适宜的温度和液态水的原因是什么？
5．地球上为什么会存在适宜生物呼吸的大气？
微点拨
1.光年是天文学中的距离单位。
2．图示记忆天体系统的层次。
（图1）
3．图示记忆太阳系行星分类及物理特性。
（图2）
图1 图2
4．地球的普通性和特殊性。
在太阳系行星中，就外观和所处的位置而言，地球是一颗普通的行星。
由于地球具备了生命存在的基本条件：
充足的水分，恰到好处的大气厚度和大气成分，适宜的太阳光照和温度范围等，在地球上产生了目前所知道的唯一的高级智慧生命——人类。
从这种意义上说，地球是宇宙中一颗特殊的行星。
知识点一 人类对宇宙的认识、多层次的天体系统
1．下列说法错误的是（ ）
A．人类对宇宙的认识经历了漫长的过程
B．人类已观测到的宇宙叫作“可见宇宙”
C．“可见宇宙”的直径为140亿光年
D．光年是天文学中的距离单位
解析：
选C。
“可见宇宙”的半径约140亿光年。
2．下列属于天体的是（ ）
解析：
选C。
空中飞行着的空客A380没有到达宇宙空间；着陆的“神舟十号”飞船在地球表面上；地月系是天体系统。
故只有C选项正确。
3．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之间关系的是（ ）
解析：
选B。
地月系从属于太阳系，太阳系位于银河系；银河系与河外星系是同一级别的天体系统。
4．下列各组行星，均属类地行星的是（ ）
A．金星、地球、火星
B．水星、木星、土星
C．地球、天王星、木星
D．火星、水星、海王星
解析：
选A。
类地行星包括水星、金星、地球和火星，它们的性质相似，距离太阳较近，体积和质量都较小，平均密度较大，表面温度较高。
木星和土星属于巨行星，天王星和海王星属于远日行星。
知识点二 普通而特殊的行星——地球
读下图，回答5～6题。
5．图中的天体M可能是（ ）
A．月球或水星 B．水星或金星
C．金星或木星D．火星或土星
6．与地球相比，天体M没有生命存在的根本原因是（ ）
①没有适合生物呼吸的大气和水
②没有坚硬的地表
③距日较近，表面温度较高
④体积和质量很小
A．①②B．③④
C．①③D．②④
解析：
第5题，M公转轨道在地球公转轨道之内，因此可能是水星或金星。
第6题，天体上有生命物质存在的条件可从温度、大气和液态水三个方面判断，M没有生命存在的根本原因是没有适合生物呼吸的大气、水以及表面温度较高。
答案：
5.B 6.C
[学生用书单独成册]）
1．目前人类能够探测到的最远的天体距离地球约为（ ）
A．2.7万光年 B．1.5亿千米
C．27万光年D．140亿光年
解析：
选D。
人类目前观测到的宇宙范围大约为140亿光年。
2．下列有关各种天体的说法正确的是（ ）
A．星云是由气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体
B．恒星和月球都是能自身发光的天体
C．卫星是环绕地球运转的天体
D．土星是围绕太阳运行且因自身发光而有明亮光环的一种天体
解析：
选A。
星云是由尘埃和气体等组成的云雾状外表的天体。
土星和月球本身不能发光，只能反射太阳光。
卫星是环绕行星运动的天体。
如图表示“双星伴月”这一天象奇观，金星、木星这对夜空最明亮的星星与一弯细细的蛾眉月相依相偎，远看犹如一张“笑脸”。
读图，回答3～4题。
3．关于组成“笑脸”的天体的叙述，正确的是（ ）
A．金星、木星是月球的卫星
B．金星、木星是太阳的卫星
C．金星是距地球最近的行星
D．金星、木星体积比月球小
4．下列天体系统中，不包含组成“笑脸”天体的是（ ）
A．总星系B．太阳系
C．银河系D．河外星系
解析：
第3题，金星、木星都是太阳系的行星，其质量、体积都比月球大得多，金星距地球最近。
第4题，组成“笑脸”的天体包括金星、木星和月球，它们都是太阳系的成员，根据天体系统的层次可知，它们不属于河外星系。
答案：
3.C 4.D
读太阳系示意图，完成5～6题。
5．目前，人类已经实地考察的宇宙天体是（ ）
A．a、bB．d、e
C．f、gD．h、i
6．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5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6题，图中有太阳系和地月系两级天体系统。
答案：
5.B 6.B
“It’snotjustaplanet.It’shome.”这是对地球在太阳系中地位的恰如其分的评价。
据此完成7～8题。
7．地球表面有大气层，主要原因是（ ）
A．与太阳的距离适中
B．地球本身的体积和质量适中
C．绿色植物能进行光合作用
D．太阳系中各天体的共同作用
8．地球上有生物生存所必需的温度条件，是因为（ ）
A．地球的质量适中
B．地球的体积适宜
C．日地距离适中
D．地球的卫星数目适量
解析：
地球是宇宙中的一颗普通行星，同时也是一颗特殊行星，其特殊性主要是地球上有生命存在。
地球有生命存在，其自身因素一是本身体积和质量适中，有适合生物呼吸的大气；二是有适宜生物生存的温度条件，而温度条件的形成主要是日地距离适中；三是有液态水。
答案：
7.B 8.C
9．下图表示天体系统的不同级别，读图，完成下列各题。
（1）距离地球最近的自然天体是________，距离地球最近的恒星是________。
（2）小行星带所属的最低一级天体系统为________图所示，“水的行星”所在的最低一级天体系统为________图所示，B图天体系统的直径约为________。
（3）河外星系的级别与________图天体系统相同。
（4）按照天体系统的层次，完成方框中的内容。
解析：
解题时可依据图中提示的天体系统层次和地月系位置，确定图中的天体系统名称。
然后结合教材知识依次解答各题。
答案：
（1）月球 太阳
（2）C D 8万光年
（3）B
（4）
10．读太阳系示意图，回答下列各题。
（1）八颗行星中，B表示________，D表示________。
按结构特征，它们都属于________行星。
（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，此图所反映的有利的外部条件是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（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：
此题以太阳系示意图为切入点，考查太阳系成员、地球的普通性及地球上具有生命存在的条件等知识。
从结构特征和运动特征看，地球与其他行星具有相似性，是太阳系中一颗普通的行星；H行星为海王星，其轨道距离太阳遥远，温度是八颗行星中最低的；地球上有生命存在与其所处的宇宙环境和自身条件有关，属基础知识的考查，结合所学知识分析即可。
答案：
（1）金星 火星 类地
（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
读“某个时刻太阳系局部示意图”，完成1～2题。
1．图中行星M是（ ）
A．土星B．水星
C．火星D．金星
2．关于图中四个天体的说法，正确的是（ ）
A．这四个天体的级别相同
B．M与木星同属巨行星
C．此刻地球上可能会出现日食现象
D．M与地球、木星绕日公转方向均相同
解析：
第1题，图中M行星位于地球与木星之间，应是火星。
第2题，图中月球为卫星，比其他三颗行星级别低；火星、地球属于类地行星；图示此刻地球上可能会出现月食现象。
答案：
1.C 2.D
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。
结合材料和图，回答3～4题。
3．该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
4．天文学家推测该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：
本题组考查天体系统及生命存在的条件。
第3题，由于太阳系直径太小，不以光年计算，而银河系的直径约8万光年，因此说明该天体在银河系内，不可能在太阳系内。
第4题，由于该星球的温度太高从而无法存在地球型生命，而温度高主要是由于距离其中心天体（恒星）的距离太近。
答案：
3.C 4.D
5．“生命宜居带”是指恒星周围适合生命存在的最佳区域。
读图回答下列问题。
（1）图中所示的“生命宜居带”中，可能出现生命的主要影响因素是（ ）
A．温度条件B．恒星质量
C．行星体积D．大气成分
（2）适宜的温度是地球上生命物质存在的重要条件。
你认为地球表面有适宜温度跟哪些因素有关？
（3）月球也位于图示的“生命宜居带”中，但月球上没有生命物质存在，主要原因是什么？
解析：
本题考查生命存在的条件，解题关键是对所学知识的迁移运用。
第
（1）题，由图中宜居住带、恒星质量、行星轨道半径三者的关系，联想地球可居住是因为适当的日地距离使得地球有适合生命存
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