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第二讲 宇宙中的地球
第7课时 地球的宇宙环境
考点展示 1.地球所处的宇宙环境;2.太阳对地球的影响;3.地球的演化;4.地球圈层结构。
考情透析 1.以天文图像资料、宇宙探索资料及相关示意图为载体,考查天体系统、地球的宇宙环境、地球的普通性与特殊性、地球上存在生命的条件等。(综合思维、地理实践力)
2.以统计图表、等值线图及相关资料为载体,考查太阳辐射的分布、太阳辐射对地球的意义、太阳辐射对人类活动的影响;(人地协调观、区域认知)以示意图及相关资料为载体,考查太阳大气层结构、主要太阳活动、太阳活动对地球的影响。(人地协调观、综合思维)
3.以示意图、地质年代表为载体,结合不同时期地层及化石分布,考查不同地质年代的地球环境及古生物特点。(综合思维、地理实践力)
4.以示意图、相关资料为载体,考查地球各圈层的特点、人类与地球各圈层的关系。(人地协调观、综合思维)
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以图串知
考点探究
素能突破
课时作业
以图串知
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恒星
行星
可观测宇宙
太阳系
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1.天体和天体系统
(1)主要天体类型:eq \x(\s\up1(01))________、星云、eq \x(\s\up1(02))________、彗星、卫星、星际物质等。
(2)天体系统
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银河系
太阳系
太阳
地球
彗星
地月系
河外星系
*
eq \a\vs4\al\co1(可观测宇宙)
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(\x(\s\up1(05))______)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(\x(\s\up1(06))______)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(中心天体——\x(\s\up1(07))_______,\x(\s\up1(08))_______\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\x(\s\up1(09))________,月球,人造天体)),其他七大行星系,小行星带、\x(\s\up1(10))_____、流星体、行星际物质等)),其他恒星系(1 000亿颗以上),星云、星际物质等)),\x(\s\up1(11))__________))
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2.普通而又特殊的行星
金
地球
火
土
同向
共面
近圆
类地
温度
液态水
大气
*
考点探究
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考点7 地球的宇宙环境及存在生命的条件
例 (2023·湖北新高考协作体联考)“生命宜居星球”,指的是某颗行星处于距离该行星系的中心恒星远近合适的区域,在这一区域中,由于恒星传递给行星的热量适中,行星上既不太热也不太冷,且能够确保存在液态水,水是出现生命的关键因素。距离地球22光年的“格利泽581d”行星,是人类在太阳系之外发现的一个位于可居住带中的行星,被称为“超级地球”,有可能存在外星生命。下图为可居住带位置示意图。据此完成(1)~(3)题。
(1)被称为“超级地球”的“格利泽581d”行星应属于( )
A.河外星系
B.银河系
C.太阳系
D.地月系
答案
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(2023·湖北新高考协作体联考)“生命宜居星球”,指的是某颗行星处于距离该行星系的中心恒星远近合适的区域,在这一区域中,由于恒星传递给行星的热量适中,行星上既不太热也不太冷,且能够确保存在液态水,水是出现生命的关键因素。距离地球22光年的“格利泽581d”行星,是人类在太阳系之外发现的一个位于可居住带中的行星,被称为“超级地球”,有可能存在外星生命。下图为可居住带位置示意图。据此完成(1)~(3)题。
(2)与地球相比,水星没有生命存在的原因是( )
A.体积太小,没有液态水存在
B.公转周期太长,年温差太大
C.自转周期太短,昼夜温差太小
D.距太阳近,表面温度过高
答案
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(2023·湖北新高考协作体联考)“生命宜居星球”,指的是某颗行星处于距离该行星系的中心恒星远近合适的区域,在这一区域中,由于恒星传递给行星的热量适中,行星上既不太热也不太冷,且能够确保存在液态水,水是出现生命的关键因素。距离地球22光年的“格利泽581d”行星,是人类在太阳系之外发现的一个位于可居住带中的行星,被称为“超级地球”,有可能存在外星生命。下图为可居住带位置示意图。据此完成(1)~(3)题。
(3)若“格利泽581d”所绕转的恒星的发光度是太阳的两倍。由此判断该行星( )
A.距中心恒星距离大于日地距离
B.质量体积与地球相似
C.距中心恒星距离接近日地距离
D.获得比地球表面更强大的恒星辐射
答案
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22
太阳系
两倍
近
高
小
多
大
答案
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调动和运用知识
(1)“格利泽581d”行星距离地球eq \x(\s\up1(01))___光年;是人类在eq \x(\s\up1(02))_______之外发现的行星。
(2)与地球相比,水星没有生命存在的原因。
(3)“格利泽581d”所绕转的恒星的发光度是太阳的eq \x(\s\up1(03))______
(1)银河系主体直径约为10万光年,所以“格利泽581d”属于银河系。
(2)与地球相比,水星距离太阳eq \x(\s\up1(04))_____,表面温度eq \x(\s\up1(05))_____,不能形成液态水。水星体积eq \x(\s\up1(06))_____,大气稀薄;水星公转周期小于地球,自转周期大于地球。
(3)发光度大,释放的热量eq \x(\s\up1(07))_____,因而“格利泽581d”距中心恒星的距离应eq \x(\s\up1(08))_____于日地距离
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1.天体的判断方法
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2.太阳系天体运行轨道示意图的判读
(1)看方向。根据图文材料判断,从地球上空俯视,地球绕日公转方向和地球自转方向为逆时针,方向均为自西向东。
(2)看天体运行轨迹。看天体是绕太阳运行还是绕行星运行。如果绕日运行则可能为行星或者彗星,如果绕行星运行则可能为卫星。
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(3)看相对位置关系。
凌日:当某一地内行星(水星、金星)运行到太阳和地球之间时,在地球上可以看到该行星“凌日”的现象。
冲日:当某一地外行星(火星、木星、土星、天王星、海王星)与太阳、地球大致在同一条直线上,且地球位于太阳与该行星之间时,则在地球上可以看到该行星“冲日”现象,这时的行星最亮,易于观测。
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3.存在生命的条件
(1)地球上存在生命的原因
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(2)存在生命条件的分析思路
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(2024·河南潢川一中月考)宜居带是指某恒星周围一定距离的范围,它是人们基于地球的生命保障条件来划定的。2021年,科学家在恒星格利泽486的宜居带上发现了一颗岩石行星,该行星距地球约26光年,被命名为格利泽486b。下图为不同级别的天体系统示意图。据此完成1~3题。
1.恒星格利泽486处于( )
A.地月系
B.太阳系
C.银河系
D.河外星系
答案
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解析 读图可知,半径为137亿光年的天体系统是可观测宇宙,直径为10万光年的天体系统是银河系,直径为150亿千米的天体系统是太阳系,月地距离为38.4万千米的天体系统是地月系,恒星格利泽486的一颗行星距地球约26光年,远大于太阳系直径,小于银河系直径,因此推断恒星格利泽486位于银河系中,C项正确。
解析
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(2024·河南潢川一中月考)宜居带是指某恒星周围一定距离的范围,它是人们基于地球的生命保障条件来划定的。2021年,科学家在恒星格利泽486的宜居带上发现了一颗岩石行星,该行星距地球约26光年,被命名为格利泽486b。下图为不同级别的天体系统示意图。据此完成1~3题。
2.科学家在划定格利泽486星系的宜居带时,主要是根据该星系中( )
A.母恒星释放能量的强弱
B.母恒星运动速度的快慢
C.岩石行星总数量的多少
D.岩石行星距恒星的远近
答案
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解析 由材料“宜居带是指某恒星周围一定距离的范围,它是人们基于地球的生命保障条件来划定的”可知,宜居带的位置划定,最重要的是适合人类生存,也就是必须满足地表温度适宜,而宜居带获得的最根本能量来源于恒星,因此母恒星释放能量的强弱从根本上决定了宜居带的位置划定,A项正确。
解析
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(2024·河南潢川一中月考)宜居带是指某恒星周围一定距离的范围,它是人们基于地球的生命保障条件来划定的。2021年,科学家在恒星格利泽486的宜居带上发现了一颗岩石行星,该行星距地球约26光年,被命名为格利泽486b。下图为不同级别的天体系统示意图。据此完成1~3题。
3.行星格利泽486b所处的宜居带应为( )
A.圆形
B.环形
C.扇形
D.方形
答案
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解析 由于行星格利泽486b是能够绕恒星格利泽486公转运动的,因此宜居带的形态不可能是扇形和方形,C、D两项错误;由于“宜居带是指某恒星周围一定距离的范围”,这说明宜居带本身是具有一定宽度范围的,A项错误,B项正确。
解析
素能突破
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核心素养2 航天基地的选址
[素养定位:区域认知]
1.影响航天发射基地选址的因素
天气因素 晴天多、阴雨天少,风速小,湿度低,有利于发射和跟踪
纬度因素 纬度低,地球自转线速度大,可以节省燃料和成本
地势因素 地势越高,地球自转线速度越大
地形因素 地形平坦开阔,有利于对航天器进行跟踪监测
海陆位置 大陆内部气象条件好,隐蔽性强,人烟稀少,安全性高;海上人类活动少,安全性高
交通条件 内外交通便利,有利于大型航天装备的运输
国防因素 出于国防安全考虑,有的航天发射基地建在人迹罕至的山区、沙漠地区
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2.航天返回基地选择的条件
(1)地势平坦开阔。
(2)人烟稀少,安全性高。
(3)无大河、湖泊,少森林地区。
(4)地质条件好。
(5)气候干旱,多晴朗天气,能见度高。
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3.航天器发射时间的选择
在一天中,发射时间一般选择在晴朗无云的夜晚,主要是便于定位和跟踪观测;我国航天器发射时间主要选择在北半球冬季,以便航天测控网监控、管理、回收飞船。我国有多艘“远望”号监测船在南半球纬度较高的海域,选择北半球冬季(南半球夏季)执行任务是为了避开南半球冬季恶劣的海况(冬季西风带势力更强,风力大)。
4.航天器发射方向的选择
发射方向一般与地球运动方向一致,向东发射可充分利用自转线速度,节约能源。
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5.我国四大航天发射基地的分析
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(1)甘肃省酒泉发射基地,位于我国西北地区,其有利的发射条件:①温带大陆性气候,晴天多,大气透明度好;②深入沙漠腹地,安全性好。
(2)西昌发射基地,位于四川大凉山腹地,除考虑国防安全外,地势高,节约燃料,发射条件好。
(3)四大航天发射基地中有太阳直射现象的是文昌基地,位于海南省,属于热带季风气候。
(4)与其他三大发射基地相比,文昌发射基地的优势是:①从纬度看,地球自转线速度最大,可增加有效荷载;②从交通条件看,濒临南海,有利于运输大型设备;③从安全性看,火箭残骸落入大海,造成危害的概率低。
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(2023·甘肃河西成功学校高三月考)文昌航天发射场位于中国海南省文昌市龙楼镇境内,是中国首个滨海发射基地,也是世界上为数不多的低纬度发射场之一。该发射中心可以发射长征五号系列火箭与长征七号运载火箭,主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务。据此完成(1)~(2)题。
(1)海南文昌作为我国卫星发射基地,其主要优势为( )
A.地形 B.纬度 C.水文 D.气候
解析 海南文昌卫星发射基地纬度低,发射的线速度大,B项正确。
答案
解析
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(2023·甘肃河西成功学校高三月考)文昌航天发射场位于中国海南省文昌市龙楼镇境内,是中国首个滨海发射基地,也是世界上为数不多的低纬度发射场之一。该发射中心可以发射长征五号系列火箭与长征七号运载火箭,主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务。据此完成(1)~(2)题。
(2)相对海南文昌航天发射场,酒泉卫星发射中心的优势主要在于( )
A.纬度低,自转线速度大,可节省燃料
B.空中及海上交通都很方便,便于运输
C.人口稀少,有利于保障发射安全
D.降水少,晴天多,发射窗口期长
答案
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解析 海南文昌航天发射场纬度更低,A项错误;海南文昌航天发射场距港口近,水陆交通运输便捷,B项错误;海南文昌航天发射场周边临近海洋,两个发射基地周边人口都较为稀疏,C项错误;海南文昌航天发射场处于热带季风气候区,降水多,酒泉发射基地晴天多,发射天数长,D项正确。
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课时作业
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一、选择题
(2024·江西南昌摸底)下图示意某时刻太阳系(局部)行星位置关系及地球公转方向。甲、乙、丙、丁是地球表面肉眼可见的4颗行星。人们发现,晴朗的夜晚这些行星亮度很稳定,每天差异不大。据此完成1~2题。
1.图示行星亮度稳定,表明太阳系行星绕日公转具有( )
A.同向性
B.共面性
C.近圆性
D.周期性
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解析 太阳系八大行星的星光来自行星对太阳光的反射。太阳系八大行星绕日公转轨道为近似正圆的椭圆,具有近圆性特点,所以八大行星在公转轨道上不同的位置与太阳的距离相差不大,对太阳光的反射变化很小,因而亮度稳定。亮度与公转方向、公转轨道面及公转周期无关。故选C项。
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(2024·江西南昌摸底)下图示意某时刻太阳系(局部)行星位置关系及地球公转方向。甲、乙、丙、丁是地球表面肉眼可见的4颗行星。人们发现,晴朗的夜晚这些行星亮度很稳定,每天差异不大。据此完成1~2题。
2.此日地球表面傍晚在西边天空观测到的行星是( )
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
解析 根据图中地球、太阳与行星的位置可判定:丙出现在傍晚的西方天空,甲、乙位于东方天空,傍晚在西边天空看不到丁,C项正确。
答案
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(2024·河南普通高中联考)英仙座流星雨的活跃期为每年7月17日至8月24日,它是由斯威夫特—塔特尔彗星产生的。该彗星绕日公转周期是133年,下一次回归预计在2126年。2023年英仙座流星雨的最佳观测时间是8月13日(农历六月二十七,月相为残月)晚和14日晨。英仙座流星雨曾在1991—1992年爆出400颗以上;20世纪90年代末数量降至100颗左右。下图示意英仙座流星雨的形成原因。据此完成3~5题。
3.斯威夫特—塔特尔彗星( )
A.公转轨道是较扁的椭圆形
B.彗尾长度接近太阳时变短
C.发光源于内部核聚变反应
D.彗尾主要由岩石物质组成
答案
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解析 读图可知,斯威夫特—塔特尔彗星公转轨道是较扁的椭圆形,A项正确;彗星离太阳越近,彗星蒸发物质越多,彗尾越长,B项错误;彗星发光源于对太阳光的反射,C项错误;彗尾主要由气体和尘埃组成,D项错误。
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(2024·河南普通高中联考)英仙座流星雨的活跃期为每年7月17日至8月24日,它是由斯威夫特—塔特尔彗星产生的。该彗星绕日公转周期是133年,下一次回归预计在2126年。2023年英仙座流星雨的最佳观测时间是8月13日(农历六月二十七,月相为残月)晚和14日晨。英仙座流星雨曾在1991—1992年爆出400颗以上;20世纪90年代末数量降至100颗左右。下图示意英仙座流星雨的形成原因。据此完成3~5题。
4.1990年之后几年,英仙座流星雨数量增多的主要原因是( )
A.地球穿越小行星带
B.太阳耀斑爆发
C.英仙座有恒星爆发
D.母彗星的回归
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解析 英仙座流星雨数量增多是因为母体彗星回归时会释放一批新的尘埃,D项正确;地球与其他七大行星在太阳系中各行其道,互不干扰,小行星带位于火星与木星之间,地球不会公转到火星与木星之间穿越小行星带,A项错误;太阳耀斑爆发会干扰地球上空的电离层,导致极地地区出现极光现象,同时太阳耀斑爆发会干扰人造卫星通信,与流星关系不大,B项错误;恒星爆发会抛射出大量的物质,并不会形成流星雨,C项错误。
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(2024·河南普通高中联考)英仙座流星雨的活跃期为每年7月17日至8月24日,它是由斯威夫特—塔特尔彗星产生的。该彗星绕日公转周期是133年,下一次回归预计在2126年。2023年英仙座流星雨的最佳观测时间是8月13日(农历六月二十七,月相为残月)晚和14日晨。英仙座流星雨曾在1991—1992年爆出400颗以上;20世纪90年代末数量降至100颗左右。下图示意英仙座流星雨的形成原因。据此完成3~5题。
5.2023年英仙座流星雨的最佳观测时间,利于观测的天文因素是( )
A.恰逢彗星距地球较近
B.月光对观测的影响小
C.地球公转恰到近日点
D.地球公转线速度最慢
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解析 结合所学知识可知,观测流星雨需要天气晴朗、大气污染较小的环境,彗星距地球较近、地球公转恰到近日点以及地球公转线速度慢与天气关系不大,月光对观测的影响小有利于观测流星雨,B项正确。
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二、综合题
6.(2023·河北保定模拟)阅读图文材料,回答下列问题。
北京时间2021年5月15日,我国天问一号
着陆器首次成功降落火星。火星表面有稀薄的
大气,密度相当于地球的百分之一,以二氧化
碳为主,火星上的风速可达每秒180米,这几
乎是地球上特大台风风速的三倍多。火星地表
沙丘、砾石遍布,没有稳定的液态水体,沙尘
悬浮其中,常有沙尘暴发生。目前,火星正是远离地球的时候,地火的距离达到了3.18亿千米。从地球上发射出的无线电信号以光速传播,也要17.7分钟才能抵达火星。因此,探测器完全依靠自主降落火星。如图为火星探测任务示意图。
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(1)说明与地球相比,火星表面撞击坑密布的原因。
答案 火星大气层稀薄,阻力小,不能使流星体燃烧殆尽;火星距小行星带较近,易遭受陨石撞击,撞击坑数量多;大气稀薄,无稳定液态水,外力作用较弱;无植被覆盖,生物风化作用弱等,因此撞击坑得以完整保存。
答案
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(2)推测进行火星探测过程中可能面临的困难。
答案 火星表面大气层稀薄,风速大,着陆器安全着陆难度大;火星表面砾石遍布,着陆器平稳着陆难度大;火星常发生沙尘暴,对着陆器干扰大;距离地球远,飞行时间长等。
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(3)有人设想,在火星表面进行探测的火星车可采用风能作为能量来源,你认为是否可行?表明观点并说明理由。
答案 可行。理由:火星有大气;受昼夜、地形、纬度等影响,火星表面温差大,利于大气运动,风速较大。
不可行。理由:火星大气稀薄,风力发电效率低;风能不稳定。
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解析 第(1)题,火星大气稀薄,较大流星体穿越大气层时不能燃烧殆尽,阻力小;火星更靠近小行星带,由于受到火星的引力作用,小行星更易与火星相撞,撞击坑数量多;火星上无液态水、无植被,不受流水作用、生物风化作用等影响,外力作用较弱,因此撞击坑保存完整。第(2)题,火星表面大气层稀薄,风速大,风力强劲,着陆器安全着陆难度大;火星地表沙丘、砾石遍布,着陆器平稳着陆难度大;沙尘悬浮其中,常有沙尘暴发生,对着陆器干扰大;距离地球遥远,飞行时间长等。
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第(3)题,开放性试题,可围绕风能的形成条件和特点等角度从正反两方面进行说明。可行:火星具有大气层;火星地表受地形、纬度等影响,各个区域接收到的太阳辐射强度存在差异,导致气体在温差和压强作用下产生流动形成大风;加之稀薄的大气使得火星昼夜温差大,冷热气体之间形成巨大的压力差导致了强风的产生,火星风力资源丰富,火星车采用风能作为能量来源可行。不可行:火星的大气密度大约只有地球的1%,这意味着平均风速要接近于地球上的4.5倍才能产生相当的发电量,风力发电效率低;大气稀薄,风能很不稳定。因此,火星车采用风能作为能量来源不可行。
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