1.1 地球的宇宙环境（Word教参）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中地理必修第一册（人教版2019）

第一章　宇宙中的地球 第一节　地球的宇宙环境 课程标准 任务目标 学科素养 运用资料，描述地球所处的宇宙环境 1.了解主要的天体类型及其特点。 2．理解天体系统的级别和层次。 3．了解太阳系的结构和八大行星的特点。 4．掌握地球上存在生命的原因 1.综合思维：分析天体上存在生命的原因。 2．区域认知：描述地球在不同的宇宙空间尺度中的位置。 3．地理实践力：观察月相，掌握观测方法。 4．人地协调观：了解人类活动对地球宇宙环境的影响，认识到保护地球宇宙环境的重要性 一、地球在宇宙中的位置 1．天体——宇宙的物质性 (1)概念：宇宙中物质存在的形式。闪烁的恒星、轮廓模糊的星云、相对星空背景有明显位移的行星、一闪即逝的流星体、拖着长尾的彗星，连同星际空间物质，统称为天体。 (2)类型及特点 ①星云：由气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体，主要物质是氢。 ②恒星：由炽热气体组成、能自己发光的球状或类球状天体。 ③行星：在椭圆轨道上绕恒星运行的、近似球状的天体。行星的质量比恒星小，本身不发光，靠反射恒星的光而发亮。 ④卫星：环绕行星运转的天体。 2．天体系统——宇宙的运动性 (1)概念：由运动中的天体相互吸引、相互绕转形成。 (2)层次：常见天体系统分为四级。 ①地月系：由地球和月球组成。地球是地月系的中心天体，月球围绕地球运动，它是地球唯一的天然卫星，月地距离约为38.4万千米。 ②太阳系：由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质等构成。太阳是太阳系的中心天体，质量占整个太阳系质量的99.86%，并以其强大的引力，约束其他天体按照一定的轨道绕着它运转。日地距离约为1.5亿千米。 ③银河系：由太阳和众多恒星组成的庞大恒星系统。银河系的直径约10万光年，太阳与银河系中心的距离约2.6万光年。 ④河外星系：在银河系外，天文学家观测到的许许多多同银河系类似的星系的统称。 ⑤可观测宇宙：银河系和现阶段所能观测到的河外星系的统称。 二、行星地球 1．太阳系八大行星的分类及特征 (1)行星分类 (2)运动特征 (3)结构特征：从距日远近、自身的体积、公转方式来看，地球只是太阳系中一颗普通的行星。 2．地球是太阳系中一颗特殊的行星 (1)地球的特殊性：八颗行星中唯一存在高级智慧生命的星球。 (2)存在生命的条件：地球在太阳系中的位置以及自身的体积和质量决定了地球上具有适宜高级智慧生命生存和繁衍的温度、水、大气等条件。 3．宇宙环境保护：随着人类对宇宙探索的深入，航天活动日益频繁，留在太空中的垃圾增多，地球的宇宙环境亟待保护。 1．(判断)太阳系由八大行星组成。(×) 2．(判断)太阳系中八颗行星的自转方向都是自西向东。(×) 3．(判断)最基本的天体是恒星和行星。(×) 4．(判断)可观测宇宙的空间范围就是宇宙的范围。(×) 5．(单选)地球是太阳系中既普通又特殊的行星，其特殊性主要表现为(C) A．体积是八大行星中最大的　 B．既有自转又有公转 C．是太阳系中唯一存在高级智慧生命的行星 D．质量是八大行星中最小的 解析　太阳系八大行星中，体积最大的是木星。太阳系八大行星都是既有自转又有公转。太阳系中，只有地球存在高级智慧生命。太阳系八大行星中，质量最小的是水星。 概念辨析 1．自然天体与人造天体 天文学中将宇宙间的各种星体统称为天体，并将天体分为自然天体和人造天体两类。人造天体是人工研制并用运载火箭或航天飞机发射到宇宙空间的飞行体，包括宇宙飞行器和空间垃圾等。其运行规律与自然天体相同或基本相同。 2．行星与卫星 (1)绕转中心不同：行星围绕恒星公转，卫星围绕行星公转。 (2)质量不同：行星质量较大，卫星质量较小。 (3)形状不同：行星近似于球状，卫星形状各异。 拓展延伸 天体系统的核心及级别的判定 天体系统的级别与天体系统核心天体的质量呈正相关，天体系统核心天体的质量越大，天体系统的级别越高，并且高一级的天体系统包含的天体个数多于低一级天体系统包含的天体个数。总的来说，天体系统尤其是恒星系统和行星系统的中心天体是判定的关键。 误区防错 1．恒星的位置并不是恒定不变的 恒星也在运动，它们的位置也在不断变化。恒星的运动速度很快，只是由于离地球太远，人们在短促的一生中不易觉察恒星位置的变化，因而称其为恒星。 2．八大行星的自转方向不同 八大行星的自转方向大部分是自西向东，只有天王星和金星除外。金星的自转方向为自东向西，天王星是在公转轨道上横着转动的。 [教材P4—5活动] 1．观测地点选择视野开阔处，地势高一点。观测季节阴雨天气较少。建议从农历月初开始观测，每天的观测时间固定，如20时左右。 2．进行记录时，“月亮水平方位”可用“正西”“西偏南×度”等语言表示，“月亮高度角”直接用角度记录，月亮形状可用1/10、2/10、3/10等分数表达，也可考虑绘图方式，最好注明月面朝向(东或西)。 3．观测记录前半月，即农历月初到十五，后半月的情况可根据前半月观测记录进行推测，将推测的结果同样填入表格，然后对月亮位置和月亮形状的逐日变化进行总结。 探究点1　天体和天体系统的判断 2024年2月29日21时03分，卫星互联网高轨卫星01星搭乘长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心成功发射。卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。 1．(综合思维)在发射架上等待发射的卫星是否为天体，发射成功后的卫星是否为天体？ 提示　未发射的卫星属于地球的一部分，因此不是天体；发射成功后的卫星进入太空并环绕地球运行，已经存在于宇宙中且有独立运行的轨道，因此是天体。 2．(综合思维)卫星在运行期间，与地球能否构成天体系统，并说明理由。 提示　能。卫星围绕地球飞行，二者相互吸引、相互绕转，构成天体系统。 1．天体的判断方法 注：流星体、流星现象与陨星是否属于天体的判断 2．天体系统的判断方法 天体系统至少由两个天体组成。天体之间要构成天体系统，必须同时具备两个条件：一是“独立”，必须是独立运行的天体。二是“相互”，即相互吸引、相互绕转，缺一不可。如“嫦娥五号”月球探测器在绕月运行时，是独立运行的，与月球构成天体系统。但是在月球表面着陆后，与月球成为一个整体，不再绕月运转，就不再构成天体系统。 天体指太空中的物体，更广泛的解释就是宇宙中的所有个体。天体集聚，从而形成了各种天文状态的研究对象。据此完成1—2题。 1．下列各项中天体的数量为(　　) ①航天发射场上的云　②在轨运行的天宫空间站　③分离前的运载火箭　④天空中飞行的飞机 A．1 B．2 C．3 D．4 2．科学家发现距离地球6光年处有一颗恒星，并且有一颗行星正围绕它旋转。科学家将该恒星命名为天牛星，将围绕它旋转的行星命名为甲星。据此可判断(　　) A．甲星质量大于天牛星 B．天牛星构成天体系统 C．天牛星位于河外星系 D．天牛星是最基本的天体之一 答案　1．A　2. D 解析　第1题，航天发射场上的云在地球大气层以内，属于地球的一部分，不属于天体；天宫空间站位于宇宙中，有自己的运行轨道，属于天体；分离前的运载火箭未进入宇宙空间，不属于天体；天空中飞行的飞机，未进入宇宙空间，不属于天体。②属于天体，A项正确。第2题，据材料可知，天牛星为恒星，甲星围绕它旋转。甲行星质量小于恒星天牛星，A项错误。单个天体不能构成天体系统，B项错误。银河系直径为10万光年，天牛星距离地球6光年，故位于银河系，C项错误。恒星是最基本的天体之一，天牛星为恒星，D项正确。 3．2023年4月20日，澳大利亚上空发生了一次罕见的混合型日食(可在不同地区看见日全食、日偏食和日环食)。混合型日食涉及的天体系统有(　　) A．1级 B．2级 C．3级 D．4级 答案　B 解析　月球运动到太阳和地球中间，如果三者正好处在一条直线时，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的黑影正好落到地球上，这时发生日食现象。混合型日食涉及的天体有太阳、地球、月球，直接涉及太阳系和地月系，共2级天体系统，B项正确。 探究点2　地球的普通性与特殊性 材料一　科学家利用各种办法寻找“地外文明”，在人类发射的宇宙探测器上，携带了“人类信息图”，介绍了人类与地球最基本的情况，还把各民族的经典音乐放在太空中不断播放，以引起其他天体上生物的共鸣；在地球上修建了大容量的电磁波接收装置，用来捕获来自“地外文明”的电磁波。 材料二　设想在距离地球5.29光年的地方有一颗存在生命物质的行星。有一天，地球上某太空信息接收站收到了该行星发来的求救信号：“亲爱的外星朋友，你们好！我们是X星球上的居民，我们的星球将于10年后毁灭，因此我们打算移居外星球。贵星球可以接纳我们吗？” 1．(区域认知)如果宇宙探测器上向外星人播放地球在宇宙中的位置，你认为该如何说？ 提示　地球位于银河系中的太阳系，是太阳系八颗行星中距离太阳由近及远的第三颗行星。 2．(综合思维)有人看到材料二中的信息后悲观地说：“我们不用给X星球上的居民发信号了。”他为什么这样说？ 提示　因为X星球距离地球约5.29光年，信息从该星球传到地球已用了5年多的时间，当地球上的信息传到该星球时，时间已是10年以后了，那时该星球已经毁灭。 3．(综合思维)若X星球上真有地外文明，那么该星球应该具备什么条件？ 提示　该星球应具备的基本条件是充足的水分，恰到好处的大气厚度和大气成分，适宜的光照和温度范围。 1．地球的普通性 地球是一颗普通的行星，主要原因在于它与太阳系其他行星在运动和结构方面具有很大的相似性。 (1)八大行星的运动特征 (2)八大行星的结构特征：地球在距日远近、质量、体积、密度、自转和公转周期、表面平均温度等方面与类地行星相似。 2．地球生命存在的条件 地球上有生命存在与地球所处的外部条件和自身条件密切相关。 (1)外部条件。外部条件主要是就地球所处的宇宙环境而言的。在太阳系中，太阳及大小行星的运动特征为生命的出现提供了可能。 (2)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。 3．行星上生命存在条件类题目的分析思路 分析或判断某行星上是否有生命物质存在，要对照是否满足四个条件： 条件一环境 该行星所处的宇宙环境是否安全稳定 条件二温度 该行星是否有适宜的温度(从与恒星的距离远近、自转和公转周期长短、大气层等方面分析) 条件三大气 该行星周围有无适合生物呼吸的大气(从该行星的体积、质量和大气演化等方面分析) 条件四液态水 该行星是否有液态水(这是关键条件，从温度高低和水体运动方面分析) 美国国家航空航天局在距离地球约31光年的地方，发现了一颗可能有生命存在的“超级地球”，科学家们把这颗“超级地球”命名为GJ357d。GJ357d的质量至少是地球的6.1倍，围绕一颗比太阳小得多的恒星运行，每55.7天运行一周。据此完成1—3题。 1．“超级地球”与地球都属于(　　) A．地月系 B．银河系 C．太阳系 D．河外星系 2．与地球相比，GJ357d(　　) ①公转周期较长　②大气层较薄　③公转周期较短　④大气层较厚 A．①② B．③④ C．①④ D．②③ 3．若GJ357d有生命存在，至少还需要满足的条件有(　　) A．与主恒星的距离与日地距离相近　 B．有固体表面 C．大气中有丰富的氧气和二氧化碳　 D．有较丰富的液态水 答案　1．B　2.B　3. D 解析　第1题，“超级地球”与地球的距离约31光年，因此其仍然处于银河系(银河系的直径约10万光年)，由此可知“超级地球”与地球都属于银河系，B项正确。第2题，由材料可知，与地球相比，GJ357d的公转周期较短，①错误，③正确。由材料可知，GJ357d的质量比地球大得多，因此其引力较强，周围的大气层较厚，②错误，④正确，B项正确。第3题，由“围绕一颗比太阳小得多的恒星运行，每55.7天运行一周”可知，GJ357d与主恒星的距离比日地距离近。固体表面、二氧化碳不是生命存在的条件。结合所学知识可知，液态水是生命存在的重要条件，D项正确。 “生命宜居带”指恒星周围适合生命存在的最佳区域。下图为天文学家公认的“生命宜居带”示意图。据此完成4—6题。 4．据图推测，地球比其他行星更适宜生命存在的条件是(　　) A．稳定的太阳光照 B．适宜的体积质量 C．安全的宇宙环境 D．适中的日地距离 5．如果太阳质量是现在的一半，则可能出现生命的行星是(　　) A．木星 B．火星 C．地球 D．水星 6．相对于地球，火星更容易遭受陨石撞击的原因是(　　) A．公转速度较快 B．体积质量较大 C．大气密度较小 D．距离太阳较远 答案　4．D　5.D　6. C 解析　第4题，如图所示，日地距离刚好是一个地球公转轨道半径时，地球处在生命宜居带，因此地球比其他行星更适宜生命存在的条件是适中的日地距离，D项正确。稳定的太阳光照与太阳年龄有关，太阳系的其他行星都具备该条件；金星与地球的体积、质量相近，但没有在生命宜居带；安全的宇宙环境主要体现在大小行星各行其道，互不干扰，太阳系的其他行星都具备该条件。第5题，读图可知，生命宜居带与轨道半径、恒星质量呈正相关。因此当太阳质量是现在的一半时，生命宜居带的位置会离太阳更近，即位于太阳和地球之间；水星符合该条件，D项正确。第6题，火星表面大气密度较低，流星体进入大气层摩擦损耗小，到达火星表面的陨石大，对火星撞击更强，C项正确。公转速度、体积质量、距离太阳的距离等与陨石撞击无关。 探究点3　月相变化 “半个月亮爬上来……”这是一首在西部流传的民歌，当人们在深夜往东面天空，看到真实的这一幕时，月相应该是什么呢？ 1．(区域认知)说明此时的月相和判断依据。 提示　下弦月。下弦月出现在农历月的下半月的下半夜，亮面朝东，位于东半天空。 2．(地理实践力)月相观测需要用到什么工具？ 提示　用肉眼或者望远镜观测，可准备指南针和观测记录表。 1．主要的月相 月球自己不发光，靠反射太阳光而发亮。迎着太阳的半球是亮的，背着太阳的半球是暗的。月相是天文学中对于地球上看到的月球被太阳照明部分的称呼。太阳、地球、月球三者的相对位置不断变化，从而产生不同的月相。主要的月相有新月(农历初一)、上弦月(农历初八左右)、满月(农历十五左右)、下弦月(农历二十三左右)。 2．月相出现时间 月相 农历 能观测到月相的时间 与太阳升落比较 新月(朔) 初一 彻夜不见 几乎同升同落 蛾眉月 初二三 日落后一段时间 跟在太阳后，迟升后落 上弦月 初七八 上半夜 迟升后落 凸月 十一二 前大半夜 迟升后落 满月(望) 十五六 彻夜可见 此起彼落 凸月 十八九 后大半夜 早升先落 下弦月 廿二三 下半夜 早升先落 残月 廿六七 日出前一段时间 早升先落 注：初一新月不可见，只缘身陷日地中。初七初八上弦月，半轮圆月面朝西。满月出在十五六，地球一肩挑日月。二十二三下弦月，月面朝东下半夜。(《月相变化歌》) 3．上弦月、下弦月亮面朝向 月球本身不透明、不发光，只能反射太阳光，所以月相亮面应该朝向太阳。太阳黄昏从西边落下，清晨从东边升起，上半夜时太阳在西边，下半夜时太阳在东边，只要根据月相出现时太阳所处的方位，就可以判断亮面朝向。 (1)上弦月出现在上半夜，此时太阳在西边，所以上弦月亮面朝西。 (2)下弦月出现在下半夜，此时太阳在东边，所以下弦月亮面朝东。 (3)新月夜晚看不见，不存在亮面朝向问题。 (4)满月在夜晚是一圆盘，也不存在亮面朝向问题。 月相 新月 上弦月 满月 下弦月 亮面朝向 / 朝西 / 朝东 最后，还可以通过口诀“上上上西西”“下下下东东”来记忆，即“上弦月出现在农历月的上半月的上半夜的西半天，亮面朝西”，“下弦月出现在农历月的下半月的下半夜的东半天，亮面朝东”。 小明同学在他的日记里记载：今天是2023年12月27日，晚饭时分天空十分晴朗，此时，看到月亮正好从正东方向冉冉升起。到了夜里12时，月亮正好位于正南方向。在天空蒙蒙亮时，看到月亮正好位于正西方向。今天是我这月看到月亮时间最长的一天。据此完成1—2题。 1．推测小明同学看到的月相最可能是(　　) A．蛾眉月 B．满月 C．凸月 D．上弦月 2．2023年12月27日应是农历(　　) A．十二月初一 B．十二月十五 C．十一月初七八 D．十一月十五 答案　1．B　2. D 解析　第1题，据材料可知，该日月相与太阳的关系为此升彼落，故该日月相为满月，B项正确。第2题，据上题分析可知，该日的月相为满月，而满月出现在农历十五。与公历相比，农历月份往往滞后，因此12月27日不可能是农历十二月十五，可能是农历十一月十五，D项正确。 (2023·浙江学考)行星与月亮相伴出现在夜空的现象，被称为“行星伴月”。2023年5月23日(农历四月初五)傍晚，浙江某中学学生观测到了“金星伴月”现象。据此完成3—4题。 3．肉眼观测“行星伴月”时，金星较其它行星明亮，是因为金星(　　) A．离太阳近 B．离地球近 C．体积更大 D．发光更强 4．从该日起经过三天，该校学生傍晚观测到的月相是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 答案　3．B　4. C 解析　第3题，结合所学知识可知，肉眼观测到金星比其他行星明亮，是由于此时金星距离地球较近，B项正确。第4题，据材料可知，该日为农历四月初五，三天后为四月初八，初八的月相为上弦月，对应③，C项正确。 1．地理实践力——天文观测 【素养培优】 研究人员利用欧洲南方天文台，观测名为GJ1214b的类地行星的大气的成分。GJ1214b大气层没有氢，但是富含水蒸气，该行星甚至在地表有海洋，但由于距离所环绕的恒星仅有200万千米，地表的温度达200℃，有生命存在的可能性不大。GJ1214b围绕位于蛇夫星座的恒星GJ1214旋转，距离地球超过40光年。 (1)GJ1214b类地行星所在的天体系统是(　　) A．河外星系　 B．银河系 C．太阳系　 D．地月系 (2)天文学家发现的这颗超级类地行星是否有生命存在？简述其理由。 提示　(1)B (2)无生命存在。因为其地表温度达200℃，水为气态水，不具备生命存在的条件。 【热点解读】 2．综合思维——我国的火星探测 【素养培优】 2021年5月15日，我国天问一号着陆器首次成功降落火星。国家航天局公布中国航天将在2030年前后实施火星取样返回任务。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。火星上遍布着数以万计、大小不一的陨石撞击坑。较大的陨石撞击坑又称“环形山”，是大流星体穿过大气层后撞击而成的环形凹坑。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。 (1)推测火星表面探测过程中可能面临的困难。 (2)指出火星表面撞击坑与地球相比密布的原因。 提示　(1)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。 (2)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。 学科网（北京）股份有限公司 $$