内容正文:
地 球
第2课时
1
[课标要求] 运用资料,描述地球所处的宇宙环境。
素养解读
1.描述太阳系在宇宙中的位置。
2.从运动特征和物理特征两方面描述地球的普通性,运用综合思维分析地球的特殊性。
3.在了解地球的特殊性及其存在生命条件的基础上,分析探寻地外文明的条件,从而引导学生“尊重宇宙、尊重自然”。
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目 录
01
四层考查内容1 落实必备知识
02
03
04
四层考查内容2 强化关键能力
四层考查内容3·4 浸润学科素养和核心价值
课时跟踪检测
四层考查内容
落实必备知识
1
1.普通性——太阳系中的一颗普通行星
(1)八大行星位置(按照与太阳距离由近及远)
A______、B金星、C地球、D_____、E木星、F_____、G天王星、H海王星。
水星
火星
土星
(2)八大行星分类
分类 包含行星 特点
类地行星 水星、______、地球、火星 固体表面,体积较小
巨行星 木星、_______ 由气体构成 体积较大
远日行星 天王星、海王星 距离太阳很远
金星
土星
(3)八大行星公转特征
同向性 绕日公转方向都是___________
_______性 绕日公转轨道面几乎在同一平面上
_______性 绕日公转的轨道均近似圆形
自西向东
共面
近圆
2.特殊性——太阳系中唯一存在生命的天体
(1)安全的宇宙环境:大、小行星各行其道,互不干扰。
(2)自身条件
①与太阳距离适中,太阳_____适量。
②温度适宜,水以____态形式存在。
③______适中,其引力使适量气体聚集在地球周围,形成包围地球的______层。
④自转和公转周期适中,地球表面____的日变化和季节变化幅度不大。
光热
液
质量
大气
温度
四层考查内容
强化关键能力
2
1.地球上存在生命的原因
地球上有生命存在与地球所处的宇宙环境和自身条件密切相关。具体分析时应注意以下两个方面:
探究点 行星上是否有生命存在的条件分析
系统认知
(1)外部条件——安全和稳定
外部条件主要就地球所处的宇宙环境而言。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。具体表现如图所示:
(2)自身条件——三大因素
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。具体表现如图所示:
2.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,要对照是否满足以下四个条件:
环境 该行星所处的宇宙环境是否安全稳定
温度 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、大气层等方面分析)
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)
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等方面分析)
某电影讲述太阳即将毁灭,人类面临绝境。因此人类将开启“流浪地球”计划,地球最终将泊入比邻星宜居轨道,成为比邻星的行星。下图示意地球泊入比邻星轨道。据此完成1~2题。
针对训练
1.地球在流浪过程中依次经过的天体运行轨道是( )
A.水星、金星、火星、木星
B.金星、木星、火星、天王星
C.火星、木星、土星、天王星
D.木星、土星、海王星、天王星
√
解析:根据所学知识,太阳系八大行星距离太阳由近及远的顺序依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。地球流浪至比邻星需要远离太阳,自地球轨道向外运行,流浪过程中依次经过火星、木星、土星、天王星、海王星运行轨道,C项正确。
2.关于地球泊入比邻星宜居轨道后的推测,可信的是( )
①地球与比邻星距离适中,能保持适宜的温度 ②地球表面有坚硬的岩石,能避免星际物质撞击
③比邻星性质较为稳定,能提供稳定的光照条件
④宜居轨道能提供较为安全、稳定的宇宙环境
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
√
解析:由材料可知,地球最终将泊入比邻星宜居轨道,成为比邻星的行星,说明地球在比邻星的轨道具备生命存在的条件。地球与比邻星距离适中,能保持适宜的温度,有利于液态水的存在,①正确;地球表面有坚硬的岩石,但是星际物质运行速度较快,较大陨星与地球碰撞会对地球造成巨大破坏,威胁人类生存,此为不安全的宇宙环境,不适合生命存在,②错误;比邻星性质较为稳定,能提供稳定的光照条件,而稳定的光照条件是生命存在的外部条件之一,③正确;安全、稳定的宇宙环境,大小行星各行其道、互不干扰,利于生命存在,④正确。综上所述,C项正确。
开普勒186f是一颗环绕红矮星开普勒186的行星,距离地球约492光年,是第一颗在太阳以外的恒星附近发现的宜居带(适合生命居住的地带,意味着它的温度可能会比较舒适)的系外行星。据此完成3~4题。
3.该宜居带位于( )
A.河外星系 B.银河系
C.太阳系 D.地月系
解析:银河系的直径约为10万光年,根据该行星距离地球约为492光年可知该宜居带仍在银河系之中,B正确。
√
4.该宜居带的形成条件主要是( )
A.与恒星距离适中
B.恒星的质量适中
C.宜居带内的行星有大气层
D.宜居带内的行星有液态水
解析:根据题意,该行星的温度比较舒适,可知其与恒星距离适中,有适宜的温度条件,A正确。
√
在太阳系中,火星被认为是除地球外最适合人类居住的星球。从20世纪60年代开始,人类向火星发射探测器,开启了火星探测之旅。科学家设想在火星上建立人类定居点。假设技术能够解决目前所有的难题,可以顺利将人送到火星,那么建立一个火星基地需要哪些条件呢?
课题研究——火星基地应该是什么样子
火星因表层土壤富含铁元素,具有红色的外表,被称为“红色行星”。火星大气稀薄,二氧化碳含量达95%以上。火星表面温差很大,赤道地区夏季白天温度最高可达35 ℃左右,到了夜晚能降至-73 ℃左右。火星表面遍布尘埃,常年有大风,沙尘暴往往能持续数周。
从太空拍摄的火星照片显示,火星表面有
干涸的河床,这表明火星上曾经存在过液态水。
科学家据此推测火星表面曾有比现在更厚的大气
层,温度也很高,这样才能保证液态水的存在。
火星的两极覆盖着由干冰组成的冰盖。科学家检测了探测器采集的火星土壤样本,发现火星土壤中含有少量的水分子。近期的研究发现,火星中纬度地区地表之下埋藏着大量的水冰。
[探究视角]
1.火星上是否具备人类生存的条件?
提示:从火星所处的宇宙环境来看,稳定而安全的宇宙环境是人类生存的基本条件。火星与太阳的距离比较适中,而且太阳光照比较稳定;太阳系中大小行星各行其道、互不干扰,使火星与地球一样,处于一个比较安全的宇宙环境之中。从火星自身所具有的条件上看,能够满足人类生存的条件有两项:一是火星具有固体表面,表面遍布尘埃;二是在火星的土壤中含有少量的水分子,火星中纬度地区地表之下埋藏着水冰。由此可见,火星上具备人类生存的条件,但还需要改造。
2.若在火星上生存,需要改造哪些环境条件?
提示:减小昼夜温差,火星温度变化较大,赤道地区夏季昼夜温差达108 ℃;创造合适的大气环境,火星大气稀薄,二氧化碳含量高达95%以上,因而要改造与地球相似的大气环境;创造合适的水环境,火星表面没有液态水,只是在土壤中含有少量的水分子,中纬度地区地表之下埋藏着水冰。
为开展载人航天深空探测提供技术设备,为人类星际旅行和地外居住创造保障条件,我国科学家研发了“绿航星际”这一受控生态生保系统集成实验平台。该实验平台由生物舱、乘员舱、生保舱和资源舱组成。
它基于生态学原理,通过动植物培养、废水废物处理、大气调控等多个功能单元的协作,以实现封闭环境内的大气、水和食物的循环再生,建立适合人类长期驻留的生命和健康保障体系,减少地面物质补给需求。
2016年12月14日,4名志愿者结束了为期180天的密闭实验。舱内系统实现了志愿者所需氧气、水及部分食物的再生式供应。
该次实验为我国空间站任务提供了有力的技术支持,也为未来地外星球基地生命保障技术的预先研究打开了新局面。
[探究视角]
3.“绿航星际”实验对火星基地的建设能提供哪些参考?
提示:火星基地可以模拟“绿航星际”实验平台,根据生态学原理,通过培养动植物、建立废水废物处理系统和大气调控系统等,获得人类生存所需的氧气、水、食物。
四层考查内容
浸润学科素养和核心价值
3·4
一、地理实践——根据太阳系模型认识宇宙中的地球
[材料] 某同学在进行“认识宇宙中的地球”探究活动中,动手制作了太阳系模型(下图)。
[问题设计]
1.请从科学性角度,指出该太阳系模型的一项不当之处,并提出改进建议。
提示:各行星大小的比例不符合实际;建议依据行星的实际大小,按照相同比例缩小制作模型。
2023年12月,中国科学院国家天文台宣布国际永久编号为192391的小行星被正式命名为“云大星”。
2.云大星最有可能位于图示模型的_____和______之间位置(填序号)。
2021年5月,携带着“祝融号”火星车的“天问一号”探测器成功登陆火星,在火星表面开展多项科学探测任务。下表为该同学收集的关于火星和地球的部分数据资料。
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项目 火星 地球
直径 6 794 km 12 756 km
引力 地球的0.375 火星的2.66倍
温度 平均-55 ℃ 平均15 ℃
大气 二氧化碳为主,有部分水蒸气和其他气体 氮、氧、氙及其他气体
3.结合表格中相关数据,说明人类登陆火星开展探测可能会遇到的困难。
提示:与地球相比,火星体积太小,因此引力较小,大气层稀薄,不利于人类登陆;火星表面平均温度较低,不利于人类登陆;火星上没有氧气,人类无法自由呼吸,不利于人类登陆。
[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……
二、科学探究——宇宙探索
[材料二] 设想在距离地球50万亿千米(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?”
[问题设计]
4.如果宇宙探测器上要播放地球在宇宙中的位置,你认为该如何介绍?
提示:地球位于银河系中的太阳系,是太阳系八大行星中距离太阳由近及远的第三颗行星。
5.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?(信号用电磁波传递,速度为光速即3×105 km·s-1)
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。
6.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、适宜的太阳光照和温度范围等。
课时跟踪检测
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A级—强化基础、注重综合
“月掩金星”指月球在运行中走到金星和地球的中间,它发生的原理与日食相似。2023年3月24日(农历闰二月初三),我国部分地区观测到了这一难得的天文奇观。下图为部分天体及轨道示意图。据此完成1~2题。
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1.图示宇宙空间范围内最高级别的天体系统为( )
A.地月系 B.太阳系
C.银河系 D.可观测宇宙
解析:图示宇宙空间范围内存在的天体系统为地月系和太阳系,因此,最高级别的天体系统是太阳系,B正确,A、C、D错误。
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2.本次“月掩金星”发生时,金星和月球可能分别位于( )
A.②③ B.①④
C.①③ D.②④
解析:据材料可知,“月掩金星”是指金星被月球掩盖的自然现象,此时月球位于地球与金星之间,且三者位置呈一直线。因此结合图可知,金星和月球可能分别位于②③位置,A正确;金星和月球分别位于①④位置和②④位置时,月球不在地球和金星中间,B、D错误;金星和月球分别位于①③位置时,月球虽然在地球和金星中间,但三者位置不呈一直线,C错误。
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有研究表明,若有小行星可能与地球相撞,可通过发射航天器,使用航天器动能撞击技术改变小行星的运动速度和轨道。下图为航天器撞击小行星演示图。据此完成3~4题。
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3.该研究说明地球生命物质的繁衍和进化,必不可少的外部条件是( )
A.日地距离适宜 B.太阳光照稳定
C.地球体积和质量适中 D.安全的宇宙环境
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解析:结合材料可知,研究将航天器撞向小行星是否改变其轨道,以保证地球所处的宇宙环境的安全,故反映出地球生命物质的繁衍和进化,需要的条件是安全的宇宙环境,D正确;该研究并没有反映出地球生命物质的繁衍和进化需要的条件是日地距离适宜、太阳光照稳定、地球体积和质量适中,A、B、C错误。
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4.若小行星受地球吸引进入大气层,会出现( )
A.极光现象 B.流星现象
C.地面塌陷 D.火山喷发
解析:小行星受地球吸引进入大气层,在高速穿越坠落大气层的过程中,就会遇到空气的浮力和阻力,与空气的剧烈摩擦会引起高温和燃烧,出现流星现象,B正确;极光现象与太阳活动有关,A错误;在坠落到地面之前基本上就已经燃烧殆尽,不会引起地面塌陷,也不会引起火山喷发,C、D错误。
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当某星球被其主恒星“锁定”,意味着这颗星球一面一直朝向恒星,而另一面则一直背对恒星。由于其形状酷似眼珠,被形象地称为“眼珠星球”(如图)。“眼珠星球”为寻找地外生命开辟了新思路。据此完成5~6题。
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5.关于“眼珠星球”,下列说法正确的是( )
A.图中主恒星指的是太阳
B.地球不属于“眼珠星球”
C.“眼珠星球”不属于行星
D.“眼珠星球”没有自转运动
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解析:由材料及所学知识可知,地球并没有“一面一直朝向恒星(太阳),而另一面则一直背对(太阳)”,所以地球并不属于“眼珠星球”,B正确。结合所学知识,太阳系中没有哪个星球一面一直朝向恒星(太阳),而另一面一直背对恒星(太阳),所以图中主恒星不是太阳,A错误。被其主恒星“锁定”的某星球是绕恒星旋转的行星,C错误。当“眼珠星球”的自转周期与其主恒星同步运行时,“眼珠星球”也是一面一直朝向恒星,而另一面一直背对恒星,所以不能判断“眼珠星球”没有自转运动,D错误。
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6.“眼珠星球”之所以可能存在生命,根本在于( )
A.适宜的温度 B.肥沃的土壤
C.适宜的大气 D.安全的宇宙环境
解析:读图并结合所学知识可知,“眼珠星球”之所以可能有生命,是因为液态水的存在,而液态水的存在是因为该行星有适宜的温度,A正确。肥沃的土壤不是生命存在的条件,B错误。适宜的大气和安全的宇宙环境是生命存在的条件,但不是根本,C、D错误。
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金星是距离地球最近的行星,在夜空
中的亮度仅次于月球,金星要在日出稍前
或者日落稍后才能达到亮度最大。古人通
过观测发现它只能在天亮前后或黄昏时分
短暂出现,其他时间通常无法看到这颗亮
星。因此,在我国民间,金星就有了两个名字:在天亮前后出现时称启明星,黄昏时分出现时称长庚星。读图,完成7~8题。
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7.在地球上看到长庚星,则金星最可能位于图中的( )
A.①处 B.②处
C.③处 D.④处
解析:材料信息表明,在黄昏时分出现时称长庚星。金星位于①处时,金星、地球和太阳位于同一条直线上,金星与太阳同升同落,由于太阳光太强,同时金星的黑夜部分正对地球, 因此在地球上只能看到太阳光盘上有一个黑点,这不是长庚星,排除A。金星位于②处时,在地球上日出之前,金星已提前升至地平面之上, 看到金星
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后不久,太阳就会升至地平面之上, 此时看到的金星出现在天亮前后,即为启明星,B不符合题意。金星位于③处时,金星地球和太阳位于同一条直线上,从地球上看,金星被太阳遮挡,因此在地球上看不到金星,排除C选项。金星位于④处时,在地球上日落之后,金星才从西边升至地平面之上,此时看到的金星出现在黄昏时分,即为长庚星,D正确。
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8.某些特殊时刻,从地球上可以看到金星就像一个小黑点一样在太阳表面缓慢移动,天文学称之为“金星凌日”。该现象发生时,金星一定位于( )
A.①处 B.②处
C.③处 D.④处
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解析:根据材料并结合所学知识可知,当发生金星凌日时,太阳、地球和金星应位于同一条直线上,且金星位于太阳和地球之间,根据图中信息,当金星位于①处时,处于太阳和地球之间,会发生金星凌日现象,故选A。
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9.读太阳系示意图,回答下列问题。(10分)
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(1)八大行星绕日公转具有同向性,即都是自________向________。请在图中地球的公转轨道上用箭头表示出来。
(2)图中所示宇宙空间范围内共包括________级天体系统,其中最高一级天体系统是__________,其中心天体是________。
(3)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宇宙环境是什么?
(4)地球上存在生命物质的几个自身条件中,此图反映出来的是什么条件?
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解析:第(1)题,八大行星的运动特征具有同向性,都是自西向东。
第(2)题,图示宇宙空间是以太阳为中心的天体系统,因此包括两级天体系统,其中以太阳为中心天体的太阳系级别最高。
第(3)、(4)题,根据所学知识进行归纳,此图反映出来的有利于地球上生命物质存在的宇宙环境是大小行星各行其道、互不干扰,宇宙环境安全;自身条件是日地距离适中,使得温度适宜。
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参考答案:(1)西 东 标图略(逆时针方向)。
(2)两 太阳系 太阳
(3)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。
(4)日地距离适中,有适合生物生存的温度条件。
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B级—突出应用、体现创新
2023年10月2日,国家天文台发布消息,近期科研人员利用500 m口径球面射电望远镜(“中国天眼”,FAST)发现了76颗偶发脉冲星。“中国天眼”探测范围可达目前人类可知的宇宙边缘,对探索地外文明具有重要意义。下图为“生命宜居带”图形(生命宜居带是指恒星周围适合生命存在的最佳区域)。据此完成10~12题。
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10.该望远镜可探测到的最高级别天体系统为( )
A.太阳系 B.银河系
C.河外星系 D.可观测宇宙
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解析:由材料可知,该望远镜探测范围可达目前人类可知的宇宙边缘,目前人类可以探测到的宇宙范围为可观测宇宙,属于目前天体系统的最高级别,D正确。
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11.在图示的“生命宜居带”内,可能出现生命的主要影响因素是( )
A.植被生长状况 B.大气成分
C.温度条件 D.行星体积
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解析:地球生命存在需要有适宜的温度、适合呼吸的大气、液态水及稳定的光照和安全的宇宙环境。适宜的温度主要取决于行星与恒星的距离。从图中可以看出恒星质量越大(辐射能量越大),“生命宜居带”离恒星越远,这说明可居住带行星的温度条件基本是相同的,故在图所示的“生命宜居带”中,可能出现生命的主要影响因素是温度条件,C正确;植被生长状况不是影响生命的主要因素,A错误;图中不能显示行星体积、大气成分对生命的影响,B、D错误。
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12.如果太阳质量是现在的0.5倍,则出现生命的行星可能是( )
A.水星 B.金星
C.地球 D.火星
解析:读图,由图中信息可知,恒星质量越大,出现生命的行星距离恒星越远。如果太阳质量是现在的0.5倍,即纵坐标“0.5”处,那么“生命宜居带”会向距离太阳较近的地方移动,出现生命的行星轨道应位于金星以内,结合八大行星的分布规律可知,该行星可能是水星,A正确。
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13.为了解“地球的宇宙环境”,某同学进行自主学习探究活动。阅读相关资料,回答下列问题,帮助该同学完成学习探究任务。(14分)
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活动一:认识地球在宇宙中的位置。
该同学对地球在宇宙中位置是这样描述的:
我们赖以生存的地球,是浩瀚宇宙中的一个天体。太阳是距离地球最近的天体,地球是太阳系的九大行星之一,与地球外侧相邻的火星是巨行星。地球和其他行星在同一条椭圆轨道上围绕太阳公转,公转方向不同。
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(1)请你挑出该同学描述中的三处错误,按示例格式抄写错误原文并改正。
[示例] 错误1.原文:九大行星;改正:八大行星。
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活动二:参考下表,制作太阳系实物模型模拟地球的宇宙环境。实物模型是根据相似性原理按比例制成与实物相似物体。
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太阳系成员 距日远近(地球=1) 体积
(地球=1) 半径(地球=1)
太阳 0 130万 109
水星 0.39 0.06 0.38
金星 0.72 0.86 0.95
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地球 1 1 1
火星 1.52 0.15 0.53
木星 5.20 1 321.33 11.21
土星 9.58 763.59 9.45
天王星 19.20 63.08 4.01
海王星 30.05 57.74 3.88
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(2)同学们按同一比例缩小太阳及行星的大小和距离,制作太阳系实物模型。如果用一个直径约1.5 m的大球代表太阳(太阳直径约140万千米),则适合代表地球的是________(在①②③④中选),该模型适合摆放的场所是________(在A、B、C、D中选)。
①小玻璃球(直径约1.4 cm) ②乒乓球(直径约4 cm) ③实心球(直径约14 cm) ④篮球(直径约25 cm)
A.课桌 B.教室
C.操场 D.空旷的野外
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(3)该同学还可以通过哪些途径或方法,继续探寻地球上存在生命的主要原因。
解析:第(1)题,关于地球在宇宙中位置的描述,文中共有五处错误,按照题干要求,再找出三处,按示例格式要求,抄写错误原文,并加以改正即可。
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第(2)题,已知地球的平均直径约为12 742 km,若按同一比例缩小太阳与地球,设代表地球的物体直径为x m,则计算公式为:1.5/1 400 000 000=x/12 742 000,求出x≈0.014(m),即1.4 cm,故适合代表地球的是①小玻璃球;1.5 m的大球代表太阳(太阳直径约140万千米),根据其大小比例,日地平均距离为1.5亿千米,所以在模型中日地距离大约为150 m,海王星距日距离是日地距离的30多倍,所以该模型适合摆放在D空旷的野外;课桌、教室、操场空间太小。
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第(3)题,合理即可。可以通过阅读相关书籍、借助网络查询各种资料、走进博物馆等方式,查阅相关资料,收集相关信息,进行比较和综合分析。
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参考答案:(1)错误1.原文:太阳是距离地球最近的天体;改正:月球是距离地球最近的天体。
错误2.原文:火星是巨行星;改正:火星是类地行星。
错误3.原文:同一条椭圆轨道;改正:各自的椭圆轨道。
错误4.原文:公转方向不同;改正:公转方向相同。
(2)① D
(3)途径或方法:通过阅读相关书籍、借助网络查询各种资料、走进博物馆等方式,收集相关信息,进行比较和综合分析。
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太阳系模式图
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