内容正文:
第一章 宇宙中的地球
第一节 地球的宇宙环境
第2课时 行星地球
内容索引
任务一 地球是太阳系中一颗普通的行星
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任务二 地球是太阳系中一颗特殊的行星——存在生命
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课时测评
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随堂达标演练
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任务一 地球是太阳系中一颗普通的行星
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新知导学
3.结构特征:与其他太阳系行星(水星、金星和火星)有许多相同之处。
金星
火星
土星
天王星
自西向东
近圆
共面
地球是太阳系中一颗普通的行星,主要原因在于它与太阳系中其他行星在运动和结构特征方面具有很大的相似性。
1.运动特征
核心归纳
2.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其他类地行星相似。如下图所示:
太阳系模式图的判读方法
1.八颗行星位置的判定:距太阳由近到远依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
2.小行星带的位置:小行星带位于火星轨道和木星轨道之间。
3.哈雷彗星彗尾指向的判定:根据哈雷彗星的主要构成物质为冰物质,冰物质遇高温升华,可判定其在太阳风的作用下彗尾多背向太阳。
方法技巧
读下表,完成1~2题。
典题应用
类地行星 水星 金星 地球 火星
相对质量(地球为1) 0.05 0.82 1 0.11
相对体积(地球为1) 0.06 0.88 1 0.15
相对密度/(g·cm-3) 5.46 5.13 5.52 4.15
公转周期 87.9天 224.7天 1年 1.9年
自转周期 58.6天 243天 23小时56分 24小时37分
1.从表中可以看出四颗行星
A.质量相近 B.体积相近
C.公转周期接近 D.密度相近
从表中信息可以看出,四颗行星的密度相近,故选D。
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2.材料中所反映的太阳系的部分行星,其绕日公转特征具有一定的共同性,下列分析不正确的是
A.同向性——各行星的自转方向相同
B.共面性——各行星的公转轨道面近乎在同一平面
C.近圆性——各行星绕日公转的轨道都为近似正圆的椭圆
D.各行星都在各自的轨道上按一定规律绕日运转,各行其道,互不干扰
同向性指的是各行星的绕日公转方向相同,A错误,符合题意。故选A。
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任务二 地球是太阳系中一颗特殊的行星——存在生命
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1.地球的特殊性:八颗行星中唯一存在______________的星球。
2.存在高级智慧生命的条件:地球在太阳系中的______、自身的______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______、水、______等条件。
新知导学
高级智慧生命
位置
体积
温度
大气
地球上存在生命的条件
1.地球存在生命的外部条件
外部条件主要指地球所在天体系统的宇宙环境。
核心归纳
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。
“四看法”分析行星存在生命的思路
方法技巧
2021年5月15日,“天问一号”火星探测器成功着陆火星。“天问一号”的主要任务是利用轨道器对整个火星进行全面广泛的勘测,并将巡视器送到有科研价值的表面位置,进行高精度、高分辨率的详细调查。其中一项重要任务就是调查火星表面的土壤特征和水冰分布。而在2015年7月,美国航空航天局(NASA)的研究团队发现火星上有水合盐类,证实火星上有液态水的存在,而液态水是生命存在的关键。
合作探究
问题1.(区域认知)根据生命起源的条件及材料内
容,你认为火星上可能存在生命吗?为什么?
提示:可能。因为火星上有液态水,液态水是生
命存在的关键证据。
或不可能。因为发现的是水合盐类,不是真正的
液态水,同时没有适合生物呼吸的大气条件,气温也比较低。
问题2.(综合思维)火星适合生命存在的外部条件主要有哪两个方面?
提示:安全的宇宙环境和稳定的太阳光照。
问题3.(区域认知)分析太阳系之外可能适宜人类居住的星球环境与地球的相似之处。
提示: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。
(2024·云南昭通高一期末)火星大气以二氧化碳为主,既稀薄又寒冷。下图为火星与地球数据比较(均以地球为1)。据此完成1~2题。
1.与地球相比,火星大气既稀薄又寒冷的主要原因有
①比地球质量小 ②靠近小行星带 ③自转速度较快
④距离太阳较远
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
典题应用
√
火星质量、体积远小于地球,引力小于地球,因此大气稀薄,大气保温作用弱,温度低,①正确;靠近小行星带与空气稀薄寒冷没有关系,②错误;火星与地球自转周期差不多,自转速度相当,自转快慢对火星大气影响不大,③错误; 火星与太阳的距离较远,温度较低,④正确。故选B。
2.科学家认为火星是太阳系除地球以外最有可能存在生命的天体,是因为火星
A.有四季变化
B.大气含碳氧
C.属类地行星
D.可能存在水
一般水是存在生命物质形成的基本条件,有水才可能有生命。科学家认为火星是太阳系除地球以外最有可能存在生命的天体,是因为火星可能存在水,D正确。四季变化、含碳氧、类地行星不是生命存在的必要条件,A、B、C错误。故选D。
√
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课堂小结
随堂达标演练
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某电影讲述了在不久的将来太阳即将毁灭,人类开启“流浪地球”计划。该计划分为三步:第一步,中止地球自转;第二步,将地球推入木星轨道,弹射出太阳系;第三步,地球泊入比邻星系统到达新家园。据此完成1~2题。
1.“流浪地球”计划第一步成功实施后,地球上存在生
命的条件将发生巨大变化的是
A.安全的宇宙环境 B.适宜的温度条件
C.适中的日地距离 D.稳定的太阳光照
√
“流浪地球”计划第一步成功实施后,地球自转停止,地球的公转以及轨道没有发生变化,日地距离也没有发生变化,因此其所处的宇宙环境以及稳定的太阳光照条件并没有改变;地球不自转,因为公转而产生的昼夜交替周期变为一年,地表温度在白昼期过高,黑夜期过低,昼夜温差变大,温度条件将发生巨大变化,故选B。
2.有人称木星为“地球的盾牌”,保护地球生命。你认为较合理的解释是
A.距离太阳更近,削弱了太阳射向地球的紫外线辐射
B.公转轨道在地球与小行星带之间,阻挡小行星撞击
C.公转方向与地球一致,构成了安全稳定的宇宙环境
D.体积、质量巨大,吸引部分可能撞向地球的小天体
木星是地外行星,距离太阳较远;公转轨道在小行星带之外,不能阻挡小行星撞击;公转方向与地球一致,但这与木星为“地球的盾牌”关系不大,八大行星都与地球公转方向一致;木星体积、质量巨大,可吸引部分可能撞上地球的小天体,保护地球不被撞击,被称为“地球的盾牌”。故选D。
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(2023·广东广州高一期末)天文学上的“宜居带”是指恒星周围适宜生物繁衍的区域。有研究表明在距离地球39光年的“Trappist1”恒星系统的七颗行星中,有三颗位于宜居带。“Trappist1”的质量和表面温度,分别约为太阳的十分之一和二分之一。上图为“Trappist1”天体系统示意图。据此完成3~4题。
3.“Trappist1”天体系统级别类似于
A.银河系 B.河外星系
C.地月系 D.太阳系
太阳为恒星,太阳系是以太阳为中心的一个恒星系统,由材料“‘Trappist1’的质量和表面温度,分别约为太阳的十分之一和二分之一”可知,“Trappist1”是类似于太阳的能发光的恒星,因此“Trappist1”天体系统级别是类似于太阳系的恒星系统。故选D。
√
4.该天体系统中“宜居带”与“Trappist1”的距离最有可能
A.大于地球与太阳的距离
B.等于地球与太阳的距离
C.小于地球与太阳的距离
D.接近火星与太阳的距离
若“Trappist1”质量与太阳相似,那么“宜居带”与“Trappist1”的距离相当于地球与太阳的距离,而由材料可知“Trappist1”的质量和表面温度,分别约为太阳的十分之一和二分之一,为了满足生物存在的温度条件,宜居带与中心天体的距离应当小于地球与太阳的距离,故选C。
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课 时 测 评
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(2023·河北张家口高一期末)2022年,天文学家在地球和金星的轨道之间新发现了三颗近地小行星,其中一颗是近八年来发现的对地球构成潜在威胁最大的天体。下图为太阳系示意图。据此完成1~2题。
1.新发现的三颗近地小行星位于图中的
A.a、b之间
B.b、c之间
C.c、d之间
D.d、e之间
由材料可知,三颗近地小行星位于地球和金星的轨道之间,读图可知,b为金星,c为地球,故三颗近地小行星位于b、c之间,故选B。
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2.与地球相比,d行星
A.距太阳更近
B.体积质量更大
C.液态水更多
D.表面均温更低
与地球相比,d火星距太阳更远,体积质量更小、液态水更少、表面均温更低,故选D。
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(2024·河北衡水高一上期末)双子座流星雨是北半球规模最大、流星数量最稳定的流星雨。2023年的双子座流星雨从12月14日开始,到17日结束。下图示意双子座流星雨景观。据此完成3~4题。
3.形成流星雨的小行星最可能来自
A.火星与地球之间
B.土星与木星之间
C.木星与火星之间
D.水星与金星之间
根据所学知识可知,太阳系中的小行星带位于火星和木星轨道之间,C正确,A、B、D错误。故选C。
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4.流星雨陨落物可以降落到火星表面,但大多数不会降落到地球表面,源于
A.火星距小行星带更近
B.地球大气的保护作用
C.火星的质量较地球大
D.地球大气层稀薄
流星体向地球坠落过程中与大气层摩擦燃烧,大部分会烧尽,不会落到地球表面,体现了大气对地面起到保护作用,B正确;与距小行星带远近无关,A错误;火星质量小,大气更稀薄,C、D错误。故选B。
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“生命宜居带”是指恒星周围的一个适合生命存在的最佳区域。下图为天文学家公认的恒星周围“生命宜居带”示意图,横坐标表示行星距离恒星的远近,纵坐标表示恒星质量的大小。据此完成5~6题。
5.图中恒星质量越大,则“生命宜居带”与恒星的距离
A.越远
B.越近
C.不变
D.无法判断
图中显示,恒星质量越大,对应的“生命宜居带”离恒星越远,故选A。
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6.在图中所示的“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
根据上题可知,图中恒星质量越大,则“生命宜居带”与恒星的距离越远,说明恒星质量越大,放射出的辐射越强,获得适中能量的距离应越远,这样才能保证行星上具有适宜生命存在的温度条件,A正确;图中显示,无论恒星质量是大还是小,都有对应的生命宜居带,因此可能出现生命的主要影响因素不是恒星质量,B错误;图中没有表明行星体积和大气成分对“生命宜居带”位置的影响,C、D错误。
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蓝巨星是非常巨大的蓝色星球,亮度是太阳的五百倍以上,但其寿命却比太阳短得多;其引力较强,有时会吞噬行星。宇宙中的蓝巨星很多,一般认为,以其为中心绕转的天体存在生命的
可能性极小。读图,完成7~8题。
7.蓝巨星属于
A.星云 B.恒星
C.行星 D.卫星
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据材料推知,蓝巨星能自己发光、发热,故属于恒星,B对;星云是气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体,不是星球,A错;行星、卫星自己不会发光,C、D错。
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8.围绕蓝巨星运行的天体很难有生命存在的主要原因是
①光照条件差 ②宇宙环境不安全 ③无大气层存在 ④温度过高
A.①②
B.①③
C.③④
D.②④
蓝巨星亮度是太阳的五百倍以上,围绕蓝巨星运行的天体光照条件强,①错;蓝巨星有时会吞噬行星,宇宙环境不安全,②对;不能判断有无大气层存在,③错;温度过高,不适宜生命生存,④对。故选D。
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9.(18分)读太阳系示意图,完成下列要求。
(1)八颗行星中,离太阳最近的是________,太阳系中的小行星带位于________轨道和________轨道之间。(填行星名称)(6分)
水星
火星
木星
太阳系中的八颗行星按照与太阳的距离,由近及远依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。离太阳最近的是水星,小行星带位于火星、木星轨道之间。
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(2)八颗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。(4分)
西
东
答案:标图略(逆时针方向)
八颗行星的公转运动具有同向性,都是自西向东。
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(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____________________________________________________
_________。(4分)
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
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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(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__________
______________________________。(4分)
日地距离适
中,有适合生物生存的温度条件
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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行星合月是一种在地球上看行星与月球视赤经相同的天文现象,此时在视觉上两者非常靠近,适合观赏和拍照。2023年1月26日,一场赏心悦目的木星伴月现身夜空,助兴春节假期。右图示意此次春节期间木星伴月景象。据此完成10~12题。
10.木星伴月是地球上观赏效果最佳的行星合月现象,
其原因是木星
A.体积大 B.距离地球近
C.温度高 D.自身会发光
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结合所学知识可知,木星是太阳系中体积最大的行星,其反射的太阳光在地球夜间观察最为明显,故木星伴月是地球上观赏效果最佳的行星合月现象,A正确;根据太阳系中行星的公转轨道可知,木星距离地球较远,B错误;木星距离太阳较远,接受的光热较少,温度较低,C错误;木星属于行星,行星自身不发光,只能反射太阳光,D错误。
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11.此次木星伴月发生时
A.木星位于地球和月球之间
B.地球位于月球和木星之间
C.太阳位于地球和月球之间
D.月球位于地球和木星之间
行星合月时,在地球上看,行星与月球非常靠近,故地球、太阳、行星、月球在公转轨道平面上空看处于一条直线;木星伴月发生时,因木星距离地球较远,故此时月球位于地球和木星之间,A错误,D正确;地球位于月球和木星之间时,地球上夜间观测不到月球,不符合图示景观,B错误;太阳不可能位于地球和月球之间,C错误。
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12.月球和木星都没有生命存在,限制其生命生存的共同因素有
①气温 ②光照 ③液态水 ④宇宙环境
A.②③
B.①③
C.②④
D.①④
月球因体积过小,无大气层,昼夜温差大,且无液态水存在,故不适宜生命生存;木星为气态巨行星,距离太阳较远,气温较低,无液态水分布,且因体积大,引力大,靠近小行星带,受陨石撞击较频繁,宇宙环境较恶劣,故不适宜生命生存,限制两者生命生存的共同因素有气温和液态水,①③正确;月球光照条件及宇宙环境较适宜生命生存,②④错误。故选B。
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美国航空航天局确认开普勒90星系(距离地球约2 545光年)存在第八颗行星“开普勒90i”,现位于第三轨道。研究发现,开普勒90星的体积和质量比太阳略大。读开普勒90星系和太阳系对比图,完成13~14题。
13.开普勒90星系属于
A.太阳系
B.恒星系
C.行星系
D.河外星系
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银河系的短半径约2.5万光年,太阳系半径约3.4光年,开普勒90星系距离地球约2 545光年,不在太阳系,仍在银河系,不在河外星系。有行星围绕公转,属于恒星系。行星系由行星与卫星组成。故选B。
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14.有关开普勒90星系的叙述,可信的是
A.开普勒90i表面温度比地球高
B.有地外生命物质存在
C.与太阳系轨道交织但运行安全
D.靠吸收太阳光而发热
开普勒90星的体积、质量比太阳略大,开普勒90i轨道距开普勒90星比地球距太阳近,表面温度比地球高;温度高,不适宜生命生存,应没有地外生命物质存在;与太阳系轨道相距很远,没有交织;不吸收太阳光,开普勒90星本身能发光、发热,故选A。
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15.(17分)阅读图文材料,完成下列要求。
某著名物理学家认为人类长期生活在危险中,小行星撞击地球和核战争等威胁迟早会将我们消灭殆尽。但如果我们向太空扩展并建立自给自足的聚居地,我们的未来应该是安全的。2016年8月31日凌晨某地外文明搜寻机构表示,其位于俄罗斯境内的天文望远镜接收到了来自编号HD164 595的恒星的地外文明信号,这颗恒星距离地球约95光年,其大小是太阳的99%。它至少拥有一颗行星HD164 595b,体积大小与海王星类似。下图为太阳系部分行星运转轨道示意图。
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(1)可能撞击地球的小行星主要来自哪里?并在图中进行标注。(5分)
答案:火星和木星之间的小行星带。标注略(在图中①和②之间)。
行星的弧形轨道是绕太阳公转,所以图中①是木星,②是火星。可能撞击地球的小行星主要来自火星和木星之间的小行星带。标注在图中①和②之间。
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(2)曾有人认为“在②星球建立自给自足的聚居地是个不错的选择”的理由是什么?(6分)
答案:②是火星;火星属于类地行星,自转周期与地球相近;火星与太阳的距离也较为适中。
②是火星,根据所学知识,火星属于类地行星,自转周期与地球相近。火星与太阳的距离也较为适中,温度较适宜。
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(3)行星HD164 595b如果真存在地外文明搜寻机构所认同的地外文明,那么它自身所具备的条件是什么?(6分)
答案:拥有可供生物生存所需的液态水、适宜的温度和比较厚的大气层。
行星HD164 595b如果真存在地外文明搜寻机构所认同的地外文明,那么它自身要满足地球上生命存在的条件,拥有可供生物生存所需的液态水、适宜的温度和适宜生物呼吸的大气层。
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谢 谢 观 看 !
第
一
章
宇
宙
中
的
地
球
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