1.1 地球所处的宇宙环境 第1课时 宇宙 太阳系 地球 课件 2024-2025学年高一上学期 地理 中图版（2019）必修第一册

第一章　宇宙中的地球 第一节　地球所处的宇宙环境 第1课时　宇宙　太阳系　地球 学习目标 课程标准 运用资料,描述地球所处的宇宙环境。 素养目标 1.描述常见的天体类型和天体系统,明确地球在宇宙中的位置。 (地理实践力) 2.描述太阳系的主要成员,运用有关资料说明八颗行星的运动特征和结构特征。(综合思维) 3.运用有关资料,分析地球上存在高级智慧生物的条件,说明地球的特殊性,并学会分析其他天体存在高级生命的可能性。(综合思维) 思维导图 任务一 了解天体及天体系统的类型 必备知识•落实 1.宇宙 (1)概念:宇宙是　　　　和　　　　的统一,是万事万物的总称。  (2)中国古代:“四方上下曰　　,往古来今曰　　。”  2.宇宙中的天体 可分为自然天体和人造天体 (1)概念:宇宙中不同形态的　　　　。  (2)划分标准:按照　　　　、　　　　　、温度、成分、形态等物理和化学性质划分。  时间 空间 宇 宙 物质 体积 质量 (3)类型和特点: 其中　　　　和　　　　是宇宙中的基本天体,是构成宇宙的主要物质 形态。  星云 恒星 【方法技巧】 “三看法”判断天体 判断某一物质是不是天体,关键看它是不是宇宙间的物质存在形式,依据有“三看”。 一看空间位置。看它是否位于地球大气层之外,独立存在于宇宙中。进入大气层或落到地面的物体不属于天体。例如,宇宙飞船在太空中运行时是天体(人造天体),返回地面就不是天体了。 二看物质形态。看它是不是宇宙中的物质,一些自然现象不属于天体,如极光、流星雨等。 三看运转轨道。看它是否在一定的轨道上独自运转。依附在其他天体上运行的物体不属于天体,如在火星上考察的火星车。 例如,判断流星体、流星雨与陨星是否属于天体。　 3.天体系统　　　　 判断天体系统的依据 (1)概念:邻近的天体　　　　　　　　,形成了以质量大的天体为中心,其他天体围绕这个中心旋转的天体“集团”,科学家称它们为天体系统。  (2)级别: 相互吸引 层次 组成或概念 其他 可观测宇宙 银河系和现阶段所能观测到的河外星系 目前人类所知道的 　　 　的天体系统  　 　  银河系之外与银河系类似的天体系统 大约有上千亿个 　 　  太阳和众多恒星组成的庞大恒星系统 太阳与银河系中心的距离约2.6万光年　 太阳系 由太阳、　　 　及其卫星、小行星、彗星、行星际物质和流星体等构成  太阳是距地球最近的一颗恒星。日地距离约为　 　千米  地月系 由月球和地球构成 　 　是地月系的中心天体,月球是地球唯一的天然卫星。月地平均距离约为　　千米  最高一级 河外星系 银河系 八颗行星 1.5亿 地球 38万 【方法技巧】 　“四看法”判断天体系统 天体系统至少由两个天体组成,单个天体不能构成天体系统。天体系统内部,质量较小的天体围绕质量较大的天体公转。如果某些天体只相互吸引达不到绕转的程度,就不能构成天体系统。 【生活实践】　1.彗星彗尾的形成 彗星主要是由冰物质组成的,当彗星接近太阳时,彗核中的冰物质升华,形成云雾状的彗发,彗发中的气体和尘埃,通常在背向太阳的一面形成一条很长的扫帚状的尾巴。 2.北斗七星各恒星不能组成天体系统。 北斗七星各恒星之间只有吸引关系,没有相互绕转关系,不能形成天体系统。 对点训练•突破 2019年和2023年热映的某科幻电影讲了面对未来太阳将要毁灭的可怕现实,人类开启“流浪地球计划”,试图带着地球一起逃离太阳系并寻找新的家园。该计划分为三步走:第一步,中止地球自转;第二步,将地球推入木星轨道,借助木星引力弹射出太阳系;第三步,地球经历2 500年的星际流浪,抵达新家。下图为地球流浪过程示意图。据此完成第1~2题。 1.地球从太阳系出发流浪到比邻星的过程中,天体类型角色的转换依次为(　　) A.卫星—行星—卫星 B.行星—卫星—恒星 C.行星—卫星—行星 D.行星—卫星—彗星 2.地球流浪的过程中历经的天体系统共有(　 ) A.2级 B.3级 C.4级 D.5级 C B 解析 第1题,第一步,地球还是位于绕太阳公转的轨道上,属于行星;第二步,进入木星轨道,绕着木星旋转,属于卫星;第三步,绕着恒星比邻星旋转,属于比邻星的行星。因此,三个过程中,地球所属的天体类型分别为行星、卫星、行星,C正确,A、B、D错误。 第2题,从图中可以看到,太阳与比邻星相距4.2光年。而银河系的直径远远大于4.2光年,且太阳与银河系中心的距离约2.6万光年,因此比邻星依旧在银河系之内,故地球抵达新家园所处的天体系统仍为银河系。综上分析,地球流浪的过程中历经了地月系、太阳系(其他恒星系统)、银河系3级天体系统,B正确,A、C、D错误。故选B。 1996年9月18日,中国科学院国家天文台兴隆观测站的施密特CCD小行星项目组发现了一颗主带小行星。1999年10月,经国际小天体命名委员会批准,该小行星被命名为“袁隆平星”,以示对“杂交水稻之父”袁隆平的敬意。据此完成第3~4题。 3.试推断“袁隆平星”位于的天体系统是(　　) A.地月系 B.太阳系 C.比邻星系 D.河外星系 4.下列关于“袁隆平星”的说法,正确的是(　　) A.它环绕太阳运动 B.它的体积与地球相似 C.它位于地球和火星之间 D.它四周被厚厚的大气层所包裹 B A 解析 第3题,材料信息表明,“袁隆平星”是由中国科学院国家天文台兴隆观测站的施密特CCD小行星项目组发现的一颗主带小行星。主带小行星分布在火星轨道与木星轨道之间的小行星带上,环绕太阳公转,因此“袁隆平星”位于太阳系,B符合题意;地月系与主带小行星均环绕太阳公转,两者为并列关系,因此“袁隆平星”并不位于地月系,排除A;“袁隆平星”位于太阳系,比邻星系与太阳系并列,因此“袁隆平星”并不位于比邻星系,排除C;“袁隆平星”位于太阳系,太阳系位于银河系,河外星系与银河系并列,因此“袁隆平星”并不位于河外星系,排除D。故选B。 第4题,“袁隆平星”属于主带小行星,主带小行星均环绕太阳做公转运动,A正确; “袁隆平星”属于主带小行星,而地球属于太阳系中八颗行星之一,因此它的体积远比地球小,B错误;“袁隆平星”属于主带小行星,主带小行星位于火星轨道和木星轨道之间,C错误;“袁隆平星”属于主带小行星,体积、质量很小,不可能吸引住大气形成厚厚的大气层,D错误。故选A。 任务二 了解太阳系的组成 必备知识•落实 1.概念:太阳系是由太阳和以　　　　为中心,受它的引力支配而环绕它运行的天体所构成的系统。  2.中心天体:太阳。太阳是一颗　　　。  彗尾背向太阳,且离太阳越近,彗尾越长 3.成员:太阳、八颗行星及其卫星、众多的小行星、彗星、流星体和行星际物质等。在太阳系中,太阳的质量最大,约占太阳系总质量的99.86%。 太阳 恒星 4.行星:本身不发射　　　　　　　　,靠反射太阳光而发亮。太阳系八颗行星(下图)按照距离太阳的远近,由近及远分别为A水星、B　　　　、 C地球、D火星、E　　　　、F土星、G天王星、H　　　　　　。  可见光 金星 木星 海王星 (1)八颗行星的运动规律　 质量大,引力大 太阳系中的行星都围绕着　　　　运行,卫星分别围绕各自的中心天体——行星运行,彗星则在扁长的　　　　　　轨道上围绕太阳运行。  太阳 椭圆形 (2)八颗行星的结构特征　　 自转方向与其他行星相反 按照距日远近、质量、体积等特征,通常将八颗行星分为三类:水星、金星、地球、火星属类地行星;　　　　、　　　　属巨行星;天王星、海王星属远日行星。如下表所示。  行星类别 距日远近 表面温度 质量 体积 卫星数目 有无光环 类地行星 近 高 小 小 少或无 无 巨行星 中 中 大 大 多 有 远日行星 远 低 中 中 少 有 木星 土星 太阳系八颗行星分类及物理特征: 【方法技巧】 太阳系示意图的判读技巧 (1)八颗行星位置的判定。 根据距离太阳由近到远: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)彗星彗尾指向的判定。 根据彗星的主要构成物质为冰和尘埃,可判定其在太阳风的作用下彗尾多背向太阳。 【生活实践】　常见的天象 (1)冲日现象:指地外行星运行到与太阳、地球一条直线上,且位于太阳与地球连线的延长线上。冲日时行星最亮,也最适宜观测。如下图: (2)凌日现象:指地内行星运行到与太阳、地球一条直线上,且位于太阳与地球之间。在地球上可以看到一个小黑圆点在日面上缓慢移动。如下图: (3)日食现象:当月球运行到太阳和地球中间,若三者位于同一条直线上,月球会挡住太阳射向地球的光,月球后边的黑影正好落到地球上,这种现象叫日食。日食总发生在农历初一。 (4)月食现象:当月球运行到太阳和地球连线的延长线上(太阳和月球位于地球两侧),地球挡住射向月球的光,在地球上的人们看到月球缺了一块,这种现象叫月食。月食发生在农历十五前后。 对点训练•突破 金木合月是指金星、木星和月球同时出现在夜空中。下图是金木合月奇观图,金星、木星与月球组成了一张笑脸。读图,完成第1~2题。 1.组成这张笑脸的天体类型包括(　　) A.恒星和卫星 B.行星和卫星 C.彗星和卫星 D.恒星和行星 2.下列叙述正确的是(　　) A.金星自东向西围绕着太阳公转 B.木星属于远日行星 C.地球与金星公转轨道近似圆形 D.月球自身不进行自转 B C 解析 第1题,由材料可知,金木合月是指金星、木星和月球同时出现在夜空中,根据所学知识,金星、木星属于天体当中的行星,月球属于卫星,B正确,A、C、D错误,故选B。 第2题,根据所学知识可知,八颗行星的绕日公转方向均是自西向东,因此金星也是自西向东围绕着太阳公转,因此A错误。木星和土星属于巨行星,B错误。八颗行星绕日公转轨道形状具有近圆性,C正确。月球在绕地球公转的同时还进行自转,其自转周期约为27.32天,D错误。故选C。 下图是太阳系局部示意图,黑点表示小行星。 读图,完成第3~4题。 3.图中有生命存在的星球是(　　) A.① B.② C.③ D.④ 4.地球和天王星的表面平均温度相差约240摄氏度,最主要的原因是(　　) A.地球有厚厚的大气层,而天王星没有 B.地球上有人类活动,大量的工厂炉灶等多年排放的废热使地球表面增温,而天王星上无人类活动 C.地球上二氧化碳的强烈温室效应 D.地球距离太阳近,天王星距离太阳远,二者获取的太阳辐射差异大 A D 解析 第3题,根据材料,黑点表示小行星,那么②为火星,③为木星,①为地球,④为土星,所以图中有生命存在的星球是①。 第4题,根据所学知识可知,地球距离太阳较近,而天王星距离太阳很远,获得的太阳辐射差异大,是二者表面平均温度相差大的最主要原因;地球上二氧化碳的强烈温室效应不是温度相差约240摄氏度的原因;地球上有人类活动,大量的工厂炉灶等多年排放的废热会使地球表面增温,但不会导致温度相差约240摄氏度;天王星也有大气层。 任务三 明确地球在太阳系中的 普通性与特殊性 必备知识•落实 1.地球的普通性:地球是太阳系中一颗普通的行星,就体积和质量而言,在太阳系中并不突出。 2.地球普通性的表现:地球与太阳系其他行星具有相似性,具体表现如下。 (1)都是本身　　　　、　　　　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。 不发光 不透明 自西向东 同一平面 正圆 (3)在　　　　、　　　　、密度、自转和公转周期等方面与其相邻的行星相似。  3.地球的特殊性 (1)特殊性的表现 现代宇宙探测结果表明,地球是宇宙中目前已知的唯一有生物特别是存在着　　　　　　　　　　　的天体。  质量 体积 高级智慧生物 (2)存在高级智慧生物的条件 ①自身条件 日地 体积、质量 水汽 ②外部条件 太阳光照 宇宙环境 【方法技巧】　“四看”法分析行星存在生命的思路 【生活实践】　生命“宜居带” 指一颗恒星周围的一定距离范围,在这一范围内具有适宜的温度,水可以以液态形式存在,因此如果一颗行星恰好落在这一范围内,那么它就被认为有更大的机会拥有生命或至少拥有生命可以生存的环境。 能力素养•提升 情境探究 材料一　太阳系示意图。 材料二　行星轨道倾角与偏心率。 行星名称 水星 金星 地球 火星 轨道倾角 7° 3.4° 0° 1.9° 偏心率 0.206 0.007 0.017 0.093 行星名称 木星 土星 天王星 海王星 轨道倾角 1.3° 2.5° 0.8° 1.8° 偏心率 0.048 0.054 0.047 0.009 材料三　太阳系八颗行星基本数据。 名称 赤道半 径/km 质量1 体积1 自转周 期/天 公转周 期/年 表面温 度/K 已知卫 星数2/个 水星 57.90 2 439.70 0.06 0.06 5.43 58.64 0.24 440 0 金星 108.20 6 051.80 0.82 0.86 5.24 243.02 0.62 737 0 地球 149.60 6 378.14 1.00 1.00 5.51 1.00 1.00 288 1 火星 227.90 3 396.20 0.11 0.15 3.93 1.03 1.88 210 2 木星 778.57 71 492.00 317.83 1 321.33 1.33 0.41 11.86 112—165 79 土星 1 433.53 60 268.00 95.16 763.59 0.69 0.43 29.46 84—134 62 天王星 2 872.46 25 559.00 14.54 63.08 1.27 0.72 84.01 53—76 29 海王星 4 495.06 24 764.00 17.15 57.74 1.64 0.67 164.80 55—72 14 注:1.质量和体积都以地球为1。2.卫星数据资料截至2018年。 材料四　火星探索。 自古以来,地球上就有“天外来客”的传闻。在地球以外的星球上是否存在智慧生命?人们一直在寻找,作为地球的近邻,火星理所当然地成为人类优先探索的目标。最新研究表明,类似地球上最简单、最远古的微生物,可幸存于火星极端稀薄的大气层中。当前火星表面干燥寒冷,但是大量证据显示,数十亿年前河流、湖泊和海洋覆盖在火星表面。由于地球上有液态水存在的区域就可能有生命,科学家猜测当火星处于潮湿气候状态下时,生命体可以进化形成。 (1)(区域认知)根据材料一、材料二,说明太阳系八颗行星的运动特征。 提示同向性、共面性、近圆性。 (2)(综合思维)根据材料一﹑材料二、材料三,从哪些方面可以说明地球是太阳系中一颗普通的行星? (3)(综合思维)根据材料一,推断地球在太阳系中的位置特征。这对地球表面的温度有什么影响?地球所处的宇宙环境是否安全?为什么? 提示距日距离、地球自身的体积和质量、公转方式等方面。 提示日地距离适中,因此地表温度适宜。安全。由于八颗行星运动具有同向性、近圆性和共面性特征,因此八颗行星各行其道,互不干扰,使地球的宇宙环境比较安全。 (4)根据材料四中的信息,你认为火星上可能存在生命吗?为什么? 提示可能。因为数十亿年前火星上可能有液态水,液态水是生命存在的关键条件。 或不可能。因为当前没有液态水,同时没有适合生物呼吸的大气条件,气温也比较低。 思维建模 2017年4月,美国哈佛—史密松森天体物理中心发现了一颗距离太阳约39光年的“超级地球”(行星LHS1140b),该行星与主星(LHS1140)的距离、岩石构成以及存在液态水的可能性,使其成为目前寻找外星生命的最佳选择。据此完成第1~3题。 1.从天体类型上判断,主星(LHS1140)属于(　　) A.恒星 B.行星 C.星云 D.彗星 2.称“超级地球”是“目前寻找外星生命的最佳选择”,主要的依据是该行星(　　) A.受主星辐射强 B.绕主星运行 C.离太阳较近 D.温度适中 3.推断“超级地球”(行星LHS1140b)行星可能存在液态水的原因最可能是(　　) A.质量和体积适中 B.该星球由岩石构成 C.与其所环绕的恒星距离适中 D.有厚厚的大气层保护 A D C 【思维流程】 第1题, 第2、3题, 对点训练•突破 在登陆火星五周年之际,“好奇号”探测器确认火星上有适合生命存在的物质。分析检测显示,取出的岩石粉末含有黏土、硫酸盐和其他对生命非常关键的矿物成分。火星以二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷,下图示意美国国家航空航天局高分辨率照相机抓拍到的“公牛眼”状陨石坑。读图,完成第1~2题。 1.火星虽然有适合生命存在的物质,但目前仍然没有发现生命存在,其原因最可能是(　　) A.火星体积、密度较小 B.火星上没有液态水 C.火星表面温度高 D.火星上大气稀薄 2.相对于地球,火星更易遭陨石袭击,其原因是(　　) A.火星公转速度快 B.火星更靠近小行星带 C.火星大气稀薄 D.火星的质量小 B C 解析 第1题,地球存在生命的主要自身条件是液态水、适宜呼吸的大气和适宜的温度。据此可知,火星体积、密度不是影响生命存在的直接原因,A错误。火星距太阳比地球远,表面温度较低,C错误。火星上大气稀薄不是主要原因,D错误。火星虽然有适合生命存在的物质,但目前仍然没有发现生命存在,其原因最可能是火星上没有液态水,地球上生命起源于原始海洋,B正确。故选B。 第2题,相对于地球,火星更易遭陨石袭击,其原因是火星大气稀薄,不能将进入火星大气层的陨石燃烧殆尽,C正确。火星是类地行星,火星的公转速度、质量与地球接近,火星更靠近小行星带,但不是易受陨石袭击的主要原因,A、B、D错。故选C。 2023年8月,美国航空航天局最新研究表示微生物有可能在月球南极附近的恶劣条件下存活,探寻其生命是未来前往月球南极的探测器的重要工作之一。月球南极有着长时间的阴影区,并可能蕴含着大量的水冰资源。据此完成第3~4题。 3.相较于地球,月球上难以存在生命的根本原因是(　　) A.距离太阳较远 B.体积、质量太小 C.公转速度过快 D.陨石撞击较多 4.月球南极可能存在微生物的有利条件是(　　) A.气温低,大气厚度大 B.岩浆活动多,地热条件好 C.温差小,存在水环境 D.温度较适宜,存在液态水 B C 解析 第3题,月球距离太阳的距离与地球距离太阳的距离差异不大,A错误;月球相较于地球,其体积、质量小,引力小,难以吸引住足够的大气,造成月球表面昼夜温差极大,缺乏液态水,难以存在生命,B正确;月球公转速度过快和陨石撞击较多虽会对生命存在产生影响,但都不是难以存在生命的根本原因,C、D错误。故选B。 第4题,月球没有大气层,A错误;月球岩浆活动早已停止,其南极附近不存在地热,B错误;月球南极存在着长时间的阴影区,气温低,但温差相对较小,存在大量固态水,有一定的水环境,为微生物的存在提供了一定的有利条件,C正确;月球南极气温低,不存在液态水,D错误。故选C。 $$