内容正文:
地球的宇宙环境
必修一 第一章 宇宙中的地球
学习目标
运用资料,描述地球所处的宇宙环境
了解天体的主要类型与特点,天体系统的划分
地球作为一颗特殊星球存在的条件
1.我国古代“盖天说”——天圆地方
2.公元2世纪,古希腊天文学家托勒密提出“地心说”——地球是宇宙中心
一.人类对宇宙的认识
4.18世纪,天文学家引进“星系”一词;
3.16世纪,波兰天文学家哥白尼提出“日心说”——太阳是宇宙的中心
一.人类对宇宙的认识
5.20世纪60年代大型天文望远镜的使用、人造地球卫星、各种载人航天器上天,大大提升人类探索宇宙的能力。
一.人类对宇宙的认识
世界最大单口径球面射电望远镜(英文简称FAST)中国天眼。
通过2225个促动器实时调整形状,像“转动的巨眼”追踪天体。其接收的射电信号(类似手机信号)经放大分析后,可解析天体的位置、结构,甚至发现新天体。
一.人类对宇宙的认识
中国古代哲学说上下四方曰“宇”,古往今来曰“宙”
1.宇宙是所有时间、空间和物质的总和。
2.可观测宇宙:人类已经观测到的有限宇宙,半径约 光年。
光年——天文学中的距离单位
137亿
光年是天文学中的距离单位,即光在真空中一年所传播的距离
在真空中,光速约3x105千米/秒,所以1光年约等于9.4605x1012千米
约是94605亿千米
Lightyear 光年
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宇宙间物质存在的形式
宇宙中所有的星体和星际物质的总称
天体
宇宙中物质的存在形式。
天体
星云
恒星
最基本的天体
行星
卫星
彗星
流星体
星际空间物质
天然天体
人造天体
人造卫星
航天飞机
宇宙飞船
月球探测器
行星探测器
空间实验室
太空垃圾
9
星云
仙女座大星云
草帽星云
星云是由气体和尘埃物质组成的云雾状天体
星云的密度小,体积和质量巨大,质量相当于上千个太阳以上
有些能自己发光;
是最基本的天体。。
恒星
由炽热气体组成;
能自身发光的类球状天体;
质量巨大;
最基本的天体;
太阳是离地球最近的恒星
火星
行星
环绕着恒星公转的类球状天体
本身不发光,反射恒星的光
能通过引力清空轨道附近碎物的天体
八大行星
卫星
环绕行星运转的天体;
体积小,不能发光;
月球是地球唯一的天然卫星
人造卫星
彗星
哈雷彗星
海尔波普彗星
76周年
云雾状,冰物质组成;
有彗尾,彗尾背向太阳;
哈雷彗星绕日公转周期为76年。
A流星体——B流星现象—— C陨星(陨石、陨铁)
流星体
运行在行星际空间的固体颗粒
卫星 自己能发光发热
流星体 围绕恒星运转,自身不发光
彗星 围绕行星运转
恒星 由气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体
星云 宇宙中的碎屑物质,一闪即逝
行星 拖着长尾,由冰物质组成,呈云雾状
检测2:
天体的判断方法
看其是否位于地球大气层之外。进入地球大气层或落回地面的物体不属于天体。
一看位置
看其是不是宇宙间独立存在的物质,一些自然现象不属于天体,如流星现象。
二看实质
看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。
三看运转
观察下列四幅图片,相互探讨,哪些是天体,哪些不是天体,并总结判断依据?
陨 石
流 星
天 宫 二 号
长 征 五 号
火星车
极光
×
×
×
×
×
√
1、看位置:地球大气层外
2、看实质:物质,自然现象不是天体
3、看运转:在轨道上独立运转
天体的判断依据
夜晚,我们肉眼所能看到的星星几乎都是( )
A行星 B恒星 C彗星 D星云
1. 定义:宇宙中物质的存在形式通称天体。
2. 分类:分自然天体和人造天体两种。
二、天体
三、天体系统
相互绕转
相互吸引
运动着的天体因相互吸引和相互绕转,形成天体系统。
【活动2】把书中(P10-P14)涉及的天体系统之间的级别关系用流程图示意出来。
宇宙飞船
人造卫星
(1)天体如何成为天体系统?
(2)活动2
总星系
银河系
河外星系
太阳系
其他恒星系
地月系
其他行星系
可观测宇宙
(1)校对并记笔记
银河系
1、银河系
5万光年
2.6万光年
太阳
银心
+
组成:1000多亿颗恒星等形状:铁饼状扁平外形天体系统
直径约10万光年,中心厚度约1.2万光年。
所有恒星都环绕银心旋转
太阳距银心约2.6万光年,绕银心一周约2.5亿年。
(1)总结:银河系10万光年的直径 vs 已知宇宙半径137亿光年(关注单位即可)
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银河系
大麦哲伦星系
小麦哲伦星系
约10万光年
太阳位置
在宇宙中有无数像银河系一样的星系,被称为河外星系。每个星系均有数以千亿的恒星和大量星云。
仙女星系、大小麦哲伦星系都是银河系的近邻 ,在地表可以用肉眼看到它们。
二、多层次的天体系统:银河系和河外星系
(1)河外星系——不知道讲啥
(2)银河系——介绍直径
土星
木星
海王星
天王星
小行星带
金星
火星
地球
水星
太阳
太阳系 由太阳、行星、矮行星和卫星,以及小行星、彗星、流星体和行星际物质等太阳系小天体组成。太阳的质量约占整个太阳系质量的99.86%.
真实比例下的太阳系天体
二、多层次的天体系统:太阳系和地月系
(1)最近的恒星——比邻星:4光年距离
(2)太阳的质量
【过渡】最重要且易考察的,
地月系
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
月球是地球唯一的天然卫星
图中的“蓝月亮”为科学家用计算机模拟出的银河系中一个可能孕育生命的天体,它本身不发光,但其上光照良好。完成下题。
1.“蓝月亮”应属于( )
A.行星 B.恒星 C.卫星 D.彗星
2.“蓝月亮”上的光可能来自( )
A.卫星 B.地球 C.行星 D.恒星
C
D
1.童谣中出现的天体,按先后顺序排列正确的是( )
A.恒星、行星、卫星
B.星云、恒星、行星
C.恒星、行星、小行星
D.恒星、小行星、流星体
A
2.儿歌中涉及的天体系统共有( )
A.1级
B.2级
C.3级
D.4级
B
“太阳大,地球小,太阳带着地球跑;地球大,月球小,地球带着月球跑。”重温儿时的童谣,完成1~2题。
【典型例题】
1.(2021·浙江7月学考,1)2021年5月19日,我国“祝融号”火星车成功传回第一批火星照片,引发人们去火星开辟第二家园的畅想。“祝融号”火星车降落到火星,表明其已离开( )
A.地月系 B.银河系
C.河外星系 D.可观测宇宙
√
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
金星是离地球最近的行星;水星、金星无卫星;木星、土星、天王星、海王星均带有光环;小行星带位于火星和木星之间。
类地行星
巨行星
远日行星
地内行星
地外行星
“太阳系八大行星示意图”
读“太阳系示意图”,思考八大行星的运动特征?(从方向、公转轨道思考)
同向性:绕日公转方向都是自西向东
共面性:公转轨道几乎处在同一平面上
近圆性:绕日公转的轨道近似圆形
从八颗行星的结构特征和运动特征来看,地球是太阳系中的一颗普通行星。
二、行星地球
1.普通性
中心天体 太阳
八大行星 类地行星 A______、B______、C______、D_______
巨行星 E______、F______
远日行星 G________、H________
小行星带 位于_______轨道和_______轨道之间
彗星 太阳系中最著名的是哈雷彗星
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2022年6月16日,空中出现难得一见的“七星连珠”奇观。此次“七星连珠”是太阳系中七颗行星几乎连成一线的现象。读图,完成1~2题。
1.图中与地球具有相似结构特征的行星是( )
A.甲、乙、丁 B.乙、丁、戊 C.丁、戊、己 D.己、庚、辛
2.“七星连珠”现象出现频率较低,主要是因为这七颗行星( )
①公转轨道具有近圆性 ②公转方向一致
③公转周期差异大 ④公转轨道具有共面性
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
A
C
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。如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
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
C
B
①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地球与太阳系其它七大行星具有共同的运动特征:同向性、共面性、近圆性。
1.地球的普通性
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高级智慧生物的天体。
2.地球的特殊性★
为什么地球会存在生命?
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外部环境
稳定的太阳光照,太阳处于壮年期,状态稳定。
安全的宇宙环境,大小行星各行其道,互不干扰。
40
日地距离适中,自转周期适中(24h),地球具有适宜的温度(15℃)。
有适宜的温度
适合生物呼吸的大气
地球上有液态水
内部环境★
具有适中的体积和质量,其引力可使气体聚集在地球周围,形成厚厚的大气层。
原始地球体积收缩、内部放射性元素衰变,地球温度不断升高,产生水汽,冷却凝结形成降水
日地距离适中,温度适宜,水呈液态。
二、行星地球
2.特殊性--唯一存在高级智慧生命的星球
生命存在所需必要条件 原因
外部条件 稳定的太阳光照 太阳正处于壮年,光照条件稳定
安全的宇宙环境 太阳系内,各行星各行其道,相互不干扰
内部条件 适合生物生存的大气层 地球体积与质量适中,使地球引力可使气体聚集在其周围。
液态水的存在 地球自转和公转的周期适中
适宜的温度 日地距离适中,自转周期适中
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知识补充
凌日或冲日现象发生的条件
①发生凌日现象的行星应为地内行星有水星和金星。当日、水星或金星、地球三者位于同一条直线上,且水星或金星位于日地之间可能发生凌日现象。
②冲日现象是指地外行星与太阳、地球排成一条直线,地球处在太阳与地外行星之间的状态(如下图所示)。
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知识网络结构
当堂检测
2022年12月8日,“火星冲日”奇观与“火星伴月”奇观相撞,最亮的火星与满月处于同一帧,无疑是一场罕见的视觉盛宴。下图为火星冲日形成示意图。据此完成1-2题。
1.“火星冲日”时,太阳、地球、火星出现了图示位置特征,体现了太阳系行星运动的( )
A.同向性 B.近圆性
C.共面性 D.连续性
2.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.火星上没有大气
3.运动中的天体相互吸引、相互绕转构成天体系统。图示范围内的天体系统共有( )
A.一级 B.两级 C.三级 D.四级
√
√
√
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①地球磁场 A.地球表面存在大气
②地球质量与体积 B.削弱到达地面的紫外线
③地球与太阳的距离 C.水经常处于液体状态
④地球大气中的臭氧 D.削弱宇宙射线对生命的伤害
将地球环境特点与生命物质存在的条件的关系连线:
练一练
练习
读下图,回答1~2题。
1.图中所示天体系统层次中的最低一级的是( )
A.地月系 B.总星系
C.银河系 D.太阳系
2.图中的M天体可能是( )
A.月球或水星 B.水星或金星
C.金星或木星 D.火星或土星
地球是太阳系中的一颗普通行星,然而地球贵在是一颗适于生物生存和繁衍的行星。虽然我们相信宇宙中还会有能够繁衍生命的星球,但是至今我们还没有发现它们。据此完成9~10题。
2.地球上具有适宜生命存在的温度条件,该条件形成的原因是( )
A.太阳的光照稳定 B.日地距离适中
C.地球的体积适中 D.地球的质量适中
3.(易错题)地球之所以有恰到好处的大气厚度和大气成分,这主要是因为( )
①生物循环作用 ②适宜的质量和体积 ③大气经过漫长的演化过程 ④地球的宇宙环境比较安全
A.①② B.③④ C.②③ D.①④
练习
4.下图是地球在太阳系中的位置图,据图回答下列问题。
(1)写出下列字母代表的行星名称。
A________;
C________;
D________。
(2)在图中绘出土星的公转方向。
(3)小行星带位于________星和________星轨道之间(填文字)。与E行星结构相似的行星是________星(填文字)。
水星
地球
天王星
略(逆时针)
火 木
木
练习
5.假设宇宙探测器向霍金构想的外星人播放地球在宇宙中的位置,表述正确的是( )
①位于小行星带中 ②与金星和火星相邻 ③是距太阳第三近的行星 ④位于太阳系中
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
6.若X星球上真有地外文明,那么X星球应该具备的条件是( )
①充足的水分 ②恰到好处的大气厚度和大气成分
③适宜的光照和温度范围 ④坚硬的地表
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
2020年是利用科学寻找外星生命的第60年。下图是英国科学家霍金构想的外星人的样子。读图,完成7~8题。
B
A
(20-21高一上·江苏徐州·期中)电影《流浪地球》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。根据材料完成下面小题。
7.“流浪地球”计划第一步的成功实施,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.适中的日地距离 C.适宜的温度条件 D.稳定的太阳光照
8.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.体积、质量巨大,吸引部分可能撞向地球的小天体
B.距离太阳更近,削弱了太阳射向地球的紫外线辐射
C.公转方向与地球一致,构成了安全稳定的宇宙环境
D.公转轨道在地球与小行星带之间,阻挡小行星撞击
C
A
《地球的宇宙环境》
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