内容正文:
地球的宇宙环境
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
哈雷彗星是猎户座流星雨的母彗星,每76.1年环绕太阳一周,是唯一能用肉眼直接从地球看见的短周期彗星,上一次回归是在1986年。下图示意哈雷彗星在太阳系中的运行轨道。据此完成下面小题。
1.哈雷彗星最靠近太阳的运行轨道介于( )
A.水星与金星之间 B.地球与火星之间
C.火星与木星之间 D.木星与土星之间
2.哈雷彗星形成猎户座流星雨是由于( )
A.哈雷彗星与猎户座内的小天体碰撞
B.哈雷彗星轨道残留颗粒与小行星带碰撞
C.哈雷彗星残留颗粒与地球大气摩擦燃烧
D.哈雷彗星经过猎户座时产生发光现象
3.推测下一次在地球肉眼可见哈雷彗星的时间最可能是( )
A.2042年 B.2062年 C.2100年 D.2150年
截至2022年9月15日,我国自主研发的火星探测器“天问一号”已在轨运行780多天,“祝融号”火星车累计行驶1921米。火星车现处于冬眠状态,预计在满足温度和能源两个特定条件后才能自主唤醒。图为“祝融号”火星车照片。据此完成问题。
4.“天问一号”与火星组成的天体系统类似于( )
A.地月系 B.太阳系 C.银河系 D.河外星系
5.唤醒“祝融号”的能源主要来自( )
A.自备电池 B.火星风能 C.太阳辐射 D.太阳活动
6.与火星相比,地球存在高级生命的主要条件是( )
A.有稳定的液态水 B.安全的宇宙环境
C.适中的自转周期 D.合适的质量体积
坐落于贵州平塘县的“中国天眼”(简称FAST)是世界最大单口径射电望远镜。截至目前,FAST已发现多颗新脉冲星,并且发现了一个来自约30亿光年的重复电信号,对探索地外文明具有重要意义。“生命宜居带”(图)是指恒星周围适合生命存在的最佳区域。完成下面小题。
7.推测FAST发现的重复电信号来自( )
A.太阳系 B.银河系 C.河外星系 D.可观测宇宙
8.在图示的“生命宜居带”内,影响生命出现最主要的因素是( )
A.大气成分 B.温度条件 C.大气厚度 D.行星体积
9.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
德国科学家最新研究发现,太阳系附近有三颗“超级地球”有可能存在外星生命。这三颗行星围绕天蝎座的一颗恒星运行,距离地球仅22光年。完成下列问题。
10.“超级地球”应属于( )
A.地月系 B.太阳系 C.银河系 D.河外星系
11.液态水的存在是地球生命起源和发展的重要条件之一,下列叙述中与地球“液态水存在”有密切关系的是( )
①地球上昼夜更替的周期较适中
②地球的质量和体积适中
③地球处于一种比较安全的宇宙环境之中
④地球与太阳的距离比较适中
A.①④ B.①② C.②③ D.②④
2019年1月3日上午10点26分,“嫦娥四号”探测器在月球背面的艾特肯盆地成功着陆,实现了人类探测器的首次月背软着陆。英国《卫报》刊文称,这是人类太空探索的一个里程碑。下图为嫦娥四号着陆器监视相机拍摄的玉兔二号巡视器走上月面影像图。据材料完成下面小题。
12.图中涉及的天体不属于( )
A.地月系 B.太阳系 C.银河系 D.河外星系
13.在太阳系中,地球的左邻右舍是( )
A.土星和木星 B.金星和火星 C.火星和土星 D.太阳和月亮
火星是地球的近邻,表面大气稀薄,大气成分以二氧化碳为主,昼夜长短接近地球,而昼夜温差却超过100℃。几十年来人类对火星的探测一直没有停止过。下图为太阳系示意图。据此完成下面小题。
14.火星上的夜晚可能观察到( )
A.美丽的银河横跨星空 B.金星在小行星中穿梭
C.土星遮住火星的卫星 D.圆圆的地球挂在天空
15.造成火星昼夜温差大的主要原因有( )
①白天大气对太阳辐射削弱小
②白天火星表面吸收大气辐射多
③夜晚火星表面吸收大气辐射少
④夜晚大气阻挡火星表面辐射多
A.②③ B.①③ C.②④ D.①④
二、非选择题:本题共2小题,共30分。
16.阅读材料,完成下列要求。(16分)
宜居星体带,也被称为“适合居住带”或“金发姑娘”区域,是指一颗恒星周围一定区间范围,行星在该范围内能够拥有适宜生命存在的条件。下表示意目前人类探测到的位于宜居星体带的部分行星特征。
母恒星
行星
名称
主要特征
名称
与地球距离
体积或质量
比邻星
质量约为太阳的1/9
比邻星b
约4.2光年
质量约为地球的3倍
开普勒-452
类似太阳的恒星
开普勒-452b
约1400光年
质量约为地球的5倍
开普勒-186
温度略低于太阳
开普勒-186f
约500光年
类地行星
(1)开普勒-452恒星和太阳同属的最低一级的天体系统是_______,日地距离约为_______千米。(4分)
(2)与地球相比,比邻星b行星与母恒星的距离应_______(填写“大于”或“小于”)日地距离,说出判断依据_______。(6分)
(3)开普勒-186f为类地行星,推测其可能存在生命的条件。(6分)
17.阅读图文资料,回答下列问题。(14分)
2024年9月5日第二届深空探测国际会议上,天问三号总设计师透露,我国天问三号任务计划在2028年前后完成两次发射任务,并实现火星样品返回地球。火星表面有稀薄的大气,密度相当于地球的1%,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。目前,火星正是远离地球的时候,地火的距离达到了3.18亿公里。从地球上发射出的无线电信号以光速传播,也要17.7分钟的时间才能抵达火星。因此,探测器完全依靠自主降落火星。下图为我国火星探测标识“揽星九天”示意图。
(1)写出“揽星九天”标识中字母对应的天体名称:B ,E ,属于巨行星的是 和 (填字母)。(8分)
(2)根据材料推测:在对火星表面探测过程中,探测器着陆时可能面临的困难。(6分)
1.答案:A参考答案
解析:据图可知,哈雷彗星最靠近太阳的运行轨道介于a-b之间,图中太阳系八大行星a-h依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,哈雷彗星最靠近太阳的运行轨道介于水星与金星之间,A正确,BCD错误。故选A。
2.答案:C
解析:猎户座流星雨的母体是哈雷彗星(每76.1年环绕太阳一周),其绕太阳运行时会释放大量尘埃颗粒(来自彗核的蒸发),这些颗粒沿彗星轨道分布形成“尘埃带”,每年10月下旬,地球穿过哈雷彗星留下的尘埃带,颗粒进入地球大气层摩擦燃烧,形成猎户座流星雨,C正确;流星雨并非天体碰撞的直接结果,而是残留颗粒被地球吸引进入大气的现象,A错误;小行星带位于火星与木星之间,而流星雨的形成与颗粒进入地球大气有关,与小行星带碰撞无关,B错误;哈雷彗星本身发光是反射太阳光,且“经过猎户座”是视觉上的星座位置变化,与流星雨的形成无关,D错误。故选C。
3.答案:B
解析:哈雷彗星上一次回归是在1986年,哈雷彗星每76.1年环绕太阳一周,下一次在地球肉眼可见哈雷彗星的时间最可能是2062年,B正确,ACD错误。故选B。
4.答案:A
解析:火星为行星,“天问一号”绕火星旋转,为卫星,组成的天体系统类似于地月系,A正确。故选A。
5.答案:C
解析:“祝融号”火星车装有太阳能电池板,主要依靠太阳辐射能作为其动力,C正确。故选C。
6.答案:A
解析:高级智慧生命的存在需要适宜的外部环境和自身条件。与目前的火星相比,地球存在高级智慧生命的主要条件是地球存在液态水,A正确;火星和地球都有安全的宇宙环境条件,B错误;火星自转周期、质量体积与地球相差不大,CD错误。故选A。
7.答案:C
解析:读题干“截至目前,FAST已发现多颗新脉冲星,并且发现了一个来自约30亿光年的重复电信号,”可知,该重复电信号来自约30亿光年的地方,银河系的直径为10万光年,该电信号远远超过太阳系、银河系直径范围,属于银河系之外的河外星系,河外星系是指银河系之外的其他星系,目前人类所观测到的河外星系达10亿个,而预计河外星系的总数可能有千亿以上,C正确。故选C。
8.答案:B
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,B正确;植被生长状况不是影响生命的主要因素,A错误;图中不能显示大气成分、大气厚度、行星体积对生命的影响,ACD错误。故选B。
9.答案:A
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;据图可知,如果太阳质量是现在的0.5倍,金星、地球、火星都没有位于宜居带,都不会出现生命,BCD错误。故选A。
10.答案:C
解析:依据材料信息,“超级地球”与地球的距离是22光年,超出了太阳系范围,而银河系的直径可达10万光年,故“超级地球”属于银河系,C正确。故选C。
11.答案:A
解析:“液态水存在”的关键因素是地球上有适宜的温度。地球上适宜的温度与适宜的日地距离、昼夜更替的周期有关,A正确;与地球的质量和体积、安全的宇宙环境无关,BCD错误。故选A。
12.答案:D
解析:“嫦娥四号”探测器在月球上,属于地月系,地月系属于太阳系,太阳系属于银河系,银河系属于可观测宇宙,地月系不属于河外星系,D正确,ABC错误。故选D。
13.答案:B
解析:根据所学可知,太阳系中的八大行星按距离太阳由近及远的顺序依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,则地球的左邻右舍是金星和火星,B正确,ACD错误。故选B。
14.答案:A
解析:火星上大气稀薄,能见度很高,夜晚可以观察到银河系,A正确;金星位于火星内侧的轨道运行,小行星带位于火星运行轨道与其外侧木星运行轨道之间,金星远离小行星带,故不可能看到金星在小行星中穿梭,B错误;土星在火星外侧轨道运行,二者相距较远,故土星不可能遮住火星的卫星,C错误;因地球公转轨道位于火星公转轨道之内,尽管夜晚可以短暂观察到地球,但由于地球体积较小,只能观察到地球较为明亮的光点,而不可能是圆圆的球体,D错误。故选A。
15.答案:B
解析:因为火星大气稀薄,白天对太阳辐射削弱少,气温高;夜晚大气保温作用差,大气逆辐射弱,火星表面吸收大气辐射少,导致气温较低。①③正确;白天火星大气的直接热源来自火星表面,因此不是火星表面吸收大气辐射多,②错误;火星大气稀薄,夜晚大气阻挡火星表面辐射少,④错误。综上,B正确。故选B。
16.答案:(1)银河系;1.5亿(4分)
(2)小于(2分);理由:母恒星比邻星质量、体积较太阳小,向外辐射的能量较太阳偏少;为满足宜居带行星表面适宜的温度条件,该行星与母恒星的距离应偏近。(4分)
(3)固态表面,有支撑生命活动的固态岩石基础;质量与地球类似,可以保障该行星有适宜厚度的大气层;自转周期和公转周期与地球类似,可以保障该行星表面有适宜的温度。(6分)
解析:(1)天体系统具有层级结构,太阳属于银河系,开普勒-452是类似太阳的恒星,因此二者同属的最低一级天体系统为银河系。日地距离约为1.5亿千米。
(2)与地球相比,比邻星b行星与母恒星的距离应小于日地距离,判断依据:母恒星“比邻星”的质量仅为太阳的1/9,质量、体积远小于太阳,向外辐射的能量也显著少于太阳。“宜居星体带”的核心是行星能拥有适宜生命的温度,因此,为了获得足够热量维持适宜温度,比邻星b与母恒星(比邻星)的距离需比日地距离更近。
(3)开普勒-186f为“类地行星”,“类地”特征为生命存在提供了潜在可能:固态表面:拥有支撑生命活动的固态岩石基础,为生命提供栖息环境与物质循环载体;质量与地球类似:足够的质量可吸引并保留大气,形成“适宜厚度的大气层”,为生命提供气体交换、保温等条件;自转/公转周期与地球类似:能维持行星表面温度的稳定性,避免极端温差,保障生命所需的“适宜温度”。
17.答案:(1)金星;木星;E;F(8分)
(2)火星表面风速大,探测器安全着陆难度大;火星表面砾石遍布,探测器平稳着陆难度大;火星常发生沙尘暴,对探测器干扰大。(6分)
解析:(1)按照太阳系八大行星距离太阳由近及远的顺序依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。标识中,B处于距离太阳第二近的位置为金星;E处于距离太阳第五近的位置为木星。巨行星包括木星和土星,在标识中E代表木星,F代表土星。
(2)材料中提到“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”,如此大的风速会对探测器的降落过程产生强大的冲击力,增加探测器安全着陆的难度,可能导致探测器在降落时偏离预定着陆点,甚至被强风损坏;“火星地表沙丘、砾石遍布”,这意味着火星表面地形复杂且不平整。探测器在着陆时,砾石等障碍物可能会阻碍其平稳降落,增加着陆过程中发生碰撞损坏的风险,使探测器平稳着陆的难度增大;由于“火星常有沙尘暴发生”,沙尘暴发生时,沙尘悬浮在空中,会严重影响探测器的视线和传感器性能,干扰探测器的导航和数据传输,导致探测器难以准确判断着陆环境和自身状态,从而影响着陆的准确性和安全性。
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