第1章 第1节 地球的宇宙环境-【金版教程】2025-2026学年高中地理必修第一册创新导学案Word（人教版）

该高中地理导学案围绕地球的宇宙环境展开，核心知识点包括天体和天体系统的类型及层级，行星地球的普通性与特殊性。课堂导入通过天问三号火星取样返回任务的发射窗口问题，结合地球和火星的位置关系，引导学生从天体类型及特征入手，逐步构建天体系统层级，再过渡到行星分类和地球生命存在条件的学习支架。 该资料以最新航天案例为特色，如“欧罗巴快帆船”探测器等，通过主题探究活动培养学生综合思维，设计绘制天体系统层次图等任务提升地理实践力，习题结合天文现象情境，帮助学生在分析问题中深化区域认知，理解学科特色的学习方法。

地理　必修　第一册　RJ 第一节　地球的宇宙环境 2025年4月24日，在第十个“中国航天日”启动仪式上，中国国家航天局面向国际社会发布《天问三号火星取样返回任务国际合作机遇公告》。天问三号探测器计划于2028年前后发射，2030年前后实施火星采样返回。向火星发射探测器需要等待合适的“发射窗口”。按照科学家的推算，每隔约26个月，会有一段时间是发射火星探测器的最佳窗口期。决定最佳窗口期的关键因素是什么？ 提示　火星与地球的位置关系。地球和火星绕日公转，每隔约26个月，地球会运行到与火星最近的位置，此时是发射火星探测器的最佳窗口期。 运用资料，描述地球所处的宇宙环境。 学业质量标准 天体和天体系统 行星地球 水平1 通过观察影像资料，辨认主要天体类型。(综合思维) 知道地球在宇宙中的位置。(区域认知) 水平2 通过图表资料，归纳主要天体的特征。(综合思维) 指出八大行星的运动特征和结构特征。(综合思维) 水平3 根据图表资料，说明天体系统的层级关系。(综合思维) 通过地理资料，归纳地球的普通性和特殊性的含义。(综合思维) 水平4 绘制天体系统层次图，分析说明宇宙探索的意义。(地理实践力) 通过图表资料，探讨行星运动特征形成机制，分析存在生命的地理条件。(综合思维) 一　地球在宇宙中的位置 1．天体 (1)概念：宇宙中物质存在的形式。 (2)主要类型：恒星、星云、行星、流星体、彗星等。 星云 由气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体 恒星 由炽热气体组成、能自己发光的天体 行星 绕恒星运行的天体，靠反射恒星的光而发亮 卫星 环绕行星运转的天体 2．天体系统 (1)形成：运动中的天体相互吸引、相互绕转。 (2)级别：从低到高的级别，依次为地月系、太阳系、银河系、可观测宇宙。 地月系 由地球和月球组成，中心天体是地球 太阳系 由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质等构成，中心天体是太阳 银河系 由太阳和众多恒星组成的恒星系统 可观测宇宙 由银河系和现阶段所能观测到的河外星系组成 1．判断正误。 (1)最基本的天体是恒星和行星。(×) (2)夜晚看到的星星皆为恒星。(×) 2．月球不属于(　　) A．地月系 B．太阳系 C．银河系 D．河外星系 答案：D 解析：月球属于地月系，地月系属于太阳系，太阳系属于银河系；月球不属于河外星系。 3．试举例说明哪些是自然天体？哪些是人造天体？ 提示　自然天体：太阳、北极星、月球等。人造天体：宇宙飞船、嫦娥六号、空间站等。 二　行星地球 1．行星的类别 类地行星 水星、金星、地球、火星 巨行星 木星、土星 远日行星 天王星、海王星 2.地球的普通性与特殊性 1．判断正误。 (1)土星是太阳系中最大的行星。(×) (2)地表温度适宜仅指地表平均温度适宜。(×) 2．有关行星的组合，不正确的是(　　) A．水星—类地行星 B．木星—巨行星 C．金星—类地行星 D．海王星—巨行星 答案：D 解析：海王星属于远日行星。 3．地球表面具有适宜的温度是生命存在的条件，地表温度适宜的主要形成条件是什么？ 提示　日地距离适中、地球的自转和公转周期适中等。 主题探究1　天体和天体系统 材料一　北京时间2025年5月13日02时09分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号丙运载火箭，成功将通信技术试验卫星十九号发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。该卫星主要用于开展多频段、高速率卫星通信技术验证。 材料二　下图为天体系统示意图。 据此探究下列问题： (1)材料中被送入预定轨道的通信技术试验卫星十九号是否属于天体？请说出判断依据。 (2)被送入预定轨道的通信技术试验卫星十九号将和哪个天体组成天体系统？与该天体系统同级的天体系统名称是什么？ (3)判断材料二中四个天体系统名称。 (4)作为天体，地球和太阳的本质区别是什么？ [成果展示]　(1)属于。通信技术试验卫星十九号已发射成功，进入宇宙空间的预定轨道，属于人造天体。 (2)地球。地月系。 (3)甲—可观测宇宙，乙—银河系，丙—太阳系，丁—地月系。 (4)太阳属于恒星，体积和质量大，能自身发光。地球属于行星，体积和质量小，自身不能发光，靠反射太阳光发亮。 1．天体的判断 (1)天体的判断 一看位置：它是不是位于地球的大气层之外，独立存在于宇宙中。进入大气层、落回地球、地表的物体不是天体。 二看实质：它是不是宇宙中的物质，一些自然现象不属于天体。 三看运转：它是否在一定的轨道上独自运动，依附在天体上运行的物质不属于天体。 例如，判断流星体、流星现象与陨星是否属于天体。 (2)天体类型的判断 据天体的结构特征和运动特征判断天体类型。 2．天体系统的层次与判断 (1)天体系统的判断 判断天体系统的条件：相互吸引、相互绕转。如地球和月球构成天体系统，北斗七星没有构成天体系统。 (2)天体系统的层次 基本方法：据中心天体和绕转特征判断。 2024年12月17日2时50分，长征二号丁运载火箭在太原卫星发射中心点火升空，随后以一箭四星的方式把女娲星座卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。据此完成(1)～(2)题。 (1)女娲星座卫星成为天体的时间是(　　) A．点火发射起飞时 B．穿越大气层时 C．进入预定轨道后 D．返回到地面时 (2)女娲星座卫星进入预定轨道后与地球组成的天体系统类似于(　　) A．可观测宇宙 B．银河系 C．太阳系 D．地月系 [科学思维]　天体和天体系统的分析思路 类题透析 思路点拨 天体的判断 天体是宇宙中物质存在的形式，在宇宙中有自己独立的运行轨道。附着于某天体的物体不属于天体 进入预定轨道的女娲星座卫星，有自己独立的运行轨道，属于天体 天体系统的判断 根据中心天体和绕转特点判断 组成的天体系统的中心天体为地球，与其级别相同的天体系统为地月系 [答案]　(1)C　(2)D 主题探究2　行星地球 2019年11月18日，美国研究人员在英国《自然·天文学》杂志上发表报告称，首次在木星卫星木卫二的大气中检测到水，为木卫二冰面数英里之下可能存在海洋提供了证据。2021年5月28日消息称，某项研究认为：木卫二可能具有足够的内部热量来熔化部分岩石层，形成海底火山。为此木卫二被视作人类探寻地外生命的重要目的地之一。2024年10月14日，“欧罗巴快帆船”搭乘美国太空探索技术公司的“猎鹰重型”运载火箭从佛罗里达州肯尼迪航天中心升空，将探索木星卫星木卫二表面是否有适宜生命存在的条件。木卫二的直径为3 138千米，质量不足地球的1/100。上图为木卫二模拟图。 据此探究下列问题： (1)为什么要证实木卫二上存在海洋和海底火山？ (2)与地球相比，木卫二存在生命的不利条件是什么？ (3)试比较木星、地球的结构特征。 [成果展示]　(1)若木卫二存在生命，则需要具备与地球相似的条件，包括适宜的温度、大气、液态水等。如果木卫二上存在海洋，则具备了存在生命的条件之一——液态水。如果木卫二上能够形成海底火山，则冰面数英里之下的海洋就具备了存在生命的又一个条件——适宜的温度。 (2)木卫二距太阳较远，表面温度低；木卫二体积、质量较小，大气层稀薄。 (3)木星属于巨行星，距太阳远，体积和质量大，密度小；地球属于类地行星，体积和质量小，密度大。 1．地球的普通性——据运动特征和结构特征判断 (1)八大行星运动特征 (2)八大行星结构特征 在太阳系的八颗行星中，水星、金星、地球、火星更靠近太阳，有固体表面，体积较小，称为类地行星。木星、土星、天王星和海王星远离太阳，主要由气体构成，其中木星、土星因体积巨大，称为巨行星，天王星、海王星因与太阳相距很远，称为远日行星(如下图所示)。地球的体积、质量与太阳系中其他行星相比没有特殊性。 2．地球的特殊性——存在生命的行星 (1)地球存在生命的外部条件 外部条件主要是针对地球所在天体系统的宇宙环境而言。 (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、适合生物生存的大气和液态水的存在。 2024年8月，欧洲航天局发射的“木星冰卫星探测器”成功实现全球首次月球—地球飞越，利用地球引力“抄近路”途经金星抵达木星。预计“木星冰卫星探测器”将在2031年7月抵达木星。下图为探测器主要任务阶段示意图。读图，完成(1)～(2)题。 (1)与地球相比，木星(　　) ①体积、质量更大　②公转方向不同　③天然卫星数量更多　④距离太阳更近 A．①② B．①③ C．②④ D．③④ (2)探测器的主要任务是寻找木星卫星冰冻外壳下可能隐藏的大量液态水，这最有可能作为关键依据用于判断该天体存在(　　) A．磁场 B．大气层 C．圈层结构 D．生命 [科学思维]　地球的普通性和特殊性的分析思路 类题透析 思路点拨 普通性 结构特征：八大行星分为类地行星、巨行星和远日行星；运动特征：八大行星具有共面性、近圆性和同向性；八大行星距日由近及远为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星 木星为巨行星，质量、体积大于地球；太阳系八大行星公转具有同向性；地球只有一颗天然的卫星，木星天然卫星数量多；相比地球，木星距离太阳更远 特殊性 存在生命的条件包括安全的宇宙环境和适宜的自身条件(温度、液态水和大气) 木星卫星冰冻外壳下可能隐藏的大量液态水，是其孕育生命的条件之一 [答案]　(1)B　(2)D 地理实践力——天体观测 2025年4月2日，上海交通大学JUST光谱望远镜基建项目在青海省海西蒙古族藏族自治州冷湖天文观测基地正式启动建设。建成后，将标志着国产大型通用型光谱望远镜实现零的突破。项目建成后将开展三个方向的研究工作：探索黑暗宇宙、追踪动态宇宙、寻找系外行星。天文望远镜的选址有什么要求？用天文望远镜可以观测到太阳系哪些特殊的天文现象？ 1．天文观测基地选址条件 (1)自然条件 ①地理位置：纬度高，星空起落幅度小，利于观测；纬度低，观测星空范围广；夜长，连续观测时间长；南半球观测南天区，北半球观测北天区。 ②气象条件：晴天多，云量少，大气透明度好；风速小，大气湍流少。 ③地形条件：地势高，空气稀薄，大气透明度好；海拔高，视野开阔。 (2)人文条件 附近地区人口稀少(远离城市)，光污染小；大气污染少；干扰小；技术设备；政策等。 2．太阳系特殊的天文现象 (1)日食和月食 (2)凌日和冲日 ①行星凌日是指地内行星恰好从地球与太阳之间经过，地球上的观察者就会看到有一个黑点从太阳圆面通过。 ②行星冲日是指地外行星运行到与太阳、地球形成一条直线的状态。 一般来讲，冲日时，行星最亮，也最适宜观测。 3．月掩星 当地球、月球、星星位于一条直线上，且月球位于两者之间，月球遮住了遥远的星星，即为月掩星。可分为月掩行星、月掩恒星。 “月掩金星”是指金星被月球掩盖的自然现象，此时月球运行到地球和金星中间，且连成一条直线，与日全食的原理相似。下图示意部分天体及其运行轨道。据此完成1～2题。 1．与“月掩金星”现象密切相关的条件是(　　) A．行星公转轨道具有同向性 B．行星自转轨道具有共面性 C．行星公转轨道具有近圆性 D．行星公转轨道具有共面性 答案：D 解析：“月掩金星”现象发生时，地球、月球和金星大致位于一条直线上，行星公转轨道具有共面性，有利于“月掩金星”现象的发生，D项正确。 2．“月掩金星”现象发生时，月球和金星在上图中的位置分别是(　　) A．①② B．②③ C．①③ D．②④ 答案：C 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，且三者位置呈一条直线，因此月球和金星可能分别位于①③位置，C项正确；①②都是月球轨道，不是金星轨道，A项错误；月球和金星分别位于②④位置、②③位置时，月球不在地球和金星中间，B、D两项错误。 [教材第4～5页活动] 思路点拨　1.略。 2．(1)进行记录时，“月亮水平方位”可用“正西”“西偏南×度”等方式，“月亮高度角”直接用角度记录，月亮形状可用1/10、2/10、3/10等分数表达，也可考虑绘图方式，最好注明月面朝向(东或西)。 (2)逐日观测并做好记录。 (3)月相逐月变化图。 3．观测记录前半月，即农历初一到十五，后半月的情况可根据前半月观测记录进行推测，将推测结果同样填入表格，然后对月亮位置和月亮形状的逐日变化进行总结。 难度 　题号 知识点 ★ ★★ 地球在宇宙中的位置 1，2，4，11(1)(2) 11(3)(4) 行星地球 3，5，7，8 6，9，10，12 时间：45分钟　满分：100分 一、选择题(共10小题，每小题5分，共50分。每小题只有一个选项符合题目要求) 2023年8月12日至13日出现英仙座流星雨，画面十分壮观。英仙座流星雨是北半球三大流星雨之一，母体来自斯威夫特·塔特尔彗星。下图示意某天文爱好者观察英仙座流星雨时所拍摄的流星雨照片。据此完成1～3题。 1．英仙座流星雨(　　) A．母体近日时彗尾较短 B．流星体来自太阳系内的彗星小残片 C．母体由坚硬岩石组成 D．流星体来自火星和木星间的小行星 答案：B 解析：由材料可知，英仙座流星雨的母体来自斯威夫特·塔特尔彗星。彗星是太阳系中的一类小天体，主要由冰物质组成，离太阳近时彗尾较长，A、C、D三项错误；英仙座流星雨是由斯威夫特·塔特尔彗星所抛撒的颗粒滑过大气层所形成，其流星体本质是来自太阳系内的彗星小残片，B项正确。 2．此次流星雨所在天体系统有(　　) ①银河系　②地月系　③太阳系　④河外星系 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 答案：A 解析：流星雨是流星体与地球大气层摩擦的结果，所在天体系统有地月系，地月系属于太阳系、银河系，不属于河外星系，①②③正确，④错误。故选A项。 3．此次流星雨现象说明地球(　　) A．属于英仙座 B．与其他行星公转轨道具有共面性特点 C．距离太阳遥远 D．大气层对地球生物具有保护作用 答案：D 解析：由于地球有大气层的保护，当流星体穿过大气层时，因高速摩擦而燃烧；大部分流星体质量较小，在穿过大气层时就燃烧殆尽，只有少数能到达地球表面，说明大气层对地球生物具有保护作用，D项正确。 木卫二，又称欧罗巴，体积大小与月球相似，表面覆盖着一层厚厚的冰，被视为在太阳系内寻找地球以外生命存在条件的最佳地点之一。2024年10月14日，“欧罗巴快帆船”号探测器在美国佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空，预计2030年4月到达木星。据此完成4～5题。 4．“欧罗巴快帆船”号到达木星过程中将必须经过的行星轨道是(　　) A．水星轨道 B．火星轨道 C．土星轨道 D．海王星轨道 答案：B 解析：结合所学知识可知，太阳系八大行星自内向外依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。因此“欧罗巴快帆船”号到达木星过程中将必须经过的行星轨道是地球轨道和木星轨道之间的火星轨道，B项正确。 5．木卫二被视为探索地外生命目的地，其主要原因是(　　) A．宇宙环境安全 B．太阳辐射强烈 C．平均气温适宜 D．可能存在海洋 答案：D 解析：木卫二被视为探索地外生命目的地，其主要原因是表面覆盖着一层厚厚的冰，可能存在海洋，D项正确；太阳系八大行星均具有安全的宇宙环境，宇宙环境安全不是木卫二被视为探索地外生命目的地的主要原因，A项错误；木卫二距离太阳较远，太阳辐射较弱，平均温度较低，B、C两项错误。 地球相似度指数是用来衡量其他行星与地球相似程度的量化指标。地球相似度指数值越接近1，表示类地行星与地球越相似，从而判断其宜居性。近年来，科学家发现一颗与地球相距16光年，名为格利泽的行星，其地球相似度指数较高。据此完成6～8题。 6．推测地球相似度指数中重要的衡量标准包括(　　) ①行星寿命　②半径大小和质量　③土壤成分　④与恒星距离　⑤自转和公转周期 A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．②④⑤ 答案：D 解析：推测地球相似度指数中重要的衡量标准主要是地球上存在生命的条件，如半径大小和质量影响大气层，从而影响温度，与恒星距离影响温度，自转和公转周期影响温度，②④⑤正确；行星寿命和土壤成分不是地球上存在生命的必备条件，①③错误。故选D项。 7．地球相似度指数高的行星(　　) A．在天体系统宜居带内 B．与地球半径一致 C．与地球自转周期相同 D．与地球距离较近 答案：A 解析：地球相似度指数高的行星具有宜居性，应在天体系统宜居带内，A项正确；与地球半径和地球自转周期不一定一致或相同，有适宜的半径和自转周期即可，B、C两项错误；地球相似度指数高的行星应与其所在的恒星系统中的恒星距离适中，与距地球远近无关，D项错误。 8．与地球相比，下列关于土星没有生命存在的原因，叙述正确的是(　　) A．公转速度慢导致温度更低 B．体积、质量远远小于地球 C．缺少适合生物呼吸的大气 D．宇宙环境不够安全稳定 答案：C 解析：土星距离太阳远，导致温度更低，A项错误；土星体积、质量远远大于地球，B项错误；土星缺少适合生物呼吸的大气，是土星没有生命存在的主要原因，C项正确；太阳系中大小行星各行其道，土星的宇宙环境安全稳定，D项错误。 轨道倾角是指其他行星公转轨道面与地球公转轨道面的夹角。偏心率是椭圆焦点到中心的距离与椭圆半长轴之比，它决定椭圆的形状。下图为行星绕日轨道倾角与偏心率曲线图。据此完成9～10题。 9．轨道倾角和偏心率最大的是(　　) A．水星 B．土星 C．天王星 D．海王星 答案：A 解析：据图中曲线可知，水星的轨道倾角和偏心率最大。 10．根据曲线a、b可知，行星绕日运动具有的特征是(　　) A．共面性，同向性 B．近圆性，特殊性 C．同向性，近圆性 D．共面性，近圆性 答案：D 解析：据图中曲线a、b可知，太阳系八大行星的轨道倾角不大，说明具有共面性；偏心率不大，说明具有近圆性。 二、综合题(共2小题，共50分) 11．阅读图文材料，完成下列要求。(26分) 材料一　2004年，我国正式开展月球探测工程，命名为“嫦娥工程”。2020年7月23日，天问一号在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空，成功进入预定轨道；2021年5月22日，“祝融号”火星车安全驶离着陆平台到达火星表面开始巡视探测。2021年10月14日，我国在太原成功发射了首颗太阳探测科学技术实验卫星“羲和号”。 材料二　2024年6月4日，“嫦娥六号”完成世界首次月球背面采样和起飞。月球表层取样完成后，“嫦娥六号”着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开，这面五星红旗的原材料是玄武岩，是技术含量很高的“石头版”织物国旗。图一为月球表面示意图，图二为月球背面展开的红旗。 (1)分别指出“嫦娥”“祝融”“羲和”的探测对象的天体类型。(6分) (2)火星、太阳和入轨的天问一号构成的天体系统中级别最低的是________，并画出天体系统绕转示意图。(10分) (3)结合月球表面自然环境特征，推测“石头版”织物国旗具有的突出特点。(6分) (4)观察月球表面示意图，可见月球表面坑坑洼洼，试解释其原因。(4分) 答案：(1)“嫦娥”的探测对象月球是卫星；“祝融”的探测对象火星是行星；“羲和”的探测对象太阳是恒星。 (2)火星和天问一号组成的天体系统(行星系)　画图如下： (3)耐辐射、耐高温和低温、强度高。 (4)月球质量、体积很小导致其引力小，大气稀薄，从而使其缺少大气层的保护，经常受到其他天体的撞击。 解析：第(1)题，由材料并联系所学知识可知，“嫦娥”探测对象是月球，月球属于卫星；“祝融”探测对象是火星，火星属于行星；“羲和”探测对象是太阳，太阳属于恒星。第(2)题，据所学知识可知，火星和天问一号组成行星系；火星和太阳组成恒星系，行星系级别低于恒星系。用不同大小的圆圈表示火星、太阳和天问一号，天问一号绕火星运动，火星绕太阳运动，并画出运行轨道。第(3)题，月球表面自然环境具有真空、强辐射、昼夜温差大等特征。据此推测“石头版”织物国旗具有以下突出特点：耐辐射，能抵御强烈的宇宙辐射；耐高温和低温，适应月球表面昼夜温差极大的环境；由于月球上没有大气层保护，可能会遭受陨石等的撞击，国旗需要有较高的强度，不易破损。第(4)题，结合所学知识可知，宇宙中有着很多的陨石等天体随意飘荡着，有一部分会撞向月球，月球因为质量、体积很小导致其引力小，大气稀薄，使月球缺少大气层的保护，陨石可以直接撞击到月球表面形成众多陨石坑。 12．阅读材料，完成下列要求。(24分) 火星可能成为第一个人类移民的行星。下表为地球与火星资料对照表。 地球 火星 与日平均距离(百万千米) 149.6 227.9 表面均温(℃) 15 －63 体积(地球为1) 1.000 0.150 质量(地球为1) 1.00 0.11 大气主要成分 N2、O2 CO2 大气密度(地球为1) 1.00 0.01 自转周期 23时56分 24时37分 公转周期 1年 1.9年 (1)作为行星，火星和地球在结构特征方面的相同点是什么？(8分) (2)根据表中信息，说明火星大气和地球大气的主要差异。(4分) (3)指出火星表面均温低的主要原因。(6分) (4)指出火星上不适合人类生存的主要原因。(6分) 答案：(1)都是类地行星；与太阳的距离相差不大；平均密度较大；有固体表面等。 (2)火星大气稀薄，缺少适合生物呼吸的氧气。 (3)距离太阳较远；公转周期较长；大气稀薄。 (4)大气稀薄(密度低)，缺少氧气；平均温度较低(昼夜温差大)；缺少液态水等。 解析：第(1)题，从行星分类、表面性质、平均密度、与太阳的距离等方面说明。第(2)题，从表格中可以读出各自的大气密度和主要成分。火星大气稀薄，缺少适合生物呼吸的氧气。第(3)题，行星表面的温度主要受距离太阳的远近、公转周期等因素的影响。第(4)题，从大气成分、温度、液态水等方面分析。 1 学科网（北京）股份有限公司 $