内容正文:
第1讲 宇宙中的地球
[课程标准] 1.运用资料,描述地球所处的宇宙环境,说明太阳对地球的影响。2.运用示意图,说明地球的圈层结构。3.运用地质年代表等资料,简要描述地球的演化过程。
[基本概念] 天体、天体系统、太阳辐射、太阳活动;化石、地层、地质年代、圈层结构。
[体系架构]
课时5 地球的宇宙环境
考点1 宇宙与地球
1.宇宙
(1)宇宙的物质性——天体
①概念:宇宙中有多种多样的物质,这些物质统称为天体。
②类型:星云、恒星、行星、卫星、彗星、流星体、星际物质等。
③最基本的天体:恒星和星云。
特别提醒 天体类型
天体可分为自然天体和人造天体。人造天体有人造卫星、宇宙飞船、国际空间站等。但应注意人造航天器只有在离开地球进入宇宙空间运行时,才能被称为天体。
(2)宇宙的运动性和层次性——天体系统
①概念:宇宙处在不停地运动和变化之中。天体之间相互吸引、相互绕转,构成不同级别的天体系统。
②层级关系:目前所知的天体系统分为四级。从小到大依次是地月系、太阳系、银河系、可观测宇宙。
回归教材 读必修第一册教材第4页图1-1-6“天体系统示意”,写出天体系统的层次。
答案
2.地球
(1)普通性
①在上图中短线处用箭头画出八颗行星的公转方向。
答案 逆时针,见下图:
②八大行星分类
③运动特征
④地球的结构特征与其他类地行星(水星、金星和火星)有许多相似之处。
特别提醒
①金星的自转方向与其他行星相反,在金星上看,太阳西升东落。
②哈雷彗星公转方向与八大行星不同。彗尾背向太阳,且离太阳越近彗尾越长。
回归教材 读必修第一册教材第9页表1-1-1“八大行星物理性质”,与其他行星相比,说出火星与地球最接近的物理性质。
答案 与太阳的距离、质量、体积、公转周期、自转周期、表面大气平均温度都很接近。
(2)特殊性——存在生命
①和谐的外部条件——“稳定”和“安全”
②适宜的自身条件——“三个适中”
1.太阳系天体运行轨道示意图的判读
(1)看方向
太阳系天体运行轨道示意图中的方向要根据文字材料或图示信息来判断:如果是从北极上空俯视,则绕日公转方向为逆时针,地球自转方向也为逆时针,方向均为自西向东。
(2)看天体运行轨迹
看天体是绕太阳运行还是绕行星运行:如果绕太阳运行则可能为行星或者可能为彗星,如果是绕行星运行则可能为卫星。
(3)看相对位置关系
凌日:当某一地内行星(水星、金星)运行到太阳和地球中间,在地球上可以看到该行星“凌日”的现象。
冲日:当某一地外行星(火星、木星、土星、天王星、海王星)与太阳、地球大致在同一条线上,且地球位于太阳与该行星之间,则在地球上可以看到该行星“冲日”现象,这时的行星最亮,易于观测。
2.“四看法”判定生命的存在
(上海地理)太空中隐藏着无限的奥秘,人类对太空的探索越来越深入……据此回答1~2题。
1.人类在探月过程中发现,月球表面覆盖着厚厚的月壤。月壤的形成主要是由于月球表面( )
A.平均温度过低 B.平均温度过高
C.温度变化无常 D.昼夜温差过大
2.2018年我国将发射嫦娥4号飞行器,实现人类首次在月球背面软着陆。飞行器在月球表面会受到诸多来自宇宙空间的威胁,其中人类难以估计的威胁可能是月球表面( )
A.空气太稀薄 B.宇宙辐射太强
C.陨石撞击太多 D.月球引力太小
[关键信息点拨]
月球表面是真空状态,没有大气和水,白天没有大气对太阳辐射的削弱作用,月球表面温度高;夜间没有大气月球表面的保温作用,月球表面温度低,昼夜温差大,导致月球表面受到强烈的热胀冷缩和物理风化作用,表面岩石破碎形成厚厚的月壤。
由于月球表面是真空状态,没有大气的保护,因而月球表面陨石撞击密集,对飞行器的安全威胁大。
[地理原理再现] 大气对生命存在和发展的作用
描述大气对生命存在和发展的作用。
答案 ①厚厚的大气层可以减少小天体对地表的撞击。②大气对太阳辐射的削弱作用和保温作用使地表昼夜温差相对较小。③大气中的氧气可供生物呼吸,臭氧等可以使生物免受过多太阳紫外线的伤害。
答案 1.D 2.C
考向1 通过“天体”考查“综合思维”
2023年10月26日,“神舟十七号”载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空,将我国3名航天员顺利送入距离地表约400 km的中国空间站。空间站外部温度高低交替,最高温度达到200 ℃,最低温度达到-120 ℃。结合所学知识,完成1~3题。
1.下列有关航天员在太空生活的描述,可信的是( )
A.可见大量流星划过天幕
B.使用哑铃健身
C.运动后汗水不能直流
D.手中的五星红旗迎风飘扬
2.下列属于天体的是( )
A.待发射的神舟飞船 B.陨石
C.着陆的返回舱 D.太空中的空间站
3.空间站外部温差大的直接原因是( )
A.距离太阳较近 B.月球体积质量较小
C.大气层稀薄 D.距离地球较远
答案 1.C 2.D 3.C
解析 第1题,流星是陨石穿过大气层过程中与大气摩擦燃烧形成的,空间站所处的高度大气稀薄,不会看到大量流星划过天幕,A错误;空间站处于失重状态,使用哑铃健身不能达到运动效果,B错误;汗水由于失重不能直流,C正确;太空中航天员所处的环境没有风,D错误。第2题,待发射的神舟飞船、着陆的返回舱、陨石均在地球上,是地球的一部分,不属于天体,A、B、C错误;太空中的空间站距离地球400 km左右,位于地球大气层之外,属于人造天体,D正确。第3题,空间站距离地表400 km左右,大气稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用和大气的保温作用都较差,白天升温快,夜晚降温快,所以空间站外部温差大,C正确。
考向2 通过“生命存在的条件”考查“区域认知”
(2024·湖南长沙模拟)“月掩金星”是指金星被月球掩盖的自然现象,与日全食的原理相似。2023年3月24日,我国部分地区观测到了这一难得的天文奇观。下图为“部分天体及轨道示意图”。据此完成4~5题。
4.本次“月掩金星”发生时,金星和月球可能分别位于( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
5.与地球相比,下列关于金星没有生命存在的原因,叙述正确的是( )
A.距离太阳更远,温度更低
B.体积、质量远小于地球
C.缺少适合生物呼吸的大气
D.宇宙环境不安全
答案 4.C 5.C
解析 第4题,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,且三者位于同一条直线上,因此金星和月球可能分别位于②③位置,故选C。第5题,金星是地内行星,距离太阳更近,A错误;金星属于类地行星,体积、质量与地球相近,B错误;金星的大气主要由温度较高的二氧化碳组成,缺少适合生物呼吸的大气,所以没有生命存在,C正确;太阳系八大行星的宇宙环境都是相对安全的,D错误。故选C。
考点2 太阳
1.太阳辐射
(1)概念:太阳源源不断地以电磁波的形式向宇宙空间放射能量的现象。
(2)能量来源:太阳核心物质的核聚变反应。
(3)对地球的影响
①直接为地表提供光能和热能,维持地表温度,为生物繁衍生长、大气和水体运动等提供能量。
②地质历史时期形成的煤炭和石油,其能量也来自太阳辐射。
③人类生产、生活的新能源。
2.太阳活动
(1)概念:太阳大气层的变化。
(2)类型及分布
字母
A
B
C
太阳大气层
光球层
色球层
日冕层
太阳活动类型
太阳黑子
耀斑和日珥
日冕物质抛射
(3)太阳黑子周期:约11年。
(4)描述太阳活动对地球的影响。
答案 导致电离层的扰动,影响无线电短波通信;扰动地球磁场,产生“磁暴”现象;对天气、气候会产生一定影响;高能带电粒子“轰击”地球高层大气,在两极上空出现极光现象。
1.影响太阳辐射强弱的因素
2.全球太阳辐射的分布
(1)空间分布
不同纬度分布
由低纬度地区向高纬度地区递减
相同纬度分布
由沿海向内陆递增;一般情况下,地势高处太阳辐射强,地势低处太阳辐射弱
(2)时间分布:夏季太阳辐射强于冬季。
3.我国年太阳辐射总量的空间分布
从总体上看,我国年太阳辐射总量从东部沿海向西部内陆递增,高值中心在青藏高原,低值中心在四川盆地。具体分布如下图所示:
4.太阳能电站的建设
(2023·6月浙江选考)塔式光热发电是利用成千上万个独立跟踪太阳的定日镜,将阳光聚集到镜场中心的集热塔,通过能量转换来发电。下图1为“青海某地塔式光热发电场景观图”,图2为“定日镜工作原理示意图”。完成1~2题。
1.与浙江省相比,当地布局光热发电场的优势区位因素有( )
①土地 ②太阳辐射 ③劳动力 ④电网分布
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
2.定日镜工作期间,镜面朝向(图2所示)的水平和垂直转动方向分别是( )
A.顺时针 先逆时针后顺时针
B.顺时针 先顺时针后逆时针
C.逆时针 先顺时针后逆时针
D.逆时针 先逆时针后顺时针
[关键信息点拨]
塔式光热发电场需要架设成千上万个定日镜,占地面积广;青海省荒漠面积广,可利用土地面积广且价格低廉;青海省深居内陆,气候干旱,晴天多,太阳辐射强;塔式光热发电需将阳光聚集到镜场中心的集热塔,镜面需随太阳运行轨迹转动。
[地理原理再现] 太阳能电站建设的区位条件
描述太阳能电站建设的区位条件。
答案 ①资源条件:太阳能资源丰富(从纬度、海拔和天气等角度分析);②土地条件:地形平坦,占地广,地价较低,可节约建设成本;③市场条件:经济发达,常规能源短缺,市场需求量大;④技术条件:能量分散,收集难度大,因此需要较高的技术水平;⑤资金条件:建设成本高,前期资金投入较大,需要充足的资金。
答案 1.A 2.B
解析 第1题,结合所学知识可知,青海比浙江太阳辐射强,太阳能资源丰富,②正确;塔式光热发电场需要架设成千上万个定日镜,占地面积大,青海相比浙江土地面积更大,且价格较低,①正确;浙江位于东部沿海地区,相比青海,人口密集、经济发达、劳动力丰富、电网密集完善,③④不符合题意。故选A。第2题,青海位于北回归线以北,终年太阳日运行轨迹大体上为“东→南→西”,定日镜的镜面随太阳运行轨迹转动,故镜面朝向的水平转动方向为顺时针;日太阳高度先增大后减小,定日镜的高度角(仰角)先减小后增大,故镜面朝向的垂直转动方向为先顺时针后逆时针。
考向1 通过“太阳辐射”考查“区域认知”
(2024·甘肃兰州模拟)下图为“1970~2020年安徽省年均太阳辐射空间分布示意图”。读图,完成1~2题。
1.影响马鞍山、金寨年均太阳辐射量差异的主要因素是( )
A.纬度位置 B.大气环流
C.海陆分布 D.地形
2.皖南的太阳能开发利用程度较低,主要原因是( )
A.技术、资金受限 B.生态环境保护
C.能源需求少 D.能源矿产丰富
答案 1.D 2.B
解析 第1题,读图可知,马鞍山和金寨两地纬度相当,A错误;两地均位于内陆地区,受季风环流影响,B、C错误;金寨位于大别山腹地,多雾,太阳辐射量较小,而马鞍山位于平原,晴天较多,太阳辐射量大,D正确。第2题,土地利用情况对太阳能开发影响较大,皖北地区以耕地为主,皖南地区水体、耕地和森林面积占比较大。为了保护环境和耕地,将森林、草地、湿地和水体设定为禁止开发区,导致皖南的太阳能开发利用程度较低,B正确。
考向2 通过“太阳活动”考查“综合思维”
(2023·广东珠海模拟)读“日全食景观图”,完成3~5题。
3.图中太阳被遮挡的部分与外围发亮的部分可能是太阳的( )
A.光球层与色球层
B.都是光球层
C.色球层与日冕层
D.都是色球层
4.发生在图中太阳被遮挡的部分的太阳活动有( )
A.太阳黑子 B.耀斑
C.太阳风 D.太阳黑子、耀斑
5.图中外围发亮的太阳大气层活跃时,可能发生的现象有( )
A.曾母暗沙夜空出现美丽的极光
B.风调雨顺,农业增产
C.磁针指向失准
D.流星现象多发
答案 3.A 4.A 5.C
解析 第3题,太阳大气层从里向外依次为光球层、色球层和日冕层。日全食时,月球挡住了光球层,能看到色球层(发亮的部分);日冕层需要借助特殊仪器才能看到,故选A。第4题,图中太阳被遮挡部分是光球层。光球层的太阳活动为太阳黑子,A对;耀斑出现在色球层,B、D错;太阳风出现在日冕层,C错。第5题,图中外围发亮的太阳大气层是色球层,色球层出现的太阳活动主要是耀斑和日珥,耀斑爆发时会产生“磁暴”现象,造成指南针指向失准,C对;耀斑爆发时,高能带电粒子到达地球的极地上空产生极光,而曾母暗沙纬度低不会出现极光,A错;太阳活动与水旱灾害的发生有一定关系,所以太阳耀斑爆发会影响农业生产,B错;流星是行星际空间的尘粒和固体块(流星体)闯入地球大气层与大气摩擦燃烧产生的光迹,流星现象多发与太阳活动无关联,D错。
课时精练
(2023·山东菏泽模拟)下表示意地球与火星主要物理性质比较数据。读表,完成1~2题。
行星
地球
火星
距太阳(地球=1)
1.00
1.52
质量(地球=1)
1.00
0.11
体积(地球=1)
1.00
0.15
自转周期
23小时56分
24小时37分
公转周期
1.0年
1.9年
表面大气温度
约15 ℃
约-63 ℃
1.火星表面大气温度低于地球,主要原因是( )
A.距离太阳较远,正午太阳高度小
B.体积小,吸收太阳辐射少
C.质量小,大气层稀薄,大气逆辐射弱
D.自转周期长,白昼时间长
2.火星公转周期大于地球,主要影响是( )
A.季节变化周期短 B.生物进化演替进程短
C.昼夜交替周期长 D.表面温度季节差异大
答案 1.C 2.D
解析 第1题,火星质量小,对大气的引力小,大气层稀薄,大气逆辐射弱,大气的保温作用弱,大气温度较低,C正确。第2题,由表中数据可知,火星公转周期为地球的1.9倍,导致火星的季节变化周期长,且火星大气密度小,大气稀薄,对太阳辐射的削弱作用弱,大气逆辐射弱,造成表面温度季节差异大,A错误,D正确;生命体的存在与适宜的温度、恰到好处的大气厚度和成分、液态水有关,因此生物进化演替进程短不是火星公转周期大于地球的主要影响,B错误;昼夜交替周期是火星自转的地理意义,C错误。
(2023·福建龙岩模拟)中国科学院国家空间科学中心(NSSC)可以提供实时的空间环境数据和未来一定时段的空间环境预报,被称作我国的“太空气象站”。下表为该中心2022年9月14日发布的过去24小时空间环境综述。据此完成3~4题。
过去24小时空间环境综述
过去24小时,太阳活动低水平。日面上存在6个黑子活动区,产生了多个C级耀斑,太阳风速度下降到300 km/s左右,地磁平静,地球同步轨道大于2 MeV高能电子日积分通量维持在小高能电子暴水平。
发布时间:2022-09-14 0:30 UTC
预报员:042/012
3.下列不属于我国“太空气象站”监测内容的是( )
A.太阳黑子数量与位置
B.耀斑的大小与级别
C.太阳风的速度与影响
D.地球同步轨道卫星的运行
4.太阳活动强烈爆发时,可能产生的明显影响不包括( )
A.短波通信中断 B.信鸽迷航失踪
C.指南针失灵 D.地球公转速度的变化
答案 3.D 4.D
解析 第3题,根据材料可知,我国“太空气象站”监测内容主要是实时的空间环境数据和未来一定时段的空间环境预报,包括太阳活动状况,如太阳黑子、耀斑及太阳风变化特征;地球同步轨道卫星运行状况与“太空气象站”监测内容无关,故选D。第4题,太阳活动扰动电离层,干扰无线电短波通信,使无线电短波通信中断,A不符合题意;太阳活动扰动地球磁场,产生“磁暴”现象,使指南针失灵,信鸽迷航失踪,B、C不符合题意;地球公转速度的变化与太阳活动无关,D符合题意。
(2024·四川成都联考)Qαβ/Q(复杂地形下太阳总辐射月总量与水平面太阳总辐射量之比)表示地形对太阳辐射的影响程度;方位角是从正北方向算起,按顺时针方向度量的角度。图1示意长江流域太阳辐射随坡度变化受坡向的影响,图2示意长江流域太阳辐射随纬度变化受坡向的影响。据此完成5~6题。
5.长江流域山地坡向对太阳辐射的影响是( )
A.随着坡度增大,南北坡太阳辐射差异减小
B.随着坡度增大,东西坡太阳辐射差异增大
C.随着纬度增大,南北坡太阳辐射差异增大
D.随着纬度增大,南北坡太阳辐射差异减小
6.地面太阳辐射在不同坡向差异大,其原因是不同纬度和坡度( )
A.大气湿度差异大 B.昼夜长短差异大
C.太阳入射角差异大 D.植被覆盖差异大
答案 5.C 6.C
解析 第5题,由图可知,随着坡度增大,南坡(180°)和北坡(0°)的太阳辐射差异增大,西坡(270°)和东坡(90°)太阳辐射差异小,A、B错误;随纬度增大,南坡(180°)、北坡(0°)的太阳辐射差异增大,C正确、D错误。第6题,随着纬度增大,太阳高度角减小,太阳光线在南坡与坡面的夹角有增大趋势,而北坡挡光现象更加严重;由图可知,该地坡度很小,在0°到12°之间,随着坡度增大,太阳入射光线在南坡与坡面的入射角逐渐增大,而北坡挡光现象越来越严重,故南北坡太阳辐射差异大,C正确。
(2023·重庆九龙坡区统考)印度太阳能开发起步晚、潜力大,政策支持力度大。莫德赫拉是印度第一座通过太阳能发电实现电力自给自足的村镇,并通过向外输电赚取利润。读“印度太阳能资源分布示意图”(图1)和“莫德赫拉屋顶太阳能电池板景观图”(图2),完成7~8题。
7.影响印度太阳能资源空间分布差异的主要因素有( )
①纬度位置 ②海陆位置 ③大气环流 ④地形分布
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
8.莫德赫拉通过向外输电赚取的利润有限,主要受制于( )
A.太阳能资源总量 B.自身太阳能发电量
C.自身电能需求量 D.国家电网输电能力
答案 7.D 8.B
解析 第7题,由图可知,印度太阳能资源的空间分布并没有呈现沿纬度和海陆分布变化的格局,①②错误;在德干高原(西南季风背风坡)太阳能资源充足,在印度西北部西南季风影响较弱的地区太阳能资源充足,因此影响印度太阳能资源空间分布差异的主要因素有地形分布和大气环流,③④正确,故选D。第8题,根据材料“莫德赫拉是印度第一座通过太阳能发电实现电力自给自足的村镇”可知,莫德赫拉是村镇,且太阳能发电起步晚,太阳能发电量有限,B正确。
9.(2024·江苏苏州联考)阅读材料,完成下列问题。(20分)
材料一 下图为京津冀地区略图。下表为图中各行政区域光伏发电适宜度评价表,数值越大,越适宜光伏发电。
行政区
北京
天津
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑪
适宜度
2
2
1
4
7
8
9
10
6
5
1
1
1
材料二 2021年京津冀地区煤炭消费占该地区能源消费总量的70%以上。为响应碳减排,京津冀地区大力发展光伏产业。
(1)从地形角度,说出甲地年太阳总辐射量较多的原因。(4分)
(2)说出京津冀地区光伏发电适宜度的空间分布趋势。与①市相比,分析⑥市更适宜大规模光伏发电的原因。(8分)
(3)从碳减排的角度,说明京津冀地区大力发展光伏产业的合理性。(8分)
答案 (1)地势较高,白昼时间较长;东侧山地阻挡海洋水汽,降水少,晴天多。
(2)趋势:自西北向东南递减。
原因:多山地,可利用土地面积广;年太阳总辐射量大;靠近北京、天津等市场,输电距离短。
(3)生产工艺清洁,有利于减少二氧化碳排放;利于调整能源生产、消费结构;促使相关产业改进生产技术;促进产业升级。
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