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。
[体系架构]
[基本概念] 天体、天体系统、太阳系、太阳辐射、太阳活动;圈层结构、岩石圈、化石、地层、地质年代。
课时5 地球所处的宇宙环境
考点1 宇宙与地球
一、宇宙
1.天体
(1)概念:宇宙中不同形态物质的总称。
(2)列举常见天体的类型。
答案 星云、恒星、行星、卫星、彗星、流星体和星际物质等。
(3)基本天体:星云和恒星。
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.天体系统
(1)概念:邻近的天体相互吸引,围绕质量大的中心天体旋转而形成的天体“集团”。
(2)层次:按其规模可分为可观测宇宙、星系、恒星系统和行星系统四个层次。
请用框图写出天体系统的四个层次。
答案
可观测宇宙
二、太阳系
1.概念:由太阳和以太阳为中心,受它的引力支配而环绕它运行的天体构成的系统。
2.在下图中短线处用箭头画出八颗行星的公转方向。
答案
3.组成
中心天体
太阳
八颗行星
类地行星
A水星、B金星、C地球、D火星
巨行星
E木星、F土星
远日行星
G天王星、H海王星
众多的小行星
小行星带位于火星轨道和木星轨道之间
彗星
太阳系中最著名的是哈雷彗星
此外,卫星、流星体、行星际物质等也属于太阳系。
4.简述八颗行星绕日公转的运动特征。
答案 同向性、近圆性、共面性。
三、地球
1.普通性:体积和质量在太阳系中并不突出。
2.特殊性
(1)表现: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)存在生物的条件
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”
思考 大气对生命的存在和发展可起到哪些作用?
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不大。③氧气可供生物呼吸,臭氧等可以使生物免受过多紫外线的伤害。
“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,其中人类难以预估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,表面由岩石组成,热容量小,昼夜温差大;月球表面存在强烈的热胀冷缩和物理风化作用,破坏表面岩石形成月壤。
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,且难以预估,对飞行器威胁大。
答案 1.D 2.C
解析 第1题,月球表面是真空状态,没有大气和水,表面由岩石组成,热容量小,昼夜温差大;月球表面存在强烈的热胀冷缩和物理风化作用,破坏表面岩石形成月壤,故选D。第2题,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,对飞行器威胁大且难以预估,故选C。
考向1 通过“天体”考查“综合思维”
(2024·山西太原模拟)北京时间2023年10月26日17时46分,“神舟十七号”载人飞船与我国空间站组合体完成自主快速交会对接。我国空间站距地表约400 km,外部温度高低交替,最高温度达到200 ℃,最低温度达到零下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.太空空间站
3.我国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,流星是流星体穿过大气层过程中与大气摩擦燃烧形成的,我国空间站所处的高度大气稀薄,不能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大气稀薄没有风,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;太空空间站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,晚上降温快,所以空间站外部温差大,C正确。
考向2 通过“天体系统”考查“区域认知”
(2024·辽宁大连模拟)“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,金星和月球的位置可能分别位于( )
A.① ③ B.① ④
C.② ③ D.② ④
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“‘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”可知发生“月掩金星”时月球位于地球与金星之间,且三者位置在同一直线上,结合图示金星和月球可能分别位于②③位置,故选C。第5题,金星距离太阳比地球更近,A错误;金星属于类地行星,体积、质量与地球相近,B错误;金星大气的主要成分是温度较高的二氧化碳,缺少适合生物呼吸的氧气,所以没有生命存在,C正确;太阳系八颗行星的宇宙环境都是相对安全的,D错误。
考点2 太阳对地球的影响
一、太阳辐射对地球的影响
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。
(2)能量来源:太阳内部的核聚变反应。
(3)波长分布
①图中A是紫外区,C是红外区。
②图中B是可见光区,是太阳辐射能的主体,约占太阳辐射总量的50%。
2.简述太阳辐射对地球的影响。
答案 ①能量来源:为地球提供光和热;为地球直接或间接提供能量,如煤炭、石油资源是地质时期储存的太阳能。②动力来源:维持地表温度,为地球上的水循环、大气运动、生物和人类活动提供动力。③影响地理环境的形成和变化。
二、太阳活动对地球的影响
1.太阳活动
(1)概念:太阳大气各种活动和变化的总称。
(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
太阳风
(3)重要标志:太阳黑子和耀斑。
(4)周期:约11年。
2.太阳活动对地球的影响
(1)影响地球气候:地球上的气候变化与太阳黑子活动有一定的对应关系。
(2)影响地球电离层:耀斑爆发时会发射强烈的电磁波干扰地球高空的电离层,干扰无线电短波通信。
(3)影响地球磁场:太阳风会干扰地球的磁场,产生磁暴现象。
(4)产生极光现象: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
(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;青海地区荒漠面积广,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。
该塔式光热发电将阳光聚集到镜场中心的集热塔,镜面应随太阳运动轨迹转动。
[地理原理再现] 太阳能电站建设的区位条件
简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、地势和天气等角度分析)。
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,需要充足的资金支持。
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,终年太阳日运动轨迹大体上为“东→南→西”,定日镜的镜面随太阳运动轨迹转动,故镜面朝向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”
(2023·湖北武汉模拟)太阳能作为主要的可再生清洁能源之一,越来越受到世界各国的广泛关注。作为中国最南端的省份,海南省拥有丰富的太阳能资源。下图示意海南岛年太阳辐射量分布。据此完成1~2题。
1.海南岛太阳能空间分布特点是( )
A.随海拔增高而增多
B.由中部向四周递增
C.由西南向东北递减
D.东西部多于南北部
2.影响海南岛东方和琼海太阳能空间分布的主要因素是( )
A.纬度 B.海拔 C.气象 D.洋流
答案 1.B 2.C
解析 第1题,由图可知,海南岛年太阳辐射量中部较少,沿海较多;西南沿海最多。因此海南岛太阳能空间分布特点是由中部向四周递增,B正确。第2题,由图可知,海南岛东方和琼海太阳能空间差异较大,东方位于夏季风的背风坡,晴天较多,而琼海位于夏季风的迎风坡,阴雨天较多,因此主要是受到气象的影响,故C正确。
考向2 通过“太阳活动”考查“综合思维”
太阳活动对地球有显著影响。我国战国时期的《甘石星经》就有关于太阳活动的最早记录,其中“日中有立人之象”的记载意指在太阳表面有形似站立的人形黑影。据此完成3~4题。
3.“日中有立人之象”所描述的太阳活动是( )
A.耀斑 B.太阳黑子
C.日珥 D.太阳风
4.太阳活动对地球的影响主要有( )
①引起气候变化 ②产生极光 ③产生磁暴
④出现流星雨
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
答案 3.B 4.A
解析 第3题,根据材料“其中‘日中有立人之象’的记载意指在太阳表面有形似站立的人形黑影”可知,太阳表面出现黑影主要是太阳黑子,B正确;耀斑是太阳表面突然出现的增亮的斑块,A错误;日珥是主要发生在太阳色球层上喷射的气体,在发生日全食时较为明显,C错误;太阳风主要是来自太阳的高能带电粒子流,其特征并非太阳表面出现人形黑影,D错误。第4题,太阳黑子会在一定程度上影响地球上的降水,使气候发生变化,①正确;太阳风带来的高能带电粒子流会在两极地区与地球磁场发生碰撞,从而产生极光,②正确;太阳活动带来的高能带电粒子会使地球磁场受到扰动,产生磁暴现象,③正确;流星体受到地球引力的作用,进入地球的大气层中与大气相互摩擦燃烧后产生流星雨,与太阳活动关系不大,④错误。故选A。
课时精练
(2024·山东济宁模拟)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
距日远近(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(d)
1.00
1.03
公转周期(年)
1.0
1.88
表面温度(℃)
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,相较于地球,火星质量小,对大气的引力小,大气层稀薄,大气逆辐射弱,C正确。第2题,由表可知,火星公转周期为地球的1.88倍,这导致火星的季节变化周期长,且火星大气密度小,对太阳辐射的削弱作用弱,大气稀薄,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。
(2024·广西桂林模拟)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,被比作我国的“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,太阳活动水平低。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,由材料可知,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,如黑子、耀斑及太阳风变化特征;地球同步轨道卫星运行与“太空气象站”监测内容无关,故选D。第4题,太阳活动扰动地球电离层,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。
中国国家航天局消息,自2021年9月下旬开始,我国“祝融号”火星车、“天问一号”轨道器与地球的通信开始变得断断续续,至10月上旬更是通信中断,完全失联,10月中旬恢复正常。如图为“‘祝融号’火星车失联期间太阳、火星与地球的相对位置示意图”(箭头表示行星公转方向)。读图,完成5~6题。
5.图中箭头说明火星与地球的共同特征是( )
A.近圆性 B.共面性 C.同向性 D.相邻性
6.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
答案 5.C 6.B
解析 第5题,图中火星和地球处的箭头表示公转的方向,公转方向一致,所以体现的火星与地球的共同特征是同向性,C正确;近圆性是指绕日公转轨道近似圆形,A错;共面性是指公转轨道几乎在同一平面上,B错;共同特征没有相邻性,D错。故选C。第6题,据图可知,图示范围内的天体系统有地月系和太阳系,所以共有两级天体系统,B正确。
(2023·重庆九龙坡区模拟)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)太阳能资源丰富,在印度西北部西南季风影响较弱的地区太阳能资源丰富,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,根据材料信息“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,莫德赫拉为村镇,规模小,且太阳能开发起步晚,发电量有限,B正确。
9.(2023·浙江强基联盟联考)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,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,说出甲地年太阳辐射总量较多的原因。(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;年太阳辐射总量大;靠近北京、天津,输电距离短。
(3)生产工艺清洁,利于改善环境;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。
学科网(北京)股份有限公司
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