1.1地球的宇宙环境 导学案 2026-2027学年高一上学期地理湘教版必修一

该高中地理导学案围绕“地球的宇宙环境”展开，梳理宇宙的概念、天体系统层次及地球的普通性与特殊性，通过人类对宇宙的认识导入，构建从宏观到微观的知识支架，衔接前后知识点。 资料以结构化梳理与情境化习题结合，通过填空夯实基础，结合Kepler-725c等科研案例及图表分析，培养综合思维与地理实践力，突出天体系统空间层次，助力学生建立区域认知，提升学习效率。

第一章 宇宙中的地球 第一节 地球的宇宙环境 （学生版）导学案及习题 【重点知识梳理】  一、人类对宇宙的认识： 1.宇宙：所有 、 和 的总和。具有 和 的特点。 2.可观测宇宙：半径约137亿 。 3.宇宙环境特点： 、 、 、 （微重力） 二、多层次的天体系统： 1、 天体和天体系统的概念： （1）天体：宇宙中的 、 、 、 等各种物质，通称天体。 （2）天体系统：运动着的天体因 和 ，形成天体系统。 如下图所示。 2 . 银河系与河外星系： （1）银河系：除了大量的 以外，还有很多 和 组成。 （2）河外星系：可观测宇宙是目前人类所知道的最高一级的天体系统，包括 与现阶段所能观测到的河外星系。 3 . 太阳系与地月系: （1）太阳系：由 、 、 和 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。 （2） 太阳的质量约占整个太阳系质量的 。 （3）太阳系共有八个行星： ① 类地行星： 、 、 、 。 ② 巨行星：、 、 。 ③ 远日行星：、 、 。 （3） 八大行星绕日公转的运动特征： ① 性：（自西向东。只有金星自东向西自转，因此金星上看太阳是西升东落） ② 性：公转轨道面几乎在同一平面上 ③ 性：绕日公转的轨道近似圆形 （5）地月系是由 和 组成的天体系统。 三、特殊行星——地球： 普通性：太阳系行星中，地球的 、 和 、 运动等都没有什么与众不同的地方。 1. 特殊性：目前所知道的唯一存在 的天体。 （1） 外部条件： ① 稳定的 ； ② 安全稳定的宇宙环境—大小行星， ， ； （2） 自身条件： ① 适宜的 —日地距离适中； ② 有适合生物呼吸的 —体积和质量适中； ③ 充足的 。 【巩固练习】 2025年6月，中国科学家发现一颗宜居带超级地球——Kepler-725c行星。该行星距离地球约2472~2526光年，银河系直径约10万光年。如图示意Kepler-725c行星及其宿主恒星M位置关系。据此完成下面小题。 1．超级地球Kepler -725c与地球共同所属的天体系统是（   ） A．地月系 B．太阳系 C．银河系 D．河外星系 2．Kepler-725c行星位于宜居带的判断依据是（   ） A．距离地球近方便迁移 B．与M恒星距离适中 C．体积大小与地球接近 D．M恒星与太阳相似 有着“超级天眼”之称的全球最大球面射电望远镜（FAST）位于贵州喀斯特的大窝凼（下图），其探测能力可达已知宇宙边界，对搜寻地外文明有重要作用。据此完成下面小题。 3．“超级天眼”望远镜可探测到的最高级别天体系统为（   ） A．地月系 B．太阳系 C．河外星系 D．总星系 4．“超级天眼”选址大窝凼，主要考虑的因素是（   ） A．地形 B．纬度 C．天气 D．资金 2025年7月1日，智利的ATLAS望远镜意外捕捉到一个快速移动的微弱光点，其运动轨迹完全不受太阳引力束缚，天文学家将其命名为彗星3I/ATLAS。下图为太阳系结构示意（部分)及3I/ATLAS运行轨道图。据此完成下面小题。 5．3I/ATLAS所属的最低一级天体系统可能是（   ） A．银河系 B．太阳系 C．地月系 D．火卫一 6．该彗星运行过程中没有穿越的行星轨道是（   ） A．木星 B．地球 C．火星 D．土星 下表为太阳系八大行星数据。据此完成下面小题。 行星 与太阳平均距离（1天文单位） 体积（地球为1） 质量（地球为1） 公转轨道倾角（单位：度，地球轨道倾角为0） 水星 0.39 0.056 0.055 7.005 金星 0.72 0.857 0.815 3.395 地球 1.00 1.000 1.000 0.000 火星 1.52 0.151 0.107 1.850 木星 5.20 1321.000 317.832 1.303 土星 9.54 755.000 95.160 2.489 天王星 19.18 63.000 14.540 0.773 海王星 30.06 58.000 17.150 1.770 7．公转轨道倾角数据说明行星的运动特点是（   ） A．同向性 B．周期性 C．近圆性 D．共面性 8．与行星表面温度相关性最弱的一组数据是（   ） A．与太阳平均距离 B．体积 C．质量 D．公转轨道倾角 金星、木星与蛾眉月组合成三角形，恰好排列成一个类似微笑人脸的图案，被称为“星空笑脸”（下图）。据此完成下面小题。 9．“星空笑脸”天文现象难得一见，主要是因为各行星（   ） A．公转方向不同 B．公转周期不同 C．自转周期不同 D．轨道形状不同 10．组成“笑脸”的天体中（   ） A．金星、木星是月球的卫星 B．星与月都能发出明亮的光 C．金星比木星距离地球更近 D．金星、木星体积比月球小 “生命宜居带”指恒星周围适合生命存在的最佳区域，如图示意天文学家公认的“生命宜居带”。据此完成下面小题。 11．图中地球所处的天体系统的层级有（   ） A．1级 B．2级 C．3级 D．4级 12．位于“生命宜居带”的行星“宜居”，主要是因为该行星（   ） A．公转周期适中 B．质量体积适宜 C．距恒星位置适中 D．轨道倾角适宜 由中国科学院云南天文台领衔的中德联合研究团队，在一颗名为开普勒-725的恒星（类似太阳，距离太阳系约2472光年）周围，找到了一颗质量为地球的十倍、可能有类地生命的“超级地球”，该成果于2025年6月3日发表在国际学术期刊《自然·天文学》上。发布日所在的朔望月内，我市某中学子午地理社团利用学校天文望远镜，也在认真观测地球的自然卫星，但粗心的同学忘了标注时间。据此完成下面小题。 13．恒星开普勒-725处于（   ） A．地月系 B．太阳系 C．银河系 D．河外星系 14．若此超级地球要具备类似地球的生命存在条件，下列条件中必要的是（   ） ①与所绕恒星的距离适中，表面有适宜的温度 ②与地球体积、质量完全相同 ③具有适合生物呼吸的大气成分 ④与地球自转周期相似 A． ①② B．①③ C．②③ D．③④ 15．读图文材料，完成下列问题。 材料一：当太阳活动增强时，会扰动地球的磁场和大气层。2025年11月6日至9日地球连续3天出现地磁异常。图1为地磁暴发生时的太阳耀斑。 材料二：根据人类目前所掌握的宇宙信息，地球是太阳系中八颗行星中唯一存在高级智慧生命的星球。图2中C表示地球在太阳系中的位置。 (1)图1中的耀斑与这次地磁异常关系密切，耀斑位于太阳大气的________层。太阳辐射能量的来源是其内部的________反应。 (2)地球上具有高级智慧生命生存和繁衍的________、________、水等条件，这与地球在太阳系中的位置、自身的体积和质量有关，也与地球有一个安全的宇宙环境有关。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一章 宇宙中的地球 第一节 地球的宇宙环境 （教师版）导学案及习题 【重点知识梳理】  一、人类对宇宙的认识： 1.宇宙：所有时间、空间和物质的总和。具有物质性和运动性的特点。 2.可观测宇宙：半径约137亿光年 3.宇宙环境特点：强辐射、超低温、高真空、失重（微重力） 二、多层次的天体系统： 1、 天体和天体系统的概念： （1）天体：宇宙中的恒星、星云、行星、卫星等各种物质，通称天体。 （2）天体系统：运动着的天体因相互吸引和相互绕转，形成天体系统。 如下图所示。 2 . 银河系与河外星系： （1）银河系：除了大量的恒星以外，还有很多尘埃和气体组成。 （2）河外星系：可观测宇宙是目前人类所知道的最高一级的天体系统，包括银河系 与现阶段所能观测到的河外星系。 3 . 太阳系与地月系: （1）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。 （2） 太阳的质量约占整个太阳系质量的99.86%。 （3）太阳系共有八个行星： ① 类地行星：水、金、地、火 ② 巨行星：土、木 ③ 远日行星：天王、海王 （3） 八大行星绕日公转的运动特征： ① 同向性：（自西向东。只有金星自东向西自转，因此金星上看太阳是西升东落） ② 共面性：公转轨道面几乎在同一平面上 ③ 近圆性：绕日公转的轨道近似圆形 （5）地月系是由地球和月球组成的天体系统。 三、特殊行星——地球： 普通性：太阳系行星中，地球的质量、体积和公转、自转运动等都没有什么与众不同的地方。 1. 特殊性：目前所知道的唯一存在智慧生命的天体。 （1） 外部条件： ① 稳定的太阳光照； ② 安全稳定的宇宙环境—大小行星，各行其道，互不干扰； （2） 自身条件： ① 适宜的温度—日地距离适中； ② 有适合生物呼吸的大气—体积和质量适中； ③ 充足的液态水。 【巩固练习】 2025年6月，中国科学家发现一颗宜居带超级地球——Kepler-725c行星。该行星距离地球约2472~2526光年，银河系直径约10万光年。如图示意Kepler-725c行星及其宿主恒星M位置关系。据此完成下面小题。 1．超级地球Kepler -725c与地球共同所属的天体系统是（   ） A．地月系 B．太阳系 C．银河系 D．河外星系 2．Kepler-725c行星位于宜居带的判断依据是（   ） A．距离地球近方便迁移 B．与M恒星距离适中 C．体积大小与地球接近 D．M恒星与太阳相似 【答案】1．C 2．B 【解析】1．地月系是地球与月球组成的天体系统，Kepler-725c不属于地月系，A错误；太阳系的范围远小于2472~2526光年，Kepler-725c位于太阳系之外，B错误；银河系直径约10万光年，Kepler-725c距离地球约2472~2526光年，位于银河系内，与地球同属银河系，C正确；河外星系是银河系以外的星系，而Kepler-725c位于银河系内，D错误。 2．宜居带的定义是行星自身环境适宜生命存在，与距离地球远近无关，A错误；行星与恒星距离适中，能接收到适中的恒星辐射，从而保持适宜的温度，可能存在液态水，这是判断宜居带的核心依据，B正确；体积大小接近地球不是判断宜居带的直接依据，宜居带的核心是温度条件，C错误；恒星与太阳相似是有利条件，但判断宜居带的直接依据是行星与恒星的距离，而非恒星本身，D错误。 有着“超级天眼”之称的全球最大球面射电望远镜（FAST）位于贵州喀斯特的大窝凼（下图），其探测能力可达已知宇宙边界，对搜寻地外文明有重要作用。据此完成下面小题。 3．“超级天眼”望远镜可探测到的最高级别天体系统为（   ） A．地月系 B．太阳系 C．河外星系 D．总星系 4．“超级天眼”选址大窝凼，主要考虑的因素是（   ） A．地形 B．纬度 C．天气 D．资金 【答案】3．D 4．A 【解析】3．天体系统的级别由低到高依次为：地月系＜太阳系＜银河系＜总星系（可观测宇宙）。材料明确提及“其探测能力可达已知宇宙边界”，已知宇宙的最高级别天体系统就是总星系。因此“超级天眼”望远镜可探测到的最高级别天体系统为总星系，D正确，ABC错误。故选D。 4．“超级天眼”选址贵州喀斯特的大窝凼，主要考虑的因素是地形，其核心优势是天然形成的圆形洼地，与球面射电望远镜形态高度契合，大幅减少工程开挖量，同时其喀斯特地貌有利于排水；地形封闭，利于屏蔽周边电磁波干扰，保障观测精度，A正确；在我国，贵州的纬度优势并不是最突出的，B错误；贵州以“天无三日晴”著称，多云雨天气，天气不是选址的主导因素，C错误；资金是工程建设、运行的保障条件，属于人为经济因素，而非选址考虑的主要因素，D错误。故选A。 2025年7月1日，智利的ATLAS望远镜意外捕捉到一个快速移动的微弱光点，其运动轨迹完全不受太阳引力束缚，天文学家将其命名为彗星3I/ATLAS。下图为太阳系结构示意（部分)及3I/ATLAS运行轨道图。据此完成下面小题。 5．3I/ATLAS所属的最低一级天体系统可能是（   ） A．银河系 B．太阳系 C．地月系 D．火卫一 6．该彗星运行过程中没有穿越的行星轨道是（   ） A．木星 B．地球 C．火星 D．土星 【答案】5．B 6．B 【解析】5．天体系统的级别从低到高依次为地月系、太阳系、银河系、可观测宇宙，结合该天体的位置分析：银河系级别高于太阳系，并非“最低级别”天体系统，A错误；该天体被发现时位于太阳系八大行星之一的公转轨道内，因此其所属的最低级别天体系统是太阳系，B正确；地月系仅包含地球与月球，该天体未经过地球公转轨道，不属于地月系，C错误；火卫一属于天体，与天体系统无关，D错误。故选B。 6．太阳系八大行星按距离太阳由近到远依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。图中仅画出四颗行星，距离太阳由近到远依次是水星、金星、地球、火星，据图示信息可知该彗星轨道穿越了火星公转轨道，但并没有穿越水星、金星、地球的公转轨道，B正确，C错误；木星和土星在火星公转轨道外侧，按图示彗星运行轨道，会穿越木星和土星的公转轨道，AD错误。故选B。 下表为太阳系八大行星数据。据此完成下面小题。 行星 与太阳平均距离（1天文单位） 体积（地球为1） 质量（地球为1） 公转轨道倾角（单位：度，地球轨道倾角为0） 水星 0.39 0.056 0.055 7.005 金星 0.72 0.857 0.815 3.395 地球 1.00 1.000 1.000 0.000 火星 1.52 0.151 0.107 1.850 木星 5.20 1321.000 317.832 1.303 土星 9.54 755.000 95.160 2.489 天王星 19.18 63.000 14.540 0.773 海王星 30.06 58.000 17.150 1.770 7．公转轨道倾角数据说明行星的运动特点是（   ） A．同向性 B．周期性 C．近圆性 D．共面性 8．与行星表面温度相关性最弱的一组数据是（   ） A．与太阳平均距离 B．体积 C．质量 D．公转轨道倾角 【答案】7．D 8．D 【解析】7．公转轨道倾角反映轨道面夹角，与公转方向无关，故A不符合题意。倾角数据体现空间位置关系，与公转周期无关，故B不符合题意。倾角描述轨道面倾斜程度，而非轨道形状（椭圆或圆形），故C不符合题意。表中地球倾角为0°，其他行星倾角均接近0°（最大7.005°），说明八大行星公转轨道几乎在同一平面上，故D符合题意。故本题选D。 8．距离太阳越近，接收的太阳辐射越多，温度越高，A相关性最强。体积与质量影响行星大气层厚度（如地球大气保温作用强于火星），间接影响温度，BC存在相关性。公转轨道倾角是行星的公转轨道面与地球公转轨道面的夹角，此项数据对行星的表面平均温度影响极小，因此，公转轨道倾角与行星表面温度相关性最弱，D相关性最弱。故本题选D。 金星、木星与蛾眉月组合成三角形，恰好排列成一个类似微笑人脸的图案，被称为“星空笑脸”（下图）。据此完成下面小题。 9．“星空笑脸”天文现象难得一见，主要是因为各行星（   ） A．公转方向不同 B．公转周期不同 C．自转周期不同 D．轨道形状不同 10．组成“笑脸”的天体中（   ） A．金星、木星是月球的卫星 B．星与月都能发出明亮的光 C．金星比木星距离地球更近 D．金星、木星体积比月球小 【答案】9．B 10．C 【详解】9．太阳系八大行星的公转方向均为自西向东，方向相同，A错误；金星、木星和月球的公转周期不同，三者运行到近似“笑脸”位置的概率极低，因此该天文现象难得一见，B正确；天体的自转周期与三者的相对位置关系无直接关联，C错误；各行星的公转轨道均为近圆的椭圆，轨道形状不是该现象罕见的主要原因，D错误。故选B。 10．金星和木星是太阳系的行星，月球是地球的卫星，金星、木星并非月球的卫星，A错误；月球本身不发光，是反射太阳光而显得明亮；金星和木星也不发光，是反射太阳光，B错误；金星和木星的体积远大于月球，D错误；金星是距离地球最近的行星，比木星距离地球更近，C正确。故选C。 “生命宜居带”指恒星周围适合生命存在的最佳区域，如图示意天文学家公认的“生命宜居带”。据此完成下面小题。 11．图中地球所处的天体系统的层级有（   ） A．1级 B．2级 C．3级 D．4级 12．位于“生命宜居带”的行星“宜居”，主要是因为该行星（   ） A．公转周期适中 B．质量体积适宜 C．距恒星位置适中 D．轨道倾角适宜 【答案】11．B 12．C 【详解】11．图中地球所处的天体系统包括太阳系和地月系，共2级，B正确，A错误；图中未显示银河系、总星系等更高层级的天体系统，因此不涉及3级或4级，C、D错误。故选B。 12．“生命宜居带”的核心是行星与恒星的距离适中，这使得行星表面温度适宜，存在液态水，是“宜居”的主要原因，C正确；公转周期适中使得地球气温年变化小，利于生命演化，公转周期适中离不开距离恒星位置，因而公转周期适中不是主要原因，A错误；质量体积适宜利于存在大气层保护生命演化，但这是行星自身条件，与所处轨道位置关系不大，B错误；轨道倾角适宜主要影响太阳直射点移动规律，不是生命存在的核心因素，D错误。故选C。 由中国科学院云南天文台领衔的中德联合研究团队，在一颗名为开普勒-725的恒星（类似太阳，距离太阳系约2472光年）周围，找到了一颗质量为地球的十倍、可能有类地生命的“超级地球”，该成果于2025年6月3日发表在国际学术期刊《自然·天文学》上。发布日所在的朔望月内，我市某中学子午地理社团利用学校天文望远镜，也在认真观测地球的自然卫星，但粗心的同学忘了标注时间。据此完成下面小题。 13．恒星开普勒-725处于（   ） A．地月系 B．太阳系 C．银河系 D．河外星系 14．若此超级地球要具备类似地球的生命存在条件，下列条件中必要的是（   ） ①与所绕恒星的距离适中，表面有适宜的温度 ②与地球体积、质量完全相同 ③具有适合生物呼吸的大气成分 ④与地球自转周期相似 A．①② B．①③ C．②③ D．③④ 【答案】13．C 14．B 【解析】13．地月系是地球与其卫星月球组成的天体系统，开普勒-725是恒星，不在地月系，A错误。太阳系是以太阳为中心的天体系统，太阳系直径约1光年，开普勒-725距离太阳系约2472光年，不在太阳系，B错误。银河系直径约10万-20万光年，太阳系是银河系的一部分，开普勒-725距离太阳系虽远，但仍在银河系范围内，C正确。河外星系是与银河系并列的星系，开普勒-725在银河系，不在河外星系，D错误。 14．生命存在的必要条件是适宜的温度、液态水、适合呼吸的大气等。与所绕恒星的距离适中，能使表面有适宜的温度，有利于生命存在，①正确。生命存在不一定要求与地球体积、质量完全相同，只要能形成适宜的引力环境等即可，②错误。具有适合生物呼吸的大气成分是生命存在的重要条件之一，③正确。与地球自转周期相似不是生命存在的必要条件，④错误。 15．读图文材料，回答问题。 材料一：当太阳活动增强时，会扰动地球的磁场和大气层。2025年11月6日至9日地球连续3天出现地磁异常。图1为地磁暴发生时的太阳耀斑。 材料二：根据人类目前所掌握的宇宙信息，地球是太阳系中八颗行星中唯一存在高级智慧生命的星球。图2中C表示地球在太阳系中的位置。 (1)图1中的耀斑与这次地磁异常关系密切，耀斑位于太阳大气的________层。太阳辐射能量的来源是其内部的________反应。 (2)地球上具有高级智慧生命生存和繁衍的________、________、水等条件，这与地球在太阳系中的位置、自身的体积和质量有关，也与地球有一个安全的宇宙环境有关。 【答案】(1) 色球 核聚变 (2) 温度 大气 【详解】（1）图1中的耀斑与这次地磁异常关系密切，耀斑是发生在色球层上的突然增亮的斑块，因此耀斑位于太阳大气的色球层。太阳辐射能量的来源是其内部的核聚变反应（4个氢原子聚变为1个氦原子，在这过程中质量发生亏损，亏损的质量转化为能量）。 （2）地球上具有高级智慧生命生存和繁衍的温度（日、地距离适中，自转周期不长不短，地球有适宜的温度条件）、大气（地球的体积和质量适中且原始大气经长期演化形成适合生物呼吸的大气）、水等条件，这与地球在太阳系中的位置、自身的体积和质量有关，也与地球有一个安全的宇宙环境有关。 学科网（北京）股份有限公司 $