内容正文:
第一节 地球的宇宙环境
一、必备知识基础
2024年6月25日,嫦娥六号再传捷报实现人类首次月背采样返回的壮举。下图表示包括月球的不同级别天体系统示意图。据此完成1~2题。
1.图中甲、乙、丙、丁代表的天体系统依次为( )
A.地月系、太阳系、银河系、可观测宇宙
B.地月系、银河系、太阳系、可观测宇宙
C.可观测宇宙、银河系、太阳系、地月系
D.太阳系、银河系、河外星系、地月系
2.关于地球的描述,正确的是( )
①是太阳系中距离太阳第三近的行星 ②是太阳系中的一颗巨行星 ③与太阳系中的水星、火星相邻 ④是一颗有生命存在的行星
A.①④ B.①③ C.②③ D.③④
2025年3月2日(农历二月初三)日落后,太阳系的七颗行星(水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星)在夜空中形成“七星连珠”现象(下图)。这是指从地球视角观测到行星在黄道附近近似排列成一条直线,横跨大半个天空。读图,完成3~5题。
3.图示所有天体所属的最低一级天体系统是( )
A.地月系 B.太阳系 C.银河系 D.可观测宇宙
4.“七星连珠”现象比较罕见的原因是各天体( )
A.公转周期不同 B.体积大小不同
C.自转方向不同 D.自转周期不同
5.观测时,月相及月球位置示意正确的是( )
2026年4月,C/2025R3(PanSTARRS)彗星到达近日点附近,进入最佳观测期。它是由泛星计划于2025年9月发现的一颗非周期彗星。资料显示,该彗星属于非周期彗星,轨道是个特殊的椭圆形,绕太阳运行一周需约160 000年。彗星虽然数量众多,但亮度极低,很难被观测到。图1为天体系统关系图,图2为拍摄到的彗星照片。据此完成6~7题。
图1
图2
6.该彗星位于( )
A.地月系以内
B.地月系以外,太阳系以内
C.太阳系以外,银河系以内
D.银河系以外,可观测宇宙以内
7.彗星大部分时间亮度极低的原因是( )
A.距离太阳较远,反射光较弱
B.体积太小,自身发出的光较弱
C.距离太阳较近,受太阳光干扰
D.运行速度较快,光线不稳定
到目前为止,已经有超过4 000颗系外行星(泛指在太阳系以外的行星)被确认,所有这些都位于我们的银河系中,这些系外行星主要是通过由行星在恒星和地球之间出现类似“凌日”现象而造成的亮度变暗特征的方法找到。据此完成8~9题。
8.在地球上观测,下列行星中会发生“凌日”现象的是( )
A.水星、火星 B.水星、金星
C.土星、木星 D.天王星、海王星
9.若探究这些系外行星是否存在生命,主要研究的内容有( )
①是否具有可供呼吸的大气 ②土壤是否能够进行种植 ③是否存在昼夜交替现象 ④是否存在液态水
A.①④ B.①②
C.②③ D.③④
宜居带是指一颗恒星周围适宜生命存在的理想区域。在距离地球40光年的1颗恒星(TRAPPIST-1)周围有7颗与地球大小相当的类地行星,其中3颗位于宜居带内。图甲为TRAPPIST-1系统示意图,图乙中阴影区域为太阳系的宜居带分布图。读图,完成10~11题。
图甲
图乙
10.位于太阳系宜居带的行星除地球外还有( )
A.金星 B.水星
C.火星 D.木星
11.之所以推测出位于宜居带内的行星“宜居”,主要是因为该行星( )
A.与中心天体距离适中
B.天体表面平坦
C.有富含二氧化碳的大气
D.有肥沃的土壤
二、关键能力提升
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2 472~2 526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12~13题。
12.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
13.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
[2025·浙江衢州高一期末]火星因其环境与地球相似,并拥有冰冻的水和矿物质,因此科学家一直在寻找一种物质,当将其大量注入火星大气时,会驱动火星变暖。但也有其他研究人员指出,火星升温并不是使火星宜居的“神奇开关”,因为它不能解决火星气压低、大气层稀薄等问题。下表示意火星和地球基本数据。据此完成14~15题。
名称
距日距离
(地球=1)
公转周期/年
自转周期/日
体积(地球=1)
质量(地球=1)
表面温度/℃
天然卫星
数量
地球
1
1
1
1
1
15
1
火星
1.52
1.88
1.03
0.15
0.11
-65
2
14.向火星大气注入物质的目的是让火星存在( )
A.液态水 B.适宜的太阳光照
C.大气层 D.安全的宇宙环境
15.“其他研究人员”认为火星升温并不是使火星宜居的“神奇开关”的主要原因是( )
A.质量、体积较小
B.距日距离较远
C.公转周期较长
D.天然卫星数量较多
火星大气以二氧化碳为主,既稀薄又寒冷。下图为火星与地球数据比较图(均以地球为1)。据此完成16~17题。
16.相对于地球,火星( )
A.自转速度更快 B.更靠近小行星带
C.表面温度更高 D.昼夜温差更小
17.相对于地球来说,火星更易遭陨石袭击,其原因是( )
A.火星公转速度快
B.火星自身引力更大
C.火星大气密度小
D.火星的宇宙环境不安全
18.阅读图文材料,完成下列各题。
矮行星的体积介于行星和小行星之间,围绕恒星运转,质量足以克服固体引力以达到流体静力平衡(近于圆球)形状,没有清空所在轨道上的其他天体,同时不是卫星。谷神星曾被认为是太阳系已知最大的小行星。2006年,国际天文学联合会将谷神星重新定义为矮行星。下图为太阳系部分行星与谷神星公转轨道示意图。
(1)图中甲、乙、丙、丁四大行星中,体积与质量最大的是 ,该行星的名称是 。
(2)图示四大行星的轨道倾角(行星公转轨道面与地球公转轨道面的夹角)都很小,试简述其地理意义。
(3)简述谷神星(与乙行星相比)的特点。
(4)与谷神星相比,地球存在生命的有利条件有哪些?
(5)说明地球的大气层对地球存在生命的有利影响。
三、学科素养培优
月球表面既无大气,又无液态水。我国“嫦娥四号”是人类首次成功着陆于月球背向地球一面的航天器。图1为地月系示意图,图2为某时刻月球远离地球的一端看到的太阳系中的明亮天体。据此完成19~20题。
图1 图2
19.图2时刻,月球可能位于轨道上的位置是( )
A.① B.② C.③ D.④
20.“嫦娥四号”在月面上可观察到( )
A.地球遮住银河系的光芒
B.流星拖着亮线飞过头顶
C.太阳在月面上西升东落
D.水星、金星、太阳同在星空
参考答案
1.C 2.A
解析 第1题,读图可知,丁中有地球,且为中心天体,故为地月系;地球公转轨道位于丙系统中,故丙为太阳系;太阳系位于银河系中,故乙为银河系;可观测宇宙包括银河系,故甲为可观测宇宙。综上所述,C正确,A、B、D错误。故选C。第2题,按与太阳的距离从近到远,八大行星依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,地球是太阳系中距离太阳第三近的行星,①正确;地球是太阳系中的一颗类地行星,②错误;地球与太阳系中的金星、火星相邻,③错误;地球是一颗有生命存在的行星,④正确。综上所述,A正确,B、C、D错误,故选A。
3.B 4.A 5.B
解析 第3题,题目中提到的“七星”是太阳系中的七颗行星(水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星),它们与地球、太阳同属太阳系,太阳系属于银河系,银河系属于可观测宇宙,题目问的是“最低一级天体系统”,即这些天体直接构成的最小系统,因此是太阳系,B正确,C、D错误;地月系只包含地球和月球,不包含其他行星,A错误。故选B。第4题,“七星连珠”是从地球上看,多颗行星在天空中大致排成一条线。由于各行星绕太阳公转的周期不同,因此它们同时运行到地球同一侧且近似排成直线的机会很少,所以罕见,A正确;自转方向、自转周期、体积大小与这一现象是否罕见没有直接关系,B、C、D错误。故选A。第5题,结合材料信息,“七星连珠”是在农历二月初三观测到的,月亮处于蛾眉月阶段,蛾眉月月面应朝西,A、C错误;蛾眉月上午升起,日落后不久落下,因此观测时,应位于偏西方的天空,月亮的高度较低,B正确,D错误。故选B。
6.B 7.A
解析 第6题,彗星是太阳系中的天体,与地球不存在相互绕转关系,故该彗星位于地月系以外,太阳系以内,B正确。第7题,彗星有亮度主要是因为其反射太阳光,自身不能发光;彗星大部分时间距离太阳很远,反射太阳光较弱,因此其亮度极低,A正确。
8.B 9.A
解析 第8题,结合材料可知,造成“凌日”的条件是行星运行至恒星和地球之间,所以行星中会发生“凌日”现象的是位于地球轨道之内的水星和金星;而火星、木星、土星、天王星、海王星都位于地球轨道之外,无法出现该现象,B正确,A、C、D错误。故选B。第9题,行星存在生命的重要条件是要具有可供呼吸的大气、液态水、光照稳定、适宜的温度等。与土壤是否能够进行种植及是否存在昼夜交替现象关系不大,故①④正确,②③错误。综上所述,A正确,B、C、D错误。故选A。
10.C 11.A
解析 第10题,读图,根据太阳系行星分布规律,位于太阳系宜居带的行星除地球外还有火星,C正确;选项中其他行星不在宜居带内,A、B、D错误。故选C。第11题,结合所学知识,与中心天体距离适中,有利于形成适宜的温度,这是形成生命的重要条件,A正确;地形和土壤对生命存在的影响小,B、D错误;富含二氧化碳的大气不适合生命生存,C错误。故选A。
12.C 13.B
解析 第12题,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2 472~2 526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2 472~2 526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。故选C。第13题,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。故选B。
14.A 15.A
解析 第14题,向火星大气注入物质的主要目的是增加火星大气厚度,从而提高火星表面的温度,使得火星表面的水能够以液态形式存在。这一步骤对于火星的改造至关重要,因为液态水是生命存在的必要条件之一,A正确。适宜的太阳光照是由距离太阳的远近决定的,向火星大气注入物质无法改变距离,B错误;火星本身有大气层,C错误;向火星大气注入物质不会改变宇宙环境,D错误。故选A。第15题,结合表格数据可知,火星的质量和体积都比地球小得多,这意味着火星的引力较小,无法像地球一样保持一个稳定且厚重的大气层,即使火星表面温度升高,也无法解决火星气压低、大气层稀薄的问题,因此火星升温并不能完全解决火星宜居的问题,A正确。距日距离、公转周期、天然卫星数量与地球差别不大,且这些因素与火星气压低、大气层稀薄关系不大,B、C、D错误。故选A。
16.B 17.C
解析 第16题,由火星与地球数据比较图可知,火星的自转周期更长,速度更慢,A错误;火星更靠近小行星带,B正确;火星距离太阳更远,表面温度更低,C错误;火星大气密度小,空气稀薄,昼夜温差更大,D错误。故选B。第17题,相对于地球来说,火星更易遭陨石袭击,其原因是火星大气密度小,侵入火星大气的天体不能被焚毁,C正确;火星公转周期约为地球的2倍,公转速度比地球慢,A错误;相对于地球来说,火星的体积、质量更小,自身引力会更小,B错误;火星的宇宙环境和地球一样安全,D错误。故选C。
18.答案 (1)甲 木星
(2)说明它们的轨道面具有共面性;行星各行其道,互不干扰,为地球提供了一个安全的宇宙环境,有利于生命的存在。
(3)质量与体积较小;没有清空所在轨道上的其他天体。
(4)日地距离适中,有适宜的温度,适合生命生存的大气,有液态水。
(5)地球的大气层能够减少小天体对地球的撞击,避免生物遭受强紫外线的伤害,使地表保持适宜的温度,为地球上的生物提供适宜呼吸的大气。
解析 第(1)题,根据太阳系八大行星距太阳的远近可知,丁为水星,丙为金星,乙为火星,甲为木星。木星为巨行星,体积与质量最大。第(2)题,地球存在生命的条件,有其自身条件和宇宙环境。图示四大行星的轨道倾角都很小,说明它们公转轨道近似于在同一个平面,公转轨道面具有共面性,因此使得太阳系中大小行星能够各行其道,互不干扰,为地球提供了一个安全的宇宙环境,有利于生命的存在。第(3)题,乙为火星,是一颗普通行星,由材料可知,谷神星为矮行星,根据材料中矮行星的特点,可推测谷神星质量与体积较小,没有清空所在轨道上的其他天体。第(4)题,与谷神星相比,地球与太阳的距离适中,使得地球的温度不会太高或者太低,有适宜的温度,利于生命生存;地球具有适合的质量和体积,使地球具有适合生命生存的大气,地球上温度适宜,具有液态水。第(5)题,地球的大气层为地球上的生物提供适宜呼吸的大气;大气层中的臭氧层能吸收紫外线避免地球上的生物受到强紫外线的伤害;地球的大气层使得地表温度不至于过高或过低,昼夜温差小,为万物生长提供有利的条件;地球的大气层能够减少小天体对地球的撞击,从而减少对地球的伤害,保护地球。
19.B 20.D
解析 第19题,读图可知,图2中金星、木星及火星均出现在夜空,说明此时为月球的夜晚,且金星位于西方的月平线上,说明此时为傍晚时分。图中①处月球远离地球一侧为白天,在太阳光照射下,火星及金星等行星不会如此明亮,A错。此时金星位于西侧地平线上,说明此时为日落时刻,②位置远离地球的一侧此时随着月球公转将进入黑夜,为日落时刻,B对。③位置为夜晚,金星不会出现在夜空,C错。④为日出时刻,此时金星应位于东方天空,D错。故选B。第20题,恒星光线为平行光,地球不会遮住银河系的光芒,A错。流星是流星体与大气摩擦产生的光迹,月球表面没有大气,不会有流星飞过头顶,B错。由于月球自转方向为自西向东,所以太阳也是东升西落的,C错。“嫦娥四号”着陆于月背,有可能看到水星与金星和太阳会同时在出现在星空中,D对。故选D。
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