内容正文:
宇宙中的地球
课时4 地球的宇宙环境
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课标要求 核心素养
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。 1.综合思维:运用资料,分析地球所处的宇宙环境以及存在生命的条件。
2.区域认知:运用地图,分析太阳辐射的分布规律及其成因。
3.人地协调观:运用资料,分析太阳辐射、太阳活动对人类活动的影响。
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内容索引
梳理必备知识
探究命题重点
情境应用实践
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梳理必备知识
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一、宇宙
1.宇宙的物质性——由天体组成
(1)天体:宇宙中物质的存在形式及星际空间物质的统称。
(2)最基本的天体是 和 。
2.宇宙的运动性和层次性——天体系统
(1)运动性:天体之间相互 、相互 ,构成不同级别的天体系统。
(2)层次性:常见天体系统分为四级。
恒星
星云
吸引
绕转
可观测宇宙
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二、太阳
1.太阳概况:是 系的中心天体,其质量占太阳系总质量的99.86%。在太阳引力作用下,八大行星及其卫星,以及许多小行星、彗星等天体绕太阳运动。
2.太阳系示意图
图中按距离太阳由近及远的顺序:①水星、② 、③地球、
④ 、⑤木星、⑥土星、⑦ 、⑧海王星。
太阳
金星
火星
天王星
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3.太阳辐射
(1)能量来源:太阳核心物质的 反应。
(2)影响
核聚变
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4.太阳活动
(1)概念:太阳 时常发生变化,有时较为剧烈,这些变化统称为太阳活动。
(2)太阳大气层的结构:A 层、B色球层和C 层。
(3)太阳活动的重要标志:C层上为太阳黑子、B层上为 ,其周期平均约为 年。
大气层
日冕
光球
耀斑
11
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(4)影响
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三、地球
1.普通性
(1)从运动特征来看,地球与其他行星绕日公转的方向都是
。大小行星各行其道,互不干扰。
(2)从结构特征来看,地球与水星、金星和火星有许多相似之处,同属 行星。
自西向东
类地
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2.特殊性——存在生命
宇宙环境 自身条件
宇宙环境 ;光照稳定 ①有 水存在;②有含氧的大气;③地表 适宜,且地表昼夜温差不太大
安全
液态
温度
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我国航天基地的有利区位
文昌:①交通便利,海运方便运输大吨位火箭;②纬度低,地球自转线速度大,节省发射时燃料成本;③可以多方位发射,直接面向大海,安全系数高。
酒泉、太原:多晴朗天气,海拔较高,大气稀薄,利于观测。
西昌:位于内陆,人烟稀少,较安全。
补遗图文拓展
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高校专业知识
到达地面的太阳辐射
太阳辐射穿过大气层被削弱后才到达地面。到达地面的太阳辐射包括两部分:一部分是以平行光线形式直接投射到地面上的,称太阳直接辐射;另一部分是经过大气散射之后,从天空投射到地面上的,称散射辐射。两者之和为总辐射。直接辐射主要受太阳高度和大气透明度的影响,而散射辐射的强弱与太阳高度、大气透明度、天气状况、海拔等因素有关。
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极光现象与太阳活动
极光的发生源于太阳风,即太阳带电粒子流进入地球磁场后,由于受到地磁场作用,运动方向发生偏转,在地球南北两 极附近与高层大气中的原子碰撞,造成发光现象。2023年12月初,我国黑龙江、内蒙古、北京等地出现罕见极光现象,极光常见于高纬地区,但引发本次极光现象的地磁暴较强,导致极光可见范围变大。
补遗图文拓展
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地球具备存在生命物质的条件
地球上存在生命物质的基本条件:适宜的温度和液态水,适宜生物生存的大气。这些基本条件的形成与日地距离适中、体积质量适中、自转和公转周期适中等自身特点密不可分。
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探究命题重点
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命题点一 太阳辐射对地球的影响
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方法规律
一、影响太阳辐射强弱的因素
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二、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逐渐增加,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:
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三、太阳能电站建设的区位条件
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真题研析
(2023·浙江6月选考)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。如图为青海某地塔式光热发电场景观图。据此完成下题。
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
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[思路导引]
获取信息 解读信息 调用知识
图文:塔式光热发电是利用成千上万个独立跟踪太阳的定日镜……
文:青海某地 需要较广阔的土地面积 青海、浙江两省的区域地理特征差异;影响太阳辐射强弱的因素;太阳能电站建设的区位条件
位于青藏高原,地势高,空气稀薄,太阳能资源丰富;且地广人稀,多荒漠、戈壁
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[我的答案]
(2023·浙江6月选考)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。如图为青海某地塔式光热发电场景观图。据此完成下题。
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
A
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题组突破
(2026·山西部分学校月考)太阳辐照度是指太阳辐射经过大气层的吸收、散射和反射等作用后,到达地球表面单位面积、单位时间内的辐射能量。下面左图为四地光伏监测站地理位置,右图为四地测得的多年月平均太阳辐照度变化。据此完成1—2题。
1.图示四地太阳辐照度最大值都出现在
6月,与之关联性最大的是( )
A.盛行西风带 B.地球公转
C.地转偏向力 D.地球自转
B
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解析:太阳辐照度是指太阳辐射经过大气层
的吸收、散射和反射等作用后,到达地球表
面单位面积、单位时间内的辐射能量,太阳
高度越大,太阳辐射经过大气的路程越短,被
大气削弱越少,且光照更集中,所以太阳高度
越大,太阳辐照度越大;四地都位于北温带,一年中正午太阳高度最大值出现在夏至日,6月太阳直射点靠近北回归线,四地太阳高度都较大,太阳辐射强,辐照度大;而正午太阳高度的季节变化是由地球公转与黄赤交角的存在共同引起的,所以与之关联性最大的是地球公转,B正确;盛行西风带、地转偏向力、地球自转不能影响太阳高度的季节变化,A、C、D错误。
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2.与6月相比,7月图示四地太阳辐照度较低,主要是因为( )
A.太阳高度大 B.白昼时间长
C.海拔较高 D.降水量较大
解析:图示四地位于华北地区,属于温带季风气候,降水集中在7—8月,与6月相比,7月降水量更大,阴雨天气多,大气对太阳辐射的削弱作用较强,导致太阳辐照度较低,D正确;7月太阳直射点较6月更远离这四个地区,图示四地的太阳高度较6月小,且昼长与6月相比较短,A、B错误;海拔是相对稳定因素,在无特殊条件影响下,短期内不会发生改变,C错误。
D
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命题点二 地球所处的宇宙环境与存在生命的条件
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方法规律
一、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。如果是从北极上空来俯视的,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。如果绕日运行则可能为行星或者彗星,如果是绕行星运行则可能为卫星。
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3.看相对位置关系
凌日:当某一地内行星(水星、金星)运行到太阳和地球之间,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。
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二、地球存在生命的条件
1.外部条件——“安全”和“稳定”
(1)“安全”——安全的宇宙环境:太阳系中,大小行星各行其道,互不干扰。
(2)“稳定”——稳定的太阳光照:亿万年以来,太阳光照条件没有明显的变化。
2.自身条件——“三个适中”
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[方法指导] 生命存在条件的分析思路
在分析某行星是否有生命物质存在时可从“四看”入手分析:
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三、天文观测条件与天文台选址
天文
观测
条件 纬度 高纬度地区,冬季夜长,连续观测时间长,星空起落变化小;低纬度地区则观测范围广(如可观测南北半球的天文情况)
地形 海拔高,空气稀薄;地势高,视野开阔
天文
观测
条件 气象 晴天多,云量少,大气透明度高;风力小;气温波动小,大气扰动小(如太阳观测台选址湖边);空气湿度小
人类
活动 空气污染小;光污染小;设备先进;观测技术高;需设置黑暗天空保护区
天文台
选址 除纬度、地形、气象、人类活动等基本条件外,还应分析交通、科研水平、基础设施、国家政策等条件
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真题研析
(2023·江苏卷)2022年4月27日黎明时分,某地出现金星、火星、木星与土星“四星伴月”的天文现象。此时中国空间站过境该地上空,与“四星伴月”同框,形成壮美景观。下图为某时刻中国空间站在轨位置上方俯视示意图。据此回答下题。
“四星伴月”这一天文现象难得一见,主要是因为各天体( )
A.自转周期不同
B.体积大小不同
C.自转方向不同
D.公转周期不同
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[思路导引]
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[我的答案]
(2023·江苏卷)2022年4月27日黎明时分,某地出现金星、火星、木星与土星“四星伴月”的天文现象。此时中国空间站过境该地上空,与“四星伴月”同框,形成壮美景观。下图为某时刻中国空间站在轨位置上方俯视示意图。据此回答下题。
“四星伴月”这一天文现象难得一见,主要是因为各天体( )
A.自转周期不同
B.体积大小不同
C.自转方向不同
D.公转周期不同
D
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题组突破
(2026·贵州六盘水月考)2025年2月28日傍晚,家住成都(31°N,104°E)的某天文爱好者观测到“七星连珠”的罕见天象。“七星连珠”是指太阳系七颗行星在视运动轨迹上近似排列成直线的天文现象。下图为该天文爱好者通过计算机软件绘制的“七星连珠”模拟图。据此完成1—2题。
1.该夜,最迟落下地平线的行星是( )
A.火星 B.木星
C.天王星 D.土星
A
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解析:受地球自转影响,日月星辰从地球上看起来东升西落,越靠西的天体落下西方地平线的时间越早,越靠东的天体落下西方地平线的时间越晚;图中可见,土星位置最偏西,且处于天空中较低位置,最早落下,而火星位置最偏东,处于天空中较高位置,因此落下地平线的时间最晚,A正确。
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2.“七星连珠”现象的形成主要取决于( )
①行星自转速度周期性变化
②行星公转轨道近似共面
③行星公转周期和速度不同
④太阳活动引发引力扰动
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
B
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解析:“七星连珠”是行星在视运动上近似成直线,行星公转轨道近似共面,才有可能在同一视线上排列,②正确;行星公转周期和速度不同,导致它们在轨道上的位置不断变化,当运行到特定位置时出现近似直线排列,③正确;行星自转速度以及太阳活动引发的引力扰动与“七星连珠”现象的形成无关,①④错误;故选B。
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(2026·陕西多校模拟预测)通常每年7月20日至8月20日的英仙座流星雨、12月4—17日的双子座流星雨、1月1—5日的象限仪座流星雨是北半球三大流星雨,其中英仙座流星雨和象限仪座流星雨集中迸发的纬度位置较高。据此完成3—4题。
3.相比其他两大流星雨,英仙座流星雨观测优势显著的主要原因是( )
A.流星数量多 B.持续时间长
C.流星亮度大 D.可观测范围广
B
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解析:题干未提及流星数量差异,无法直接推断,排除A;英仙座流星雨持续时间通常是在每年7月20日至8月20日,持续一个月左右,可观测时间长,而其他两大流星雨持续时间较短,可观测时间较短,B正确;流星亮度与流星体物质有关,材料未强调亮度差异,排除C;英仙座流星雨和象限仪座流星雨集中迸发的纬度位置较高,可观测范围类似,观测范围并无显著优势,D错误。
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4.观测流星雨的最佳位置及注意事项是( )
A.市中心广场——注意保暖
B.高山观测站——避开晴朗天气
C.远郊开阔地——避开灯光
D.海边沙滩——寻找地势低平处
解析:市中心光污染严重,不利于观测,A错误;晴朗天气是观测流星雨的必要条件,B错误;远郊开阔地远离灯光干扰,视野开阔,是理想观测点,C正确;海边可能受水汽和雾气影响,且地势低平可能限制视野,D错误。
C
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情境应用实践
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情境揭秘
学习探索情境——熔岩洞穴月球基地方案
2023年10月,哈尔滨工业大学科研团队提出了熔岩洞穴月球基地方案(如图):在月球表面的熔岩洞穴内建造月球基地,利用月球的自然地形和地质作为防护,降低了月球基地的建设难度和风险,也增加了月球基地的安全性和舒适性。
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设问探究
1.说明人类探测月球可能采取的方法。(地理实践力)
提示:天文望远镜观测;发射航天器近空观测;载人宇宙飞船实际登陆勘测等。
2.简述人类在月球表面生存的不利自然条件。(综合思维)
提示:没有大气层,缺少氧气;昼夜温差极大;没有液态水;宇宙辐射强。
3.分析与月球表面相比,在熔岩洞穴内建设月球基地的优势。(综合思维)
提示:月球基地建在熔岩洞穴内能有效削弱宇宙辐射;熔岩洞穴作为天然的“防空洞”可以很好地抵挡太空陨石的撞击;熔岩洞穴具有天然的保温作用,有利于降低昼夜温差。
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