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第1节 太阳和月球
考点一、太阳
(一)概况:太阳是离地球最近的恒星。它是一颗自己能发光和发热的气体星球。
(二)作用:对地球来说,太阳是最为重要的天体。太阳是人类和其他生物生存和活动的能量源泉,也是地球上许多自然现象产生和变化的决定者。它用自身的光和热为地球表层和人类的活动提供了最重要的能量,地球上的生物和太阳息息相关。
(三)基本数据
日地平均距离 约为1.5亿千米
直径 约为140万千米
表面温度 约6000℃
中心温度 高达1500万℃
体积 为地球的130万倍
质量 为地球的33万倍
(四)太阳大气层
太阳是一个由炽热气体组成的球体,我们平时所看到的是太阳的大气层。太阳大气层从里到外可分为3层,依次为光球层、色球层和日冕层。
(1)光球层:光球层厚约500千米,我们所见到的太阳可见光,几乎全是由光球层发出的。
(2)色球层:位于光球层外部,呈玫瑰色,厚度约几千千米,只有在日全食时或用特殊望远镜才能观测到。
(3)日冕层:色球层之外为日冕层,它温度极高,延伸到几倍甚至几十倍太阳半径外。日冕物质非常稀薄,但温度非常高,可达200万℃以上。日冕也只有在日全食时或用特制的日冕仪才可以观测到。(亮度太小,无法用肉眼直接观测)。
(五)太阳活动
太阳表面经常发生变化,这些变化通称为太阳活动。常见的太阳活动有太阳黑子、耀斑、日珥、太阳风等。
(1)太阳黑子:人们把太阳光球层上的许多黑班点称为太阳黑子。太阳黑子实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大涡旋,因为其温度比太阳的光球层表面其他地方温度要低,所以看上去像一些黑斑点。太阳黑子的多少和大小,往往作为太阳活动强弱的标志。
(2)耀斑:发生在色球层上的一些突然增亮的斑块。耀斑爆发时,会释放出巨大的能量。是一种最剧烈的太阳活动,周期约为11年。发生在色球层中,所以也叫“色球爆发”。其主要观测特征是日面上(常在黑子群上空)突然出现迅速发展的亮斑闪耀。耀斑爆发时会释放出巨大的能量。当耀斑辐射来到地球附近时,与大气发生剧烈碰撞,干扰电离层,使它失去反射无线电短波的功能。此外,耀斑对气象和水文等方面也有着不同程度的直接或间接影响。
(3)日珥:日珥是突出在日面边缘外面的一种太阳活动现象。它比太阳圆面暗弱得多,在一般情况下被地球大气所散射的太阳光淹没,不能被直接看到。日珥通常发生在色球层,它像是太阳的“耳环”一样。
(4)太阳风:日冕层发射出的带电粒子流,称为太阳风。在南极和北极附近,这些粒子可以进入地球大气层,撞击地球大气中的气体分子,并使这些分子发光,产生极光现象。
6.太阳黑子的活动周期
太阳黑子的活动周期约为11年。黑子数最多的那一年,称为太阳活动峰年;黑子数极少的那一年,称为太阳活动谷年。国际上规定从1755年起算的黑子周期为第1周,从2009年开始为第24周。
7.太阳活动的影响
太阳活动对地球的影响很大。例如,耀斑增强时地球上的短波通信会受到明显影响。太阳黑子、耀斑活动增强时,人们需要用各种防晒措施来避免太阳光中过强的紫外线对皮肤的损伤。
太阳大气层情况及太阳活动对地球的影响如下表:
由内到外 最内层 中间层 最外层
名称 光球层 色球层 日冕层
太阳活动 太阳黑子 日珥、耀斑 太阳风
对地球的影响 会导致紫外线增强或气候异常,危害人类身体健康 会影响地球的无线电短波通信 会导致“极光”的产生
8.太阳活动的观测
我们可以使用加滤镜的天文望远镜或涂黑的玻璃等观测太阳黑子,也可以通过科普书籍或相关的网站收集与太阳活动相关的资料,进-步了解太阳活动对地球的影响。
9.学习使用天文望远镜
一般天文望远镜是一种可以增大单位面积上的光强,从而使得可以观察遥远的、更为暗弱的天体和更多的细节的工具。
【能力拓展】太阳的大气有三层,分别为光球层、色球层、日冕层,但是三层之间没有明确的界线。
平时我们看到的太阳是一个光亮的圆盘,实际上就是光球层。
太阳是距离地球最近的恒星;其表面温度约为6000℃,中心温度高达1500万℃;一般我们看到的是太阳的光球层;太阳不是空心的,它是一个由炽热气体组成的球体。
从里到外太阳的大气层具有亮度减小、密度减小、厚度增大、温度升高的变化特点。
太阳黑子并不黑,只是温度比周围温度低。
典例1:(2022七下·滨江期末)如图是我国卫星风云三号E星首次拍摄的太阳高清图,为研究太阳活动提供了有力支持,下列关于太阳的说法错误的是( )
A.太阳是银河系的中心
B.太阳是离我们最近的一颗恒星
C.太阳黑子是太阳活动强弱的标志之一
D.早晨人们透过地球大气层看到的“太阳”实际是太阳的虚像
【答案】A
【解析】.太阳系是银河系中的一个星系,太阳系的中心是太阳,在茫茫太空中,由成千上万,乃至几十万几百万颗恒星聚集而成的球状星团,构成了银河系的骨架。它们的中心就是银河系的中心。
【解答】 A:太阳不是银河系的中心,它处于银河系的边缘,错误。
B:太阳是离我们最近的一颗恒星,正确。
C:太阳黑子是太阳活动强弱的标志之一,正确。
D:早晨人们透过地球大气层看到的“太阳”实际是太阳的虚像,正确。
变式1:(2022七下·温州期末)太阳与我们的生活息息相关。如图①处的太阳活动叫做( )
A.日珥 B.耀斑 C.太阳风 D.太阳黑子
【答案】A
【解析】太阳活动是太阳大气层里一切活动现象的总称。主要有太阳黑子、光斑、谱斑、耀斑、日珥和日冕瞬变事件等。
太阳黑子是太阳活动的基本标志
光斑:太阳光球边缘出现的明亮组织,向外延伸到色球就是谱斑。光斑一般环绕着黑子,与黑子有密切的关系。
谱斑:太阳光球层上比周围更明亮的斑状组织。
太阳风:太阳风形成的带电粒子流造成了地球上的极光
耀斑:发出的强大的短波辐射,会造成地球电离层急剧变化。对人类的影响很大。造成短波通讯中断。
日珥:在日全食时,太阳的周围镶着一个红色的环圈,上面跳动着鲜红的火舌,这种火舌状物体就叫做日珥。
日冕:日冕是太阳大气的最外层(其内部分别为光球层和色球层),厚度达到几百万公里以上。
【解答】太阳的周围镶着一个红色的环圈,上面跳动着鲜红的火舌,这种火舌状物体就叫做日珥。故选A。
变式2:(2021七下·上城期末)对太阳结构示意图中的相关描述正确的是( )
A.日冕层上可出现日珥现象 B.太阳黑子出现在色球层
C.耀斑爆发的周期约为11年 D.太阳活动对地球的影响不大
【答案】C
【解析】太阳大气层从外到内分为:日冕(最外层)、色球、光球(太阳表面、最亮)。太阳活动的主要标志:太阳黑子(周期11年)。耀斑也是重要标志,它是太阳活动最强烈的显示。太阳风在日冕层;太阳风暴发生于太阳表面。
【解答】A、日珥发生于色球层,A不符合题意;
B、太阳黑子一般出现在光球层,B不符合题意;
C、耀斑爆发的周期约为11年,C符合题意;
D、太阳风:太阳风形成的带电粒子流造成了地球上的极光。耀斑:发出的强大的短波辐射,会造成地球电离层的急剧变化。对人类的影响很大。造成短波通讯中断。日珥:在日全食时,太阳的周围镶着一个红色的环圈,上面跳动着鲜红的火舌,这种火舌状物体就叫做日珥。影响:太阳活动对于地震、火山爆发、旱灾、水灾、人类心脏和神经系统的疾病,甚至交通事故都有关系,D不符合题意。
变式3:太阳黑子的多少和大小,往往作为太阳活动强弱的标志.某研究人员以当地每年相同区域内的野生山菇为例,对太阳黑子与农作物的关系进行研究,数据处理结果如图所示。
请回答下列问题:
(1)图一表示每年的平均太阳黑子数的变换曲线,读图可以发现:太阳黑子数从最小值至最大值增加的速度,比从最大值至最小值减少的速度 。
(2)图二为当地的野生山菇产量的直方图,对照两图,可以发现随着太阳活动的加强,香菇产量总体呈现 趋势。
【答案】(1)大 (2)上升
【解析】以题干为资料,结合图片答题即可。
【解答】读图可知,(1)图一表示每年的平均太阳黑子数的变换曲线,太阳黑子数从最小值至最大值增加的速度,比从最大值至最小值减少的速度快。
(2)图二为当地的野生山菇产量的直方图,随着太阳活动的加强, 香菇产量总体呈现增加趋势。
考点二、月球
(一)月球的概况:月球,俗称月亮,是地球唯一的天然卫星,也是离地球最近的星球(与地球之间的平均距离约为38.44万千米)。月球本身不发光,它依靠反射太阳光发亮,我们看到的月球是太阳照亮的月面。
(二)月球的大小
直径 约为3 476千米,大约是地球的3/11,太阳的1/40
体积 约为地球的1/49
质量 只有地球的1/81
地月平均距离 约为38.44万千米,约为日地距离的1/400
(三)月球的表面
(1)月陆和月海。月球表面明暗相间,亮区是高地,暗区是平原或盆地等低陷地带,分别被称为月陆和月海,平均高差为2~ 3千米。
(2)环形山。
①概况:环形山是月球表面最引人注目的地形,是种环形隆起的低洼地形,也称月坑,月球的正面直径大于1千米的环形山有33 000个以上。
②成因:研究表明,环形山主要是月球形成早期小天体频繁撞击月球的产物,也有一些是由月球上古老的火山爆发形成的。
(四)月球环境
(1)月球上没有大气。在月球上听不到声音
(2)月球表面昼夜的温差很大,可达到300 ℃。
(3)在月球表面,物体所受重力是地球上的1/6,月球上面的物体变“轻了”
(4)月球的表面除了岩石及其碎屑外,几乎什么都没有,既没有空气和水,也没有生命。
(五)探测月球
(1)探测月球的意义。月球对地球的重要性仅次于太阳。例如,月相变化是古代计时的依据,潮汐现象主要是月球对地球的吸引所致,月球上还有丰富的矿产资源。月球探测对认识地球、太阳系的演化、开发宇宙有特殊意义。
(2)登月大事记及我国的探月工程。月球是人类探索宇宙的第一站。人类第一次登上月球是在1969年7月20日,美国宇航员阿姆斯特朗是第一个登上月球的人。我国成功发射了“神舟”系列飞船和“嫦娥”系列人造卫星,2019年1月发射的“嫦娥四号”在月球背面实现软着陆,“玉兔二号”月球车在月面开始巡视探测。
【能力拓展】外图关于环形山的形成,比较科学的解释有两种。①喷射:月球形成不久,月球内部的熔岩与气体冲破表层,喷射而出,就像地球上的火山喷发。它们开始时威力较强,熔岩喷出又高又远,堆积喷口外部,形成了环形山。②流星体撞击月球:在距今约30亿年前,太空的陨星体很多,月球正处于半熔融状态。巨大的陨星撞击月面时,在其四周溅出岩石与土壤,形成了一圈一圈的环形山。又因为月面上没有风雨的洗刷与猛烈的地质构造活动,所以当初形成的环形山就一直保留下来了。
典例1:(2022七下·新昌期末)太阳和月球是地球在宇宙中两个最重要的近邻。下列有关太阳或月球的说法正确的是( )
A.月球上没有空气
B.太阳大气层从外到里依次为光球层、色球层和日冕层
C.太阳黑子在太阳的色球层上
D.月球是绕地球运动的唯一天然行星,月球表面有很多环形山
【答案】A
【解析】 太阳和月球是地球在宇宙中两个最重要的近邻 ,月球和太阳都有各自独有的特征。
【解答】A、月球没有空气,A正确。
B、太阳大气层从里到外依次为光球层、色球层和日冕层,B错误。
C、太阳黑子在太阳的光球层上,C错误。
D、月球是绕地球运动的唯一天然卫星,月球表面有很多环形山。D错误。
变式1:地球绕太阳公转的周期为365.242 2天,月球绕地球公转的周期为27.3天。根据表中数据,下列最符合事实的是( )
地球 月球
年龄 45亿年 45亿年
自转周期 24小时 27.3天
表面积 5.1×108平方千米 3.8×107平方千米
周长. 40075千米 10 927千米
A.地球的一月是月球的一年
B.月球的自转周期与绕地球公转周期相等
C.月球绕轴自转的周期与地球绕太阳公转的周期相等
D.地球和月球白天的长度相等
【答案】B
【解析】根据表格信息,结合月球和地球的概况解答。
【解答】A.地球的一月是30天,月球因为绕转地球公转,月球的一年是27.3天,不符合,故A错误;
B.月球绕地球公转的周期为27.3天,自转周期也是27.3天,说明月球的自转周期与绕地球公转周期相等,故B正确;
C.月球绕轴自转的周期是27.3天,地球公转的周期是365天,二者不等,故C错误;
D.由于自转周期不一样,故地球和月球白天的长度不等,故D错误。
变式2:(2022七下·兰溪月考)若太空陨石撞击在月球表面,绕月球飞行的宇航员不能听到撞击的爆炸声,是因为( )
A.陨石撞击在月球表面,但没有产生振动
B.陨石撞击在月球表面,但振动微小,导致声音太小
C.陨石撞击在月球表面,但真空不能传声
D.以上原因均不是
【答案】C
【解析】声音的传播需要介质,固体、液体、气体都可以传播声音,真空不能传声。
【解答】若太空陨石撞击在月球表面,有振动产生,但绕月球飞行的宇航员不能听到撞击的爆炸声,因为声音的传播靠介质,在真空中声音不能传播。
变式3:(2021七下·新昌期末)2020年12月17日(农历十一月初三),嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆,携带从月海地区采集的1.731千克月球土壤样本。
(1)月球表面地形复杂,最引人注目的是随处可见的 ,即月坑。
(2)着陆器在向月面降落的过程中,不能采用打开降落伞的方法来减小下落的速度,原因是月球上
。
(3)当天晚上月球运行到图甲中的 (选填字母)位置。
【答案】(1)环形山(2)没有空气(3)d
【解析】月球是地球唯一的天然卫星,月球表面布满的大大小小的圆环形的坑,称为环形山,月球表面昼夜温差大。每逢农历初一,月亮运行到地球和太阳之间,月亮被照亮的半球背着地球,我们看不到月亮,叫做“新月”,也叫“朔”;到了农历十五、十六,月亮上亮的一面全部向着地球,人们观察到的月球有圆缺变化的原因是:日地月三者的位置不断发生变化。
【解答】(1)月球表面地形复杂,最引人注目的是随处可见的环形山,即月坑。
(2)着陆器在向月面降落的过程中,不能采用打开降落伞的方法来减小下落的速度,降落伞是一种空气阻力伞,月球上没有空气就不能太使用降落伞。
(3)每月初一月相是新月,2020年12月17日为(农历十一月初三) ,因此当天晚上月球运行到图甲中的d位置,即新月与上弦月之间的位置。
1.我们平时看不到太阳的结构,看到的只是一个明亮发光的圆盘,它实际上是( )
A.日冕层 B.光球层 C.色球层 D.日珥
【答案】B
【解析】太阳大气是太阳外边的大气层,从里向外为光球层,色球层和日冕层。
【解答】我们肉眼看到的是太阳的光球层。
2.(2021七下·台州期末)在月球上,下列活动中宇航员可以做到的是( )
A.放风筝 B.游泳 C.打雪仗 D.扔石头
【答案】D
【解析】月球上没有空气,没有水,昼夜温差大,有环形山,根据月球上的特殊环境分析特点解答。
【解答】A、风筝是靠空气升力放飞的,月球上没有空气,因此不能在月球上放风筝,A不符合题意;
B、月球上没有水,因此宇航员无法游泳,B不符合题意;
C、雪是云层中的水蒸气凝华形成的,月球上没有水蒸气,不会形成雪,因此不能在月球上打雪仗,C不符合题意;
D、扔石块克服的是物体的重力,月球重力比地球小一些,但在月球上可以扔石块,克服其重力,D符合题意。
3.早晨,我们看见太阳的视位置与它的实际位置有些差异,读(地球图并根据有关知识,下列判断正确的是( )
①a是太阳的视位置 ②c 是太阳的视位置 ③b是地平线
④a 是太阳的实际位置 ⑤c 是太阳的实际位置
A.②③④ B.②④ C.①②③ D.①③⑤
【答案】D
【解析】当太阳升起时,太阳实际位置在地平线下面,但通过折射我们看见了太阳;看的是在下面的虚像,对于我们来说就是太阳位置偏高一些了;
【解答】根据分析可知, ① a是太阳的视位置; ③ b是地平线; ⑤ c是太阳的实际位置。
4.(2021七下·长兴期末)“织物版”五星红旗在月球的展示,体现了很高的科技含量。为了能让红旗在月球表面长时间保存,科研队员在设计时候不需要考虑的因素的是( )
A.月球表面随处可见环形山 B.月球表面昼夜温差很大
C.月球表面有很强电磁辐射 D.月球表面有紫外线
【答案】A
【解析】红旗处于昼夜温差极大环境,月球上红旗不能隔离很强电磁辐射和紫外线,月球上的非生物因素能对红旗造成损害。
【解答】月球表面昼夜温差大,月球表面有很强电磁辐射,有紫外线这些都是破坏红旗保存完好的因素,而月球表面随处可见的环形山不会对红旗保存造成影响,A符合题意。
5.(2021七下·拱墅期末)科幻片《流浪地球》震撼了广大观众,故事中太阳由子某些原因提前步入晚年,而现实中的太阳大概还有50亿年的寿命。下列关于太阳的叙述中,错误的是( )
A.太阳是一颗自己能发光和发热的气体星球
B.日珥是太阳活动强弱的主要标志
C.太阳大气从里到外依次为光球层、色球层和日冕层
D.太阳黑子是太阳表面由于温度较低而显得较暗的气体斑块
【答案】B
【解析】太阳是银河系中一颗恒星,太阳是一颗熊熊燃烧的气态星球,太阳是地球及人类的主要能量来源。
【解答】A、太阳是一颗自己能发光和发热的气体星球,A不符合题意;
B、太阳黑子是太阳活动强弱的主要标志,B符合题意;
C、太阳大气从里到外依次为光球层、色球层和日冕层,C不符合题意;
D、太阳黑子是太阳表面由于温度较低而显得较暗的气体斑块,D不符合题意。
6.(2021七下·杭州期末)太阳和月球分别是离我们最近恒星和卫星,下列有关说法正确的是( )
A.平时所看到的太阳是它的大气层,耀斑发生在光球层
B.月球表面有许多较暗的区域,是由于温度较低而显得较暗
C.月球表面有许多由于火山喷发和小天体撞击而形成的环形山
D.太阳的质量比月球要大得多,但是体积和月球相近
【答案】C
【解析】太阳本身会发光发热,太阳活动强会导致地球温度升高,太阳大气层从里到外依次划分为光球层、色球层、日冕层、耀斑发生在色球层,太阳黑子发生在光球层。环形山的形成:①月球形成不久,月球内部的高热熔岩与气体冲破表层,喷射而出,就像地球上的火山喷发;②流星体、陨石撞击。
【解答】A、肉眼可以看见的是光球层,耀斑发生在色球层,太阳黑子发生在光球层,A不符合题意;
B、月亮主要靠反射太阳的光而发亮,那些“高原”地区反射光的能力强,看上去就明亮;那些“平原”地区反射光的能力弱,看上去就比较暗了,B不符合题意;
C、月球表面有许多由于火山喷发和小天体撞击而形成的环形山,C符合题意;
D、太阳的质量和体积都比月球要大得多,D不符合题意。
7.(2022七下·仙居期末)太阳和月球是地球在宇宙中两个最重要的近邻。
(1)甲图是用专用仪器拍摄的太阳照片,照片中A区域呈现的太阳活动是 。
(2)乙图是嫦娥四号拍摄的月球背面照片,最引人注目的是随处可见的月坑,即 。
【答案】(1)日珥(2)环形山
【解析】(1)太阳活动是太阳大气层里一切活动现象的总称。主要有太阳黑子、光斑、谱斑、耀斑、日珥和日冕瞬变事件等。太阳黑子是太阳活动的基本标志
光斑:太阳光球边缘出现的明亮组织,向外延伸到色球就是谱斑。光斑一般环绕着黑子,与黑子有密切的关系。
谱斑:太阳光球层上比周围更明亮的斑状组织。
太阳风:太阳风形成的带电粒子流造成了地球上的极光
耀斑:发出强大的短波辐射,会造成地球电离层的急剧变化。对人类的影响很大。造成短波通讯中断。
日珥:在日全食时,太阳的周围镶着一个红色的环圈,上面跳动着鲜红的火舌,这种火舌状物体就叫做日珥。
日冕:日冕是太阳大气的最外层(其内部分别为光球层和色球层),厚度达到几百万公里以上。
(2)月球是地球的天然卫星,可能形成于约45亿年前,月球表面有阴暗的部分和明亮的区域,亮区是高地,暗区是平原或盆地等低陷地带,分别被称为月陆和月海。早期的天文学家在观察月球时,以为发暗的地区都有海水覆盖,因此把它们称为“海”。月球表面布满大大小小圆形凹坑,称为“月坑”,大多数月坑的周围环绕着高出月面的环形山。月球背面的环形山更多。
【解答】(1)太阳的周围镶着一个红色的环圈,上面跳动着鲜红的火舌,这种火舌状物体就叫做日珥。照片中A区域呈现的太阳活动是日珥。
(2)随处可见的月坑,即环形山。
8.(2021七下·柯桥期末) 2021 年 5 月 26 日,上演了一次罕见的天象——超级血月全食,即超级月亮+血月+月全食。
(1)月食的形成与小孔成像一样,是由于光的 原理;
(2)发生月食部分的月球并非全黑,而是呈暗弱的古铜色,这是由于地球大气对太阳光的 ,从而形成血月;
(3)月食发生当天的月相是 ;月食结束后,若用天文望远镜观察,月球表面最引人注目的是 。
【答案】(1)直线传播(2)折射(3)满月;环形山
【解析】月食是自然界的一种现象,当太阳、地球、月球三者恰好或几乎在同一条直线上时(地球在太阳和月球之间),太阳到月球的光线便会部分或完全地被地球掩盖,产生月食。
【解答】(1)发生月食时,太阳、月球、地球三者都在同一直线上,可以用光沿直线传播来解释,发生月食时地球在中间。
(2)发生月食部分的月球并非全黑,而是呈暗弱的古铜色,这是由于地球大气对太阳光的折射,从而形成血月。
(3)月食发生当天的月相是满月;月食结束后,若用天文望远镜观察,月球表面最引人注目的是环形山。
9.(2021七下·临海期末)2013年2月15日,俄罗斯的天空惊现大陨石!这颗陨石体积有40辆公共汽车总体积那么大( 每辆汽车体积约50米3),质量约为7000吨。它坠落时与大气摩擦产生高温,导致爆炸形成“陨石雨”,造成多人受伤。陨石可分成三类,其类型、主要成分及密度见下表。
类型 石陨石 石铁陨石 铁陨石
密度(千克米3) 3.0×103~3.5×103 5.5×103~6.0×103 7.5×103~8.0×103
(1)请通过计算说明俄罗斯陨石的类型。
(2)月球上会形成类似的“陨石雨”吗?请作出判断并说明原因: 。
【答案】(1)解:V=40×50m3=2000m3
m=7000t=7×106kg
ρ= = =3.5×103kg/m3
查表得是石陨石
(2)不会,没有大气
【解析】(1)先求出陨石的体积,根据密度公式求出陨石的密度,对照表格即可。
(2)当陨星以极大的速度冲进大气层,由于空气的摩擦,陨星在一定的高空发生一次大爆炸,整个陨星爆裂成许多大小不一的陨石。这些陨石像雨点似的降落下来,就形成了人们所见到的陨石雨。
(3)陨石雨的形成必须要有大气层,而月球上没有大气层,因此不会形成陨石雨。
10.(2021七下·嘉兴期末)如图为嫦娥五号着陆器依靠四个“脚掌”停留在月球一平原低陷地带的情景。着陆器总质量为2.4吨,每个“脚掌”与月面的接触面积为3000厘米2。已知1千克物体在月球上受到的重力为1.62牛。
回答以下问题
(1)月球表面平原等低陷地带被称为 ?
(2)在图中画出此时着陆器所受重力示意图。
(3)计算着陆器对月面的压强为多大 并说明把每个“脚掌设计如脸盆大的原因。
【答案】(1)月海
(2)解:
(3)解:m=2.4吨=2400千克 g=1.62牛/千克
G=mg=2400千克×1.62牛/千克=3888牛
S=3000厘米2×4=12000厘米2=1.2米2
p=F/S=3888牛/1.2米2=3240帕
因为着陆器重力大,对月面的压力大,根据p=F/S,当受力面积较小时,产生的压强很大,会使着陆器的“脚”陷入月壤中。所以把着陆器的“脚掌”做成脸盆大,是在压力大小一定时,用增大受力面积来减小压强,防止陷入月壤中。
【解析】(1)月海,是指月球月面上比较低洼的平原,用肉眼遥望月球有些黑暗色斑块,这些大面积的阴暗区就叫做月海。
(2)着陆器所受的重力竖直向下,从重力的作用点(即着陆器的重心)作竖直向下的有向线段,并标上重力的符号G,即为着陆器所受重力的示意图。
(3)先求出着陆器的所受重力,根据公式p=F/S求出着陆器对月面的压强。
【解答】(1)月球表面平原等低陷地带被称为月海。
(2)着陆器所受的重力竖直向下,从重力的作用点——着陆器的重心竖直向下作有向线段,标上符号G,即可作出着陆器所受重力的示意图,如图所示:
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
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第1节 太阳和月球
考点一、太阳
(一)概况:太阳是离地球最近的恒星。它是一颗自己能发光和发热的气体星球。
(二)作用:对地球来说,太阳是最为重要的天体。太阳是人类和其他生物生存和活动的能量源泉,也是地球上许多自然现象产生和变化的决定者。它用自身的光和热为地球表层和人类的活动提供了最重要的能量,地球上的生物和太阳息息相关。
(三)基本数据
日地平均距离 约为1.5亿千米
直径 约为140万千米
表面温度 约6000℃
中心温度 高达1500万℃
体积 为地球的130万倍
质量 为地球的33万倍
(四)太阳大气层
太阳是一个由炽热气体组成的球体,我们平时所看到的是太阳的大气层。太阳大气层从里到外可分为3层,依次为光球层、色球层和日冕层。
(1)光球层:光球层厚约500千米,我们所见到的太阳可见光,几乎全是由光球层发出的。
(2)色球层:位于光球层外部,呈玫瑰色,厚度约几千千米,只有在日全食时或用特殊望远镜才能观测到。
(3)日冕层:色球层之外为日冕层,它温度极高,延伸到几倍甚至几十倍太阳半径外。日冕物质非常稀薄,但温度非常高,可达200万℃以上。日冕也只有在日全食时或用特制的日冕仪才可以观测到。(亮度太小,无法用肉眼直接观测)。
(五)太阳活动
太阳表面经常发生变化,这些变化通称为太阳活动。常见的太阳活动有太阳黑子、耀斑、日珥、太阳风等。
(1)太阳黑子:人们把太阳光球层上的许多黑班点称为太阳黑子。太阳黑子实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大涡旋,因为其温度比太阳的光球层表面其他地方温度要低,所以看上去像一些黑斑点。太阳黑子的多少和大小,往往作为太阳活动强弱的标志。
(2)耀斑:发生在色球层上的一些突然增亮的斑块。耀斑爆发时,会释放出巨大的能量。是一种最剧烈的太阳活动,周期约为11年。发生在色球层中,所以也叫“色球爆发”。其主要观测特征是日面上(常在黑子群上空)突然出现迅速发展的亮斑闪耀。耀斑爆发时会释放出巨大的能量。当耀斑辐射来到地球附近时,与大气发生剧烈碰撞,干扰电离层,使它失去反射无线电短波的功能。此外,耀斑对气象和水文等方面也有着不同程度的直接或间接影响。
(3)日珥:日珥是突出在日面边缘外面的一种太阳活动现象。它比太阳圆面暗弱得多,在一般情况下被地球大气所散射的太阳光淹没,不能被直接看到。日珥通常发生在色球层,它像是太阳的“耳环”一样。
(4)太阳风:日冕层发射出的带电粒子流,称为太阳风。在南极和北极附近,这些粒子可以进入地球大气层,撞击地球大气中的气体分子,并使这些分子发光,产生极光现象。
6.太阳黑子的活动周期
太阳黑子的活动周期约为11年。黑子数最多的那一年,称为太阳活动峰年;黑子数极少的那一年,称为太阳活动谷年。国际上规定从1755年起算的黑子周期为第1周,从2009年开始为第24周。
7.太阳活动的影响
太阳活动对地球的影响很大。例如,耀斑增强时地球上的短波通信会受到明显影响。太阳黑子、耀斑活动增强时,人们需要用各种防晒措施来避免太阳光中过强的紫外线对皮肤的损伤。
太阳大气层情况及太阳活动对地球的影响如下表:
由内到外 最内层 中间层 最外层
名称 光球层 色球层 日冕层
太阳活动 太阳黑子 日珥、耀斑 太阳风
对地球的影响 会导致紫外线增强或气候异常,危害人类身体健康 会影响地球的无线电短波通信 会导致“极光”的产生
8.太阳活动的观测
我们可以使用加滤镜的天文望远镜或涂黑的玻璃等观测太阳黑子,也可以通过科普书籍或相关的网站收集与太阳活动相关的资料,进-步了解太阳活动对地球的影响。
9.学习使用天文望远镜
一般天文望远镜是一种可以增大单位面积上的光强,从而使得可以观察遥远的、更为暗弱的天体和更多的细节的工具。
【能力拓展】太阳的大气有三层,分别为光球层、色球层、日冕层,但是三层之间没有明确的界线。
平时我们看到的太阳是一个光亮的圆盘,实际上就是光球层。
太阳是距离地球最近的恒星;其表面温度约为6000℃,中心温度高达1500万℃;一般我们看到的是太阳的光球层;太阳不是空心的,它是一个由炽热气体组成的球体。
从里到外太阳的大气层具有亮度减小、密度减小、厚度增大、温度升高的变化特点。
太阳黑子并不黑,只是温度比周围温度低。
典例1:(2022七下·滨江期末)如图是我国卫星风云三号E星首次拍摄的太阳高清图,为研究太阳活动提供了有力支持,下列关于太阳的说法错误的是( )
A.太阳是银河系的中心
B.太阳是离我们最近的一颗恒星
C.太阳黑子是太阳活动强弱的标志之一
D.早晨人们透过地球大气层看到的“太阳”实际是太阳的虚像
变式1:(2022七下·温州期末)太阳与我们的生活息息相关。如图①处的太阳活动叫做( )
A.日珥 B.耀斑 C.太阳风 D.太阳黑子
变式2:(2021七下·上城期末)对太阳结构示意图中的相关描述正确的是( )
A.日冕层上可出现日珥现象 B.太阳黑子出现在色球层
C.耀斑爆发的周期约为11年 D.太阳活动对地球的影响不大
变式3:太阳黑子的多少和大小,往往作为太阳活动强弱的标志.某研究人员以当地每年相同区域内的野生山菇为例,对太阳黑子与农作物的关系进行研究,数据处理结果如图所示。
请回答下列问题:
(1)图一表示每年的平均太阳黑子数的变换曲线,读图可以发现:太阳黑子数从最小值至最大值增加的速度,比从最大值至最小值减少的速度 。
(2)图二为当地的野生山菇产量的直方图,对照两图,可以发现随着太阳活动的加强,香菇产量总体呈现 趋势。
考点二、月球
(一)月球的概况:月球,俗称月亮,是地球唯一的天然卫星,也是离地球最近的星球(与地球之间的平均距离约为38.44万千米)。月球本身不发光,它依靠反射太阳光发亮,我们看到的月球是太阳照亮的月面。
(二)月球的大小
直径 约为3 476千米,大约是地球的3/11,太阳的1/40
体积 约为地球的1/49
质量 只有地球的1/81
地月平均距离 约为38.44万千米,约为日地距离的1/400
(三)月球的表面
(1)月陆和月海。月球表面明暗相间,亮区是高地,暗区是平原或盆地等低陷地带,分别被称为月陆和月海,平均高差为2~ 3千米。
(2)环形山。
①概况:环形山是月球表面最引人注目的地形,是种环形隆起的低洼地形,也称月坑,月球的正面直径大于1千米的环形山有33 000个以上。
②成因:研究表明,环形山主要是月球形成早期小天体频繁撞击月球的产物,也有一些是由月球上古老的火山爆发形成的。
(四)月球环境
(1)月球上没有大气。在月球上听不到声音
(2)月球表面昼夜的温差很大,可达到300 ℃。
(3)在月球表面,物体所受重力是地球上的1/6,月球上面的物体变“轻了”
(4)月球的表面除了岩石及其碎屑外,几乎什么都没有,既没有空气和水,也没有生命。
(五)探测月球
(1)探测月球的意义。
月球对地球的重要性仅次于太阳。例如,月相变化是古代计时的依据,潮汐现象主要是月球对地球的吸引所致,月球上还有丰富的矿产资源。月球探测对认识地球、太阳系的演化、开发宇宙有特殊意义。
(2)登月大事记及我国的探月工程。
月球是人类探索宇宙的第一站。人类第一次登上月球是在1969年7月20日,美国宇航员阿姆斯特朗是第一个登上月球的人。我国成功发射了“神舟”系列飞船和“嫦娥”系列人造卫星,2019年1月发射的“嫦娥四号”在月球背面实现软着陆,“玉兔二号”月球车在月面开始巡视探测。
【能力拓展】外图关于环形山的形成,比较科学的解释有两种。
1 喷射:月球形成不久,月球内部的熔岩与气体冲破表层,喷射而出,就像地球上的火山喷发。它们开始时威力较强,熔岩喷出又高又远,堆积喷口外部,形成了环形山。
2 流星体撞击月球:在距今约30亿年前,太空的陨星体很多,月球正处于半熔融状态。巨大的陨星撞击月面时,在其四周溅出岩石与土壤,形成了一圈一圈的环形山。又因为月面上没有风雨的洗刷与猛烈的地质构造活动,所以当初形成的环形山就一直保留下来了。
典例1:(2022七下·新昌期末)太阳和月球是地球在宇宙中两个最重要的近邻。下列有关太阳或月球的说法正确的是( )
A.月球上没有空气
B.太阳大气层从外到里依次为光球层、色球层和日冕层
C.太阳黑子在太阳的色球层上
D.月球是绕地球运动的唯一天然行星,月球表面有很多环形山
变式1:地球绕太阳公转的周期为365.242 2天,月球绕地球公转的周期为27.3天。根据表中数据,下列最符合事实的是( )
地球 月球
年龄 45亿年 45亿年
自转周期 24小时 27.3天
表面积 5.1×108平方千米 3.8×107平方千米
周长. 40075千米 10 927千米
A.地球的一月是月球的一年
B.月球的自转周期与绕地球公转周期相等
C.月球绕轴自转的周期与地球绕太阳公转的周期相等
D.地球和月球白天的长度相等
变式2:(2022七下·兰溪月考)若太空陨石撞击在月球表面,绕月球飞行的宇航员不能听到撞击的爆炸声,是因为( )
A.陨石撞击在月球表面,但没有产生振动
B.陨石撞击在月球表面,但振动微小,导致声音太小
C.陨石撞击在月球表面,但真空不能传声
D.以上原因均不是
变式3:(2021七下·新昌期末)2020年12月17日(农历十一月初三),嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆,携带从月海地区采集的1.731千克月球土壤样本。
(1)月球表面地形复杂,最引人注目的是随处可见的 ,即月坑。
(2)着陆器在向月面降落的过程中,不能采用打开降落伞的方法来减小下落的速度,原因是月球上
。
(3)当天晚上月球运行到图甲中的 (选填字母)位置。
1.我们平时看不到太阳的结构,看到的只是一个明亮发光的圆盘,它实际上是( )
A.日冕层 B.光球层 C.色球层 D.日珥
2.(2021七下·台州期末)在月球上,下列活动中宇航员可以做到的是( )
A.放风筝 B.游泳 C.打雪仗 D.扔石头
3.早晨,我们看见太阳的视位置与它的实际位置有些差异,读(地球图并根据有关知识,下列判断正确的是( )
①a是太阳的视位置 ②c 是太阳的视位置 ③b是地平线
④a 是太阳的实际位置 ⑤c 是太阳的实际位置
A.②③④ B.②④ C.①②③ D.①③⑤
4.(2021七下·长兴期末)“织物版”五星红旗在月球的展示,体现了很高的科技含量。为了能让红旗在月球表面长时间保存,科研队员在设计时候不需要考虑的因素的是( )
A.月球表面随处可见环形山 B.月球表面昼夜温差很大
C.月球表面有很强电磁辐射 D.月球表面有紫外线
5.(2021七下·拱墅期末)科幻片《流浪地球》震撼了广大观众,故事中太阳由子某些原因提前步入晚年,而现实中的太阳大概还有50亿年的寿命。下列关于太阳的叙述中,错误的是( )
A.太阳是一颗自己能发光和发热的气体星球
B.日珥是太阳活动强弱的主要标志
C.太阳大气从里到外依次为光球层、色球层和日冕层
D.太阳黑子是太阳表面由于温度较低而显得较暗的气体斑块
6.(2021七下·杭州期末)太阳和月球分别是离我们最近恒星和卫星,下列有关说法正确的是( )
A.平时所看到的太阳是它的大气层,耀斑发生在光球层
B.月球表面有许多较暗的区域,是由于温度较低而显得较暗
C.月球表面有许多由于火山喷发和小天体撞击而形成的环形山
D.太阳的质量比月球要大得多,但是体积和月球相近
7.(2022七下·仙居期末)太阳和月球是地球在宇宙中两个最重要的近邻。
(1)甲图是用专用仪器拍摄的太阳照片,照片中A区域呈现的太阳活动是 。
(2)乙图是嫦娥四号拍摄的月球背面照片,最引人注目的是随处可见的月坑,即 。
8.(2021七下·柯桥期末) 2021 年 5 月 26 日,上演了一次罕见的天象——超级血月全食,即超级月亮+血月+月全食。
(1)月食的形成与小孔成像一样,是由于光的 原理;
(2)发生月食部分的月球并非全黑,而是呈暗弱的古铜色,这是由于地球大气对太阳光的 ,从而形成血月;
(3)月食发生当天的月相是 ;月食结束后,若用天文望远镜观察,月球表面最引人注目的是 。
9.(2021七下·临海期末)2013年2月15日,俄罗斯的天空惊现大陨石!这颗陨石体积有40辆公共汽车总体积那么大( 每辆汽车体积约50米3),质量约为7000吨。它坠落时与大气摩擦产生高温,导致爆炸形成“陨石雨”,造成多人受伤。陨石可分成三类,其类型、主要成分及密度见下表。
类型 石陨石 石铁陨石 铁陨石
密度(千克米3) 3.0×103~3.5×103 5.5×103~6.0×103 7.5×103~8.0×103
(1)请通过计算说明俄罗斯陨石的类型。
(2)月球上会形成类似的“陨石雨”吗?请作出判断并说明原因: 。
10.(2021七下·嘉兴期末)如图为嫦娥五号着陆器依靠四个“脚掌”停留在月球一平原低陷地带的情景。着陆器总质量为2.4吨,每个“脚掌”与月面的接触面积为3000厘米2。已知1千克物体在月球上受到的重力为1.62牛。
回答以下问题
(1)月球表面平原等低陷地带被称为 ?
(2)在图中画出此时着陆器所受重力示意图。
(3)计算着陆器对月面的压强为多大 并说明把每个“脚掌设计如脸盆大的原因。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
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