高中地理人教新课标必修一 导学案 第一章 第一节

第一节　宇宙中的地球
[学习目标定位]　1.了解天体的主要类型及特点。2.学会通过不同级别天体系统的关系图，理解地球在宇宙中的位置。3.运用资料说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星，理解地球上存在生命的条件。
一、地球在宇宙中的位置
1．天体
(1)天体概念：宇宙间①物质的存在形式。
(2)天体类型：②恒星、星云、③行星、流星体、彗星、卫星。
2．天体系统
(1)概念：运动中的天体④相互吸引、相互绕转，形成天体系统。
(2)层次：总星系
思考
1．“嫦娥五号”卫星预计2018年发射，判断“嫦娥五号”在地面待发射时和在太空遨游时是否是天体？
答案　在地面时不是天体，在太空时是天体。
2．北斗七星是否构成天体系统，为什么？
答案　不构成天体系统，因为它们都是恒星，没有相互绕转关系。
二、太阳系中一颗既普通又特殊的行星
1．地球的普通性
(1)八颗行星
(2)
2．地球的特殊性——存在生命
(1)外部条件：安全的宇宙环境，稳定的太阳光照。
(2)自身条件
探究点一　天体和天体系统
探究活动　阅读材料，回答下列问题。
材料　美国宇航局的“好奇号”火星探测器是一个汽车大小的遥控设备，其使命是探寻火星上的生命元素。2011年11月26日23时2分，“好奇号”火星探测器发射成功，顺利进入飞往火星的轨道。2012年8月6日成功降落在火星表面，展开为期两年的火星探测任务。
(1)在图中用箭头标出火星的绕日公转方向。
(2)“好奇号”火星探测器在如图位置时是否属于天体，着陆时是否属于天体？
(3)图中共包括________级天体系统，其中最高一级天体系统的中心天体是________，最低一级天体系统的中心天体是________。
(4)北斗七星是天体系统吗？为什么？
答案　(1)逆时针方向。
(2)如图位置时为火星的卫星，属于天体。在火星着陆时，属于火星的附属物，不属于天体。
(3)两　太阳　火星
(4)不是。　根据定义，天体系统是由于天体相互吸引和相互绕转形成的，可以得出天体系统的两个条件：一是要有绕转关系，二是要有不同的级别。北斗七星都是恒星，级别相同，也不互相绕转。
反思归纳　天体和天体系统的判断依据
(1)天体的判断依据——“三看”：一是看它是不是位于地球大气层之外，之外则是，而之内则不是；二是看它是不是附属于天体的一部分；三是看它是不是有独立的运行轨道，有则是，没有则不是。
(2)判断某些天体是否构成天体系统，要看它们之间是否相互吸引、相互绕转，是否有共同的公转中心，即整个天体系统的重心。
探究点二　地球存在生命的原因
探究活动　阅读下列材料，回答问题。
材料　地球生机勃勃，是太阳系的“奇迹”，这“奇迹”的创造与宇宙环境和自身条件有关。地球在漫长的发展演化过程中，太阳没有明显的变化，太阳系中的大、小行星非常遵守“交通规则”。从地球自身条件看，有许多“巧合”才使生命的孕育成为可能。
(1)地球上存在生命的外部条件主要有哪两个方面？
(2)从地球自身条件看，地球上有适宜的温度，从而有液态水，另外还有适于生物呼吸的大气，这些生命条件的存在与自然界的哪些“巧合”有关？
(3)地球的海洋是生命诞生的摇篮，地球上充足的液态水是如何形成的？
答案　(1)地球上存在生命的外部条件主要是：安全的宇宙环境和稳定的太阳光照。
(2)日地距离适中，地球公转和自转周期适当，使地球上有适宜的温度，有利于液态水的存在；地球有适中的体积和质量，其引力使大量气体聚集在地球的周围，形成包围地球的大气层。并经过长期演化，形成适合生物呼吸的大气。
(3)地球海洋形成如下所示：
内部温度升高产生的水汽释放充足的水分液态水
反思归纳　地球存在生命的原因
条件 原因 影响
外部条件 安全的宇宙环境 太阳系中，大、小行星各行其道，互不干扰 太阳系八颗行星都可能存在生命
稳定的太阳光照 自生命诞生以来，太阳光照条件没有明显的变化
自身条件 适宜的温度 日地距离适中，地球的自转和公转周期适当 只有地球有生命存在
适合生物生存的大气 地球的体积和质量适中
有液态的水 内部温度升高→产生水汽→形成海洋
对点训练一　天体和天体系统
宇宙是一个有序的，有一定层次和结构的物质世界。据此回答1～2题。
1．下列属于天体的是(　　)
①1986年与地球擦肩而过的哈雷彗星　②2015年中秋节时的月亮　③在俄罗斯车里雅宾斯克州坠落的陨石　④天空中飞行的飞机
A．①③ B．①②
C．②④ D．③④
2．下列概念中，具有从属关系，且从大到小依次排列的是(　　)
A．太阳系—木星—海王星
B．宇宙—太阳系—银河系
C．太阳系—地月系—月球
D．太阳—地球—哈雷彗星
答案　1.B　2.C
解析　本题组主要考查天体的辨别以及对天体和天体系统包含关系的理解。第1题，陨石和天空中的飞机属于地球的附属物，不能称为天体；而彗星、流星体、月球、星云和恒星等都属于自然天体。第2题，A项中木星和海王星为并列关系；B项虽具有从属关系，但银河系包含太阳系；D项没有从属关系。
对点训练二　地球存在生命的条件
读下表中的相关数据，结合所学地理知识，回答3～4题。
行星 质量(地球为1) 体积(地球为1) 公转周期 自转周期 赤道面与轨道面之间的交角
地球 1.00 1.00 1年 23时56分 23°26′
火星 0.11 0.15 1.9年 24时37分 23°59′
3.液态水的存在是地球生命起源和发展的重要条件之一，下列叙述中与地球“液态水存在”有密切关系的是(　　)
①地球的质量和体积适中　②地球上昼夜更替的周期比较适中　③地球上大气层白天对太阳辐射有削弱作用，晚上对地面有保温效应　④地球与太阳的距离比较适中
A．①②④ B．②③④
C．①③④ D．①②③
4．人类首先选择火星作为探索生命起源和进化的行星，是因为火星上的一些地理现象与地球上的一些地理现象相似，结合上表，其主要表现为(　　)
①火星和地球一样被厚厚的大气层所包围　②火星上和地球上都有四季变化，且四季的长度一样　③火星和地球自转周期比较接近　④火星、地球与太阳的距离都比较适中
A．①③ B．②③
C．③④ D．①④
答案　3.B　4.C
解析　第3题，地球上具有生命的条件之一是地球上有液态水存在，而液态水的存在与地球上的气温适中有关。影响地球大气温度的因素有日地距离适中、公转和自转周期适中、大气的作用等。第4题，火星空气稀薄；火星的自转周期为24时37分，与地球接近；火星也有四季的变化，只不过四季的时间比地球上的四季要长；从八颗行星的位置看，火星、地球与太阳的距离都比较适中，容易产生适宜的温度，利于生命存在。
综合提升
5．下图是“太阳系的局部示意图”，读图回答下列问题。
(1)写出图中数码代表的行星：
①____________；②____________；③____________；
④____________；⑤____________。
(2)图中与金星距离最近的行星是(　　)
A．① B．② C．③ D．④
(3)图中有生命存在的星球是________(填数码)，试分析该星球存在生命的主要原因。
答案　(1)地球　火星　木星　土星　金星　(2)A　(3)①　具有稳定的太阳光照和安全的宇宙环境；具备适宜的温度、供生物呼吸的大气和液态水等生命活动所需要的条件。
解析　解答此题的关键是正确判读小行星带在太阳系中的位置。小行星带分布于火星轨道和木星轨道之间，因此，②为火星，③为木星，则①为地球，④为土星，⑤为金星。金星与地球相邻，地球是离金星最近的两颗行星之一。太阳系中唯一有生命存在的星球是地球。
教材P4　读图思考
本图旨在加深我们对天体系统层次及隶属关系的认识。地月系和其他行星系与太阳共同组成太阳系，太阳系和其他恒星系又组成了银河系，银河系与河外星系共同组成了总星系。综上分析，框图中的内容从左向右、自上而下为银河系、河外星系、太阳系、地月系。
教材P4～P6　活动
1．本项活动旨在培养同学们分析图表的能力，通过分析图表使同学们认识到地球的公转运动与其他行星相比，有自己的特点，但并不特殊，从而得出地球是太阳系中一颗普通行星的结论。
通过分析图表我们可以看出：
(1)八颗行星公转运动的方向相同，都是自西向东，即具有同向性。
(2)八颗行星公转的轨道倾角相差很小，都近乎位于同一个平面上，即具有共面性。
(3)八颗行星公转运动的轨道形状都是接近正圆的椭圆，即具有近圆性。
2．此项活动旨在通过分析图及其相关数据，认识八颗行星的结构特征，从而加深同学们对地球是太阳系中一颗普通行星的认识。
三类行星距日远近、质量、体积等特征比较
行星类别 距日远近 质量 体积
类地行星 1 1 1
巨行星 2 3 3
远日行星 3 2 2
注：每项特征分为三级，按距日由近及远，质量由小到大、体积由小到大，依次以1、2、3表示。
3．地球与其他行星相比，在质量、体积、运动周期等方面并没有什么特殊的地方。
[基础过关]
“一闪一闪亮晶晶，满天都是小星星，挂在天空放光明，好像许多小眼睛……”是一首大家耳熟能详的童谣。据此回答1～2题。
1．童谣中所说星星大多属于(　　)
A．行星 B．恒星
C．流星 D．星云
2．下列属于上题所述天体类型的是(　　)
A．太阳 B．月球
C．木星 D．陨石
答案　1.B　2.A
解析　第1题，恒星是能自己发光的球状或类球状天体，行星通常指自身不发光、环绕着恒星的天体，星云是由气体和尘埃组成的云雾状天体，流星是指宇宙尘粒和固体块等空间物质与大气摩擦燃烧所产生的光迹，故满天的小星星只能是恒星。第2题，选项中属于恒星的天体只有太阳，月球是卫星，木星是行星，陨石不是天体。
“太阳大，地球小，太阳带着地球跑；地球大，月亮小，地球带着月亮跑”。重温儿时的童谣，结合下图完成3～4题。
3．童谣中出现的天体，按先后顺序排列的是(　　)
A．恒星、行星、卫星 B．恒星、小行星、流星
C．星云、恒星、行星 D．恒星、行星、小行星
4．图中最低一级的天体系统的中心天体是(　　)
A．太阳 B．地球
C．月球 D．恒星
答案　3.A　4.B
解析　童谣中出现的天体有太阳(属于恒星)、地球(属于行星)、月球(属于卫星)。图中的天体系统有太阳系和地月系两级，地月系是最低一级天体系统。
5．下列天体系统中，不包括地球的是(　　)
A．银河系 B．总星系
C．河外星系 D．太阳系
答案　C
6．据俄罗斯科学家预测，2036年4月13日一颗小行星将撞向地球。这颗小行星最有可能来自(　　)
A．河外星系
B．地月系
C．火星轨道和木星轨道之间
D．巨行星之间
答案　C
下图为“公转轨道相邻的三颗行星相对位置示意图”。读图回答7～8题。
7．世人对甲星球进行生命探测时首先查找液态水存在迹象，原因是(　　)
①存在液态水，说明温度适宜
②有液态水才能形成云雨现象　③液态水可以形成多样的地表形态　④生命起源于海洋，有液态水才可具备此基本条件
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
8．与甲、乙行星相比，地球具备的生命存在的基本条件之一是(　　)
A．适宜的大气厚度和大气成分
B．强烈的太阳辐射和充足的水汽
C．复杂的地形和岩石圈
D．强烈的地震和火山活动
答案　7.D　8.A
解析　第7题，由图可知，甲、乙两行星分别是火星和金星，有液态水是生命存在的前提条件。第8题，与金星和火星相比，地球上适宜生命存在的条件是适宜的温度条件、适合生物生存的大气条件、液态水的存在。四个选项中只有A符合。
9．读“太阳系八颗行星排列顺序示意图”，回答下列问题。
(1)写出图中字母所代表的行星名称：
A________，G________，H________。
(2)与地球相邻的两颗行星的代表字母是__________、__________。
(3)小行星带位于______和______轨道之间。(填代表字母)
(4)图中属于类地行星的是____________；属于巨行星的是____________；属于远日行星的是______________。(填代表字母)
答案　(1)水星　天王星　海王星
(2)B　D
(3)D　E
(4)A、B、C、D　E、F　G、H
解析　本题以太阳系八颗行星排列顺序图为背景，考查太阳系中八颗行星的结构和运动特征。明确A→H代表的行星是解题的关键。由图可知，以太阳为中心，A→H距离由近及远，依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。小行星带位于火星轨道和木星轨道之间。八颗行星中水星、金星、火星和地球为类地行星，木星和土星为巨行星，天王星和海王星为远日行星。
10．根据材料，回答下列问题。
与其他行星相比较，地球的条件是非常优越的。首先，它与太阳的距离适中，加上自转周期与公转周期适当，使得全球能够接受适量的太阳光热。整个地球表面的平均温度约为15 ℃，适于万物生长，而且能够使水在大范围内保持液态，形成水圈。而水星和金星离太阳太近，接受到的太阳辐射能量分别为地球的6.7倍和1.9倍，表面温度分别达350 ℃和480 ℃；木星、土星距太阳又太远，所获得的太阳辐射的能量分别仅为地球的4%和1%，表面温度分别是－150 ℃和－180 ℃；更远的两颗行星的表面温度则都在－200 ℃以下，环境条件十分严酷。
(1)为什么水星和金星表面温度很高，而天王星、海王星表面温度很低？温度过高或过低对生命形成和发展有什么影响？
(2)如果自转周期与公转周期不适当，对生命活动会产生什么影响？
答案　(1)主要与它们同太阳的距离有关。水星、金星距太阳近，接受太阳辐射多，所以温度高；天王星、海王星距太阳远，接受太阳辐射少，所以温度低。　温度过高或过低，都不利于生命的产生和发展。如果温度过高，则由于热扰动太强，原子根本不可能结合在一起，也就不能形成分子，更不用说复杂的生命物质了。如果温度过低，分子将牢牢地聚集在一起，只能以固态和晶体形式存在，生物也无法生存。
(2)自转或公转周期过长，则白天或夏天升温过高，夜晚或冬天降温过低，无论温度过高或过低，都不利于生命物质的形成和发展。
解析　本题主要考查地球存在生命的条件，由于日地距离适中，使地表平均温度为15℃，同时也为有液态水提供了条件；自转和公转周期适中，也使地球上气温的年较差、日较差不太大，这样才有利于生命的形成和发展。
[能力提升]
2012年7月16日凌晨，“双星伴月”天象出现，金星、木星和月亮在天空中组成了一幅“乐歪嘴”的笑脸。据此回答11～12题。
11．与地球相比，图中三天体均缺少(　　)
A．岩石 B．大气
C．液态水 D．阳光
12．当金星运行到太阳和地球之间时，我们可以看到在太阳表面有一个小黑点慢慢滑过，这种天象被称为“金星凌日”，除金星外，还可能形成“凌日”天文现象的行星是(　　)
A．火星 B．木星
C．水星 D．天王星
答案　11.C　12.C
解析　第11题，由所学知识可知，地球上7l%的地区覆盖着水，而在月球、金星和木星上至今还未发现有液态水。第12题，发生“凌日”天文现象的行星，必须位于太阳与地球轨道之间，所以水星也可以形成“凌日”天文现象。
读“太阳系示意图”，回答13～14题。
13．目前，人类已经实地考察的宇宙天体是(　　)
A．ab B．de
C．fg D．hi
14．图中包含的天体系统层次有(　　)
A．一级 B．二级
C．三级 D．四级
答案　13.B　14.B
解析　第13题，人类目前亲身或航天器已经登陆的星球有月球和火星，在图中分别是d和e。第14题，图中的天体系统有太阳系及地月系二级天体系统。
15．根据以下材料，回答下列问题。
材料一　科学家利用各种办法寻找“地外文明”，在人类发射的宇宙探测器上，携带了“人类信息图”，介绍了人类与地球最基本的情况；还把各民族的经典音乐放在太空中不断播放，以引起其他天体上生物的共鸣；在地球上修建了大容量的电磁波接收装置，用来捕获来自“地外文明”的电磁波……
材料二　设想在距离地球5.28光年的地方有一颗存在生命物质的行星。有一天，地球上某太空信息接收站收到了该行星发来的求救信号：“亲爱的外星朋友，你们好！我们是X星球上的居民，我们的星球将于10年后毁灭，因此我们打算移居外星球。贵星球可以接纳我们吗？”
(1)如果宇宙探测器上要播放地球在宇宙中的位置，你认为该如何说？
(2)有人看到材料二中的求救信号高兴地说：“哈哈，银河系中果真还有生命存在。”你认为对吗？为什么？(假设银河系主体部分的直径约8万光年)
(3)有人看到材料二中的信息后悲观地说：“我们不用给X星球上的居民发信号了。”他为什么这样说？(提示：信号用电磁波传递，速度为光速)
(4)若真有“地外文明”，那么该天体应该具备什么条件？
答案　(1)地球位于银河系中的太阳系，是太阳系八颗行星中距离太阳由近及远的第三颗行星。
(2)对。　X星球距离地球5.28光年，银河系主体部分的直径约为8万光年。
(3)因为X星球距离地球5.28光年，信息从该星球传到地球已用了5年多的时间，当地球上的信息传到该星球时，时间已是10年以后了，那时该星球已经毁灭。
(4)该天体应具备的基本条件是：充足的水分，恰到好处的大气厚度和大气成分，适宜的光照和温度范围等。
解析　第(1)题，地球的位置可从天体系统等级和在太阳系的具体位置来说明。第(2)(3)题，可以通过计算看一下信息传递需要的时间。第(4)题，若星球存在生命，它所具备的条件就和地球类似。可参照地球上具有生命存在的条件归纳。