第一章 第一节
课时跟踪·分层训练
学业考达标练
一、选择题
地球是人类迄今为止所知道的唯一存在生命的星球,但她又是太阳系内部比较普通的一颗星球。下图为地球位置示意图。据此完成1~2题。
1.图中代表地球的序号是( )
A.① B.②
C.③ D.④
2.小行星带所处的位置区间是( )
A.①②之间 B.②③之间
C.③④之间 D.④⑤之间
【解析】 第1题,根据所学知识可知,①②③④分别代表水星、金星、地球、火星,故代表地球的序号为③,C正确,A、B、D错误。故选C。第2题,由所学知识可知,小行星带地处火星和木星之间,其中④⑤分别为火星、木星,故处于④⑤之间,D正确,A、B、C错误。故选D。
2017年4月,美国哈佛天体物理中心发现了一颗距离太阳约39光年的“超级地球”(行星LHS 1140b),该行星与主星(LHS 1140)的距离、岩石构成以及存在液态水的可能性,使其成为目前寻找外星生命的最佳选择。据此完成3~4题。
3.“超级地球”所处的天体系统是( )
A.河外星系 B.太阳系
C.银河系 D.仙女星系
4.称“超级地球”是“目前寻找外星生命的最佳选择”,主要的依据是该行星( )
A.体积、质量与地球相似
B.绕主星运行
C.离太阳较近
D.温度适中
【解析】 第3题,根据材料,“超级地球”距离太阳39光年,说明该天体在太阳系之外,银河系之中,C正确,A、B、D错误。故选C。第4题,由材料“该行星与主星(LHS 1140)的距离、岩石构成以及存在液态水的可能性,使其成为目前寻找外星生命的最佳选择。”可知,“超级地球”与主星的距离,即行星与恒星的距离,是决定其表面温度适宜于生命存在的重要条件,也是有无存在液态水的可能性,D正确;体积、质量与地球相似,题干无相关信息显示,A错误;绕主星运行与存在生命现象关系不大,B错误;距离太阳约39光年,距离远,C错误。故选D。
登陆火星五周年之际,“好奇号”探测器确认火星上有适合生命存在的物质。分析检测显示,取出的岩石粉末含有黏土、硫酸盐和其他对生命非常关键的矿物成分。火星大气以稀薄的二氧化碳为主,根据材料完成5~6题。
5.火星虽然有适合生命存在的物质,但目前仍然没有发现生命存在,其原因最可能是( )
A.火星体积密度较小 B.火星上大气稀薄
C.火星表面温度高 D.火星上没有液态水
6.相对于地球,火星更易遭陨石袭击,其最主要原因是( )
A.火星公转速度快
B.火星更靠近小行星带
C.火星大气稀薄
D.火星的质量小
【解析】 第5题,火星体积密度与地球相似,属于类地行星,A错误;火星上大气稀薄不是主要原因,B错误;火星距离太阳比地球远,表面温度较低,C错误;地球上的生命起源于原始海洋,因此目前火星仍然没有发现生命存在,其原因最可能是没有液态水,D正确。故选D。第6题,火星是类地行星,火星的公转速度、质量与地球接近,火星更靠近小行星带,但受陨石袭击的几率差异不大,A、B、D错误;火星大气稀薄,不能将进入火星大气层的陨石烧烬,C正确。故选C。
2023年2月10日,神舟十五号乘组出舱活动取得圆满成功,这是“天宫号”空间站全面建成后航天员首次出舱活动。“天宫号”空间站距离地面约400千米,每90分钟环绕地球一周。空间站反射阳光,在一定条件下,地球上的人们肉眼可以看到明亮的光点划过天空。下图示意空间站、地球和太阳的位置。据此完成7~8题。
7.在轨“天宫号”空间站的天体级别类似于( )
A.月球 B.火星
C.彗星 D.小行星
8.人们肉眼看到明亮的光点划过天空时,空间站最可能位于( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
【解析】 第7题,根据所学知识可知,“天宫号”空间站是人造地球卫星,围绕地球运行,与月球的天体级别类似,都属于地球的卫星,A正确,B、C、D错误。故选A。第8题,本题的关键点是掌握太阳系中天体间的位置关系。当空间站位于甲、乙两处时,处在太阳和地球之间,太阳光太强,人们用肉眼无法看到空间站,A、B错误;当空间站位于丙处时,太阳光线被地球遮挡,空间站无法反射太阳光,此时地球上的人们看不到空间站,C项错误;当空间站位于丁处时,地球上正对丁处的地方处于黄昏,天空不太明亮,而此时空间站又能够反射太阳光,从地球上观察空间站应为一个明亮的光点,且空间站运行速度较快,人们可以看到明亮的光点划过天空,D项正确。故选D。
二、综合题
9.读太阳系示意图,回答下列问题。
(1)八大行星中,离太阳最近的是_水星__,太阳系中的小行星带位于_火星__轨道和_木星__轨道之间。(写行星名称)
(2)按运动特征,八大行星绕日公转有同向性,_共面__性和_近圆__性。
(3)地球上存在生命物质与其所处的宇宙环境关系密切,此图所反映的有利的宇宙环境是_大小行星各行其道,互不干扰,使地球处于相对安全的宇宙环境中__。
(4)地球上存在生命物质的几个自身条件中,此图反映出来的是_日地距离适中,有适合生物生存的温度条件__。
(5)若地球在H行星的轨道上运行,则会发生的现象有( )
A.变为寒冷的“冰球”
B.变为炽热的“火球”
C.大气层将会消失
D.体积将会变小
【解析】 第(1)题,八大行星距日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,离太阳最近的是水星,其中小行星带位于火星轨道与木星轨道之间。第(2)题,按照运动特征,八大行星绕日公转均为自西向东,具有同向性;绕日公转的轨道平面几乎在同一平面内,具有共面性;绕日公转的轨道均为近似于正圆的椭圆形轨道,具有近圆性。第(3)题,注意宇宙环境。图中显示各大小行星各行其道,互不干扰,使得地球的宇宙环境安全,有利于生命的繁衍与发展。第(4)题,注意自身条件,图中信息显示,地球与太阳的距离适中,可以获得适宜的太阳辐射,有适合生物生存的温度条件。第(5)题,若地球在H行星轨道上运行,则地球与太阳的距离大大变远,获得的太阳辐射将急剧降低,温度变低,变为寒冷的冰球,A正确,B错误。地球的质量和体积并不会发生变化,引力不会发生变化,大气层不会消失,C、D错误。故选A。
选择考提升练
一、选择题
(2024·宜春高一检测)2022年5月25日凌晨,木星、火星、残月联袂上演一出“双星伴月”,三者组成一幅“可爱笑脸”(如下图所示),用肉眼即可观赏这趣味一幕。据此完成10~11题。
10.组成图示笑脸中的天体类型是( )
A.行星和流星 B.恒星和行星
C.行星和卫星 D.恒星和卫星
11.科学家目前尚未在火星发现生命迹象,其原因可能有( )
①自转、公转的周期与地球差别大
②气温过低,缺少适宜的温度
③质量和体积与地球相比较大
④大气稀薄,缺少适宜呼吸的大气
A.①④ B.②④
C.②③ D.①③
【解析】 第10题,结合所学知识可知,木星、火星属于行星;残月是月相的一种类型,属于卫星;流星是指运行在星际空间的流星体(通常包括宇宙尘粒和固体块等空间物质)在接近地球时由于受到地球引力的摄动而被地球吸引,从而进入地球大气层,并与大气摩擦燃烧所产生的光迹;恒星是能够自行发光和发热的天体。综上可知,C对,A、B、D错。故选C。第11题,自转和公转周期与地球的差别和火星是否存在生命关系不大,①不符合题意;火星距离太阳比地球远,导致火星表面平均温度过低,缺少适宜的温度,故②正确;相对于地球,火星的质量和体积较小,③不符合题意;火星的大气成分主要是二氧化碳,大气稀薄,缺少适宜呼吸的大气,故④正确。综上可知,②④对,故选B。
(2024·温州高一检测)2022年8月3日,据美国科学新闻网站报道,詹姆斯·韦伯空间望远镜拍摄到车轮星系新图像(如图)。车轮星系距离地球约5亿光年,因有两个环状结构形似马车车轮而得名,外部的光环是不少新形成的恒星。据此完成12~13题。
12.图中两个环状结构的发光天体属于( )
A.行星 B.恒星
C.卫星 D.星云
13.与车轮星系级别相同的天体系统是( )
A.地月系 B.太阳系
C.银河系 D.可观测宇宙
【解析】 第12题,结合所学知识可知,自身能够发光的天体为恒星,例如太阳;而行星、卫星不能发光;结合材料“因有两个环状结构形似马车车轮而得名,外部的光环是不少新形成的恒星”可知,该图中没有星云分布。综上可知,B对,A、C、D错。故选B。第13题,根据材料“车轮星系距离地球约5亿光年,因有两个环状结构形似马车车轮而得名,外部的光环是不少新形成的恒星”可知,该天体系统具有较多恒星,故其应与银河系级别相同;地月系为行星系,太阳系为恒星系,可观测宇宙为总星系,与该星系条件不符。综上可知,C对,A、B、D错。故选C。
北京时间2022年6月5日10时44分,搭载神舟十四号载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。约577秒后,神舟十四号载人飞船与火箭分离,成功进入预定轨道,约7小时后,神舟十四号载人飞船成功对接天和核心舱端口,发射取得圆满成功。据此完成14~15题。
14.下列地理事物属于天体的是( )
A.待发射的飞船
B.刚发射的飞船
C.成功对接核心舱的飞船
D.核心舱中的航天员
15.下列不属于神舟十四号载人飞船与天和核心舱所属天体系统的是( )
A.可观测宇宙 B.河外星系
C.太阳系 D.银河系
【解析】 第14题,待发射的飞船属于地球的一部分;刚发射的飞船仍在大气层之内,属于地球的一部分;成功对接核心舱的飞船,属于天体;核心舱中的航天员属于天和核心舱的一部分,不属于天体。综上可知,C对,A、B、D错。故选C。第15题,神舟十四号载人飞船围绕地球公转,是地球的卫星,位于地月系中,因此其被可观测宇宙、银河系和太阳系所包括;河外星系是指银河系以外的星系,不包括地月系。综上可知,B对,A、C、D错。故选B。
宜居带也叫适合居住带,太阳系宜居带就是太阳系中适宜生物生存的一个范围。下图为太阳系宜居带示意图,读图完成16~17题。
16.宜居带的范围主要位于( )
A.木星和土星之间 B.火星和木星之间
C.地球和火星之间 D.水星和地球之间
17.有液态水的存在是宜居的重要条件之一,宜居带存在液态水主要得益于( )
A.行星距离太阳远近适中
B.行星各行其道、互不干扰
C.行星质量和体积适中
D.行星有稳定的太阳光照
【解析】 第16题,八大行星按照离太阳的距离从近到远依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。由图可知,宜居带的范围主要位于地球和火星之间。综上可知,C对,A、B、D错。故选C。第17题,液态水的存在与温度有关,宜居带存在液态水主要得益于行星距离太阳远近适中,行星表面温度主要来源于太阳辐射,适中的距离使得行星表面气温适宜,水以液态形式存在;八大行星各行其道、互不干扰,彼此间不会发生碰撞,故地球所处的行星际空间安全稳定,但与液态水存在无关;行星质量和体积适中,其引力适宜,使大气聚集在其周围,适合生物呼吸的大气,与液态水的形成无关;若光照过强,则水表现为气态,光照过弱,水表现为固态,故行星有稳定的太阳光照不是液态水形成的主要原因。A对,B、C、D错。故选A。
2020年7月23日,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器发射成功,向着火星进发(如图),约6个半月后抵达火星,减速被火星捕获后环绕火星飞行2~3个月,然后分离释放着陆巡视组合体实施着陆。读图完成18~19题。
18.火星与地球( )
A.表面温度相同 B.公转方向相反
C.同属类地行星 D.都有液态水存在
19.被火星捕获后环绕火星飞行的“天问一号”探测器( )
A.始终属于地球
B.成为火星轨道上的流星体
C.成为火星的卫星
D.不是独立的天体
【解析】 第18题,离太阳越远,星球的表面温度越低,火星距离太阳比地球远,因此火星的表面温度较低,A错;八大行星公转运动具有同向性的特点,火星和地球的公转方向相同,B错;类地行星包括水星、金星、地球和火星,火星和地球同属于类地行星,C对;根据目前探测,火星表面没有液态水的存在,不存在生命,D错。故选C。第19题,被火星捕获后环绕火星飞行的“天问一号”探测器已经脱离了地球的引力,不再属于地球;流星体是运行于行星际空间的天体,被捕获后的探测器不是流星体;被捕获后的探测器绕着行星火星公转,成为火星的卫星;被捕获后的探测器有自己独立的运行轨迹,独立存在于宇宙空间中,是天体。综上可知,C对,A、B、D错。故选C。
二、综合题
20.阅读图文材料,完成下列要求。
木星是太阳系最大的一颗行星,质量为地球的318倍,体积是地球的1 316倍,是除金星之外天上最亮的行星(只有个别时候火星会比它亮)。2022年9月27日出现“木星冲日”现象。冲日是指某一行星绕日公转过程中运行到与地球、太阳成一条直线,而地球恰好位于太阳和该行星之间的一种天文现象。“木星冲日”时,木星特别明亮,整夜肉眼可见。下图为“木星冲日”示意图。
(1)结合所学知识,描述木星在可观测宇宙中的位置。_木星位于银河系中的太阳系;位于地球公转轨道以外,比地球距离太阳远。__
(2)该日木星为71年来视亮度最大,是因为( )
A.木星与地球的距离更近
B.木星昼半球朝向地球的比例最小
C.小行星撞击造成亮度加大
D.木星自身发出的可见光增强
(3)研究发现,几乎每过几个月,都会有一个直径超过45米以上的天体撞到木星。与地球相比,木星更易被小行星撞击,从木星角度分析其原因。
_与小行星带距离近;体积、质量大,吸引力大。__
(4)地球既是一颗普通的行星,又是一颗特殊的行星。图中反映了地球具备生命存在的条件是什么?_日地距离适中;安全的宇宙环境。__
【解析】 第(1)题,根据所学知识可知,木星位于银河系中的太阳系,是距离太阳第五远的大行星,位于地球的公转轨道之外,距离太阳比地球远。第(2)题,根据材料信息可知,“木星冲日”时,地球恰好位于太阳和木星之间,木星与地球的距离最近,所以在地球上看到的木星最亮;木星昼半球朝向地球的比例越小,地球接收到木星反射的太阳光线越少;小行星撞击与地球观测到木星的亮度相关性较小;木星不能发光。故选A。第(3)题,根据所学知识可知,木星的质量和体积都大于地球,导致其对小行星的吸引力较大;小行星带位于火星和木星之间,木星距离小行星带更近。第(4)题,地球存在生命的条件,图示信息能够反映出来的是日地距离适中,接收到的太阳辐射适中;大小行星各行其道,互不干扰,地球处于安全的宇宙环境之中。
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第一章 宇宙中的地球
第一节 地球的宇宙环境
课标导读 思维导图
课程标准 运用资料,描述地球所处的宇宙环境。
核心素
养目标 1.根据图像资料,结合天文观测活动,描述天体的特点和天体系统的层次结构,并描述地球的宇宙环境。(区域认知)
2.运用资料说出行星地球的普通性和特殊性,认识保护地球宇宙环境的必要性。(综合思维)
3.了解观测宇宙的工具,开展简单的宇宙观测活动。(地理实践力)
●情境导学
2022年12月8日发生火星冲日奇观,火星亮度最亮,距离地球最近,这是观测地外行星的最佳时期。火星冲日是指地球在火星和太阳之间,火星与太阳视黄经相差180度时的天象。这时,火星和太阳分别位于地球的两边,太阳刚一落山,火星就从东方升起,而等到太阳从东方升起时,火星才在西方落下,因此整夜都可观测火星。
1.什么是地外行星呢?
2.地球在宇宙中是处于一个怎样的位置呢?
提示:1.太阳系八大行星中运行轨道在地球轨道之外的行星。2.地球位于太阳系中,由近到远距离太阳第三位的行星。
必备知识 自主梳理
?地球在宇宙中的位置
1.天体
(1)概念:宇宙间_______的存在形式。
(2)常见类型:_______、星云、_______、流星、彗星、卫星等。
物质
恒星
行星
星云 恒星 行星 卫星
由气体和尘埃组成的呈_______状外表的天体,主要物质是_____。 由炽热_______组成、能自己发光的球状或类球状天体。距离地球最近的恒星是_______。 在椭圆轨道上环绕运行的,近似球状的天体。行星的质量比恒星小,本身_________。靠反射恒星的光而发亮。 环绕_______运转的天体。卫星的大小差别_______,有的直径只有几千米大。_______是地球的天然卫星。
云雾
氢
气体
太阳
不发光
行星
很大
月球
2.天体系统
(1)概念:运动中的天体___________、___________形成的系统。图中A表示_____________,B表示_________,C表示_________,D表示_________。
(2)太阳系:由_______、_______及其卫星、小行星、彗星、流星体和行星际物质等构成。
相互吸引
相互绕转
可观测宇宙
银河系
太阳系
地月系
太阳
行星
_______是太阳系的中心天体,质量约占整个太阳系的_________,日地距离约为_________亿千米。
八颗行星的排序,按距离太阳由近及远的顺序排列依次是:A_______、B_______、C_______、D_______、E_______、F_______、G_________、H_________
太阳
99.86%
1.5
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
1
位于发射架上的神舟十五号是天体吗?与天和核心舱对接的神舟十五号和地球能不能构成天体系统?
提示:位于发射架上的神舟十五号不是天体。与天和核心舱对接的神舟十五号和地球相互吸引,并且相互绕转,构成天体系统。
?行星地球
1.地球是太阳系中一颗普通的行星
(1)从八颗行星的结构特征看
分类 组成 特征
类地行星 水星、_______、_______、火星 距离太阳近,表面温度高,由岩石与金属构成,高密度,自转速度慢,固态表面,没有光环,卫星较少
巨行星 _______、_______ 距离太阳较远,表面温度较低,体积、质量大,平均密度小,卫星数目多
远日行星 _________、_________ 距离太阳最远,表面温度最低,体积和质量适中,平均密度居中,都有卫星
金星
地球
木星
土星
天王星
海王星
(2)从八颗行星的公转特征看:绕日公转方向一致,都是自西向东,具有_______性;公转轨道面几乎在同一平面上,具有_______性;绕日公转的轨道形状具有_______性。
(3)表现:地球在结构特征和运动特征上,与其他行星相比并无特殊之处。
同向
共面
近圆
2.地球又是太阳系中一颗特殊的行星
(1)特殊性
根据人类目前所掌握的宇宙信息,地球是太阳系中唯一存在_______________的星球。
(2)存在生命的条件
外部条件:①稳定的太阳光照;②安全的宇宙环境。
自身条件:①广泛分布液态水;②适宜的温度;③有适宜生命生存呼吸的大气。
高级智慧生命
2
地球有厚度适中的大气层,其原因是什么?
提示:地球大气层厚度适中是因为地球的质量和体积适当,产生的引力适当。
1.可观测宇宙包括银河系和现阶段所能观测到的河外星系。( )
2.距离地球最近的恒星是比邻星。( )
3.可观测宇宙是目前人类所知道的最高一级天体系统。( )
4.目前人类在太阳系之外观测到的类似于地月系的天体系统达 1 250亿个。( )
5.银河系主要是由很多尘埃和气体组成的云雾状天体。( )
√
×
√
×
×
合作探究 能力提升
●情境解读
在宇宙中,地球这个人类的家园时刻面临着各种各样的威胁。科幻小说《流浪地球》讲述了太阳在晚年时期体积不断膨胀,地球居民为了躲避灾难而修建“行星发动机”,被迫逃离太阳系寻找新家园的故事。“流浪地球”计划分为三步:第一步,终止地球自转。第二步,将地球
推入木星轨道(但未被木星捕获),
借助木星引力,弹射出太阳系。第
三步,地球经历2 500年的星际流
浪,抵达新家园,距离地球最近的
恒星——比邻星。右图为地球流浪
过程示意图。
任务一 天体及天体系统
●问题探究
问题1.按小说《流浪地球》所述,若太阳的体积不断膨胀扩大,最先遭到太阳烈焰袭击的是哪颗行星?
提示:水星(距离太阳最近)。
问题2.地球逃离太阳系的过程中,在示意图中A、B、C三个位置对应的天体类型分别是什么?
提示:行星——卫星——行星。
问题3.从低到高依次排列地球“流浪”过程中所处的天体系统。
提示:地月系、太阳系、银河系。
●归纳提升
1.天体的判定方法
2.主要的天体系统及层次结构
(1)天体系统的组成
天体系统 组成 其他
可观测宇宙 银河系和现阶段所能观测到的河外星系 目前人类所知道的最高一级的天体系统
河外星系 银河系之外与银河系类似的天体系统 大约有上千亿个
银河系 太阳和千万颗恒星组成的庞大的恒星集团 太阳与银河系中心的距离大约为2.6万光年
天体系统 组成 其他
太阳系 太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星体和行星际物质 太阳是距地球最近的一颗恒星。日地平均距离约为1.5亿千米
地月系 地球是地月系的中心天体,月球是地球唯一的天然卫星 月球是距离地球最近的天然天体。地月平均距离约为38.4万千米
(2)“四看法”判断天体系统
天体系统至少由两个天体组成,单个天体不能构成天体系统。天体系统内部,质量较小的天体围绕质量较大的天体公转,如果某些天体只相互吸引,达不到绕转的程度,就不能构成天体系统。
特别提醒:流星体是天体,流星现象与陨石不属于天体
1.火星是地球的近邻,几十年来人类对火星的探测一直没有停止过。2020年7月23日,“祝融号”乘坐“天问一号”火星探测器前往火星,在火星轨道观测三个月后,携带“祝融号”火星车的着陆器在火星表面着陆。右图为太阳及太阳系八大行星示意图。据此回答(1)~(2)题。
●典例剖析
(1)以下场景能构成天体系统的是( )
A.发射过程中的“天问一号”探测器与地球
B.前往火星路上的“天问一号”与月球
C.在轨道上观测火星的“天问一号”与火星
D.着陆火星后的“祝融号”火星车与火星
(2)火星上的夜晚可能观察到( )
A.土星遮住火星的卫星 B.水星在小行星中穿梭
C.美丽的银河横跨星空 D.圆圆的地球挂在天空
【解析】 第(1)题,运动着的天体因互相吸引和互相绕转,形成天体系统。选项中只有C项符合要求。故选C。第(2)题,火星的卫星和火星之间距离较近,土星距离火星很远,所以土星不会出现在火星与火星的卫星之间,故不会遮住火星的卫星,A错误;水星有自己的公转轨道,不会在小行星中穿梭,B错误;火星属于银河系,夜晚可以看见美丽的银河横跨星空,C正确;因行星之间实际距离遥远,在火星上用肉眼观测地球,只能是一个小点,不可能是圆圆的地球,D错误。故选C。
●对点训练
1.2022年10月31日,长征五号B火箭托举着中国空间站梦天实验舱飞向太空。梦天实验舱将在轨与天和核心舱、问天实验舱组合体完成组装建造,形成“天宫号”空间站T字形基本构型。右图为梦天实验舱发射升空图。据此完成(1)~(2)题。
(1)在轨“天宫号”空间站的天体级别类似于( )
A.流星体 B.小行星
C.木卫一 D.天王星
(2)航天员出舱活动时可能观察到的现象是( )
A.手中五星红旗迎风飘扬 B.浩瀚无比的星空
C.飘渺的云海 D.流星划过天空
【解析】 第(1)题,根据所学知识可知,“天宫号”空间站围绕地球运行,属于人造地球卫星,类似于月球,与木卫一天体级别类似,都属于行星的卫星。故选C。第(2)题,根据所学知识可知,航天员出舱活动的空间属于地球的高层大气,空气密度极低,产生的气压差很小,几乎无风,所以五星红旗不会迎风飘扬;云海一般出现在大气层中的对流层;高层大气密度极低,而流星是流星体进入地球大气,与大气剧烈摩擦燃烧而产生,更接近于近地面大气,因此航天员出舱活动不会看到流星划过天空的现象;由于没有大气的影响,可以观察到浩瀚无比的星空。故选B。
●情境解读
2022年元旦,国家航天局发布我国首次火星探测任务“天问一号”探测器从遥远火星传回一组精美图像,向全国人民报告“天问一号”平安,致以节日问候。此次传回的图像包含环绕器与火星合影、环绕器局部特写、火星北极冰盖、“祝融号”火星车拍摄火面地貌等内容,展示环绕器、“祝融号”火星车工作状态及获取的火星表面形态。
任务二 普通而特殊的行星——地球
人类针对火星的探测任务,主要包括探索火星的生命活动信息,包括火星过去、现在是否存在生命,火星生命生存的条件和环境以及对生命起源和地外生命的探测。
●问题探究
问题1.分析火星上是否存在生命,并说明原因。
提示:可能。因为火星上有液态水,液态水是生命存在的关键证据。
问题2.分析太阳系之外可能适宜人类居住的星球环境。
提示:充足的水分,恰到好处的大气厚度和大气成分,适宜的太阳光照和温度范围。
问题3.假如某一星球存在生命,分析其应具备怎样的外部条件。
提示:安全的宇宙环境和稳定的光照。
●归纳提升
1.地球的特殊性——存在生命的条件
(1)和谐的外部条件——“安全”和“稳定”。
①“安全”——太阳系中大小行星各行其道、互不干扰,为地球提供安全的宇宙环境。
②“稳定”——亿万年以来,太阳光照条件没有明显的变化,为地球提供稳定的太阳光照。
(2)适宜的自身条件——“三个适中”。
2.“四看法”判定生命的存在
知识拓展:大气层对地球的作用
(1)大气是地球的防弹衣:地外物质进入大气层后会燃烧。(2)大气是地球的保护伞:地球臭氧层可以吸收紫外线。(3)大气是地球的天然空调:白天大气削弱太阳辐射,晚上大气可以保温。(4)为生物呼吸提供必需的氧气。
2.科学家最近发现,距太阳4.2光年的比邻星周围有一颗潜在的宜居行星。宜居行星与比邻星相距约700万千米,比邻星比太阳暗1 000倍。据此回答(1)~(2)题。
(1)判断该行星宜居的主要依据是( )
A.具有与地表相近的温度 B.具有地月系一样的天体系统
C.距比邻星接近日地距离 D.获得与地面上相似的可见光
(2)宜居行星还需要适于生物呼吸的大气层,大气层的存在主要取决于( )
A.光照条件稳定 B.行星与太阳的距离适中
C.行星的体积和质量适中 D.有原始海洋
●典例剖析
【解析】 第(1)题,此题考查行星适宜居住的条件,可以参照地球上有高级智慧生命存在的条件进行分析。日地距离及昼夜交替的周期决定地球上有适宜的温度,而此题材料重在描述比邻星的强度及宜居行星与比邻星的距离,它们的距离远近直接决定了宜居行星的温度,而温度是星球是否适宜居住的重要条件,故选A。第(2)题,行星上大气的存在和行星的体积、质量适中有关,其引力正好吸引住了适合生物生存的大气,故选C。
●对点训练
2.2021年5月15日,“祝融号”火星车成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。火星表面平均温度为-60 ℃,大气成分主要是二氧化碳,大气层厚度仅为地球的0.7%。据此完成(1)~(2)题。
(1)与地球相比,在火星上还没有发现任何生命体的原因是( )
①气温过低,缺少适宜的温度 ②质量和体积较大 ③大气稀薄,缺少适合呼吸的大气 ④自转和公转周期与地球相近
A.①④ B.②④
C.②③ D.①③
(2)地球是太阳系中一颗特殊的行星,主要体现在( )
A.是太阳系中体积、质量最大的行星
B.是八大行星中质量最小的行星
C.既有自转运动,又有公转运动
D.是太阳系中唯一存在生命的行星
【解析】 第(1)题,根据材料信息表明,火星表面平均温度为-60 ℃,气温过低,不适合液态水存在,因此缺少适宜的温度是火星没有发现生命体的原因之一,①符合题意;火星大气层厚度仅为地球的0.7%,表明火星的质量和体积比地球小,②不符合题意;火星大气稀薄,且大气成分主要是二氧化碳,缺少适合呼吸的大气,这是火星没有发现生命体的原因之一,③符合题意;自转和公转周期与地球相近,不是火星上还没有发现任何生命体的原因,④不符合题意。故选D。第(2)题,木星是太阳系中体积、质量最大的行星;水星是八大行星中质量最小的行星;太阳系中八大行星均既有自转运动,又有公转运动,这不是地球特殊性的体现;地球由于具有“金锁链”条件,成为太阳系中唯一存在生命的行星,这是地球特殊性的体现。故选D。
借题发挥:1.与地球相比较,火星上流星现象更明显,这种说法对吗?
提示:不对,火星上大气稀薄,流星现象不明显。
2.与地球相比较,火星上平均温度为什么更低?
提示:火星与太阳的距离大于日地距离,所以平均温度低。
课堂小结
课堂达标 巩固训练
2022年10月8日至12日,智神星与天狼星“结伴游”。天狼星距离地球约为8.6光年,是夜空中最亮的恒星,智神星则是小行星带中质量第二重的小行星。据此完成1~2题。
1.“结伴游”的这两个天体( )
A.质量相同 B.都能自身发光
C.距日远近相同 D.都属于银河系
2.以天狼星为中心天体的天体系统( )
A.与太阳系的层级相同
B.与智神星相互吸引、相互绕转
C.是规模最大的天体系统
D.由恒星、卫星等基本天体构成
【解析】 第1题,智神星是行星,天狼星是恒星,行星不会发光,恒星会发光,B错误;智神星是小行星,所以质量小,天狼星质量大,A错误;天狼星距地球约为8.6光年,天狼星距太阳的距离更远,C错误;银河系直径约10万光年,天狼星和智神星都在银河系,D正确。故选D。第2题,天狼星是一颗恒星,以天狼星为中心天体的天体系统是恒星系统,与太阳系的层级相同,A正确;智神星是太阳系的小行星,会与太阳相互吸引,相互绕转,B错误;天狼星的恒星系统主要由恒星和行星天体构成,D错误;规模最大的天体系统为可观测宇宙,C错误。故选A。
英仙座星系的天体距离地球1 600光年至7 600光年,2022年8月13日(农历七月十六)英仙座流星雨(母体来自斯威夫特·塔特尔彗星,带着彗尾绕日运行)爆发,但并不适宜观测。据此完成3~4题。
3.英仙座星系位于( )
A.地月系 B.太阳系
C.银河系 D.河外星系
4.英仙座流星雨的母体( )
A.由气体和尘埃组成 B.离太阳近时,彗尾较长
C.来自英仙座星系 D.自身可以发光、发亮
【解析】 第3题,由材料可知,英仙座星系距离地球1 600光年至 7 600光年,而银河系的直径约为10万光年,且太阳与银河系中心的距离约2.6万光年,因此英仙座星系位于银河系中。综上可知,C对,A、B、D错。故选C。第4题,英仙座流星雨的母体来自斯威夫特·塔特尔彗星,是绕太阳运行的彗星;由气体和尘埃组成的天体是星云;彗星离太阳越近,彗星蒸发物质越多,彗尾越长;绕日运行的天体位于太阳系中;自身发光、发亮的天体是恒星。综上可知,B对,A、C、D错。故选B。
新一轮空间竞赛正向太空拓展,火星成为新一轮空间竞争的焦点。由于各国在空间探测中一般遵循“谁先占有,谁先开发,谁先受益”的原则,各国将在火星开发中掀起一场新的“圈地运动”。结合下表,完成5~6题。
行星 质量(地
球为1) 体积(地
球为1) 平均密度
(g/cm3) 公转
周期 自转
周期
地球 1.00 1.00 5.51 1.00年 23时56分
火星 0.11 0.15 3.93 1.88年 24时37分
5.据表分析,火星与地球最接近的是( )
A.大气成分 B.公转周期
C.昼夜交替周期 D.表面温度
6.人类深空探测对火星情有独钟的原因是( )
A.有生命存在 B.距地球最近的行星
C.有昼夜交替 D.自然环境最接近地球
【解析】 第5题,地球自转周期为23时56分,火星自转周期为24时37分,二者在自转周期方面最接近,C正确;火星质量和体积远小于地球,大气稀薄,大气成分与地球差异较大,A错误;相比于自转周期而言,公转周期不是火星与地球最接近方面,B错误;火星距离太阳更远,且大气稀薄,保温作用较差,其表面温度与地球差异较大,D错误。故选C。第6题,火星的自然环境最接近地球,这使得人类深空探测对火星情有独钟,D正确;就目前而言,尚不明确火星是否有生命存在,A错误;火星并不是距离地球最近的行星,就太阳系八大行星而言,金星距离地球更近,B错误;太阳系其他行星也有昼夜交替,C错误。故选D。
7.阅读材料,完成下列问题。
(1)太阳系各大行星具有共同的运动特征,例如,各大行星公转轨道具有近圆性、_____________________、_______________________。
公转方向具有同向性
公转轨道面具有共面性
(2)据图描述地球在太阳系中的位置特点。______________________ _______________________________________________________
(3)据图描述地球存在生命的条件。____________________________ ___________________________________________________
地球是太阳系中的一颗
行星;地球是距太阳第三近的行星;地球与金星、火星相邻。
各行星各行其道,互不干扰,有
安全的宇宙环境;日地距离适中,地球有适宜的温度。
【解析】 第(1)题,根据所学知识,可以判断出太阳系各大行星公转轨道具有近圆性、公转方向具有同向性、公转轨道面具有共面性。第(2)题,根据图中信息,可以判断出地球位于太阳系中,所以地球是太阳系中的一颗行星,从图中信息可以判断出,从太阳向外的行星依次是水星、金星、地球、火星,所以地球是距太阳第三近的行星,地球与金星、火星相邻。第(3)题,根据图中信息,可以判断出各大行星公转轨道面具有共面性,所以各行星各行其道,互不干扰,有安全的宇宙环境;由于地球是距太阳第三近的行星,所以日地距离适中,地球有适宜的温度,因此地球存在生命。