(共52张PPT)
第一节 地球的宇宙环境
【目标导航】
课标要求 素养目标
运用资料,描述地球所处的宇宙环境。 1.结合示意图,分析并掌握天体系统的级别和层次,运用图表资料描述地球所处的宇宙环境。(综合思维)
2.能够自制地球模型,演示太阳系的范围和组成;通过天文观测,辨别常见天体和太阳系行星。(地理实践力)
3.了解地球上生命存在的条件,培养学生的人地协调观;利用所学知识,探究宇宙中是否还有其他存在生命的星球。
(综合思维、人地协调观)
必备知识·预习导学
一、地球在宇宙中的位置
1.天体
(1)概念:宇宙中物质存在的形式。
(3)主要天体的特征。
主要天体类型 特征 举例
(基本天体) 由气体和尘埃组成,呈云雾状外表,主要物质是氢 猎户座星云
恒星
(基本天体) 由炽热气体组成、能自己发光的球状或类球状
行星 在椭圆轨道上绕恒星运行,近似球状,本身不发光,靠反射恒星的光而发亮 土星、地球、
火星等
星云
太阳
卫星 环绕行星运转 月球
彗星 不能自己发光,绕恒星运行 哈雷彗星
星际空间物质 通过天文望远镜或其他空间探测手段才能探测到 —
[想一想] 宇宙飞船属于天体吗
提示:发射之前的宇宙飞船不属于天体,发射到宇宙空间的宇宙飞船属于天体(人造天体)。
2.天体系统
(1)概念:运动中的天体相互 、相互绕转,形成天体系统。
吸引
(2)天体系统的级别和层次。
银河
太阳
(3)主要的天体系统。
天体系统 主要组成 中心天体 其他
地月系 地球和月球 月地距离约38.4万千米
系 太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质等 太阳 日地距离约1.5亿千米
地球
太阳
银河系 太阳和众多恒星 无中心天体,只有共同引力中心 太阳距银河系中心约2.6万光年
星系 银河系外同银河系类似的星系 银河系和河外星系都是星系
可观测
宇宙 银河系和现阶段所能观测到的河外星系 目前所知的最高一级天体系统
河外
[想一想] 北斗七星是一个天体系统吗
提示:不是。北斗七星各恒星之间没有相互绕转关系,不能形成天体系统。
二、行星地球
1.地球是太阳系中一颗普通行星
(1)八颗行星的结构特征:根据距日远近、质量和体积进行分类如下。
分类 所含行星 特征
类地行星 水星、金星、地球、火星 靠近太阳,有 表面,体积较小
巨行星 木星、土星 主要由气体构成,体积巨大
远日行星 天王星、海王星 主要由气体构成,与太阳相距很远
固体
(2)八颗行星的运动特征。
同向性 绕日公转方向都是自西向东
共面性 公转轨道面几乎在同一平面上
近圆性 公转轨道形状都是近似圆形的椭圆
2.地球是太阳系中一颗特殊的行星
(1)特殊性的表现:是太阳系八颗行星中唯一存在高级智慧生命的星球。
(2)地球上存在生命的条件。
①自身条件:地球上具有适宜高级智慧生命生存和繁衍的温度、水、
等条件。
②外部条件:安全的宇宙环境。
大气
[连一连] 将地球上存在生命的条件与成因连线。
答案:
关键能力·情境导学
学习任务一 天体和天体系统
【情境·探究导学】
我国卫星发射
北京时间2024年9月20日12时11分,我国在太原卫星发射中心用长征二号丁运载火箭,以“一箭六星”的方式成功将“祁连一号”“吉林一号”宽幅02B02-06等6颗卫星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
(1)图片中的卫星是否属于天体 请说出判断依据。
提示:不属于。该卫星没有进入宇宙空间,还是地球的附属物,不是宇宙中的物质。
(2)进入预定轨道的卫星将和哪个天体组成天体系统 请说出一例与该天体系统同级的天体系统名称。
提示:地球。地月系。
1.天体的判断——“三看法”判断某一物体是否属于天体
【核心·归纳总结】
·易错点拨·
图示法判断流星体、流星现象与陨星是否属于天体
2.天体系统的判断技巧
天体之间能否构成天体系统,关键在于能否相互吸引并且达到相互绕转的程度。这些条件必须同时具备,缺一不可。因此,判断某些天体集合或者集团是不是天体系统,主要采用“四看法”,图示如下。
3.月相
(1)月相概况:月亮盈亏变化而出现的各种形状,称为月相。从新月到满月再到新月,是月相变化的一个周期。这一周期平均为29.53天,称为朔望月。我国的农历月份就是根据朔望月确定的。每月的朔为农历初一,望为十五或十六。
(2)月相变化的原因:月球本身不发光也不透明,但能反射太阳光;日、地、月的相对运动造成三者位置的变化及月相的变化。
月相变化示意图
(3)月相变化规律。
月相 同太阳升落比较 月升 月落 夜晚见月情形
新月 同升同落 清晨 黄昏 彻夜不见
满月 此起彼落 黄昏 清晨 整夜可见
上弦月 迟升后落 正午 半夜 上半夜西天
下弦月 早升先落 半夜 正午 下半夜东天
2024年3月14日14时40分左右,在台湾北部的台北市、新北市、桃园市部分地区,人们观察到了哈勃空间望远镜(简称哈勃望远镜)凌日(绕地球公转的哈勃望远镜飞过太阳盘面之前)的现象。据此回答1~3题。
1.正常工作时的哈勃望远镜属于( )
[A]卫星 [B]恒星
[C]行星 [D]星云
【实践·学以致用】
A
【解析】 哈勃望远镜围绕地球运动,地球为行星,围绕行星运动的哈勃望远镜为卫星,A正确。
2.哈勃望远镜所属最低一级的天体系统是( )
[A]河外星系 [B]太阳系
[C]银河系 [D]地月系
D
【解析】 哈勃望远镜围绕地球运动,所属最低一级的天体系统是地月系,D正确。
3.下列符合哈勃望远镜凌日时位置特征的是( )
C
[A] [B] [C] [D]
【解析】 哈勃望远镜凌日时为绕地球公转的哈勃望远镜飞过太阳盘面之前,因此哈勃望远镜、太阳和地球位于一条直线上,且哈勃望远镜在太阳和地球间,C正确。
2023年11月25日,北京丰台某天文爱好者拍摄到“木星伴月”的天文现象。这一天月球运行到木星的“身旁”,视觉上它们相距较近,因此可以“同框亮相”。下图是该天文爱好者傍晚时分拍摄的照片。据此回答4~5题。
4.图中天体所属的天体系统中,最低一级是( )
[A]地月系 [B]太阳系
[C]银河系 [D]河外星系
A
【解析】 图中月球位于地月系,木星位于太阳系,它们都属于太阳系、银河系,不属于河外星系,其中地月系级别最低,A正确。
5.照片拍摄时,与地球、月球、木星三者位置关系相符的示意图是( )
C
[A] [B] [C] [D]
【解析】 照片中月相为凸月(接近满月),月球与木星视觉相距较近。分析选项图可知,图A中,月相为上弦月,且此时月球与木星相距较远,A错误;图B中,月相接近满月,且此时月球与木星相距较远,B错误;图D中,月相为下弦月,D错误;图C中,月相接近满月,且此时月球与木星相距较近,C正确。
【情境·探究导学】
太阳系“家庭会议”纪要
太阳——我是家长,我的质量占了太阳系总质量的99.86%,你们在我的引力下,都要围绕我旋转,都要听我的,八兄弟姐妹公转运动要同向,运动要大致共面,轨道要近圆,否则我们的家庭就没有秩序。
金星——我是星光大道上的明星,我的最佳创意是“太阳从西边出来”。
火星——人们一直怀疑我是地球失散多年的孪生兄弟。
学习任务二 行星地球
地球——我是特殊的又是普通的,我的运动和结构与其他兄弟姐妹有许多相同之处。
木星和土星——别看我们身形如此高大,实际上是虚胖。
天王星和海王星——天高皇帝远,我们躲在寒冷阴暗的角落里。
太阳系“家庭成员”示意图
(1)太阳的发言中透露出地球和七兄弟姐妹共同的运动特征有哪些 从结构分类看,地球和哪几颗行星特征相似
提示:特征:同向性、共面性、近圆性。相似行星:水星、金星、火星。
(2)为什么说地球是一颗特殊的行星 分析其特殊性的成因。
提示:特殊性:地球是太阳系中唯一存在高级智慧生命的星球。
成因:地球上具有适宜高级智慧生命存在和繁衍的温度、水、大气等条件,这与地球在太阳系中的位置、自身的体积和质量有关,也与地球有一个安全的宇宙环境有关。
1.地球的普通性——太阳系中一颗普通的行星
(1)运动特征相同。
【核心·归纳总结】
(2)结构特征相似:地球在距太阳远近、自身的体积、公转方式等方面与其他行星相似。
2.地球的特殊性——太阳系中唯一存在高级智慧生命的星球
(1)地球存在生命的外部条件。
(2)地球具有适宜的自身条件:适宜的温度条件、适宜生物生存的大气条件和液态水的存在。
2023年,中国科学院国家天文台某研究员团队利用“中国天眼”——500米口径球面射电望远镜FAST发现了76颗偶发脉冲星。“中国天眼”探测范围可达目前人类可知的宇宙边缘,对探索地外文明具有重要意义。下图为“生命宜居带”图形(生命宜居带是指恒星周围适合生命存在的最佳区域)。据此回答1~3题。
【实践·学以致用】
1.该望远镜可探测到的最高级别天体系统为( )
[A]太阳系 [B]银河系
[C]河外星系 [D]可观测宇宙
D
【解析】 该望远镜探测范围可达目前人类可知的宇宙边缘,即可观测宇宙,属于目前天体系统的最高级别,D正确。
2.宜居地带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]日照条件稳定
[B]有原始海洋
[C]行星的体积质量适中
[D]行星与太阳的距离适中
C
【解析】 行星体积和质量适中吸引气体形成大气层,经过漫长的演化形成以氮和氧为主的大气,适宜生物呼吸,C正确。
3.如果太阳质量是现在的0.5倍,则出现生命的行星可能是( )
[A]水星 [B]金星
[C]地球 [D]火星
A
【解析】 图示恒星质量越大,出现生命的行星距离恒星越远。如果太阳质量是现在的0.5倍,即纵坐标“0.5”处,那么“生命宜居带”会向距离太阳较近的地方移动,出现生命的行星轨道应位于金星以内,该行星可能是水星,A正确。
美国某天体物理中心曾发现一颗距离太阳系约39光年的“大号地球”(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。据此回答4~5题。
4.从天体类型上判断,主星(LHS 1140)属于( )
[A]恒星 [B]行星
[C]星云 [D]彗星
A
【解析】 由材料可知,“大号地球”绕主星(LHS 1140)运行,是主星的行星,所以主星是一颗恒星,故选A。
5.称“大号地球”是“目前寻找外星生命的最佳选择”,主要的依据是该行星
( )
[A]受主星辐射强 [B]绕主星运行
[C]离太阳较近 [D]温度适中
D
【解析】 生命存在的条件主要是有适宜的温度、适宜呼吸的大气及液态的水,“大号地球”与主星,即与恒星的距离,是决定其表面温度适宜于生命存在的重要条件,故选D。
走进地理活动
【地理活动】
日食成因模拟实验
研究问题:日食的成因。
实验材料:电灯、皮球。
实验目的:根据模拟实验中的现象,推测日食的成因。
实验方法:把电灯当作太阳,自己手中拿着皮球,皮球当作月球,自己的头当作地球。用手拿着皮球运动,模拟地球自转,月球围绕地球转动。
实验现象:当月球转到太阳和地球之间,三个天体大致成一条直线时,我们的眼睛就看不到灯光了,光被月球挡住了,这时就会形成日食。
结论:地球围绕太阳转,月球围绕地球转,当月球转到太阳和地球之间,三个天体大致成一条直线时,太阳射向地球的光就会被月球挡住,形成日食,图示如下。
[思考]
(1)日食一般发生在农历的什么时候
提示:(1)农历初一。
(2)在什么情况下会发生日食
提示: (2)当月球运动到太阳和地球之间,三个天体正好处于一条直线上时,月球就会挡住太阳射向地球的光,在地球上处于影子中的人,只能看到太阳的一部分或者全部看不到,于是就形成了日食。
(3)太阳被遮挡的部分是从哪边开始的
提示: (3)西边。
课堂小结·视野拓展
课堂小结 地理视野
超级月亮
月亮绕地球运行的轨道并不是圆形的,而是椭圆形的,椭圆轨道上离地球近的称为“近地点”,离地球远的称为“远地点”。我们在地球上看到的月亮是它被太阳照亮的部分。月球围着地球转,地球带着月球围着太阳转,在地球上看月亮有月相变化,如蛾眉月、上弦月、满月等。月球在轨道上运行时,在任何地点都可能会发生满月,当月球过近地点附近变成满月时,就是超级月亮。第一节 地球的宇宙环境
(时间:30分钟 满分:58分)
注:全书选择题均为3分/个
基础达标
狮子座流星雨是一个典型的周期性流星雨,大致在每年的11月中旬出现,在极盛年份数量很多,被称为“流星雨之王”。轩辕十四星是狮子座中最亮的星,距离太阳系7.7光年。图1示意狮子座。据此回答1~2 题。
图1
1.狮子座中最亮的轩辕十四星属于( )
[A]恒星 [B]彗星 [C]行星 [D]卫星
【答案】 A
【解析】 轩辕十四星是一颗亮星,自身能够发光,属于恒星,A正确。
2.狮子座所处的天体系统是( )
[A]地月系 [B]太阳系
[C]河外星系 [D]银河系
【答案】 D
【解析】 轩辕十四星距离太阳系7.7光年,应位于银河系内,D正确。
图2中的蓝色星球为科学家用计算机模拟出的银河系中一个外星天体,据推测它本身不发光,但该天体上光照良好。据此回答3~4题。
图2
3.据推测蓝色星球属于卫星,下列说法正确的是( )
[A]蓝色星球绕着恒星转
[B]蓝色星球不存在自转
[C]蓝色星球绕着行星转
[D]蓝色星球体积较小
【答案】 C
【解析】 由图可知,蓝色星球绕行星运行,属于卫星,C正确。
4.蓝色星球上温度较为适宜,原因可能是( )
[A]与太阳距离适宜 [B]与地球距离适宜
[C]与行星距离适宜 [D]与恒星距离适宜
【答案】 D
【解析】 图示天体系统中,蓝色星球获得的光和热主要来自恒星,且与该恒星距离适中,温度较为适宜,D正确。
登陆火星5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。检测分析显示,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。火星以二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷,图3示意美国国家航空航天局高分辨率照相机抓拍到的“公牛眼”状陨石坑。据此回答5~6题。
图3
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]火星上没有液态水
[C]火星表面温度高 [D]火星上大气稀薄
【答案】 B
【解析】 火星体积密度较小与火星没有生命存在的关系不大,A错误;液态水是生命存在的必要条件之一,目前火星上没有发现液态水,B正确;火星距离太阳比地球远,其表面温度比地球低,C错误;火星上大气稀薄不是影响生命存在的主要条件,D错误。
6.相对于地球,火星更易遭陨石袭击,其原因是( )
[A]火星公转速度快 [B]地球更靠近小行星带
[C]火星大气稀薄 [D]火星的质量小
【答案】 C
【解析】 陨石与行星大气高速摩擦可以使陨石燃烧,减少陨石对行星的影响。火星大气比地球稀薄,所以火星更易遭陨石袭击,C正确。
能力提升
“先驱者10号”航天器是1972年发射的一艘非载人航天器,主要研究小行星带、木星的周边环境、宇宙射线以及太阳系中最远能够到达的地方。1983年该航天器飞出海王星轨道,2003年与地球失去联络,目前仍在惯性作用下驶向距地球68光年的恒星毕宿五。图4为太阳系结构图。据此回答7~9题。
图4
7.材料中提到与航天器有关的天体类型大部分属于( )
[A]行星 [B]卫星 [C]恒星 [D]星云
【答案】 A
【解析】 材料中提到与航天器有关的天体有:小行星带、木星、海王星、地球、毕宿五等,其中小行星带、木星、海王星和地球均为行星,A正确。
8.木星被称为“地球的盾牌”,主要原因是木星( )
[A]与地球的公转轨道平面倾角相同,构成安全的环境
[B]距离太阳更近,阻挡和削弱了到达地球的太阳辐射
[C]公转轨道在地球与小行星带之间,阻挡小行星撞击
[D]体积和质量大,可吸引部分可能撞向地球的小天体
【答案】 D
【解析】 木星位于地球公转轨道外侧,且木星的体积和质量大,可以吸引部分可能撞向地球的小天体,D正确。
9.科学家们发现木星上很难有生命存在,能证明这一观点的理由主要是木星( )
①没有液态水 ②没有坚硬的外表 ③距太阳较远 ④体积和质量巨大
[A]①②③ [B]②③④
[C]①③④ [D]①②④
【答案】 C
【解析】 木星距离太阳较远,获得的太阳辐射较少,温度较低,③正确;木星没有液态水,不适宜生命生存,①正确;木星的质量和体积巨大,引力较大,生命难以生存,④正确;坚硬的外表不是生命存在的必要条件,②错误。故选C。
2024年9月17日中秋节的夜晚,月球公转至近地点附近,人们可以欣赏到又大又圆的“超级月亮”和“土星合月”现象。图5为某网友中秋当天19:30拍摄的“土星合月”照片。据此回答10~12题。
图5
10.“超级月亮”“土星合月”所属于的天体系统分别是( )
[A]太阳系 地月系 [B]银河系 河外星系
[C]地月系 太阳系 [D]地月系 河外星系
【答案】 C
【解析】 月球是地球的卫星,因此月亮属于地月系;土星是太阳系的行星,因此土星属于太阳系,C正确。
11.月球上至今未发现有生命存在的根本原因是( )
[A]体积、质量太小 [B]距离太阳较远
[C]公转速度过快 [D]陨石撞击较多
【答案】 A
【解析】 月球的体积和质量太小,其引力太小,难以吸附足够多的大气形成大气层,使其大气对太阳辐射的削弱作用和对月面的保温作用几乎不存在,昼夜温差巨大,不适宜生命的存在,A正确。
12.网友在拍摄“土星合月”时,月亮的位置大致在( )
[A]东边地平线附近的天空
[B]南边头顶附近的天空
[C]西边地平线附近的天空
[D]北边头顶附近的天空
【答案】 A
【解析】 此时为中秋节(农历十五),月相为满月,满月时月亮从东边升起,此时为19:30,月亮升起不久,应处于东边地平线附近的天空,A正确。
宜居带是指某恒星周围一定距离的范围,它是人们基于地球的生命保障条件来划定的。2021年,科学家在恒星格利泽486的宜居带上发现了一颗岩石行星,该行星距地球约26光年,被命名为格利泽486b。图6为不同级别的天体系统示意图。据此回答13~15题。
图6
13.恒星格利泽486处于( )
[A]地月系 [B]太阳系
[C]银河系 [D]河外星系
【答案】 C
【解析】 恒星格利泽486的一颗行星距地球约26光年,远大于太阳系直径,由此推断恒星格利泽486位于银河系中,C正确。
14.科学家在划定格利泽486星系的宜居带时,主要是根据该星系中( )
[A]母恒星释放能量的强弱
[B]母恒星运动速度的快慢
[C]岩石行星总数量的多少
[D]岩石行星距恒星的远近
【答案】 A
【解析】 由材料可知,宜居带与恒星之间存在一定的距离,而且适合人类生存,即必须满足地表温度维持在15℃左右。宜居带获得的最根本能量来源于恒星。因此母恒星释放能量的强弱从根本上决定了宜居带的位置划定,A正确。
15.据探测,行星格利泽486b的表面温度约为430℃,则其( )
[A]不可能存在生命 [B]不适宜人类居住
[C]不利于岩石凝固 [D]不具有漂浮大气
【答案】 B
【解析】 行星格利泽486b表面温度约为430℃,相对于地球地表平均温度15℃来说,不适宜人类居住,B正确;该温度条件下可能有适应该温度的生命存在,A错误;该行星是一颗由岩石构成的岩石行星,说明在约430℃情况下仍存在固态岩石,C错误;行星是否有漂浮大气,应该取决于该行星的质量和体积,与该行星表面温度没有关系,D错误。
16.(13分)阅读材料,回答下列问题。
某地理小组模拟《下一站:火星》开展研究性学习活动,探讨人类移民水星的可行性,并进行成果展示,以下为同学们将要展示的内容。
Ⅰ.水星所处宇宙环境介绍: 。
Ⅱ.水星星际移民、开发价值分析:
水星距离太阳约5 790万千米;水星的质量约为地球的5%,其运行速度约47.8千米/秒。经过讨论大家一致认为航天器探测水星难度远大于火星,且更不适合人类居住,星际移民价值低。
(1)请完成水星所处宇宙环境的介绍。(6分)
(2)简析航天器探测水星难度大于火星的原因。(4分)
(3)分析水星不适合人类居住的原因。(3分)
【答案】 (1)水星位于太阳系,太阳系的中心天体太阳正处于稳定的壮年期,太阳给水星提供了稳定的光热。太阳系中的八颗行星都围绕太阳公转,而且具有同向性、共面性、近圆性的运动特征,它们各行其道、互不干扰,宇宙环境安全。(6分)
(2)水星比火星距离太阳近,温度更高,温差更大;水星运行速度过快,航天器难以登陆;太阳引力过大,会导致航天器偏离轨道,造成损坏,无法正常工作等。(4分)
(3)水星体积和质量过小,无法吸引大气,很难形成适合生物呼吸的大气;水星受到的太阳辐射过强,不适合生物生存;水星昼夜温差过大,难以形成液态水等。(3分)
【解析】 第(1)题,水星位于太阳系,太阳系的中心天体太阳正处于稳定的壮年期,其源源不断地向外辐射能量,给水星提供了稳定的光热。太阳系的八颗行星都围绕太阳公转,而且具有同向性、共面性、近圆性的运动特征,它们各行其道、互不干扰,宇宙环境安全。第(2)题,根据材料可知,水星距离太阳近,温度更高,温差更大,会影响航天器的正常工作;水星体积较小,引力小,航天器会被太阳吸引偏离轨道,探测难度大;水星运行速度过快,航天器难以登陆。第(3)题,结合地球存在生命条件的相关知识,从天体存在生命需具备液态水、适宜的温度和比较厚的大气层这些条件进行分析。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第一节 地球的宇宙环境
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课标要求 素养目标
运用资料,描述地球所处的宇宙环境。 1.结合示意图,分析并掌握天体系统的级别和层次,运用图表资料描述地球所处的宇宙环境。(综合思维) 2.能够自制地球模型,演示太阳系的范围和组成;通过天文观测,辨别常见天体和太阳系行星。(地理实践力) 3.了解地球上生命存在的条件,培养学生的人地协调观;利用所学知识,探究宇宙中是否还有其他存在生命的星球。(综合思维、人地协调观)
一、地球在宇宙中的位置
1.天体
(1)概念:宇宙中物质存在的形式。
(2)类型
(3)主要天体的特征。
主要天体类型 特征 举例
星云 (基本天体) 由气体和尘埃组成,呈云雾状外表,主要物质是氢 猎户座星云
恒星 (基本天体) 由炽热气体组成、能自己发光的球状或类球状 太阳
行星 在椭圆轨道上绕恒星运行,近似球状,本身不发光,靠反射恒星的光而发亮 土星、地球、火星等
卫星 环绕行星运转 月球
彗星 不能自己发光,绕恒星运行 哈雷彗星
星际空间物质 通过天文望远镜或其他空间探测手段才能探测到 —
[想一想] 宇宙飞船属于天体吗
提示:发射之前的宇宙飞船不属于天体,发射到宇宙空间的宇宙飞船属于天体(人造天体)。
2.天体系统
(1)概念:运动中的天体相互吸引、相互绕转,形成天体系统。
(2)天体系统的级别和层次。
(3)主要的天体系统。
天体系统 主要组成 中心天体 其他
地月系 地球和月球 地球 月地距离约38.4万千米
太阳系 太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质等 太阳 日地距离约1.5亿千米
银河系 太阳和众多恒星 无中心天体,只有共同引力中心 太阳距银河系中心约2.6万光年
河外 星系 银河系外同银河系类似的星系 银河系和河外星系都是星系
可观测 宇宙 银河系和现阶段所能观测到的河外星系 目前所知的最高一级天体系统
[想一想] 北斗七星是一个天体系统吗
提示:不是。北斗七星各恒星之间没有相互绕转关系,不能形成天体系统。
二、行星地球
1.地球是太阳系中一颗普通行星
(1)八颗行星的结构特征:根据距日远近、质量和体积进行分类如下。
分类 所含行星 特征
类地行星 水星、金星、地球、火星 靠近太阳,有固体表面,体积较小
巨行星 木星、土星 主要由气体构成,体积巨大
远日行星 天王星、海王星 主要由气体构成,与太阳相距很远
(2)八颗行星的运动特征。
同向性 绕日公转方向都是自西向东
共面性 公转轨道面几乎在同一平面上
近圆性 公转轨道形状都是近似圆形的椭圆
2.地球是太阳系中一颗特殊的行星
(1)特殊性的表现:是太阳系八颗行星中唯一存在高级智慧生命的星球。
(2)地球上存在生命的条件。
①自身条件:地球上具有适宜高级智慧生命生存和繁衍的温度、水、大气等条件。
②外部条件:安全的宇宙环境。
[连一连] 将地球上存在生命的条件与成因连线。
答案:
学习任务一 天体和天体系统
【情境·探究导学】
我国卫星发射
北京时间2024年9月20日12时11分,我国在太原卫星发射中心用长征二号丁运载火箭,以“一箭六星”的方式成功将“祁连一号”“吉林一号”宽幅02B02-06等6颗卫星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
(1)图片中的卫星是否属于天体 请说出判断依据。
提示:不属于。该卫星没有进入宇宙空间,还是地球的附属物,不是宇宙中的物质。
(2)进入预定轨道的卫星将和哪个天体组成天体系统 请说出一例与该天体系统同级的天体系统名称。
提示:地球。地月系。
【核心·归纳总结】
1.天体的判断——“三看法”判断某一物体是否属于天体
图示法判断流星体、流星现象与陨星是否属于天体
2.天体系统的判断技巧
天体之间能否构成天体系统,关键在于能否相互吸引并且达到相互绕转的程度。这些条件必须同时具备,缺一不可。因此,判断某些天体集合或者集团是不是天体系统,主要采用“四看法”,图示如下。
3.月相
(1)月相概况:月亮盈亏变化而出现的各种形状,称为月相。从新月到满月再到新月,是月相变化的一个周期。这一周期平均为29.53天,称为朔望月。我国的农历月份就是根据朔望月确定的。每月的朔为农历初一,望为十五或十六。
(2)月相变化的原因:月球本身不发光也不透明,但能反射太阳光;日、地、月的相对运动造成三者位置的变化及月相的变化。
月相变化示意图
(3)月相变化规律。
月相 同太阳 升落比较 月升 月落 夜晚见 月情形
新月 同升同落 清晨 黄昏 彻夜不见
满月 此起彼落 黄昏 清晨 整夜可见
上弦月 迟升后落 正午 半夜 上半夜西天
下弦月 早升先落 半夜 正午 下半夜东天
【实践·学以致用】
2024年3月14日14时40分左右,在台湾北部的台北市、新北市、桃园市部分地区,人们观察到了哈勃空间望远镜(简称哈勃望远镜)凌日(绕地球公转的哈勃望远镜飞过太阳盘面之前)的现象。据此回答1~3题。
1.正常工作时的哈勃望远镜属于( )
[A]卫星 [B]恒星
[C]行星 [D]星云
【答案】 A
【解析】 哈勃望远镜围绕地球运动,地球为行星,围绕行星运动的哈勃望远镜为卫星,A正确。
2.哈勃望远镜所属最低一级的天体系统是( )
[A]河外星系 [B]太阳系
[C]银河系 [D]地月系
【答案】 D
【解析】 哈勃望远镜围绕地球运动,所属最低一级的天体系统是地月系,D正确。
3.下列符合哈勃望远镜凌日时位置特征的是( )
[A] [B]
[C] [D]
【答案】 C
【解析】 哈勃望远镜凌日时为绕地球公转的哈勃望远镜飞过太阳盘面之前,因此哈勃望远镜、太阳和地球位于一条直线上,且哈勃望远镜在太阳和地球间,C正确。
2023年11月25日,北京丰台某天文爱好者拍摄到“木星伴月”的天文现象。这一天月球运行到木星的“身旁”,视觉上它们相距较近,因此可以“同框亮相”。下图是该天文爱好者傍晚时分拍摄的照片。据此回答4~5题。
4.图中天体所属的天体系统中,最低一级是( )
[A]地月系 [B]太阳系
[C]银河系 [D]河外星系
【答案】 A
【解析】 图中月球位于地月系,木星位于太阳系,它们都属于太阳系、银河系,不属于河外星系,其中地月系级别最低,A正确。
5.照片拍摄时,与地球、月球、木星三者位置关系相符的示意图是( )
[A] [B]
[C] [D]
【答案】 C
【解析】 照片中月相为凸月(接近满月),月球与木星视觉相距较近。分析选项图可知,图A中,月相为上弦月,且此时月球与木星相距较远,A错误;图B中,月相接近满月,且此时月球与木星相距较远,B错误;图D中,月相为下弦月,D错误;图C中,月相接近满月,且此时月球与木星相距较近,C正确。
学习任务二 行星地球
【情境·探究导学】
太阳系“家庭会议”纪要
太阳——我是家长,我的质量占了太阳系总质量的99.86%,你们在我的引力下,都要围绕我旋转,都要听我的,八兄弟姐妹公转运动要同向,运动要大致共面,轨道要近圆,否则我们的家庭就没有秩序。
金星——我是星光大道上的明星,我的最佳创意是“太阳从西边出来”。
火星——人们一直怀疑我是地球失散多年的孪生兄弟。
地球——我是特殊的又是普通的,我的运动和结构与其他兄弟姐妹有许多相同之处。
木星和土星——别看我们身形如此高大,实际上是虚胖。
天王星和海王星——天高皇帝远,我们躲在寒冷阴暗的角落里。
太阳系“家庭成员”示意图
(1)太阳的发言中透露出地球和七兄弟姐妹共同的运动特征有哪些 从结构分类看,地球和哪几颗行星特征相似
提示:特征:同向性、共面性、近圆性。相似行星:水星、金星、火星。
(2)为什么说地球是一颗特殊的行星 分析其特殊性的成因。
提示:特殊性:地球是太阳系中唯一存在高级智慧生命的星球。
成因:地球上具有适宜高级智慧生命存在和繁衍的温度、水、大气等条件,这与地球在太阳系中的位置、自身的体积和质量有关,也与地球有一个安全的宇宙环境有关。
【核心·归纳总结】
1.地球的普通性——太阳系中一颗普通的行星
(1)运动特征相同。
(2)结构特征相似:地球在距太阳远近、自身的体积、公转方式等方面与其他行星相似。
2.地球的特殊性——太阳系中唯一存在高级智慧生命的星球
(1)地球存在生命的外部条件。
(2)地球具有适宜的自身条件:适宜的温度条件、适宜生物生存的大气条件和液态水的存在。
【实践·学以致用】
2023年,中国科学院国家天文台某研究员团队利用“中国天眼”——500米口径球面射电望远镜FAST发现了76颗偶发脉冲星。“中国天眼”探测范围可达目前人类可知的宇宙边缘,对探索地外文明具有重要意义。下图为“生命宜居带”图形(生命宜居带是指恒星周围适合生命存在的最佳区域)。据此回答1~3题。
1.该望远镜可探测到的最高级别天体系统为( )
[A]太阳系 [B]银河系
[C]河外星系 [D]可观测宇宙
【答案】 D
【解析】 该望远镜探测范围可达目前人类可知的宇宙边缘,即可观测宇宙,属于目前天体系统的最高级别,D正确。
2.宜居地带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]日照条件稳定
[B]有原始海洋
[C]行星的体积质量适中
[D]行星与太阳的距离适中
【答案】 C
【解析】 行星体积和质量适中吸引气体形成大气层,经过漫长的演化形成以氮和氧为主的大气,适宜生物呼吸,C正确。
3.如果太阳质量是现在的0.5倍,则出现生命的行星可能是( )
[A]水星 [B]金星
[C]地球 [D]火星
【答案】 A
【解析】 图示恒星质量越大,出现生命的行星距离恒星越远。如果太阳质量是现在的0.5倍,即纵坐标“0.5”处,那么“生命宜居带”会向距离太阳较近的地方移动,出现生命的行星轨道应位于金星以内,该行星可能是水星,A正确。
美国某天体物理中心曾发现一颗距离太阳系约39光年的“大号地球”(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。据此回答4~5题。
4.从天体类型上判断,主星(LHS 1140)属于( )
[A]恒星 [B]行星
[C]星云 [D]彗星
【答案】 A
【解析】 由材料可知,“大号地球”绕主星(LHS 1140)运行,是主星的行星,所以主星是一颗恒星,故选A。
5.称“大号地球”是“目前寻找外星生命的最佳选择”,主要的依据是该行星( )
[A]受主星辐射强 [B]绕主星运行
[C]离太阳较近 [D]温度适中
【答案】 D
【解析】 生命存在的条件主要是有适宜的温度、适宜呼吸的大气及液态的水,“大号地球”与主星,即与恒星的距离,是决定其表面温度适宜于生命存在的重要条件,故选D。
【地理活动】
日食成因模拟实验
研究问题:日食的成因。
实验材料:电灯、皮球。
实验目的:根据模拟实验中的现象,推测日食的成因。
实验方法:把电灯当作太阳,自己手中拿着皮球,皮球当作月球,自己的头当作地球。用手拿着皮球运动,模拟地球自转,月球围绕地球转动。
实验现象:当月球转到太阳和地球之间,三个天体大致成一条直线时,我们的眼睛就看不到灯光了,光被月球挡住了,这时就会形成日食。
结论:地球围绕太阳转,月球围绕地球转,当月球转到太阳和地球之间,三个天体大致成一条直线时,太阳射向地球的光就会被月球挡住,形成日食,图示如下。
[思考]
(1)日食一般发生在农历的什么时候
(2)在什么情况下会发生日食
(3)太阳被遮挡的部分是从哪边开始的
提示:(1)农历初一。
(2)当月球运动到太阳和地球之间,三个天体正好处于一条直线上时,月球就会挡住太阳射向地球的光,在地球上处于影子中的人,只能看到太阳的一部分或者全部看不到,于是就形成了日食。
(3)西边。
课堂小结 地理视野
超级月亮 月亮绕地球运行的轨道并不是圆形的,而是椭圆形的,椭圆轨道上离地球近的称为“近地点”,离地球远的称为“远地点”。我们在地球上看到的月亮是它被太阳照亮的部分。月球围着地球转,地球带着月球围着太阳转,在地球上看月亮有月相变化,如蛾眉月、上弦月、满月等。月球在轨道上运行时,在任何地点都可能会发生满月,当月球过近地点附近变成满月时,就是超级月亮。
(时间:30分钟 满分:58分)
注:全书选择题均为3分/个
基础达标
狮子座流星雨是一个典型的周期性流星雨,大致在每年的11月中旬出现,在极盛年份数量很多,被称为“流星雨之王”。轩辕十四星是狮子座中最亮的星,距离太阳系7.7光年。图1示意狮子座。据此回答1~2 题。
图1
1.狮子座中最亮的轩辕十四星属于( )
[A]恒星 [B]彗星 [C]行星 [D]卫星
【答案】 A
【解析】 轩辕十四星是一颗亮星,自身能够发光,属于恒星,A正确。
2.狮子座所处的天体系统是( )
[A]地月系 [B]太阳系
[C]河外星系 [D]银河系
【答案】 D
【解析】 轩辕十四星距离太阳系7.7光年,应位于银河系内,D正确。
图2中的蓝色星球为科学家用计算机模拟出的银河系中一个外星天体,据推测它本身不发光,但该天体上光照良好。据此回答3~4题。
图2
3.据推测蓝色星球属于卫星,下列说法正确的是( )
[A]蓝色星球绕着恒星转
[B]蓝色星球不存在自转
[C]蓝色星球绕着行星转
[D]蓝色星球体积较小
【答案】 C
【解析】 由图可知,蓝色星球绕行星运行,属于卫星,C正确。
4.蓝色星球上温度较为适宜,原因可能是( )
[A]与太阳距离适宜 [B]与地球距离适宜
[C]与行星距离适宜 [D]与恒星距离适宜
【答案】 D
【解析】 图示天体系统中,蓝色星球获得的光和热主要来自恒星,且与该恒星距离适中,温度较为适宜,D正确。
登陆火星5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。检测分析显示,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。火星以二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷,图3示意美国国家航空航天局高分辨率照相机抓拍到的“公牛眼”状陨石坑。据此回答5~6题。
图3
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]火星上没有液态水
[C]火星表面温度高 [D]火星上大气稀薄
【答案】 B
【解析】 火星体积密度较小与火星没有生命存在的关系不大,A错误;液态水是生命存在的必要条件之一,目前火星上没有发现液态水,B正确;火星距离太阳比地球远,其表面温度比地球低,C错误;火星上大气稀薄不是影响生命存在的主要条件,D错误。
6.相对于地球,火星更易遭陨石袭击,其原因是( )
[A]火星公转速度快 [B]地球更靠近小行星带
[C]火星大气稀薄 [D]火星的质量小
【答案】 C
【解析】 陨石与行星大气高速摩擦可以使陨石燃烧,减少陨石对行星的影响。火星大气比地球稀薄,所以火星更易遭陨石袭击,C正确。
能力提升
“先驱者10号”航天器是1972年发射的一艘非载人航天器,主要研究小行星带、木星的周边环境、宇宙射线以及太阳系中最远能够到达的地方。1983年该航天器飞出海王星轨道,2003年与地球失去联络,目前仍在惯性作用下驶向距地球68光年的恒星毕宿五。图4为太阳系结构图。据此回答7~9题。
图4
7.材料中提到与航天器有关的天体类型大部分属于( )
[A]行星 [B]卫星 [C]恒星 [D]星云
【答案】 A
【解析】 材料中提到与航天器有关的天体有:小行星带、木星、海王星、地球、毕宿五等,其中小行星带、木星、海王星和地球均为行星,A正确。
8.木星被称为“地球的盾牌”,主要原因是木星( )
[A]与地球的公转轨道平面倾角相同,构成安全的环境
[B]距离太阳更近,阻挡和削弱了到达地球的太阳辐射
[C]公转轨道在地球与小行星带之间,阻挡小行星撞击
[D]体积和质量大,可吸引部分可能撞向地球的小天体
【答案】 D
【解析】 木星位于地球公转轨道外侧,且木星的体积和质量大,可以吸引部分可能撞向地球的小天体,D正确。
9.科学家们发现木星上很难有生命存在,能证明这一观点的理由主要是木星( )
①没有液态水 ②没有坚硬的外表 ③距太阳较远 ④体积和质量巨大
[A]①②③ [B]②③④
[C]①③④ [D]①②④
【答案】 C
【解析】 木星距离太阳较远,获得的太阳辐射较少,温度较低,③正确;木星没有液态水,不适宜生命生存,①正确;木星的质量和体积巨大,引力较大,生命难以生存,④正确;坚硬的外表不是生命存在的必要条件,②错误。故选C。
2024年9月17日中秋节的夜晚,月球公转至近地点附近,人们可以欣赏到又大又圆的“超级月亮”和“土星合月”现象。图5为某网友中秋当天19:30拍摄的“土星合月”照片。据此回答10~12题。
图5
10.“超级月亮”“土星合月”所属于的天体系统分别是( )
[A]太阳系 地月系 [B]银河系 河外星系
[C]地月系 太阳系 [D]地月系 河外星系
【答案】 C
【解析】 月球是地球的卫星,因此月亮属于地月系;土星是太阳系的行星,因此土星属于太阳系,C正确。
11.月球上至今未发现有生命存在的根本原因是( )
[A]体积、质量太小 [B]距离太阳较远
[C]公转速度过快 [D]陨石撞击较多
【答案】 A
【解析】 月球的体积和质量太小,其引力太小,难以吸附足够多的大气形成大气层,使其大气对太阳辐射的削弱作用和对月面的保温作用几乎不存在,昼夜温差巨大,不适宜生命的存在,A正确。
12.网友在拍摄“土星合月”时,月亮的位置大致在( )
[A]东边地平线附近的天空
[B]南边头顶附近的天空
[C]西边地平线附近的天空
[D]北边头顶附近的天空
【答案】 A
【解析】 此时为中秋节(农历十五),月相为满月,满月时月亮从东边升起,此时为19:30,月亮升起不久,应处于东边地平线附近的天空,A正确。
宜居带是指某恒星周围一定距离的范围,它是人们基于地球的生命保障条件来划定的。2021年,科学家在恒星格利泽486的宜居带上发现了一颗岩石行星,该行星距地球约26光年,被命名为格利泽486b。图6为不同级别的天体系统示意图。据此回答13~15题。
图6
13.恒星格利泽486处于( )
[A]地月系 [B]太阳系
[C]银河系 [D]河外星系
【答案】 C
【解析】 恒星格利泽486的一颗行星距地球约26光年,远大于太阳系直径,由此推断恒星格利泽486位于银河系中,C正确。
14.科学家在划定格利泽486星系的宜居带时,主要是根据该星系中( )
[A]母恒星释放能量的强弱
[B]母恒星运动速度的快慢
[C]岩石行星总数量的多少
[D]岩石行星距恒星的远近
【答案】 A
【解析】 由材料可知,宜居带与恒星之间存在一定的距离,而且适合人类生存,即必须满足地表温度维持在15℃左右。宜居带获得的最根本能量来源于恒星。因此母恒星释放能量的强弱从根本上决定了宜居带的位置划定,A正确。
15.据探测,行星格利泽486b的表面温度约为430℃,则其( )
[A]不可能存在生命 [B]不适宜人类居住
[C]不利于岩石凝固 [D]不具有漂浮大气
【答案】 B
【解析】 行星格利泽486b表面温度约为430℃,相对于地球地表平均温度15℃来说,不适宜人类居住,B正确;该温度条件下可能有适应该温度的生命存在,A错误;该行星是一颗由岩石构成的岩石行星,说明在约430℃情况下仍存在固态岩石,C错误;行星是否有漂浮大气,应该取决于该行星的质量和体积,与该行星表面温度没有关系,D错误。
16.(13分)阅读材料,回答下列问题。
某地理小组模拟《下一站:火星》开展研究性学习活动,探讨人类移民水星的可行性,并进行成果展示,以下为同学们将要展示的内容。
Ⅰ.水星所处宇宙环境介绍: 。
Ⅱ.水星星际移民、开发价值分析:
水星距离太阳约5 790万千米;水星的质量约为地球的5%,其运行速度约47.8千米/秒。经过讨论大家一致认为航天器探测水星难度远大于火星,且更不适合人类居住,星际移民价值低。
(1)请完成水星所处宇宙环境的介绍。(6分)
(2)简析航天器探测水星难度大于火星的原因。(4分)
(3)分析水星不适合人类居住的原因。(3分)
【答案】 (1)水星位于太阳系,太阳系的中心天体太阳正处于稳定的壮年期,太阳给水星提供了稳定的光热。太阳系中的八颗行星都围绕太阳公转,而且具有同向性、共面性、近圆性的运动特征,它们各行其道、互不干扰,宇宙环境安全。(6分)
(2)水星比火星距离太阳近,温度更高,温差更大;水星运行速度过快,航天器难以登陆;太阳引力过大,会导致航天器偏离轨道,造成损坏,无法正常工作等。(4分)
(3)水星体积和质量过小,无法吸引大气,很难形成适合生物呼吸的大气;水星受到的太阳辐射过强,不适合生物生存;水星昼夜温差过大,难以形成液态水等。(3分)
【解析】 第(1)题,水星位于太阳系,太阳系的中心天体太阳正处于稳定的壮年期,其源源不断地向外辐射能量,给水星提供了稳定的光热。太阳系的八颗行星都围绕太阳公转,而且具有同向性、共面性、近圆性的运动特征,它们各行其道、互不干扰,宇宙环境安全。第(2)题,根据材料可知,水星距离太阳近,温度更高,温差更大,会影响航天器的正常工作;水星体积较小,引力小,航天器会被太阳吸引偏离轨道,探测难度大;水星运行速度过快,航天器难以登陆。第(3)题,结合地球存在生命条件的相关知识,从天体存在生命需具备液态水、适宜的温度和比较厚的大气层这些条件进行分析。
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