必修一第一章宇宙中的地球.docx
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必修一第一章宇宙中的地球
第一节地球的宇宙环境
1．可见宇宙的范围、天体类型及太阳系中的主要成员。
2．天体系统的形成、层次及地球上存在生命的原因。
3．地球上存在生命物质的条件。
一、人类对宇宙的认识
1．可见宇宙
人类已观测到的有限宇宙。
2．范围
半径约是140亿光年。
“光年”是天文学中的距离单位。
二、多层次的天体系统
1．天体
宇宙间的星云、恒星、行星、卫星等各种物质通称为天体。
它们在宇宙中的分布是不均匀的。
2．天体系统
万有引力和天体的永恒运动维系着天体之间的关系，构成多层次的天体系统。
3．银河系及河外星系
共同点
主要由恒星等比较大的天体组成
关系
级别相同的恒星系统
联系
两者都是星系，所有星系合在一起构成最大的天体系统，称为总星系
4.太阳系和地月系
（1）太阳系的组成：
由太阳、围绕太阳运行的行星、矮行星，以及小行星、彗星、流星体、卫星和行星际物质组成。
（2）主要行星
①水星，②金星，③地球，
④火星，⑤木星，⑥土星，
⑦天王星，⑧海王星。
三、普通而特殊的行星——地球
1．普通性
在太阳系行星中，地球的外观和所处的位置比较普通。
2．特殊性（具备生命存在的条件）
（1）充足的水分。
（2）恰到好处的大气厚度和大气成分。
（3）适宜的太阳光照和温度范围。
知识点一
天体和天体系统
1.宇宙间常见天体的特点
天体类型
主要特点
恒星
由炽热气体组成，能自己发光的球状天体，主要成分是氢和氦，质量很大
行星
在椭圆形轨道上围绕恒星运行的近似球状的天体，质量较小，不发光，表面通过反射恒星的光而发亮
卫星
围绕行星运行的质量不大的天体
星云
由气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体，体积和质量很大
流星体
行星际空间的尘粒和固体小块，数量众多
彗星
在扁长形轨道上绕太阳运行的一种质量较小的天体，呈云雾状独特外貌
星际物质
星际空间的气体和尘埃，极其稀薄
2.天体的判断
一看其是否位于地球大气层之外。
二看其能否克服地球的引力，在太空中按自己的轨道运行。
三看其是不是某一天体的一部分，若为某天体的一部分则不能称为天体。
例如，判断流星体、流星现象与陨星是否属于天体。
3．天体系统的层次
天体系统有不同的级别，具体如下图所示：
4．天体系统的判断
天体之间要构成天体系统，必须同时具备两个条件，即“二要”：
一要相互吸引，二要相互绕转。
只吸引不绕转不能构成天体系统。
例如，月球绕地球运转，形成地月系，而北斗七星各恒星之间没有相互绕转关系，就不能形成天体系统。
[对点演练]
“嫦娥五号”探测器由轨道器、返回器、着陆器、上升器四个部分组成。
探测器预计在2017年由长征五号运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球，带回约2千克月球样品。
据此完成1～2题。
1．有关材料中的物质，描述准确的是（ ）
A．在文昌发射中心的“嫦娥五号”是天体
B．在月球上的“嫦娥五号”是天体
C．“着陆器和返回器”都属于天体
D．在月球上的着陆器不是独立的天体
2．有关材料中所呈现的天体系统的说法，正确的是（ ）
A．月球是地球的唯一卫星
B．包括三级天体系统
C．月球是距离地球最近的自然天体
D．“嫦娥五号”奔月途中不属于天体
解析：
1.D 2.C 第1题，在地球和月球上的物质都属于各自天体的组成部分，不是独立的天体。
第2题，月球是地球唯一的自然卫星，此外还有很多人造卫星绕地球旋转；材料中呈现的有地月系及月球与绕月卫星构成的两级天体系统；“嫦娥五号”奔月过程中属于独立的天体；距地球最近的自然天体是月球。
3．为了表彰中国在人类对宇宙的探索中所作出的贡献，国际天文组织把新发现的两颗小行星，分别命名为“杨利伟星”和“神舟星”。
据此完成下列问题。
（1）“杨利伟星”和“神舟星”位于下列哪一级天体系统中（ ）
A．河外星系 B．太阳系
C．地月系D．北斗星系
（2）下图是“神舟星”小行星轨道示意图，据此完成下列问题。
①位于地球运行轨道内的行星有______星和______星。
②“神舟星”轨道内外侧相邻的行星A是________星，B是________星。
③此图包含______级天体系统，中心天体是______。
解析：
“杨利伟星”和“神舟星”是国际天文组织命名的两颗小行星，位于小行星带；小行星带位于火星轨道与木星轨道之间，而太阳系中的八颗行星的排列距太阳由近到远顺序为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星；从图中看出，该天体系统是太阳系，包含地月系及其他行星系，中心天体是太阳。
答案：
（1）B
（2）①水 金 ②火 木 ③两 太阳
知识点二
太阳系中普通而特殊的行星——地球
1.普通性的表现
地球的运动和结构特征与其他行星相比，并无特殊之处。
（1）运动特征
通过分析八大行星的运动方向、轨道倾角和偏心率，其具有三大运动特征。
运动特征
涵义
共面性
八大行星绕日公转的轨道几乎在同一平面上
同向性
公转方向都与地球公转方向相同（自西向东）
近圆性
八大行星的公转轨道近似圆形
（2）结构特征
根据八大行星距日远近、质量、体积、密度等，可分为类地行星、巨行星和远日行星三类。
2．特殊性的表现
地球的特殊性主要表现为它是一颗存在生命的天体。
地球上之所以会出现生命，除与地球所处的安全宇宙环境有关外，还与地球自身的条件有密切的关系。
（1）地球存在生命条件
存在生命物质的条件
具备条件的原因
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
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
表面温度适宜
日地距离适中，地球上近地面平均气温约为15℃
大气层的存在
地球的体积和质量适中，吸引住适宜生物呼吸的大气，大气的厚度、密度合适
表面温度的日变化、季节变化较小
地球的自转和公转周期适中，地球大气的保温效应，地球上昼夜温差和季节变化不过分剧烈
充足的水分
地球内部结晶水汽化及日地距离适中，地球上存在液态水
（2）分析某行星是否有生命存在的方法
以地球上适宜生命存在和发展的条件为参考，分析行星的温度、大气和水三个方面。
①看行星与恒星的距离、行星的自转和公转周期是否适中。
只有这样才能有适宜的温度。
②看行星的体积、质量是否适当。
适当的体积和质量能保证该行星周围有可以供生命活动的大气层。
③结合行星表面温度，确定是否有液态水存在。
综上所述，某行星只要具有适宜的温度、适宜生物呼吸的大气、液态水这三个基本条件，该行星上就可能有生命存在。
[对点演练]
阅读材料，完成下列问题。
2015年7月24日，NASA宣布天文学家已经发现了迄今为止第一个最接近真正“地球双胞胎”的系外行星开普勒452b。
它比地球大概大60%，距离地球1400光年，位于天鹅座。
NASA称这是至今为止发现的最接近地球的“孪生星球”，它的直径比地球大60%，它的恒星比太阳大10%，公转一圈也是365天。
因为位于宜居带，位置适中，有可能拥有大气层和流动水。
它与地球相似指数达到0.98。
（1）若开普勒452b上有生命存在，它应该具备哪些条件？
（2）假如开普勒452b上有外星居民，你将怎样告知他们地球在宇宙中的位置？
解析：
第
（1）题，行星上有生命存在，它所具备的条件应该和地球相类似，可参照地球上具有生命存在的条件。
第
（2）题，地球在宇宙中的位置应根据天体系统的层次逐步确定。
答案：
（1）这颗行星应该离它所在的天体系统中心天体（某一恒星）的距离适中，使它具有适合生物生存的温度，有液态水的存在；有适当的体积和质量，其引力使它的外围形成大气层，大气中有适合生物呼吸的成分；处于一个相对稳定和安全的宇宙环境之中。
（2）地球位于银河系中的太阳系，离中心天体太阳1.5亿千米，是太阳系八大行星中离太阳由近到远数第三颗行星。
1．下列属于天体的是（ ）
①地球 ②河外星系 ③天空中的白云 ④星际空间的气体和尘埃 ⑤陨石 ⑥流星体
A．①②④B．①③⑤C．②③④D．①④⑥
解析：
选D 天体是宇宙空间物质的存在形式，地球、星际物质、流星体都是存在于宇宙空间的物质，都是天体；白云与陨石是地球空间物质；河外星系属于天体系统。
“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，完成2～3题。
2．童谣中出现的天体属于（ ）
①太阳系 ②地月系 ③银河系 ④河外星系 ⑤总星系
A．①③⑤B．①②③④⑤C．①②④⑤D．①③④⑤
3．童谣中涉及的天体系统共有（ ）
A．1级B．2级C．3级D．4级
解析：
2.A 3.B 太阳、地球、月球不属于河外星系；以太阳系为中心的天体系统是太阳系，地球与月球构成了次一级的地月系。
4．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太阳光照条件稳定
④地球与太阳的距离比较适中
A．①②B．②④C．①④D．②③
解析：
选B 存在液态的水要求地球有适宜的温度，题中的②④是地球有适宜温度的保证。
5．若地球处于海王星的轨道上就会变为（ ）
A．温暖的星球B．无生命的“死球”C．火热的“火球”D．没有大气的地球
解析：
选B 若地球处于海王星的轨道上，则由于日地距离的增加，地球表面的温度将大大降低，不适于生命的存在。
由于地球的体积、质量没有发生变化，地球大气密度状况就不会有明显变化，但由于缺少了生命，大气的成分肯定与现在不同。
阅读下图，完成6～7题。
6．图中的天体M可能是（ ）
A．月球或水星
B．水星或金星
C．金星或木星
D．火星或土星
7．与地球相比，天体M没有生命存在的根本原因是（ ）
①没有适合生物呼吸的大气
②没有坚硬的地表
③距日较近，表面温度较高
④没有液态水的存在
A．①②③B．①③④C．②③④D．①②④
解析：
6.B 7.B 第6题，该图是太阳系模式图的局部，从行星绕日公转轨道示意图看出，M轨道位于地球绕日公转轨道之内，应该是水星或金星。
第7题，行星表层是否坚硬不是存在生命的必要条件，可排除②。
8．火星是地球的近邻之一，也是人们准备太空移民的理想场所。
根据地球和火星的有关资料，回答下列问题。
为了探索火星的秘密，也为了解决地球上人口过多的问题，科学家把目光投向了火星。
人类发射的探测器已拍摄了数以千计的照片，采集了大量火星土壤样品进行检验，获得了有关火星的一系列数据。
与太阳
的平均
距离（108
千米）
赤道
半径
（千米）
公转
周期
自转
周期
质量
（地球
为1）
体积
（地球
为1）
赤道
面与
公转
轨道
面的
夹角
地球
1.496
6378
1.0年
23时
56分
1.00
1.00
23°26′
火星
2.279
3395
1.9年
24时
37分
0.11
0.15
23°59′
（1）火星在太阳系中按距离太阳由近及远的顺序是第______颗行星；一般而言，行星距离太阳越远，其公转周期就越______（“长”或“短”）。
（2）火星与地球的数据比较接近的是____________、____________；火星表面的温度比地球表面的温度______（“高”或“低”）。
（3）根据你对火星的了解，结合上表数据分析火星上没有生命的原因。
解析：
火星与地球相邻，在结构特征和运动特征方面和地球有许多相近之处，成为目前人类重点研究的对象；分析火星上没有生命存在的原因时，应从生命生存所需具备的条件入手；人们开辟太空居住地时，应选择与地球环境最为接近的天体作为研究对象。
地球上存在生命物质的三个自身条件是适宜的温度、液态水和大气。
火星上虽有大气，但以CO2为主。
答案：
（1）4 长
（2）自转周期 赤道面与公转轨道面的夹角 低
（3）火星离太阳的距离远于地球，因此温度条件比地球要差；火星的质量和体积比地球小，可能吸引住的大气比地球少，大气密度小于地球；火星上没有液态水。
温度、大气和液态水是生命存在的必备条件，而这三个方面，火星都不具备，故火星上没有生命存在。
第二节太阳对地球的影响
1．太阳辐射概况、太阳大气分层及太阳活动的主要类型。
2．影响太阳辐射的因素及太阳辐射、太阳活动对地球的影响。
3．分析太阳辐射的区域差异及其影响因素。
一、太阳辐射与地球
1．太阳辐射概况
太阳辐射中各种波长的光所占的比例（%）
（1）概念：
太阳以电磁波的形式向宇宙空间放射的能量。
（2）波长及分区：
波长范围在0.15～4微米之间，分为A紫外光、B可见光、C红外光三部分。
（3）能量分布：
约50%的太阳辐射能集中于可见光波段。
2．对地球的影响
（1）绿色植物进行光合作用的必要条件。
（2）是地球大气运动、水循环的主要能源。
（3）为人类提供源源不断的能源。
二、太阳活动与地球
1．太阳活动
（1）概念：
太阳释放能量的不稳定性所导致的一些明显现象。
（2）太阳大气分层及主要的太阳活动现象
①太阳大气分层
A光球层，B色球层，C日冕层。
②太阳活动类型
甲黑子，乙耀斑，丙太阳风。
（3）太阳活动周期：
约为11年。
2．对地球的影响
（1）扰动地球上空的电离层，影响无线电短波通信。
（2）干扰地球磁场，产生磁暴现象。
（3）高能带电粒子流冲进两极地区的高空大气，产生极光现象。
（4）极端天气现象出现的几率增加。
知识点一
太阳辐射的影响因素及分布
[问题探究]
分析北半球大气上界太阳辐射的分布图，思考有关问题。
探究1 图中横坐标和纵坐标分别表示什么要素？
提示：
横坐标表示北半球各地纬度差异，纵坐标表示不同地点一年中获得的太阳辐射总量。
探究2 低纬度和高纬度地区，大气上界太阳辐射量有何差异？
总结出图示中的变化规律。
提示：
低纬地区辐射量大，高纬地区辐射量小。
由低纬向高纬太阳辐射逐渐减少。
探究3 图示太阳年辐射量多少的影响因素是什么？
尝试总结影响太阳辐射量多少的其他因素。
提示：
图示中随纬度变化，太阳辐射量出现变化，因此反映出的直接影响因素是纬度差异，之所以低纬地区获得的太阳辐射量多，而高纬地区少，与光照时间、光照强度有关。
同时太阳辐射的多少和强度也受天气、大气透明度等因素影响。
[总结深化]
1．影响太阳辐射分布的因素
一个地区的太阳辐射强弱取决于该地区的太阳辐射强度及日照时数，具体影响因素如下：
纬度
纬度低，太阳高度大，太阳辐射经过大气的路程短，到达地面的太阳辐射就多；反之，则少
天气状况
晴朗的天气，由于云层少且薄，到达地面的太阳辐射就多；阴雨的天气，由于云层多且厚，到达地面的太阳辐射就少
海拔高低
海拔高，空气稀薄，到达地面的太阳辐射就多；反之，则少
日照时间
日照时间长，获得太阳辐射多，日照时间短，获得太阳辐射少。
夏半年，相应的高纬地区白昼时间长，弥补了太阳高度小损失的能量
2.我国太阳年辐射总量的空间分布
总体特征：
从东部沿海向西部内陆逐渐增强。
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：
[对点演练]
1．下列人类活动中，所利用的能源最终不是来自太阳辐射的是（ ）
A．行进中的赛车 B．煤球炉
C．太阳能电池 D．羊八井地热发电站
解析：
选D A项行进中的赛车使用的能源是石油或天然气，能量来源于太阳能；B项中煤是地质历史时期生物固定以后积累下来的太阳能；C项太阳能电池的能量主要来源于太阳辐射；D项地热发电站的能量来源于地球内部。
能被植物光合作用利用的太阳辐射，称为光合有效辐射（PAR）。
下图示意我国年平均PAR强度的空间分布。
据此完成2～3题。
2．如仅考虑光合有效辐射，我国农业生产潜力最大的地区是（ ）
A．长江中下游平原B．四川盆地C．华北平原D．青藏高原
3．乙地PAR值高于甲地的主要原因是（ ）
A．纬度高B．植被少C．地势高D．云雨少
解析：
2.D 3.D 第2题，“仅考虑光合有效辐射”说明只考虑太阳辐射因素，太阳辐射越丰富，光合有效辐射越高，农业生产潜力越大。
我国太阳辐射最丰富的是青藏高原。
第3题，甲地位于四川盆地，多阴雨天气，PAR值低。
乙地位于内蒙古高原，属干旱半干旱地区，降水少，多晴朗天气，PAR值高。
知识点二
太阳活动对地球的影响
太阳活动的主要类型及对地球的影响
活动
类型
所处
位置
特点
对地球的影响
黑子
光球层
太阳活动强弱的主要标志；活动周期约为11年
1黑子、耀斑增多→电磁波扰动地球大气层→无线电短波通信受影响；
②太阳大气抛出高能带电粒子→扰乱地球磁场→产生“磁暴”现象；③太阳大气抛出高能带电粒子→与极地高空大气碰撞→产生“极光”；④地震、水旱等自然灾害的发生与太阳活动有关
耀斑
色球层
耀斑爆发是太阳活动最激烈的显示；时间短，释放巨大能量
太阳风
日冕层
带电粒子常脱离太阳引力飞向宇宙空间
[对点演练]
下图是美国宇航局拍摄的太阳活动剧烈爆发图像，大量速度达800km/s的带电粒子喷射到太空。
读图完成1～2题。
太阳爆发
1．图示太阳活动发生在太阳大气层的（ ）
A．光球层B．色球层C．日冕层D．大气层之外
2．图示太阳活动（）
A．没有活动周期，但可能持续较长的一段时间
B．地球是太阳系中最先受其影响的行星
C．爆发后8分钟左右引起地球两极产生极光
D．高峰年极端天气现象出现的频率增加
解析：
1.B 2.D 第1题，图示太阳活动区域亮度明显高于周围区域，应为耀斑，发生在色球层。
第2题，耀斑“寿命”仅有几分钟到几十分钟之间，随黑子的变化同步起落，周期约为11年。
太阳系八颗行星距太阳最近的最先受到太阳活动的影响。
日地距离大约为1.5亿千米，太阳活动喷射的带电粒子速度为800km/s，8分钟左右到不了地球。
3．根据所给两幅图，完成下列各题。
太阳大气结构图
太阳黑子的周期
（1）填注太阳大气层名称：
A______，B______，C______。
（2）太阳活动最激烈的显示是________，它出现在太阳大气的________层。
太阳活动强弱的主要标志是______________________________________。
（3）从图中可知太阳活动的周期大约是________，它发出的________会扰乱地球上空的________，对________电话等通信造成不同程度的干扰和破坏，另外，还将扰乱地球的________。
解析：
太阳黑子有的年份多，有的年份少，其变化周期大约是11年，耀斑是太阳活动最激烈的显示，它常随黑子的增多而增多，黑子是太阳活动强弱的主要标志。
太阳活动对地球产生了三个方面的影响：
对地球气候的影响、对地球电离层的影响、对地球磁场的影响。
答案：
（1）光球层 色球层 日冕层
（2）耀斑 色球 黑子
（3）11年 强烈电磁波 电离层 移动 磁场
农业谚语“鱼靠水、娃靠娘，万物生长靠太阳”，体会其含义，完成1～2题。
1．农谚体现了太阳辐射为地球上的农作物提供（ ）
A．光、热资源
B．物质循环的原动力
C．水和养分
D．种子萌发的条件
2．农谚中的太阳辐射（ ）
A．以电磁波的形式向空间释放能量
B．能量主要集中在红外光波段
C．到达地面上的太阳辐射为8.24J/（cm2·min）
D．目前可被一般耕地中的农作物利用20%
解析：
1.A 2.A 第1题，“万物生长靠太阳”主要是指地球上的生物直接或间接需要利用太阳辐射生存。
第2题，太阳辐射能主要集中在可见光波段；8.24J/（cm2·min）是太阳常数，它表示在地球大气上界，日地平均距离条件下，垂直于光线的1平方厘米面积上，1分钟内所得到的太阳辐射能量；绿色植物利用太阳辐射的极限是20%，耕地中的作物对太阳辐射的利用效率仅为2%～4%
西藏的太阳能资源居全国首位，也是世界上太阳能资源最丰富的地区之一。
全区大部分地区平均太阳能辐射量超过同纬度平原地区一倍左右。
据此完成3～4题。
3．下列关于青藏高原太阳能丰富的原因的说法，不正确的是（ ）
A．晴天多，日照时间长
B．空气稀薄，对太阳辐射削弱作用小
C．海拔高，气候寒冷
D．纬度较低，太阳高度角较大
4．除太阳辐射能外，青藏地区的其他能源也很丰富，其中哪一项能源与太阳能无关（ ）
A．藏南谷地的地热B．柴达木盆地的天然气C．风能D．雅鲁藏布江的水能
解析：
3.C 4.A 第3题，青藏高原是我国太阳能最丰富的地区。
原因有纬度较低，太阳高度角较大；晴天多，平均日照时间长；海拔高，空气稀薄，大气的削弱作用小，到达地面的太阳辐射能多。
第4题，地热属于地球内能，与太阳辐射无关；天然气、煤、石油等化石燃料是地质时期生物固定、积累下来的太阳能；太阳辐射能促进了大气和水的运动，大气水平运动产生风能，水的流动孕育了水能。
太阳直接辐射是指太阳以平行光线的形式直接投射到地面上。
下图是北京太阳直接辐射的年变化图。
读图完成5～6题。
5．北京冬季太阳直接辐射比夏季少的主要原因是（ ）
A．冬季太阳高度较小，且白昼较短
B．冬季多阴雨天气
C．夏季可受到太阳直射
D．冬季冰雪反射率高
6．北京4、5月份的直接辐射高于6、7月份，原因是（ ）
A．4、5月份太阳高度最大
B．4、5月份降水较少
C．4、5月份白昼最长
D．4、5月份多沙尘天气
解析：
5.A 6.B 第5题，北京冬季太阳高度较小，单位面积内接受到太阳辐射较少，并且白昼较短，光照的时间较短。
第6题，北京属于温带季风气候，6～9月为雨季，阴雨天气较多，云层对太阳辐射的反射作用强，太阳辐射较弱。
7．下列关于太阳活动的叙述，正确的是（ ）
A．太阳大气层从外到里依次是光球、色球、日冕
B．最主要的太阳活动是黑子、耀斑、磁暴
C．太阳活动强弱的标志是色球层上黑子的多少和大小
D．色球层上的耀斑爆发是太阳活动最激烈的显示
解析：
选D 太阳大气层从里到外依次是光球、色球、日冕；最主要的太阳活动是黑子、耀斑；通常，黑子数目最多的地方和时期，也是耀斑等其他形式的太阳活动出现频繁的地方和时期，因此，太阳黑子的多少和大小可以作为太阳活动强弱的标志，发生在光球层上；色球层上的耀斑爆发是太阳活动最激烈的显示。
公元前28年，曾有记载：
“三月乙未，日出黄，有黑气大如钱，居日中央。
”据材料完成8～9题。
8．这种现象发生在太阳大气层中的（ ）
A．光球层B．色球层C．日冕层D．大气层外
9．下列现象与该太阳活动周期变化没有关系的是（ ）
A．地质时期气候变化
B．中高纬度乔木年轮的疏密变化
C．地球上激烈天气的机率
D．非洲热带草原上大型草食性动物的季节迁徙
解析：
8.A 9.D 第8题，通过这段古文，首先判断这种天文现象是太阳黑子，而黑子发生在太阳大气层中的光球层。
第9题，黑子周期平均约为11年，非洲热带草原上大型草食性动物的季节迁徙与其无对应关系。
10．读我国太阳年辐射总量分布局部图，完成下列各题。
（1）“过去做饭满
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