高中地理 第1节地球的宇宙环境学案新人教版必修第一册.docx

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高中地理第1节地球的宇宙环境学案新人教版必修第一册

第一节　地球的宇宙环境

课程标准

核心素养目标

运用资料，描述地球所处的宇宙环境

1.观测星空，识别描述天体系统与天体，培养一定的天文观测能力。

（地理实践力）

2.能够描述地球在不同的宇宙空间中的位置。

（区域认知）

3.能区别不同天体系统的层次及典型天体的特征。

（综合思维）

4.树立宇宙是物质和运动的科学宇宙观。

（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）常见类型：

星云、恒星、行星、卫星、彗星、流星体等。

（3）请把常见天体及其特点对应连线。

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）层次：

常见天体系统分为四级。

（3）常见天体系统概况

①地月系

②太阳系

③银河系

[特别提醒]　

（1）各类天体中，最基本的天体是恒星和星云。

（2）天体可分为自然天体（如恒星、行星等）和人造天体（如在太空中运行的人造卫星、宇宙飞船等）。

二、行星地球

1．太阳系中的主要行星

（2）运动特征

（3）结构特征：

地球与其他太阳系行星（水星、金星和火星）有许多相似之处。

2．地球是太阳系中一颗普通的行星

[图表点拨]　教材第6页表1.2，该表展示出：

（1）太阳系中八颗行星的轨道倾角相差不大，说明行星轨道具有共面性特点。

（2）太阳系中八颗行星的轨道偏心率都较小，说明其绕日轨道近似圆形。

3．地球是太阳系中一颗特殊的行星

（1）地球的特殊性：

八颗行星中唯一存在高级智慧生命的星球。

（2）存在生命的条件：

地球在太阳系中的位置、自身的体积和质量决定了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。

4．宇宙环境保护

―→

―→

（1）在轨运行的“天宫二号”是天体。

（　　）

（2）可观测宇宙的空间范围就是宇宙的范围。

（　　）

（3）八颗行星的运行轨道都位于同一平面上。

（　　）

（4）地球是宇宙中唯一有生命物质存在的天体。

（　　）

（5）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

提示：

（1）√　在轨运行的“天宫二号”已经进入地球之外的宇宙空间，成为宇宙中的物质存在形式，是天体。

（2）×　可观测宇宙是目前人类所能观测到的宇宙部分，随着科技的发展，可观测宇宙的范围会不断扩大。

（3）×　八颗行星绕日公转轨道面接近在一个平面上，但并不完全在同一平面上。

（4）×　地球是太阳系中唯一有生命物质存在的天体。

太阳系之外虽然目前人类还没有发现生命，但科学家推测可能存在生命。

（5）C　[小行星带位于火星轨道和木星轨道之间。

]

天体与天体系统

2019年10月5日，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将“高分十号”卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，任务获得圆满成功。

“高分十号”卫星是高分辨率对地观测系统国家科技重大专项安排的微波遥感卫星，主要用于国土普查、城市规划、土地确权、路网设计、农作物估产和防灾减灾等领域。

问题1　（区域认知）“高分十号”卫星在地球空间和宇宙空间的哪个空间中才能被称为天体？

为什么？

提示：

在宇宙空间中才能被称为天体。

“高分十号”卫星未发射前处于地球空间中，是地球的一个组成部分，而发射成功后其围绕地球运行，有独立的运行轨道，属于地球之外的宇宙空间，此时才称为天体。

问题2　（综合思维）“高分十号”卫星运行期间，其与地球能构成天体系统吗？

其与地月系是何关系？

提示：

能构成天体系统。

与地月系是并列关系（同一层次的天体系统）。

1．天体的判断方法

一看其是否位于地球大气层之外。

例如：

宇宙飞船在太空中运行时是天体，返回地面就不是天体了。

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，天体的一部分不能称为天体。

月球表面的岩石块是月球的一部分，不是天体。

例如：

判断流星体、流星现象与陨星是否属于天体。

2．主要的天体系统及层次结构

（1）主要天体系统的组成与特点

层次

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

太阳和众多恒星组成的庞大恒星系统

太阳与银河系中心的距离约2.6万光年

太阳系

由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质等构成

太阳是距地球最近的一颗恒星。

日地距离约为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。

月地距离约为38.4万千米

（2）天体系统的层次结构

1．晴朗的夜晚，我们可以用肉眼观察到（　　）

①星光闪烁的恒星　②在星空中有明显移动的行星

③一闪即逝的彗星　④轮廓模糊的流星

A．①②　　　B．②③

C．③④D．①④

A　[一闪即逝的是流星体，轮廓模糊的是星云。

]

2．任何天体在宇宙中都有自己的位置。

各种天体相互吸引、相互绕转，形成天体系统。

下图表示天体系统的不同级别。

读图，回答

（1）～

（2）题。

（1）下列属于天体的是（　　）

①轮廓模糊的星云　②地球上的陨石　③进入绕月轨道的“嫦娥四号”探测器　④安全回家的“神舟十号”宇宙飞船

A．①②B．②③

C．①③D．③④

（2）图中甲、乙、丙、丁天体系统分别表示的是（　　）

A．地月系、太阳系、银河系、可观测宇宙

B．可观测宇宙、河外星系、太阳系、地月系

C．可观测宇宙、银河系、太阳系、地月系

D．地月系、太阳系、河外星系、可观测宇宙

（1）C　

（2）C　[第

（1）题，本题考查天体的概念。

轮廓模糊的星云属于宇宙间物质存在的形式，属于天体，①正确；地球上的陨石、安全回家的“神舟十号”宇宙飞船位于地球上，不是天体，②④排除；进入绕月轨道的“嫦娥四号”探测器是在宇宙空间运行的，是宇宙间存在的物质，属于天体，③正确。

综上，C项正确。

第

（2）题，本题考查天体系统的层级。

根据天体系统层级关系可知，最高级天体系统是可观测宇宙，银河系的直径约10万光年，太阳系属于银河系，地月系是最低一级天体系统，属于太阳系。

图中甲、乙、丙、丁天体系统分别表示可观测宇宙、银河系、太阳系、地月系，C项正确。

]

地球是太阳系中的一颗普通行星

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。

八兄弟姊妹公转运动要同向，要和我的自转方向一致，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，我的运动和结构与七仙女姐妹有许多相同之处。

木星和土星——别看我们身形如此庞大，实际上是虚胖罢了。

天王星和海王星——天高皇帝远，我们躲在寒冷阴暗的角落里。

问题1　（综合思维）太阳的发言中透露出地球和七仙女姐妹共同的运动特征有哪些？

提示：

同向性、共面性、近圆性。

问题2　（综合思维）为什么说地球是一颗普通的行星？

提示：

从行星的物理属性上看，地球是太阳系中一颗普通的行星，具体表现：

①都是本身不发光、不透明的近似球状的天体；②运动特征与其他行星一致，具有同向性、共面性、近圆性等特征；③在质量、体积、密度、运动周期、平均密度等方面与其他类地行星相似。

[归纳提升]　地球的普通性表现

1．地球与其他七颗行星具有相似的运动特征

运动特征

考虑角度

内涵

同向性

公转方向

地球绕日公转的方向与其他行星相同，均为自西向东

共面性

轨道平面

地球绕日公转的轨道面与其他行星的公转轨道面倾角很小，近似在同一平面上

近圆性

轨道形状

八颗行星绕日公转的轨道偏心率较小，轨道均为近似正圆（水星的轨道偏心率较大，约为0.206）

2.地球与其他行星具有相似的结构特征

地球在距日远近、质量、体积、密度、自转和公转周期、表面平均温度等方面与类地行星相似。

如下图所示：

3．读火星、木星、天王星数据比较表（以地球数据为1），回答

（1）～

（2）题。

质量

体积

公转周期

自转周期

火星

0.11

0.15

1.90

1.00

木星

317.94

1316.00

11.80

0.40

天王星

14.63

65.20

84.00

0.70

（1）地球、火星、木星、天王星四行星中密度最大的是（　　）

A．地球B．火星

C．木星D．天王星

（2）火星与地球最相近的是（　　）

A．质量B．体积

C．自转周期D．公转周期

（1）A　

（2）C　[第

（1）题，密度等于质量与体积之比，结合表中数据可知，四行星中密度最大的是地球。

第

（2）题，由表中数据可知，火星与地球最相近的是自转周期。

]

地球是太阳系中的一颗特殊行星——存在生命

美国国家航空航天局（NASA）官网报道，一个国际研究团队仔细分析NASA火星勘测轨道飞行器（MRO）的观测数据后发现，火星南部艾瑞达尼亚海（Eridania）存在大约37亿年前形成的大量海底热液沉积物，或为研究地球生命起源提供重要线索。

问题1　（地理实践力）根据生命起源的条件及材料内容，你认为火星上可能存在生命吗？

为什么？

提示：

①可能。

因为火星上有液态水，液态水是生命存在的关键证据。

②不可能。

因为发现的是水合盐类，不是真正的液态水，同时没有适合生物呼吸的大气条件，气温也比较低。

（回答其中一种观点即可）

问题2　（综合思维）火星适合生命存在的外部条件主要有哪两个方面？

提示：

安全的宇宙环境和稳定的太阳光照。

[归纳提升]　地球上具有存在生命物质的条件

1．地球存在生命的外部条件

2．地球适宜的自身条件

自身条件主要是指适宜的温度条件、适合生物生存的大气条件和液态水的存在。

生命存在条件问题的分析思路

此类题目的解答可以通过知识的迁移，类比地球上存在生命的条件来获得分析思路，进而提高答题的准确性。

具体思路分析如下：

4．美国国家航空航天局对外宣布：

一颗名为“Kepler90”的恒星，周围有8颗围绕其运转的行星。

Kepler90星系中的八颗行星距离恒星都很近，科学家们认定这八颗行星均不可能有已知的生命形式存在。

据此，完成

（1）～

（2）题。

（1）科学家们认定八颗行星均不可能有已知的生命形式存在，推断理由是（　　）

A．行星缺乏卫星环绕

B．行星频繁遭遇陨石撞击

C．行星表面温度过高

D．Kepler90辐射不稳定

（2）下列天体系统中，与“Kepler90”星系同等级的是（　　）

A．地月系B．太阳系

C．银河系D．河外星系

（1）C　

（2）B　[第

（1）题，由材料可知，八颗行星距离恒星都很近，因此八颗行星表面温度过高，不利于生命的存在，故C正确；有无卫星与生命是否存在关系不大，故A错误；材料没有显示行星频繁遭遇陨石撞击，故B错误；恒星辐射的能量应比较稳定，故D错误。

第

（2）题，“Kepler90”星系的中心天体“Kepler90”为恒星；地月系的中心天体地球为行星，太阳系的中心天体太阳为恒星，故A错误、B正确；银河系由若干恒星系组成，河外星系与银河系共同组成总星系，银河系与河外星系比“Kepler90”星系级别高，故C、D错误。

]

地理实践力——参观我国超级天眼

在我国贵州省黔南州平塘县的大窝凼洼地，坐落着世界上最大的单口径球面射电望远镜（简称FAST），是我国独立自主建成的，其口径为500米，突破了射电望远镜的百米极限，它拥有30个足球场大的接收面积。

比德国波恩100米望远镜灵敏度提高约10倍。

我们利用500米口径射电望远镜将可能搜寻到更多的奇异天体，用来观测脉冲星、探索宇宙起源和演化、星系与银河系的演化等，甚至可以搜索星际通信讯号，开展对地外文明的探索。

2016年9月25日，世界最大、有着“超级天眼”之称的500米口径球面射电望远镜（FAST）在我国贵州省平塘县喀斯特洼坑中顺利“睁眼”。

该望远镜用来观测河外星系脉冲星（自落成至2018年9月12日，已确认44颗脉冲星），探索宇宙起源和演化、星系与银河系的演化等，甚至可以搜索星际通信讯号，开展对地外文明的探索。

据此，回答

（1）～（3）题。

（1）与脉冲星所在天体系统层次相同的是（　　）

A．总星系　B．银河系

C．太阳系D．地月系

（2）如果发现类似的地外文明，其存在生命的自身条件可能有（　　）

A．有适宜的温度和液态水

B．有厚厚的大气层保护

C．来自恒星的光照稳定

D．与其他天体各行其道，互不干扰

（3）选择在贵州边远闭塞的山区建射电望远镜，主要是因为当地（　　）

A．太阳辐射非常强B．太阳活动干扰小

C．天气变化影响小D．电磁环境比较好

（1）B　

（2）A　（3）D　[第

（1）题，地球所在天体系统的层次由高到低依次是可观测宇宙、银河系、太阳系、地月系。

河外星系是与银河系同一级的天体系统。

根据材料可知，脉冲星位于河外星系，所以该题选B。

第

（2）题，题目要求的是自身条件，来自恒星的光照稳定、与其他天体各行其道，互不干扰为外部条件，故C、D错误；地球上有生命的自身条件包括有适宜的温度和液态水，恰到好处的大气厚度和大气成分，故A正确、B错误。

第（3）题，选择在贵州边远闭塞的山区建射电望远镜，主要是因为当地电磁环境比较好，能收集微弱的宇宙无线电信号，D正确；该地多云雨天气，太阳辐射较弱，故A错误；太阳活动干扰在该地区并不会减少，故B错误；该地多云雨天气，天气变化影响大，故C错误。

]

[素养立意]　本题组通过我国建造的射电望远镜观测成果，考查天体系统的层次及地球存在生命的条件分析等知识，体现了地理学科的综合思维等学科素养，射电望远镜可以接收来自宇宙空间的脉冲信号，可使人类在宇宙探测中看的更远。

题组1　天体与天体系统

北京时间2018年6月1日，一个“火球”突然划过云南夜空。

8月25日下午，上海天文馆宣布完整回收此次“火球”散落在大地上的陨石及陨石坑。

下图示意“火球”降落的过程和收集到的陨石坑，据此，完成1～2题。

1．“火球”属于（　　）

A．恒星　　　B．行星　　　C．卫星　　　D．流星体

2．“火球”所在的最低一级的天体系统可能是（　　）

A．银河系B．太阳系

C．河外星系D．仙女星系

1．D　2.B　[第1题，由图可知，“火球”是流星体进入大气层后与大气摩擦而燃烧发光的现象，因此“火球”属于流星体。

第2题，太阳系包括太阳、行星及其卫星、彗星、流星体和行星际物质等，因此“火球”所在的最低一级的天体系统可能是太阳系。

]

题组2　地球是太阳系中的普通行星

读下表，完成3～4题。

类地行星

质量（地球为1）

体积（地球为1）

平均密度/（g·cm3）

公转周期/a

自转周期/d

水星

0.06

0.06

5.43

0.24

58.79

金星

0.82

0.86

5.24

0.62

243.69

地球

1.00

1.00

5.51

1.00

1.00

火星

0.11

0.15

3.93

1.88

1.03

3.从表中可以看出，四颗行星最接近的是（　　）

A．质量B．体积

C．公转周期D．平均密度

4．材料中所反映的太阳系的部分行星，其绕日公转具有一定的共同性。

下列分析，不正确的是（　　）

A．同向性——各行星的自转方向都与地球的自转方向相同

B．共面性——各行星的公转轨道面与地球的公转轨道面近乎在同一平面上

C．近圆性——各行星绕日公转的轨道都为近似正圆的椭圆

D．各行星都在各自的轨道上按一定规律绕日运转，各行其道，互不干扰

3．D　4.A　[第3题，对比表中的数据可知，四颗行星最接近的是平均密度，故选D。

第4题，八颗行星绕日公转具有同向性、共面性和近圆性的特征，其中同向性指各行星的绕日公转方向与地球的公转方向一致，故选A。

]

题组3　地球是太阳系中的一颗特殊行星

UFO全称为不明飞行物，也称飞碟，是指不明来历、不明空间、不明结构、不明性质，但又漂浮、飞行在空中的物体。

一些人相信它是来自其他行星的太空船，有些人则认为非天外来客。

阅读材料，回答5～6题。

5．如果这种现象属实的话，这说明太阳系之外有高级生命现象的星球（　　）

A．温度变化幅度很大

B．体积和质量类似天王星

C．近邻行星各行其道，互不干扰

D．距离其最近的恒星发出的光照较暗

6．太阳系所有行星中，地球是目前所知唯一存在生命的星球。

对其存在生命的原因分析正确的是（　　）

A．行星各行其道，互不干扰——温度变化幅度不大

B．日地距离适中——表面温度适宜，液态水存在

C．体积和质量适中——太阳光照稳定

D．地球自转和公转周期适中——形成大气层

5．C　6.B　[第5题，天体上存在生命物质，主要条件包括安全的宇宙环境和稳定的太阳光照，其次还需要天体具备适宜的温度、适合呼吸的大气。

近邻行星各行其道，互不干扰，能够提供安全的宇宙环境。

第6题，行星各行其道，互不干扰能够为地球提供安全的宇宙环境；日地距离适中，使得表面温度适宜，有液态水存在；体积和质量适中，产生适当的引力，形成稳定的大气层，具有适合生物呼吸的空气；地球运动周期适中，有利于适宜温度的形成。

]