新教材高中地理 必修第一册 第一节 地球的宇宙环境.docx
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新教材高中地理必修第一册第一节地球的宇宙环境
第一章 宇宙中的地球
学习本章内容，能够运用天文仪器、简易教具等，观察、识别、描述与宇宙、太阳、地球等有关的自然现象；具备一定的运用考察、实验、调查等方式进行科学探究的意识和能力。
（地理实践力）能够运用宇宙科学的基础知识，说明一些天文现象之间的关系和变化过程。
（综合思维）能够在一定程度上合理描述和解释特定区域的自然现象，并说明其对人类的影响。
（区域认知、人地协调观）
与本章知识相关的名校及专业
校友会2019中国天文学类一流专业排名
排名
学校名称
星级
专业层次
1
南京大学
8星级
世界一流专业
1
中国科学院大学
8星级
世界一流专业
3
中国科学技术大学
7星级
世界知名高水平专业
4
北京大学
7星级
世界知名高水平专业
5
北京师范大学
5星级
中国一流专业
校友会2019中国地球物理学类一流专业排名
排名
学校名称
星级
专业层次
1
中国科学技术大学
8星级
世界一流专业
1
北京大学
8星级
世界一流专业
3
中国地质大学（武汉）
6星级
世界高水平专业
3
武汉大学
6星级
世界高水平专业
5
中国地质大学（北京）
5星级
中国一流专业
与本章知识相关的名人及职业
第一节 地球的宇宙环境
内容标准
运用资料，描述地球所处的宇宙环境。
核心素养目标 学业质量水平
合格考（水平1－2）
1.运用图片等资料，说明宇宙中的常见天体，描述其基本特征。
（地理实践力）
2.运用天体系统示意图，说明天体系统的层次，描述地球在宇宙中的位置。
（区域认知）
3.运用八颗行星数据资料，指出地球上存在生命的条件。
（综合思维、人地协调观）
等级考（水平3－4）
1.从结构特征、运动特征，说明地球是太阳系中一颗普通的行星。
（综合思维）
2.运用太阳系和地月系的结构示意图，分析常见的天文现象。
（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：
能观测到或探测到的星际空间物质。
（2）主要的天体类型和特点
主要类型
恒星
星云
行星
流星体
彗星
观察特征
明亮闪烁
轮廓模糊
明显位移
一闪即逝
拖着长尾
[连一连] 请把常见天体及其特点连起来。
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）级别
可观测宇宙
①地月系：
地球和月球组成，月球绕地球运动。
②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。
太阳系中已知有8颗行星。
③银河系：
由太阳和众多恒星组成的庞大恒星系统。
在银河系中，有1__000亿颗以上的恒星。
④河外星系：
在银河系外，同银河系类似的星系，统称它们为河外星系。
⑤可观测宇宙：
银河系和现阶段所能观测到的河外星系，统称为可观测宇宙。
[微思考] 北斗七星各恒星是一个天体系统吗？
提示 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。
[填图] 填写下图中天体系统的名称。
二、行星地球
1.太阳系中一颗普通的行星
（1）八颗行星
（2）运动特征
（3）普通性：
从距日远近、自身的体积、公转方式来看，地球是太阳系中的一颗普通行星。
[判一判] 判断下列说法的正误。
①距离地球最近的自然天体是金星。
（×）
②太阳系中质量最大的天体是木星。
（×）
③八颗行星都是自西向东公转。
（√）
④太阳系中能够自身发光的天体是太阳和月球。
（×）
⑤八颗行星中轨道最远的是海王星。
（√）
2.太阳系中一颗特殊的行星
（1）地球的特殊性：
地球是八颗行星中唯一存在高级智慧生命的星球。
（2）地球上具有生命的条件
3.宇宙环境保护
[微思考] 只要有液态水，星球上就一定有生命存在吗？
提示 液态水是存在生命的重要条件之一，但还需要其他的自身条件和外部条件。
看情景
2019年4月10日，人类历史上首张黑洞照片面世。
这一由200多名科研人员历时10余年、从四大洲8个观测点“捕获”的视觉证据，证实了爱因斯坦广义相对论在极端条件下仍然成立。
黑洞是天体。
辨差别
恒星、行星、卫星的区别：
恒星能自己发光发热；围绕恒星运行的是行星；围着行星绕转的是卫星。
拓知识
生命“宜居带”是指一颗恒星周围的一定距离范围，在这一范围内具有适宜的温度，水可以以液态形式存在，因此如果一颗行星恰好落在这一范围内，那么它就被认为有更大的机会拥有生命或至少拥有生命可以生存的环境。
探究点一 天体和天体系统
情境探究
[情境]2019年1月3日（农历十一月二十八）上午10点26分，我国嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面预选着陆区（冯·卡门环形山），并传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图，成为人类首次在月球背面软着陆的探测器。
[探究]
（1）（区域认知、综合思维）判断下列状态下的“嫦娥四号”探测器是否是天体。
①在地面等待发射的嫦娥四号。
②脱离地球奔向月球过程中的嫦娥四号。
③在月球背面着陆后的嫦娥四号。
（2）（地理实践力）画出当日夜晚在地球上观察到的月相。
提示
（1）①否，②是，③否。
（2）
素养凝练
1.“三看法”判断天体
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。
素养应用
例1：
（2018·山东冬季合格考）“太阳大，地球小，地球绕着太阳跑；地球大，月球小，月球绕着地球跑”是耳熟能详的童谣，据此完成
（1）～
（2）题。
（1）童谣中出现的天体依次属于（ ）
A.恒星、行星、卫星
B.恒星、行星、小行星
C.星云、行星、卫星
D.恒星、小行星、流星体
（2）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 第
（1）题，太阳属于恒星，地球属于行星，月球属于卫星。
第
（2）题，图中地球与月球组成地月系，太阳、地球、月球又属于太阳系，所以有两级天体系统。
答案
（1）A
（2）B
探究点二 地球的普通性和特殊性
情境探究
[情境]设想在距离地球50万亿千米（5.29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。
[探究]
（1）（综合思维）有人看到材料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：
信息用电磁波传递，速度为光速，约为30万km/s）
（2）（综合思维、地理实践力）若X星球上真有地外文明，那么该星球应该具备什么条件？
提示
（1）因为X星球距离地球约5.29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。
（2）该星球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。
素养凝练
1.地球的普通性
（1）运动特征相同
（2）结构特征相似：
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。
2.地球的特殊性——存在生命
“四看法”分析行星存在生命的思路
素养应用
例2：
（2020·四川遂宁高一期中）下图为公转轨道相邻的三颗行星相对位置示意图。
读图完成
（1）～（3）题。
（1）①行星是（ ）
A.水星B.金星
C.火星D.木星
（2）与①、②行星相比，地球具备智慧生命存在的基本条件之一是（ ）
A.适宜生物呼吸的大气B.昼夜温差相对较大
C.复杂的地形和岩石圈D.宇宙环境更安全
（3）图中三大行星的共性特征是（ ）
A.体积大小相近B.表面温度相近
C.自转周期相同D.公转方向相同
解析 第
（1）题，根据公转轨道图，①行星位于地球公转轨道外，是火星，C对。
水星、金星在地球公转轨道内，A、B错。
木星与地球轨道不相邻，D错。
第
（2）题，与①、②行星相比，地球具备智慧生命存在的基本条件之一是有适宜生物呼吸的大气，A对。
昼夜温差相对较大、复杂的地形和岩石圈不是生命存在的基本条件，B、C错。
太阳系中相邻的三颗行星，宇宙环境都较安全，D错。
第（3）题，图中三颗行星的共性特征是公转方向相同，都为自西向东绕日公转，D对。
火星与地球体积大小差异大，A错。
表面温度差异大，B错。
自转周期不同，金星与地球自转周期差异很大，C错。
答案
（1）C
（2）A （3）D
湘教版P10“阅读”
环绕太阳运行的天体
行星是指环绕太阳运行、质量足够大、呈球形或近似球形，并能通过引力清空轨道附近碎物的天体。
行星本身一般不发光，以表面反射太阳光而发亮。
太阳系中，按照与太阳的距离，由近及远依次有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星八颗行星。
从地球北极上空看，八大行星都按逆时针方向，即自西向东沿着近圆形的轨道绕日运行，它们的轨道大体在同一平面上。
以地球的轨道为界，常把水星和金星称为地内行星，火星、木星、土星、天王星和海王星称为地外行星。
木星和土星的体积与质量分别居第一、二位，称为巨行星。
天王星和海王星距离太阳较远，称为远日行星。
矮行星环绕太阳轨道运行，质量足够大，呈球形或近球形，不是一颗卫星，也不能清空轨道附近的区域。
冥王星为其代表。
中图版P7“正文”
八颗行星主要物理性质比较
行星
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
距日远近（地球＝1）
0.39
0.72
1.00
1.52
5.20
9.58
19.20
30.05
质量（地球＝1）
0.06
0.82
1.00
0.11
317.83
95.16
14.54
17.15
表面温度/K
440
737
288
210
112～165
84～134
53～76
55～72
体积（地球＝1）
0.06
0.86
1.00
0.15
1321.33
763.59
63.08
57.74
自转周期/d
58.64
243.02
1.00
1.03
0.41
0.43
0.72
0.67
公转周期/年
0.24
0.62
1.00
1.88
11.86
29.46
84.01
164.80
赤道半径/km
2440
6052
6378
3396
71492
60268
25559
24764
卫星数
0
0
1
2
79
62
29
14
注：
K是热力学温度单位，中文名称为开尔文，与摄氏温度的关系成为；t（℃）＝T（K）－273.15。
鲁教版P9－10“正文”
为什么地球能够孕育和承载生命
太阳系中，地球与其他行星绕日公转的轨道均近似圆形，轨道面几乎在同一平面上，绕日公转的方向都是自西向东。
大、小行星各行其道，互不干扰，地球处于一种比较安全的宇宙环境中。
地球与太阳的距离适中，接受到的太阳光热适量。
目前，地球固体表面的平均温度约为22℃，近地面平均气温约为15℃。
适宜的温度条件使地球表面的水可以以液态形式存在，为生命的产生和发展提供了基本条件。
地球的质量适中，其引力可以使适量气体聚集在地球周围，形成包围地球的大气层。
地球大气经过漫长的演化过程，形成了以氮和氧为主的大气。
大气层的存在，避免了地球上的生物遭受过多紫外线的伤害，减少了小天体对地球表面的撞击。
此外，大气层的存在还使地表昼夜温差不至于过大，有利于生命活动。
地球自转和公转的周期适中，使地球表面温度的日变化和季节变化幅度都不太大，适宜于生命的新陈代谢，有利于生物的生长发育。
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核心要点
1.主要的天体有恒星、星云、行星、流星体、彗星等。
2.天体系统按由低到高的级别，依次为地月系→太阳系→银河系→可观测宇宙，河外星系是同银河系并列的天体系统。
3.太阳系中八颗行星分为类地行星（水星、金星、地球、火星）、巨行星（木星、土星）、远日行星（天王星、海王星）三大类。
4.八颗行星的运动特征：
同向性、共面性、近圆性。
5.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，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。
（2020·江苏合格考诊断）“嫦娥四号”于北京时间2019年1月3日10时26分成功降落在月球背面，实现了世界首次月球背面软着陆及巡视勘察，并传回了月球背面影像图。
据此完成1～2题。
1.从天体类型看，月球属于（ ）
A.行星B.卫星
C.小行星D.恒星
2.月球上没有生命物质存在的主要原因之一是（ ）
A.与太阳距离太远
B.没有适宜生物呼吸的大气
C.宇宙环境不安全
D.没有昼夜更替现象
解析 第1题，月球围绕地球（行星）公转，属于卫星。
第2题，月球质量小，吸引不住大气，没有适宜生物呼吸的大气。
答案 1.B 2.B
（2020·山东青岛高一选科抽测）天文观测中常出现“行星冲日现象”，即当地球恰好运行到某行星和太阳之间，三者几乎排成一条直线的现象。
下图示意太阳系局部。
据此完成3～5题。
3.下列能够发生冲日现象的行星是（ ）
A.水星B.金星
C.月球D.木星
4.小行星带位于（ ）
A.①②轨道之间B.②③轨道之间
C.③④轨道之间D.④⑤轨道之间
5.与②天体相比，④天体（ ）
A.公转周期更短B.赤道半径更大
C.表面温度更高D.与日距离更近
解析 第3题，材料信息当地球恰好运行到某行星和太阳之间可发生“行星冲日现象”。
水星和金星是地内行星，不可能运行到日地之间，A、B错误；月球是地球的卫星，不属于行星，C错误；木星是地外行星，符合“行星冲日现象”的发生条件，D正确。
第4题，小行星带位于火星和木星轨道之间，即③④之间，C正确。
第5题，②是地球，④是木星，木星是太阳系中最大的行星，它的体积超过地球的一千倍，其赤道半径更大，故选B。
答案 3.D 4.C 5.B
6.（2020·山东济南高一期末）阅读图文材料，完成下列要求。
我国某高中地理兴趣小组研究地球上存在生命的条件，画出了下列两幅示意图。
图1为太阳系中八颗行星排列顺序示意图，图2为太阳系局部图（乙代表小行星带）。
（1）图1中A～H八颗行星绕日公转的运行轨道具有 、 、 的特征。
（2）图2中甲、丙的名称分别是 、 ，它们分别对应图1中的 、 ；甲的公转方向呈 时针。
（3）与地球相比，行星H不存在生命的最主要原因是什么？
解析 第
（1）题，考查行星绕日公转特征。
第
（2）题，因为图2中乙代表小行星带，可判断甲为火星，丙为木星。
图1中A～H距离太阳由近至远，分别为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，所以甲对应D，乙对应E。
八大行星绕日公转方向均为逆时针。
第（3）题，海王星属于远日行星，表面获得的太阳辐射少，表面温度很低，没有液态水，没有生命存在。
答案
（1）同向性、近圆性、共面性（次序不同也可得分）
（2）火星 木星 D E 逆
（3）距太阳远，获得的太阳辐射少
合格考——大显身手
一、选择题
（2019·北京市第二次合格考）读“不同级别的天体系统示意图”，完成1～2题。
1.甲、乙、丙、丁代表的天体系统依次为（ ）
A.地月系、太阳系、银河系、可观测宇宙
B.太阳系、银河系、河外星系、地月系
C.地月系、银河系、太阳系、可观测宇宙
D.可观测宇宙、银河系、太阳系、地月系
2.以下叙述符合事实的是（ ）
A.地球是太阳系中的一颗行星
B.日地平均距离约1.5千米
C.月球是地球的一颗人造卫星
D.太阳系处于银河系的中心
解析 第1题，图丁中月球绕地球旋转，构成地月系；地球距离太阳1.5亿千米，与其他七颗行星一起绕太阳公转，因此图丙为太阳系；太阳系位于外观呈“铁饼状”的银河系之中，因此乙为银河系；银河系与河外星系共同构成可观测宇宙，因此甲为可观测宇宙。
故D正确。
第2题，地球与水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星一起绕太阳公转，是太阳系中的一颗行星，A正确；日地平均距离约1.5亿千米，而非1.5千米，B错误；月球是地球的卫星，是自然天体，而非一颗人造卫星，C错误；太阳系是银河系的一部分，距银心（银河系的核心）2.6万光年，而非银河系的中心，D错误。
答案 1.D 2.A
（2020·浙江杭州学军中学高一期末）1月2日上午10点26分，嫦娥四号探测器在月球背面“艾特肯”盆地中的冯·卡门撞击坑着陆（图2），并通过“鹊桥”中继卫星和地球建立了通信联系。
“鹊桥”中继卫星定位于地月延长线上距月球6.5万千米处的拉格朗日L2点附近（图1），完成3～4题。
3.图1中体现的天体系统级别数为（ ）
A.一级B.两级
C.三级D.四级
4.和月球相比，地球表面的天体撞击坑非常罕见，主要原因有（ ）
①地球上有大气层 ②地球海洋面积大 ③地球内力作用明显 ④地球外力作用明显 ⑤入侵天体被月球吸引
A.③④⑤B.①②④⑤
C.①②③⑤D.①②③④
解析 第3题，图1中只有地月系这一级天体系统，故选A。
第4题，地球表面的天体撞击坑少的最主要的原因就是地球有大气层作为天然屏障，一些小的陨石在进入大气层的时候，就会在大气层中燃烧殆尽，①正确。
一些大的陨石坠落地表，有的撞击坑被海水覆盖，有的被地质活动掩盖，有的在外力作用下消失，所以②③④正确。
地球的质量远大于月球，入侵天体不可能被月球吸引，⑤错误。
答案 3.A 4.D
（2020·浙江湖州高一期末）2019年11月29日晚，土星、月亮、金星、木星齐聚天宇，在我国低空排成一条直线，上演“四星连珠”的天文奇观。
图示为某天文爱好者拍摄的“四星连珠”照片。
完成5～6题。
5.图示时刻，图中天体距离太阳最近的是（ ）
A.土星B.月亮
C.金星D.木星
6.该天文爱好者拍摄时面朝的方向是（ ）
A.东北B.西南
C.东南D.西北
解析 第5题，太阳系八颗行星距离太阳近的依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星，再次是远日行星，故选C。
第6题，根据月相可知，该月相为蛾眉月，此时月球位于西南方低空，故选B。
答案 5.C 6.B
（2020·山东德州高一期末）北京时间2019年1月3日10点26分，“嫦娥四号”月球探测器首次在月球背面软着陆，并通过“鹊桥”卫星传回了世界上第一张近距离拍摄的月背影像图。
下图为“嫦娥四号”登月着陆位置与“鹊桥号”卫星位置示意图（“鹊桥号”卫星运行在图中以O点为中心的轨道上）。
读图完成7～8题。
7.关于“鹊桥号”的叙述，正确的是（ ）
A.围绕月球作公转运动
B.已经飞离了太阳系
C.传递信息易受太阳活动的干扰
D.不属于天体
8.“嫦娥四号”探测器在月球上未能探测到任何有生命的物质，主要是月球（ ）
A.与太阳的距离不适宜
B.质量和体积太小
C.地势起伏大，无土壤等物质
D.表面太阳辐射弱
解析 第7题，根据材料鹊桥号卫星以图中O点为中心的轨道上运行，有自己的轨道，属于天体，仍然在太阳系中，传递无线信号易受到太阳活动的影响。
第8题，月球质量和体积小，没有形成大气层。
答案 7.C 8.B
（2020·浙江杭州外国语学校高一期末）2019年12月26日午后，天空上演2019最后一出天文大戏——“日偏食”。
我国各地均可观测该景象。
下图为青岛天文爱好者拍摄的图片及太阳系部分天体轨道示意图。
完成9～10题。
9.本次“日偏食”现象发生时，月球可能位于（ ）
A.PB.Q
C.SD.R
10.当月球位于R位置时，地球上能观测“月掩行星”现象的是（ ）
A.火星B.金星
C.水星D.比邻星
解析 第9题，当月球运行到地球与太阳之间时，被月球阴影外侧的半影覆盖的地区，所见到的太阳的一部分被月球挡住，就是日偏食。
所以发生“日偏食”时，月球位于日地之间，即Q点位置。
第10题，与“日偏食”原理一样，“月掩行星”即月球遮挡行星的光，所以月球位于行星和地球之间。
当月球位于R位置时，月球只能遮挡地外行星的光线，水星和金星是地内行星，可排除；火星位于地球外侧，符合条件；比邻星是恒星，不是行星，D错误。
答案 9.B 10.A
二、综合题
11.（2020·山东济宁高一期末）阅读图文资料，完成下列要求。
2020年是难得的火星探测器发射窗口，与平常年份相比，可以节省大量燃料和近三个月的飞行时间，中国、美国、俄罗斯等多个国家都计划在该年份发射火星探测器。
下表为火星与地球的数据比较（均以地球为1）。
与太阳距离
质量
体积
大气密度
自转周期
火星
1.52
0.11
0.15
0.01
1.03
（1）下图中○表示地球，●表示火星。
图中能正确体现两者在探测器发射窗口期位置关系的是（ ）
（2）从气温角度，说明火星没有成为宜居行星的主要原因。
解析 第
（1）题，火星位于地球轨道之外，属于地外行星，B图错误。
C图火星和地球距离最远，C错误。
A图是三个图中火星和地球距离最近的位置，距离近，与平常年份相比，可以节省大量燃料和近三个月的飞行时间。
故选A。
第
（2）题，结合地球存在生命的气温条件分析，主要是从气温高低与昼夜温差两个方面进行分析，根据表中的数据可知，火星位于地球轨道以外，距离太阳较远，表面接受的太阳辐射较少，因此气温较低。
同时由于火星的质量和体积小，大气层稀薄，白天对太阳辐射的削弱作用弱，火星表面气温高，夜晚保温作用弱，气温低，昼夜温差大，不利于生物的生存。
答案
（1）A
（2）与太阳距离较远，平均温度低；大气稀薄，昼夜温差大。
12.（2018·北京合格考）为了解“地球的宇宙环境”，某同学进行自主学习探究活动。
阅读相关资料，回答下列问题，帮助该同学完成学习探究任务。
学习材料：
八颗行星主要物理性质比较、太阳系模式图。
行星
距太阳（地球＝1）
体积（地球＝1）
赤道半径（千米）
水星
0.387
0.056
2440
金星
0.723
0.856
6050
地球
1.00
1.00
6378
火星
1.52
0.15
3395
木星
5.20
1316.00
71400
土星
9.50
745.00
60000
天王星
19.20
65.20
25900
海王星
30.10
57.10
24750
活动一 读图表，认识地球在宇宙中的位置
该同学对地球在宇宙中位置是这样描述的：
我们赖以生存的地球，是浩瀚宇宙中的一个天体。
地球所处的天体系统，按照级别从高到低，依次为可观测宇宙、河外星系、太阳系、地月系。
地球是太阳系的八颗行星之一，它和其他行星在同一条椭圆轨道上围绕太阳公转，公转方向不同。
按照距离太阳由近及远的顺序，地球排在第三位，地球内侧相邻的是金星，地球外侧相邻的是土星。
（1）请你挑出该同学描述中的两处错误，按示例格式抄写错误原文并改正。
【示例】 错误1.原文：
河外星系改正：
银河系
活动二 制作太阳系模型模拟地球的宇宙环境
（2）读该同学制作的太阳系模型照片，请你从科学性角度对该同学制作的太阳
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