高中地理第一章宇宙中的地球11地球的宇宙环境学案湘教版必修一.docx
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高中地理第一章宇宙中的地球11地球的宇宙环境学案湘教版必修一
第一节 地球的宇宙环境
[学生用书P1]
一、人类对宇宙的认识
1．宇宙：
所有时间、空间和物质的总和。
2．可观测宇宙：
人类已经观测到的有限宇宙叫作“可观测宇宙”或“已知宇宙”，其半径约137亿光年。
二、多层次的天体系统
1．天体
（1）概念：
宇宙中各种物质的通称。
（2）类型：
恒星、星云、行星、卫星等。
（3）宇宙中的天体都在运动着。
2．天体系统
（1）形成：
运动着的天体因互相吸引和互相绕转，形成天体系统。
天体系统有不同的级别。
（2）层次
可观测宇宙
①银河系
②河外星系
③太阳系
④地月系
（1）月球在环绕地球公转的同时，也在自转，月球的公转和自转的方向和周期完全一样。
月球本身不发可见光，我们看到的月光是月球反射的太阳光。
（2）火星、木星、土星、天王星、海王星与它们的卫星也组成类似于地月系的天体系统。
三、特殊行星——地球
1．表现：
目前所知道的唯一有高级智慧生命存在的行星。
2．条件
一、判断题
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．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1250亿个。
（ ）
5．银河系主要是由很多尘埃和气体组成的云雾状天体。
（ ）
答案：
1.√ 2.× 3.√ 4.× 5.×
二、选择题
6．有关天体和天体系统的叙述，正确的是（ ）
A．行星属于天体，而卫星不属于天体
B．河外星系是与太阳系属于同一级别的天体系统
C．在各天体中，太阳是唯一能炽热燃烧的固体球
D．太阳是银河系中极普通的一颗恒星
解析：
选D。
行星与卫星都属于天体，A错；河外星系与银河系等级相同，B错；恒星能够燃烧，属于气体球且太阳不是唯一的，C错；太阳是银河系中的一颗普通恒星，D对。
7．太阳成为太阳系的中心天体，根本原因在于（ ）
A．太阳自身能发光，照亮太阳系
B．太阳辐射是八颗行星能量的来源
C．太阳质量占太阳系总质量的99%以上
D．太阳的位置正好位于太阳系的中心
解析：
选C。
太阳成为太阳系的中心天体，根本原因在于太阳具有庞大的质量，太阳质量占太阳系总质量的99.86%，故C正确。
8．（2019·湖南师大附中高一期末）下图为天体系统关系图，对应正确的是（ ）
A．甲—可观测宇宙 B．乙—地月系
C．丙—银河系D．丁—太阳系
答案：
A
下图表示天体系统的不同级别。
据此回答第9题。
9．图中①—②—③—④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
答案：
C
天体和天体系统[学生用书P2]
【情景导入诱思】
阅读材料，探究下列问题。
材料一 北极星现在很靠近地球北极指向的天空，因此，看起来它总在北方天空。
北极星永远代表正北方向，所以在北半球野外晚上赶路时可以用北极星来判断方向。
下图是北极星的位置示意图。
材料二 日食和月食是两种比较常见的天文现象，其示意图如下。
（1）材料一中的天体属于哪一类？
它们能否组成天体系统？
为什么？
（2）材料二中的天体属于哪几类？
它们之间能否形成天体系统？
若能，它们形成了几级天体系统？
提示：
（1）恒星。
不能。
因为它们之间相距非常遥远，它们之间的万有引力不能维持其具有相互绕转的关系，故不能形成天体系统。
（2）恒星、行星和卫星。
能。
两级，即太阳系和地月系。
【核心考点突破】
1．常见天体的特点及观察到的现象
天体
类型
形状
组成
（或成员）
能否自己发光
观察到的现象
星云
云雾状
气体和尘埃，主要成分是氢
—
云雾状
恒星
球状或类球状
炽热气体
能
明亮闪烁
行星
近似球状
如八大行星
否
明亮不闪烁，
有明显的位置移动
续 表
天体
类型
形状
组成
（或成员）
能否自己发光
观察到的现象
流星体
球状、块状
尘粒、固体块
否（与地球
大气摩擦
形成光迹）
在天空中有一道明亮的光迹
卫星
—
如月球
否
圆缺变化
彗星
云雾状、有彗尾
冰物质
否
拖着扫帚状长尾
注意：
最基本的天体是恒星和星云。
2．常见天体系统
层次
天体系统
组成
低
↓
高
地月系
地球是中心天体，月球是地球唯一的天然卫星。
月地距离约为38.4万千米
太阳系
太阳是中心天体，其他成员有行星、卫星、小行星、彗星、流星体、矮行星和行星际物质等太阳系小天体组成。
日地距离约为1.5亿千米（又叫一个天文单位）
银河系与
河外星系
银河系
由大量恒星和星云组成，具有“铁饼”状的扁平外形，直径约10万～12万光年，中心厚度约1.2万光年，太阳距离银心约3万光年
河外星系
与银河系同级别的恒星系统。
目前人类观测到的河外星系数量有数百亿个，大多数河外星系由几十亿到上万亿颗恒星组成，直径从几千光年到几十万光年不等
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。
可观测宇宙的半径约为137亿光年
1．天体的判定——“三看”法
一看空间位置。
看它是不是位于地球大气层之外，独立存在于宇宙中。
进入大气层或落到地面的物体不属于天体。
例如，宇宙飞船在太空中运行时是天体，返回地面后就不是天体了。
二看物质形态。
看它是不是宇宙中的物质，一些自然现象不属于天体。
三看运转轨道。
看它是否在一定的轨道上独自运转。
依附在其他天体上运行的物体不属于天体，如在火星上运行的火星车。
以下图为例，判断流星体、流星现象与陨星是否属于天体：
2．天体系统的判断方法
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。
只吸引不绕转构不成天体系统。
【对点跟踪训练】
读天体系统的层次图，回答1～2题。
1．从天体系统级别来看，甲、乙、丙、丁属于同一级别的是（ ）
A．甲与乙
B．丙与丁
C．乙与丙
D．乙与丁
2．图中天体系统包括（ ）
A．1级
B．2级
C．3级
D．4级
解析：
第1题，图中甲代表的是银河系，乙代表的是河外星系，它们属于同一级别。
第2题，读图可知，图中天体系统有地月系、太阳系、银河系和可观测宇宙，共4级。
答案：
1.A 2.D
特殊行星——地球[学生用书P4]
【情景导入诱思】
阅读材料，探究下列问题。
材料一 八大行星的相关数据对照表。
行星
轨道倾角
偏心率
质量比（与地球相比）
体积比（与地球相比）
水星
7°
0.206
0.06
0.06
金星
3.4°
0.007
0.82
0.86
地球
0°
0.017
1.00
1.00
火星
1.9°
0.093
0.11
0.15
木星
1.3°
0.048
317.83
1321.33
土星
2.5°
0.055
95.16
763.59
天王星
0.8°
0.051
14.54
63.08
海王星
1.8°
0.006
17.15
57.74
注：
轨道倾角是指其他行星公转轨道与地球公转轨道面的夹角。
偏心率反映椭圆的形状，偏心率越小，轨道越接近圆（偏心率为0时，轨道为圆）。
材料二 太阳系模式图。
（1）图中中心天体是________，其成为中心天体的原因是什么？
（2）根据八大行星的距日远近、体积和质量可将八大行星分为哪三类？
（3）八大行星的热量主要来自太阳。
据图推断金星、地球和火星表面温度的高低。
（4）据材料分析地球上有生命存在的条件。
提示：
（1）太阳 太阳的体积、质量巨大。
（2）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）。
（3）金星>地球>火星。
（4）①日地距离适中，使得地球表面有适宜的太阳光照和温度范围；②地球体积、质量适中，使得地球表面有恰到好处的大气厚度和大气成分；③地球的演化和适宜的温度，导致地球上有充足的液态水。
【核心考点突破】
地球上存在生命物质的条件
地球的特殊性在于地球是太阳系中唯一存在高级智慧生命的行星。
地球具备生物生存和繁衍的条件，这与其外部环境和自身条件有密切关系，具体如下：
地球上存在生命的条件
形成生命条件的原因
外部条件
太阳光照稳定
太阳从诞生至今没有明显的变化
运行轨道安全
地球附近的大、小行星各行其道，互不干扰
自身条件
有适宜的温度
日地距离和自转周期适中，使地表平均气温为15℃左右
有适合生物呼吸的大气
地球的体积和质量适中，吸引气体形成大气层，并经过漫长的演化形成以氮和氧为主的大气
有液态水
地球内部放射性元素衰变和原始地球体积收缩产生热量，不断产生水汽，并随地球内部的物质运动带到地表，形成原始海洋
【对点跟踪训练】
读下表数据，回答1～2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（年）
自转周期（天）
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
1.从表中可以看出，地球与火星（ ）
A．质量相近 B．体积接近
C．公转周期最为接近D．自转周期相近
2．下列关于地球生物出现、进化的论述，正确的是（ ）
A．存在大气，地球上必然存在生物
B．日地距离对地球表面温度的高低没有必然的影响
C．地球体积和质量对地球大气层的形成没有作用
D．比较安全、稳定的宇宙环境为生命的产生、发展提供了时空条件
解析：
第1题，与火星相比，地球的质量和体积较大，平均密度大，公转周期较短，自转周期相近。
第2题，存在大气，不一定存在生物，如金星上有以二氧化碳为主的大气，但没有生物，A项错误；日地距离适中，使地球表面有适合生命过程发生和发展的温度条件，B项错误；地球体积和质量适中，其引力可以使大量的气体聚集在地球的周围，形成包围地球的大气层，C项错误。
答案：
1.D 2.D
太阳系模式图的判读[学生用书P5]
【典型类图示例】
【判读技巧点拨】
（1）八大行星位置的确定。
（2）小行星带位置的确定。
（3）公转方向的确定。
（4）彗星彗尾指向及长短的确定。
（5）局部太阳系图的判读：
要注意公转轨道的弯曲方向。
如下图太阳位于图的左侧。
【对点跟踪训练】
读太阳系部分天体位置关系示意图，回答1～2题。
1．图中的M天体可能是（ ）
A．月球或水星
B．水星或金星
C．金星或木星
D．火星或土星
2．下列行星中，与太阳的平均距离小于日地平均距离的是（ ）
A．木星
B．土星
C．金星
D．火星
解析：
第1题，读图可知，M天体围绕太阳公转且公转轨道位于地球公转轨道以内，所以M天体可能是水星或金星。
第2题，太阳系八颗行星与太阳的距离由近及远依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
因此，四个选项中金星与太阳的平均距离小于日地平均距离。
答案：
1.B 2.C
航天基地建设条件分析[学生用书P5]
【情景导入诱思】
下图是世界某区域略图。
读图，探究下题。
简述①地建设航天发射基地的有利条件和不利因素。
提示：
有利条件：
纬度低、海运便利、地形平坦开阔、人口稀少等。
不利因素：
天气多变。
【核心考点突破】
1．航天发射基地选择位置的条件
（1）纬度位置：
纬度越低，地球自转线速度越大，惯性离心力越大，可降低发射航天器的初速度，节省燃料；反之，会多消耗燃料。
（2）气候、气象条件：
气候干旱，降水稀少；天气晴朗，能见度高；要尽量选择晴朗天气多、大气污染轻、透明度高的地区。
（3）地形条件：
平坦开阔，地势相对较高。
平坦开阔利于地面设备跟踪观测，地势高则地球自转的线速度较大。
（4）地质条件：
地质稳定。
（5）水文条件：
少大河、湖泊。
（6）交通位置：
要有便利的交通条件，有利于大型设备的运输。
（7）人口密度条件：
航天基地最好布局在人口密度较小的地区，以保证安全。
2．航天返回基地选择位置的条件
（1）地形条件：
地势平坦开阔。
（2）人口密度条件：
人烟稀少。
（3）水文条件：
少大河、湖泊。
（4）气象条件：
天气状况良好，空气能见度高。
3．我国四大卫星发射中心的优势条件
【对点跟踪训练】
阅读材料，回答下列问题。
据新华社2016年11月3日信息：
我国在海南建设的新一代航天发射场，日前正式命名为“中国文昌航天发射场”。
这是中国首个滨海发射基地，也是世界上为数不多的低纬度发射场之一。
文昌航天发射场是我国继酒泉、西昌、太原之后的第四个航天发射场。
下图为我国西昌和文昌卫星发射场地理位置分布比较图。
（1）试分析西昌航天发射场的优越条件。
（2）结合材料中的信息，说明我国在海南省文昌市选址建设航天发射场的理由。
解析：
（1）从纬度位置、气候条件、交通等方面分析即可。
（2）从纬度位置、地球自转线速度、卫星使用寿命、海陆位置、地形地势条件等方面分析作答。
答案：
（1）纬度较低；云雾少，空气透明度高；交通便利。
（2）海南省文昌市所处纬度低，地球自转线速度大，卫星容易发射升空，且利于延长卫星使用寿命；濒临海洋，地势开阔，便于对卫星的跟踪监测；海洋运输便利（对零部件的运输）。
[学生用书P6]
考点一 天体和天体系统
编号为Kepler452b的天体距离地球约1400光年，被称为地球的“孪生星球”，绕着一颗与太阳非常相似的恒星运行。
据此回答1～2题。
1．与编号为Kepler452b的天体类型相同的是（ ）
A．太阳 B．木星
C．月球D．哈雷彗星
2．编号为Kepler452b的天体可能属于（ ）
A．地月系
B．银河系
C．河外星系
D．太阳系
解析：
第1题，由材料信息“地球的‘孪生星球’，绕着……恒星运行”可知，编号为Kepler452b的天体为行星，与木星属于同一类型。
第2题，银河系的直径约为10万光年，太阳系距离银河系中心约3万光年，而此天体距离地球约1400光年，显然属于银河系，而不属于河外星系。
答案：
1.B 2.B
考点二 特殊行星——地球
来自欧洲的天文学家宣称，他们在距离地球20.5光年以外的太空发现了一颗与地球颇为相似的行星，并认为这颗行星上可能“适合孕育生命”。
据此回答3～4题。
3．该行星“适合孕育生命”的条件主要包括（ ）
①温度适宜
②有液态水
③无大气
④宇宙环境安全、稳定
A．①②③B．①②④
C．②③④D．①③④
4．地球上的大气适于生物的呼吸，大气层的存在主要取决于（ ）
A．日照条件稳定
B．日地距离适中
C．地球的质量和体积适中
D．有原始海洋
答案：
3.B 4.C
考点三 太阳系模式图的判读
地球是太阳系八大行星之一，下图是太阳系的局部图（M是地球的自然卫星），据此回答5～6题。
5．下列说法正确的是（ ）
A．P是太阳系的中心天体
B．M是银河系的组成部分
C．N是距离太阳中心的第三颗行星
D．Q是距离太阳最远的一颗行星
6．与N、P、Q相比，地球上有利于生命物质存在的优越条件是（ ）
A．阳光照射一直比较稳定
B．有自然卫星M的存在
C．表面温度适合生物的生存
D．有丰富的二氧化碳气体
解析：
第5题，根据与地球的位置关系，可以判断N是水星，P是金星，M是月球，Q是火星；M属于银河系。
第6题，B和D选项中的条件不是地球存在生命物质的条件；A选项中的条件对N、P、Q来说也是存在的。
答案：
5.B 6.C
[学生用书P77（单独成册）]
[学考合格练]
（2019·浙江高考仿真模拟）2017年11月，欧洲南方天文台在距离地球11光年处观测到一颗可能存在生命的太阳系外类地行星“Ross128b”。
下图为“Ross128b”恒星系统示意图。
读图回答1～2题。
1．行星“Ross128b”属于的天体系统是（ ）
A．地月系 B．太阳系
C．银河系D．河外星系
2．判断“Ross128b”行星可能存在生命的原因有（ ）
①表面平坦开阔②外围有大气层
③与恒星距离适中④运行轨道比较稳定
A．①②B．②③
C．②④D．③④
解析：
第1题，根据材料提示，行星“Ross128b”距离地球11光年，在太阳系之外，但还没离开银河系，所以选C。
第2题，根据“Ross128b”恒星系统示意图可知，“Ross128b”行星与恒星距离适中，其运行轨道比较稳定，不会与其他行星发生碰撞，该行星表面形态和是否有大气层不能判断出来，所以选D。
答案：
1.C 2.D
2017年2月22日，美国国家航空航天局与比利时天文学家团队宣布：
在距离地球约40光年的“Trappist－1”恒星系统内发现7颗大小与地球类似的系外行星，其中有3颗位于宜居带。
“Trappist－1”的质量和表面温度，分别约为太阳的十分之一和二分之一。
下图为“Trappist－1”天体系统示意图。
据此回答3～4题。
3．上图所示的天体系统级别类似于（ ）
A．地月系B．太阳系
C．银河系D．河外星系
4．天文学上的“宜居带”是指恒星周围适宜生物繁衍的区域。
材料中“宜居带”与“Trappist－1”的距离最有可能（ ）
A．大于海王星与太阳的距离
B．相当于木星与太阳的距离
C．相当于地球与太阳的距离
D．小于地球与太阳的距离
解析：
每3题，由材料可知，“Trappist－1”为一恒星系统，故其级别类似于太阳系。
第4题，由材料可知，“Trappist－1”的质量和表面温度，分别约为太阳的十分之一和二分之一。
故为了满足生命存在的温度条件，材料中“宜居带”与“Trappist－1”的距离应小于地球与太阳的距离。
答案：
3.B 4.D
读下图，回答5～6题。
5．科学家认为M行星上极可能存在生物，原因是（ ）
①距日远近适中②质量和体积适当
③有卫星绕转④不停绕日公转
A．①②B．①③
C．②③D．②④
6．M与N组成一个天体系统，与该天体系统级别相同的是（ ）
A．地月系B．太阳系
C．银河系D．河外星系
解析：
第5题，据行星的分布轨道可知，M为火星，距离太阳远近适中；质量和体积与地球近似，故A项正确；有卫星绕转和绕日公转，不是生命存在的条件，故③④错误。
第6题，M属于行星，N属于卫星，M与N组成的天体系统是行星系统；选项中与该天体系统级别相同的为地月系，故A项正确。
答案：
5.A 6.A
（2019·北京师大附中高一期末）欧洲天文学家宣布，他们在太阳系外发现了50多颗行星，其中有一颗与地球形态相似，它距离地球约35光年。
研究表明，它的运行轨道与它的母星“橙矮星”距离适宜，且像地球一样主要由岩石构成，而液态水可能存在于这颗行星的表面，它的大气中存在氧气、二氧化碳和氮等成分，极有可能存在生命。
据此回答7～8题。
7．下列与材料中所说的“橙矮星”属于同一类天体的是（ ）
A．太阳B．地球
C．月球D．哈雷彗星
8．天文学家研究判断新发现的这颗行星极有可能存在生命的主要依据是（ ）
A．这颗行星与地球形态相似
B．这颗行星距离地球很近，只有约35光年
C．这颗行星像地球一样主要由岩石组成
D．这颗行星可能存在液态水及含有氧气的大气
解析：
第7题，由材料可知，“橙矮星”是行星的母星，属于恒星；太阳是恒星，月球是卫星，哈雷彗星是彗星。
第8题，行星上有生命存在的条件主要与其所处的宇宙环境和自身内部条件等因素相关。
答案：
7.A 8.D
9．读太阳系模式图（甲图）和太阳系“生命可居住带”示意图（乙图），回答下列问题。
（1）甲图中表示地球的是________（填字母），与地球距离最近的一颗恒星是________（填名称）。
（2）地球轨道内、外两侧轨道上分别运行着________和________。
（填名称）
（3）指出乙图中显示“生命可居住带”出现生命的主要影响因素，并说明理由。
（4）除乙图所述因素外，请说出地球上存在生命的自身有利条件。
解析：
（1）根据太阳系行星分布规律，甲图中字母表示地球的是C，与地球距离最近的一颗恒星是太阳。
（2）地球轨道内、外两侧轨道上分别运行着金星和火星。
（3）乙图中显示“生命可居住带”出现生命的主要影响因素是温度条件，判断理由是“生命可居住带”与太阳的距离适中。
（4）除了适宜的温度条件外，地球上存在生命的自身有利条件还有地球具有适合生物生存的大气条件，地球上有液态水。
答案：
（1）C 太阳
（2）金星 火星
（3）影响因素：
温度条件。
理由：
“生命可居住带”与太阳的距离适中。
（4）地球具有适合生物生存的大气条件；地球上有液态水。
[学考等级练]
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。
火星以二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷。
下图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1～2题。
1．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
2．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．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1题，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，其原因最可能是火星上没有液态水，而地球上生命起源于原始海洋，B对；火星体积、密度与地球相似，是类地行星，A错；火星距太阳比地球远，表面温度较低，C错；火星上大气稀薄不是主要原因，D错。
第2题，相对于地球，火星更易遭陨石袭击，其原因是火星大气稀薄，不能将进入火星大气层的陨石烧尽，C对；火星是类地行星，其公转速度、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，不是易受陨石袭击的主要原因，A、B、D错。
答案：
1.B 2.C
（2019·菏泽高一测试）太空中隐藏着无限的奥秘，探测地外生命和寻找地球之外的人类家园一直是人类不断的追求。
阅读下表，回答3～4题。
行星
与日
距离①
质量②
体积③
自转周期
公转周期
表面平
均温度（℃）
水星
0.387
0.06
0.06
58.79天
87.9天
昼350，
夜－170
金星
0.723
0.82
0.86
243.69天
224.7天
480固
地球
1.00
1.00
1.00
23时56分
1.0年
22固
火星
1.52
0.11
0.15
24时37分
1.88年
－22固
注：
①②③栏中均以地球为1，其他行星数据为其与地球的比值；“固”指固体表面。
3．与火星相比，地球上生命存在的基本
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