第一章 宇宙中的地球第一节 地球的宇宙环境教师讲义（2019高中地理 必修第一册 步步高资源（新教材））.doc

1、第一章第一章 宇宙中的地球宇宙中的地球 1.地球所处的天体系统，按照从低到高的级别，依次为地月系、太阳系、银河系 和可观测宇宙。 2.地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星，它是太阳系行星中唯一有高级智慧 生命的星球。 3.太阳辐射是地球光和热的主要源泉，维持着地表温度，是地球上水、大气运动 和生命活动的主要动力。 4.太阳活动释放大量的物质和能量，扰动地球的磁场和大气层，给人类活动带来 很多不利影响。 5.对地层和化石的研究是了解地球历史的主要途径。 6.地球的演化历史可分为前寒武纪、古生代、中生代和新生代，其中新生代是人 类诞生的时代。 7.地球的内部圈层包括地壳、地幔和地核。上地幔的上部存

2、在软流层。上地幔顶 部和地壳合称岩石圈。 8.地球的外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈，它们和岩石圈相互联系、相互渗 透，共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。 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 中国大学及学科专业评价报告(20172018)天文学类专

3、业大学排名 排名 学校名称 星级 1 南京大学 2 中国科学技术大学 3 北京师范大学 4 北京大学 5 中国科学院大学 与本章知识相关的名人及职业 第一节第一节 地球的宇宙环境地球的宇宙环境 课标内容 核心素养目标 运用资料， 描述地球所处 的宇宙环境 1.观察、识别、描述天体特征，具备一定的科学探究的 意识和能力。 【地理实践力】 2.能够描述地球在不同的宇宙空间尺度中的位置。 【区 域认知】 3.能够运用天体系统层次，说明不同天体之间的关系。 【综合思维】 4.树立宇宙是物质的和运动的科学宇宙观。 【人地协调 观】 知识清单一 地球在宇宙中的位置 1.天体 (1)概念：宇宙间物质的存在形

4、式。 (2)常见类型：星云、恒星、行星、卫星、彗星、流星体等。 基本天体 (3)请把常见天体及其特点连起来 易误辨析 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。 知识清单二 行星地球 1.太阳系中的一颗普通行星 (1)八颗行星 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、海王星 (2)运动特征 同向性：绕日公转的方向都是自西向东 近圆性：绕日公转的轨道近似圆形 共面性：轨道面几乎在同一平面上 (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。 2.太阳系中的一颗特殊行星

5、 (1)地球的特殊性：太阳系中唯一存在高级智慧生命的星球。 (2)两大条件 安全的宇宙环境 太阳状态稳定 大小行星各行其道、互不干扰 自身条件 适宜的温度条件 适合生物生存的大气条件 有液态水 探索宇宙奥秘 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。 北斗七星 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。 生命“宜居带” 提示 “宜居带”(habitable zone)其实就是指一颗恒星周围的一定距离范围， 在这

6、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。 任务清单一 天体和天体系统 情境探究 情境 英仙座流星雨最早的历史记录出现在公元 36 年的中国史籍中。英仙座流 星雨已被观测了近 2000 年，每年的夏天几乎都有它的观测记录，在 7 月 20 日至 8 月 20 日前后出现。2018 年流星雨极大时间在 8 月 13 日 14：0018：00。极大 时一个小时可以出现 3060 个流星。 在灯光干扰少的空旷地， 仅凭肉眼就能看到 美丽的流星雨。 探究 (1)英仙座的流星体和地面上的陨石是天体

7、吗？为什么？ (2)大陵五是英仙座内一颗明亮的恒星，大陵五及其周围的行星是否构成了天体系 统？ 提示 (1)流星体是天体。 流星体运行在太空中， 存在于大气层外， 因而是天体； 陨石不是天体。陨石是流星体未燃烧尽落在地球上的物质，而不存在于大气层 以外，所以陨石不是天体。 (2)大陵五及其周围的行星相互吸引、相互绕转，构成了天体系统。 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： （地理实

8、践力） 阅读图文资料，合作探究完成下列要求。 儿时的童谣：“太阳大，地球小，太阳带着地球跑；地球大，月球小，地球带着 月球跑。” （1）你能说出童谣中出现的天体分别是哪类星体吗？ （2）儿歌中涉及的天体系统有哪几级？ 提示 （1）太阳属于恒星，地球属于行星，月球属于卫星。 （2）儿歌中涉及的天体系统分别是太阳系和地月系，共有 2 级。 任务清单二 生命存在条件分析 情境探究 情境 美国国家航空航天局（NASA）宣布了开普勒太空望远镜的一项重大发现： 天文学家发现迄今最接近 “另一个地球” 的系外行星Kepler 452b。 Kepler 452b 位于距离地球 1 400 光年的天鹅座，直径比

9、地球大 60%，所处位置允许拥有液态 水。它围绕的母恒星与太阳非常类似温度相近、直径比太阳大 10%、亮度高 20%、年长 15 亿岁。Kepler 452b 到这颗恒星的距离，也与地球到太阳的距离比 较相近。请小组合作探究： 探究 （1）推测系外行星Kepler 452b 可能存在生命的外部条件有哪些？ （2）推测系外行星Kepler 452b 可能存在生命的内部条件有哪些？ （3）为解决地球上日益恶化的人口、资源与环境问题，人们曾提出移民月球的构 想，要想把这一想法变成现实，你认为应重点解决哪几方面的问题？ 提示 （1）安全的宇宙环境和稳定的光照。 （2）温度适宜，有适合生物呼吸的大气，有

10、液态水。 （3）解决昼夜温差大的问题，控制合适的温度；寻找或解决生存用水问题； 通过氧气的制造和存储运输，保证氧气的供应。 素养凝练 1.地球存在生命的条件 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。 （1）安全的宇宙环境 （2）有利的自身条件 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。 条件类型 地球具备的条件 对生命起源的意义 适宜的温度 日地距离适中，自转和公转 周期适当，使地球表面平均 温度保持在 15 左右，且温 度变化不剧烈 有利于生命过程的发生和发 展 适合生物生存的大 气 适中的体积和质量使地球周 围形成大气层，经过漫长演 化，形成以

11、氮气和氧气为主 的现代大气 氮是生物体的基本成分，氧 是维持生命的必需物质 液态水的存在 原始地球体积收缩和内部放 射性元素衰变致热，使地内 水体形成水汽逸出，冷却后 降落，在低洼处汇聚，形成 原始海洋，孕育生命 地球上最初的单细胞生命， 就出现在海洋中 2.“四看”分析行星存在生命的思路 素养应用 例 2： （人地协调观） 阅读图文资料，合作探究完成下列要求。 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。 （1）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

12、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）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。 课堂小结 核心要点 1.了解天体的主要类型。 2.说明天体系统的层次。 3.理解地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星。 4.分析地球上有生命物质存在的条件。 课堂学业达标 201

13、7 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“Ross 128b”。下图为“Ross 128”恒星系统示意图。读图 完成 12 题。 1.与行星“Ross 128b”所在恒星系统级别相同是（ ） A.地月系 B.太阳系 C.银河系 D.河外星系 2.“Ross 128b”行星可能存在生命，不是因为（ ） A.表面平坦开阔 B.质量和体积适中 C.与恒星距离适中 D.运行轨道比较稳定 解析 第 1 题，“Ross 128”为恒星，“Ross 128b”是它的一颗行星，属于一个 恒星系，与太阳系同级别。第 2 题，行星表面形态不是存在生命的必

14、要条件。 答案 1.B 2.A 2017 年 2 月 23 日，NASA（美国国家航空航天局）宣布，在距离地球 40 光年的 一颗恒星（TRAPPIST- 1）周围发现了 7 颗与地球大小相当的类地行星，其中 e、 f、g 位于宜居带内。下图为“TRAPPIST- 1 系统示意图”。读图回答 34 题。 3.与“TRAPPIST- 1 系统”级别相同的天体系统是（ ） A.地月系 B.太阳系 C.银河系 D.总星系 4.推测位于“宜居带”内的行星“宜居”，最可能是因为（ ） A.与 TRAPPIST- 1 距离适中 B.天体表面平坦 C.有富含二氧化碳的大气 D.有肥沃的土壤 解析 第 3 题

15、，TRAPPIST- 1 是一颗恒星，周围有类地行星，所以其级别与太阳 系相同。第 4 题，7 颗类地行星，只有 e、f、g 位于宜居带内，可判断“宜居” 的原因是距离恒星远近适中。 答案 3.B 4.A 5.下图示意太阳系八颗行星，读图完成下列问题。 （1）写出下列字母所代表的行星名称：G 、A 、H 。 （2）写出与地球相邻的两颗行星的代表字母： 、 。 （3）小行星带位于 和 （填字母）轨道之间。 （4）八颗行星绕日公转方向一致，都是自 向 ，而且轨道面几乎 在 ，它们 ，使地球处于比较安全的宇宙环境之中。 （5）行星 H 与地球相比，不能产生生命物质条件最主要的原因表现在 _ _。 答

16、案 （1）天王星 水星 海王星 （2）B D （3）D E （4）西 东 同一平面上 各行其道，互不干扰 （5）距日太远，温度太低 课后素养提升 合格考大显身手 一、选择题（共 11 个小题，每小题 4 分，共 44 分。在每小题给出的四个选项中， 只有一项是符合题目要求的） 右图为“局部天体系统示意图”。据此完成 13 题。 1.图中包括的天体系统级别有（ ） A.一级 B.二级 C.三级 D.四级 2.图中的天体 M 可能是（ ） A.火星 B.月球 C.金星 D.土星 3.图中地球是（ ） A.地月系的一颗卫星 B.太阳系的一颗行星 C.银河系的一颗恒星 D.总星系的一团星云 解析 第

17、1 题，图中中心天体是太阳，围绕恒星太阳运转的是行星，组成一级天 体系统。围绕行星运转的是行星的卫星，组成低一级的天体系统，图中包括的天 体系统级别有二级，B 对。A、C、D 错。第 2 题，图中的天体 M 应是位于地球 轨道内，属于地内行星，包括水星、金星，结合选项，天体 M 可能是金星，C 对。 火星、土星是地外行星，A、D 错。月球是卫星，不是行星，B 错。第 3 题，图 中地球是太阳系的一颗行星，B 对。地球是行星，不是卫星，A 错。不是恒星， C 错。星云是由气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体，因距离太远，看上去模 糊一片，像云一样，D 错。 答案 1.B 2.C 3.B 下图是美国

18、国家航空航天局公布的代号为“开普勒22b”的行星所处恒星系统 与太阳系比较的假想图，“开普勒22b”行星距地球约 600 光年。读图回答 4 5 题。 4.“开普勒22b”行星所处的天体系统为（ ） A.地月系 B.太阳系 C.银河系 D.河外星系 5.位于“宜居带”的“开普勒22b”行星应（ ） A.有肥沃的土壤 B.有适宜的温度 C.表面比较平坦 D.接受来自太阳的辐射能量 解析 第 4 题， “开普勒22b”与地球相距约 600 光年， 其距离大大超过了太阳 系的范围， 但在银河系的范围之内， 因此“开普勒22b”行星所处的天体系统为 银河系。第 5 题，由图可知，“开普勒22b”行星在

19、所属恒星系中的位置与地球 在太阳系中的位置相似，因而应有适宜的温度，位于“宜居带”。 答案 4.C 5.B 2017 年 9 月 5 日是“旅行者一号”深空探测器发射 40 周年纪念日。目前，它已 经离开太阳系，正飞向其他恒星系。读“旅行者一号”飞行轨道图，完成 67 题。 6.“旅行者一号”现在已进入的天体系统位于（ ） A.地月系 B.太阳系 C.银河系 D.河外星系 7.“旅行者一号”从地球飞离太阳系过程中肯定没有经过（ ） A.水星和金星公转轨道 B.水星和火星公转轨道 C.木星和土星公转轨道 D.火星和木星公转轨道 解析 第 6 题，据材料“它已经离开太阳系，正飞向其他恒星系”，排除

20、 A、B。 银河系包含太阳系和其他恒星系，因此“旅行者一号”飞向的其他恒星系属于银 河系， C 正确。 第 7 题， 水星和金星位于地球公转轨道之内， 因此“旅行者一号” 从地球飞离太阳系过程中肯定没有经过。A 正确。 答案 6.C 7.A 读表格中的数据，完成 89 题。 行星 质量（地 球为 1） 体积（地 球为 1） 公转 周期 自转周期 赤道面与 轨道面之 间交角 地球 1.00 1.00 1 年 23 时 56 分 2326 火星 0.11 0.15 1.9 年 24 时 37 分 2359 8.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”有关的是

21、（ ） 地球上昼夜交替的周期较适中 地球的质量和体积适中 地球处于一种比较安全的宇宙环境之中 地球与太阳的距离比较适中 A. B. C. D. 9.人类首先选择火星作为探索生命起源和进化的行星，是因为火星上的一些地理 现象与地球上的一些地理现象相似，主要表现为（ ） 火星和地球一样被厚厚的大气层所包围 火星上和地球上都有四季变化且长度一样 火星、地球自转周期的长度比较适中 火星、地球与太阳的距离都比较适中 A. B. C. D. 解析 第 8 题，液态水的存在需要一定的温度条件，而和地球适宜的温度有关的 条件是地球上昼夜更替的周期较适中以及地球与太阳的距离比较适中。第 9 题， 火星与地球相比

22、，自转周期长度以及与太阳的距离都比较相似。 答案 8.A 9.C 2017 年 12 月， 美国国家航空航天局确认开普勒- 90 星系 （距离地球约 2 545 光年） 存在第八颗行星“开普勒- 90i”，现位于第三轨道。研究发现，开普勒- 90 星的体 积和质量比太阳略大。读开普勒- 90 星系和太阳系对比图，完成 1011 题。 10.开普勒- 90 星系是（ ） A.太阳系 B.恒星系 C.行星系 D.河外星系 11.有关开普勒- 90 星系的叙述，可信的是（ ） A.开普勒- 90i 表面温度比地球高 B.有地外生命物质存在 C.与太阳系轨道交织但运行安全 D.靠吸收太阳光而发热 解析

23、 第 10 题，银河系的短半径约 2.5 万光年，太阳系半径约 3.4 光年，开普勒 - 90 星系距离地球约 2 545 光年，不在太阳系，A 错。仍在银河系，不在河外星系， D 错。有行星围绕公转，属于恒星系，B 对。行星系是由行星与卫星组成，C 错。 第 11 题，开普勒- 90 星系的体积、质量比太阳略大，开普勒- 90i 轨道距开普勒- 90 星比地球距太阳近，表面温度比地球高，A 可信；温度高，不适宜生命存在，应 没有地外生命物质存在，B 不可信；与太阳系轨道相距很远，无交织，C 不可信； 不吸收太阳光，开普勒- 90 星本身能发光、发热，D 错。 答案 10.B 11.A 二、非

24、选择题（共 3 大题，含 1 道附加题，共 56 分） 12.读太阳系部分图，完成下列要求。 （20 分） （1）太阳成为太阳系中心天体的原因是什么？（3 分） （2）太阳系的八颗行星中，称为类地行星的 是 、 、 、 ；离地球最近的行星是 ； 卫星数目最多的是 ；体积与质量都最大的星是 ；没有卫星的行 星是 、 。 （填字母） （9 分） （3）八颗行星公转运动的“同向性”特征是指都绕太阳 运动； “近圆性”特征是指沿着 的轨道绕日运动； “共面性” 特征是指轨道几乎 在 上。 （3 分） （4）图中 D 和 E 轨道之间有众多 ，其运动特征基本上也体现 出 、 、 等特点。 （4 分） （

25、5）图中未体现出的在扁长轨道上绕太阳（或大行星）运动的一种天体 是 。 （1 分） 解析 太阳是太阳系的质量中心、引力中心和运动中心，八颗行星都围绕其进行 公转，方向都是自西向东，具有同向性、近圆性、共面性的共同特征。 答案 （1）太阳是太阳系的质量中心、引力中心和运动中心。 （2）A B C D B E E A B （3）自西向东 近圆形 同一平面 （4）小行星 同向性 近圆性 共面性 （5）彗星 13.读图文资料，完成下列要求。 （20 分） 在学习 “地球的宇宙环境” 时， 许多学校的学生亲手制作了太阳系的模型 （下图） 。 下表显示了“太阳系八颗行星的主要物理性质数据” 。 行星 距太

26、阳 （万千 米） 质量 （地球 1） 体积（地 球1） 赤道半 径（千 米） 有无 光环 水星 5 791 0.05 0.056 2 440 无 金星 10 821 0.82 0.856 6 050 无 地球 14 960 1.00 1.00 6 378 无 火星 22 794 0.11 0.15 3 395 无 木星 77 833 317.94 1 316.00 71 400 有 土星 142 940 95.18 745.00 60 000 有 天王星 287 099 14.63 65.20 25 900 有 海王星 450 400 17.22 57.10 24 750 有 （ 1 ） 据

27、资 料 ， 可 以 描 述 出 地 球 在 太 阳 系 中 的 位 置 是 ， 。 （4 分） （2） 利用图表资料， 解释“地球是太阳系中目前已知唯一有生物存在天体”的原 因。 （8 分） （3）请从优点和不足两方面，评价该学生的作品，并提出修改建议。 （8 分） 解析 第（1）题，位置描述主要包括绝对位置和相对位置，由材料可知地球与太 阳的距离和地球周围的行星。第（2）题，太阳辐射是地球表面能量的来源，由表 格材料可知地球与太阳的距离适中，使地球表面获得适宜的光照和热量；地球的 质量与体积适中，因此地球有恰到好处的大气厚度与大气成分；由图文材料可知 太阳系中各行星几乎都在同一个平面上沿着各

28、自的公转轨道围绕太阳运行，为地 球提供了安全的宇宙环境。第（3）题，太阳系模型应反映出：太阳系的构成与 主要天体的位置：太阳、八颗行星、小行星带、彗星等；八颗行星的运行方向； 公转轨道形状等。 “太阳系八颗行星的主要物理性质数据”除表中所示内容外， 还应包括自转与公转周期、卫星的个数、平均密度等。 答案 （1）距离太阳 14 960 万千米 距离太阳由近到远的第三颗行星 位于金 星和火星之间（答出两点即可） （2）地球与太阳的距离适中，使地球表面获得适宜的光照和热量；太阳系中各行 星几乎都在同一个平面上沿着各自的公转轨道围绕太阳运行，为地球提供了安全 的宇宙环境。 （3）优点：合理即可。不足：

29、可以从行星大小、有无光环等结构特征以及与太阳 距离、轨道形状、公转方向等角度描述，并提出相应修改建议。 等级考小试牛刀 14.（附加题）下图示意离太阳最近的五颗行星围绕太阳公转的轨道。读图完成下 列要求。 （16 分） （1）在图中绘出金星作为“启明星”时与地球的相对位置，并用文字标注“金 星”和“地球”。 （8 分） （2）扼要说明你这样绘图的理由。 （8 分） 解析 图中地球自转和公转的方向都为逆时针方向，地球正对（面向）太阳的右 侧为清晨。当金星被称为“启明星”时，它应该位于地球的右侧。 答案 （1）自内向外，第二条轨道为金星轨道，第三条轨道为地球轨道。说明： 地球和金星可以画在轨道的不同位置，但相对位置如下图所示。 （2）图中地球公转和自转的方向均为逆时针方向，地球正对（面向）太阳的右侧 为清晨。当金星被称为“启明星”时，它应该位于地球的右侧。