2020-2021学年高一地理新教材鲁教版必修第一册学案：第一单元 第一节 第一课时 宇宙与地球

2020-2021学年高一地理新教材鲁教版必修第一册学案：第一单元 第一节 第一课时 宇宙与地球

www.ks5u.com 第一单元　从宇宙看地球 第一节　地球的宇宙环境 第一课时　宇宙与地球 ‎【热点链接】　‎2020年3月10日，我国首次火星探测任务无线联试在北京航天飞行控制中心圆满完成。这次试验充分验证了探测器与地面系统的接口匹配性和一致性，为中国飞船登陆火星打下了坚实基础。按照科学家的测算，每隔约26个月，会有一段时间是发射火星探测器的最佳窗口期。决定最佳窗口期的关键因素是什么？‎ 提示　火星与地球的位置关系。地球和火星绕日公转，每隔约26个月，地球会运行到距火星最近的位置，此时是发射火星探测器的最佳窗口期。‎ 课程标准 学业质量标准 核心素养定位 运用资料，描述地球所处的宇宙环境。‎ 水平1：通过观察影像资料，辨认主要天体类型；通过地理资料，归纳地球的普通性和特殊性的含义。‎ 水平2：通过图表资料，归纳主要天体的特征，说明天体系统的层级关系，描述地球在宇宙中的位置，指出八大行星运动特征和结构特征。‎ 人地协调观：通过探讨地球的宇宙环境对人类活动的影响，结合宇宙垃圾的危害，指出合理开发利用宇宙资源的途径，树立节约资源、保护环境的观念。‎ 综合思维：分析行星运动特征，探讨存在生命的条件。‎ 水平3：通过图表资料，判断天体类型，描述天体特征，绘制天体系统层次图，分析说明宇宙探索的意义。‎ 水平4：通过图表资料，探讨存在生命的地理条件，探讨行星运动特征的形成机制。‎ 区域认知：运用地理位置的理论，描述地球在宇宙中的位置。‎ 地理实践力：观察星空，辨认主要天体，说明其所属的天体系统。‎ 一　宇宙 ‎1.宇宙的概念：宇宙是时间和空间的统一体，是运动、发展和变化着的物质世界。‎ ‎2．宇宙的特征 ‎(1)宇宙的物质性特征——天体 宇宙是由各种天体组成的物质世界，主要有星云、恒星、行星、卫星、彗星、流星体、星际物质等。最基本的天体是星云和恒星。‎ ‎(2)宇宙的运动性特征——天体系统 天体之间的相互吸引和相互绕转，构成不同级别的天体系统。‎ 目前，人类所认识到的最高级别的天体系统叫可观测宇宙，也是目前人类已知的宇宙范围。‎ ‎1．判断正误。‎ ‎(1)光年是长度单位。(√)‎ ‎(2)天体系统的层次，由高到低排列是太阳系→银河系→地月系→可观测宇宙。(×)‎ ‎2．我国古代牛郎织女、嫦娥奔月的故事中涉及的天体分别属于(　　)‎ A．恒星、卫星 B．星云、行星 C．恒星、行星 D．星云、卫星 答案　A 解析　牛郎星和织女星是恒星，月球是地球的卫星。‎ ‎3．地球大气层中飞行的飞机是天体吗？航天飞机呢？‎ 提示　大气层中飞行的飞机不是天体，航天飞机是天体。‎ 二　地球 ‎1.普通性 ‎(1)从运动特征看，与其他七大行星相似。‎ ‎(2)从结构特征看，与水星、金星、火星相似，均属类地行星。‎ ‎2．特殊性——有生命存在 ‎(1)外部条件 ‎①大小行星各行其道，互不干扰，处于安全的宇宙环境中。‎ ‎②光照条件稳定。‎ ‎(2)自身条件 ‎①日地距离适中，使地表有适宜的温度范围。‎ ‎②有适中的体积和质量，使地球上有恰到好处的大气厚度和大气成分。‎ ‎③有充足的水分。‎ ‎④自转、公转周期适中，使地表温度日变化和年变化幅度小，利于生物生长发育。‎ ‎1.判断正误。‎ ‎(1)水星和金星表面温度很高，而天王星、海王星表面温度很低，主要取决于它们与太阳的距离。(√)‎ ‎(2)地球上形成大气层与地球体积和质量适中有关。(√)‎ ‎2．地球是太阳系中一颗特殊的行星，主要体现在(　　)‎ A．是太阳系中体积、质量最大的行星 B．是八颗行星中质量最小的行星 C．既有自转运动，又有公转运动 D．是太阳系中唯一存在生命的星球 答案　D 解析　就目前所知，地球是太阳系中唯一有生命存在的行星。‎ ‎3．请从运行方向、轨道平面和运动轨迹等方面来描述八颗行星绕日公转的特征，并从八颗行星的运行特征分析地球所处的星际空间是否稳定安全？‎ 提示　它们均绕日公转，具有共面性、同向性和近圆性的特征。八颗行星几乎都在同一个平面上沿着各自的椭圆形公转轨道和相同的方向围绕太阳运行，互不干扰，故地球所处的行星际空间安全稳定，有利于地球上生命的演化和发展。‎ 主题探究　宇宙 材料一　北京时间‎2020年6月23日9时43分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第55颗导航卫星，至此，我国北斗三号最后一颗全球组网卫星顺利升空，进入预定轨道。下图为北斗系统第55颗导航卫星发射景观图。‎ 材料二　下图为天体系统示意图。‎ 据此探究下列问题：‎ ‎(1)图片中的北斗导航卫星是否属于天体？请说出判断依据。‎ ‎(2)进入预定轨道的北斗导航卫星将和哪个天体组成天体系统，与该天体系统同级的天体系统名称是什么？‎ ‎(3)判断材料二中四个天体系统名称。‎ ‎[成果展示]　(1)不属于。北斗导航卫星没有进入宇宙空间，还是地球的附属物，不是宇宙间的物质。‎ ‎(2)地球。地月系。‎ ‎(3)甲—可观测宇宙，乙—银河系，丙—太阳系，丁—地月系。‎ ‎1．天体的判断 ‎(1)判断天体 一看位置：它是不是位于地球的大气层之外，独立存在于宇宙中。进入大气层、落回地球、地表的物体不是天体。‎ 二看实质：它是不是宇宙间的物质，一些自然现象不属于天体。‎ 三看运转：它是否在一定的轨道上独自运动，依附在天体上运行的物质不属于天体。‎ 例如，判断流星体、流星现象与陨星是否属于天体。‎ ‎(2)判断天体类型 据天体的结构特征和运动特征判断天体类型。‎ ‎2．天体系统的层次与判断 ‎(1)天体系统的判断 判断天体系统的条件：相互吸引、相互绕转。如地球和月球构成天体系统，北斗七星没有构成天体系统。‎ ‎(2)天体系统的层次 基本方法：据中心天体和绕转特征判断。‎ 北京时间‎2020年1月16日11时02分，我国在酒泉卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭，成功将第一颗‎5G卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。‎2月16日，卫星通信测试成功。下图为‎5G卫星模拟图。据此完成(1)～(2)题。‎ ‎(1)属于天体的是(　　)‎ A．进入轨道的‎5G卫星 B．分离后的火箭 C．发射前的‎5G卫星 D．分离前的火箭 ‎(2)与图示天体系统级别相同的是(　　)‎ A．地月系 B．太阳系 C．银河系 D．可观测宇宙 天体和天体系统的分析思路 类题透析 思路点拨 天体的 判断 天体是宇宙间物质的存在方式，附着于某天体的物体不属于天体。‎ 进入轨道的‎5G卫星属于天体。‎ 天体系 统的 判断 根据中心天体和绕转特点判断。‎ 图示天体系统的中心天体为地球，与其级别相同的天体系统为地月系。‎ ‎[答案]　(1)A　(2)A 主题探究　地球 ‎2019年11月18日‎，美国研究人员在英国《自然·天文学》杂志上发表报告称，首次在木星卫星木卫二的大气中检测到水，‎ 为木卫二冰面数英里之下可能存在海洋提供了证据。右图为木卫二模拟图。‎ 据此探究下列问题：‎ ‎(1)为什么要证实木卫二上存在海洋？‎ ‎(2)与地球相比，木卫二存在生命的不利条件是什么？‎ ‎(3)试比较木星、地球的结构特征。‎ ‎[成果展示]　(1)木卫二存在生命需要具备与地球相似的条件，包括温度、大气、液态水等。如果木卫二上存在海洋，则具备了存在生命的条件之一。‎ ‎(2)木卫二距太阳较远，表面温度低；木卫二体积、质量较小，大气层稀薄。‎ ‎(3)木星属于巨行星，距太阳距离远，体积和质量大，密度小；地球属于类地行星，体积和质量小，密度大。‎ ‎1．普通性的判断——据运动特征和结构特征判断 ‎(1)运动特征 ‎(2)结构特征 地球在距日远近、质量、体积、密度、自转和公转周期、表面温度等方面与类地行星相似。如下图所示：‎ ‎2．地球的特殊性——存在生命的行星 ‎(1)地球存在生命的外部条件 外部条件主要是针对地球所在天体系统的宇宙环境而言。‎ ‎(2)地球存在生命的自身条件 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。‎ 据天文学家推算，2020年有多次行星冲日天文奇观。如‎7月14日木星冲日，‎7月21日土星冲日，‎10月14日火星冲日。下图为火星冲日形成示意图。据此 完成(1)～(2)题。‎ ‎(1)“火星冲日”时，太阳、地球、火星出现了图示位置特征，体现了太阳系行星运动的(　　)‎ A．同向性 B．近圆性 C．共面性 D．连续性 ‎(2)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．火星上没有大气 地球的普通性和特殊性的分析思路 类题透析 思路点拨 普通性 结构特征：八大行星分为类地行星、巨行星和远日行星；运动特征：行星运动具有共面性、近圆性和同向性。‎ 图示火星和地球与太阳位于同一条直线上，体现了行星运动的共面性。‎ 特殊性 存在生命的条件包括安全的宇宙环境和适宜的自身条件(温度、液态水和大气)。‎ 与地球相比，火星表面温度低，大气稀薄，无液态水。‎ ‎[答案]　(1)C　(2)B 教材活动巧点拨 ‎[教材第2页问题]‎ 思路点拨　目前，火星上还没有发现生命。与地球相比，火星的某些条件可能适宜部分生命的生存，但尚不适宜人类的生存。‎ ‎[教材第10页活动]‎ 思路点拨　1.地球的物理性质是指地球的质量、体积、公转和自转周期、表面大气平均温度。日地距离适中、公转和自转周期决定了地球表面有适宜的温度；体积和质量适中决定了地球有大气层，且形成了适宜生命存在的大气环境；适宜的温度条件使地球有液态水存在。‎ ‎2．火星表面温度较低，与地球表面温度相差较小，适合地球上部分生命的生存；火星的自转周期、公转周期与地球相差不大，温差并不大，也适合部分生命的存在；火星上大气稀薄，大气成分与地球差异较大，可能适合地球上个别生命的生存；火星上没有发现液态水，不适合生命的生存，研究发现，火星上存在水体的遗迹，说明火星上曾经有水体。火星上曾经可能有生命存在，目前的火星条件经过改造，适合部分生命的生存。‎ 核心素养速提升 素养提升1　人地协调观与区域认知 宜居带是指一颗恒星周围适宜生命存在的理想区域，如图阴影区域为太阳系的宜居带分布图。据此完成1～3题。‎ ‎1．位于太阳系宜居带的星球除地球外还有(　　)‎ A．火星 B．木星 C．金星 D．水星 答案　A 解析　读图，根据太阳系行星分布规律，位于太阳系宜居带的星球，除地球外还有火星，A项正确。‎ ‎2．图中宜居带理想区域确定的主要依据是(　　)‎ A．大气条件 B．生物条件 C．水分条件 D．温度条件 答案　D 解析　图中宜居带理想区域确定的主要依据是与太阳距离适中，有适宜的温度条件，D项正确。‎ ‎3．下列天体系统中，不包括地球的是(　　)‎ A．银河系 B．可观测宇宙 C．太阳系 D．河外星系 答案　D 解析　河外星系与银河系处于同一级别，地月系属于太阳系，太阳系属于银河系；河外星系中不包括地球，D项正确。‎ 素养提升2　综合思维 轨道倾角是指其他行星公转轨道面与地球公转轨道面的夹角。偏心率是椭圆焦点到中心的距离与椭圆半长轴之比，它决定椭圆的形状。下图为行星绕日轨道倾角与偏心率曲线图。据此回答1～2题。‎ ‎1．轨道倾角和偏心率最大的是(　　)‎ A．水星 B．土星 C．天王星 D．海王星 答案　A 解析　据图中曲线可知，水星的轨道倾角和偏心率最大。‎ ‎2．根据曲线a、b可知，行星绕日运动具有的特征是(　　)‎ A．共面性，同向性 B．近圆性，特殊性 C．同向性，近圆性 D．共面性，近圆性 答案　D 解析　据图中曲线a、b可知，太阳系八大行星的轨道倾角不大，说明共面性；偏心率不大，说明近圆性。‎ 素养提升3　地理实践力 ‎1．夜晚星空的观察，寻找星空中的五大行星、北斗七星和北极星，描述其在星空中的位置特征，说出北斗七星斗柄朝向特点。‎ ‎2．通过网络查找哈雷彗星资料，判断下次回归地球的时间。‎ ‎3．关注中国航天发射大事，说明与之相联系的天体和天体系统。‎ 　时间：45分钟　　满分：100分 探究点 题号 宇宙 ‎1，2，4，6，7，8，9，13，14(3)‎ 地球 ‎3，5，10，11，12，14(1)(2)(4)‎ 一、选择题(共12小题，每小题4分，共48分，每小题只有一个选项符合题目要求)‎ ‎“鹊桥”中继星是中国发射的首颗月球中继星，始终定位于月球背面6.5万千米处的地月引力平衡点L2点(下图)。据此完成1～3题。‎ ‎1．(区域认知)关于“鹊桥”中继星的空间运行状态的说法，正确的是(　　)‎ A．绕L2点运动 B．绕月球运动 C．绕地球运动 D．没有运动 答案　C 解析　根据材料可知，“鹊桥”中继星始终定位于月球背面6.‎5万千米处的地月引力平衡点L2点，则其相对于月球为静止的天体，所以与月球一样都围绕地球公转，C项正确。‎ ‎2．(综合思维)与地球表面相比，月球表面布满陨石坑，主要原因是(　　)‎ A．月球引力比地球大 B．月球表面不是固态 C．月球表面没有水体 D．月球没有大气保护 答案　D 解析　月球表面没有大气层保护，外来的陨石可以直接撞击到月球的表面，使月球表面布满陨石坑，D项正确。‎ ‎3．(综合思维)与月球相比，地球的特殊性在于(　　)‎ A．体积质量大 B．绕太阳运动 C．存在生命现象 D．有固体表面 答案　C 解析　与月球相比，地球的特殊性在于存在生命现象。‎ ‎2016年9月25日‎，有着“超级天眼”之称的全球最大球面射电望远镜在贵州平塘的喀斯特洼坑大窝凼中落成启用(见图)。“天眼”探测范围可达到目前人类可知的宇宙边缘，对探索地外文明具有重要意义。据此完成4～5题。‎ ‎4．(区域认知)该望远镜可探测到的最高级别天体系统为(　　)‎ A．可观测宇宙 B．银河系 C．河外星系 D．太阳系 答案　A 解析　可观测宇宙又叫可见宇宙，该望远镜可探测到的最高级别天体系统为可观测宇宙，A项正确；其他天体系统范围小，属于可观测宇宙的一部分，B、C、D三项错误。‎ ‎5．(人地协调观)科学家们一直致力于在宇宙中寻找与地球相似的天体，适合生命存在的条件是(　　)‎ ‎①有适合生物呼吸的大气　②体积和质量适宜　③有昼夜更替现象　④距恒星近，表面温度高　⑤有液态水 A．①②③ B．②④⑤‎ C．①④⑤ D．①②⑤‎ 答案　D 解析　有适合生物呼吸的大气利于生物生存，①正确；体积和质量适宜，有利于形成适宜的大气，②正确；行星类天体都有昼夜更替现象，③错误；适宜的温度有利于生命的存在，④错误；液态水利于生命生存，⑤正确。‎ 科幻小说《三体》中虚构的三体外星文明来自半人马座阿尔法星系。半人马座阿尔法星系是距离太阳系最近的恒星系统。据此完成6～7题。‎ ‎6．(区域认知)半人马座阿尔法星系属于(　　)‎ A．地月系 B．太阳系 C．银河系 D．河外星系 答案　C 解析　读材料分析可知，半人马座阿尔法星系是距离太阳系最近的恒星系统，故半人马座阿尔法星系属于银河系，故选C项。‎ ‎7．(地理实践力)三体人乘坐飞船从半人马座阿尔法星系到达地球，所经过的天体系统级别最低的是(　　)‎ A．地月系 B．太阳系 C．银河系 D．可观测宇宙 答案　A 解析　飞船从半人马座阿尔法星系到达地球，首先进入太阳系，再进入地月系，最后到达地球，地月系的级别最低。‎ ‎2017年10月19日‎，人类首次在太阳系内发现一个来自太阳系外的天体，被命名为“Oumuamua”(奥陌陌)。“奥陌陌”由岩石或金属构成，天文学家推断其可能来自距离地球大约163～277光年的恒星团。2018年7月，奥陌陌正在加速离开太阳系。下图是该天体穿过太阳系轨道示意图。据此完成8～9题。‎ ‎8．(区域认知)图中最有可能是“奥陌陌”运行轨道的是(　　)‎ A．轨道① B．轨道②‎ C．轨道③ D．轨道④‎ 答案　D 解析　太阳系中八大行星运行轨道具有共面性特征，图中只有轨道④明显位于不同平面上，故最有可能是“奥陌陌”运行轨道的是轨道④，D项正确。‎ ‎9．(综合思维)从天体类型看，“奥陌陌”最有可能是(　　)‎ A．星云 B．小行星 C．卫星 D．行星际物质 答案　B 解析　据材料可知，“奥陌陌”来自距离地球大约163～277光年的恒星团，‎ 因此“奥陌陌”不会是星云，排除A项；该天体没有绕固定行星运动，不会是卫星，排除C项；该天体由岩石或金属构成，不会是行星际物质，排除D项；其来自太阳系外的恒星团，最可能为该恒星团的一颗小行星，故B项正确。‎ ‎2019年7月31日‎，美国国家航空航天局(NASA)在距离地球约31光年的地方，发现了一颗可能有生命存在的“超级地球”，科学家们把这颗“超级地球”命名为GJ357d。GJ357d的质量至少是地球的6.1倍，围绕一颗比太阳小得多的恒星运行，每55.7天运行一周。据此完成10～12题。‎ ‎10．(区域认知)“超级地球”与地球都属于(　　)‎ A．地月系 B．银河系 C．太阳系 D．河外星系 答案　B 解析　据材料可知，“超级地球”距离地球的距离约31光年，这说明“超级地球”处于银河系之中，位于太阳系之外，故B项正确。‎ ‎11．(综合思维)与地球相比，GJ357d(　　)‎ ‎①公转周期较长　②大气层较薄　③公转周期较短　④大气层较厚 A．①② B．③④‎ C．①④ D．②③‎ 答案　B 解析　与地球相比，GJ357d的公转周期是比较短的，①错误，③正确；由材料信息可知GJ357d的体积比地球大得多，其引力较强，围绕在其周围的大气层厚度是比较厚的，②错误，④正确。故B项正确。‎ ‎12．(人地协调观)若GJ357d有生命存在，至少还需要满足的条件是(　　)‎ A．与其主恒星距离与日地距离相近 B．有固体表面 C．大气中有丰富的氧气和二氧化碳 D．有较丰富水 答案　D 解析　“围绕一颗比太阳小得多的恒星运行”，因而其与恒星的距离比地球近。固体地表、二氧化碳不是存在生命的已知必要条件。结合所学知识可知，水是存在生命的重要条件，若GJ357d有生命存在，至少还需要满足的条件是有较为丰富的水资源，D项正确。‎ 二、综合题(共2小题，共52分)‎ ‎13．阅读图文材料，回答下列问题。(28分)‎ 猎户座流星雨为世界七大流星雨之一，是由著名的哈雷彗星散布在彗星轨道上的碎片形成的。下图为哈雷彗星轨道示意图。‎ ‎(1)上图中，表示哈雷彗星轨道的是________，判断依据是什么？(4分)‎ ‎(2)我们再次看到哈雷彗星的时间最可能是________年，用图中信息说明判断理由。(6分)‎ ‎(3)有人说，将来猎户座流星雨可观赏性会降低，其依据是什么？(6分)‎ ‎(4)流星、流星体是否属于天体，判断理由是什么？(6分)‎ ‎(5)推测猎户座流星雨的成因。(6分)‎ 答案　(1)A　彗星按扁长的轨道绕太阳运行。‎ ‎(2)2062　从1948年到1986年，共38年，哈雷彗星在其轨道上运行了半个轨道的距离，说明哈雷彗星的公转周期为76年，因此，下一次地球上看到哈雷彗星回归的时间最可能是2062年。‎ ‎(3)彗星由冰、各种气体和尘埃组成，每次接近太阳，其中的物质会升华而脱离彗星，导致彗星质量、体积变小，所以流星雨会逐渐减少，变得微弱，导致可观赏性降低。‎ ‎(4)流星不属于天体，流星体属于天体。流星是星际物质(流星体)进入地球大气层与大气摩擦产生的发光现象，不属于天体；流星体是宇宙间物质的存在形式，属于天体。‎ ‎(5)当地球穿过彗星运行轨道附近时，彗星碎解或遗留的碎屑大批量、高速度地冲入地球大气层，与空气摩擦、燃烧而发光，形成流星雨。‎ 解析　第(1)题，根据彗星的轨道特点判断。第(2)题，据图中哈雷彗星的运行时间计算。第(3)题，哈雷彗星在运动过程中，每靠近一次太阳，物质便会减小一些，能够进入地球大气的物质也会减少，导致其观赏性会降低。第(4)题，根据天体的本质特征判断。第(5)题，流星雨是星际物质与地球大气摩擦产生的发光现象。‎ ‎14．阅读材料，回答下列问题。(24分)‎ 截至2019年年底，全球共进行了46次火星探测。下表为地球与火星资料对照表。‎ 与日平均距离 表面均温 ‎(℃)‎ 体积(地 质量(地 ‎(百万千米)‎ 球为1)‎ 球为1)‎ 地球 ‎149.6‎ ‎22‎ ‎1.000‎ ‎1.00‎ 火星 ‎227.9‎ ‎－23‎ ‎0.150‎ ‎0.11‎ 大气主要成分 大气密度 自转周期 公转周期 地球 N2、O2‎ ‎1.00‎ ‎23时56分 ‎1年 火星 CO2‎ ‎0.01‎ ‎24时37分 ‎1.9年 ‎(1)作为行星，火星和地球在结构特征方面的相同点是什么？(8分)‎ ‎(2)根据表中信息，说明火星大气和地球大气的主要差异。(4分)‎ ‎(3)指出火星表面均温低的主要原因。(6分)‎ ‎(4)指出火星上不适合人类生存的主要原因。(6分)‎ 答案　(1)都是类地行星；与太阳的距离相差不大；平均密度较大；有固体表面等。‎ ‎(2)火星大气密度稀薄，缺少适合生物呼吸的氧气。‎ ‎(3)距离太阳较远；公转周期较长；大气稀薄。‎ ‎(4)大气稀疏(密度低)，缺少氧气；平均温度较低(昼夜温差大)；缺少液态水等。‎ 解析　第(1)题，从行星分类、表面性质、平均密度、与太阳的距离等方面说明。第(2)题，从表格中可以读出各自的大气密度和主要成分。第(3)题，行星的温度主要受距离太阳的远近、公转周期、大气等因素的影响。第(4)题，从大气、温度、液态水等方面分析。‎