2020-2021学年高一新教材地理人教版必修第一册学案：第1章第1节　地球的宇宙环境

2020-2021学年高一新教材地理人教版必修第一册学案：第1章第1节　地球的宇宙环境

www.ks5u.com 第一章 宇宙中的地球 第一节　地球的宇宙环境 ‎【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，地球会运行到与火星最近的位置，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。‎ 水平3：根据图表资料，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。‎ 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。‎ 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　地球在宇宙中的位置 ‎1.天体 ‎(1)主要类型：恒星、星云、行星、流星体、彗星等。‎ 星云 由气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体 恒星 由炽热气体组成、能自己发光的天体 行星 绕恒星运行的天体，靠反射恒星的光而发亮 卫星 围绕行星运转的天体 ‎(2)概念：宇宙中物质存在的形式。‎ ‎2．天体系统 ‎(1)形成：运动中的天体相互吸引、相互绕转。‎ ‎(2)级别：由低到高的级别，依次为地月系、太阳系、银河系、可观测宇宙。‎ 地月系 由地球和月球组成，中心天体是地球 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，中心天体是太阳 银河系 由太阳和众多恒星组成的恒星系统 可观测宇宙 由银河系和现阶段所能观测到的河外星系组成 ‎1.判断正误。‎ ‎(1)最基本的天体是恒星和行星。(×)‎ ‎(2)光年是时间单位。(×)‎ ‎2．月球不属于(　　)‎ A．地月系 B．太阳系 C．银河系 D．河外星系 答案　D 解析　月球属于地月系，地月系属于太阳系，太阳系属于银河系；月球不属于河外星系。‎ ‎3．试举例说明哪些是自然天体、哪些是人造天体。‎ 提示　自然天体：太阳、北极星、月球等。人造天体：宇宙飞船、嫦娥二号、空间站等。‎ 二　行星地球 ‎1.行星的类别 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 ‎2．地球的普通性与特殊性 ‎1.判断正误。‎ ‎(1)土星是太阳系中最大的行星。(×)‎ ‎(2)地表温度适宜仅指地表平均温度适宜。(×)‎ ‎2．有关行星的组合，不正确的是(　　)‎ A．水星—类地行星 B．木星—巨行星 C．金星—类地行星 D．海王星—巨行星 答案　D 解析　海王星属于远日行星。‎ ‎3．地球表面具有适宜的温度是生命存在的条件，形成地表温度适宜的主要条件是什么？‎ 提示　日地距离适中、地球的自转和公转周期适中等。‎ 主题探究　天体和天体系统 材料一　北京时间‎2020年3月9日19时55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54颗导航卫星(北斗三号第29颗全球组网卫星)。卫星顺利进入预定轨道。上图为北斗系统第54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。‎ ‎(4)作为天体，地球和太阳的本质区别是什么？‎ ‎[成果展示]　(1)不属于。该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。‎ ‎(4)太阳属于恒星，体积和质量大，能自身发光。地球属于行星，体积和质量小，不能自身发光，靠反射太阳光发亮。‎ ‎1．天体的判断 ‎(1)天体的判断 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)天体类型的判断 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2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 ‎[科学思维]　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　行星地球 ‎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。木卫二是科学家寻找外星生命的主要目标，因为它可能为生命提供了宜居环境：其厚约10千米的冰壳下，是一个超过100千米深的液态水海洋。木卫二的直径为3 138千米，质量不足地球的1/100。下图为木卫二模拟图。‎ 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)若木卫二存在生命，则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 ‎[科学思维]　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4～5页活动]‎ 思路点拨　1.(1)观测时段的选择：以农历初一和十五为中心的半个月效果较佳。(2)观察时刻的选择：当地时间19时。中国东部地区可在北京时间19时观测，新疆、西藏地区可在北京时间21时观测。农历每月十六日至三十日，选择当地时间6时效果好于19时。(3)以农历初一和十五为中心，会形成半对称效果图形，更有利于推测其余日期的月相位置。(4)日期选择也可以有间隔性的进行，中间位置可以根据前后两日推测其位置及特征。‎ ‎2．(1)进行记录时，“月亮水平方位”可用“正西”“西偏南×度”等方式，“月亮高度角”直接用角度记录，月亮形状可用1/10、2/10、3/10等分数表达，也可考虑绘图方式，最好注明月面朝向(东或西)。‎ ‎(2)逐日观测并做好记录。‎ ‎(3)月相逐月变化图。‎ ‎3．观测记录前半月，即农历初一到十五，后半月的情况可根据前半月观测记录进行推测，将推测结果同样填入表格，然后对月亮位置和月亮形状的逐日变化进行总结。‎ 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，下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，说明具有共面性，偏心率不大，说明具有近圆性。‎ 素养提升3　地理实践力 ‎1．观察夜晚星空，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．通过网络查找生命起源的资料，并概括生命起源的特点。‎ ‎3．寻找天文事件，如流星雨、日食、月食等。‎ ‎　　时间：45分钟　　　满分：100分 探究点 题号 天体和天体系统 ‎4、6、7、9、10、13‎ 行星地球 ‎1、2、3、5、8、11、12、14‎ 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．(综合思维)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　月球没有大气保护，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．(区域认知)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。‎ 蓝巨星是非常巨大的蓝色星球，亮度是太阳的五百倍以上，但其寿命却比太阳短得多；其引力较强，有时会吞噬行星。宇宙中的篮巨星很多，但一般认为，以其为中心绕转的天体存在生命的可能性极小。读图完成4～5题。‎ ‎4．(综合思维)蓝巨星属于(　　)‎ A．星云 B．恒星 ‎ C．行星 D．卫星 答案　B 解析　蓝巨星是非常巨大的蓝色星球，亮度是太阳的五百倍以上，能自己发光、发热，蓝巨星属于恒星。‎ ‎5．(区域认知)围绕蓝巨星运行的天体很难有生命存在的主要原因是(　　)‎ ‎①光照条件差　②宇宙环境不安全　③无大气层存在 ‎④温度过高 A．①② B．②③ ‎ C．③④ D．②④‎ 答案　D 解析　据材料可知，蓝巨星的亮度是太阳的五百倍以上，光照过强，①错误；有时会吞噬行星，宇宙环境不安全，②正确；不能判断有无大气层存在，③错误；温度过高，不适宜生命生存，④正确。D项正确。‎ 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．(综合思维)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。‎ ‎7．(综合思维)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．(地理实践力)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．(地理实践力)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．流星体 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；该天体没有坠入大气层，而是加速离开太阳系，不会是流星体，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．与其主恒星距离比日地距离远 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日地距离近。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　哈雷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，全球共发射了46次火星探测任务。下表为地球与火星资料对照表。‎ 与日平均距离 ‎(百万千米)‎ 表面均温 ‎(℃)‎ 体积(地 球为1)‎ 质量(地 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。火星大气稀薄，缺少适合生物呼吸的氧气。第(3)题，行星的温度主要受距离太阳的远近、公转周期等因素的影响。第(4)题，从大气成分、温度、液态水等方面分析。‎