2020-2021学年高一新教材地理湘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湘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 人类对宇宙的认识 ‎1.宇宙：宇宙是所有时间、空间和物质的总和，是物质世界的整体。‎ ‎2．可观测宇宙：天文学家把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。‎ ‎3．光年：是天文学中的距离单位。‎ 二　　多层次的天体系统 ‎1．天体和天体系统的含义 ‎(1)天体：宇宙中的恒星、星云、行星、卫星等各种物质，通称天体。‎ ‎(2)天体系统：运动着的天体因互相吸引和互相绕转，形成天体系统。‎ ‎2．银河系和河外星系 共同点 主要由恒星等比较大的天体组成 关系 级别相同的恒星系统 联系 两者都是星系，所有星系合在一起，构成了最高一级的天体系统，称为可观测宇宙 ‎3.太阳系 ‎(1)组成 由太阳、行星、矮行星和卫星，以及小行星、彗星、流星体和行星际物质等太阳系小天体组成。‎ ‎(2)八大行星的分类 ‎①地内行星、地外行星：以C地球的轨道为界，常把A水星、B金星叫地内行星，D火星、E木星、F土星、G天王星和H海王星叫地外行星。‎ ‎②巨行星：E木星、F土星。‎ ‎③远日行星：G天王星、H海王星。‎ ‎(3)八大行星的运动特征 同向性：绕日公转方向都是自西向东。‎ 近圆性：绕日公转的轨道近似圆形。‎ 共面性：轨道面大体在同一平面上。‎ ‎4．地月系 ‎(1)主要天体：地球和月球。‎ ‎(2)月球的运动特征：月球公转、自转的方向和周期完全一样。‎ ‎1.判断正误。‎ ‎(1)光年是时间单位。(×)‎ ‎(2)天空中漂浮的云朵、飞行的飞机属于天体。(×)‎ ‎2．下列天体系统中不包括火星的是(　　)‎ A．地月系 B．太阳系 C．银河系 D．可观测宇宙 答案　A 解析　地月系包括地球和月球。火星不属于地月系。‎ ‎3．任何天体之间都能构成天体系统吗？‎ 提示　天体之间要构成天体系统，必须同时具备两个条件，即“两要”：一要相互吸引，二要相互绕转。只吸引不绕转不能构成天体系统。‎ 三　　特殊行星——地球 ‎1.表现：在地球上产生了目前所知道的唯一的高级智慧生命——人类。‎ ‎2．存在生命的基本条件 ‎(1)充足的水分。‎ ‎(2)恰到好处的大气厚度和大气成分。‎ ‎(3)适宜的太阳光照和温度范围。‎ ‎1.判断正误。‎ ‎(1)在太阳系行星中，地球的外观和所处的位置都比较普通。(√)‎ ‎(2)太阳系中各大星系各行其道，互不干扰，所以地球上具有生命存在。(×)‎ ‎2．能够证明地球是太阳系中的一颗特殊行星的是(　　)‎ A．地球上拥有适宜生物生存的温度条件、大气条件和液态水 B．地球恰好位于太阳系的中心位置 C．只有地球处在一个比较稳定和安全的宇宙环境中，利于生命形成、发展 D．地球是太阳系中唯一有卫星绕转的大行星 答案　A 解析　地球具有生命存在的条件是其特殊性的表现。‎ ‎3．太阳系外行星存在生命所需的必要条件有哪些？‎ 提示　该行星与其恒星距离适中，存在液态水，具有适宜的温度和大气。‎ 主题探究　天体与天体系统 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，成功发射北斗卫星导航系统第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。上图为北斗卫星导航系统第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。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　特殊行星——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。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．地球的普通性的判断——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、表面温度等方面与其他类地行星相似。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。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、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8页探究]‎ 思路点拨　1.我们看到的银河是横跨在星空中的一条乳白色光带，它并不是银河系的全貌，而是银河系的一部分。‎ ‎2．略。‎ ‎[教材第10页活动]‎ 思路点拨　1.137亿光年。　9.460 5×‎1012千米/光年×137亿光年≈1.296×‎1023千米。‎ ‎2．约500秒。　约8.64×1014倍。‎ ‎[教材第14～15页活动]‎ 思路点拨　1.为了清晰地观察月相，应选择在空旷、建筑物少，并且周围强光较少的地方，在家的同学可选择楼顶或野外高岗，在学校的同学可选择操场。‎ ‎2．观察月相(见下图)。‎ ‎3．本实践活动主要让我们观察和记录月亮的出没时间，在天空中的方位、地平高度、亮面凸出方向、观察日期和时间等内容。下面提供一些资料，以便于同观察结果相对照，看一看是不是一致。‎ 月相 新月 上弦月 满月 下弦月 日期 初一 初七、初八 十五、十六 二十二、‎ 二十三 同太阳出 没比较　‎ 同升同落 迟升后落 此起彼落 早升先落 月出 清晨 正午 黄昏 半夜 月落 黄昏 半夜 清晨 正午 夜晚见月 情形　　‎ 彻夜 不见 半圆、上半 夜、西天　‎ 一轮明月 通宵可见 半圆、下半 夜、东天　‎ 月面(亮面)‎ 朝向　 　‎ ‎—‎ 半圆朝西 一轮明月 半圆朝东 ‎4．见第3题。‎ ‎5．结合自身实践，联系相关知识回答即可。‎ ‎[教材第15～16页活动]‎ 思路点拨　1.(1)地球与太阳的距离适中，使地球表面温度适宜；地球内部放射性元素衰变致热和原始地球重力收缩，使地球内部温度升高，结晶水汽化，最后形成原始海洋，使地球上有液态水的存在；地球的体积和质量适中，其引力可以使大量气体聚集在地球周围，形成厚厚的大气层。‎ ‎(2)除地球外，太阳系的其他行星中有可能存在生命的是火星。理由：火星的结构特征、运动特征、与太阳的距离、表面温度等与地球最接近或类似。‎ ‎(3)假如太阳的光照条件变得不稳定，地球温度将变得不稳定，过冷或过热，将不适合地球上的生物生存；如果太阳突然消失，地球温度骤然下降，也将变得不适合生物生存。‎ ‎2．本题考查学生的实践能力，可任选一种方式完成该活动。‎ 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。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。完成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．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．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。‎ ‎3．寻找天文事件，如流星雨、日食、月食等。‎