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地球的宇宙环境
The cosmic environment of the earth
第一章第一节
宇宙中的地球
新课标人教版
2 019
——THE BLUE PLANET
——THE BLUE PLANET
在人造卫星上看到的地球是天体吗
人造卫星是否也属于天体
未升空的火箭呢？
目录
CONTENTS
01 地球在宇宙中的位置
02 行星地球
03 天文学常识
THE BLUE PLANET
/ 01
地球在宇宙中的位置
The position of the earth in the universe
1、什么是宇宙？
概念：地理学的“宇宙”是指总星系 ，是人类目前所能观测到的最大物质体系。
四方上下曰宇，古往今来曰宙。《淮南子·原道训》
宇宙是时间和空间的总称，是由各种形态的物质组成的
是在不断运动变化的，无始无终，无边无际。
宇宙
1
2、宇宙的特点
①物质性：宇宙是由物质组成的
②运动性：宇宙中的一切是在不断运动
宇宙
1
天体物质形式
Material form of celestial body
壹
晴朗夜空下，仰望星空，可以看到闪烁的恒星、轮廓模糊的星云，以及相对星空背景有明显位移的行星、还可以看到一闪即逝的流星体、拖着长尾的彗星
天体：这些都是宇宙中物质存在的形式，它们连同通过天文望远镜或其他空间探测手段才能探测到的星际空间物质
组成：气体和尘埃组成的，主要物质是氢
特点：呈云雾状外表
图为通过天文望远镜拍摄的猎户座星云
01
… …
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组成物质：炽热的气体
特点：能自己发光的球状或类球状天体
质量庞大，温度高
图为太阳，它是离地球最近的恒星
02
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… …
特点：
在椭圆轨道上绕恒星运行、近似球状的天体
行星的质量比恒星小，本身不发光，靠反射恒星的光而发亮
图为在外太空拍摄的环绕太阳运行的土星
03
… …
… …
… …
… …
Asteroid belt
小行星带
介于火星和木星轨道之间的小行星密集区域
“火烧木头灰烬多”
环绕行星运转的天体，本身不发光
卫星的大小差别很大，不会超过它所绕转的行星
图为木星的卫星一木卫二，它是已发现的距离木星第二近的卫星
04
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… …
组成：尘粒和固体块
不能自己发光，进入大气层后同大气摩擦产生燃烧发光现象叫流星
没有烧尽的残体落到地面叫做陨星
图示为英仙座流星雨
05
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… …
流星体
组成：夹杂着固体尘埃的“冰块”
彗星又称扫把星
亮度和形状会随日距变化而变化的绕日运动的天体，呈云雾状
彗核由冰物质构成，当彗星接近恒星时，彗星物质升华
06
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… …
黑洞是现代广义相对论中的一种天体
引力极其强大，是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体
图为北京时间2019年4月10日人类首张合成黑洞照片
07
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… …
由人工研制并用运载火箭或航天飞机发射到宇宙空间的飞行体
运行规律与自然天体相同或基本相同；包括宇宙飞行器和空间垃圾等
08
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… …
天体
天体
天然天体：恒星、星云、卫星、行星、彗星、流星体、行星际物质等
人造天体：太空中运行的宇宙飞船、空间站、人造卫星等
1、概念：天体是宇宙间物质的存在形式。
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，进入大气层或落回地面的物体不属于天体。
二看实质：它是不是宇宙间的物质，自然现象不属于天体。如流星现象不属于天体
三看运转：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，如在火星上考察的火星车。
“三看”法判断天体
Q：左图中属于天体的是
A：A B D
【温馨提示】
天体可分为自然天体（如恒星、行星等）和人造天体（如在天空中运行的人造卫星、宇宙飞船等）。
A.天空中的太阳
B.宇宙中的地球
D.环绕地球飞行的飞船
C.划破夜空的流星
知识点一
课堂训练
课堂训练
天体判断方法
天体系统
sphere systems
贰
宇宙中天体都在运动着，运动中的天体相互吸引、相互绕转，形成天体系统
天体系统有不同的级别；地球所处的天体系统，按从低到高的级别，依次为
地月系、太阳系、银河系和可观测宇宙
地月系
E-Moon system
E01
中心天体：地球
绕转天体：月球
它是地球唯一的天然卫星，月地距离约为38.4万千米
… …
… …
太阳系
Solar system
E02
中心天体：太阳
其他成员：行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质等
太阳是太阳系的中心天体，质量占整个太阳系质量的99.86%
以其强大的引力，约束其他天体按照-一定的轨道绕着它运转
地球是距离太阳较近的一颗行星，日地距离约为1.5亿千米
… …
… …
99.86%
太阳系
Solar system
E02
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
太阳是太阳系的中心天体，质量占整个太阳系质量的99.86%
以其强大的引力，约束其他天体按照一定的轨道绕着它运转
地球是距离太阳较近的一颗行星，日地距离约为1.5亿千米
… …
… …
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
冥王星
注：2006年8月24日下午，第26届国际天文联合会通过决议，由天文学家以投票正式将冥王星划为矮行星，自行星之列中除名
银河系
Galactic System
E03
银河系是由太阳和众多恒星组成的庞大恒星系统
在银河系中，有1 000亿颗以上的恒星；
银河系的直径约10万光年①
太阳与银河系中心的距离约2.6万光年
… …
… …
①光年是计量天体间距离的单位。1 光年即光在一年中传播的距离， 约为94605亿千米
天文单位与光年
Astronomical unit and light year
-04-
光年是长度单位， 指光在宇宙真空中沿直线传播了一年时间所经过的距离
1光年为9,460,730,472,580，800米，约为94605亿km
299792458 m/s
地球至月球=1.3光秒
地球至太阳=8光分
地球至火星=12.7光分
地球至半人马座阿尔法=4.4光年
地球至我们银河系的边缘=52000光年
由于身在其中，我们在地球上无法看到银河系的全貌 在没有月光且未受城市灯光干扰的晴朗夜晚，常能看到银河呈一条乳白色的朦胧光带横跨天际
图为夏季在金山岭长城观测到的银河
The Milky Way seen on earth
可观测宇宙
Observable universe
E04
许许多多同银河系类似的星系，统称它们为河外星系
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
… …
… …
注：图示为人类可观测宇宙辐射全景
一看天体的数量
二看天体之间的距离
三看天体是否相互吸引
四看天体是否相互绕转
天体系统判断方法
/ 02
行星地球
Planet Earth
水星
金星
地球
火星
木星
天王星
土星
海王星
太阳系 八大行星体积位置
The size and position of eight planets in the solar system
水星直径4878km
金星直径1,2103.6km
地球直径1,2742km
火星直径6794km
木星直径14,2984km
土星直径12,0540km
天王星直径5,1118km
海王星直径4,9532km
八大行星体积比较
水星
金星
地球
火星
木星
天王星
土星
海王星
类地行星
巨行星
远日行星
太阳系 八大行星结构特征Classification system of eight planets in solar system
类型 距日远近 表面温度 质量 体积
类地行星
巨行星
远日行星
近
高
小
小
中
中
大
大
远
低
中
中
优化后
公转速度比较
水星公转周期88天
金星公转周期225天
地球公转周期365天（1年）
火星公转周期687天（1年322天）
木星公转周期4329天（11年314天）
土星公转周期10832天（29年247天）
天王星公转周期30667天（84年7天）
海王星公转周期60327天（165年102天）
02
太阳系 八大行星运动特征Laws of motion of the eight planets in the solar system
八颗行星都围绕太阳公转
而且公转方向具有同向性----自西向东
公转轨道面具有共面性----公转轨道在同一平面
公转轨道形状具有近圆性----公转轨道偏心率小，近似椭圆
地球普通性与特殊性
The generality and particularity of the earth
贰
普通性：无论是从距日远近、自身的体积，还是从公转方式来看，地球都只是太阳系中一颗普通的行星
特殊性：然而，地球又是太阳系中一颗特殊的行星； 根据人类目前所掌握的宇宙信息，地球是八颗行星中唯一存在高级智慧生命的星球
地球的特殊性
材料一：太阳目前，正值壮年，可以稳定发光
材料二：如下图，八大行星运行轨道
结论：
①有稳定的光照
②安全的宇宙环境
八大行星具有同向性、共面性、近圆形特征
小行星公转方向与八大行星基本一致
地球的特殊性
阅读下面材料，回答下列问题。
与其他行星相比较，地球的条件是非常优越的。它与太阳的距离适中，加上自转周期与公转周期适当，使得全球能够接受适量的太阳光热。整个地球表面的平均温度约为15℃，适于万物生长，而且能够使水在大范围内保持液态，形成水圈。而水星和金星离太阳太近，接受到的太阳辐射能量分别为地球的6.7倍和1.9倍，表面温度达480℃和350℃；木星、土星距太阳又太远，所获得的太阳辐射的能量仅为地球的4%和1%，表面温度是－150℃和－180℃；更远的两颗行星的表面温度则都在－200℃以下，环境条件十分严酷。
(1)为什么水星和金星表面温度很高，而天王星、海王星表面温度很低？温度过高或过低对生命形成、发展有什么影响？
(2)地球在太阳系中独特的优越条件是________。
地球的特殊性
(1)主要与它们同太阳的距离有关。水星、金星距太阳近，接受太阳辐射多。所以温度高；天王星、海王星则距太阳远，接受太阳辐射少。所以温度低。温度过高或过低，都不利于生命的产生和发展，如果温度过高，则由于热扰动太强，原子根本不能结合在一起，也就不能形成分子，更不用说复杂的生命物质了。如果温度过低，分子将牢牢地聚集在一起，只能以固态和晶体存在，生物也无法生存。
(2)具有适宜的温度
地球的特殊性
水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
大致气温 400 ℃左右 平均15 ℃ -70 ℃ ～20 ℃ - 140 ℃左右 -200 ℃以下
结论③：地球有适宜的温度
日地距离适中
地球自转和公转周期适当
地球的特殊性
水星 金星 地球 火星
与地球的质量比 0.05 0.82 1.00 0.11
与地球的体积比 0.056 0.856 1.000 0.150
有无大气层 无 有 有 稀薄
结论④：地球质量和体积适中，可以吸附大气
体积和质量适中
引力使气团集聚，形成原始大气层
地球大气演化为氧和氮等
适合生物呼吸
地球的特殊性
结论⑤：地球上有液态水
原始地球体积收缩
内部放射性元素衰变产生热量
内部温度升高产生水汽
水汽通过火山活动逸出地表
冷却凝结形成降水
汇聚低洼地带，形成海洋
宇宙环境
安全的宇宙环境，大小行星各行其道，互不干扰
稳定光照
稳定的太阳光照——太阳处于中年时期，状态稳定
适宜温度
适宜的温度——日地距离适中，公转自转周期适中
大气条件
适合生物生存的大气——地球自身的体积、质量适中
E01
地球存在生命的条件 Conditions for life on earth
地球内部放射性元素衰变，原始地球体积收缩产生热量--水汽--逸出地表冷却凝结
水分条件
地球的特殊性
方法规律——生命存在条件问题的分析思路
此类题目的解答可以通过知识的迁移，类比地球上存在生命条件来获得分析思路，进而提高答题的准确性。具体思路如下：
E02
地球宇宙环境亟待保护 The e- of the earth and the u- is in urgent need of p
地球是人类在宇宙中唯一的家园
随着人类对宇宙探索的深入，航天活动日益频繁，留在太空中的垃圾越来越多；地球的宇宙环境亟待保护，这是全人类共同的责任
… …
… …
Class assignment
… …
… …
地球的宇宙环境 The cosmic environment of the earth
“嫦娥五号”是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器，2020年11月24日在中国海南文昌航天发射场成功升空，2020年12月17日嫦娥五号返回器携带月球样品着陆地球。据此完成1-2题
1.我国新一代航天发射场选址海南文昌优势突出，下列选项中不属于其优势的是
A.靠近海港，运输方便 B.纬度低，发射效率高C.射向宽，安全性好 D海拔高，能见度高
2若宇航员登上了月球，则其在月球上观测不到的现象是
A一闪即逝的流星 B黑子或耀斑活动 C明亮的恒星 D蓝色星球-地球
冲日是指行星和太阳正好分处地球的两侧，三者几乎成一条直线的现象。2020年10月14日发生了火星“冲日"现象，火星亮度增加，引发天文爱好者争相观测。读下图完成下面小题。
1. 以下会发生类似天文现象的天体是（ ）
A. 土星和水星 B.金星和木星 C.水星和金星 D.木星和土星
2. 有人担心火星会撞上地球，网友认为这是杞人忧天，其理由是（ ）
A. 地球表面拥有厚厚大气层 B.火星、地球间存在小行星带
C. 火星、地球质量相差悬殊 D.火星、地球绕日公转各行其道
3.有人认为火星上曾经可能有生命存在，其依据可能是（）
A.火星属于类地行星 B 火星自西向东绕日公转
C火星上发现有水存在的遗迹 D.火星距离地球较近
早在2004年美国“机遇号”火星探测器就顺利到达火星表面进行科学考察，这说明了人造天体可以离开(　　)
A．地月系 B．太阳系
C．银河系 D．河外星系
32017年2月23日，美国国家航空航天局(NASA)与比利时天文学家团宣布:在距离地球39光年的“Trappist-1”恒星系统的七颗行星中,有三颗位于宜居带。“Trap- pist-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。右上图为“Trappist-1”天体系统示意图。据此回答问题。
1、地球的大气环境对地球生命的起源有重要的作用,下列关于大气对地球生命的意义的叙述,正确的有( )。
①防止小行星撞击地球,保护地球生命
②为植物光合作用提供二氧化碳
③成云致雨,促进水的形成④缩小温差,有利于生物的生存
A.①②③ B①②④ C①③④ D②③④
/ 03
天文学常识
General knowledge of astronomy
观测并记录月亮的位置和形状 How to determine the position of the moon
新月：初一 ，与太阳同升同落
峨眉月：初二至初六 ，跟在太阳后，迟升后落
上弦月：初七、初八 ， 迟升后落
满月：十五、十六， 彼升彼落
下弦月：廿二、廿三， 早升先落
峨眉月：廿四至三十 ， 早升先落
“天宫二号”是继“天宫一号”后我国自主研发的第二个空间实验室，有消息称其将于2016年在酒泉卫星发射中心发射。结合所学知识回答3～4题。
4．下列有关太阳活动对空间实验室的影响的叙述，正确的是(　　)
A．太阳活动对空间实验室的影响不大
B．空间实验室在地面实验过程中不会受太阳活动的影响
C．太阳黑子比耀斑对空间实验室的影响大
D．太阳活动会影响空间实验室的安全及地空联系
… …
… …
阅读材料，回答下列问题。
材料一　图是“嫦娥二号”探测卫星示意图。
材料二　北京时间2012年8月6日13时31分，美国于2011年底从佛罗里达州发射的“好奇”号
火星探测器成功登陆火星表面，它的主要任务是探索火星过去或现在是否存在适宜生命生存的环境。图图甲为佛罗里达州位置图(阴影部分)，图乙为“好奇”号火星探测器图。
(1)结合所学知识，对材料一图中的天体进行分类。
(2)材料一所示天体系统的中心天体的天体类型是________。
(3)结合材料二中的信息，分析美国选择在佛罗里达州建航天发射中心的自然原因。
佛罗里达州纬度较低，地球自转线速度较大，有利于航天器发射，节省燃料；临海，有利于大型火箭的运输；海洋面积广阔，发射安全。
自然天体：地球和月球。人造天体：“嫦娥二号”探测卫星。
行星

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