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第一节　地球的宇宙环境
课标要求 素养目标
　　运用资料,描述地球所处的宇宙环境。 1.区域认知:能运用图表资料说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星。 2.综合思维:利用地理资料,探究宇宙中除地球外其他星球是否存在生命。 3.人地协调观:了解地球上生命存在的条件,理解宇宙是由物质组成的,并且运动的。 4.地理实践力:通过地理读图方法和步骤引导,识读天体系统示意图,理解天体系统的层次并能绘制天体系统简图,培养学生读图、分析地图的能力。
一、人类对宇宙的认识
结合教材第9～10页相关知识,完成以下内容。
1.宇宙:所有时间、空间和物质的总和。
2.可观测宇宙: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。
注:光年是天文学中的距离单位,即光在真空中一年所传播的距离。1光年约等于9.460 5×1012千米。
二、多层次的天体系统
结合教材第10～15页相关知识,完成以下内容。
1.天体和天体系统
(1)天体:宇宙中的恒星、星云、行星、卫星等各种物质,通称天体。宇宙中的天体都在运动着。
(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。常见天体系统分为四个级别,图示如下。
[思考1]
下面两幅图中,属于天体的是　　　　　,判断依据是什么
答案:图1　环绕地球飞行的“神舟十一号”独立于大气层外,属于天体;流星雨是流星体进入大气层与大气摩擦产生的发光现象,不属于天体。
2.银河系与河外星系
(1)银河系:由大量恒星和星云组成。具有铁饼状的扁平外形,扁盘密集部分的直径约10万光年。
(2)河外星系:与银河系同级别的恒星系统。
(3)可观测宇宙:包括银河系与现阶段所能观测到的河外星系,是目前人类所知道的最高一级天体系统。
3.太阳系与地月系
(1)太阳系: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。太阳的质量约占整个太阳系质量的99.86%。
(2)地月系:地球与其卫星月球组成的天体系统。月球公转、自转的方向和周期完全一样,总是以一面对着地球。月球本身不发可见光,但能反射太阳光。
(3)火星、木星、土星、天王星、海王星与它们各自的卫星,分别组成类似于地月系的天体系统。
三、特殊的行星——地球
结合教材第15～16页相关知识,完成以下内容。
1.表现:地球是目前所知道的唯一存在高级智慧生命——人类的星球。
2.地球存在生命的基本条件
(1)充足的水分。
(2)适宜的太阳光照和温度范围。
(3)恰到好处的大气厚度和大气成分。
[思考2] 适宜高级智慧生命生存和繁衍的条件只有温度、大气、水吗
答案:不是。除此以外还要有安全的宇宙环境和稳定的太阳光照。
判断题
(1)在轨运行的“天宫二号”是天体。(　√　)
(2)离地球最近的恒星是比邻星。(　×　)
(3)八大行星的运行轨道大体在同一平面上。(　√　)
(4)可观测宇宙是目前人类所知道的最高一级天体系统。(　√　)
(5)地球是宇宙中唯一有生命存在的天体。(　×　)
探究一　天体和天体系统
2019年4月20日22时41分,我国在西昌卫星发射中心成功发射第44颗北斗导航卫星。此次发射是2019年度北斗导航卫星首次发射,拉开2019年北斗高密度组网序幕。这颗卫星是北斗三号系统第20颗组网卫星,也是北斗三号系统首颗倾斜地球同步轨道卫星。
[思考]
(1)(区域认知)在发射架上等待发射的北斗卫星是天体吗 发射成功的北斗卫星是天体吗
答案:还未发射的北斗卫星仍属于地球的一部分,因此不是天体;而发射成功的北斗卫星已经进入太空、环绕地球运行,已经独立存在于宇宙中且在独立的轨道上运行,因此是天体。
(2)(综合思维)北斗卫星组网运行期间,其与地球能构成天体系统吗 为什么
答案:能。因为北斗卫星围绕地球运行,二者相互吸引、相互绕转,因此能构成天体系统。
1.天体的判断方法——“三看”
(1)一看空间位置。看它是不是位于地球大气层之外,独立存在于宇宙中。进入大气层或落到地面的物体不属于天体。例如,宇宙飞船在太空中运行时是天体,返回地面后就不是天体了。
(2)二看物质形态。看它是不是宇宙中的物质,一些自然现象不属于天体。
(3)三看运转轨道。看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,如在火星上运行的火星探测车。
示例:判断流星体、流星现象与陨星是否属于天体。
2.常见天体的特点及观察到的现象
天体 类型 形状 组成 (或成员) 能否自 己发光 观察到 的现象
星云 云雾状 气体和尘埃,主要成分是氢 — 云雾状
恒星 球状或 类球状 炽热气体 能 明亮 闪烁
行星 近似 球状 如太阳系的八大行星 否 明亮不闪烁,有明显的位置移动
流星体 球状、 块状 尘粒、固体块 否(与地球大气摩擦形成光迹) 在天空 中有一 道明亮 的光迹 (流星现象)
卫星 — 如月球 否 圆缺变化
彗星 云雾状、 有彗尾 冰物质 否 拖着扫帚状长尾
3.太阳系的组成结构
(1)以地球的轨道为界,常把水星和金星称为地内行星,火星、木星、土星、天王星和海王星称为地外行星。
(2)木星和土星的体积与质量分别居第一、第二位,称为巨行星。
(3)天王星和海王星距离太阳较远,称为远日行星。
太阳系示意图的判断方法
(1)明确八大行星的组成和位置:按距太阳的距离由近及远分别为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
(2)明确小行星带的位置:小行星带位于火星轨道与木星轨道之间。
(3)总结八大行星的运动特征:同向性、共面性、近圆性。
(4)了解哈雷彗星的特殊性:轨道为扁长的椭圆,公转方向与八大行星相反,彗尾背向太阳,环绕太阳运行的周期约为76年。
　　2019年1月,“嫦娥四号”月球探测器首次实现在月球背面着陆。读图,回答(1)～(2)题。
(1)(区域认知)“嫦娥四号”探测的目标天体属于(　　)
A.恒星
B.卫星
C.行星
D.彗星
(2)(综合思维)在月球绕地运行过程中,月球探测器(　　)
A.在①处经受太阳高温考验
B.在①处观测不到水星和金星
C.在②处能拍摄到地球照片
D.在②处可以观测到太阳
思路点拨:第(1)题,“嫦娥四号”是月球探测器,其探测目标是月球,月球是地球的天然卫星。第(2)题,图示为地球北极上空俯视视角下的地月系轨道图,月球运行到①处(新月位置)时,月球探测器着陆的月球背面被太阳光照射,处于白天,月球无大气层,白天受太阳光照射温度高,故A选项正确;①处的月球背面面向地球轨道内侧,水星、金星为地内行星,加上月球无大气散射现象,故在白天也可观测到水星和金星,B选项错误;不管月球在轨道上任何位置,位于月球背面的月球探测器都无法拍摄到地球,因为月球背面永远背向地球,C选项错误;②处的月球背面面向地球公转轨道外侧,与太阳呈相反方向,故无法观察到太阳,D选项错误。
答案:(1)B　(2)A
探究二　特殊的行星——地球
2015年美国国家航空航天局(NASA)的研究团队让我们对火星有了进一步的认识:7月,发现火星上有水合盐类,证实火星上有液态水的存在,而液态水是生命存在的关键。10月,发现火星之前可能存在一个持续了万年的湖泊。11月,发现被太阳风吹走的火星大气。
[思考]
(1)(综合思维)火星上可能存在生命吗 为什么
提示:可能。因为火星上有液态水,液态水是生命存在的关键证据之一。或不可能。因为火星上发现的是水合盐类,不是真正的液态水,同时,火星上没有适合生物呼吸的大气条件,气温也比较低。
(2)(地理实践力)假如存在地外文明,则该星球应具备怎样的外部条件
答案:安全的宇宙环境和稳定的光照。
地球的特殊性——存在生命
1.地球存在生命的外部条件
2.地球适宜的自身条件
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。
“四看”法分析高级智慧生命存在的条件
　　科学家最近发现,距太阳4.2光年的比邻星周围有一颗潜在的宜居行星。宜居行星与比邻星相距约700万千米,比邻星比太阳暗1 000倍。据此回答(1)～(2)题。
(1)(区域认知)判断该行星宜居的主要依据是(　　)
A.具有与地表相近的温度
B.具有地月系一样的天体系统
C.与比邻星的距离接近日地距离
D.获得与地面上相似的可见光
(2)(综合思维)宜居行星还需要适于生物呼吸的大气,大气的存在主要取决于(　　)
A.光照条件稳定
B.行星与太阳的距离适中
C.行星的体积和质量适中
D.有原始海洋
思路点拨:第(1)题,此题考查的是行星适宜居住的条件,可以参照地球上有生命存在的条件进行分析。日地距离及昼夜交替的周期决定地球上有适宜的温度,而此题材料重在描述比邻星的亮度及宜居行星与比邻星的距离,它们的距离远近直接决定了宜居行星的温度,而温度是行星上是否适宜居住的重要条件,故选A。第(2)题,行星上大气的存在和行星的体积、质量适中有关,其引力正好吸引住了适合生物生存的大气。
答案:(1)A　(2)C　
一、选择题
1.以下天体与我们的视觉对应正确的是(　　)
A.星云——一闪即逝
B.行星——圆缺多变
C.彗星——拖着长尾
D.月亮——轮廓模糊
解析:C　一闪即逝的是流星现象,轮廓模糊的是星云,明显位移的是行星,圆缺多变的是月亮,拖着长尾的是彗星。
宇宙是一个有序的,有一定层次和结构的物质世界。据此回答2～3题。
2.下列属于天体的是(　　)
①与地球擦肩而过的哈雷彗星　②中秋节时的月亮　③在俄罗斯车里雅宾斯克州坠落的陨石　④天空中飞行的飞机
A.①③ B.①②
C.②④ D.③④
3.下列概念中,具有从属关系,且从大到小依次排列的是(　　)
A.太阳系—木星—海王星
B.可观测宇宙—太阳系—银河系
C.太阳系—地月系—月球
D.太阳—地球—哈雷彗星
解析:2.B　3.C　第2题,陨石和天空中飞行的飞机属于地球的附属物,不能称为天体;而彗星、流星体、月球、星云和恒星等都属于天然天体。第3题,A项中木星和海王星为并列关系;B项虽具有从属关系,但银河系包含太阳系;D项没有从属关系。
　　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。宇宙中的蓝巨星很多,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,回答4～5题。
4.蓝巨星属于(　　)
A.星云 B.恒星
C.行星 D.卫星
5.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体积太小
④温度过高
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
解析:4.B　5.D　第4题,根据材料“蓝巨星是非常巨大的蓝色星球,亮度是太阳的五百倍以上”可知,该天体温度较高,自身能够发光发亮,属于恒星,故正确答案为B,A、C、D错误。第5题,“亮度是太阳的五百倍以上”,可见,光照条件很好,故①错误。“其引力较强,有时会吞噬行星”可见宇宙环境不安全,故②正确。“其引力较强”推测质量、体积应该比较大,故③错误。蓝巨星的温度过高,导致周围行星的温度过高,不适宜生命的存在,故④正确。综上,②④正确,故选D。
二、非选择题
6.读太阳系示意图,回答下列问题。
(1)图中C表示的天体集中分布的区域的名称是　　　　　,D表示的天体名称是　　　　。
(2)八颗行星绕日公转的共同特征是　　 　性、　　 　性、
　　　　　　性。
(3)图中E字母所表示的行星,从结构特征来看属于　　　　行星。
(4)图中虚线是　　　　　　的运行轨道,该天体上一次回归地球是在1986年,它的运行周期约是76年,则它下一次回归将在　　　年。
(5)地球上存在高级智慧生命与其所处的宇宙环境关系密切,此图所反映的有利的宇宙环境是 　 。
解析:第(1)题,图示为太阳系示意图,A为太阳,C数目较多,可推测为小行星带,由里向外每一圈代表一个行星轨道,D处于第7轨道,因此为天王星。第(2)题,八颗行星公转的共同特征为同向性、共面性、近圆性。第(3)题,E处于第4轨道,因此为火星,从结构特征看它与地球类似,属于类地行星。第(4)题,根据图示信息,虚线为哈雷彗星的运行轨道,运行周期为76年,因此下一次回归为1986+76=2062年。第(5)题,图中反映地球宇宙环境比较安全,原因是大、小行星各行其道(近圆性),互不干扰(同向性、共面性),使地球处于一种比较安全的宇宙环境之中(轨道安全,互不干扰)。
答案:(1)小行星带　天王星
(2)同向　共面　近圆
(3)类地
(4)哈雷彗星　2062
(5)大、小行星各行其道,互不干扰,使地球处于一种比较安全的宇宙环境之中(轨道安全,互不干扰)
基础达标训练
　　2020年9月,美国和德国的研究团队在《天体生物学》杂志上发表文章,详细介绍了24颗距离地球超过100光年的“超宜居”星球。“超宜居”判断标准包括行星年龄、质量、体积、表面温度、是否有水、与恒星距离等。据此回答1～2题。
1.这24颗“超宜居”星球位于(　　)
A.河外星系 B.银河系
C.太阳系 D.地月系
2.下列关于“超宜居”星球的推测,可信的是(　　)
A.适中的体积和质量,所以光照稳定
B.与主恒星距离适中,所以有适宜的温度
C.表面有坚硬的岩石,可防止星际物质撞击
D.星球运行轨道附近宇宙环境较安全,所以存在液态水
解析:1.B　2.B　第1题,银河系的短半径约2.5万光年,太阳系半径约3.4光年。材料显示,24颗“超宜居”星球与地球的距离超过100光年,因此这24颗“超宜居”星球应位于太阳系之外,银河系之内。地月系属于太阳系。故B正确,A、C、D错误。故选B。第2题,稳定的光照跟行星质量、体积无关,A错误。该星球与主恒星距离适中,所以有适宜的温度,推测可信,B正确。大气层的存在可防止星际物质撞击,与星球表面是否有坚硬的岩石无关,C错误。液态水的存在是因该行星有适宜的温度,与安全的宇宙环境无关,D错误。故选B。
　　读流星雨景观示意图,回答3～4题。
3.进入地球的流星体绝大部分都在大气中燃烧掉了,其产生的地理意义是(　　)
A.使地球表面的温度升高
B.避免了地球上的生物遭受过多紫外线的伤害
C.减少了小天体对地球表面的撞击
D.使地球表面昼夜温差不至于过大
4.流星体属于(　　)
A.绕地球公转的天体
B.绕太阳公转的天体
C.绕行星公转的天体
D.绕卫星公转的天体
解析:3.C　4.B　第3题,进入地球的流星体绝大部分在大气中燃烧掉了,减少了小天体对地球表面的撞击。第4题,流星体是存在于太阳系中的微小天体,环绕太阳公转。
　　地球是太阳系八大行星之一,下图是太阳系的局部图(M是地球的自然卫星)。据此回答5～6题。
5.下列说法正确的是(　　)
A.P是太阳系的中心天体
B.M是银河系的组成部分
C.N是距离太阳中心的第三颗行星
D.Q是距离太阳最远的一颗行星
6.与N、P、Q相比,地球上有利于生命物质存在的优越条件是(　　)
A.阳光照射一直比较稳定
B.有自然卫星M的存在
C.表面温度适合生物的生存
D.有丰富的二氧化碳气体
解析:5.B　6.C　第5题,根据与地球的位置关系,可以判断N是水星,
P是金星,M是月球,Q是火星;M属于银河系。第6题,B和D选项中的条件不是地球存在生命物质的条件;A选项中的条件对N、P、Q来说也是存在的。
7.读太阳系示意图,回答下列问题。
(1)2018年10月15日,中科院国家天文台宣布,经国际天文学联合会小天体命名委员会批准,国家天文台于1998年9月25日发现的国际永久编号为“79694”的小行星被正式命名为“南仁东星”。“南仁东星”位于　　　　和　　　　之间。(填行星名称)
(2)图中表示地球的是　　　 　,以地球为中心天体的天体系统是　 　　　。
(3)太阳系八大行星中,属于巨行星的是　　 　　(填字母)和　　　　 (填字母)。从八大行星的运动特征方面看,图中从　　　和　　　两方面反映出地球是太阳系中一颗普通行星。
(4)地球上存在生命物质与其所处的宇宙环境关系密切,该图反映出有利于地球生命存在的条件是　 。
(5)地球上存在生命的几个自身条件中,取决于地球在太阳系中位置的条件是　　　　　 　　。
解析:第(1)题,“南仁东星”是小行星,小行星带位于火星和木星轨道之间。第(2)题,按距日由近及远的顺序,地球位于第三位,则图中表示地球的是C,以地球为中心天体的天体系统是地月系。第(3)题,太阳系八大行星中,属于巨行星的是木星和土星,分别对应E和F。八大行星的运动特征表现为同向性、共面性及近圆性。图中并未表示同向性,但反映出地球同其他行星一样,绕日公转轨道具有共面性及近圆性,这两方面反映出地球是太阳系中一颗普通行星。第(4)题,图中显示八大行星及小行星各行其道,互不干扰,这为生命形成提供了一个相对安全的宇宙环境,这是本图反映出的有利于地球生命存在的条件。第(5)题,地球上存在生命的自身条件包含适宜的大气厚度和大气成分、充足的水分、适宜的温度范围等,其中日地距离适中使得地球地表温度适宜,这为生命孕育及液态水的存在奠定了基础,因此取决于地球在太阳系中位置的条件是日地距离适中。
答案:(1)火星　木星
(2)C　地月系
(3)E　F　共面性　近圆性
(4)大小行星各行其道,互不干扰
(5)日地距离适中,地表温度适宜
能力提升训练
　　读地球在宇宙中位置示意图,回答8～9题。
8.下列叙述正确的是(　　)
①d是人类已知的宇宙部分　②水星所在的最低一级天体系统是a　③由b天体系统示意图可知,地球所处的宇宙环境是安全的　④北极星与c是同一恒星系统
A.①② B.③④
C.①③ D.②④
9.关于b的叙述正确的是(　　)
A.中心天体是地球
B.哈雷彗星处在b天体系统
C.狮子座流星雨现象不会在b天体系统出现
D.b系统中除c星球外还有存在生命的行星
解析:8.C　9.B　第8题,读图可知,图中d表示目前人类已经观测到的有限宇宙,半径约137亿光年,为可观测宇宙。图中a为银河系,b为太阳系,c为地月系。水星属于太阳系,北极星为恒星。第9题,b为太阳系,其中心天体为太阳,该系统中只有地球上存在高级智慧生命。
　　2019年5月20日晚上出现木星伴月现象,木星位于月亮的右下方不远处,肉眼完全可见。心宿二是一颗著名的红超巨星,距离太阳约550光年,能放出火红色的光亮,中国古代又称大火。读图,回答10～11题。
10.心宿二属于(　　)
A.行星 B.星云 C.卫星 D.恒星
11.图示天体系统包括几级(　　)
A.一级 B.二级 C.三级 D.四级
解析:10.D　11.C　第10题,心宿二是一颗著名的红超巨星,能放出火红色的光亮,自身能发光,属于恒星。行星、卫星自身不能发光,星云为云雾状天体,呈散开状,不符合。故选D。第11题,图中心宿二是恒星,属于银河系,木星属于太阳系,月球属于地月系,一共有三级天体系统。故选C。
　　“五星连珠”现象较为少见,专家预测2040年这一天文现象将再次出现。读图,回答12～13题。
12.位于地球公转轨道两侧的行星是(　　)
A.甲和丙 B.丙和丁
C.乙和丁 D.丁和己
13.关于金星的叙述,正确的是(　　)
A.金星绕日公转的方向是自东向西
B.金星的左邻右舍分别是水星和火星
C.金星属于地内行星
D.金星属于巨行星
解析:12.B　13.C　第12题,图示为太阳系的一部分,甲为地球,其公转轨道两侧的行星是丙(金星)、丁(火星)。第13题,八颗行星绕日公转方向都是自西向东,金星公转轨道两侧的行星是水星和地球,金星属于地内行星和类地行星。
　　2020年5月24日晚,地球上人们在多地观测到“水金合月”天象,下图为当天太阳系局部示意图。据此回答14～15题。
14.图中表达出的天体系统级别共有(　　)
A.1级 B.2级 C.3级 D.4级
15.从地球上观测,水星和金星非常明亮的主要原因是它们(　　)
A.离日、地较近,反射较强
B.卫星数量多,引力作用强
C.体积庞大,反射面积较大
D.公转速度快,发光发热多
解析:14.B　15.A　第14题,根据题意,月球属于地月系,水星、金星、地球属于太阳系,图中显示的天体系统级别共有两级,故选B。第15题,水星和金星离太阳和地球较近,反射较强,从地球上观测水星和金星非常明亮。与B、C、D关系不大,故选A。
　　北京时间2020年7月23日12时41分,我国海南文昌航天发射场成功发射首次火星探测任务的天问一号探测器,开启火星探测之旅,迈出了我国行星探测第一步。天问一号探测器将在地火转移轨道飞行约7个月后,到达火星附近,进行火星科学探测。请结合下面图表,回答16～17题。
项目 距日距离/106千米 质量(地球=1) 体积(地球=1) 自转周期(小时) 卫星数
地球 149.6 1 1 23.9 1
火星 227.9 0.11 0.15 24.5 2
16.图中表示火星的序号是(　　)
A.① B.② C.③ D.④
17.科学家认为火星是除地球外最有可能存在生命的天体之一。据材料分析原因是火星与地球相比(　　)
A.有相近的昼夜交替周期
B.有相近的大气成分和卫星数
C.有相近的体积和质量
D.有岩石、土壤和大量液态水
解析:16.B　17.A　第16题,小行星带位于火星和木星轨道之间,且火星轨道较木星轨道距太阳近,可判断出②为火星,B正确。①为地球、③为木星、④为金星。故选B。第17题,从表中可得,火星和地球昼夜交替周期相近,可以有适宜的温度,有可能存在生命,A正确。火星和地球的大气成分不同,B错误。火星的质量和体积比地球小,C错误。火星没有大量液态水,D错误。
　　下图表示包括月球的不同级别天体系统示意图。读图,回答18～19题。
18.图中甲、乙、丙、丁代表的天体系统依次为(　　)
A.地月系、太阳系、银河系、可观测宇宙
B.地月系、银河系、太阳系、可观测宇宙
C.可观测宇宙、银河系、太阳系、地月系
D.太阳系、银河系、河外星系、地月系
19.作为地月系的中心天体——地球,在宇宙的位置可以描述为(　　)
①太阳系距离太阳第三近的行星　②是太阳系中的一颗巨行星　③与太阳系中的金星、火星相邻 ④是一颗有生命存在的行星
A.①④ B.①③
C.②③ D.②④
解析:18.C　19.B　第18题,读图可知,丁中有地球,且为中心天体,故为地月系;地球公转轨道位于丙系统中,故丙为太阳系;太阳系位于银河系当中,故乙为银河系;可观测宇宙包括银河系,故甲为可观测宇宙。故选C。第19题,按照离太阳的距离从近到远,八大行星依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。地球是太阳系距离太阳第三近的行星,①正确。地球是太阳系中的一颗类地行星,②错误。与太阳系中的金星、火星相邻,③正确。地球是一颗有生命存在的行星,但这不是位置的描述,④错误。故选B。
20.阅读图文材料,回答下列问题。
　　浙江某高中地理兴趣小组研究地球上存在生命的条件,画出了下列两幅示意图。图1为太阳系中八大行星排列顺序示意图,图2为太阳系局部图(乙代表小行星带)。
(1)图1中A～H八大行星绕日公转的运行轨道具有　　　 　、
　　　 　、　 　　　的特征。
(2)图2中甲、丙的名称分别是　　 　　、　　 　　,它们分别对应图1中的　　　 　、　　　 　;甲的公转方向从北极上空俯视呈　　　　　时针。
(3)图1中具有生命存在的行星是　　　　(填字母)。金星表面温度很高,其原因可能是　 　。
(4)与地球相比,行星H不存在生命的最主要原因是　　　　　　。
解析:第(1)题,八大行星绕日公转具有同向性(公转方向相同)、近圆性(公转轨道接近圆)及共面性(几乎在同一个平面)三大特征。第(2)题,图2为太阳系局部图,乙代表小行星带,小行星带位于火星和木星之间,图2中甲、丙的名称分别是火星、木星。 它们分别对应图1中的D、E;八大行星绕日公转的方向呈逆时针,甲的公转方向从北极上空俯视呈逆时针。第(3)题,太阳系中唯一有生命存在的行星是地球,即C。金星表面温度高的主要原因是距离太阳较近。第(4)题,行星H是海王星,与地球相比,行星H不存在生命的最主要原因是距太阳远,获得的太阳辐射少,温度过低。
答案:(1)同向性　近圆性　共面性
(2)火星 木星　D　E　逆
(3)C　离太阳较近
(4)距太阳远,获得的太阳辐射少
21.根据材料,回答下列问题。
材料一　科学家利用各种办法寻找“地外文明”。在人类发射的宇宙探测器上,携带了人类信息图,介绍了人类与地球最基本的情况;还把各民族的经典音乐放在太空中不断播放,以引起其他天体上生物的共鸣;在地球上修建了大容量的电磁波接收装置,用来捕获来自“地外文明”的电磁波……
材料二　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:“亲爱的外星朋友,你们好!我们是X星球上的居民,我们的星球将于10年后毁灭,因此我们打算移居外星球。贵星球可以接纳我们吗 ”
(1)如果宇宙探测器上要播放地球在宇宙中的位置,你认为该如何
描述
(2)有人看到材料二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。”他为什么这样说 (提示:信号用电磁波传递,速度为光速,即3×108m/s)
(3)若X星球上真有“地外文明”,那么该星球自身应具备什么条件
解析:第(1)题,地球的位置可从天体系统等级和在太阳系的具体位置来说明。第(2)题,可以通过计算看一下信息传递需要的时间。第(3)题,某星球具有生命,它所具备的条件应和地球相类似。可参照地球上有生命存在的自身条件归纳。
答案:(1)地球位于银河系中的太阳系,是太阳系八大行星中距离太阳由近及远的第三颗行星。
(2)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时5年多,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。
(3)该星球应具备的基本条件:充足的水分,恰到好处的大气厚度和大气成分,适宜的太阳光照和温度范围等。第二节　太阳对地球的影响
课标要求 素养目标
　　运用资料,说明太阳对地球的影响。 1.人地协调观:通过分析太阳活动对地球的影响,学会用辩证的态度看待问题。 2.综合思维:能通过展示的图片,理解太阳活动增强时会产生磁暴,影响短波通信的原因。 3.区域认知:结合某区域实例,总结太阳辐射对所在区域环境以及对生产、生活的影响。 4.地理实践力:通过生活实践以及课前在室外的观测,培养学生获取地理信息的能力和分析、判断、推理等逻辑思维能力。
一、太阳辐射与地球
结合教材第18～19页相关知识,完成以下内容。
1.太阳辐射:是太阳以电磁波的形式向宇宙空间放射的能量。太阳辐射根据不同波长可分为紫外光、可见光和红外光,具体如图表所示。
波长 及分区 太阳辐射波长范围为0.15～4微米。A为紫外区,波长较短;B为可见光区;C为红外区,波长较长
能量分布 太阳辐射能量主要集中在波长较短的可见光波段,约占总能量的50%
太阳常数 表示太阳辐射能量的物理量,太阳常数为8.24焦/(厘米2·分)
2.太阳辐射对地球的影响
(1)太阳辐射经植物的生物化学作用,可以转化成有机物中的生物化学能。煤炭、石油等化石燃料,是地质时期生物固定以后积累下来的太阳能。
(2)太阳辐射是地球大气运动、水循环的主要能源。太阳辐射本身以及大气运动、水循环等,也为人类源源不断地提供能源。
[思考1] 你知道“万物生长靠太阳”的原因吗
答案:太阳辐射为地球提供光和热。植物生长需要适宜的温度,需要太阳光进行光合作用。
二、太阳活动与地球
结合教材第19～21页相关知识,完成以下内容。
1.太阳活动
(1)概念:指太阳释放能量的不稳定性所导致的一些明显现象。
(2)类型及分布。
类型 太阳黑子 耀斑、日珥 太阳风
分布 C光球层 B色球层 A日冕层
(3)重要标志:太阳黑子和耀斑。
2.太阳黑子
(1)概念:太阳光球层的表面有些黑斑点。这些黑斑点实际上并不黑,而是黑子温度比光球层平均温度(约6 000K)低,所以显得暗淡一些。
(2)活动特点:以11年为周期。分为太阳活动峰年(黑子数目最多的年份)和太阳活动谷年(黑子数目最少的年份)。
3.耀斑
(1)概念:在色球层的某些区域,会出现短时间内突然增亮的现象,叫作耀斑,又叫作太阳色球爆发。
(2)活动周期:11年。
(3)实质:色球层中激烈的能量爆发,以太阳射电爆发和高能粒子喷发等方式放出辐射能。
(4)影响:引起地球大气电离层中强烈的电磁扰动——磁暴,影响短波通信,干扰电子设备,甚至威胁运行在太空中的宇航器的安全。
4.太阳风
(1)实质:日冕层温度增高,使高能带电粒子向外运动,脱离太阳的引力飞向宇宙空间。
(2)活动规律:太阳活动峰年,太阳风的强度相应增大,特别是在耀斑爆发时,太阳风格外强烈。
(3)影响:太阳风到达地球时,受地球磁场的作用,偏向极地上空,轰击高层大气,使大气电离,产生发光现象,即为极光。
[思考2] 信鸽主要靠地球磁场辨别方向。再过几天一次大规模的信鸽比赛就要举行了。家住北京的刘老汉这几天正在组织信鸽训练,没想到的是一向听话的信鸽再也没有飞回来。经人指点,刘老汉才知道丢失信鸽和太阳活动有关,你能解释其中的原因吗
答案:信鸽主要靠地球磁场辨别方向,太阳活动会扰动地球磁场,产生磁暴,使信鸽不能正确辨别方向。
判断题
(1)太阳是整个太阳系光和热的主要来源。(　√　)
(2)太阳辐射分布的纬度差异,造成了地球上许多自然现象的纬度地带差异。(　√　)
(3)地球大气能够阻挡太阳风,使地球免受太阳风的危害。(　×　)
(4)太阳活动的影响程度还受社会发展阶段的影响。(　√　)
(5)极光在中纬度地区的夜间也能看到。(　×　)
探究一　太阳辐射对地球的影响
材料一　“蜀犬吠日”出自唐代文学家柳宗元《答韦中立论师道书》:“屈子赋曰:‘邑犬群吠,吠所怪也。’仆往闻庸、蜀之南,恒雨少日,日出则犬吠。”意思是说屈原的赋里说:“城镇中的狗成群地乱叫,叫的是他们感到奇怪的东西。”我过去听说庸、蜀的南边,经常下雨,很少出太阳,太阳一出来,就会引起狗叫。
材料二　素有“日光城”之称的拉萨是西藏自治区的首府,藏语意为“圣地”。拉萨位于雅鲁藏布江支流拉萨河北岸,平均海拔3 650米。这里属高原干旱气候区,特点是气温偏低,降水较少,空气稀薄,全年日照时间在3 000小时以上。
[思考]
(1)(区域认知)结合材料说出“庸、蜀之南,恒雨少日”的原因。
答案:庸、蜀之南主要位于四川盆地,该地空气潮湿,天空多云;四周群山环绕,中间平原的水汽不易散开。
(2)(综合思维)四川盆地是我国年太阳辐射总量较低的区域,这一现象形成的主要原因是什么
答案:四川盆地受西南季风和盆地地形的影响,降水量大,阴雨天较多,故年太阳辐射总量较低。
(3)(地理实践力)我们到拉萨旅游,会发现市区的路灯多为太阳能路灯,其主要的原因是什么
答案:拉萨所在地区海拔高,大气稀薄,降水少、晴天多,太阳能资源丰富。
1.太阳辐射对地理环境及生产、生活的影响
有 利 影 响 对 地 理 环 境 的 影 响 太阳辐射是地球大气能量的根本来源,维持着地表温度
太阳辐射是地球水循环、大气运动和生命活动的主要动力
自然界的岩石风化等与太阳辐射有关
从生物界来看,动植物的生长发育离不开太阳提供的光、热
对 生 产 和 生 活 的 影 响 生产和生活中所使用的能量主要是由石油、煤炭等化石燃料提供的,这些化石燃料都是地质时期生物固定以后积累下来的太阳能
太阳辐射能也是人类生产、生活的直接能量来源,如人们可直接利用太阳能热水器、太阳灶、太阳能光伏电站来获取能量
不利 影响 过多的紫外线会危害地球生物
2.影响太阳辐射的因素
地表获得太阳辐射量的多少直接取决于太阳辐射强度和日照时间,具体的影响因素如下表所示。
纬度 纬度低,太阳辐射强;纬度高,太阳辐射弱
天气 天气晴朗,阴天少,日照时间长,太阳辐射强;反之太阳辐射弱
地势 地势高,空气稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用小,日照强度大,太阳辐射强;反之太阳辐射弱
大气透明度 大气透明度好,尘埃杂质少,太阳辐射强;反之太阳辐射弱
巧记影响太阳辐射的因素
我国年太阳辐射总量的空间分布
(1)总体特征:我国年太阳辐射总量的分布,从总体上看,是从东部沿海向西部内陆逐渐增强。高值中心在青藏高原,低值中心在四川盆地。具体分布如图所示。
(2)特例分析:青藏高原成为太阳辐射高值中心的原因为纬度较低,太阳高度大;海拔高,空气稀薄,大气对太阳辐射削弱作用弱;晴天多,日照时间长;大气中尘埃含量少,透明度高,到达地面的太阳辐射多。
四川盆地成为低值中心的原因为盆地地形,水汽不易散发,空气中含水汽多,阴天、雾天较多,大气对太阳辐射削弱作用强,到达地面的太阳辐射少。
　　下图所示是一款新型太阳能衣服,衣服上有太阳能电池板,可以给很多设备(包括手机、平板电脑和全球卫星导航系统终端)充电。据此回答(1)～(2)题。
(1)(区域认知)我国下列地区中,太阳能衣服使用效率最高的是(　　)
A.四川盆地 B.长江中下游平原
C.东北平原 D.青藏高原
(2)(综合思维)关于太阳辐射的叙述正确的是(　　)
A.太阳辐射能量来源于内部的核裂变反应
B.煤、石油的形成与太阳辐射无关
C.太阳辐射是产生磁暴现象的原动力
D.太阳辐射是大气运动以及水循环的主要动力
思路点拨:第(1)题,太阳能衣服使用效率与使用地区的太阳能丰富程度有关。青藏高原地区海拔高,空气稀薄,晴天多,太阳辐射最强,所以太阳能衣服使用效率最高,D正确;而四川盆地、长江中下游平原、东北平原,因海拔低,空气稠密,且夏季多云雨天气,四川盆地还多雾,太阳辐射较弱,排除A、B、C。故选D。第(2)题,太阳辐射的能量来源于太阳内部的核聚变反应,A错误。煤炭和石油属于地质时期生物体固定的太阳能,形成与太阳辐射有关,B错误。对地球磁场影响明显的是太阳活动,而不是太阳辐射,C错误。太阳辐射能是维持地表温度,促进地球上的水、大气、生物活动和变化的主要动力,其中水循环中的蒸发和水汽输送的能量来自太阳辐射,D正确。
答案:(1)D　(2)D
探究二　太阳活动及其对地球的影响
《科技日报》北京电:北京时间2017年9月6日,太阳爆发了两次耀斑,到达峰值时间分别在17时10分和20时02分,级别分别为X2.2和X9.3,后者是有史以来最耀眼的耀斑。美国国家航空航天局(NASA)捕捉到了这两次耀斑的图像。据美国国家海洋和大气管理局太空天气预测中心(SWPC)官网报道,耀斑导致了高频无线电通信经历了一次“大范围失灵,失去联络长达一小时”。而就在此前一天,太阳黑子发射了一个M级耀斑,导致冠状物质弹射,方向正好对准地球,它产生壮观的极光的同时,也损坏卫星通信和电力系统。
[思考]
(1)(综合思维)材料中的耀斑形成于哪个太阳大气层 是如何形成的
答案:色球层。太阳大气高度集中的能量释放。
(2)(综合思维)太阳活动会对地球产生哪些影响
答案:影响短波通信;使地球磁场产生磁暴现象;两极地区出现极光现象;影响天气、气候等。
(3)(地理实践力)假如你在北京,能否看到极光这一自然奇观 地球上哪些地区能看到极光现象 为什么
答案:不能。极地和高纬度地区才能看到极光现象。太阳抛出的带电粒子流到达地球时,受地球磁场的作用,偏向极地上空,在那里轰击高层大气,使大气电离,产生绚丽多彩的极光。
1.太阳外部结构、特征及主要太阳活动
2.太阳活动及其对地球的影响
活动 类型 活动特征 对地球的影响
太阳 黑子 ①温度比周围低而呈现为黑斑点; ②太阳活动的重要标志; ③周期约为11年 ①影响地球气候变化,太阳活动峰年,激烈天气现象出现的概率增加; ②影响地球上的短波通信; ③扰乱地球磁场,引起电磁扰动,产生磁暴现象; ④在两极地区的夜空出现极光现象
耀斑 ①忽然出现的大而亮的斑块; ②时间短; ③释放巨大能量; ④太阳活动的重要标志; ⑤周期约为11年
日珥 ①是一种剧烈的太阳活动现象; ②爆发时喷射大量带电粒子
太阳 风 日冕层温度超过100万摄氏度,形成带电粒子流
　　2017年9月6日,太阳出现了一次强耀斑爆发,当时太阳风特别强烈。据研究,当太阳、地球与月球三者相互位置关系合适时,太阳风可将地球氧气“吹到”月球上,使月球附近带电荷的氧离子明显增多。据此回答(1)～(2)题。
(1)(区域认知)当月球附近带电荷的氧离子明显增多时,月球所处的位置最有可能是(　　)
A.① B.② C.③ D.④
(2)(综合思维)耀斑出现(　　)
A.较少的年份,短波通信常中断
B.较少的年份,农业生产倾向增产
C.较多的年份,磁暴现象出现多
D.较多的年份,地球上的降水较少
思路点拨:第(1)题,读材料可知,太阳风吹向远离太阳的方向,可将地球氧气“吹到”月球上,这说明地球位于太阳和月球之间。读图,③位置符合。第(2)题,耀斑是太阳活动最激烈的显示,耀斑出现较多的年份,会影响地球电离层,影响短波通信,也会影响地球磁场,磁暴现象出现多。太阳活动与天气、气候异常存在一定相关性,但不同地区影响不一样。
答案:(1)C　(2)C
一、选择题
　　近年来,国家不断加大青藏地区太阳能应用的投资。据此回答1～2题。
1.太阳能的开发利用,说明(　　)
A.地质时期生物能固定并积累太阳能
B.太阳辐射为人们的生产生活提供能源
C.太阳辐射为地球生物提供光热资源
D.太阳辐射是地球上水运动的主要动力
2.西藏地区太阳能丰富的主要原因是(　　)
A.晴天多,气温较高
B.空气稀薄,对太阳辐射削弱小
C.海拔高,日地距离近
D.纬度较低,太阳辐射强度大
解析:1.B　2.B　第1题,太阳能的开发利用,说明太阳辐射可以为人们的生产生活提供重要的能源,B正确。“地质时期生物能固定并积累太阳能”“太阳辐射为地球生物提供光热资源”,以及“太阳辐射是地球上水运动的主要动力”,并不能通过对太阳能资源的开发来说明,A、C、D错误。故选B项。第2题,西藏地区的海拔比较高,其气温是比较低的,A错误。西藏地区的海拔比较高,大气比较稀薄,大气对该区域的太阳辐射的削弱作用比较弱,到达地面的太阳辐射量比较大,因此可知西藏地区太阳能丰富的主要原因是“空气稀薄,对太阳辐射削弱小”,B正确。西藏地区太阳能丰富的主要原因并不是因为该区域的海拔高,日地距离近,C错误。“纬度较低,太阳辐射强度大”是西藏地区太阳能资源丰富的原因之一,但不是主要原因,D错误。故选B项。
　　下图为太空拍摄到的极光景观图。为进一步加强极光观测研究,中国在冰岛建立极光联合观测台。据此回答3～4题。
3.造成地球高纬度地区上空出现绚丽多彩的极光的太阳活动是(　　)
A.黑子 B.耀斑 C.日珥 D.太阳风
4.观测台选址冰岛的原因是(　　)
A.地基稳定,地质灾害少
B.位于极光带附近,利于监测
C.降水少,大气能见度好
D.离城市近,基础设施完善
解析:3.D　4.B　第3题,太阳活动是指太阳释放的能量的不稳定性所导致的一些明显现象,造成地球高纬度地区上空出现绚丽多彩的极光的太阳活动是太阳风。第4题,中国在冰岛建立极光联合观测台,主要原因是位于极光带附近,利于监测,所以B正确。
5.据观测,太阳在2018年经常出现表面几乎没有黑子的状态,进入太阳活动谷年,下列现象最可能的是(　　)
A.太阳风的强度增大
B.耀斑爆发格外剧烈
C.天气变化相对平稳
D.全球农业倾向增产
解析:C　太阳黑子是太阳活动的重要标志,进入太阳活动谷年,太阳活动减弱,太阳风的强度减弱,耀斑爆发较少,天气变化相对平稳,全球农业倾向减产,选C。
二、非选择题
6.读太阳大气结构图,回答下列问题。
(1)A是　　　　层,该层出现的太阳活动是　　　　　　。这些区域由于　　　　　　　　　　　而暗黑。
(2)B是　　　　层,该层有时会出现突然增亮的部分,叫作　　　　。
(3)世界许多地区降水量的年际变化,与太阳　　　　的变化周期有一定的相关性;　　　　爆发时发射的电磁波进入地球电离层,会影响　　　　　　　　　　;太阳带电粒子流能使地球磁场受到扰动,产生　　　　现象。
(4)北美洲北部居民常看到壮观的　　　　现象。
解析:根据图示分析,A为光球层、B为色球层、C为日冕层。第(1)题,太阳黑子发生在光球层,太阳黑子区域温度比周围低,因此看起来暗一些。第(2)题,B是色球层,耀斑活动发生在此层。第(3)题,太阳活动对地球电离层、地球磁场和地球大气状况均有影响,发生磁暴、极光现象并扰动电离层,影响短波通信。第(4)题,北美洲北部在北极圈以内,太阳活动爆发时居民可欣赏到极光现象。
答案:(1)光球　太阳黑子　温度比周围低
(2)色球　耀斑
(3)黑子　耀斑　短波通信　磁暴　
(4)极光
基础达标训练
1.在日常生活中,下列人类使用的能源最终来自太阳辐射的是(　　)
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
解析:A　④地热能来源于地球内部,不是来源于太阳辐射。太阳辐射能维持着地表温度,是地球上水、大气运动和生命活动的主要动力。作为工业主要能源的煤、石油等矿物燃料,是地质历史时期生物固定以后积累下来的太阳能。太阳辐射是我们日常生活和生产所用的太阳灶、太阳能热水器、太阳能电站的主要能量来源。因此①②③能源来自太阳辐射,A正确。
　　2020年5月29日,美国国家航空航天局(NASA)太阳动力学观测站数据显示,太阳表面出现了一次极为激烈的耀斑活动,这次的耀斑是自2017年10月以来,太阳爆发的最强的耀斑。据此回答2～3题。
2.关于太阳大气层上发生的太阳活动及成因对应关系匹配的是(　　)
A.光球层—耀斑—光球能量激烈爆发
B.色球层—太阳黑子—色球局部温度低
C.日冕层—太阳风—带电粒子高温加速脱离太阳引力场
D.太阳内部—日珥—高温高压核聚变
3.此次耀斑对地球带来的影响可能包括(　　)
①产生磁暴,干扰电子设备　②我国多地发生强烈地震　③浙江地区上空出现极光　④影响短波通信
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
解析:2.C　3.D　第2题,光球层上的太阳活动为太阳黑子,色球层上的太阳活动为耀斑和日珥,太阳风是太阳日冕层上带电粒子高温加速脱离太阳引力场的一种带电粒子流的运动,据此判断A、B、D错误,C正确。第3题,考查耀斑爆发的影响。耀斑是发生在太阳大气局部区域的一种最剧烈的爆发现象。它能在短时间内释放大量能量,引起局部区域瞬时加热,向外发射各种电磁辐射,并伴随粒子辐射突然增强。耀斑大爆发时,会产生磁暴,干扰电子设备;同时会影响短波通信,①④正确;极光现象应出现在高纬度地区,地震发生属于地球内部能量的爆发,因此②③错误,故选D。
4.下图为宇航员在国际空间站拍摄的图片。图中亮点为金星,它正从地球地平线和极光中升起。下列关于极光的叙述正确的是(　　)
A.极光在各纬度地区上空均有出现
B.极光常出现在地球高纬度地区夜晚
C.极光是近地面大气电离而发光
D.极光的产生与太阳活动无关
解析:B　极光出现于地球的高纬度地区上空,是一种绚丽多彩的发光现象。地球的极光是来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流(太阳风)使高层大气分子或原子激发(或电离)而产生。极光并不是在各纬度地区上空均有出现,A错误;极光只有在高纬度地区夜晚才能看见,白天太阳光线强烈,极光会被阳光淹没,B正确;极光是出现在高层大气中的,并不是出现在近地面大气中,C错误;极光的出现正是太阳活动对地球的影响之一,D错误。
　　据中国天文科普网报道:2018年,太阳活动迎来了谷年,随着太阳黑子数目的减少,地球接受的太阳辐射将会减少,地球可能进入温度较低的“小冰期”。读太阳结构示意图,回答5～6题。
5.下列关于材料中提到的太阳活动与所发生的圈层对应正确的是(　　)
A.耀斑—②层—能量急剧释放
B.太阳黑子—①层—温度相对较低
C.太阳风—③层—温度相对较低
D.耀斑—③层—能量急剧释放
6.太阳活动对地球的影响可能包括(　　)
A.世界部分地区降水发生异常
B.全球许多国家发生强烈地震
C.有线电视信号受到严重干扰
D.引起对流层大气的电磁扰动
解析:5.B　6.A　第5题,太阳大气层从内到外依次是①光球层、②色球层、③日冕层。材料中提到的太阳活动是太阳黑子,发生在光球层,因温度较低而比较暗被称为黑子。故选B。第6题,太阳活动对地球的影响包括影响气候、影响电离层和影响地球磁场等。影响气候可能使得世界部分地区降水发生异常,A正确;地震发生是地球内能的释放,与太阳活动没有关系,B错误;影响高层大气中的电离层,从而影响短波通信,不会影响有线电视信号,C、D错误。
7.阅读图文材料,回答下列问题。
材料一　我国拥有世界上最早的黑子记录,但人类系统观测黑子的历史不足300年。黑子数量高峰年称为太阳活动峰年,人类系统记录的第23太阳活动周于1996年开始。
材料二　第23太阳活动周的太阳黑子数预报图(2003年资料)。
材料三　太阳外部圈层图。
(1)太阳黑子发生在太阳大气的　　　层,为材料三中的字母　　　。它的形成原因是　 　 。
(2)从图中信息推测　　　　年是第24太阳活动周峰年。
(3)与太阳黑子活动同步的太阳活动还有B层的　　 　、　　　等。
(4)太阳活动是太阳风暴的诱发因素。请举例说明太阳活动对地球的影响。
解析:第(1)题,读太阳外部圈层图可知,A为光球层,B为色球层,C为日冕层。太阳黑子发生在太阳大气的光球层,即图中的A层,太阳黑子的形成原因是温度比光球层平均温度低,所以看起来暗一些。第(2)题,从“第23太阳活动周的太阳黑子数预报图”可知,第23太阳活动周峰年为2000年,因为太阳活动周期为11年,因此可以推测2011年是第24太阳活动周峰年。第(3)题,与黑子活动同步的太阳活动还有B色球层的耀斑、日珥等。第(4)题,太阳活动是太阳风暴的诱发因素。太阳活动对地球的影响有:太阳活动会影响地球的气候;太阳活动会扰动电离层,影响短波通信;太阳活动会扰动地球磁场,产生“磁暴”现象;太阳大气抛出的高能带电粒子高速冲进两极地区的高空大气,与稀薄大气碰撞,产生极光。
答案:(1)光球　A　温度比光球层平均温度低
(2)2011
(3)耀斑　日珥
(4)影响地球气候;影响短波通信;产生磁暴现象;形成极光。
能力提升训练
　　日全食即太阳被月球全部遮住的天文现象,下图为某天文爱好者拍摄的日全食照片。据此回答8～9题。
8.照片中肉眼所能看到的太阳大气层及相应的太阳活动是(　　)
A.光球层、太阳黑子 B.日冕层、耀斑
C.色球层、太阳风 D.色球层、耀斑
9.日全食照片中未被遮住的这一层太阳大气剧烈活动时产生的影响可能是(　　)
A.影响我国南方地区的交通运输
B.影响我国北方地区的有线网络通信
C.轮船航行过程中指南针突然失灵
D.流星现象突然异常增多
解析:8.D　9.C　第8题,日全食时,用肉眼可见太阳外围的玫瑰色的大气,即色球层;色球层上对应的太阳活动为耀斑。第9题,耀斑剧烈活动时,即耀斑爆发,会产生强烈的高能带电粒子,当它们闯入大气电离层时,会影响短波通信;闯入磁场时,产生磁暴,指南针会突然失灵。
　　《汉书·五行志》记载:“西汉河平元年(公元前28年),三月乙未,日出黄,有黑气大如钱,居日中央。”读太阳结构示意图,回答10～11题。
10.“黑气”在图中出现的位置是(　　)
A.E B.F C.G D.H
11.下列不是太阳活动对地球影响的是(　　)
A.干扰电离层,影响有线电视信号传输
B.发生磁暴现象,指南针不能正确指示方向
C.极地附近的夜空产生美丽的极光现象
D.引发气候异常,造成水旱灾害
解析:10.A　11.A　第10题,“黑气”是指太阳黑子,太阳黑子位于光球层,图中E表示光球层,A正确;F表示色球层,G表示日冕层,H位于太阳内部,而光球层应位于太阳的大气层最内层。故选A。第11题,太阳活动发射的电磁波干扰地球电离层,从而影响地球上的短波通信,A选项符合题意;其他选项均属于太阳活动对地球的影响。
　　读太阳黑子与温带乔木年轮相关性曲线图,回答12～13题。
12.图中年轮宽度与太阳黑子数之间的关系是(　　)
A.正相关 B.负相关
C.成反比 D.没有相关性
13.此图所反映的问题是(　　)
A.太阳活动影响地球的降水变化,进而影响树木生长
B.太阳活动发射的电磁波扰动地球电离层,影响树木生长
C.太阳活动时,抛出的带电粒子流扰动地球磁场,进而影响树木生长
D.太阳活动时,太阳风会在两极地区产生极光,进而影响树木生长
解析:12.A　13.A　第12题,太阳黑子数较多的年份,树木年轮较宽,太阳黑子数较少的年份,树木年轮较窄,说明两者呈正相关的关系。第13题,年轮的宽窄与气候相关,说明太阳黑子数目的变化引起气候(降水)的变化,进而影响树木生长。
2017年7月22日至8月1日美国国家航空航天局(NASA)不向其火星轨道探测器和火星车发出任何指令。NASA有关人员解释:“预计到通信会明显变差,谨慎起见,这段时间我们不会和我们的火星设备交流。我们不想冒险让航天器执行错误指令。”据此回答14～15题。
14.太阳活动常对地球上的生产、生活产生影响,其产生的带电粒子流吹袭地球后,可能出现的现象有(　　)
①南、北两极出现极光现象　②指南针不能正确指示方向　③影响长波通信　④漠河地区出现“白夜”现象
A.①② B.①③ C.②④ D.②③
15.这次通信变差与火星、地球、太阳三者相对位置关系相关,该时段火星最可能位于图中的(　　)
A.甲段 B.乙段 C.丙段 D.丁段
解析:14.A　15.C　第14题,太阳活动产生的带电粒子流吹袭地球后,扰乱地球大气电离层,使短波通信受到影响,甚至会出现短暂的中断,③错误;高能带电粒子流扰动地球磁场,产生“磁暴”现象,使磁针剧烈颤动,不能正确指示方向,②正确;当高能带电粒子流高速冲进两极地区的高空大气层时,会产生极光现象,①正确。“白夜”现象是由大气对太阳光的散射所致,与太阳活动无关,④错误。第15题,读图分析,在丙位置时,火星、太阳与地球三者在一条直线上,从地球的方位来看,火星位于太阳的正后方,在这一位置,太阳将会对地球与火星之间的通信造成干扰。因此,为了防止通信受损,NASA决定暂停与多个火星轨道飞行器以及地面火星车之间的通信。
　　“渔光互补”式光伏电站是在水面上架设太阳能电池板发电,水域用于水产养殖,实现“一地两用”提高单位面积土地的经济价值。读图,回答16～17题。
16.我国下列地区中,最适合大范围建“渔光互补”式光伏电站的是(　　)
A.柴达木盆地 B.黄土高原
C.内蒙古高原 D.长江中下游地区
17.“渔光互补”式光伏电站可能会(　　)
A.大幅提升大气温度 B.降低水体温度
C.加快浮游植物生长 D.提高水面温度
解析:16.D　17.B　第16题,由材料可知,“渔光互补”式光伏电站是在水面上架设太阳能电池板发电,有大面积水域的地区最适合大范围建“渔光互补”式光伏电站,因此长江中下游地区最适合;柴达木盆地、黄土高原、内蒙古高原都缺少大面积水域。D正确。第17题,从材料当中可以看出“渔光互补”式光伏电站在水面上架设太阳能电池板,阻挡了太阳光直接照射到水体,可能会降低水体温度,B正确,D错误。对大气温度影响较小,A错误。光照减弱,浮游植物生长减缓,C错误。
　　图中屋顶的黑色“硅板”,就是太阳能屋顶。风和日丽的白天,屋顶将太阳能转化为电能,把富余的电能送入电网。我国有关专家指出:上海没有油田和煤矿,但有两亿平方米的屋顶,不能辜负了屋顶上这片免费的阳光。读图,回答18～19题。
18.下列自然现象与太阳辐射无关的是(　　)
A.生物的出现 B.水体的运动
C.风的形成 D.火山的喷发
19.上海积极推广“太阳能屋顶计划”是因为(　　)
A.上海是我国太阳能资源最丰富的地区
B.上海人口众多,能源需求量大
C.太阳能资源清洁、可再生、能量集中
D.上海经济发达,能源蕴藏量大
解析:18.D　19.B　第18题,生物的出现、水体的运动、风的形成都与太阳辐射有关。火山的喷发是地球内部能量的强烈释放,与太阳辐射无关,故选D。第19题,我国太阳能资源最丰富的地区在青藏高原,A错误。上海人口众多,经济发达,能源需求量大,但是常规矿物能源缺乏,B正确。太阳能资源能量较为分散,C错误。上海能源蕴藏量小,D错误。故选B。
20.阅读图文材料,回答下列问题。
材料一　2020年5月29日,太阳爆发了自2017年10月以来最强的耀斑, 美国国家航空航天局(NASA)在太阳动力学天文台(SDO)观测到了这次爆发。
材料二　美国宇航局“朱诺号”木星探测器携带3块太阳能板,每块长10米,宽2.7米。升空后3块太阳能板慢慢展开,这让“朱诺号”看起来像一台巨型的风车,媒体形象地把这3块太阳能板称为“太阳能翅膀”。
(1)耀斑发生在太阳大气的　　　　　 　　层,它的形成原因是　 。
(2)与耀斑活动同步的太阳活动还有　　 　　,它的数目变化大体上以　　 年为周期。
(3)“朱诺号”木星探测器使用太阳能作为能源,但木星上太阳辐射能相对较弱。说明可以采取哪些措施保证“朱诺号”上的能源供应。
解析:第(1)题,耀斑发生在太阳大气的色球层,它是太阳大气高度集中的能量释放过程。第(2)题,耀斑往往与太阳黑子同步发生,太阳黑子数量变化的周期约为11年。第(3)题,从增大太阳能电池帆板面积及调整帆板朝向等方面回答。
答案:(1)色球　太阳大气高度集中的能量释放
(2)太阳黑子　11
(3)加大太阳能电池帆板面积;采取措施使太阳能电池帆板始终对着太阳。
21.阅读图文材料,回答下列问题。
　　太阳辐射是地球大气运动的主要能量源泉,也是地球光热能的主要来源。受诸多因素的影响,到达不同地区的太阳辐射的多少各有不同。辽宁省是我国太阳辐射能开发利用较早的省份之一,近年来,辽宁省许多大型企业加大对太阳能资源开发和光伏发电的投资力度,并取得了良好的效益。下图为辽宁省年太阳辐射总量空间分布图。
(1)分别指出辽宁省东部和西部地区年太阳辐射总量的分布特点。
(2)说明甲地区年太阳辐射总量较低的主要原因。
(3)分析乙地区发展太阳能光伏电站的有利条件。
解析:第(1)题,根据辽宁省年太阳辐射总量空间分布图可知,辽宁省东部地区年太阳辐射总量由东北向西南逐渐增加。西部地区年太阳辐射总量由东南向西北逐渐增加。第(2)题,读图可知,甲地区位于长白山地区,位于夏季东南季风迎风坡,多地形雨,阴雨天多,大气对太阳辐射削弱作用强,所以年太阳辐射总量较低。第(3)题,读图可知,乙地区位于内蒙古高原上,太阳能资源丰富,可发电量大,同时人口和城市较少,电能消费量小,电量节余较多,因而可以大力发展太阳能光伏
电站。
答案:(1)东部地区:年太阳辐射总量由东北向西南逐渐增加。西部地区:年太阳辐射总量由东南向西北逐渐增加。
(2)位于夏季东南季风迎风坡,多地形雨,到达地面的太阳辐射减少,导致年太阳辐射总量较低。
(3)乙地区太阳能资源丰富,可发电量大;人口和城市较少,电能消费量小,电量节余较多。第三节　地球的圈层结构
课标要求 素养目标
1.运用示意图,说明地球的圈层结构。 2.运用资料,说明地震的成因,了解避震、防震的措施。 1.人地协调观:通过认识地球的圈层结构,培养学生树立热爱地球和保护地球的观念。 2.综合思维:在了解地球圈层结构的基础上认识自然环境的组成,即在空间范围上把自然环境放在地球圈层结构中认识。 3.地理实践力:充分运用感性认知的手段,如利用教具、学具,或者绘制示意图,进而构建起地球圈层结构的认知框架。 4.区域认知:人类通过长期活动创造了人文环境,而自然环境和人文环境共同组成地理环境,加深对人类生活的地球表层的认识。
一、地震和地震波
结合教材第23～24页相关知识,完成以下内容。
1.地震
(1)概念:地壳快速释放能量过程中造成的地面震动,是一种危害和影响巨大的自然灾害。
(2)地震构造。
①图中C为震源、B为震中、BC为震源深度、AB为震中距。
②地震的大小用震级表示,一次地震只有一个震级。
③D位于等震线上,等震线是指将烈度相同的点连成封闭的曲线。
④地震对地表和建筑物等破坏强弱的程度,用烈度表示,一次地震,可以有多个烈度。
2.地震波
(1)含义:地震的能量以波动的方式向外传播,形成地震波。
(2)类型和特点。
类型 传播 速度 传播介质 共同特点
纵波 (P波) 较 快 在固体、液体和气体中均能传播 ①在不同介质中的传播速度不同; ②经过不同介质的界面时,会发生反射和折射现象
横波 (S波) 较 慢 只能在固体中传播
(3)应用:通过对地震波的精确测量,“透视”了地球内部的结构。
二、地球的内部圈层
结合教材第25～27页相关知识,完成以下内容。
1.划分依据:地震波的传播速度。
[思考1]为什么能用地震波来探测地球内部结构
答案:地球内部物质性质不均一,不同深度上物质的性状、组成不同。纵波和横波的传播速度,会随着通过物质的性质不同而变化。
2.地壳(A)
(1)范围:地面以下、a莫霍面以上的固体外壳。
(2)厚度:平均厚度为 17千米。大陆地壳较厚,平均厚度为 39～41千米,高原地区(如青藏高原)地壳最厚处可达70千米;大洋地壳较薄,平均厚度为5～10千米。
(3)组成物质:由90多种化学元素组成,它们多以化合物的形态存在。硅酸盐类矿物在地壳中分布最广。
(4)分层
3.地幔(B)
(1)范围:在莫霍面与b古登堡面之间,深度从地壳底界到 2 900千米。
(2)组成物质:具有固态特征,主要由含铁、镁的硅酸盐类矿物组成,由上而下,铁、镁的含量逐渐增加。
(3)分层:分为上地幔和下地幔。上地幔上部存在一个软流层,一般认为这里可能是岩浆的主要发源地。
(4)岩石圈:地壳和上地幔顶部(软流层以上)的合称。
4.地核(C)
(1)范围:地球的核心部分,即古登堡面所包围的球体。
(2)组成物质:可能是极高温度和高压状态下的铁和镍。
(3)分层
三、地球的外部圈层
结合教材第27～28页相关知识,完成以下内容。
1.组成:地球的外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈。
2.大气圈:包裹地球的气体层。近地面的大气密度大。随着高度的增加,大气的密度迅速减小。
3.水圈:由液态水、固态水和气态水组成。陆地水与人类社会的关系最为密切。
4.生物圈:地球上所有生物及其生存环境的总称。生物圈并不单独占有任何空间,而是分别渗透于大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。
5.关系:大气圈、水圈、生物圈与岩石圈相互联系、相互渗透,共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。
[思考2]结合图示,找出图中主要事物,按照圈层划分思考其所属的圈层。
答案:云属于大气圈,树木属于生物圈,瀑布属于水圈,岩石属于岩石圈。
判断题
(1)纵波传播速度较快,只能通过固体传播。(　×　)
(2)从地幔到地壳,地震波的传播速度越来越慢。(　√　)
(3)地壳厚度不均匀,一般海拔高的地区地壳较薄,海拔低的地区地壳较厚。(　×　)
(4)地球的外部圈层中,不断转化和循环运动最明显的是大气圈。(　×　)
(5)生物圈就是地球上所有生物组成的一个有生命的圈层。(　×　)
探究一　地球的内部圈层及其划分依据
情境一　据中国地震台网正式测定:2021年6月16日16时48分在青海海西州茫崖市(38.14°N,93.81°E)发生5.8级地震,震源深度10千米。
情境二　地震波是指地震发生时,从岩层断裂处发出的在地球介质中传播的波,地震波分为纵波和横波。纵波简称P波,是震动方向与波的传播方向一致的波,纵波传播速度快,到达地面时人感觉颠动,物体上下跳动。横波简称S波,是震动方向与波的传播方向垂直的波。横波传播速度比纵波慢,到达地面时人感觉摇晃,物体会来回摆动。所以,地震来临时,人的感觉是“先颠后晃”。横波威力大,是造成建筑物破坏的主要因素。
[思考]
(1)(区域认知)此次地震的震源位于地球的哪个圈层
答案:地壳。
(2)(综合思维)地震发生时,你若处在大街上,你有怎样的震感 你若正在湖中划船,你的感觉又是怎样的 为什么
答案:处在大街上首先感到地面上下颠簸,然后水平晃动,因为固体地面上纵波、横波都能通过,且纵波传播速度比横波快。处于湖中船上只能感到上下颠簸,因为纵波能在液体中传播,横波只能在固体中传播。
1.地震波的特点和分类
地震波 纵波(P波) 横波(S波)
概念 波的振动方向与传播方向一致 波的振动方向与传播方向垂直
传播 状况 速 度 快;固体中最快,气体中最慢 慢
介 质 可以通过固体、液体和气体传播 只能通过 固体传播
共性 传播速度都随着所通过物质的性质而变化
地物表现 上下颠簸 左右摇晃
2.地球内部圈层的划分依据及各层的特点
(1)划分依据:地震波的传播速度,图中虚线M为横波(S),实线N为纵波(P)。
(2)两个不连续界面。
不连续界面 莫霍面(a) 古登堡面(b)
深度 平均约17 km 在地下约 2 900 km处
地震波速 度变化 纵波和横波的传播速度都明显增加 纵波的传播速度突然下降,横波完全消失
圈层划分 地壳和地幔分界面;两者物理状态有差异;都是固体 地幔与地核分界面;外核为液态或熔融状态
(3)分层及特点。
分层 名称 特点 界面
A层 地 壳 硅铝层 固体外壳,平均厚度为17千米,大陆地壳平均厚度为39～41千米,大洋地壳平均厚度为5～10千米。地壳厚度变化规律:地球大范围固体表面的海拔越高,地壳越厚;海拔越低,地壳越薄 莫 霍 面 (a) 古登堡面 (b)
硅镁层
B层 地 幔 上地幔 地幔物质具有固态特征,主要由含铁、镁的硅酸盐类矿物组成,由上而下铁、镁的含量逐渐增加;上部存在软流层(F),一般认为可能是岩浆的主要发源地
下地幔
C+ D层 地 核 外核 地核可分为外核(液态或熔融状态)和内核(固态)。组成物质可能是极高温度和高压状态下的铁和镍
内核
地壳与岩石圈的区别与联系
　　地壳位于莫霍面以上,是地球表面一层薄薄的、由岩石组成的坚硬外壳。岩石圈不同于地壳,岩石圈包括地壳和上地幔顶部(软流层以上),二者关系如下图所示:
下图为地震波在地球内部传播速度和地球内部结构(①～④为地球内部圈层)示意图。读图,回答(1)～(2)题。
(1)(区域认知)①～④表示的地球内部圈层,对应正确的是(　　)
A.①-地壳 B.②-岩石圈
C.③-地幔 D.④-软流层
(2)(综合思维)下列对地球内部各圈层特点的描述,正确的是(　　)
A.①-横波传播速度最大
B.②-内部物质组成均匀
C.③-呈液态或熔融状态
D.④-由硅酸盐矿物组成
思路点拨:第(1)题,从图中信息可以看出,①圈层较薄,地震波通过该圈层的界面时,波速突然增加,属于地壳;②圈层大约为2 900千米深度,至此横波突然消失,纵波速度也突然减小,是地幔;③④是地核中的外核和内核。故选A。第(2)题,读图可知,①处横波传播速度不是最大;②处横波、纵波传播速度增大,说明传播介质发生了变化,因此②内部物质组成并不均匀。纵波在③处突然变小,横波则消失,根据横波只能在固体中传播,说明③处物质是液态或熔融状态。科学家推测,组成地核的物质,可能是极高温度和高压状态下的铁和镍。故该题选C。
答案:(1)A　(2)C
探究二　地球的外部圈层结构及特点
2017年2月28日,“蛟龙”号载人潜水器在西北印度洋完成中国大洋38航次首次下潜。这是“蛟龙”号2017年开展的“第一潜”,也是我国首次对西北印度洋开展深潜调查,下潜深度3 500 m。“蛟龙”号克服重重环境和技术困难进行深海探索,除了为海洋资源开发探路,还承担着许多像海洋生命、地质演化等科学研究使命。
[思考]
(1)(区域认知)“蛟龙”号下潜的位置处于地球的哪个圈层 该圈层是否都分布在海平面以下
答案:水圈。该圈层是地表和近地表各种形态水体的总称,主体是海洋,还包括陆地上的河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等。因此,该圈层不是都分布在海平面以下。
(2)(综合思维)地球外部圈层的分布有什么特点
答案:各圈层基本上是上下平行分布的;在地球表面附近,各个圈层是相互渗透甚至是相互重叠的。
1.地球圈层结构图示
2.地球外部圈层特点比较
外部 圈层 概念 组成 其他
大 气 圈 包裹地球的气体层 气体和悬浮物质,主要成分是氮气和氧气 大气圈使得地球上的温度变化和缓,风、云、雨、雪等天气现象与人类息息相关
水 圈 是地表和近地表的各种形态水体的总称 由液态水、固态水和气态水组成,主体是海洋,还包括陆地上的河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等 连续但不规则的圈层,且处于不间断的循环运动之中
生 物 圈 地球上所有生物及其生存环境的总称 大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部 生物圈与大气圈、水圈和岩石圈相互联系、相互渗透,是最活跃的圈层
认识生物圈的特殊性
生 物 圈 的 特 殊 性 组成 成分 生物圈由所有生物和它们的生存环境组成,是唯一有生命存在的有机圈层,也是最活跃的圈层
空间分 布范围 生物圈渗透于大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部,不单独占有任何空间
形成 过程 生物圈孕育于大气圈、水圈、岩石圈之中,离开了它们,生物圈将不复存在。生物圈与大气圈、水圈和岩石圈相互联系、相互渗透,共同构成人类赖以生存和发展的自然环境
下图为北大西洋极圈附近的冰岛发生大规模火山喷发的景观,火山灰蔓延使欧洲航空业遭受重大损失。读图,回答(1)～(2)题。
(1)(区域认知)受冰岛的火山喷发活动影响较小的地球圈层是(　　)
A.大气圈 B.生物圈
C.水圈 D.地核
(2)(综合思维)这些蔓延的火山灰物质在地球圈层中迁移的顺序是(　　)
A.大气圈—水圈、生物圈—岩石圈
B.岩石圈—大气圈—水圈、生物圈
C.水圈、生物圈—大气圈—岩石圈
D.水圈、生物圈—岩石圈—大气圈
思路点拨:第(1)题,岩浆来源于地幔,地核位于地幔以下,不受火山影响。第(2)题,火山活动喷发的火山灰首先进入地球的大气圈,然后它们会作为凝结核随着降水进入水圈,溶于水中被植物吸收,从而进入生物圈,最后经沉积、固结成岩等外力作用进入岩石圈。
答案:(1)D　(2)A
一、选择题
　　2020年2月3日0时5分在四川成都市青白江区(30.74°N,104.46°E)发生5.1级地震,震源深度21千米。据此,回答1～2题。
1.下列关于地震的说法,正确的是(　　)
A.一次地震,只有一个烈度
B.一次地震,可以有多个震级
C.地震波是震源释放的能量波
D.观测点到震源的垂直距离为震源深度
2.该次地震震源所处位置位于(　　)
A.地壳 B.地幔 C.地核 D.软流层
解析:1.C　2.A　第1题,一次地震只有一个震级,但距震中距离不同烈度也不同;从地表到震源的垂直距离,称为震源深度。故C正确,A、B、D错误。第2题,本次地震的震源深度21千米,位于大陆地壳,故A正确,B、C、D错误。
　　读图,回答3～4题。
3.划分地球内部圈层的主要依据是(　　)
A.岩浆活动的强弱程度
B.组成物质的温度变化
C.内部岩石的坚硬程度
D.地震波传播速度的变化
4.地壳厚度的变化规律是(　　)
A.地壳厚度均匀 B.海拔越高,地壳越薄
C.洋壳较厚,陆壳较薄 D.陆壳较厚,洋壳较薄
解析:3.D　4.D　第3题,根据地震波传播速度的变化可将地球内部划分为三大圈层。第4题,地壳厚度不均匀,陆壳较厚,洋壳较薄,陆地上海拔越高的地方,地壳越厚。
　　读地球四个圈层构成示意图,回答5～6题。
5.图中所示A、B、C代表的圈层分别为(　　)
A.水圈、生物圈、岩石圈
B.生物圈、岩石圈、水圈
C.岩石圈、水圈、生物圈
D.生物圈、水圈、岩石圈
6.下列对A圈层的说法,正确的一组是(　　)
①是有机圈层　②是厚度最小的圈层　③是质量最大的圈层　④是仅由生物组成的圈层　⑤它渗透于大气圈的底部、水圈的全部、岩石圈的上部
A.①⑤ B.③④ C.④⑤ D.①②
解析:5.D　6.A　第5题,从图中可以看出,C位于最底层,是岩石圈,位于岩石圈与大气圈中间的是水圈,生物圈是分布最广、覆盖面最广的圈层,跨了大气圈、水圈和岩石圈,故A、B、C代表的圈层分别是生物圈、水圈、岩石圈,D项正确。第6题,生物圈是地球上所有生物及其生存环境的总称;生物圈是地表有机体包括微生物及其自下而上的环境;生物圈是地球特有的圈层,厚度并不是最小的;质量最大的圈层是岩石圈;生物圈不仅仅由生物组成,还包括其生存环境,它渗透于大气圈的底部、水圈的全部、岩石圈的上部。故①⑤正确。
二、非选择题
7.读地震波波速与地球内部构造图,回答下列问题。
(1)图中地震波E是　　　　　,F是　　　　　。
(2)图中分界面A是　　　　　,B是　　　　　。
(3)图中圈层C是　　　,D是　　　,H是　　　。
(4)简述E波在地下2 900千米的地方突然消失的原因。
解析:第(1)题,横波速度慢,只能在固态中传播。图中E波速度慢,在2 900 km处突然消失,可判断E波为横波。纵波速度快,可以在固、液、气三态中传播,F波为纵波。第(2)题,横波和纵波在地下平均33 km处波速都明显加快,对应图中分界面A是莫霍面;地下2 900 km处横波消失,纵波减速,B是古登堡面。第(3)题,图中圈层C是地幔,在莫霍面和古登堡面之间;D是外核,H是内核,在古登堡面以下。第(4)题,E波是横波,只通过固体物质传播;在地下2 900千米的地方可能是由液态或熔融状态物质构成。
答案:(1)横波　纵波
(2)莫霍面　古登堡面
(3)地幔　外核　内核
(4)E波是横波,只能通过固体物质传播;在地下2 900千米的地方可能是由液态或熔融状态物质构成,横波不能通过,故在此消失。
基础达标训练
　　下图为地球内部圈层结构的局部图。读图,回答1～2题。
1.有关上图说法正确的是(　　)
A.地壳在海洋中缺失
B.①层和②层属于地壳
C.②层是软流层
D.岩石圈是指①②层的全部和③层的大部分
2.在地球内部,地震波传播速度最快的地方是(　　)
A.莫霍面附近 B.上、下地幔之间
C.古登堡面上部附近 D.内、外核之间
解析:1.B　2.C　第1题,莫霍面到地表的部分为地壳,由图可知,海洋中地壳没有缺失;岩石圈的范围是指①②层的全部和③层的顶部;地壳位于莫霍面以上,为图中①层和②层,软流层属于地幔。第2题,地震波传播速度最快的地方是古登堡面上部附近,再向下横波消失,纵波速度迅速减小。
　　下图为地球圈层结构示意图。读图,回答3～4题。
3.下列有关地球圈层特点的叙述,正确的是(　　)
A.①圈层所在的大气圈,主要成分是氮和氢
B.②圈层即岩石圈
C.③圈层为岩浆发源地
D.④圈层的物质状态为固态
4.下列有关图中信息的叙述,正确的是(　　)
A.纵波、横波通过古登堡面时,波速都增加
B.在⑤圈层无法观测到横波
C.①和②之间的圈层即水圈
D.地球内部、外部各圈层都是连续且规则的
解析:3.C　4.B　第3题,图中①表示12～50 km高度的大气,主要成分是氮气和氧气,A错误。②圈层表示地壳,岩石圈是软流层之上的地壳和地幔部分,B错误。③圈层表示软流层,为岩浆发源地,C正确。④圈层表示外核,是液态,⑤圈层表示内核,是固态,D错误。第4题,纵波、横波通过古登堡面时,横波完全消失,纵波速度快速下降,A错误;横波只能在固态中传播,④圈层表示外核,是液态,横波无法穿过④圈层到达⑤圈层,B正确;水圈由气态水、液态水和固态水组成,①和②之间的圈层有生物圈、水圈,C错误;地球内部、外部各圈层有的是不连续的,有的是连续但不规则的,D错误。
　　下图是地球圈层间的物质交换示意图,图中序号①②③④代表四大圈层。读图,回答5～6题。
5.图中序号依次是(　　)
A.大气圈、水圈、岩石圈、生物圈
B.岩石圈、大气圈、生物圈、水圈
C.水圈、岩石圈、生物圈、大气圈
D.水圈、生物圈、岩石圈、大气圈
6.“落红不是无情物,化作春泥更护花”反映的圈层关系是(　　)
A.①② B.②③ C.①③ D.③④
解析:5.C　6.B　第5题,地球的各个圈层之间相互联系。根据它们之间的相互关系,可知图中①②③④依次代表的是水圈、岩石圈、生物圈、大气圈。第6题,“落红”属于生物圈,“春泥”属于岩石圈。
7.读地球内部圈层示意图,回答下列各题。
(1)地球内部圈层的名称:A+B统称为　　 　　,A+B+C统称为　　　 　,D是　　 　　,C+D+E是　　 　的一部分。
(2)不连续界面:F为　　　,G　　　　是横波完全消失的界面。
(3)地震波在F以下速度发生的变化是　　　　　　　　　　　　。
(4)A和B厚度不均的原因:
　。
解析:A、B厚度不同,分别为大陆地壳和大洋地壳,A、B和C均位于100 km深度(软流层上界)以上,共同构成岩石圈,D位于100～400 km深度,应为软流层,C+D+E属于上地幔的三个组成部分,属于地幔。F为莫霍面,地震波在经过莫霍面时,横波、纵波均明显加速。古登堡面(G)向下,横波完全消失。
答案:(1)地壳　岩石圈　软流层　地幔
(2)莫霍面　古登堡面
(3)(纵波和横波)传播速度明显加快
(4)地壳的厚度不均,A是大陆地壳,B是大洋地壳,大洋地壳比大陆地壳薄
能力提升训练
　　地震波在不同媒介中的传播速度是不同的,科学家利用这一原理探究地球内部结构。据此回答8～9题。
8.地震波在地球内部传播时,科学家们发现在距离地面大约2 900 km深度处横波速度突然降低为零,纵波速度也突然降低,这说明(　　)
A.地球内部存在着岩浆
B.该深度上下层次的温度变化明显
C.大陆地壳与大洋地壳的厚度不同
D.该深度上下层次的物质组成存在很大差异
9.人们在生产活动中还常利用地震波(　　)
A.传递声音信号 B.进行地质探矿
C.调查农作物虫害情况 D.测量山峰的高度
解析:8.D　9.B　第8题,在不同物质组成的介质里,地震波的传播速度是不同的。横波只能通过固体物质,而纵波可通过固、液、气各态物质。因此,根据地下2 900 km处的波速变化可知,该处上下层物质组成存在较大差异,2 900 km以下为非固态物质。第9题,如果地下某处存在矿产资源,那么矿产资源的物质组成会与周围地区有差异,地震波经过该处时,其波速会发生异常变化。
　　2020年11月18日,新疆克拉玛依市独山子区(44.16°N,84.82°E)发生3.3级地震,震源深度13千米。据此回答第10～11题。
10.此次地震的震源位于(　　)
A.①圈层 B.②圈层
C.③圈层 D.④圈层
11.有关图中地球圈层特点叙述正确的是(　　)
A.①圈层属于地球内部圈层
B.②圈层中硅铝层在大洋洋底较罕见
C.③圈层横波能穿过
D.④圈层的物质状态为液态
解析:10.B　11.B　第10题,图中①为大气圈,②为地壳,③为水圈,④为上地幔上部。地壳平均厚度约17 km,此次地震震源深度13千米,因此震源应位于地壳。故B正确,A、C、D错误。第11题,图中①为大气圈,属于地球外部圈层,A错误;②为地壳,由硅铝层和硅镁层组成,硅铝层较轻,位于上部,在大洋底部可能消失,B正确;③为水圈,横波不能通过,C错误;④为上地幔上部,呈固态,D错误。故选B。
　　下图为地球的圈层结构示意图。据此回答12～13题。
12.关于地震波的叙述,正确的是(　　)
A.纵波在莫霍面速度迅速降低
B.横波在古登堡面忽然消失
C.纵波和横波在古登堡面速度均迅速增加
D.纵波和横波在地幔内部的传播速度是均一的
13.读地球的圈层结构示意图,可知(　　)
A.①是地壳,②是地幔,④是岩石圈
B.③是被陆地分割成的不连续的圈层
C.自然地理环境即组成地球的各圏层
D.外部圈层与内部圈层之间没有联系
解析:12.B　13.A　第12题,根据研究,地震波在莫霍面和古登堡面处传播速度发生明显变化。在莫霍面,横波和纵波传播速度都明显增快;在古登堡面处,横波突然消失,纵波传播速度迅速减慢。地幔内部物质不均一,故纵波和横波在地幔内部的传播速度是不均一的。故选B。第13题,根据地震波在地球内部的传播,地球内部从外到内依次分为地壳、地幔和地核。读图,①和②的顶部组成④,而①②是除地核以外的两个地球内部圈层,且④与三个地球外部圈层共同组成了自然地理环境。故④为岩石圈,①为地壳,②为地幔,A正确;③为水圈,水圈是连续但不规则的圈层,B错误;岩石圈、大气圈、水圈和生物圈相互联系、相互渗透,共同组成自然地理环境,而不是自然地理环境就是组成地球的各圈层,C错误;外部圈层与内部圈层之间存在着密切的联系,D错误。故选A。
　　下图示意地震波波速的变化。分析地震波波速变化可以了解地球内部的圈层结构。据此回答14～15 题。
14.下列叙述正确的是(　　)
A.①—地壳,②—地幔,③—地核
B.在①层中的地震波波速随深度加深而增快
C.甲波由①层进入②层,波速急剧上升
D.乙波无法通过地幔
15.上图中的X处为(　　)
A.莫霍面
B.古登堡面
C.岩石圈与软流层交界处
D.内核与外核交界处
解析:14.B　15.B　第14题,根据深度和波速的大小及变化可知,①为地壳和地幔,②为外核,③为内核;甲波由①层进入②层,波速急剧降低;乙波为横波,在地幔中可以通过。第15题,X为地幔和地核的分界面,是古登堡面。
　　下图为地球内部圈层局部示意图。读图,回答16～17题。
16.图中(　　)
A.①为岩石圈
B.软流层以上由岩石组成
C.③为地壳
D.古登堡面以上为地幔
17.图中①②③所属关系可以表示为下面中的(　　)
解析:16.B　17.D　第16题,据图可知,①为地壳,③为软流层以上的岩石圈,由岩石组成;地幔位于古登堡面以上,莫霍面以下。故只有B项正确。第17题,据图可知,①和②没有交集,②和③有交集,③包括①,故D图符合。
　　读地球圈层结构示意图(部分),回答18～19题。
18.人类赖以生存的地理环境的空间范围最接近于(　　)
A.生物圈 B.水圈
C.①圈层 D.②圈层
19.有关图中地球圈层特点的叙述,正确的是(　　)
A.水圈都分布在海平面以下
B.生物圈孕育于其他圈层中
C.①圈层处于水圈和生物圈之间
D.②圈层中硅镁层在大洋洋底缺失
解析:18.A　19.B　第18题,人类赖以生存的地理环境位于地表附近,最接近生物圈。第19题,生物圈是一个跨圈层的圈层,其界线不像其他圈层那样分明。
20.阅读图文材料,回答下列问题。
材料一　北京时间2018年10月31日16时29分,在四川省凉山州西昌市(27.7°N,102.08°E)发生里氏5.1级地震,震源深度19 km。
材料二　图甲为我国大陆部分地壳等厚度线图,图乙为地震波在地球内部传播速度图。
(1)为探测莫霍面的情况,在下列四地同时进行了地震波的测定,最迟从莫霍面传来地震波的是(　　)
A.拉萨 B.乌鲁木齐
C.上海 D.北京
(2)要了解地球各圈层组成物质和结构特征,目前主要的研究依据是　 　。材料二图乙中A为　　　　,B为　　　　,写出判断依据。
(3)在地壳等厚度线图中,0 km表示　　　　(界面)。写出图甲所示区域地壳厚度大致分布规律:　　　　　　　 　　　　　。根据材料可以推断出,西昌市地震的震源位于　　　　(填“地壳”“地幔”或“地核”)。
解析:第(1)题,在地球的大范围固体表面,海拔越高,地壳越厚,拉萨位于青藏高原,海拔高,地壳厚度大,故地震波到达的晚。第(2)题,了解地球内部圈层目前主要依靠地震波;图乙中A的传播速度较慢且只能通过固体传播,判断A为横波,B的传播速度较快,能通过固体、液体和气体传播,判断B为纵波。第(3)题,地壳是指莫霍面以上的部分,故地壳厚度为0 km表示位于莫霍面上。读图可直接得出图甲中等值线的分布规律。材料反映该次地震的震源深度为19 km,而大陆地壳的平均厚度为39～41 km,故判断地震震源位于地壳。
答案:(1)A
(2)地震波　横波　纵波　地震波的传播速度随所通过的介质不同而变化;纵波能通过固体、液体和气体传播,且速度较快,横波只能通过固体传播,速度较慢。
(3)莫霍面　从西北向东南递减　地壳
21.读材料,回答问题。
材料一　地球外部圈层结构示意图。
材料二　当地时间2017年6月5日,“蛟龙”号在西北太平洋雅浦海沟进行了2017年试验性应用航次(中国大洋第38航次)第7次下潜,这也是本航段截至目前采集生物样品最多的一次下潜。此次下潜共取得近底海水16升,变质岩53.8千克,海参3只、海星1只、海绵1只、海蛇尾3只、未知物种1只。
(1)地球外部圈层中,厚度最大的是　　　　　,连续而不规则的圈层是　　　　,其范围渗透到其他圈层之中的是　　　　　。
(2)岩石圈的范围包括　　　　　　和　　　 　　　,由坚硬的　　　 　组成。在莫霍面下,地震波的横波和纵波的传播速度将　　　 　,地幔和地核的分界面是　　　　　　　。地球外部圈层之间　　　　　,形成人类赖以生存和发展的自然环境。
(3)“蛟龙”号采集到样本的位置处于地球的　　　 　(圈层)。
解析:第(1)题,由图可知,地球外部圈层中,厚度最大的是大气圈,连续而不规则的圈层是水圈,其范围渗透到其他圈层之中的是生物圈。第(2)题,岩石圈包括地壳和上地幔顶部(软流层以上),由坚硬的岩石组成,莫霍面往下,地震波波速将增大。地幔与地核之间是古登堡面。这些圈层之间相互联系、相互渗透,形成人类赖以生存和发展的自然环境。第(3)题,根据材料提示:此次下潜共取得近底海水16升,说明采集到样本的位置是在海洋深处接近海底,所以“蛟龙”号采集到样本的位置处于地球的水圈。
答案:(1)大气圈　水圈　生物圈
(2)地壳　上地幔顶部(软流层以上)　岩石　增加　古登堡面　相互联系、相互渗透
(3)水圈第四节　地球的演化
课标要求 素养目标
　　运用地质年代表等资料,简要描述地球的演化过程。 1.区域认知:了解地球早期演化各个阶段的特点,对地球的整个地质历史都有一个清晰的认识。 2.人地协调观:了解各个地质年代的特点,并认识到每个地质年代所形成的矿产、植被和生物演化等对现今人类的影响,培养学生的人地协调观。 3.综合思维:利用所学,探究地球的形成过程。 4.地理实践力:依据地层和化石能够确定地层所形成的年代和推测古地理环境特点。
一、地层和化石
结合教材第29～31页相关知识,完成以下内容。
1.地球的历史:约为46亿年。
2.地层
(1)含义:地壳上部呈带状展布的层状岩石或堆积物。
(2)特点:保存有不同时代的生物遗体或遗迹,遗留下环境变化的物质凭证。
(3)作用:是记录地球历史的“书页”。
3.化石
(1)含义:多数是古生物的遗体,如贝壳、骨骼等;少数是古生物活动的遗迹,如足印、粪便等。
(2)特点:不同时代的地层一般含有不同的化石,而相同时代的地层往往保存着相同或近似的化石。
(3)作用:确定地层的时代和顺序。
4.研究意义:根据地层组成物质的性质和化石特征,可以追溯地层沉积时的环境特征。
[思考1]古生物都能保存下来成为化石吗 说说理由。
答案:不是的。理由:①生物本身具有硬壳、骨骼等不易毁坏的硬体部分才容易形成化石。②生物死亡后必须尽快地被沉积物所掩埋,这样才能避免腐烂或被其他动物所吞食。③埋藏下来的生物遗体必须经石化才能形成化石。
二、地球的演化史
结合教材第31～36页相关知识,完成以下内容。
1.地球历史的划分
(1)根据:地层顺序、生物演化阶段、地壳运动和岩石年龄等。
(2)划分:将地球历史划分为冥古宙、太古宙、元古宙和显生宙。划分单位由大到小依次是宙→代→纪。
(3)地质年代:地壳中不同地质时代地层的具体形成时间和顺序。
2.前寒武纪
(1)时间:指古生代寒武纪以前的时期,大约经历了40亿年,包含冥古宙、太古宙、元古宙。
(2)演化特点。
①海陆演化:在太古宙,岩浆活动剧烈,火山喷发频繁;在元古宙,地壳运动剧烈,晚期出现若干大片陆地。
②生物演化:从单细胞到多细胞,从原核生物到真核生物,标志着地球进入了一个生命大发展的阶段。
3.显生宙:寒武纪以来的时期,包括古生代、中生代和新生代。
(1)古生代。
①海陆演化:地壳剧烈变动,欧亚大陆和北美大陆的雏形基本形成,我国东北、华北抬升成陆地。
②生物演化。
早期 中期 后期 末期
动 物 海生 无脊椎 动物空前 繁盛,如 三叶虫、 珊瑚等 出现脊椎 动物—— 鱼类 一部分鱼 类演化成 两栖类 60%以上的海生无脊椎动物种类灭绝;原始鱼类和古老的两栖类也全部灭绝
植 物 出现低 等植物 蕨类植物繁生 蕨类植 物明显 衰退
(2)中生代。
①海陆演化:陆地面积空前扩大。环太平洋地带地壳运动剧烈,形成高大山系。
③灭绝:末期,恐龙灭绝,海洋中50%以上的无脊椎动物种类也灭绝了。
(3)新生代。
①海陆演化:发生了一次规模巨大的造山运动,由此形成现代地貌格局及海陆分布。
②生物演化
[思考2]古生代末期,几乎95%的物种从地球上消失,你是怎样理解的
答案:古生代地球的大气环境不稳定,地壳运动剧烈,生物物种少,因此地球环境变化或宇宙环境的变化都会危及地球上生物的生存。
1.判断题
(1)地层越老,地层中的化石越低级、越简单。(　√　)
(2)研究地层和化石可以了解地球的生命历史和古地理环境。(　√　)
(3)前寒武纪地球上无生命迹象。(　×　)
(4)人类的出现是生物演化史上的重大飞跃。(　√　)
(5)现在地球上地势起伏的基本面貌形成于新生代。(　√　)
2.连线题
探究一　地层和化石及其作用
南漳—远安动物群是全球最早的海生爬行动物群落之一,是揭示早三叠纪海洋生物复苏和海生爬行动物起源与演化的关键窗口。近年来,湖北鳄、鱼龙和始鳍龙等多种海生爬行动物化石相继在该地区发现。如图是卡洛董氏扇桨龙化石照片及素描图。
[思考]
(1)(区域认知)推测卡洛董氏扇桨龙生活时期的地理环境特征。
答案:处于海陆交界处。
(2)(地理实践力、综合思维)推测卡洛董氏扇桨龙反映的当时生物演化特征。
答案:动物从海洋向陆地发展,两栖动物向爬行动物进化。
1.地层和化石的含义、特点
项 目 含义 特点 作用
地 层 地壳上部呈带状展布的层状岩石或堆积物 保存有不同时代的生物遗体或遗迹,遗留下环境变化的物质凭证 记录地球历史的“书页”
化 石 多数是古生物的遗体,如贝壳、骨骼等;少数是古生物活动的遗迹,如足印、粪便等 不同时代的地层一般含有不同的化石,而相同时代的地层往往保存着相同或近似的化石 确定地层的时代和顺序
古生物成为化石的形成条件
(1)古生物的遗体必须具有硬壳、骨骼等不易遭受氧化或腐烂的硬体部分。
(2)生物死后其尸体必须尽快地被沉积物所掩埋,以免氧化腐烂或遭受其他破坏。
(3)掩埋后的生物遗体必须经过长时间的石化作用(如矿物质的交代或充填作用,植物的炭化作用)才能形成化石。
2.生物演化与化石应用
(1)运用序列法记忆灭绝的生物种类。
(2)巧用化石判断地层。
理论 依据 生物总是从低级到高级、由简单到复杂不断进化的,而且演化的过程又是不可逆的,即每一个生物种属在地球上只能出现一次,灭绝之后就不再重复出现
一定种类的生物总是埋藏在一定时代的地层里,而不同时代的地层里往往含有不同种属的化石群
方法 掌握化石出现的顺序和生物演化的规律,确定地层的新老关系和相对应的地质年代
(3)借助化石推测古地理环境。
在一定的环境中,生活着一定的生物群,在生物体上会留下自然的烙印。这样,利用生物化石可以恢复生物的生活时代和古地理环境。例如:在温暖广阔的浅海环境中,可以形成由珊瑚礁组成的石灰岩;在湿热的森林茂密地区,可以形成有丰富植物化石的含煤地层等。
3.依据地层确定古地理环境
(1)确定地层形成时间。
正常状态下地层分布是有时间顺序的,即“老的地层在下,新的地层在上”,因此根据两个地层之间的上下位置关系,可以推测两个地层形成的早晚顺序。如图示A地层最老,D地层最新。
(2)确定地壳运动状况。
正常状态下的地层应是平行且连续分布。如果地层发生弯曲,说明该处地壳产生过水平运动;如果地壳同一岩层之间发生明显的位移,说明该处地壳产生过垂直运动;如果地层分布发生了缺失,说明该处地壳在缺失的某地层地质时期,地壳发生过剧烈的变化。
(3)确定古地理环境特征。
沉积地层是由沉积物组成,因此沉积地层中保持着原有地层组成物质。依据地层组成物质可以确定当时的地理环境特征,如石灰岩地层形成的环境是海洋环境等。
　　下图示意MN两地地层剖面。据此回答(1)～(2)题。
(1)(区域认知)关于M、N两地地层的说法,正确的是(　　)
A.该地区岩石可能是经沉积作用形成的
B.越靠下的地层含有的生物化石越高级
C.地层由新到老依次为甲-乙-丙
D.该地区的地层未受干扰,沉积没有中断
(2)(地理实践力)甲地层中含有三叶虫化石,由此可推知当时的环境最可能是(　　)
A.温暖的浅海地区
B.干旱的沙漠地区
C.湿热的草原地区
D.冰雪广布的陆地
思路点拨:第(1)题,该地区岩石含有化石,说明岩石是经过沉积作用形成的,故A正确。根据沉积岩的分布特点,越靠下的地层形成的年代越早,含有的生物化石越低级,故B错误。越靠下的地层形成的年代越早,岩层越老,越靠上的地层形成的年代越晚,岩层越新,所以地层由新到老依次为丙-乙-甲,故C错误。M处最上面的岩层在N处没有,说明该地区的地层经历过变动,使得N处没有沉积,或者沉积之后又完全被侵蚀掉,故D错误。故选A。第(2)题,三叶虫是古生代海生无脊椎动物,生活在温暖的浅海地区,所以可推知当时的环境最可能是温暖的浅海地区,故选A。
答案:(1)A　(2)A　
探究二　地球的演化史
《侏罗纪公园》是一部科幻冒险电影,于1993年6月 11日在美国上映。影片主要讲述了哈蒙德博士召集大批科学家利用凝结在琥珀中的史前蚊子体内的恐龙血液提取出恐龙的遗传基因,将已绝迹6 500万年的史前庞然大物复生,使整个努布拉岛成为恐龙的乐园,即“侏罗纪公园”。但在哈蒙德带孙子孙女首次游览时,恐龙发威了。
[思考]
(1)(人地协调观)恐龙生活在地球历史上的哪个时代 该时期动物是如何演化的
答案:中生代。该时期生物的变化很大,爬行动物盛行,大大小小的恐龙繁生;后来空中出现了始祖鸟,爬行动物的一支开始向鸟类发展;中生代末期,除盛极一时的恐龙突然从地球上销声匿迹外,海洋中50%以上的无脊椎动物种类也灭绝了。
(2)(区域认知)恐龙早已灭绝,我们人类是如何认识这种早期的爬行动物的
答案:通过对地层和化石的研究,使我们获知了恐龙的基本信息及其生活的古地理环境。
(3)(综合思维)在恐龙繁盛的时代,地球上主要以什么植物为主 其灭绝之后生物是如何演化的
答案:中生代裸子植物迅速发展,苏铁纲、银杏纲、松杉纲等植物是主要的代表植物。恐龙灭绝后,地球历史进入新生代,哺乳动物和被子植物大发展,出现了灵长类。第四纪出现了人类,这是生物演化史上的重大飞跃。
1.地球历史的划分
(1)依据:地层顺序、生物演化阶段、地壳运动和岩石年龄等。
(2)划分为冥古宙、太古宙、元古宙和显生宙,划分单位由大到小依次是宙→代→纪。
(3)地质年代:地壳中不同地质时代地层的具体形成时间和顺序。
2.地球生物发展阶段
3.地球的演化过程
根据同位素年龄测定法可知,地球形成约有46亿年的历史了。从其形成到现在,地球的环境发生了巨大的变化。我们可以通过地层的研究认识其环境的演化过程。
(1)前寒武纪:5.41亿年前,地球从没有生命到出现原始生命。包括三个阶段,具体如表所示。
阶段 演化特点
冥古宙 初生地球阶段,地球经历了复杂而有序的发育与变化
太古宙 环境 变迁 ①深浅多变的广阔海洋,没有宽广的大陆; ②岩浆活动剧烈,火山喷发频繁; ③是形成铁矿的重要时代
生物 演化 ①早期:没有生命现象; ②中期:出现最原始的生物
元古宙 环境 变迁 地壳运动剧烈,晚期出现若干大片陆地
生命 发展 ①海水中的生命活动明显增强; ②除单细胞生物外,还出现了藻类、海绵等低等的多细胞生物; ③原核生物进化到真核生物
(2)显生宙。
①古生代。
地质环 境变迁 生物进化
早期 中期 中后期 末期
地壳剧烈 变动,反复 上升和下 沉,欧亚 大陆和北 美大陆雏 形基本形 成　　　 海生 无脊 椎动 物空 前繁 盛　 出现了 脊椎动 物—— 鱼类 部分鱼类逐 渐演化成两 栖类;动物 从海洋向陆 地发展;后 期是重要的 造煤时期 60%以上的海生无脊椎动物种类灭绝,原始鱼类和古老的两栖类也全部灭绝,蕨类植物明显衰退
陆地上蕨类 植物繁生
②中生代和新生代。
地质年代 中生代 新生代
环境 变迁 造山 运动 环太平洋地带地壳运动剧烈,形成高大山系,也带来了丰富的金属矿产 发生了一次规模巨大的造山运动(称为喜马拉雅造山运动),形成现在世界上的许多高山
海陆 格局 陆地面积空前扩大 形成现代地貌格局及海陆分布;第四纪大冰期,气候变冷,陆地上冰川面积增大,海平面下降,大陆架变成了人和动物来往的通道
生物 演化 动物 演变 ①爬行动物盛行;②恐龙繁生;③出现了始祖鸟 ①哺乳动物和被子植物大发展;②出现了灵长类;③第四纪出现了人类
植物 演变 裸子植物迅速发展,苏铁纲、银杏纲、松杉纲等植物是主要的代表植物,是重要造煤时期
中生 代 末期 ①恐龙突然销声匿迹;②海洋中50%以上的无脊椎动物种类灭绝
　　2019年7月,加拿大阿尔伯塔省的矿工在当地矿区发现了完整的海王龙化石(见下图),这种海洋爬行动物生活在7 000万年前,它与恐龙属于同一时代,曾经是海洋里的一代“霸主”。读图,回答(1)～(2)题。
(1)(区域认知)海王龙生存的地质年代是(　　)
A.古生代 B.新生代
C.中生代 D.元古代
(2)(综合思维)关于海王龙生存的地质年代,描述正确的是(　　)
A是形成铁矿的重要时代
B.称为“海生无脊椎动物时代”
C.是裸子植物繁盛的时代
D.发生了规模巨大的造山运动
思路点拨:第(1)题,材料中海王龙生活在7 000万年前,属于中生代(距今2.52亿年～6 600万年),与恐龙属于同一时代,恐龙在中生代盛行,C正确。第(2)题,海王龙生存的地质年代是中生代,中生代裸子植物盛行,C正确。地球的铁矿等金属矿成矿时期是前寒武纪,A错误;早古生代是海生无脊椎动物时代,B错误;新生代发生了规模巨大的造山运动,D错误。
答案:(1)C　(2)C　
一、选择题
　　生物是在地球发展历史中产生的,但在地质历史时期也经历过一些不利于生物演化的环境变化阶段,导致大量生物物种的衰退和灭绝。据此回答1～2题。
1.从原核生物中演化出了真核生物的时代是(　　)
A.冥古宙 B.元古宙 C.太古宙 D.显生宙
2.大量无脊椎动物出现在地球表层的时期是(　　)
A.元古宙 B.太古宙
C.古生代寒武纪 D.中生代侏罗纪
解析:1.B　2.C　第1题,在元古宙,从原核生物中演化出了真核生物。真核生物出现以后,生物的演化进程明显加快。第2题,从古生代寒武纪开始,大量无脊椎动物出现在地球表层,由此揭开了生物系统演化进程的序幕。
　　在陕西某矿区,工人们发现在矿灯照耀下,夹在页岩地层中的煤层乌黑发亮,仔细辨认,还能看出苏铁、银杏等裸子植物粗大的树干。据此回答3～4题。
3.该煤层形成的地质年代和该地质年代最繁盛的动物可能是(　　)
A.古生代　三叶虫
B.中生代　恐龙
C.新生代第三纪　哺乳类
D.新生代第四纪　鱼类
4.该煤层形成时的古地理环境是(　　)
A.湿热的草原地区 B.温暖广阔的浅海
C.湿热的森林地区 D.干旱的陆地环境
解析:3.B　4.C　第3题,仔细阅读题干材料,由煤层中含有苏铁、银杏等裸子植物粗大的树干可以推断,该煤层形成的地质年代是中生代,此时期动物以爬行动物为主,恐龙最为繁盛,B项正确。第4题,由题干材料可知,该煤层形成时苏铁、银杏等裸子植物极度兴盛,故排除A、B项;森林茂盛说明该时期该地区降水较多,气候湿润,即该煤层形成时的古地理环境应该是湿热的森林地区,C项正确,D项错误。
　　读图,回答5～6题。
5.图示中的植物是(　　)
A.珊瑚 B.蕨类植物
C.裸子植物 D.被子植物
6.关于图示时代地壳运动的说法正确的是(　　)
A.非洲大陆抬升
B.我国东北、华南抬升
C.欧亚大陆和北美大陆抬升
D.喜马拉雅山脉形成
解析:5.B　6.C　第5题,图示植物属于蕨类植物。第6题,图示时代为古生代,古生代地壳运动剧烈,欧亚大陆和北美大陆的雏形基本形成。
二、非选择题
7.读图,回答下列问题。
(1)图示景观为地质历史上距今　　　　年至　　　　年的　　　　代,动物界正是　　　　动物的时代,植物界为　　　　植物的时代。
(2)图中大型动物是曾经称霸地球的　　　　,但后来从地球上销声匿迹,与此动物同时灭绝的还有海洋中50%以上的　　　　　动物种类。
(3)图中动物已经灭绝,你认为该动物灭绝的原因是什么
(4)现在物种灭绝的速度越来越快,导致物种灭绝的原因有哪些
解析:第(1)题,图示景观有中生代曾经称霸地球的恐龙,出现在距今2.52亿年～6 600万年的中生代,这一时期爬行动物盛行,裸子植物极度兴盛。第(2)题,在中生代末期,盛极一时的恐龙从地球上销声匿迹,海洋中50%以上的无脊椎动物种类也灭绝了。第(3)题,在世界上许多地方的中生代地层内,科学家发现铱元素的含量异常,高出相邻岩层平均值的30倍左右。铱元素在地球表面并不常见,而陨石中却经常存在铱含量较高的现象。而且还发现了陨石坑,这都成为支持小行星撞击地球假说的证据。第(4)题,可从自然环境变迁和人类活动两大方面分析原因。
答案:(1)2.52亿　6 600万　中生　爬行　裸子
(2)恐龙　无脊椎
(3)恐龙灭绝于中生代末期,其灭绝原因有多种说法,如“小行星撞击地球说”,小行星撞击地球,造成气候恶化,恐龙食物缺乏,最终灭绝。
(4)环境的变迁在短时间内超过了物种进化的速度,人类不合理的开发利用,环境的污染和外来物种的侵入等。
基础达标训练
1.关于地层和化石的叙述,正确的是(　　)
A.三叶虫化石存在于元古代地层中
B.各类岩石组成的地层中都有化石
C.化石是埋藏在地层中的古生物遗体或遗迹
D.元古代地层中常含有恐龙化石
解析:C　化石是指经过自然界的作用,保存于地层中的古生物遗体或遗迹,一般存在于沉积岩中。不同时代的地层里往往含有不同种属生物的化石,恐龙化石所在的地层属中生代,三叶虫化石所在的地层属古生代。
2.学习了地质历史后,芙芙在梦中穿越到了一亿三千多万年前的辽宁西部,那里温暖湿润,河湖纵横,带羽恐龙正在湖边漫步,原始鸟类在空中飞翔,古老的兽类在银杏树上觅食,湖中鲟鱼戏水,岸上的蜥蜴正在探头探脑……灾难突然从天而降,无数生灵被尘封在厚厚的岩层中。芙芙穿越到了下列哪一个地质年代(　　)
A.冥古宙 B.古生代
C.中生代 D.新生代
解析:C　材料中有恐龙、原始鸟类等,且灾难突然从天而降,无数生灵被尘封在厚厚的岩层中,使生物大灭绝,以上情景应出现在中生代。故选C。
　　读生物进化与环境演变示意图,回答3～4题。
3.图中的数字序号所表示的地理事物正确的是(　　)
A.②真核细胞生物出现
B.③恐龙灭绝
C.④无脊椎动物大量出现在地球表层
D.⑤鱼类和两栖类动物出现
4.出现在④时期的生物有(　　)
①三叶虫　②恐龙　③蕨类植物　④爬行动物　⑤鱼类
A.①③⑤ B.②④
C.①④⑤ D.②③⑤
解析:3.A　4.B　第3题,③为古生代,古生代早期出现了大量无脊椎动物,中期出现了鱼类,两栖类动物出现于古生代后期。第4题,④时期是中生代,出现的主要是爬行动物,恐龙灭绝为中生代末期。
　　读生物出现以来地球大气中的CO2、O2含量变化示意图,回答5～6题。
5.在地质历史时期,出现最早的是(　　)
A.蓝细菌 B.蕨类植物
C.裸子植物 D.被子植物
6.地球上生物出现后(　　)
A.O2的含量上升
B.CO2的含量不断上升
C.O2和CO2含量保持稳定
D.O2和CO2含量变化呈正相关
解析:5.A　6.A　第5题,可从图中直接读出,蓝细菌出现最早。第6题,由图可知,地球上生物出现后O2的含量上升,CO2的含量先迅速上升,后波动下降。
7.读甲、乙两地地层分布示意图,回答下列问题。
(1)甲地中形成最早的是　　　地层,其形成的地质年代是　　　　　。
(2)乙地中形成最晚的是　　　地层,其形成的地质年代是　　　　　。
(3)甲、乙两地的地理环境都经历了　　　　环境向　　　　环境的演变,演变的地质年代可能是　　　　　　。
(4)甲、乙两地的C和X地层是否可能形成于同一地质年代 　　　(填“是”或“否”)。请说明理由。
解析:生物是从简单向复杂、从低级向高级不断进化的。不同时代的地层一般含有不同的化石,而相同时代的地层往往保存着相同或近似的化石。这样,我们就可以根据地层中保存下来的化石,来确定地层的时代和顺序。第(1)题,甲地A地层中的化石为三叶虫化石、菊石化石,为结构最简单、等级最低的生物,形成年代最早,形成于古生代。第(2)题,乙地Z地层中含有哺乳类动物化石,为结构最复杂、等级最高的生物,形成年代最晚,形成于新生代。第(3)题, 甲、乙两地的地理环境分别在B、W地层以后由鱼类、贝壳类化石转变为爬行动物化石,应该是在古生代末期。第(4)题, C地层和X地层可能形成于同一地质年代,因为地层的先后顺序和岩石类型相同。
答案:(1)A　古生代
(2)Z　新生代
(3)海洋　陆地　古生代末期
(4)是　因为C和X地层的先后顺序和岩石类型相同。
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　　读生物进化与环境演变示意图,回答8～10题。
8.在①时期以前,地球表层的主要发展过程是(　　)
A.物理演化 B.化学演化
C.大气演化 D.生物演化
9.在生物进化过程中,揭开欣欣向荣的生物系统演化进程序幕的动物是(　　)
A.原核生物 B.爬行动物
C.真核生物 D.海生无脊椎动物
10.动物由海洋向陆地发展的时期是(　　)
A.① B.② C.③ D.④
解析:8.B　9.D　10.C　第8题,在①时期以前,生命尚未出现,地球表层的发展主要是化学演化过程。第9题,在生物进化过程中,揭开欣欣向荣的生物系统演化进程序幕的是海生无脊椎动物的大量出现。第10题,动物由海洋向陆地发展的时期是古生代后期。
11.如图为地球上大气二氧化碳浓度变化曲线示意图(设工业革命初期浓度倍数为1)。地质时期,地球二氧化碳浓度变化的主要原因最可能是(　　)
A.海陆变迁 B.频繁的火山爆发
C.生物的呼吸作用 D.植物的出现和发展
解析:D　读图可知,地质时期地球上二氧化碳浓度下降,该变化的主要原因最可能是植物的出现和发展,因为植物的光合作用会消耗二氧化碳并释放氧气,从而导致地球上二氧化碳浓度下降,D正确。海陆变迁对地球上二氧化碳浓度影响不大,A错误。频繁的火山爆发以及生物的呼吸作用都会使得地球上二氧化碳浓度上升,B、C错误。故选D。
　　读古生物化石图片,回答12～13题。
12.根据化石可以推断其生物所处时代的地理环境,图中四种古生物所处时代的地理环境中海洋占优势的是(　　)
A.① B.② C.③ D.④
13.图中两种化石之间能够体现地球演化规律的是(　　)
A.②→④ B.②→① C.③→④ D.③→①
解析:12.B　13.D　第12题,三叶虫生活在古生代的海洋中。第13题,始祖鸟是爬行动物向鸟类进化的证据;煤炭是古生代或中生代茂密森林埋藏在地下形成的。
　　读图,回答14～15题。
14.关于甲、乙两个地质年代示意图,下列说法正确的是　　(　　)
A.甲是古生代,乙是中生代
B.甲是中生代,乙是古生代
C.甲是古生代,乙是元古宙
D.甲是新生代,乙是古生代
15.乙的末期(　　)
A.蕨类植物明显衰退 B.恐龙灭绝
C.出现被子植物 D.爬行动物盛行
解析:14.B　15.A　第14题,读图可知,甲时代对应的动物是恐龙,应是中生代。乙对应的是两栖动物和无脊椎动物,应是古生代。第15题,乙的末期进入裸子植物时期,蕨类植物明显衰退,A正确。恐龙灭绝是在甲末期,B错误。新生代被子植物大发展,乙的末期没有出现被子植物,C错误。爬行动物盛行是在甲时期,D错误。
　　读下面的地质剖面图,回答16～17题。
16.图中属于古生代地层的是(　　)
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
17.石炭纪和二叠纪是重要的成煤时期,由此可以推知当时的地理环境特点是(　　)
A.干燥,冷热多变 B.全球气候分异明显
C.湿润,森林茂密 D.寒冷,冰雪广布
解析:16.D　17.C　第16题,图中含三叶虫化石的为古生代早期地层,含鱼类化石的为古生代中期地层,含恐龙化石的为中生代地层,含裸子植物化石的为古生代晚期和中生代地层;图中①为中生代地层,②为古生代晚期和中生代地层,③④均为古生代地层,D正确。第17题,煤炭是地质历史时期的森林埋藏到地下,经过复杂的地质作用而形成的,可推知当时的地理环境特点是湿润,森林茂密,C正确。
18.阅读材料,回答下列问题。
　　“地处青藏高原和黄土高原交会地带的和政县是远古时代各种古脊椎动物繁衍生息的乐园,孕育了今天弥足珍贵的古脊椎动物化石群。不同化石群埋藏在不同的地层中。据了解,1 000万年前的古脊椎动物化石,是研究青藏高原隆升历史及古环境、古气候的重要物质依据和信息源。”看到这个消息,绍兴某中学地理小组的同学们特别感兴趣,他们决定利用暑假前去实地考察研究一番。在地理老师的指导下,他们给这次考察命了名,并做了大量物质上、知识上的准备工作。
(1)考察名称:　　　　　与地质年代、自然地理环境的关系。
(2)考察工具准备: 　。
(3)结合相关材料,他们绘制了一幅古生物化石地表分布示意图,并对相关问题进行了分析。
①按成因分类,该地区的地下岩层多属于　　　　岩;按地质年代,该区域最老的岩层至少形成于　　　代。
②三叶虫生活时期该地应为　　　　环境;恐龙繁盛时期,该地应为　　　　环境,气候、植被特点为　。
(4)考察结论。根据实地考察及材料分析,他们认为迄今为止青藏高原地区:
①地理环境经历了　　　　环境向　　　　环境的演变;
②由不同化石的相对位置关系可知,地壳经历了　　　　(填“抬升”“下降”或“水平”)运动。
解析:第(1)题,命名时应突出生物化石这一关键主题。第(2)题,野外考察应准备地质锤、指南针、记录工具等,回答合理即可。第(3)题,应熟知地质年代表,知道一些典型化石出现的年代等。第(4)题,结合现在的青藏高原的环境以及学过的知识进行分析即可。
答案:(1)生物化石
(2)该区岩层等资料、指南针、地质锤、笔、纸(只要合理即可)
(3)①沉积　古生　②海洋　陆地　气候温暖湿润,植被茂密
(4)①海洋　陆地　②抬升
19.根据以下材料,回答下列问题。
　　从时间尺度看,通常把地球气候变化史划分为地质时期、历史时期和近现代三个阶段,地质时期的气候,是指距今1万年以前,以冰期与间冰期交替出现为特点,时间尺度在10万年以上。下面为地质时期的气候变化图。
(1)地质时期经历了三次大冰期,分别是　　　　　　、　　　　　　　　、　　　　　　　。
(2)就冷暖状况而言,地质时期的气候变化过程中,时间较长的是　　　　。
(3)就干湿状况而言,新生代主要以　　　　期为主。
(4)恐龙灭绝时期的气候特点是　　　　。
(5)据图归纳地质时期气候变化的特点。
解析:第(1)题,直接根据图示全球气温平均值处于最冷的时间可以判断。第(2)题,根据图示,地质时期的气候变化过程中,冰期较短,间冰期较长,即温暖期的时间较长。第(3)题,根据图示的干湿状况,新生代主要处于湿润一侧。第(4)题,恐龙灭绝是在中生代末期,从冷暖状况而言,处于温暖期;从干湿状况看,处于干旱期。第(5)题,根据图示,地质时期的气候变化包括温暖期和寒冷期长短及变化特点、湿润期和干旱期变化特点等。
答案:(1)震旦纪　石炭纪-二叠纪　第四纪
(2)温暖期
(3)湿润
(4)干、暖
(5)冷暖干湿相互交替,波动变化,变化周期长短不一;温暖期较长,寒冷期较短。章末整合
1.(2019·浙江4月选考,24～25)月球表面既无大气,又无液态水。我国“嫦娥四号”是人类首次成功着陆于月球背向地球一面的航天器。 图1为地月系示意图,图2为某时刻月球远离地球的一端看到的太阳系中的明亮天体。据此回答(1)～(2)题。
(1)图2时刻,月球可能位于轨道上的位置是(　　)
A.① B.② C.③ D.④
(2)“嫦娥四号”在月面上可观察到(　　)
A.地球遮住银河系的光芒
B.流星拖着亮线飞过头顶
C.太阳在月面上西升东落
D.水星、金星、太阳同在星空
思路点拨:第(1)题,读图可知,图2中金星、木星及火星均出现在夜空,说明此时为月球的夜晚,且金星位于西方的月平线上,说明此时为傍晚时分。图中①处月球远离地球一端为白天,在太阳光照射下,火星及金星等行星不会有如此明亮,A错。此时金星位于西侧地平线上,说明此时为日落时刻,②位置远离地球的一侧此时随着月球公转将进入黑夜,为日落时刻,B对。③位置月球远离地球一端看不到金星在夜空中,C错。④为日出时刻,此时金星应位于东方天空,D错。故选B。第(2)题,恒星光线为平行光,地球不会遮住银河系的光芒,A错。流星是流星体与大气摩擦产生的发光现象,月球没有大气,不会有流星现象,B错。由于月球自转方向为自西向东,所以太阳也是东升西落,C错。“嫦娥四号”位于月背,有可能看到水星、金星和太阳同时出现在星空中,D对。故选D。
答案:(1)B　(2)D　
2.(2018·浙江4月选考,24～25)2018年2月8日,南天区出现流星雨。下图为当天从北极上空看到的太阳系部分行星位置示意图。读图,回答(1)～(2)题。
(1)流星发亮的原因是流星体(　　)
A.吸收地面长波辐射
B.捕获太阳带电粒子
C.摩擦地球稠密大气
D.反射太阳短波辐射
(2)当天晚上,地球上能够观察到火星、木星、土星位置关系正确的是(　　)
思路点拨:第(1)题,流星是行星际空间的尘粒和固体块(流星体)闯入地球大气圈同大气摩擦燃烧产生的光迹。若它们在大气中未燃烧尽,落到地面后就称为“陨星”。故答案选C。第(2)题,根据八大行星绕日公转的特点可知,火星、木星、土星与地球绕日公转的方向相同,都为自西向东,由材料可知,该图是从北极上空看到的太阳系部分行星位置示意图,公转方向应该为逆时针,所以自西向东的排列顺序为木星、火星和土星,选项以及图示的方位,只有A位置最符合,故答案选A。
答案:(1)C　(2)A　
我国首次火星探测任务圆满成功
火星,这颗距离地球最近5 000多万千米、最远4亿千米的行星,一直吸引着无数人的目光。专家认为,研究火星可以给人类带来很多启示。火星是太阳系中与地球最为相似的行星,火星不仅有大气,也有适宜的温度,还有着和地球相似的自转周期。研究火星与地球的异同,互为参考,是极具价值的基础研究。
我国首次火星探测任务于2013年全面启动论证,2016年1月批准立项。2020年7月23日天问一号探测器于海南文昌成功发射,历经地火转移、火星捕获、火星停泊、离轨首陆和科学探测等阶段,工程任务按计划顺利开展。截至2021年6月11日,环绕器在中继轨道运行状态良好,祝融号火星车在火星表面已工作28个火星日。
第一章检测试题
一、选择题(30小题,每小题2分,共60分)
1.地震发生后,利用地理信息系统可以(　　)
A.确定震中精确位置
B.测定地震震级和烈度
C.评估地震灾害损失
D.监测人员的伤亡情况
解析:C　地理信息系统具有分析、评估、预测等功能,因此通过它可以评估地震灾害损失。
2.2019年1月2日,德国北部港口维斯马港遭遇风暴潮,老城区街道和广场被波罗的海上涨的潮水淹没。为了评估灾害损失,人们应采用(　　)
①遥感　②全球卫星导航系统　③地理信息系统
④实地调查
A.①② B.③④
C.①③ D.②④
解析:C　评估灾害损失需要对比灾前、灾后的遥感影像,并用地理信息系统进行数据分析和空间分析,①③正确。
　　神舟十二号载人飞船成功发射,这是中国航天事业取得的又一项辉煌成就。结合天体系统示意图,回答 3～4题。
3.神舟十二号飞船属于图中哪个天体系统的天体(　　)
A.甲—④ B.乙—②
C.丙—③ D.丁—①
4.图中丙天体系统的中心天体是(　　)
A.地球 B.月球
C.哈雷彗星 D.太阳
解析:3.D　4.D　第3题,据图可知,甲、乙、丙、丁依次为可观测宇宙、银河系、太阳系、地月系;④③②①依次为可观测宇宙、银河系、太阳系、地月系;神舟十二号位于地月系中。第4题,太阳系的中心天体为太阳。
　　2018年11月1日23时57分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射第41颗北斗导航卫星。读图,回答5～6题。
5.北斗导航卫星在西昌卫星发射中心发射前与发射成功后相比 (　　)
A.发射前不是天体,发射成功后是天体
B.发射前与发射成功后都是天体
C.发射前是天体,发射成功后不是天体
D.发射前与发射成功后都不是天体
6.北斗导航卫星正常工作后,对其电磁监测影响最大的太阳活动是 (　　)
A.太阳黑子 B.耀斑 C.日珥 D.台风
解析:5.A　6.B　第5题,卫星发射前不属于天体;发射后围绕地球运动,属于人造天体。第6题,耀斑发生时,会产生大量高能带电粒子,到达地球会影响短波通信,影响导航卫星的工作。
　　如图是太阳动力学天文台卫星(SDO)在2020年5月31日观测到的一次超级太阳活动(图中甲位置),这是近年来太阳发出的最强活动。据此回答 7～8 题。
7.甲处的太阳活动及发生的圈层分别为(　　)
A.太阳黑子　光球层 B.耀斑　色球层
C.日珥　日冕层 D.太阳风　日冕层
8.太阳活动有峰年和谷年,在太阳活动峰年(　　)
A.无线通信都受影响
B.火山活动频率增加
C.农业生产倾向增产
D.地球无激烈天气现象
解析:7.B　8.C　第7题,考查太阳活动。图示太阳活动处的亮度明显大于周边,说明是一种增亮现象的太阳活动,即出现在色球层中的耀斑,故选B。第8题,考查太阳活动的影响,在太阳活动峰年说明太阳活动频繁,会影响短波通信,但是A项说法太绝对,A错误;火山活动与太阳活动无关,B错误;太阳活动峰年,地球上激烈天气现象出现的概率明显增加,D错误;太阳活动与地球上的降水之间存在一定的相关性,太阳活动峰年的时候,地球上的降水可能会增多,会增加农业用水,可能会增加农作物的产量,C正确。
　　 “月面微型生态圈”作为嫦娥四号的“乘客”之一,于2018年登陆月球表面,进行人类首次月面生物实验。“月面微型生态圈”是一个由特殊铝合金材料制成的圆柱形“罐子”,“罐子”里面放置了马铃薯种子、拟南芥种子、蚕卵、土壤、水、空气以及照相机和信息传输系统等科研设备。下图是“月面微型生态圈”工作原理图。据此回答9～10题。
9.“月面微型生态圈”与地球生命存在的条件相比(　　)
A.重力小、辐射强 B.重力大、辐射弱
C.空气足、水分足 D.空气少、水分少
10.月球表面不适宜生物存在的原因是(　　)
A.缺少光照条件 B.缺少大气层
C.地月距离较近 D.日月距离近
解析:9.A　10.B　第9题,月球由于体积和质量远小于地球,因此,在月球表面重力小;又由于缺少厚厚的大气层,因此受到的宇宙辐射强。第10题,月球是地球的卫星,月球表面不适宜生物生存是缺少生物所必需的大气、水和适宜的温度,由于月球自转周期长,因此昼夜交替时间长,加之缺少大气层的保护作用,昼夜温差大。
　　将一张白纸置于阳光下,观察投到纸上的阳光,结合太阳各种辐射的波长范围图,回答11～12题。
11.投射到纸上的阳光,主要属于图中的(　　)
A.①区 B.②区
C.③区 D.全部区域
12.下列有关太阳辐射及其对地球影响的叙述,正确的是(　　)
A.太阳辐射是地球水循环、火山喷发的主要能源
B.太阳辐射能量巨大,很容易被人类直接用来发电
C.太阳辐射是人类生活和生产主要的直接和间接能量来源
D.地球上太阳辐射能由高纬度向低纬度递减
解析:11.B　12.C　第11题,①为紫外区,②为可见光区,③为红外区。投射在纸上的阳光属于可见光。红、紫外线肉眼无法看到。第12题,太阳辐射来自太阳内部的核聚变反应;太阳辐射能量巨大,但太阳能能量分散,用太阳能发电属于高科技领域,目前利用难度较大;太阳辐射是人类生活和生产主要的直接和间接能量来源;地球上太阳辐射能由高纬度向低纬度递增。
　　科学家观测到2019年至2020年太阳表面出现“无黑子”现象,又称为“白太阳”,预示着太阳活动将进入“极小期”。据此回答13～14题。
13.“白太阳”现象持续期间(　　)
①全球降水均增多,洪涝灾害更加频繁　②极地附近出现极光的范围将扩大　③地球磁场受到的干扰减弱,磁暴减少　④太阳活动对短波通信干扰减弱
A.①② B.②④ C.①③ D.③④
14.太阳辐射为地球提供了源源不断的能量,下列能量不是来自太阳辐射的是(　　)
A.岩石圈板块运动
B.风力发电和水力发电
C.动植物蓬勃生长
D.煤炭、石油等化石能源
解析:13.D　14.A　第13题,“白太阳”现象即无黑子现象,太阳黑子数量少说明太阳活动处于谷年,耀斑、太阳风等太阳活动均较弱。地球气候的变化与太阳黑子有相关性,但有的地区呈正相关有的地区呈负相关,故全球降水都增多的说法错误,①错;太阳风活动弱时,由此引起的极光活动也较少,②错;耀斑会干扰地球磁场和电离层,影响磁场和短波通信,耀斑活动少时对二者的干扰也会减少,③④对,故选D。第14题,岩石圈板块运动的能量主要来自地球内能;太阳辐射是地球上大气运动、水循环的主要能源;动植物的生长需要太阳辐射;煤炭石油是地质时期储存的太阳能。故选A。
　　打超深钻井,钻穿地壳,直接“触摸”到地壳与地幔的边界,这是全世界地球科学家的理想。美国、英国、中国等12个国家的30名科学家已登上美国决心号钻探船,准备在西南印度洋开展打穿地球壳幔边界的一次大洋钻探。据此回答15～16题。
15.苏联科拉超深钻孔,是于1970年在科拉半岛邻近挪威国界的地区所进行的一项科学钻探工作,其中最深的一个钻孔达12 262米。该井钻探到的地球内部圈层是 (　　)
A.地壳 B.地幔 C.外核 D.内核
16.当前科学家仍主要利用地震波的性质对地球内部的结构进行探索,下列四幅地震波示意图中表示其地下储有石油的是(　　)
解析:15.A　16.A　第15题,地壳平均厚度为17千米,12 262米仍然位于地壳。第16题,横波传播速度比纵波慢,且只能在固态中传播,若地下有石油,则横波消失,故选A。
　　干热岩是一种高温岩体,埋藏于地下3～10千米,温度在150 ℃以上,可用于发电、供暖等。2017年9月我国在青海省钻获236℃的高温干热岩体。读地球内部圈层结构示意图,回答17～18题。
17.岩石圈(　　)
A.就是指地壳 B.全球厚度均一
C.包括软流层 D.由岩石组成
18.干热岩位于(　　)
A.地壳 B.地幔
C.地核 D.软流层
解析:17.D　18.A　 第17题,读图可知,岩石圈位于软流层上部,包括地壳与上地幔顶部,由岩石组成,全球厚度不均,故D项正确。第18题,读图可知,地壳厚度范围为5～70千米,干热岩埋藏于地下3～10千米,故A项正确。
　　日本气象厅2020年7月4日发布消息称,气象卫星监测到小笠原群岛中的西之岛当天发生火山喷发,烟雾升腾到8 300米的高空,创下这座火山2013年活动加剧以来的最高纪录,火山灰漫天飞扬,对地球的外部圈层产生了很大影响。下图为火山喷发景观图和地球的内部圈层结构图。据此回答19～20题。
19.从火山口喷出的炽热岩浆一般来源于(　　)
A.①圈层 B.②圈层
C.③圈层 D.④圈层
20.下列有关地球外部圈层的说法,正确的是(　　)
①大气圈是由大气组成的简单的系统　②水圈是一个连续但不规则的圈层　③生物圈占据大气圈的全部、水圈的底部　④各圈层存在着物质迁移和能量转换
A.①② B.②④ C.③④ D.①③
解析:19.B　20.B　第19题,根据地球内部圈层的划分并结合图可知①圈层为地壳,②圈层为地幔,③圈层为外核,④圈层为内核。其中地幔(②圈层)上部存在一个软流层,为岩浆的主要发源地。第20题,大气圈是由气体、水汽和悬浮物组成的复杂系统;水圈是一个连续但不规则的圈层;生物圈是地球表层及其生存环境的总称,它包括大气圈的底部、整个水圈和岩石圈的上部;地球的外部圈层之间相互联系、相互渗透,共同构成人类赖以生存和发展的自然环境,同时各圈层存在着物质迁移和能量转换。
　　据媒体介绍,四川省绵阳市安州区桑枣中学紧邻北川,在汶川大地震中也遭遇重创,但由于平时的多次演习,地震发生后,全校2 200多名学生、上百名教师,从不同的教学楼和不同的教室中,全部迅速转移到操场,以班级为组织站好,用时1分36秒,无一伤亡,创造了一大奇迹。据此回答21～22题。
21.桑枣中学的师生在地震发生时无一伤亡,成功避险,关键之一是充分利用了逃生时间。地震防灾中,有一个名词叫“黄金12秒”,具体指(　　)
A.横波到达并造成较大破坏前的时间
B.纵波到达并造成破坏前的时间
C.人在地震中从意识到灾害到躲避所用的最短时间
D.人从感觉晃动到意识到地震的时间
22.下列室内避震方法,正确的是(　　)
①在家里,可躲在坚固的床、桌子下　②在影剧院应迅速离开剧院,到室外开阔空地　③在教室里,可躲在书桌下或墙角处　④选择室内空间大的房间躲避
A.③④ B.①② C.②③ D.①③
解析:21.A　22.D　第21题,地震的能量是通过地震波传播的,其中地震波有两种类型,横波和纵波。它们到达地表后表现的形式不同。如果纵波到达地面,地表会上下颠簸。如果横波到达地表,地面会水平晃动。横波传播速度慢,纵波传播速度快。而横波与纵波由于速度差引起的传播时间的间隔正好相差12秒。这就意味着,地震发生时,房屋先会随着地面上下颠簸,这时还不太容易导致倒塌,12秒之后,横波到达地面,房屋摇晃,危险增大。第22题,地震来临时,不同地点应选择不同的避震方式:在家里、教室里,如果不能立刻出去,应选择牢固的遮挡物,“伏而待定”;在人多的影剧院,不能盲目外出,以防踩踏,应躲在座椅下;应选择物体结实、有支撑的、易于形成三角空间、空间小的地方。
　　地球自形成到现在,经历了漫长的演化历程,在地壳、动物、植物等方面,都发生了有规律的变化。据此回答23～24题。
23.按由老到新的年代顺序,下列排序正确的是(　　)
A.蕨类植物→被子植物→裸子植物
B.三叶虫→鱼类→恐龙
C.元古宙→古生代→太古宙
D.哺乳动物→爬行动物→两栖动物
24.下列有关地壳演化的表述,正确的是(　　)
A.在前寒武纪联合古陆形成
B.在古生代形成了大量的金属矿产
C.中生代是唯一重要的成煤时期
D.在新生代形成了环太平洋沿海地区的高大山系
解析:23.B　24.D　第23题,三叶虫为古生代早期生物,鱼类为古生代中期生物,恐龙为中生代生物,B选项正确。第24题,联合古陆形成于古生代,A选项错误;在前寒武纪形成了大量铁等金属矿产,B选项错误;地质历史上有两个重要的煤炭成矿期,一个是古生代后期,另一个是中生代,C选项错误;新生代形成了现代地球的基本面貌,在此时期落基山脉、安第斯山脉等环太平洋高大山系逐渐形成,D选项正确。
　　2015年初,科学家宣布发现了3亿年前(古生代末期)的食肉动物祖先的化石,科学家认为这一类肉食动物最终进化成为现代的哺乳动物。如图为科学家依据化石恢复的这一古老生物示意图。据此,回答25～26题。
25.对材料中的信息判断合理的是(　　)
A.生物的进化与环境无关
B.生物进化是由低级到高级的过程
C.图示时期地球上出现了哺乳动物
D.生物能够主动适应并改造自然环境
26.图示时期灭绝的代表性生物是(　　)
A.恐龙 B.藻类
C.被子植物 D.三叶虫
解析:25.B　26.D　第25题,生物的进化与环境有关,A错误。生物进化是由低级到高级的过程,B正确。由材料可知,图示时期为古生代末期,地球上出现的是食肉动物的祖先,没有出现哺乳动物,新生代哺乳动物繁盛,C错误。生物进化论认为适者生存,生物可以适应环境,但不能主动改造环境,D错误。第26题,由材料可知,图示时期为古生代末期,灭绝的代表性生物为三叶虫,D正确。恐龙为中生代生物,A错误。藻类为元古宙和古生代早期进化的生物,B错误。被子植物为新生代生物,D错误。
　　读地质时期(局部)全球气温、降水量变化示意图,回答27～28题。
27.恐龙繁盛时期全球气候特征是(　　)
A.总体比较寒冷 B.总体比较湿润
C.冷暖干湿交替 D.温暖干旱明显
28.在图示甲时期(　　)
A.被子植物繁盛 B.大陆冰川覆盖面积广
C.海平面高于现代 D.水稻、小麦等频频歉收
解析:27.D　28.B　第27题,恐龙繁盛时期是中生代,图示中生代全球气温较高,全球降水较少,即全球温暖干旱明显。故选D。第28题,图示甲时期,是古生代晚期,此时期被子植物并没有繁盛;图示该时段温度较低,降水较多,可能大陆冰川覆盖面积广;温度低,海平面较低;这时期还没有传统农业。故选B。
　　观察发现甲、乙两地中①②③④岩层含有化石且有对应关系。读地质剖面略图,回答29～30题。
29.图中属于古生代地层的是(　　)
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
30.根据图中化石,动物在这一时期经历的演化过程是(　　)
A.海生无脊椎动物—爬行动物—脊椎动物
B.爬行动物—海生无脊椎动物—脊椎动物
C.爬行动物—脊椎动物—海生无脊椎动物
D.海生无脊椎动物—脊椎动物—爬行动物
解析:29.C　30.D　第29题,恐龙化石和侏罗纪的裸子植物化石属于中生代地层。第30题,动物的演化过程总是从低级向高级演化,结合图中化石即可判断D项正确。
二、非选择题(共40分)
31.读太阳系行星分布示意图和地震波与地球圈层关系图,回答下列问题。(11分)
(1)太阳系八大行星绕日公转的方向是　　　　。地球具备生命存在的基本条件是有充足的水分,恰到好处的　　　　　　和大气成分,适宜的　　　　　　和温度范围。(3分)
(2)地球内部圈层中,D所在的圈层物质呈　　　　状态,它的“流动”可能是地球　　　　导致。A、B界面成为地球内部圈层分界线的依据是因为地震波经过这两界面时　　　　　　产生了明显的变化。(3分)
(3)地球外部圈层中最活跃的是　　　　圈,其核心部分分布在地面以上100米到水面以下　　　　米的范围内。(2分)
(4)地震常给人类带来生命与财产的损失,为减轻灾害你有哪些应对地震灾害的合理建议。(3分)
解析:第(1)题,太阳系八大行星绕日公转的方向是自西向东,从北极点俯视为逆时针方向。地球具备生命存在的基本条件是有充足的水分,恰到好处的大气厚度和大气成分,适宜的太阳光照和温度范围。第(2)题,横波只能通过固体,D所在的圈层与E所在圈层的分界面(2 900 km)处,横波突然消失,因此D处物质呈液态或熔融状态,它的“流动”可能是地球磁场导致。读图可知A处横波与纵波速度明显增加,B处横波突然消失,纵波速度明显下降,因此地震波经过这两界面时传播速度产生了明显的变化。第(3)题,地球外部圈层中最活跃的是生物圈,其核心部分分布在地面以上100米到水面以下200米的范围内。第(4)题,为减轻地震灾害带来的损失,应加强地震预报部门的预报工作、建立地震预警系统,加强人民群众的防震抗震意识和自救知识,加强震后救援工作,等等。
答案:(1)自西向东(逆时针)　大气厚度　太阳光照 (3分)
(2)液态或熔融　磁场　传播速度(3分)
(3)生物　200(2分)
(4)加强地震预报部门的预报工作;加强地震逃生演练;准备地震急救包;学习逃生技能;建立地震预警系统等。(答3点3分)
32.读地球内部圈层示意图,回答下列问题。(10分)
(1)图中甲、乙是地球内部的两个不连续界面,其名称分别是:甲　　　　　,乙　　　　　。(2分)
(2)地壳结构的两个主要特点是:　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　。(2分)
(3)Q层主要成分是硅、铝等,它一般仅分布在　　　　　。P层称为硅镁层,该层的大陆部分较　　　　,它是一个完整的圈层。(2分)
(4)界面M为　　　　和地幔的分界面,它的平均厚度为　　　　 km。(2分)
(5)人类对地球内部的认识,主要是通过测知　　　　　　　　　　　　　　　　而得到的。(2分)
解析: 第(1)题,考查地球内部结构的划分。读图可知,甲为莫霍面,乙为古登堡面。第(2)题,考查地壳的结构特点。第(3)题,考查大陆和大洋地壳的结构特点和物质组成,大陆地壳是双层结构,地壳较厚,大洋地壳为单层或双层结构,地壳较薄。第(4)题,莫霍面为地壳和地幔的分界面,平均深度约17 km。第(5)题,人类对地球内部的认识主要是通过测知地震波传播速度在地球内部有规律的变化而得到的。
答案: (1)莫霍面　古登堡面(2分)
(2)地壳厚度不均　硅铝层不连续分布(2分)
(3)大陆　厚(2分)
(4)地壳　17(2分)
(5)地震波传播速度在地球内部呈有规律的变化(2分)
33.构建模式图,探究地理基本原理、过程、成因及规律,是学习地理的方法之一。读地理模式图,回答下列问题。(19分)
(1)若模式图示意太阳系,曲线①②③④为行星轨道,阴影部分为小行星带,那么曲线①为　　　　的公转轨道,曲线④为　　　　的公转轨道。(填行星名称)(2分)
(2)若模式图示意太阳大气层的结构,阴影部分表示色球层,那么曲线①②之间为　　　　层,曲线③④之间的太阳大气层出现的太阳活动是　　　　。(2分)
(3)若模式图示意地球的内部圈层,阴影部分表示地幔,那么曲线①②之间为　　　　。目前研究地球内部圈层的主要依据是　　　　,请简要分析其研究原理。(8分)
(4)若模式图示意地层结构,阴影部分表示的地层中含有大量三叶虫化石,该地层的地质年代最有可能是　　　　代。请简述地层划分与对比的基本原理。(7分)
解析:第(1)题, 若模式图示意太阳系,阴影部分为小行星带,则曲线①②③④分别为土星、木星、火星、地球的公转轨道。第(2)题,若模式图示意太阳大气层的结构,阴影部分表示色球层,那么曲线①②之间为日冕层,曲线③④之间的太阳大气层是光球层,出现的太阳活动是太阳黑子。第(3)题,若模式图示意地球的内部圈层,阴影部分表示地幔,那么曲线①②之间为地壳。目前研究地球内部圈层的主要依据是地震波,其研究原理可从地震波在地下传播的特点展开分析。第(4)题,若模式图示意地层结构,阴影部分表示的地层中含有大量三叶虫化石,该地层的地质年代最有可能是古生代。地层划分与对比的基本原理可从地层中含有的生物化石展开分析。
答案:(1)土星　地球(2分)
(2)日冕　太阳黑子(2分)
(3)地壳　地震波(2分)　原理:地震波的传播速度随所通过的介质不同而变化;纵波的传播速度比横波快;纵波能通过固体、液体和气体传播,横波只能通过固体传播。(6分)
(4)古生(1分)　基本原理:生物是从简单向复杂,从低级向高级不断进化的,在这一过程中形成了一些标准化石和特定的化石组合。生物演化具有不可逆转的特性,即已经消失的物种和已经退化的特性不会再出现。因此可利用地层中含有的特定化石组合或类型,对其进行划分和对比。(6分)

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