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第一节　地球的宇宙环境
(时间:30分钟　满分:48分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)
　　“月掩金星”是指金星被月球掩盖的自然现象,此时月球运行到地球和金星中间,且连成一条直线,与日全食的原理相似。2023年3月24日,我国部分地区观测到了这一难得的天文奇观。图1示意部分天体及其运行轨道。据此回答1~2题。
图1
1.“月掩金星”现象中的月球、金星分别属于(　　)
[A]恒星、行星 [B]行星、行星
[C]卫星、行星 [D]恒星、卫星
2.本次“月掩金星”现象发生时,月球和金星可能分别位于(　　)
[A]①③ [B]①④ [C]②③ [D]②④
　　2024年6月25日,嫦娥六号返回器携带来自月背的月球样品安全着陆在内蒙古四子王旗预定区域,标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功。据此回答3~4题。
3.“嫦娥六号”探测器往返宇宙空间时,属于(　　)
[A]天体 [B]行星
[C]卫星 [D]天体系统
4.“嫦娥六号”在月球表面会受到的难以预估的威胁可能是(　　)
[A]强烈的宇宙辐射 [B]陨石的撞击
[C]稀薄的空气环境 [D]月球的天气
　　有着“中国天眼”之称的全球最大球面射电望远镜位于我国贵州平塘的喀斯特洼坑大窝凼(图2)。“天眼”探测范围可到达目前人类可知的宇宙边缘,对探索地外文明具有重要意义。据此回答5~6题。
图2
5.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
6.科学家们一直致力于在宇宙中寻找与地球相似的天体。推测其适合生命存在的条件有(　　)
①适合生物呼吸的大气　②适宜的温度　③昼夜交替现象　④四季更替　⑤液态水
[A]①②③ [B]②④⑤
[C]①④⑤ [D]①②⑤
　　2024年9月24日,“吉林大学一号”卫星成功发射升空,并顺利进入预定轨道绕地球飞行。图3为太阳系示意图。据此回答7~8题。
图3
7.“吉林大学一号”卫星所绕转的天体及其天体类型为(　　)
[A]c、卫星 [B]c、行星
[C]d、行星 [D]e、卫星
8.“吉林大学一号”卫星与图中天体形成了不同级别的天体系统,其所在的最低级别的天体系统是(　　)
[A]地月系 [B]太阳系
[C]银河系 [D]河外星系
　　某电影讲述了在不久的将来太阳即将毁灭,人类开启“流浪地球”计划的故事。该计划分为三步:第一步,中止地球自转;第二步,将地球推入木星轨道,弹射出太阳系;第三步,地球泊入比邻星系统到达新家园。据此回答9~10题。
9.“流浪地球”计划第一步成功实施后,地球上存在生命的条件将发生巨大变化的是(　　)
[A]适宜的温度条件 [B]适中的日地距离
[C]安全的宇宙环境 [D]大气层的厚度
10.有人称木星为“地球的盾牌”,保护地球生命。你认为较合理的解释是(　　)
[A]距离太阳更近,削弱了太阳射向地球的紫外线辐射
[B]体积、质量巨大,吸引部分可能撞向地球的小天体
[C]公转方向和地球一致,构成了安全稳定的宇宙环境
[D]公转轨道在地球与小行星带之间,阻挡小行星撞击
二、非选择题(本大题共2小题,共18分)
11.(12分)读地球在太阳系中的位置示意图(图4),回答下列问题。
图4
(1)图中的小行星带位于　　 　　(填写行星名称)轨道和　　 　　(填写行星名称)轨道之间,并在图中用A标出地球位置。(3分)
(2)地球在太阳系中是一颗普通的行星,它的普通性表现在它与其他七颗行星在绕日公转时具有　　 　　、　 　　　、　　　 　。(3分)
(3)图中所示宇宙空间范围内共包括　 　　级天体系统,其中最高一级天体系统是　　　 　,其中心天体是　　　 　。(3分)
(4)将下列事物的字母代号,根据其内在因果联系,填入图5方框中的横线上。(3分)
图5
A.适合生物呼吸的大气
B.日地距离适中
C.稳定的太阳光照条件
D.自转和公转周期适中
E.安全的空间运行轨道
F.体积和质量适中
G.适宜的温度
H.地球表面温度的日变化和季节变化幅度不大
12.(6分)阅读图文材料,回答下列问题。
　　宜居带是指一颗恒星周围适宜生命存在的理想区域,图6为太阳系的宜居带分布图。在距离地球约40光年的一颗恒星(TRAPPIST-1)周围发现了7颗与地球大小相当的类地行星,其中e、f、g位于宜居带内。图7为TRAPPIST-1系统示意图。科学家研究发现太阳系宜居带有外移趋势。
图6
图7
(1)位于太阳系宜居带的行星除地球外,还有　　　　。2019年10月,美国在该星某陨石坑内发现了富含矿物盐的沉积物,表明坑内曾有盐水湖,说明可能有适宜　　　　　存在的条件。(2分)
(2)TRAPPIST-1相当于太阳系中的　　 　。(1分)
(3)液态水的存在是地球生命起源和发展的重要条件之一,下列叙述中与地球存在液态水有密切关系的有　 　　。(2分)
①地球上昼夜交替的周期较适中　②地球上有可见光　③地球处在一个比较安全的宇宙环境中　④地球与太阳的距离比较适中
(4)下列关于太阳系宜居带外移对太阳系各行星的影响,说法正确的是(　　)(1分)
A.木星表面温度逐渐升高
B.金星将更适宜人类居住
C.火星表面温度降低
D.土星卫星将持续增多第一节　地球的宇宙环境
【目标导航】
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,并且是运动的。 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
1.宇宙
宇宙是所有时间、空间和物质的总和,是 世界的整体。
2.可观测宇宙
人类已经观测到的有限宇宙,叫作“ ”或“已知宇宙”,其半径约137亿光年。
注意:可观测宇宙只是宇宙的一部分,不是整个宇宙,可观测宇宙是由银河系和目前人类能观测到的河外星系组成的。随着技术的发展,人类探测宇宙的能力不断增强,可观测宇宙的范围还会不断扩大。
二、多层次的天体系统
1.天体和天体系统
(1)天体:宇宙中的恒星、星云、行星、卫星(天然卫星、人造卫星)等各种物质,通称天体。
(2)天体系统:宇宙中的天体都在运动着。运动着的天体因 和 ,形成天体系统。常见天体系统分为四个级别,图示如下。
[想一想] 下面两幅图中,属于天体的是 ,判断依据是什么
　 图1　环绕地球飞行的神舟十五号　　图2　流星雨
提示:环绕地球飞行的神舟十五号独立于地球大气层外,属于天体;流星雨是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。
[想一想] 北斗七星是不是天体系统 为什么
提示:北斗七星不是天体系统。因为北斗七星之间不存在互相绕转的关系。
2.银河系与河外星系
(1)银河系:由大量恒星和 组成。具有铁饼状的扁平外形,扁盘密集部分的直径约 光年。
(2)河外星系:与银河系同级别的 系统。
(3)可观测宇宙:包括 与现阶段所能观测到的 ,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 、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 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,我们看到的月光是月球反射的 。
(3)火星、 、土星、天王星、海王星与它们各自的卫星,分别组成类似于 的天体系统。
三、特殊行星——地球
1.表现
地球是目前所知道的唯一存在 ——人类的星球。
2.地球存在生命的基本条件
(1)充足的 。
(2)适宜的太阳光照和 。
(3)恰到好处的大气厚度和大气成分。
[想一想] 适宜高级智慧生命生存和繁衍的条件只有温度、大气、水吗
提示:不是。除此以外还要有安全的宇宙环境和稳定的太阳光照。
学习任务一　天体和天体系统
【情境·探究导学】
　　我国计划于2030年前后发射天问三号探测器,实施火星采样返回任务。纵观世界各国目前的进展,我国有望成为首个火星采样返回的国家。下图为探测器火星样本采集场景模拟图。
(1)天问三号探测器属于天体吗,说出判断理由。
提示:天体是宇宙间物质的存在形式,根据天体的定义即可判断。
(2)采样过程中探测器经过的天体系统有哪些
提示:经过的天体系统按照级别由高到低为银河系、太阳系、地月系。
【核心·归纳总结】
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,返回大气层或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,如在火星上工作的火星探测车不属于天体。
示例:判断流星体、流星现象与陨星是否属于天体。
2.天体系统的判断方法——“三看”
一看天体的数量;二看是否互相吸引;三看是否互相绕转。
说明:天体系统至少由两个天体组成,单个天体不能构成天体系统。天体系统内部,质量较小的天体围绕质量较大的天体公转。如果某些天体只互相吸引达不到互相绕转的程度,就不能构成天体系统。
3.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,主要物质是氢 — 轮廓模糊
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
卫星 — 如月球 否 月相圆缺多变
彗星 云雾状、 有彗尾 冰物质 否 拖着扫帚状长尾
4.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。
【实践·学以致用】
　　据中国载人航天工程办公室消息,北京时间2024年10月30日,神舟十九号载人飞船成功对接空间站天和核心舱。据此回答1~2题。
1.发射当晚天气晴朗,人们用肉眼观察发射的同时,还可以看到下列各种天体,以下叙述正确的有(　　)
①星光闪烁的是恒星　②在星空中有明显移动的是行星　③一闪即逝的是彗星　④轮廓模糊的是流星
[A]①② [B]②③
[C]③④ [D]①④
【答案】 A
【解析】 用肉眼观察各类天体,星光闪烁的是恒星,在星空中有明显移动的是行星,流星一闪即逝,星云轮廓模糊,①②正确,③④错误。故选A。
2.环绕地球飞行的神舟十九号载人飞船和对接的空间站天和核心舱组合体所组成的系统类似于(　　)
[A]总星系 [B]银河系
[C]太阳系 [D]地月系
【答案】 D
【解析】 由题意可知,环绕地球飞行的神舟十九号载人飞船和对接的空间站天和核心舱组合体所组成的系统的中心天体是地球,该系统类似于地月系,D正确。
学习任务二　特殊行星——地球
【情境·探究导学】
　　“生命宜居带”指恒星周围适合生命存在的最佳区域,下图为天文学家公认的太阳系“生命宜居带”示意图。
地球存在高级智慧生命的条件有哪些
提示:从地球的外部条件和自身条件进行分析归纳。
【核心·归纳总结】
地球的特殊性——存在高级智慧生命
1.地球存在生命的外部条件
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。
“四看”法分析高级智慧生命存在的条件
【实践·学以致用】
　　2024年10月15日,中国科学院、国家航天局、中国载人航天工程办公室联合发布了《国家空间科学中长期发展规划(2024—2050年)》,提出我国有望突破的五大科学主题。其中,在“宜居行星”主题提出探索太阳系天体和系外行星的宜居性,开展地外生命探寻。据此回答1~2题。
1.我国科学家探寻地外生命时,特别要关注行星的宜居性特征有(　　)
①拥有适宜的大气层　②自身能够发光发热　③有大量的金属矿产　④拥有稳定的液
态水
[A]①② [B]①④ [C]②③ [D]③④
【答案】 B
【解析】 结合所学知识可知,“宜居行星”需要拥有厚薄适宜的大气层,以形成适宜的温度,①正确;行星不能自行发光发热,②错误;有大量的金属矿产与宜居性无关,③错误;要拥有稳定的液态水,满足生物生长所需,④正确。故选B。
2.“宜居行星”支持其生命存在的主要能源最可能来自(　　)
[A]恒星的稳定光照
[B]行星内部核裂变反应
[C]强烈的宇宙射线
[D]行星表面的火山喷发
【答案】 A
【解析】 结合所学知识可知,“宜居行星”绕恒星公转,恒星拥有稳定的光照,能为行星提供适宜的温度条件,A正确;行星内部核裂变反应产生的能量不稳定,且难以持续稳定地为生命提供所需的大量能源,B错误;强烈的宇宙射线对生命通常是有害的,C错误;行星表面的火山喷发虽然会释放能量,但这种能量是局部的、短暂的,无法作为支持生命长期存在的主要能源,D错误。(共38张PPT)
第一节　地球的宇宙环境
第一章　宇宙中的地球
【目标导航】
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,并且是运动的。
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。
必备知识·预习导学
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 世界的整体。
2.可观测宇宙
人类已经观测到的有限宇宙,叫作“ ”或“已知宇宙”,其半径约137亿光年。
物质
可观测宇宙
注意:可观测宇宙只是宇宙的一部分,不是整个宇宙,可观测宇宙是由银河系和目前人类能观测到的河外星系组成的。随着技术的发展,人类探测宇宙的能力不断增强,可观测宇宙的范围还会不断扩大。
二、多层次的天体系统
1.天体和天体系统
(1)天体:宇宙中的恒星、星云、行星、卫星(天然卫星、人造卫星)等各种物质,通称天体。
(2)天体系统:宇宙中的天体都在运动着。运动着的天体因 和
,形成天体系统。
互相吸引
互相绕转
常见天体系统分为四个级别,图示如下。
地月
银河
[想一想] 下面两幅图中,属于天体的是 ,判断依据是什么
图1
图1　环绕地球飞行的神舟十五号　　图2　流星雨
提示:环绕地球飞行的神舟十五号独立于地球大气层外,属于天体;流星雨是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。
[想一想] 北斗七星是不是天体系统 为什么
提示:北斗七星不是天体系统。因为北斗七星之间不存在互相绕转的关系。
2.银河系与河外星系
(1)银河系:由大量恒星和 组成。具有铁饼状的扁平外形,扁盘密集部分的直径约 光年。
(2)河外星系:与银河系同级别的 系统。
(3)可观测宇宙:包括 与现阶段所能观测到的 ,是目前人类所知道的最高一级天体系统。
星云
10万
恒星
银河系
河外星系
3.太阳系与地月系
(1)太阳系:由 、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 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,我们看到的月光是月球反射的 。
(3)火星、 、土星、天王星、海王星与它们各自的卫星,分别组成类似于 的天体系统。
太阳
月球
太阳光
木星
地月系
三、特殊行星——地球
1.表现
地球是目前所知道的唯一存在 ——人类的星球。
2.地球存在生命的基本条件
(1)充足的 。
(2)适宜的太阳光照和 。
高级智慧生命
水分
温度范围
(3)恰到好处的大气厚度和大气成分。
[想一想] 适宜高级智慧生命生存和繁衍的条件只有温度、大气、水吗
提示:不是。除此以外还要有安全的宇宙环境和稳定的太阳光照。
关键能力·情境导学
学习任务一　天体和天体系统
【情境·探究导学】
我国计划于2030年前后发射天问三号探测器,实施火星采样返回任务。纵观世界各国目前的进展,我国有望成为首个火星采样返回的国家。下图为探测器火星样本采集场景模拟图。
(1)天问三号探测器属于天体吗,说出判断理由。
提示:天体是宇宙间物质的存在形式,根据天体的定义即可判断。
(2)采样过程中探测器经过的天体系统有哪些
提示:经过的天体系统按照级别由高到低为银河系、太阳系、地月系。
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,返回大气层或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。
【核心·归纳总结】
(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,如在火星上工作的火星探测车不属于天体。
示例:判断流星体、流星现象与陨星是否属于天体。
2.天体系统的判断方法——“三看”
一看天体的数量;二看是否互相吸引;三看是否互相绕转。
说明:天体系统至少由两个天体组成,单个天体不能构成天体系统。天体系统内部,质量较小的天体围绕质量较大的天体公转。如果某些天体只互相吸引达不到互相绕转的程度,就不能构成天体系统。
3.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,主要物质是氢 — 轮廓模糊
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
卫星 — 如月球 否 月相圆缺多变
彗星 云雾状、 有彗尾 冰物质 否 拖着扫帚状长尾
4.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。
·知识拓展·
据中国载人航天工程办公室消息,北京时间2024年10月30日,神舟十九号载人飞船成功对接空间站天和核心舱。据此回答1~2题。
1.发射当晚天气晴朗,人们用肉眼观察发射的同时,还可以看到下列各种天体,以下叙述正确的有(　　)
①星光闪烁的是恒星　②在星空中有明显移动的是行星　③一闪即逝的是彗星　④轮廓模糊的是流星
[A]①② [B]②③
[C]③④ [D]①④
【实践·学以致用】
A
【解析】 用肉眼观察各类天体,星光闪烁的是恒星,在星空中有明显移动的是行星,流星一闪即逝,星云轮廓模糊,①②正确,③④错误。故选A。
2.环绕地球飞行的神舟十九号载人飞船和对接的空间站天和核心舱组合体所组成的系统类似于(　　)
[A]总星系 [B]银河系
[C]太阳系 [D]地月系
D
【解析】 由题意可知,环绕地球飞行的神舟十九号载人飞船和对接的空间站天和核心舱组合体所组成的系统的中心天体是地球,该系统类似于地月系,D正确。
学习任务二　特殊行星——地球
【情境·探究导学】
“生命宜居带”指恒星周围适合生命存在的最佳区域,下图为天文学家公认的太阳系“生命宜居带”示意图。
地球存在高级智慧生命的条件有哪些
提示:从地球的外部条件和自身条件进行分析归纳。
地球的特殊性——存在高级智慧生命
1.地球存在生命的外部条件
【核心·归纳总结】
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。
“四看”法分析高级智慧生命存在的条件
·技巧点拨·
2024年10月15日,中国科学院、国家航天局、中国载人航天工程办公室联合发布了《国家空间科学中长期发展规划(2024—2050年)》,提出我国有望突破的五大科学主题。其中,在“宜居行星”主题提出探索太阳系天体和系外行星的宜居性,开展地外生命探寻。据此回答1~2题。
1.我国科学家探寻地外生命时,特别要关注行星的宜居性特征有(　　)
①拥有适宜的大气层　②自身能够发光发热　③有大量的金属矿产　
④拥有稳定的液态水
[A]①② [B]①④ [C]②③ [D]③④
【实践·学以致用】
B
【解析】 结合所学知识可知,“宜居行星”需要拥有厚薄适宜的大气层,以形成适宜的温度,①正确;行星不能自行发光发热,②错误;有大量的金属矿产与宜居性无关,③错误;要拥有稳定的液态水,满足生物生长所需,④正确。故选B。
2.“宜居行星”支持其生命存在的主要能源最可能来自(　　)
[A]恒星的稳定光照
[B]行星内部核裂变反应
[C]强烈的宇宙射线
[D]行星表面的火山喷发
A
【解析】 结合所学知识可知,“宜居行星”绕恒星公转,恒星拥有稳定的光照,能为行星提供适宜的温度条件,A正确;行星内部核裂变反应产生的能量不稳定,且难以持续稳定地为生命提供所需的大量能源,B错误;强烈的宇宙射线对生命通常是有害的,C错误;行星表面的火山喷发虽然会释放能量,但这种能量是局部的、短暂的,无法作为支持生命长期存在的主要能源,D错误。
课堂小结
感谢观看第一节　地球的宇宙环境
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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,并且是运动的。 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
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
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。
注意:可观测宇宙只是宇宙的一部分,不是整个宇宙,可观测宇宙是由银河系和目前人类能观测到的河外星系组成的。随着技术的发展,人类探测宇宙的能力不断增强,可观测宇宙的范围还会不断扩大。
二、多层次的天体系统
1.天体和天体系统
(1)天体:宇宙中的恒星、星云、行星、卫星(天然卫星、人造卫星)等各种物质,通称天体。
(2)天体系统:宇宙中的天体都在运动着。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。
[想一想] 下面两幅图中,属于天体的是图1,判断依据是什么
　 图1　环绕地球飞行的神舟十五号　　图2　流星雨
提示:环绕地球飞行的神舟十五号独立于地球大气层外,属于天体;流星雨是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。
[想一想] 北斗七星是不是天体系统 为什么
提示:北斗七星不是天体系统。因为北斗七星之间不存在互相绕转的关系。
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,我们看到的月光是月球反射的太阳光。
(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、特殊行星——地球
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。
[想一想] 适宜高级智慧生命生存和繁衍的条件只有温度、大气、水吗
提示:不是。除此以外还要有安全的宇宙环境和稳定的太阳光照。
学习任务一　天体和天体系统
【情境·探究导学】
　　我国计划于2030年前后发射天问三号探测器,实施火星采样返回任务。纵观世界各国目前的进展,我国有望成为首个火星采样返回的国家。下图为探测器火星样本采集场景模拟图。
(1)天问三号探测器属于天体吗,说出判断理由。
提示:天体是宇宙间物质的存在形式,根据天体的定义即可判断。
(2)采样过程中探测器经过的天体系统有哪些
提示:经过的天体系统按照级别由高到低为银河系、太阳系、地月系。
【核心·归纳总结】
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,返回大气层或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,如在火星上工作的火星探测车不属于天体。
示例:判断流星体、流星现象与陨星是否属于天体。
2.天体系统的判断方法——“三看”
一看天体的数量;二看是否互相吸引;三看是否互相绕转。
说明:天体系统至少由两个天体组成,单个天体不能构成天体系统。天体系统内部,质量较小的天体围绕质量较大的天体公转。如果某些天体只互相吸引达不到互相绕转的程度,就不能构成天体系统。
3.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,主要物质是氢 — 轮廓模糊
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
卫星 — 如月球 否 月相圆缺多变
彗星 云雾状、 有彗尾 冰物质 否 拖着扫帚状长尾
4.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。
【实践·学以致用】
　　据中国载人航天工程办公室消息,北京时间2024年10月30日,神舟十九号载人飞船成功对接空间站天和核心舱。据此回答1~2题。
1.发射当晚天气晴朗,人们用肉眼观察发射的同时,还可以看到下列各种天体,以下叙述正确的有(　　)
①星光闪烁的是恒星　②在星空中有明显移动的是行星　③一闪即逝的是彗星　④轮廓模糊的是流星
[A]①② [B]②③
[C]③④ [D]①④
【答案】 A
【解析】 用肉眼观察各类天体,星光闪烁的是恒星,在星空中有明显移动的是行星,流星一闪即逝,星云轮廓模糊,①②正确,③④错误。故选A。
2.环绕地球飞行的神舟十九号载人飞船和对接的空间站天和核心舱组合体所组成的系统类似于(　　)
[A]总星系 [B]银河系
[C]太阳系 [D]地月系
【答案】 D
【解析】 由题意可知,环绕地球飞行的神舟十九号载人飞船和对接的空间站天和核心舱组合体所组成的系统的中心天体是地球,该系统类似于地月系,D正确。
学习任务二　特殊行星——地球
【情境·探究导学】
　　“生命宜居带”指恒星周围适合生命存在的最佳区域,下图为天文学家公认的太阳系“生命宜居带”示意图。
地球存在高级智慧生命的条件有哪些
提示:从地球的外部条件和自身条件进行分析归纳。
【核心·归纳总结】
地球的特殊性——存在高级智慧生命
1.地球存在生命的外部条件
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。
“四看”法分析高级智慧生命存在的条件
【实践·学以致用】
　　2024年10月15日,中国科学院、国家航天局、中国载人航天工程办公室联合发布了《国家空间科学中长期发展规划(2024—2050年)》,提出我国有望突破的五大科学主题。其中,在“宜居行星”主题提出探索太阳系天体和系外行星的宜居性,开展地外生命探寻。据此回答1~2题。
1.我国科学家探寻地外生命时,特别要关注行星的宜居性特征有(　　)
①拥有适宜的大气层　②自身能够发光发热　③有大量的金属矿产　④拥有稳定的液
态水
[A]①② [B]①④ [C]②③ [D]③④
【答案】 B
【解析】 结合所学知识可知,“宜居行星”需要拥有厚薄适宜的大气层,以形成适宜的温度,①正确;行星不能自行发光发热,②错误;有大量的金属矿产与宜居性无关,③错误;要拥有稳定的液态水,满足生物生长所需,④正确。故选B。
2.“宜居行星”支持其生命存在的主要能源最可能来自(　　)
[A]恒星的稳定光照
[B]行星内部核裂变反应
[C]强烈的宇宙射线
[D]行星表面的火山喷发
【答案】 A
【解析】 结合所学知识可知,“宜居行星”绕恒星公转,恒星拥有稳定的光照,能为行星提供适宜的温度条件,A正确;行星内部核裂变反应产生的能量不稳定,且难以持续稳定地为生命提供所需的大量能源,B错误;强烈的宇宙射线对生命通常是有害的,C错误;行星表面的火山喷发虽然会释放能量,但这种能量是局部的、短暂的,无法作为支持生命长期存在的主要能源,D错误。第一节　地球的宇宙环境
(时间:30分钟　满分:48分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)
　　“月掩金星”是指金星被月球掩盖的自然现象,此时月球运行到地球和金星中间,且连成一条直线,与日全食的原理相似。2023年3月24日,我国部分地区观测到了这一难得的天文奇观。图1示意部分天体及其运行轨道。据此回答1~2题。
图1
1.“月掩金星”现象中的月球、金星分别属于(　　)
[A]恒星、行星 [B]行星、行星
[C]卫星、行星 [D]恒星、卫星
【答案】 C
【解析】 月球为地球的卫星,金星为太阳系中的一颗行星,C正确。
2.本次“月掩金星”现象发生时,月球和金星可能分别位于(　　)
[A]①③ [B]①④ [C]②③ [D]②④
【答案】 A
【解析】 据材料可知,此时月球位于地球与金星之间,且三者位置呈一条直线,因此月球和金星可能分别位于①③位置,A正确。
　　2024年6月25日,嫦娥六号返回器携带来自月背的月球样品安全着陆在内蒙古四子王旗预定区域,标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功。据此回答3~4题。
3.“嫦娥六号”探测器往返宇宙空间时,属于(　　)
[A]天体 [B]行星
[C]卫星 [D]天体系统
【答案】 A
【解析】 “嫦娥六号”探测器往返宇宙空间时脱离地球大气层,有自己的运行轨道,属于天体,不属于天体系统,A正确,D错误。行星是指自身不发光,环绕着恒星运动的天体,卫星是指围绕一颗行星轨道并按闭合轨道做周期性运行的天然天体,B、C错误。故选A。
4.“嫦娥六号”在月球表面会受到的难以预估的威胁可能是(　　)
[A]强烈的宇宙辐射 [B]陨石的撞击
[C]稀薄的空气环境 [D]月球的天气
【答案】 B
【解析】 月球表面是真空状态,没有大气的保护,陨石撞击密集,对“嫦娥六号”威胁大,且因陨石撞击没有规律性,目前人类难以估计,B正确。强烈的宇宙辐射、稀薄的空气环境、月球的天气是人类已经估计到的威胁,A、C、D错误。故选B。
　　有着“中国天眼”之称的全球最大球面射电望远镜位于我国贵州平塘的喀斯特洼坑大窝凼(图2)。“天眼”探测范围可到达目前人类可知的宇宙边缘,对探索地外文明具有重要意义。据此回答5~6题。
图2
5.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】 由材料可知,该望远镜探测范围可达目前人类可知的宇宙边缘,目前人类可以探测到的宇宙范围为可观测宇宙,A正确。
6.科学家们一直致力于在宇宙中寻找与地球相似的天体。推测其适合生命存在的条件有(　　)
①适合生物呼吸的大气　②适宜的温度　③昼夜交替现象　④四季更替　⑤液态水
[A]①②③ [B]②④⑤
[C]①④⑤ [D]①②⑤
【答案】 D
【解析】 适合生命存在的条件有适宜的温度、适合生物呼吸的大气、液态水,①②⑤正确;有昼夜交替现象不是生命存在的必要条件,③错误;四季更替形成春夏秋冬四个季节,与生命存在条件无关,④错误。故选D。
　　2024年9月24日,“吉林大学一号”卫星成功发射升空,并顺利进入预定轨道绕地球飞行。图3为太阳系示意图。据此回答7~8题。
图3
7.“吉林大学一号”卫星所绕转的天体及其天体类型为(　　)
[A]c、卫星 [B]c、行星
[C]d、行星 [D]e、卫星
【答案】 B
【解析】 材料信息表明,“吉林大学一号”卫星绕地球飞行,即图中c,为行星。故选B。
8.“吉林大学一号”卫星与图中天体形成了不同级别的天体系统,其所在的最低级别的天体系统是(　　)
[A]地月系 [B]太阳系
[C]银河系 [D]河外星系
【答案】 A
【解析】 材料信息表明,“吉林大学一号”卫星进入预定轨道绕地球飞行,卫星与地球构成的天体系统位于地月系、太阳系、银河系、总星系,这些天体系统中地月系的级别最低。故选A。
　　某电影讲述了在不久的将来太阳即将毁灭,人类开启“流浪地球”计划的故事。该计划分为三步:第一步,中止地球自转;第二步,将地球推入木星轨道,弹射出太阳系;第三步,地球泊入比邻星系统到达新家园。据此回答9~10题。
9.“流浪地球”计划第一步成功实施后,地球上存在生命的条件将发生巨大变化的是(　　)
[A]适宜的温度条件 [B]适中的日地距离
[C]安全的宇宙环境 [D]大气层的厚度
【答案】 A
【解析】 由材料可知,“流浪地球”计划的第一步是让地球自转停止,地球不自转后,因为公转而产生的昼夜交替周期变为一年,地表温度在白昼期过高,在黑夜期过低,昼夜温差变大,温度条件将发生巨大变化,A正确;地球的公转以及轨道没有发生变化,日地距离没有发生变化,其所处的安全的宇宙环境没有改变,B、C错误;地球的体积、质量没有改变,大气层的厚度也没有改变,D错误。故选A。
10.有人称木星为“地球的盾牌”,保护地球生命。你认为较合理的解释是(　　)
[A]距离太阳更近,削弱了太阳射向地球的紫外线辐射
[B]体积、质量巨大,吸引部分可能撞向地球的小天体
[C]公转方向和地球一致,构成了安全稳定的宇宙环境
[D]公转轨道在地球与小行星带之间,阻挡小行星撞击
【答案】 B
【解析】 小行星带位于火星与木星轨道之间,由于木星体积、质量巨大,可吸引部分可能撞上地球的小天体,保护地球不被撞击,被称为“地球的盾牌”,B正确;木星是地外行星,距离太阳较远,A错误;公转方向和地球一致与木星成为“地球的盾牌”关系不大,八大行星都与地球公转方向一致,C错误;木星公转轨道在小行星带之外,不能阻挡小行星撞击,D错误。
二、非选择题(本大题共2小题,共18分)
11.(12分)读地球在太阳系中的位置示意图(图4),回答下列问题。
图4
(1)图中的小行星带位于　　 　　(填写行星名称)轨道和　　 　　(填写行星名称)轨道之间,并在图中用A标出地球位置。(3分)
(2)地球在太阳系中是一颗普通的行星,它的普通性表现在它与其他七颗行星在绕日公转时具有　　 　　、　 　　　、　　　 　。(3分)
(3)图中所示宇宙空间范围内共包括　 　　级天体系统,其中最高一级天体系统是　　　 　,其中心天体是　　　 　。(3分)
(4)将下列事物的字母代号,根据其内在因果联系,填入图5方框中的横线上。(3分)
图5
A.适合生物呼吸的大气
B.日地距离适中
C.稳定的太阳光照条件
D.自转和公转周期适中
E.安全的空间运行轨道
F.体积和质量适中
G.适宜的温度
H.地球表面温度的日变化和季节变化幅度不大
【答案】 (1)火星　木星　标注略(由太阳向外第3轨道)。(3分)
(2)同向性　共面性　近圆性(3分)
(3)两　太阳系　太阳(3分)
(4)①G←②B　③A←④F　⑤H←⑥D(三组答案可以互换顺序)(3分)
【解析】 第(1)题,太阳系八大行星按照与太阳的距离由近及远依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。图中小行星带位于火星轨道和木星轨道之间。第(2)题,根据所学知识可知,太阳系八大行星绕日公转的方向相同,都是自西向东——同向性;绕日公转的轨道面近乎在同一平面上,且绕日公转的轨道形状接近圆形——共面性、近圆性。第(3)题,图中最高一级天体系统是太阳系,下一级是与地月系处于同一级的其他行星系统,所以图中所示宇宙空间范围内共包括两级天体系统。太阳体积巨大、质量巨大,强大的引力使其他天体绕太阳运转,太阳成为太阳系的中心天体。第(4)题,地球存在生命的条件包括外部条件和自身条件。外部条件:稳定的太阳光照条件;大小行星各行其道,使地球处于较为安全的宇宙环境中。自身条件:地球与太阳距离适中→地球表面的平均气温适宜;地球的体积和质量适中→使大量的气体聚集,形成适合生物呼吸的大气;自转和公转周期适中→地球表面温度的日变化和季节变化幅度不大。
12.(6分)阅读图文材料,回答下列问题。
　　宜居带是指一颗恒星周围适宜生命存在的理想区域,图6为太阳系的宜居带分布图。在距离地球约40光年的一颗恒星(TRAPPIST-1)周围发现了7颗与地球大小相当的类地行星,其中e、f、g位于宜居带内。图7为TRAPPIST-1系统示意图。科学家研究发现太阳系宜居带有外移趋势。
图6
图7
(1)位于太阳系宜居带的行星除地球外,还有　　　　。2019年10月,美国在该星某陨石坑内发现了富含矿物盐的沉积物,表明坑内曾有盐水湖,说明可能有适宜　　　　　存在的条件。(2分)
(2)TRAPPIST-1相当于太阳系中的　　 　。(1分)
(3)液态水的存在是地球生命起源和发展的重要条件之一,下列叙述中与地球存在液态水有密切关系的有　 　　。(2分)
①地球上昼夜交替的周期较适中　②地球上有可见光　③地球处在一个比较安全的宇宙环境中　④地球与太阳的距离比较适中
(4)下列关于太阳系宜居带外移对太阳系各行星的影响,说法正确的是(　　)(1分)
A.木星表面温度逐渐升高
B.金星将更适宜人类居住
C.火星表面温度降低
D.土星卫星将持续增多
【答案】 (1)火星　生命(2分)
(2)太阳(1分)
(3)①④(2分)
(4)A(1分)
【解析】 第(1)题,读图可知,位于太阳系宜居带的是距太阳第三、四颗行星,即地球与火星。根据题干可知,陨石坑内曾有盐水湖,即有液态水存在,说明可能有适宜生命存在的条件。第(2)题,由材料可知,TRAPPIST-1是一颗恒星,相当于太阳系中的太阳。第(3)题,地球上液态水的存在与地球上具有适宜的温度有关。地球上存在适宜的温度,一方面是因为地球与太阳距离适中,④正确;另一方面也与地球上昼夜交替的周期适中有关,①正确;而地球上有可见光、所处宇宙环境安全与地球上存在液态水的关联不大,②③错误。第(4)题,如果太阳系宜居带外移,即从目前涵盖地球和火星的位置向外移动。宜居带具备生命存在的条件,其向外移动,更靠近木星,则木星表面的温度要比现在更高,更具备生命存在的温度条件,A正确;金星位于地球和太阳之间,宜居带外移后金星距离宜居带更远,更不适宜人类居住,B错误;火星表面温度会升高,不适宜人类居住,C错误;土星的卫星数量与土星质量和其轨道位置有关,与宜居带并无关联,D错误。

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