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3.2 太阳系的组成与结构
目标导航·素养导向 教材精研·考点突破 避坑指南·易错辨析实战演练·随堂检测 巩固拓展·课后提升
01 目标导航·素养导向
1. 知道太阳系的组成和结构，了解太阳的大小、温度、太阳大气层结构和太阳活动，发展科学观念。
2. 知道地球与太阳之间的距离，太阳活动对人类的影响；通过实践活动建构太阳与行星的模型，加深对太阳系的认识，激发探索宇宙的兴趣。
3. 了解八大行星及其卫星的概念和特点，了解彗星与流星雨、小行星与陨石之间的关系，发展科学思维。
02 教材精研·考点突破
考点01 太阳系的组成
1. 太阳系的天体构成
八大行星、矮行星、小行星、卫星、彗星、流星体等天体共同构成了太阳系。太阳约占太阳系总质量的99.86%，是太阳系中体积和质量最大的天体。
八大行星（按距太阳由近及远）：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。它们都以自西向东的方向绕太阳公转。
小行星带：在火星和木星之间有大量的小行星分布，称为小行星带。
图3.2-1 太阳系示意图
2. 八大行星运动的共同特征
同向性：八大行星都以自西向东的方向绕着太阳公转。
共面性：八大行星的公转轨道大致都在同一个平面上。
近圆性：八大行星公转轨道的形状是近似圆形的椭圆。
思考与讨论：①与地球相邻的是哪两颗行星？②八大行星的运动有哪些共同的特征？
3. 探索活动——模拟太阳系中的相对运动
让同伴拿手电筒站在离你2 m处并朝你照过来（同伴代表太阳，你代表地球）。
情形一：你面朝手电筒，绕着同伴转圈，保持离同伴2 m远。记录明暗变化。
情形二：你面朝一个方向站着不动，同伴拿手电筒始终光照你并绕你转圈，保持2 m远。记录明暗变化。
仅凭本活动的观察结果，并不能判断哪个是太阳系的中心——需要结合“恒星自身发光、行星反射光”等更多证据才能确认太阳是中心。
图3.2-2 模拟活动示意图
考点02 太阳
1. 太阳的概况
太阳（Sun）是离地球最近的恒星，是一颗自身能够发光发热的气体星球。太阳为人类活动提供了最重要的能量，地球上生物生长、空气和水的循环都与太阳息息相关。
太阳已有约50亿年历史，是一颗典型的中等质量恒星，正平稳地燃烧着自身。
太阳大气层由内向外依次分为光球层、色球层和日冕。光球层是人们能够看到的太阳圆面；色球层是太阳大气的中间层，通常只有日全食时才能看见；日冕是最外层，只有用特殊仪器或日全食时才能观察到。
图3.2-3 太阳照片 图3.2-4 太阳大气层
2. 太阳的大小与温度
太阳直径大约是1.4×10 km，相当于地球直径的109倍；表面温度约为5500℃，中心温度高达1.5×10 ℃。
太阳体积大约是地球的130万倍，质量约为地球的33万倍；它与地球的平均距离约为1.5×10 km。
光的传播速度约为3×10 m/s，太阳光到达地球约需500 s（≈8分20秒）。
光在真空中1年内传播的距离等于1光年，天文学上常用光年作为单位来计量天体之间的距离。
3. 太阳活动
太阳表面经常发生变化，这些变化统称为太阳活动。常见的有太阳黑子、太阳耀斑、日珥和太阳风等。
太阳黑子是太阳光球层上出现的黑色小斑点，因温度比周围低而看上去较暗；太阳耀斑是色球层上突然增亮的斑块；日珥是色球层上喷射出的弧状大气。
太阳黑子的多少和大小，往往作为太阳活动强弱的标志；通常太阳耀斑、日珥的出现与太阳黑子的活动有关。
太阳黑子的活动周期约为11年。黑子数最多的年份称太阳活动峰年，最少的称谷年。
太阳活动对地球影响很大：耀斑增强时短波通信受明显影响；黑子、耀斑增强时需防晒以避免过强紫外线损伤皮肤。
思考与讨论：光球层处太阳大气最里层，为什么还能被我们看见？（光球层密度、亮度均大于色球层和日冕，其光线把外层光线覆盖。）
图3.2-5 太阳活动 图3.2-6 太阳黑子的数量变化
4. 拓展培优——学习使用天文望远镜
观测太阳等活动需使用加滤镜的天文望远镜（严禁肉眼或未加滤镜直接观测太阳），并通过科普书籍或网站收集太阳活动资料，了解其对地球的影响。
考点03 行星及其卫星
1. 行星与卫星的概念及共同特征
行星是直接围绕太阳转动的球状星体；卫星是围绕行星、矮行星、小行星转动的天体。
八大行星大致都在同一平面的近似圆形轨道上、沿同一方向绕太阳公转；除金星外，其他行星的自转方向与公转方向相同。
表3.2-1 八大行星相对于地球的质量和体积（假定地球=1）：水星0.05/0.056，金星0.82/0.856，地球1/1，火星0.11/0.15，木星317.89/1316，土星95.18/745，天王星14.63/65.2，海王星17.15/57.1。
探索活动：①体积和质量较大的两颗行星是木星、土星；②体积、质量与地球相近的是金星；③木星明显特征——体积最大、质量最大、自转最快，气态巨行星，主要由氢和氦组成。
图3.2-7 太阳系中行星的相对大小
2. 八大行星各自的特点
地球：太阳系中唯一表面有液态水存在的行星，有富含氧气的大气层，是已知唯一能够孕育和支持生命的星球。
水星：离太阳最近，比月球大不了多少；无大气、布满环形山、无卫星，昼夜温度变化很大。
金星：大小与地球相近，表面有很厚大气（主要成分二氧化碳），平均温度约460℃；早晨现于东方称“启明星”。
火星：直径约地球一半，自转轴倾角、自转周期与地球相近，公转周期是地球两倍；大气以二氧化碳为主、非常稀薄；表面温度约 140～20℃。科学阅读——天问一号火星探测器。
木星：体积最大、质量最大、自转最快；质量约太阳千分之一，是其他七大行星总和的2.5倍；气态巨行星，主要由氢和氦组成。
土星：第二大行星，唯一密度小于水的行星；有壮观光环（绕土星运转的碎块和微粒组成）；最大卫星“土卫六”比水星还大。
天王星：体积第三、质量第四，几乎横躺着绕太阳公转；大气主要含氢、氦、甲烷；最低温约 224℃；人类用望远镜发现的第一颗行星。
海王星：离太阳最远且寒冷的蓝色行星，大气以氢、氦为主并含微量甲烷；被称为“笔尖下发现的行星”。
图3.2-8 地球 图3.2-9 水星 图3.2-10 金星 图3.2-11 火星 图3.2-12 火星的大气层 图3.2-13 木星 图3.2-14 土星 图3.2-15 天王星 图3.2-16 海王星
3. 拓展培优——八大行星的分类
类地行星：与水星、金星、地球、火星类似，距太阳近、体积小质量小、由岩石组成、无光环；水星和金星无卫星，地球和火星有卫星。
巨行星：木星、土星，体积质量远大于其他行星，卫星较多且有光环。
远日行星：天王星、海王星，距太阳极远、温度很低，表层气体以氢和甲烷为主，都有卫星。
实践活动：绘制太阳系及八大行星示意图；设计并制作“距离模型”和“相对体积模型”；用软件观察行星突出特点。模型建构——模型是对认识对象的简化、概括性描述或模拟，可定性或定量，需体现原对象某些本质特征。
考点04 小行星和彗星
1. 小行星
小行星是太阳系中类似行星环绕太阳运动、但体积和质量比行星小得多的天体。多数集中在火星和木星之间，形成小行星带。
小行星运行轨道一旦变化，就可能被行星俘获并发生剧烈撞击。我国天文学家张钰哲1928年发现的小行星被命名为“中华”，是第一颗由中国人发现的小行星。
思考与讨论：有人认为小行星撞击地球引起恐龙灭绝——恐龙消失可能是灾变造成（小行星撞击→全球火山喷发和海啸→火山灰滞留使植物大量死亡→恐龙因食物短缺而死亡，答案合理即可）。
图3.2-17 小行星
2. 彗星与流星
彗星：亮度和形状随与太阳距离变化并绕太阳运动的天体，由彗核、彗发、彗尾三部分组成。彗核是岩石碎片、固体微粒和水结成的“冰球”；接近太阳时冰物质变气态形成彗发，被太阳风吹拂形成彗尾。
哈雷彗星：哈雷用牛顿理论算出1531、1607、1682年出现的彗星轨道相同，预言周期约76年并于1758年底或1759年初再现，果然出现；我国早在公元前613年就有记载。
流星体：绕太阳公转的固体小块。流星现象：小型天体闯入地球大气层，与大气摩擦、燃烧、发光划亮夜空的现象。陨星：未烧尽的流星体降落地表；主要由岩石构成的陨星叫陨石。
1994年苏梅克—列维9号彗星以2.1×10 km/h撞击木星，留下地球般大小的痕迹。科学阅读——流星雨：由彗星分裂的碎片受地球引力进入大气层燃烧形成，如英仙座流星雨（斯威夫特—塔特尔彗星碎屑，每年8月）。
实践活动：绘制彗星示意图并标注彗核、彗发、彗尾；查阅上一次哈雷彗星出现时间（1986年），推算下一次约为2062年。
图3.2-18 彗星 图3.2-19 新疆铁陨石“银骆驼” 图3.2-20 流星雨
03 避坑指南·易错辨析
易错警示 1. 易错点1：太阳是恒星（自身发光发热），不是行星；太阳系的中心天体是太阳，但太阳只是银河系中一颗普通恒星，并非银河系中心。 2. 易错点2：八大行星公转方向都是自西向东（同向性）；除金星外，其余行星自转方向也与公转方向相同，不要记反。 3. 易错点3：与地球相邻的行星是金星和火星；小行星带位于火星和木星之间，不要把“火星和木星”误说成与地球相邻的行星。 4. 易错点4：太阳大气层由内向外依次为光球层、色球层、日冕；色球层和日冕通常只有日全食时或用特殊仪器才能看见，光球层才是平时能看到的太阳圆面。 5. 易错点5：太阳活动强弱的标志是太阳黑子的多少和大小，不是太阳耀斑；太阳耀斑、日珥的出现通常与太阳黑子活动有关。 6. 易错点6：彗星由彗核、彗发、彗尾组成；哈雷彗星绕日公转周期约为76年（上次1986年，下次约2062年），不要把彗尾说成由冰直接形成。
04 实战演练·随堂检测
【实战演练】
1. 下图为太阳系局部示意图，表示地球的是（ ）
典例1 图示（图中 A、B、C、D 为各天体标注）
2. (台州期末)如图所示是科学家拍下太阳表面高清的图片，太阳表面有玫瑰红色的舌状气体喷出，再沿着弧形路线落回，这种太阳活动称为＿＿＿＿；该现象发生在太阳大气的＿＿＿＿层。
典例2 太阳表面高清图片
3. (2024·宁波模拟)2024年火星成为天文现象一大主角，可以观测到火星合金星、火星合土星，以及火星合木星。行星合相指的是当两颗行星在天空中彼此靠近到角距离小于一定值时，观测者可以在一个望远镜视野里同时看到它们。下列描述符合科学事实的是（ ）
A. 金星能自行发光
B. 太阳在银河系的中心
C. 行星绕太阳公转方向相同
D. 与地球相邻的行星是火星和木星
4. “神舟”系列飞船重返地面时会和大气剧烈摩擦而发出耀眼的光芒，下列现象中，与此相似的是（ ）
A. 恒星的光芒
B. 流星现象
C. 彗星的彗尾
D. 月球的光芒
参考答案
【实战演练】
1. B
2. 日珥；色球
解析：太阳周围镶着一个红色环圈，上面跳动着鲜红的火舌，这种太阳活动叫做日珥，日珥发生在太阳大气的色球层。
3. C
解析：金星是行星，本身不发光，靠反射太阳光而发亮；太阳是太阳系的中心天体，是银河系的一个普通天体；行星绕太阳公转方向相同；与地球相邻的行星是金星和火星。
4. B
解析：恒星的光芒是天体自行发出的光，A项不符合题意；当流星体临近地球时，受地球引力作用进入地球大气层，与大气摩擦燃烧发光，形成流星现象，B项符合题意；彗星的彗尾是彗核的冰物质受光照后变成的气态物质被太阳风吹拂形成的，C项不符合题意；月球的光芒是反射的太阳光，D项不符合题意。
05 巩固拓展·课后提升
【巩固拓展】
1. 画一幅八大行星的运动特征及大小关系示意图，并做简要的说明。
2. 设计一幅太阳大气层结构图，在合适的地方标注太阳活动的类型。
3. 以太阳耀斑为例，说明太阳活动对人类的主要影响。

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