地理必修1第1章第1節(jié)　地球的宇宙環(huán)境學(xué)案（湘教版）

第一節(jié)地球的宇宙環(huán)境學(xué)習(xí)目標(biāo)，天體系統(tǒng)的形成、層次及地球在天體系統(tǒng)中的位置。(重點(diǎn))3.理解太陽系的結(jié)構(gòu)、八大行星的運(yùn)動特征和結(jié)構(gòu)特征。(難點(diǎn))，學(xué)會分析地球上有生命物質(zhì)存在的條件。(重點(diǎn))一、人類對宇宙的認(rèn)識和多層次的天體系統(tǒng)1．人類對宇宙的認(rèn)識(1)宇宙：天文學(xué)家把人類已經(jīng)觀測到的有限宇宙叫作“可見宇宙〞或“宇宙〞，其半徑約為140億光年。(2)光年：天文學(xué)中的距離單位，即光在“真空〞中一年所傳播的距離。2．多層次的天體系統(tǒng)(1)天體：宇宙間的星云、恒星、行星、衛(wèi)星等各種物質(zhì)通稱為天體。(2)天體系統(tǒng)①形成：萬有引力和天體的永恒運(yùn)動維系著天體之間的關(guān)系，組成了多層次的天體系統(tǒng)。②層次eq\x(總星系)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\x(銀河系)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\x(太陽系)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\x(地月系),\x(其他行星系))),\x(其他恒星系))),\x(河外星系)))(3)銀河系和河外星系①銀河系的組成天體主要是恒星和星云兩類。②銀河系與河外星系是同級別的天體系統(tǒng)，共同構(gòu)成總星系。(4)太陽系和地月系(太陽系示意圖)①太陽系組成：太陽、圍繞太陽運(yùn)行的行星、矮行星，以及小行星、彗星、流星體、衛(wèi)星和行星際物質(zhì)等。八顆行星的位置：A水星，B金星，C地球，D火星，E木星，F(xiàn)土星，G天王星，H海王星。②地月系：由地球與其衛(wèi)星月球組成的天體系統(tǒng)。月球自轉(zhuǎn)的方向和周期與其公轉(zhuǎn)的方向和周期完全一樣。二、普通而特殊的行星——地球1．普通性：在太陽系行星中，就外觀和所處的位置而言，地球是一顆普通的行星。2．特殊性地球是目前所知道的唯一存在高級智慧生命的天體，因此是宇宙中一顆特殊的行星。地球上所具備的生命存在的根本條件：(1)充足的水分。(2)恰到好處的大氣厚度和大氣成分。(3)適宜的太陽光照和溫度范圍。(1)牛郎星、織女星、水星是一樣的天體。()(2)北斗七星各恒星之間可形成天體系統(tǒng)。 ()(3)地球是宇宙中唯一有生命物質(zhì)存在的天體。()(4)地球上存在生命是因?yàn)榈厍蛱幱谄桨卜€(wěn)定的宇宙環(huán)境中。()(5)八顆行星中，地內(nèi)行星與地外行星比擬，其特點(diǎn)是()A．質(zhì)量較大B．平均密度較低C．都有衛(wèi)星但衛(wèi)星較少D．外表溫度較高提示：(1)×牛郎星、織女星是恒星，水星是行星。(2)×天體之間要構(gòu)成天體系統(tǒng)，必須同時具備兩個條件，即“二要〞：一要相互吸引，二要相互繞轉(zhuǎn)。只吸引不繞轉(zhuǎn)不能構(gòu)成天體系統(tǒng)。北斗七星各恒星之間沒有相互繞轉(zhuǎn)關(guān)系，就不能形成天體系統(tǒng)。(3)×地球是太陽系中唯一有生命物質(zhì)存在的天體。太陽系之外雖然目前人類還沒有發(fā)現(xiàn)生命，但科學(xué)家推測可能存在生命。(4)×地球上存在生命是因?yàn)橛衅桨驳挠钪姝h(huán)境和穩(wěn)定的太陽光照外部條件，及適宜的溫度、大氣及液態(tài)水等自身?xiàng)l件。(5)D[地外行星包括火星、木星、土星、天王星和海王星。其中木星和土星最大的特點(diǎn)是質(zhì)量和體積都大，密度小，衛(wèi)星多；地內(nèi)行星包括水星和金星，都沒有衛(wèi)星；地內(nèi)行星由于距離太陽較近，外表溫度較高。]天體和天體系統(tǒng)2018年12月11日消息：雙子座流星雨于12月14日午夜出現(xiàn)高潮，以下圖為攝影愛好者拍攝到的雙子座流星雨劃過星空的美麗畫面。問題1(區(qū)域認(rèn)知)雙子座的流星和地面上的隕石是天體嗎？為什么？提示：①流星是天體，流星運(yùn)行在太空中，存在于大氣層外，因而是天體；②隕石不是天體，隕石是流星體未燃燒盡落在地球上，而不存在于大氣層以外，所以隕石不是天體。問題2(綜合思維)雙子座主星北河三及其衛(wèi)星是否構(gòu)成了天體系統(tǒng)？提示：北河三及其衛(wèi)星相互吸引、相互繞轉(zhuǎn)構(gòu)成了天體系統(tǒng)。[歸納總結(jié)]1．“三看法〞判斷天體一看位置：看其是否位于地球大氣層之外。例如，宇宙飛船在太空中運(yùn)行時是天體，返回到地面就不是天體。二看實(shí)質(zhì)：看它是不是宇宙間的物質(zhì)，一些自然現(xiàn)象如流星現(xiàn)象就不屬于天體。三看運(yùn)轉(zhuǎn)：看它是不是在一定的軌道上獨(dú)立的運(yùn)行。依附在其他天體上的物體不屬于天體，如火星上考察的火星車。2．“四看法〞判斷天體系統(tǒng)一看天體的數(shù)量；二看天體之間的距離；三看是否相互吸引；四看是否相互繞轉(zhuǎn)。天體系統(tǒng)至少由兩個天體組成，單個天體不能構(gòu)成天體系統(tǒng)。天體系統(tǒng)內(nèi)部，質(zhì)量較小的天體圍繞質(zhì)量較大的天體公轉(zhuǎn)。如果某些天體只相互吸引達(dá)不到繞轉(zhuǎn)的程度，就不能構(gòu)成天體系統(tǒng)。1．宇宙是一個有序的、有一定層次和結(jié)構(gòu)的物質(zhì)世界。據(jù)此答復(fù)(1)～(2)題。(1)以下屬于天體的是()①哈雷彗星、流星體②月球、星云③航天飛機(jī)、隕石④恒星、待發(fā)射的航天飛機(jī)A．①③B．①②C．②④D．③④(2)以下概念中，具有附屬關(guān)系，且從大到小依次排列的是()A．太陽系—木星—海王星B．宇宙—太陽系—銀河系C．太陽系—地月系—月球D．太陽—地球—哈雷彗星(1)B(2)C[第(1)題，隕石和待發(fā)射的航天飛機(jī)屬于地球的附屬物，不能稱為天體；而哈雷彗星、流星體、月球、星云和恒星等都屬于自然天體。第(2)題，A項(xiàng)中木星和海王星為并列關(guān)系；B項(xiàng)雖具有附屬關(guān)系，但銀河系包含太陽系；D項(xiàng)沒有附屬關(guān)系。]地球的普通性和特殊性美國宇航局(NASA)舉行會議，宣布了開普勒太空望遠(yuǎn)鏡的一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)：天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)迄今最接近“另一個地球〞的系外行星——Kepler452b。該行星比地球大概大60%，距離地球1400光年，位于天鵝座。所處位置允許擁有液態(tài)水。它圍繞的母恒星與太陽非常類似——溫度相近、直徑比太陽大10%、亮度高20%、年長15億歲。開普勒—452b到這顆恒星的距離，也與地球到太陽的距離比擬相近。問題1(綜合思維)推測系外行星——Kepler452b可能存在生命的外部條件有哪些？提示：平安的宇宙環(huán)境和穩(wěn)定的光照。問題2(綜合思維)推測系外行星——Kepler452b可能存在生命的內(nèi)部條件有哪些？提示：溫度適宜，有供生物呼吸的大氣，液態(tài)水。問題3(綜合思維)為解決地球上日益惡化的人口、資源與環(huán)境問題，人們曾提出移民月球的設(shè)想，要想把這一想法變成現(xiàn)實(shí)，你認(rèn)為應(yīng)重點(diǎn)解決哪幾方面的問題？提示：①解決晝夜溫差大的問題，控制適宜的溫度；②尋找或解決生存用水問題；③通過氧氣的制造和存儲運(yùn)輸，保證氧氣的供給。[歸納總結(jié)]1．地球的普通性地球是一顆普通的行星，主要原因在于它與其他行星具有很大的相似性，具體表現(xiàn)為：(1)都是本身不發(fā)光、不透明的近似球狀的天體。(2)運(yùn)動特征：具有同向性、共面性、近圓性等特征。(3)結(jié)構(gòu)特征：在質(zhì)量、體積、平均密度、自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)周期等結(jié)構(gòu)特征方面與其相鄰的行星相似。包括的行星距日遠(yuǎn)近外表溫度質(zhì)量體積平均密度類地行星水星、金星、地球、火星近高小小大巨行星木星、土星中中大大小遠(yuǎn)日行星天王星、海王星遠(yuǎn)低中中中2.地球的特殊性——存在生命的行星(1)地球存在生命的外部條件外部條件主要是針對地球所處天體系統(tǒng)的宇宙環(huán)境而言。(2)地球存在生命的自身?xiàng)l件自身?xiàng)l件主要是指適宜的溫度條件、適合生物生存的大氣條件和液態(tài)水的存在。2．以下圖為天文學(xué)家公認(rèn)的恒星周圍“生命宜居帶〞示意圖。(“生命宜居帶〞是指恒星周圍的一個適合生命存在的最正確區(qū)域)橫坐標(biāo)表示行星距離恒星的遠(yuǎn)近，縱坐標(biāo)表示恒星的大小。結(jié)合以下圖答復(fù)(1)～(2)題。(1)在這個宜居帶中，之所以可能出現(xiàn)生命，主要影響因素是()A．適合生物生存的溫度B．宇宙輻射的強(qiáng)度C．行星的體積D．適宜呼吸的大氣(2)宜居地帶還需要適于生物呼吸的大氣層，大氣層的存在主要取決于()A．日照條件穩(wěn)定B．行星與太陽的距離適中C．行星的體積、質(zhì)量適中D．有原始海洋(1)A(2)C[第(1)題，行星與太陽之間的距離適中，使得行星上的溫度適宜，利于生命的生存。第(2)題，行星上大氣的存在和行星的體積、質(zhì)量適中有關(guān)，其引力正好吸引住了適合生物生存的大氣。]綜合思維：關(guān)注探月工程探測器，認(rèn)識天體和天體系統(tǒng)2018年12月8日2時23分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射“嫦娥四號〞探測器，開啟了月球探測的新旅程?！版隙鹚奶枿曌罱K將降落在月球反面，“嫦娥五號〞探測器由軌道器、返回器、著陸器、上升器四個局部組成。探測器在2021年由長征五號運(yùn)載火箭在中國文昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，自動完成月面樣品采集，并從月球起飛，返回地球，帶回約2千克月球樣品。據(jù)此完成(1)～(2)題。(1)有關(guān)材料中的物質(zhì)，描述準(zhǔn)確的是()A．在文昌發(fā)射中心的“嫦娥五號〞是天體B．在月球上的“嫦娥五號〞是天體C．“著陸器和返回器〞都屬于天體D．在月球上的著陸器不是獨(dú)立的天體(2)有關(guān)材料中所呈現(xiàn)的天體系統(tǒng)的說法，正確的選項(xiàng)是()A．月球是地球的唯一衛(wèi)星B．包括三級天體系統(tǒng)C．月球是距離地球最近的自然天體D．“嫦娥五號〞奔月途中不屬于天體(1)D(2)C[第(1)題，在地球和月球上的物質(zhì)都屬于各自天體的組成局部，不是獨(dú)立的天體。第(2)題，月球是地球唯一的自然衛(wèi)星，此外還有很多人造衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)；材料中呈現(xiàn)的有地月系及月球與繞月衛(wèi)星構(gòu)成的兩級天體系統(tǒng)；“嫦娥五號〞奔月過程中屬于獨(dú)立的天體；距地球最近的自然天體是月球。](教師獨(dú)具)“太陽大，地球小，太陽帶著地球跑；地球大，月亮小，地球帶著月亮跑〞。重溫兒時的童謠，結(jié)合以下圖完成1～2題。1．童謠中出現(xiàn)的天體，按先后順序排列的是()A．恒星、行星、衛(wèi)星 B．恒星、小行星、流星C．星云、恒星、行星 D．恒星、行星、小行星2．圖中最低一級的天體系統(tǒng)的中心天體是()A．太陽 B．地球C．月球 D．恒星[第1題，童謠中出現(xiàn)的天體有太陽(屬于恒星)、地球(屬于行星)、月球(屬于衛(wèi)星)。第2題，圖中的天體系統(tǒng)有太陽系和地月系兩級，地月系是最低一級天體系統(tǒng)，地月系中心天體是地球。]地球是太陽系中一顆既普通又特殊的行星，根據(jù)所學(xué)知識完成3～4題。3．地球的普通性主要表現(xiàn)在()A．從運(yùn)動特征看，地球與水星、金星、火星很相似，自轉(zhuǎn)周期較短B．從結(jié)構(gòu)特征看，地球表達(dá)質(zhì)量適中，比巨行星小，比遠(yuǎn)日行星大C．從運(yùn)動特征看，地球與其他七大行星十分相似D．從結(jié)構(gòu)特征看，日地距離適中，公轉(zhuǎn)周期適中4．地球是人類目前所探測到的唯一存在生命的天體，關(guān)于其原因表達(dá)，正確的選項(xiàng)是()A．地球與小行星以外的其他大行星各行其道，互不干擾，宇宙環(huán)境比擬平安B．自生命誕生以來，太陽沒有發(fā)生明顯的變化，光照條件相對穩(wěn)定C．地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)周期適中，使地表溫度適中，為液態(tài)水的存在創(chuàng)造了條件D．日地距離適中，適中的引力可以使某些氣體聚集在地球周圍，形成了大氣層[第3題，地球的普通性在于其所處的位置和特征與其他行星相似，特殊性在于其有高級智慧生命存在。第4題，地球上存在生命的條件可以分為自身?xiàng)l件和外部條件，自身?xiàng)l件主要包括適宜的溫度、厚厚的大氣、充足的水源等，外部條件主要包括穩(wěn)定的太陽輻射和平安的運(yùn)行軌道等。]5．假設(shè)地球在海王星的軌道上運(yùn)行，那么會發(fā)生的現(xiàn)象有()A．變?yōu)楹涞摹氨颞旴．變?yōu)檠谉岬摹盎鹎颞旵．大氣層將會消失D．公轉(zhuǎn)方向?qū)⒆兓疉[與日地距離相比，海王星距離太陽較遠(yuǎn)，氣溫較低，那么地球可能變?yōu)楹涞摹氨颞?。](教師獨(dú)具)教材P6活動1．人類已經(jīng)觀測到的宇宙半徑折合成千米為：140億×(9.4608×1012千米)＝1.324512×1023千米。2．面對這個數(shù)字，我們會有許多感慨。例如，宇宙的范圍極其廣闊，宇宙間奧秘?zé)o窮，目前我們的認(rèn)識還很有限，對于宇宙還有許許多多奧秘有待于我們進(jìn)一步探索。教材P9活動月相及其變化(1)月相的概念：月亮圓缺的各種形狀叫做月相。(2)月相的成因(如以下圖)月相的成因示意圖①月球本身不發(fā)光也不透明，只能反射太陽光而發(fā)亮。②日、地、月三者位置的不斷變化而使月球視形狀發(fā)生變化。(3)月相的變化規(guī)律由于日、地、月三者的相對位置，隨著月球繞地球向東運(yùn)行而變化，就形成了新月→上弦月→滿月→下弦月→新月的周期性更迭。其變化規(guī)律如下表所示：月相新月上弦月滿月下弦月日期初一初七、初八十五、十六二十二、二十三同太陽出沒比擬同升同落遲升后落此起彼落早升先落月出清晨正午黃昏半夜月落黃昏半夜清晨正午(4)上弦月和下弦月的記憶技巧：“上上西西，下下東東〞。上弦月出現(xiàn)在上半夜，位于西方天空，西面亮；下弦月出現(xiàn)在下半夜，位于東方天空，東面亮。具體如以下圖所示：教材P11活動1．(1)地球的特殊性在于它是太陽系中唯一一顆適合生物生存和繁衍的行星。其根本原因在于地球自身的條件和在太陽系中的位置滿足了生物生存和繁衍的要求。如下所示：eq\a\vs4\al(生物的生存要求)eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(適宜的,溫度)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(0～100℃的溫度范圍←日地距離適中,溫度變化不過分劇烈←自轉(zhuǎn)周期適中)),\a\vs4\al(適宜的,大氣)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(大氣厚度、密度適宜←體積、質(zhì)量適中,大氣成分適宜←漫長的演化過程)),\a\vs4\al(充足的,水分)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(內(nèi)部水汽釋放←收縮、衰變致熱,原始海洋形成←冷卻、凝結(jié)、會聚))))eq\a\vs4\al(地球的自身?xiàng)l件)(2)地球上存在生命還與地球所處的恒星際空間和行星際空間有關(guān)。從恒星際空間來看，太陽周圍的恒星際空間比擬有利于太陽的穩(wěn)定，太陽的穩(wěn)定使地球所處的光照條件一直比擬穩(wěn)定，生命從低級向高級的演化沒有中斷。