2024-2025學(xué)年新教材高中地理第一章宇宙中的地球第一節(jié)地球的宇宙環(huán)境講義新人教版必修第一冊(cè)

PAGEPAGE1第一章宇宙中的地球1.地球所處的天體系統(tǒng)，根據(jù)從低到高的級(jí)別，依次為地月系、太陽系、銀河系和可觀測(cè)宇宙。2.地球是太陽系中一顆既一般又特別的行星，它是太陽系行星中唯一有高級(jí)才智生命的星球。3.太陽輻射是地球光和熱的主要源泉，維持著地表溫度，是地球上水、大氣運(yùn)動(dòng)和生命活動(dòng)的主要?jiǎng)恿Α?.太陽活動(dòng)釋放大量的物質(zhì)和能量，擾動(dòng)地球的磁場(chǎng)和大氣層，給人類活動(dòng)帶來很多不利影響。5.對(duì)地層和化石的探討是了解地球歷史的主要途徑。6.地球的演化歷史可分為前寒武紀(jì)、古生代、中生代和新生代，其中新生代是人類誕生的時(shí)代。7.地球的內(nèi)部圈層包括地殼、地幔和地核。上地幔的上部存在軟流層。上地幔頂部和地殼合稱巖石圈。8.地球的外部圈層包括大氣圈、水圈和生物圈，它們和巖石圈相互聯(lián)系、相互滲透，共同構(gòu)成人類賴以生存和發(fā)展的自然環(huán)境。學(xué)習(xí)本章內(nèi)容，能夠運(yùn)用天文儀器、簡(jiǎn)易教具等，視察、識(shí)別、描述與宇宙、太陽、地球等有關(guān)的自然現(xiàn)象；具備確定的運(yùn)用考察、試驗(yàn)、調(diào)查等方式進(jìn)行科學(xué)探究的意識(shí)和實(shí)力(地理實(shí)踐力)。能夠運(yùn)用宇宙科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)問，說明一些天文現(xiàn)象之間的關(guān)系和改變過程(綜合思維)。能夠在確定程度上合理描述和說明特定區(qū)域的自然現(xiàn)象，并說明其對(duì)人類的影響(區(qū)域認(rèn)知、人地協(xié)調(diào)觀)。與本章學(xué)問相關(guān)的名校及專業(yè)《中國(guó)高校及學(xué)科專業(yè)評(píng)價(jià)報(bào)告(2024—2025)》天文學(xué)類專業(yè)高校排名排名學(xué)校名稱星級(jí)1南京高?！铩铩铩铩?中國(guó)科學(xué)技術(shù)高校★★★★3北京師范高?！铩铩?北京高校★★★5中國(guó)科學(xué)院高?！铩铩锱c本章學(xué)問相關(guān)的名人及職業(yè)第一節(jié)地球的宇宙環(huán)境課標(biāo)內(nèi)容核心素養(yǎng)目標(biāo)運(yùn)用資料，描述地球所處的宇宙環(huán)境1.視察、識(shí)別、描述天體特征，具備確定的科學(xué)探究的意識(shí)和實(shí)力?！镜乩韺?shí)踐力】2.能夠描述地球在不同的宇宙空間尺度中的位置?！緟^(qū)域認(rèn)知】3.能夠運(yùn)用天體系統(tǒng)層次，說明不同天體之間的關(guān)系。【綜合思維】4.樹立宇宙是物質(zhì)的和運(yùn)動(dòng)的科學(xué)宇宙觀。【人地協(xié)調(diào)觀】學(xué)問清單一地球在宇宙中的位置1.天體(1)概念：宇宙間物質(zhì)的存在形式。(2)常見類型：星云、恒星、行星、衛(wèi)星、彗星、流星體等。基本天體(3)請(qǐng)把常見天體及其特點(diǎn)連起來[易誤辨析]2.天體系統(tǒng)(1)概念：運(yùn)動(dòng)中的天體相互吸引、相互繞轉(zhuǎn)，形成天體系統(tǒng)。(2)層次：常見天體系統(tǒng)分為四級(jí)。學(xué)問清單二行星地球1.太陽系中的一顆一般行星(1)八顆行星eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(類地行星：①水星、②金星、③地球、④火星,巨行星：⑤木星、⑥土星,遠(yuǎn)日行星：⑦天王、⑧海王星))(2)運(yùn)動(dòng)特征eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(同向性：繞日公轉(zhuǎn)的方向都是自西向東,近圓性：繞日公轉(zhuǎn)的軌道近似圓形,共面性：軌道面幾乎在同一平面上))(3)一般性：從距日遠(yuǎn)近、自身的體積、公轉(zhuǎn)方式來看，地球是太陽系中的一顆一般行星。2.太陽系中的一顆特別行星(1)地球的特別性：太陽系中唯一存在高級(jí)才智生命的星球。(2)兩大條件①平安的宇宙環(huán)境eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(太陽狀態(tài)穩(wěn)定,大小行星各行其道、互不干擾))②自身?xiàng)l件eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(相宜的溫度條件,適合生物生存的大氣條件,有液態(tài)水))探究宇宙奇妙2024年4月10日，人類歷史上首張黑洞照片面世。這一由200多名科研人員歷時(shí)10余年、從四大洲8個(gè)觀測(cè)點(diǎn)“捕獲”的視覺證據(jù)，證明了愛因斯坦廣義相對(duì)論在極端條件下仍舊成立。黑洞是天體。北斗七星北斗七星各恒星之間沒有相互繞轉(zhuǎn)關(guān)系，不能形成天體系統(tǒng)。生命“宜居帶”提示“宜居帶”(habitablezone)其實(shí)就是指一顆恒星四周的確定距離范圍，在這一范圍內(nèi)具有相宜的溫度，水可以以液態(tài)形式存在，因此假如一顆行星恰好落在這一范圍內(nèi)，那么它就被認(rèn)為有更大的機(jī)會(huì)擁有生命或至少擁有生命可以生存的環(huán)境。任務(wù)清單一天體和天體系統(tǒng)情境探究[情境]英仙座流星雨最早的歷史記錄出現(xiàn)在公元36年的中國(guó)史籍中。英仙座流星雨已被觀測(cè)了近2000年，每年的夏天幾乎都有它的觀測(cè)記錄，在7月20日至8月20日前后出現(xiàn)。2024年流星雨極大時(shí)間在8月13日14：00～18：00。極大時(shí)一個(gè)小時(shí)可以出現(xiàn)30～60個(gè)流星。在燈光干擾少的空曠地，僅憑肉眼就能看到漂亮的流星雨。[探究](1)英仙座的流星體和地面上的隕石是天體嗎？為什么？(2)大陵五是英仙座內(nèi)一顆光明的恒星，大陵五及其四周的行星是否構(gòu)成了天體系統(tǒng)？提示(1)①流星體是天體。流星體運(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的物質(zhì)，而不存在于大氣層以外，所以隕石不是天體。(2)大陵五及其四周的行星相互吸引、相互繞轉(zhuǎn)，構(gòu)成了天體系統(tǒng)。素養(yǎng)凝練1.“三看法”推斷天體2.“四看法”推斷天體系統(tǒng)天體系統(tǒng)至少由兩個(gè)天體組成，單個(gè)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)。假如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)。素養(yǎng)應(yīng)用例1：（地理實(shí)踐力）閱讀圖文資料，合作探究完成下列要求。兒時(shí)的童謠：“太陽大，地球小，太陽帶著地球跑；地球大，月球小，地球帶著月球跑?！保?）你能說出童謠中出現(xiàn)的天體分別是哪類星體嗎？（2）兒歌中涉及的天體系統(tǒng)有哪幾級(jí)？提示（1）太陽屬于恒星，地球?qū)儆谛行?，月球?qū)儆谛l(wèi)星。（2）兒歌中涉及的天體系統(tǒng)分別是太陽系和地月系，共有2級(jí)。任務(wù)清單二生命存在條件分析情境探究[情境]美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）宣布了開普勒太空望遠(yuǎn)鏡的一項(xiàng)重大發(fā)覺：天文學(xué)家發(fā)覺迄今最接近“另一個(gè)地球”的系外行星——Kepler452b。Kepler452b位于距離地球1400光年的天鵝座，直徑比地球大60%，所處位置允許擁有液態(tài)水。它圍繞的母恒星與太陽特別類似——溫度相近、直徑比太陽大10%、亮度高20%、年長(zhǎng)15億歲。Kepler452b到這顆恒星的距離，也與地球到太陽的距離比較相近。請(qǐng)小組合作探究：[探究]（1）推想系外行星——Kepler452b可能存在生命的外部條件有哪些？（2）推想系外行星——Kepler452b可能存在生命的內(nèi)部條件有哪些？（3）為解決地球上日益惡化的人口、資源與環(huán)境問題，人們?cè)岢鲆泼裨虑虻臉?gòu)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）平安的宇宙環(huán)境和穩(wěn)定的光照。（2）溫度相宜，有適合生物呼吸的大氣，有液態(tài)水。（3）①解決晝夜溫差大的問題，限制合適的溫度；②找尋或解決生存用水問題；③通過氧氣的制造和存儲(chǔ)運(yùn)輸，保證氧氣的供應(yīng)。素養(yǎng)凝練1.地球存在生命的條件地球具備生物生存和繁衍的條件，這與其外部環(huán)境和自身?xiàng)l件有親密關(guān)系。（1）平安的宇宙環(huán)境（2）有利的自身?xiàng)l件主要是指相宜的溫度條件、適合生物生存的大氣條件和液態(tài)水的存在。條件類型地球具備的條件對(duì)生命起源的意義相宜的溫度日地距離適中，自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)周期適當(dāng)，使地球表面平均溫度保持在15℃左右，且溫度改變不猛烈有利于生命過程的發(fā)生和發(fā)展適合生物生存的大氣適中的體積和質(zhì)量使地球四周形成大氣層，經(jīng)過漫長(zhǎng)演化，形成以氮?dú)夂脱鯕鉃橹鞯默F(xiàn)代大氣氮是生物體的基本成分，氧是維持生命的必需物質(zhì)液態(tài)水的存在原始地球體積收縮和內(nèi)部放射性元素衰變致熱，使地內(nèi)水體形成水汽逸出，冷卻后著陸，在低洼處匯聚，形成原始海洋，孕育生命地球上最初的單細(xì)胞生命，就出現(xiàn)在海洋中2.“四看”分析行星存在生命的思路素養(yǎng)應(yīng)用例2：（人地協(xié)調(diào)觀）閱讀圖文資料，合作探究完成下列要求。設(shè)想在距離地球50萬億千米（5.29光年）的地方有一顆存在生命物質(zhì)的行星。有一天，地球上某太空信息接收站收到了該行星發(fā)來的求救信號(hào)。（1）有人看到材料中的信息后悲觀地說：“我們不用給X星球上的居民發(fā)信號(hào)了?！彼麨槭裁催@樣說？（提示：信息用電磁波傳遞，速度為光速，約為30萬km/s）（2）若X星球上真有地外文明，那么該星球應(yīng)當(dāng)具備什么條件？提示（1）因?yàn)閄星球距離地球約5.29光年，信息從該星球傳到地球已用了5年多的時(shí)間，當(dāng)?shù)厍蛏系男畔鞯皆撔乔驎r(shí)，時(shí)間已是10年以后了，那時(shí)該星球已經(jīng)毀滅。（2）該星球應(yīng)具備的基本條件是：足夠的水分、恰到好處的大氣厚度和大氣成分、相宜的光照和溫度范圍等。課堂小結(jié)核心要點(diǎn)1.了解天體的主要類型。2.說明天體系統(tǒng)的層次。3.理解地球是太陽系中一顆既一般又特別的行星。4.分析地球上有生命物質(zhì)存在的條件。課堂學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)2024年11月，歐洲南方天文臺(tái)在距離地球11光年處觀測(cè)到一顆可能存在生命的太陽系外類地行星“Ross128b”。下圖為“Ross128”恒星系統(tǒng)示意圖。讀圖完成1～2題。1.與行星“Ross128b”所在恒星系統(tǒng)級(jí)別相同是（）A.地月系 B.太陽系C.銀河系 D.河外星系2.“Ross128b”行星可能存在生命，不是因?yàn)椋ǎ〢.表面平坦開闊B.質(zhì)量和體積適中C.與恒星距離適中D.運(yùn)行軌道比較穩(wěn)定解析第1題，“Ross128”為恒星，“Ross128b”是它的一顆行星，屬于一個(gè)恒星系，與太陽系同級(jí)別。第2題，行星表面形態(tài)不是存在生命的必要條件。答案1.B2.A2024年2月23日，NASA（美國(guó)國(guó)家航空航天局）宣布，在距離地球40光年的一顆恒星（TRAPPIST-1）四周發(fā)覺了7顆與地球大小相當(dāng)?shù)念惖匦行?，其中e、f、g位于宜居帶內(nèi)。下圖為“TRAPPIST-1系統(tǒng)示意圖”。讀圖回答3～4題。3.與“TRAPPIST-1系統(tǒng)”級(jí)別相同的天體系統(tǒng)是（）A.地月系 B.太陽系C.銀河系 D.總星系4.推想位于“宜居帶”內(nèi)的行星“宜居”，最可能是因?yàn)椋ǎ〢.與TRAPPIST-1距離適中B.天體表面平坦C.有富含二氧化碳的大氣D.有肥沃的土壤解析第3題，TRAPPIST-1是一顆恒星，四周有類地行星，所以其級(jí)別與太陽系相同。第4題，7顆類地行星，只有e、f、g位于宜居帶內(nèi)，可推斷“宜居”的緣由是距離恒星遠(yuǎn)近適中。答案3.B4.A5.下圖示意太陽系八顆行星，讀圖完成下列問題。（1）寫出下列字母所代表的行星名稱：G、A、H。（2）寫出與地球相鄰的兩顆行星的代表字母：、。（3）小行星帶位于和（填字母）軌道之間。（4）八顆行星繞日公轉(zhuǎn)方向一樣，都是自向，而且軌道面幾乎在，它們，使地球處于比較平安的宇宙環(huán)境之中。（5）行星H與地球相比，不能產(chǎn)生生命物質(zhì)條件最主要的緣由表現(xiàn)在__________________________________________________________________________________________________________________________________。答案（1）天王星水星海王星（2）BD（3）DE（4）西東同一平面上各行其道，互不干擾（5）距日太遠(yuǎn)，溫度太低課后素養(yǎng)提升合格考——大顯身手一、選擇題（共11個(gè)小題，每小題4分，共44分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）右圖為“局部天體系統(tǒng)示意圖”。據(jù)此完成1～3題。1.圖中包括的天體系統(tǒng)級(jí)別有（）A.一級(jí) B.二級(jí)C.三級(jí) D.四級(jí)2.圖中的天體M可能是（）A.火星 B.月球C.金星 D.土星3.圖中地球是（）A.地月系的一顆衛(wèi)星 B.太陽系的一顆行星C.銀河系的一顆恒星 D.總星系的一團(tuán)星云解析第1題，圖中中心天體是太陽，圍繞恒星太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的是行星，組成一級(jí)天體系統(tǒng)。圍繞行星運(yùn)轉(zhuǎn)的是行星的衛(wèi)星，組成低一級(jí)的天體系統(tǒng)，圖中包括的天體系統(tǒng)級(jí)別有二級(jí)，B對(duì)。A、C、D錯(cuò)。第2題，圖中的天體M應(yīng)是位于地球軌道內(nèi)，屬于地內(nèi)行星，包括水星、金星，結(jié)合選項(xiàng)，天體M可能是金星，C對(duì)?；鹦?、土星是地外行星，A、D錯(cuò)。月球是衛(wèi)星，不是行星，B錯(cuò)。第3題，圖中地球是太陽系的一顆行星，B對(duì)。地球是行星，不是衛(wèi)星，A錯(cuò)。不是恒星，C錯(cuò)。星云是由氣體和塵埃組成的呈云霧狀外表的天體，因距離太遠(yuǎn)，看上去模糊一片，像云一樣，D錯(cuò)。答案1.B2.C3.B下圖是美國(guó)國(guó)家航空航天局公布的代號(hào)為“開普勒—22b”的行星所處恒星系統(tǒng)與太陽系比較的假想圖，“開普勒—22b”行星距地球約600光年。讀圖回答4～5題。4.“開普勒—22b”行星所處的天體系統(tǒng)為（）A.地月系 B.太陽系C.銀河系 D.河外星系5.位于“宜居帶”的“開普勒—22b”行星應(yīng)（）A.有肥沃的土壤 B.有相宜的溫度C.表面比較平坦 D.接受來自太陽的輻射能量解析第4題，“開普勒—22b”與地球相距約600光年，其距離大大超過了太陽系的范圍，但在銀河系的范圍之內(nèi)，因此“開普勒—22b”行星所處的天體系統(tǒng)為銀河系。第5題，由圖可知，“開普勒—22b”行星在所屬恒星系中的位置與地球在太陽系中的位置相像，因而應(yīng)有相宜的溫度，位于“宜居帶”。答案4.C5.B2024年9月5日是“旅行者一號(hào)”深空探測(cè)器放射40周年紀(jì)念日。目前，它已經(jīng)離開太陽系，正飛向其他恒星系。讀“旅行者一號(hào)”飛行軌道圖，完成6～7題。6.“旅行者一號(hào)”現(xiàn)在已進(jìn)入的天體系統(tǒng)位于（）A.地月系 B.太陽系C.銀河系 D.河外星系7.“旅行者一號(hào)”從地球飛離太陽系過程中確定沒有經(jīng)過（）A.水星和金星公轉(zhuǎn)軌道 B.水星和火星公轉(zhuǎn)軌道C.木星和土星公轉(zhuǎn)軌道 D.火星和木星公轉(zhuǎn)軌道解析第6題，據(jù)材料“它已經(jīng)離開太陽系，正飛向其他恒星系”，解除A、B。銀河系包含太陽系和其他恒星系，因此“旅行者一號(hào)”飛向的其他恒星系屬于銀河系，C正確。第7題，水星和金星位于地球公轉(zhuǎn)軌道之內(nèi)，因此“旅行者一號(hào)”從地球飛離太陽系過程中確定沒有經(jīng)過。A正確。答案6.C7.A讀表格中的數(shù)據(jù)，完成8～9題。行星質(zhì)量（地球?yàn)?）體積（地球?yàn)?）公轉(zhuǎn)周期自轉(zhuǎn)周期赤道面與軌道面之間交角地球1.001.001年23時(shí)56分23°26′火星0.110.151.9年24時(shí)37分23°59′8.液態(tài)水的存在是地球生命起源和發(fā)展的重要條件之一，下列敘述中與地球“液態(tài)水存在”有關(guān)的是（）①地球上晝夜交替的周期較適中②地球的質(zhì)量和體積適中③地球處于一種比較平安的宇宙環(huán)境之中④地球與太陽的距離比較適中A.①④ B.①②C.②③ D.②④9.人類首先選擇火星作為探究生命起源和進(jìn)化的行星，是因?yàn)榛鹦巧系囊恍┑乩憩F(xiàn)象與地球上的一些地理現(xiàn)象相像，主要表現(xiàn)為（）①火星和地球一樣被厚厚的大氣層所包圍②火星上和地球上都有四季改變且長(zhǎng)度一樣③火星、地球自轉(zhuǎn)周期的長(zhǎng)度比較適中④火星、地球與太陽的距離都比較適中A.①③ B.②③C.③④ D.①④解析第8題，液態(tài)水的存在須要確定的溫度條件，而和地球相宜的溫度有關(guān)的條件是地球上晝夜更替的周期較適中以及地球與太陽的距離比較適中。第9題，火星與地球相比，自轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)度以及與太陽的距離都比較相像。答案8.A9.C2024年12月，美國(guó)國(guó)家航空航天局確認(rèn)開普勒-90星系（距離地球約2545光年）存在第八顆行星“開普勒-90i”，現(xiàn)位于第三軌道。探討發(fā)覺，開普勒-90星的體積和質(zhì)量比太陽略大。讀開普勒-90星系和太陽系對(duì)比圖，完成10～11題。10.開普勒-90星系是（）A.太陽系 B.恒星系C.行星系 D.河外星系11.有關(guān)開普勒-90星系的敘述，可信的是（）A.開普勒-90i表面溫度比地球高B.有地外生命物質(zhì)存在C.與太陽系軌道交織但運(yùn)行平安D.靠汲取太陽光而發(fā)熱解析第10題，銀河系的短半徑約2.5萬光年，太陽系半徑約3.4光年，開普勒-90星系距離地球約2545光年，不在太陽系，A錯(cuò)。仍在銀河系，不在河外星系，D錯(cuò)。有行星圍繞公轉(zhuǎn)，屬于恒星系，B對(duì)。行星系是由行星與衛(wèi)星組成，C錯(cuò)。第11題，開普勒-90星系的體積、質(zhì)量比太陽略大，開普勒-90i軌道距開普勒-90星比地球距太陽近，表面溫度比地球高，A可信；溫度高，不相宜生命存在，應(yīng)沒有地外生命物質(zhì)存在，B不行信；與太陽系軌道相距很遠(yuǎn)，無交織，C不行信；不汲取太陽光，開普勒-90星本身能發(fā)光、發(fā)熱，D錯(cuò)。答案10.B11.A二、非選擇題（共3大題，含1道附加題，共56分）12.讀太陽系部分圖，完成下列要求。（20分）（1）太陽成為太陽系中心天體的緣由是什么？（3分）（2）太陽系的八顆行星中，稱為類地行星的是、、、；離地球最近的行星是；衛(wèi)星數(shù)目最多的是；體積與質(zhì)量都最大的星是；沒有衛(wèi)星的行星是、。（填字母）（9分）（3）八顆行星公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的“同向性”特征是指都繞太陽運(yùn)動(dòng)；“近圓性”特征是指沿著的軌道繞日運(yùn)動(dòng)；“共面性”特征是指軌道幾乎在上。（3分）（4）圖中D和E軌道之間有眾多，其運(yùn)動(dòng)特征基本上也體現(xiàn)出、、等特點(diǎn)。（4分）（5）圖中未體現(xiàn)出的在扁長(zhǎng)軌道上繞太陽（或大行星）運(yùn)動(dòng)的一種天體是。（1分）解析太陽是太陽系的質(zhì)量中心、引力中心和運(yùn)動(dòng)中心，八顆行星都圍繞其進(jìn)行公轉(zhuǎn)，方向都是自西向東，具有同向性、近圓性、共面性的共同特征。答案（1）太陽是太陽系的質(zhì)量中心、引力中心和運(yùn)動(dòng)中心。（2）ABCDBEEAB（3）自西向東近圓形同一平面（4）小行星同向性近圓性共面性（5）彗星13.讀圖文資料，完成下列要求。（20分）在學(xué)習(xí)“地球的宇宙環(huán)境”時(shí)，很多學(xué)校的學(xué)生親自制作了太陽系的模型（下圖）。下表顯示了“太陽系八顆行星的主要物理性質(zhì)數(shù)據(jù)”。行星距太陽（萬千米）質(zhì)量（地球＝1）體積（地球＝1）赤道半徑（千米）有無光環(huán)水星57910.050.0562440無金星108210.820.8566050無地球149601.001.006378無火星227940.110.153395無木星77833317.941316.0071400有土星14294095.18745.0060000有天王星28709914.6365.2025900有海王星45040017.2257.1024750有（1）據(jù)資料，可以描述出地球在太陽系中的位置是，。（4分）（2）利用圖表資料，說明“地球是太陽系中目前已知唯一有生物存在天體”的緣由。（8分）（