2020版新教材高中地理 第1章 宇宙中的地球 第1节 地球的宇宙环境讲义 湘教版必修1

-1-第一节地球的宇宙环境学习目标：1.了解宇宙的概念。2.掌握天体及其基本类型以及天体系统的层次。(重点)3.学会分析地球上存在生命的原因，理解地球是太阳系中既普通又特殊的行星。(重难点)一、人类对宇宙的认识1．光年天文学中的距离单位，即光在真空中一年所传播的距离。1光年约为9.4608×1012千米。2．宇宙(1)含义：是所有时间、空间和物质的总和，是物质世界的整体。(2)可见宇宙：指人类已经观测到的有限宇宙，其半径约为140亿光年。[特别提醒]随着人类技术的发展，宇宙探测水平会不断提高，“可见宇宙”的范围也会不断扩大。二、多层次的天体系统1．天体和天体系统(1)天体：宇宙间的恒星、星云、行星、卫星等各种物质通称为天体。(2)天体系统①形成：天体运动和万有引力维系着天体之间的关系，组成了多层次的天体系统。②层次总星系银河系太阳系地月系地球月球其他行星系其他恒星系河外星系2．银河系和河外星系(1)银河系主要有恒星和星云两类基本天体。(2)河外星系：与银河系级别相同，与银河系共同组成总星系。3．太阳系和地月系-2-(1)太阳系(读上图)①组成：太阳、围绕太阳运行的行星、矮行星和卫星，以及小行星、彗星、流星体和行星际物质等。②八颗行星的位置：A水星，B金星，C地球，D火星，E木星，F土星，G天王星，H海王星。(2)地月系：由地球与其卫星月球组成。[特别提醒]天体可分为自然天体如恒星、行星等和人造天体如在太空中运行的人造卫星、宇宙飞船等。三、普通而特殊的行星——地球1．普通性：太阳系行星中，地球的质量、体积和公转、自转运动等都没有什么与众不同的地方。2．特殊性(1)表现：地球是目前所知道的唯一存在高级智慧生命的星球。(2)地球存在生命的基本条件①适宜的太阳光照、温度范围和充足的水分②恰到好处的大气厚度和大气成分[特别提醒]八颗行星的自转方向大部分是自西向东的，只有金星逆向自转自东向西自转，因此在金星上看太阳是西升东落的。(1)在轨运行的“天宫二号”是天体。()(2)总星系就是整个宇宙。()(3)八大行星的运行轨道都位于同一平面上。()(4)地球是宇宙中唯一有生命物质存在的天体。()-3-(5)八大行星中，地内行星与地外行星比较，其特点是()A．质量较大B．平均密度较低C．都有卫星但卫星较少D．表面温度较高提示：(1)√在轨运行的“天宫二号”已经进入地球之外的宇宙空间，成为宇宙中的物质存在形式，是天体。(2)×总星系就是天文学家所说的可见宇宙，是目前人类所能观测到的宇宙部分，随着科技的发展，可见宇宙的范围会不断扩大。(3)×八大行星绕日公转轨道面接近在一个平面上，但并不完全在同一平面上。(4)×地球是太阳系中唯一有生命物质存在的天体。太阳系之外虽然目前人类还没有发现生命，但科学家推测可能存在生命。(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点是质量和体积都大，密度小，卫星多；地内行星包括水星和金星，都没有卫星；地内行星由于距离太阳较近，表面温度较高。]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，拉开今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。问题1(区域认知)在发射架上等待发射的北斗卫星是天体吗？发射成功后的北斗卫星是天体吗？提示：还未发射的北斗卫星仍属于地球的一部分，因此不是天体；而发射成功后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。问题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？提示：能。因为北斗卫星围绕地球飞行，二者相互吸引、相互绕转，因此构成天体系统。[归纳总结]1．天体的判断方法-4-一看其是否位于地球大气层之外。例如：宇宙飞船在太空中运行时是天体，返回地面就不是天体了。二看其能否克服地球的引力，在太空中按自己的轨道运行。三看其是不是某一天体的一部分，天体的一部分不能称为天体。例如：月球表面的岩石块是月球的一部分，不是天体。例如：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(1)天体之间能否构成天体系统必须同时具备两个条件，即“二要”：一要相互吸引，二要相互绕转。只吸引不绕转不能构成天体系统。例如：月球绕地球运转，形成地月系；北斗七星各恒星之间没有相互绕转关系，就不能形成天体系统。(2)天体系统级别的判定天体系统尤其是恒星系统和行星系统的中心天体是判定的关键。1．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(1)～(2)题。(1)下列属于天体的是()①哈雷彗星、流星体②月球、星云③航天飞机、陨石④恒星、待发射的航天飞机A．①③B．①②C．②④D．③④(2)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．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(1)B(2)C[第(1)题，陨石和待发射的航天飞机属于地球的附属物，不能称为天体；而哈雷彗星、流星体、月球、星云和恒星等都属于自然天体。第(2)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。]地球是太阳系中的一颗普通行星2016年1月，天文学家宣布他们发现了太阳系中可能存在“第九大行星”的证据。这可-5-能是一个像海王星大小的行星，其轨道周期为1.5万年左右。科学家尚未直接观测到这颗行星，而是通过太阳系边缘的一些冰冻天体轨道所受引力推算出来的，此后他们还发现了这颗行星存在的更多迹象。现在，几个科研团队正利用大型望远镜搜寻“行星九”。问题1(地理实践力)推测这颗行星绕日公转的运动特征，并依据其距日远近、大小等特征判断其可能属于哪类行星？提示：运动特征：绕日公转的方向具有同向性，绕日公转的轨道面具有共面性，绕日公转的轨道形状具有近圆性。可能属于远日行星。问题2(综合思维)为什么说地球是一颗普通的行星？提示：从行星的物理属性上看，地球是太阳系中一颗普通的行星，具体表现：①都是本身不发光、不透明的近似球状的天体；②运动特征与其他行星一致，具有同向性、共面性、近圆性等特征；③在质量、体积、密度、运动周期、平均密度等方面与其他类地行星相似。[归纳总结]地球的普通性表现地球是一颗普通的行星，主要原因在于它与其他行星具有很大的相似性，具体表现：(1)都是本身不发光、不透明的近似球状的天体。(2)运动特征：具有同向性、共面性、近圆性等特征。(3)结构特征：在质量、体积、平均密度、自转和公转周期等结构特征方面与其相邻的行星相似。包括的行星距日远近表面温度质量体积平均密度类地行星水星、金星、地球、火星近高小小大巨行星木星、土星中中大大小远日行星天王星、海王星远低中中中图示法记忆太阳系行星分类及物理特性-6-2．读火星、木星、天王星数据比较表(以地球数据为1)，回答(1)～(2)题。质量体积公转周期自转周期火星0.110.151.901.00木星317.941316.0011.800.40天王星14.6365.2084.000.70(1)地球、火星、木星、天王星四行星中密度最大的是()A．地球B．火星C．木星D．天王星(2)火星与地球最相近的是()A．质量B．体积C．自转周期D．公转周期(1)A(2)C[第(1)题，密度等于质量与体积之比，结合表中数据可知，四行星中密度最大的是地球。第(2)题，由表中数据可知，火星与地球最相近的是自转周期。]地球的特殊性——存在生命的行星2015年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。问题1(地理实践力)根据生命起源的条件及材料内容，你认为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。不可能。因为发现的是水合盐类，不是真正液态水，同时没有适合生物呼吸的大气条件，气温也比较低。(回答其中一种观点即可)问题2(综合思维)火星适合生命存在的外部条件主要有哪两个方面？提示：安全的宇宙环境和稳定的太阳光照。[归纳总结]地球上存在生命的条件分析-7-在太阳系的八大行星中，地球是太阳系中唯一一颗存在生命的行星，这与地球所处的宇宙环境，以及地球自身的条件密切相关，具体如下：(1)宇宙环境——“一安全”“一稳定”“一安全”——安全的宇宙环境：太阳系中，大小行星各行其道，互不干扰。“一稳定”——稳定的太阳光照：亿万年以来，太阳光照条件没有明显的变化。(2)自身条件——“三个适中”生命存在条件问题的分析思路此类题目的解答可以通过知识的迁移，类比地球上存在生命的条件来获得分析思路，具体如下：3．下图为天文学家公认的恒星周围“生命宜居带”示意图。(“生命宜居带”是指恒星周围的一个适合生命存在的最佳区域)横坐标表示行星距离恒星的远近，纵坐标表示恒星的大小。结合下图回答(1)～(2)题。(1)在这个宜居带中，之所以可能出现生命，主要影响因素是()A．适合生物生存的温度B．宇宙辐射的强度C．行星的体积D．适宜呼吸的大气(2)宜居地带还需要适于生物呼吸的大气层，大气层的存在主要取决于()-8-A．日照条件稳定B．行星与太阳的距离适中C．行星的体积、质量适中D．有原始海洋(1)A(2)C[第(1)题，行星与太阳之间的距离适中，使得行星上的温度适宜，利于生命的生存。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。]太阳系示意图探讨1.(综合思维)八大行星绕日公转的运动特征是什么？提示：同向性、近圆性、共面性。探讨2.(地理实践力)与其他行星相比，地球的运动特征方面有无特殊之处？由此得到什么结论？提示：没有特殊之处。八大行星都可能存在生命。探讨3.(综合思维)八大行星中表面温度最高和最低的分别是哪个？为什么？提示：水星表面温度最高，海王星表面温度最低。距离太阳越近，温度越高；距离太阳越远，温度越低。阅读上图(太阳系示意图)，应主要把握以下几点：(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：轨道为扁长形，公转方向与八大行星相反，彗尾背向太阳，周期为76年。下图为太阳系八大行星的位置示意图。读图，回答(1)～(3)题。-9-(1)图中①～⑧，分别表示地球和土星的是()A．②⑦B．③⑥C．③⑤D．④⑤(2)下列关于金星的叙述，正确的是()A．位于地球和火星之间B．表面为非固态C．自身能发光D．表面平均温度比地球高(3)金星，中国古称“太白金星”，早晨的金星称为“启明星”，黄昏的金星则称为“长庚星”。金星自转方向为由东向西。在金星上看太阳是()A．东升西落B．西升东落C．直升直落D．不见太阳(1)B(2)D(3)B[第(1)题，太阳系八大行星由内向外依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，由此确定③为地球，⑥为土星。第(2)题，金星位于地球和水星之间，表面为固态，自身不发光，因距太阳比地球近，均温较高。第(3)题，由材料可知，金星自东向西自转，故在金星上看到的太阳是西升东落，与地球相反。]“太阳大，地球小，太阳带着地球跑；地球大，月亮小，地球带着月亮跑。”重温儿时的童谣，结合下图完成1～2题。1．童谣中出现的天体，按先后顺序排列的是()A．恒星、行星、卫星B．恒星、小行星、流星-10-C．星云、恒星、行星D．恒星、行星、小行星2．图中最低一级的天体系统的中心天体是()A．太阳B．地球C．月球D．恒星1.A2.B[第1题，童谣中出现的天体有太阳(属于恒星)、地球(属于行星)、月球