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文档简介

1、第一章 宇宙中的地球 第一节 地球的宇宙环境一、人类对宇宙的认识1、天文学家把人类已经观测到的有限宇宙称为“可见宇宙”或“已知宇宙”,半径约为140亿光年。2、光年是表示天体间距离的单位,指光在真空中一年所传播的距离。1光年94608亿千米。3、天体:星云、恒星、行星、卫星等各种物质构成了天体,它们在宇宙中分布是不均匀的。4、星云:由尘埃和气体等组成,呈云雾状独特外貌质量很大的天体。5、太阳是距离地球最近的一颗恒星。银河系最基本的天体是恒星和星云。思考:天空中漂浮的白云、飞行的飞机、返回地球的航天器、进入地球大气层的流星是天体吗?二、多层次的天体系统1、天体系统:万有引力和天体的永恒运动维系着

2、天体之间的关系,组成了多层次的天体系统。思考:同一级别的天体之间能不能形成天体系统?星座是不是天体系统?2、总星系:银河系和河外星系都是星系,合在一起,构成了最大的天体系统。(1)最高一级的天体系统是什么?(2)与银河系处于同一层次的天体系统是什么?它包括地球吗?3、银河系:是由2000多亿颗恒星密集的天体系统。具有铁饼的外形,直径为8万光年。(1)太阳位于银河系的中心吗?(2)“坐地日行八万里,巡天遥看一千河”中的“一千河”是什么星系?是在哪里观察地球自转?4、太阳系:是由太阳、围绕太阳运行的行星、矮行星,以及太阳系的小天体组成。太阳系的中心天体是太阳,占太阳系总质量的99.86。(1)八大

3、行星按照与太阳的距离,由近及远依次怎样排列?(2)八大行星中,离太阳最近的行星是什么?距离太阳最远的行星是什么?质量和体积最大,卫星数最多的行星是什么?(3)巨行星有哪些?远日行星有哪些?(4)地内行星有哪些?地外行星有哪些?根据什么划分的?(5)小行星的运行轨道基本上位于哪两颗行星的轨道之间?小行星有时会运行到地球的轨道附近,撞击地球吗?举例说明。(6)彗星距离太阳近时形成的彗尾的方向怎样?哈雷慧星绕日公转的周期是多少年?(7)流星现象是怎样形成的?如果没有大气层,还能不能看到流星?(8)冥王星为什么在2006年国际天文学大会上被降格为矮行星?5、地月系:由地球和它的天然卫星月球组成的天体系

4、统。地球是地月系的中心天体,月球距离地球38.4万千米。月亮是月球反射的太阳光,月相是地球上看到的月亮部分。三、地球是普通而又特殊的行星1、太阳系的行星中,就外观和所处的位置而言,地球是一颗普通的行星。2、地球是太阳系中目前已知唯一存在生命的行星,所以它又是一颗特殊的行星。3、地球上具备生物存在的基本条件:充足的水分;恰到好处的大气厚度和大气成分;适宜的太阳光照和温度范围。4、地球上存在生命物质的原因(1)宇宙环境条件:稳定的太阳光照;安全的空间轨道。地球所处的宇宙环境有利于生命的繁衍和发展。(2)自身条件:日地距离适中,自转周期适中,使得地球上有适当的温度,液态水能存在;地球的质量和体积适中

5、,能够吸引周围的大气形成大气层,经过演化,形成适宜生物呼吸的大气成分。思考:与地球最近似的行星是什么?说明这颗行星上可能有生命存在的依据?第二节 太阳对地球的影响一、太阳辐射与地球1、太阳辐射是太阳以电磁波的形式向宇宙空间放射的能量。其能量来自太阳内部的核聚变反应。达到地球表面的太阳辐射占总量的二十二亿分之一,是地球上的重要能量来源。(1)太阳辐射的波长范围怎样?分为哪三部分?能量主要集中在什么部分?(2)太阳常数是表示太阳辐射能量的物理量,等于8.24焦/平方厘米·分。它的三个条件是什么? (3)由于受到大气的削弱作用,达到地面的太阳辐射强度小于太阳常数。达到地面的太阳辐射强度与哪

6、些因素有关?分析我国南方与北方的差异。(4)太阳辐射能有哪些优点?太阳能发电在经济发达的城市有哪些优势?2、太阳辐射对地球的影响(1)太阳辐射是人们生产和生活中的能量来源:绿色植物的光合作用将太阳辐射能转化为生物化学能;煤、石油、天然气是地质历史时期储存的太阳能。(2)太阳辐射能对地理环境的影响:地球大气运动、水循环的主要能源,并且转化为风能、水能等。大棚农业充分利用太阳辐射能,对农作物起保温作用,提高了农业生产效率。二、太阳活动与地球1、太阳外部大气由里向外可以分为光球、色球、日冕三层。(1)离地球最近的太阳大气层是什么?太阳光基本上是从哪里发出来的?(2)从光球层到日冕层,厚度、温度、亮度

7、分别是怎样变化的?2、太阳活动是太阳释放能量的不稳定性所导致的一些明显现象。有黑子、耀斑、日珥和太阳风等。(1)黑子出现在光球层,是光球层上高速旋转的气体涡旋,温度比光球层平均温度低约10001500。黑子数目多的年份称为太阳活动高峰年,最少的年份叫做低峰年。黑子活动的平均周期为11年。(2)耀斑和日珥出现在色球层。耀斑是色球层中激烈的能量爆发。(3)日冕层的高温使许多速度超过350千米/小时的带电粒子脱离太阳的引力飞向宇宙空间,形成太阳风。3、太阳活动对地球的影响:(1)中纬度地区乔木的年轮疏密变化,反映了地球气候变化与黑子11年的活动周期有明显的相关性;太阳活动高峰年,地球上激烈天气现象的

8、几率更高一些。(2)破坏地球上空的电离层,影响短波通信,干扰电子设备,甚至威胁运行在太空的航空器的安全。(3)扰乱地球磁场,引起磁暴现象,使得小磁针不能正确指示方向。(4)高能带电粒子流受地球磁场的吸引,偏向极地上空,在高纬度地区上空发生极光现象。思考:(1)太阳活动主要有哪些?分别位于什么太阳大气层?活动周期?(2)太阳活动的主要标志是什么?最激烈的显示是什么?(3)联系生活实际,说说太阳活动对生产和生活的影响?第三节 地球的运动一、地球的自转的概念、方向、周期和速度1、自转:地球围绕地轴自西向东旋转。自转的中心是地轴,地轴的北端始终指向北极星附近。在北半球的人们观测到北极星的高度角等于当地

9、的地理纬度。2、地球自转的方向,在赤道上看是自西向东的,北极上空看是逆时针,南极上空看是顺时针。3、周期:以某一恒星为参照物,地球自转360°,时间是23时56分4秒,称为恒星日,是地球自转的真正周期。以太阳为参照物,地球自转的周期是太阳日,时间为24小时,是昼夜交替的周期。4、速度:地球自转其实都在各自的纬线上做圆周运动,地球自转的角速度除两极点外都相同,约15°/小时,1°/4分钟;自转的线速度赤道最大,为1670千米/小时;南北纬60°的线速度是赤道的一半;两极点为0。由于纬线长度从赤道向两极逐渐减小,线速度也从赤道向两极减小。思考:(1)绘示意图

10、说明地球自转方向。(2)地球的同步卫星相对于地面自转速度有什么差异?高山和平原相比呢?二、地球自转的地理意义1、地球自转导致了昼夜交替现象昼夜现象的成因:地球是一个不透明、不发光的球体,太阳光线每次只能照亮半个地球,为昼半球,另一半为夜半球,地球不自转也有昼夜现象。如果地球不自转,只公转,也有昼夜交替现象,周期是1年。由于地球不停的自西向东自转,地球上的白天和黑夜不断变更,产生了昼夜交替。昼夜交替使各地的温度发生昼夜变化,生物形成昼夜节律,即“生物钟”。昼夜交替的周期不长,是一个太阳日(24时),使得昼夜温度变化不致太剧烈,有利于生命的生存和繁衍。2、地球上水平运动的物体受到地转偏向力作用,运

11、动方向发生偏转。地转偏向力只作用于水平运动的物体,始终垂直于物体运动方向,随着水平运动的速度的增加而增大。随着纬度的增大而增大。规律:北半球向右偏,南半球向左偏,赤道上不偏转。判断方法:北半球用右手法则伸出右手,掌心向外,四指与拇指垂直,四指指向物体运动方向,大拇指指向偏转的方向。南半球用左手法则。实例:长江自西向东流,冲刷南岸,北岸泥沙堆积,河口三角洲将与北岸相连。3、由于地球自转,地球上经度不同的地方,有不同的地方时。地方时是以一天中太阳最高的时间为正午12点而形成的时间,同一条经线上的各地,经度相同,地方时相同。 同一条纬线上,东边的地方时较早。经度不同的地方,地方时不同。经度每隔15&

12、#176;,时间相差1小时;每1°相差4分钟。东经度越大,地方时越早,西经度越大,地方时越晚。计算公式:所求地的地方时=已知地的地方时±经度差×4分钟经度差:同减异加;地方时:东加西减(地方时东早西晚)思考:(1)假如日影最短时的北京时间为12:20,求此地的经度?如果北京时间是10:20呢?(2)北京时间与北京地方时相同吗?时区:国际上规定全球共划分为24个时区,每个时区跨经度15°。中时区以0°经线为中央经线,东西各跨7.5°,东12区和西12区以180°经线为界,各跨7.5°,共同组成东西12时区。方法:已知

13、经度求时区的方法:经度数÷15°,四舍五入取整数。思考:110°E在什么时区?67°W呢?区时:每个时区都以该时区的中央经线的地方时为整个时区的统一时间。我国统一采用东八区的区时,即东经120°的地方时。计算公式:所求时区的区时=已知时区的区时±时区差×1小时时区差和加减号遵循:东加西减,同减异加思考:(1)当北京时间是10月1日8点,求纽约所在的西五区的区时?(2)当纽约时间是9月30日21点,求北京时间?国际日期变更线:为了避免日期的紊乱,国际上规定基本上以180°经线作为国际日期变更线,日界线是一条折线。自西

14、向东越过日界线,日期要减去一天;反之加一天。地球上的日期界线有两条:一条是天然日期界线0时的经线,是不断移动的;一条是人为界线180°经线,是固定不变的。新的一天:从0时经线向东到180°经线;旧的一天:从0时经线向西到180°经线。思考:(1)自西向东航行的轮船,人们感觉到的昼夜变化的时间有什么变化?(2)越过180°经线,日期一定要改变吗?(3)什么情况下全球各地属于同一天?什么情况下全球有一半在昨天,有一半在今天?(4)当北京时间是10月1日12点时,世界上与北京处于同一天的地区占全球的多少?此时纽约时什么时候?三、地球公转的方向、轨道、周期和速度

15、1、地球绕太阳的运行叫做公转。其公转路径叫做公转轨道。公转轨道平面叫做黄道面。2、地球公转轨道是一个椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。每年的1月初,地球位于近日点,7月初位于远日点。3、地球公转方向与自转一样,也是自西向东的,北极上空看是逆时针方向。4、地球自转360°的时间为1恒星年,约为365日6时9分。太阳直射点回归运动的周期是一个回归年,为365日5时48分46秒。5、地球公转的角速度和线速度都是近日点较快,远日点较慢。(1)近日点就是冬至日吗?远日点就是夏至日吗?(2)为什么北半球极圈以内发生极昼的天数比南半球多几天?四、黄赤交角及其影响1、地球自转形成了赤道平面,地球公转形

16、成了黄道平面,两个平面之间的夹角称为黄赤交角。黄赤交角的度数一定时期内是不变的,目前的度数约为23.5°。2、由于黄赤交角的存在,地球绕太阳公转的过程中,太阳有时直射北半球,有时直射赤道,有时直射南半球,太阳直射点有规律地在南北回归线之间来回移动。3、太阳直射点的周年移动,导致了正午太阳高度、昼夜长短的季节变化和纬度变化,从而引起了中纬度地区的四季交替和地球上的五带形成。4、黄赤交角的大小决定了回归线和极圈的纬度,也就决定了五带的范围,以及发生直射现象和极昼、极夜现象的范围。思考:(1)请绘图说明太阳直射点的一动规律。(2)假如黄赤交角增大到25°,地球上的五带范围将如何变

17、化?假如黄赤交角减小到0°情况又如何呢?五、地球公转的地理意义1、正午太阳高度的变化太阳相对于地平面的高度角叫做太阳高度,也就是太阳光线与水平面的夹角。做法:在球面上做过球心的半径的切线得到水平面,太阳光线与水平面之间的夹角为太阳高度。分布规律:太阳直射点的太阳高度最大,等于90°;太阳高度自太阳直射点向外减小,呈同心圆分布。晨昏线太阳高度为0。正午太阳高度正午太阳高度是指一日内最大的太阳高度,即地方时12时的太阳高度。正午太阳高度角的纬度分布规律:同一条纬线的正午太阳高度相等。太阳直射的纬线正午太阳高度最大(90°),正午太阳高度由直射纬线向南北两侧逐渐降低。春

18、分、秋分,太阳直射赤道,正午太阳高度从赤道向南北逐渐降低;夏(冬)至日,太阳直射北(南)回归线,正午太阳高度从北(南)回归线向两侧降低。正午太阳高度角的季节变化:夏(冬)至日,北(南)回归线及其以北(南)的纬度地区正午太阳高度达到一年中的最大值,南(北)半球各地达到一年中的最小值。南北回归线之间的地区,每年有两次直射,直射时太阳高度最大。正午太阳高度的计算公式:H=90°-|-| 式中代表所求地的地理纬度;表示太阳直射纬线的纬度,当两地位于同一半球时取正值,反之取负值。思考:(1)计算:6(12)月22日,北京(40°N)、衡阳(27°N)、北极圈、北极点、赤道、

19、南回归线、南极圈、南极点的正午太阳高度角。(2)南、北极点的太阳高度有什么规律?(3)一年中正午太阳高度的变化幅度是多少?(4)低纬度的正午太阳高度一定大于中、高纬度地区吗?举例说明。2、昼夜长短的变化晨昏线是昼半球和夜半球的分界线,晨昏线与太阳光线垂直,始终平分地球。春分、秋分,晨昏线经过南北极点,与经线圈重合;夏至、冬至,晨昏线与极圈相切,当北极圈以内发生极昼,为夏至日,反之为冬至日。晨昏线把所经过的纬线分成昼弧和夜弧两段,它们所占纬线的比例代表昼夜长度。由于晨昏线平分赤道,赤道上昼夜等长。当太阳直射北半球时,北半球各地昼长夜短,且纬度越高,昼越长。北极圈以北发生极昼现象。南半球则昼短夜长

20、,纬度越高昼越短,南极圈以内发生极夜现象。从3月21日到9月23日,太阳直射点在北半球,是北半球的夏半年,北半球各地昼长夜短。6月22日,太阳直射最北的纬线 北回归线,北半球的昼长达到最长,整个北极圈以内发生了极昼现象。太阳直射点向北移动的时期,北半球的昼长增长,反之缩短。从9月23日到次年的3月21日,情况正好相反。思考:(1)比较下列几个城市的昼长及正午太阳高度:哈尔滨、北京、武汉、长沙、衡阳、广州、海口6月22日前后12月22日前后3月21日、9月23日前后(2)说出下列时期内衡阳市太阳直射点移动方向、正午太阳高度的变化、昼夜状况及昼夜长短变化:从12月22日到3月21日从3月21日到6

21、月22日从6月22日到9月23日从9月23日到12月22日3、五带和四季的划分五带的划分依据:根据地球上各纬度地区获得热量的多少和有无直射现象、有无极昼极夜现象划分的。绘图说明名称、界线和范围,指出五带的天文现象和气候特点四季形成的原因:太阳直射点的移动,导致正午太阳高度的季节变化和昼夜长短的季节变化。四季分明的地区:中纬度地区。四季的划分:(1)天文学上把一年中白昼较长和正午太阳较高的季节作为夏季;把白昼较短和太阳较低的季节作为冬季;春秋季是过渡季节。(2)气候学上把3、4、5月作为春季,依次类推。(3)我国传统历法以立春、立夏、立秋、立冬为春、夏、秋、冬的起点;(4)西方以二分二至作为四季

22、的起点。思考:(1)假如黄赤交角的度数增大或减小,五带的范围将分别怎样变化?(2)几种四季的划分中,哪一种与我国农业耕种节气比较吻合?六、太阳光照射图的判读方法:1、常见的光照图主要有两种:侧视图和极地俯视图。侧视图能看到南北半球各半,昼夜半球各半;只有晨线或昏线。俯视图只能看到北半球或南半球;晨昏线由晨线和昏线的各一半组成。2、晨昏线的判断:自转法,顺自转方向由夜进入昼为晨线,反之为昏线。3、确定直射点及节气、日期:射向地心的太阳光线与球面的交点为直射点。根据极圈以内的昼夜状况判断直射的纬线,并且确定节气和日期。从图中找到昼半球中央的经线,是太阳直射的经线,读出经度。4、地方时的确定:晨线和昏线与赤道的交点的经线的地方时分别是6时和18时。昼、夜半球中央的经线的地方时分别为12时和0时。然后根据图中的经线间隔,用公式计算时间。5、计算和比较正午太阳高度:离直射纬线越远,太阳高度越小。6、比较自转速度:看纬度高低,角速度除两极点外相等,线速度与纬度成负相关。7、估算昼长和夜长:昼(夜)长昼(夜)弧度所跨经度数÷360°×24时 昼长日落时间日出时间(12日出时间)×2(日落时间12) ×2夜长24昼长日出时间×2(24日落时间) ×2第四节 地球的结构一、地球的内部结

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