新教材高中地理第一章宇宙中的地球第一节地球的宇宙环境讲义新人教版必修第一册

第一章宇宙中的地球本章要点地球所处的天体系统，按照从低到高的级别，依次为地月系、太阳系、银河系和可观测宇宙。地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星，它是太阳系行星中唯一有高级智慧生命的星球。太阳辐射是地球光和热的主要源泉，维持着地表温度，是地球上水、大气运动和生命活动的主要动力。太阳活动释放大量的物质和能量，扰动地球的磁场和大气层，给人类活动带来很多不利影响。对地层和化石的研究是了解地球历史的主要途径。地球的演化历史可分为前寒武纪、古生代、中生代和新生代，其中新生代是人类诞生的时代。地球的内部圈层包括地壳、地幔和地核。上地幔的上部存在软流层。上地幔顶部和地壳合称岩石圈。地球的外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈，它们和岩石圈相互联系、相互渗透，共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。核也素养学习本章内容，能够运用天文仪器、简易教具等，观察、识别、描述与宇宙、太阳、地球等有关的自然现象；具备一定的运用考察、实验、调查等方式进行科学探究的意识和能力（地理实践力）。能够运用宇宙科学的基础知识，说明一些天文现象之间的关系和变化过程（综合思维）。能够在一定程度上合理描述和解释特定区域的自然现象，并说明其对人类的影响（区域认知、人地协调观）。生睚规划与本章知识相关的名校及专业《中国大学及学科专业评价报告（2017—2018）》天文学类专业大学排名排名学校名称星级

1南京大学★★★★★2中国科学技术大学★★★★3北京师范大学★★★4北京大学★★★5中国科学院大学★★★与本章知识相关的名人及职业郭守敬元朝的天文学家、数学家制订出当时最先进的历法《授时历》。国际天文学会以他的名字为月球上的一座环形山命名。开普勒郭守敬元朝的天文学家、数学家制订出当时最先进的历法《授时历》。国际天文学会以他的名字为月球上的一座环形山命名。开普勒德国杰出的天文学家、物理学家、数学家。开普勒发现了行星运动的三大定律，分别是轨道定律、面积定律和周期定律。霍金英国著名物理学家、宇宙学家。证明了奇性定理和黑洞面积定理，提岀了黑洞蒸发理论和霍金宇宙模型，被世人誉为“宇宙之王”。第一节地球的宇宙环境课标内容核心素养目标运用资料，描述地球所处的宇宙环境1•观察、识别、描述天体特征，具备一定的科学探究的意识和能力。【地理实践力】2.能够描述地球在不同的宇宙空间尺度中的位置。【区域认知】3•能够运用天体系统层次，说明不同天体之间的关系。【综合思维】4•树立宇宙是物质的和运动的科学宇宙观。【人地协调观】知识导学屮“自主学习掌握新知III知识清单一地球在宇宙中的位置1.天体概念：宇宙间物质的存在形式。常见类型：星云、恒星、行星、卫星、彗星、流星体等。基本天体

请把常见天体及其特点连起来星云\/由炽热气体组成，能自身发光的球状或类球状天体恒星弋，环绕恒星运行，不发光.靠反射恒星的光而发亮行星丿$/环绕行星运行，大小差别很大卫星由尘埃或固体小块组成的天体流星体冰物质组成的曲帚形天体彗星/'由气体和尘埃组成，呈云雾状外表，主要物质是氢流星不是天体呦!一老师，流星是天体吗？,大气上界流星现象大气层陨星流星不是天体呦!一老师，流星是天体吗？,大气上界流星现象大气层陨星=宇宙空间.流星体蛊鑑理n竺流星体闯入地球大气层.与地球大气摩擦燃烧而岀现的发光现象。已进入地球大气层内.不是天体未燃烧尽的流星物质落在地表，成为地球的一部分，不是天体2.天体系统⑴概念：运动中的天体相互吸引、相互绕转，形成天体系统。(2)层次：常见天体系统分为四级。地月系太阳系地月系太阳系知识清单二行星地球太阳系中的一颗普通行星知识清单二行星地球太阳系中的一颗普通行星小行星带位于K小行星带位于K星和札星轨适之间"类地行星：①水星、②金星、③地球、④火星(1)八颗行星’巨行星：⑤木星、⑥土星、远日行星：⑦天王、⑧海王星［同向性：绕日公转的方向都是自西向东(2)运动特征］近圆性：绕日公转的轨道近似圆形〔共面性：轨道面几乎在同一平面上

(3)普通性：从距日远近、自身的体积、公转方式来看，地球是太阳系中的一颗普通行星。太阳系中的一颗特殊行星地球的特殊性：太阳系中唯一存在高级智慧生命的星球。两大条件①安全的宇宙环境｛太阳状态①安全的宇宙环境｛太阳状态稳定、大小行星各行其道、互不干扰'适宜的温度条件②自身条件｛适合生物生存的大气条件、有液态水I拓展补遗I探索宇宙奥秘2019年4月10日，人类历史上首张黑洞照片面世。这一由200多名科研人员历时10余年、从四大洲8个观测点“捕获”的视觉证据，证实了爱因斯坦广义相对论在极端条件下仍然成立。黑洞是天体。北斗七星北斗七星北斗七星各恒星之间没有相互绕转关系，不能形成天体系统。生命“宜居带”提示“宜居带”(habitablezone)其实就是指一颗恒星周围的一定距离范围，在这一范围内具有适宜的温度，水可以以液态形式存在，因此如果一颗行星恰好落在这一范围内，那么它就被认为有更大的机会拥有生命或至少拥有生命可以生存的环境。素养导学作探究核心突破删删||||||||||||■■l|任务清单一天体和天体系统情境探究［情境］英仙座流星雨最早的历史记录出现在公元36年的中国史籍中。英仙座流星雨已被观测了近2000年，每年的夏天几乎都有它的观测记录，在7月20日至8月20日前后出现。2018年流星雨极大时间在8月13日14：00〜18：00。极大时一个小时可以出现30〜60个流星。在灯光干扰少的空旷地，仅凭肉眼就能看到美丽的流星雨。［探究］(1)英仙座的流星体和地面上的陨石是天体吗？为什么？(2)大陵五是英仙座内一颗明亮的恒星，大陵五及其周围的行星是否构成了天体系统？提示(1)①流星体是天体。流星体运行在太空中，存在于大气层外，因而是天体；②陨石不是天体。陨石是流星体未燃烧尽落在地球上的物质，而不存在于大气层以外，所以陨石不是天体。(2)大陵五及其周围的行星相互吸引、相互绕转，构成了天体系统。素养凝练“三看法”判断天体三看运转轨道三看运转轨道1进入大气层或落到地面的物体不属于天体"例如，宇1TOC\o"1-5"\h\z:宙飞船在太空中运行时是天体，返回地面就不是天体■X訂;看它是不是宇宙间的物质，一些自然现象不属于天体，1［如极光、流星雨等J;看它是否在一定的轨道上独自运转"依附在其他天体上］

;、运行的物体不属于天体，如在火星上考察的火星车：

、>“四看法”判断天体系统天体系统至少由两个天体组成，单个天体不能构成天体系统。天体系统内部，质量较小的天体围绕质量较大的天体公转。如果某些天体只相互吸引达不到绕转的程度，就不能构成天体系统。素养应用例1：（地理实践力）阅读图文资料，合作探究完成下列要求。儿时的童谣：“太阳大，地球小，太阳带着地球跑；地球大，月球小，地球带着月球跑。”（1）你能说出童谣中出现的天体分别是哪类星体吗？（2）儿歌中涉及的天体系统有哪几级？提示（1）太阳属于恒星，地球属于行星，月球属于卫星。（2）儿歌中涉及的天体系统分别是太阳系和地月系，共有2级。任务清单二生命存在条件分析情境探究［情境］美国国家航空航天局（NASA）宣布了开普勒太空望远镜的一项重大发现：天文学家发现迄今最接近“另一个地球”的系外行星epler452b。Kepler452b位于距离地球1400光年的天鹅座，直径比地球大60%，所处位置允许拥有液态水。它围绕的母恒星与太阳非常类似——温度相近、直径比太阳大10%、亮度高20%、年长15亿岁。Kepler452b到这

颗恒星的距离，也与地球到太阳的距离比较相近。请小组合作探究：［探究］(1)推测系外行星一一Kepler452b可能存在生命的外部条件有哪些？推测系外行星一一Kepler452b可能存在生命的内部条件有哪些？为解决地球上日益恶化的人口、资源与环境问题，人们曾提出移民月球的构想，要想把这一想法变成现实，你认为应重点解决哪几方面的问题？提示(1)安全的宇宙环境和稳定的光照。温度适宜，有适合生物呼吸的大气，有液态水。①解决昼夜温差大的问题，控制合适的温度；②寻找或解决生存用水问题；③通过氧气的制造和存储运输，保证氧气的供应。素养凝练1.地球存在生命的条件地球具备生物生存和繁衍的条件，这与其外部环境和自身条件有密切关系。(1)安全的宇宙环境(2)有利的自身条件主要是指适宜的温度条件、适合生物生存的大气条件和液态水的存在条件类型地球具备的条件对生命起源的意义适宜的温度日地距离适中，自转和公转周期适当，使地球表面平均温度保持在15C左右，且温度变化不剧烈有利于生命过程的发生和发展适合生物生存的大气适中的体积和质量使地球周围形成大气层，经过漫长演化，形成以氮气和氧气为主的现代大气氮是生物体的基本成分，氧是维持生命的必需物质液态水的存在原始地球体积收缩和内部放射性兀素衰变致热，使地内水体形成地球上最初的单细胞牛命，就出现在海洋中水汽逸出，冷却后降落，在低洼处汇聚，形成原始海洋，孕育生命2.“四看”分析行星存在生命的思路/一看I该行星所处的宇宙环境是否安全稳定y7「歸貝莊石辰丽ST莎SS嶽矗】/二看I近、自转和公转周期长短、大气层方面分析该1:行星是否有适宜的温度:,丨该行星周国有无适合生物呼吸的大气。从该行［/三看I星的体积、质:量和大气演化方面分析该行星是］1否具有适宜生物呼吸的大气［该行星是否有液态的水。从温度高低和水体运:动方面分析该行星是否有液态的水素养应用例2：（人地协调观）阅读图文资料，合作探究完成下列要求。设想在距离地球50万亿千米（5.29光年）的地方有一颗存在生命物质的行星。有一天，地球上某太空信息接收站收到了该行星发来的求救信号。（1）有人看到材料中的信息后悲观地说：“我们不用给x星球上的居民发信号了。”他为什么这样说？（提示：信息用电磁波传递，速度为光速，约为30万km/s）（2）若x星球上真有地外文明，那么该星球应该具备什么条件？提示（1）因为X星球距离地球约5.29光年，信息从该星球传到地球已用了5年多的时间，当地球上的信息传到该星球时，时间已是10年以后了，那时该星球已经毁灭。（2）该星球应具备的基本条件是：充足的水分、恰到好处的大气厚度和大气成分、适宜的光照和温度范围等。课堂小结/地球的、宇宙环境,层次」类地行星I-八颗行星十巨行星1-共面性特殊存在生心需概念「天体普通-运动特征—近圆性类型」概念/地球的、宇宙环境,层次」类地行星I-八颗行星十巨行星1-共面性特殊存在生心需概念「天体普通-运动特征—近圆性类型」概念「天体系统远H行星厂同向性地球在宇宙中的位置行星地球核心要点了解天体的主要类型。说明天体系统的层次。理解地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星。分析地球上有生命物质存在的条件。课堂学业达标2017年11月，欧洲南方天文台在距离地球11光年处观测到一颗可能存在生命的太阳系外类地行星“Ross128b”。下图为“Ross128”恒星系统示意图。读图完成1〜2题。1•与行星“Ross128b”所在恒星系统级别相同是（）地月系B.太阳系C.银河系D.河外星系2.“Ross128b”行星可能存在生命，不是因为（）表面平坦开阔质量和体积适中与恒星距离适中运行轨道比较稳定解析第1题，“Ross128”为恒星，“Ross128b”是它的一颗行星，属于一个恒星系，与太阳系同级别。第2题，行星表面形态不是存在生命的必要条件。答案1.B2.A2017年2月23日，NASA（美国国家航空航天局）宣布，在距离地球40光年的一颗恒星（TRAPPIST1）周围发现了7颗与地球大小相当的类地行星，其中e、f、g位于宜居带内。下图为“TRAPPIST1系统示意图”。读图回答3〜4题。

与“TRAPPIST1系统”地月系C.银河系级别相同的天体系统是()B.太阳系D.级别相同的天体系统是()B.太阳系D.总星系与TRAPPIST1距离适中天体表面平坦有富含二氧化碳的大气有肥沃的土壤解析第3题，TRAPPIST1是一颗恒星，周围有类地行星，所以其级别与太阳系相同。第4题，7颗类地行星，只有e、f、g位于宜居带内，可判断“宜居”的原因是距离恒星远近适中。答案3.B4.A^.fZF太阳He・D.^.fZF太阳He・D.>TOC\o"1-5"\h\z写出下列字母所代表的行星名称：G、A、H。写出与地球相邻的两颗行星的代表字母：、。小行星带位于和(填字母)轨道之间。八颗行星绕日公转方向一致,都是自向，而且轨道面几乎在,它们，使地球处于比较安全的宇宙环境之中。行星H与地球相比,不能产生生命物质条件最主要的原因表现在答案(1)天王星水星海王星(2)BD(3)DE4)西东同一平面上各行其道，互不干扰5）距日太远，温度太低课后素养提升合格考——大显身手一、选择题（共11个小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）地球o右图为“局部天体系统示意图”。据此完成1〜3题。1.图中包括的天体系统级别有（）A.一级B.二级C.三级D.四级2•图中的天体M可能是（）A.火星B.月球C.金星D.土星3.图中地球是（）A.地月系的一颗卫星B.太阳系的一颗行星C.银河系的一颗恒星D.总星系的一团星云解析第1题，图中中心天体是太阳，围绕恒星太阳运转的是行星，组成一级天体系统。围绕行星运转的是行星的卫星，组成低一级的天体系统，图中包括的天体系统级别有二级，B对。A、C、D错。第2题，图中的天体M应是位于地球轨道内，属于地内行星，包括水星、金星，结合选项，天体M可能是金星，C对。火星、土星是地外行星，A、D错。月球是卫星，不是行星，B错。第3题，图中地球是太阳系的一颗行星，B对。地球是行星，不是卫星，A错。不是恒星，C错。星云是由气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体，因距离太远，看上去模糊一片，像云一样，D错。答案1.B2.C3.B下图是美国国家航空航天局公布的代号为“开普勒一22b”的行星所处恒星系统与太阳系比较的假想图，“开普勒一22b”行星距地球约600光年。读图回答4〜5题。4.“开普勒一22b”行星所处的天体系统为（）A.地月系B.太阳系C.银河系D.河外星系5•位于“宜居带”的“开普勒一22b”行星应（）A.有肥沃的土壤B.有适宜的温度C.表面比较平坦D.接受来自太阳的辐射能量解析第4题，“开普勒一22b”与地球相距约600光年，其距离大大超过了太阳系的范围，但在银河系的范围之内，因此“开普勒一22b”行星所处的天体系统为银河系。第5题，由图可知，“开普勒一22b”行星在所属恒星系中的位置与地球在太阳系中的位置相似，因而应有适宜的温度，位于“宜居带”。答案4.C5.B2017年9月5日是“旅行者一号”深空探测器发射40周年纪念日。目前，它已经离开太阳系，正飞向其他恒星系。读“旅行者一号”飞行轨道图，完成6〜7题。“旅行者一号”现在已进入的天体系统位于（）A.地月系B.太阳系C.银河系D.河外星系“旅行者一号”从地球飞离太阳系过程中肯定没有经过（）A.水星和金星公转轨道B.水星和火星公转轨道C.木星和土星公转轨道D.火星和木星公转轨道解析第6题，据材料“它已经离开太阳系，正飞向其他恒星系”，排除A、B。银河系包含太阳系和其他恒星系，因此“旅行者一号”飞向的其他恒星系属于银河系，C正确。第7题，水星和金星位于地球公转轨道之内，因此“旅行者一号”从地球飞离太阳系过程中肯定没有经过。A正确。答案6.C7.A读表格中的数据，完成8〜9题。行星质量（地球为1）体积（地球为1）公转周期自转周期赤道面与轨道面之间父角地球1.001.001年23时56分23°26z火星0.110.151.9年24时37分23°59z液态水的存在是地球生命起源和发展的重要条件之一，下列叙述中与地球“液态水存在”有关的是（）地球上昼夜交替的周期较适中地球的质量和体积适中地球处于一种比较安全的宇宙环境之中地球与太阳的距离比较适中A.①④B.①②C.②③D.②④人类首先选择火星作为探索生命起源和进化的行星，是因为火星上的一些地理现象与地球上的一些地理现象相似，主要表现为（）火星和地球一样被厚厚的大气层所包围火星上和地球上都有四季变化且长度一样火星、地球自转周期的长度比较适中火星、地球与太阳的距离都比较适中A.①③B.②③C.③④D.①④解析第8题，液态水的存在需要一定的温度条件，而和地球适宜的温度有关的条件是地球上昼夜更替的周期较适中以及地球与太阳的距离比较适中。第9题，火星与地球相比，自转周期长度以及与太阳的距离都比较相似。答案8.A9.C2017年12月，美国国家航空航天局确认开普勒90星系（距离地球约2545光年）存在第八颗行星“开普勒90i”，现位于第三轨道。研究发现，开普勒90星的体积和质量比太阳略大。读开普勒90星系和太阳系对比图，完成10〜11题。开普勒90星系是（）A.太阳系B.恒星系C.行星系D.河外星系有关开普勒90星系的叙述，可信的是（）开普勒90i表面温度比地球高有地外生命物质存在与太阳系轨道交织但运行安全靠吸收太阳光而发热解析第10题，银河系的短半径约2.5万光年，太阳系半径约3.4光年，开普勒90星系距离地球约2545光年，不在太阳系，A错。仍在银河系，不在河外星系，D错。有行星围绕公转，属于恒星系，B对。行星系是由行星与卫星组成，C错。第11题，开普勒90星系的体积、质量比太阳略大，开普勒90i轨道距开普勒90星比地球距太阳近，表面温度比地球高，A可信；温度高，不适宜生命存在，应没有地外生命物质存在，B不可信；与太阳系轨道相距很远，无交织，C不可信；不吸收太阳光，开普勒90星本身能发光、发热，D错。答案10.B11.A二、非选择题（共3大题，含1道附加题，共56分）读太阳系部分图，完成下列要求。（20分）（1）太阳成为太阳系中心天体的原因是什么？（3分）（2）太阳系的八颗行星中，称为类地行星的、、、；离地球最近的行星是；卫星数目最多的是；体积与质量都最大的星是；没有卫星的行星是、。（填字母）（9分）（3）八颗行星公转运动的“同向性”特征是指都绕太阳运动；“近圆性”特征是指沿着的轨道绕日运动；“共面性”特征是指轨道几乎上。（3分）（4）图中D和E轨道之间有众多，其运动特征基本上也体现出、、等特点。（4分）（5）图中未体现出的在扁长轨道上绕太阳（或大行星）运动的一种天体是。（1分）解析太阳是太阳系的质量中心、引力中心和运动中心，八颗行星都围绕其进行公转，方向都是自西向东，具有同向性、近圆性、共面性的共同特征。答案（1）太阳是太阳系的质量中心、引力中心和运动中心。（2）ABCDBEEAB（3）自西向东近圆形同一平面（4）小行星同向性近圆性共面性（5）彗星读图文资料，完成下列要求。（20分）在学习“地球的宇宙环境”时，许多学校的学生亲手制作了太阳系的模型（下图）。下表显示了“太阳系八颗行星的主要物理性质数据”。行星距太阳（万质量（地体积（地赤道半有无光千米）球=1)球=1)径（千米）环水星57910.050.0562440无金星108210.820.8566050无地球149601.001.006378无火星227940.110.153395无木星77833317.941316.0071400有土星14294095.18745.0060000有天王星28709914.6365.2025900有海王星45040017.2257.1024750有（