《地球的宇宙环境》探究学案1

第一章宇宙中的地球第一节地球的宇宙环境课标解读课程标准学习目标运用资料,描述地球所处的宇宙环境。1.说明天体的主要类型和天体系统的层次,描述地球所处的宇宙环境。2.了解太阳系的组成,运用资料说明地球是一颗既普通又特殊的行星。3.了解观测宇宙的工具,开展简单的宇宙观测活动。学习任务一地球在宇宙中的位置一、天体1.概念:宇宙中①物质存在的形式,包括天然天体与②人造天体。2.天然天体的类型及特点类型主要特点观测现象恒星由③炽热气体组成,自身发光的球状或类球状天体明亮闪烁④星云由气体和尘埃组成的云雾状天体,主要物质为氢轮廓模糊行星在椭圆轨道上绕⑤恒星运行,质量较恒星小,本身不发光相对于星空背景,有明显位置移动卫星环绕⑥行星运行,大小差别很大移动,月相有圆缺变化⑦彗星在扁长轨道上绕太阳运行,体积大,质量小,呈云雾状拖着长尾巴⑧流星体太阳系中运行于行星际空间的大大小小的尘粒和固体块一闪即逝星际物质宇宙间极其稀薄的⑨气体、⑩尘埃肉眼看不见二、天体系统1.概念:宇宙中运动的天体相互吸引、相互绕转,形成天体系统。2.天体系统的层次(填图中名称)3.太阳系由哪些天体组成?为什么太阳是太阳系的中心天体?太阳系由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质等组成。太阳质量占整个太阳系质量的99.86%,并以其强大的引力,约束着其他天体按照一定的轨道绕它运转。判断下列说法的正误。1.停留在发射场的航天飞机属于人造天体。(×)2.同级别天体系统的空间范围一定相等。(×)3.可观测宇宙包括银河系和现阶段能观测到的河外星系。(√)探究活动天体与天体系统读材料,探究下列问题。电影《流浪地球》的剧情设定在2075年,讲述了太阳即将毁灭,太阳系已经不适合人类生存。面对绝境,人类开启了“流浪地球”计划……最终通过引爆木星大气层,利用爆炸产生的冲击波推动地球成功逃逸,并把地球带往新的家园,那就是4.22光年外的比邻星系,比邻星处于一个由三颗类似太阳的恒星组成的天体系统之中。(1)材料中的地球、木星、太阳、比邻星各属于哪种天体?(2)比邻星有何特点?(3)从低到高依次排列地球“流浪”过程中所处的天体系统。答案(1)地球和木星为行星;太阳和比邻星为恒星。(2)由炽热气体组成,是自身能发光的球状或类球状天体。(3)地月系、太阳系、银河系。一、天体的判断方法1.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,返回到地面就不是天体了。2.看其能否克服地球的引力,在太空中按自己的轨道运行。3.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。二、天体系统的层次、组成及判断方法1.层次:天体系统有不同的级别,具体如下图所示2.各级天体系统的组成天体系统组成其他可观测宇宙银河系与现阶段所能观测到的河外星系目前所知的最高一级天体系统,是天文学家所说的可见宇宙河外星系银河系之外与银河系相类似的天体系统银河系和河外星系都是星系银河系太阳和众多恒星组成的庞大恒星系统银河系的直径约10万光年,太阳与银河系中心的距离大约为2.6万光年太阳系由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质等组成,太阳的质量约占整个太阳系质量的99.86%地球是距离太阳较近的一颗行星,日地距离约为1.5亿千米地月系地球和月球地球是地月系的中心天体,月球是地球唯一的天然卫星,也是距离地球最近的天然天体。地月距离约为38.4万千米3.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,构成地月系;北斗七星各恒星之间没有相互绕转关系,就不能构成天体系统。(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天体系统级别的关键。地理实践力读图,回答下列问题。(1)火星探测器在上图所示位置时是否属于天体?着陆时是否属于天体?(2)图中共包括级天体系统,其中最高一级天体系统的中心天体是,最低一级天体系统的中心天体是。

答案(1)火星探测器在图中位置时为火星的卫星,属于天体。在火星表面着陆时,属于火星的附属物,不属于天体。(2)两太阳火星解析第(1)题,火星探测器在太空中运行时是天体,着陆时就不是天体了。第(2)题,火星与环绕其运行的人造卫星组成行星系统,而火星环绕太阳运行,属于太阳系。学习任务二行星地球一、太阳系1.八颗行星类地行星:2.运动特征同向性:绕日公转方向都是①二、地球1.地球的普通性(1)地球与其他行星相同,都是本身不发光、不透明的近似球状的天体;(2)运动特征:地球与其他行星公转都具有④同向性、⑤共面性、⑥近圆性的特征;(3)在距日远近、体积等方面与其他类地行星相似。2.地球的特殊性——存在生命(1)外部条件:安全的⑦宇宙环境,稳定的太阳光照。(2)自身条件适宜的温度将对应内容用线连起来。探究活动一地球的普通性1.读八大行星主要物理性质比较表和太阳系组成示意图,探究下列问题。行星质量(地球为1)体积(地球为1)平均密度(g/cm3)公转周期自转周期类地行星水星金星地球火星0.050.821.000.110.0560.8561.0000.1505.465.265.523.9687.9d224.7d1a1.9a58.6d243d23h56min24h37min巨行星木星土星317.9495.1813167451.330.7011.8a29.5a9h50min10h14min远日行星天王星海王星14.6317.2265.257.11.241.6684.0a164.8a约17h约16h(1)结合表格及所学知识归纳,随着距日距离增加,八大行星的表面温度、公转轨道和周期有何变化?(2)为什么说地球是一颗普通的行星?答案(1)随着距日距离增加,八大行星的表面温度逐渐降低,公转轨道逐渐变长,公转周期逐渐变长。(2)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本身为不发光、不透明的近似球状的天体;②公转方式与其他行星一致,具有同向性、共面性、近圆性的特征;③在距日远近、体积、平均密度等方面与其他类地行星相似。探究活动二地球生命存在的条件2.读材料,探究下列问题。“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,下图为天文学家公认的恒星周围“生命宜居带”示意图。图中横坐标表示行星距离恒星的远近,纵坐标表示恒星质量的大小。(1)“生命宜居带”距恒星的距离与恒星质量有怎样的关系?说明原因。(2)假如在“生命宜居带”内存在地外生命,其生存的天体应具备哪些外部条件和自身条件?答案(1)由图可知,恒星质量越大,“生命宜居带”距离恒星越远。恒星质量越大,其产生的光热越强,“生命宜居带”为具有适宜生命存在的温度条件的区域,故恒星质量越大,“生命宜居带”距离恒星越远。(2)外部条件:该天体具有稳定的光照条件,处于安全的宇宙环境之中。自身条件:该天体与恒星的距离适中,表面温度适宜;质量、体积适中,存在适合生命生存的大气层;有液态水存在。一、地球普通性的表现地球是一颗普通的行星,主要原因在于它与太阳系其他行星在公转运动方式和结构方面具有很大的相似性。1.公转运动特征2.结构特征地球在距日远近、体积等方面与其他类地行星相似。如下图所示:二、地球存在生命的条件1.外部条件2.自身条件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。三、生命存在条件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,进而提高答题的准确性。具体分析思路如下:综合思维读材料,回答下列问题。材料地球与太阳距离适中,加上自转周期与公转周期适当,使得全球能够接受适量的太阳辐射能。整个地球表面平均温度约为15℃,适于万物生长,而且能使水在大范围内保持液态,形成水圈。水星和金星距离太阳太近,接收到的太阳辐射能分别为地球的6.7倍和1.9倍,使两者表面温度分别达350℃和480℃;木星和土星距离太阳又太远,所获太阳辐射能分别为地球的4%和1%,表面温度分别是-150℃和-180℃,更远的天王星的表面温度则在-200℃以下,环境条件十分恶劣。(1)为什么水星、金星表面温度很高,而天王星、海王星表面温度很低?(2)阅读材料,地球在太阳系中独特的优越条件是什么?(3)地球上能够存在生命,除了材料中提到的条件外,还具备哪些条件?答案(1)主要和它们与太阳的距离有关。水星、金星距太阳近,接受的太阳辐射能多,所以温度高;天王星、海王星距太阳过远,接受的太阳辐射能少,所以温度低。(2)日地距离适中,具有适宜的温度,存在液态水。(3)有供动植物呼吸的大气和稳定的宇宙环境。解析第(1)题,行星自身不发光发热,表面热量主要来自其绕转的恒星,因此行星与太阳的距离决定了其表面温度高低。第(2)题,读材料可知,地球与太阳的距离适中,使其具有适宜的温度,存在液态水。第(3)题,除光照条件及适宜的温度和液态水外,地球生命存在的条件还包括适合生物生存的大气层和安全稳定的宇宙环境。太阳系模式图的判读1.整体太阳系模式图的判读(1)看组成按距日远近记忆八颗行星,明确小行星带的位置。(2)看公转方向若公转方向为逆时针,说明是从地球北极上空看公转;若公转方向为顺时针,说明是从地球南极上空看公转。(3)彗星彗尾指向和长短的判定彗星的主要构成物质是冰物质,当彗星接近太阳时,彗核中的冰物质升华,形成云雾状的彗发,彗发中的气体和尘埃,通常在背向太阳的一面形成一条很长的扫帚状的彗尾。彗尾的长短与距太阳远近有关,距太阳越近,彗尾越长,距太阳越远,彗尾越短。(4)看运动特征即八颗行星公转运动的同向性、近圆性和共面性。(5)看结构特征八颗行星按体积、质量、距日远近等分为类地行星、巨行星和远日行星。(6)看生命存在的条件①安全的宇宙环境。②有适宜的温度。③有适合生物生存的大气。④有液态的水。2.局部太阳系模式图的判读(1)看公转轨道弯曲方向:由图可知太阳位于图的右侧。(2)看行星名称:如图所示中间为地球,其右侧为金星,左侧为火星。读某个时刻太阳系局部示意图,完成下面两题。1.关于图中四个天体的说法,正确的是()A.这四个天体的级别相同B.小行星带位于M星轨道和木星轨道之间C.此刻地球上可能会出现日食现象D.地球是太阳系的中心天体答案B从图中四个天体的轨道位置可以判断,M为火星。地球、火星、木星属于行星,月球属于卫星,级别不同。小行星带位于火星轨道和木星轨道之间。月球运行到地球和太阳之间时可能会出现日食,图示位置不会。太阳是太阳系的中心天体。2.有人想了解M星球上是否有生物存在,你认为他必须要了解下列信息中的哪些信息()①M星球上是否有火山活动 ②M星球上是否有水③M星球上是否有适合生物呼吸的大气④M星球上的温度是否适宜 ⑤M星球是否围绕太阳公转A.②③④ B.①②③④⑤C.①②③ D.②③④⑤答案A行星存在生命的自身条件包括适宜的温度、适合生物呼吸的大气和存在液态水,①⑤错。月相观测的实验报告班级:观测时刻:日期初一初二初三初四初五初六初七初八初九初十月亮水平方位月亮高度角月亮形状日期十一十二十三十四十五十六十七十八十九二十月亮水平方位月亮高度角月亮形状日期廿一廿二廿三廿四廿五廿六廿七廿八廿九三十月亮水平方位月亮高度角月亮形状总结月亮的位置逐日变化月亮的形状逐日变化天文观测场地选择的要求1.选择一个开阔的场地,如运动场,使能看到的天区达到最大。如果住在高楼林立的居民区内,在楼下随便找个地方是绝对不能观测的。2.要注意气流的影响。若在建筑物附近观测,应特别注意要避开开着的窗户,因为在开着的窗户附近,很容易产生复杂的气流,以致影响观测效果。此外,还应该尽量避免直接在水泥地面上观测,因为水泥的比热容(降低同样温度放出热量的多少)很小,所以在夜间温度会下降很快,也会造成气流变化。草地比水泥地面好得多,有条件的话,最好选择在草地上观测,因为草地含有大量水分,比热容较大,不易引起气流的剧烈变化。目前,许多天文台都建在海边或海岛上,也是这个原因。3.灯光也是一个不可忽视的问题。随着经济的发展,城市的灯光越来越多,天空被照得越来越亮,而且许多灯都是彻夜不关的,这对天文观测造成了极大的影响,我们在观测时应主动避开灯光。——————————————课时达标训练—————————————1.我国古代牛郎织女、嫦娥奔月的故事中涉及的天体分别属于()A.恒星、卫星 B.星云、行星C.恒星、行星 D.星云、卫星答案A牛郎织女涉及的是牛郎星、织女星,它们自身可以发光、发热,是恒星;月球是地球的卫星。读下图,回答下面三题。2.下列叙述正确的是()①d是人类可观测宇宙②水星所在的最低一级天体系统是a③由b系统示意图可知,地球所处的宇宙环境是安全的④北极星与c是同一恒星系统A.①② B.③④ C.①③ D.②④答案C读图可知,图中d表示目前人类已经观测到的宇宙范围。图中a为银河系,b为太阳系,c为地月系。水星属于太阳系,北极星为恒星。3.关于b的叙述正确的是()A.中心天体是地球B.哈雷彗星处在b系统C.狮子座流星雨现象不会在b系统出现D.b系统中除c星球外还有存在生命的行星答案Bb为太阳系,其中心天体为太阳,该系统中只有地球上存在生命。4.下列同时包含太阳和地球的天体系统中,级别最高的和级别最低的分别是()A.a和b B.d和bC.b和c D.(d-a)和b答案B同时包含太阳和地球的天体系统中级别最高的为总星系,级别最低的为太阳系。下图为太阳系部分示意图,M为太阳系八大行星之一。读图回答下面两题。5.图中的M天体可能是()A.月球或水星 B.水星或金星C.金星或木星 D.火星或土星答案B天体M公转轨道位于太阳和地球之间,依据八大行星距太阳的远近关系可以判断,可能是水星或金星,所以B正确。6.与地球相比,天体M没有生命存在的根本原因是()①没有适合生物呼吸的大气和液态水②没有坚硬的地表③距日较近,表面温度较高④体积和质量很小A.①② B.③④ C.①③ D.②④答案C与地球相比,天体M没有生命存在的根本原因是没有适合生物呼吸的大气和液态水,距日较近,表面温度较高,所以C正确。由于无法与探测器取得联系,美国国家航空航天局于2019年2月13日正式宣布运作了15年的“机遇号”火星探测器任务结束。据此完成下面两题。7.火星所属的天体类型是()A.恒星 B.行星 C.卫星 D.彗星答案B火星是围绕太阳运转的八大行星之一。8.火星表面平均温度低于地球的主要原因是()A.距离太阳比地球远 B.火星表面无大气C.火星质量、体积小 D.火星运动周期长答案A火星比地球距太阳更远,接受的太阳辐射量比地球少,因此温度比地球低。读火星、木星、天王星数据比较表(以地球数据为1),回答下面两题。质量体积公转周期自转周期火星0.110.151.901.03木星317.941316.0011.800.40天王星14.6365.2084.000.709.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.天王星答案A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。10.火星与地球最相近的是()A.质量 B.体积C.自转周期 D.公转周期答案C由表中数据可知,火星与地球最相近的是自转周期。11.下图是“太阳系的局部示意图”。读图回答下列问题。(1)写出图中序号代表的行星:①;②;③;④;⑤。

(2)图中与金星距离最近的行星是()A.①B.②C.③D.④(3)图中有生命存在的星球是(填序号),试分析该星球存在生命的主要条件。

答案(1)地球火星木星土星金星(2)A(3)①具有稳定的太阳光照和安全的宇宙环境;具有适宜的温度、适合生物呼吸的大气和液态水等生命活动所需要的条件。解析解答此题的关键是正确判断小行星带在太阳系中的位置。小行星带分布于火星公转轨道和木星公转轨道之间,因此,②为火星、③为木星,则①为地球、④为土星、⑤为金星。金星与地球相邻,地球是图中离金星最近的行星。太阳系中唯一有生命存在的星球是地球。12.坦普尔·塔特尔彗星尾巴留下的碎屑物质与地球大气摩擦形成了著名的狮子座流星雨。该现象涉及的主要天体是()A.恒星、卫星、星云B.彗星、流星体、行星C.恒星、流星体、卫星D.彗星、星云、行星答案B根据题干可知,碎屑物质来自彗星,其在宇宙空间形成流星体,与地球大气摩擦涉及行星。月球、金星、木星按照各自的轨道不停地运动,有时会形成“双星拱月”的形态,远看犹如一张笑脸。读图完成下面两题。13.图中奇观形成时,太阳、地球、月球、金星、木星位置大致符合下图中的()答案B由地球的位置可判断金星和木星的位置,只有B图中金星和木星的位置正确。14.下列叙述正确的有()①“双星拱月”是金星、木星在不同平面上围绕太阳公转所致②金星、木星自身都不发光③金星离地球较近,木星体积较地球大④“双星拱月”是金星、木星在同一平面上围绕太阳公转速度不同所致A.①②③ B.②③④C.①③④ D.①②④答案B在太阳系中,行星公转具有