資源簡(jiǎn)介

第一節(jié)　地球的宇宙環(huán)境
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.以我國(guó)對(duì)宇宙的探索為例,了解人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)歷程,掌握可觀測(cè)宇宙的范圍。(區(qū)域認(rèn)知)
2.結(jié)合案例分析及圖文資料,描述地球的宇宙環(huán)境,了解各級(jí)天體系統(tǒng)的主要天體類型及特點(diǎn)。(區(qū)域認(rèn)知)
3.結(jié)合地球等行星的基本資料,說(shuō)明地球上存在生命的條件。(人地協(xié)調(diào)觀、區(qū)域認(rèn)知、綜合思維)
【自主預(yù)習(xí)】
一、地球所處的宇宙環(huán)境
1.宇宙的兩大特點(diǎn):物質(zhì)性、運(yùn)動(dòng)性——各種天體時(shí)刻在運(yùn)動(dòng)。
2.宇宙的層次性:各天體①　　　　、相互繞轉(zhuǎn),形成天體系統(tǒng)。目前所知的天體系統(tǒng)共分為四級(jí),如下圖所示:
二、太陽(yáng)系結(jié)構(gòu)示意圖——表明地球是一顆普通行星
1.中心天體:太陽(yáng)。
　　2.八大行星
(1)類地行星:A.水星、B.金星、C.④　　　　、D.火星。
(2)巨行星:E.木星、F.土星。
(3)遠(yuǎn)日行星:G.天王星、H.海王星。
3.小行星帶:位于火星軌道和木星軌道之間。
4.彗星:太陽(yáng)系中最著名的彗星是哈雷彗星,軌道周期約為76年。
5.地球的普通性
(1)地球與太陽(yáng)系其他行星具有⑤　　　　、共面性、近圓性的運(yùn)動(dòng)特征。
(2)地球與水星、金星、火星的結(jié)構(gòu)特征相似,同為類地行星。
三、存在生命——表明地球是一顆特殊行星
　　【答案】?、傧嗷ノ、诳捎^測(cè)宇宙?、厶?yáng)系　④地球 ⑤同向性　⑥溫度?、咛?yáng)光照　⑧液態(tài)水
【合作探究】
情境導(dǎo)入　2022年12月29日,位于重慶兩江新區(qū)的深空探測(cè)雷達(dá)“中國(guó)復(fù)眼”項(xiàng)目一期正式開(kāi)機(jī),拍出了月球環(huán)形山地基雷達(dá)三維圖像。“中國(guó)復(fù)眼”由很多小天線合成一個(gè)大天線,對(duì)于電磁波自發(fā)自收,能觀測(cè)到小行星。項(xiàng)目二期工程將在云陽(yáng)縣建設(shè)25部30米口徑的高分辨率分布式雷達(dá),可實(shí)現(xiàn)千萬(wàn)公里外的小行星探測(cè)。在此基礎(chǔ)上,第三期工程計(jì)劃形成一個(gè)由上百部雷達(dá)組成的科學(xué)設(shè)施,探測(cè)距離將達(dá)到1.5億千米。下圖為“中國(guó)復(fù)眼”一期工程。
主題 1：天體與天體系統(tǒng)
主題探究
情境　夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙是中國(guó)空間站“天宮”的組成部分。2022年10月31日15時(shí)37分,夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙搭乘長(zhǎng)征五號(hào)B遙四運(yùn)載火箭,在我國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空,約8分鐘后,夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙與火箭成功分離并準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道。
任務(wù)1　發(fā)射時(shí)夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙是否屬于天體 請(qǐng)說(shuō)出判斷依據(jù)。
　　【答案】　不屬于。發(fā)射時(shí)夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙還沒(méi)有進(jìn)入宇宙空間,是地球的附屬物,不是宇宙間的物質(zhì)。
任務(wù)2　進(jìn)入預(yù)定軌道的夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙將和哪個(gè)天體組成天體系統(tǒng) 與該天體系統(tǒng)同級(jí)的天體系統(tǒng)名稱是什么
　　【答案】　地球。地月系。
任務(wù)3　作為天體,地球和太陽(yáng)的本質(zhì)區(qū)別是什么
　　【答案】　太陽(yáng)屬于恒星,體積和質(zhì)量大,自身能發(fā)光。地球?qū)儆谛行?體積和質(zhì)量小,自身不能發(fā)光。
知識(shí)小結(jié)
1.主要的天體類型及特點(diǎn)
天體類型 主要組成 特點(diǎn) 觀測(cè)特點(diǎn)
星云 氣體和塵埃 質(zhì)量大,云霧狀 模糊
恒星 熾熱氣體,主要由氫和氦組成 質(zhì)量大,發(fā)光 閃爍
行星 巖石、氣體等 繞恒星公轉(zhuǎn),不發(fā)光 移動(dòng)
衛(wèi)星 巖石 繞行星公轉(zhuǎn),不發(fā)光 圓缺多變
流星體 塵粒、固體小塊 質(zhì)量小,數(shù)量多 一閃即逝
彗星 冰物質(zhì) 繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn),云霧狀 拖著長(zhǎng)尾
星際物質(zhì) 氣體、塵埃 稀薄,密度小 用肉眼觀測(cè)不到
特別提醒
上表中的天體皆為自然天體,由人類發(fā)射的在太空中運(yùn)行的航天飛機(jī)、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等為人造天體。
2.主要的天體系統(tǒng)
天體系統(tǒng) 組成 其他
地月系 地球是地月系的中心天體,月球是地球唯一的天然衛(wèi)星 月球是距離地球最近的自然天體。地月平均距離為38.4萬(wàn)千米
太陽(yáng)系 太陽(yáng)、行星及其衛(wèi)星、小行星、彗星、流星體和星際物質(zhì) 日地平均距離約為1.5億千米
銀河系 太陽(yáng)和千千萬(wàn)萬(wàn)顆恒星組成的龐大恒星集團(tuán) 太陽(yáng)與銀河系中心的距離大約為2.6萬(wàn)光年
河外星系 銀河系之外與銀河系類似的天體系統(tǒng) 大約有上千億個(gè)
可觀測(cè)宇宙 銀河系與現(xiàn)階段所能觀測(cè)到的河外星系 目前人類所知的最高一級(jí)的天體系統(tǒng)
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練
　　中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)利用“中國(guó)天眼”在距離地球2.8億光年的“斯蒂芬五重星系”及周圍天區(qū)中發(fā)現(xiàn)一個(gè)巨大原子氣體系統(tǒng)。該成果于2022年10月19日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。據(jù)此回答1~2題。
1.該原子氣體系統(tǒng)位于(　　)。
A.太陽(yáng)系 B.地月系
C.銀河系 D.河外星系
　　【答案】　D
【解析】　由材料可知,該原子氣體系統(tǒng)距離地球2.8億光年,銀河系直徑約為10萬(wàn)光年,說(shuō)明該原子氣體系統(tǒng)位于銀河系之外,銀河系之外的與銀河系同級(jí)別的恒星系統(tǒng)統(tǒng)稱為河外星系。
2.從質(zhì)量看,組成“斯蒂芬五重星系”的主要天體是(　　)。
A.行星 B.星云
C.恒星 D.衛(wèi)星
　　【答案】　C
【解析】　從質(zhì)量看,“斯蒂芬五重星系”是一個(gè)巨大原子氣體系統(tǒng),恒星是由發(fā)光等離子體(主要是氫、氦和微量的較重元素)構(gòu)成的巨型球體,故組成“斯蒂芬五重星系”的主要天體是恒星;星云是由稀薄的氣體或塵埃構(gòu)成的天體,而組成“斯蒂芬五重星系”的主要天體不是星云;行星、衛(wèi)星自身不發(fā)光,體積、質(zhì)量較小。
主題2：地球的普通性與特殊性
主題探究
情境　2020年是中國(guó)航天活動(dòng)的大年。中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)計(jì)劃于2020年擇機(jī)實(shí)施,目標(biāo)是通過(guò)一次發(fā)射任務(wù),實(shí)現(xiàn)火星環(huán)繞和著陸巡視,開(kāi)展火星全球性和綜合性探測(cè),并對(duì)火星表面的重點(diǎn)地區(qū)進(jìn)行精細(xì)巡視勘察。下圖為拍攝的火星表面照片,下表為火星與太陽(yáng)系中其他七顆行星的相關(guān)資料。
行星 軌道傾角 偏心率 質(zhì)量比(與地球 相比) 體積比 (與地球 相比) 表面溫度 /℃ 公轉(zhuǎn)方向
水星 7.0° 0.206 0.05 0.056 167 自西向東
金星 3.4° 0.007 0.82 0.856 464
地球 0° 0.017 1.00 1.000 15
火星 1.9° 0.093 0.11 0.150 -63
木星 1.3° 0.048 317.94 1 316.000 -161~-108
土星 2.5° 0.054 95.18 745.000 -189~-139
天王星 0.8° 0.047 14.63 65.200 -220~-197
海王星 1.8° 0.009 17.22 57.100 -218~-201
　　任務(wù)1　太陽(yáng)系中八顆行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)有哪些特征
　　【答案】　同向性:八顆行星的公轉(zhuǎn)方向均為自西向東。共面性:八顆行星的軌道傾角較小,說(shuō)明八顆行星的公轉(zhuǎn)軌道具有共面性特征。近圓性:八顆行星的偏心率較小,說(shuō)明八顆行星的公轉(zhuǎn)軌道具有近圓性特征。
任務(wù)2　按照質(zhì)量、體積、距日遠(yuǎn)近等可將八顆行星分為哪幾類
　　【答案】　類地行星(水星、金星、地球、火星),巨行星(木星、土星),遠(yuǎn)日行星(天王星、海王星)。
任務(wù)3　根據(jù)表中資料可以看出,與其他行星相比,地球上存在生命的優(yōu)越條件是什么
　　【答案】　具有適宜的溫度。
任務(wù)4　地球上存在生命的條件,除了材料中提到的外,還有哪些
　　【答案】　適合生物生存的大氣、充足的液態(tài)水和穩(wěn)定的宇宙環(huán)境。
素養(yǎng)培育
尋找外星生命——培育綜合思維
情境　設(shè)想在距離地球5×1013 km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(lái)的求救信號(hào):“親愛(ài)的外星朋友,你們好!我們是X星球上的居民,我們的星球?qū)⒂?0年后毀滅,因此我們打算移居外星球。如果貴星球愿意接納,請(qǐng)給予回復(fù),并告知你們的位置,以便我們尋找。萬(wàn)分感謝你們的援助!”
任務(wù)1　X星球上有生命存在,猜想它應(yīng)該具備哪些條件
　　【答案】　這顆行星應(yīng)該與它所在天體系統(tǒng)的中心天體距離適中,使它具有適合生物生存的溫度;有適當(dāng)?shù)捏w積和質(zhì)量,其引力使它的外圍形成大氣層,大氣中有適合生物呼吸的成分;有液態(tài)水存在;處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定和安全的宇宙環(huán)境之中。
任務(wù)2　假如地球愿意接納X星球上的居民,你將怎樣告知外星朋友地球在宇宙中的位置
　　【答案】　地球位于銀河系中的太陽(yáng)系,距離中心天體太陽(yáng)1.5×108 km處,是太陽(yáng)系八顆行星中離太陽(yáng)由近到遠(yuǎn)數(shù)的第三顆行星。
任務(wù)3　外星朋友最終能收到地球上發(fā)出的消息嗎 為什么 (提示:①計(jì)量天體間距離的基本單位是光年,1光年表示光在一年中傳播的距離,光在真空中的傳播速度為3×105 km/s;②遠(yuǎn)距離傳遞信息主要靠電磁波,電磁波在真空中的傳播速度等于光速。)
　　【答案】　不能。原因:1光年相當(dāng)于9.460 8×1012 km,該行星距離地球5×1013 km,即距離地球超過(guò)5光年。遠(yuǎn)距離傳遞信息靠的是電磁波,電磁波的傳播速度等于光速,即信息從該行星傳到地球已用了5年多時(shí)間,從地球傳回消息至該行星又需要5年多時(shí)間,已超過(guò)10年。
知識(shí)小結(jié)
1.地球的普通性——一顆普通的行星
地球是一顆普通的行星,主要原因在于它與其他行星具有很大的相似性,具體表現(xiàn)如下:
(1)運(yùn)動(dòng)特征:
(2)結(jié)構(gòu)特征:地球在距日遠(yuǎn)近、質(zhì)量、體積、密度、自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)周期、表面平均溫度等方面與其他行星特別是類地行星相似。
2.地球的特殊性——存在生命
條件 原因 影響
外部條件 安全的宇宙環(huán)境 太陽(yáng)系中,大小行星各行其道,互不干擾 太陽(yáng)系的八顆行星中都可能存在生命
穩(wěn)定的太陽(yáng)光照 自生命誕生以來(lái),太陽(yáng)的光照條件沒(méi)有明顯的變化
自身?xiàng)l件 適宜的溫度 日地距離適中;地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)周期適當(dāng);有大氣層的存在 太陽(yáng)系中只有地球上有生命存在
適合生物生存的大氣 地球的體積和質(zhì)量適中;地球原始大氣演化成為現(xiàn)在的大氣;存在臭氧層
有液態(tài)水 地球內(nèi)部溫度升高→產(chǎn)生水汽→形成海洋;適宜的溫度保障了地球上的水體以液態(tài)水為主
3.在分析某行星是否有生命物質(zhì)存在時(shí),可從“四看”入手分析
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練
　　地球是太陽(yáng)系中的一顆普通行星,然而地球貴在是一顆適宜生物生存和繁衍的行星。雖然我們相信宇宙中還有能夠繁衍生命的星球,但是我們至今還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)它們。據(jù)此回答1~2題。
1.地球上具有適宜生命存在的溫度條件,該條件形成的原因是(　　)。
A.太陽(yáng)光照穩(wěn)定
B.日地距離適中
C.地球的體積適中
D.地球的質(zhì)量適中
2.地球之所以有恰到好處的大氣厚度和大氣成分,主要是因?yàn)?　　)。
①生物循環(huán)作用　②適中的質(zhì)量和體積?、鄞髿饨?jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的演化過(guò)程?、艿厍虻挠钪姝h(huán)境比較安全
A.①② B.③④
C.②③ D.①④
　　【答案】　1.B　2.C
【解析】　第1題,日地距離適中使得地球上的溫度條件適宜生物的生存。第2題,地球之所以有恰到好處的大氣厚度和大氣成分,是因?yàn)榈厍蜻m中的體積和質(zhì)量所產(chǎn)生的引力使得地球上大氣厚度適宜,經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的演化過(guò)程形成了適合生物呼吸的大氣,②③正確。
【隨堂檢測(cè)】
思維構(gòu)建
　　【答案】　①共面性?、诮鼒A性?、鄞嬖谏?br/>即時(shí)訓(xùn)練
　　2019年5月20日晚,天空中出現(xiàn)了木星伴月的天文現(xiàn)象,木星位于月亮的右下方不遠(yuǎn)處,肉眼完全可見(jiàn)。心宿二距地球約550光年,是一顆著名的紅超巨星,能放出火紅色的光亮,我國(guó)古代又稱大火。讀圖,回答1~2題。
1.木星和月亮分別屬于(　　)。
A.行星、行星 B.恒星、行星
C.衛(wèi)星、衛(wèi)星 D.行星、衛(wèi)星
2.心宿二位于(　　)。
A.地月系 B.太陽(yáng)系
C.銀河系 D.河外星系
　　【答案】　1.D　2.C
【解析】　第1題,木星是太陽(yáng)系中的行星,月亮屬于地球的衛(wèi)星。第2題,心宿二距地球約550光年,銀河系的直徑約為10萬(wàn)光年,太陽(yáng)系距銀河系的中心約2.6萬(wàn)光年,由此可知心宿二位于銀河系。
　　2022年4月22日是第53個(gè)“世界地球日”,主題是“珍愛(ài)地球　人與自然和諧共生”。據(jù)此回答3~4題。
3.地球的特殊性表現(xiàn)在(　　)。
A.質(zhì)量在太陽(yáng)系八顆行星中最小
B.公轉(zhuǎn)方向與太陽(yáng)系其他七顆行星不同
C.既有自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),又有公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)
D.太陽(yáng)系中唯一存在高級(jí)智慧生命的星球
　　【答案】　D
【解析】　地球的特殊性表現(xiàn)在其為太陽(yáng)系中唯一存在高級(jí)智慧生命的星球;太陽(yáng)系八顆行星中質(zhì)量最小的是水星;地球公轉(zhuǎn)方向與太陽(yáng)系其他七顆行星相同;太陽(yáng)系八大行星都是既有自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),又有公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),只是有的行星自轉(zhuǎn)方向與地球不同。
4.地球平均氣溫約為15 ℃,其原因是地球(　　)。
①距日遠(yuǎn)近適中?、诖髿鈱雍穸冗m宜　③有衛(wèi)星存在 ④地表為巖石
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
　　【答案】　A
【解析】　地球平均氣溫約為15 ℃,其原因是地球距日遠(yuǎn)近適中、大氣層厚度適宜,①②正確;有衛(wèi)星存在、地表為巖石對(duì)地球平均溫度的影響不大,③④錯(cuò)誤。
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