資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
第03講 地球的宇宙環(huán)境、演化歷史與圈層結(jié)構(gòu)
目錄
01 考情透視·目標(biāo)導(dǎo)航 2
02 知識導(dǎo)圖·思維引航 3
03 考點突破·考法探究 3
考點一 地球的宇宙環(huán)境 3
知識梳理 3
知識點1 天體與天體系統(tǒng) 3
知識點2 地球的普通性與特殊性 5
知識點3 太陽對地球的影響 8
核心突破 10
考點1 太陽輻射分布 10
考點2 航天發(fā)射與天文觀測 13
題型01 存在生命的條件 16
題型02 太陽輻射分布規(guī)律 17
題型03 航天發(fā)射與天文觀測 17
考點二 地球的演化歷史和圈層結(jié)構(gòu) 19
知識梳理 19
知識點1 地球的演化歷史 19
知識點2 地球的圈層結(jié)構(gòu) 20
核心突破 22
考點 生物的進(jìn)化、滅絕與環(huán)境的關(guān)系 22
題型01 地球的演化歷史 25
題型02 地球的內(nèi)部圈層 25
熱點應(yīng)用 26
01 月相 26
02 深空探測 29
考點要求 考題統(tǒng)計＋考點提取
地球的宇宙環(huán)境 2023江蘇卷，4題，2分，由“四星伴月”天文現(xiàn)象考查天體特征，地球的普通性 2020江蘇卷，1題，2分，從天體運動位置看此時“超級月亮”，天體系統(tǒng) 2019浙江4月選考，24-25題，4分，圖Ⅱ時刻月球可能位于軌道上的位置是，嫦娥四號在月面上可觀察到，天體觀測
太陽對地球的影響 2023湖南卷，8題，3分，非洲冰鼠冬季與夏季活動規(guī)律差異的主要影響因素，太陽輻射的影響因素 2023廣東卷，9題，3分，符合圖b示意時刻所釋放氣球接收到的太陽短波輻射量變化的曲線是，太陽輻射的影響因素 2022上海卷，1題，2分，能抵近觀測到光球?qū)?、色球?qū)拥奶柣顒臃謩e是，太陽活動及類型
地球的演化歷史 2022北京，4題，3分，以寒武紀(jì)至新近紀(jì)生物多樣性和地表溫度的變化圖為情境考查地球的形成與演化 2022天津，3-4題，6分，從奧陶紀(jì)到二疊紀(jì)該地區(qū)經(jīng)歷的地質(zhì)過程為，地球的形成與演化 2021天津，1題，3分，能記錄地球滄海桑田變化的是，地球的形成與演化
地球的圈層結(jié)構(gòu) 2019海南卷，14題，3分，我國在塔里木盆地順北油氣田完成某鉆井鉆探涉及的圈層，地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu) 2019北京卷，11題，4分，長江中下游某區(qū)域莫霍面的等深線分布圖，據(jù)圖可推斷，地殼厚度
命題趨勢： 地球所處的宇宙環(huán)境、太陽對地球的影響、地球的圈層、地球的演化史等知識雖然屬于主干知識，但因為內(nèi)容相對簡單，難以承載有一定思維量的試題，所以考查頻率較低。地球的演化史屬于新課標(biāo)、新教材內(nèi)容，據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)看，要求較低，因此新教材使用地區(qū)直接考查的可能性很小，但是以大時間尺度的地理環(huán)境演變?yōu)楸尘暗牡乩磉^程類考查值得注意。
考點一 地球的宇宙環(huán)境
知識點1 天體與天體系統(tǒng)
一、天體
宇宙：宇宙是所有時間、空間和物質(zhì)的總和，是物質(zhì)世界的整體。
可見宇宙：天文學(xué)家把人類已經(jīng)觀測到的有限宇宙，叫作“可觀測宇宙”或“已知宇宙”，其半徑約137億光年（光年是天文學(xué)中的距離單位，即光在真空中一年所傳播的距離。在真空中，光速約3×105千米/秒，所以1光年約等于9.4605×1012千米）
天體：宇宙間物質(zhì)存在的具體形式，是宇宙中所有星體、星際物質(zhì)的總稱。
分類：自然天體——自然界存在的，包括恒星、星云、行星、衛(wèi)星、彗星、流星體、星際物質(zhì)等；
人造天體——屬于人工制造的天體，包括太空中運行的宇宙飛船、人造衛(wèi)星、航天飛機、太空站等。
【知識拓展】常見天體
星云：由氣體和塵埃物質(zhì)組成的呈云霧狀外表的天體,其主要成分是氫。
恒星：由熾熱氣體組成，能發(fā)可見光的球狀或類球狀的天體，主要成分是氫。體積龐大；自己能發(fā)光；位置相對穩(wěn)定；質(zhì)量很大。
行星：沿橢圓軌道上繞恒行運轉(zhuǎn)的球狀天體，本身不發(fā)光，反射太陽光而發(fā)亮。
衛(wèi)星：繞行星運轉(zhuǎn)的質(zhì)量很小的球狀天體。不能自己發(fā)光；衛(wèi)星的大小差別很大；月球為地球的天然衛(wèi)星。
彗星：太陽系內(nèi)繞太陽運行的一種質(zhì)量較小的天體，呈云霧狀，不能自己發(fā)光，由冰物質(zhì)組成。最著名的哈雷彗星，繞太陽一周的時間約為76年。
最基本的天體：恒星和星云
【疑點辨析】流星雨不屬于天體，屬于天文現(xiàn)象，宇宙中的流星體是塵埃和固體塊，為天體，沖入地球大氣未燃燒殆盡墜落地面隕石不是天體。
天體判讀依據(jù)：位于地球大氣層之外；必須是宇宙間的物質(zhì)；非附屬天體的一部分。
二、天體系統(tǒng)
(1)運動性：宇宙中的天體都在運動著，運動中的天體相互吸引、相互繞轉(zhuǎn)，形成天體系統(tǒng)。
(2)層次性：目前所知的天體系統(tǒng)分為四級，具體如下圖所示：
天體系統(tǒng) 組成 其他
總星系 目前所知的最高一級天體系統(tǒng)，是天文學(xué)家所說的可見宇宙
河外星系 銀河系之外與銀河系相類似的天體系統(tǒng) 到20世紀(jì)末，人類觀察到的河外星系超過1250個
銀河系 太陽和千千萬萬顆恒星組成的龐大恒星集團(tuán) 太陽系與銀河系中心的距離大約為2.7萬光年
太陽系 太陽、行星及其衛(wèi)星、矮行星、小行星、彗星、流星體等，太陽的質(zhì)量約占整個太陽系質(zhì)量的99.86% 地球是距離太陽較近的一顆行星。日地平均距離為1.5億千米
地月系 地球和月球 地球是地月系的中心天體，月球是地球唯一的天然衛(wèi)星，也是距離地球最近的自然天體。地月平均距離為38.4萬千米
知識點2 地球的普通性與特殊性
1.普通性——太陽系中的一顆普通行星
中心天體 太陽
八大 行星 類地行星 A水星、B金星、C地球、D火星
巨行星 E木星、F土星
遠(yuǎn)日行星 G天王星、H海王星
小行星帶 位于火星軌道和木星軌道之間
彗星 太陽系中最著名的是哈雷彗星
（1）結(jié)構(gòu)特征
八大行星按照結(jié)構(gòu)特征可分為類地行星（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）；類地行星，靠近太陽，固體表面，體積較??；巨行星，體積巨大，氣體表面；遠(yuǎn)日行星，遠(yuǎn)離太陽，氣體表面。
行星 水 金 火 木 土 天王 海王
分類 地內(nèi)行星 地外行星
類地行星 巨行星 遠(yuǎn)日行星
特征 表面溫度 高 低
體積 小 大 中
質(zhì)量密度 小 大 中
運動特征
八大行星的運動特征相同：
同向性：繞日公轉(zhuǎn)方向都是自西向東。
近圓性：繞日公轉(zhuǎn)的軌道都是近似圓形。
共面性：軌道面幾乎在同一平面上。
小結(jié)：普通性——從距日遠(yuǎn)近、自身的體積、公轉(zhuǎn)方式來看，地球是太陽系中一顆普通的行星。
①運動特征相同
②結(jié)構(gòu)特征相似：地球與水星、金星、火星同為類地行星。
2.地球的特殊性——存在生命
地球是八顆行星中唯一存在高級智慧生命的星球。
生命存在所需必要條件 原因
外部條件 穩(wěn)定的太陽光照 太陽正處于壯年，光照條件穩(wěn)定
安全的宇宙環(huán)境 太陽系內(nèi)，各行星各行其道，相互不干擾
內(nèi)部條件 適合生物生存的大氣層 地球體積與質(zhì)量適中，使地球引力可使氣體聚集在其周圍。
液態(tài)水的存在 地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的周期適中
適宜的溫度 日地距離適中，自轉(zhuǎn)周期適中
注意：地球大氣對生命存在和發(fā)展的作用：
（1）厚厚的大氣層可以減少小天體對地表的撞擊；
（2）大氣對太陽輻射的削弱作用和保溫作用使地表晝夜溫差不大；
（3）氧氣可供生物呼吸，臭氧等可以使生物免受過多紫外線的傷害 。
綜合分析地球存在生命的條件：
(1)外部條件——“安全”和“穩(wěn)定”
“安全”——安全的宇宙環(huán)境：太陽系中，大小行星各行其道，互不干擾。
“穩(wěn)定”——穩(wěn)定的太陽光照：億萬年以來，太陽光照條件沒有明顯的變化。
(2)自身條件——三個適中
“四看法”判斷地外天體是否存在生命：
【知識拓展】
(1)日食與月食的形成條件　
當(dāng)太陽、地球與月球排成一直線，且地球位于中間位置時，會發(fā)生月食，故月食發(fā)生在望月(滿月)時(如圖1所示)。當(dāng)太陽、地球與月球排成一直線，且月球位于中間位置時，會發(fā)生日食，故日食發(fā)生在新月(農(nóng)歷初一)時(如圖2所示)。
(2)凌日或沖日現(xiàn)象發(fā)生的條件
①發(fā)生凌日現(xiàn)象的行星應(yīng)為地內(nèi)行星有水星和金星。當(dāng)日、水星或金星、地球三者位于同一條直線上，且水星或金星位于日地之間可能發(fā)生凌日現(xiàn)象。
②沖日現(xiàn)象是指地外行星與太陽、地球排成一條直線，地球處在太陽與地外行星之間的狀態(tài)(如下圖所示)。
知識點3 太陽對地球的影響
1、太陽概況
物質(zhì)組成：熾熱的氣體
主要成分：氫、氦
表面溫度：約6000K
太陽輻射：太陽源源不斷地以電磁波的形式向四周放射能量的現(xiàn)象
能量來源：太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)
2.太陽輻射對地球的影響：
①提供能量：直接提供光和熱：太陽輻射維持地表適宜的溫度，是地球上生物生存所需的光和熱的來源。
為人類生活、生產(chǎn)提供能源：（太陽輻射為地球提供的能源類型）
直接型：如植物利用陽光進(jìn)行光合作用，人類使用太陽能熱水器或太陽能電池板等。
轉(zhuǎn)化型：太陽輻射作用于大氣、水、生物而轉(zhuǎn)化的能量，如風(fēng)能、水能等。
化石型：地質(zhì)歷史時期生物固定并積累下來的太陽能，比如常見的化石燃料煤、石油等。
②提供動力：地球上水、大氣運動和生命活動的主要動力。
【疑點辨析】
“太陽輻射有百利而無一害”這種看法是否正確？為什么？
不正確。
太陽輻射雖然對地球的影響具有巨大的正面影響，但也有一些負(fù)面作用，例如太陽輻射中過多的紫外線會危害地球生物等。
太陽輻射強的地區(qū)熱量一定豐富。對不對？為什么？
不對；
如青藏高原，由于海拔高，空氣稀薄，水汽、塵埃少，晴天多，太陽輻射強，光照充足；但由于空氣稀薄，大氣吸收的地面長波輻射很少，大氣的保溫作用弱，成為我國夏季氣溫最低的地區(qū)。
3.太陽活動對地球的影響
太陽大氣層由里向外分為光球?qū)印⑸驅(qū)印⑷彰釋?，往外亮度越來越小，厚度越來越大?br/>太陽活動：太陽大氣經(jīng)常發(fā)生大規(guī)模運動的現(xiàn)象。
太陽黑子：黑子其實并不黑，只不過它比其它區(qū)域溫度稍低，所以顯得暗一些，太陽活動強弱的標(biāo)志。
耀斑：色球的某些區(qū)域有時突然出現(xiàn)大而亮的斑塊，又叫做色球爆發(fā)。它是太陽大氣高度集中的能量釋放過程。一個大的太陽耀斑在短期可以發(fā)出相當(dāng)于10億顆氫彈爆炸所產(chǎn)生的能量；長期的觀測發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)太陽耀斑和太陽黑子活動相關(guān)。
日珥是在色球?qū)由习l(fā)生的一種劇烈太陽活動現(xiàn)象，噴射的氣體呈弧狀，像太陽的耳朵一樣，由此得名。日全食時，可用肉眼觀測火紅的日珥。日珥爆發(fā)時會噴射大量帶電粒子。
日冕物質(zhì)拋射：規(guī)模最大、程度最劇烈的太陽活動現(xiàn)象，日冕結(jié)構(gòu)短時間發(fā)生明顯變化，向外拋射大量帶電粒子，破壞太陽風(fēng)的流動
太陽風(fēng)：日冕層溫度超過100萬攝氏度，它的高溫使高能帶電粒子向外運動，當(dāng)運動速度超過350千米/秒時，就能脫離太陽的引力飛向宇宙空間，形成帶電粒子流，好像是從太陽吹出來的一股“風(fēng)”，這一現(xiàn)象稱為太陽風(fēng)。在太陽活動峰年，太陽風(fēng)的強度相應(yīng)增大，特別是在耀斑爆發(fā)時，太陽風(fēng)格外強烈。太陽風(fēng)到達(dá)地球時，受地球磁場的作用，偏向極地上空，在那里轟擊高層大氣，使大氣電離，產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。這就是在地球高緯度地區(qū)上空經(jīng)常出現(xiàn)的絢麗多彩的極光。
黑子和耀斑的變化周期約為11年，它們都是太陽活動的重要標(biāo)志。
太陽活動對地球的影響
影響 表現(xiàn)
影響無線電通信 太陽黑子和耀斑增多時，其發(fā)射的電磁波進(jìn)入地球大氣層，會引起大氣層擾動，使地球上無線電短波通信受到影響，甚至出現(xiàn)短暫的中斷。
產(chǎn)生磁暴現(xiàn)象 當(dāng)太陽活動增強時，太陽大氣拋出的高速帶電粒子會擾亂地球磁場，使其突然出現(xiàn)“磁暴”現(xiàn)象，導(dǎo)致羅盤指針劇烈顫動，不能正確指示方向。
產(chǎn)生極光 太陽大氣拋出的高速帶電粒子高速沖進(jìn)兩極地區(qū)的高空大氣，與那里的稀薄大氣相互碰撞，出現(xiàn)極光。
產(chǎn)生自然災(zāi)害 統(tǒng)計資料表明，在太陽活動峰年，地球上激烈天氣現(xiàn)象出現(xiàn)的概率明顯增加；反之，地球上天氣變化相對平穩(wěn)。農(nóng)業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)則表明，在多數(shù)太陽活動峰年，全球農(nóng)業(yè)傾向于增產(chǎn)；在太陽活動谷年，全球農(nóng)業(yè)歉收的概率更高一些。
考點1 太陽輻射分布
1.全球太陽輻射的分布規(guī)律
空間分布 不同緯度分布 大體從低緯向高緯遞減，南、北半球緯度值相同的地區(qū)，太陽輻射量隨月份變化的規(guī)律相反。
相同緯度分布 由沿海向內(nèi)陸遞增；地勢高處太陽輻射強，地勢低處太陽輻射弱
時間分布 夏季太陽輻射強于冬季
2.我國太陽年輻射總量的分布狀況
(1)總體特征
我國太陽年輻射總量的分布，從總體上講，是從東部沿海向西部內(nèi)陸遞增。西部非季風(fēng)區(qū)多于東部季風(fēng)區(qū)；地勢高的地區(qū)多于地勢低的地區(qū)。高值中心在青藏高原，低值中心在四川盆地。如圖所示:
(2)特例分析
想一想，我國年太陽輻射總量最豐富的地區(qū)及原因是什么
答案：青藏高原。原因：緯度較低，太陽高度大；海拔高，空氣稀薄，大氣對太陽輻射削弱作用??；晴天多，日照時間長；大氣中塵埃含量少，透明度高，到達(dá)地面的太陽輻射能量多。
想一想，我國年太陽輻射總量最貧乏的地區(qū)及原因是什么
答案：四川盆地。原因：盆地地形，水汽不易散發(fā)，空氣中含水汽多，陰天、霧天較多，對太陽輻射削弱作用強。
3.影響太陽輻射強度的因素
①緯度位置：緯度低則太陽高度大，太陽輻射經(jīng)過的大氣路程短，到達(dá)地面的太陽輻射強。全球的太陽輻射強度表現(xiàn)出從低緯向高緯降低的趨勢。
②晝長：白晝越長，日照時數(shù)越長，太陽輻射越多。
③天氣狀況：天氣晴朗，云量少，大氣對太陽輻射的削弱作用弱，到達(dá)地面的太陽輻射強。
④海拔高低：海拔高，空氣稀薄，大氣對太陽輻射的削弱作用弱，到達(dá)地面的太陽輻射強。
⑤大氣潔凈度：大氣中的懸浮顆粒反射太陽光，使到達(dá)地表的太陽輻射減少。霧霾天氣太陽輻射弱。
⑥季節(jié)：不同季節(jié)正午太陽高度不同，太陽輻射強度不同，太陽輻射夏季強，冬季弱。
4．太陽能開發(fā)的優(yōu)缺點
優(yōu)點 缺點
能量巨大。它是人類可以利用的最豐富的能源，可以說取之不盡、用之不竭 能量密度較低：采光裝置占地面積大、用料多，成本增加
分布廣泛：地球上無論何處都有太陽能，可以就地開發(fā)利用，不存在運輸問題 受天氣影響較大：到達(dá)地面的太陽輻射，因受地形、氣候、季節(jié)和晝夜變化等因素影響，時強時弱，時有時無，給利用帶來不少困難
清潔能源：在開發(fā)利用時，不會造成污染和公害
5.太陽能電站建設(shè)的區(qū)位條件
（2020·北京卷）下圖為我國某地立秋至處暑期間天氣晴好條件下輻射量日變化示意圖。讀圖，完成下列小題。
1．代表太陽輻射變化的曲線是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
2．該地最可能位于（ ）
A．珠江三角洲 B．河西走廊 C．松嫩平原 D．釣魚島
【答案】1．C 2．B
【解析】
1.立秋至處暑期間，太陽直射北半球，我國晝長夜短，早于當(dāng)?shù)貢r間6點日出，晚于當(dāng)?shù)貢r間18點日落。在日出前和日落后，太陽輻射量應(yīng)為0，而不是大于0或小于0，隨著日出，太陽輻射逐漸增大，到正午時刻達(dá)到最大，之后太陽輻射減小，讀圖可知，①②③④曲線中，只有曲線③滿足該條件，故選C。
2.太陽輻射應(yīng)在當(dāng)?shù)?2點前后達(dá)到最大值；根據(jù)上題分析可知，③表示太陽輻射的變化曲線，該曲線達(dá)到最大值時，北京時間約在13～14點。通過時間計算，求出當(dāng)?shù)氐慕?jīng)度大約位于90°E～105°E，珠江三角洲的經(jīng)度大約位于110°E～120°E之間，B正確，故選B。
考點2 航天發(fā)射與天文觀測
1.航天發(fā)射基地區(qū)位條件
氣象條件 晴天多、陰雨天少，風(fēng)速小，濕度低，有利于發(fā)射和跟蹤監(jiān)測
緯度因素 緯度低，自轉(zhuǎn)線速度大，可以節(jié)省燃料和成本
地勢因素 地勢越高，地球自轉(zhuǎn)線速度越大
地形因素 地形平坦開闊，有利于跟蹤監(jiān)測
海陸位置 大陸內(nèi)部氣象條件好，隱蔽性強，人煙稀少，安全性強(如酒泉、西昌、太原)；海上人類活動少，安全性強(如文昌)
交通條件 交通便利，有利于大型航天裝備的運輸
安全因素 出于國防安全考慮，有的建在山區(qū)、沙漠地區(qū)，有的建在地廣人稀處
世界各國航天發(fā)射場主要建在本國領(lǐng)土的緯度較低地區(qū) ，因為緯度低，自轉(zhuǎn)線速度大，可以節(jié)省燃料和成本。
世界各國大多采取向東發(fā)射火箭的方式將衛(wèi)星送入軌道，主要考慮到地球自轉(zhuǎn)方向是向東的，還未發(fā)射就已經(jīng)有了一定的初速度。
2.航天器發(fā)射時間、方向的選擇
時間 在一天中一般選擇在晴朗無云的夜晚，主要是便于定位和跟蹤監(jiān)測
我國發(fā)射時間主要選擇在北半球冬季，一是便于航天測控網(wǎng)對飛船的監(jiān)控、管理、回收；二是我國有多艘“遠(yuǎn)望號”監(jiān)測船在南半球緯度較高的海域，選擇北半球冬季是為了避開南半球惡劣的海況
方向 一般與地球運動方向一致，向東發(fā)射可充分利用地球自轉(zhuǎn)線速度，節(jié)約燃料
3.回收基地區(qū)位條件
①地形平坦，視野開闊，便于搜救。
②人煙稀少，有利于疏散人群，保證安全。
③氣候干旱，多晴朗天氣，能見度高。
④地質(zhì)條件好。
⑤無大河、湖泊，少森林的地區(qū)。我國的回收場地就選址在內(nèi)蒙古自治區(qū)的中部地區(qū)。
⑥距離發(fā)射場、控制中心位置適中，有利于監(jiān)控、營救等工作展開。
試分析我國航天發(fā)射回收場地多選在內(nèi)蒙古中部的主要原因。
該地地勢平坦開闊；晴天多、云雨少；河湖少；便于跟蹤搜尋；方圓數(shù)千米內(nèi)沒有高層建筑，便于飛船安全著陸和迅速搜尋；人煙稀少，有利于疏散人群。
4.天文觀測選址條件：
緯度:高緯度，冬季夜長，連續(xù)觀測時間長，星空起落變化小；低緯度，觀測范圍廣；南半球觀測南天區(qū)，北半球觀測北天區(qū)。
地形：海拔高，空氣稀??；地勢高，視野開闊。
氣象：晴天多；云量少，大氣透明度高；風(fēng)力??；氣溫波動小，大氣擾動小；空氣濕度小。
人類活動：空氣污染輕；光污染??；設(shè)備先進(jìn)；觀測技術(shù)高；需建立黑暗天空保護(hù)區(qū)
交通、科研水平、基本設(shè)施、國家政策
中國的天文臺多設(shè)在山上。如紫金山天文臺，北京天文臺興隆、密云觀測站，上海佘山觀測站。
世界公認(rèn)的三個最佳天文臺臺址都設(shè)在高山之巔。
補充：FAST射電望遠(yuǎn)鏡：
截至2024年4月17日，被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）已發(fā)現(xiàn)900余顆新脈沖星，其中包括120余顆雙星脈沖星、170余顆毫秒脈沖星、80顆暗弱的偶發(fā)脈沖星，極大拓展了人類觀察宇宙視野的極限。
射電望遠(yuǎn)鏡是指觀測和研究來自外天體的射電波的基本設(shè)備，射電望遠(yuǎn)鏡選址對無線電環(huán)境條件要求很高。我國建造的世界最大射電望遠(yuǎn)鏡，口徑500m。選址在貴州平塘縣大窩凼天坑。
FAST射電望遠(yuǎn)鏡選址條件：
利用天然形成的喀斯特洼地，工程開挖量?。豢λ固氐孛矃^(qū)，巖石透水性強，有利于地表水向地下滲透，便于排水；人口稀少(地處偏僻)，無線電磁波的干擾小(干擾信息少) ；位于高原區(qū)(海拔高)，空氣稀薄(清潔或大透明度高) ；周圍高山環(huán)繞，能有效屏蔽周圍的人為電磁波干擾。
（2016·浙江卷）我國新一代大型運載火箭長征5號在天津制造完成后，擬運至海南文昌航天發(fā)射基地進(jìn)行首次發(fā)射。完成下列各題。
3．選擇天津制造長征5號運載火箭的主要原因是
A．土地成本較低 B．勞動力成本較低
C．鐵路運輸發(fā)達(dá) D．產(chǎn)業(yè)協(xié)作條件好
4．與西昌 酒泉 太原相比，選擇文昌作為我國大型航天器發(fā)射基地，考慮的主要因素是
A．運輸能力 B．科技力量 C．國防安全 D．勞動力素質(zhì)
【答案】3．D 4．A
【解析】3．選擇天津制造長征5號運載火箭的主要原因是天津工業(yè)發(fā)展早，工業(yè)基礎(chǔ)好，經(jīng)濟水平較高，產(chǎn)業(yè)協(xié)作條件好，D對。海南的經(jīng)濟發(fā)展水平低，土地成本、勞動力成本較低，A、B錯。通過海運運送到海南，C錯。
4．與西昌、酒泉、太原相比，選擇文昌作為我國大型航天器發(fā)射基地，考慮的主要因素是運輸能力，海運的運量大，便于大型航天器的運輸，A對。海南發(fā)展的晚，科技力量較弱，勞動力素質(zhì)較低，B、D錯。海南位于南部邊疆，與國防安全無關(guān)，C錯。
題型01 存在生命的條件
比鄰星b是一顆太陽系外行星，位于南門二系統(tǒng)中的紅矮星比鄰星宜居帶內(nèi)。比鄰星b是已知距離太陽系最近的系外行星，也是已知距離最近的位于宜居帶內(nèi)的系外行星。完成下面小題。
1．比鄰星b及其所在天體系統(tǒng)（ ）
A．與地球公轉(zhuǎn)方向一致 B．太陽為其提供光熱資源
C．各行星相互吸引繞轉(zhuǎn) D．天體運行軌道相互獨立
2．比鄰星b最可能存在生命的條件是（ ）
A．與紅矮星距離適中 B．表層由巖石組成
C．自轉(zhuǎn)周期適中 D．有較厚的大氣層
【答案】1．D 2．A
【解析】1．由材料可知，比鄰星b是一顆太陽系外行星，位于南門二系統(tǒng)中的紅矮星比鄰星宜居帶內(nèi)，其所在的天體系統(tǒng)，天體運行軌道相互獨立，D正確；無法判斷比鄰星b公轉(zhuǎn)方向，A錯誤；太陽為太陽系中的天體提供光熱資源，不能為比鄰星b提供光熱資源，B錯誤；行星都是圍繞恒星做運動，不是行星之間相互吸引繞轉(zhuǎn)，C錯誤。所以選D。
2．由材料可知，比鄰星b位于紅矮星比鄰星宜居帶內(nèi)，說明其與紅矮星距離適中，A正確；材料信息沒有反應(yīng)表層由巖石組成、自轉(zhuǎn)周期適中、有較厚的大氣層的相關(guān)信息，B、C、D錯誤。所以選A。
題型02 太陽輻射分布規(guī)律
下圖為北極海冰區(qū)域多年平均到達(dá)地表太陽輻射和地表反射太陽輻射逐月變化圖。讀圖完成下面小題。
3．地面吸收太陽輻射最多的月份為（ ）
A．3月 B．5月 C．6月 D．8月
4．與5月相比，6月地表反射太陽輻射降低的原因最可能是（ ）
A．太陽輻射減弱 B．白晝變長 C．云量增多 D．冰面面積減少
【答案】3．C 4．D
【解析】3．讀圖可知，從垂直方向上看，到達(dá)地表的太陽輻射與地表反射的太陽輻射之差即為地面吸收的太陽輻射，圖中6月份，二者之差最大，即地面吸收的太陽輻射最多，C正確；排除ABD。故選C。
4．北極海冰區(qū)域，與5月相比，6月正午太陽高度更大，太陽輻射增加，A錯誤；6月份直射點離北回歸線更近，北極地區(qū)極晝范圍擴大，白晝更長，獲得的太陽輻射更多，與題意不符合，B錯誤；北極海冰區(qū)域全年降水少，5、6月云量相差不大，C錯誤；6月太陽輻射更強、晝更長，氣溫更高，海冰融化，冰面縮小，海面反射的太陽輻射減少，D正確。故選D。
題型03 航天發(fā)射與天文觀測
慕士塔格天文觀測站地處西昆侖山脈第三高峰——慕士塔格峰附近，海拔4526米，是我國首座“零海拔”天文觀測站。其建筑可以將室內(nèi)人體感受等效海拔高度降至與零海拔相當(dāng)?shù)乃?，因此被稱為“零海拔天文觀測站”。完成下面小題。
5．該地適合天文觀測的主要原因是（ ）
①遠(yuǎn)離海洋，水汽少②海拔高，空氣稀薄，大氣透明度高
③人煙稀少，污染少④四季分明，觀測結(jié)果的研究價值大
A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
6．慕士塔格天文觀測站成為全國首座“零海拔”天文觀測站，主要得益于我國（ ）
A．天文觀測歷史悠久 B．科學(xué)技術(shù)水平提高
C．社會經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展 D．政府政策引導(dǎo)扶持
7．慕士塔格天文觀測站的建設(shè)，帶來的直接影響是（ ）
A．吸引國內(nèi)外天文愛好者，促進(jìn)當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)發(fā)展
B．帶動天文相關(guān)科研企業(yè)發(fā)展，促進(jìn)當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)化
C．吸納勞動力就業(yè)，增加參與建設(shè)者的經(jīng)濟收入
D．促進(jìn)我國航空科研水平提高，擴大國際影響力
【答案】5．A 6．B 7．C
【解析】5．慕士塔格天文觀測站遠(yuǎn)離海洋，水汽少，云層薄，大氣透明度高，①正確；慕士塔格天文觀測站海拔4526米，海拔高，空氣稀薄，大氣透明度高，②正確；人煙稀少，大氣污染、光污染少，對天文觀測的影響小，③正確；四季是否分明對天文觀測沒有太大影響，④錯誤。綜上所述，A正確，BCD錯誤。故選A。
6．該地海拔高，“零海拔”天文觀測站建筑可以將室內(nèi)人體感受等效海拔高度降至與零海拔相當(dāng)?shù)乃街饕靡嬗谖覈茖W(xué)技術(shù)水平的提高，B正確；我國天文觀測歷史悠久與“零海拔”天文觀測站的建成無關(guān)，A錯誤；社會經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展與政府政策引導(dǎo)扶持有關(guān)，能促進(jìn)天文觀測站的建設(shè)，但與“零海拔”關(guān)系不大，CD錯誤。故選B。
7．慕士塔格天文觀測站的建設(shè)，需要有道路、路面等許多基礎(chǔ)設(shè)施和配套建設(shè)，在一定程度上是可以吸納勞動力就業(yè)，增加參與建設(shè)者經(jīng)濟收入，C正確；慕士塔格天文觀測站的建成后也能起到吸引國內(nèi)外天文愛好者，促進(jìn)當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)發(fā)展的作用、帶動天文相關(guān)科研企業(yè)發(fā)展，促進(jìn)當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)化、促進(jìn)我國航空科研水平提高，擴大國際影響力，但這些都是建成后的影響，不是天文觀測站建設(shè)的直接影響，ABD錯誤。故選C。
考點二 地球的演化歷史和圈層結(jié)構(gòu)
知識點1 地球的演化歷史
1.地球歷史的記錄
(1)地層：地殼在發(fā)展過程中形成的，具有一定時代含義的成層的巖石和堆積物，是具有時間順序的層狀巖石。沉積巖地層在未受劇烈構(gòu)造運動擾動的情況下，先沉積的在下，后沉積的在上；地層性質(zhì)在一定程度上反映了地層形成時的地表環(huán)境。
(2)化石：巖石形成過程中保存下來的石化的古代生物遺體或遺跡，確定其所在地層的年代和推斷古地理環(huán)境的重要依據(jù)。
沉積巖地層的特點 1.具有明顯的層理結(jié)構(gòu)，一般先沉積的層在下，后沉積的層在上。 2.有些生物的遺體或遺跡會在沉積物中保存下來，形成化石。
地層與化石的關(guān)系 1.同一時代的地層，含有相同或相似的化石 2.越古老的地層，含有越低級、越簡單的生物化石。
（3）根據(jù)地層組成物質(zhì)的性質(zhì)和化石特征，可以追溯地層沉積時的環(huán)境特征。
2．地質(zhì)年代和地層年代
(1)地層單位：地質(zhì)學(xué)家們通常根據(jù)地層順序和古生物遺體或遺跡，把地層劃分為若干大小不同的單位，稱為地層單位。
(2)地質(zhì)時代單位：各個地層單位所代表的時間稱為地質(zhì)時代單位。
(3)地質(zhì)年代表：按時代早晚順序把地質(zhì)年代進(jìn)行編年，形成地質(zhì)年代表。
尺度 大 → 小
地質(zhì)年代單位 宙 代 紀(jì) 世
地層年代單位 宇 界 系 統(tǒng)
宙 冥古宙 太古宙 元古宙 顯生宙
代 前寒武紀(jì) 古生代 中生代 新生代
紀(jì) 寒武紀(jì) 奧陶紀(jì) 志留紀(jì) 泥盆紀(jì) 石炭紀(jì) 二疊紀(jì) 三疊紀(jì) 侏羅紀(jì) 白堊紀(jì) 古近紀(jì) 新近紀(jì) 第四紀(jì)
地球的演化歷史總結(jié)
地質(zhì)歷史時期 地表的演化 生物的演化 礦產(chǎn)的形成
植物 動物
前寒武紀(jì) 冥古宙 海洋與陸地形成，大氣成分變化 出現(xiàn)有機質(zhì) 無 重要成礦期(鐵、金、鎳、鉻等礦物)
太古宙 出現(xiàn)藍(lán)藻
藍(lán)藻大爆發(fā)
元古宙
古生代 早古生代 地殼運動劇烈，海陸格局多次變遷，形成聯(lián)合古陸 陸地上出現(xiàn)低等植物 無脊椎動 物繁盛 —
裸子植物開始出現(xiàn)，蕨類植物繁盛 脊椎動物發(fā)展，出現(xiàn)兩棲動物并逐漸進(jìn)化為爬行動物 重要成煤期
晚古生代
中生代 板塊運動劇烈，聯(lián)合古陸開始解體 裸子植物極度興盛 爬行動物盛行，鳥類、小型哺乳動物出現(xiàn) 主要成煤期
新生代 聯(lián)合古陸最終解體，地殼運動劇烈，形成現(xiàn)代地勢起伏的基本面貌 被子植物高度繁盛 哺乳動物快速發(fā)展，第四紀(jì)出現(xiàn)人類 —
知識點2 地球的圈層結(jié)構(gòu)
（1）地震波
地震發(fā)生時，地下物質(zhì)受到強烈的沖擊，從而產(chǎn)生向四周傳播的彈性波，稱之為地震波。
分類 方向 傳播速度 傳播介質(zhì) 影響
縱波（P波） 質(zhì)點運動方向與波的傳播方向一致 速度較快 固液氣三態(tài) 不同介質(zhì)傳播速度不同 上下顛簸
橫波（S波） 質(zhì)點運動方向與波的傳播發(fā)方向垂直 速度較慢 固體 左右搖晃
（2）不連續(xù)面：波速突然變化的面
名稱 界面劃分 深度 橫縱波速度變化 示意圖
莫霍面 地殼與地幔的分界面 地表下平均33km處 (大陸部分) 橫波和縱波的速度都迅速增加
古登堡面 地幔與地核的分界面 地表下 2900km處 縱波速度突然下降，橫波完全消失
（3）地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)
圈層名稱 深度 特征 狀態(tài)
地殼 0-33km a.由巖石組成的固體外殼，上層為硅鋁層，密度小，下層為硅鎂層，密度大。硅鋁層在海洋部分很薄或缺失。 b.厚度不均，大洋薄，大陸厚，海拔越高地殼厚度越厚。 固態(tài)
不連續(xù)面：莫霍界面 — 深度33km
地幔 上地幔 33-2900km a.主要由含鐵、鎂的硅酸鹽類礦物組成，越往下鐵、鎂的含量逐漸增加。 b.上地幔上部存在一個軟流層，這里可能為巖漿的主要源地。 c.下地幔溫度、壓力、密度很大 固態(tài)
下地幔
不連續(xù)面：古登堡界面 — 深度2900km
地核 外核 2900-5150km a.外核呈液體或熔融狀態(tài),橫波不能通過，其相對地殼流動可能是地球磁場產(chǎn)生的主要原因。 b.溫度、壓力和密度很大。 液態(tài)熔融態(tài)
內(nèi)核 5150-6370km 固態(tài)
(4)巖石圈
巖石圈是地球上部相對于軟流圈而言的堅硬的巖石圈層。
包括地殼的全部和上地幔的頂部，由花崗質(zhì)巖、玄武質(zhì)巖組成。
（5）地球外部圈層結(jié)構(gòu)
圈層名稱 含義 組成 特點與意義
大氣圈 地球外部厚厚的氣體層 氣體和懸浮顆粒物，包括氮氣、氧氣和二氧化碳等 地球生命存在的重要基礎(chǔ)條件之一
水圈 地表和近地表各種形態(tài)水體的總稱 海洋水、湖泊水 陸地水、冰川水、生物水等 連續(xù)但不規(guī)則
巖石圈 （過渡圈層） 地球上部相對于軟流圈而言的堅硬的巖石圈層 包括地殼的全部和上地幔的頂部，主要為巖石 是板塊構(gòu)造學(xué)說的重要組成部分，其將全球的巖石圈劃分為主要的六大板塊
生物圈 地球表層生物及其環(huán)境的總稱 植物、動物微生物及其環(huán)境 a.不獨立占有空間，廣泛分布于地殼、大氣圈和水圈中的生物世界 b.生物圈與大氣圈、水圈和巖石圈等圈層關(guān)系密切，彼此相互滲透、相互影響
大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈相互聯(lián)系、相互滲透，不斷地進(jìn)行著物質(zhì)和能量的交
換,形成了人類賴以生存和發(fā)展的自然環(huán)境。如化石形成于生物圈和巖石圈之間，風(fēng)蝕地貌形成于大氣圈和巖石圈之間，喀斯特地貌形成于巖石圈、大氣圈和水圈之間。
考點 生物的進(jìn)化、滅絕與環(huán)境的關(guān)系
(1)生物進(jìn)化對環(huán)境變遷及環(huán)境變遷后對生物滅絕的影響，結(jié)構(gòu)圖表示：
(2)在掌握生物進(jìn)化與環(huán)境演變簡史中，重點抓住以下幾條線索：
①時間變化：太古宙→元古宙→古生代→中生代→新生代(可用首字“太元古中新”加以記憶)。
②動物演化：動物孕育、萌芽和發(fā)展的初期階段→海生無脊椎動物時代→魚類時代→兩棲動物時代→爬行動物時代→哺乳動物時代→人類時代。
③植物變化：海生藻類時代→陸上孢子植物時代→裸子植物時代→被子植物時代。
（3）生物演化規(guī)律：從過程看，由低級到高級，由簡單到復(fù)雜
從分布空間看，由海洋向陸地擴展
生物演化過程中經(jīng)常出現(xiàn)此消彼長
（2022·北京卷）圖示意寒武紀(jì)至新近紀(jì)生物多樣性和地表溫度的變化。完成圖中（ ）
A．寒武紀(jì)比奧陶紀(jì)生物種類更加豐富 B．侏羅紀(jì)是哺乳類動物的繁盛時期
C．第三次物種大滅絕與地表升溫有關(guān) D．生物演化主要依賴于地球的內(nèi)能
【答案】C
【詳解】從生物多樣性來看，奧陶紀(jì)比寒武紀(jì)生物物種更加豐富，A選項錯誤。從所學(xué)知識可知，侏羅紀(jì)是大型爬行類生物恐龍所在的時代，并非哺乳類動物的繁盛時期，B選項錯誤。從圖中資料可以看到第3次物種大滅絕時期，其地表溫度相較之前有很大上升，故第3次物種大滅絕可能與地表升溫有關(guān)，C選項正確。生物的演化其影響因素較多，其形成過程較為復(fù)雜，D選項錯誤。故選C。
題型01 地球的演化歷史
下圖示意生物出現(xiàn)以來，地球大氣中的二氧化碳、氧氣含量變化。據(jù)此完成下面小題。
1．古生代中、后期（ ）
A．出現(xiàn)最原始的生物 B．海生無脊椎動物空前繁盛
C．氧氣含量迅速上升 D．二氧化碳含量波動下降
2．地球上生物出現(xiàn)以后（ ）
A．O2的含量先升高，后降低 B．CO2的含量呈波動性上升
C．植物的進(jìn)化與O2含量成正相關(guān) D．寒武紀(jì)時O2含量達(dá)到頂峰
【答案】1．D 2．C
【解析】1．古生代中期是魚類，后期是兩棲動物，A、B錯誤； 古生代中期主要植物是陸上孢子植物(如蕨類植物），氧氣含量變化不大，二氧化碳含量波動下降，C錯誤，D正確。故選D。
2．由圖可知，地球上生物出現(xiàn)以后氧氣的含量上升，A錯誤；二氧化碳的含量先上升后下降，B錯誤；植物的進(jìn)化與O2含量成正相關(guān)，C正確；O2含量在大約距今5億年后基本穩(wěn)定，D錯誤。故選C。
題型02 地球的內(nèi)部圈層
2022年6月10日1時28分在四川阿壩州馬爾康市發(fā)生6.0級地震，震源深度13千米。地震發(fā)生以后，建筑物并不會馬上倒塌，一般都要間隔約12秒，這就是地震救援領(lǐng)域所說的“黃金12秒”。下圖為地球圈層結(jié)構(gòu)示意圖。據(jù)此完成下題。
3．此次地震的震源最可能位于(　　)
A．Ⅱ圈層 B．Ⅳ圈層 C．莫霍界面以下 D．古登堡界面以下
4．據(jù)此推斷“黃金12秒”確定的依據(jù)是(　　)
A.橫波和縱波傳播速度的差異 B．人體對緊急事件的生理反應(yīng)能力
C．橫波和縱波的傳播介質(zhì)差異 D．建筑物的抗震系數(shù)
5．關(guān)于圖中各圈層的特點，描述正確的是(　　)
A.Ⅰ圈層的根本熱源是地面輻射 B．Ⅲ圈層空間分布不連續(xù)
C．Ⅱ圈層是地核 D．Ⅳ圈層為液態(tài)物質(zhì)
【答案】3．A　4.A　5.D　
【解析】3.地殼平均厚度約17千米，大陸部分平均厚度約33千米，此次地震發(fā)生在我國地勢第二階梯的陸地，海拔較高，地殼較厚。結(jié)合震源深度為13千米，可判斷，此次地震的震源最可能位于地殼之中，即圖中Ⅱ圈層。
4.結(jié)合所學(xué)，地震波中橫波表現(xiàn)為左右搖晃，縱波表現(xiàn)為上下跳動，一般認(rèn)為橫波的水平晃動力是造成建筑物破壞和人員大量傷亡的主要原因，由于橫波和縱波的傳播速度差異，縱波快，橫波慢，因此地震發(fā)生以后，建筑物并不會馬上倒塌，一般都要間隔約12秒。
5.讀圖可知，圖中I圈層位于地面以上，有云雨現(xiàn)象，應(yīng)為大氣圈，大氣的根本熱源是太陽輻射，地面輻射是大氣的直接熱源。Ⅲ圈層包括海洋，應(yīng)為水圈，水圈是一個連續(xù)不規(guī)則的圈層，空間分布是連續(xù)的。Ⅱ圈層是位于莫霍面以上的地球內(nèi)部圈層，應(yīng)為地殼，不是地核。IV圈層位于古登堡面以下，應(yīng)為外核，地震橫波不能穿過外核，一般認(rèn)為外核為液態(tài)或熔融狀態(tài)物質(zhì)。
熱點應(yīng)用
01 月相
（2023·浙江1月卷）某中學(xué)地理社團(tuán)組織成員開展月相觀測。2021年2月19日農(nóng)歷正月初八，有同學(xué)用肉眼在湛藍(lán)的天空中觀測到了日、月同天景象，并作記錄。同時，部分同學(xué)還從網(wǎng)上查到，位于（0°，105°W）的地點可觀測到月球正在地平線落下。完成下面小題。
1．同學(xué)記錄的日、月位置和月相正確的是（ ）
A．① B． ②C． ③ D． ④
2．此時，赤道與晨、昏線交點的經(jīng)度最接近的分別是（ ）
A．15°W、165°E B．105°W、75°E C．165°E、15°W D．75°E、105°W
【答案】1．B 2．A
【解析】1．農(nóng)歷正月初八的月相為上弦月，“上上上西西”，農(nóng)歷上半月的月相黃昏日落后可見，月面朝西，故③④錯誤；由于上弦月是正午升起，半夜落下，上半夜可見，日月同天時應(yīng)該是黃昏附近；2021年2月19日，太陽直射南半球，日落西南，太陽高度角?。ㄈ章鋾r太陽高度角為0），②正確，①錯誤。
2．農(nóng)歷正月初八是上弦月出現(xiàn)在農(nóng)歷月的上半月的上半夜，月面朝西，位于西半天空，正午升起，半夜落下，上半夜可見；在105°W看到月球正在地平線落下，說明105°W地方時為24時（0時），赤道與晨、昏線交點的地方時為6時、18時，與105°W相差90°（6*15）、270°（18*15），根據(jù)東加西減的原則，分別向東90°、270°，赤道與晨、昏線交點的經(jīng)度最接近的分別是15°W、165°E，A正確，BCD錯誤。故選A。
知識點撥：
月球在圓缺變化過程中出現(xiàn)的各種形狀叫月相。月球是一個不發(fā)光、不透明的球體，我們看到的月光是它反射的太陽的光。月相實際上就是人們從地球上看到的月球被太陽照亮的部分。
農(nóng)歷上半月傍晚可見的月亮
農(nóng)歷下半月清晨可見的月亮
方向：自西向東。
周期：27.32日。
月球自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)方向相同，周期相等。稱同步自轉(zhuǎn)。所以月球總是一面朝向地球，一面背向地球。
月相形狀變化規(guī)律：由缺變圓再由圓變?nèi)?，亮面由右變到?br/>上弦月出現(xiàn)在上半月的上半夜，出現(xiàn)在西邊的天空且月亮的西側(cè)半邊明亮(月面朝西)
下弦月出現(xiàn)在下半月的下半夜，出現(xiàn)在東邊的天空，且月亮的東側(cè)半邊明亮(月面朝東)。
簡記為：“上上上西西，下下下東東?！?br/>不同月相的月亮出沒時刻表
月相 同太陽出沒比較 月出 月沒 夜晚見月情形 出現(xiàn)日期［農(nóng)歷］
新月 同升同落 清晨 黃昏 徹夜不見 初一
上弦月 遲升后落 正午 半夜 上半夜見于西天，月面朝西 初七、初八
下弦月 早升先落 半夜 正午 下半夜見于東天，月面朝東 二十二、二十三
滿月 此起彼落 黃昏 清晨 通宵可見 十五、十六
口訣：
初一新月不可見，只緣身陷日地間。
初七初八上弦月，半輪圓月朝西面。
滿月出在十五六，地球一肩挑日月。
二十二三下弦月，月面朝東下半夜。
從新月到滿月再到新月，是月相變化的一個周期。這一周期平均為29.63天，稱為朔望月。我國的農(nóng)歷月份就是根據(jù)朔望月確定的。每月的朔為農(nóng)歷初一，望為十五或十六。
學(xué)以致用：判斷春節(jié) 端午 重陽 中秋對應(yīng)的月相
（春節(jié)正月初一新月，端午五月初五和重陽九月初九上弦月，中秋八月十五滿月）
02 深空探測
（2021·湖北卷）深空網(wǎng)是支持深空探測活動，放飛人類太空夢想的核心系統(tǒng)。深空站作為深空網(wǎng)的重要組成部分，主要任務(wù)是建立天地聯(lián)系通道，實現(xiàn)對航天器的跟蹤測量和數(shù)據(jù)傳輸，其系統(tǒng)復(fù)雜，對站址環(huán)境條件要求苛刻，建設(shè)維護(hù)成本極高。我國已基本建成功能完備、性能先進(jìn)、全球布局的深空網(wǎng)，為“天問一號”火星探測保駕護(hù)航。左圖示意佳木斯深空站，右圖示意全球主要深空站分布。據(jù)此完成下面小題。
3．單個深空站無法實現(xiàn)對航天器的連續(xù)測控覆蓋，主要是因為（ ）
A．地球公轉(zhuǎn) B．地球自轉(zhuǎn) C．地球形狀 D．地球大小
4．為了實現(xiàn)全天24小時360°對航天器的連續(xù)跟蹤，需要建立的深空站個數(shù)至少是（ ）
A．2 B．3 C．4 D．5
5．為進(jìn)一步優(yōu)化我國深空站的全球布局，右圖中①～④可選為站址的是（ ）
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
【答案】3．B 4．B 5．A
【分析】3．由于地球自轉(zhuǎn)，當(dāng)航天器背對地球時，無法直接與地球建立信號聯(lián)系，因此需要多個深空站連續(xù)工作，B正確。對航天器的信號覆蓋與地球公轉(zhuǎn)、地球形狀、地球大小無關(guān)，A、C、D錯誤。故選B。
單個深空站對著半邊天空，但實際受深空站的形狀、角度等影響，深空站近地面角度的無法觀測到的（根據(jù)圖片，低角度的天空區(qū)域難于觀測），兩個深空站無法覆蓋360度，所以至少要3個。我國已基本建成功能完備、性能先進(jìn)、全球布局的深空網(wǎng)，圖中我國建有3個深空站也可以推測。
深空站為監(jiān)測航天器，需要在天氣條件良好，多晴天，大氣能見度高的地區(qū)，①②兩地為熱帶沙漠氣候區(qū)，天氣晴朗，大氣能見度高，同時與我國現(xiàn)有深空站東西方向距離適中，利于連續(xù)跟蹤航天器，適宜布局。③為亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，④地為雨林氣候，都是降水多，同時與我國布局在阿根廷的深空站東西方向距離太近，空間利用效果較差，所以不適宜選擇。
知識點撥：
深空探測是指脫離地球引力場,進(jìn)入太陽系空間和宇宙空間的探測活動。關(guān)于深空探測的定義,一種是國際電信聯(lián)盟(InternationalTelecommunicationUnion,ITU)在《無線電規(guī)則》中關(guān)于深空的規(guī)定；另一種定義為對月球及以遠(yuǎn)的天體或空間開展的探測活動。
深空測控系統(tǒng)一般由深空航天器上的星載測控分系統(tǒng)、分布于地面的深空測控站、深空任務(wù)飛行控制中心以及將地面各組成部分連接在一起的通信網(wǎng)組成,如下圖所示，通常,將地面的多個深空測控站組成的測控網(wǎng)稱為深空網(wǎng)或深空測控網(wǎng),它特指專門用于深空航天器測控和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶Ｓ脺y控網(wǎng)。其特點是配有大口徑拋物面天線、大功率發(fā)射機、極高靈敏度接收系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)以及高精度高穩(wěn)定度時間頻率系統(tǒng),能完成對距離地球200萬公里以遠(yuǎn)深空航天器的測控任務(wù)。
為了克服地球自轉(zhuǎn)影響,實現(xiàn)對深空航天器的連續(xù)測控覆蓋,深空測控網(wǎng)的布局通常是在全球范圍內(nèi)經(jīng)度上間隔約120°布站,這樣可以確保對距離地球表面在3萬公里以上的航天器進(jìn)行連續(xù)測控,右圖為美國國家航空航天局(NationalAeronauticsandSpaceAdministration,NASA)深空網(wǎng)布局對不同軌道高度航天器的測控覆蓋示意。綜合考慮跟蹤弧段和天線性能等因素,深空站的站址緯度通常選擇在南北緯30°~40°之間。
目前,美國、歐洲航天局(EuropeanSpaceAgency,ESA)、中國等已經(jīng)建立了深空測控網(wǎng)。俄羅斯、日本、印度、意大利、德國等國家也研制建設(shè)了自己的深空測控設(shè)備,但并未形成完整的深空測控網(wǎng)。全球深空測控設(shè)施分布如右圖所示。
全球布局的中國深空測控網(wǎng)包括中國西北部喀什地區(qū)35m深空站、中國東北部佳木斯地區(qū)66m深空站和位于南美洲阿根廷西部內(nèi)烏肯省薩帕拉地區(qū)的35m深空站。
從整體布局而言,中國深空測控網(wǎng)并不是最優(yōu)的地理布局，國內(nèi)兩個深空站的經(jīng)度差只有54°,喀什深空站和阿根廷深空站的經(jīng)度差為146°,測控覆蓋搭接時間約2小時,而阿根廷站和佳木斯站的經(jīng)度差則達(dá)到了160°,無法實現(xiàn)10°仰角的測控覆蓋搭接。因此,中國深空測控網(wǎng)對深空航天器的測控覆蓋率只能接近90%。即便是在5°仰角狀態(tài),當(dāng)星下點位于南緯20°以南時佳木斯深空站和阿根廷深空站之間也還存在一段測控?zé)o法覆蓋的空檔弧段,如下圖所示。
（1）佳木斯深空站。佳木斯深空站(北緯46°29′37″,東經(jīng)130°46′12″),位于中國黑龍江省佳木斯市東南約45km樺南縣境內(nèi)。站址所處的區(qū)域,屬于完達(dá)山支脈的低山丘陵地區(qū),地勢東北高、西南低,周邊低山的海拔都在300-400m左右,與山谷的相對高程差在100m左右,66m口徑的天線布設(shè)其中,可以形成較好的遮蔽條件,如圖右所示。氣候?qū)贉貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候,春季干旱風(fēng)大少雨,夏季溫?zé)岫嘤?秋季降溫急劇多早霜,冬季寒冷漫長。因此,在該站建設(shè)了一套具備S/X雙頻段測控能力的66m深空測控設(shè)備(綜合考慮氣象等因素暫未考慮Ka頻段),于2013年建成并投入使用。
（2）喀什深空站?？κ采羁照?北緯38°26′34.7″,東經(jīng)76°43′40.3″),位于中國新疆維吾爾自治區(qū)喀什市以南約130km莎車縣境內(nèi)。站址所處的區(qū)域位于昆侖山北麓、帕米爾高原腳下,塔克拉瑪干沙漠西緣。站址西南方向是連綿高聳的昆侖山脈,周邊的山巒與站址的高差也都在100m以上，遮蔽條件良好，如下圖所示。該區(qū)域?qū)贉貛Т箨懶愿稍镄蜌夂?四季分明、氣候干燥、日照時間長、水份蒸發(fā)量大。因此,在該站建設(shè)了一套具備S/X/Ka三頻段測控能力的35m深空測控設(shè)備,于2013年建成并投入使用。
(3)阿根廷深空站。阿根廷深空站(南緯38°11′28.90″,西經(jīng)70°8′58.20.″),位于南美洲阿根廷西部內(nèi)烏肯省薩帕拉市以北約80km,站址所處的區(qū)域,位于南美洲巴塔哥尼亞(Patagonia)高原的北緣,地勢由西向東逐步降低。站址西面是高聳的安第斯山脈,周邊的群山環(huán)繞,與站址的高差也都在200m以上,遮蔽條件良好,如下圖所示。該區(qū)域的氣候介于溫帶大陸性氣候和高原山地氣候之間,有溫季和干季之分。夏季熱,大部分晴天,冬季寒冷,部分多云,全年干燥和多風(fēng)。因此,在該站建設(shè)了一套具備S/X/Ka三頻段測控能力的35m深空測控設(shè)備,于2017年建成并投入運行。
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第03講 地球的宇宙環(huán)境、演化歷史與圈層結(jié)構(gòu)
目錄
01 考情透視·目標(biāo)導(dǎo)航 2
02 知識導(dǎo)圖·思維引航 3
03 考點突破·考法探究 3
考點一 地球的宇宙環(huán)境 3
知識梳理 3
知識點1 天體與天體系統(tǒng) 3
知識點2 地球的普通性與特殊性 5
知識點3 太陽對地球的影響 8
核心突破 10
考點1 太陽輻射分布 10
考點2 航天發(fā)射與天文觀測 13
題型01 存在生命的條件 16
題型02 太陽輻射分布規(guī)律 16
題型03 航天發(fā)射與天文觀測 17
考點二 地球的演化歷史和圈層結(jié)構(gòu) 18
知識梳理 18
知識點1 地球的演化歷史 18
知識點2 地球的圈層結(jié)構(gòu) 19
核心突破 21
考點 生物的進(jìn)化、滅絕與環(huán)境的關(guān)系 21
題型01 地球的演化歷史 24
題型02 地球的內(nèi)部圈層 24
熱點應(yīng)用 25
01 月相 25
02 深空探測 28
考點要求 考題統(tǒng)計＋考點提取
地球的宇宙環(huán)境 2023江蘇卷，4題，2分，由“四星伴月”天文現(xiàn)象考查天體特征，地球的普通性 2020江蘇卷，1題，2分，從天體運動位置看此時“超級月亮”，天體系統(tǒng) 2019浙江4月選考，24-25題，4分，圖Ⅱ時刻月球可能位于軌道上的位置是，嫦娥四號在月面上可觀察到，天體觀測
太陽對地球的影響 2023湖南卷，8題，3分，非洲冰鼠冬季與夏季活動規(guī)律差異的主要影響因素，太陽輻射的影響因素 2023廣東卷，9題，3分，符合圖b示意時刻所釋放氣球接收到的太陽短波輻射量變化的曲線是，太陽輻射的影響因素 2022上海卷，1題，2分，能抵近觀測到光球?qū)印⑸驅(qū)拥奶柣顒臃謩e是，太陽活動及類型
地球的演化歷史 2022北京，4題，3分，以寒武紀(jì)至新近紀(jì)生物多樣性和地表溫度的變化圖為情境考查地球的形成與演化 2022天津，3-4題，6分，從奧陶紀(jì)到二疊紀(jì)該地區(qū)經(jīng)歷的地質(zhì)過程為，地球的形成與演化 2021天津，1題，3分，能記錄地球滄海桑田變化的是，地球的形成與演化
地球的圈層結(jié)構(gòu) 2019海南卷，14題，3分，我國在塔里木盆地順北油氣田完成某鉆井鉆探涉及的圈層，地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu) 2019北京卷，11題，4分，長江中下游某區(qū)域莫霍面的等深線分布圖，據(jù)圖可推斷，地殼厚度
命題趨勢： 地球所處的宇宙環(huán)境、太陽對地球的影響、地球的圈層、地球的演化史等知識雖然屬于主干知識，但因為內(nèi)容相對簡單，難以承載有一定思維量的試題，所以考查頻率較低。地球的演化史屬于新課標(biāo)、新教材內(nèi)容，據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)看，要求較低，因此新教材使用地區(qū)直接考查的可能性很小，但是以大時間尺度的地理環(huán)境演變?yōu)楸尘暗牡乩磉^程類考查值得注意。
考點一 地球的宇宙環(huán)境
知識點1 天體與天體系統(tǒng)
一、天體
宇宙：宇宙是所有時間、空間和物質(zhì)的總和，是物質(zhì)世界的整體。
可見宇宙：天文學(xué)家把人類已經(jīng)觀測到的有限宇宙，叫作“可觀測宇宙”或“已知宇宙”，其半徑約137億光年（光年是天文學(xué)中的距離單位，即光在真空中一年所傳播的距離。在真空中，光速約3×105千米/秒，所以1光年約等于9.4605×1012千米）
天體：宇宙間物質(zhì)存在的具體形式，是宇宙中所有星體、星際物質(zhì)的總稱。
分類：自然天體——自然界存在的，包括恒星、星云、行星、衛(wèi)星、彗星、流星體、星際物質(zhì)等；
人造天體——屬于人工制造的天體，包括太空中運行的宇宙飛船、人造衛(wèi)星、航天飛機、太空站等。
【知識拓展】常見天體
星云：由氣體和塵埃物質(zhì)組成的呈云霧狀外表的天體,其主要成分是氫。
恒星：由熾熱氣體組成，能發(fā)可見光的球狀或類球狀的天體，主要成分是氫。體積龐大；自己能發(fā)光；位置相對穩(wěn)定；質(zhì)量很大。
行星：沿橢圓軌道上繞恒行運轉(zhuǎn)的球狀天體，本身不發(fā)光，反射太陽光而發(fā)亮。
衛(wèi)星：繞行星運轉(zhuǎn)的質(zhì)量很小的球狀天體。不能自己發(fā)光；衛(wèi)星的大小差別很大；月球為地球的天然衛(wèi)星。
彗星：太陽系內(nèi)繞太陽運行的一種質(zhì)量較小的天體，呈云霧狀，不能自己發(fā)光，由冰物質(zhì)組成。最著名的哈雷彗星，繞太陽一周的時間約為76年。
最基本的天體：恒星和星云
【疑點辨析】流星雨不屬于天體，屬于天文現(xiàn)象，宇宙中的流星體是塵埃和固體塊，為天體，沖入地球大氣未燃燒殆盡墜落地面隕石不是天體。
天體判讀依據(jù)：位于地球大氣層之外；必須是宇宙間的物質(zhì)；非附屬天體的一部分。
二、天體系統(tǒng)
(1)運動性：宇宙中的天體都在運動著，運動中的天體相互吸引、相互繞轉(zhuǎn)，形成天體系統(tǒng)。
(2)層次性：目前所知的天體系統(tǒng)分為四級，具體如下圖所示：
天體系統(tǒng) 組成 其他
總星系 目前所知的最高一級天體系統(tǒng)，是天文學(xué)家所說的可見宇宙
河外星系 銀河系之外與銀河系相類似的天體系統(tǒng) 到20世紀(jì)末，人類觀察到的河外星系超過1250個
銀河系 太陽和千千萬萬顆恒星組成的龐大恒星集團(tuán) 太陽系與銀河系中心的距離大約為2.7萬光年
太陽系 太陽、行星及其衛(wèi)星、矮行星、小行星、彗星、流星體等，太陽的質(zhì)量約占整個太陽系質(zhì)量的99.86% 地球是距離太陽較近的一顆行星。日地平均距離為1.5億千米
地月系 地球和月球 地球是地月系的中心天體，月球是地球唯一的天然衛(wèi)星，也是距離地球最近的自然天體。地月平均距離為38.4萬千米
知識點2 地球的普通性與特殊性
1.普通性——太陽系中的一顆普通行星
中心天體 太陽
八大 行星 類地行星 A水星、B金星、C地球、D火星
巨行星 E木星、F土星
遠(yuǎn)日行星 G天王星、H海王星
小行星帶 位于火星軌道和木星軌道之間
彗星 太陽系中最著名的是哈雷彗星
（1）結(jié)構(gòu)特征
八大行星按照結(jié)構(gòu)特征可分為類地行星（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）；類地行星，靠近太陽，固體表面，體積較?。痪扌行?，體積巨大，氣體表面；遠(yuǎn)日行星，遠(yuǎn)離太陽，氣體表面。
行星 水 金 火 木 土 天王 海王
分類 地內(nèi)行星 地外行星
類地行星 巨行星 遠(yuǎn)日行星
特征 表面溫度 高 低
體積 小 大 中
質(zhì)量密度 小 大 中
運動特征
八大行星的運動特征相同：
同向性：繞日公轉(zhuǎn)方向都是自西向東。
近圓性：繞日公轉(zhuǎn)的軌道都是近似圓形。
共面性：軌道面幾乎在同一平面上。
小結(jié)：普通性——從距日遠(yuǎn)近、自身的體積、公轉(zhuǎn)方式來看，地球是太陽系中一顆普通的行星。
①運動特征相同
②結(jié)構(gòu)特征相似：地球與水星、金星、火星同為類地行星。
2.地球的特殊性——存在生命
地球是八顆行星中唯一存在高級智慧生命的星球。
生命存在所需必要條件 原因
外部條件 穩(wěn)定的太陽光照 太陽正處于壯年，光照條件穩(wěn)定
安全的宇宙環(huán)境 太陽系內(nèi)，各行星各行其道，相互不干擾
內(nèi)部條件 適合生物生存的大氣層 地球體積與質(zhì)量適中，使地球引力可使氣體聚集在其周圍。
液態(tài)水的存在 地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的周期適中
適宜的溫度 日地距離適中，自轉(zhuǎn)周期適中
注意：地球大氣對生命存在和發(fā)展的作用：
（1）厚厚的大氣層可以減少小天體對地表的撞擊；
（2）大氣對太陽輻射的削弱作用和保溫作用使地表晝夜溫差不大；
（3）氧氣可供生物呼吸，臭氧等可以使生物免受過多紫外線的傷害 。
綜合分析地球存在生命的條件：
(1)外部條件——“安全”和“穩(wěn)定”
“安全”——安全的宇宙環(huán)境：太陽系中，大小行星各行其道，互不干擾。
“穩(wěn)定”——穩(wěn)定的太陽光照：億萬年以來，太陽光照條件沒有明顯的變化。
(2)自身條件——三個適中
“四看法”判斷地外天體是否存在生命：
【知識拓展】
(1)日食與月食的形成條件　
當(dāng)太陽、地球與月球排成一直線，且地球位于中間位置時，會發(fā)生月食，故月食發(fā)生在望月(滿月)時(如圖1所示)。當(dāng)太陽、地球與月球排成一直線，且月球位于中間位置時，會發(fā)生日食，故日食發(fā)生在新月(農(nóng)歷初一)時(如圖2所示)。
(2)凌日或沖日現(xiàn)象發(fā)生的條件
①發(fā)生凌日現(xiàn)象的行星應(yīng)為地內(nèi)行星有水星和金星。當(dāng)日、水星或金星、地球三者位于同一條直線上，且水星或金星位于日地之間可能發(fā)生凌日現(xiàn)象。
②沖日現(xiàn)象是指地外行星與太陽、地球排成一條直線，地球處在太陽與地外行星之間的狀態(tài)(如下圖所示)。
知識點3 太陽對地球的影響
1、太陽概況
物質(zhì)組成：熾熱的氣體
主要成分：氫、氦
表面溫度：約6000K
太陽輻射：太陽源源不斷地以電磁波的形式向四周放射能量的現(xiàn)象
能量來源：太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)
2.太陽輻射對地球的影響：
①提供能量：直接提供光和熱：太陽輻射維持地表適宜的溫度，是地球上生物生存所需的光和熱的來源。
為人類生活、生產(chǎn)提供能源：（太陽輻射為地球提供的能源類型）
直接型：如植物利用陽光進(jìn)行光合作用，人類使用太陽能熱水器或太陽能電池板等。
轉(zhuǎn)化型：太陽輻射作用于大氣、水、生物而轉(zhuǎn)化的能量，如風(fēng)能、水能等。
化石型：地質(zhì)歷史時期生物固定并積累下來的太陽能，比如常見的化石燃料煤、石油等。
②提供動力：地球上水、大氣運動和生命活動的主要動力。
【疑點辨析】
“太陽輻射有百利而無一害”這種看法是否正確？為什么？
太陽輻射強的地區(qū)熱量一定豐富。對不對？為什么？
3.太陽活動對地球的影響
太陽大氣層由里向外分為光球?qū)印⑸驅(qū)?、日冕層，往外亮度越來越小，厚度越來越大?br/>太陽活動：太陽大氣經(jīng)常發(fā)生大規(guī)模運動的現(xiàn)象。
太陽黑子：黑子其實并不黑，只不過它比其它區(qū)域溫度稍低，所以顯得暗一些，太陽活動強弱的標(biāo)志。
耀斑：色球的某些區(qū)域有時突然出現(xiàn)大而亮的斑塊，又叫做色球爆發(fā)。它是太陽大氣高度集中的能量釋放過程。一個大的太陽耀斑在短期可以發(fā)出相當(dāng)于10億顆氫彈爆炸所產(chǎn)生的能量；長期的觀測發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)太陽耀斑和太陽黑子活動相關(guān)。
日珥是在色球?qū)由习l(fā)生的一種劇烈太陽活動現(xiàn)象，噴射的氣體呈弧狀，像太陽的耳朵一樣，由此得名。日全食時，可用肉眼觀測火紅的日珥。日珥爆發(fā)時會噴射大量帶電粒子。
日冕物質(zhì)拋射：規(guī)模最大、程度最劇烈的太陽活動現(xiàn)象，日冕結(jié)構(gòu)短時間發(fā)生明顯變化，向外拋射大量帶電粒子，破壞太陽風(fēng)的流動
太陽風(fēng)：日冕層溫度超過100萬攝氏度，它的高溫使高能帶電粒子向外運動，當(dāng)運動速度超過350千米/秒時，就能脫離太陽的引力飛向宇宙空間，形成帶電粒子流，好像是從太陽吹出來的一股“風(fēng)”，這一現(xiàn)象稱為太陽風(fēng)。在太陽活動峰年，太陽風(fēng)的強度相應(yīng)增大，特別是在耀斑爆發(fā)時，太陽風(fēng)格外強烈。太陽風(fēng)到達(dá)地球時，受地球磁場的作用，偏向極地上空，在那里轟擊高層大氣，使大氣電離，產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。這就是在地球高緯度地區(qū)上空經(jīng)常出現(xiàn)的絢麗多彩的極光。
黑子和耀斑的變化周期約為11年，它們都是太陽活動的重要標(biāo)志。
太陽活動對地球的影響
影響 表現(xiàn)
影響無線電通信 太陽黑子和耀斑增多時，其發(fā)射的電磁波進(jìn)入地球大氣層，會引起大氣層擾動，使地球上無線電短波通信受到影響，甚至出現(xiàn)短暫的中斷。
產(chǎn)生磁暴現(xiàn)象 當(dāng)太陽活動增強時，太陽大氣拋出的高速帶電粒子會擾亂地球磁場，使其突然出現(xiàn)“磁暴”現(xiàn)象，導(dǎo)致羅盤指針劇烈顫動，不能正確指示方向。
產(chǎn)生極光 太陽大氣拋出的高速帶電粒子高速沖進(jìn)兩極地區(qū)的高空大氣，與那里的稀薄大氣相互碰撞，出現(xiàn)極光。
產(chǎn)生自然災(zāi)害 統(tǒng)計資料表明，在太陽活動峰年，地球上激烈天氣現(xiàn)象出現(xiàn)的概率明顯增加；反之，地球上天氣變化相對平穩(wěn)。農(nóng)業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)則表明，在多數(shù)太陽活動峰年，全球農(nóng)業(yè)傾向于增產(chǎn)；在太陽活動谷年，全球農(nóng)業(yè)歉收的概率更高一些。
考點1 太陽輻射分布
1.全球太陽輻射的分布規(guī)律
空間分布 不同緯度分布 大體從低緯向高緯遞減，南、北半球緯度值相同的地區(qū)，太陽輻射量隨月份變化的規(guī)律相反。
相同緯度分布 由沿海向內(nèi)陸遞增；地勢高處太陽輻射強，地勢低處太陽輻射弱
時間分布 夏季太陽輻射強于冬季
2.我國太陽年輻射總量的分布狀況
(1)總體特征
我國太陽年輻射總量的分布，從總體上講，是從東部沿海向西部內(nèi)陸遞增。西部非季風(fēng)區(qū)多于東部季風(fēng)區(qū)；地勢高的地區(qū)多于地勢低的地區(qū)。高值中心在青藏高原，低值中心在四川盆地。如圖所示:
(2)特例分析
想一想，我國年太陽輻射總量最豐富的地區(qū)及原因是什么
想一想，我國年太陽輻射總量最貧乏的地區(qū)及原因是什么
3.影響太陽輻射強度的因素
①緯度位置：緯度低則太陽高度大，太陽輻射經(jīng)過的大氣路程短，到達(dá)地面的太陽輻射強。全球的太陽輻射強度表現(xiàn)出從低緯向高緯降低的趨勢。
②晝長：白晝越長，日照時數(shù)越長，太陽輻射越多。
③天氣狀況：天氣晴朗，云量少，大氣對太陽輻射的削弱作用弱，到達(dá)地面的太陽輻射強。
④海拔高低：海拔高，空氣稀薄，大氣對太陽輻射的削弱作用弱，到達(dá)地面的太陽輻射強。
⑤大氣潔凈度：大氣中的懸浮顆粒反射太陽光，使到達(dá)地表的太陽輻射減少。霧霾天氣太陽輻射弱。
⑥季節(jié)：不同季節(jié)正午太陽高度不同，太陽輻射強度不同，太陽輻射夏季強，冬季弱。
4．太陽能開發(fā)的優(yōu)缺點
優(yōu)點 缺點
能量巨大。它是人類可以利用的最豐富的能源，可以說取之不盡、用之不竭 能量密度較低：采光裝置占地面積大、用料多，成本增加
分布廣泛：地球上無論何處都有太陽能，可以就地開發(fā)利用，不存在運輸問題 受天氣影響較大：到達(dá)地面的太陽輻射，因受地形、氣候、季節(jié)和晝夜變化等因素影響，時強時弱，時有時無，給利用帶來不少困難
清潔能源：在開發(fā)利用時，不會造成污染和公害
5.太陽能電站建設(shè)的區(qū)位條件
（2020·北京卷）下圖為我國某地立秋至處暑期間天氣晴好條件下輻射量日變化示意圖。讀圖，完成下列小題。
1．代表太陽輻射變化的曲線是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
2．該地最可能位于（ ）
A．珠江三角洲 B．河西走廊 C．松嫩平原 D．釣魚島
考點2 航天發(fā)射與天文觀測
1.航天發(fā)射基地區(qū)位條件
氣象條件 晴天多、陰雨天少，風(fēng)速小，濕度低，有利于發(fā)射和跟蹤監(jiān)測
緯度因素 緯度低，自轉(zhuǎn)線速度大，可以節(jié)省燃料和成本
地勢因素 地勢越高，地球自轉(zhuǎn)線速度越大
地形因素 地形平坦開闊，有利于跟蹤監(jiān)測
海陸位置 大陸內(nèi)部氣象條件好，隱蔽性強，人煙稀少，安全性強(如酒泉、西昌、太原)；海上人類活動少，安全性強(如文昌)
交通條件 交通便利，有利于大型航天裝備的運輸
安全因素 出于國防安全考慮，有的建在山區(qū)、沙漠地區(qū)，有的建在地廣人稀處
世界各國航天發(fā)射場主要建在本國領(lǐng)土的緯度較低地區(qū) ，因為緯度低，自轉(zhuǎn)線速度大，可以節(jié)省燃料和成本。
世界各國大多采取向東發(fā)射火箭的方式將衛(wèi)星送入軌道，主要考慮到地球自轉(zhuǎn)方向是向東的，還未發(fā)射就已經(jīng)有了一定的初速度。
2.航天器發(fā)射時間、方向的選擇
時間 在一天中一般選擇在晴朗無云的夜晚，主要是便于定位和跟蹤監(jiān)測
我國發(fā)射時間主要選擇在北半球冬季，一是便于航天測控網(wǎng)對飛船的監(jiān)控、管理、回收；二是我國有多艘“遠(yuǎn)望號”監(jiān)測船在南半球緯度較高的海域，選擇北半球冬季是為了避開南半球惡劣的海況
方向 一般與地球運動方向一致，向東發(fā)射可充分利用地球自轉(zhuǎn)線速度，節(jié)約燃料
3.回收基地區(qū)位條件
①地形平坦，視野開闊，便于搜救。
②人煙稀少，有利于疏散人群，保證安全。
③氣候干旱，多晴朗天氣，能見度高。
④地質(zhì)條件好。
⑤無大河、湖泊，少森林的地區(qū)。我國的回收場地就選址在內(nèi)蒙古自治區(qū)的中部地區(qū)。
⑥距離發(fā)射場、控制中心位置適中，有利于監(jiān)控、營救等工作展開。
試分析我國航天發(fā)射回收場地多選在內(nèi)蒙古中部的主要原因。
該地地勢平坦開闊；晴天多、云雨少；河湖少；便于跟蹤搜尋；方圓數(shù)千米內(nèi)沒有高層建筑，便于飛船安全著陸和迅速搜尋；人煙稀少，有利于疏散人群。
4.天文觀測選址條件：
緯度:高緯度，冬季夜長，連續(xù)觀測時間長，星空起落變化小；低緯度，觀測范圍廣；南半球觀測南天區(qū)，北半球觀測北天區(qū)。
地形：海拔高，空氣稀薄；地勢高，視野開闊。
氣象：晴天多；云量少，大氣透明度高；風(fēng)力?。粴鉁夭▌有?，大氣擾動?。豢諝鉂穸刃?。
人類活動：空氣污染輕；光污染??；設(shè)備先進(jìn)；觀測技術(shù)高；需建立黑暗天空保護(hù)區(qū)
交通、科研水平、基本設(shè)施、國家政策
中國的天文臺多設(shè)在山上。如紫金山天文臺，北京天文臺興隆、密云觀測站，上海佘山觀測站。
世界公認(rèn)的三個最佳天文臺臺址都設(shè)在高山之巔。
補充：FAST射電望遠(yuǎn)鏡：
截至2024年4月17日，被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）已發(fā)現(xiàn)900余顆新脈沖星，其中包括120余顆雙星脈沖星、170余顆毫秒脈沖星、80顆暗弱的偶發(fā)脈沖星，極大拓展了人類觀察宇宙視野的極限。
射電望遠(yuǎn)鏡是指觀測和研究來自外天體的射電波的基本設(shè)備，射電望遠(yuǎn)鏡選址對無線電環(huán)境條件要求很高。我國建造的世界最大射電望遠(yuǎn)鏡，口徑500m。選址在貴州平塘縣大窩凼天坑。
FAST射電望遠(yuǎn)鏡選址條件：
利用天然形成的喀斯特洼地，工程開挖量小；喀斯特地貌區(qū)，巖石透水性強，有利于地表水向地下滲透，便于排水；人口稀少(地處偏僻)，無線電磁波的干擾小(干擾信息少) ；位于高原區(qū)(海拔高)，空氣稀薄(清潔或大透明度高) ；周圍高山環(huán)繞，能有效屏蔽周圍的人為電磁波干擾。
（2016·浙江卷）我國新一代大型運載火箭長征5號在天津制造完成后，擬運至海南文昌航天發(fā)射基地進(jìn)行首次發(fā)射。完成下列各題。
3．選擇天津制造長征5號運載火箭的主要原因是
A．土地成本較低 B．勞動力成本較低
C．鐵路運輸發(fā)達(dá) D．產(chǎn)業(yè)協(xié)作條件好
4．與西昌 酒泉 太原相比，選擇文昌作為我國大型航天器發(fā)射基地，考慮的主要因素是
A．運輸能力 B．科技力量 C．國防安全 D．勞動力素質(zhì)
題型01 存在生命的條件
比鄰星b是一顆太陽系外行星，位于南門二系統(tǒng)中的紅矮星比鄰星宜居帶內(nèi)。比鄰星b是已知距離太陽系最近的系外行星，也是已知距離最近的位于宜居帶內(nèi)的系外行星。完成下面小題。
1．比鄰星b及其所在天體系統(tǒng)（ ）
A．與地球公轉(zhuǎn)方向一致 B．太陽為其提供光熱資源
C．各行星相互吸引繞轉(zhuǎn) D．天體運行軌道相互獨立
2．比鄰星b最可能存在生命的條件是（ ）
A．與紅矮星距離適中 B．表層由巖石組成
C．自轉(zhuǎn)周期適中 D．有較厚的大氣層
題型02 太陽輻射分布規(guī)律
下圖為北極海冰區(qū)域多年平均到達(dá)地表太陽輻射和地表反射太陽輻射逐月變化圖。讀圖完成下面小題。
3．地面吸收太陽輻射最多的月份為（ ）
A．3月 B．5月 C．6月 D．8月
4．與5月相比，6月地表反射太陽輻射降低的原因最可能是（ ）
A．太陽輻射減弱 B．白晝變長 C．云量增多 D．冰面面積減少
題型03 航天發(fā)射與天文觀測
慕士塔格天文觀測站地處西昆侖山脈第三高峰——慕士塔格峰附近，海拔4526米，是我國首座“零海拔”天文觀測站。其建筑可以將室內(nèi)人體感受等效海拔高度降至與零海拔相當(dāng)?shù)乃剑虼吮环Q為“零海拔天文觀測站”。完成下面小題。
5．該地適合天文觀測的主要原因是（ ）
①遠(yuǎn)離海洋，水汽少②海拔高，空氣稀薄，大氣透明度高
③人煙稀少，污染少④四季分明，觀測結(jié)果的研究價值大
A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
6．慕士塔格天文觀測站成為全國首座“零海拔”天文觀測站，主要得益于我國（ ）
A．天文觀測歷史悠久 B．科學(xué)技術(shù)水平提高
C．社會經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展 D．政府政策引導(dǎo)扶持
7．慕士塔格天文觀測站的建設(shè)，帶來的直接影響是（ ）
A．吸引國內(nèi)外天文愛好者，促進(jìn)當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)發(fā)展
B．帶動天文相關(guān)科研企業(yè)發(fā)展，促進(jìn)當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)化
C．吸納勞動力就業(yè)，增加參與建設(shè)者的經(jīng)濟收入
D．促進(jìn)我國航空科研水平提高，擴大國際影響力
考點二 地球的演化歷史和圈層結(jié)構(gòu)
知識點1 地球的演化歷史
1.地球歷史的記錄
(1)地層：地殼在發(fā)展過程中形成的，具有一定時代含義的成層的巖石和堆積物，是具有時間順序的層狀巖石。沉積巖地層在未受劇烈構(gòu)造運動擾動的情況下，先沉積的在下，后沉積的在上；地層性質(zhì)在一定程度上反映了地層形成時的地表環(huán)境。
(2)化石：巖石形成過程中保存下來的石化的古代生物遺體或遺跡，確定其所在地層的年代和推斷古地理環(huán)境的重要依據(jù)。
沉積巖地層的特點 1.具有明顯的層理結(jié)構(gòu)，一般先沉積的層在下，后沉積的層在上。 2.有些生物的遺體或遺跡會在沉積物中保存下來，形成化石。
地層與化石的關(guān)系 1.同一時代的地層，含有相同或相似的化石 2.越古老的地層，含有越低級、越簡單的生物化石。
（3）根據(jù)地層組成物質(zhì)的性質(zhì)和化石特征，可以追溯地層沉積時的環(huán)境特征。
2．地質(zhì)年代和地層年代
(1)地層單位：地質(zhì)學(xué)家們通常根據(jù)地層順序和古生物遺體或遺跡，把地層劃分為若干大小不同的單位，稱為地層單位。
(2)地質(zhì)時代單位：各個地層單位所代表的時間稱為地質(zhì)時代單位。
(3)地質(zhì)年代表：按時代早晚順序把地質(zhì)年代進(jìn)行編年，形成地質(zhì)年代表。
尺度 大 → 小
地質(zhì)年代單位 宙 代 紀(jì) 世
地層年代單位 宇 界 系 統(tǒng)
宙 冥古宙 太古宙 元古宙 顯生宙
代 前寒武紀(jì) 古生代 中生代 新生代
紀(jì) 寒武紀(jì) 奧陶紀(jì) 志留紀(jì) 泥盆紀(jì) 石炭紀(jì) 二疊紀(jì) 三疊紀(jì) 侏羅紀(jì) 白堊紀(jì) 古近紀(jì) 新近紀(jì) 第四紀(jì)
地球的演化歷史總結(jié)
地質(zhì)歷史時期 地表的演化 生物的演化 礦產(chǎn)的形成
植物 動物
前寒武紀(jì) 冥古宙 海洋與陸地形成，大氣成分變化 出現(xiàn)有機質(zhì) 無 重要成礦期(鐵、金、鎳、鉻等礦物)
太古宙 出現(xiàn)藍(lán)藻
藍(lán)藻大爆發(fā)
元古宙
古生代 早古生代 地殼運動劇烈，海陸格局多次變遷，形成聯(lián)合古陸 陸地上出現(xiàn)低等植物 無脊椎動 物繁盛 —
裸子植物開始出現(xiàn)，蕨類植物繁盛 脊椎動物發(fā)展，出現(xiàn)兩棲動物并逐漸進(jìn)化為爬行動物 重要成煤期
晚古生代
中生代 板塊運動劇烈，聯(lián)合古陸開始解體 裸子植物極度興盛 爬行動物盛行，鳥類、小型哺乳動物出現(xiàn) 主要成煤期
新生代 聯(lián)合古陸最終解體，地殼運動劇烈，形成現(xiàn)代地勢起伏的基本面貌 被子植物高度繁盛 哺乳動物快速發(fā)展，第四紀(jì)出現(xiàn)人類 —
知識點2 地球的圈層結(jié)構(gòu)
（1）地震波
地震發(fā)生時，地下物質(zhì)受到強烈的沖擊，從而產(chǎn)生向四周傳播的彈性波，稱之為地震波。
分類 方向 傳播速度 傳播介質(zhì) 影響
縱波（P波） 質(zhì)點運動方向與波的傳播方向一致 速度較快 固液氣三態(tài) 不同介質(zhì)傳播速度不同 上下顛簸
橫波（S波） 質(zhì)點運動方向與波的傳播發(fā)方向垂直 速度較慢 固體 左右搖晃
（2）不連續(xù)面：波速突然變化的面
名稱 界面劃分 深度 橫縱波速度變化 示意圖
莫霍面 地殼與地幔的分界面 地表下平均33km處 (大陸部分) 橫波和縱波的速度都迅速增加
古登堡面 地幔與地核的分界面 地表下 2900km處 縱波速度突然下降，橫波完全消失
（3）地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)
圈層名稱 深度 特征 狀態(tài)
地殼 0-33km a.由巖石組成的固體外殼，上層為硅鋁層，密度小，下層為硅鎂層，密度大。硅鋁層在海洋部分很薄或缺失。 b.厚度不均，大洋薄，大陸厚，海拔越高地殼厚度越厚。 固態(tài)
不連續(xù)面：莫霍界面 — 深度33km
地幔 上地幔 33-2900km a.主要由含鐵、鎂的硅酸鹽類礦物組成，越往下鐵、鎂的含量逐漸增加。 b.上地幔上部存在一個軟流層，這里可能為巖漿的主要源地。 c.下地幔溫度、壓力、密度很大 固態(tài)
下地幔
不連續(xù)面：古登堡界面 — 深度2900km
地核 外核 2900-5150km a.外核呈液體或熔融狀態(tài),橫波不能通過，其相對地殼流動可能是地球磁場產(chǎn)生的主要原因。 b.溫度、壓力和密度很大。 液態(tài)熔融態(tài)
內(nèi)核 5150-6370km 固態(tài)
(4)巖石圈
巖石圈是地球上部相對于軟流圈而言的堅硬的巖石圈層。
包括地殼的全部和上地幔的頂部，由花崗質(zhì)巖、玄武質(zhì)巖組成。
（5）地球外部圈層結(jié)構(gòu)
圈層名稱 含義 組成 特點與意義
大氣圈 地球外部厚厚的氣體層 氣體和懸浮顆粒物，包括氮氣、氧氣和二氧化碳等 地球生命存在的重要基礎(chǔ)條件之一
水圈 地表和近地表各種形態(tài)水體的總稱 海洋水、湖泊水 陸地水、冰川水、生物水等 連續(xù)但不規(guī)則
巖石圈 （過渡圈層） 地球上部相對于軟流圈而言的堅硬的巖石圈層 包括地殼的全部和上地幔的頂部，主要為巖石 是板塊構(gòu)造學(xué)說的重要組成部分，其將全球的巖石圈劃分為主要的六大板塊
生物圈 地球表層生物及其環(huán)境的總稱 植物、動物微生物及其環(huán)境 a.不獨立占有空間，廣泛分布于地殼、大氣圈和水圈中的生物世界 b.生物圈與大氣圈、水圈和巖石圈等圈層關(guān)系密切，彼此相互滲透、相互影響
大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈相互聯(lián)系、相互滲透，不斷地進(jìn)行著物質(zhì)和能量的交
換,形成了人類賴以生存和發(fā)展的自然環(huán)境。如化石形成于生物圈和巖石圈之間，風(fēng)蝕地貌形成于大氣圈和巖石圈之間，喀斯特地貌形成于巖石圈、大氣圈和水圈之間。
考點 生物的進(jìn)化、滅絕與環(huán)境的關(guān)系
(1)生物進(jìn)化對環(huán)境變遷及環(huán)境變遷后對生物滅絕的影響，結(jié)構(gòu)圖表示：
(2)在掌握生物進(jìn)化與環(huán)境演變簡史中，重點抓住以下幾條線索：
①時間變化：太古宙→元古宙→古生代→中生代→新生代(可用首字“太元古中新”加以記憶)。
②動物演化：動物孕育、萌芽和發(fā)展的初期階段→海生無脊椎動物時代→魚類時代→兩棲動物時代→爬行動物時代→哺乳動物時代→人類時代。
③植物變化：海生藻類時代→陸上孢子植物時代→裸子植物時代→被子植物時代。
（3）生物演化規(guī)律：從過程看，由低級到高級，由簡單到復(fù)雜
從分布空間看，由海洋向陸地擴展
生物演化過程中經(jīng)常出現(xiàn)此消彼長
（2022·北京卷）圖示意寒武紀(jì)至新近紀(jì)生物多樣性和地表溫度的變化。完成圖中（ ）
A．寒武紀(jì)比奧陶紀(jì)生物種類更加豐富 B．侏羅紀(jì)是哺乳類動物的繁盛時期
C．第三次物種大滅絕與地表升溫有關(guān) D．生物演化主要依賴于地球的內(nèi)能
題型01 地球的演化歷史
下圖示意生物出現(xiàn)以來，地球大氣中的二氧化碳、氧氣含量變化。據(jù)此完成下面小題。
1．古生代中、后期（ ）
A．出現(xiàn)最原始的生物 B．海生無脊椎動物空前繁盛
C．氧氣含量迅速上升 D．二氧化碳含量波動下降
2．地球上生物出現(xiàn)以后（ ）
A．O2的含量先升高，后降低 B．CO2的含量呈波動性上升
C．植物的進(jìn)化與O2含量成正相關(guān) D．寒武紀(jì)時O2含量達(dá)到頂峰
題型02 地球的內(nèi)部圈層
2022年6月10日1時28分在四川阿壩州馬爾康市發(fā)生6.0級地震，震源深度13千米。地震發(fā)生以后，建筑物并不會馬上倒塌，一般都要間隔約12秒，這就是地震救援領(lǐng)域所說的“黃金12秒”。下圖為地球圈層結(jié)構(gòu)示意圖。據(jù)此完成下題。
3．此次地震的震源最可能位于(　　)
A．Ⅱ圈層 B．Ⅳ圈層 C．莫霍界面以下 D．古登堡界面以下
4．據(jù)此推斷“黃金12秒”確定的依據(jù)是(　　)
A.橫波和縱波傳播速度的差異 B．人體對緊急事件的生理反應(yīng)能力
C．橫波和縱波的傳播介質(zhì)差異 D．建筑物的抗震系數(shù)
5．關(guān)于圖中各圈層的特點，描述正確的是(　　)
A.Ⅰ圈層的根本熱源是地面輻射 B．Ⅲ圈層空間分布不連續(xù)
C．Ⅱ圈層是地核 D．Ⅳ圈層為液態(tài)物質(zhì)
熱點應(yīng)用
01 月相
（2023·浙江1月卷）某中學(xué)地理社團(tuán)組織成員開展月相觀測。2021年2月19日農(nóng)歷正月初八，有同學(xué)用肉眼在湛藍(lán)的天空中觀測到了日、月同天景象，并作記錄。同時，部分同學(xué)還從網(wǎng)上查到，位于（0°，105°W）的地點可觀測到月球正在地平線落下。完成下面小題。
1．同學(xué)記錄的日、月位置和月相正確的是（ ）
A．① B． ②C． ③ D． ④
2．此時，赤道與晨、昏線交點的經(jīng)度最接近的分別是（ ）
A．15°W、165°E B．105°W、75°E C．165°E、15°W D．75°E、105°W
知識點撥：
月球在圓缺變化過程中出現(xiàn)的各種形狀叫月相。月球是一個不發(fā)光、不透明的球體，我們看到的月光是它反射的太陽的光。月相實際上就是人們從地球上看到的月球被太陽照亮的部分。
農(nóng)歷上半月傍晚可見的月亮
農(nóng)歷下半月清晨可見的月亮
方向：自西向東。
周期：27.32日。
月球自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)方向相同，周期相等。稱同步自轉(zhuǎn)。所以月球總是一面朝向地球，一面背向地球。
月相形狀變化規(guī)律：由缺變圓再由圓變?nèi)?，亮面由右變到?br/>上弦月出現(xiàn)在上半月的上半夜，出現(xiàn)在西邊的天空且月亮的西側(cè)半邊明亮(月面朝西)
下弦月出現(xiàn)在下半月的下半夜，出現(xiàn)在東邊的天空，且月亮的東側(cè)半邊明亮(月面朝東)。
簡記為：“上上上西西，下下下東東?！?br/>不同月相的月亮出沒時刻表
月相 同太陽出沒比較 月出 月沒 夜晚見月情形 出現(xiàn)日期［農(nóng)歷］
新月 同升同落 清晨 黃昏 徹夜不見 初一
上弦月 遲升后落 正午 半夜 上半夜見于西天，月面朝西 初七、初八
下弦月 早升先落 半夜 正午 下半夜見于東天，月面朝東 二十二、二十三
滿月 此起彼落 黃昏 清晨 通宵可見 十五、十六
口訣：
初一新月不可見，只緣身陷日地間。
初七初八上弦月，半輪圓月朝西面。
滿月出在十五六，地球一肩挑日月。
二十二三下弦月，月面朝東下半夜。
從新月到滿月再到新月，是月相變化的一個周期。這一周期平均為29.63天，稱為朔望月。我國的農(nóng)歷月份就是根據(jù)朔望月確定的。每月的朔為農(nóng)歷初一，望為十五或十六。
學(xué)以致用：判斷春節(jié) 端午 重陽 中秋對應(yīng)的月相
02 深空探測
（2021·湖北卷）深空網(wǎng)是支持深空探測活動，放飛人類太空夢想的核心系統(tǒng)。深空站作為深空網(wǎng)的重要組成部分，主要任務(wù)是建立天地聯(lián)系通道，實現(xiàn)對航天器的跟蹤測量和數(shù)據(jù)傳輸，其系統(tǒng)復(fù)雜，對站址環(huán)境條件要求苛刻，建設(shè)維護(hù)成本極高。我國已基本建成功能完備、性能先進(jìn)、全球布局的深空網(wǎng)，為“天問一號”火星探測保駕護(hù)航。左圖示意佳木斯深空站，右圖示意全球主要深空站分布。據(jù)此完成下面小題。
3．單個深空站無法實現(xiàn)對航天器的連續(xù)測控覆蓋，主要是因為（ ）
A．地球公轉(zhuǎn) B．地球自轉(zhuǎn) C．地球形狀 D．地球大小
4．為了實現(xiàn)全天24小時360°對航天器的連續(xù)跟蹤，需要建立的深空站個數(shù)至少是（ ）
A．2 B．3 C．4 D．5
5．為進(jìn)一步優(yōu)化我國深空站的全球布局，右圖中①～④可選為站址的是（ ）
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
知識點撥：
深空探測是指脫離地球引力場,進(jìn)入太陽系空間和宇宙空間的探測活動。關(guān)于深空探測的定義,一種是國際電信聯(lián)盟(InternationalTelecommunicationUnion,ITU)在《無線電規(guī)則》中關(guān)于深空的規(guī)定；另一種定義為對月球及以遠(yuǎn)的天體或空間開展的探測活動。
深空測控系統(tǒng)一般由深空航天器上的星載測控分系統(tǒng)、分布于地面的深空測控站、深空任務(wù)飛行控制中心以及將地面各組成部分連接在一起的通信網(wǎng)組成,如下圖所示，通常,將地面的多個深空測控站組成的測控網(wǎng)稱為深空網(wǎng)或深空測控網(wǎng),它特指專門用于深空航天器測控和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶Ｓ脺y控網(wǎng)。其特點是配有大口徑拋物面天線、大功率發(fā)射機、極高靈敏度接收系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)以及高精度高穩(wěn)定度時間頻率系統(tǒng),能完成對距離地球200萬公里以遠(yuǎn)深空航天器的測控任務(wù)。
為了克服地球自轉(zhuǎn)影響,實現(xiàn)對深空航天器的連續(xù)測控覆蓋,深空測控網(wǎng)的布局通常是在全球范圍內(nèi)經(jīng)度上間隔約120°布站,這樣可以確保對距離地球表面在3萬公里以上的航天器進(jìn)行連續(xù)測控,右圖為美國國家航空航天局(NationalAeronauticsandSpaceAdministration,NASA)深空網(wǎng)布局對不同軌道高度航天器的測控覆蓋示意。綜合考慮跟蹤弧段和天線性能等因素,深空站的站址緯度通常選擇在南北緯30°~40°之間。
目前,美國、歐洲航天局(EuropeanSpaceAgency,ESA)、中國等已經(jīng)建立了深空測控網(wǎng)。俄羅斯、日本、印度、意大利、德國等國家也研制建設(shè)了自己的深空測控設(shè)備,但并未形成完整的深空測控網(wǎng)。全球深空測控設(shè)施分布如右圖所示。
全球布局的中國深空測控網(wǎng)包括中國西北部喀什地區(qū)35m深空站、中國東北部佳木斯地區(qū)66m深空站和位于南美洲阿根廷西部內(nèi)烏肯省薩帕拉地區(qū)的35m深空站。
從整體布局而言,中國深空測控網(wǎng)并不是最優(yōu)的地理布局，國內(nèi)兩個深空站的經(jīng)度差只有54°,喀什深空站和阿根廷深空站的經(jīng)度差為146°,測控覆蓋搭接時間約2小時,而阿根廷站和佳木斯站的經(jīng)度差則達(dá)到了160°,無法實現(xiàn)10°仰角的測控覆蓋搭接。因此,中國深空測控網(wǎng)對深空航天器的測控覆蓋率只能接近90%。即便是在5°仰角狀態(tài),當(dāng)星下點位于南緯20°以南時佳木斯深空站和阿根廷深空站之間也還存在一段測控?zé)o法覆蓋的空檔弧段,如下圖所示。
（1）佳木斯深空站。佳木斯深空站(北緯46°29′37″,東經(jīng)130°46′12″),位于中國黑龍江省佳木斯市東南約45km樺南縣境內(nèi)。站址所處的區(qū)域,屬于完達(dá)山支脈的低山丘陵地區(qū),地勢東北高、西南低,周邊低山的海拔都在300-400m左右,與山谷的相對高程差在100m左右,66m口徑的天線布設(shè)其中,可以形成較好的遮蔽條件,如圖右所示。氣候?qū)贉貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候,春季干旱風(fēng)大少雨,夏季溫?zé)岫嘤?秋季降溫急劇多早霜,冬季寒冷漫長。因此,在該站建設(shè)了一套具備S/X雙頻段測控能力的66m深空測控設(shè)備(綜合考慮氣象等因素暫未考慮Ka頻段),于2013年建成并投入使用。
（2）喀什深空站?？κ采羁照?北緯38°26′34.7″,東經(jīng)76°43′40.3″),位于中國新疆維吾爾自治區(qū)喀什市以南約130km莎車縣境內(nèi)。站址所處的區(qū)域位于昆侖山北麓、帕米爾高原腳下,塔克拉瑪干沙漠西緣。站址西南方向是連綿高聳的昆侖山脈,周邊的山巒與站址的高差也都在100m以上，遮蔽條件良好，如下圖所示。該區(qū)域?qū)贉貛Т箨懶愿稍镄蜌夂?四季分明、氣候干燥、日照時間長、水份蒸發(fā)量大。因此,在該站建設(shè)了一套具備S/X/Ka三頻段測控能力的35m深空測控設(shè)備,于2013年建成并投入使用。
(3)阿根廷深空站。阿根廷深空站(南緯38°11′28.90″,西經(jīng)70°8′58.20.″),位于南美洲阿根廷西部內(nèi)烏肯省薩帕拉市以北約80km,站址所處的區(qū)域,位于南美洲巴塔哥尼亞(Patagonia)高原的北緣,地勢由西向東逐步降低。站址西面是高聳的安第斯山脈,周邊的群山環(huán)繞,與站址的高差也都在200m以上,遮蔽條件良好,如下圖所示。該區(qū)域的氣候介于溫帶大陸性氣候和高原山地氣候之間,有溫季和干季之分。夏季熱,大部分晴天,冬季寒冷,部分多云,全年干燥和多風(fēng)。因此,在該站建設(shè)了一套具備S/X/Ka三頻段測控能力的35m深空測控設(shè)備,于2017年建成并投入運行。
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