高中地理 第一章 行星地球 1 - 1 宇宙中的地球学案 新人教版必修

第一节 宇宙中的地球

[学习目标] 1.了解天体的主要类型及特点。2.学会通过不同级别天体系统的关系图，理解地球在宇宙中的位置。3.运用资料说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星，理解地球上存在生命的条件。

一、地球在宇宙中的位置 1．天体——宇宙的物质性 (1)概念：宇宙间物质的存在形式。

(2)常见天体：恒星、星云、行星、流星体、彗星、卫星。 2．天体系统——宇宙的运动性

(1)概念：运动中的天体相互吸引、相互绕转，形成天体系统。 地月系

??太阳系

?其他行星系 银河系?(2)层次：总星系??其他恒星系??河外星系??

???

判断 1．最基本的天体是恒星和星云。( √ ) 2．天体包括人造天体和自然天体。( √ ) 3．天体都是肉眼可以看到的。( × ) 4．总星系就是我们所说的宇宙。(×) 二、太阳系中的一颗普通行星

类地行星：A水星、B金星、C地球、D火星??

1．八颗行星?巨行星：E木星、F土星

??远日行星：G天王星、H海王星

2．结构特征：地球与其他行星特别是类地行星有许多相似之处。

同向性：绕日公转方向都是自西向东??

3．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判断

1．小行星带位于类地行星和巨行星运动轨道之间。( √ ) 2．在金星上可以看到太阳西升东落。( √ ) 3．太阳系的中心天体是太阳。( √ ) 三、存在生命的行星

1．地球的特殊性：地球是太阳系中唯一一颗适合生物生存和繁衍的行星。 2．地球上存在生命的条件

??宇宙环境安全

(1)宇宙环境?

?太阳光照稳定?

适宜的温度条件??

(2)自身条件适宜?适合生物生存的大气条件

??液态水的存在思考

1．温度过高或过低对生命形成和发展有什么影响？

答案 如果地表温度太高，热扰动太强，原子无法结合在一起，就不能形成分子，更不用说复杂的生命物质了。同时，如果温度太低，生命物质也无法形成。 2．假如地球上没有大气层，地球上将会是怎样的情形？

答案 假如地球上没有大气层，就不会形成适合生物呼吸的大气，不会对地球有保护作用，地球表面昼夜温差加大，不利于生命活动。

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探究点一 天体和天体系统的判断

2016年度的流星雨大多被月亮掩住了光芒，但5月6日晚上到5月7日凌晨，宝瓶座流星雨足够人们去许愿了，来自著名哈雷彗星的砂砾状碎片将会纷纷洒落到地球大气层中。这次流星雨的峰值时期正值新月，因此天空会足够黑暗，天文爱好者们能观看到哪怕是最昏暗的飞驰流星。

(1)宝瓶座的流星雨和落到地面的陨星是天体吗？为什么？ (2)宝瓶座是天体系统吗？为什么？

答案 (1)都不是。流星雨是一种自然现象，不是物质，不属于天体；陨星是流星体未燃烧完全而坠落到地面上的物体，位于地球大气层之内，也不是天体。

(2)不是。天体之间互相吸引和绕转形成天体系统，组成星座的各个天体之间没有相互吸引绕转关系，所以不是天体系统。

1．“三看”法判断天体

(1)一看位置：它是不是位于地球的大气层之外，独立存在于宇宙中，进入大气层或落回地面的物体不属于天体。

(2)二看实质：它是不是宇宙间的物质，自然现象不属于天体。

(3)三看运转：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。 2．天体系统的判断方法

天体之间要构成天体系统，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，形成地月系；北斗七星各恒星之间没有相互绕转关系，就不能形成天体系统。

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1．下列属于天体的是( )

①哈雷彗星、流星体 ②月球、星云 ③航天飞机、陨石 ④恒星、待发射的航天飞机 A．①③B．①②C．②④D．③④ 答案 B

2．下列可以构成天体系统的是( )

①地球和太阳 ②北斗七星 ③地球和月球 ④仙后座诸恒星 ⑤地球与火星 A．①③B．①②C．②④D．③④ 答案 A

探究点二 地球是太阳系中的一颗普通行星

在冥王星遭“降级”后，太阳系只剩下八大行星，但2016年1月，天文学家宣布他们发现了太阳系中可能存在“第九大行星”的证据。这可能是一个像海王星大小的行星，其轨道周期为1.5万年左右。科学家尚未直接观测到这颗行星，而是通过太阳系边缘的一些冰冻天体轨道所受引力推算出来的，此后他们还发现了这颗行星存在的更多迹象。现在，几个科研团队正利用大型望远镜搜寻“行星九”。 (1)阅读材料，推测这颗行星绕日公转的运动特征，并依据其距日远近、大小等特征判断其可能属于哪类行星？

(2)为什么说地球是太阳系中一颗普通的行星？

答案 (1)运动特征：绕日公转的方向具有同向性，绕日公转的轨道面具有共面性，绕日公转的轨道形状具有近圆性。可能属于远日行星。

(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，具体表现为：①都是本身不发光、不透明的近似球状的天体；②运动特征与其他行星一致，具有同向性、共面性、近圆性等特征；③在质量、体积、密度、运动周期、平均密度等方面与其他类地行星相似。

八颗行星运动特征

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图示法记忆八颗行星的特征

通过火星探测器收集到的大量数据，麻省理工学院的科学家们揭露了关于火星降雪的非常有趣的事实。火星的大气成分主要是二氧化碳，火星上的雪花是由二氧化碳构成的——实际上就是干冰的小颗粒。读地球与火星的相关资料，回答3～4题。

与日平均 距离/百万千米 地球 火星 3.从表中可以看出地球与火星( ) A．质量相近 C．公转周期最接近

B．体积接近 D．自转周期相近

149.6 1.00 1.00 质量 体积 大气密度 大气主要成分 表面均温/℃ 自转 周期 23时56分 24时37分 公转 周期 1.00 N2、O2 15 1年 227.9 0.11 0.15 0.01 CO2 －23 1.9年 4．火星表面温度比地球表面温度低得多，主要原因可能是( ) A．火星距日较远

B．火星大气的主要成分与地球不同 C．火星大气的密度较小 D．火星上昼夜更替周期比较长 答案 3.D 4.A

解析 第3题，由表中地球和火星的两组数据对比，可知两者最为相近的是自转周期。第4题，火星表面温度比地球表面温度低得多，依表可知主要原因是火星距太阳较远。

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探究点三 地球上生命存在的条件

2015年NASA的研究团队让我们对火星有了进一步的认识：7月，发现火星上有水合盐类，证实火星上有液态水的存在，而液态水是生命的关键。10月，发现火星之前可能存在一个持续了万年的湖泊。11月，发现被太阳风吹走的火星大气。 (1)根据材料中的发现，你认为火星上可能存在生命吗？为什么？ (2)火星适合生命存在的外部条件主要有哪两个方面？

答案 (1)可能。因为火星上有液态水，液态水是生命存在的关键证据。 或不可能。因为发现的水合盐类，不是真正的液态水，同时火星没有适合生物呼吸的大气条件，气温也比较低。

(2)安全的宇宙环境和稳定的太阳光照。

地球上存在生命的条件 条件 安全的宇宙环境 外部 条件 稳定的太阳光照 原因 太阳系中，大小行星各行其道，互不干扰 自生命诞生以来，太阳光照条件没有明显的变化 日地距离适中，地球的自转和公转周期适当 地球的体积和质量适中，地球原始大气的演化 地球内部温度升高→产生水汽→形成海洋

地外生命存在条件的分析方法

分析地外存在生命的条件，可以以地球存在生命的条件为范例来进行分析，具体从以下几个方面入手：

(1)看行星与恒星的距离是否适中。距离适中才可能有适宜的温度和液态水。

只有地球上有生命存在 太阳系的八颗行星中都可能存在生命 影响 适宜的温度 自身 条件 适合生物生存的大气 有液态水 6

(2)看行星的体积、质量是否适中。只有适中的体积和质量才可吸引适量的大气，才可能形成适合生物呼吸的大气层。

(3)看行星的自转、公转周期是否适中。适中的自转、公转周期可以使行星表面的温度变化幅度不会太大。

若某行星具有适宜的温度、适合生物呼吸的大气、液态水这三个基本条件，该行星上就可能有生命物质存在。

“It’snotjustaplanet(行星)，It’shome(家园)。”是对地球在太阳系中地位的恰如其分的评价。据此完成5～7题。 5．地球的特殊性表现在( ) A．质量在八颗行星中最小 B．公转方向与其他行星不同 C．既有自转运动，又有公转运动 D．太阳系中唯一有高级智慧生命的行星 6．地球表面有大气层，主要原因是( ) A．与太阳的距离适中 B．地球本身的体积和质量适中 C．绿色植物能进行光合作用 D．太阳系中各天体的共同作用

7．地球上有生命生存所必需的温度条件，是因为( ) A．地球的质量适中B．地球的体积适中 C．日地距离适中D．地球的卫星数目适量 答案 5.D 6.B 7.C

读“英仙座流星雨景观示意图”，回答1～2题。

1．图示流星体属于( ) A．绕地球公转的天体

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B．绕太阳公转的天体 C．绕行星公转的天体 D．绕恒星公转的天体

2．进入地球的流星体绝大部分都在大气层中燃烧掉了，其产生的地理意义是( ) A．使地球表面的平均温度升高 B．减少紫外线对地球生物的伤害 C．减少了小天体对地球表面的撞击 D．使地球表面昼夜温差不至于过大 答案 1.B 2.C

解析 第1题，图示流星体是太阳系行星际空间的尘粒和固体小块，它们围绕太阳公转。第2题，进入地球的流星体绝大部分都在大气层中燃烧掉了，减少了小天体对地球表面的撞击。 下面图1为“太阳系模式图”，图2为绕月球运动的“嫦娥三号”。读图，完成3～4题。

3．图1中表示地球公转轨道的是( ) A．甲B．乙C．丙D．丁

4．图2中的天体不属于下列哪个天体系统( ) A．太阳系 C．银河系 答案 3.C 4.B

解析 第3题，由距太阳的远近关系可判定甲、乙、丙、丁分别表示水星、金星、地球、火星的公转轨道。第4题，“嫦娥三号”为月球的卫星，位于地月系，因此其不属于河外星系。 5．读“太阳系示意图”，完成下列问题。

B．河外星系 D．总星系

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(1)八颗行星中，B表示________，D表示________。按结构特征划分，它们都属于________行星。

(2)从运动特征来看，八颗行星绕日公转有同向性，即都是自________向________，呈________时针方向运动。另外，还具有________性和________性。 (3)若地球在H行星的轨道上运行，则会发生的现象有( ) A．变为寒冷的“冰球”B．变为炽热的“火球” C．大气层将会消失D．体积将会变小

(4)地球上存在生命物质与其所处的宇宙环境关系密切，此图所反映的有利宇宙环境是 ________________________________________________________________________。 (5)地球上存在生命物质的几个自身条件中，此图反映出来的是_________________________。 答案 (1)金星 火星 类地 (2)西 东 逆 近圆 共面 (3)A

(4)大小行星各行其道、互不干扰，使地球处于相对安全的宇宙环境中 (5)有适合生物生存的温度条件(日地距离适中)

解析 第(1)(2)(3)题，八颗行星按结构特征分为类地行星、巨行星、远日行星，运动特征具有同向性、共面性、近圆性。地球上的能量来自太阳辐射，如果地球在H行星轨道上运行，因距离太阳太远，地球会变成“冰球”。第(4)(5)题，可根据所学知识归纳总结。

课时作业

1．以下天体与我们的视觉对应正确的是( ) A．星云——一闪即逝 C．彗星——拖着长尾 答案 C

解析 轮廓模糊描述的是星云、一闪即逝描述的是流星、圆缺多变描述的是月亮，行星是明亮的，彗星是拖着长尾的，故选C。

“一闪一闪亮晶晶，满天都是小星星，挂在天空放光明，好像许多小眼睛……”是一首大家

B．行星——圆缺多变 D．月亮——轮廓模糊

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耳熟能详的童谣。据此回答2～4题。 2．童谣中所说的“星星”大多属于( ) A．行星 C．流星

B．恒星 D．星云

3．下列属于上题所述天体类型的是( ) A．太阳 C．木星

B．月球 D．陨星

4．下列全部属于天体的一组是( ) A．星云和运行中的通信卫星

B．太空中的云雾状物质和天空中飘动的云朵 C．陨落地表的流星体残骸和“神舟十号”返回舱 D．等待发射的“天宫一号”目标飞行器 答案 2.B 3.A 4.A

5．下列各图中的大中小圆分别表示河外星系、太阳系、地月系，其中能正确表示它们三者之间关系的是( )

答案 B

下图中的“蓝月亮”为科学家用计算机模拟出的银河系中一个可能孕育生命的外星天体，据推测它本身不发光，但该天体上光照良好。据此回答6～7题。

6．“蓝月亮”应属于( ) A．行星B．恒星C．卫星D．彗星 7．“蓝月亮”上的光照可能来自( ) A．太阳B．地球C．行星D．恒星 答案 6.C 7.D

解析 第6题，从图中可以看出，“蓝月亮”围绕行星公转，因而属于卫星。第7题，“蓝月亮”本身不发光，其光照应来自能发光的恒星。因为“蓝月亮”是用计算机模拟出的银河系中的一个可能孕育生命的外星天体，因而其光照不可能来自太阳。

凌日是指地内行星(运行轨道在地球轨道和太阳之间的行星)在绕日运行时恰好处在太阳和

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地球之间，这时地球上的观测者可看到日面上有一个小黑点缓慢移动。当金星与太阳、地球排成一条直线时，就会发生金星凌日现象。据此完成8～10题。 8．假若发生金星凌日现象，则下列四图能正确表示此现象的是( )

9．下列关于金星的叙述，正确的是( ) A．金星绕日公转的方向是自东向西 B．金星的“左邻右舍”分别是水星和火星 C．金星属于类地行星 D．金星属于巨行星

10．在质量、体积、平均密度和运动方向等方面与地球极为相似的行星，称为类地行星。下列属于类地行星的是( ) A．火星 C．木星

答案 8.C 9.C 10.A

(2016·河北馆陶高一期中)2015年7月24日，美国天文学家表示，他们发现了距离地球约1400光年、位于天鹅座的“另一个地球”——“开普勒452b”，科学家猜想它与地球的相似指数为0.98。完成11～12题。

11．下列能成为“开普勒452b”所在天体系统的中心天体是( ) A．天鹅座 C．恒星

B．星云 D．太阳 B．土星 D．天王星

12．称“开普勒452b”为“另一个地球”的原因是它最有可能拥有的特征为( ) A．表面温度适宜 C．既公转又自转 答案 11.C 12.A

解析 第11题，“开普勒452b”位于天鹅座，天鹅座属于太阳系外的恒星系统，其中心天体是恒星，所以C正确。第12题，能发可见光不是行星特征，既公转又自转、绕恒星运动都不是地球的个性特征，所以称“开普勒452b”为“另一个地球”的原因是它最有可能拥有类似地球的生命存在的条件——表面温度适宜。

(2016·金华月考)美国“新视野”号探测器于北京时间2015年7月14日19时49分，近距离飞过冥王星，成为首个探测这颗遥远天体的人类探测器，冥王星首张高清照也随之发布。读图，回答13～14题。

B．能发可见光 D．绕恒星运动

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13．下列关于图文材料的相关叙述，正确的是( ) A．“新视野”号探测器现已飞离太阳系 B．冥王星是八颗行星之一 C．图中包含两级天体系统

D．冥王星与太阳系其他行星绕日公转特征完全相同

14．除了地球外，冥王星和太阳系其他行星不可能存在生命的原因是( ) A．没有昼夜现象 B．难以获取太阳辐射 C．缺少卫星的环绕

D．缺少液态水和适宜生物呼吸的大气 答案 13.C 14.D 解析 第13题，“新视野”号探测器现仍在太阳系内。冥王星是矮行星，不属于八颗行星。图中包含了行星系和恒星系两级天体系统。冥王星与太阳系其他行星绕日公转特征具有一定的相似性，但不完全相同。第14题，行星存在生命要具备三个基本条件：液态水、适宜生物呼吸的大气和适宜的温度。除了地球外，冥王星和太阳系其他行星不可能存在生命的原因就是缺少上述三个条件。

15．下图表示天体系统的不同级别。据图完成下列各题。

(1)图中，天体形成天体系统的原因是______________、________________。

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(2)A表示______________，B表示________________，C表示________________，D表示________________。

(3)仙女座河外星系的级别与________图所示天体系统相同；小行星带所属的最低一级的系统是________图；“有生命的行星”所在的最低一级系统是________图。 答案 (1)相互吸引 相互绕转 (2)总星系 银河系 太阳系 地月系 (3)B C D

解析 天体系统的级别由高到低依次是总星系—银河系—太阳系—地月系。 16．下图是“地球在太阳系中的位置图”。据图回答下列问题。

(1)写出下列字母代表的行星名称。 A________，C________，D________。 (2)在图中绘出土星的公转方向。

(3)小行星带位于________星和________星轨道之间。与E行星结构相似的行星是________星。(填文字)

(4)试分析地球的宇宙环境和地理环境的特点与生命物质存在条件的关系，并用直线相连。 ①地球磁场 a．地球表面存在大气层 ②地球的质量与体积 b．削弱到达地面的紫外线强度 ③地球与太阳的距离 c．水处于液体状态

④地球大气中的臭氧层 d．减少宇宙射线对生命的伤害 答案 (1)水星 地球 天王星

(2)略(沿E所在公转轨道画逆时针方向箭头) (3)火 木 木 (4)

解析 (1)读图，根据太阳系结构判断，A是水星，C是地球，D是天王星。(2)土星的公转方向是逆时针方向，沿公转轨道画逆时针方向箭头即可。(3)小行星带位于火星和木星轨道

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之间，图中E星是土星，与E行星结构相似的行星是木星。(4)地球磁场的存在，可以减少宇宙射线对生命的伤害。地球的质量与体积适中，能够吸引住一定的大气，使得地球表面存在大气层。地球与太阳的距离适中，使地球平均温度处在15℃左右，水处于液体状态。地球大气中的臭氧层，能够削弱到达地面的紫外线强度，使生物受紫外线的伤害减少。

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