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1第一节地球的宇宙环境学习目标1．了解不同类型的天体及其特点。2．分清不同天体系统的级别、层次，能描述地球在宇宙中的位置。3．比较、归纳太阳系中八大行星的资料，理解地球是宇宙中既普通又特殊的天体。知识导引一、人类对宇宙的认识1．可见宇宙：即人类已经观测到的有限宇宙。目前，可见宇宙的半径约为140亿光年。2．光年：天文学中的距离单位，即光在真空中一年所传播的距离。1光年约等于9.460_8×1012千米。地理学上强调的宇宙是“有限的宇宙”。它在时间上有始有终，空间上是有边际的，天文学家把人类已经观测到的有限宇宙叫“可见宇宙”或“已知宇宙”。哲学上认为的宇宙是没有起点、终点和边界范围的。二、多层次的天体系统1．概念(1)天体：宇宙间的星云、恒星、行星、卫星等各种物质通称为天体。(2)天体系统：万有引力和天体的永恒运动维系着它们之间的关系，组成多层次的天体系统。2．类别(1)银河系及河外星系共同点主要由恒星等比较大的天体组成关系级别相同的恒星系统联系两者都是星系，所有星系合在一起构成最大的天体系统，称为总星系(2)太阳系2①太阳系的组成：太阳(中心天体)、行星、矮行星、小行星、彗星、流星体、卫星和行星际物质等。②填图：填出八大行星的名称。A．水星B．金星C．地球D．火星E．木星F．土星G．天王星H．海王星(3)地月系：由地球与月球组成；月球的自转方向和周期与其公转方向和周期完全一样。1．判断某些天体之间是否构成天体系统有两个基本条件：一是它们之间是否存在相互吸引的关系；二是它们之间是否相互绕转。同类天体之间因质量接近，特点相似，不可能存在相互绕转的关系，不能构成天体系统。2．在太阳系中的彗星、小行星以及一些更小的天体都围绕太阳公转。3．(1)哈雷彗星绕日公转方向与八大行星绕日公转方向相反(自东向西)。(2)八大行星中只有金星自转方向为自东向西，因此在金星上看太阳是西升东落。三、普通而特殊的行星——地球1．普通性在太阳系行星中，就外观和所处的位置而言，地球是一颗普通的行星。2．特殊性(1)表现：目前所知道的唯一存在生命的星球。(2)存在生命的条件充足的水分恰到好处的大气厚度和大气成分适宜的太阳光照和温度范围原始地球的大气成分主要是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨，缺少氧气，不适合生物的生存。经过漫长的演化过程，地球大气转化为以氮和氧为主适合生物呼吸的大气。探究点一天体的概念和种类3[核心归纳]1．天体是宇宙间物质存在的形式。宇宙中物质存在形式多种多样，如天空中闪烁的恒星，移动的行星，轮廓模糊的星云，划破夜空的流星，拖着长尾的彗星，圆缺的月球以及航天飞机、宇宙飞船等都是天体。2．天体可分为自然天体和人造天体。(1)自然天体：恒星、星云、行星、卫星、流星体、彗星及星际空间的气体和尘埃等。(2)人造天体：航天飞机、人造卫星、飞船、太空垃圾等。3．最基本的天体是恒星和星云。各类天体特点如下表所示：天体组成(或成员)特点形状星云气体和尘埃主要成分是氢云雾状模糊恒星炽热气体自身发光闪烁行星如八大行星质量小、自身不发光移动流星体尘粒、固体小块质量小、数量多流星现象卫星如月球绕行星公转、不发光圆缺变化彗星冰物质绕太阳运行，质量小、云雾状拖着长尾星际物质气体和尘埃极其稀薄、密度小不能用肉眼观察状元随笔天体的判断方法一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。二看其能否克服地球的引力，在太空中按自己的道运行。三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。[应用体验]1．天文学家宣布他们在冥王星更外侧的太阳系边缘发现一颗太阳系的新成员，这颗“冰冻星球”的发现暗示在那个寒冷的区域很有可能还隐藏着比冥王星更大的天体。下列关于天体的叙述，正确的是()A．天体即宇宙中一切球状的固态物质B．题干中的“冰冻星球”为恒星C．天体在宇宙中是静止不动的4D．天体有很多类型，太阳是恒星，地球是行星，月球是卫星解析：天体是宇宙间物质的存在形式，因此不仅仅指固态物质，A项错；太阳系中只有太阳是恒星，且自身发光、发热，“冰冻星球”位于太阳系中冥王星外侧，不是恒星，故B项错；宇宙中的物质是不断运动的，故C项错；天体包括恒星、行星、卫星、流星体、彗星、星云等，故D项正确。答案：D2．2013年6月26日8时许，“神舟十号”在内蒙古四子王旗安全着陆。如图为“神舟十号”返回舱。据此完成(1)～(2)题。(1)图中的“神舟十号”返回舱表面有类似“烧焦”的痕迹，其形成原因类似于()A．彗星B．流星C．极光D．卫星(2)图中“神舟十号”返回舱属于()A．天体B．天体系统C．地月系D．地球的一部分解析：本题组主要考查天体及天体的判断。(1)流星(现象)是闯入地球大气的流星体同大气摩擦发热燃烧发光形成的。极光是高能带电粒子流闯入极地上空的大气同大气碰撞形成的发光现象。因此“神舟十号”返回舱表面的“烧焦”痕迹，其形成原因类似于流星。(2)“神舟十号”返回舱到达地球，属于地球的一部分，不属于天体，更不属于天体系统。答案：(1)B(2)D探究点二多层次的天体系统[核心归纳]1．天体系统天体系统组成其他总星系银河系与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到20世纪末，人类观察到的河外星系超过1250个5银河系太阳和千千万万颗恒星组成的庞大恒星集团太阳系与银河系中心的距离大约为2.7万光年太阳系太阳、行星及其卫星、矮行星、小行星、彗星、流星体和行星际物质，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。日地平均距离为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自然天体。地月平均距离为38.4万千米状元随笔(1)总星系是目前人类能够观测到的宇宙部分，并不是宇宙的全部。(2)银河系和河外星系是同级别的天体系统。(3)太阳与地球之间的平均距离约1.5亿千米，天文学上称之为1个天文单位。2．天体在宇宙中的分布是不均匀的，万有引力和天体的永恒运动维系着它们之间的关系，组成了多层次的天体系统。[应用体验]读天体系统的层次图，回答1～3题。1．图中甲、乙、丙、丁所代表的天体系统名称分别是()A．河外星系、银河系、太阳系、地月系B．银河系、河外星系、太阳系、地月系C．太阳系、河外星系、银河系、地月系D．银河系、太阳系、地月系、河外星系2．从天体系统级别来看，甲、乙、丙、丁属于同一级别的是()A．甲与乙B．丙与丁C．乙与丙D．乙与丁63．天体系统包括()A．1级B．2级C．3级D．4级解析：第1题，读图可知，甲、乙、丙、丁所代表的天体系统名称分别是银河系、河外星系、太阳系、地月系。第2题，图中甲代表的是银河系，乙代表的是河外星系，它们属于同一级别。第3题，读图可知，图中天体系统有地月系、太阳系、银河系和总星系，共4级。答案：1.B2.A3.D如图示意月全食发生时太阳、地球、月球的相对位置。回答4～5题。4．下列对图中天体的叙述，正确的是()A．月球自身可以发光B．地球属于卫星C．太阳属于恒星D．月球属于彗星5．下列天体系统与月全食所涉及的天体系统无关的是()A．地月系B．河外星系C．银河系D．太阳系解析：第4题，太阳属于恒星；地球绕恒星公转，属于行星；月球绕行星公转，属于卫星。第5题，月全食所涉及的天体有月球、地球、太阳，它们所在的天体系统由小到大依次为地月系、太阳系、银河系，月全食未涉及河外星系。答案：4.C5.B探究点三普通而特殊的行星——地球[核心归纳]1．地球的普通性所谓普通性是指地球就其外观和所处的位置而言，是一颗普通的行星。其运动和结构特征与其他行星相比，并没有特殊的地方。(1)运动特征：八大行星绕日公转的运动特征表现为：共面性、同向性和近圆性。7运动特征涵义共面性八大行星绕日公转的轨道几乎在同一平面上同向性公转方向都是与地球公转方向相同(自西向东)近圆性八大行星的公转轨道同圆相当接近(2)结构特征：项目分类包括的行星距日远近表面温度质量体积密度有无光环类地行星水星、金星、地球、火星近高小小大无巨行星木星、土星中中大大小有远日行星天王星、海王星远低中中中有2.地球的特殊性——存在生命地球上之所以会存在生命，除与地球所处的安全宇宙环境有关外，还与地球自身的条件有密切的关系。如下表所示：存在生命物质的条件存在生命条件的原因影响外部条件安全的宇宙环境太阳系中，大、小行星各行其道，互不干扰太阳系八大行星都可能存在生命稳定的太阳光照自生命诞生以来，太阳光照条件没有明显的变化自身条表面温度适宜日地距离适中只有地球有生命存在大气层的存在地球的体积和质量适中表面温度的日变化、季地球的自转和公转周期适中，8件节变化较小地球大气的保温效应充足的水分地球内部结晶水汽化及日地距离适中状元随笔分析一个天体是否适合生命存在和发展，应借助地球上适宜生命存在和发展的温度、大气、液态水三个方面的条件来考虑，因为这些都是生物生存的必要条件，只有满足了这些条件，才可能有生命的存在和发展。[应用体验]读火星、木星、天王星数据比较表(以地球数据为1)，回答1～3题。质量体积公转周期自转周期火星0.110.151.91木星317.941316.0011.80.4天王星14.6365.2084.00.71.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2．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3．下列地球上生物出现和进化的条件，表中三行星同样具备的是()A．近地面平均气温约为15℃B．以氮、氧为主的大气C．原始海洋的形成D．比较稳定和安全的宇宙环境解析：第1题，密度等于质量与体积之比，由表中数据可知，四行星中密度最大的是地球。第2题，由表中数据可知，火星与地球最相近的是自转周期。第3题，三行星都位于太阳系，所以都有比较稳定和安全的宇宙环境。答案：1.A2.C3.D迄今为止，科学家已经在宇宙中发现无数个宜居星球，这些星球都与地球十分相似，很可能就是我们的第二家园。其中开普勒186f行星是与地球相似的“兄弟”，它距离地球约490光年，比地球略重，由岩石构成，科学家推测其地表有可能存在液态水。据此回答4～5题。4．宜居星球必备的条件不包括()A．距中心天体远近适中B．自转方向需自西向东9C．所处宇宙环境安全D．中心天体的光热稳定5．推断开普勒186f行星可能存在液态水的依据主要是()A．质量和体积适中B．该星球由岩石构成C．与其所环绕的恒星距离适中D．有厚厚的大气层保护解析：第4题，宜居星球必备的条件主要是距中心天体远近适中，有适宜的温度，所处宇宙环境安全，中心天体的光热稳定，与其自转方向没有关系，故选B项。第5题，开普勒186f行星与其环绕的恒星距离适中，其表面有适宜的温度，才可能存在液态水，故C项正确。答案：4.B5.C欧洲航天局普朗克探测器计算的宇宙年龄为138.2亿年。结合所学知识，回答1～2题。1．目前，人类探测到可见宇宙的半径约为()A．8万光年B．1.5亿千米C．100亿光年D．140亿光年2．天文学中的距离单位是()A．年B．光年C．千米D．公里解析：第1题，天文学家把人类已经观测到的有限宇宙叫做“可见宇宙”，它的半径约为140亿光年。第2题，光年是天文学中的距离单位，是光在“真空”中一年传播的距离。答案：1.D2.B2015年3月28日，欧洲航天局的“罗塞塔”号探测器从67P/丘留莫瓦—格拉西梅彗星上空掠过并拍摄照片，“罗塞塔”号共拍摄了4幅照片，用令人难以置信的细节揭示这颗多冰彗星的惊人地貌。据此回答3～4题。3．彗星()A．围绕太阳运动的轨道具有近圆性B．外貌呈云雾状，质量超过行星C．绕日公转的周期均为76年D．彗尾位于背向太阳的一侧4．太阳系中()A．八大行星是其主体10B．彗星属于级别最低的天体系统的成员C．与月球同属一类的天体有多颗D．地球因有大气，所以在八大行星中温度最高解析：第3题，彗星是在扁长轨道上绕太