地球的宇宙環(huán)境導(dǎo)學(xué)案（二）高中地理新人教版必修第一冊(cè)

1.1地球的宇宙環(huán)境（二）（明確目標(biāo)，1分鐘）（課標(biāo)要求：運(yùn)用資料，描述地球所處的宇宙環(huán)境）1.結(jié)合生活實(shí)際說出常見的天體類型和天體系統(tǒng)。2.結(jié)合生活實(shí)際說出太陽(yáng)系的主要成員，運(yùn)用資料說明地球的普通性和特殊性。3.運(yùn)用有關(guān)資料分析地球上存在生命的條件和其他星球存在地外生命的可能性。（1分鐘，教師導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣）世界最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡——被譽(yù)為“中國(guó)天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）2021年3月31日起正式對(duì)全球科學(xué)界開放?！爸袊?guó)天眼”是迄今世界最大且最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡，靈敏度是美國(guó)阿雷西博望遠(yuǎn)鏡的2.5倍以上，將有效探索的空間范圍擴(kuò)大約4倍，極大地拓展了人類觀察宇宙視野的極限，目前已能接收到100多億光年以外的電磁信號(hào)。（5分鐘，請(qǐng)你以下面示意圖為線索，回顧你預(yù)學(xué)過的知識(shí)）（30分鐘探究、小組討論、小組展示、完善答案）探究一、天體與天體系統(tǒng)基礎(chǔ)探究2020年4月24日，中國(guó)行星探測(cè)任務(wù)被命名為“天問（Tianwen）系列”，首次火星探測(cè)任務(wù)被命名為“天問一號(hào)”，后續(xù)行星任務(wù)依次編號(hào)。按照計(jì)劃，“天問一號(hào)”火星探測(cè)任務(wù)要一次性完成“繞、落、巡”三大任務(wù)，這也標(biāo)志著我國(guó)行星探測(cè)的大幕正式拉開。2020年7月23日，“天問一號(hào)”探測(cè)器在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空。2021年2月5日20時(shí)，“天問一號(hào)”探測(cè)器發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火工作，順利完成地火轉(zhuǎn)移段第四次軌道中途修正，以確保按計(jì)劃實(shí)施火星捕獲?！締栴}】（1）說出圖中自然天體A、B的名稱。（2）火星屬于哪類天體?按照距太陽(yáng)由近到遠(yuǎn)的順序說出太陽(yáng)系中與火星同一級(jí)別的天體。（3）圖中“天問一號(hào)”是否屬于天體？說明理由?！敬鸢浮浚?）A為地球，B為月球。（2）火星屬于行星。水星、金星、地球、（火星）、木星、土星、天王星、海王星。（3）屬于人造天體。因?yàn)椤疤靻栆惶?hào)”有其自身運(yùn)行軌道，不屬于任何其他天體的一部分。【典例示范】讀圖，回答下列問題?！締栴}】（1）火星探測(cè)器在上圖所示位置時(shí)是否屬于天體?著陸時(shí)是否屬于天體?（2）圖中共包括級(jí)天體系統(tǒng)，其中最高一級(jí)天體系統(tǒng)的中心天體是，最低一級(jí)天體系統(tǒng)的中心天體是。?【解析】第（1）題，火星探測(cè)器在太空中運(yùn)行時(shí)是天體，著陸時(shí)就不是天體了。第（2）題，火星與環(huán)繞其運(yùn)行的人造衛(wèi)星組成行星系統(tǒng)，而火星環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)行，屬于太陽(yáng)系?！敬鸢浮浚?）火星探測(cè)器在圖中位置時(shí)為火星的衛(wèi)星，屬于天體。在火星表面著陸時(shí)，屬于火星的附屬物，不屬于天體。兩太陽(yáng)火星【探究小結(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)和千千萬萬顆恒星組成的龐大恒星集團(tuán)太陽(yáng)系與銀河系中心的距離大約為2.6萬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)總星系銀河系與現(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)探究二、地球的普通性與特殊性基礎(chǔ)探究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)是通過一次發(fā)射任務(wù)，實(shí)現(xiàn)火星環(huán)繞和著陸巡視，開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°0.2060.050.056167自西向東金星3.4°0.0070.820.856464地球0°0.0171.001.00015火星1.9°0.0930.110.150-63木星1.3°0.048317.941316.000-161~-108土星2.5°0.05595.18745.000-189~-139天王星0.8°0.05114.6365.200-220~-197海王星1.8°0.00617.2257.100-218~-201【問題】（1）太陽(yáng)系中八顆行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)有哪些特征?（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?（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?（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】（1）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，說明八顆行星的公轉(zhuǎn)軌道具有近圓性特征。（2）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）。（3）具有適宜的溫度。（4）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。深度探究美國(guó)宇航局（NASA）舉行的電話會(huì)議，宣布了開普勒太空望遠(yuǎn)鏡的一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)：天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了迄今最接近“另一個(gè)地球”的系外行星——Kepler452b。該行星位于距離地球1400光年的天鵝座，直徑比地球大60%，所處位置允許擁有液態(tài)水。它圍繞的母恒星與太陽(yáng)非常類似——溫度相近，直徑比太陽(yáng)大10%，亮度高20%，年齡15億歲。Kepler452b到這顆恒星的距離，也與地球到太陽(yáng)的距離比較相近?！締栴}】（1）推測(cè)系外行星——Kepler452b可能存在生命的外部條件。（2）推測(cè)系外行星——Kepler452b可能存在生命的內(nèi)部條件?！敬鸢浮浚?）安全的宇宙環(huán)境，穩(wěn)定的太陽(yáng)光照。（2）溫度適宜，供生物呼吸的大氣，液態(tài)水。【典例示范】德國(guó)科學(xué)家最新研究發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)系附近有三顆“超級(jí)地球”有可能存在外星生命。這三顆行星圍繞天蝎座的一顆恒星運(yùn)行，距離地球僅22光年。回答下題。

（1）有適合生物呼吸的大氣是生命存在的重要條件之一?！俺?jí)地球”上存在大氣的原因是因?yàn)樗哂校ǎ?/p>

A.與恒星的距離適中 B.適中的晝夜更替周期

C.適中的質(zhì)量與體積 D.適中的自轉(zhuǎn)周期【解析】本題考查行星上生命存在條件的相關(guān)知識(shí)。C項(xiàng)，根據(jù)地球上大氣存在的條件可推理，超級(jí)地球上存在大氣的原因是因?yàn)橛羞m中的質(zhì)量和體積，故C項(xiàng)正確。A項(xiàng)、B項(xiàng)、D項(xiàng)，與恒星的距離適中、適中的晝夜更替周期和適中的自轉(zhuǎn)周期，均是與溫度相關(guān)，與存在大氣沒有關(guān)系。故A項(xiàng)、B項(xiàng)、D項(xiàng)均錯(cuò)誤。綜上所述，本題正確答案為C?！敬鸢浮緾

（2）液態(tài)水的存在是地球生命起源和發(fā)展的重要條件之一，下列敘述中與地球“液態(tài)水存在”有密切關(guān)系的是（）

①地球上晝夜更替的周期較適中 ②地球的質(zhì)量和體積適中

③地球處于一種比較安全的宇宙環(huán)境之中 ④地球與太陽(yáng)的距離比較適中

A.①④ B.①② C.②③ D.②④【解析】本題考查地球上生命存在的相關(guān)知識(shí)。①項(xiàng)、?④項(xiàng)，地球上晝夜更替的周期較適中，地球與太陽(yáng)的距離比較適中，這樣使地球上的溫度保持在15℃左右，如果溫度過高水呈氣態(tài)，若溫度過低，水呈固態(tài)。故①④正確。②項(xiàng)、③項(xiàng)，地球的質(zhì)量和體積適中是地球上有適宜的大氣存在的條件；地球處于一種比較安全的宇宙環(huán)境之中使地球受到宇宙中外來影響因素干擾較少，并不屬于液態(tài)水存在的條件。故②③均錯(cuò)誤。綜上所述，本題應(yīng)選擇①④，正確答案為A?！敬鸢浮緼

【探究小結(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：如下圖所示。（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，太陽(yáng)的光照條件沒有明顯的變化自身?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；臭氧層存在有液態(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”入手分析答案：①共面性②近圓性③存在生命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。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，中國(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【解析】第1題，木星屬于太陽(yáng)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10萬光年，太陽(yáng)系距銀河系的中心約2.6萬光年，因而可知心宿二位于銀河系?！敬鸢浮?.D2.C讀太陽(yáng)系八大行星的位置示意圖，回答3~4題。3.圖中①~⑧分別表示地球和土星的是（）。A.②⑦ B.③⑥ C.③⑤ D.④⑤4.下列關(guān)于金星的敘述，正確的是（）。A.位于地球和火星之間 B.表面為非固態(tài)C.自身能發(fā)光 D.表面平均溫度比地球高【解析】第3題，太陽(yáng)系八大行星由內(nèi)向外依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，由此確定③為地球，⑥為土星。第4題，金星位于地球和水星之間，表面為固態(tài)，自身不發(fā)光，因距離太陽(yáng)比地球近，所以表面平均溫度比地球高。【答案】3.B3.B4.D地球是太陽(yáng)系中的一顆普通行星，然而地球又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會(huì)有能夠繁衍生命的星球，但是至今我們還沒有發(fā)現(xiàn)它們。據(jù)此回答5~6題。5.地球上有適宜生物存在的溫度條件，該條件形成的原因是（）。A.太陽(yáng)的光照穩(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