第一節地球的宇宙環境【學習目標】1.以我國對宇宙的探索為例,了解人類對宇宙的認識歷程,掌握可觀測宇宙的范圍。(區域認知)2.結合案例分析及圖文資料,描述地球的宇宙環境,了解各級天體系統的主要天體類型及特點。(區域認知)3.結合地球等行星的基本資料,說明地球上存在生命的條件。(人地協調觀、區域認知、綜合思維)【自主預習】一、地球所處的宇宙環境1.宇宙的兩大特點:物質性、運動性——各種天體時刻在運動。2.宇宙的層次性:各天體①、相互繞轉,形成天體系統。目前所知的天體系統共分為四級,如下圖所示:

二、太陽系結構示意圖——表明地球是一顆普通行星1.中心天體:太陽。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)地球與太陽系其他行星具有⑤、共面性、近圓性的運動特征。

(2)地球與水星、金星、火星的結構特征相似,同為類地行星。三、存在生命——表明地球是一顆特殊行星【答案】①相互吸引②可觀測宇宙③太陽系④地球⑤同向性⑥溫度⑦太陽光照⑧液態水【合作探究】情境導入2022年12月29日,位于重慶兩江新區的深空探測雷達“中國復眼”項目一期正式開機,拍出了月球環形山地基雷達三維圖像?！爸袊鴱脱邸庇珊芏嘈√炀€合成一個大天線,對于電磁波自發自收,能觀測到小行星。項目二期工程將在云陽縣建設25部30米口徑的高分辨率分布式雷達,可實現千萬公里外的小行星探測。在此基礎上,第三期工程計劃形成一個由上百部雷達組成的科學設施,探測距離將達到1.5億千米。下圖為“中國復眼”一期工程。主題1：天體與天體系統主題探究情境夢天實驗艙是中國空間站“天宮”的組成部分。2022年10月31日15時37分,夢天實驗艙搭乘長征五號B遙四運載火箭,在我國文昌航天發射場發射升空,約8分鐘后,夢天實驗艙與火箭成功分離并準確進入預定軌道。任務1發射時夢天實驗艙是否屬于天體?請說出判斷依據?！敬鸢浮坎粚儆?。發射時夢天實驗艙還沒有進入宇宙空間,是地球的附屬物,不是宇宙間的物質。任務2進入預定軌道的夢天實驗艙將和哪個天體組成天體系統?與該天體系統同級的天體系統名稱是什么?【答案】地球。地月系。任務3作為天體,地球和太陽的本質區別是什么?【答案】太陽屬于恒星,體積和質量大,自身能發光。地球屬于行星,體積和質量小,自身不能發光。知識小結1.主要的天體類型及特點天體類型主要組成特點觀測特點星云氣體和塵埃質量大,云霧狀模糊恒星熾熱氣體,主要由氫和氦組成質量大,發光閃爍行星巖石、氣體等繞恒星公轉,不發光移動衛星巖石繞行星公轉,不發光圓缺多變流星體塵粒、固體小塊質量小,數量多一閃即逝彗星冰物質繞太陽公轉,云霧狀拖著長尾星際物質氣體、塵埃稀薄,密度小用肉眼觀測不到特別提醒上表中的天體皆為自然天體,由人類發射的在太空中運行的航天飛機、人造衛星、宇宙飛船等為人造天體。2.主要的天體系統天體系統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38.4萬千米太陽系太陽、行星及其衛星、小行星、彗星、流星體和星際物質日地平均距離約為1.5億千米銀河系太陽和千千萬萬顆恒星組成的龐大恒星集團太陽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大約有上千億個可觀測宇宙銀河系與現階段所能觀測到的河外星系目前人類所知的最高一級的天體系統對點訓練中國科學院國家天文臺利用“中國天眼”在距離地球2.8億光年的“斯蒂芬五重星系”及周圍天區中發現一個巨大原子氣體系統。該成果于2022年10月19日在國際學術期刊《自然》發表。據此回答1~2題。1.該原子氣體系統位于()。A.太陽系B.地月系C.銀河系D.河外星系【答案】D【解析】由材料可知,該原子氣體系統距離地球2.8億光年,銀河系直徑約為10萬光年,說明該原子氣體系統位于銀河系之外,銀河系之外的與銀河系同級別的恒星系統統稱為河外星系。2.從質量看,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.衛星【答案】C【解析】從質量看,“斯蒂芬五重星系”是一個巨大原子氣體系統,恒星是由發光等離子體(主要是氫、氦和微量的較重元素)構成的巨型球體,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、衛星自身不發光,體積、質量較小。主題2：地球的普通性與特殊性主題探究情境2020年是中國航天活動的大年。中國首次火星探測任務計劃于2020年擇機實施,目標是通過一次發射任務,實現火星環繞和著陸巡視,開展火星全球性和綜合性探測,并對火星表面的重點地區進行精細巡視勘察。下圖為拍攝的火星表面照片,下表為火星與太陽系中其他七顆行星的相關資料。行星軌道傾角偏心率質量比(與地球相比)體積比(與地球相比)表面溫度/℃公轉方向水星7.0°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°0.0930.110.15063木星1.3°0.048317.941316.000161~108土星2.5°0.05495.18745.000189~139天王星0.8°0.04714.6365.200220~197海王星1.8°0.00917.2257.100218~201任務1太陽系中八顆行星繞太陽公轉有哪些特征?【答案】同向性:八顆行星的公轉方向均為自西向東。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軌道具有近圓性特征。任務2按照質量、體積、距日遠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),遠日行星(天王星、海王星)。任務3根據表中資料可以看出,與其他行星相比,地球上存在生命的優越條件是什么?【答案】具有適宜的溫度。任務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、充足的液態水和穩定的宇宙環境。素養培育尋找外星生命——培育綜合思維情境設想在距離地球5×1013km的地方有一顆存在生命物質的行星。有一天,地球上某太空信息接收站收到了該行星發來的求救信號:“親愛的外星朋友,你們好!我們是X星球上的居民,我們的星球將于10年后毀滅,因此我們打算移居外星球。如果貴星球愿意接納,請給予回復,并告知你們的位置,以便我們尋找。萬分感謝你們的援助!”任務1X星球上有生命存在,猜想它應該具備哪些條件?【答案】這顆行星應該與它所在天體系統的中心天體距離適中,使它具有適合生物生存的溫度;有適當的體積和質量,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;有液態水存在;處于一個相對穩定和安全的宇宙環境之中。任務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系,距離中心天體太陽1.5×108km處,是太陽系八顆行星中離太陽由近到遠數的第三顆行星。任務3外星朋友最終能收到地球上發出的消息嗎?為什么?(提示:①計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3×105km/s;②遠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光年相當于9.4608×1012km,該行星距離地球5×1013km,即距離地球超過5光年。遠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年多時間,從地球傳回消息至該行星又需要5年多時間,已超過10年。知識小結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,具體表現如下:(1)運動特征:(2)結構特征:地球在距日遠近、質量、體積、密度、自轉和公轉周期、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境太陽系中,大小行星各行其道,互不干擾太陽系的八顆行星中都可能存在生命穩定的太陽光照自生命誕生以來,太陽的光照條件沒有明顯的變化自身條件適宜的溫度日地距離適中;地球的自轉和公轉周期適當;有大氣層的存在太陽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量適中;地球原始大氣演化成為現在的大氣;存在臭氧層有液態水地球內部溫度升高→產生水汽→形成海洋;適宜的溫度保障了地球上的水體以液態水為主3.在分析某行星是否有生命物質存在時,可從“四看”入手分析對點訓練地球是太陽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,但是我們至今還沒有發現它們。據此回答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.太陽光照穩定B.日地距離適中C.地球的體積適中D.地球的質量適中2.地球之所以有恰到好處的大氣厚度和大氣成分,主要是因為()。①生物循環作用②適中的質量和體積③大氣經過漫長的演化過程④地球的宇宙環境比較安全A.①②B.③④C.②③D.①④【答案】1.B2.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,是因為地球適中的體積和質量所產生的引力使得地球上大氣厚度適宜,經過漫長的演化過程形成了適合生物呼吸的大氣,②③正確。【隨堂檢測】思維構建【答案】①共面性②近圓性③存在生命即時訓練2019年5月20日晚,天空中出現了木星伴月的天文現象,木星位于月亮的右下方不遠處,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,我國古代又稱大火。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.衛星、衛星D.行星、衛星2.心宿二位于()。A.地月系B.太陽系C.銀河系D.河外星系【答案】1.D2.C【解析】第1題,木星是太陽系中的行星,月亮屬于地球的衛星。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,太陽系距銀河系的中心約2.6萬光年,由此可知心宿二位于銀河系。2022年4月22日是第53個“世界地球日”,主題是“珍愛地球人與自然和諧共生”。據此回答3~4題。3.地球的特殊性表現在()。A.質量在太陽系八顆行星中最小B.公轉方向與太陽系其他七顆行星不同C.既有自轉運動,又有公轉運動D.太陽系中唯一存在高級智慧生命的星球【答案】D【解析】地球的特殊性表現在其為太陽系中唯一存在高級智慧生命的星球