第一章

從宇宙看地球第一節(jié)

地球的宇宙環(huán)境第三課時(shí)新課導(dǎo)入火星上是否存在著或存在過(guò)生命，一直是人們關(guān)注的熱門話題?？茖W(xué)家研究認(rèn)為，火星上存在水冰和有機(jī)物質(zhì)。2018年11月27日美國(guó)國(guó)家航空與航天局（NASA）“洞察號(hào)”探測(cè)器登陸火星，進(jìn)一步引起了人們對(duì)火星是否存在生命的關(guān)注。作為太陽(yáng)系中與地球最相似的行星，火星上真的存在生命嗎？火星具備適宜人類生存的環(huán)境嗎？核心素養(yǎng)課標(biāo)要求：運(yùn)用資料，描述地球所處的宇宙環(huán)境，說(shuō)明太陽(yáng)對(duì)地球的影響。理解地球在太陽(yáng)系中的“宜居”特殊性（如日地距離、大氣與磁場(chǎng)保護(hù)），對(duì)比火星等天體環(huán)境，認(rèn)識(shí)地球生命支撐系統(tǒng)的脆弱性。人地協(xié)調(diào)觀學(xué)生應(yīng)能通過(guò)學(xué)習(xí)地球的宇宙環(huán)境，理解不同區(qū)域（如地球、太陽(yáng)系、銀河系等）的特征和相互聯(lián)系，培養(yǎng)對(duì)地理區(qū)域的認(rèn)知和理解區(qū)域認(rèn)知學(xué)生需要理解地球的宇宙環(huán)境對(duì)地球自身的影響，包括太陽(yáng)輻射、太陽(yáng)活動(dòng)、行星運(yùn)動(dòng)等對(duì)地球氣候、生物圈、人類活動(dòng)等方面的影響。這要求學(xué)生具備綜合不同學(xué)科知識(shí)進(jìn)行分析和解決問(wèn)題的能力綜合思維學(xué)生應(yīng)具備通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查等方式，獲取和處理與地球宇宙環(huán)境相關(guān)的地理信息的能力。同時(shí)，他們應(yīng)能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，分析和解決與地球宇宙環(huán)境相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題地理實(shí)踐力要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)重點(diǎn)01天體的類型和特征，天體系統(tǒng)的層次，地球普通性與特殊性的表現(xiàn)，太陽(yáng)輻射對(duì)地球的影響，太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)地球的影響難點(diǎn)02地球存在生命的條件，太陽(yáng)輻射的分布規(guī)律及影響因素宇宙0102太陽(yáng)03地球目錄CONTENTS03地球地球的普遍性圖1-1-11太陽(yáng)系示意圖（非真實(shí)比例）同向性繞日公轉(zhuǎn)方向相同，都是自西向東運(yùn)動(dòng)方向從運(yùn)動(dòng)特征上看圖1-1-11太陽(yáng)系示意圖（非真實(shí)比例）地球的普遍性從運(yùn)動(dòng)特征上看水星金星地球火星木星土星天王星海王星軌道傾角7°3.4°0°1.9°1.3°2.5°0.8°1.8°軌道傾角很小，說(shuō)明與地球的公轉(zhuǎn)軌道面幾乎共面八大行星軌道傾角共面性與其他行星的公轉(zhuǎn)軌道面幾乎在同一平面上軌道平面圖1-1-11太陽(yáng)系示意圖（非真實(shí)比例）地球的普遍性從運(yùn)動(dòng)特征上看八大行星偏心率水星金星地球火星木星土星天王星海王星偏心率0.2060.0070.0170.0940.0490.0570.0460.011近圓性各行星公轉(zhuǎn)軌道均近似圓形軌道形狀偏心率接近0，軌道形狀近乎正圓形地球的普遍性從物理性質(zhì)看水星（Mercury）注：質(zhì)量和體積都以地球?yàn)?個(gè)單位；日地距離為1天文單位，簡(jiǎn)寫為（AU）與太陽(yáng)的距離：0.39赤道半徑（千米）：2439.70質(zhì)量：0.06體積：0.06平均密度（克/厘米3）：5.43公轉(zhuǎn)周期/a：0.24自轉(zhuǎn)周期/d:58.79表面大氣平均溫度/℃：167已知衛(wèi)星數(shù)（個(gè)）：0地球的普遍性從物理性質(zhì)看金星（Venus）注：質(zhì)量和體積都以地球?yàn)?個(gè)單位；日地距離為1天文單位，簡(jiǎn)寫為（AU）與太陽(yáng)的距離：0.72赤道半徑（千米）：6051.80質(zhì)量：0.82體積：0.86平均密度（克/厘米3）：5.24公轉(zhuǎn)周期/a：0.62自轉(zhuǎn)周期/d:243.69表面大氣平均溫度/℃：464已知衛(wèi)星數(shù)（個(gè)）：0地球的普遍性從物理性質(zhì)看地球（Earth）注：質(zhì)量和體積都以地球?yàn)?個(gè)單位；日地距離為1天文單位,簡(jiǎn)寫為（AU）與太陽(yáng)的距離：1赤道半徑（千米）：6378.14質(zhì)量：1體積：1平均密度（克/厘米3）：5.51公轉(zhuǎn)周期/a：1自轉(zhuǎn)周期/d:1表面大氣平均溫度/℃：15已知衛(wèi)星數(shù)（個(gè)）：1地球的普遍性從物理性質(zhì)看火星（Mars）注：質(zhì)量和體積都以地球?yàn)?個(gè)單位；日地距離為1天文單位，簡(jiǎn)寫為（AU）與太陽(yáng)的距離：1.52赤道半徑（千米）：3396.20質(zhì)量：0.11體積：0.15平均密度（克/厘米3）：3.39公轉(zhuǎn)周期/a：1.03自轉(zhuǎn)周期/d:1.88表面大氣平均溫度/℃：-65已知衛(wèi)星數(shù)（個(gè)）：2地球的普遍性從物理性質(zhì)看木星（Jupiter）注：質(zhì)量和體積都以地球?yàn)?個(gè)單位；日地距離為1天文單位，簡(jiǎn)寫為（AU）與太陽(yáng)的距離：5.20赤道半徑（千米）：71492.00質(zhì)量：317.83體積：1321.33平均密度（克/厘米3）：1.33公轉(zhuǎn)周期/a：11.86自轉(zhuǎn)周期/d:0.42表面大氣平均溫度/℃：-110已知衛(wèi)星數(shù)（個(gè)）：79地球的普遍性從物理性質(zhì)看土星（Saturn）注：質(zhì)量和體積都以地球?yàn)?個(gè)單位；日地距離為1天文單位，簡(jiǎn)寫為（AU）與太陽(yáng)的距離：9.54赤道半徑（千米）：60268.00質(zhì)量：95.16體積：763.59平均密度（克/厘米3）：0.69公轉(zhuǎn)周期/a：29.46自轉(zhuǎn)周期/d:0.45表面大氣平均溫度/℃：-140已知衛(wèi)星數(shù)（個(gè)）：62地球的普遍性從物理性質(zhì)看天王星（Uranus）注：質(zhì)量和體積都以地球?yàn)?個(gè)單位；日地距離為1天文單位，簡(jiǎn)寫為（AU）與太陽(yáng)的距離：19.19赤道半徑（千米）：25559.00質(zhì)量：14.54體積：63.08平均密度（克/厘米3）：1.27公轉(zhuǎn)周期/a：84.01自轉(zhuǎn)周期/d:0.72表面大氣平均溫度/℃：-195已知衛(wèi)星數(shù)（個(gè)）：27地球的普遍性從物理性質(zhì)看海王星（Neptune）注：質(zhì)量和體積都以地球?yàn)?個(gè)單位；日地距離為1天文單位，簡(jiǎn)寫為（AU）與太陽(yáng)的距離：30.07赤道半徑（千米）：24764.00質(zhì)量：17.15體積：57.74平均密度（克/厘米3）：1.63公轉(zhuǎn)周期/a：164.79自轉(zhuǎn)周期/d:0.67表面大氣平均溫度/℃：-200已知衛(wèi)星數(shù)（個(gè)）：14地球的普遍性圖1-1-11太陽(yáng)系示意圖（非真實(shí)比例）從物理性質(zhì)看類地行星巨行星遠(yuǎn)日行星表面狀態(tài)：有固體表面表面平均溫度：高質(zhì)量：小體積：小平均密度：大衛(wèi)星數(shù)目：少或無(wú)有無(wú)光環(huán)：無(wú)表面狀態(tài)：主要由氣體構(gòu)成表面平均溫度：低質(zhì)量：中體積：中平均密度：小衛(wèi)星數(shù)目：較多有無(wú)光環(huán)：有表面狀態(tài)：主要由氣體構(gòu)成表面平均溫度：中質(zhì)量：大體積：大平均密度：小衛(wèi)星數(shù)目：多有無(wú)光環(huán)：有地球的普遍性哈雷彗星繞日公轉(zhuǎn)方向（自東向西）與八大行星繞日公轉(zhuǎn)方向相反；八大行星的自轉(zhuǎn)方向大部分是自西向東，只有金星和天王星除外。金星的自轉(zhuǎn)方向?yàn)樽詵|向西，天王星是在公轉(zhuǎn)軌道上橫滾的。以地球軌道為界，水星和金星稱為地內(nèi)行星，火星、木星、土星、天王星稱為地外行星。地球的特殊性表現(xiàn)：地球是目前人類發(fā)現(xiàn)的太陽(yáng)系中唯一存在生命的天體。地球存在生命的條件太陽(yáng)系中,八大行星繞日公轉(zhuǎn)的軌道均近似圓形,軌道面幾乎在同一平面上,繞日公轉(zhuǎn)的方向都是自西向東。大、小行星各行其道,互不干擾。安全的宇宙環(huán)境外部條件地球存在生命的條件自地球上生命誕生以來(lái)，太陽(yáng)沒有發(fā)生明顯變化，地球的光照條件相對(duì)穩(wěn)定穩(wěn)定的光照條件外部條件地球存在生命的條件穩(wěn)定的光照條件外部條件安全的宇宙環(huán)境使地球具有了誕生生命的可能地球存在生命的條件原因：地球與太陽(yáng)的距離適中，接受到的太陽(yáng)光熱適量，地球表面溫度條件適宜意義：適宜的溫度條件使地球表面的水可以以液態(tài)形式存在溫度適宜自身?xiàng)l件地球存在生命的條件原因：地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的周期適中，使地球表面溫度日變化和季節(jié)變化幅度都不太大表現(xiàn)：適宜于生命的新陳代謝，有利于生物的生長(zhǎng)發(fā)育溫度適宜自身?xiàng)l件地球存在生命的條件原因：溫度條件適宜表現(xiàn)：為生命的產(chǎn)生和發(fā)展提供了基本條件有液態(tài)水存在自身?xiàng)l件地球存在生命的條件原因：①地球的質(zhì)量適中，其中引力可以適量氣體聚集在地球周圍，形成大氣層；

②地球大氣經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的演化過(guò)程，形成了以氮和氧為主的大氣；有適合生物呼吸的大氣存在自身?xiàng)l件地球存在生命的條件表現(xiàn)：①大氣成分適宜生物呼吸；

②大氣層的存在避免了地球生物遭受過(guò)多紫外線的傷害；

③大氣層的存在減少了小天體對(duì)地球表面的撞擊；

④大氣層的存在使地表晝夜溫差不至于過(guò)大，有利于生命活動(dòng)有適合生物呼吸的大氣存在自身?xiàng)l件活動(dòng)1.讀表1-1-1,地球的哪些物理性質(zhì)有利于地球生命的存在?與太陽(yáng)的距離適中，接受到的太陽(yáng)光熱適量，有適宜的溫度條件，使地球表面的水可以以液態(tài)形式存在。地球的質(zhì)量和體積適中，其引力可以使適量氣體聚集在地球周圍，形成包圍地球的大氣層。地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)周期適中，使地球表面溫度的日變化和季節(jié)變化幅度都不太大，適宜于生命的新陳代謝，有利于生物的生長(zhǎng)發(fā)育?；顒?dòng)2.進(jìn)一步查閱相關(guān)資料，分析火星存在生命的可能性?液態(tài)水：火星部分區(qū)域發(fā)現(xiàn)水冰，特定條件下可能有液態(tài)水短暫存在，但整體水資源分布、儲(chǔ)量及持續(xù)供應(yīng)難滿足復(fù)雜生命長(zhǎng)期需求。溫度與大氣：火星大氣稀?。ㄖ饕嵌趸?/p>

），保溫差，平均溫度約-63℃

，且缺乏適合生物呼吸的氧氣，難維持適宜生命持續(xù)生存的溫度與氣體環(huán)境。資源與農(nóng)業(yè)：火星土壤含重金屬等有害物質(zhì)，無(wú)穩(wěn)定適宜的生態(tài)條件，改造火星資源發(fā)展農(nóng)業(yè)對(duì)技術(shù)要求極高，短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)支持生命自給自足

，不過(guò)從理論探索角度，若未來(lái)技術(shù)突破，存在通過(guò)極端改造創(chuàng)造生命條件的微小可能，但目前看可能性極低

知識(shí)拓展含義：是天文學(xué)中對(duì)地球上看到月球被照亮部分的稱呼。月亮圓缺的各種形狀叫作月相。月相形成原因：月球本身不發(fā)光，全靠反射太陽(yáng)光而發(fā)亮，其迎著太陽(yáng)的半球是亮的，背著太陽(yáng)的半球是暗的。

日、地、月三者的相對(duì)位置，隨著月球圍繞地球運(yùn)行而變化。知識(shí)拓展周期：平均為29.53天，為一個(gè)朔望月月相知識(shí)拓展月相的觀察與規(guī)律總結(jié)月相農(nóng)歷日期能觀測(cè)到月相的時(shí)間與太陽(yáng)生落比較月初時(shí)間月落時(shí)間目視效果新月初一徹夜不見幾乎同升同落清晨黃昏不可見蛾眉月（新）初二-初六日落后一段時(shí)間內(nèi)遲升后落日出后日落后西邊亮上弦月初七、初八上半夜遲升后落正午午夜西邊亮一半滿月十五、十六徹夜可見此升彼落黃昏清晨全亮下弦月廿二、廿三下半夜早升先落午夜正午東邊亮一半蛾眉月（殘）廿四-三十日出前一段時(shí)間內(nèi)早升先落午夜后黃昏前東邊亮課堂小結(jié)普通性同向性共面性近圓性特殊性安全的宇宙環(huán)境穩(wěn)定的光照條件溫度適宜有液態(tài)水存在有適合生物呼吸的大氣存在課堂小練迄今為止，科學(xué)家已經(jīng)在宇宙中發(fā)現(xiàn)無(wú)數(shù)個(gè)宜居星球，這些星球都與地球十分相似，很可能就是我們的第二家園?？茖W(xué)家推測(cè)其中的“開普勒-186f”行星地表存在液態(tài)水。完成下面小題。1.宜居星球的必備條件包括( )①與中心天體距離適中②自轉(zhuǎn)方向需自西向東③星球質(zhì)量與體積適中④中心天體的光熱穩(wěn)定A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④C解析：距中心天體遠(yuǎn)近適中，中心天體的光熱穩(wěn)定，則獲得中心天體的輻射能量適中，這是宜居星球擁有適宜溫度的必備條件，屬于宜居星球的必備條件，①④符合題意：自轉(zhuǎn)方向自西向東不是存在生命的必備條件，②不符合題意；星球質(zhì)量與體積適中，吸引的大氣層厚度適中，有利于演化為適于呼吸的大氣，這是宜居星球必備條件，③符合題意。綜上所述，C符合題意，排除ABD。故選C。迄今為止，科學(xué)家已經(jīng)在宇宙中發(fā)現(xiàn)無(wú)數(shù)個(gè)宜居星球，這些星球都與地球十分相似，很可能就是我們的第二家園?？茖W(xué)家推測(cè)其中的“開普勒-186f”行星地表存在液態(tài)水。完成下面小題。2.“開普勒-186f”行星可能存在液態(tài)水，主要是因?yàn)槠? )A.質(zhì)量和體積適中 B.有適宜的溫度C.有安全的宇宙環(huán)境 D.大氣厚度適中B解析：液態(tài)水存在的環(huán)境溫度不能過(guò)高也不能過(guò)低，因此該行星可能存在液態(tài)水主要是因?yàn)樵撔乔蚺c恒星距離適中從而擁有適宜的溫度，B符合題意：質(zhì)量和體積適中影響的是大氣層的厚度，質(zhì)量和體積適中、大氣厚度適中都不是存在液態(tài)水的主要原因，排除AD:有安全的宇宙環(huán)境是存在生命的重要條件，但與可能存在液態(tài)水無(wú)關(guān)，排除C。故選B。地球相似度指數(shù)是用來(lái)衡量其他行星與地球相似程度的量化指標(biāo)。地球相似度指數(shù)值越接近1，表示類地行星與地球越相似，從而判斷其宜居性。近年來(lái)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一顆與地球相距16光年，名為格利澤的行星，其地球相似度指數(shù)較高。完成下面小題。3.推測(cè)地球相似度指數(shù)中重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)包括( )①行星壽命②半徑大小和質(zhì)量③土壤成分④與恒星距離⑤自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)周期A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.②④⑤解析：推測(cè)地球相似度指數(shù)中重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)主要是地球上存在生命的條件，如②半徑大小和質(zhì)量，影響大氣層，從而影響溫度，④與恒星距離，影響溫度，⑤自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)周期，影響溫度，②④⑤正確；行星壽命和土壤成分不是地球上存在生命的必備條件，①③錯(cuò)誤。綜上所述，D正確，排除ABC。故選D。D地球相似度指數(shù)是用來(lái)衡量其他行星與地球相似程度的量化指標(biāo)。地球相似度指數(shù)值越接近1，表示類地行星與地球越相似，從而判斷其宜居性。近年來(lái)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一顆與地球相距16光年，名為格利澤的行星，其地球相似度指數(shù)較高。完成下面小題。4.地球相似度指數(shù)高的行星()A.在天體系統(tǒng)宜居帶內(nèi) B.與地球半徑一致C.與地球自轉(zhuǎn)周期相同 D.與地球距離較近解析：地球相似度指數(shù)高的行星具有宜居性，應(yīng)在天體系統(tǒng)宜居帶內(nèi)，A正確；與地球半徑和地球自轉(zhuǎn)周期不一定一致或相同，有適宜的半徑和自轉(zhuǎn)周期即可，BC錯(cuò)誤；地球相似度指數(shù)高的行星應(yīng)與其所在的恒星系統(tǒng)中的恒星距離適中，與地球距離較近或較遠(yuǎn)均無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤。故選A。A地球相似度指數(shù)是用來(lái)衡量其他行星與地球相似程度的量化指標(biāo)。地球相似度指數(shù)值越接近1，表示類地行星與地球越相似，從而判斷其宜居性。近年來(lái)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一顆與地球相距16光年，名為格利澤的行星，其地球相似度指數(shù)較高。完成下面小題。5.與地球相比，下列關(guān)于土星沒有生命存在的原因，敘述正確的是()A.公轉(zhuǎn)速度慢導(dǎo)致溫度更低 B.體積質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地球C.缺少適合生物呼吸的大氣 D.宇宙環(huán)境不夠安全穩(wěn)定解析：土星距離太陽(yáng)遠(yuǎn)，導(dǎo)致溫度更低，A錯(cuò)誤；土星體積質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地球，B錯(cuò)誤；土星缺少適合生物呼吸的大氣，是土星沒有生命存在的主要原因，C正確；太陽(yáng)系中大小行星各行其道，土星的宇宙環(huán)境安全穩(wěn)定，D錯(cuò)誤。故選C。C行星質(zhì)量（地球?yàn)?）體積（地球?yàn)?）平均密度（g/cm3）公轉(zhuǎn)周期自轉(zhuǎn)周期四季更替地球1.001.005.511年23時(shí)56分有火星0.110.153.931.9年24時(shí)37分有人類對(duì)火星的探測(cè)幾乎貫穿整個(gè)人類航天史，美國(guó)、俄羅斯、中國(guó)等國(guó)均實(shí)施了不同的火星探測(cè)計(jì)劃，下表是地球和火星的部分