高二地理：第一章《浩瀚的宇宙》學(xué)案導(dǎo)學(xué) 魯教版選修1

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111 第一章 浩瀚的宇宙 學(xué)案 導(dǎo)學(xué) 探索宇宙 【學(xué)習(xí)指導(dǎo)】 1．了解人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)在不斷深化。 2．理解宇宙探測(cè)的意義。 3．了解宇宙探測(cè)的現(xiàn)狀和宇宙環(huán)境的保護(hù)。 4．樹立科學(xué)的宇宙觀，培養(yǎng)熱愛科學(xué)和勇于探索的精神。 【知識(shí)結(jié)構(gòu)】 【重難點(diǎn)知識(shí)講解】 一、人類探索宇宙的歷程 從古代起，人們就幻想穿過地球大氣層，飛上太空。1957年10月，原蘇聯(lián)用火箭把第一顆人造地球衛(wèi)星送上了天，開創(chuàng)了從太空觀測(cè)、研究地球和整個(gè)宇宙的新時(shí)代。例如，各種科學(xué)衛(wèi)星和空間探測(cè)器上天后，發(fā)現(xiàn)了地球大氣層外還有磁層；宇宙中存在著大量的X射線、γ射線。還測(cè)量了許多行星表面的物理特性和化學(xué)成分。 20世紀(jì)60年代以來，各種載人飛船、航天站、航天飛機(jī)先后進(jìn)入太空，實(shí)現(xiàn)了在沒有地球大氣干擾的情況下，人類對(duì)月球、大行星的逼近觀測(cè)和直接取樣觀測(cè)，以及對(duì)宇宙空間環(huán)境的直接探測(cè)，極大地充實(shí)和豐富了人類對(duì)于太陽(yáng)系和宇宙的知識(shí)。 宇宙探測(cè)的發(fā)展，不僅使人們進(jìn)一步了解了地球的宇宙環(huán)境，而且還影響和改變著人們的社會(huì)生活。例如，人們利用衛(wèi)星進(jìn)行軍事偵察、空間通信、氣象觀測(cè)，以及尋找資源、為飛機(jī)導(dǎo)航等，從中獲得許多實(shí)際利益。 在1957年世界第一顆人造衛(wèi)星上天，到1981年世界第一架航天飛機(jī)試航成功，在這短短的24年中，人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)，已經(jīng)從空間探索階段，逐步進(jìn)入到了空間開發(fā)利用的新階段。 我國(guó)的航天事業(yè)起步于20世紀(jì)50年代中期，現(xiàn)在已經(jīng)步入世界上航天技術(shù)先進(jìn)國(guó)家的行列。 二、宇宙資源的開發(fā) 人類進(jìn)入宇宙空間并開始適應(yīng)、研究、認(rèn)識(shí)、開發(fā)和利用空間環(huán)境，這是人類文明史上的一次大飛躍。宇宙環(huán)境蘊(yùn)藏著豐富的自然資源。 1、空間資源。利用極其遼闊的宇宙空間，人造衛(wèi)星可以從距離地球數(shù)萬千米的高度觀測(cè)地球，迅速、大量地收集有關(guān)地球的各種信息；利用高真空、強(qiáng)輻射和失重等地面實(shí)驗(yàn)室難以模擬的物理?xiàng)l件，可以在衛(wèi)星上進(jìn)行各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)，例如在生物衛(wèi)星上研究失重對(duì)昆蟲、微生物、植物的生長(zhǎng)、發(fā)育和代謝的影響。 2、太陽(yáng)能資源。太陽(yáng)能是地球最重要的能源。但是，其絕大部分能源不能穿透地球大氣層到達(dá)地表。如何最大限度地利用太陽(yáng)能，是擺在科學(xué)家面前的科研課題。 3、礦產(chǎn)資源。科學(xué)家們對(duì)航天員從月球上帶回的月巖標(biāo)本進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)月巖中含有地殼里的全部元素和約60種礦藏，還富含地球上沒有的能源氦3，它是核聚變反應(yīng)堆理想的燃料。此外，在火星和木星之間的軌道上運(yùn)行著成千上萬顆小行星，其中不少小行星富含礦體。 空間開發(fā)活動(dòng)，無論規(guī)模和技術(shù)，還是經(jīng)濟(jì)投入，都已不是一個(gè)國(guó)家所能獨(dú)立完成的。因此，空間資源開發(fā)的一個(gè)趨向是日益走上國(guó)際合作的道路。 三、宇宙環(huán)境保護(hù) 人類向宇宙空間發(fā)射的各種航天器，固然有著十分重大的科研和應(yīng)用價(jià)值，但是不可避免地會(huì)產(chǎn)生太空垃圾。例如工作壽命終止的航天器、因意外或有有意爆炸產(chǎn)生的碎片，以及航天員扔出飛船艙外的垃圾等。這些空間垃圾大約以每年10%的速度增加，而且體積越來越大。由于空間垃圾和航天器之間的相對(duì)速度很大，一般為幾千米每秒到幾十千米每秒，因此即使輕微碰撞，也會(huì)造成航天器的重要損壞。面對(duì)這種情況，科學(xué)家們大聲疾呼“保護(hù)太空清潔!”現(xiàn)在，航天專家已經(jīng)開始研究限制太空垃圾產(chǎn)生的辦法，例如，將停止工作的衛(wèi)星推進(jìn)到其它軌道上去，以免同正常工作的衛(wèi)星發(fā)生碰撞；用航天飛機(jī)把損壞的衛(wèi)星帶回地球，以減少空間的大件垃圾。 【學(xué)海泛舟】 人類探索宇宙的歷程 古時(shí)候，人們每天看到太陽(yáng)、月亮和星星東升西落，仿佛看到一個(gè)巨大的圓穹形的“天”繞著大地不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。 公元前4世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家亞里斯多德提出了大地是球形的證據(jù)。他說，大地實(shí)際上是一個(gè)球體，一部分是陸地，一部分是海洋，外面包圍著空氣。還作了論證，朋食時(shí)的黑影是地球的投影，它是個(gè)圓弧，可見地球是球體或者是近似的球體。 公元前270年，古希臘天文學(xué)家阿里斯塔克曾經(jīng)測(cè)定太陽(yáng)和月亮對(duì)地球距離的近似比值，同時(shí)還提出地球繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的理論?？墒沁@古代樸素的“日心說”，在那時(shí)候卻沒有人相信。 在歐洲，基督教認(rèn)為，宇宙萬物都是上帝創(chuàng)造的，《圣經(jīng)》中說，上帝花了6天工夫“創(chuàng)造了世界”。有1天，上帝來到一片空蕩虛無、黑黝黝的空間，他把它分為天和地，又創(chuàng)造了光，把光亮和黑暗分開，就有了晝和夜。第2天，又創(chuàng)造了光，把光亮和黑暗分開，就有了晝和夜。第2天，又創(chuàng)造了空氣，把天和地之間用空氣隔開。第3天，他又把地上的水聚在一起，使海陸分開，讓陸地生長(zhǎng)出青草、蔬菜和果樹。第4天，他創(chuàng)造了太陽(yáng)、月亮和星星，普照大地。第5天，他又創(chuàng)造了飛鳥和游魚，使世界更富有生氣。第6天，上帝又創(chuàng)造了昆蟲、野獸和牲畜，還嫌美中不足，又按照自己形象創(chuàng)造了人，讓人來管理世界上的一切。他對(duì)自己的杰作感到十分滿意，到了第7天，他便休息了，并把第7天定為圣日，也就是人們所說的禮拜（星期日）。 公元2世紀(jì)，希臘天文學(xué)家說，地球處于宇宙的中心，太陽(yáng)、月亮和行星，都是圍繞著地球轉(zhuǎn)動(dòng)的。這種“地球中心說”正符合“上帝創(chuàng)世說”的需要，為它提供了“科學(xué)依據(jù)”?！妒ソ?jīng)》成了當(dāng)時(shí)檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)，誰(shuí)要是宣傳和《圣經(jīng)》不同的觀點(diǎn)，誰(shuí)就是“異端邪說”，誰(shuí)就褻瀆了“神靈”，誰(shuí)就要受到宗教法庭的嚴(yán)厲制裁。因此，在漫長(zhǎng)的歷史時(shí)期里，科學(xué)真理的傳播被禁錮了。 到了16世紀(jì)，波蘭天文學(xué)家哥白尼在《天體運(yùn)行論》一書中首先提出：地球不是宇宙的中心，地球和其他行星一樣，都是繞著太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的，而地球也在不停地自轉(zhuǎn)著。 哥白尼完成了這部著作后，猶豫了36年才拿出來出版。書一出版，即遭到了羅馬天主教會(huì)的激烈反對(duì)。他們宣布太陽(yáng)中心說是“異端邪說”，燒了哥白尼的書，殘酷迫害傳播哥白尼學(xué)說的人。 意大利思想家布魯諾宣傳和發(fā)展了哥白尼的思想。他說，地球并不是宇宙的中心，它不過是繞著太陽(yáng)運(yùn)行的一個(gè)石頭而已?？臻g是遼闊的，宇宙是無限的，星星都是一些遙遠(yuǎn)的太陽(yáng)。 教會(huì)將布魯諾送進(jìn)監(jiān)獄，罪名是反對(duì)《圣經(jīng)》。布魯諾堅(jiān)強(qiáng)不屈，最后卻被送到火弄場(chǎng)上活活燒死。 真理的聲音是元法燒毀的。在布魯諾死后9年，德國(guó)天文學(xué)家刻卜勒出版了《新天文學(xué)》一書，第一次指出行星運(yùn)動(dòng)的軌道是橢圓形的，太陽(yáng)的位置在橢圓形的一個(gè)焦點(diǎn)上。 意大利科學(xué)家伽利略站在威尼斯的圣馬爾谷教堂塔樓上，第一次用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)浩瀚的天空，發(fā)現(xiàn)了哥白尼假設(shè)的天文事實(shí)，有4個(gè)衛(wèi)星在繞木星不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。伽利略也因此受到迫害。 真理是扼殺不了的，哥白尼的學(xué)說被越來越多的科學(xué)家證實(shí)。地球照樣轉(zhuǎn)個(gè)不停。 之后，德國(guó)科學(xué)家開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，英國(guó)科學(xué)家牛頓又進(jìn)一步證明了行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)行是受到“萬有引力”的作用，從而進(jìn)一步揭示了宇宙的秘密。 現(xiàn)在，人們可以利用巨大的天文望遠(yuǎn)鏡和先進(jìn)的射電望遠(yuǎn)鏡，對(duì)宇宙中遙遠(yuǎn)的天體進(jìn)行觀察。還可以利用人造衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)等把儀器和人送到宇宙空間或其他星球上，探索更多的宇宙秘密。 通過多年的探索，現(xiàn)在人們知道： 太陽(yáng)并不是宇宙中唯一的恒星。天空中閃爍著群星，都是像太陽(yáng)一樣能發(fā)光的恒星。它們距離地球很遠(yuǎn)，其中最近的也有4.22光年。（光年是計(jì)量天體距離的單位，光每秒傳播約30萬千米。） 有些恒星離我們太遠(yuǎn)，肉眼無法分辨。如果通過天文望遠(yuǎn)鏡觀察，可以發(fā)現(xiàn)：橫貫天空的銀河，原來是由許多恒星構(gòu)成的。這個(gè)龐大的恒星集團(tuán)，大約有1000億~2000億顆恒星，構(gòu)成“鐵餅”形，直徑約10萬光年。人們把這個(gè)龐大的恒星集團(tuán)叫做銀河系。我們的太陽(yáng)系是銀河系的一員，距銀河系中心約3萬光年，與眾多恒星一起，圍繞銀河系中心運(yùn)動(dòng)著。 銀河系在宇宙中并不是唯一的恒星集團(tuán)。在銀河系外還有很多像銀河系一樣的龐大的恒星集團(tuán)，例如仙女座星系、獵犬座星系。我們把銀河系以外的恒星集團(tuán)，叫做河外星系。目前，人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了約10億個(gè)河外星系，這些河外星系也都在運(yùn)動(dòng)著。 銀河系和我們現(xiàn)在所能觀測(cè)到的所有河外星系，被稱做總星系。 現(xiàn)在，用射電望遠(yuǎn)鏡已能觀測(cè)到100億光年外的宇宙空間情況，但仍沒有找到宇宙的邊緣。 【同步練習(xí)】 一、單選題。 1．人類對(duì)太陽(yáng)的逼近觀測(cè)開始于（　 ） A．1973年美國(guó)發(fā)射的大型載人航天站“天空實(shí)驗(yàn)室” B．1969年至1972年美國(guó)的“阿波羅”登月計(jì)劃實(shí)施 C．1957年原蘇聯(lián)的第一顆衛(wèi)星上天 D．1973年原蘇聯(lián)發(fā)射的大型載人航天站“天空實(shí)驗(yàn)室”。 2．目前人類對(duì)宇宙空間的探索正處在（ ?。? A．很好地保護(hù)階段　　　　　　　　　　　 B．空間開發(fā)階段 C．初步探索階段　　　　　　　　　　　　 D．大規(guī)模開發(fā)階段 3．宇宙空間資源的特點(diǎn)是（ ?。? A．空氣濃、強(qiáng)輻射、失重　　　　　　　　 B．高密度、強(qiáng)輻射、失重 C．高真空、弱輻射、失重　　　　　　　　 D．高真空、強(qiáng)輻射、失重 4．下列不會(huì)造成空間垃圾污染的是（ ?。? A．工作壽命終止的航天器　　　　　　　　 B．航天員扔出飛船艙外的垃圾 C．航天器有意或無意爆炸產(chǎn)生的垃圾　　　 D．返回型人造地球衛(wèi)星 5．空間垃圾的主要危害是（　 ） A．污染大氣　　　　　　　　　　　　　　 B．危害人體健康 C．造成航天器的重大損壞　　　　　　　　 D．落到地面，毀壞建筑 6．開發(fā)宇宙能源資源主要是指開發(fā)其（ 　） A．重力能　　　　　　　　　　　　B．天體引力能 C．太陽(yáng)能　　　　　　　　　　　　D．風(fēng)能 7. 在衛(wèi)星上進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)往往會(huì)取得比地球上更好的效果，是由于那里（ ?。? A. 高真空、強(qiáng)輻射、失重 B. 高真空、弱輻射、失重 C. 高密度、強(qiáng)輻射、失重 D. 低真空、強(qiáng)輻射、失重 8. 人類對(duì)宇宙探測(cè)的手段按發(fā)展順序排列的是（ ） A.人造衛(wèi)星——載人飛船——航天站——航天飛機(jī) B.航天飛機(jī)——人造衛(wèi)星——航天站——載人飛船 C.人造衛(wèi)星——航天飛機(jī)——載人飛船——航天站 D.載人飛船——航天飛機(jī)——人造衛(wèi)星——航天站 9．關(guān)于宇宙資源的敘述，錯(cuò)誤的是（ ） A．遼闊的宇宙空間屬于可開發(fā)的資源 B．宇宙空間的高真空、強(qiáng)輻射、失重狀況均屬資源 C．宇宙中的太陽(yáng)能源比地球表面豐富得多 D．太陽(yáng)系小行星的巖體中富含地球上沒有的能源3 He 10．以下有關(guān)宇宙的說法，錯(cuò)誤的是（ ） A．宇宙是用時(shí)間和空間來表達(dá)內(nèi)涵的 B．宇宙是物質(zhì)的，物質(zhì)處于難以預(yù)料的運(yùn)動(dòng)和發(fā)展中 C．目前，人類所能觀測(cè)到的宇宙半徑大約是200億光年 D．隨著空間探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，人類觀測(cè)到的宇宙范圍將不斷擴(kuò)大 11．人類探索宇宙的目的是（ ） A．了解宇宙發(fā)展規(guī)律，控制其向有利于人類的方向發(fā)展 B．地球人口過多，向宇宙空間轉(zhuǎn)移 C．研究、認(rèn)識(shí)、開發(fā)和利用宇宙環(huán)境 D．保護(hù)地球以外的生命 12．從古到今，人類對(duì)宇宙的探索未曾停息且不斷發(fā)展，以下說法正確的是（ ） A．1969年，原蘇聯(lián)用火箭把第一顆人造地球衛(wèi)星送上太空 B．1972年，美國(guó)的“阿波羅”登月計(jì)劃，使人類首次涉足月球 C．1990年，世界第一架航天飛機(jī)試航成功 D．1999年，我國(guó)第一艘載人航天實(shí)驗(yàn)飛船“神舟”號(hào)發(fā)射升空 二、雙選題。 1．下列清除空間垃圾的有效措施是（ 　） A．將停止工作的衛(wèi)星推進(jìn)其他軌道上　　　 B．減少航天器發(fā)射 C．用航天飛機(jī)把損壞的衛(wèi)星帶回地球　　　 D．建立空間垃圾站 2．關(guān)于我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展正確的是（ ?。? A．起步于20世紀(jì)60年代中期 B．1970年發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星 C．1975年成為世界上第三個(gè)掌握衛(wèi)星返回技術(shù)的國(guó)家 D．20世紀(jì)90年代開始承擔(dān)國(guó)外商業(yè)性的衛(wèi)星發(fā)射 3. 目前太空垃圾的主要來源是（ 　） A．小行星爆炸　　　　　　B．工作壽命終止或爆炸的航天器 C．彗星升華的物質(zhì)　　　　D．航天員扔出飛船外的垃圾 4. 有關(guān)我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展，敘述正確的是（ ?。? A. 起步于20世紀(jì)60年代中期，發(fā)展速度較快 B. 1970年發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星 C. 1975年成為世界上第三個(gè)掌握衛(wèi)星返回技術(shù)的國(guó)家 D. 20世紀(jì)90年代開始承擔(dān)國(guó)外商業(yè)性的衛(wèi)星發(fā)射 5. 宇宙探測(cè)的發(fā)展，影響和改變著人們的社會(huì)生活，主要表現(xiàn)為（ ?。? A. 利用氣象衛(wèi)星更準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)天氣 B. 從空中研究地球，因隔有厚厚的大氣層，不能為人類尋找資源 C. 利用衛(wèi)星進(jìn)行無線電長(zhǎng)波通訊 D. 利用衛(wèi)星為飛機(jī)、輪船導(dǎo)航，為汽車導(dǎo)向 三、綜合題。 材料1：繼1999年11月20日我國(guó)第一艘載人航天試驗(yàn)飛船“神舟一號(hào)”發(fā)射成功后，我國(guó)在2001年1月20日和2002年3月25日又成功發(fā)射“神舟二號(hào)”和“神舟三號(hào)”載人試驗(yàn)飛船?！吧裰鬯奶?hào)”飛船也將在年內(nèi)發(fā)射升空。 材料2：載人航天是人類開發(fā)利用空間資源的重要手段。自1961年4月12日人類首次進(jìn)入太空成功后，載人航天一直是當(dāng)代世界科技史上最攝人心魄的樂章。發(fā)展載人航天也就成為世界大國(guó)綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。 材料3：2002年10月23日上午11時(shí)17分，我國(guó)自行研制的第二代傳輸型遙感衛(wèi)星“中國(guó)資源二號(hào)”在山西太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功?！爸袊?guó)資源二號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射成功和穩(wěn)定運(yùn)行，標(biāo)志著我國(guó)航天遙感技術(shù)日臻成熟。 閱讀上述三則材料，結(jié)合相關(guān)知識(shí)完成下列問題： （1）世界上把第一顆人造地球衛(wèi)星和第一個(gè)宇航員送上天的國(guó)家是（ ） A、美國(guó) B、前蘇聯(lián) C、中國(guó) D、法國(guó) （2）人類探索宇宙的目的是（ ） A、了解宇宙發(fā)展規(guī)律，控制宇宙空間 B、開發(fā)和利用宇宙環(huán)境資源 C、地球人口過多，準(zhǔn)備向宇宙空間轉(zhuǎn)移 D、發(fā)現(xiàn)、保護(hù)地外生命 （3）目前人類開發(fā)利用的宇宙自然資源主要有（ ） ①空間重力資源 ②空間太陽(yáng)能資源 ③空間礦產(chǎn)資源 ④宇宙生物資源 A、①② B、③④ C、②④ D、①④ （4）我國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”成功發(fā)射于（ ） A、1970年 B、1960年 C、1975年 D、1984年 （5）簡(jiǎn)述載人航天器進(jìn)入太空的重要意義。 （6）我國(guó)成功發(fā)射“神舟號(hào)”系列飛船的意義是什么？ 【參考答案】 一、單選題 1．A 2．B 3．D 4．D 5．C　　　 6．C 7. A 8. A 9. D 10. B 11. C 12. D 二、雙選題 1．AC 2．BC 3．BD 4．BD 5．AD 三、綜合題 【簡(jiǎn)析】試題以我國(guó)成功發(fā)射的“神舟”系列載人試驗(yàn)飛船為背景材料，引出世界和我國(guó)開發(fā)利用宇宙太空資源的成果及前景。“神舟”載人試驗(yàn)飛船是我國(guó)高科技領(lǐng)域繼“兩彈一星”之后，規(guī)模最大、系統(tǒng)最復(fù)雜、技術(shù)難度最高的大型工程，“神舟”載人試驗(yàn)飛船的發(fā)射成功有利于提高我國(guó)的綜合國(guó)力和在世界上的大國(guó)形象，為我國(guó)開發(fā)利用宇宙太空資源創(chuàng)造條件。 【參考答案】 （1）B（2）B（3）A（4）A （5）載人航天器進(jìn)入太空實(shí)現(xiàn)了在沒有地球大氣干擾的情況下，人類對(duì)月球、大行星的逼真觀測(cè)和直接取樣觀測(cè)，以及對(duì)宇宙空間環(huán)境的直接探測(cè)，極大地充實(shí)和豐富了人類關(guān)于太陽(yáng)系和宇宙的知識(shí)。 （6）我國(guó)成功發(fā)射“神舟”載人試驗(yàn)飛船是中國(guó)航天史上一項(xiàng)重要的里程碑，標(biāo)志著中國(guó)將成為繼美、俄之后第三個(gè)掌握載人航天技術(shù)的國(guó)家，展示了中國(guó)綜合國(guó)力的提高，對(duì)增強(qiáng)中華民族的自豪感和國(guó)民凝聚力、提高中國(guó)的國(guó)際地位意義深遠(yuǎn)。 111