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4.6太阳系
学习目标
1.了解太阳系的构成。
2.知道太阳系主要天体以及八大行星和卫星的特点。
3.知道小行星、彗星和流星体等小天体的特点。
02预习导学
一、太阳系的组成
(1)太阳系的组成
八大行星、卫星、矮行星、小行星、彗星、流星体等天体按一定的轨道围绕太阳公转构成了太阳系。
(2)太阳系的基本情况
①太阳系的中心天体是太阳,质量占太阳系总质量的99.86%,是太阳系中体积和质量最大的天体。其他天体都绕太阳公转。
②八大行星(行星是一种比太阳小得多的球状星体),按距太阳由近及远分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。它们都以由西向东的方向绕太阳公转,即同向性。
二、行星及其卫星
行星是一种比太阳小得多的球状星体,常见的行星有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。卫星是围绕行星运行的球状天体。
(1)水星
水星是最靠近太阳,也是最小的行星(约0.05个地球质量)。它没有天然的卫星,没有空气,布满了环形山。
(2)金星
金星的质量、体积与地球相似(约0.82个地球质量),也和地球一样有厚厚的硅酸盐地幔包围着核心,还有浓厚的大气层和内部地质活动的证据。金星是一颗固体星球,表面有大气,主要成分是二氧化碳,但是,它的大气密度很大,而且非常干燥,也没有天然的卫星。它是颗炙热的行星,表面的温度超过400°C,很可能是大气层中有大量的温室气体造成的。
(3)火星
火星是和地球最相像的一颗行星。火星因其红色的外观而得名。火星是固体星球,表面有大气,但大气密度只有地球的1%,十分稀薄,主要成分是二氧化碳。表面平均温度为一55℃。和其他行星相比,这样的温度是最接近地球表面的温度,部分地球生物可以生存。据考证,火星可能有大量的固态水存在。在火星的南、北两极地区,有固态二氧化碳(干冰)和冰水层覆盖,但没有液态水。有科学家推论,有更大量的水冻在厚厚的地下冰层,只有当火山活动时才有可能释放出来。火星表面有很多史上河流和湖泊的痕迹。火星是地球上人类可以探测的最近的行星,表层具有与地球最相近的环境。人类从20世纪60年代起,就开始了火星探测。人类也希望有一天能移居火星生活,实现人类真正走出地球的梦想。
(4)木星和土星
木星和土星有固体的核心和几万千米厚的氢、氦等构成的大气。它们体积大,卫星较多,并且有光环。木星有66颗卫星,土星有62颗卫星。木星表面的大气运动激烈。
①木星:木星最显著的特征是位于赤道南侧的大红斑,长约2万多千米,宽约1.1万多千米,呈红色卵形。
②土星:土星具有最美丽的光环,它位于土星赤道面上,由绕土星运转的碎块和微粒组成。土星的最大卫星“土卫六”是人类迄今为止在太阳系中发现的第二颗存在液体的星球。科学家们正借助土星探测器来证实是否有地外生命的存在。
(5)天王星
质量是地球的14倍多。它的自转轴几乎与它公转轨道面平行,因此是横躺着绕太阳公转,在行星中非常独特。
(6)海王星
是先由天文学家用理论计算出来,而后用仪器观测证实的行星,因此被称为笔尖上发现的行星。大气层以氢和氦为主,还有微量的甲烷。海王星内部结构与天王星相似。
三、小行星和彗星
(1)小行星
小行星的体积和质量比行星小得多,直径在数米到数百千米不等。已经发现的小行星有数十万颗。它们围绕太阳运行,大部分集中在火星和木星之间,称为小行星带。小行星的运行轨道一旦发生变化,就有可能被行星俘获而发生剧烈的撞击。
(2)彗星
①含义:有时,在天空中会看到一些拖着尾巴的星星,它们叫做彗星。
②结构:彗核、彗发、彗尾(朝向:背向太阳)。
彗核:由岩石的碎片、固体微粒和水结冰而成的“大冰球”。
彗发:靠近太阳时,彗核的冰物质受太阳光照后变成气态物质,形成彗发。
彗尾:受太阳风的吹拂,彗发中的部分被吹成彗尾。
③运动:绕太阳公转(画图关键是彗尾的朝向始终背对着太阳),遇到太阳风,离太阳越近,彗尾越长。也就是说,扫帚尾巴越明显,说明太阳风越强。
④哈雷彗星:绕日公转周期为76年。
⑤彗星的撞击。
彗星在绕日运行时如果被行星俘获,也会发生剧烈的撞击现象。1994年,苏梅克-列维9号彗星以每小时21万千米的速度撞击木星。撞击后,木星表面升起宽阔的尘云,高温气体冲至1000千米的高度,并在木星上留下了像地球大小的撞击痕迹。
(二)即时练习:
【小试牛刀1】2024年火星成为天文现象一大主角,可以观测到火星合金星、火星合土星,以及火星合木星。行星合相指的是当两颗行星在天空中彼此靠近到角距离小于1°时,观测者可在一个望远镜视野里同时看到它们。下列描述符合科学事实的是( )
A.金星能自行发光
B.太阳在银河系的中心
C.行星绕太阳公转方向相同
D.与地球相邻的行星是火星和木星
【答案】C
【解答】解:金星是行星,本身不发光,靠反射太阳光而发亮;太阳是太阳系的中心天体,是银河系的一个普通天体;行星绕太阳公转方向相同;与地球相邻的行星是金星和火星。
故选:C。
【小试牛刀2】第十九届杭州亚运会将在2023年9月23日(农历八月初九)盛大开幕,地球绕日公转示意图如图1所示,图2为四种月相照片,下列有关说法正确的是( )
①当杭州开展亚运会期间,地球运动到丁位置附近
②当天的月相最接近于图2中B图
③杭州接下来将昼短夜长
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
【答案】C
【解答】解:北半球的秋分日,日期为9月23日前后,此时全球昼夜平分。读图可知,2023年9月23日,地球运行到图1中乙位置附近,故①错误;
2023年9月23日(农历八月初九)晚上的月相是上弦月,人们看到凸向东边的半个月球,最接近图2中的B月相,故②正确;
2023年9月23日,位于北半球的杭州接下来将昼短夜长,故③正确。
故选:C。
【小试牛刀3】我们已经学习了太阳系的相关知识,请根据所学知识完成下列问题。
(1)火星是太阳系的大行星,近年探测火星形成一个热潮,火星是图中的 (填字母)。
(2)下列不属于太阳活动对地球影响的是 。
①引起板块张裂,引发火山喷发
②地球两极出现极昼极夜现象
③地球磁场出现异常,指南针不能正确指示方向
④扰乱地球上空的电离层,使地面的无线电短波通讯受到影响,甚至中断
⑤世界许多地区降水量年际变化与太阳黑子的11年周期有一定的相关性
【答案】(1)c
(2)③④⑤
【解答】解:(1)根据课本内容可知,火星位于小行星带内侧且紧邻小行星带,对应c。
(2)①地球内部放射性元素衰变产生的能量引起板块张裂,引发火山喷发,和太阳活动无关,故错误。
②地球两极出现极昼极夜现象与地球的运动有关,和太阳活动无关,故错误。
③太阳活动有可能导致地球磁场出现异常,指南针不能正确指示方向,故错误。
④太阳大气抛出的高能带电粒子会扰乱地球上空的电离层,使地面的无线电短波通讯受到影响,甚至中断,故正确。
⑤世界许多地区降水量年际变化与太阳黑子的11年周期有一定的相关性,故正确。
故选:③④⑤。
03题型精讲
【题型一】太阳系的组成
【典型例题1】下列关于太阳系的叙述正确的是( )
A.太阳系的主要质量集中在八大行星上
B.太阳系中类似地月系的天体层次只有一个
C.大部分小行星位于木星与火星轨道之间
D.太阳黑子是一些不发光、不发热的黑点
【答案】C
【解答】解:太阳是距离地球最近的恒星,是太阳系的中心天体。太阳系质量的99.8%以上都集中在太阳上;目前观测到的类似地月系的天体系统还有冥王星系;大部分小行星位于木星与火星轨道之间;太阳黑子是一些发光的温度较低的区域,并不是不发光、不发热的黑点。
故选:C。
【典型例题2】2020年4月24日,我国首次火星探测任务命名为“天问―号”,标志着我国行星探测任务“天问系列”正式拉开帷幕。火星是地球的“邻居”,是太阳系中的一颗( )
A.恒星 B.行星 C.卫星 D.彗星
【答案】B
【解答】解:太阳系八大行星距离太阳由近及远依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,所以火星是太阳系中的一颗行星。
故选:B。
【对点训练1】50亿年后,太阳将进入晚年期。太阳外层的氢继续变成氦,星体急剧扩大,将膨胀到接近火星轨道。据图可知,届时地球将是第几个被吞噬的行星( )
A.第一个 B.第二个 C.第三个 D.第四个
【答案】C
【解答】解:地球是太阳系八大行星之一,是离太阳第三近的大行星,由于地球距离太阳太近,地球上的水会由于温度太高而沸腾,地球大气层中大部分的气体都会逃逸入太空,地球将会陷入一片死寂,将是第三个被吞噬的行星。
故选:C。
【题型二】太阳系的组成
【典型例题3】2023年11月3日,“木星冲日”在天空这块幕布中上演,木星迎来一年之中的最佳观测时机。下列说法正确的是( )
A.当天宁波昼长夜短
B.太阳系是最简单的天体系统
C.图中箭头所指的行星是木星
D.当天用天文望远镜有可能看到木星的大红斑
【答案】D
【解答】解:2023年11月3日当天宁波昼短夜长;地月系是级别最低的天体系统,包含在太阳系、银河系和总星系范围内,因此地月系是最简单的天体系统;图中箭头所指的行星是土星;2023年11月3日当天用天文望远镜有可能看到木星的大红斑。
故选:D。
【典型例题4】2023年11月3日(农历九月二十),出现了木星冲日天象。此时地球、太阳以及木星近似位于同一直线上,且地球恰好位于两者之间,此时的木星离地球最近,亮度最亮,从而形成奇妙的自然景观。下列关于木星的说法正确的是( )
A.木星的绕日轨道为正圆形
B.木星是太阳系中体积最大、卫星数量排第二的行星
C.发生“木星冲日”现象当晚,宁波的月相是上弦月
D.发生“木星冲日”现象时,木星的位置与月食时月球的位置相似
【答案】B
【解答】解:A、木星的绕日轨道为类似于正圆形的椭圆形,不符合题意。
B、木星是太阳系中体积最大、卫星数量排第二的行星,故符合题意。
C、根据题干可知,发生“木星冲日”现象是日期是农历九月二十,宁波的月相是下弦月,不符合题意。
D、发生“木星冲日”现象时,木星的位置与月食时地球的位置相似,不符合题意。
故选:B。
【对点训练2】2023年5月23日,宁波的夜空中上演了“金星伴月”的天象,以下说法错误的是( )
A.金星与月球同属于太阳系
B.金星比月球距离地球近
C.我们可以看到“金星伴月”是因为金星和月球都反射了太阳光
D.金星上看太阳是西升东落,可推测出金星自转的方向是自东向西
【答案】B
【解答】解:A、金星围绕太阳公转,月球围绕地球公转,地球围绕太阳公转,所以金星与月球同属于太阳系,观点正确,不符合题意。
B、由于金星围绕太阳公转,月球围绕地球公转,所以金星比月球距离地球远,观点错误,但符合题意。
C、我们可以看到“金星伴月”是因为金星和月球都反射了太阳光,观点正确,不符合题意。
D、金星上看太阳是西升东落,可推测出金星自转的方向是自东向西,观点正确,不符合题意。
故选:B。
04体系构建
05记忆清单
太阳系八大行星之最
离太阳最近的行星---水星;
离太阳最远的行星--海王星;
体积和质量最大的行星--木星;
体积最小的行星--水星;
最亮的行星--金星;
最适宜生命存在的行星--地球;
与地球最相似,被称为“红色的星球”的行星--火星。
强化训练
1. 3月2日(农历2月11),金星和木星在西方低空肩并肩凑在一起,发生金星合木星的天象。下列说法正确的是( )
A.宁波当天太阳直射点从北回归线移向赤道
B.宁波当晚出现下弦月
C.金星和木星与月球一样围绕地球旋转
D.金星和木星同属于太阳系
【答案】D
【解答】解:根据材料,该日是3月2日,在12月22日前后的冬至和3月21日期前后的春分之间,太阳直射点从南回归线向赤道移动,A错误。
该日是农历2月11日,出现的月相是凸月,B错误。
金星、木星绕着太阳公转,C错误。
金星和木星同属于太阳系内的大行星,D正确。
故选:D。
2.(2022•桐乡市模拟)金星是地球的近邻,是除太阳和月球外全天最亮的天体。我国古代称之为“太白”。当它早晨出现时,人们称它为“启明星”或“晨星”;当它黄昏出现时,人们称它为“长庚星”或“昏星”。如图是某时刻地球、月球、太阳、金星的运行位置,此刻地球上P点能观察到的是( )
A.晨星、上弦月 B.晨星、下弦月
C.昏星、上弦月 D.昏星、下弦月
【答案】B
【解答】解:站在P点,根据地球自西向东自转,可判读出P地由黑夜进入白天,故看到的是晨星,根据地球与月球的关系,月相亮面朝东,为下弦月,故B正确,ACD错误。
故选:B。
3.天文学家们发现了“地球的孪生兄弟”——一颗围绕恒星开普勒452运行的行星。该星球跟地球的形似指数为0.98,并且有可能拥有大气层和流动水,有可能有活火山,还有可能存在生命。划线部分属于科学探究过程中的哪个步骤( )
A.建立假设 B.合作与交流
C.提出问题 D.检验与评价
【答案】A
【解答】解:科学家发现一颗围绕恒星开普勒452运行的行星。该星球跟地球的形似指数为0.98,划线部分是对此行星特征的猜想,是否正确,需要进一步的观察和研究。所以划线部分属于科学探究过程中的建立假设,提出猜想环节。
故选:A。
4.火星的直径约为地球一半,自转轴倾角、自转方向、周期均与地球相近,公转一周约为地球公转时间的两倍。火星地表沙丘、砾石遍布,CO2为主的大气十分稀薄,密度仅为地球大气密度的1%。根据以上信息,下列推测错误的是( )
A.火星上也有季节变化
B.火星的一天比地球的一天约长一倍
C.在火星上也能看到太阳的东升西落
D.火星表面昼夜温差大
【答案】B
【解答】解:地球上的四季变化是由于地球自转和公转造成的,火星的自转轴倾角与地球相近,也绕太阳公转,推测火星上也有季节变化成立;火星自转周期与地球相近,故火星上一天与地球上一天相近;在火星上也能看到太阳的东升西落;火星表面昼夜温差大,故ACD正确,B错误。
故选:B。
5.目前,“祝融号”火星车已在火星表面工作200多个火星日。火星是人类走出地月系开展太空探测的首选目标,因为火星与地球邻近且环境最为相似。火星的直径约为地球一半,自转轴倾角、自转方向、周期均与地球相近,公转一周约为地球公转时间的两倍。下列推测正确的是( )
A.火星上也有四季变化
B.火星的一天比地球的一天约长一倍
C.在火星上不能看到太阳东升西落
D.“祝融号”登陆火星后质量减小
【答案】A
【解答】解:A、地球上的四季变化是由于地球自转和公转造成的,火星的自转轴倾角与地球相近,也绕太阳公转,推测火星上也有季节变化成立。故A正确;
B、火星自转周期与地球相近,故火星上一天与地球上一天相近。故B错误;
C、火星自西向东自转,太阳东升西落。故C错误;
D、质量是物体的一种基本属性,与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关,故D错误。
故选:A。
6.我国太空航天器“天问一号”已经踏上了漫长的“奔火路”,目的地—火星属于( )
A.恒星 B.行星 C.卫星 D.彗星
【答案】B
【解答】解:太阳系有八大行星,火星与地球一样,都属于太阳系中的行星,故只有B正确,ACD错误。故选:B。
7.美国NASA声称发现了最像地球、适宜人类居住的行星开普勒186F(如图)。它位于天鹅座中,与地球质量、体积大小相近。公转周期为130天,距地球500光年。由上述信息推断的下列说法中正确的是( )
A.NASA现在观察到的该行星的形态就是该行星现在的模样
B.该行星上可能有液态水
C.该行星上一定有四季更替的现象
D.该行星昼夜交替周期是130天
【答案】B
【解答】解:A、开普勒186F距地球500光年,说明NASA现在观察到的该行星的形态是55年前该行星的模样,不符合题意。
B、根据题干可知,美国NASA声称开普勒186F最像地球、适宜人类居住,所以该行星上可能有液态水,故正确。
C、从题干中无法确定该行星上一定有四季更替的现象,不符合题意。
D、该行星公转周期是130天,而不是自转周期,所以该行星昼夜交替周期不是130天,不符合题意。
故选:B。
8. 2020年10月30日,夜空上演了“火星伴月”:红色的火星与皎洁的月亮近距离相互辉映、齐放光芒。下列有关说法正确的是( )
A.火星的体积比月球小
B.火星比月球距离地球近
C.月球比火星亮是因为能发光
D.该天是农历月的十五左右
【答案】D
【解答】解:A、火星的体积比月球大,A不符合题意;
B、火星比月球距离地球远,B不符合题意;
C、月球不能发光,C不符合题意;
D、每月农历十五月相为满月,因此该天是农历月的十五左右,D符合题意。
故选:D。
9. 2020年7月23日,我国首个火星探测器“天问一号”发射器成功发射。它的主要任务是勘探火星浅层地质结构、空间环境,收集火星表面的相关数据等,这一过程属于科学探究中的( )
A.提出科学问题 B.建立猜想和假设
C.设计研究方案 D.获取事实与证据
【答案】D
【解答】解:收集火星表面的相关数据,这个环节属于科学探究中的获取事实与证据。
故选:D。
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