高中地理（必修 1）第一章问题研究“火星基地应该是什么样子”知识点

高中地理（必修1）第一章问题研究“火星基地应该是什么样子”知识点整理一、课程主要内容本问题研究以“火星基地设计”为核心任务，立足必修1第一章“宇宙中的地球”核心知识，通过对比地球与火星的自然环境差异，推导火星基地建设的地理依据。课程逻辑围绕“地球生命存在条件→火星环境特征分析→火星基地设计约束→基地核心系统构建”展开，核心是运用地球圈层结构（大气圈、水圈、岩石圈、生物圈）功能、行星宇宙环境等知识，解决火星基地在辐射防护、温度调节、水资源利用、能源供应、生态维持等方面的实际问题，体现地理环境整体性和人地协调观。二、核心知识点整理及练习题知识点1：地球存在生命的条件及火星环境对比知识点解析地球存在生命的两大条件：①宇宙条件（稳定的太阳光照、安全的宇宙环境、公转轨道近圆共面）；②自身条件（适宜的温度、适合生物呼吸的大气、液态水）。火星与地球的共性（类地行星、公转轨道特征相似）是基地建设的基础，而差异（大气稀薄且以CO₂为主、温度极低、液态水稀缺、缺乏磁场）是基地设计需克服的核心挑战。练习题与地球相比，火星上缺乏生命存在的关键自身条件是（）A.稳定的太阳光照B.适宜的地表温度C.安全的宇宙环境D.近圆的公转轨道答案：B解析：A、C、D均属于宇宙条件，火星与地球共享该类条件；火星大气稀薄、保温作用弱，地表平均温度约-63℃，缺乏适宜生命生存的温度（自身条件核心），且液态水稀缺、大气成分不适宜呼吸，故选B。火星大气中CO₂占比达95%，却未形成类似地球的温室效应，主要原因是（）A.CO₂浓度过低B.大气总密度过小C.距离太阳过远D.缺乏氧气答案：B解析：地球温室效应的关键是大气整体密度足够，少量CO₂即可有效截留地面辐射；火星大气总密度仅为地球的1%，即使CO₂占比高，总含量仍极低，无法形成有效温室效应，故选B。距离太阳远是温度低的背景原因，而非“未形成温室效应”的核心原因。下列关于地球与火星宇宙环境共性的说法，正确的是（）A.都有适合生物呼吸的大气B.都有稳定的太阳辐射C.都有液态水覆盖地表D.都有强烈的磁场保护答案：B解析：A、C、D均是地球独有的优势条件（火星大气不适宜呼吸、无液态水、无磁场）；太阳系中各行星均能获得稳定的太阳辐射（太阳正值壮年），这是地球与火星共有的宇宙环境条件，故选B。知识点2：火星自然环境特征对基地设计的约束知识点解析火星自然环境的核心特征及设计约束：①大气稀薄→缺乏紫外线和流星体防护，需建设厚重防护层；②温度极端（昼夜温差超100℃）→需构建保温与散热系统；③水资源匮乏（仅两极有冰盖）→需设计水资源循环利用系统；④地形复杂（多沙丘、峡谷）→基地选址优先平坦平原；⑤缺乏磁场→太阳风辐射强，需强化辐射防护。练习题火星基地需建设“地下或半地下结构+厚重外壳”，其主要目的不包括（）A.抵御流星体撞击B.阻挡太阳紫外线C.减少昼夜温差影响D.储存大量液态水答案：D解析：火星大气稀薄，无法阻挡流星体和紫外线，厚重外壳可抵御（A、B正确）；地下结构能减少外界温度变化的影响，缓解昼夜温差（C正确）；储存液态水需专用储水设施，而非结构设计的主要目的，故选D。火星基地选址应避开的区域是（）A.平坦的平原B.两极冰盖附近C.活跃的火山带D.地下冰分布区答案：C解析：平坦平原便于施工和布局（A适宜）；两极冰盖和地下冰是水资源来源（B、D适宜）；活跃火山带存在火山喷发风险，地质不稳定，会威胁基地安全，应避开，故选C。火星表面昼夜温差极大的主要原因是（）A.距离太阳远B.公转周期长C.大气保温作用弱D.没有大气层答案：C解析：火星有稀薄大气层（D错误）；距离太阳远导致平均温度低，但不是昼夜温差大的核心原因（A错误）；公转周期影响季节长度（B错误）；大气稀薄导致白天太阳辐射削弱少（升温快），夜间地面辐射散失快（降温快），保温作用弱，昼夜温差极大，故选C。知识点3：地球圈层功能迁移——火星基地核心系统设计知识点解析借鉴地球圈层功能，火星基地需构建三大核心人工系统：①人工大气系统（模拟地球大气圈，维持适宜气压、O₂/CO₂比例，调节温度）；②水资源循环系统（利用火星冰盖、大气水汽，通过融化→净化→使用→回收，模拟水圈循环）；③能源与生态系统（以太阳能为主、核能为辅供应能源，通过植物种植实现O₂-CO₂循环和食物供应，模拟生物圈功能）。练习题火星基地的人工大气系统需重点调节的指标是（）①气压②氧气含量③二氧化碳含量④水汽含量A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④答案：A解析：火星大气气压仅为地球的1%，需人工维持接近地球的气压（①）；人类呼吸需适宜氧气含量（②）；植物生长需一定CO₂，且需平衡O₂与CO₂比例（③）；水汽含量可通过水资源系统调节，并非大气系统的核心调节指标（④），故选A。火星基地水资源循环系统的核心环节是（）A.收集大气降水B.开采地下河流C.融化极地冰盖D.净化火星土壤水答案：C解析：火星无大气降水（A错误）、无地下河流（B错误），土壤中水分极少（D错误）；两极冰盖是火星最丰富的水资源（水冰+干冰），融化后经净化可满足生活、生产需求，是水循环系统的核心环节，故选C。火星基地选择太阳能作为主要能源，最主要的优势是（）A.太阳能总量比地球丰富B.火星大气对太阳辐射削弱少C.太阳能清洁无污染D.火星上无化石能源答案：B解析：火星距离太阳更远，太阳能总量仅为地球的43%（A错误）；清洁无污染是太阳能的共性优势（C非火星特有）；火星是否有化石能源尚未证实（D错误）；火星大气稀薄，对太阳辐射的反射、散射作用弱，到达地表的太阳辐射效率高，是选择太阳能的核心优势，故选B。知识点4：地理环境整体性与火星基地的人地协调观知识点解析地球地理环境具有整体性（各圈层相互联系、相互影响），火星基地设计需遵循这一原理：例如，能源供应影响水资源融化（需耗能）、温度调节（需耗能）和生态系统（植物生长需能量）；水资源循环影响生态系统和人员生活。同时，基地建设需坚持“适应优先、适度利用”的人地协调观，不破坏火星原有环境，实现资源可持续利用。练习题火星基地中，能源系统与水资源系统的关联是（）A.能源系统为水资源融化提供动力B.水资源系统为能源系统降温C.能源系统依赖水资源发电D.水资源系统为能源系统提供原料答案：A解析：火星水资源以冰盖形式存在，需通过加热融化，而加热过程依赖能源系统（太阳能或核能）提供动力（A正确）；水资源系统的核心功能是供水，而非为能源系统降温（B错误）；火星无水电条件（C错误），能源系统无需水资源作为原料（D错误），故选A。火星基地建设体现的人地协调观是（）A.改造火星大气，使其成为第二个地球B.适应火星环境，合理利用本地资源C.大量开采火星资源，服务地球D.放弃地球，向火星大规模移民答案：B解析：当前技术无法改造火星大气（A错误）；大规模开采火星资源、放弃地球移民均不符合可持续理念（C、D错误）；火星基地建设的核心是适应火星自然环境，通过技术手段利用本地