高中地理必修第一册（2025-2026学年）讲义：第一章 宇宙中的地球 第一节 地球的宇宙环境

高中地理必修第一册（2025—2026学年）讲义：第一章宇宙中的地球第一节地球的宇宙环境

一、课前导读与考情分析【重要】本章节是高中地理课程的逻辑起点，旨在帮助学生从宏观视角认识地球所处的宇宙背景。根据2025年最新修订的《普通高中地理课程标准》及2026年高考命题风向标，本章内容在学业水平合格性考试及等级性考试中均占有重要一席。【高频考点】从近三年全国及各省市的高考试卷与模拟卷分析来看，“天体系统层次判断”、“太阳系八大行星的运动特征”以及“地球上存在生命的原因”是绝对的必考点与高频考点。试题通常以最新的航天科技新闻（如“嫦娥X号”、“天问X号”）为真实情境材料，考查学生对基础知识的迁移与应用能力。具体考频分析如下：天体系统层级判断（约30%）、地球普通性与特殊性分析（约25%）、航天基地选址与宇宙探索（约15%）、太阳活动对地球的影响（注：通常为第二节主干内容，本节涉及较少但常衔接考，约10%）。【热点】2025—2026年，中国航天事业持续高歌猛进，从“嫦娥六号”成功从月背采样返回，到“天问二号”开启小行星探测之旅，这些鲜活的时代热点为课堂注入了极强的探索驱动力，也为命题提供了丰富的素材库。如2025年四川成都期中卷即以神舟十七号入轨对接为背景考查天体判断。【核心素养】在素养导向下，教学重心从“只记结论”转向“探究成因”：侧重培养学生的综合思维（将地球生命条件与宇宙环境、行星自身特征进行系统关联）与地理实践力（通过绘制天体系统示意图、分析行星数据表格等任务，构建宇宙图景），并引导形成科学的人地协调观：地球是人类在宇宙中唯一的家园。二、基础知识精讲与达标检测（一）宇宙的物质性：天体【基础】天体的定义与识别：宇宙中的恒星、星云、行星、卫星等各种物质，通称为天体。天体的判断依据是其是否位于地球大气层之外，并以独立物质形式存在于宇宙空间。例如，入轨后并完成在轨轮换的“神舟十七号”属于天体，而发射中尚未离开大气层或返回地面的部分则不属于天体。【易错点】流星体与流星现象的区别；陨石（已落至地球表面）不属于天体。

【基础】天体的主要类型：主要包括恒星（自身发光发热，如太阳）、星云（由气体和尘埃组成，轮廓模糊）、行星（自身不发光，绕恒星公转，如地球）、卫星（绕行星公转，如月球）、彗星（著名如哈雷彗星，公转周期约76年）、流星体等。

【拓展延伸】（跨学科链接）化学与天文学融合：恒星的能量来源于其内部的核聚变反应——氢原子核聚变为氦原子核，这与化学中的核素概念和能量变化密切相关；这与太阳能量来源完全同质，可形成跨学科认知闭环。

（二）宇宙的结构性：天体系统【基础】天体系统的形成：宇宙中的天体都在运动着，它们之间相互吸引、相互绕转，形成了不同级别、不同规模的天体系统。

【高频考点】天体系统的层级结构（必背）：这是构建宇宙图景的骨架。从天体系统的定义看，其形成需满足两个基本条件：天体之间相互吸引、相互绕转。学习时务必记忆由高级到低级（或反之）的顺序：

可观测宇宙（人类目前观测到的宇宙部分，也是最高级别的天体系统）

↓银河系（包含太阳系的巨大星系）

↓太阳系（以太阳为中心，由受其引力约束的天体构成的系统）

↓地月系（地球与其卫星月球构成的最小级别天体系统）

【易错点】特别注意：总星系≠可观测宇宙，后者强调观测所能达到的最大范围，其边界目前约为930亿光年；河外星系（如仙女座星系）与银河系属于同一层级，因而不包含地球。

（三）太阳系中一颗普通的行星【基础】太阳系的组成：太阳系以太阳为中心，包括八大行星、卫星、矮行星、小行星、彗星及星际物质等。八大行星距太阳由近及远的顺序为：水星、金星、地球、火星（此为类地行星）→木星、土星（此为巨行星）→天王星、海王星（此为远日行星）。

【高频考点】八大行星的运动特征：八颗行星绕日公转的方向一致（同向性，均为自西向东，从北极上空俯瞰为逆时针），公转轨道面近乎在同一平面上（共面性，轨道倾角均较小），且轨道形状接近正圆（近圆性）。【思维方法】正是“共面性”这一特点，才使得从地球上观测到水星或金星凌日、五星连珠、月掩行星等天文现象成为可能。

【基础】地球的普通性：从运动特征来看，地球的公转与其他行星一样具有同向、共面、近圆的特征；从结构特征来看，地球的质量、体积等物理参数并不特殊，在太阳系中仅是一颗普通行星。

（四）特殊的行星：地球存在生命【高频考点】外部条件（宇宙环境）：

安全的宇宙环境：太阳系中大小行星绕日公转方向一致、轨道互不干扰（各行其道），使地球处于一种比较安全的宇宙环境之中。

稳定的太阳光照：太阳自生命诞生以来，一直稳定地提供光和热，确保了地球上生命演化的连续性。

【高频考点】自身条件（内部因素）：

适宜的温度：地球与太阳的距离适中，使得地表平均温度维持在15℃左右，这是生命存在和发展的基础。同时，地球自转和公转的周期适中，使昼夜和季节更替的节奏适中，不至于过冷或过热。

适合生物呼吸的大气：地球的体积和质量适中，其引力足以吸引并“锁住”厚厚的大气层。大气层不仅提供了氧气（尤其是经过生物改造后），还能通过温室效应调节地表温度，并通过臭氧层吸收紫外线，保护地面生物。

充足的液态水：地球内部放射性元素衰变导致增温，促使水汽逸出并凝结形成海洋，为生命的诞生和繁衍提供了必需的液体介质。

【难点突破】在学习过程中，务必建立“外部条件决定可能性，自身条件决定现实性”的思维框架，从而将一系列零散条件有机整合。

【拓展延伸】天体生物学视野：研究证明，火星数十亿年前可能拥有湖泊和海洋。若火星存在生命，其生存的必要条件包括适宜的温度、液态水和适宜的大气环境。人类寻找宜居行星时，通常首先关注该行星是否位于恒星的宜居带内，并以查找液态水（或水蒸气）迹象为首要探测目标，因为存在液态水是存在生命的最直接证据之一。

三、例题精讲与变式训练【方法点拨】本节习题主要以真实天文现象或航天热点为情境，考查对概念的理解和原理的应用。解题口诀：天体系，分层级；看运动，找特征；析生命，分内外；凌日看地内，卫星观月相；航天入轨是天体，返回地球即不是。【典型例题1】——天体与天体系统的辨析（2025四川成都期中）在轨执行的“神舟十七号”航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的“神舟十八号”航天员乘组入驻“天宫”。完成下列各题。(1)下列属于天体的有：①入轨后的三舱三船组合体②发射中的神舟十七号③返回地面的神舟十六号④对接中的神舟十七号。A.①③B.①④C.②④D.②③(2)入轨对接空间站核心舱的神舟十七号所属的最高级别天体系统是（）A.银河系B.太阳系C.河外星系D.地月系【解题策略】(1)判断天体关键在于看其是否已经脱离地球大气层并独立存在于宇宙空间。发射中正在穿越大气层（②）和返回地面后（③）均不属于天体；入轨后的组合体（①）和对接到空间站上正在绕地运转的（④）均属于人造天体。因此正确答案为B.①④。(2)航天器运行空间站核心舱，其围绕地球运转，因此其所属的天体系统从低到高包括地月系、太阳系、银河系（河外星系不包括银河系）。其中最高的为A.银河系。【变式训练1】读右图（略），图中甲、乙、丙、丁代表的天体系统依次为（）A.地月系、太阳系、银河系、可观测宇宙B.地月系、银河系、太阳系、可观测宇宙C.可观测宇宙、银河系、太阳系、地月系D.太阳系、银河系、河外星系、地月系【解析】由图中的包含关系（从小到大）可知，丁包含丙，丙包含乙，乙包含甲。因此判断最高级别为可观测宇宙，最低为地月系。故正确顺序为C.可观测宇宙、银河系、太阳系、地月系。【典型例题2】——地球的普通性与特殊性（2025福建厦门一中月考）下图为太阳系相邻的三颗行星绕日公转轨道相对位置示意图。读图（略），完成下面两题。(1)【难点】对该行星（a行星）进行生命探测时，首先查找液态水存在迹象，原因有（）①存在液态水可以说明温度适宜②有液态水才能形成云雨等现象③液态水可塑造多样的地表形态④液态水是生命存在的基本条件。A.①②B.②③C.③④D.①④(2)【难点】若地球在b行星的轨道上运行，则最可能发生的现象是（）A.变为寒冷的“冰球”B.变为火热的“火球”C.大气层将会消失D.公转方向发生变化【解析】(1)液态水是生命生存最不可或缺的介质，且其存在需要适宜的温度范围（即0°C—100°C之间），因此寻找液态水即意味着寻找适宜的温度和生命的基本条件。云雨现象和塑造地貌与生命探测的直接关联度不如①④强烈。正确答案为D.①④。(2)图中b行星轨道比地球轨道更靠近太阳，若地球运行到此轨道，日地距离变近，接受太阳辐射增多，地表温度将急剧升高，极可能变为火热的“火球”。大气层的消失取决于行星的质量与体积所决定的引力，轨道改变但并未改变地球自身的质量与体积；公转方向通常保持同向性不变。正确答案为B.变为火热的“火球”。【变式训练2】关于地球的叙述，正确的是（）A.是太阳系中距离太阳最近的行星B.是太阳系中的一颗巨行星C.与太阳系中的火星、金星相邻D.是一颗有生命存在的特殊行星【解析】距离太阳最近的行星是水星；地球属于类地行星；地球的邻居是金星和火星；地球是目前已知的唯一存在高级智慧生命的行星，是一颗特殊的行星。正确答案为D。【典型例题3】——航天探索与情境新题（2026年学业水平考试模拟）2025年，我国“天问二号”探测器开启了对小行星的探测之旅。其探测目标之一为一颗位于图中的灵神星。阅读材料，完成下题。“灵神星”号探测器发射升空，开启对小行星的探测旅程。若该探测器在完成任务后，继续飞向太阳系外，请问它将依次脱离哪些天体系统？【解析】首先，探测器从地球出发，脱离地月系；然后，在摆脱太阳引力束缚后，脱离太阳系；最后，飞出银河系还需要脱离银河系。因此，脱离的顺序依次是：地月系→太阳系→银河系。在等级考试卷中，此类题常与“可观测宇宙”的最高层级衔接考查，需熟练掌握层级顺序。四、创新情境题组与“教—学—评”一致性诊断【基础瞭望】2025年12月，中国科学院云南天文台的国际研究团队在位于恒星宜居带内的系外行星——开普勒-725c上探测到大量水蒸气迹象。据此完成1—3题。该行星所处的天体系统中，级别最低的是（）A.地月系B.太阳系C.银河系D.可观测宇宙

该行星表面存在大量水蒸气，这最有可能说明该星球（）A.质量和体积与地球完全一致B.处于恒星周围的宜居带内，温度适宜C.公转方向与地球相同D.拥有厚厚的大气层且全部由氧气构成

若人类未来计划对该行星进行移民改造，优先级最高的任务是（）A.增加行星质量以吸引大气B.调整公转轨道使之变为正圆形C.改变公转方向使之与地球同向D.维持其现有的安全宇宙环境并提供稳定的能量来源

【解析】题干明确指出该行星位于太阳系外，因此不包含在地月系、太阳系中；它至少属于银河系；因此级别最低的是C.银河系。

液态水存在的必要条件是适宜的温度，发现大量水蒸气意味着该行星可能恰好处在宜居带内，表面温度允许水以液态或气态存在。正确答案为B.处于恒星周围的宜居带内，温度适宜。

对任何行星进行生命改造，都首先需要保证其外部宇宙环境的安全和恒星稳定地提供辐射能量，这是生命存续的先决条件。正确答案为D.维持其现有的安全宇宙环境并提供稳定的能量来源。

【能力跃升】阅读图文材料，完成下列问题。（共22分）材料一太阳系模式图（略）。材料二在太阳系中，火星环境被认为是迄今为止科学家认为的最接近地球的“宜居”行星。然而，火星表面干燥寒冷，大气稀薄（主要成为二氧化碳为主，约占95.3%，含氧量极低，平均气压仅为地球的0.6%），遍布氧化铁沙尘。但“好奇号”等探测器发现火星岩层中存在大量黏土矿物，证明数十亿年前火星曾存在广泛的河流与湖泊。材料三2021年5月15日，中国“天问一号”着陆器搭载“祝融号”火星车成功降落火星，我国成为世界上第二个成功着陆火星的国家。2025年，“天问二号”开启小行星探测，进一步拓展深空探测版图；嫦娥六号完成人类首次月背采样返回，带回1935.3克月壤样品，发现着陆区月表水含量约是嫦娥五号两倍。(1)填写图中字母对应的行星名称：B.______，C.______，D.______。（6分）(2)描述火星在太阳系中的位置，并说明其属于哪一类行星。（6分）(3)从外部条件和自身条件两个维度，评析火星是否存在类似于地球的生命。（10分）【参考答案与评分标准】(1)B.金星（2分）；C.地球（2分）；D.火星（2分）。(2)火星位于太阳系中距离太阳由近及远的第四颗行星（2分），轨道位于地球（或C）和木星之间（2分），属于类地行星（2分）。(3)评析如下：有利的外部条件：与地球类似，火星与太阳距离相对适中；太阳系中大小行星各行其道，公转方向一致，火星也处于安全的宇宙环境中，且太阳光照稳定长久（4分）。有利的自身条件证据：火星探测器发现火星岩层中曾存在广泛的液态水（如黏土矿物、冲积扇），这为生命诞生提供了关键介质（4分）。极不利的自身条件（核心限制因素）：①温度：虽然火星处在宜居带边缘，但实际上表面极为寒冷（平均-60℃），昼夜温差极大；②大气：火星质量体积偏小，引力不足，导致大气稀薄且主要成分为二氧化碳，无法提供生物呼吸所需的氧气，也无法通过大气层有效调节保温和屏蔽宇宙射线；③水：现有的水多为冰层或结合水（黏土），缺乏稳定流动的液态水（4分）。综上，火星环境极端恶劣，目前尚未发现生命存在的直接确凿证据，其作为“宜居星球”的潜力仍需进一步验证（2分）。（答题时若开放性表述为“火星具备孕育生命的部分外部条件，但核心自身条件远逊于地球，目前极大概率不存在生命”即可得分）五、跨学科融合与实践探究【学科融合】融合视角一：天体物理学与历史学的双重穿越（以“天问二号”及“哈雷彗星”为例）。2025年“天问二号”小行星探测标志着我国深空探测能力的跃升，实现了从小行星采样返回并前往彗星探测的多目标拓展，这完美契合了新课标对“跨学科主题学习”的要求。教师则可借此契机开展微型项目式学习——“航天探测的物理原理”，将数学中椭圆轨道参数、万有引力定律和地理学科中的公转特征相结合。融合视角二：地理与化学的深度碰撞。火星岩石因富含氧化铁而呈现红色；地球上的海洋和生命起源于原始大气中水汽的凝结；月球和行星表面的水分子探测则需借助光谱分析；这与普通高中化学学科中“物质的检验”“氧化还原反应及铁盐和亚铁盐”等内容有极佳的交汇点，能为地理现象提供更本真的理化阐释。六、分层达标训练与速记自查（一）【基础过关】（建议用时：8分钟）宇宙中最基本的天体是（）A.行星和卫星B.恒星和星云C.彗星和流星体D.星云和星际物质

下列天体系统不包含地球的是（）A.银河系B.太阳系C.河外星系D.总星系

太阳系中，被称为巨行星的是（）A.水星、金星B.地球、火星C.木星、土星D.天王星、海王星

地球的特殊性主要体现在（）A.是太阳系中体积、质量最大的行星B.是八颗行星中公转方向唯一自西向东的行星C.是太阳系中唯一存在生命的行星D.是太阳系中公转轨道为圆形的行星

地球上存在生命的外部条件，主要是（）A.日地距离适中B.地球质量和体积适中C.有液态水D.安全的宇宙环境和稳定的光照

（2026年合格考改编）下列天体中，属于自然天体的是（）A.在轨飞行的“天宫”空间站B.绕地运转的月球C.长征火箭发射后的推进器残骸D.宇宙中的黑洞

参考答案：1.B2.C3.C4.C5.D6.B（二）【素养提升】（建议用时：10分钟）2025年12月，某中学天文社团利用望远镜进行观测，教师指导学生观察星空和行星的运动。完成1—2题。学生们发现夜空中的火星呈明亮的红色，并缓缓移动。下列关于火星的叙述，正确的是（）A.火星属于远日行星B.火星是距离地球最近的行星C.火星卫星数量最多D.火星属于类地行星

若此时太阳系某行星发生“凌日”现象，该行星应为（）A.水星B.火星C.木星D.天王星

阅读下列材料，完成问题。材料一2025年中国航天大会提出未来十年深空探测规划：实施“天问三号”火星采样返回任务、建造国际月球科研站基本型。材料二下表为地球与火星数据对比表（地球数据设为1）：

(1)分析说明火星上难以存在像地球上这样的高级智慧生命的主要原因。(2)若有朝一日，人类克服技术难关登陆火星，宇航员在火星表面活动时，将会感受到与地球上哪些显著不同的自然现象？（提示：可从重力、天空颜色、昼夜温差等方面作答，答出三点即可。）参考答案：D（金星是距离地球最近的行星，卫星最多者通常为木星或土星，火星属于类地行星。）

A（发生“凌日”现象的行星必须位于地球公转轨道内侧。符合条件的只有水星和金星，选项中为水星。）

(1)火星质量和体积较小（约为地球的0.11倍），引力不足以吸引浓厚的大气层，导致大气稀薄（主要成分为二氧化碳），因此无法为生命提供充足的氧气，也无法通过大气层保存足够的热量及屏蔽宇宙射线。（4分）