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人教版 (2019)必修 第一册第二节 太阳对地球的影响教案
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这是一份人教版 (2019)必修 第一册第二节 太阳对地球的影响教案，共18页。教案主要包含了太阳辐射对地球的影响，水循环的主要能源，因此把水能，太阳活动对地球的影响等内容，欢迎下载使用。
课程标准：运用资料，说明太阳对地球的影响。
学习目标：1.理解太阳辐射的概念，了解太阳辐射对地球的影响，掌握太阳辐射的分布规律。2.识记太阳的外部结构，了解太阳活动的概念、主要形式，理解太阳活动对地球的影响。
一、太阳辐射对地球的影响
1．太阳概况
(1)实质：炽热的气体球。
(2)主要成分：氢和氦。
(3)表面温度：约为6000_K。
2．太阳辐射
(1)概念：太阳源源不断地以电磁波的形式向四周放射能量的现象。
(2)能量来源：太阳内部的核聚变反应。
3．对地球和人类的影响
(1)直接为地球提供光、热资源。
(2)维持地表温度，是地球上的水、大气运动和生命活动的主要动力。
(3)为人类生产、生活活动提供能源，如煤、石油等。
水能和风能属于来自太阳辐射的能量
太阳辐射是地球大气运动(大气水平运动即风)、水循环的主要能源，因此把水能、风能属于来自太阳辐射的能量。
二、太阳活动对地球的影响
1．太阳活动
(1)概念：太阳大气的变化。
(2)类型及分布
(3)周期：约11年。
(4)强弱的标志：黑子；最激烈的显示：耀斑、日珥、日冕物质抛射。
2．太阳活动对地球的影响
(1)扰动地球大气层，影响无线电短波通信。
(2)扰乱地球磁场，出现“磁暴”现象，导致罗盘指针不能正确指示方向。
(3)高能带电粒子与两极稀薄大气碰撞，会出现极光。
黑子不黑，由于黑子温度比光球层表面其他地方低，所以显得暗一些。
1．如何理解“煤是太阳提供的能源”？
[答案] 煤是地质历史时期接收太阳光照射的植被在地质作用下形成的一种能源，所以煤是地质时期被生物固定以后积累下来的太阳能。
2．主要的太阳活动有哪些？分别发生于太阳大气的哪一层？
[答案] 主要的太阳活动有太阳黑子、耀斑、日珥和太阳风等。黑子出现在光球层，日珥和耀斑出现在色球层，太阳风出现在日冕层。
探究点一 太阳辐射及其影响
[材料] 巴尔的摩太空望远镜研究所的天文学家霍华德·邦德说：“我们已经看到了从现在起几十亿年后太阳的未来，在那一切发生之前，我们还有60亿年可过。”邦德和其他科学家证明，像太阳这么大的恒星将燃烧大约100亿年，在一个3000万℃的核熔炉中消耗氢。最后，氢被耗尽，恒星核坍，缩成一个温度更高的星体。随后该恒星迅速膨胀成一个巨大红色星球，超热化的等离子体从各个方向向外喷射。邦德说，在这个红色巨星阶段，太阳体积将扩大大约200倍，将地球炙烤到沸腾温度。再过几千年后，太阳将坍缩成一个逐渐冷却的白矮星，它的热能慢慢减少。如果地球那时仍然存在，它将成为一个没有生命的残骸。
[问题] 材料中太阳辐射的能量来源是什么？太阳辐射对地球生命的存在有什么影响？
[提示] 太阳辐射的能量来源于氢的核聚变反应。太阳辐射为地球上的生命提供必要的光照和热量。
1．太阳辐射的能量来源及时空分布
(1)能量来源：高温、高压条件下的核聚变反应。
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(基本过程：4H→He＋E,质能转化：原子核质量亏损，亏损质量转化为能量,太阳年龄：质量亏损0.03%，50亿年，旺盛时期))
(2)时空分布eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(纬度分布：自低纬向高纬递减,时间变化：夏季最多，冬季最少，,春季增多，秋季减少))
(1)到达大气上界的太阳辐射能分布规律由低纬向高纬递减。
(2)全球年太阳辐射的最大值不是出现在赤道地区，而是出现在回归线附近的沙漠地区及青藏高原地区。
2．太阳辐射对地球的影响
太阳辐射对地球的影响主要表现为两个方面：(1)太阳辐射对地理环境形成和变化的影响；(2)太阳辐射对人类生产、生活的影响。其作用和表现如下表所示：
风能和水能都来源于太阳辐射能
由于太阳辐射在地表分布不均，导致地球表面冷热不均，引起空气运动，形成风能。在空气运动的过程中，把水汽从低处送到高处，形成降雨，地表径流再从高处流到低处的过程就是水能产生的过程。
3．我国太阳年辐射总量的分布及其影响因素
我国太阳能资源的时空分布：我国太阳能资源的时空分布差异较明显，高值和低值中心都处在22°N～35°N之间，高值的中心在青藏高原，低值的中心在四川盆地。30°N～40°N地区，随纬度的增高，太阳辐射能也增加；而40°N以北地区，太阳辐射能由东向西逐渐增加。
青藏高原能成为太阳辐射的高值中心的原因：(1)海拔高，空气稀薄，空气中含有的尘埃的量较少，晴天较多，日照时间较长；(2)大气对太阳辐射的削弱作用小，到达地面的太阳辐射能量多。
四川盆地为低值中心的原因：(1)盆地形状，水汽不易散发，空气中含水汽的量多；(2)阴天，雾天较多，从而造成日照的时间短，日照强度弱，太阳能资源贫乏。
【例1】 读我国太阳年总辐射量分布图，回答(1)～(3)题。
(1)与同纬度的长江中下游地区相比，青藏高原太阳能丰富的原因是( )
①纬度低，太阳高度大 ②天气晴朗干燥，大气透明度好，光照时间长 ③地势高，离太阳近，太阳辐射强 ④地势高，空气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用小
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
(2)假如你是一位太阳能热水器的营销员，只考虑自然因素，应到下列哪组城市营销最合理( )
A．北京、海口、贵阳 B．上海、重庆、台北
C．昆明、兰州、郑州 D．杭州、广州、成都
(3)图中①②③④地区中，地质历史时期积累生物固定的太阳能最丰富的地区是( )
A．① B．② C．③ D．④
[审题指导]
[答案] (1)D (2)C (3)A
影响太阳辐射的因素
探究点二 太阳活动及其对地球的影响
[材料] 2016年10月13日，美国总统奥巴马签署《协调努力为美国做好空间天气事件准备》行政命令，旨在协调和努力为国家面对“空间天气”事件做准备。这一行政命令的签署将有助于减少因“空间天气”事件导致的经济损失，在挽救生命的同时加强国家安全，创建全国性的响应程序以及恢复计划。
“空间天气”特指发生在空间环境中的由太阳活动引起的对地球造成影响的事件，包括太阳耀斑、太阳高能粒子、日冕物质抛射等。“空间天气”是一种来自宇宙的威胁，随着人类社会和科技的不断进步，正成为威胁关键基础设施，如电力、供水、公共卫生、运输等领域的风险，并对社会福利和国家安全造成显著影响。
[问题] 太阳活动对地球有哪些影响？
[提示] 太阳活动对地球的气候、磁场、电离层、高层大气等产生影响，形成磁暴、无线电短波通信中断、极光等。
1．太阳的外部结构
2.太阳活动及其对地球的影响
(1)太阳活动及其表现形式
(2)太阳活动对地球的影响
①黑子周期与地球气候变化
②耀斑引起“磁暴”，影响无线电短波通信
③太阳风产生极光
【例2】 太阳黑子活动的变化会对地球的气候产生明显影响。下图显示北半球部分高纬度地区太阳黑子活动与年均降水量的关系，读图回答(1)～(2)题。
(1)图中所示的34个测站分布范围主要在( )
A．亚洲 B．亚洲和欧洲
C．亚洲和北美洲 D．欧洲和北美洲
(2)观测显示，所测地区年平均降水量( )
A．随太阳黑子活动的增强而增大
B．随太阳黑子活动的增强而减小
C．变化周期与太阳黑子活动周期吻合
D．变化周期与太阳黑子活动周期无关
[审题指导] 第(1)题，利用图中的经纬度进行空间定位。第(2)题，注意图中降水与黑子数的相关性。
[解析] (1)根据图中测站的经纬度的分布范围可知，所示的34个测站分布范围主要在欧洲和北美洲。(2)观测显示，图中上部分12个测站年平均降水量与太阳黑子活动变化趋势一致，下部分22个测站年平均降水量与太阳黑子活动变化趋势相反，但变化周期一致，故所测地区年平均降水量变化周期与太阳黑子活动周期吻合。
[答案] (1)D (2)C
(1)太阳黑子出现最多的年份叫太阳活动极大年，太阳黑子出现最少的年份叫太阳活动极小年。
(2)太阳活动的周期是指从太阳活动极大(小)年到下一次太阳活动极大(小)年的时间间隔，不是从极大年到极小年的时间间隔。
1．农业谚语“鱼靠水、娃靠娘，万物生长靠太阳”中，体现了太阳辐射为地球提供( )
A．光、热资源
B．大气运动、水循环的原动力
C．生产能源
D．生活能源
[解析] 太阳辐射为地球提供光热资源，催生万物生长。
[答案] A
2．下列人类活动中，所利用的能源最终不是来自太阳辐射的是( )
[解析] 赛车用的石油和煤球炉中的煤是古代生物固定下来的太阳能，地热是来自地球内部放射性元素的衰变，不是来自太阳辐射。
[答案] D
下图是美国宇航局拍摄到的太阳活动剧烈爆发图，大量速度达800千米每秒的带电粒子喷射到太空。读图完成3～4题。
3．图示太阳活动发生在太阳大气层的( )
A．光球层 B．色球层
C．日冕层 D．大气层之外
[解析] 图示太阳活动区域亮度明显高于周围区域，应为耀斑，发生在色球层。
[答案] B
4．图示太阳活动( )
A．没有活动周期，但可能持续较长的一段时间
B．地球是太阳系中最先受其影响的行星
C．爆发后8分钟左右引起两极极光产生
D．高峰年地球极端天气现象出现的频率增加
[解析] 耀斑寿命仅有几分钟到几十分钟，随黑子的变化同步起落，周期是11年；距太阳最近的行星最先受到太阳活动的影响；日地距离大约为1.5亿千米，太阳活动喷射的带电粒子8分钟左右到不了地球。
[答案] D
5．分析下列材料，完成下列问题。
材料一 太阳黑子的周期图
材料二 1988年7月上旬，4万多只鸽子参加了一年一度的“北—南”国际信鸽大赛。可令人吃惊的是，许多参加过多次大赛的经验丰富的“信鸽选手”却纷纷迷航。7月3日，从法国放飞的大约5000只来自英国的鸽子，仅有285只被找到，许多鸽子死后被冲上海岸。
(1)根据太阳黑子的周期图判断：下一个太阳黑子活动高峰期将出现在________年前后，届时，太阳大气色球层中的________活动也将随之加强。
(2)北美洲受太阳黑子影响最严重的国家是加拿大。届时该国人们将可能看到壮观的________现象。
(3)(多选)根据所学知识，你认为下列哪些部门应加强对太阳活动研究的预报( )
A．通信部门 B．航天部门
C．冶金工业部门 D．气候研究部门
(4)鸽子依据大脑中的“磁场”感应地球磁场来定方向，据此推测材料二中信鸽迷航的原因。
[解析] 本题考查太阳黑子的规律及其影响。(1)太阳黑子的活动周期从图中显示约为11年，其他的太阳活动如耀斑、太阳风也是如此，所以下一次太阳活动的高峰期约在2013年前后。(2)极光多产生于极地附近。(3)太阳活动对短波通信、气候研究、航天等部门都有影响。(4)太阳活动强烈时发射出的高能带电粒子会干扰地球磁场，影响信鸽正常定向，从而导致信鸽迷航。
[答案] (1)2013 耀斑
(2)极光
(3)ABD
(4)鸽子迷航失踪是太阳活动所致。黑子、耀斑爆发时，大量高能带电粒子到达地球磁场，产生一股电流，形成附加磁场，叠加在地球基本磁场上，使磁场迅速增大，产生“磁暴”现象，鸽子的定向能力就会因此丧失，从而迷航。
课后作业(二)
一、单项选择题
在一些城市的交通十字路口处，我们经常见到如下图所示的太阳能交通信号灯，据此完成1～2题。
1．下列哪个城市设置这种交通信号灯效果最差( )
A．拉萨 B．海口 C．昆明 D．重庆
[解析] 四个城市中，重庆因为雾较多，接收到的太阳辐射较少，因此设置这种太阳能交通信号灯的效果最差。
[答案] D
2．下列能源中与太阳辐射有关的是( )
①核能 ②生物能 ③煤炭 ④风能 ⑤地热能 ⑥水能 ⑦潮汐能
A．①②③④ B．②③④⑤
C．②③④⑥ D．③④⑤⑦
[解析] 核能、地热能是来自地球内部的能源；潮汐能是日、月对地球的引力产生的。
[答案] C
2017年9月6日19时53分，太阳爆发超级大耀斑，引发太阳质子和日冕物质大量抛射。这是第二十四太阳活动周以来最强太阳风暴。下图为太阳黑子数量变化图。阅读图文资料，完成3～5题。
注：图中数字代表太阳活动的周期数。
3．太阳黑子活动周期大约为( )
A．11年 B．18年 C．20年 D．23年
[解析] 太阳黑子活动周期大约为11年，和耀斑活动周期一致，A项正确。
[答案] A
4．2017年太阳黑子数所处阶段为( )
A．显著上升 B．显著下降
C．接近波峰 D．接近波谷
[解析] 根据图示曲线，2017年太阳黑子数所处阶段为接近波谷，D对。
[答案] D
5．太阳活动爆发之后的数天，是观看和拍摄极光的最佳时机，较佳的观看和拍摄极光的地点是( )
A．北冰洋沿岸 B．青藏高原
C．赤道附近 D．撒哈拉沙漠
[解析] 极光在高纬度上空的夜晚观测最佳，因此较佳的观看和拍摄地点是北冰洋沿岸，A项正确。青藏高原、赤道附近、撒哈拉沙漠均处于中低纬度，没有极光现象，B、C、D项错误。
[答案] A
日全食是月球运行到日地之间、太阳被完全遮住的壮丽天象。2017年8月，一次罕见的日全食景观从西到东横贯美国14州。美国西部时间(西八区夏令时)21日上午10：15俄勒冈州第一个经历了日全食，而美国东部时间(西五区夏令时)21日14：49日全食在南卡罗来纳州“鞠躬谢幕”。右图示意日全食照片。读图完成6～7题。
6．日食发生时，是观察太阳结构的有利时机。上图照片最亮的部分是太阳的( )
A．内核区 B．光球层
C．色球层 D．日冕层
[解析] 太阳大气层从内向外依次为光球层、色球层和日冕层，人们平时看到的太阳是太阳的光球层。发生日全食时，太阳被挡住的部分应该是光球层，外围发亮的部分可能是色球层和日冕层，但日冕层的亮度太低，故图中最亮的部分应该是太阳的色球层。
[答案] C
7．据统计，美国众多公司因为员工观看日全食而遭受大量经济损失，但也有些行业因日全食而获得收益。下列行业中最可能获得收益的是( )
A．酒店行业 B．水稻种植业
C．纺织工业 D．钟表制造业
[解析] 本次罕见的日全食景观从西到东横贯美国14州，表明会有很多天文爱好者和游客来到美国观看这次天文现象，因此酒店住宿业与餐饮行业将因此受益。同时，还会带动日全食观测仪等的销售。故选A。
[答案] A
到达地面的太阳辐射有两部分：一是太阳以平行光线的形式直接投射到地面上的，称为太阳直接辐射；二是经过大气中的小水滴、尘埃等质点散射后，自天空投射到地面的，称为散射辐射。两者之和称为总辐射。读下面两幅图，完成8～9题。
8．北京5月直接辐射大于7月，主要是因为( )
A．5月太阳高度大于7月
B．5月大气的散射辐射量小于7月
C．5月气温日变化大于7月
D．5月白昼长于7月
[解析] 本题主要考查影响太阳辐射的因素。北京5月雨季未到，多晴天；7月为雨季，降水多，5月大气的散射辐射量小于7月，B正确。
[答案] B
9．上右图反映出( )
A．太阳总辐射量阴天大于晴天
B．阴天时太阳高度角的日变化大
C．大气散射作用的强弱完全取决于质点的多少
D．太阳高度角越小，质点散射作用越弱
[解析] 本题主要考查影响散射辐射日变化的因素。读图可知，太阳散射辐射量阴天大于晴天，而非太阳总辐射量，A错误。太阳高度角的日变化与天气无关，B错误。散射作用的强弱与太阳高度角和天气有关，太阳高度角增大时，到达地面的直接辐射增强，散射辐射也就相应增强，C错误。无论阴天、晴天，太阳高度角越小，质点散射作用越弱，D正确。
[答案] D
生态小康家园是以土地资源为基础、以太阳能为动力、以沼气为纽带，种植业和养殖业相结合，通过生物质能转换技术，在农户土地上、在全封闭状态下，将沼气、猪禽舍、厕所和日光温室等组合在一起的一种生态农业庭院经济模式。读图，完成10～12题。
10．夜间，农户用草垫覆盖塑性玻璃穹顶的首要目的是( )
A．减少病虫害 B．减少能量损耗
C．减少水分蒸发 D．增加室内温差
[解析] 本题主要考查影响大气辐射的因素。夜间，没有太阳辐射，气温低，为了保持温室内的较高气温，农户用草垫覆盖塑性玻璃穹顶，这是为了减少能量损耗，B正确；玻璃温室只能调节温度进而改变温室的热量条件，不能减少病虫害，A错误；玻璃温室使室内温度上升，增加水分蒸发，C错误；温室减少了夜间地表的热量散失，因此可以缩小室内温差，D错误。
[答案] B
11．“楼顶花园，楼上家园，地面果园”是生态农业庭院的写照，楼顶花园的主要生态作用是( )
A．夏季隔热，冬季保温 B．增加湿度，利于产出
C．天然氧吧，实现零排放 D．资源再生，提高产能
[解析] 本题主要考查植物对气温的调节作用。楼顶花园养鱼、种花、种菜，相当于增加城市绿地、湿地面积，具有调节气温的功能，可以夏隔酷暑、冬避严寒，使楼下住宅内的年温差变小并舒适，A正确；增加湿度，利于产出是经济方面的作用，不是生态作用，B错误；人工种植不是天然氧吧，不能实现零排放，C错误；资源再生，提高产能是整个生态小康家园的经济方面的作用，并非楼顶花园的生态作用，D错误。
[答案] A
12．该生态小康家园地源热泵使用的主要季节是( )
A．春季、夏季 B．夏季、秋季
C．秋季、冬季 D．冬季、春季
[解析] 本题主要考查地源热泵的工作原理。根据生态小康家园是以太阳能为动力可知，只有在太阳能不丰富的季节，才需要借助其他动力给整个生态小康家园提供热量来源。对我国来说，太阳能资源最少的季节是冬春两季，D正确。
[答案] D
二、非选择题
13．读“太阳大气结构示意图”，完成下列问题。
(1)A是________层，该层出现的太阳活动是________。这些区域由于________而暗黑，它的多少和大小可以作为________________的标志。
(2)B是________层，该层有时会出现突然增亮的部分，叫做________。它的爆发是________________的显示。
(3)C是________层。
(4)耀斑爆发时发射的电磁波进入地球________层，会引起无线电短波通信中断。太阳大气抛出________________，能使地球磁场受到扰动，产生________现象。
[解析] 从图上看，A为太阳大气的最内层光球层，该层的太阳活动主要是黑子；B层为色球层，该层太阳活动为耀斑；C为日冕层。
[答案] (1)光球 黑子 温度比周围区域低 太阳活动强弱
(2)色球 耀斑 太阳活动最激烈
(3)日冕
(4)大气 高能带电粒子 磁暴
14．读“我国太阳年辐射总量分布局部图”，回答下列各题。
(1)下列四个城市中，太阳年辐射总量最丰富的城市是( )
A．兰州 B．海口 C．上海 D．昆明
(2)兰州的纬度比广州高，但太阳年辐射总量比广州丰富，简要分析原因。
(3)假如你是一位太阳能热水器的营销者，在只考虑自然因素的情况下，你到下列哪组城市营销最合理( )
A．北京、海口、贵阳 B．上海、重庆、台北
C．昆明、兰州、郑州 D．杭州、广州、成都
(4)“蜀犬吠日”在一定程度上反映出成都和重庆所在地区太阳能资源的贫乏，请简要分析其形成的原因。
[解析] 本题以示意图形式考查我国太阳年辐射总量的分布及其影响因素。从图中可知：兰州、海口、上海和昆明四个城市中昆明的太阳能最丰富。太阳能热水器的营销主要看太阳年辐射总量的丰富与否，根据图上数据进行比较即可得出答案。
[答案] (1)D
(2)兰州地处内陆，气候干燥，晴天多；广州地处沿海，气候湿润，阴雨天多。
(3)C
(4)四川盆地地形不利于水汽蒸发，空气中水汽含量多，雨雾天较多，日照时间短，日照强度弱，所以太阳能资源贫乏。
字母
A
B
C
名称
光球层
色球层
日冕层
太阳活动类型
黑子
耀斑、日珥
太阳风
影响因素
纬度
地势
天气
日照
时数
极圈以内地区有极昼极夜现象，极圈以外地区夏季日照时数多于冬季
一般地势高的高原日照时数多于地势低的盆地
多阴雨天气的地区，日照时数少；多晴朗天气的地区，日照时数多
太阳辐
射强度
纬度低，正午太阳高度角大，获得的太阳辐射多
地势高，大气稀薄，透明度高，固体杂质、水汽少，到达地面的太阳辐射多
晴天多，到达地面的太阳辐射多
活动现象
概念
特点
黑子
太阳表层温度较低的大气区域，看上去颜色暗一些，故称黑子
黑子的大小和多少，反映了太阳本身活动的强弱。一般黑子愈大、愈多，太阳活动愈强
耀斑
太阳黑子活动的区域突然连在一起，释放出大量的能量，这种能量把太阳上相应区域的气体加热到上百万摄氏度，会突然猛烈爆发并增亮的现象
耀斑的出现频率与黑子的多少呈正相关，它以瞬时爆发为特征
日珥
太阳表层经常有巨大的“火焰”喷射物向外伸展，叫做日珥
耀斑爆发后，飘忽不定的日珥增多、变大
太阳风
太阳的日冕层温度超过百万摄氏度，那里的许多带电粒子运动速度超过350千米/秒时，就能脱离太阳的引力飞向宇宙空间，形成带电粒子流，即太阳风
耀斑爆发后，太阳风的强度迅速增大
课程标准：运用资料，说明太阳对地球的影响。
学习目标：1.理解太阳辐射的概念，了解太阳辐射对地球的影响，掌握太阳辐射的分布规律。2.识记太阳的外部结构，了解太阳活动的概念、主要形式，理解太阳活动对地球的影响。
一、太阳辐射对地球的影响
1．太阳概况
(1)实质：炽热的气体球。
(2)主要成分：氢和氦。
(3)表面温度：约为6000_K。
2．太阳辐射
(1)概念：太阳源源不断地以电磁波的形式向四周放射能量的现象。
(2)能量来源：太阳内部的核聚变反应。
3．对地球和人类的影响
(1)直接为地球提供光、热资源。
(2)维持地表温度，是地球上的水、大气运动和生命活动的主要动力。
(3)为人类生产、生活活动提供能源，如煤、石油等。
水能和风能属于来自太阳辐射的能量
太阳辐射是地球大气运动(大气水平运动即风)、水循环的主要能源，因此把水能、风能属于来自太阳辐射的能量。
二、太阳活动对地球的影响
1．太阳活动
(1)概念：太阳大气的变化。
(2)类型及分布
(3)周期：约11年。
(4)强弱的标志：黑子；最激烈的显示：耀斑、日珥、日冕物质抛射。
2．太阳活动对地球的影响
(1)扰动地球大气层，影响无线电短波通信。
(2)扰乱地球磁场，出现“磁暴”现象，导致罗盘指针不能正确指示方向。
(3)高能带电粒子与两极稀薄大气碰撞，会出现极光。
黑子不黑，由于黑子温度比光球层表面其他地方低，所以显得暗一些。
1．如何理解“煤是太阳提供的能源”？
[答案] 煤是地质历史时期接收太阳光照射的植被在地质作用下形成的一种能源，所以煤是地质时期被生物固定以后积累下来的太阳能。
2．主要的太阳活动有哪些？分别发生于太阳大气的哪一层？
[答案] 主要的太阳活动有太阳黑子、耀斑、日珥和太阳风等。黑子出现在光球层，日珥和耀斑出现在色球层，太阳风出现在日冕层。
探究点一 太阳辐射及其影响
[材料] 巴尔的摩太空望远镜研究所的天文学家霍华德·邦德说：“我们已经看到了从现在起几十亿年后太阳的未来，在那一切发生之前，我们还有60亿年可过。”邦德和其他科学家证明，像太阳这么大的恒星将燃烧大约100亿年，在一个3000万℃的核熔炉中消耗氢。最后，氢被耗尽，恒星核坍，缩成一个温度更高的星体。随后该恒星迅速膨胀成一个巨大红色星球，超热化的等离子体从各个方向向外喷射。邦德说，在这个红色巨星阶段，太阳体积将扩大大约200倍，将地球炙烤到沸腾温度。再过几千年后，太阳将坍缩成一个逐渐冷却的白矮星，它的热能慢慢减少。如果地球那时仍然存在，它将成为一个没有生命的残骸。
[问题] 材料中太阳辐射的能量来源是什么？太阳辐射对地球生命的存在有什么影响？
[提示] 太阳辐射的能量来源于氢的核聚变反应。太阳辐射为地球上的生命提供必要的光照和热量。
1．太阳辐射的能量来源及时空分布
(1)能量来源：高温、高压条件下的核聚变反应。
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(基本过程：4H→He＋E,质能转化：原子核质量亏损，亏损质量转化为能量,太阳年龄：质量亏损0.03%，50亿年，旺盛时期))
(2)时空分布eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(纬度分布：自低纬向高纬递减,时间变化：夏季最多，冬季最少，,春季增多，秋季减少))
(1)到达大气上界的太阳辐射能分布规律由低纬向高纬递减。
(2)全球年太阳辐射的最大值不是出现在赤道地区，而是出现在回归线附近的沙漠地区及青藏高原地区。
2．太阳辐射对地球的影响
太阳辐射对地球的影响主要表现为两个方面：(1)太阳辐射对地理环境形成和变化的影响；(2)太阳辐射对人类生产、生活的影响。其作用和表现如下表所示：
风能和水能都来源于太阳辐射能
由于太阳辐射在地表分布不均，导致地球表面冷热不均，引起空气运动，形成风能。在空气运动的过程中，把水汽从低处送到高处，形成降雨，地表径流再从高处流到低处的过程就是水能产生的过程。
3．我国太阳年辐射总量的分布及其影响因素
我国太阳能资源的时空分布：我国太阳能资源的时空分布差异较明显，高值和低值中心都处在22°N～35°N之间，高值的中心在青藏高原，低值的中心在四川盆地。30°N～40°N地区，随纬度的增高，太阳辐射能也增加；而40°N以北地区，太阳辐射能由东向西逐渐增加。
青藏高原能成为太阳辐射的高值中心的原因：(1)海拔高，空气稀薄，空气中含有的尘埃的量较少，晴天较多，日照时间较长；(2)大气对太阳辐射的削弱作用小，到达地面的太阳辐射能量多。
四川盆地为低值中心的原因：(1)盆地形状，水汽不易散发，空气中含水汽的量多；(2)阴天，雾天较多，从而造成日照的时间短，日照强度弱，太阳能资源贫乏。
【例1】 读我国太阳年总辐射量分布图，回答(1)～(3)题。
(1)与同纬度的长江中下游地区相比，青藏高原太阳能丰富的原因是( )
①纬度低，太阳高度大 ②天气晴朗干燥，大气透明度好，光照时间长 ③地势高，离太阳近，太阳辐射强 ④地势高，空气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用小
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
(2)假如你是一位太阳能热水器的营销员，只考虑自然因素，应到下列哪组城市营销最合理( )
A．北京、海口、贵阳 B．上海、重庆、台北
C．昆明、兰州、郑州 D．杭州、广州、成都
(3)图中①②③④地区中，地质历史时期积累生物固定的太阳能最丰富的地区是( )
A．① B．② C．③ D．④
[审题指导]
[答案] (1)D (2)C (3)A
影响太阳辐射的因素
探究点二 太阳活动及其对地球的影响
[材料] 2016年10月13日，美国总统奥巴马签署《协调努力为美国做好空间天气事件准备》行政命令，旨在协调和努力为国家面对“空间天气”事件做准备。这一行政命令的签署将有助于减少因“空间天气”事件导致的经济损失，在挽救生命的同时加强国家安全，创建全国性的响应程序以及恢复计划。
“空间天气”特指发生在空间环境中的由太阳活动引起的对地球造成影响的事件，包括太阳耀斑、太阳高能粒子、日冕物质抛射等。“空间天气”是一种来自宇宙的威胁，随着人类社会和科技的不断进步，正成为威胁关键基础设施，如电力、供水、公共卫生、运输等领域的风险，并对社会福利和国家安全造成显著影响。
[问题] 太阳活动对地球有哪些影响？
[提示] 太阳活动对地球的气候、磁场、电离层、高层大气等产生影响，形成磁暴、无线电短波通信中断、极光等。
1．太阳的外部结构
2.太阳活动及其对地球的影响
(1)太阳活动及其表现形式
(2)太阳活动对地球的影响
①黑子周期与地球气候变化
②耀斑引起“磁暴”，影响无线电短波通信
③太阳风产生极光
【例2】 太阳黑子活动的变化会对地球的气候产生明显影响。下图显示北半球部分高纬度地区太阳黑子活动与年均降水量的关系，读图回答(1)～(2)题。
(1)图中所示的34个测站分布范围主要在( )
A．亚洲 B．亚洲和欧洲
C．亚洲和北美洲 D．欧洲和北美洲
(2)观测显示，所测地区年平均降水量( )
A．随太阳黑子活动的增强而增大
B．随太阳黑子活动的增强而减小
C．变化周期与太阳黑子活动周期吻合
D．变化周期与太阳黑子活动周期无关
[审题指导] 第(1)题，利用图中的经纬度进行空间定位。第(2)题，注意图中降水与黑子数的相关性。
[解析] (1)根据图中测站的经纬度的分布范围可知，所示的34个测站分布范围主要在欧洲和北美洲。(2)观测显示，图中上部分12个测站年平均降水量与太阳黑子活动变化趋势一致，下部分22个测站年平均降水量与太阳黑子活动变化趋势相反，但变化周期一致，故所测地区年平均降水量变化周期与太阳黑子活动周期吻合。
[答案] (1)D (2)C
(1)太阳黑子出现最多的年份叫太阳活动极大年，太阳黑子出现最少的年份叫太阳活动极小年。
(2)太阳活动的周期是指从太阳活动极大(小)年到下一次太阳活动极大(小)年的时间间隔，不是从极大年到极小年的时间间隔。
1．农业谚语“鱼靠水、娃靠娘，万物生长靠太阳”中，体现了太阳辐射为地球提供( )
A．光、热资源
B．大气运动、水循环的原动力
C．生产能源
D．生活能源
[解析] 太阳辐射为地球提供光热资源，催生万物生长。
[答案] A
2．下列人类活动中，所利用的能源最终不是来自太阳辐射的是( )
[解析] 赛车用的石油和煤球炉中的煤是古代生物固定下来的太阳能，地热是来自地球内部放射性元素的衰变，不是来自太阳辐射。
[答案] D
下图是美国宇航局拍摄到的太阳活动剧烈爆发图，大量速度达800千米每秒的带电粒子喷射到太空。读图完成3～4题。
3．图示太阳活动发生在太阳大气层的( )
A．光球层 B．色球层
C．日冕层 D．大气层之外
[解析] 图示太阳活动区域亮度明显高于周围区域，应为耀斑，发生在色球层。
[答案] B
4．图示太阳活动( )
A．没有活动周期，但可能持续较长的一段时间
B．地球是太阳系中最先受其影响的行星
C．爆发后8分钟左右引起两极极光产生
D．高峰年地球极端天气现象出现的频率增加
[解析] 耀斑寿命仅有几分钟到几十分钟，随黑子的变化同步起落，周期是11年；距太阳最近的行星最先受到太阳活动的影响；日地距离大约为1.5亿千米，太阳活动喷射的带电粒子8分钟左右到不了地球。
[答案] D
5．分析下列材料，完成下列问题。
材料一 太阳黑子的周期图
材料二 1988年7月上旬，4万多只鸽子参加了一年一度的“北—南”国际信鸽大赛。可令人吃惊的是，许多参加过多次大赛的经验丰富的“信鸽选手”却纷纷迷航。7月3日，从法国放飞的大约5000只来自英国的鸽子，仅有285只被找到，许多鸽子死后被冲上海岸。
(1)根据太阳黑子的周期图判断：下一个太阳黑子活动高峰期将出现在________年前后，届时，太阳大气色球层中的________活动也将随之加强。
(2)北美洲受太阳黑子影响最严重的国家是加拿大。届时该国人们将可能看到壮观的________现象。
(3)(多选)根据所学知识，你认为下列哪些部门应加强对太阳活动研究的预报( )
A．通信部门 B．航天部门
C．冶金工业部门 D．气候研究部门
(4)鸽子依据大脑中的“磁场”感应地球磁场来定方向，据此推测材料二中信鸽迷航的原因。
[解析] 本题考查太阳黑子的规律及其影响。(1)太阳黑子的活动周期从图中显示约为11年，其他的太阳活动如耀斑、太阳风也是如此，所以下一次太阳活动的高峰期约在2013年前后。(2)极光多产生于极地附近。(3)太阳活动对短波通信、气候研究、航天等部门都有影响。(4)太阳活动强烈时发射出的高能带电粒子会干扰地球磁场，影响信鸽正常定向，从而导致信鸽迷航。
[答案] (1)2013 耀斑
(2)极光
(3)ABD
(4)鸽子迷航失踪是太阳活动所致。黑子、耀斑爆发时，大量高能带电粒子到达地球磁场，产生一股电流，形成附加磁场，叠加在地球基本磁场上，使磁场迅速增大，产生“磁暴”现象，鸽子的定向能力就会因此丧失，从而迷航。
课后作业(二)
一、单项选择题
在一些城市的交通十字路口处，我们经常见到如下图所示的太阳能交通信号灯，据此完成1～2题。
1．下列哪个城市设置这种交通信号灯效果最差( )
A．拉萨 B．海口 C．昆明 D．重庆
[解析] 四个城市中，重庆因为雾较多，接收到的太阳辐射较少，因此设置这种太阳能交通信号灯的效果最差。
[答案] D
2．下列能源中与太阳辐射有关的是( )
①核能 ②生物能 ③煤炭 ④风能 ⑤地热能 ⑥水能 ⑦潮汐能
A．①②③④ B．②③④⑤
C．②③④⑥ D．③④⑤⑦
[解析] 核能、地热能是来自地球内部的能源；潮汐能是日、月对地球的引力产生的。
[答案] C
2017年9月6日19时53分，太阳爆发超级大耀斑，引发太阳质子和日冕物质大量抛射。这是第二十四太阳活动周以来最强太阳风暴。下图为太阳黑子数量变化图。阅读图文资料，完成3～5题。
注：图中数字代表太阳活动的周期数。
3．太阳黑子活动周期大约为( )
A．11年 B．18年 C．20年 D．23年
[解析] 太阳黑子活动周期大约为11年，和耀斑活动周期一致，A项正确。
[答案] A
4．2017年太阳黑子数所处阶段为( )
A．显著上升 B．显著下降
C．接近波峰 D．接近波谷
[解析] 根据图示曲线，2017年太阳黑子数所处阶段为接近波谷，D对。
[答案] D
5．太阳活动爆发之后的数天，是观看和拍摄极光的最佳时机，较佳的观看和拍摄极光的地点是( )
A．北冰洋沿岸 B．青藏高原
C．赤道附近 D．撒哈拉沙漠
[解析] 极光在高纬度上空的夜晚观测最佳，因此较佳的观看和拍摄地点是北冰洋沿岸，A项正确。青藏高原、赤道附近、撒哈拉沙漠均处于中低纬度，没有极光现象，B、C、D项错误。
[答案] A
日全食是月球运行到日地之间、太阳被完全遮住的壮丽天象。2017年8月，一次罕见的日全食景观从西到东横贯美国14州。美国西部时间(西八区夏令时)21日上午10：15俄勒冈州第一个经历了日全食，而美国东部时间(西五区夏令时)21日14：49日全食在南卡罗来纳州“鞠躬谢幕”。右图示意日全食照片。读图完成6～7题。
6．日食发生时，是观察太阳结构的有利时机。上图照片最亮的部分是太阳的( )
A．内核区 B．光球层
C．色球层 D．日冕层
[解析] 太阳大气层从内向外依次为光球层、色球层和日冕层，人们平时看到的太阳是太阳的光球层。发生日全食时，太阳被挡住的部分应该是光球层，外围发亮的部分可能是色球层和日冕层，但日冕层的亮度太低，故图中最亮的部分应该是太阳的色球层。
[答案] C
7．据统计，美国众多公司因为员工观看日全食而遭受大量经济损失，但也有些行业因日全食而获得收益。下列行业中最可能获得收益的是( )
A．酒店行业 B．水稻种植业
C．纺织工业 D．钟表制造业
[解析] 本次罕见的日全食景观从西到东横贯美国14州，表明会有很多天文爱好者和游客来到美国观看这次天文现象，因此酒店住宿业与餐饮行业将因此受益。同时，还会带动日全食观测仪等的销售。故选A。
[答案] A
到达地面的太阳辐射有两部分：一是太阳以平行光线的形式直接投射到地面上的，称为太阳直接辐射；二是经过大气中的小水滴、尘埃等质点散射后，自天空投射到地面的，称为散射辐射。两者之和称为总辐射。读下面两幅图，完成8～9题。
8．北京5月直接辐射大于7月，主要是因为( )
A．5月太阳高度大于7月
B．5月大气的散射辐射量小于7月
C．5月气温日变化大于7月
D．5月白昼长于7月
[解析] 本题主要考查影响太阳辐射的因素。北京5月雨季未到，多晴天；7月为雨季，降水多，5月大气的散射辐射量小于7月，B正确。
[答案] B
9．上右图反映出( )
A．太阳总辐射量阴天大于晴天
B．阴天时太阳高度角的日变化大
C．大气散射作用的强弱完全取决于质点的多少
D．太阳高度角越小，质点散射作用越弱
[解析] 本题主要考查影响散射辐射日变化的因素。读图可知，太阳散射辐射量阴天大于晴天，而非太阳总辐射量，A错误。太阳高度角的日变化与天气无关，B错误。散射作用的强弱与太阳高度角和天气有关，太阳高度角增大时，到达地面的直接辐射增强，散射辐射也就相应增强，C错误。无论阴天、晴天，太阳高度角越小，质点散射作用越弱，D正确。
[答案] D
生态小康家园是以土地资源为基础、以太阳能为动力、以沼气为纽带，种植业和养殖业相结合，通过生物质能转换技术，在农户土地上、在全封闭状态下，将沼气、猪禽舍、厕所和日光温室等组合在一起的一种生态农业庭院经济模式。读图，完成10～12题。
10．夜间，农户用草垫覆盖塑性玻璃穹顶的首要目的是( )
A．减少病虫害 B．减少能量损耗
C．减少水分蒸发 D．增加室内温差
[解析] 本题主要考查影响大气辐射的因素。夜间，没有太阳辐射，气温低，为了保持温室内的较高气温，农户用草垫覆盖塑性玻璃穹顶，这是为了减少能量损耗，B正确；玻璃温室只能调节温度进而改变温室的热量条件，不能减少病虫害，A错误；玻璃温室使室内温度上升，增加水分蒸发，C错误；温室减少了夜间地表的热量散失，因此可以缩小室内温差，D错误。
[答案] B
11．“楼顶花园，楼上家园，地面果园”是生态农业庭院的写照，楼顶花园的主要生态作用是( )
A．夏季隔热，冬季保温 B．增加湿度，利于产出
C．天然氧吧，实现零排放 D．资源再生，提高产能
[解析] 本题主要考查植物对气温的调节作用。楼顶花园养鱼、种花、种菜，相当于增加城市绿地、湿地面积，具有调节气温的功能，可以夏隔酷暑、冬避严寒，使楼下住宅内的年温差变小并舒适，A正确；增加湿度，利于产出是经济方面的作用，不是生态作用，B错误；人工种植不是天然氧吧，不能实现零排放，C错误；资源再生，提高产能是整个生态小康家园的经济方面的作用，并非楼顶花园的生态作用，D错误。
[答案] A
12．该生态小康家园地源热泵使用的主要季节是( )
A．春季、夏季 B．夏季、秋季
C．秋季、冬季 D．冬季、春季
[解析] 本题主要考查地源热泵的工作原理。根据生态小康家园是以太阳能为动力可知，只有在太阳能不丰富的季节，才需要借助其他动力给整个生态小康家园提供热量来源。对我国来说，太阳能资源最少的季节是冬春两季，D正确。
[答案] D
二、非选择题
13．读“太阳大气结构示意图”，完成下列问题。
(1)A是________层，该层出现的太阳活动是________。这些区域由于________而暗黑，它的多少和大小可以作为________________的标志。
(2)B是________层，该层有时会出现突然增亮的部分，叫做________。它的爆发是________________的显示。
(3)C是________层。
(4)耀斑爆发时发射的电磁波进入地球________层，会引起无线电短波通信中断。太阳大气抛出________________，能使地球磁场受到扰动，产生________现象。
[解析] 从图上看，A为太阳大气的最内层光球层，该层的太阳活动主要是黑子；B层为色球层，该层太阳活动为耀斑；C为日冕层。
[答案] (1)光球 黑子 温度比周围区域低 太阳活动强弱
(2)色球 耀斑 太阳活动最激烈
(3)日冕
(4)大气 高能带电粒子 磁暴
14．读“我国太阳年辐射总量分布局部图”，回答下列各题。
(1)下列四个城市中，太阳年辐射总量最丰富的城市是( )
A．兰州 B．海口 C．上海 D．昆明
(2)兰州的纬度比广州高，但太阳年辐射总量比广州丰富，简要分析原因。
(3)假如你是一位太阳能热水器的营销者，在只考虑自然因素的情况下，你到下列哪组城市营销最合理( )
A．北京、海口、贵阳 B．上海、重庆、台北
C．昆明、兰州、郑州 D．杭州、广州、成都
(4)“蜀犬吠日”在一定程度上反映出成都和重庆所在地区太阳能资源的贫乏，请简要分析其形成的原因。
[解析] 本题以示意图形式考查我国太阳年辐射总量的分布及其影响因素。从图中可知：兰州、海口、上海和昆明四个城市中昆明的太阳能最丰富。太阳能热水器的营销主要看太阳年辐射总量的丰富与否，根据图上数据进行比较即可得出答案。
[答案] (1)D
(2)兰州地处内陆，气候干燥，晴天多；广州地处沿海，气候湿润，阴雨天多。
(3)C
(4)四川盆地地形不利于水汽蒸发，空气中水汽含量多，雨雾天较多，日照时间短，日照强度弱，所以太阳能资源贫乏。
字母
A
B
C
名称
光球层
色球层
日冕层
太阳活动类型
黑子
耀斑、日珥
太阳风
影响因素
纬度
地势
天气
日照
时数
极圈以内地区有极昼极夜现象，极圈以外地区夏季日照时数多于冬季
一般地势高的高原日照时数多于地势低的盆地
多阴雨天气的地区，日照时数少；多晴朗天气的地区，日照时数多
太阳辐
射强度
纬度低，正午太阳高度角大，获得的太阳辐射多
地势高，大气稀薄，透明度高，固体杂质、水汽少，到达地面的太阳辐射多
晴天多，到达地面的太阳辐射多
活动现象
概念
特点
黑子
太阳表层温度较低的大气区域，看上去颜色暗一些，故称黑子
黑子的大小和多少，反映了太阳本身活动的强弱。一般黑子愈大、愈多，太阳活动愈强
耀斑
太阳黑子活动的区域突然连在一起，释放出大量的能量，这种能量把太阳上相应区域的气体加热到上百万摄氏度，会突然猛烈爆发并增亮的现象
耀斑的出现频率与黑子的多少呈正相关，它以瞬时爆发为特征
日珥
太阳表层经常有巨大的“火焰”喷射物向外伸展，叫做日珥
耀斑爆发后，飘忽不定的日珥增多、变大
太阳风
太阳的日冕层温度超过百万摄氏度，那里的许多带电粒子运动速度超过350千米/秒时，就能脱离太阳的引力飞向宇宙空间，形成带电粒子流，即太阳风
耀斑爆发后，太阳风的强度迅速增大
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