浙教版七年级上册(2024秋版)科学电子课本_2025秋电子课本初中科目-新教材_全部版本•初中科学电子课本_浙教版

前  言
回望人类历史长河，科学是现代文明的基石，是社会进步革命性的推动
力量，也是人类了解宇宙、地球以及自身的重要途径。
当今世界，仍有许许多多的未解之谜。绿海龟在大海中遨游几十年，是什
么指引它从千里之外回到出生的海滩产卵？身长只有1 毫米的水熊虫，如何
耐受严寒、高热、长期无氧的极端环境？攻克阿尔茨海默病的关键是什么？
在浩渺的宇宙太空，是否存在智慧生命？科学奥秘的探索永无止境。
科学解释现实世界，并不断更新，科学上没有绝对的真理。其实，所有
的科学原理都来源于前人对客观世界的归纳总结，随着人类对周围环境认识
的加深，有无数曾被人们深信不疑的知识被颠覆和修正，科学正是在质疑和
纠错中不断向真理前行。正如牛顿的万有引力定律，可以解释太阳系行星绕
太阳公转的现象，却无法准确解释包括水星在内的一些星体的运动规律，直
到1915年爱因斯坦提出广义相对论，才基本解决了困扰科学界六十多年的难
题。科学求真，需要同学们保持好奇心，发挥想象力，独立思考，刻苦钻研，
敢于质疑，用自己的胆识和智慧推动科学的车轮不断前进。
古代中国曾以四大发明极大地促进人类进步，如今我们依然在科技创新
的赛场上努力奋进。当前，世界面临着能源短缺、气候极端、疾病肆虐、粮食
安全等诸多挑战，面对这些世界性难题，只有实现科技自立自强，才能保障国
家安全和百姓福祉，也才能更好地促进世界和平发展。
自古英雄出少年！希望同学们通过学习，激发起好奇心、想象力、探求
欲，树立“科技创新、强国有我”的志向，学好科学知识，掌握科学方法，拥
有应对未来挑战的能力，为人类文明做出贡献。
同学们，科学之路就在你脚下，勇敢地启程吧！
第1 章 
探索自然的科学
第2 章 
第1 节    生物体的基本单位
35
第2 节    形形色色的植物
50
第3 节    多姿多彩的动物
59
第4 节    生物的分类
72
第5 节    生物多样性
80
丰富多彩的生命世界
目 录
MULU
第1 节    科学并不神秘
2
第2 节    科学测量
10
第3 节    像科学家那样探究
25
目 录
MULU
第5 章 
后  记 
第1 节    认识技术与工程
183
第2 节    像工程师那样实践
191
探索技术与工程的世界

203
第4 章 
第1 节    机械运动
135
第2 节    地球的转动
147
第3 节    日地月的相对运动
158
第4 节    地球板块的缓慢运动
166
多种多样的运动
第3 章 
第1 节    认识地球
93
第2 节    太阳系的组成与结构
104
第3 节    人类对宇宙的探索
115
广袤浩瀚的宇宙
地球上的生命是如何产生的？全球气候变暖该怎么解决？人工智能会彻底
取代人类吗？……人类有太多的问题需要回答，科学家已解决了很多，但仍然
有很多问题有待于人们去解决，而且现在或今后还会不断地出现新的问题。
科学就是发现规律，解决自然和人类遇到的各种问题。科学存在于我们的
周围。我们需要具备基本的科学知识，懂得科学原理，探索科学的奥秘，享受
科学研究的乐趣。让我们一起感受科学的魅力！
第1 章
探索自然的科学
一、科学就在我们身边
大自然丰富多彩、千姿百态。绚丽的彩虹、划过夜空的流星、难以预
测的火山喷发、奇妙的极光、神秘的黑洞……人们不但对大自然的各种神
奇现象惊叹不已，而且强烈渴望了解其背后的原理。
图1.1-1  各种神奇的自然现象
彩虹
流星
火山喷发
极光
好奇心是人的天性，也是人类探索未知世界的动力。
2022年5月，科学家向人们展示了位于银河系中心的超大
质量黑洞的首张照片。为了这张黑洞照片，科学家进行了
长达半个世纪的艰难探索。人类为什么如此热衷于科学研
究？科学研究有什么作用？
第1 节  科学并不神秘
我们仔细观察，可以发现周围的各种事物都在发生着变化。铅笔在水
中被“折断”，溶洞里长出钟乳石，有些昆虫会蜕皮…… 你想知道发生这
些变化的原因吗？
科学  七年级上册
2
图1.1-2  自然界的各种变化
钟乳石
昆虫蜕皮
科学以自然界的各种现象为研究对象，发现它们产生、发展的原因和
规律。学习科学，研究各种客观事实和规律，可以帮助我们更好地理解自
然，并对自然界中各种现象及其变化做出解释和预测。
探索活动
1. 在一个密封的玻璃罩内放置两根长短不
同的点燃的蜡烛，一段时间后，观察哪根蜡烛先 
熄灭。
2. 有同学认为蜡烛熄灭的顺序与玻璃罩的大
小有关。如果玻璃罩的体积大一些，同时玻璃罩再
高一些，可能结果就不一样。不妨试一试，并和同
学们交流结果。
科学研究要善于观察，勤于实验。解决一个小小
问题的过程都可能有科学发现。意大利科学家伽利略
（G. Galilei）对教堂穹顶上的吊灯因风吹过而不停地、
有节奏地摆动感到好奇，他发现，尽管吊灯的摆动幅
度越来越小，但每一次摆动的时间似乎相等。于是，他仔细观察，并通过实
验证明自己的想法是正确的，从而发现了“摆的等时性”。丹麦物理学家奥
斯特（H. C. Oersted）在整理器材时，偶然发现电流使磁针发生偏转的现象，
科学家通过细心的
观察、严谨的实验
和严密的推理来理
解自然。
图1.1-3  玻璃罩
内蜡烛先后熄灭
第1 章  探索自然的科学
3
从而进行持续研究，最终发现了电流的磁效应。只要我们留心观察，从研
究身边的问题着手，就可以走进科学的世界。科学就在我们身边。
思考与讨论
就自己最感兴趣的自然现象或问题与同学进行讨论。
二、科学改变了我们对自然的认识
自古以来，人们一直对自然现象进行探索。今天，科学的发展使我们
能够用科学知识解释许多奇妙的自然现象，并改变我们对自然的认识。人
们在进行科学探索的同时，享受着科学探索带来的成果和乐趣。
科学探索为我们提供了新的事实与证据，这些事实与证据可以帮助我
们认识世界。那么，科学在哪些方面改变了我们对自然的认识？
人类很早就在思考地球和星空，对地球形状产生了很多不同的认识。
例如，古代中国人认为地是方的，天是圆的。但如果地是方的，我们在地上
为什么总是走不到边？今天，我们知道地球是一个球体。
图1.1-4  古代中国人的地球观
图1.1-5  人造卫星拍摄的地球照片
古希腊人认为，地球是宇宙的中心，太阳和其他行星都围绕着地球
转动。16～17 世纪，哥白尼（N. Copernicus）、第谷（T. Brahe）和开普勒 
（J. Kepler）等人通过长期的天文观测和分析，逐渐认识到地球不是宇宙的
科学  七年级上册
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中心，地球和其他行星都是围绕
着太阳运动的，并找到了行星运
动规律。在这些观测和分析的基
础上，牛顿（I. Newton）发现了
万有引力定律，揭示了行星围绕
着太阳运动的根源。科学家的工
作最终使人们相信太阳是太阳
系的中心，而不是地球。
在很长一段时间里，人们对物质的认识更多依赖于猜想。例如，在我
国古代，人们认为万物由金、木、水、火、土五种元素组成；在古希腊，
学者提出：万物由土、气、水、火四种元素组成。到了近代，道尔顿（J. 
Dalton）、阿伏伽德罗（A. Avogadro）等科学家认为物质是由原子和分子构
成的。现在，我们知道物质由分子、原子或离子构成，原子由原子核和核
外电子构成，原子核由质子和中子构成。
火
木
土
金
水
图1.1-7  人类对物质构成的认识
土
火
气
水
在19 世纪中叶前，流行着一种“自然发生
说”，认为细菌是自然发生的。例如，肉汤里会自
然生成细菌，使肉汤变质。法国科学家巴斯德（L. 
Pasteur）通过实验，证明了肉汤变质是空气中的
细菌引起的，否定了“自然发生说”。
科学拓展了我们对自然的认识。科学使我们
对自然的认识范围不断扩大，小到构成物质的微
观粒子，大到浩瀚的宇宙，都是科学研究的对象。
图1.1-6  实验中的牛顿
图1.1-8  巴斯德和他的实验
第1 章  探索自然的科学
5
例如，人们制造了巨大的望远镜，从而把研究的目光投向更加深邃的宇宙；
利用电子显微镜，则可以观察微小的粒子。
图1.1-9  科学研究的尺度
原子
分子
细胞
人类
地球
太阳系
银河系
宇宙
三、科学改变了我们的生活
科学改变了人们的思维方式。我们学会了用科学的思维方式去解决
各种复杂的问题，并能通过表面现象揭示事物的本质特征或内在规律。我
们在进行观察、实验、调查等科学实践活动时，要勤于思考，多问“为什
么”，带着疑问去看待所观察到的现象，用事实和证据去支持自己的观点，
探究未知现象产生的原因和规律。
科学改变了人们的生产方式和生活方式。科学技术已经惠及人们的衣
食住行，它使人们的生活更方便、舒适，使人们的工作更高效、更安全、更
可靠。
图1.1-10  我国盾构机极大
地提高了隧道的修建速度
图1.1-12  我国“智慧药房”
支持远程问诊、自助购药
图1.1-11  袁隆平的杂交水
稻技术为世界粮食生产做出了
巨大的贡献
科学  七年级上册
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科学技术改变了我们的生活。但是，如果对它认识不足，使用不当，也
会给自然环境和人类社会带来一些负面影响，如基因编辑技术、克隆技术
引发的伦理问题等。
图1.1-13  大气污染影响人类健康
图1.1-14  克隆技术引发伦理问题
因此，人类在利用科学技术改变生活的同时，必须尽可能地减少滥用
科技发明对人类造成的危害。
四、科学促进了人类社会的进步
人类社会的进步与科学发展密切相关。科学的发展改变着人们对自然
界各种事物的认识，提升了人类的技术水平和生产能力，促进了人类社会
的进步。
我国古代人发明了火药，并用于军事
火药
我国发射火箭，将航天员送入太空
图1.1-15  从古代火箭到现代火箭
第1 章  探索自然的科学
7
我国古代指南针开启了远洋航海时代
我国北斗卫星导航系统能帮助人们确定位置
图1.1-16  从古代的指南针到现代的北斗卫星导航系统
热机的发明使人类进入了工业化时代；电磁学的创立使人类进入了电
气时代；计算机技术的发展使人类跨入了信息时代；现代航天技术使人类
能够探索宇宙的奥秘，遨游变幻莫测的太空；DNA 分子双螺旋结构的发
现，为人类打开了遗传科学的大门……显然，科学技术的进步给人类生活
带来了巨变。
图1.1-17  梦天实验舱与空间站组合体
在轨完成交会对接
图1.1-18  DNA
分子结构模式图
图1.1-19  我国首台运算持续速度达9.3
亿亿次/秒的超级计算机“神威·太湖之光”
科学在不断地发展。在长期的科学探索中，人们已经找到了自然界中
许多问题的答案，但还有许多问题不能被合理地解释或解答。在科学发展
过程中，人们在解决问题的同时，也会发现新的问题。因此，科学是无止境
的，我们要不断地探索和发现问题，创造性地解决问题，推动科学发展和
人类社会进步。
我们周围的各种自然现象都蕴含着科学道理。我们的日常生活离不开
科学技术的成果。因此，学好科学，学会科学探究的方法，对我们今后的发
科学  七年级上册
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展至关重要。我们要正确运用科学知识和科学方法，为人类创造更加美好
的明天。
练习与应用
1. 在3个相同的玻璃瓶里分别加入1
4 、1
2 、3
4 容量的水，用铅笔或筷子分别敲
击3个玻璃瓶瓶口，听听它们的声音有什么不同。关于这个现象，你能提出什
么科学问题？
2. 选择你最感兴趣的一件物品，通过请教父母、查阅书籍或访问互联网等方式，
了解它的发展历史，分析该物品的变化如何体现科学技术的发展，并且提出改
进这件物品的建议。
第1 章  探索自然的科学
9
浙江天目山国家级自然保护区享有“大树王国”之美
誉，需要3人以上合抱的大树就有400余棵，其中最大的一
棵需要8人才能将其合抱。这棵“大树王”的直径到底是多
少？如何准确地测量它的周长？
第2 节  科学测量
一、长度测量
要准确而严密地解释一些科学现象，往往要对研究对象进行定量描
述。因此，我们必须对研究对象进行测量。测量是一个把待测的量与公认
的标准量进行比较的过程。例如，我们要知道某同学立定跳远的成绩，就
需要对他所跳过的距离进行测量。
图1.2-1  立定跳远的距离
要测量物体的长度，首先要规定长度（length）
的标准——长度单位。在国际单位制中，长度的基
本单位是米，米的符号是m。
一般成年人走一步的距离约为0.7 m，教室里
1983年，国际计量大会
做出规定：光在真空中
1
299792458 s内所经过的路
程的长度定义为1 m。
科学  七年级上册
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课桌的高度约为0.8 m。
比米大的单位有千米（km），比米小的单位有分米（dm）、厘米（cm）、
毫米（mm）、微米（μm）和纳米（nm）等。这些单位之间的关系是：
1 km＝1000 m 
1 m＝10 dm＝100 cm＝1000 mm
1 mm＝1000 μm 
1 μm＝1000 nm
思考与讨论
在测量图1.2-2中的各物体时，应该分别用什么长度单位？
我们常使用刻度尺来测量物体的长度。如卷尺、三角尺、直尺都是生
活中常见的刻度尺。
图1.2-3  常见的刻度尺
卷尺
三角尺
直尺
图1.2-2  玻璃、课桌和高速公路相关值
玻璃的厚度
课桌的高度
高速公路的长度
第1 章  探索自然的科学
11
科学阅读
国际单位制
测量某个科学量时用来进行比较的标准量叫作单位（unit）。长期以
来，世界上不同地区（甚至同一地区的不同年代）选定的测量标准各不相
同。例如，测量长度时，我国过去采用的单位是“尺”（古代的“尺”与现
代的“尺”不一样），欧洲、美洲国家采用的单位是“英尺”。这样，国际
交流就会很不方便。
人们逐渐认识到，确定测量标准时，应当选取自然界中比较稳定、世
界各国都能接受的事物作为标准。鉴于这种认识，国际计量大会制定了
一套国际统一的单位制，叫作国际单位制（International System of Units，
简称SI），推荐各国使用。目前，世界上大多数国家和地区已经采用国际
单位制，我国的法定计量单位也是以国际单位制为基础的。
探索活动
1. 观察刻度尺，这把刻度尺的零刻度线
在哪里？量程（测量范围）是多少？分度值
（相邻两刻度线之间的长度）是多少？
2. 选择合适的刻度尺，测量科学教科书的
长和宽。
（1）将刻度尺上有刻度的一边紧贴教科书
的长边，刻度尺上的零刻度线与教科书的长边
一端对齐，如图1.2-5所示。读数时，视线应与
刻度尺面垂直。
（2）用步骤（1）的方法，测量教科书的宽。
（3）测得科学教科书的长是   
， 
宽是     。
使用任何一种测量工具
时，都要首先了解它的
量程和分度值。
图1.2-4  刻度尺
cm
图1.2-5  测量教科书的长度
科学  七年级上册
12
思考与讨论
如果科学教科书的宽度在18.4 cm和18.5 cm之间，应该怎样读数？
有时，物体的长度不一定是毫米的整数，用分度值为毫米的刻度尺测
量物体的长度时，往往要在毫米以下估读一位，如某本科学教科书的宽度
是18.36 cm。刻度尺的分度值决定了测量的精确程度。
生活中，也常用一些粗略的方法来测量物体的长度。例如，用自己的
指距估测课桌的长度，用自己的步长估测教室的长度。
思考与讨论
1. 你能用普通的刻度尺测量科学教科书
中一张纸的厚度吗？
2. 你能用自行车来测量你家到学校的路
程吗？试着说出具体方法。
在一些特殊的测量场合，人们还
会用到一些其他测量仪器和测量方
法。例如，潜艇在水下航行时，常用
声呐来测量潜艇与障碍物之间的距
离；雷达用电磁波反射的原理测量飞
机与雷达站之间的距离；测距望远镜
将激光测距仪和望远镜系统相结合，
集观察和测量于一体。这些测量仪器
都是利用波从发送到接收之间的时
间长短来测量测距仪与被测对象之间的距离的。
把某些难以用常规仪器直接
测量的微小量积累起来，将微
小量变成较大量的测量方法，
不仅能使测量过程变得容易，
而且能提高测量的精确程度。
这种方法叫累积法。
图1.2-6  利用声呐探测海底地形
第1 章  探索自然的科学
13
科学·技术·工程
计量系统的发展
二、体积测量
体积（volume）是物体占有空间的大小。在日
常生活中，我们常常需要测量物体的体积，例如，
一瓶牛奶有多少毫升？一间教室有多大空间？
固体体积的常用单位是立方米（m
3），较小的
体积单位是立方厘米（cm
3）。液体的体积单位还
可用升（L）和毫升（mL）。
体积单位之间的关系为：
1 m
3＝1000 L，1 L＝1000 mL，1 mL＝1 cm
3。
对形状规则的物体，如圆柱体，只要用刻度尺测量它的直径和高，如
图1.2-8所示，把测得的数据代入相应的公式，便可计算出它的体积。
测量液体的体积，我们一般用量筒或量杯。使用量筒测量液体的体积
米纳
中东和地中海商
人确定了质量单
位“1 米纳”约
等于500 g。
公元前221 年
公元2018 年
国际单位制的更新
第26 届国际计量大
会更新了千克、安
培、开尔文和摩尔的
定义，至此7 个基本
物理单位标准全部用
物理常数定义。
公元1960 年
国际单位制
第11 届国际计量大会决定
将长度单位（m）、质量单位
（kg）、时间单位（s）、电流单
位（A）等作为基本单位的
“国际单位制”。
战国骨尺
战国量具，骨
制，一面略作
修整，另一面
有刻度和纹饰。
公元前640 年
图1.2-7  各种容积的牛奶
盒、牛奶瓶
科学  七年级上册
14
时，首先要看清它的测量范围和最小刻度。测量前，量筒必须放在水平桌
面上。大多数液体在静止时，液面在量筒内呈凹形。读数时，视线要与凹
形液面最低处相平。
h
d
图1.2-8  圆柱体的体积测量
图1.2-9  量筒的读法
图1.2-10  用排水法测体积
如果遇到形状不规则的物体，如何简便、准确地测量它的体积呢？在
图1.2-10中，把小石块浸没在水中，水位上升了。你知道量筒读数的变化
与该石块的体积有什么关系吗？
探究实践
测量物体的长度和体积
目标
1. 学会使用刻度尺测量物体的长度，学会根据不同的测量要求选择
合适的刻度尺。
2. 初步学会用量筒测量液体的体积，初步学会用量筒测量不规则物
体的体积。
器材
带有毫米刻度的直尺、卷尺、三角尺，量筒，烧杯和水，细线，小石
块（大小以能放入量筒为宜）。
过程
1. 测量物体的长度。
（1）观察各种刻度尺的量程和分度值，填入表1.2-1中。
第1 章  探索自然的科学
15
（2）估计待测物体的长度。
（3）根据测量要求选择适当的刻度尺，用刻度尺测量，并将结果填入
表1.2-2中。
2. 用量筒测量小石块的体积。
（1）观察量筒、量杯的量程和分度值，填入表1.2-3中。
（2）用烧杯将适量的水（能浸没小石块，且小石块和水的体积之和不
超过量筒的量程）倒入量筒内，读出水的体积V1，填入表1.2-4中。
（3）将小石块用细线拴住，缓缓放入量筒内的水中。当小石块沉到筒
表1.2-1  量程和分度值记录表
刻度尺
量程
分度值
米尺
学生用直尺
45°三角尺
60°三角尺
卷尺
表1.2-2  长度记录表
测量内容
估计值/cm
测量工具
测量值/cm
橡皮的长、宽和厚
课桌的长、高
表1.2-3  量筒和量杯记录表
仪器
量程
分度值
量筒
量杯
科学  七年级上册
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底，并被水完全浸没时，读出此时水面所对应的刻度值V2，填入表1.2-4
中。（想一想：此时测得的V2是什么？）
（4）计算待测小石块的体积，填入表1.2-4中。
（5）取出小石块放回原处，把量筒内的水倒回烧杯中，整理好仪器。
3. 测量塑料盒体积。
观察图1.2-11所示的实验。
实验中测出的塑料盒体积是            。从这种测
量方法中得到的启示是            
 。
三、温度测量
物体的冷热程度可以用温度（temperature）来表示。
凭感觉来判断温度的高低是不可靠的。在相同的温度下，用手去摸大
理石桌面，会感觉有点凉；去摸毛衣和棉被，会感觉到温暖。冬天和夏天的
表1.2-4  小石块体积记录表
V 1/mL
V 2/mL
小石块的体积/cm
3
图1.2-11  测量塑料盒的体积
量筒
50 mL
54 mL
51 mL
60
70
80
90
100mL
10
20
30
40
50
100mL
60
70
80
90
10
20
30
40
50
100mL
60
70
80
90
10
20
30
40
50
100mL
60
70
80
90
10
20
30
40
50
金属环
金属环及
塑料盒
60 mL
塑料盒
第1 章  探索自然的科学
17
气温相差很大，深井里的水温变化不大，但我们会感到冬天的井水比较暖
和，夏天的井水比较凉快。要准确测量温度，需要使用温度计。
实验室中常用的温度计是利用水银、酒精
等液体热胀冷缩的性质制成的。图1.2-13所示
的是水银温度计的基本结构。当温度计玻璃泡
内的水银受热时，水银柱会上升，观察水银柱
的长度变化就可知道温度的高低。
常用的温度单位是摄氏度，用“℃”表
示。摄氏温度是这样规定的：在标准大气压下，把冰水混合物的温度定为
0℃，水沸腾时的温度定为100℃。0℃和100℃之间分为100等份，每等份表
示1℃。0℃以下，读作零下多少摄氏度或负多少摄
氏度。
液体温度计的种类很多，它们各自都有不同的 
用途。
图1.2-12  在不同水温中手指的感觉
右手食指浸入右边杯子的热水中，
左手食指浸入左边杯子的冰水中
然后，两根食指同时浸入中间杯
子的温水中
图1.2-15  家庭常用温度计
气温计
体温计
图1.2-14  实验室常用温度计
煤油温度计
水银温度计
酒精温度计
37℃人体口腔
正常温度
0℃冰水混合物
水银柱
玻璃泡
图1.2-13  温度计的刻度
100℃水沸腾
科学  七年级上册
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你会使用温度计吗？对照图1.2-16，想一想，为什么一定要这样操作？
一般不能将温度计从被测物体中拿出来读
数。读数时视线要与温度计内的液面相平
图1.2-16  温度计的使用方法
温度计的玻璃
泡要与被测物
体充分接触
不能测量超
过温度计量
程的温度
探究实践
测量物体的温度
目标
学会根据不同测量要求选择温度计，并用温度计测量物体的温度。
器材
气温计，水银温度计，体温计。
过程
1. 观察不同的温度计，熟悉它们的用途、测量范围和最小刻度，把
结果填入表1.2-5中。
2. 用气温计测得当前实验室的气温是   ℃。
表1.2-5  各种温度计
温度计
名称
主要用途
量程
分度值
最高温度/℃
最低温度/℃
第1 章  探索自然的科学
19
3. 测量水温。
（1）把开水倒入烧杯，将水银温度计插入烧杯内的水中（不要碰到烧
杯的内壁和底部，玻璃泡全部浸入水中）。观察温度计中的水银柱，当它
不再上升时，温度计所指示的温度值为________℃。
（2）在烧杯中适当加入冷水，温度计的水银柱逐渐下降。当温度计分
别指示50℃和30℃时，将手指浸入水中，记下手指对水温的感觉。
水温为50℃时，   
 。
水温为30℃时，    
。
4. 观察体温计，它与普通水银温度计相比，在构造和功能上有什么
不同？
（1）体温计量程
为      
， 
分度值为   ℃。
（2）体温计离开被测人体后水银柱不会回落，原因是什么？
5. 用体温计测量自己的体温。
（1）先用手指捏紧体温计上部，用力甩几下，使体温计的水银柱回落
到35℃刻度线以下。
（2）把体温计夹在自己的腋下，过3～5 min后取出。
（3）读出自己腋下的温度为   ℃。
测量温度的方法越来越多，技术也越来越先进。常用的温度计除了液
体温度计以外，还有电子温度计、金属温度计等。色带温度计能方便地跟
踪动物的体温变化，卫星遥感能测出海水0.1℃的温度变化，天文学中常用
光谱分析的方法研究恒星的温度。
图1.2-19  不同的
色彩显示被加热的烧
瓶中不同的温度
图1.2-18  其他的温度测量仪器
电子温度计
双金属温度计
光测高温计
红外线测温仪
图1.2-17  体温计
35
36
37
38
39
40
41
42
℃
科学  七年级上册
20
思考与讨论
测量室内气温时，温度计应该怎样放置才能比较准确地测出室内的
气温？
四、科学实验室
科学研究以观察和实验为基础。科学实验是人们使用一定的仪器、设
备，在人为控制条件的情况下，设计实验，探究现象产生和变化的原因，从
中总结、概括出普遍的规律。科学假设需要设计实验来验证，科学结论往
往需要通过实验获取证据来得出。我们学习科学也需要经常在实验室做各
种各样的实验。下面让我们一起走进科学实验室。
探索活动
1. 学校实验室中共有存放器材的仪器室（或实验准备室）____ 间，
供同学们做实验的实验室   间。你认识实验室里的哪些器材？请写
出它们各有什么用途，填入表1.2-6中。
表1.2-6  器材记录表
序号
器材
用途
①
②
③
④
⑤
⑥
第1 章  探索自然的科学
21
2. 下列设备分别存放在实验室的什么地方？
除了上述器材以外，实验室里有大量可供我们做实验时使用的其他仪
器和试剂。实验仪器和试剂的存放必须符合环境要求（如温度、湿度、光
照与通风情况等）和安全要求。它们存放于实验仪器柜内，并按不同的用
途有序摆放，特殊的、具有危险性的试剂或器材还必须按要求存放于规定
位置。
图1.2-21  实验室里常见的器材
酒精灯
托盘天平
显微镜
电压表
烧杯
在开始实验之前，我们需要学习《实验室安全守则》，以及实验所要使
用的各种仪器的操作说明和注意事项。
图1.2-20  实验室里的设备
急救箱
消防桶
灭火器
实验室安全守则
1. 听从教师的指示，未经教师的允许不得擅自进入实验室。
2. 查看实验室灭火器、急救箱等应急处理器材所在的位置，并牢记在心。
3. 不能用湿手接触实验室电源，不能将小刀、螺丝刀等物品插入电源插
孔，以免发生触电事故。
科学  七年级上册
22
实验室内有各种安全标志，如盛放危险品的容器上有相应的警告标
志。我们在使用这些物品前要看清物品上的标志，采取相应的防备措施。
正确使用药品和设备可以避免可能发生的危险。
图1.2-23  常见的警告标志
当心火灾
当心高温表面
当心腐蚀
当心电离辐射
当心中毒
当心触电
当心爆炸
当心激光
如果在实验室发生了意外伤害事故，如皮肤烫伤、被化学试剂灼伤、
失火等，应立即报告教师，并保持镇定，也可参考图1.2-24中的方法进行
处理。
4. 没有教师的指令，不得试嗅或直接接触任何化学试剂。
5. 未经教师的允许，不得随意改变实验程序或所用的化学试剂等实验材
料，以免发生意外。
6. 打翻化学试剂或器皿时须立即处理，并及时向教师或实验室管理员
汇报。
7. 任何物品在使用前先看说明书或物品提示，
挥发性、腐蚀性、有毒溶剂等应在通风橱里取用，
用完后立即封住容器。
8. 如果发生烫伤、烧伤、化学试剂灼伤皮肤或
眼睛等意外伤害时，应及时用正确方法处理。实验
过程中要戴上护目镜，注意保护好自己的眼睛。
9. 不能将固体垃圾或有害有毒溶剂直接倒入水槽，以免造成管道堵塞或
环境污染。实验结束后，将你的实验区域清理干净，并清洗双手。
图1.2-22  护目镜
第1 章  探索自然的科学
23
图1.2-24  普通烧伤、烫伤、灼伤等意外事故的处理方法
意外事故
正确的处理方法
意外事故
正确的处理方法
用缓缓流水冲
洗1 分钟以上
烧伤或烫伤
用大量冷水
冲洗受伤处
被化学试剂灼伤
如果意外伤害较严重，应在教师指导下及时去医务室或医院治疗；如
果实验室发生严重火灾，必须有序撤离，并及时拨打火警电话119。
在完成实验所有操作后，需要整理实验器材，清理实验桌，关闭仪器
设备的开关，合理地处理实验中的废弃物。
练习与应用
1. 你有什么方法可以测量教室的长、宽、高？请你选择其中的一种方法进行测
量，并计算教室的体积。
2. 南极的平均气温为－25℃，最低气温达 
－88.3℃。右表是3种不同温度计的测量范
围，应选择哪一种温度计来测量南极气温？
3. 实验室里有一块形状不规则的矿石，因矿石
体积较大，甲同学按下图所示方法进行测量，则该矿石的体积为多少？乙同学
认为，测量结果比真实值偏大了。请谈谈你的看法，并说明理由。
（第3题图）
A. 在水面处做标记
（矿石浸没在水中）
B. 取出矿石
C. 将水倒入
量筒，并记
录数据
D. 将量筒中的
部分水倒入烧
杯中至标记处
E. 倒水后再
次读出量筒
中水的体积
温度计类型
测量范围
水银温度计
－39～357℃
酒精温度计
－113.5～78.4℃
煤油温度计
－30～150℃
科学  七年级上册
24
一、生活中的探究
在日常生活中，我们经常利用科学探究解决实际问题。例如，对手持
小电扇不会转动的原因进行探究。
观察：手持小电扇不转动了。
提问：手持小电扇为什么不转动了？
假设：可能是电池没电了。
预测：如果这个假设是成立的，对其进行充电或更换电池，手持小电
扇应该会转动。
实验：对手持小电扇充电或更换电池。
验证：手持小电扇正常转动了。
图1.3-1  科学探究步骤
观察
提问
假设
不支持假设，
修改或提出新假设
预测
实验检验
继续探索
2016 年，全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”成
功发射，标志着我国空间科学研究又迈出重要一步。“墨
子号”为科学家的研究创造了新的条件。科学家是怎样
进行研究的？
第3 节  像科学家那样探究
第1 章  探索自然的科学
25
假如手持小电扇还是不转动，我们可以提出另外的假设，如导线断了、
电动机坏了……这样不断探究，直至找到原因，然后采取相应的措施。
在探究问题时，我们一般会先假设几种可能的原因，再对每一种原因
可能产生的结果进行探究，直到找到真正的原因，发现规律。
二、科学家的探究
科学探究是获得科学知识的一种基本方式。它是一个不断地发现问
题，通过多种途径寻求证据，运用创造性思维解决问题，并通过评价与交
流达成共识的过程。
科学家为了探究科学真谛做出了艰辛的努力。下面是我国科学家一次
成功的探究活动——发现青蒿素。
制订计划，进行实验
  屠呦呦从《肘后备急方• 治寒热诸疟方》的记
载“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”中
得到启发：为什么这与中药常用的高温煎熬法不
同？原来古人用的是青蒿鲜汁！两者的差别是温
度。她决定用沸点只有34.6℃的乙醚来提取青蒿中
的有关物质。实验过程繁复而冗长。在经过190 次
失败后，屠呦呦团队终于提取出青蒿中的有关物质。
提出问题
  20 世纪，疟疾肆虐，夺去了无数
人的生命。疟疾的治疗一直困扰着人
类。为治疗疟疾，科学家们不约而同
地提出一个共同问题：如何找到治疗
疟疾的有效药物？
作出猜想或假设
  1969 年，屠呦呦担任我国抗疟疾药物研
究项目的组长。她翻阅古籍，寻找方药，经过
两年的研究、筛选，受我国古代药典《肘后备
急方• 治寒热诸疟方》的启发，作出猜想：青
蒿对疟疾的治疗有重要价值。
疟疾患者全身发
冷、发热、多汗，
并周期性发作
科学  七年级上册
26
青 蒿 素
C15H22O5
图1.3-2  青蒿素的发现历程
表达与交流
  科研人员开启了测定青蒿素分子结构的工作，确
定了青蒿素的分子结构。1986年，青蒿素获得新药证
书。2001年，世界卫生组织向恶性疟疾流行的国家推
荐以青蒿素为基础的联合治疗方案。青蒿素问世以
来，使数百万人逃离了疟疾的魔掌。
分析证据，得出结论
  1971年10月，屠呦呦在实验室观察这种青蒿
提取物对疟原虫的抑制作用时，发现其对疟疾抑制
率达到100%。1972年，屠呦呦团队成功分离并结
晶出青蒿素，在接下来的临床试验中得出，青蒿素
对疟疾有极高的抑制率，从而找到了战胜疟疾的有
效方法。
2015 年10 月，我国科学家屠呦呦因开
创性地从中草药中分离出青蒿素并应用于
疟疾的治疗而获得诺贝尔生理学或医学奖。
诺贝尔奖评选委员会的颁奖词中写道：
“屠
呦呦发现了青蒿素，这种药物有效降低了疟
疾患者的死亡率”“对全球的影响及对人类
福祉的改善是无法估量的”。
好奇心和兴趣是科学研究的驱动力。青蒿素的研发历程显示，对国家
使命的高度责任感与担当也是一种驱动力。
思考与讨论
1. 根据青蒿素的发现历程，你认为科学探究经历了哪些环节？
2. 发现青蒿素，是我国科研人员在没有先进实验设备的艰苦科研条
件下取得成功的一个范例。对此，你有什么感想？
图1.3-3  我国科学家屠呦呦在
诺贝尔生理学或医学奖颁奖现场
第1 章  探索自然的科学
27
在开展科学研究时，首先要发现和提出问题，然后针对所要探究的问
题，结合自己的已有经验、科学知识和已掌握的有关问题的信息，通过思
考建立猜想或假设。接着，对要探究的问题制订探究的计划，通过观察、
实验等途径获取尽可能多的事实或证据，分析证据并得出结论，然后以书
面报告、论文等形式表达，并与他人讨论和交流探究的过程与结果。
科学研究是一个不断创新的过程，科学家并不是总在每一项研究中使
用相同的方法，经历相同的过程。“发现青蒿素”的研究显示了科学家进行
实验探究时可能遵循的一般过程。
三、像科学家那样探究
科学家在探索自然规律时需要进行科学探究，我们在学习科学知识时
也要进行科学探究。让我们共同来做一个科学探究活动吧！
探索活动
警察常根据脚印的长度来推断犯
罪嫌疑人的身高。考古学家也会根据
古代人脚印的长度来推测古代人的身
高。现在，让我们一起来探究人的身
高与脚印长度的关系吧！
1. 提出问题：
人的身高与脚印的长度有什么关系？
2. 建立假设：    
。
3. 制订计划：
建立假设后，需要设计方案来检验这个假设。人的身高与脚印的长
度是否存在某种关系？关系如何？为了探究这个问题，你准备搜集哪些
证据？通过什么方法来搜集？
4. 搜集证据：
检验假设时，需要足够的证据。搜集证据需要记录，表格和图像是很
好的记录方式。将你获得的数据填在表1.3-1中。
图1.3-4  鞋印与脚印
科学  七年级上册
28
5. 分析证据并得出结论：
根据搜集的证据，你得出了什么结论？你的假设是否正确？
6. 交流与评价：
把你探究的结果与其他同学交流，你有什么收获和感想？
科学研究需要获取事实与证据，以便做出可靠的判断。例如，某同学
发烧了，是什么原因呢？是受凉了，还是身体某处有炎症？……医生会测
体温，用听诊器听诊，化验血、尿或大便等。医生综合这些信息后就可判
断该同学发烧的原因。当然，我们能得到和使用的信息越多，对信息的综
合分析越细致，得出的结论就越可靠。
练习与应用
1. 当你感冒到医院看病时，通常医生会问你是否头痛、咳嗽、鼻塞，还要测体温
或化验血液指标等，这些行为属于科学探究中的哪个过程？
2. 为了比较蔬菜中维生素C含量，某同学根据维生素C可使紫色高锰酸钾溶液褪
色的原理，设计了如下实验：在4 支同样的试管中分别加入2 mL 相同浓度的
紫色高锰酸钾溶液，然后用滴管分别向其中滴加黄瓜、青椒、芹菜、白菜的汁
液，边滴边振荡，直到紫色高锰酸钾溶液褪色为止，并记录所滴加的汁液滴数。
实验结果如下表：
黄瓜汁
青椒汁
芹菜汁
白菜汁
高锰酸钾溶液/2 mL
14滴
8滴
15滴
11滴
 
根据上表，你认为哪一种蔬菜中维生素C含量最高？请说明理由。
3. 搜集科学家进行科学探究的一个事例，与同伴进行交流分享。
表1.3-1  脚印长和身高记录表
同学
A
B
C
D
E
F
G
H
脚印长度/cm
身高/cm
第1 章  探索自然的科学
29
测量的量
长度
体积
温度
单位
测量工具
测量方法
提出
问题
建立猜想
与假设
制订
计划
搜集
证据
分析
证据
得出
结论
表达
交流
反
思
评
价
 
 
 
 
基
本
要
素
 
 
基
本
方
法
科学
探究
1cm
0
2
3
4
5
6
7
8
9
10
20 
10 
0 
10 
20 
30 
40 
50 
60 
70 
80 
90 
100
学习整理
第1章  探索自然的科学
科学  七年级上册
30
常用仪器
科学观察
科学实验
……
长度
体积
温度
……
科学测量
……
基本操作
……
加热液体
点燃和熄
灭酒精灯
倾倒液体
胶头滴管的
使用
第1 章  探索自然的科学
31
学习评价
一、概念理解
1． 下列数据中，最接近生活实际的是（　　）。
 
A. 科学教科书的长度大约是100 dm
 
B. 初中生的身高大约是1.65 m
 
C. 一间教室的体积大约是20 m
3
 
D. 日常饮用的袋装牛奶每袋大约1.5 L
2． 下列实验操作中，正确的是（　　）。
 
A．滴加液体
B．闻气味
C．加热液体
D．倒持有残留试液的滴管
3． 实验室常用的水银温度计和生活中使用的体温计，两者（　　）。
 
A．都可以测量沸水的温度 
B．都可以离开测量对象读数
 
C．测量范围一样 
D．都是利用液体热胀冷缩的性质制成的
二、迁移应用
4． “鲜花如何保鲜”是人们关心的一个问题。为了探究“延长鲜花保鲜的条件”，某
同学设计如下实验：①取两个等大的锥形瓶，分别标上A 和B；②在A 和B 中
分别注入等量的清水，然后往A中加入2颗维生素C，并搅拌使之溶解；③在A
和B中各插上一枝生理状态接近的鲜花，如图
所示，放在相同的环境中，每隔12小时观察一
次，并做好观察记录。
 （1）这个实验想要检验的假设是什么？
 （2）B组实验的作用是什么？
（第4题图）
科学  七年级上册
32
三、探究实践
5. 一个整洁卫生的厨房有益于家人的健康。人们常用洗洁精或强效去油剂等清
洁厨具，生活中也有一些物品能够清除油污，如白醋、牙膏、土豆皮等，它们
清除油污的效果如何？请设计实验方案进行探究，并得出结论。
四、学习反思
※本章哪些内容我学得很好？我用什么方法学习的？
※本章哪些内容我学得有困难？具体是什么困难？
※我将采取什么措施来改进学习？
第1 章  探索自然的科学
33
鹰击长空，鱼翔浅底。无论是在广袤的陆地、茫茫的大海，还是在辽阔
的天空，都生活着各种各样的生物。从肉眼看不见的细菌到似乎无所不能的
人类，在地球漫长的演化历史中，生命生生不息，世界丰富多彩。
第2 章
丰富多彩的生命世界
地球上的生物种类繁多、数量庞大，而且形态各
异，但是，它们所表现出来的生命特征都大同小异。
为什么千差万别的生物会表现出相似的特征呢？
第1 节  生物体的基本单位
一、生物是什么
酷似石头的生石花，犹如硅胶玩具的水滴鱼，它们都属于生物，而栩
栩如生的机器人却不是生物。
图2.1-1  生石花
图2.1-2  水滴鱼
图2.1-3  机器人
我们是根据什么来区分生物和非生物的呢？也许我们会说生物都是活
的，可是“活的”究竟意味着什么？
思考与讨论
观察图2.1-4，结合生活经验和已有知识，思考生物具有哪些特征。
第2 章  丰富多彩的生命世界
35
生物都具有一些共同的特征，如：能生长发育和繁殖后代，使生命代
代相传；有遗传和变异现象，即子代与亲代、子代的不同个体之间，虽然
长得相似，但不会完全相同；需要营养和能量，并把产生的废物排出体外；
能对各种刺激做出反应，通过趋利避害来适应不断变化的环境。此外，生
物还有其他一些特点：除了病毒等少数生物以外，生物都是由细胞构成的；
生物都在进化；等等。
地球上的生物是如此丰富多彩，要找出所有生物的共同特征并不容
易。随着科学技术的发展，人类对“生物是什么”的理解也在不断地深化。
二、细胞的发现
人类很早就开始对生物进行观察和研究，由于受到观察工具的限制，
其研究主要集中在生物体的习性、形态结构等方面。
“工欲善其事，必先利其器。”显微镜的发明为人类研究生物打开了新
幼苗生长
母猫生小猫，连母七个样
图2.1-4  生命现象
蜥蜴捕食
人排汗
含羞草被触碰后，小叶合拢
科学  七年级上册
36
图2.1-5  胡克绘制的软木栓细胞
的大门。借助显微镜，人们不仅可以看到肉
眼看不到的微小生物，还可以看到生物的微
小结构。
1665 年，英国科学家胡克（R. Hooke）
用自制的显微镜观察软木栓薄片，看到了许
多蜂窝状的中空小室，他将这种小室命名为
细胞（cell），并绘制了软木栓细胞的图像，
如图2.1-5所示。事实上，胡克观察到的是
死亡植物细胞的部分结构。
随着显微镜的发展，人们对生物细胞结构与功能的认识更加深入。19
世纪30年代，德国科学家施莱登（M. J. Schleiden）和施旺（T. Schwann）通
过对部分动、植物组织的观察，并结合前人的大量研究资料，提出：植物、
动物都是由细胞构成的，并且细胞是生物体结构和功能的基本单位。之后，
德国科学家魏尔肖（R. Virchow）进一步提出：所有的细胞都来自已经存在
的活细胞。在此基础上，人们进行了理论概括，形成了细胞学说。
细胞学说的内容可以概括为：所有动物和植物都是由细胞构成的，细
胞是生物体结构和功能的基本单位，新细胞是由原来的细胞分裂而来的。
细胞学说的建立从结构上将纷繁复杂的生物世界统一了起来。
思考与讨论
1. 从胡克观察细胞到细胞学说的建立，经历了近200年。这样的科
学探索历程对你有什么启发？
2. 施莱登和施旺是如何通过获得的证据得出“植物、动物都是由细
胞构成的”这一结论的？
观察细胞等微小物体，需要借助显微镜。学习使用显微镜，应先了解
显微镜的主要结构和基本操作方法。实验室中的显微镜通常以可见光为光
源，属于光学显微镜。
第2 章  丰富多彩的生命世界
37
探究实践
练习使用显微镜
目标
认识显微镜的结构，练习使用光学显微镜，学习规范的操作方法。
器材
单目显微镜，写有“上”字的载玻片。
过程
一、取镜安放
将显微镜从镜箱中取出，平稳放置在实验台合适位置处。拿取显微
镜时，应一只手握住镜臂，另一只手托住镜座，使显微镜保持直立。
二、认识结构
1. 请结合图2.1-6 中的单目显微镜，逐一辨认显微镜的各部分结
构，并了解相应的功能。
2. 每台显微镜通常有若干个目镜和物镜。每一个目镜或物镜上都标
有其放大倍数，如“5×”“10×”或“100×”等。
图2.1-6  单目显微镜
物镜转换器
旋转调换不同放大倍数的
物镜
粗准焦螺旋
调整物镜与载物台之间距
离，使影像清晰
细准焦螺旋
微调距离，使影像更加 
清晰
镜臂
支撑镜身，取放时手握处
镜座
支撑显微镜
目镜
目镜上标有放大倍数。镜
头越长，放大倍数越小
载物台
放置载玻片，中央有通 
光孔
镜筒
连接目镜和物镜
物镜
靠近载物台的镜头，标有
放大倍数。镜头越长，放
大倍数越大
遮光器
调节通光量
反光镜
反射光线
压片夹
固定载玻片
科学  七年级上册
38
3. 一台显微镜的放大倍数等于它选用的目镜的放大倍数与物镜的放
大倍数的乘积。显微镜的放大倍数越大，观察到的物像放大程度就越大，
但观察的范围就越小。
三、调节对光
转动物镜转换器，使低倍物镜对准通光孔。再转动遮光器，将一个较
大的光圈对准通光孔。用一只眼通过目镜观察，同时转动反光镜，使反射
光通过通光孔、物镜、镜筒、目镜进入人眼，直到视野中观察到一个明亮
的圆形光斑。
四、放片观察
1. 将写有“上”字的载玻片放在载物台上，两端用压片夹压住，移动
载玻片，使“上”字正对通光孔中心。
2. 眼睛从侧面注视物镜与载玻片的距离。转动粗准焦螺旋，使镜筒
慢慢下降，直到物镜靠近载玻片为止，但不能触碰到载玻片。
3. 用一只眼朝目镜内注视，另一只眼同时睁开，以便及时记录观察
结果。慢慢转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓上升，直到观察到清晰的“上”
字的物像为止。停止转动粗准焦螺旋，继而来回轻微转动细准焦螺旋，使
观察到的物像更加清晰。
4. 分别记录目镜和物镜上所标的放大倍数。此时，显微镜的放大倍
数＝    ×    ＝    。
图2.1-7  显微镜的使用
按箭头所示方向转动粗
准焦螺旋，待观察到清
晰的物像后改用细准焦
螺旋调节
按箭头所示方向转
动粗准焦螺旋，使
镜筒下降
转动粗准焦螺旋使镜筒向下
时，要用眼睛从侧面注视物镜
镜头与载玻片之间的距离，防
止物镜镜头压到载玻片
第2 章  丰富多彩的生命世界
39
5. 把观察到的“上”的物像用铅笔画在右边的圆
圈内。
6. 把载玻片慢慢向前移时，通过目镜观察到
“上”的物像将向哪个方向移动？把载玻片慢慢向左移
时，通过目镜观察到“上”的物像将向哪个方向移动？
7. 如果需要用更高倍数的物镜观察，应将需要观察处移到视野中
央，再转动物镜转换器转换物镜，然后用眼朝目镜内注视，来回轻微转动
细准焦螺旋，直到看到清晰物像为止。转换物镜后，切忌用粗准焦螺旋 
调距。
问题讨论
1. 若要改变显微镜中视野的亮度，可调节显微镜的哪些结构？怎样
调节？
2. 当转动粗准焦螺旋使镜筒下降时，眼睛应注视显微镜的哪些结
构？为什么？
3. 换上高倍镜后，观察到的视野将会发生怎样的变化？
4. 如果显微镜视野中观察到一个污点，在目镜和物镜都不调换的情
况下，用什么方法可以判断这个污点在何处？
注意事项
1. 不同品牌显微镜的操作方法可能不同，操作前请认真阅读说明书。
2. 不要用手扳镜头来转换物镜，不要用手直接触摸镜头的镜片部分。
3. 实验结束后，应将显微镜镜筒下降到最低处。
实验室中还有双目显微镜、数码液晶显微镜，如图2.1-8、图2.1-9
所示。数码液晶显微镜可以直接在液晶屏上显示观察到的视野画面，为
物像的观察和记录提供了极大的便利。
图2.1-8  双目显微镜
图2.1-9  数码液晶显微镜
科学  七年级上册
40
科学·技术·工程
显微镜的发展
三、观察细胞
细胞很小，直径一般只有几微米到几十微米，要借助显微镜才能观察
到。使用光学显微镜观察时，被观察的材料要薄而透明，才能观察到清晰
的物像。所以，我们需要先把观察材料制成装片标本，再进行观察。
探究实践
制作临时装片并观察细胞结构
目标
1. 学习制作临时装片，学会使用显微镜观察生物细胞。
2. 绘制简单的生物图示。
1665 年，胡
克用自制的
显微镜发现
了细胞。
20 世纪80 年代，
激光扫描显微镜
面世，它可对物
体进行三维扫描
成像。
1590 年，荷兰眼镜商用两
端各有一块透镜的圆筒，
制造出最早的显微镜。
19 世纪，光学
显微镜制造技
术不断改进。
20 世纪30 年代，
电子显微镜诞
生，放大倍数可
达几十万倍。
1500 
1600 
1700 
1800 
1900 
2000 
第2 章  丰富多彩的生命世界
41
器材
显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，滴管，解剖针，纱布，擦镜
纸，吸水纸，消毒牙签，洋葱鳞片叶，清水，生理盐水，碘液，植物细胞和
动物细胞的永久装片。
过程
一、观察植物细胞
1. 制作洋葱鳞片叶内表皮细胞临时装片。
（1）如图2.1-10 所示，用洁净的纱布将载玻片和盖玻片擦拭干净，
把载玻片放在实验台上，在中央滴1滴清水。
（2）如图2.1-11所示，用刀片在洋葱鳞片叶内侧割出约0.5 cm×0.5 cm
的正方形区域，用镊子撕取此区域的内表皮，浸入载玻片上的水滴中，并
用解剖针将它展平。
（3）如图2.1-12所示，用镊子夹起盖玻片，使它的一侧先接触载玻片上
的水滴，然后缓缓放下，盖在洋葱鳞片叶内表皮上，避免盖玻片下出现气泡。
（4）如图2.1-13所示，在盖玻片的一侧滴1～2滴碘液，用吸水纸在
盖玻片的另一侧吸水，使碘液浸润标本的全部。
2. 观察并绘制洋葱鳞片叶内表皮细胞。
用显微镜观察制成的洋葱鳞片叶内表皮细胞临时装片，辨认细胞的
各部分结构。选取一个洋葱鳞片叶内表皮细胞，在方框内绘制其细胞结
构图示。
图2.1-11  取洋葱鳞片叶内表皮
图2.1-10  在载玻片上滴1滴清水
图2.1-13  使碘液浸润标本
图2.1-12  盖上盖玻片
科学  七年级上册
42
3. 观察不同类型的植物细胞。
选择2～3种植物细胞的永久装片，用显微镜观察，找出不同类型植
物细胞的共同结构特征。
二、观察动物细胞
1. 制作人口腔上皮细胞临时装片。
（1）在洁净的载玻片中央滴1滴生理盐水。
（2）用清水漱净口腔，将消毒牙签粗的一端在自己口腔内侧壁上沿同
一方向轻刮几下，将有附着物的牙签放在载玻片上的生理盐水中，均匀 
涂抹。
（3）盖上盖玻片，在盖玻片一侧滴1滴碘液，用吸水纸在盖玻片的另
一侧吸水，使碘液浸润标本的全部。
2. 观察并绘制人口腔上皮细胞。
用显微镜观察制成的人口腔上皮细胞临时装片，找到一个清晰的口
腔上皮细胞，在方框内绘制其结构图示。
第2 章  丰富多彩的生命世界
43
3. 观察不同类型的动物细胞。
选择2～3种动物细胞的永久装片，用显微镜观察，找出不同类型动
物细胞的共同结构特征。
问题讨论
1. 在制作细胞临时装片时，使用碘液对细胞染色的目的是什么？
2. 洋葱鳞片叶内表皮细胞与人口腔上皮细胞有哪些相同或不同的 
结构？
科学研究必定会遇到问题或疑惑，我们必须分析问题的原因，并寻找
解决问题的相应对策。表2.1-1给出了用显微镜观察细胞时可能遇到的问
题及其原因和对策。
表2.1-1  使用显微镜观察细胞时的问题及其原因与对策
问题
原因
对策
细胞严重重叠
洋葱鳞片叶内表皮撕得太厚
重新撕几次，挑选较薄的表皮
洋葱鳞片叶内表皮未在载玻片
上展平，甚至折叠
重新制作装片时，用解剖针展平
洋葱鳞片叶内表皮
细胞结构不清楚
未滴加碘液
滴加碘液
有黑色圆圈等
气泡太多
在盖玻片一侧加水，另一侧用吸
水纸吸或重新盖盖玻片
视野中无光斑或视野
太暗等
显微镜操作失误（如反光镜未对
好，光过弱或无光，物镜未对准
通光孔）
按正确方法操作显微镜
其他问题： 
 
其他原因： 
 
采取你认为合适的策略，
必要时可请求教师帮助
科学研究需要经过仔细、准确的观察和实验。科学观察是人们运用感
觉器官有目的、有计划地去搜集信息的活动。科学发现往往源于用心的观
察与研究。
在很多情况下，观察会受环境、心理等各种因素的影响，单凭我们的
科学  七年级上册
44
感官还不能对事物做出可靠的判断，需要借助一些仪器和工具来收集信
息、做出判断。
图2.1-14中的两条横线是直线吗？图2.1-15中的曲线是螺旋，还是
同心圆？有什么方法可以验证自己的猜想？
用我们的感官观察有很多的局限性，单凭肉眼看不到很远或很微小的
物体，也看不清运动极快的物体。为了提高观察的准确性和扩大观察的范
围，科学家研究和发明了许多方法，设计与制作了许多观测仪器，极大地拓
展了我们的观察范围。
科学观察不仅要认真、仔细，而且需要客观、有效、规范地记录。因
此，在任何一个观察活动中，都要及时记录和整理观察到的现象与数据，
这往往是科学研究中十分重要的基础材料。观察记录的方法很多，常见的
有文字描述、表格记录和图形记录等方法。我们可以根据不同的观察对象，
选择适当的记录方法。
四、细胞的结构与功能
我们观察到的植物细胞和动物细胞的
形态虽然不同，但结构基本是相同的，一般
都有细胞膜、细胞质和细胞核等结构。植物
细胞还具有细胞壁、叶绿体和较大的液泡等 
结构。
图2.1-14  直线
图2.1-15  同心圆
图2.1-16  用电子显微镜观察细胞
第2 章  丰富多彩的生命世界
45
细胞膜将细胞与外界环境隔开，具有保护细胞的作用，还能控制物质
进出细胞，形成一个相对独立的稳定环境。细胞质是细胞进行生命活动的
重要场所，如细胞内物质的分解。细胞核是细胞生命活动的控制中心，生
物的遗传物质主要存在于细胞核中。
植物细胞的细胞壁，起保护和支持细胞的作用。细胞质中有液泡，液
泡内的细胞液中溶解有多种物质。一些植物的细胞质内还有叶绿体，它是
植物进行光合作用的场所。
思考与讨论
1. 切西瓜、腌黄瓜时，都可以看到有大量的汁水渗出。这些汁水来
自细胞的什么结构？
2. 植物没有骨骼却能挺立，这与植物细胞中的哪个结构有关？
通过观察发现，无论是植物、动物，还是微生物（病毒等少数生物除
外），它们都是由细胞构成的。细胞的各个结构分工协作、相互联系、彼此
协调，共同完成细胞的生命活动。
图2.1-17  细胞的结构
动物细胞
一层薄而透明
的膜，位于
细胞最外层，
厚度大约只有
十万分之一 
毫米
外有核膜包围，
内含遗传物质
介于细胞膜和
细胞核之间的
半透明胶状物，
内含多种结构
细胞核
细胞膜
细胞质
植物细胞
液泡
叶绿体
细胞核
细胞质
位于细胞膜
外，与其紧
贴在一起，
主要由纤维
素组成
含有光合作
用所需要的
叶绿素
成熟的植物
细胞中常有
较大的液泡，
内有液体，叫
细胞液
细胞壁
细胞膜
科学  七年级上册
46
分  析
分析是将研究对象的整体分成各个部分、要素和层次，并分别加以
研究的认识活动。例如，为了研究细胞的结构与功能，将动物细胞分为细
胞膜、细胞质和细胞核，并对各部分分别研究，找出它们之间的关系。
细胞的种类很多。不同的细胞，大小差别很大，形态也各不相同，如
图2.1-18 所示是在显微镜下看到的不同细胞。其中，人的卵细胞一般呈
球形或椭球形，是人体内最大的细胞，含有丰富的营养物质，直径约为
0.1 mm；精子呈蝌蚪状，具有长长的尾，体积比卵细胞小得多。
图2.1-18  各种形状的细胞
平滑肌细胞
人的精子
神经细胞
人的卵细胞
色素细胞
石细胞
洋葱表皮细胞
血红细胞
探究实践
制作动物细胞模型和植物细胞模型
目标
学会用各种工具和材料，按照合理的流程制作动物细胞模型和植物
细胞模型。
方法与技能
第2 章  丰富多彩的生命世界
47
器材
不同颜色的橡皮泥（或其他材料），滴胶，塑料泡沫，回形针，标签
纸，小刀等。
过程
1. 切割细胞外形。用小刀将塑料泡沫块切割出细胞的大致轮廓，作
为细胞的框架，再将其一分为二。
2. 制作植物细胞各结构。
（1）细胞膜：将嫩绿色橡皮泥贴在塑料泡沫外面，表示细胞膜。
（2）细胞壁：在“细胞膜”外面再包裹一层墨绿色橡皮泥，并捏出相
应形状表示细胞壁。
（3）细胞核：用黄色或橙色橡皮泥捏一个球体表示细胞核。
（4）叶绿体和液泡：将翠绿色橡皮泥捏成小颗粒，表示叶绿体；用透
明滴胶在模型中制作相应形状，表示液泡。
（5）结构标注：在标签纸上写出细胞各结构名称，用回形针固定在相
应结构的位置上，如图2.1-19左图所示。
3. 参照植物细胞模型的制作方法，制作动物细胞模型，如图2.1-19
右图所示。
拓展
利用3D打印技术等，制作动物细胞和植物细胞的立体模型。
评价
1. 将制作完成的动物细胞模型和植物细胞模型在班内展示与交流。
2. 从细胞结构和名称的准确性、布局的合理性、材料的环保性、模
型的便携性、模型的可视性等方面，对制作的动物细胞模型和植物细胞
模型做出评价。
图2.1-19  植物细胞模型和动物细胞模型
科学  七年级上册
48
练习与应用
1. 生物具有哪些区别于非生物的特征？
2. 设计表格比较植物细胞与动物细胞在结构上的相同和不同之处。
3. 流程图可以表明事件发生的顺序。请你根据细胞的发现过程，构建一个流程图，
用于展示胡克、施莱登、施旺、魏尔肖等人在认识细胞的过程中所做的贡献。
胡克在软木栓薄片
中看见了细胞
4. 如下图所示为制作洋葱鳞片叶内表皮细胞临时装片的四个步骤，请排列这四个
步骤的正确顺序。
①盖上盖玻片
②展平
③滴水
④取材
（第4题图)
5. 如右图所示为植物细胞模式图。请据图回答下列问题。
 （1）图中①和②分别具有什么功能？
 （2） 如果该细胞是韭菜的叶肉细胞，那么决定韭菜具有特殊气味特点的遗传物质
主要存在于［ ］         中。
 （3）光合作用的场所是［ ］         ，它是植物细胞特有的结构之一。
 （4） 平时我们发现有些树死了，但并没有倒下，主要原因是植物细胞具备［ ］ 
      结构。
⑤
③
④
⑥
①
②
（第5题图)
第2 章  丰富多彩的生命世界
49
走进自然，放眼四周，到处都是绿色植物。绿色被称为
生命的色彩。目前，地球上已知的植物有50多万种，它们形
态各异，生活在各种不同的环境中。你认识哪些植物？它们
有什么特点？
第2 节  形形色色的植物
一、调查校园植物
我们身边的各种植物，大家可能认识不少，你能说出它们的名称吗？
为了更好地了解它们，让我们开展一次校园植物调查。
4～6人组成一个调查小组，调查校园中的各种植物，看看哪些是你认
识的。每个组员分别从不同地方选取一种植物，仔细观察它的形态特征、
生活环境。最后进行小组交流，并完成调查记录表的填写。
表2.2-1  校园植物调查记录表
班级
小组
组长
组员
时间
天气
目的
识别校园中的植物，初步掌握调查的基本方法
器材
放大镜、照相机等
步骤
识别植物
（写出校园中你们小组所认识的植物名称）
科学  七年级上册
50
步骤
观察植物
植物名称
特点
1. 你们是在哪里采集到（或看到）该植物的？
2. 描述该植物的形态特征。如有必要，用放大镜仔
细观察植物的局部细微特征。（有条件的可附上植
物的照片）
自我
评价
教师
评价
注意：调查时不要伤害各种植物，不要破坏它们的生活环境；有兴趣的同学可以把
调查范围扩大到附近的社区、公园、池塘等。建议小组成员集体行动，注意安全。
通过调查，你会发现在不同的环境中生活着不同形态结构的植物。这
些形形色色的植物，包括藻类植物、苔藓植物、蕨类植物和种子植物等。
二、藻类植物
“日出江花红胜火，春来江水绿如蓝。”每当春天来临，原本清澈的湖
水会泛起绿意，这是什么原因呢？原来，春天气温回升，水中的藻类大量
繁殖。这些绿色的小生物生活在水中，使水体呈现绿色。
续表
第2 章  丰富多彩的生命世界
51
探索活动
1． 结合当地实际，采集或搜集如图2.2-1所示的衣藻、水绵、紫菜、
海带等植物，借助放大镜、显微镜等工具仔细观察它们的结构，并及时 
记录。
2． 在什么地方能采集到这些植物？这些植物有根、茎、叶吗？它们
能在陆地上生长吗？为什么？
像衣藻、水绵、紫菜及海带等植物都没有根、茎、叶的分化，这样的
植物叫藻类植物。
多数藻类植物只能生活在水中，它们种类多样，形态各异。有简单的
单细胞藻类，也有多细胞的大型藻类；有绿色的，也有褐色或紫红色的；有
的生活在淡水中，有的生活在海水中。
图2.2-1  常见的藻类植物
紫菜
衣藻
海带
水绵
科学  七年级上册
52
三、苔藓植物和蕨类植物
在阴湿的地面、背阴的墙面上，或在一些古老的树干上，往往密集生
长着许多矮小如绿毯一样的植物，如葫芦藓、墙藓等。
探索活动
采集一小撮葫芦藓，用牙签从中分出几株；观察葫芦藓的形态结构，
它有根、茎、叶吗？用刻度尺测量葫芦藓的高度。用牙签刺破顶上的膨
大部分，看看里面有什么。
与藻类植物相比，葫芦藓有明显的茎和叶，但没有真正的根，这样的
植物叫苔藓植物。
在森林或山野中，生长着肾蕨、芒萁等，它们属于蕨类植物。有些蕨
类植物由于姿态优美，且能在阴暗环境中生长，成了人们喜爱的家庭盆栽
植物，如铁线蕨、鸟巢蕨等。
图2.2-3  常见的蕨类植物
肾蕨
芒萁
铁线蕨
鸟巢蕨
图2.2-2  常见的苔藓植物
葫芦藓
墙藓
第2 章  丰富多彩的生命世界
53
蕨类植物比苔藓植物高大得多，结构更加
复杂，有明显的根、茎、叶。叶常呈羽状，到了
夏天，背面会长出隆起的孢子囊，内有很多孢
子。孢子是一种生殖细胞，成熟后从孢子囊中
散落出来，如果落在适宜的环境，就会萌发生
长，成为新个体。
藻类植物、苔藓植物、蕨类植物都不会产生种子，但能通过产生孢子
来繁殖后代，所以也称为孢子植物。
思考与讨论
从形态结构上看，藻类植物、苔藓植物、蕨类植物的主要区别是什
么？这与它们的生活环境有什么关系？
四、种子植物
我们熟悉的许多植物都能产生种子，如马尾松、苹果、豌豆等，这样
的植物被称为种子植物。
探索活动
1． 切开葡萄、剥开豌豆，观察种子的着生情况。
2. 观察马尾松球果中的种子着生情况。
3. 比较上述几种植物的种子是否有果皮包被。
马尾松种子
葡萄种子
豌豆种子
图2.2-5  常见的植物种子
图2.2-4  蕨叶背面的孢子囊
科学  七年级上册
54
马尾松的种子直接裸露着，这样的种子植物被称为裸子植物。苏铁、
银杏都属于裸子植物。
图2.2-6　常见的裸子植物种子
苏铁种子
银杏种子
科学拓展
裸子植物的种子
马尾松的种子生长在球果里，难道球果不是果实吗？其实，马尾松的
球果不是果实，那一片片木质的结构称为鳞片，种子就裸露在鳞片之间
的缝隙中。苏铁、银杏上长出的颗粒都是种子，外面都是种皮。
裸子植物的根、茎、叶都很发达，能在干旱贫瘠的土壤中生长，因此
它们分布广泛。很多裸子植物植株高大，是组成森林的重要树种。松、柏、
杉以及苏铁、银杏还是常见的绿化树种。
图2.2-7  常见的裸子植物
雪松
水杉
侧柏
第2 章  丰富多彩的生命世界
55
每当春天来临，许多植物就会开花，它们形态各异、色彩斑斓。一段
时间后，随着花的凋谢，便会结出果实，切开成熟的果实，可以看到里面的
种子。
西瓜、桃、豌豆、葡萄等，种子外都有果皮包被，我们称这样的种子植
物为被子植物。
被子植物也常被称为绿色开花植物，不但有根、茎、叶，还有花、果实、
种子。被子植物种类繁多，分布广泛，与人类关系十分密切。水稻、小麦、
玉米等粮食作物，各种瓜果蔬菜，以及观赏花卉等，都属于被子植物。
图2.2-8  西瓜、桃的花、果实与种子
桃
桃的种子
西瓜花
西瓜
桃花
西瓜的种子
科学  七年级上册
56
思考与讨论
“春种一粒粟，秋收万颗子”，种子植物的果实和种子，是人类主要
的植物性食物来源。说说你平时所吃的食物中，哪些是植物的果实，哪些
是植物的种子。
科学拓展
种子的生命力
与孢子相比，种子具有更强的生命力，因此种子植物能够更好地适
应环境。如图2.2-10所示，从圆明园遗址挖掘出来的100多年前的莲子，
经过精心培育，居然开花了。
图2.2-9　常见的被子植物
水稻
青菜
橘子
月季
图2.2-10　100多年前的莲子萌发成长并开花了
第2 章  丰富多彩的生命世界
57
练习与应用
1． 鱼缸长期不换水，鱼缸的内壁会长出“绿膜”，水也会变绿。这些“绿膜”可能
是哪一类植物？出现这类植物的原因是什么？
2． 有些树干，在它们的背阴面会长有苔藓，而向阳面却没有，这是为什么？
3． 种子植物分为哪两大类？它们的主要区别是什么？
4. 下列植物：水绵、肾蕨、玉米、葫芦藓，其中生殖时不产生孢子的是哪种植物？
5. 如下图所示，蒲公英的果实顶端有茸毛，像一把降落伞；苍耳的果实表面长有
很多倒钩；苹果的果实成熟后色彩艳丽，且气味浓郁。上述被子植物果实的特
点有什么意义？
（第5题图）
蒲公英
苍耳
苹果
科学  七年级上册
58
动物必须通过摄取现有的食物来获得能量，维持生存。动物
是如何发现和捕获食物的？又是如何避免被其他动物捕食的？
不同的动物，它们的形态、结构、生活环境有什么区别？
第3 节  多姿多彩的动物
一、无脊椎动物
地球上的动物种类繁多，绝大部分的动物体内没有脊椎骨，称为无脊
椎动物。根据无脊椎动物不同的形态结构特点，可以将它们分成不同类群，
如刺胞动物、扁形动物、线形动物、环节动物、软体动物、节肢动物、棘皮
动物等。
刺胞动物都具有可用于攻击和防卫的刺细胞，如水母、水螅、珊瑚虫
等。它们的外形呈辐射对称，没有背腹和左右之分；它们的身体结构简单，
只有一个开口，食物和消化后的残渣都由此进出。
水母
水螅
图2.3-1  刺胞动物
第2 章  丰富多彩的生命世界
59
科学拓展
珊瑚礁
珊瑚礁是由珊瑚虫分泌的石灰质
物质堆积而成的，澳大利亚的大堡礁
和我国南海的很多岛屿都是由珊瑚礁
构成的。珊瑚礁是很多鱼类及其他海
洋生物的栖息场所。然而，多年来由
于过度采挖，加上海洋污染以及全球
变暖等原因，珊瑚礁破坏严重，导致
许多海洋生物失去了栖息地。
在清澈溪流的石块下面，能找到一类身体背
腹扁平、形似柳叶的小动物，体长1～1.5 cm，三
角形的前端背面有两个可以感光的黑色眼点。这
些小动物就是涡虫，它们属于扁形动物。
扁形动物的身体呈两侧对称，有背腹、前后
之分，但身体只有一个开口。有些扁形动物如血
吸虫，寄生于人体内，会使人患血吸虫病。血吸虫病曾经是我国最严重的
传染病之一。
线形动物因体形细长如线而得名，前端有
口，后端有肛门。线形动物大多寄生在人、禽畜
及植物体内，危害人体健康，损害农牧业生产。
常见的如蛔虫，寄生在人的小肠里，夺取营养，
引起人体营养不良。注意饮食卫生，饭前便后洗
手，可有效预防蛔虫病。
雨过天晴，常可以看到蚯蚓在地上蠕动爬行。蚯蚓的身体也是细长的，
但它却不属于线形动物，而是环节动物，这是为什么呢？
蚯蚓的身体由许多环形的体节构成，身体分节可以大大提高它的运动
能力。
图2.3-3  涡虫
图2.3-4  蛔虫
图2.3-2  美丽的珊瑚礁
科学  七年级上册
60
蚯蚓平时生活在潮湿的土壤中，取食腐烂的
树叶等中的有机物。蚯蚓能疏松土壤，增加土壤
肥力，改善土壤结构。
海洋中的沙蚕，水田、沟渠中的水蛭也是常
见的环节动物。
软体动物种类繁多，分布广泛，海洋中的各种贝、螺及乌贼、章鱼，淡
水中的河蚌、田螺，陆地上的蜗牛等都属于软体动物。软体动物的身体非
常柔软，外面大多有坚硬的壳加以保护。
图2.3-6  软体动物
扇贝
田螺
乌贼
探索活动
动物具有各种感觉器官，能够对
环境中的各种刺激做出反应，以便更好
地适应环境。那么，蜗牛具有哪些感觉
功能？
1. 探究蜗牛是否有视觉。
将蜗牛放在玻璃板上，等它在灯
光下爬行3 min 后，用书本遮在它上
面，使它身体的一半处于阴影中，观察蜗牛的运动情况。
现象： 
。
结论： 
。
2. 探究蜗牛是否有触觉。
先用铅笔头轻轻触碰蜗牛的壳，观察蜗牛的反应。待蜗牛恢复自然
爬行后，再用铅笔头轻轻触碰蜗牛的触角，观察蜗牛的反应。如此依次刺
激蜗牛的其他部位并观察蜗牛的反应。
图2.3-5  蚯蚓
图2.3-7  蜗牛
眼
触角
壳
足
口
第2 章  丰富多彩的生命世界
61
现象： 
。
结论： 
。
3. 你还想探究蜗牛的哪些感觉？请设计方案完成探究。
注意：探究结束后，将蜗牛放回它原来生活的地方，将手清洗干净。
我们平时经常看到的蚊、蝇、蝶、蛾等各种昆虫，以及蟹、虾、蜘蛛、
蜈蚣等，都属于节肢动物。
节肢动物是种类最多、数量最大的一个动物类群，目前已被命名的就有
120万种以上。其中，昆虫多达上百万种，是节肢动物中成员最多的大家族。
探索活动
1. 观察下列节肢动物，比较它们的形态结构特点。
图2.3-8  节肢动物
瓢虫
蝗虫
蜈蚣
虾
蜘蛛
科学  七年级上册
62
2. 将观察结果记录在表格中。
3. 这些节肢动物在形态结构上有什么共同特征？这些特征对它们的
生存有什么意义？
比  较
比较是根据研究对象的特征来认识对象的相同点或相异点的方法。
它可以在不同对象之间进行，也可以在同一对象的不同方面、不同部分
之间进行；它可以是相同点的比较，也可以是相异点的比较。例如，对不
同种类生物的形态结构进行比较，可以推断它们之间的亲缘关系。
方法与技能
节肢动物的主要特征有：体表有坚韧的外骨骼，身体和附肢都分节。
身体和附肢的分节，大大提高了节肢动物的运动能力。
思考与讨论
观察蝗虫的示意图，你
认为它的身体可分为哪三个
部分？每个部分有哪些结
构？依据这些结构推测各部
分的主要功能。
图2.3-9  蝗虫
单眼
复眼
触角
前足
中足
后足
第一对翅
第二对翅
表2.3-1  各种节肢动物的形态结构
形态结构
蝗虫
蜈蚣
瓢虫
蜘蛛
虾
体表是否较硬
身体是否分节
是否有触角
是否有翅
足和触角是否分节
第2 章  丰富多彩的生命世界
63
昆虫不仅数量庞大，与人类的关系也十分密切，其中既有蜜蜂、桑蚕
这样的益虫，也有大量危害农作物、传播各种疾病的害虫，如蝗虫、蚜虫、
蚊子、苍蝇等。
除了上面这些无脊椎动物外，地球上还
生活着另外一些无脊椎动物，如生活在海洋
中的海星、海胆、海参，它们体表长满棘，
属于棘皮动物。
二、脊椎动物
请仔细观察图2.3-11 中这些动物的骨骼，它们最明显的相同之处是 
什么？
图2.3-11  各种动物的骨骼
鱼骨
虎骨
鸟骨
蛙骨
蛇骨
图2.3-10　海星
科学  七年级上册
64
像鱼、蛙、蛇、鸟、虎等动物，它们的身体背部都有一条由许多块脊
椎骨组成的脊柱，这样的动物称为脊椎动物。根据形态结构特点的不同，
可以将它们分成鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类。
鱼类  鱼类是脊椎动物中种类最多的一个类群，占脊椎动物种类的一
半以上，江、河、湖、海中生活着各种各样的鱼。
图2.3-12　各种各样的鱼
海水鱼
鲳鱼
鲨鱼
带鱼
金枪鱼
比目鱼
石斑鱼
淡水鱼
鳙鱼 
鲢鱼 
草鱼 
鲫鱼 
青鱼 
鲤鱼 
探索活动
1. 取一条鲫鱼，将它放在解剖盘中，观察它的外形有什么特点。摸
一摸鱼的体表，有什么感觉？
2. 轻轻掀开鳃盖，仔细观察其颜色和结构。想一想，鳃为什么是鲜
红色的？鳃的结构有什么特点？
3. 将鲫鱼放在盛有清水的水槽中，
观察它是怎样运动的。
4. 用滴管吸取一些火龙果汁，慢慢
地滴在鲫鱼口的前方，观察果汁是怎样流
动的。
5. 观察完成后，将鱼迅速放回干净的水中。
图2.3-13  鲫鱼
第2 章  丰富多彩的生命世界
65
鱼生活在水中，用鳃呼吸，体表覆盖鳞片，通过身体躯干与尾部的摆
动及鳍的协调作用完成运动，鱼流线型的身体可以大大减小它们在水中运
动时的阻力。
鱼类含有丰富的蛋白质，是人类的重要食物之一，渔业是我国的重要
产业。
思考与讨论
养金鱼需要注意哪些问题？建议在家
里饲养几条小型观赏鱼，为你的学习和生
活增添些乐趣！
两栖类  青蛙是最常见的两栖
动物，青蛙的幼体——蝌蚪，无论
是外部形态还是内部结构都像鱼，
有尾，无四肢，用鳃呼吸，只能生
活在水中。蝌蚪在发育成青蛙的过
程中，尾和鳃消失，出现四肢和肺，
因此青蛙可以在陆地上生活。像青
蛙这样的动物称为两栖动物，它们是脊椎动物由水生向陆生过渡的类型。
现存的两栖动物种类比较少。你了解图2.3-16中的两栖动物吗？
图2.3-16  两栖动物
蝾螈
大
蟾蜍
图2.3-14  金鱼
图2.3-15  青蛙的一生
科学  七年级上册
66
爬行类  爬行动物通常以身体贴地爬行，用肺呼吸，体表覆盖的鳞片
或甲既可以保护身体，又能够减少体内水分的散失。爬行动物是真正适应
陆地环境的脊椎动物。蜥蜴、蛇、龟、鳖、鳄都是常见的爬行动物。
陆龟
蜥蜴
眼镜蛇
图2.3-17  爬行动物
科学阅读
恐  龙
恐龙是早已灭绝的爬行动物。科学研究表明，在距今约6500万年前，
地球上到处生活着各种恐龙，它们占据了地球上的天空、陆地和水域。恐
龙是所有古生物中最引人注目的类群，它们曾经是当时地球上的统治者，
但由于某种原因灭绝了。
如果有兴趣，不妨去收集相关资料，做进一步了解。
图2.3-18　恐龙复原图
第2 章  丰富多彩的生命世界
67
鸟类  天高任鸟飞，人们谈到鸟类时往往会想到它们出色的飞行能
力。除了企鹅、鸵鸟等少数几种鸟外，绝大多数鸟都善于飞行。那么，鸟类
的哪些形态结构特点使其能够在天空中自由翱翔呢？
探索活动
观察标本或图片，说说鸟类有哪些适于飞行的特点。
鸟类有许多适于飞行的特点：身体呈流线型，可减小飞行时的阻力；
体表覆盖羽毛，前肢变成翼，翼上长有大型羽毛；骨骼轻薄而坚固；胸肌发
达，牵动两翼完成飞行动作。鸟的体温不随环境温度的变化而变化，属于
恒温动物。鱼类、两栖类、爬行类的体温却随着环境温度的变化而变化，
属于变温动物。
麻雀、鹦鹉、天鹅、丹顶鹤以及各种家禽等都属于鸟类。
图2.3-19　鸟的结构
胸肌
胸骨
鸟的外形
鸟的胸肌
鸟的翼和羽毛
鸟的骨骼
科学  七年级上册
68
图2.3-20  各种各样的鸟
麻雀
鹦鹉
天鹅
丹顶鹤
鸟类与人类关系密切，许多鸟类捕食农林害虫，鸡、鸭等各种家禽则
是人类重要的食物来源。
实践活动
为了保护鸟类，国务院设立了“爱鸟周”，时间一般在每年4月底至5
月初的某一个星期，在此期间开展各种宣传教育活动。
请设计一个爱鸟周活动，撰写活动方案。如果有条件，可在适当时间
组织实施爱鸟周活动。
哺乳类  草原上奔驰的马、森林中攀缘的猴、原野上漫步的象、大海
里遨游的鲸、天空中飞翔的蝙蝠…… 它们形态各异，生活环境各不相同，
但它们都属于哺乳类，一般被称为哺乳动物。
图2.3-21  哺乳动物
蝙蝠
猴
鲸
马
象
大熊猫
第2 章  丰富多彩的生命世界
69
除了鲸、豚等少数水生种类外，哺乳动物的体表都被毛，体毛具有保
温作用。和鸟类一样，哺乳动物也属于恒温动物。几乎所有哺乳动物的胚
胎都是在母体内发育的，发育到一定程度后从母体产出，母体用乳汁哺育
幼体。胎生和哺乳大大提高了后代的成活率。
猪、牛、羊等家畜都是由野生哺乳动物驯化而来的，是人类重要的肉
食来源。导盲犬、警犬、牛、马等是人类生活、生产的重要帮手。
如今，有些人缺乏野生动物保护意识，大肆捕猎野生动物，使野生动
物数量锐减，甚至濒临灭绝，并屡屡导致野生动物身上的细菌、病毒、寄
生虫等传染给人类，引发传染病。
实践活动
相信你一定有特别喜欢的脊椎动物。对照所学知识先归纳这种动物
的特征，然后请班里的同学提问，你只回答“是”或“不是”。直到某个提
问的同学猜出了你喜欢的动物的大致种类，就算该同学获胜。
它身上有
羽毛吗？
它吃妈妈
的奶吗？
你喜爱的动
物生活在水
中吗？
你喜爱的动
物有脚吗？
你喜爱的动
物长毛吗？
它吃其他
动物吗？
有的是，
有的不是。
不是。
是。
是。
不是。
不是。
图2.3-22  猜动物游戏
科学  七年级上册
70
练习与应用
1. 如何区分某一细长的动物是线形动物还是环节动物？
2. 在所有的动物类群中，节肢动物的种类和数量是最多的，想一想这与它们的哪
些特征有关。
3. 某地发现了白蚁家族中的“大熊猫”——浙江亮白蚁，它体表有外骨骼，身体
分头、胸、腹三部分。由此推测，它属于哪类动物？
4. 在很长时期内，人们都认为比空气“重”的物体是不可能飞上天的，但鸟类却
能在天空中自由翱翔。鸟类有哪些形态结构特点使它们能在天空翱翔？
5. “章鱼”“鲸鱼”“甲鱼”等，名称里都带有“鱼”字，它们是鱼吗？它们分别属
于哪类动物？
6. 找一块潮湿、多落叶的土壤，借助各种工具，看看能找到哪些动物，并判断它
们分别属于哪类动物。
第2 章  丰富多彩的生命世界
71
地球上现存的生物有几百万种，其中包括一百多万
种动物、几十万种植物，在我们周围还存在着种类和数
量更为惊人的微生物。数目如此庞大的生物种类，我们
如何才能更好地识别和研究它们呢？
第4 节  生物的分类
一、根据生物的特征进行分类
生活中我们经常需要取用各种物品，如杯子、碗筷、毛巾、衣服和鞋
袜等，为什么你总是能很快地找到它们呢？我们是如何在超市快速找到需
要的商品，在图书馆轻而易举地找到想要的图书的？
思考与讨论
1． 在超市，如果你要在较短的时间里购买图2.4-1所示购物单上的
物品，该采用什么方法？
2． 学校图书馆有上万册藏书，这些图书是采用什么方法进行分类的？
图2.4-2  图书馆
图2.4-1  购物单
购物单
洗衣液、话梅、梨、
筷子、文件夹、笔、
汤匙、橡皮、肥皂、
薯片、圆规
科学  七年级上册
72
超市中的商品是按一定规则摆放的，只要知道商品分类的方法，就很
容易找到需要采购的物品。图书馆中的书籍也是分门别类摆放在书架上
的，方便人们借阅。同样，对生物进行分类，可以更好地识别和研究它们。
让我们尝试对一些常见的生物进行分类。
探索活动
图2.4-3呈现了不同的动物及其生活环境，尝试对这些动物进行分类。
1． 说出上述动物的主要特征。
2． 以动物的生活环境（如水陆环境）作为分类依据，可将它们分成哪
两类？
3． 以动物的形态结构作为分类依据，对它们进行分类。
4． 如果要对上述分类后的两个类群做进一步分类，该如何分类？
5． 哪种分类方法更有价值？为什么？
我们在对生物进行分类时，需要先仔细观察和研究各种生物的特征，
再依据这些特征对它们进行分类。
图2.4-3  各种动物及其生活环境
猫
蜜蜂
鸽子
蜗牛
鱼
龟
第2 章  丰富多彩的生命世界
73
二、生物分类检索表的编制和应用
当我们遇到不认识的生物时，需要通过生物鉴定才能知道它的类别和
名称。生物学上常使用检索表来鉴定生物的种类。目前，常用的是二歧分类
检索表。让我们以常见的一些植物为例，学习二歧分类检索表的编制方法。
探索活动
1. 认真观察图2.4-4中的各种植物，并阅读图2.4-5所示植物分类表。
图2.4-4  各种植物
葫芦藓
银杏
肾蕨
荷花
水绵
向日葵
植物
有种子
种子无果皮包被
种子有果皮包被
水生
植物B
 植物A
陆生
植物C
植物D
无根
植物E
有根
植物F
无茎、叶
有茎、叶
无种子
图2.4-5  植物分类表
科学  七年级上册
74
2. 问题讨论。
（1）图2.4-5中的A、B、C、D、E、F分别代表图2.4-4中的哪种植物？
（2）通过二歧分类检索表可知，生物的分类检索是逐级进行的。请说
出该表中每一级分类的依据分别是什么。
二歧分类检索表除了图2.4-5所示的表解形式外，还可以转换成如下
文字形式的检索表。
表2.4-1  检索表
1a 有种子 
2
1b 无种子 
3
2a 种子无果皮包被 
植物A
2b 种子有果皮包被 
4
3a 无茎、叶 
植物D
3b 有茎、叶 
5
4a 水生 
植物B
4b 陆生 
植物C
5a 无根 
植物E
5b 有根 
植物F
无论是表解形式还是文字形式，生物的二歧分类法都是把同一类别的
生物，根据某一方面的特征，按其差异或有无分成相对应的两个分支。接
着，根据另一特征的差异或有无，把每个分支再进一步分成相对应的两个
分支。如此逐级分类下去，直到编制出包括全部生物种类的分类检索表。
实践活动
采用表解形式或文字形式编制二歧分类检索表，尝试对图2.4-6中
的动物进行分类。
第2 章  丰富多彩的生命世界
75
通过活动，我们发现分类的依据不同，分类的结果往往也不同。如果
每个人都按照自己的意愿对生物进行分类，就无法达到统一标准的生物分
类的目的。选择怎样的标准对生物进行分类更合理呢？
三、生物的分类等级
科学家根据生物之间形态结构、生理功能、生活习性等的差异，采用
不同的分类等级对生物进行逐级分类，以了解生物间的亲缘关系和进化关
系。生物分类等级由大到小依次是界、门、纲、目、科、属、种，一个“界”
含有若干个“门”，一个“门”含有若干个“纲”，以此类推，分类的最小单
位是“种”（物种），所以种也是最基本的分类单位。
每一种生物在分类系统中都可以找到它的分类地位及其从属关系。例
如，人、大猩猩、蝗虫的分类地位如表2.4-2。
图2.4-6  各种动物
猫头鹰
乌龟
大熊猫
蚯蚓
鲫鱼
蚂蚁
蛔虫
青蛙
蜗牛
科学  七年级上册
76
表2.4-2  生物的分类等级
分类等级
人
大猩猩
蝗虫
界
动物界
动物界
动物界
门
脊索动物门
脊索动物门
节肢动物门
纲
哺乳纲
哺乳纲
昆虫纲
目
灵长目
灵长目
直翅目
科
人科
人科
蝗科
属
人属
大猩猩属
飞蝗属
种
智人
东非大猩猩
东亚飞蝗
从人、大猩猩、蝗虫的形态特征和生活习性看，人和大猩猩之间的共
同特征多，而人和蝗虫之间的共同特征少。从人、大猩猩、蝗虫的分类地
位看，人和大猩猩相同的分类等级有界、门、纲、目、科，不同的分类等级
是属和种；而人和蝗虫相同的分类等级只有界。由此可知，两种生物相同
的分类等级越多，它们的共同特征也就越多。
科学阅读
林  奈
卡尔·冯·林奈（Carl von Linné，1707 —
1778）是瑞典的分类学家、博物学家，在动、植物
分类方面有巨大贡献。他在研究大量动、植物的
基础上，根据生物特征，于1735年在《自然系统》
中提出了自己的分类系统。他的另一项重要贡献
是提出了“双名制”，即对物种的命名应包括该物
种的属名和种名，属名好比一个人的姓，而种名就是这个人的名字。这种
“双名制”使得曾经混乱的动、植物名称归于统一。他的生物分类方法和
原则，对生物学发展起到了巨大的推动作用，奠定了现代生物分类学的
基础。
图2.4-7  林奈
第2 章  丰富多彩的生命世界
77
探索活动
图2.4-8为虎的分类地位。
1. 虎在分类等级中所处的具体位置是什么？与虎同纲不同目的是哪
种动物？
2. 七种动物中，与虎的形态特征最相似的是哪种动物？与虎的亲缘
关系最远的是哪种动物？请说明理由。
3. 蝙蝠和麻雀都会飞，但蝙蝠属于哺乳纲，麻雀属于鸟纲，请说出
其中的原因。
图2.4-8  虎在生物分类中的地位
种
属
科
目
纲
门
界
需要从外界获取食物，能够自主运动或能够活动。
动物界
脊索动物门
哺乳纲
食肉目
猫科
豹属
虎
体内都有脊椎骨。
体表被毛，体温恒定，胎生，哺乳。
牙齿尖锐有力，犬齿异常粗大，长而尖，颇锋利，起穿刺作用。
5
4
皮毛柔软，常具显著花纹。前足
趾，后足
趾；爪锋利，可伸缩。
体形较大，性凶猛。
全身底色橙黄，背面有双行的黑色纵纹，前额黑纹似汉字“王”。
科学  七年级上册
78
生物分类地位的差异可以体现生物间的亲缘关系、进化过程和发展规
律。随着科学技术的发展，人类还在不断完善生物的分类方法。
练习与应用
1． 在林奈之前，人们对生物的分类相当随意，比如将动物分为水生与非水生，有
足与无足，有血与无血，甚至大的与小的等，你认为这样的分类是否有意义？
为什么？
2． 《本草纲目》用“部”“类”等分类等级对药用动物进行了分类，其中将畜类、
兽类、鼠类等归入兽部，其特征是“具有四足，全身被毛，胎生”。兽部的动物
相当于动物分类中的哪一类？
3. 将下图中的四种动物进行分类，并用表解形式编制二歧分类检索表。
（第3题图）
猫
蜜蜂
鱼
龟
第2 章  丰富多彩的生命世界
79
从冰封的北极雪原到炎热的赤道丛林，从
喜马拉雅之巅到太平洋洋底，都能找到生物的
踪迹。生物为何如此丰富多彩？我们该如何去
保护生物多样性？
第5 节  生物多样性
一、生物与环境的相互关系
在内蒙古的草原上不会出现大象，在西双版纳的热带雨林中不会看到
企鹅。不同的生物生活在不同的环境中。
图中这两种生物各自生活在怎样的环境中？我们做出判断的依据是 
什么？
图2.5-1  北极熊
图2.5-2  仙人球
千差万别的自然环境中生活着形形色色、千姿百态的生物，任何一种
生物的生活都离不开一定的环境，那么生物与环境之间存在着怎样的相互
关系呢？
科学  七年级上册
80
思考与讨论
1． 观察图2.5-3，分析影响兔子生活
的环境因素有哪些，可以把这些环境因素分
为哪两类？
2． 这些环境因素中，对所有生物的生
活都有影响的因素有哪些？
环境中影响生物生活和分布的因素称为生态因素，可以分为非生物因
素和生物因素两类。
非生物因素包括阳光、空气、水分、土
壤、温度、湿度等。例如，水域、草地、森林
中，由于水分的丰沛程度不同，各自生活着
不同种类的生物；从山脚到山顶，由于海拔
越高，温度越低，植物的种类也明显不同。
思考与讨论
说说图2.5-5中这些生物间存在着什么样的关系。
图2.5-4  山区环境
图2.5-5  生物间的关系
翠鸟捕鱼
雄狮争夺配偶
同一蜂巢中的蜜蜂
鳄鱼与埃及鸻
被菟丝子紧紧缠绕的植物
图2.5-3  影响兔子的环境因素
兔子
第2 章  丰富多彩的生命世界
81
生物因素主要是指生物彼此之间的相互影响，包括同种生物间的种内
关系和不同种生物间的种间关系。生物的种内关系和种间关系比较复杂，有
的互助互利，有的则进行着各种形
式的斗争，如捕食、竞争、寄生等。
在生物间的相互关系中，最普
遍、最主要的关系是食物关系，各
种生物由于食物关系形成的联系
称为食物链（food chain）。由于一
种生物常以多种生物作为食物，而
一种生物也可以被多种生物作为
食物，这样，某一区域中的各条食
物链就会交织在一起，构成网状结
构，称为食物网（food web），如图
2.5-6所示。
环境对生物的影响过程，也是
生物适应环境的过程，从而使现存
的各种生物，都具有与其生存环境
相适应的形态结构和生存方式。
思考与讨论
下列生物分别是如何适应环境的？
枯叶蝶
雷鸟
骆驼
图2.5-7  生物对环境的适应
图2.5-6  食物网
科学  七年级上册
82
在生物因素和非生物因素的共同作用下，生物对环境形成了多种多样
的适应。有的表现在外表形态或色泽上，如用于伪装自己的拟态和保护色；
有的表现在具有特殊的内部结构特点，如骆驼的身体具有强大的保水能
力，猎豹发达的四肢适于陆上快速奔跑。
思考与讨论
1. 导致土地沙漠化的原因有哪
些？我们可以采取哪些措施减缓或阻
止土地沙漠化？
2. 举例说明生物对环境的影响
既有有利的一面，也有有害的一面。
生物与环境是一个相互依赖、相互制约的整体，生物不仅能适应环境，
也能影响环境。如：柳杉吸收二氧化硫等有毒气体，净化空气；蚯蚓在土壤
中钻来钻去，使土壤疏松，提高土壤的通气和吸水能力，其排泄物可以增
加土壤肥力；人类排放的工业废水、生活污水导致环境污染，对林木的过
度砍伐导致土壤沙漠化；等等。
二、生物多样性
同种生物由于某种原因生活在不同环境中时，会逐渐形成适应各自环
境的形态结构特点和生活方式，并最终演化成不同的物种。生活在同一环
境中的不同生物，也有各自不同的适应方式。由于自然界中生物生存环境
的多样性、生物与环境相互关系的多样性，地球上的生物种类极其繁多。
图2.5-8  土地沙漠化
第2 章  丰富多彩的生命世界
83
生物与环境之间存在着密切的联系。将生物与其生活的环境作为一个
整体来研究，甚至将地球上所有的生物与它们的生活环境作为一个整体来
研究，都是非常必要的。生物学家将一定区域中的所有生物及其生活环境
中的非生物因素相互作用而形成的统一整体，叫作生态系统（ecosystem）。
地球上最大的生态系统是生物圈（biosphere），它包括了地球上所有的生
物及其生活环境中的非生物因素，其范围向上可达离地面约10 km 的高
空，向下可达距离海平面11 km左右的海底，或者距地面深达2～3 km的岩 
石层。
图2.5-9  不同种类的生物
科学  七年级上册
84
地球上不同地区的地形地貌、气候特征等的差异，造就了多样的生态
系统，如森林生态系统、草原生态系统、湿地生态系统、荒漠生态系统、
湖泊生态系统、海洋生态系统等。
思考与讨论
1. 图2.5-10所示的各生态系统分别属于哪类生态系统？你的判断依
据是什么？
2. 举例说明不同的生态系统中，生物多样性的丰富程度是否相同。
在不同的生态系统中，生物的种类和数量是不同的，森林生态系统比
荒漠生态系统具有更多的生物种类和数量，因此也是更复杂的生态系统。
三、保护生物多样性
自然界的生物之间存在着密切的关系。例如，蜜蜂在桃花上采蜜，它
们在获得食物的同时，也为桃树传播了花粉。如果因为某种原因，导致蜜
蜂大量死亡，可能就会影响到桃树的坐果率。一种生物的任何变化都会影
响到与它相关的其他生物。因此，任何一种生物的存在都是有意义的。
图2.5-10  各种生态系统
第2 章  丰富多彩的生命世界
85
思考与讨论
导致生物多样性危机的原因有哪些？我们可以采取哪些措施来保护
生物多样性？
在相对稳定的环境中，生物的种类和
数量一般也较为稳定。而环境污染、乱砍
滥伐、气候异常等都会影响生态环境的稳
定性，从而影响生物多样性。随着人类对
自然环境影响力的增强，一些生物赖以生
存的环境遭到了人为破坏，从而加速了某
些生物的灭绝。保护生物的栖息环境，保
护生态系统的多样性，是保护生物多样性
的根本措施。
每一个物种都经历了上百万年，甚至
更长时间的演化，每一个物种都是一本
书，讲述着关于过去的独特故事。失去任
何一个物种，都意味着失去了一部分生命
发展的历史。生物多样性也是人类赖以生存的条件，是经济社会可持续发
展的基础，保护生物多样性是我们每个人应尽的责任。
人类属于生物圈，但生物圈不只属于人类。
图2.5-11  北京南海子麋鹿
苑中动物灭绝年代顺序的石碑
文明的代价——DDT 公案
1874年，奥地利科学家蔡德勒（O. Zeidler）首次合成二氯二苯基三氯
乙烷（DDT）。1939年，瑞士科学家穆勒（P. H. Müller）发现DDT具有神
奇的杀虫功效，并因此获得1948年诺贝尔生理学或医学奖。由于DDT具
科学·技术·社会·环境
科学  七年级上册
86
练习与应用
1． 不同的生态系统中，生物多样性的丰富程度是不同的。生物多样性最丰富的是
哪种生态系统？
2． 随着水的深度增加，生活在水中的植物种类和数量都会逐渐减少，这主要是受
环境中哪种非生物因素的影响？
3. 白
豚是我国特有的珍稀水生动物，在长江生存繁衍了两千多万年。然而，近
几十年来它们的数量迅速减少，导致白
豚数量锐减的主要原因是什么？
4． 列举实例，说明任何一种生物的存在都是有意义的。
有功能强大、价格低廉、药效持久等特点，其在杀虫剂中可谓一枝独秀。
DDT的使用，大大提高了粮食产量。
疟疾是一种通过蚊子传播的传染病，每年祸及3亿～5亿人，夺走大
量生命。自从使用DDT灭蚊后，疟疾感染人数直线下降。
然而，人类无节制地滥用DDT，造成了对环境的长期危害。
1962年，美国生物学家卡森（R. Carson）在《寂静的春天》中，揭露了
DDT等杀虫剂对野生动物特别是鸟类的危害，首次提出人和自然环境的
关系问题，之后许多国家开始禁止使用DDT。2001年，152个国家签署了
《斯德哥尔摩协议》，DDT沦为环境的大敌和人类的“弃儿”。
但是，禁止使用DDT 后，已被遏制的疟疾卷土重来。1999年3 月，
300多位抗疟疾专家联名发表公开信，呼吁继续使用DDT。
我们需要秉持科学求实的精神，以人为本的理念，运用批判性思维，
权衡利弊，合理运用科技成果。
第2 章  丰富多彩的生命世界
87
生物体的
基本单位
生物的
分类
形形色色
的植物
学习整理
第2章  丰富多彩的生命世界
所有的动物和植物都是由细胞构成的，细胞是生物
体                             的基本单位，新细胞是由原有的
细胞分裂而来的。
细胞学说
没有                                         。
擦—滴—取—展（涂）—盖—染。
装片制作
植物细胞
动物细胞
藻类植物：没有根、茎、叶的分化。
                ：有茎和叶，但没有                    。
蕨类植物：有明显的                                     。
裸子植物：种子           （如松、柏、银杏、苏铁等）。
界、门、纲、目、科、属、种，最小单位是            。
二歧分类法，每一步按生物某方面特征的差异或有
无分成相对应的            个分支。二歧分类检索表可
以用表解形式或文字形式呈现。
更好地识别和研究生物。
细胞壁
细胞膜，功能：                         
叶绿体，                             的场所
细胞核，内含                         
液泡
细胞质
                ：种子存在于               里，有根、茎、叶、
花、果实、种子。与人类关系密切，如                 等。
分类的意义
分类的方法
分类的等级
孢子植物
种子植物
生物分类地位的差异可以体现生物间的              关系、              过程
和              规律。
科学  七年级上册
88
相互关系的多样性，地球上生活着的生物种类极其繁多。
一定区域中的所有生物和环境中的非生物因素相互作用而形成的
统一整体，叫作                 。地球上最大的生态系统是                    。
性，是保护生物多样性的根本措施。
刺胞动物
环节动物：身体由许多                       构成。
：身体柔软，外面多有坚硬的              保护。
节肢动物：体表有            ，身体和附肢都            。包括各种
               ，以及蟹、虾、蜘蛛、蜈蚣。
：用            呼吸，体表覆盖鳞片。
两栖类：是                                                               过渡的类型。
：用           呼吸，体表覆盖鳞片或甲，能很好
鸟类：身体呈流线型，体表覆盖               ，前肢变成              ，
骨骼轻薄而坚固。
哺乳类：体表被          ，                       是其最大特征，由此大
大提高了后代的成活率。
棘皮动物
多姿多彩
的动物
生物
多样性
地适应                       环境。
无
脊
椎
动
物
脊
椎
动
物
活和分布的因素称为                 ，可以分为非生物因素和生物因素。
最普遍、最主要的生物关系是               关系。
生物与环境的关系
生物的生活离不开一定的环境，影响生物生
生物多样性
由于生物生存                 的多样性、生物与环境
保护生物多样性
保护生物的                 ，保护生态系统的多样
第2 章  丰富多彩的生命世界
89
学习评价
一、概念理解
1. 细胞学说的提出在结构上将多种多样的生物统一起来。下列说法错误的是
（  ）。
 
A．所有的动物和植物都是由细胞构成的
 
B．细胞是生物体结构和功能的基本单位
 
C．新细胞是由原来的细胞分裂产生的
 
D．细胞都有细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核
2. 下列可食用植物中，没有根、茎、叶分化的是（  ）。
 
A. 白菜    B. 紫菜    C. 菠菜    D. 香菜
3. 图中六种动物分成甲、乙两类的依据是（  ）。
（第3题图）
 
A．是水生还是陆生 
B．是否胎生、哺乳
 
C．体温是否恒定 
D．是否具有脊椎骨
二、迁移应用
4. 对于病毒是不是生物，目前在科学界仍存有争议。你认为病毒是生物还是非生
物？查阅资料，对照生物的特征，说说你的理由。
5. 有科学家估算，地球上自从出现生命以来，已有5 亿种生物光临过地球，但
如今绝大多数已经消失。古时候物种灭绝的速度极为缓慢，但是从1600 年至
1700年，平均每10年灭绝1种动物；从1850年到1950年，动物的平均灭绝速
度为每年1种；近50年来，野生动物减少了60%以上。你认为是什么原因导致
物种灭绝速度不断加快的？
科学  七年级上册
90
三、探究实践
6. 家庭室内绿化，特别是阳台绿化备受人们重视。请结合所学知识和家庭阳台
实际，规划设计家庭阳台绿化。要求根据家里阳台的大小和光照情况，对阳台
进行绿化规划设计，画出规划图，并根据不同植物的特点制作养护注意事项的 
标签。
四、学习反思
※本章哪些内容我学得很好？我用什么方法学习的？
※本章哪些内容我学得有困难？具体是什么困难？
※我将采取什么措施来改进学习？
第2 章  丰富多彩的生命世界
91
地球是人类赖以生存的家园，它是浩瀚宇宙中的一颗行星，与太阳系的其
他行星、小行星、彗星等天体一起绕太阳运转。在太阳系以外更加空旷的空间，
还分布着众多的天体，它们与太阳系一起构成了庞大的银河系。银河系也只是
宇宙中上千亿个相互远离的星系中的普通一员。
人们是如何认识地球、太阳系与宇宙的？对它们有着怎样的了解？
第3 章
广袤浩瀚的宇宙
1519年9月20日，麦哲伦船队从西班牙南海岸港口出发，环
绕地球航行一周，历时1082天，成功返回出发地。出发时船队由
5 艘船和260 多名水手组成，回来时只剩下1 艘船和18 名水手。
环球航行极其艰难。那么，船队的环球航行具有什么意义？人们
对地球形状的认识又经历了哪些过程？
第1 节  认识地球
一、地球的形状
地球（Earth）是人类的家园。地球的形状是怎样的？人类很早就在探
索地球，并提出过种种看法。今天，我们知道地球是一个球体，但人类对这
个问题的认识却经历了漫长的历程。
古时候，由于人们活动范围很小，认知能力非常有限，对地球形状产
生了很多不同的认识。古人往往凭经验和直觉认为，地球是宇宙的中心，
太阳绕着地球转动，而地球是静止不动的，地是平的，整个大地也是平的。
既然大地是 
平的，应该有
“天涯海角”，为
什么我们在地
面上总是走不到
边？为什么远去
船只的船身比桅杆先消失？许多现象促使人们逐渐对“大地是平面”的认
识产生了怀疑。
公元前6 世纪，古希腊数学家毕达哥拉斯（Pythagoras）首先提出了地
球是球体的猜想。过了2 个世纪，古希腊科学家亚里士多德（Aristotle）通
图3.1-1  观察远去的船只
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
93
过多次对月食的观察，发现大地投射到月球上的影子总
是弧形的，由此，他推测地球是个球体。这是人类通过观
察天象得出地球形状的推论，是人类认识世界的一大 
飞跃。
1519年，航海家麦哲伦（F. Magellan）率领船队，经
过长达3 年的海上航行，完成了人类历史上第一次环绕地球航行一周的壮
举，他们用自身
实践证实了地球
是球体，结束了
人们关于地“方”
与地“ 圆”的争
论，在人类的科
学史上具有划时
代的意义。
20 世纪，人类发射人造地球卫星、载
人航天器，从太空中拍到地球的照片，确证
地球是一个球体，照片上面有蓝色的海和
白色的云。苏联宇航员加加林（Y. Gagarin） 
是人类历史上第一个在太空目睹地球是个球
体的人。他看到的地球是一个蔚蓝色的美丽星
球。人类对地球形状的认识随着科学技术的
发展而不断提高。
思考与讨论
1. 你还能列举验证地球是个球体的现象和方法吗？
2. 从人类认识地球形状的过程中，你得到什么启示？
图3.1-3  麦哲伦环球航行线路图
图3.1-4  人造地球
卫星拍摄的地球照片
图3.1-2  月食
科学  七年级上册
94
二、地球的大小
当人们认识到脚踩着的可能是一个球体
以后，自然会问，这个球到底有多大？人类生
活的区域占据了球面上的多少面积？在人们
还没有能力环游地球的情况下，如何测量地球
的大小呢？公元前3世纪，古希腊学者埃拉托
色尼（Eratosthenes）确立了地球的概念，并用
几何学方法定量地测定了地球的大小。
现代科学技术测量表明，地球是一个两
极稍扁、赤道略鼓的球体。它的赤道半径约为
6378 km，两极方向的半径约为6357 km，相差极小。地球的赤道周长约为
4×10
4 km。
科学阅读
测量地球的周长
古希腊学者埃拉托色尼假定地球是一个球体，同一时间在地球的不
同地方，太阳光与地面的夹角是不同的。那么，只要测出两地的太阳光与
地面的夹角的差和两地之间的距离，就可以算出地球的周长。
北极
南极
约6378 km
约6357 km
赤道周长约4×10
4 km
图3.1-5  地球的大小
图3.1-6  埃拉托色尼利用光影测地球周长
亚历山大
圆的1
50（7.2°）
塞尼城
塞尼城的
竖井
800 km
亚历山大的直杆
平行太阳光
地球的中心
7.2°
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
95
他听人说，在埃及的塞尼城（今为阿斯旺），夏至日正午的阳光可以
直射到井底，表明太阳光正好直射在该处的地面。他又测出夏至日正午
亚历山大一根垂直杆的杆长和影长，可算出太阳光与杆之间的夹角，再
测出塞尼城到亚历山大的距离，这样他就算出了地球的周长。
如图3.1-6所示，埃拉托色尼算出这个夹角等于圆的1
50
，所以地球
的周长应该等于两座城市之间的距离乘50。他算出的地球周长的数值为
25万希腊里，约合4×10
4 km，与我们现在测得的数值非常接近。
科学记数法
对于很大或很小的数，可以用科学记数法来呈现。科学记数法是用
一个大于等于1，小于10的数乘以10的指数来表示数。例如： 
  长度单位换算：1 m＝1000 mm＝1×10
3 mm， 
         1 mm＝
1
1000  m＝1×10
-3 m 
  地球的赤道周长约为：4 0 0 0 0
4 3 2 1
 km＝4×10
4 km 
  细胞的大小约为：0 . 0 0 0 0 2 2
1 2 3 4 5
 m＝2.2×10
-5 m 
思考与讨论
假如初中学生的平均臂展为1.5 m，让大家沿着赤道手拉手合抱地
球，大约需要多少名初中生？
三、地球仪
地球太大了，为了便于研究，人们根据地球是球体
这一特征，按照一定的比例把它缩小，制成了地球的模
型，即地球仪。在地球仪上，人们用不同颜色和符号，
方法与技能
图3.1-7  地球仪
科学  七年级上册
96
直观明了地表示地球表面的不同事物。
转动地球仪，它可以绕着一根轴旋转，这根轴表示地轴。地轴与地球
表面相交的两点，叫极点。其中，对着北极星方向的这一极，叫北极，用符
号“N”表示；另一极叫南极，用符号“S”表示。
那么，在地球仪上，人们怎样确定某一地点的位置？人们用假想的纵
横交织的网格来给地球表面的各个点确定位置。
在地球仪上，与南、北两极距离相等的大圆，
叫赤道。赤道将地球分为南、北两个部分，分别
叫作南半球和北半球。
所有与赤道平行的圈线叫纬线。纬线指示东
西方向。为了区分地球仪上的各条纬线，人们给
纬线标注了度数，称为纬度。赤道的纬度是0°。
南、北两极点的纬度是90°。从赤道到两极，纬度
从0°增加到90°。赤道以北的称为北纬，用“N”表示；赤道以南的称为南
纬，用“S”表示。
图3.1-9  纬线和纬度
纬线的角度（纬度）
地球的中心
90°N
90°N
90°S
90°S
赤道
北纬
0°纬线
 （赤道）
南纬
地球仪上连接南、北两极的半圆弧线叫经线，也叫子午线。经线与纬
线垂直，指示南北方向。在经线上标注的度数，称为经度。
国际本初子午线大会决定，通过英国伦敦格林尼治天文台的那条经线
为0°经线，即本初子午线。本初子午线向东从0°到180°，称为东经，用
“E”表示；本初子午线向西从0°到180°，称为西经，用“W”表示。
图3.1-8  赤道
自转轴
赤道
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
97
图3.1-10  经线和经度
赤道
本初子午线
经线
地球的中心
本初子午线0°
赤道
东经
西经
经线的角度（经度）
经线与纬线垂直，相互交织，形成了经纬网。地球表面上任一地点的
位置都可以用这一点的经纬度来表示，即经过这一点的经线与纬线的度
数。例如，北京位于北纬39°56'、东经116°20'。无论是地面的建筑，还是
航行在茫茫大海上的轮船，都可以用经纬度坐标来描述它们当前的位置。
探索活动
1. 在图3.1-11上找到本初子午线、东半球和西半球的分界线、南半
球和北半球的分界线。
2. 用经纬度来描述杭州的地理位置。
图3.1-11  东半球和西半球
东半球
西半球
科学  七年级上册
98
实践活动
1. 确定两极和赤道。可以用乒乓球的黏合线作为赤道，在离黏合线
等距顶端处各钻一个小孔，确定为南、北极点，如图3.1-12甲所示。
2. 画经线和纬线。在乒乓球上等距离画出纬线，将赤道平均分成若
干份，画出分隔点，过每个分隔点画一条经线。
3. 做地轴。如图3.1-12乙所示，把一根粗铁丝折一下，使铁丝倾斜
并与水平面成66.5°，作为地轴。把另一段铁丝做成一个圆环，作为地球
仪的底座，稳定地放置在桌面上。
4. 组合固定。将其中代表地轴的直铁丝部分穿过乒乓球的南、北极
点，并在贴近南、北极的铁丝处裹上几圈胶布，以防乒乓球脱离。将伸出
的倾斜铁丝弯成半圆，所弯的半圆要比乒乓球略大些。这样就完成了小
型地球仪的制作，如图3.1-12丙所示。
5. 在自己制作的小型地球仪上画出七大洲的轮廓。
四、阅读地图
除了使用地球仪外，人们也时常使用地图。地图是地球的平面模型。
它是人们运用符号来表示地表各种事物的特征，将地表的事物按一定比例
缩小后表示在平面上的图形。比例尺、方向和图例是地图的“语言”。
那么，我们如何阅读地图呢？
图3.1-12  制作简单的地球仪
铁丝
铁丝
66.5°
甲
乙
丙
北极
南极
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
99
地图上的比例尺主要有线段式、文字式、数字式三种表示方式。例如，
“0  600 km”为线段式比例尺，“1 cm代表实地距离50 km”为文字式比例
尺，“1∶1000000”或“
1
1000000 ”为数字式比例尺。比例尺为十万分之一
的地图，即图上1 cm表示实地距离1 km。
地图的比例尺大小不同，适用性也不一样。一般大比例尺地图（大于
或等于1∶100000）表示的范围小，描述的内容比较详细；小比例尺地图（小
于或等于1∶1000000）表示的范围大，描述的内容比较粗略。
思考与讨论
绘制一张中国地图和一张学校的平面图，应分别选取怎样大小的比
例尺？说出你选择的理由。
图3.1-13  中国地图
科学  七年级上册
100
地图上表示方向的原则通常是“上北下南，左西右东”，如图3.1-14
甲所示，在此基础上，还可以确定“东北、西北、东南、西南”方向。在有
经纬网的地图上，要根据经纬网来判定方向，即经线指向北极点的方向为
北方，经线指向南极点的方向为南方；有的地图用一个指北的指向标指示
方向，如图3.1-14乙所示。
图3.1-14  地图上的方位图示
北
南
东
西
西北
西南
东北
东南
北
北
西
南
张家庄
东
甲
乙
阅读地图还需要认识图例。图例是对地图上各种符号和注记的说明。
图例中的各种符号分别表示地表的各种事物。注记是指地图上的标注和各
种文字说明。下面是一些常用的图例。
图3.1-15  常用的图例
通过阅读地图，我们能够利用地图来辨认方向、测算距离、识别地表特
征等。
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
101
探索活动
1. 在地球仪或地图上，利用经纬网确定位置，查找地名，并完成下表。
2. 查阅近一个月的新闻，看看我国或其他国家及地区发生了哪些重
大事件，利用经纬网地图找出这些事件发生的地点，读出大致的经纬度。
3. 在图3.1-13的中国地图上量出并计算北京与香港之间的直线距离。
随着科学技术的迅速发展，地图的表现形式、装载内容和编制方式也
不断发展，地图的种类更为丰富，出现了许多新型地图，如有声地图、三维
地图、盲文地图、电子地图等。地图的应用范围也在不断扩大。
电子地图是利用计算机技术，以数字方式存储和查阅的地图。电子地
图的比例可放大、缩小，图像可旋转，图层可叠加，从而显示不同效果。
思考与讨论
选择合适的电子地图，看一看现在的电子地图都有哪些新功能。
依托卫星导航系统、遥感技术和地理信息系统的迅速发展，科学家现
在能够更方便和准确地绘制电子地图。随着智能手机和移动通信网络的普
及，人们能够方便地获取和使用各种各样的电子地图。电子地图不仅让我
们的出行更加便利，还能服务于气象预报、农业生产、交通运输、城市规
划、军事建设等各领域。地理科技的发展实实在在地带动了国家经济建设，
提高了生产效率，改善了人们生活。
表3.1-1  地名及经纬度表
纬度
经度
地名
地名
经度
纬度
39°N
117°E
天津
上海
121°E
31°N
49°N
123°W
伦敦
33°S
151°E
纽约
科学  七年级上册
102
科学阅读
北斗卫星导航系统
北斗卫星导航系统（BDS）是我国自行研制的全球卫星导航系
统，也是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统
（GLONASS）之后世界上第三个成熟的卫星导航系统。
北斗卫星导航系统是我国着眼于国家安全和经济社会发展需要而建
设运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精
度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。该系统提供服务
以来，已在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信授时、电力
调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用，产生了显著的效益。
实践活动
1. 在白纸上绘制学校平面示意图，并将画好的草图贴在教室的墙
上，请同学们评价并提出修改建议。
2. 比一比，看谁画的学校平面示意图最好，并简要说出理由。
练习与应用
1. 人们对地球形状和大小的认识主要经历了哪些过程？
2. 观察地球仪，归纳地球仪上经线和纬线分别有什么特点。
3. 某同学查阅资料发现某次台风中心在一天内不同时间的位置如下表，请据表中
信息完成以下任务。
时间
8时
12时
16时
20时
经纬度
21°N，118°E
22.5°N，117°E 23.5°N，116°E 24°N，115.5°E
 （1） 在右图中标出经纬度和表中不同时间台风中心的
位置。
 （2）据此推测此次台风的移动方向。
（第3题图）
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
103
2021年5月15日，天问一号探测器在火星表面成功着陆，
并对火星展开探索。我国成为第二个在火星上成功着陆探测
器的国家。那么，除了火星，太阳系还有哪些行星？太阳系各
行星又有什么特点？
第2 节  太阳系的组成与结构
一、太阳系的组成
我们居住的地球在宇宙中并不孤单，水星、金星、火星、木星等星球
与地球相伴，一起围绕着太阳转动。
八大行星、矮行星、小行星、卫星、彗星、流星体等天体共同构成了太阳
系。太阳约占太阳系总质量的99.86%，是太阳系中体积和质量最大的天体。
图3.2-1  太阳系示意图
海王星
天王星
土星
木星
火星
地球
小行星带
金星
水星
本图不代表天体大小和距离的实际比例关系
科学  七年级上册
104
思考与讨论
1. 与地球相邻的是哪两颗行星？
2. 八大行星的运动有哪些共同的特征？
早在17世纪，伽利略就开始用望远镜对太阳系进行观测，逐步揭开了
太阳系神秘的面纱。如今，天文学家不仅利用现代望远镜在地球上进行观
测，还把望远镜置于太空中观测，甚至发射航天探测器对太阳系中的行星
进行更深入的探索。人类对太阳系的认识已经进入了一个崭新的时代。
探索活动
1. 让同伴拿着手电筒站在离你2 m 的
地方，然后让同伴将手电筒朝你所在的方向
照过来。告诉同伴握住手电筒不动。
2. 面朝手电筒，绕着同伴转圈，保持离
同伴2 m远的距离。
3. 记录你所观察到的明暗变化情况。
4. 重复这一活动。但是这次你面朝一
个方向，站着不动。让同伴拿着手电筒，始
终将光照向你并围绕着你转圈，保持离你
2 m远的距离。
5. 记录你所观察到的明暗变化情况。
如果你代表地球，同伴代表太阳，你能
够仅仅根据本活动中的观察结果来判断哪个
是太阳系的中心吗？
图3.2-2  模拟活动示意图 
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
105
二、太阳
太阳（Sun）是离地球最近的恒星。耀眼的太阳
每天东升西落，温暖着地球。
太阳是一颗自身能够发光发热的气体星球。
太阳直径大约是1. 4 × 10
6 km，相当于地球直径
的109 倍，表面温度约为5500℃，中心温度高达
1.5×10
7℃。太阳的体积大约是地球的130万倍，质量约为地球的33万倍。
它与地球的平均距离约为1.5×10
8 km。太阳为人类活动提供了最重要的
能量，地球上的生物生长、空气和水的循环都与太阳息息相关。
思考与讨论
1. 光的传播速度约为3×10
8 m/s，太阳光到达地球需要多少时间？
2. 查阅资料，说一说植物的哪些形态特征与太阳光有密切的关系。
光在真空中1 年内传播的距离等于1 光年，天文学上常用光年作为单
位来计量天体之间的距离。
现代观测表明，太阳已有约50亿年的历史。它是一颗典型的中等质量
的恒星，正平稳地燃烧着自身。现在，科学家对恒星演化过程的认识不断
深入，勾勒出太阳的生命历程。
太阳大气层由内向外依次分为光球层、色球层和日冕。光球层是人们
能够看到的太阳的圆面，色球层是太阳大气的中间层。通常，色球层只有
在发生日全食时才能看见。日冕是太阳大气的最外层，只有使用特殊仪器
或在日全食时才能观察到。
图3.2-4  太阳大气层
光球层
色球层
日冕
图3.2-3  太阳照片
科学  七年级上册
106
思考与讨论
光球层处在太阳大气的最里层，为什么还能够被我们看见？
太阳表面经常发生变化，这些变化统称为太阳活动。常见的太阳活动
主要有太阳黑子、太阳耀斑、日珥和太阳风等。太阳黑子是太阳光球层上
出现的黑色小斑点，只是因其温度比周围区域低，看上去比周围暗。太阳
耀斑是太阳色球层上出现的一些突然增亮的斑块。日珥是太阳色球层上喷
射出的弧状大气。太阳黑子的多少和大小，往往作为太阳活动强弱的标志。
通常，太阳耀斑、日珥的出现与太阳黑子的活动有关。
图3.2-5  太阳活动
太阳黑子
太阳耀斑
日珥
思考与讨论
根据图3.2-6太阳黑子的数量变化图，算一算两个相邻高峰值年或
低峰值年之间的时间。
图3.2-6  太阳黑子的数量变化
年份
300
200
100
0
太
阳
黑
子
相
对
数
1950
1960
1970
1980
1990
2010
2000
2020
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
107
观测发现，太阳黑子的活动呈现出有规律的变化。科学家推断，太阳
黑子的活动周期约为11年。太阳活动对地球的影响很大。例如，太阳耀斑
增强时，地球上的短波通信会受到明显影响。太阳黑子、太阳耀斑活动增
强时，人们需要用各种防晒措施来避免太阳光中过强的紫外线对皮肤造成
损伤。
实践活动
1. 使用加滤镜的天文望远镜观测太阳黑子。
2. 通过科普书籍或相关的网站收集与太阳活动相关的资料，进一步
了解太阳活动对地球的影响。
三、行星及其卫星
太阳系中的行星是直接围绕太阳转动的球状星体。人类很早就用肉眼
观察到了水星、金星、火星、木星和土星等行星。卫星是围绕行星、矮行
星、小行星转动的天体。
太阳系中八大行星大致都在同一平面的近似圆形轨道上，沿着同一方
向绕太阳公转。除金星外，其他行星的自转方向和公转方向相同。虽然和
太阳相比，行星的体积都很小，但是八大行星的体积、质量和外观有很大
的差异。尽管木星、土星、天王星和海王星要比地球和其他行星大很多，
但它们与太阳相比，仍然很小。
图3.2-7  太阳系中行星的相对大小
海王星
天王星
土星
木星
火星
地球
太阳
金星
水星
科学  七年级上册
108
探索活动
假定地球的质量和体积为1个单位，太阳系其他行星相对于地球的
质量和体积的数值见表3.2-1。
1. 找一找八大行星中体积和质量较大的两颗行星。
2. 比一比，体积、质量与地球相近的行星是哪一颗？
3. 说一说，木星有哪些明显特征？
地球是太阳系中唯一一颗表面上有液态水存在
的行星，水改变着地表的形态。地球上有大气层，大
气中富含氧气，供人类及其他生物生存所需。地球
是当今人类已知的星系中唯一能够孕育和支持生命
的星球。
水星（Mercury）是离太阳最近的行星，比地球的
卫星— 月球大不了多少。水星上没有大气，布满
了环形山，没有卫星。由于离太阳比较近且没有空
气，水星表面昼夜温度变化很大。
金星（Venus）的大小与地球相近，表面有非常厚
的大气，主要成分是二氧化碳。金星表面很热，平均
温度约460℃。我国古人把早晨出现于东方天空的
金星称为“启明星”。
表3.2-1  八大行星相对于地球的质量和体积
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
质量
0.05
0.82
1
0.11
317.89
95.18
14.63
17.15
体积
0.056
0.856
1
0.15
1316
745
65.2
57.1
图3.2-8  地球
图3.2-9  水星
图3.2-10  金星
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
109
火星（Mars）的直径约为地球的一半，自转轴倾角、自转周期与地球相
近，公转周期是地球的两倍。火星上的大气成分以二氧化碳为主，非常稀
薄。火星表面温度变化范围约为－140～20℃。
科学阅读
天问一号火星探测器
2020年4月24日，中国行星探测工程被正式命名为天问系列。这个
名字代表着从古到今，中国人对未知的不懈探索。
天问系列的第一项任务，就是火星探测。天问一号探测器搭载了许
多先进的设备，如探地雷达、高分辨率相机、矿物光谱仪等13个有效载
荷，通过太阳能电池板供电。它的主要任务是对火星的地表、大气等进
行初步分析，同时寻找水和生命的痕迹，解答“火星上是否曾经孕育过生
命”这个人类关心的问题。
科学家观测到火星上有一些巨大的峡谷，以及一些很像古代海岸线的
地貌特征，由此推断，很久以前火星表面可能有大量流动的液态水。火星
探测器发现火星南极冰冠有部分退缩，科学家认为，这是因为大量的水被
冻结在火星地表下面。火星的表面覆盖着一层氧化铁，因此，火星看上去
呈橘红色，又被称为“红色行星”。
图3.2-11  火星
图3.2-12  火星的大气层
科学  七年级上册
110
思考与讨论
为什么人类首先要对火星进行探索？对火星的探索需要克服哪些困难？
木星（Jupiter）是太阳系中体积最大、质量最
大、自转最快的行星。它的质量大约是太阳的千分
之一，是太阳系中其他七大行星质量总和的2.5倍。
木星是一个气态巨行星，主要由氢和氦组成。自伽
利略观测到木星的四颗卫星以来，天文学家又发现
了许多颗卫星绕着木星转动。
土星（Saturn）是太阳系中的第二大行星，也是太
阳系中唯一密度小于水的行星。土星大气与木星大气
一样，主要由氢和氦组成。在八大行星中，土星有着
壮观的光环，光环由绕土星运转的碎块和微粒组成。
土星最大的卫星—“土卫六”比水星还大。
天王星（Uranus）的体积在太阳系八大行星中排
名第三，质量排名第四，几乎横躺着围绕太阳公转，
拥有卫星。其大气的主要成分是氢气、氦气和甲烷。
天王星是太阳系内大气层温度最低的行星，最低温度
约为－224℃。天王星是人类使用望远镜发现的第一
颗行星。
海王星（Neptune）是太阳系中离太阳最远且寒
冷的蓝色行星，大气层以氢气和氦气为主，有微量
的甲烷。海王星被称为“笔尖下发现的行星”。人
们观测到的天王星轨道与用牛顿理论计算出的结果
有偏差，于是，两位年轻的天文学者根据天王星的
观测资料和牛顿理论，各自独立计算出这颗“新行
星”的运行轨道，天文学家在预测位置观测到了这
颗行星，命名为海王星。
图3.2-13  木星
图3.2-14  土星
图3.2-15  天王星
图3.2-16  海王星
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
111
实践活动
1. 绘制太阳系及太阳系中八大行星示意图。
2. 设计并制作两个实物模型，一个模型表示各行星与太阳之间的距
离，另一个模型表示各行星与太阳相对体积的大小。
3. 运用信息技术，选择合适的软件，观察水星、金星、火星、木星和
土星，并描述其突出的特点。
模型建构
模型是人们为了某种特定的目的，对认识对象（系统）所做的一种简
化的概括性的描述或模拟，这种描述或模拟可以是定性的，也可以是定
量的，但需要体现原有对象（系统）某些本质的特征。如细胞模型、太阳
系模型、月—地模型。模型具有描述、解释和预测等功能。
四、小行星和彗星
小行星（minor planet）是指太阳系中类似
行星环绕太阳运动，但体积和质量比行星小
得多的天体。太阳系中数以万计的小行星，大
部分集中在火星和木星之间，形成了小行星
带。小行星的运行轨道一旦发生变化，就有可
能被行星俘获并发生剧烈的撞击。
我国天文学家张钰哲于1928年发现的一颗小行星，被命名为“中华”，
这是第一颗由中国人发现的小行星。
思考与讨论
地球上原来有大量的恐龙，后来突然神秘地绝迹了，有人认为是小
行星撞击地球引起了恐龙的灭绝。谈谈你的看法。
方法与技能
图3.2-17  小行星
科学  七年级上册
112
彗星（comet）是指亮度和形状会随着
与太阳距离的变化而变化，并围绕太阳运
动的天体。彗星由彗核、彗发、彗尾三部
分组成。彗核是由岩石碎片、固体微粒和
水结成的“冰球”。当彗星接近太阳时，
彗核的冰物质受阳光照射变成气态物质，
形成彗发。这些气态物质被太阳风“吹
拂”，形成长长的彗尾。
彗星的出现曾被视作一种神秘的现象。英国天文学家哈雷（E. Halley）
在对彗星轨道的研究中，运用牛顿理论计算它们的轨道，发现1531 年、
1607年、1682年出现的这三颗彗星的轨道是一样的。由此他推断，这三次
出现的彗星应是同一颗星，其绕太阳运行的周期约为76年，并预言它将于
1758年底或1759年初再次出现。1759年3月，这颗彗星果然又出现了。人
们把这颗彗星叫作哈雷彗星。哈雷彗星的发现，显示出科学理论的强大预
测能力。
其实，我国早在公元前613 年就有关于哈雷彗星的记载。历史文献研
究表明，我国古人曾经记录了10个世纪中，哈雷彗星每次出现的时间，但
由于哈雷彗星76年才出现一次，因此，他们无法关联这些现象来证明多次
看到的是同一颗彗星。
彗星在绕太阳运行时，可能会跟行星
发生剧烈的撞击。1994年，苏梅克—列维
9 号彗星以2. 1 × 10
5 km/h 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 km的高度，并在木星
上留下了地球般大小的痕迹。
小行星等太阳系中的一些小型天体
闯入地球大气层时，与大气摩擦、燃烧、发光而划亮夜空的现象，称为流
星现象。那些没有烧尽的流星体降落到地球表面，叫作陨星。其中，主要
由岩石构成的陨星叫陨石。
图3.2-19  新疆铁陨石“银骆驼”
图3.2-18  彗星
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
113
科学阅读
流星雨
流星雨是夜空中许多流星从一个所谓的辐射点发射出来的天文现象。
流星雨一般是由彗星分裂出的碎片形成的流星群体。这些流星群体受到
地球引力的作用，进入地球的大气层中，与大气相互摩擦燃烧后，便形成
了如同下雨般的景观。数量特别庞大的流星雨，每小时出现的流星可能
超过1000颗。
一年一度的英仙座流星雨
是北半球每年最受关注的流星
雨之一。英仙座流星雨是斯威夫
特—塔特尔彗星的尘埃和碎屑进
入大气层燃烧发光产生的奇观。
这颗彗星每130年绕太阳公转一
圈，每年的8月地球穿过这颗彗
星的公转轨道，由于流星雨看上去是从天空中一个点射出的，这个辐射
点就在英仙座的γ星附近，因此被命名为英仙座流星雨。
实践活动
1. 绘制彗星示意图，并在图中标注彗核、彗发和彗尾。
2. 收集彗星的资料，查一查上一次哈雷彗星出现的时间，推算下一
次哈雷彗星出现将是哪一年。
练习与应用
1. 画一幅八大行星的运动特征及大小关系示意图，并做简要的说明。
2. 设计一幅太阳大气层结构图，在合适的地方标注太阳活动的类型。
3. 以太阳耀斑为例，说明太阳活动对人类的主要影响。
图3.2-20  流星雨
科学  七年级上册
114
一、从地心说到日心说
地球曾被人们认为是宇宙中独一无二的天体，是宇宙的中心。科学
研究表明，地球位于太阳系内，太阳系位于银河系比较边缘的一个普通的
位置，并没有明显的独特地位。关于宇宙和我们赖以生存的地球，从古到
今，人们的认识经历了根本性的变革。那么，我们对宇宙的认识是如何改 
变的？
我国战国时期的盖天说认为，天圆如张盖，地方如棋盘。盖天说这种
宇宙观，虽然已经摆脱神话的影响，但远没有揭示宇宙的本质。到秦汉时
期，人们初步认识了太阳、月球和5颗行星的基本运动规律，并能推算天象
的发生。
早期的希腊人相信，宇宙是完美的，
地球是宇宙的中心。公元2世纪，希腊天
文学家托勒密（C. Ptolemaeus）在亚里士
多德等前人对宇宙的认识的基础上，进
一步完善了地球中心学说，创立了“地心
说”模型。
托勒密认为，地球是宇宙中心，且静
止不动，太阳、月球、行星和其他所有天
图3.3-1  托勒密的“地心说”示意图
金星
火星
木星
土星
地球
月球
太阳
水星
恒星天
2023年9月21日，“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲，
航天员为广大青少年带来一堂精彩的太空科普课，并通过视频
与地面课堂师生进行实时互动交流。“天宫课堂”对于培养青少
年科学精神、激发青少年探索浩瀚宇宙的兴趣具有独特优势。
人类为什么孜孜不倦地探索宇宙？探索宇宙有哪些发现？
第3 节  人类对宇宙的探索
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
115
体都围绕着地球在各自的圆形轨道上运转，如图3.3-1所示。“地心说”可
以解释5颗行星的观测路径，以及太阳、月球的运动路径。
尽管托勒密的“地心说”模型并不正确，但它能解释很多人们观察到
的天文现象，在随后的1000 多年里，普遍为人们所接受，并给发现“地心
说”不足的人们造成了难题。
科学家经过仔细观测，发现行星运行
规律与托勒密的宇宙体系并不吻合。16世
纪，哥白尼用自制的简陋仪器，经过20年
的天文观测与研究发现，与其他5 颗行星
一样，地球也是一颗行星。天空中观察到
的行星运动可通过旋转的地球来简单地
解释。在得出地球是一颗行星后，哥白尼
为太阳系建立了一个“日心说”模型。该
模型认为太阳是宇宙的中心，地球和行星
都围绕太阳做圆周运动，如图3.3-2所示。
哥白尼在临终前，出版了著作《天球运
行论》，阐述了“日心说”的理论基础。与地
球是宇宙的中心的观点相比，“日心说”的提
出是一个重大突破。但哥白尼保留了希腊人的行星做圆周运动的观点，也
未能正确解释行星的运动方式与成因。“日心说”吸引人的地方是它简单，
人们可以更好地理解它。“日心说”挑战了当时占主导地位的“地心说”。
在绝大多数人仍相信“地心说”的时代，人们需要更多的证据才能接
受“日心说”。科学家伽利略所收集的证据，逐渐让人们相信“日心说”是
正确的。
伽利略对哥白尼学说的发展与传播起到了很大作用，留下了不可磨灭
的印记。1609年，伽利略用自制的望远镜观测天空，为“日心说”提供了新
的观测证据。伽利略发现：太阳上有黑子，说明太阳并不完美；围绕着木星
的有4 颗卫星，说明并非所有天体都在绕地球运行。木星有卫星运转的事
实为哥白尼学说提供了强有力的证据。金星的位相变化也说明金星并不是
围绕地球公转的。
图3.3-2  哥白尼的“日心说”示意图
水星
金星
火星
木星
土星
地球
月球
太阳
恒星天
科学家在对宇宙各方面建模时遵
循简单、对称和美观的原则。
科学  七年级上册
116
伽利略的观测发现与当时人们对宇宙的普遍认
识并不一致，挑战
了居于统治地位的
“地心说”。1633
年，罗马宗教裁判
所判处伽利略终身
监禁，随后改为软
禁，直到他在1642年病逝。
哥白尼“日心说”的建立，使人们的
认识从“地球中心”走向“太阳中心”。今天，我们知道，除了太阳，太阳系
中还包括行星及其卫星，以及各种更小的天体，这些大大小小的天体都围
绕太阳公转。
思考与讨论
“日心说”中有关宇宙以太阳为中心的提法也有不正确之处，请用相
关知识解释。
二、现代宇宙学说
宇宙从哪里来？宇宙将向何处去？宇宙有多大？宇宙有中心吗？宇宙
中还有适合人类生存的家园吗？这些问题不断激励着人们去探索。
浩瀚的宇宙中有各种不同的天体，这些天体又组
成了大小不同的天体系统。我们看到的宇宙就是由各
种不同的天体系统组成的。科学家借助现代望远镜，揭
示了宇宙中的许多奥秘。
二十世纪一二十年代，天文学家用大型望远镜观测了银河系以外的星
系，测出不同星系间的距离，判断它们的运动速度以及运动方向。
 
 
用现代科学方法探索自然
的思想，须用实际观测进
行检验，检验不合格的思
想会被抛弃。采用这种方
式，科学家慢慢形成了理
解宇宙的更好知识体系。
哥白尼基于多年观测，开
启了科学革命，推翻了
“地心说”。
宇宙学：研究宇宙的
性质、结构和演化
（诞生、演化和死
亡）的科学。
图3.3-3  伽利略头像及其记录在本
子上的7个夜晚里木星的4颗卫星图示
伽利略
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
117
探索活动
1. 阅读图3.3-4，牧夫座星系离地球有多远？它的退行速度有多大？
2. 阅读图3.3-4，哪
个星系的退行速度最大？
哪个星系离地球最近？
3. 得出结论，星系
距离地球的远近与其退行
速度有什么关系？
4. 预测距离地球50
亿光年的星系的退行速度。
1929 年，天文学家哈勃（E. P. Hubble）根据自己对银河系以外星系距
离的测定，结合其他天文学家的工作，分析了20多个星系的退行速度和距
离，发现银河系以外的大多数星系都在远离我们而去，距离越远，离开我
们的速度越大。这表明，我们所处的宇宙正在膨胀。
在此基础上，哈勃提出了著名的哈勃定律：星系的退行速度与它们到
地球的距离成正比。哈勃定律可以用公式表示为：
υ＝Hd
其中υ为星系退行速度，d为星系到观察者的距离，H为哈勃常数。
哈勃定律被随后
的进一步观测所证
实。哈勃定律反映了
宇宙的整体性，展示
了一幅宇宙整体退行
图景，即宇宙正在不
断地膨胀。
图3.3-5  星系间的距离在不断扩大的示意图
图3.3-4  不同星系的退行速度
室女座星系
0
1
2
3
4
80000
60000
40000
20000
与地球的距离
/10 亿光年
退行速度/（km·s
-1）
大熊座星系
牧夫座
星系
长蛇座星系
科学  七年级上册
118
思考与讨论
几乎所有的星系都在退行，是否意味着地球处于宇宙的中心？
为了帮助我们更好地理解星系是如何运动的，我们可以建立星系运动
模型，了解星系运动的特点。
探索活动
1. 准备一只气球，在其表面贴上一些圆形小纸片。小纸片代表星系。
2. 在圆形小纸片上用笔做记号，表示星系上的居民，记录相邻“星
系”的位置和距离。
3. 用打气筒持续地向气球充气，使气球不断地胀大（即宇宙膨胀），
如图3.3-6所示。
4. 观察气球在胀大过程中，各张圆形小纸片间距离的变化。这些
“星系”之间的距离发生了怎样的变化？
实验表明，不管是哪个“星系”，其他“星系”都在不断地离它而去。
各张圆形小纸片（星系）彼此后退，膨胀没有中心。
1915年，著名科学家爱因斯坦（A. Einstein）
建立了广义相对论，他将广义相对论用于宇宙
的研究，建构了一个静态的宇宙模型。1922年，
苏联科学家弗里德曼（A. Friedman）从广义相对
论出发，得到了一个均匀地膨胀或收缩的宇宙模型，遗憾的是这个动态的
图3.3-6  气球充气
现代宇宙学以爱因斯坦的
广义相对论为理论基础，
以天文观测为事实依据。
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
119
模型并不为当时的人们所重视。当哈勃定律公布后，人们惊喜地发现，天
文观测发现的现象正是理论模型所预言的现象。理论预言被天文观测证 
实了！
思考与讨论
我们是否可以做出这样的推断：宇宙在不断膨胀，这意味着过去的
宇宙比现在小。那么，时间越往前，宇宙中的星系之间的距离是否必然越
小？再往前倒退至某一时间，宇宙是否密集在一个点上？
1948 年，伽莫夫（G. Gamow）等人建立的元素
生成理论，为宇宙起源的大爆炸理论奠定了基础。宇
宙大爆炸理论认为，宇宙起源于极高温、极高密度的
“奇点”的大爆炸，之后宇宙不断膨胀、温度不断下
降，生成各种物质，形成各种星系，演化成今天的宇
宙，今天的宇宙仍将继续膨胀下去。
宇宙大爆炸理论合理吗？理论预测的结果与实
际观测的结果相一致，理论才能被人们接受。
测到来自空间各个方向的辐
射，对应温度约为2.73 K，
与理论预测温度非常接近。
理论预言
大爆炸使宇宙中充满了辐
射，随着宇宙膨胀、降
温，当今宇宙中仍充满着
大爆炸残余的辐射，对应
的温度约为5 K(K为热力学
温度单位）。
宇宙大爆炸理论
该理论得到了广泛的认
可，成为宇宙学中的标准
模型。但宇宙的研究并没
有结束，即使是标准模
型，也面临着多方面的 
挑战。
宇宙膨胀得到了观测事实的有力支持，宇宙大爆炸理论成功地解释了
很多观测事实。因此，宇宙大爆炸理论已成为被人们广为接受的一种宇宙
起源学说。
多方面观测研究表明，我们的宇宙始于约138 亿年前的一次大爆炸，
图3.3-7  伽莫夫
科学  七年级上册
120
大爆炸为后来的星系、恒星和行星的形成与演化提供了所有的能量。
图3.3-8  宇宙演化年表
138 亿年
10 亿年
138 亿年
4 亿年
100 万年
大爆炸
现代的星系
第一批
星系
第一批恒星
第一批超新
星和黑洞
温度降低，原
始星云形成
基本粒子形成
图3.3-8 给出了宇宙演化年表，突出了重要的物质与能量演化事件。
宇宙大爆炸理论是目前最准确的描述宇宙从诞生到当前状态的模型。
虽然宇宙大爆炸理论已经取得很大的成功，但是随着研究的不断深
入，仍然遇到了不少的疑难问题。宇宙让我们的思考
广阔而深邃。宇宙有没有边界？宇宙会终结吗？……
这些问题，有待于人们去探索和证实。
科学阅读
爱因斯坦
阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein，
1879—1955）建立广义相对论后，意识到要将
整个宇宙作为对象来研究，并将广义相对论作
为研究宇宙的理论。宇宙论在落寞了几百年后，
又开始恢复了生机。爱因斯坦坚信整个宇宙是
一个和谐的整体。于是，爱因斯坦提出了有限
宇宙大爆炸理论也有
局限性，是“未完成
的乐章”。
图3.3-9  爱因斯坦
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
121
无边、静态的宇宙模型。他认为，宇宙整体上应该是静态的。为此，他在
方程中加了一个宇宙常数，以维持宇宙的静态。当宇宙膨胀的预言被证
实后，爱因斯坦为这一发现而欢呼，并承认自己在宇宙模型中人为地引
入宇宙常数，是他人生中犯下的一个大错误。
三、银河系和河外星系
宇宙有多大？最初人们认为地球是宇宙的中心，太阳、月球、5颗行星
和6000多颗静止不动的恒星构成了宇宙。后来，人们认识到宇宙由银河系
等星系组成，银河系由几千亿颗像太阳一样的恒星组成。那么，银河系有
多大？它的中心在哪里？地球位于银河系的何处？
我们的太阳系处在银河系之中。当我们仰望夏季的夜空，看到横跨夜
空的那条银河时，其实我们正在银河系内部观察我们生存的这个星系的 
中心。
星系（galaxy）是由单颗恒星、恒星系统、星团、尘埃和气体在引力作
用下聚集在一起形成的大型天体系统。天文学家把大多数星系分为三类：
旋涡星系、椭圆星系和不规则星系，如图3.3-10所示。
图3.3-10  三类星系
旋涡星系
椭圆星系
不规则星系
银河系是一个旋涡星系。从侧面看，银河系呈扁圆盘状；从上往下看，
能够看到银河系的旋涡结构。我们无法在地球上看到银河系的旋涡结构，
因为太阳系位于银河系的一条旋臂上。
科学  七年级上册
122
图3.3-11  银河系“侧视图”(模拟图）
图3.3-12  银河系“俯视图”（模拟图）
侧视
俯视
太阳的位置
太阳的位置
约100 000 光年
银河系是由众多恒星及星际物质组成的一个巨大星系，所有的恒星都
围绕银河系的中心旋转。银河系的直径约为1.0×10
5光年，中心厚度约为
1.2×10
4光年，自中心向边缘逐渐变薄。太阳只是
银河系内几千亿颗恒星中的一颗普通恒星。太阳远
离银河系的中心，它与银河系中心的距离约
2.6×10
4光年，约2.4亿年绕银河系中心转一圈。恒星彼此相距很远，离太
阳最近的恒星是比邻星，与太阳相距4.22光年。
银河系虽然很大，但在整个宇宙中显得微不足道。银河系只是广阔深
空中上千亿个星系中的一个普通星系。银河系和银河系外的河外星系构成
了广阔无垠的宇宙。图3.3-13显示了不同尺度的天体所横跨的范围。
太阳不在银河系的中心，
人类又一次破除了自己位
于宇宙中心的观念。
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
123
图3.3-13  不同尺度的天体所横跨的范围
×10
6
×10
8
×10
5
地球
太阳系
银河系
宇宙
天文学家很早就意识到银河系外有其他星系。
1919 年，哈勃用当时最大且最先进的天文望远镜，测
定了仙女座大星云（星系）的距离，发现这个距离远大
于银河系的直径。因此，哈勃推断仙女星系一定位于
银河系之外。
其实，仙女星系是一个比银河系更巨大的星系。
我们肉眼观察到的仙女星系是由许多星星集中在一起的模糊小点。
探索活动
1. 面向北天星空，先找到大熊星座。北斗七星在天空中呈斗状，很
容易认出。其斗柄在不同季节指向不同：在晚上
八九点钟观测，春天斗柄朝东，夏天斗柄朝南，
秋天斗柄朝西，冬天斗柄朝北。
2. 把北斗七星中斗前的两星连线，并朝斗
口方向延伸5倍距离，就可以找到北极星。
我们知道宇宙中有上千亿个星系，每个星
系中同样含有数量巨大的恒星。例如，天文学
家估计，北斗七星范围内存在100多万个星系。
今天，我们对宇宙的理解已跨越浩瀚的星际空
间，延伸到了我们所见的整个宇宙。然而，这
些发现，无论大小，都是无数科学家努力探索
的成果，是一代代科学家智慧的结晶。
图3.3-16  图中每个可见的光
点都可能是一个遥远的星系
图3.3-14  仙女星系
图3.3-15  北斗七星
科学  七年级上册
124
科学阅读
“时光回溯”
遥远天体发出的光，有的需要几百万年甚至几十亿年才能到达地球。
在能够“观察”得更远的望远镜的帮助下，科学家可以从事更早年代的宇
宙研究。例如，仙女星系到地球的距离约为250万光年，即仙女星系发出
的光需要传播250万年才能到达地球，也就是说，我们现在看到的仙女星
系，是它们在250万年前发出的光，光信息记录的是250万年前仙女星系
上发生的事件。
四、恒星
太阳是银河系内一颗相当普通的恒星。每一颗恒星都有其诞生、演化
和死亡的过程，这是一个十分缓慢的过程。太阳是地球的能量之源，没有
太阳，人类就不能生存。研究恒星的诞生、演化和死亡，对人类的生存具
有重要意义。
天文学家根据对各种恒星的观测和理论研究，认识到所有恒星的诞生
过程与太阳的诞生过程基本相似。
随着宇宙的膨胀，温度不断降低，出现了由中性原子构成的宇宙尘埃。
宇宙尘埃在引力作用下，会变得更加密集，并越聚越大，形成气体状态的
星云团。随着星云团的收缩，温度不断升高，当温度变得非常炽热，星云团
就开始发光。于是，恒星诞生了。
当这颗恒星继续收缩升温，温度超过1×10
7℃时，将引发恒星内部的
氢核发生聚变反应，生成氦并向外释放出能量，恒星就稳定下来，进入主
序星阶段。恒星的稳定主序星阶段能够持续多长时间呢？像太阳这样的恒
星的主序星阶段可持续约100亿年。太阳已存在约50亿年，它的主序星阶
段还有约50亿年。今天的太阳正处在它的鼎盛时期。恒星约90%的生命周
期都处于主序星阶段。
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
125
探索活动
1. 图3.3-17展示了恒星的质量与它的寿命的关系。恒星寿命指恒
星在耗尽燃料之前能存在的时间。
2. 一颗质量是太阳80%的恒星能存在多久？一颗质量是太阳1.7倍
的恒星又能存在多久？
3. 描述恒星的质量与它的寿命的一般关系。
恒星是不会永久存在的。一颗恒星寿命的长短取决于它的质量大小：
质量越大，寿命越短；质量越小，寿命越长。
科学家描绘出了太阳未来的演变过程：大约50亿年后，太阳中心缺少
足够的氢时，太阳的球核将开始收缩，太阳外层的氢继续变成氦，星体急
剧扩大，变成红色，形成红巨星。当太阳膨胀到接近火星轨道时，将吞噬
水星、金星、地球，预计太阳在红巨星阶段持续大约10亿年时间，亮度升
高到今天的近1 万倍。红巨星不断地把外层物质抛向太空，在星体周围形
成行星状星云，它的核聚变过程中形成的一些物质将进入星际介质参与再
循环，而球核进一步收缩，形成体积极小、密度很大的白矮星。最后，太阳
将慢慢“熄灭”，形成一颗看不见的黑矮星，变成星云的一部分，留在宇宙
中，进入新的循环。
图3.3-17  恒星寿命与质量的关系图
15
10
5
1
0
2
3
4
恒星的寿命/10 亿年
恒星的质量（与太阳相比的倍数）
科学  七年级上册
126
思考与讨论
了解了太阳一生的演化后，你对宇宙有了什么新认识？
与太阳一样，当恒星内核的氢燃烧殆尽，
就会快速演化并消亡。这是恒星最后的归宿。
如果恒星的质量是1～8 倍太阳质量，它
会演变成红巨星，最终演变成白矮星，即体
积很小、质量不太小的恒星；如果恒星的质
量是太阳质量的10～20 倍，它的体积会急
剧变大，形成红超巨星，随后爆发成超新星
（supernova），最终演变成体积极小、密度极
大的中子星。1054 年，我国发现并记录的超
新星爆发，史称“客星”。蟹状星云即在这次爆发后诞生，这是天文学中第
一个被认证具有清晰历史观测记录的超新星遗迹。
当恒星的质量更大时，其内部将产生巨大压力，物质被“压”成了更为
神奇的天体— 黑洞（black hole）。黑洞的密度非常大，强大的引力使任
何物质，甚至光都无法逃脱它的吸引。因此，远处的观测者无法看到来自
黑洞的光。虽然人们看不见黑洞，但科学家能确定它的存在。
图3.3-19  恒星的演化
小质量恒星
红巨星
行星状星云
白矮星
红超巨星
超新星
中子星
原始恒星星云
黑洞
大质量恒星
图3.3-18  蟹状星云
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
127
思考与讨论
大质量恒星的消亡过程和太阳有什么不同？
几十年来，科学家一直在寻找黑洞。2016年，科学家宣布探测到黑洞
的存在。2019年，我国天文学家依托自主研制的国家重大科技基础设施郭
守敬望远镜（LAMOST），发现了一个迄今为止质量最大的恒星级黑洞。
2022 年5 月，天文学家向人们展示了
位于银河系中心的超大质量黑洞的首
张照片。银河系中心黑洞距离地球约
2.7×10
4光年之遥。
恒星在生命的最后时刻，都会不
断地向四周抛出物质。这些物质自由
地在太空中扩散，最后将渐渐孕育出
新一轮的恒星星云。
科学阅读
中子星
中子星，是处于演化后期的恒星。当恒
星的质量大于8倍太阳质量时，它就有可能
变为中子星。中子星并不是恒星的最终状
态，它还会进一步演化为不发光的黑矮星。
中子星小得出奇，典型的中子星直径
只有20 km，但密度大得惊人，1 cm
3的质
量达1亿吨甚至几十亿吨，且由于巨大的质
量产生了强大的引力。脉冲星（中子星的一
种）的中心压力可达到1×10
28个大气压，比地心压力大3×10
21倍，比太
阳中心压力大3×10
16倍。
图3.3-20　银河系中心黑洞
图3.3-21  中子星从极点喷发
强大气流
科学  七年级上册
128
中子星的能量辐射是太阳的近100万倍，它在1 s内辐射的总能量若
全部转化为电能，就够目前我们地球用几十亿年。中子星的表面温度可
达到1×10
7 ℃，中心温度还要高数百万倍。
根据科学家估计，银河系内中子星的总数在20万颗以上。
练习与应用
1. 畅想空间站中航天员的生活有哪些特点，并解释原因。
2. 设计一个模拟实验，解释宇宙大爆炸理论的主要内容。
3. 说一说你了解的我国近年来在航天事业建设方面取得的主要成就。
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
129
地球仪
地图
纬线
经度的划分
纬度的划分
经线
经纬网 
利用经纬度确定位置 
0°
0°
0°
0°
20°
20°
20°
20°
20°
20°
20°
20°
40°
40°
40°
40°
40°
40°
40°
40°
60°
60°
60°
60°
60°
60°
80°
80°
80°
80°
80°
80°
地球仪
地球的大小
地球的形状
认识地球
地图三要素
写出A、B、C、D四点
的经纬度：
A：       
B：       
C：       
D：       
A
C
B
D
学习整理
第3章  广袤浩瀚的宇宙
认识地球
科学  七年级上册
130
太阳系的组
成与结构
人类对宇宙
的探索
人类对宇宙的探索
宇宙的起源和演化
恒星的形成、演化和衰老
从“地心说”到“日心说”
银河系的大小和结构
太阳
系的
组成
太阳
行星与卫星
小行星与陨石
彗星与流星
八大行星及运动特点：                                                                       
                                                                                                               。
太阳
大气层
结构
太阳大气层分层
太阳活动
俯视
太阳的位置
约100 000 光年
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
131
学习评价
一、概念理解
1. 下列有关纬线的描述，正确的是（  ）。
 
A. 北半球纬度越高的纬线，长度越短
 
B. 南半球纬度越高的纬线，长度越长
 
C. 北半球的纬线比南半球的纬线长 
 
D. 地球上不可能有两条等长的纬线
2. 下列关于太阳的叙述，不正确的是（  ）。
 
A. 太阳是离我们最近的一颗恒星
 
B. 太阳的大气层从里到外依次为日冕、色球层和光球层
 
C. 太阳黑子数量的多少往往作为太阳活动强弱的标志
 
D. 不借助其他工具，肉眼无法看到日冕
3. 下列所示四幅图中的P点，既位于南半球，又位于西半球的是（  ）。
A
B
C
D
4. 下列有关彗星的叙述，正确的是（  ）。
 
A. 哈雷彗星绕日公转的周期是11年
 
B. 彗星是由岩石的碎片、固体微粒和水冻结而成的“大冰球”
 
C. 彗星轨道和八大行星轨道一样，都是圆形的
 
D. 彗星是“灾星”，每当它出现的时候地球上就会发生灾难
二、迁移应用
5. 据气象台预报，某台风中心的移动路径如下表，则台风中心的前进方向
是      。
时间
8时
12时
20时
24时
台风位置
21°N，114°E
22.5°N，115°E
23°N，117°E
24°N，118°E
科学  七年级上册
132
三、探究实践
6. 下表中列举的是部分星系移动的数据：
星系
距离银河系/百万光年
退行速度/（km·s
-1）
室女座某星系
80
1200
大熊座某星系
980
15000
牧夫座某星系
2540
39000
长蛇座某星系
3980
61000
 （1） 画一幅星系距离与退行速度之间关系的曲线图。
 （2）根据图表，你发现星系与银河系的距离和退行速度之间有什么规律？
四、学习反思
※本章哪些内容我学得很好？我用什么方法学习的？
※本章哪些内容我学得有困难？具体是什么困难？
※我将采取什么措施来改进学习？
第3 章  广袤浩瀚的宇宙
133
仰望天空，斗转星移，流星划破静谧的夜空，火箭把飞船送到遥远的天穹；
俯视大地，万家灯火，风吹草动，蝴蝶在花丛中翩翩起舞，蜗牛在小草中缓缓
爬行……从非生命体到生命体，从浩瀚宇宙到微小粒子，一切物体都在不断地
运动。
运动有哪些形式？人们如何描述运动？
第4 章
多种多样的运动
一只老鹰向下俯冲，双爪伸出，从湖中抓起大鱼，振翅
飞升。另一只老鹰飞近，伸出双爪抓住大鱼，完成“空中接
力”。在这一“空中接力”中，老鹰是运动的还是静止的？
我们如何描述老鹰的运动状态呢？
第1 节  机械运动
一、参照物
运动员运球摆脱防守，手托篮球腾空而起，在空中划过一道弧线，篮球
被扣入框中。在整个过程中，篮球和运动员的空间位置不断地发生变化。
地平线上升起的月亮、公路上行
驶的汽车、缓慢爬行的蜗牛等，这些
运动物体都有着共同特点，就是它们
的空间位置不断地发生变化。我们把
物体空间位置随时间变化的运动叫
作机械运动（mechanical motion）。上
面说到的篮球、月亮、汽车、蜗牛等
都在做机械运动。
机械运动是自然界中最直观、最常见的一种运动形式，如浩瀚太空中
的天体运动、风驰电掣的列车运行、街道上车来人往、导致地表变迁的地
壳板块运动、大气和江河水的流动等。
机械运动与我们的生活联系非常密切。日常生活中，我们要判断物体
是否运动，似乎是一件轻而易举的事。例如，在公路上行驶的汽车是运动
的，而路旁的房屋则是静止的。事情果真那么简单吗？怎样判断物体是运
动的还是静止的呢？
图4.1-1  扣篮
第4 章  多种多样的运动
135
思考与讨论
如图4.1-2所示，高铁上的这名学生，车
上的人认为他是静止的，但车外的人认为他
是运动的。这是为什么呢？这说明了什么？
人们判断物体是运动的还是静止的，总是先选取某一物体作为参照物
（reference object）。相对于这个参照物，如果物体的位置发生了变化，就说
它是运动的；如果没有变化，就说它是静止的。
判断物体是否运动，首先要选定参照物。参照物可以根据需要来选择。
选取的参照物不同，对同一个物体运动情况的描述也会不同。如果以地面
为参照物，教学楼、树木等物体都是静止的；如果以太阳为参照物，这些物
体又是运动的。可见，运动和静止是相对的。运动和静止的相对性具有十
分重要的实际意义，在生活和科技活动中有很多应用。
图4.1-3  飞机在空中加油时要
求受油机和加油机保持相对静止
图4.1-4  在风洞中，高速气流掠过静止的飞
行器，与飞行器在空气中高速运动的效果相近
科学·技术·工程
空间交会对接技术
空间交会对接技术是指两个航天器在空间轨道上会合，并在结构上
连成一个整体的技术。它是实现太空平台和空间运输系统的空间装配、
图4.1-2  高铁上的学生
科学  七年级上册
136
回收、补给、维修以及航天员交换与营救等在轨服务的先决条件。
空间交会对接时，追踪飞行器的飞行可以分为远程导引、近程导引、
最终逼近和对接停
靠四个阶段，通过
人工控制方式或自
动控制方式从目标
飞行器的前向、后
向或径向完成对接，
这一过程涉及制导、
跟踪和修正航线等
复杂技术，可谓“万
里穿针”。
2011 年11 月，神舟八号和天宫一号历时44 小时成功实施首次交会
对接，我国成为世界上第三个独立掌握空间自动交会对接技术的国家。
2022年11月，我国天舟五号货运飞船首次实现2小时自主快速交会对接，
创造了世界纪录。
二、运动的描述
描述物体的运动有不同的方式。摄
影师利用延时曝光，以一条条光带描述
了一辆辆汽车的运动轨迹。那么，我们
怎样描述机械运动呢？
物体从一个位置运动到另一个位
置，总要经过一定的路线。根据物体运
动路线的形状，可以将物体的运动分为
直线运动和曲线运动。曲线运动是自然界中物体普遍存在的运动形式，一
般来说，直线运动比曲线运动要简单。研究物体的机械运动，我们可以从
相对简单的直线运动开始。
图4.1-6  城市车流
图4.1-5  神舟八号与天宫一号对接示意图
神舟八号追踪到天宫一号
神舟八号进入天宫一号
运行轨道，建立通信关系
神舟八号调整姿态
与天宫一号对接
第4 章  多种多样的运动
137
图4.1-7  汽车和过山车的运动
思考与讨论
如图4.1-8所示的情境，请根据运动路线，判断他们是做直线运动，
还是做曲线运动。
分  类
分类是基于研究对象的某种特征将它们区分为不同类别的方法。例
如，我们可以按植物是否有种子，把植物分为有种子植物和无种子植物；
按物体运动路线的形状，把运动分为直线运动和曲线运动。分类必须先
提出分类标准，再将对象按标准区分归类。分类应突出事物的特征，使事
物之间的关系变得更加清晰。
方法与技能
运动员百米赛跑
滑雪运动员凌空而下
航天员王亚平在空间站内穿梭
图4.1-8  形形色色的机械运动
科学  七年级上册
138
运动的物体，有的运动得快，有的运动得慢。那么，如何比较物体运动
的快慢？
赛场上，我们如何比较运动员百米赛跑的快慢？
比较物体运动的快慢有两种方法：一种是在相同时间内，比较物体通
过的路程，通过路程长的物体运动快；另一种是比较物体通过相同路程所
用的时间，所用时间短的物体运动快。
观看运动员100 m 赛跑，在运动员都还没有跑到终点前的某一瞬间，
他们所用时间相同，跑在最前面的人，跑过的路程长，跑得更快；当运动员
都跑到终点时，他们跑过的路程相同，所用时间越短的运动员跑得越快。
可见，表示物体运动快慢必须同时考虑路程与时间两个因素。
思考与讨论
如图4.1-9所示，某同学先后两次参加赛跑，如何比较这两次赛跑
的快慢？
科学上，比较物体运动的快慢，常采用“时间相同，比较路程”的方
法，也就是用物体运动的路程除以所用的时间。
物体的运动路程与所用时间的比叫作速度（velocity）。
用s表示路程，t表示时间，υ表示速度，则速度公式可表示为：
υ＝s
t
速度可以定量描述物体运动的快慢，在数值上等于物体在单位时间内
通过的路程。
图4.1-9  比较两次赛跑的快慢
0
0
60 m
100 m
第4 章  多种多样的运动
139
速度单位由长度单位和时间单位组合而成。在国际单位制中，速度的
基本单位是米/秒，符号是m/s，读作米每秒。常用的速度单位还有千米/时， 
符号为km/h。这两个单位的关系是：
图4.1-10  一些物体运动的速度（一般值）
喷气式
客机飞行
100～120
km/h
900 km/h
250～350 km/h
15 km/h
5 km/h
1.1×10
4 km/h
3×10
8 m/s
人走路自行车骑行
汽车在高速
公路上行驶
高速铁路列车
行驶
地球同步
卫星绕地
运动
光在真空
中传播
1 m/s＝3.6 km/h
例题  非洲羚羊奔跑的速度为20 m/s，城市道路上汽车的速度为30 km/h。
请通过计算比较它们运动的快慢。
 解：比较两物体运动快慢，需把不同单位换算为相同单位。
由题意可知，非洲羚羊奔跑的速度υ1＝20 m/s，
汽车的速度υ2＝30 km/h＝30× 1000 m
3600 s ≈8.33 m/s，
因为20 m/s＞8.33 m/s，
所以非洲羚羊比城市道路上的汽车运动得快。
思考与讨论
写出比较非洲羚羊和汽车运动快慢的其他方法，并通过计算加以 
说明。
三、速度的测量
人们研究物体的运动，就要测量物体运动的速度，如人奔跑的速度、
汽车行驶的速度、高速列车运行的速度、火箭飞行的速度。测量物体运动
的速度可以从简单的直线运动开始。
科学  七年级上册
140
探索活动
1. 图4.1-11记录了甲、乙两辆汽车在平直公路上的行驶情况，在坐
标图中画出路程与时间关系图像，判断甲、乙两辆汽车在各段时间内速
度的特点。
2. 让一辆玩具小车从斜面滑下，标记玩具小车每隔相同时间所在的
位置，用刻度尺测出各时间段的路程，计算出各段时间内的速度。
一个物体沿直线运动，如果在相等的时间内，通过的路程相等，它的
速度是不变的。我们把物体沿直线且速度不变的运动叫作匀速直线运动
（uniform rectilinear motion）。匀速直线运动是最简单的运动，是快慢不变的
图4.1-11  汽车在平直公路上行驶
0
10 s
10 s
20 s
20 s
30 s
30 s
40 s
40 s
0
300 m
200 m
600 m
甲
乙
450 m
900 m
750 m
1200 m
1200 m
0
0
路程/m
时间/s
0
1200
900
600
300
10
20
30
40
甲
路程/m
时间/s
0
1200
900
600
300
10
20
30
40
乙
图4.1-12  坐标图
第4 章  多种多样的运动
141
运动。在日常生活中，如果物体在运动过程中速度几乎不变，轨迹近似为直
线，通常看作匀速直线运动。
物体在一条直线上运动，如果在相等的时间内通过的路程不相等，这
种运动就叫作变速直线运动（variable rectilinear motion）。在许多情况下，
我们不需要精确地考察每一时刻的运动，可以测量某物体通过的某段路程
与所用的时间，根据速度公式求得比值，得知物体这段时间的运动快慢。
实践活动
1. 据图4.1-15计算某同学赛跑过程中不同时间段的速度，判断他
在这个过程中的快慢变化情况。如何判断这种运动的快慢？
图4.1-13  人随电动扶梯
的运动可看作匀速直线运动
图4.1-14  苹果下落的频闪照片
0 m
15 m
35 m
52 m
70 m
100 m
0 s
3 s
5 s
7 s
9 s
12.5 s
图4.1-15  某同学百米赛跑的情况
科学  七年级上册
142
2. 在生活中，速度是人们比较关注的一个量。为了保障交通安全，必
须对交通工具的速度进行限制。你认识如图4.1-16所示的限速标志吗？了
解给车辆测速的方法吗？请查阅资料，并与同学交流。
四、速度的应用
根据速度公式υ＝s
t ，如果我们测得速度、路程、时间三个量中的任意
两个量，就可以利用这个公式及其变形公式计算出第三个量，帮助我们解
决遇到的一些问题。
例题  为了交通安全，城市中许多道路都画有斑马线，在斑马线的两侧
装有红绿灯。某人过斑马线前看到绿灯亮的时间还剩6 s，斑马线区域的道
路宽度为15 m。如果他步行的速度为2 m/s，那么在绿灯熄灭前他能否穿过
斑马线区域？
解：根据题意，由速度公式υ＝s
t ，可得s＝υt。所以，此人在6 s内通过
的路程为：
s＝υt＝2 m/s×6 s＝12 m
因为s小于15 m，所以在绿灯熄灭前他不能穿过斑马线区域。
图4.1-16  道路上
的限速牌
图4.1-17  汽车上
的速度仪可以直接读
出汽车的行驶速度
图4.1-18  街头电子
测速仪能自动测量并记
录过往车辆的速度
中型以上客车 
货运车辆
危险品运输车
第4 章  多种多样的运动
143
思考与讨论
写出另外两种判断该人能否穿过斑马线区域的方法，请通过计算加以
说明。
五、运动与能
运动是自然界最普遍的现象。万物都在运动，形式多种多样。生机勃
勃的生命运动，划破长空的电闪雷鸣，肉眼看不见的电磁运动，微观世界
的粒子运动……都是不同的运动形式。宇宙万物都以各种不同的形式运动
着，这些运动使大自然绚烂神奇，使我们的生活丰富多彩。
物体的运动有多种多样的形式，能也有多种形式。天体的运行、河水
的流淌、鸟的飞翔、人的行走、蒲公英种子的飘散等，都属于机械运动。这
些做机械运动的物体都具有机械能。
图4.1-19  做机械运动的物体
跳水的运动员
奔跑的猎豹
飘散的蒲公英种子
人和动物的运动要消耗能，人和动物消耗的能可以从食物中得到补
充。可见，食物中储存着能。储存在食物中的能属于化学能。
图4.1-20　食材
图4.1-21　牛吃草
科学  七年级上册
144
汽车行驶时需要消耗燃料（如汽油）。燃料燃烧时，将储存在其中的能
释放出来，供给汽车运动。汽油、木材、天然气、沼气、煤炭等燃料都储存
着能，这种能也属于化学能。
电力机车通电后才能行驶（如图4.1-22所示），家用电器通电后才能工
作，机器人通电后才能执行指令，这表明电具有电能。各种发电站能够提供大
量的电能，各种电池也能提供方便使用的电能。电能是我们常用的一种能。
用遥控器遥控机器时，遥控器将发出电磁辐射，它具有的能属于电磁
能。我们每天看到的光也是一种电磁能。除了可见光外，红外线、紫外线、
微波和X射线等都是电磁能的表现形式。
图4.1-22　电力机车
图4.1-23  雷达天线能接收、发射电磁能
思考与讨论
夏天经常出现雷电交加的天气现象。那么，
雷电具有哪些形式的能？
不但物体的机械运动需要能，植物、动物、人进行生命活动也需要能。
例如，人在读书学习时需要能，在睡觉休息时也要消耗能，每时每刻都离
不开能。
图4.1-24　雷电
第4 章  多种多样的运动
145
练习与应用
1. 右图为大型加油机和受油机组成的编队进
行空中加油的情境。加油时，受油机以什
么为参照物是运动的？以什么为参照物是
静止的？这说明什么？
2. 有同学认为“静止的物体不具有能”，你是否
赞同？请说明理由。
3. 在观看电影或电视时，我们经常看到影片中特技演员会“腾云驾雾”。实际上，
特技演员不可能真的腾云驾雾。那么，这么逼真的镜头是怎样拍摄的呢？请运
用所学知识加以解释。
4. 2023年9月30日，杭州第19届亚运会男子100米决赛中，中国运动员谢震业以
9秒97的成绩夺得冠军。观众与终点裁判分别是如何比较运动员的快慢的？
5. 设计一个测量如下图所示的纸锥下落速度的实验，探究影响纸锥下落速度的 
因素。
（第1题图）
（第5题图）
科学  七年级上册
146
把照相机对着北极星附近的星空进行延时摄影，就
会得到一张星星绕北极星运动的轨迹照片。通过这张照
片，我们能否推断地球到底是怎样运动的？
第2 节  地球的转动
一、地球绕地轴自转
古代的人们看到太阳周而复始
地东升西落，认为太阳在绕地球旋
转。其实，太阳东升西落是地球载
着我们不停地自西向东绕地轴旋转
的缘故。
地球始终不停地绕着贯穿南、
北两极的地轴旋转，这种运动被称
为自转。地轴是地球自转的假想
轴，它的北端指向北极星附近。从
北极上空看，地球呈逆时针方向转动。
探索活动
1. 将一个装在灯座上的电灯泡放在一张桌子的中央，灯泡模拟太
阳。在离灯泡约1 m处的桌面上放一个地球仪。
2. 关闭房间内的其他光源，点亮灯泡，观察地球仪上有哪些部分被
灯光照亮，哪些部分没有被灯光照到。
地轴
地球自转的方
向是自西向东
地球自转一周所需时
间为23 小时56 分4 秒
图4.2-1  地球自转的方向和周期
第4 章  多种多样的运动
147
3. 在地球仪上标注自己所在的位
置，将地球仪转一圈，记录自己的位置：
什么时候是被照亮的，照亮代表白天；
什么时候是暗的，暗代表黑夜。
如果我们从北极上空俯瞰地球，可以发现太阳光始终照亮了半个地球
表面。在同一时间里，太阳光照射到的地球区域是昼半球；而太阳光照射不
到的另一半区域是夜半球。这就使地球上的不同区域有了昼夜之分。因为地
球沿自西向东的方向不停地转动，白昼与黑夜也就交替出现了，这就是昼夜
交替现象。地球每自转一周，白天和黑夜就更替一次，时间约为24小时，即 
一天。
思考与讨论
1. 图4.2-3中，A、B、C、D为
地球赤道上的四个位置，此刻，D
位置与B位置的时间分别为几点？
A 位置与C 位置的昼夜情况如何 
变化？
2. 想一想，还有哪些现象可
以证明地球在不停地绕地轴旋转？
地球自转使我们看到的太阳位置在一天中不断地发生变化。地球自转
的方向为自西向东。当太阳从东方升起来时，我们迎来黎明的曙光，揭开了
白天的序幕；当太阳在西方落下，我们送走落日的余晖，夜晚也随之而来。
由于地球的自转，偏东的地方先看到日出，偏西的地方后看到日出，
不同经度的地方产生了不同的地方时。偏东的地方时间早，偏西的地方时
间晚。
图4.2-2  模拟实验
图4.2-3  北极上空地球自转俯视示意图
A
自转方向
C
B
D
0°
北极
30°
阳光
60°
科学  七年级上册
148
图4.2-4  全球时区分布图
北京处于世界时区分布图中的东八区，同英国格林尼治（位于本初子
午线上）标准时间整整相差8 小时。我国采用北京所在的东八区的区时作
为标准时间，称为“北京时间”。
思考与讨论
1. 在杭州（东八区）举办的第19届亚运会开幕式于2023年9月23日
20:00举行，在英国伦敦（中时区）如果想观看开幕式的电视实况转播，应
选择什么时间？
2. 地球上昼夜交替的周期约为24小时。想一想这样的周期对人们的
生活有哪些有利影响。
二、地球绕太阳公转
春天到来，天气变暖，百花盛开，太阳的位置似乎变高了，白天的时间
也变长了，春季被认为是一个新的开始。是什么引起了这些美妙的变化？
因为太阳光入射角度不同，所以地球表面单位面积接受的太阳辐射量
也不同。同一束太阳光斜射到地表的面积比直射（垂直入射）时大，所以斜
射时相同地表面积上所接受太阳辐射量比直射时少。
第4 章  多种多样的运动
149
图4.2-5  太阳光直射与斜射地球上不同纬度的地方
斜射
1 cm
2
1 cm
2
1 cm
1.414 cm
1 cm
45°
地轴
太阳光
太
阳
光
太
阳
光
斜射
直射
地球沿近似圆形的轨道不停地绕着太阳转动，这种运动称为公转。地
球公转一周所需要的时间约为365天，即通常所说的一年。
地球公转方向是自西向东，且地轴呈倾斜状态，地轴的北端始终指向
北极星附近。地轴与地球公转轨道面之间的夹角为66.5°。地球以倾斜姿
态绕太阳公转，使得地球上大部分地区在一年中会有太阳照射角度的变化
和照射时间长短的差异。
图4.2-6  地球公转
本书中的春分、
夏至、秋分、冬
至均是对北半球
而言。
北极
地轴
北极地轴
北极地轴
南极
南极
太阳
南极
春分（3 月21 日前后）
南极
秋分（9 月23 日前后）
冬至（12 月
22 日前后）
夏至（6 月
22 日前后）
北极
地轴
科学  七年级上册
150
地球运行到公转轨道的不同位置，太阳光会直射地球不同的纬度，这是
地球上四季变化的主要原因。例如，以北半球来看，夏至日，太阳光直射北
回归线（23.5°N），北半球是夏季；冬至日，太阳光直射南回归线，此时斜射
北半球，因此北半球是冬季；春分日、秋分日，太阳光直射赤道，此时北半
球是春季和秋季。一年中，太阳直射点在南、北回归线之间来回移动。
一般来说，赤道附近地区接受的太阳辐射较多，而随着纬度增加，地
表接受的太阳辐射减少。地表接受的太阳辐射能量分布不均匀，使得大气
及水产生循环运动与变化。
思考与讨论
操场上旗杆的杆影一天中有明显的长短变化，一年四季中正午杆影
也有明显的长短变化。引起杆影一天中变化的原因是什么？引起杆影季
节变化的原因又是什么？
三、正午太阳高度变化
在一天中，学校操场上旗杆的杆影长短是在变化的。日出时的杆影较
长，随着太阳逐渐升高，杆影则渐渐变短。当杆影最短时，即为正午，而随
着太阳偏西，杆影又逐渐变长。
探索活动
1. 取描有不同时刻杆影的记录纸，将铁钉由杆影记录纸的背面穿过
中央立杆点O，并用胶带固定（如图4.2-7）。
图4.2-7  固定记录纸
图4.2-8  固定透明半球
O
第4 章  多种多样的运动
151
2. 将固定好中央立杆的杆影记录图平放在桌面上，将标示太阳轨迹
的透明半球盖在记录图上，调整记录图的东西方位，待其与透明半球的
东西方位吻合，用胶带固定其位置（如图4.2-8）。
3. 一名同学将手电筒光源打开，并将手电筒紧贴透明半球上所标示
的东南侧最低位置（如图4.2-9）。
4． 此时光源照射中央立杆出现杆影，立杆尖端的影子应与下方轨迹
图中7:00的杆影顶点重合，另一名同学在手电筒出光口旁用笔标记杆影
时间（7:00）（如图4.2-10）。
5. 依杆影记录图上的时间顺序，重复步骤4，并将时间记录在模型
上（如图4.2-11）。
6. 依照时间顺序，将透明半球上的标示点连接起来，此轨迹线即为
记录杆影当日的“太阳运行轨迹”（如图4.2-12）。
7. 更换不同节气的杆影记录图纸，并分别将手电筒出光口紧贴透明
半球上所标示的东侧与东北侧最低位置，重复步骤4～6，观察并记录太
阳的方位（如图4.2-13）。
8. 若探索活动中的3张杆影记录图分别代表杭州市春分日、夏至日
及冬至日的杆影记录，你如何判断哪一张是春分日、夏至日或冬至日？
一年有春、夏、秋、冬四个季节，为何本活动中仅提供3张杆影记录图？
图4.2-9  光源照射
图4.2-10  记录杆影时间
7:00
图4.2-11  记录杆影时间
12:00
10:00
8:00
7:00
图4.2-12  连接轨迹
12:00
10:00
8:00
7:00
图4.2-13  更换杆影记录图纸，连接轨迹
12:00
12:00
12:00
10:00
10:00
10:00
8:00
6:00
8:00
8:00
7:00
科学  七年级上册
152
探索可知，太阳在不
同季节的运动轨迹并不相
同。例如，在北回归线上观
察，春分、秋分时太阳由正
东方升起，正西方落下；夏
至时，太阳由东偏北方向升
起，西偏北方向落下；冬至
时，太阳由东偏南方向升
起，西偏南方向落下，如图
4.2-14所示。
太阳光线与地面的夹角叫作太阳高度角，简称太阳高度。随着太阳直射
点的移动，同一地区的太阳高度也不断发生变化。地球上中、高纬度地区的正
午太阳高度，夏季较大，冬季较小。北半球中、高
纬度地区的正午太阳高度，夏至日最大，冬至日最
小。如北纬30°地区的正午太阳高度，夏至日约为
83.5°，冬至日约为36.5°。
杆影的长度与太阳高度有关。一年中，一
个地方的正午太阳高度随季节不断发生变化，
夏季大，冬季小。因此，正午杆影长度也随季
节而变化，夏季短，冬季长。在同一天，纬度不
同，同样长度的杆子，正午的影子长度也不相同。
模拟实验
在科学探究中，模仿实验对象制作替代物，利用替代物进行实验，
或模仿实验的某些条件进行实验，叫作模拟实验。例如，探索太阳运动
轨迹的活动就是一种模拟实验。
方法与技能
夏天正午
冬天正午
北
南
图4.2-15  北半球中纬度
某地正午的杆影
图4.2-14  北回归线上的太阳运动轨迹
春分
秋分
夏至
冬至
南
北
西
东
正午时的太阳高度角
第4 章  多种多样的运动
153
四、昼夜长短变化
你居住的地方夏季日出时间大约是几点？冬季日出时间大约又是几
点？不同季节日出的时间相同吗？你知道这是为什么吗？
地球在自转的同时，还围绕着太阳公转，除赤道外，地球上各地夏季白
昼的时间要比冬季长些，即夏季有昼长夜短的现象，冬季有昼短夜长的现象。
探索活动
1. 如图4.2-16A所示，用纸板剪一个圆盘，画上经纬网。
2. 如图4.2-16B所示，剪一块透明薄膜，其中圆的半径与图4.2-
16A中圆的半径一致，并画上夜半球、昼半球和太阳平行光。
3. 将透明薄膜覆盖在圆盘上，并用线在P点处将它们串接起来，使
透明薄膜可围绕P点转动。
4. 根据地球公转运动的规律，转动透明薄膜，依次将太阳光直射位
置对准北回归线、赤道、南回归线、赤道、北回归线，逐一观察昼半球和
夜半球所在部分的纬线长短情况。
5. 北半球什么时候昼长于夜，什么时候夜长于昼？哪一天昼最长，
哪一天夜最长？什么时候昼夜平分？南半球和赤道上昼夜长短变化情况
又怎样？
66.5°N
23.5°N
23.5°S
66.5°S
北极
A 南极
B
P
66.5°S
23.5°S
南极
冬至（12月22日）
66.5°N
23.5°N
北极
北极
夏至（6月22日）
春分（3月21日）
秋分（9月23日）
图4.2-16  地球上昼与夜长短的变化
当某地所在纬度的纬
线处于昼半球的部分
比处于夜半球的部分
长时，该地就昼长于
夜。反之，则夜长 
于昼。
有些地方有时太阳
会整日不落，这种
现象称为极昼；有
时太阳会整日不
出，这种现象称为
极夜。
科学  七年级上册
154
自春分日至秋分日，太阳直射北半球，北半球各地昼长于夜，其中夏
至日昼长达到一年中的最大值，北极圈（66.5°N）及其以北地区出现极昼
现象。自秋分日至次年春分日，太阳直射南半球，北半球昼短夜长，其中冬
至日昼长达到一年中的最小值，且北极圈及其以北地区出现极夜现象。南
半球的情况与北半球正好相反。在春分日和秋分日，太阳直射赤道，全球
各地昼夜等长。赤道上全年昼夜等长。
图4.2-17  不同季节昼夜长短的变化（黄线代表昼，橙线代表夜）
太阳
A
南回
归线
北极
北极圈
南极
B
C
北回归线
赤道
夏至时，阳光直射北回归线，
北半球昼长夜短
F
北极
南极
D
E
冬至时，阳光直射南回归线，
北半球昼短夜长
思考与讨论
我国科学家去南极考察一般选在什么季节比较好？说一说你选择的
理由。
五、二十四节气与地球运动
2016年，中国申报的“二十四节气——中国人通过观察太阳周年运动
而形成的时间知识体系及其实践”被正式列入联合国教科文组织人类非物
质文化遗产代表作名录。
我国古代，人们利用圭表、日晷实测日影长度，将每年正午日影最长
的一天定为冬至，日影最短的一天定为夏至。在春、秋两季各有一天的昼
第4 章  多种多样的运动
155
夜时间长短相等，便定为春分和秋分。在商朝时只有四个节气，到了周朝
时发展到了八个；到秦汉年间，二十四节气已完全确立。公元前104 年，
《太初历》中明确了二十四节气在历法中的位置。
二十四节气是根据地球在黄道（即地球绕太阳公转的轨道）上的位置
来划分的，视地球从春分点（黄经0°，此刻太阳直射赤道）出发，每前进
15°为一个节气；运行一周回到春分点为一回归年，合360°。因此，一年分
为24个节气。节气的日期在阳历中是相对固定的，如立春总是在阳历的2
月3日至5日之间。
二十四节气不仅在农业生产方面起着指导作用，同时还影响着人们的
衣食住行，甚至是文化观念，是我国古代劳动人民长期经验的积累和智慧
的结晶。
图4.2-18  二十四节气
秋分
太阳
大雪
小雪
立冬
霜降
寒露
180°
165°
150°
135°
120°
105°
90°
270°
285°
300°
315°
330°345°
15°
0°
30°
45°
60°
75°
255°
240°
225°
210°
195°
白露
处暑
立秋
大暑
小暑
芒种
小满
立夏
谷雨
清明
惊蛰
雨水
大寒
小寒
春分
冬至
夏至
立春
科学  七年级上册
156
思考与讨论
查找当地的昼夜长短变化，并记下春分、夏至、秋分、冬至这四天的
日出和日落时间，比较一年中白昼时间的长短变化，看看是否与表4.2-1
（依据日出、日落测算）所列的数据相符。
练习与应用
1. 北京时间8点时，英国伦敦（中时区）、埃及开罗（东二区）、美国华盛顿（西五
区）分别是几点？
2. 一年四季太阳直射点总是有规律地移动，请以示意图画出太阳直射点移动轨
迹，标出北半球春分、夏至、秋分、冬至等节气，向他人描述太阳直射点移动
的规律，解释直射点变化的原因。
3. 总结当地一年中昼夜长短和正午太阳高度的变化规律。
4. 假如地球停止自转和公转，哪些现象将不会产生？可能会产生哪些现象？
表4.2-1  夏至和冬至的昼长
北纬
白昼最长一天（夏至）的昼长
白昼最短一天（冬至）的昼长
20°
13小时13分
10小时47分
30°
13小时56分
10小时4分
40°
14小时51分
9小时9分
70°
24小时（极昼65天）
0小时（极夜65天）
90°
24小时（极昼186天）
0小时（极夜179天）
第4 章  多种多样的运动
157
2020年6月21日，我国多地观察到了日食景象。此
次我国的局部地区能够观测到日环食，但持续时间短，其
他地区能够观测到的都是日偏食。什么是日食？日环食
和日偏食又是怎么回事？它们是怎样形成的？
第3 节  日地月的相对运动
图4.3-1  小孔成像
一、光的直线传播
2000 多年以前，我国思想家墨翟（墨子）和他的学生做了世界上第一
个小孔成像实验：用一块带有小孔的板遮挡在墙体与物之间，墙体上就会
形成物的倒影，并由此推测光的传播路径。
墨翟指出，物体通过小孔所形
成的像是倒像，据此推测光是沿直
线传播的。茂密的森林，城市的夜
晚，浓雾弥漫的公路，也能看到一束
束沿直线传播的光。那么，我们能否
通过实验来证实呢？
图4.3-2  林间的阳光
图4.3-3  城市光束
图4.3-4  电动车的灯光
科学  七年级上册
158
探索活动
1． 在如图4.3-5所示的有机玻璃容器中，加入适量的水，用水溶性
荧光笔在水中搅拌几次；再点燃一小段艾叶条，在水面上方充入少量的
艾条烟尘。
2. 将一束激光依次射到空气、水、有机玻璃板中，观察激光在空气、
水、有机玻璃板中传播的路径。
3. 用注射器将200 mL浓糖水缓慢注射到荧光液的下方，再将激光
束逐渐向下移动，观察激光的传播路径。
4. 搅拌糖水，再让激光束射过溶液，观察光的传播路径。
实验表明，光在同一均匀介质中是沿直线传播的。为
了形象地表示光的传播情况，我们常用一条带箭头的直
线表示光的传播路线和方向，这样的线叫作光线，如图
4.3-6所示。
光能在空气、液体、固体等透明物体中传播，也能在真空中传播。
光在不同介质中传播的快慢是不同的，在真空中的传播速度最大，为
3 × 10
8 m/s，在空气中的传播速度接近于真空中的传播速度，在水中的
传播速度约为真空中的
3
4
，光在玻璃中的传播速度比在水中的传播速度 
更小。
图4.3-5  光的传播路径
图4.3-6  光线
第4 章  多种多样的运动
159
探究实践
制作“针孔照相机”
目标
制作“针孔照相机”，探究针孔成像
的特点。
器材
不透明纸盒，卡纸，半透明纸，剪刀等。
过程
1. 设计制作。
制作或寻找一个类似图4.3-7所示的不透明纸盒，在A端开一小孔，
作为镜头；在B端蒙一张半透明纸，作为光屏。小孔的大小要能改变，半
透明纸到小孔的距离也要能改变。这样，一架简易的“针孔照相机”便制
作完成了。
2. 观察记录。
（1）依次插入大孔、中孔、小孔的镜头，将镜头对着窗外很亮的景
物，在表4.3-1中记录景物呈现在半透明纸上的像的特征。
（2）保持镜头的位置不动，缩短光屏到小孔的距离，半透明纸上所呈
现的景物范围变    ，景物的大小变    。
问题讨论
1. 为什么用针孔照相机“拍摄”出来的像是倒立的？请画图解释。
2. 如何使光屏上的像更明亮？
表4.3-1  “针孔照相机”使用记录
像的特征
镜头孔径
大孔
中孔
小孔
倒或正
亮或暗
清晰度
图4.3-7  针孔照相机
A
B
科学  七年级上册
160
二、月球的运动
月球和地球一样不会发光，太阳总是把半个月球照亮。但是我们看到
的月球却有圆缺的变化，这是为什么呢？
月球自身并不发光，它能反射太阳光。月球的一面被太阳光照亮，另
一面是黑暗的。
正如地球绕着地轴自转的同时绕太阳公转，月球也绕着自身的轴自转
并绕着地球公转。在地球上我们
看到的月球的不同形状与它的公
转有关。
如果月球绕着它的轴自转，
为什么我们又观察不到它的自转
呢？这是因为月球的自转和公转
周期相同，因此月球总是以同一面
朝向地球。
如图4.3-8所示，月球在自转
的同时，绕着地球公转，地球上的
人始终只能看到A 点所在的那半
个月球，即月球正面。如果月球不
发生自转，我们就可以在同一个月
内看到月球的正面和背面。
现在人们通过月球探测器，可
以拍到月球表面清晰的照片，如图
4.3-9所示。
三、日食
地球上某些地区有时会看到太阳表面全部或部分被遮掩的现象，这种
现象称为日食。
日食有日偏食、日环食和日全食三种类型。
图4.3-9  月球的正面和背面
图4.3-8  月球的自转和公转示意图
地球
自转
公转
A
A
A
A
第4 章  多种多样的运动
161
图4.3-10  日食的类型
日全食
日偏食
日环食
当月球运行到地球和太阳之间，月球遮住了太阳的一部分时，出现日
偏食；月球只遮住了太阳的中心部分，太阳周围露出一圈日面时，出现日
环食；太阳完全被遮住时，出现日全食。
探索活动
准备一大一小两个球（或圆盘），大球直径约是小球直径的4倍。
当观察者位于图4.3-11中三个不同位置时，分别用单眼观察小球遮
掩大球的现象。大球看上去是怎样的呢？将观察到的大球形状分别画在
右边空白的圆内（用斜线表示被遮住的部分）。
用圆盘模拟观察
可能效果更好。
A
1
3
B
C
图4.3-11  观察两球遮掩现象
科学  七年级上册
162
把大、小两个球按图4.3-12所示放置在同一水平面的视线上，并将
小球由A向B移动。观察大球被小球遮掩的过程。
将观察到的结果画在下面的圆圈内（用斜线表示大球被遮掩的部位）。 
你观察到的大球被遮掩过程和下面的日全食过程相像吗？
图4.3-13  日全食过程图
地球带着月球绕太阳运动，
当月球运行到地球和太阳之间，
并且三者接近排成一条直线时，
由于光是沿直线传播的，月球就
挡住了太阳光形成月影，从地球
上月影所在区域看太阳，太阳全
部或部分被月球遮挡，就产生了
日食现象。
图4.3-12  模拟日食的实验
B
A
1
5
图4.3-14  日食的发生
第4 章  多种多样的运动
163
四、月食
有时候我们会看到月面部分或全部变暗的现象，
时间可长达一个多小时，这就是月食。由于地球大气
对太阳光的折射，发生月食部分的月球并非全黑，而
是呈暗弱的古铜色。
探索活动
取不同大小的两个球（小球最好
涂黑）。把两个球和灯置于同一水平
面的视线上。使小球按箭头所示方向
部分或全部穿过大球的阴影区。观察
小球穿过阴影区时发生的现象。在下
面的圆圈内记录小球光亮部分形状的
变化（用斜线表示小球被阴影遮掩的
部分）。
月食有月全食和月偏食两种类型。地球绕着太阳运动，由于光是沿直
线传播的，在背对着太阳的方向会产生地球的影子，当月球进入地球影子
的不同位置时，地球上的观测者将看到月全食或月偏食现象。月全食是指
月球全部进入地球本影中而变暗的现象，月偏食是指月球有一部分进入地
球本影区而变暗的现象。
图4.3-17  月食形成示意图
太阳
地球
月球
半影
本影
半影
图4.3-15  月食过程
图4.3-16  模拟月食现象
科学  七年级上册
164
思考与讨论
为什么月食只有在满月时发生？为什么月食不是每个月都发生？
月食轮廓是弯曲的圆弧，这也可以证明地球是圆的。
实践活动
1. 在网络上查找最近一次日食和月食的时间，选择合适的应用软
件，观察日食和月食的发生过程。
2. 绘制示意图，分别说明日食和月食形成的原因。
练习与应用
1. 请利用如右图所示的塑料吸管和激光笔，从
正、反两方面分别设计实验方案证明光在空
气中是沿直线传播的。
2. 为了探究小孔成像规律，学习小组用下图甲所示装置和图乙所示的三种带孔的
插片进行实验。
 （1）当蜡烛和小孔的位置固定，测出不同距离时像的高度，见下表：
 
从表中的数据可看出h与s是什么关系？
 （2）由图乙推测，该小组还可探究的问题是什么？
3. 发生日全食和月全食时，日月地三者的位置关系有什么不同？查找未来即将发
生的日食的时间。
（第1题图）
记录表
像到小孔的距
离s/cm
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
像的高度h/cm
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
（第2题图）
甲
乙
纸筒
光屏
插片
第4 章  多种多样的运动
165
一、从大陆漂移学说到海底扩张学说
地球上的大陆好像一块块七巧板。你能把它们拼合在一起吗？
2023 年7 月14 日，在墨西哥沿岸近海发生
里氏6.2 级地震，震源深度40 千米，震中位于
15.1°N、93.8°W。该地为什么会发生地震？地
震有哪些危害？我们可以采取哪些措施减少地
震带来的损失？
第4 节  地球板块的缓慢运动
探索活动
1． 用透明纸在世界地图的底图上描绘非洲、南美洲的轮廓。
2． 将两个轮廓进行拼合，你发现了什么？
图4.4-1  世界地图的底图
科学  七年级上册
166
非洲西海岸与南美洲东海岸的大陆海岸线是这么吻合，难道它们曾经
连在一起吗？如果你产生了这样的疑问，也许就形成了一个科学假说。
在18世纪及以前，地质学家普遍认为，大陆
的位置是固定不变的。但是到了20世纪初，有科
学家却提出了不同的观点，认为各个大陆原先是
连在一起的。1912年，德国地球物理学家魏格纳
（A. L. Wegener）对大陆之间的位置关系提出了
一个大胆的假说——大陆是移动的。魏格纳认为，所有的大陆曾经是连成
一片的，之后经过分裂、漂移才形成现在的样子。
魏格纳把各个大陆连在一起形成的超级大陆，叫作泛大陆。泛大陆形
成于3亿年前，经过漫长岁月，泛大陆分裂成几个大陆，这些大陆缓慢地移
动，逐渐漂移到现在的位置。
从此以后，魏格纳努力从不同领域搜集证据来支持他的大陆漂移学
说。他搜集了地形、化石和气候变化等方面的证据，其中包括北美洲与非
洲、欧洲在地层和岩石构造上遥相呼应，大西洋
两岸古生物群具有亲缘关系等证据。
大陆漂移证据：一种叫舌
羊齿的植物化石在印度、
澳大利亚和非洲等地的岩
层中均有发现。
图4.4-2  舌羊齿化石
科学假说就是用已获得的
经验材料和已知的事实，
运用科学思维方法，对未
知自然界事物产生的原因
及其运动规律做出推测性
的解释。
第4 章  多种多样的运动
167
图4.4-3  舌羊齿化石的分布
南美洲
思考与讨论
舌羊齿适合在温和而偏凉的气候条件下生长，但舌羊齿植物化石广
泛分布于非洲、南美洲、印度、澳大利亚、南极洲等地，这些地区现在并
不具有适合舌羊齿生长的气候条件。这说明什么问题？
由于魏格纳没有对大陆漂移的动力来源做出科学的解释，当时科学界
并不接受他的假说。直到近半个世纪后，新证据被发现，科学家们才开始
重视魏格纳的这一假说。
第二次世界大战后，地磁学的研究成果支持了陆地断裂分离的观
点，并形成了一种新的大地构造学说。1960～1962年，美国地质学家赫斯 
（H. H. Hess）等人对大洋中脊（海底山脉）的研究发现，越远离大洋中脊的
洋底岩石年龄越老，在此基础上他们提出了海底扩张学说。该学说认为，
大洋中形成了一个地壳裂缝（称洋中脊），那里热的熔岩物质不断上涌，把
洋壳上较老的岩石向两边不断地推开。洋壳上方的大陆地块就像在输送带
上一样被推着一起向两边移动。
科学  七年级上册
168
思考与讨论
1. 图4.4-4 为洋中脊形成的示
意图。说说洋底岩石1、2、3中形成
较早的是哪个。
2. 海底扩张学说是否支持大陆
漂移学说？它解决了大陆漂移学说
的什么问题？
二、板块构造学说
随着海洋地质学、古地磁学、地球物理学等学科的发展，人们在大陆
漂移学说和海底扩张学说的基础上创建了一种新的地球构造理论—— 板
块构造学说。
图4.4-5  六大板块示意图
1
2
3
热的地幔
物质上涌
图4.4-4  洋中脊的形成
第4 章  多种多样的运动
169
探索活动
图4 . 4 - 6 是海洋底部洋中脊和海沟分布图。根据赫斯的海底扩张
学说，大西洋的面积将如何变化？非洲大陆和美洲大陆将远离，还是 
靠拢？
板块构造学说认为，地球的岩石圈由六大板块拼合而成。 这些板块
“漂浮”在软流层上，相互不断地发生碰撞和张裂。海岭、海沟和巨大的山
脉就是不同板块的分界线。
板块碰撞或张裂，会发生什么现象呢？
地球表面的海洋、陆地处在不断的运动和变化之中，板块的碰撞和张
裂是引起地壳运动的主要原因。板块的碰撞会挤压地壳，形成巨大的山脉，
如喜马拉雅山脉；板块的张裂形成了裂谷和海洋，如东非大裂谷和大西洋。
我们生活在地球的某一个板块上，由于地球板块运动非常缓慢，有一
些大的板块每年仅移动几毫米，因此我们无法感觉到它的运动。
图4.4-6  洋中脊和海沟分布
科学  七年级上册
170
若测出某一板块在一定时间内移动的路程，我们就能计算出它的移动速
度，也能对地表未来的变化做出预测。图4.4-7展示了地球大陆从过去到未来
的大致演变过程。
科学假说
科学假说是对事物现象的因果关系或规律的假定性解释。如魏格纳
的“大陆漂移学说”需要实践的检验，在新的证据被不断发现时，原有的
假说将会被修正，形成新的假说，进一步发展成“板块构造学说”。
图4.4-7  板块漂移演化
1 亿3500 万年前
4500 万年前
2.5 亿年前
现在
1 亿年前
1 亿年以后？
方法与技能
第4 章  多种多样的运动
171
三、火山活动
由于地球板块不断地相互碰撞和张裂，产
生了火山活动和地震。
火山喷发是一种壮观的自然现象。无论是
直冲云霄的滚滚火山灰，还是奔腾而出的熔岩
流，火山喷发的情景都会给我们留下深刻的印
象。火山喷发后的火山灰有时会把城市掩埋，
炽热的熔岩流会使大地变成一片焦土。 
典型的火山一般由火山口、火山锥、
岩浆通道三部分组成。火山喷发物有气态
（水蒸气、二氧化硫等），也有液态 （熔岩
流）和固态 （火山灰、火山尘、火山弹等）。
不同火山的外部形态和活动特点是千
差万别的。例如，日本的富士山就是一座
外形呈圆锥状、周期性喷发的活火山。
目前，全世界已确认的各类火山共有2500余座。它们主要集中分布在
环太平洋的陆地和周围海区，以及地中海—喜马拉雅山一带。
图4.4-8  曾被火山灰掩
埋的意大利庞贝城遗址
图4.4-10  正在喷发的活火山和已经熄灭的死火山
图4.4-9  火山喷发示意图
火山灰和气体
火山口
熔岩流
岩浆通道
火山锥
岩浆
软流层
科学  七年级上册
172
图4.4-11  世界火山分布图
四、地震
地震是一种会给人类带来巨大灾难的自然现象。你知道地震为什么会
发生吗？ 
探索活动
取一根竹筷，双手分别握住竹筷的两端。双手均匀用力使竹筷弯曲，
直至断裂。体会竹筷折断时双手的感觉。
当板块之间发生碰撞、挤压或错位时，就会导致地壳变形，从而引起
地震。世界各地每年发生的地震多达500 万余次。当然，这些地震绝大部
分都是极其轻微的，只有借助灵敏的地震仪才能探测到。其中可能造成极
大破坏的地震，平均每年不到20次。那么，世界上哪些地区特别容易发生
地震呢？
第4 章  多种多样的运动
173
图4.4-12  地震示意图
震中
震
源
深
度
震源
震中距
震中距
世界地震分布与火山分布相似，主要集中分布在环太平洋的陆地和周
围海域，以及地中海—喜马拉雅山一带。
图4.4-13  世界地震分布图
不同强度的地震会对人们的生产和生活产生不同程度的影响。地球
上几乎每年都会发生几次大的地震，并常常造成房屋倒塌和人员伤亡等 
灾难。
震源是地震的发源地，一
般位于地表以下0～300 km
处。震中是震源在地面上
的垂直投影处，一般受地
震的影响最大。震中距是
地表某地到震中的距离。
科学  七年级上册
174
思考与讨论
我们应该采取哪些措施来减少地震所造成的危害呢？
发生地震时，要冷静、不慌乱，迅速选择正确的逃生方法。在教室等
人多的地方，如果时间允许，要有序地快速撤离，以免因慌乱发生挤压、踩
踏事故。从地震发生到房屋倒塌大约只有10 s，如果你所在的位置是底楼，
应该迅速跑到室外开阔的地带。如果在高楼来不及逃离，可根据你所在的
位置迅速做出判断，采用最有效的方法避震和自救。例如，伏而待定，就近
选择墙角或坚固的桌子、排椅旁蹲下后闭眼，将书包或提包等缓冲物放在
头顶等。如果你在室外，要远离玻璃幕墙、楼房、电线杆、广告牌、高压线
等。地震发生时，切记不要进入室内拿取物品，避免无谓的牺牲。
图4.4-14  伏而待定
蹲下
护顶
固定
图4.4-15　有序逃生
图4.4-16  逃离至距楼房高度2倍远的地方
第4 章  多种多样的运动
175
地震发生前是有预兆
的，如马不进圈、鸡飞狗
叫、猪不吃食、井水喷涌、
出现地光、蜜蜂群迁等。
人们还可以借助仪器观
测和观察自然界的异常现
象，判断地震是否会发生。
目前，地震学家通过
地震观测仪，能准确地监
测世界上任何地区正在发生的地震，并进一步探索地震发生和分布的规
律，提高地震预报的准确性。同时，建筑师通过设计一些抗震建筑物来减
少地震造成的危害。
探索活动
中国是一个多地震的国家，对照中国地震分布图，看看我国最容易
发生地震的地区主要分布在哪里。
图4.4-18  中国地震分布图
地面运动的方向
地面运动的方向
地震波
地基
地基
基础固定的楼房
基础隔离的楼房
基础隔
离支架
图4.4-17  抗震建筑
科学  七年级上册
176
练习与应用
1. 魏格纳提出大陆漂移学说后，有人赞同，也有人反对。请选择一方，基于论据
来阐述观点，并与同学交流讨论。
2. 在地图上找到喜马拉雅山脉，用板块构造学说解析该山脉的形成过程。
3. 发生地震时，震源产生的“地震波”会在地球内部传播。地震波有两种：波A
与波B，它们在地壳不同深度的传播速度如图甲。
波A
波B
深度
速度
0
42
地震波将到达，
请注意避险！
震中距你209.0 km 
s
震中
四川泸定
预警震级
6.9
预估烈度4.3
强烈震感
请沉着冷静！
甲
乙
（第3题图）
 （1）根据图甲，描述两种地震波在地球内部的传播速度与深度的关系。
 （2） 我国现已能在地震波到达之前通过手机等途径发出地震预警信息（如图乙所
示）。你若收到预警信息，应立即采取哪些措施进行避险？（写出2条）
第4 章  多种多样的运动
177
描
述
能
物
体
运
动
和
静
止
是
相
对
的
机械
运动
运动路线
运动快慢
匀速直线运动
匀速运动
变速运动
曲线运动
直线运动
方法                     
公式                     
单位                     
测量                     
速度
板
块
移
动
s
t
υ
t
板块构
造学说
大陆漂移学说
海底扩张学说
火山、地震主要分布在                            
                                                                 。
                由六大板块组成，板块处于不断
运动中。
机械运动
板块运动
学习整理
第4章  多种多样的运动
科学  七年级上册
178
               食过程
                食过程
晨昏线
北极
晨昏线
南极
太
阳
光
A
B
C
D
夏日正午
冬日正午
南
北
       正午太阳高度
夏季                              
冬季                              
       昼夜长短情况
A        B     
C        D     
1. 标出地球自转和公转的方向、太阳光的传播方向。
2. 画出春分、夏至、秋分、冬至时的地球位置。
3. 说出日食、月食产生的原因。
天
体
运
动
运
动
现
象
月球
地球
太阳
天
体
运
动
第4 章  多种多样的运动
179
学习评价
一、概念理解
1. 关于参照物的选定，下列叙述正确的是（  ）。
 
A. 只有静止不动的物体才能选作参照物
 
B. 只有运动的物体才能选作参照物
 
C. 参照物的选择可以是任意的，但必须有利于问题的研究
 
D. 研究地面上物体的运动时，必须选择地面或地面上不动的物体作为参照物
2. 下列有关太阳高度的叙述，错误的是（  ）。
 
A. 同一地点，一天中有无数个太阳高度
 
B. 一天中最大的太阳高度出现在正午
 
C. 太阳直射赤道时，各地太阳高度相同 
 
D. 位于南、北半球的两地，正午太阳高度可能相同
3. 下列关于地球自转和公转的叙述，正确的是（  ）。
 
A. 自转是绕太阳转动，公转是绕地轴转动
 
B. 两者转动周期相同
 
C. 两者转动方向都是自西向东
 
D. 地球自转产生四季交替现象
4. 日环食是日食的一种，发生时太阳的中心部分黑暗，边缘仍然明亮，形成光环。
下列叙述正确的是（  ）。
 
A. 日环食每个月都会发生
 
B. 日环食发生时，地球运动到月球与太阳之间
 
C. 日环食发生时，月球运动到地球与太阳之间
 
D. 日环食发生时，当晚可能看见月全食
二、迁移应用
5. 从地球上可以看到金星就像一个小黑点一样在太阳表面缓慢移动，天文学称之
为“金星凌日”。请运用所学知识解释“金星凌日”现象。
三、探究实践
6. 正午太阳高度会随季节而变化，为了取得良好的吸热效果，太阳能热水器吸热
面要始终与正午太阳光保持垂直，如图甲所示。
科学  七年级上册
180
太阳光
地面
集
热
板
甲
量角器
重物
屏幕
太阳光
木条
光线通过筒
乙
丙
（第6题图）
 （1） 制作如图乙所示的太阳高度测量仪，说出实验中该如何观察和记录太阳 
高度。
 （2） 利用所制仪器测出当地正午太阳高度，计算当地热水器集热板与地面的夹角。
 （3） 图丙为浙江某居民家中太阳能热水器的安装情况，判断不同季节集热板与
正午太阳光线能否垂直。说出理由，并提出设计改进建议。
四、学习反思
※本章哪些内容我学得很好？我用什么方法学习的？
※本章哪些内容我学得有困难？具体是什么困难？
※我将采取什么措施来改进学习？
第4 章  多种多样的运动
181
人类为适应自然、改善生存条件，产生了技术；为满足生产、生活的需求而
制造产品，产生了工程。现代技术、工程和科学相互影响、相互促进，密不可分，
共同推动了社会进步。
技术、工程有什么特点？技术、工程对人们的生活、生产和社会产生了怎
样的影响？工程实践又是如何进行的？
第5 章
探索技术与工程的
世界
一、技术与工程的发展
当我们的祖先将石块磨成石斧，将磁石磨制成指南针，将树皮制成纸
张，一项项技术的发明便开始了。
人类在与自然界打交道的过程中，为了适应自然、改善生存环境，满
足自身的需求，产生了各种各样的技术。技术一直伴随着人们生产、生活
的方方面面。
衣服
利用纺织技术
制成
课桌
利用制造技术
加工而成
教室
利用建筑技术
建造
平板电脑
利用电子与信息
技术生产
图5.1-1  技术伴随着我们
儿童电话手表不仅能计时，还能接听电话、实时精准
定位、记录运动锻炼状况等。科技公司开发的电子产品改
变着我们的生活，我们享受着现代科学、技术与工程发展
带来的各种成果。那么，什么是技术？什么是工程？
第1 节  认识技术与工程
第5 章  探索技术与工程的世界
183
思考与讨论
列举一个生产或生活实例，指出其所使用的相应技术。
技术与人类生活和文明进程息息相关，在人类文明进步中不断得到发
展。在石器时代以打制、磨制石器为工具，农耕时代以畜力耕地，工业时
代以机器开展大规模生产，而在信息时代的今天，电脑和互联网广泛应用
于家庭生活、学校学习、办公管理、自动化生产等，技术引领我们进入现
代社会，社会发展又促进技术革新。
石器时代：以打制、磨制石器为工具
农耕时代：以畜力耕地
工业时代：机器的广泛使用
信息时代：计算机和网络技术的普及
图5.1-2  不同时代的技术
技术总是在不断地发展。例如，文字的记录和处理经历了用笔手写、
手动打字机、计算机文字处理技术、语音自动识别技术的发展历程。然而，
现代技术的发展并不能完全取代原有的技术。例如，用笔书写的技术，历
史虽然悠久，但目前仍被人们广泛使用。
科学  七年级上册
184
用笔书写文稿
用打字机打印文稿
用计算机输入
并编辑文稿
用语音识别系统
输入并编辑文稿
图5.1-3  文字记录和处理技术
思考与讨论
以文字记录和处理技术为例，简要说明人类技术发展的方向。
工程源于人类生存的需求和制造器物的需求。工程古已有之，在7000
多年前的河姆渡遗址发现了大规模干栏式建筑；万里长城、京杭大运河、
都江堰等都是我国彪炳史册的伟大工程，高速铁路、C919大飞机、中国空
间站等则是当今我国的重大工程。
干栏式建筑：将木桩插入地
下，上部用木板等拼接成屋
中国空间站：大规模空间科学
实验与应用基地
长城：以城墙为主体，城、障、
亭、标相结合的军事工程
图5.1-4  不同时代的工程
实践活动
我们身边有哪些技术产品或工程？分别满足了哪些需求？
第5 章  探索技术与工程的世界
185
工程涉及范围广、领域多，并且还在不断地增加。目前，主要有制造
工程、建筑工程、环境工程、交通运输工程、动力和能源工程、通信工程、
生物医学工程、水利工程、材料工程、航天工程、食品工程等。
制造工程
建筑工程
环境工程
生物医学工程
动力和能源工程
通信工程
交通运输工程
图5.1-5  形形色色的工程
……
二、技术、工程与科学的关系
科学、技术与工程是人类认识世界、改造世界的重要活动，其成果丰
富了人们的生活，促进了人类的文明发展。那么，技术、工程与科学是一
回事吗？
我们以“风（空气流动）”为例，科学家研究的是：风是如何形成的，风
有什么规律，空气流动是如何影响气候的……工程师研究的是：如何利用
技术产品或工程
满足了我们哪些需求
表5.1-1  记录表
科学  七年级上册
186
风力发电，如何制造风力产品……
风是如何形成的
如何利用风力发电
图5.1-6  对风的研究
思考与讨论
科学家、工程师有不同的职责，他们的研究成果分别是什么？
科学是人们通过观察和实验研究自然现象、发现自然规律的活动；技
术是在人们适应自然、改造自然过程中发展起来的方法、技能和工具；工
程是人们运用科学原理和技术手段有目的地利用自然、改造自然而建造人
工物的实践活动，可满足人们的需求和解决实际问题。
科学、技术与工程相互依赖，相互促进。如图5.1-7所示，内窥镜是医
生用来观察人体内部器官的仪器。在内窥镜中，光通过光纤传播，而光在
光纤中的传播规律是科学家长期研究发现的；工程师则是利用科学原理设
计并制造出光纤和内窥镜。反过来，内窥镜的应用又帮助科学家了解更多
有关人体的信息。
图5.1-7  从光纤到内窥镜
科学家研究光在光纤中传播的
规律
工程师制造出光纤
内窥镜
物镜接光源
传光束
光纤
传像束
控制钮
目镜
包层
纤芯
第5 章  探索技术与工程的世界
187
思考与讨论
科学、技术与工程三者之间相互促进，请举例说明。
科学的核心是发现，技术
的核心是发明，工程的核心是
建造。技术与工程是人们运用
科学原理，使用各种材料、工
具等解决实际问题。科学、技
术与工程的相互促进作用日益增强，推动着生产力的发展、经济的繁荣和
社会的进步，促进了人们生产和生活方式的变革，提高了生产效率，提升
了生活品质，提高了人类社会的物质文明水平。
三、技术与工程改变了人们的生活
技术与工程创造了丰富多彩的世界，人们的衣食住行、学习与工作、
运动与娱乐都离不开技术与工程。
石器时代，人们磨制石器，制作工具，耕种农作物，开始了定居生活。
铁器时代，人们学会冶炼铁，制作铁器农具，开展深耕细作，促进了农业、
手工业的发展，商业活动逐渐活跃起来。蒸汽时代，蒸汽机成为主要动力
来源，广泛应用于生产领域，提升了社会生产力水平。电气时代，电力作为
动力带动机器，成为新的能源进入生产、生活领域，促进了生产力发展，电
灯、电话、电报、电车等纷纷问世，使人们的生活、学习和工作更加便利，
极大地改善了人们的生活。
思考与讨论
假如没有电，生活中哪些技术与工程产品就不能工作？对人们的生
活会造成怎样的影响？
技术的核心
是发明
工程的核心
是建造
科学的核心
是发现
图5.1-8  科学、技术与工程
科学  七年级上册
188
当今社会，人们发明了电子计算机，建构了计算机网络。互联网在全
球迅速普及，成为现代社会重要的基础设施，标志着人类进入信息时代。
互联网对现代社会生活产生了前所未有的影响，改变着人们的生活、工作
和娱乐方式。如利用计算机和网络技术，让家拥有集学习、计算、决策、
控制于一体的智慧大脑，针对空气、阳光、水等家居条件进行动态预判，
实现智慧交互、自如操控、灵敏响应，使得居家生活更舒适、更节能、更 
低碳。
图5.1-9  全屋智能解决方案
客厅灯光亮起
窗帘全开
空调开
加湿开
净化
实践活动
调查生活中的智能产品，它们具有哪些功能？可满足哪些需求？
表5.1-2记录表
智能产品
具有哪些功能
可满足哪些需求
第5 章  探索技术与工程的世界
189
科学的进步和技术的发展，衍生出更多的工程。通信工程可以让我们
足不出户便可与远方的亲朋好友畅快地交流；现代医疗的发展有助于人类
摆脱疾病的困扰，恢复身体健康；现代农业工程向大型化、自动化和电子
化方向发展，提高了农业作业的生产效率。
现代农业使用机械灌溉农田
脚踩水车灌溉农田
图5.1-10  农田灌溉技术的发展
工程和技术的发展促进了人类认
知的发展。如：计算机工程的发展，
让我们可以利用计算机高速运算的能
力，在科研领域完成以前所不能完成
的任务；中国天眼是目前世界上最
大、最灵敏的单口径射电望远镜，能
够接收到100 多亿光年以外的电磁信
号，拓宽了人类的视野，丰富了人类对宇宙本质的认识。
技术创新与工程实践，增强了人们
利用自然、改造自然的能力。我国首台
自主设计、建造的深海载人潜水器“蛟
龙号”，2012年在马里亚纳海沟创造了
7062 m 的深潜纪录，使我们能观察到
深海的世界，对于人类开发利用深海
资源有着重要的现实意义。
图5.1-11  中国500米口径球面射电望远镜
图5.1-12  “蛟龙号”深海载人潜水器
科学  七年级上册
190
一、工程设计的过程
我们每天都在使用各种工程产品，如自行车、文具盒、投影仪等，这
些都是工程师为了让人们更好地生活、学习而设计并制造出来的。
工程师们将概念模糊的问题转变为高度简练的解决方案，这就是工
程设计的过程。下面以一把办公椅的研发流程为例，让我们一起走进工程 
设计。
工程实践
制作一把办公椅
明确问题
办公室员工在工作时发现所坐的椅子不够舒
适，影响工作效率与身体健康，就会产生需求：希
望可以调节椅子高度和靠背角度，使它坐起来更舒
适。这种需求被称为工程问题。工程师了解到这些
需求后，开始研发一款新的办公椅。研发团队经过
调研，确定了以下设计要求：
○ 高度调节范围：450～550 mm。
○ 倾斜角度调节范围：0°～30°。
在建造公路、铁路和地铁时，需要开挖隧道。盾构机能够
实现全自动开挖隧道，被誉为“世界工程机械之王”，是名副
其实的大国重器，反映了一个国家装备制造业的水平。盾构机
的各个部件都是经过工程师们相互配合、共同协作设计和制
造出来的。那么，工程师是如何进行工程设计的？我们如何学
会像工程师那样实践？
第2 节  像工程师那样实践
图5.2-1  办公椅
第5 章  探索技术与工程的世界
191
○ 座椅材料：舒适、透气的网布材料。
○ 能承受的最大荷载：150 kg。
设计方案
1. 概念设计。研发团队进行多次设计分析、方案构思后，有了初步
的概念设计，并绘制了设计草图，草图显示了椅子的整体结构。
2. 具体设计。基于概念设计，研发团队进行了详细设计，如椅子的
各部分材料和具体尺寸等。
图5.2-2  设计草图
可以调节靠
背前后弧度
可以调节
座椅高度
400 ～470
406 ～533
997 ～1124
568 ～880
61
508
（单位：mm）
侧面
正面
背面
万向轮
金属支架
塑料扶手
软沙发垫
图5.2-3  详细设计图
科学  七年级上册
192
实施计划
根据设计图，工程师们运用各种技术，进行一系列工作，制作了原型。
坚固的底盘结构
钢制的气压棒
增加滑轮
精致的座椅脚
图5.2-4  主要部件
图5.2-5  制作的原型
第5 章  探索技术与工程的世界
193
检验作品
研发团队在工作环境下对原型实物进行测试，包括高度调节、倾斜
角度调节、承重能力和舒适性等方面。测试结果表明，原型在其他方面表
现良好，但承重能力有所不足。
改进完善
针对测试发现的问题，为达到设计承重的标准，综合考虑生产成本和
实际需求，研发团队最终选择更换使用耐受力更强的材料，并重新进行了
测试。
发布成果
根据原型测试和改进的结果，研发团队准备进行生产制造。他们与
供应商合作，选取合适的材料和制造工艺，并制订了生产计划。完成生
产制造后，他们与办公家具经销商合作，进行一系列的展示、推广、销售 
活动。
工程实践中，工程师需要明确问题，通过相互交流和讨论，采用头脑
风暴，畅所欲言地提出自己创造性的想法，形成共识；当面对多种解决方
案时，工程师需要评估各种方案的局限性，分析制约因素，做出权衡与取
图5.2-6  测试产品
科学  七年级上册
194
舍，从中选择最优的问题解决方案。工程实践的一般过程如图5.2-7所示。
图5.2-7  工程实践的一般过程
工程
实践
明确问题
设计方案
改进完善
检验作品
发布成果
实施计划
实践活动
调查同学坐椅子的感受，找出存在的问题，并提出适合在教室使用
的改进设想，画出设计草图。
工程可以很简单，也可以很复杂。例如，拉链由两排互锁的齿和一个
滑块组成，这一简单结构巧妙地实现了连接或分离两排齿的功能；笔记本
电脑由许多部件组成，涉及电子学、微处理器和计算机软件等多方面知识，
这一复杂设备能够执行多项功能。
图5.2-8  拉链
图5.2-9  笔记本电脑及内部设计
第5 章  探索技术与工程的世界
195
一个好的工程设计能够预估现实需求和未来可能出现的问题，减少资
源浪费、降低施工成本、保证工程安全稳定和延长工程使用寿命。因此，
在进行任何工程建设之前，必须首先进行仔细的论证和细致的规划，以确
保工程质量和效益的最大化。
科学阅读
都江堰
战国后期，李冰在岷江上主持修建了都江堰。都江堰是中国古代水
利工程的杰出典范，被誉为水利工程奇迹。
图5.2-10  都江堰全景
岷江
图5.2-11  都江堰工程示意图
外江
人字堤
金刚堤
①鱼嘴
②飞沙堰
③宝瓶口
内江
科学  七年级上册
196
都江堰由渠首和灌溉网两大系统构成。渠首建于岷江之中，分为鱼
嘴、飞沙堰、宝瓶口三个主体工程。鱼嘴将岷江分为内江和外江，内江
用于灌溉，外江用于分洪。内江窄而深，外江宽而浅。枯水期，江水六
成流入内江，四成从外江流走；丰水期，江水四成流入内江，六成从外
江流走。宝瓶口是在内江下游人工开凿出的出水山口，引水入渠，灌溉 
农田。
都江堰是我国古代劳动人民的智慧结晶。2200多年来，都江堰一直
在防洪、灌溉、水运等多方面发挥作用，这在世界水利建设史上是独一
无二的。
二、我们的工程实践
让我们根据工程实践的一般过程，选择合适的材料，制作太阳、地球
和月球的三球运动演示模型。
工程实践
制作三球运动演示模型
明确问题
任务：设计制作三球运动演示模型，能够演示日食和月食的成因。
限制条件：材料包括木板、地球模型、月球模型、LED灯、刻度尺
等，工具包括锯子、砂纸等。
图5.2-12  外江与内江
外江
内江
内江被有意修得比较
深和窄
水流入内江
外江
内江
第5 章  探索技术与工程的世界
197
验收标准：
表5.2-1  三球运动演示模型制作验收标准
设计方案
三球运动演示模型具体可以分为两大模块，分别是模拟运动的机械
模块、模拟阳光的发光模块。
1. 分析问题。
（1）太阳、地球和月球三者应该如何放置？尺寸大小应该如何选择？
（2）模型的动力如何提供？
（3）什么样的装置可以模拟阳光？
（4）机械装置中常用齿轮或皮带实现动力的传递，地球绕太阳运动 
1圈时，月球绕地球运动12圈。如何保证上述运动关系？
2. 材料和工具的选择。
评价
维度
★
★★
★★★
科学
原理
三球位置、比例均不
合理
三球位置或比例基本合理三球位置、比例均合理
可靠
程度模型难以正常转动
模型转动流畅，偶尔打
滑、卡顿，但不影响使用
模型转动流畅，无打
滑、卡顿现象
制作
工艺模型外形较粗糙
模型外形较为美观
模型整体美观、精致
演示
效果无法演示日食和月食基本可以演示日食和月
食，光源有时会被遮挡
可以完美演示日食和
月食，光源全程无遮挡
图5.2-13  材料
图5.2-14  工具
科学  七年级上册
198
3. 设计方案并绘制草图。
实施计划
按照设计方案制作演示模型，记录实施过程中遇到的困难以及解决
的方法。
检验作品
依照评价量表对模型进行测试并打分，将结果记录在表中。
表5.2-2  三球运动演示模型测试记录表
注意操作规范
图5.2-15  不规范的操作
科学原理
可靠程度
制作工艺
演示效果
第一组
第二组
第三组
……
第5 章  探索技术与工程的世界
199
改进完善
根据测试结果，现在的三球运动演示模型还可以如何改进？与组员
讨论，并在原设计草图中标注。
发布成果
通过绘制画报、呈现实物或产品发布会的形式发布三球运动演示模
型制作成果。
工程实践的过程并非一蹴而就，在工程设计时要不断地发现问题、寻
找原因并迭代改进，直至符合工程验收标准。在一些重大工程的建造中，
工程设计尤为关键，要考虑各种因素、权衡工程的影响，以确保工程建造
顺利进行。
练习与应用
1. 请结合生活中的实例，说明科学、技术与工程之间的关系。
2. 工程实践需要经历哪些步骤？结合你的工程实践经验进行说明。
3.  任务：某同学的爷爷年事已高，行动不便。该同学想要设计一款轻便实用的拐
杖来帮助爷爷行走。根据任务定义工程问题，分析限制条件，提出验收标准。
科学  七年级上册
200
工程的核心
是                  
科学的核心
是                  
技术的核心
是                  
科学、技术与工程是相互依赖、相互促
进的
技术与工程对人类
和社会的影响
改变了人们
的生活
促进了人类
认知的发展
增强了人们利
用自然、改造
自然的能力
工程实践的要素和一般过程
科学
技术
工程
科学、技术、工程
之间的关系
区别
联系
工程
实践
明确问题
     
发布成果
     
     
     
学习整理
第5章  探索技术与工程的世界
第5 章  探索技术与工程的世界
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学习评价
学习反思
※本章哪些内容我学得很好？我用什么方法学习的？
※本章哪些内容我学得有困难？具体是什么困难？
※我将采取什么措施来改进学习？
科学  七年级上册
202
后  记
本套教科书依据教育部颁布的《义务教育科学课程标准（2022 年版）》
编写。编写团队由教育专家、学科专家、教研人员和一线骨干教师等组成，
中国科学院院士施一公撰写前言。
本套《义务教育教科书 科学》（七至九年级）集中反映浙江省30 余年
综合科学课程建设的成果，汲取前两版教科书的经验，凝聚编写团队及教
科书出版、装帧设计人员的集体智慧。教科书的编写、出版力求充分落实
立德树人根本任务，体现科学课程标准先进理念，聚焦学生发展科学核心
素养，为培育有理想、有本领、有担当的时代新人贡献我们的一份力量。
感谢对教科书的修改完善给予悉心指导的专家！感谢为保证教学适切
性、进一步提升教科书质量，对本书进行通读、试教的教研人员和教师！
感谢为教科书编写、出版提供资料（包括照片、画作）的各界朋友！
我们真诚地希望广大读者对本套书的内容、栏目、装帧、印刷质量等
提出宝贵意见或建议。
我们的联系方式是：信件寄送至浙江省杭州市拱墅区环城北路177号，
浙江教育出版社张老师（收）（邮编：310005）；也可以致电0571-88909716
（工作时间），或发送电子邮件到124204260@qq.com。
 
浙江教育出版社
203
主    编：任学宝
副  主  编：曹宝龙
分册主编：王耀村
编写人员：仇 旻 胡晴霞 王耀村 何明祥 周红星 杨封友
项目统筹：何黎峰
责任编辑：张小飞 张静雅 潘俊丽 
美术编辑：钟吉菲
责任校对：韦 勇 杨 艳 
责任印务：陆 江
义务教育教科书  科学  七年级  上册
YIWU JIAOYU JIAOKESHU KEXUE QI NIANJI SHANGCE
出   版 浙江教育出版社
     （杭州市环城北路177 号   电话：0571-88909716、88900061）
发   行 浙江省新华书店集团有限公司
制   作 杭州万方图书有限公司
印   刷 杭州杭新印务有限公司
开   本 787 mm×1092 mm   1/16
印   张 13.25
字   数 265 000
版   次 2024 年8 月第1 版
印   次 2024 年8 月第1 次印刷
审 图 号 GS 浙（2024）80 号
标准书号 ISBN 978-7-5722-8177-8
定   价 13.03 元
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