2020-2021学年高一新教材地理人教版必修第一册学案：第2章第1节　大气的组成和垂直分层

2020-2021学年高一新教材地理人教版必修第一册学案：第2章第1节　大气的组成和垂直分层

www.ks5u.com 第二章　　地球上的大气 第一节　大气的组成和垂直分层 ‎【热点链接】　天宫二号运行在近地点约‎190千米、远地点约‎370千米的椭圆轨道，在轨状态正常、运行平稳。‎2019年7月19日，天宫二号空间实验室受控离轨并再入大气层，少量残骸落入南太平洋预定安全海域。天宫二号受控再入大气层，标志着中国载人航天工程空间实验室阶段全部任务圆满完成。航天领域的大气层上界与地理上的大气层上界有何关系？‎ 提示　航天领域的大气上界高度低于地理上的大气层上界高度。国际航空联合会给出的太空和内层大气空间的高度约为‎100千米，这也就是著名的卡门线。‎ 课程标准 学业质量标准 核心素养定位 运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产生活的联系。‎ 水平1：根据图表资料，说出大气的组成和垂直分层。‎ 水平2：根据地理资料，说明大气成分的作用，大气垂直分层的划分依据及高度。‎ 水平3：根据地理资料，分析人类活动对大气成分的影响，大气垂直分层的特点及与人类活动的关系。‎ 水平4：通过图表资料，探讨大气成分的时空分布，对流层高度的时空分布。‎ 人地协调观：通过探讨大气的组成和垂直分层与人类活动的关系，树立保护环境的观念。‎ 综合思维：说明大气垂直分层的特点，分析地理环境对大气成分和对流层高度的影响。‎ 区域认知：分析大气成分的地区差异，分析对流层高度的地区差异。‎ 地理实践力：观察天气现象，体验大气组成对天气变化的影响。‎ 一　大气的组成 ‎ 1.大气的组成 ‎2．人类活动对大气组成的影响 人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分和含量，产生大气污染。‎ ‎1.判断正误。‎ ‎(1)干洁空气以氧气为主。(×)‎ ‎(2)臭氧因吸收太阳光中的红外线而被称为“地球生命的保护伞”。(×)‎ ‎2．对地面具有保温作用的大气成分是(　　)‎ A．二氧化碳 B．氧气 C．氮气 D．杂质 答案　A 解析　二氧化碳对地面具有保温作用。‎ ‎3．举例说明人类对大气成分的影响。‎ 提示　燃烧煤炭等矿物燃料、破坏森林使二氧化碳含量增多；使用空调等制冷设备使臭氧减少。‎ 二　大气的垂直分层 ‎1.划分依据：根据温度、运动状况和密度，大气自下而上可以划分为对流层、平流层和高层大气。‎ ‎2．大气各垂直分层的主要特点 ‎　‎ ‎1．判断正误。‎ ‎(1)臭氧层位于对流层。(×)‎ ‎(2)平流层有利于高空飞行。(√)‎ ‎2．随高度的升高，对流层气温(　　)‎ A．升高 B．先升高后降低 C．降低 D．先降低后升高 答案　C 解析　在对流层，气温随高度的升高而降低。‎ ‎3．一架飞机保持在15千米的高度，由赤道飞往北京，依次会经过大气垂直分层有哪些？‎ 提示　对流层、平流层。‎ 主题探究　大气的组成 美国有线电视新闻网‎2018年12月6日消息，最新研究显示，北极圈内的格陵兰岛冰川正在以数千年来“前所未有”的速度融化。‎ ‎《2018年臭氧层耗损科学评估》指出，自2000年以来，南极地区臭氧的恢复率达到了1%～3%。‎ 据此探究下列问题：‎ ‎(1)全球变暖主要与哪种大气成分增多有关？‎ ‎(2)臭氧有哪些作用？‎ ‎(3)针对上述大气环境问题，可采取哪些有效措施？‎ ‎[成果展示]　(1)二氧化碳。‎ ‎(2)臭氧能够吸收太阳光中的紫外线，保护地球生命。‎ ‎(3)减少化石能源的使用，发展清洁能源，减少二氧化碳排放；保护森林；研究新型制冷设备，控制氟氯烃的排放等，保护臭氧层。‎ ‎1．大气组成及其作用 大气组成 主要作用 干洁空气 主要 成分 N2‎ 生物体的基本元素 O2‎ 维持生命活动的必需物质 微量 成分 CO2‎ 绿色植物光合作用的基本原料；吸收地面辐射的能力强，使气温升高，对地面具有保温作用 O3‎ 吸收紫外线，使大气增温；使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害 水汽 成云致雨的必要条件，对地面具有保温作用 杂质 作为凝结核，成云致雨的必要条件 ‎2．人类活动对大气的影响 人类活动造成的大气污染，导致大气成分和含量变化。‎ 读干洁空气的主要成分(‎25千米以下)表，回答(1)～(3)题。‎ 气体成分 体积分数(%)‎ 质量分数(%)‎ 氮(N2)‎ ‎78.08‎ ‎75.52‎ 氧(O2)‎ ‎20.94‎ ‎23.15‎ 氩(Ar)‎ ‎0.93‎ ‎1.28‎ 二氧化碳(CO2)‎ ‎0.03(变动)‎ ‎0.05‎ ‎(1)干洁空气中体积比例最大的是(　　)‎ A．氮(N2) B．氧(O2)‎ C．氩(Ar) D．二氧化碳(CO2)‎ ‎(2)对地面起到保温作用的是(　　)‎ A．氮(N2) B．氧(O2)‎ C．氩(Ar) D．二氧化碳(CO2)‎ ‎(3)低层大气中除干洁空气外，主要成分还有(　　)‎ A．臭氧(O3) B．氨气(NH3)‎ C．甲烷(CH4) D．水汽和杂质 ‎[科学思维]　大气成分及其作用的分析思路 类题透析 大气 成分 低层大气由干洁空气、水汽和杂质组成；干洁空气中，体积比例最大的是氮(N2)。‎ 作用 二氧化碳(CO2)对地面具有保温作用。‎ ‎[答案]　(1)A　(2)D　(3)D 主题探究　大气的垂直分层 随着海拔的变化，大气的组成和性质发生了很大的变化。下图为大气的垂直分层示意图。‎ 据此探究下列问题：‎ ‎(1)随着海拔的上升，大气的气温和气压发生了什么变化？‎ ‎(2)该图反映了大气垂直分层的划分依据是什么？‎ ‎[成果展示]　(1)气温：随着海拔的升高，气温先降低，后升高，再降低，再升高。气压：随着海拔的升高，气压降低。‎ ‎(2)气温。‎ 垂直分层 高度 主要特点 特点成因 对 流 层 低纬17～18千米，中纬10～12千米，高纬8～9千米 气温随高度的增加而递减(每升高‎100米，温度大约降低‎0.6 ℃‎)‎ 地面是对流层大气主要的直接热源，离地面越近，受热越多 空气对流运动显著 该层上部冷、下部热，有利于空气对流运动 天气现象复杂多变 几乎全部水汽、固体杂质集中在该层，对流运动易成云致雨 平 流 对流层顶到50～‎ 下层气温随高度变化小；‎‎30千米 该层中的臭氧大量吸收太阳紫外线 层 ‎55千米 以上随高度增加而迅速上升 气流以平流运动为主 该层大气上热下冷，大气稳定 有利于高空飞行 水汽、杂质极少，云雨绝迹，能见度好 高 层 大 气 平流层以 上的大气 气压很低，密度很小 离地面远，引力小 气温随高度的升高先降低后升高 高层大气底部随海拔升高臭氧减少，吸收紫外线能力降低，温度降低；高层大气呈电离状态，氧原子吸收太阳紫外线，温度又持续上升 ‎80～500千米高空有若干电离层，能反射无线电波 电离层大气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，处于高度电离状态 读大气温度随高度变化示意图，回答(1)～(2)题。‎ ‎(1)从大气垂直分层看，图示大气层是(　　)‎ A．低纬对流层 B．中纬平流层 C．高纬对流层 D．低纬平流层 ‎(2)该层大气(　　)‎ A．随高度增加，温度增幅变小 B．能大量吸收红外线辐射 C．以平流运动为主，利于高空飞行 D．强烈的太阳辐射使大气呈电离状态 ‎[科学思维]　大气垂直分层的分析思路 类题透析 思路点拨 判断 根据高度、气温 变化等判断。‎ 图示分层的最低高度为‎12千米，位于中纬地区；气温随高度的升高而升高，为平流层。‎ 特点 对流层高度具有 纬度差异。‎ 随高度升高，温度变幅增大；含有臭氧，能吸收紫外线；以平流运动为主，有利于高空飞行；电离状态存在于高层大气。‎ ‎[答案]　(1)B　(2)C 教材活动巧点拨 ‎[教材第30页活动]‎ 思路点拨　1.埃塞俄比亚和肯尼亚的地形都以高原为主，海拔约为2 ‎000米。海拔较高，空气中氧气含量较少，有利于激发运动员的运动潜力，在海拔较低的地区进行长跑比赛，优势明显。‎ ‎2．根据表中所给各地的经纬度位置在地图中逐一查找，并注意各高原的地形特点和海拔。‎ ‎3．五个训练基地的海拔均在1 800～2 ‎400米范围内。海拔过高，空气中氧气含量过少，会形成缺氧环境，不利于运动员身体健康，也不能取得理想的成绩。‎ ‎[教材第31页思考]‎ 思路点拨　1.一是能见度高。平流层大气中水汽和杂质等极少，天气晴朗，大气能见度高。二是大气运动利于飞机飞行。平流层大气以平流运动为主，飞机受力比较稳定，便于飞行员操纵驾驶，并可节省燃油消耗。‎ 其他原因：受地面影响小，受飞鸟飞行影响小。‎ ‎2．利用高层大气中的电离层可以反射无线电波的特征。‎ 核心素养速提升 素养提升1　人地协调观和综合思维 大气是多种气体的混合物，各成分保持相对地稳定。不同的大气成分，作用不同。据此完成1～3题。‎ ‎1．大气成分中，既能参与光合作用，又具有保温作用的是(　　)‎ A．氮 B．氧 C．二氧化碳 D．臭氧 答案　C 解析　参与光合作用的大气成分主要是氧和二氧化碳，二氧化碳具有保温作用。‎ ‎2．近地面大气中，时空差异最显著的大气成分是(　　)‎ A．氮和氧 B．水汽和杂质 C．水汽和氧 D．二氧化碳和氮 答案　B 解析　受地表性质和天气状况的影响，水汽和杂质的时空差异最显著。‎ ‎3．当今，导致大气成分比例发生不合理变化的人为因素有(　　)‎ ‎①燃烧煤、石油等矿物燃料　②大量制冷设备　③大量植树造林　④兴修水库 A．①② B．②③ ‎ C．②④ D．③④‎ 答案　A 解析　燃烧煤、石油等矿物燃料产生大量二氧化碳，大量制冷设备的使用释放大量的氟氯烃，会破坏臭氧；植树造林和兴修水库使大气成分向良性方向变化。‎ 素养提升2　区域认知 读大气垂直分层示意图，回答1～3题。‎ ‎1．人类排放的氟氯烃，对人类生存环境破坏最大的是(　　)‎ A．A层 B．B层 C．C层 D．C层以上大气层 答案　B 解析　读图可知，B层为平流层，平流层中有臭氧存在，人类排放氟氯烃可破坏臭氧层。‎ ‎2．冬季，下列城市上空对流层高度从高到低排列正确的是(　　)‎ ‎①广州　②上海　③北京　④哈尔滨 A．①②③④ B．①③②④‎ C．②③①④ D．②④①③‎ 答案　A 解析　对流层厚度由低纬向高纬递减。‎ ‎3．日常生活中，经常遇到的气温变化和风霜雨雪天气发生在(　　)‎ A．A层 B．B层 C．C层 D．C层以上 答案　A 解析　云、雾、雨、雪等天气现象主要发生在对流层。‎ 素养提升3　地理实践力 ‎1．查阅相关资料，研究主要大气成分变化的特点及原因。‎ ‎2．查阅相关资料，研究极光、流星、天气现象、高空飞行、无线电波与大气垂直分层及人类活动的关系。‎ ‎3．从日常生活的角度提出改善大气环境的措施。‎ ‎　　时间：45分钟　　　满分：100分 探究点 题号 大气的组成 ‎1、2、5、9、11、12、13‎ 大气的垂直分层 ‎3、4、6、7、8、10、14‎ 一、选择题(共12小题，每小题4分，共48分，每小题只有一个选项符合题目要求)‎ 大气是由多种气体及浮悬其中的液态和固态杂质所组成。据此完成1～2题。‎ ‎1．(区域认知)低层大气的组成成分是(　　)‎ A．氧气、氮气和干洁空气 B．二氧化碳、水汽和杂质 C．干洁空气、水汽和杂质 D．氮气、水汽和干洁空气 答案　C 解析　低层大气由干洁空气、水汽和杂质组成。‎ ‎2．(人地协调观)由于人类活动造成的大气污染，已导致大气中一些成分比例变化明显，表现在(　　)‎ A．臭氧增多 B．二氧化碳含量增多 C．水汽增多 D．氧气增多 答案　B 解析　人类燃烧煤、石油等矿物燃料，使大气中二氧化碳含量不断增加；随着电冰箱、冰柜等的广泛使用，大气中的氟氯烃含量不断增加，破坏大气中的臭氧，使其含量不断减少。‎ 读地球某大气成分浓度垂直分布图，回答3～5题。‎ ‎3．(区域认知)该大气成分最可能是(　　)‎ A．二氧化碳 B．氧气 C．臭氧 D．水汽 ‎4．(区域认知)该大气成分主要分布于(　　)‎ A．对流层 B．平流层 C．高层大气 D．外层大气 ‎5．(人地协调观)受人类活动的影响，部分地区该大气成分的浓度降低。带来的影响主要是(　　)‎ A．大气透明度提高 B．大气透明度降低 C．到达地面的紫外线增多 D．到达地面的紫外线减少 答案　3.C　4.B　5.C 解析　读图可知，该大气成分在20～30千米高度范围内浓度最高，该高度范围是平流层，该大气成分最可能是臭氧；臭氧能吸收太阳光中的紫外线，臭氧减少后，到达地面的紫外线增多。‎ 下图示意大气垂直分层，读图回答6～8题。‎ ‎6．(综合思维)图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是(　　)‎ A．① B．② ‎ C．③ D．④‎ 答案　B 解析　①曲线所示对流层的气温变化过于剧烈，最低温过低，排除①；对流层气温随海拔增高而降低，排除④；平流层气温随海拔增高而升高，排除③；高层大气的底层气温随海拔增高而降低，上层气温随海拔增高而升高，②曲线正确。‎ ‎7．(区域认知)对无线电通信具有重要意义的电离层位于(　　)‎ A．Ⅰ层顶部 B．Ⅱ层底部 C．Ⅱ层中部 D．Ⅲ层 答案　D 解析　Ⅲ层为高层大气，在该层中有若干电离层(在80～500千米高空)，其带电粒子会反射无线电波。‎ ‎8．(区域认知)我国发射的“神舟”号飞船运行轨道所在的大气层(　　)‎ A．气温在－‎50 ℃‎～‎20 ℃‎之间 B．气温随高度增加平稳下降 C．最低气温约为－‎‎80 ℃‎ D．最高气温约为‎40 ℃‎ 答案　C 解析　“神舟”号飞船的运行轨道在高层大气，其最低气温约－‎80 ℃‎。‎ 地球大气中进行着各种不同的物理过程，产生着高天流云、风霜雨雪等异彩纷呈的自然现象。据此回答9～10题。‎ ‎9．(综合思维)云雨现象主要分布在对流层，原因不包括(　　)‎ A．上冷下热 B．水汽、杂质含量多 C．对流旺盛 D．二氧化碳含量多 答案　D 解析　‎ 对流层上冷下热，对流旺盛，有利于成云致雨，A、C两项不符合题意；对流层大气中，水汽、杂质含量多，水汽和杂质是天气变化的重要角色，B项不符合题意；云雨的产生与二氧化碳含量无关，D项符合题意。‎ ‎10．(综合思维)“我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇，高处不胜寒”说明(　　)‎ A．对流层气温随高度升高而降低 B．对流层气温随高度升高而升高 C．平流层气温随高度升高而升高 D．平流层气温随高度升高而降低 答案　A 解析　“我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇，高处不胜寒”说明对流层气温随高度升高而降低。‎ 读南极萨布尔基地冰穴测定的大气中某种气体体积分数的历史数据，回答11～12题。‎ ‎11．(综合思维)该气体是(　　)‎ A．二氧化碳 B．臭氧 C．氮 D．氧 答案　A 解析　据图中纵坐标的含义可知，该气体浓度很低，说明该气体属于大气中的微量成分，故排除C、D两项；工业革命以来，受人类活动的影响，大气中的二氧化碳浓度上升，臭氧含量减少，故A项正确，B项错误。‎ ‎12．(人地协调观)造成该大气成分浓度增加的主要原因有(　　)‎ ‎①空调等制冷设备的使用　②过度砍伐森林　③大量使用煤等矿物燃料 A．①② B．②③‎ C．①③ D．①②③‎ 答案　B 解析　过度砍伐森林、矿物燃料的燃烧是二氧化碳浓度上升的主要原因。‎ 二、综合题(共2小题，共52分)‎ ‎13．读干洁空气组成示意图，回答下列问题。(22分)‎ ‎(1)图中A、B表示的大气成分是：A____________，B________。其中B的重要作用是____________________________。(8分)‎ ‎(2)“其他气体”含量虽少，但其中的________和________对地球上的生命活动和自然环境有着重要作用。被称为“地球生命保护伞”的主要成分分布在__________层。(6分)‎ ‎(3)由于人类活动的影响，使得大气的成分和含量发生变化。由于燃烧矿物燃料，使得干洁空气中的________含量增多；由于________工业的发展，释放到大气中的________增加，破坏了臭氧层，使到达地面的________增加，危害人体健康。(8分)‎ 答案　(1)氮气　氧气　人类和一切生物维持生命的必需物质 ‎(2)CO2　O3　平流 ‎(3)CO2　制冷　氟氯烃　紫外线 解析　可根据干洁空气的组成及各成分的主要作用进行分析。‎ ‎14．读大气垂直分层图，回答下列问题。(30分)‎ ‎(1)B层是________层，为什么说它是人类生存环境的天然屏障？_________________________________________________________________________________________________________________________________________。‎ 该层因__________________而有利于高空飞行。(8分)‎ ‎(2)A层是________层，该层的热量直接来自__________，其空气以________运动为主，原因是________，该层的天气特征是________。(10分)‎ ‎(3)C层是________层，该层中的电离层对无线电通信有重要作用，原因是__________________________________________________________，该现象产生的原因是________________________________________。(8分)‎ ‎(4)人类活动导致其成分增加或减少的是________层和________层。(4分)‎ 答案　(1)平流　臭氧含量多，大量吸收太阳光中的紫外线，保护地球生物免受伤害　天气晴朗，能见度好 ‎(2)对流　地面　对流　上冷下热　复杂多变 ‎(3)高层大气　大气处于高度电离状态，能反射无线电波　太阳紫外线和宇宙射线的作用 ‎(4)对流　平流 解析　对流层大气的主要的、直接的热源是地面，气温随着高度的升高而递减，该层下热上冷，对流运动显著，近地面的水汽和固体杂质得以向上输送，易成云致雨，天气现象复杂多变；平流层中由于臭氧大量吸收紫外线，不仅成为人类生存环境的天然屏障，而且使气温随着高度的升高而升高，该层下冷上热，大气以平流运动为主，加上该层水汽、固体杂质极少，天气晴朗，能见度好，有利于高空飞行；高层大气中有电离层，其大气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，处于高度电离状态，故而能反射无线电波。目前，由于人类大量使用矿物燃料，使对流层中的二氧化碳含量不断增加，随着制冷工业的发展，排放大量氟氯烃，破坏臭氧层。‎