3.1大氣的組成與垂直分層導(dǎo)學(xué)案高中地理必修一

第一節(jié)大氣的組成與垂直分層導(dǎo)學(xué)案（原卷+答案）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解大氣的組成及其作用。2．結(jié)合大氣的垂直分層示意圖，認(rèn)識大氣的垂直分層狀況，理解各層的特點(diǎn)及其與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系。知識導(dǎo)引新知預(yù)習(xí)一、大氣的組成干潔空氣的組成1.干潔空氣：如今的大氣成分是地球的結(jié)果，在短時期內(nèi)不會有明顯的變化。低層大氣中除去和以外的混合氣體，稱為干潔空氣。25千米以下的干潔空氣中，和合占總體積的99%，其主要成分占78%，占21%，次要成分是二氧化碳和臭氧。2.大氣的組成及其作用成分作用干潔空氣氮?dú)獾堑厍蛏仙矬w的氧氣氧是人類和其他好氧生物維持生命活動必需的物質(zhì)二氧化碳作用的基本原料；溫室氣體臭氧吸收，地球生命的“保護(hù)傘”水汽和雜質(zhì)成云致雨的必要條件二、大氣的垂直分層1.劃分依據(jù)根據(jù)大氣的、密度和運(yùn)動狀況在垂直方向上的差異，自下而上依次是、平流層和高層大氣。2.大氣垂直分層垂直分層高度分布主要特點(diǎn)與人類的關(guān)系對流層高度因緯度而異：低緯度千米，中緯度10～12千米，高緯度千米①氣溫隨高度的增加而___________；②空氣運(yùn)動顯著；③天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變與人類關(guān)系最密切，人類就生活在對流層底部平流層自對流層頂向上至千米①氣溫隨高度的增加而；②大氣以運(yùn)動為主，氣流平穩(wěn)該層中水汽、雜質(zhì)含量稀少，天氣現(xiàn)象少見。平流層大氣平穩(wěn)，天氣晴朗，有利于航空飛機(jī)飛行高層大氣平流層頂以上的大氣在60～500千米的高空，大氣處于高度狀態(tài)影響無線電通信助學(xué)助記1.大氣中的臭氧被譽(yù)為“地球生物的保護(hù)傘”，它吸收太陽釋放出來的絕大部分紫外線，使動植物免遭過量紫外線的傷害。2降水的條件（1）充足的水汽,（2）有凝結(jié)核,（3）空氣抬升,遇冷凝結(jié)3.水汽和二氧化碳具有保溫作用。4.電離層與無線電波在60～500千米的高空，有若干電離層。電離層大氣處于高度電離狀態(tài)，它們就像一面反射無線電波的鏡子，使電波在地面和電離層之間多次反射，從而實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離無線電通信。探究點(diǎn)一大氣的組成核心歸納1.大氣包圍地球的空氣稱為大氣。大氣是多種氣體的混合物。2.低層大氣低層大氣主要由干潔空氣、水汽和雜質(zhì)三部分組成。主要成分作用低層大氣干潔空氣氧維持人類和其他好氧生物的生命活動必需的物質(zhì)氮地球上生物體的基本成分二氧化碳綠色植物進(jìn)行光合作用的基本原料；對地面起著保溫作用臭氧強(qiáng)烈吸收太陽紫外線；保護(hù)地球上的生物水汽成云致雨的必要條件；吸收紅外線，對地面起保溫作用雜質(zhì)形成降水的凝結(jié)核；削弱太陽輻射；影響大氣質(zhì)量應(yīng)用體驗(yàn)大氣是地球上存在高級智慧生命的必要條件，讀干潔空氣（25千米以下）成分的體積分?jǐn)?shù)圖，完成1～2題。1.關(guān)于圖中大氣成分及其對地球生命活動和自然環(huán)境的作用，說法正確的是（）A．甲是地球上生物體的基本成分B．乙是綠色植物光合作用的基本原料C．丙能吸收紫外線從而保護(hù)地球生物D．丁是人類維持生命活動的必需物質(zhì)2.丁含量增多的主要人為原因包括（）A．工業(yè)發(fā)展，化石燃料燃燒B．火山噴發(fā)，引發(fā)森林大火C．圍湖造田，水域面積縮小D．制冷劑的使用，導(dǎo)致臭氧層空洞探究點(diǎn)二大氣的垂直分層核心歸納1.從近地面到太空大氣的溫度、密度、氣壓、水汽和塵埃含量的變化，如下圖：2.大氣垂直分層垂直分層直接熱源溫度隨高度的變化大氣運(yùn)動形式與人類的關(guān)系高層大氣太陽輻射隨高度增加氣溫先降后升電離層反射無線電短波，維持短波通信平流層太陽輻射氣溫隨高度的增加而升高（下冷上熱）水平運(yùn)動天氣晴朗，利于航空飛行；臭氧層吸收紫外線，地球生命的保護(hù)傘對流層地面輻射氣溫隨高度的增加而下降（下熱上冷）對流運(yùn)動與人類關(guān)系最密切；天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變應(yīng)用體驗(yàn)[2024·遼寧朝陽一中月考]2023年10月26日，搭載神舟十七號載人飛船的長征二號F遙十七運(yùn)載火箭在甘肅省酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，神舟十七號載人飛船與火箭成功分離，并進(jìn)入預(yù)定軌道。下圖示意大氣垂直分層。據(jù)此完成1～3題。1.神舟十七號載人飛船在進(jìn)入預(yù)定軌道過程中，經(jīng)歷的氣溫變化情況是（）A．遞減→遞增→遞減→遞增B．遞增→遞減→遞增C．遞增→遞減→遞增→遞減D．遞減→遞增→遞減2.下列關(guān)于神舟十七號載人飛船途經(jīng)的大氣層說法正確的是（）A．①層大氣熱量主要來自太陽輻射B．②層內(nèi)的水汽、雜質(zhì)較為集中C．③層內(nèi)大氣對流運(yùn)動最旺盛D．④層內(nèi)的大氣密度、氣壓很低3.若有一架從甘肅飛往海南的飛機(jī)，僅考慮氣流狀況對飛機(jī)飛行的影響，飛機(jī)在飛行過程中為保持平穩(wěn)飛行，高度調(diào)節(jié)規(guī)律是（）A．先下降，后上升B．先上升，后下降C．不斷上升D．不斷下降探究點(diǎn)三逆溫現(xiàn)象核心歸納1.含義在對流層，氣溫垂直分布的一般情況是隨高度增加而降低，大約每升高100米，氣溫約降低0.6℃。這主要是因?yàn)閷α鲗哟髿獾闹饕獰嵩词堑孛?，離地面越高，受熱越少，氣溫就越低。但在一定條件下，對流層中也會出現(xiàn)氣溫隨高度增加而上升的現(xiàn)象，稱為逆溫現(xiàn)象。2.逆溫類型①輻射逆溫：在晴朗無云的夜間或黎明，由于大氣逆輻射較弱，地面輻射散失的熱量多，近地面氣溫迅速下降，而高處大氣層降溫幅度較小，從而出現(xiàn)上暖下冷的逆溫現(xiàn)象。這種逆溫現(xiàn)象黎明前最明顯，日出后逆溫層自下而上逐漸消失。②平流逆溫：當(dāng)暖空氣運(yùn)動到冷的地面上時，暖空氣與冷地面之間不斷進(jìn)行熱量交換，暖空氣下層受冷地面影響大，氣溫降低較快，上層降溫較慢，從而形成逆溫。該逆溫現(xiàn)象多出現(xiàn)在中緯度沿海地區(qū)。③鋒面逆溫：鋒面是冷暖氣團(tuán)之間狹窄的過渡帶，暖氣團(tuán)位于鋒面之上，冷氣團(tuán)在下，在冷暖氣團(tuán)之間的過渡帶上形成逆溫。④地形逆溫：常發(fā)生在山地、盆地和谷地的夜晚。由于夜間山坡散熱快，山坡上的冷空氣沿山坡下沉到谷底，谷底原來較暖的空氣被冷空氣抬升，從而出現(xiàn)溫度的倒置現(xiàn)象。這樣的逆溫一般是在一定的地形條件下形成的，所以稱為地形逆溫。狀元隨筆逆溫的影響（1）不利影響①出現(xiàn)多霧天氣。早晨多霧的天氣大多與逆溫有密切的關(guān)系，它使大氣能見度降低，給人們的出行帶來不便，甚至導(dǎo)致交通事故。②加劇大氣污染。由于逆溫現(xiàn)象的存在，空氣垂直對流受阻，會造成近地面大氣中的污染物不能及時擴(kuò)散，從而危害人體健康。（2）有利影響①抑制沙塵暴的發(fā)生。因?yàn)樯硥m暴發(fā)生的條件是大風(fēng)、沙塵、強(qiáng)對流運(yùn)動。②逆溫若出現(xiàn)在高空，對飛機(jī)的飛行極為有利，使飛機(jī)在飛行中不會有大的顛簸，同時也提高了大氣能見度，使飛行更加安全。應(yīng)用體驗(yàn)[2024·福建龍巖一中質(zhì)檢]逆溫是指與對流層氣溫隨高度變化規(guī)律相反的現(xiàn)象，能抑制空氣對流上升。下圖是我國北方某地某日逆溫層厚度最大時，由空中拍到的景象照片，照片顯示高高的煙囪伸出“云?！保ǖ蛯訚忪F），將工業(yè)廢氣煙霧排放在茫?！霸坪！敝?。據(jù)此完成1～2題。1.與該城市出現(xiàn)茫?！霸坪！爆F(xiàn)象無關(guān)的是（）A．水汽充足B．陽光燦爛C．含塵量高D．逆溫現(xiàn)象2.下列四幅圖，與上圖景象發(fā)生時對流層氣溫垂直分布狀況相符的是（）[2024·廣東潮州期中]下圖為北半球中緯度某地某日5次觀測到的近地面氣溫垂直分布示意圖，當(dāng)日天氣晴朗。據(jù)此完成3～5題。3.由圖中信息可分析出，大氣較穩(wěn)定的是（）A．8時、12時B．12時、15時C．5時、20時D．5時、15時4.在上述時刻，大氣較穩(wěn)定的原因是（）A．氣溫隨高度上升而遞減B．氣溫隨高度上升而遞增C．隨著高度上升氣溫保持不變D．天氣晴朗，盛行下沉氣流5.圖中最有利于近地面霧霾大氣污染物擴(kuò)散的是（）A．5時、20時B．5時、8時C．5時、15時D．12時、15時讀干潔空氣（25千米以下）的主要成分表，完成1～3題。氣體成分體積分?jǐn)?shù)（%）質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）氮?dú)?8.0875.52氧氣20.9423.15氬氣0.931.28二氧化碳0.03（變動）0.051.干潔空氣中所占比例最大的成分是（）A．氮?dú)釨．臭氧C．氧氣D．氬氣2.人類大量燃燒煤、石油等礦物燃料會導(dǎo)致（）A．冰川范圍縮小B．臭氧層破壞C．氮?dú)庠黾覦．水汽含量減少3.大氣中含有少量的臭氧，臭氧能夠保護(hù)地球生命，關(guān)于臭氧層說法正確的是（）A．臭氧層位于平流層底部B．臭氧可吸收太陽光線中的紫外線C．人工降雨加劇臭氧空洞D．臭氧空洞廣泛分布于大氣圈中[2024·浙江杭州階段練習(xí)]對流層中出現(xiàn)氣溫隨高度的增加而升高的現(xiàn)象，稱為逆溫現(xiàn)象。讀某地不同高度的氣溫日變化圖，完成4～5題。4.下列關(guān)于對流層的敘述，正確的是（）A．上部熱，下部冷B．中緯厚，高緯薄C．夏季薄，冬季厚D．低緯薄，中緯厚5.該地發(fā)生逆溫現(xiàn)象的時間段大約在（）A．5～6點(diǎn)B．6～8點(diǎn)C．10～13點(diǎn)D．21～24點(diǎn)6.閱讀圖文材料，完成下列要求。2023年暑假，上海某中學(xué)研學(xué)團(tuán)隊(duì)乘坐飛機(jī)從上海出發(fā)向西飛行。途經(jīng)印度時，印度正在遭受嚴(yán)重的颶風(fēng)。圖1為該團(tuán)隊(duì)研學(xué)線路和所經(jīng)過的城市，圖2為大氣的垂直分層結(jié)構(gòu)示意圖。eq\o(\s\up7(),\s\do5(圖1))eq\o(\s\up7(),\s\do5(圖2))（1）印度遭受的颶風(fēng)位于圖2中大氣層的（填字母）層，并說出該層大氣的特點(diǎn)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）颶風(fēng)對航班的影響較小，是因?yàn)轱w機(jī)在圖2中大氣層的（填名稱）飛行。說出該層大氣氣溫的垂直變化特點(diǎn)及原因。（3）說出上海到阿布扎比航段A層大氣厚度的變化特點(diǎn)及原因。[教材探究·活動點(diǎn)撥]教材第70頁探究1.認(rèn)同。地球上的生命活動離不開太陽輻射所提供的能量，但太陽輻射中的紫外線會破壞人、動物和植物的細(xì)胞組織。臭氧層能大量吸收太陽輻射中的紫外線，避免地球生物遭受過多紫外線輻射的影響，而少量穿過臭氧層到達(dá)地面的紫外線，能起到殺菌防病的作用，并能促進(jìn)人體內(nèi)維生素的合成。因此，臭氧層被稱為“地球生命的保護(hù)傘”。2.除了臭氧層破壞之外，全球性大氣環(huán)境問題還包括全球氣候變暖和酸雨等。全球氣候變暖與大氣中CO2等溫室氣體增多有關(guān)。酸雨與大氣中各種酸性氣體（如二氧化硫等）不斷增多有關(guān)。教材第72頁活動兩者的組成物質(zhì)不同，前者是氣態(tài)和液態(tài)物質(zhì)，后者是固態(tài)顆粒物；兩者都能造成空氣的能見度下降，前者會使空氣中水平能見度低于1千米，后者則會使空氣中水平能見度低于10千米；兩者在日出后變化不同，霧在日出后即散，霾在日出后不會消散。霾的危害主要有兩方面：一是對人體產(chǎn)生的危害，如對呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等的影響；二是對生態(tài)環(huán)境和交通造成的危害，如霾天氣時，由于空氣質(zhì)量差，能見度低，容易引起交通阻塞，發(fā)生交通事故。教材第75頁活動1.（1）對照我國地形圖可知，相較于重慶、武漢、長沙、上海，貴陽雖然緯度較低，但由于其處于云貴高原，海拔較高，故夏季天氣涼爽。（2）林芝雖然處在青藏高原地區(qū)，但該地海拔較低，且所在的緯度也比較低，故3月份該地氣溫已經(jīng)較高，有桃花盛開。2.（1）正常情況下，對流層氣溫是上冷下熱，容易形成對流。若對流層局部范圍內(nèi)出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象，則抑制了對流運(yùn)動，導(dǎo)致近地面污染物不易擴(kuò)散，進(jìn)而造成大氣污染。（2）20世紀(jì)八大公害事件指因現(xiàn)代化學(xué)、冶煉、汽車等工業(yè)的興起和發(fā)展，工業(yè)“三廢”排放量不斷增加，環(huán)境污染和破壞事件頻頻發(fā)生。在20世紀(jì)30年代至60年代，發(fā)生了八起震驚世界的公害事件。其中與逆溫現(xiàn)象有關(guān)的是：①比利時馬斯河谷煙霧事件；②美國多諾拉鎮(zhèn)煙霧事件；③倫敦?zé)熿F事件；④美國洛杉磯光化學(xué)煙霧事件。參考答案一、1．長期演化水汽雜質(zhì)氮?dú)庋鯕獾獨(dú)庋鯕?．基本成分光合紫外線二、1．溫度對流層2．17～188～9遞減對流50～55上升水平電離探究點(diǎn)一應(yīng)用體驗(yàn)1～2.解析：第1題，甲占干潔空氣78%，是氮?dú)?，是地球上生物體的基本成分，A正確；乙占干潔空氣21%，是氧氣，是生物維持生命活動的必需物質(zhì)，B錯誤；臭氧能吸收紫外線從而保護(hù)地球生物，丙占干潔空氣0.93%，是氬，C錯誤；丁占干潔空氣的0.038%，是二氧化碳，是綠色植物光合作用的原料，D錯誤。故選A。第2題，結(jié)合上題可知，丁是二氧化碳，全球二氧化碳含量的增多與人類活動有著很大的關(guān)系，特別是伴隨著工業(yè)化的發(fā)展，人類大量燃燒化石能源，導(dǎo)致大氣中的二氧化碳含量升高，A正確；火山噴發(fā)和森林大火不是人為因素，B錯誤；圍湖造田對二氧化碳含量影響很小，C錯誤；制冷劑的使用，其產(chǎn)生的氟利昂會影響臭氧層，與大氣中的二氧化碳無關(guān)，D錯誤。故選A。答案：1.A2.A探究點(diǎn)二應(yīng)用體驗(yàn)1～3.解析：第1題，結(jié)合大氣垂直分層圖可知，神舟十七號載人飛船在進(jìn)入對流層時，大氣溫度隨高度增加而遞減；進(jìn)入平流層時，因臭氧吸收大量紫外線，大氣溫度隨高度增加而遞增；進(jìn)入高層大氣后，大氣溫度隨高度增加先下降，后因大氣吸收了更短波長的太陽紫外線，大氣溫度隨高度增加又持續(xù)上升。故選A。第2題，大氣垂直分層圖中的①為對流層，水汽、雜質(zhì)含量豐富，對流運(yùn)動最為旺盛，熱量主要來自地面輻射；②為平流層，大氣穩(wěn)定，水汽、雜質(zhì)含量很少；③和④統(tǒng)稱為高層大氣，高層大氣的密度和氣壓很低。故選D。第3題，飛機(jī)平穩(wěn)飛行主要位于平流層內(nèi)，位于低緯度地區(qū)的海南，對流層的高度較高，甘肅緯度較高，對流層高度較低，因此由高緯度飛往低緯度地區(qū)，對流層的高度總體不斷增加，飛機(jī)為保證在平流層內(nèi)飛行，需要不斷上升飛行高度。故選C。答案：1.A2.D3.C探究點(diǎn)三應(yīng)用體驗(yàn)1～2.解析：第1題，該城市出現(xiàn)茫?！霸坪！爆F(xiàn)象主要是近地面的低層濃霧，它是空氣中水汽在近地面冷卻依托凝結(jié)核凝結(jié)形成，因此它與“水汽充足”“含塵量高”密切相關(guān)，排除A、C；由于此次上空有逆溫現(xiàn)象出現(xiàn)，近地面濃霧很難向上擴(kuò)散而集聚，形成茫?！霸坪！爆F(xiàn)象，排除D；陽光燦爛會使得地面迅速增溫，霧滴蒸發(fā)，并導(dǎo)致逆溫消失，霧容易擴(kuò)散消失，因此陽光燦爛與該城市出現(xiàn)茫?！霸坪！爆F(xiàn)象無關(guān)，B符合題意。故選B。第2題，圖文信息表明，高高的煙囪伸出“云?！?，低層濃霧限制在煙囪口之下，說明該地此時在煙囪口之下出現(xiàn)逆溫層(逆溫現(xiàn)象是指對流層氣溫隨高度增加而升高的反?，F(xiàn)象)。圖B和圖C中的逆溫層在煙囪口以上，且近地面氣溫較高，水汽不易在近地面凝結(jié)成霧，排除B、C；圖A和圖D中逆溫層在近地面，且近地面氣溫低，容易凝結(jié)成霧，但圖A中逆溫層頂部超過煙囪口，圖D中逆溫層頂部在煙囪口之下，因此D符合題意，排除A。故選D。答案：1.B2.D3～5.解析：第3題，由圖中信息可分析出，5次觀測數(shù)據(jù)中，只有5時和20時氣溫垂直分布是上熱下冷，出現(xiàn)逆溫，大氣上下對流較弱，大氣較穩(wěn)定，C正確，A、B、D錯誤。故選C。第4題，讀圖，5時和20時氣溫垂直分布都是下冷上熱，氣溫隨高度上升而遞增，不利于上下對流，大氣較穩(wěn)定，B正確，A、C錯誤；天氣晴朗是大氣穩(wěn)定的結(jié)果而不是原因，D錯誤。故選B。第5題，讀圖可知，5次觀測數(shù)據(jù)中，只有12時和15時氣溫垂直分布是上冷下熱，大氣上下對流運(yùn)動旺盛，有利于將近地面污染物帶到高空，通過對流擴(kuò)散，稀釋污染物的濃度，降低污染程度，D正確，A、B、C錯誤。故選D。答案：3.C4.B5.D課堂達(dá)標(biāo)檢測1～3.解析：第1題，干潔空氣中包括氮?dú)?、氧氣、二氧化碳等，其中，氮?dú)饧s占78%，所占比例最大，A正確；氧氣約占20%，氬氣占0.93%，臭氧占1%以下，B、C、D錯誤。故選A。第2題，人類大量燃燒煤、石油等礦物燃料會排放大量的廢熱，增加空氣中二氧化碳的含量，全球氣候變暖，冰川范圍縮小，A正確；臭氧層破壞是因?yàn)橹评鋭┑氖褂?，B錯誤；人類大量燃燒煤、石油等礦物燃料與氮?dú)庠黾訜o關(guān)，C錯誤；人類大量燃燒煤、石油等礦物燃料跟水汽含量無關(guān)，D錯誤。故選A。第3題，平流層位于對流層頂部(8～18km左右)向上至50～55km的高空，在15～35km范圍內(nèi)形成臭氧層，因此臭氧層位于平流層中下部，A錯誤；紫外線屬于短波輻射，臭氧層能夠大量吸收太