2024-2025學(xué)年新教材高中地理第二章地球上的大氣第1節(jié)大氣的組成和垂直分層學(xué)案新人教版必修1

PAGE13-第一節(jié)大氣的組成和垂直分層【熱點鏈接】天宮二號運行在近地點約190千米、遠(yuǎn)地點約370千米的橢圓軌道，在軌狀態(tài)正常、運行平穩(wěn)。2019年7月19日，天宮二號空間試驗室受控離軌并再入大氣層，少量殘骸落入南太平洋預(yù)定平安海疆。天宮二號受控再入大氣層，標(biāo)記著中國載人航天工程空間試驗室階段全部任務(wù)圓滿完成。航天領(lǐng)域的大氣層上界與地理上的大氣層上界有何關(guān)系？提示航天領(lǐng)域的大氣上界高度低于地理上的大氣層上界高度。國際航空聯(lián)合會給出的太空和內(nèi)層大氣空間的高度約為100千米，這也就是聞名的卡門線。課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)定位運用圖表等資料，說明大氣的組成和垂直分層，及其與生產(chǎn)生活的聯(lián)系。水平1：依據(jù)圖表資料，說出大氣的組成和垂直分層。水平2：依據(jù)地理資料，說明大氣成分的作用，大氣垂直分層的劃分依據(jù)及高度。水平3：依據(jù)地理資料，分析人類活動對大氣成分的影響，大氣垂直分層的特點及與人類活動的關(guān)系。水平4：通過圖表資料，探討大氣成分的時空分布，對流層高度的時空分布。人地協(xié)調(diào)觀：通過探討大氣的組成和垂直分層與人類活動的關(guān)系，樹立愛護環(huán)境的觀念。綜合思維：說明大氣垂直分層的特點，分析地理環(huán)境對大氣成分和對流層高度的影響。區(qū)域認(rèn)知：分析大氣成分的地區(qū)差異，分析對流層高度的地區(qū)差異。地理實踐力：視察天氣現(xiàn)象，體驗大氣組成對天氣改變的影響。一大氣的組成1.大氣的組成2．人類活動對大氣組成的影響人類活動排放的污染物進入大氣，會影響大氣的成分和含量，產(chǎn)生大氣污染。1.推斷正誤。(1)干潔空氣以氧氣為主。(×)(2)臭氧因汲取太陽光中的紅外線而被稱為“地球生命的愛護傘”。(×)2．對地面具有保溫作用的大氣成分是()A．二氧化碳 B．氧氣C．氮氣 D．雜質(zhì)答案A解析二氧化碳對地面具有保溫作用。3．舉例說明人類對大氣成分的影響。提示燃燒煤炭等礦物燃料、破壞森林使二氧化碳含量增多；運用空調(diào)等制冷設(shè)備使臭氧削減。二大氣的垂直分層1.劃分依據(jù)：依據(jù)溫度、eq\x(\s\up1(01))運動狀況和密度，大氣自下而上可以劃分為eq\x(\s\up1(02))對流層、平流層和高層大氣。2．大氣各垂直分層的主要特點1．推斷正誤。(1)臭氧層位于對流層。(×)(2)平流層有利于高空飛行。(√)2．隨高度的上升，對流層氣溫()A．上升 B．先上升后降低C．降低 D．先降低后上升答案C解析在對流層，氣溫隨高度的上升而降低。3．一架飛機保持在15千米的高度，由赤道飛往北京，依次會經(jīng)過大氣垂直分層有哪些？提示對流層、平流層。主題探究大氣的組成美國有線電視新聞網(wǎng)2018年12月6日消息，最新探討顯示，北極圈內(nèi)的格陵蘭島冰川正在以數(shù)千年來“前所未有”的速度溶化?！?024年臭氧層耗損科學(xué)評估》指出，自2000年以來，南極地區(qū)臭氧的復(fù)原率達到了1%～3%。據(jù)此探究下列問題：(1)全球變暖主要與哪種大氣成分增多有關(guān)？(2)臭氧有哪些作用？(3)針對上述大氣環(huán)境問題，可實行哪些有效措施？[成果展示](1)二氧化碳。(2)臭氧能夠汲取太陽光中的紫外線，愛護地球生命。(3)削減化石能源的運用，發(fā)展清潔能源，削減二氧化碳排放；愛護森林；探討新型制冷設(shè)備，限制氟氯烴的排放等，愛護臭氧層。1．大氣組成及其作用大氣組成主要作用干潔空氣主要成分N2eq\x(\s\up1(01))生物體的基本元素O2維持eq\x(\s\up1(02))生命活動的必需物質(zhì)微量成分CO2綠色植物eq\x(\s\up1(03))光合作用的基本原料；汲取地面輻射的實力強，使氣溫eq\x(\s\up1(04))上升，對地面具有eq\x(\s\up1(05))保溫作用O3汲取eq\x(\s\up1(06))紫外線，使大氣增溫；使地球上的生物免遭過量紫外線的損害水汽成云致雨的eq\x(\s\up1(07))必要條件，對地面具有eq\x(\s\up1(08))保溫作用雜質(zhì)作為eq\x(\s\up1(09))凝聚核，成云致雨的必要條件2．人類活動對大氣的影響人類活動造成的大氣污染，導(dǎo)致大氣成分和含量改變。讀干潔空氣的主要成分(25千米以下)表，回答(1)～(3)題。氣體成分體積分?jǐn)?shù)(%)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)氮(N2)78.0875.52氧(O2)20.9423.15氬(Ar)0.931.28二氧化碳(CO2)0.03(變動)0.05(1)干潔空氣中體積比例最大的是()A．氮(N2) B．氧(O2)C．氬(Ar) D．二氧化碳(CO2)(2)對地面起到保溫作用的是()A．氮(N2) B．氧(O2)C．氬(Ar) D．二氧化碳(CO2)(3)低層大氣中除干潔空氣外，主要成分還有()A．臭氧(O3) B．氨氣(NH3)C．甲烷(CH4) D．水汽和雜質(zhì)[科學(xué)思維]大氣成分及其作用的分析思路類題透析大氣成分低層大氣由干潔空氣、eq\x(\s\up1(01))水汽和eq\x(\s\up1(02))雜質(zhì)組成；干潔空氣中，體積比例最大的是eq\x(\s\up1(03))氮(N2)。作用eq\x(\s\up1(04))二氧化碳(CO2)對地面具有保溫作用。[答案](1)A(2)D(3)D主題探究大氣的垂直分層隨著海拔的改變，大氣的組成和性質(zhì)發(fā)生了很大的改變。下圖為大氣的垂直分層示意圖。據(jù)此探究下列問題：(1)隨著海拔的上升，大氣的氣溫柔氣壓發(fā)生了什么改變？(2)該圖反映了大氣垂直分層的劃分依據(jù)是什么？[成果展示](1)氣溫：隨著海拔的上升，氣溫先降低，后上升，再降低，再上升。氣壓：隨著海拔的上升，氣壓降低。(2)氣溫。垂直分層高度主要特點特點成因?qū)α鲗拥途?7～18千米，中緯10～12千米，高緯8～9千米氣溫隨高度的增加而eq\x(\s\up1(01))遞減(每上升100米，溫度大約降低0.6℃)地面是對流層大氣主要的干脆熱源，離地面越近，受eq\x(\s\up1(02))熱越多空氣eq\x(\s\up1(03))對流運動顯著該層上部eq\x(\s\up1(04))冷、下部eq\x(\s\up1(05))熱，有利于空氣對流運動天氣現(xiàn)象eq\x(\s\up1(06))困難多變幾乎全部eq\x(\s\up1(07))水汽、eq\x(\s\up1(08))固體雜質(zhì)集中在該層，eq\x(\s\up1(09))對流運動易成云致雨平流層對流層頂?shù)?0～55千米下層氣溫隨高度改變?。?0千米以上隨高度增加而eq\x(\s\up1(10))快速上升該層中的臭氧大量汲取太陽eq\x(\s\up1(11))紫外線氣流以eq\x(\s\up1(12))平流運動為主該層大氣上熱下冷，大氣eq\x(\s\up1(13))穩(wěn)定有利于eq\x(\s\up1(14))高空飛行水汽、雜質(zhì)極少，云雨絕跡，能見度eq\x(\s\up1(15))好高層大氣平流層以上的大氣氣壓eq\x(\s\up1(16))很低，密度很小離地面遠(yuǎn)，引力小氣溫隨高度的上升eq\x(\s\up1(17))先降低后上升高層大氣底部隨海拔上升臭氧削減，汲取紫外線實力降低，溫度降低；高層大氣呈電離狀態(tài)，氧原子汲取太陽紫外線，溫度又持續(xù)上升80～500千米高空有若干電離層，能反射eq\x(\s\up1(18))無線電波電離層大氣在太陽紫外線和宇宙射線的作用下，處于高度eq\x(\s\up1(19))電離狀態(tài)讀大氣溫度隨高度改變示意圖，回答(1)～(2)題。(1)從大氣垂直分層看，圖示大氣層是()A．低緯對流層B．中緯平流層C．高緯對流層D．低緯平流層(2)該層大氣()A．隨高度增加，溫度增幅變小B．能大量汲取紅外線輻射C．以平流運動為主，利于高空飛行D．猛烈的太陽輻射使大氣呈電離狀態(tài)[科學(xué)思維]大氣垂直分層的分析思路類題透析思路點撥推斷依據(jù)高度、氣溫改變等推斷。圖示分層的最低高度為eq\x(\s\up1(01))12千米，位于eq\x(\s\up1(02))中緯地區(qū)；氣溫隨高度的上升而eq\x(\s\up1(03))上升，為eq\x(\s\up1(04))平流層。特點對流層高度具有eq\x(\s\up1(05))緯度差異。隨高度上升，溫度變幅eq\x(\s\up1(06))增大；含有臭氧，能汲取eq\x(\s\up1(07))紫外線；以eq\x(\s\up1(08))平流運動為主，有利于eq\x(\s\up1(09))高空飛行；電離狀態(tài)存在于eq\x(\s\up1(10))高層大氣。[答案](1)B(2)C教材活動巧點撥[教材第30頁活動]思路點撥1.埃塞俄比亞和肯尼亞的地形都以高原為主，海拔約為2000米。海拔較高，空氣中氧氣含量較少，有利于激發(fā)運動員的運動潛力，在海拔較低的地區(qū)進行長跑競賽，優(yōu)勢明顯。2．依據(jù)表中所給各地的經(jīng)緯度位置在地圖中逐一查找，并留意各高原的地形特點和海拔。3．五個訓(xùn)練基地的海拔均在1800～2400米范圍內(nèi)。海拔過高，空氣中氧氣含量過少，會形成缺氧環(huán)境，不利于運動員身體健康，也不能取得志向的成果。[教材第31頁思索]思路點撥1.一是能見度高。平流層大氣中水汽和雜質(zhì)等極少，天氣晴朗，大氣能見度高。二是大氣運動利于飛機飛行。平流層大氣以平流運動為主，飛機受力比較穩(wěn)定，便于飛行員操縱駕駛，并可節(jié)約燃油消耗。其他緣由：受地面影響小，受飛鳥飛行影響小。2．利用高層大氣中的電離層可以反射無線電波的特征。核心素養(yǎng)速提升素養(yǎng)提升1人地協(xié)調(diào)觀和綜合思維大氣是多種氣體的混合物，各成分保持相對地穩(wěn)定。不同的大氣成分，作用不同。據(jù)此完成1～3題。1．大氣成分中，既能參加光合作用，又具有保溫作用的是()A．氮 B．氧C．二氧化碳 D．臭氧答案C解析參加光合作用的大氣成分主要是氧和二氧化碳，二氧化碳具有保溫作用。2．近地面大氣中，時空差異最顯著的大氣成分是()A．氮和氧 B．水汽和雜質(zhì)C．水汽和氧 D．二氧化碳和氮答案B解析受地表性質(zhì)和天氣狀況的影響，水汽和雜質(zhì)的時空差異最顯著。3．當(dāng)今，導(dǎo)致大氣成分比例發(fā)生不合理改變的人為因素有()①燃燒煤、石油等礦物燃料②大量制冷設(shè)備③大量植樹造林④興修水庫A．①② B．②③C．②④ D．③④答案A解析燃燒煤、石油等礦物燃料產(chǎn)生大量二氧化碳，大量制冷設(shè)備的運用釋放大量的氟氯烴，會破壞臭氧；植樹造林和興修水庫使大氣成分向良性方向改變。素養(yǎng)提升2區(qū)域認(rèn)知讀大氣垂直分層示意圖，回答1～3題。1．人類排放的氟氯烴，對人類生存環(huán)境破壞最大的是()A．A層 B．B層C．C層 D．C層以上大氣層答案B解析讀圖可知，B層為平流層，平流層中有臭氧存在，人類排放氟氯烴可破壞臭氧層。2．冬季，下列城市上空對流層高度從高到低排列正確的是()①廣州②上海③北京④哈爾濱A．①②③④ B．①③②④C．②③①④ D．②④①③答案A解析對流層厚度由低緯向高緯遞減。3．日常生活中，常常遇到的氣溫改變和風(fēng)霜雨雪天氣發(fā)生在()A．A層 B．B層C．C層 D．C層以上答案A解析云、霧、雨、雪等天氣現(xiàn)象主要發(fā)生在對流層。素養(yǎng)提升3地理實踐力1．查閱相關(guān)資料，探討主要大氣成分改變的特點及緣由。2．查閱相關(guān)資料，探討極光、流星、天氣現(xiàn)象、高空飛行、無線電波與大氣垂直分層及人類活動的關(guān)系。3．從日常生活的角度提出改善大氣環(huán)境的措施。時間：45分鐘滿分：100分探究點題號大氣的組成1、2、5、9、11、12、13大氣的垂直分層3、4、6、7、8、10、14一、選擇題(共12小題，每小題4分，共48分，每小題只有一個選項符合題目要求)大氣是由多種氣體及浮懸其中的液態(tài)和固態(tài)雜質(zhì)所組成。據(jù)此完成1～2題。1．(區(qū)域認(rèn)知)低層大氣的組成成分是()A．氧氣、氮氣和干潔空氣B．二氧化碳、水汽和雜質(zhì)C．干潔空氣、水汽和雜質(zhì)D．氮氣、水汽和干潔空氣答案C解析低層大氣由干潔空氣、水汽和雜質(zhì)組成。2．(人地協(xié)調(diào)觀)由于人類活動造成的大氣污染，已導(dǎo)致大氣中一些成分比例改變明顯，表現(xiàn)在()A．臭氧增多 B．二氧化碳含量增多C．水汽增多 D．氧氣增多答案B解析人類燃燒煤、石油等礦物燃料，使大氣中二氧化碳含量不斷增加；隨著電冰箱、冰柜等的廣泛運用，大氣中的氟氯烴含量不斷增加，破壞大氣中的臭氧，使其含量不斷削減。讀地球某大氣成分濃度垂直分布圖，回答3～5題。3．(區(qū)域認(rèn)知)該大氣成分最可能是()A．二氧化碳 B．氧氣C．臭氧 D．水汽4．(區(qū)域認(rèn)知)該大氣成分主要分布于()A．對流層 B．平流層C．高層大氣 D．外層大氣5．(人地協(xié)調(diào)觀)受人類活動的影響，部分地區(qū)該大氣成分的濃度降低。帶來的影響主要是()A．大氣透亮度提高B．大氣透亮度降低C．到達地面的紫外線增多D．到達地面的紫外線削減答案3.C4.B5.C解析讀圖可知，該大氣成分在20～30千米高度范圍內(nèi)濃度最高，該高度范圍是平流層，該大氣成分最可能是臭氧；臭氧能汲取太陽光中的紫外線，臭氧削減后，到達地面的紫外線增多。下圖示意大氣垂直分層，讀圖回答6～8題。6．(綜合思維)圖中正確表示大氣層氣溫垂直改變的曲線是()A．① B．②C．③ D．④答案B解析①曲線所示對流層的氣溫改變過于猛烈，最低溫過低，解除①；對流層氣溫隨海拔增高而降低，解除④；平流層氣溫隨海拔增高而上升，解除③；高層大氣的底層氣溫隨海拔增高而降低，上層氣溫隨海拔增高而上升，②曲線正確。7．(區(qū)域認(rèn)知)對無線電通信具有重要意義的電離層位于()A．Ⅰ層頂部 B．Ⅱ?qū)拥撞緾．Ⅱ?qū)又胁?D．Ⅲ層答案D解析Ⅲ層為高層大氣，在該層中有若干電離層(在80～500千米高空)，其帶電粒子會反射無線電波。8．(區(qū)域認(rèn)知)我國放射的“神舟”號飛船運行軌道所在的大氣層()A．氣溫在－50℃～20℃之間B．氣溫隨高度增加平穩(wěn)下降C．最低氣溫約為－80℃D．最高氣溫約為40℃答案C解析“神舟”號飛船的運行軌道在高層大氣，其最低氣溫約－80℃。地球大氣中進行著各種不同的物理過程，產(chǎn)生著高天流云、風(fēng)霜雨雪等異彩紛呈的自然現(xiàn)象。據(jù)此回答9～10題。9．(綜合思維)云雨現(xiàn)象主要分布在對流層，緣由不包括()A．上冷下熱 B．水汽、雜質(zhì)含量多C．對流旺盛 D．二氧化碳含量多答案D解析對流層上冷下熱，對流旺盛，有利于成云致雨，A、C兩項不符合題意；對流層大氣中，水汽、雜質(zhì)含量多，水汽和雜質(zhì)是天氣改變的重要角色，B項不符合題意；云雨的產(chǎn)生與二氧化碳含量無關(guān)，D項符合題意。10．(綜合思維)“我欲乘風(fēng)歸去，又恐瓊樓玉宇，高處不勝寒”說明()A．對流層氣溫隨高度上升而降低B．對流層氣溫隨高度上升而上升C．平流層氣溫隨高度上升而上升D．平流層氣溫隨高度上升而降低答案A解析“我欲乘風(fēng)歸去，又恐瓊樓玉宇，高處不勝寒”說明對流層氣溫隨高度上升而降低。讀南極薩布爾基地冰穴測定的大氣中某種氣體體積分?jǐn)?shù)的歷史數(shù)據(jù)，回答11～12題。11．(綜合思維)該氣體是()A．二氧化碳 B．臭氧C．氮 D．氧答案A解析據(jù)圖中縱坐標(biāo)的含義可知，該氣體濃度很低，說明該氣體屬于大氣中的微量成分，故解除C、D兩項；工業(yè)革命以來，受人類活動的影響，大氣中的二氧化碳濃度上升，臭氧含量削減，故A項正確，B項錯誤。12．(人地協(xié)調(diào)觀)造成該大氣成分濃度增加的主要緣由有()①空調(diào)等制冷設(shè)備的運用②過度砍伐森林③大量運用煤等礦物燃料A．①② B．②③C．①③ D．①②③答案B解析過度砍伐森林、礦物燃料的燃燒是二氧化碳濃度上升的主要緣由。二、綜合題(共2小題，共52分)13．讀干潔空氣組成示意圖，回答下列問題。(22分)(1)圖中A、B表示的大氣成分是：A____________，B________。其中B的重要作用是____________________________。(8分)(2)“其他氣體”含量雖少，但其中的________和________對地球上的生命活動和自然環(huán)境有著重要作用。被稱為“地球生命愛護傘”的主要成分分布在__________層。(6分)(3)由于人類活動的影響，使得大氣的成分和含量發(fā)生改變。由于燃燒礦物燃料，使得干潔空氣中的________含量增多；由于________工業(yè)的發(fā)展，釋放到大氣中的________增加，破壞了臭氧層，使到達地面的________增加，危害人體健康。(8分)答案(1)氮氣氧氣人類和一切生物維持生命的必需物質(zhì)(2)CO2O3平流(3)CO2制冷氟氯烴紫外線解析可依據(jù)干潔空氣的組成及各成分的主要作用進行分析。14．讀大氣垂直分層圖，回答下列問題。(30分)(1)B層是________層，為什么說它是人類生存環(huán)境的自然屏障？______________________________________________________________________