2.1 大气的组成和垂直分层（Word教参）-【勤径学升】2024-2025学年高中地理必修第一册同步练测（人教版2019）

第一节　大气的组成和垂直分层 课程标准 核心素养 　　运用图表资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产生活的联系。 1.通过分析大气污染有关实例，认识大气的组成与生产生活的联系，形成正确的环境观，促进社会、经济、环境的良性循环。(人地协调观) 2.结合大气的垂直分层图，综合分析各层的特点及其对人类活动的影响。(综合思维) [对应学生用书第27页] 一、大气的组成 组成 含量 作用 干洁空气 氮气 约占78% 地球上生物体的基本元素 氧气 约占21% 人类和其他生物维持生命活动所必需的物质 二氧化碳 少 绿色植物进行光合作用的基本原料，吸收地面辐射，使气温升高 臭氧 吸收太阳光中的紫外线，对生物具有保护作用 水汽 很少 产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象 杂质 作为凝结核，是成云致雨的必要条件 1．为什么臭氧被称为“地球生命的保护伞”？ 提示　臭氧层可以吸收太阳辐射中的紫外线，减少了到达地面的紫外线辐射，保护了地球上的生命，使其免受过多紫外线的伤害，因此被称为“地球生命的保护伞”。 二、大气的垂直分层 1．划分依据：温度、运动状况和密度。 2．各层特征比较 垂直分层 气温变化 大气运动 与人类关系 ①对流层 随高度的升高而递减 对流运动显著 云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层 ②平流层 随高度增加而迅速上升 平流运动为主 A．臭氧层被称为“地球生命的保护伞”，适合航空飞行 ③高层大气 随高度增加先下降后上升 　 B．电离层，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用 2．从纽约飞往伦敦的航班，正飞行在万米高空，前方突然乌云翻滚。为躲避空难，飞行员最好采取什么方法？为什么？ 提示　从飞机的飞行高度和所遇到的现象可知，该飞机飞行在对流层的顶部，为了躲避空难，应该迅速提升飞机的飞行高度，进入到平流层中，因为平流层大气以水平运动为主，大气平稳，天气晴朗，利于航空飞行。 [对应学生用书第28页] 知识点一　大气的组成 地球形成之初，大气的主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨气，缺少氧气。如今的大气成分是地球长期演化的结果，在短时间内不会有明显变化。 由于煤、石油等矿物燃料的使用越来越多，人类社会每年排放的二氧化碳总量在过去三十年里增加了一倍。再加上大量砍伐森林，削弱了绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳的能力，大气中二氧化碳的浓度在过去三十年里增长了12%。氯氟烃是一种人工合成的化合物，主要用于制冷剂、火箭推进剂等的生产，到20世纪80年代中期为止，全球氯氟烃的年消费量已达到100万吨。美国环保局发现，臭氧总量每耗减1%，地面紫外线会增加1.5%～2%。他们预测，如果氯氟烃生产和消费不加限制，到2075年，地球臭氧总量将比1985年再耗减25%。人们不禁要问，越来越多的大气环境问题产生的原因是什么？我们应如何保护我们的家园？ 结合材料探究： 1．举例说明人类活动对大气成分的影响，并分析由此带来的环境问题。 提示　人类排放大量二氧化碳，导致全球气候变暖；人类排放大量二氧化硫，产生酸雨；人类大量使用制冷剂，产生大量氯氟烃，造成臭氧层空洞等。 2．针对上述大气环境问题，可采取哪些有效措施？ 提示　减少矿物燃料的使用，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，控制氯氟烃的排放，保护臭氧层。 1．低层大气的组成及作用 组成成分 作用 干 洁 空 气 氧气(21%) 氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质 氮气(78%) 氮是地球上生物体的基本元素 二氧化碳 (0.038%) 绿色植物进行光合作用的基本原料，吸收地面辐射的能力强，使气温升高 臭氧 能吸收太阳紫外线，使气温升高；减少到达地面的紫外线，保护地球生物 水汽 产生云、雨、雾、雪等天气现象；影响地面和大气的温度 杂质 作为凝结核，是成云致雨的必要条件 2.人类活动对大气成分的影响 臭氧层破坏 (1)原因：①自然，太阳活动。②人为，人类向大气中大量排放消耗臭氧的物质(如氯氟烃)。 (2)后果：①影响人类的健康。一方面，过量的紫外线会破坏人的免疫系统，使人的自身免疫系统出现问题，患呼吸道传染性疾病的人数大量增加；另一方面，过量的紫外线会增加皮肤癌的发病率。②影响农作物的产量和质量。③影响水域生态系统，会直接引起整个食物链的破坏。 (3)措施：①减少消耗臭氧层有害气体的排放，如减少冰箱含氧制冷剂的排放(改用无氟制冷剂)；②寻找新的替代品，加大对替代品的研制力度。 1．(山西怀仁期末)下图所示是干洁空气的组成成分和体积占比。读图回答(1)～(2)题。 (1)下列对各字母代表的成分及作用的叙述，正确的是(　　) A．A—氧气，氧是生物体的基本元素 B．A—氮气，吸收紫外线，保护地球生命 C．B—氧气，地球生物维持生命活动的必需物质 D．B—氮气，吸收地面热量，具有保温作用 (2)下列有关各大气成分的作用的叙述，错误的是(　　) A．臭氧尽管含量少，但能够吸收紫外线，有“地球生命的保护伞”之称 B．水汽和杂质是成云致雨的必要条件 C．干洁空气中氮气含量最大，为绿色植物的光合作用提供原料 D．二氧化碳吸收地面辐射，具有保温作用 解析　第(1)题，根据所学知识可知，A表示氮气，B表示氧气，排除A、D；臭氧吸收紫外线，从而保护地球生命，B错误；氧气是地球生物维持生命活动的必需物质，C正确。故选C。第(2)题，二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，C项符合题意。故选C。 答案　(1)C　(2)C 2．低层大气的组成成分为三部分：干洁空气、水汽和固体杂质，其中氮气和氧气为主要成分。随着人类社会的发展人类也在改变着大气的成分，进而引发了环境问题。据此完成(1)～(2)题。 (1)近些年来，随着“霾”天气现象出现频率越来越高，导致空气质量逐渐恶化。霾出现频率增加是由于人类活动改变了大气组成中的(　　) A．干洁空气成分 B．水汽比重 C．固体杂质含量 D．有害气体成分 (2)下列现象主要与大气成分中硫氧化物多少相关的是(　　) A．全球变暖 B．旱灾频发 C．臭氧层变薄 D．酸雨加重 解析　第(1)题，霾也称阴霾、灰霾，是指原因不明的大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊现象。霾的核心物质是空气中悬浮的灰尘颗粒，故霾改变了大气成分中的固体杂质含量。故选C。第(2)题，大气成分中硫氧化物是酸雨形成的主要物质，D正确；全球变暖与二氧化碳等温室气体有关，A错误；旱灾、臭氧层与硫氧化物无关，B、C错误。故选D。 答案　(1)C　(2)D 知识点二　大气的垂直分层 材料　2024年春节假期，王老师一家从海南机场乘飞机到欧洲旅游。飞机起飞时当地还是细雨蒙蒙，但起飞后不久却是晴空万里，阳光普照。 结合材料探究： 1．请说明材料中“飞机起飞时当地还是细雨蒙蒙，但起飞后不久却是晴空万里，阳光普照。”现象出现的原因。 提示　飞机起飞时仍在对流层大气中，受阴雨天气影响，因此细雨蒙蒙。当飞机起飞穿过对流层后，就进入平流层飞行，因此天气晴好。 2．飞机起飞时，空姐都要求乘客手机关机或调到飞行模式，你知道是什么原因吗？ 提示　在飞机上拨打电话会干扰飞机与地面的通信联络、导航信号等，危及飞机飞行安全。 1．大气的垂直分层 分层 高度范围 主要特点 特点成因 与人类的关系 对流层 低纬：17－18 千米 中纬：10－12 千米 高纬：8－9 千米 气温随高度的升高而递减 地面是对流层大气的直接热源；同一地区的对流层高度夏季高于冬季 人类生活在对流层的底部，与人类关系最密切 空气对流运动显著 该层上部冷，下部热 天气现象都发生在这一层 近地面的水汽和杂质通过对流运动向上输送，在上升过程中随着气温降低，容易成云致雨 平流层 自对流层顶部至50－55 千米 气温随高度升高而升高 该层中的臭氧吸收大量太阳紫外线 人类生存环境的天然屏障；适合航空飞行 以平流运动为主 该层上部热，下部冷 无云雨现象 水汽和杂质含量很少 高层大气 自平流层顶部到3 000 千米的高空 空气密度很小 距地面远，受地球引力小 电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用 　　 2．逆温现象及其危害 (1)逆温现象：正常情况下，对流层的气温随高度增加而递减，且海拔每升高100 m，气温约下降0.6 ℃。但在一定条件下，对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高的现象，或者气温随高度增加而降低的幅度小于垂直递减率，这种现象我们称之为“逆温”。如下图所示。 (2)逆温的类型 类型 发生的条件和过程 出现的地区 辐射逆温 在晴朗无云或少云的夜晚，地面很快冷却，贴近地面的大气层也随之降温，离地面越近降温越快，离地面越远降温越慢，因而形成了自地面开始的逆温 中高纬度地区，黎明前最强 平流逆温 当暖空气运动到冷的地面上空时，暖空气与冷地面之间不断进行热量交换，暖空气下层受冷地面影响大，气温降低较快，上层降温较慢，从而形成逆温 中纬度沿海地区 锋面逆温 锋面是冷暖气团之间狭窄的过渡带，暖气团位于锋面上部，冷气团在下部，会形成逆温 冷暖气团之间的过渡带 地形逆温 由于山坡散热快，山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升，从而出现温度的倒置现象，即地形逆温 山地、盆地和谷地 (3)危害 ①出现多雾天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系，它使能见度降低，给人们的出行带来不便，甚至导致交通事故。 ②加剧大气污染。由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，造成近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康。 ③对航空造成影响。“逆温”多出现在低空，多雾天气给飞机起降带来不便。如果出现在高空，则对飞机飞行极为有利，因为大气以平流运动为主，飞行中不会有较大的颠簸。 3．中国载人空间站(简称天宫空间站)在2022年建成并投入运转。空间轨道高度为400～450千米，设计寿命为10年，长期驻留3人。下图示意大气的垂直分层。据此完成(1)～(2)题。 (1)推测《西游记》里风雨雷电四位神仙显身作法的位置在(　　) A．对流层 B．平流层 C．中间层 D．散逸层 (2)下列对建成并投入运转的天宫空间站的叙述，正确的是(　　) A．驻留人员受臭氧层保护免受紫外线威胁 B．利用电离层反射无线电波保持空地联系 C．利用科技手段收集云雨雾实现淡水自给 D．不会对外太空和地球大气带来任何污染 解析　第(1)题，推测《西游记》里风雨雷电四位神仙显身作法的位置在对流层，因为对流层的高度达到12 000米，而且大气密度大，风雨雷电主要发生在对流层，A正确，B、C、D错误。故选A。 第(2)题，建成并投入运转的天宫空间站轨道高度为400～450千米，利用电离层反射无线电波保持空地联系，B正确。臭氧层在空间站的下面，驻留人员受紫外线威胁大，A错。目前还达不到利用科技手段收集云雨雾实现淡水自给的水平，C错。会对外太空和地球大气带来一些污染，D错。故选B。 答案　(1)A　(2)B 4．近年来，雾霾天气在我国频繁出现，空气质量问题已引起全社会关注。下图示意气温垂直分布的四种情形。读图完成(1)～(2)题。 (1)假设四幅气温垂直分布图反映了一次雾霾天气的生消过程，则正确反映雾霾天气生消过程的是(　　) A．①→②→③→④ B．④→①→②→③ C．③→④→①→② D．②→③→④→① (2)图中最有利于大气污染物扩散的情形是(　　) A．①　　　B．② C．③　　　D．④ 解析　第(1)题，雾霾的形成与逆温有密切的关系，雾霾的生消过程与逆温过程大体一致。图中②→③→④→①顺序是逆温由出现到消失的过程，所以D项正确。第(2)题，读图可知，①情形气温随高度的增加而降低，利于空气对流运动及大气污染物的扩散，故A项正确。②③④情形均存在气温随高度的增加而升高的情况，即大气中均存在逆温层。逆温层底部气温低、顶部气温高，不利于空气的对流运动，大气污染物不易扩散。 答案　(1)D　(2)A 图1为大气组成和垂直分层结合图，图2为大气的垂直分层三维空间图。 1．熟悉大气的组成成分及各自的作用。 2．掌握大气垂直分层的划分依据：温度、密度及运动状况。 3．气温随高度变化曲线像“W”右转90°的形状。 4．落实大气垂直分层中各层与人类活动的关系。 北京时间2023年5月10日21时22分，长征七号火箭搭载天舟六号货运飞船顺利发射，飞船次日成功与中国空间站对接(空间站距地面约400 km)。下图为大气垂直分层示意图。据此完成1～2题。 1．成功对接时飞船外的大气层(　　) A．密度较大 B．天气多变 C．气压较小 D．有臭氧层 2．下列关于图中各层大气的特征描述，不正确的是(　　) A．①—平流运动显著 B．②—适合飞机飞行 C．③—温度急剧下降 D．④—有电离层存在 解析　第1题，对接成功时，空间站所在高度大约为400千米，位于地球大气分层中的高层大气。对流层顶的高度约12千米左右，对流层天气多变，是大气中密度最大的一层，A、B错误；高层大气受地球引力更小，气压较小，C正确；平流层范围是12～50千米之间，臭氧层位于平流层，D错误。故选C。第2题，①为对流层，其对流运动显著，A选项说法错误，符合题意；②为平流层，大气较为稳定，适合飞机飞行，B选项说法正确，不符合题意；从图中可以看到③层(中间层)温度急剧下降，C选项说法正确，不符合题意；④位于高层大气暖层，此层有电离层存在，D选项说法正确，不符合题意。故选A。 答案　1.C　2.A [对应学生用书第32页] (云南·德宏傣族景颇族自治州高一期末)寒假，晓晓乘飞机从哈尔滨到广州，旅途日记中写道：“天空下着小雪，飞机开始顺着机场的跑道慢慢上升，窗外的建筑物向后而去，飞到万米高空时，飞机平稳飞行，天气突然变得晴朗，窗外的天蓝得似水，大片的云海犹如雪白的棉花糖，真想走到窗外在云端遨游一番。”下图为大气中臭氧浓度垂直变化示意图。据此完成1～2题。 1．晓晓在万米高空看到天气变晴朗的原因是(　　) A．臭氧层可以吸收紫外线，温度上升使水汽蒸发 B．大气散射和反射作用强，出现蓝天白云 C．气温随高度上升而上升，空气以垂直运动为主 D．水汽和固体尘埃含量少，难以成云致雨 2．下列关于图中大气层特征，叙述正确的是(　　) A．Ⅰ层气温随海拔升高而变化不大 B．Ⅱ层大气以平流运动为主，飞机在该层飞行比较平稳 C．Ⅰ、Ⅱ层是根据臭氧浓度来划分的 D．Ⅱ层厚度大于Ⅰ层，大气质量也超过Ⅰ层 解析　第1题，在万米高空，可能已到达平流层，水汽和固体尘埃含量少，难以成云致雨，所以天气晴朗，D正确。臭氧层可以吸收紫外线，温度随海拔高度上升而上升，空气以平流运动为主；平流层大气分子对波长较短的蓝色光散射作用强，出现蓝天，白云则为对流层的云，但这些并不是万米高空天气变晴朗的原因，A、B、C错误。故选D。第2题，根据海拔高度判断，Ⅰ层为对流层，气温随海拔升高而降低，A错误；Ⅱ层为平流层，大气以平流运动为主，飞机在该层飞行比较平稳，B正确；根据所学知识可知，Ⅱ层厚度大Ⅰ层，大气质量小于Ⅰ层，D错误；Ⅰ、Ⅱ层划分依据为大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异，C错误。故选B。 答案　1.D　2.B 跳伞是一种非常危险的运动，现存最高跳伞纪录为4.1万米左右。下图为大气垂直分层示意图。据此完成3～4题。 3．最高跳伞纪录保持者起跳的高度处在大气的(　　) A．对流层 B．平流层 C．电离层 D．高层大气 4．最高跳伞纪录保持者下落过程中(　　) A．气压越来越低 B．呼吸越来越困难 C．温度越来越高 D．温度先下降后上升 解析　第3题，结合材料信息可知，现存最高跳伞纪录为4.1万米左右，所以最高跳伞纪录保持者起跳的高度处在平流层。故选B。第4题，结合上题分析，最高跳伞纪录保持者下落过程中先后经过平流层、对流层，最后到达地面。其中平流层的气温随高度升高而升高，对流层气温随高度升高而降低，因此最高跳伞纪录保持者下落过程中温度先下降后上升，D项正确、C项错误；随着高度的下降，气压越来越高，呼吸越来越通畅，A、B项错误。故选D。 答案　3.B　4.D 5．阅读图文材料，完成下列要求。 北京时间2023年6月3日21时29分，神舟十五号载人飞船与空间站组合体成功分离。6月4日7时9分，神舟十五号载 人飞船返回舱在东风着陆场(41°N，100°E)成功着陆。下图示意地球大气垂直分层。 (1)描述图中②大气层的主要特征。 (2)说出东风着陆场所在地对流层的大致高度。 (3)描述神舟十五号载人飞船从空间站返回地面经历的气温变化，并说明理由。 解析　第(1)题，从图中可以看出②层大气层是平流层，平流层的气流特点是气温随高度的增加而升高；同时空气以水平运动为主；因为平流层中的水汽和尘埃很少，所以平流层的天气晴朗，大气透明度好。第(2)题，从图中可以看出东风着陆场的经纬度是(41°N，100°E)，地处在中纬度地区，所以当地对流层的高度是10～12 km。第(3)题，从图中可以看出载人飞船从高空到地面的过程中，依次经历了高层大气、平流层和对流层，所以气温会依次出现降低—升高—降低—升高的变化。原因是高层吸收更短波长的太阳紫外线，气温随海拔降低而降低；中间层是高层大气层的底层，由于没有臭氧吸收紫外线，气温随海拔降低而上升；在平流层中臭氧吸收紫外线，气温随海拔降低而下降；在对流层中，地面是近地面大气的直接热源，气温随海拔降低而上升。 答案　(1)气温随高度的增加而升高；空气以水平运动为主；天气晴朗，大气透明度好。 (2)10～12 km。 (3)气温随着高度的降低而出现降低—升高—降低—升高的变化。理由：④层吸收更短波长的太阳紫外线，气温随海拔降低而降低；③层是高层大气层的底层，由于没有臭氧吸收紫外线，气温随海拔降低而上升；在②层，臭氧吸收紫外线，气温随海拔降低而下降；在①层，地面是近地面大气的直接热源，气温随海拔降低而上升。 学科网（北京）股份有限公司 $$