1.3地球的圈层结构学案2023-2024学年湘教版（2019）高中地理必修1

第1章　 第三节　地球的圈层结构 导学案 （原卷+答案） 学 习 目 标 知 识 导 引 1.结合地震波曲线图，认识地震波的传播特征及其在划分地球内部圈层方面的应用。 2．运用示意图，说明地球内部圈层的划分及圈层特点。 3．理解地球外部圈层的组成及意义。 新 知 预 习 一、地震和地震波 1．地震是地壳________释放能量过程中造成的地面震动。地震的能量以波动的方式向外传播，形成________。 2．地震波有________(P波)和________(S波)之分。 3．纵波的传播速度较________，在________、________和气体中均能传播；横波的传播速度较________，只能在________中传播。 4．地震波在不同介质中的传播速度________。地震波经过不同介质的界面时，还会发生反射和________现象。 助 学 助 记 横波的波动方向与传播方向垂直，给人的感觉是左右摇晃；纵波的波动方向与传播方向一致，给人的感觉是上下颠簸。而且纵波的传播速度比横波快，所以当地震发生时人先是感觉到上下颠簸，然后是左右摇晃。当然人处在不同介质时，感觉有所不同。 二、地球的内部圈层 1.科学家通过对________传播速度的研究，把地球内部划分为地壳、地幔和地核三个主要圈层。三层之间的两个界面依次称为________和________。 2．地壳是地面以下、________以上的固体外壳。地震波在其中传播的速度比较________；组成地壳的化学元素有90多种，其中，氧几乎占1/2，硅占1/4强。 3．地幔是地球内部介于________和________之间的圈层，在莫霍面以下到古登堡面以上，深度从地壳底界到________千米。地幔能传播横波，具有固态特征，主要由含铁、镁的硅酸盐类矿物组成，由上而下，铁、镁的含量逐渐增加。 4．地核分为内核和外核，其中呈固态的是内核。组成地核的物质，可能是极高温度和高压状态下的________和________。 5．岩石组成了地球的坚硬外壳，即岩石圈，包括地壳和上地幔顶部(________层以上)。一般认为________可能是岩浆的主要发源地。 地球内部圈层类似于鸡蛋壳(地壳)、鸡蛋清(地幔)、鸡蛋黄(地核)。 地球内部圈层的划分界面 三、地球的外部圈层 1．通常把地壳表层以外的由大气、水体和生物组成的自然界，划分为________、________和________三个圈层，统称为地球的外部圈层。 2．大气圈是包裹地球的气体层。近地面的大气密度________。随着高度的增加，大气的密度迅速________。在2 000～3 000千米的高空，每立方厘米的空间，平均只有一个气体分子，与星际空间的情况很接近，一般把这个高度作为大气圈的________。 3.水圈由________水、________水和________水组成。按照它们存在的位置和状态，可分为________水、________水、大气水和生物水。陆地水与人类社会的关系最为密切，它主要可分为________水和________水。 4．生物圈是地球上所有生物及其________的总称。生物圈并不单独占有任何空间，而是分别渗透于大气圈的________部、水圈的________部和岩石圈的________，厚度约20千米。 生物圈不单独占有空间，而是渗透于其他圈层之中，生物圈是自然地理环境系统中最活跃的圈层。 探究点一　地震和地震波 核心归纳 1.地震 (1)地震是地壳快速释放能量过程中造成的地面震动。 (2)地震的大小 ①震级：地震能量的大小。一次地震只有一个震级。 ②烈度：地震时某一地区地面受到的影响和破坏程度。一次地震可以有多个烈度。地震烈度的大小与震级、震源深度、地质构造、地面建筑等因素有关。 (3)地震的构造 项目 内容 震源 地球内部岩石发生断裂引起震动的地方 震中 震源在地面上的垂直投影，即地面正对着震源的那一点 震源深度 从震中到震源的垂直距离 等震线 将烈度相同的点连成封闭的曲线 震中距 从观测点(如地震台)到震中的直线距离 地震波 震源释放的能量波 状元随笔　(1)一次地震，只有一个震级，但可以有多个烈度。 (2)5级以上的地震会造成不同程度的破坏，7级以上的地震常造成极大的破坏。 (3)震级相差1级，能量相差约32倍。 2．地震波 (1)地震的能量以波动的方式向外传播，形成地震波。 (2)地震波的分类及特点 地震波分为纵波和横波，它们的传播速度和所能通过的物质(介质或媒介)不同，具体如下表所示： 分类 纵波 横波 别称 P波 S波 概念 波的振动方向与传播方向一致 波的振动方向与传播方向垂直 传播状况 速度 快 慢 介质 可以通过固体、液体和气体传播 只能通过固体传播 共性 在不同介质中的传播速度不同；经过不同介质的界面时，会发生反射和折射现象 地物表现 上下颠簸 左右摇晃 应用体验　　 2024年4月3日在台湾省花莲县发生7.3级地震，震源深度12千米。地震可能会引发局地海啸。据此完成1～3题。 1．地震发生时释放出巨大的能量，下列说法正确的是(　　) A．游轮上的游客只感受到左右摇晃 B．地震的能量主要来源于太阳辐射 C．地震发生时，首先到达地表的是地震波中的纵波 D．发生在海洋中的强烈地震不会对人类产生危害 2．关于地震，以下说法正确的是(　　) A．地震释放的能量越大，震级越高 B．一次地震可以有多个震级 C．一次地震只有一个烈度 D．同级地震，震源越深，破坏力越大 3．以下关于地震的应对措施中不合理的是(　　) A．加强地震监测和预报 B．提高建筑物的抗震强度 C．加强宣传，提高民众的防灾、减灾意识 D．在高楼时尽快坐电梯下楼 探究点二　地球的内部圈层 核心归纳 1.地球内部圈层的划分 (1)划分依据：地震波传播速度的变化。 (2)不连续面：地球内部划分为地壳、地幔和地核三个主要圈层。三层之间的两个界面依次称为莫霍面和古登堡面。具体如下图所示： 界面 位置 地震波速度的变化 意义 莫霍面 在大陆地面下平均33千米处 在这个不连续面下，横波和纵波的速度都突然增加 地壳与地幔的分界 古登堡面 在地面下约2 900千米处 在这个不连续面下，纵波速度突然下降，横波完全消失 地幔与地核的分界 2.地球内部圈层的主要特点 (1)地球内部各圈层比较 圈层名称 图示 地震波的速度变化　 主要物质 主要特征 地壳 地震波的传播速度比较稳定 岩石(硅铝层、硅镁层) ①厚度不均(大陆地壳较厚，平均厚度为39～41千米；大洋地壳较薄，平均厚度为5～10千米)，地壳平均厚度为17千米；②地球大范围固体表面的海拔越高，地壳越厚；海拔越低，地壳越薄 地幔 上地幔 地震波的传播速度增加 含铁、镁的硅酸盐类矿物 ①具有固态特征；②上地幔上部存在一个软流层，一般认为这里可能是岩浆的主要发源地 下地幔 地核 外核 纵波速度下降，横波消失 以铁、镍为主 ①外核的物质在高压和高温下呈液态或熔融状态；②一般认为内核呈固态；③地核相对于地壳的“流动”，可能是地球磁场产生的主要原因 内核 (2)岩石圈：地壳和上地幔顶部(软流层以上)是由岩石组成的，合称岩石圈。 方法技巧 (1)图解地球内部圈层的划分及特点 (2)比较地壳、岩石圈的区别 3.地壳的物质组成和结构特征 根据地壳化学组成的差异和地震波传播速度的不同，将地壳分为上下两层(如图)，这两层的物质组成和结构有着明显的区别(如表)。 分层 名称 主要成分 密度 分布 上层 硅铝层 由以硅、铝成分较多的花岗岩类组成 小 不连续分布：在大洋地壳中很薄，甚至缺失 下层 硅镁层 镁、铁、钙、玄武岩类组成成分增多 大 连续分布：大陆和大洋地壳中都有分布 状元随笔　(1)地壳的结构特点 ①水平方向上：地壳厚度不均(陆壳厚，洋壳薄) ②垂直方向上：硅铝层不连续分布(大洋部分缺失) ③大陆地壳为双层结构，而大洋地壳以单层结构为主 (2) 应用体验 北京时间2023年12月18日23时59分甘肃夏州积石山县(35.70°N，102.79°E)发生6.2级地震，震源深度10千米。读地球内部圈层结构示意图，完成1～3题。 1．图中N、C代表的不连续界面和圈层的名称分别是(　　) A．莫霍面、地幔 B．莫霍面、地核 C．古登堡面、地壳 D．古登堡面、地幔 2．甘肃积石山地震震源最可能位于(　　) A．A　　　B．B C．C　　　D．D 3．地震发生后地震波通过N界面时(　　) A．横波加速 B．纵波加速 C．横波消失 D．纵波消失 [2024·江西赣州开学考试]南非兰德金矿是世界最大的金矿，开采深度已达3 600 m。如图为兰德金矿景观图。据此完成4～5题。 4．兰德金矿最深处位于(　　) A．地壳 B．软流层 C．下地幔 D．内核 5．兰德金矿所处地球圈层的组成结构为(　　) A．地壳＋地幔 B．地壳＋上地幔顶部固体岩石部分 C．地壳＋软流层 D．地核＋下地幔底部固体岩石部分 探究点三　地球的外部圈层 核心归纳 外部圈层 概念 组成 其他 大气圈 包裹地球的气体层 气体和悬浮物，主要成分是氮和氧 地球生命生存的基础条件之一 水圈 由地球表层水体构成的连续但不规则的圈层 海洋水、地表水、地下水、大气水、生物水等 水圈里的水处于不间断地循环运动之中 生物圈 广泛分布于地壳、大气圈和水圈中的生物世界 生物及其生存环境 生物圈与大气圈、水圈和岩石圈相互联系、相互渗透 特别提醒 生物圈对地球其他圈层的作用 对大气圈的影响 绿色植物能降低大气层中的二氧化碳浓度，调节气温 对水圈的影响 生物影响一些元素在水中的迁移和沉淀过程；生物体中的水通过被吸收和排出以及在生命系统内部的运动，参与着水圈的循环 对岩石圈的影响 生物风化作用和生物成矿作用 状元随笔　如何理解“水圈是一个连续但不规则的圈层” ①水圈由各种水体组成，并通过水的固、液、气三态的变化，使各种水体可以相互转化，构成一个连续的圈层；②由于水的三态变化，地球上的各种水体可以相互转化，通过水循环构成一个动态的圈层；③各种水体在数量上和空间分布上存在着很大差异，因而水圈又是一个不规则的圈层。 应用体验　　 读图，回答1～2题。 1．②圈层的主体是(　　) A．河流　　B．湖泊 C．冰川 D．海洋 2．①②③④四圈层中处于不断循环更新之中的是(　　) A．④ B．② C．① D．③ 如图是地球圈层间的物质交换示意图，图中序号①②③④代表四大圈层。读图，回答3～4题。 3．图中①②③④依次代表(　　) A．大气圈、水圈、岩石圈、生物圈 B．岩石圈、大气圈、生物圈、水圈 C．水圈、岩石圈、生物圈、大气圈 D．水圈、生物圈、岩石圈、大气圈 4．“落红不是无情物，化作春泥更护花”，反映的圈层关系是(　　) A．①② B．②③ C．①③ D．③④ 如图为地球圈层结构示意图。读图，完成1～2题。 1．下列有关地球圈层特点的叙述，正确的说法有几个(　　) Ⅰ.圈层①由干洁空气组成 Ⅱ.圈层②大洋部分仅有硅铝层 Ⅲ.圈层③为软流层以上的地幔 Ⅳ.地幔的厚度大于地核的厚度 A．0个　 　B．1个 C．2个　 　D．3个 2．有关岩石圈的叙述，正确的是(　　) A．岩石圈属于地壳的一部分，是由岩石构成的 B．岩石圈属于上地幔的一部分 C．岩石圈的厚度约为60～120千米 D．岩石圈的上部是软流层 我国塔里木盆地“深地一号”油气钻井于2023年5月开钻。该井的设计深度为9 472米，有望打破亚洲钻井最深纪录。下图为地球圈层示意图。据此完成3～4题。 3．“深地一号”钻井设计最深处位于(　　) A．地壳 B．上地幔 C．下地幔 D．地核 4．石油燃烧产生的CO2，进入大气，可溶解到水体中，也可通过光合作用进入生物体。这表明地球各外部圈层(　　) A.位置固定，边界清晰 B．联系紧密，相互渗透 C．成分相同，密度均一 D．结构稳定，厚度一致 [2024·河南洛阳开学考试]砂涌是地下含水量高的沙土在遭受强烈震动、挤压后，迅速液化、喷出地面的一种现象。2023年12月18日，青海省两村庄遭遇了由地震引发的砂涌现象，浓稠泥浆涌出地面，浪头高达3米，翻滚着漫入村庄，部分房屋和道路被厚厚的淤泥覆盖。下图示意地球圈层结构。据此完成5～7题。 5．关于此次地震说法正确的是(　　) A．只会产生上下颠簸的震感 B．具有多个震级 C．距离震中越近，震感越强 D．只有一个烈度 6．此次砂涌现象涉及的地球圈层不包括(　　) A．水圈 B．生物圈 C．岩石圈 D．地核 7．砂涌的物质直接来源于图中的(　　) A．Ⅰ圈层 B．Ⅱ圈层 C．Ⅲ圈层 D．Ⅳ圈层 8．地球具有明显的圈层结构，各个圈层之间相互作用、相互影响。下图为地球圈层结构示意图。据此完成下列要求。 (1)图中A代表________圈、B代表________圈；地球各圈层对地球生命的存在和发展产生着重大影响，分别说明A圈层和B圈层对地球生命的作用：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (2)图中D、F、G代表地球的内部结构，其中D为________、F为________、G为________，当前人类主要利用________探索地球内部构造。 (3)图中代表生物圈的是______，它占有______圈的底部、______圈的全部和______圈的上部。(填字母) [教材探究·活动点拨] 教材第23页　探究 1．略。 2．人们通过地球上一些自然现象(如火山、地震、温泉等)认识地球内部；科学家会通过对地震波传播速度的研究来探测地球内部奥秘。 教材第27页　活动 1. 圈层名称 界面 地震波传播特点 圈层特点 地壳 (33千米) (2 900千米) 传播速度迅速加快 平均厚度为17千米。厚度不均，大陆地壳厚(平均39～41千米)，大洋地壳薄(平均5～10千米)。地球大范围固体表面的海拔越高，地壳越厚；海拔越低，地壳越薄 地幔 传播速度稳步上升 具有固态特征，主要由含铁、镁的硅酸盐类矿物组成，由上而下，铁、镁的含量逐渐增加。地幔分为上地幔和下地幔。上地幔上部存在一个软流层，一般认为这里可能是岩浆的主要发源地 地核 横波不能在外核中传播 组成地核的物质，可能是极高温度和高压状态下的铁和镍。地核分为内核和外核。外核的物质在高压和高温下呈液态或熔融状态；地球内核呈固态 2.相似之处：煮熟的鸡蛋与地球内部圈层都可分为三大圈层，蛋壳代表地球内部圈层中的地壳，其物质状态为固态；蛋白代表地球内部圈层中的地幔，也主要是由固态物质组成；蛋壳与蛋白之间的膜和鸡蛋壳合起来就代表岩石圈；蛋黄为地核。 不同之处：鸡蛋壳较均匀，而地壳(陆地和海洋)厚度不均匀；煮熟的鸡蛋蛋白结构一致，而地幔分为上地幔和下地幔，上地幔的上部存在软流层；煮熟的鸡蛋蛋黄呈固态，而地核分为内核和外核，外核呈液态或熔融状态，内核呈固态。 教材第29页　活动 1．(1)地震预警并非地震预报，两者不是同一概念。地震预报是对尚未发生，但有可能发生的地震事先发出通告；地震预警则是指在地震发生以后，抢在地震波传播到设防区域前，向其提前几秒至数十秒发出警报，以告知当地人们采取应急措施，尽可能减少伤亡。 (2)地震预警的重大意义在于为人们避险提供更多时间，大幅减少人员伤亡。 (3)①地震发生时，如果此时恰好在家里，那么要视情况而定是躲还是逃。如果家是平房或一楼，则迅速跑到室外开阔地；如果家位于高层楼房，那么还是应该“伏而待定”，选择室内结实、能掩护身体的物体旁，易于形成三角空间的地方，蹲下或坐下，尽量蜷曲身体，降低身体重心，同时注意保护好头颈、眼睛，掩住口鼻。等地震过后，迅速离开房间到达安全的开阔地；倘若无法离开，则积极等待救援。 ②在行驶的电(汽)车内，抓牢扶手，以免摔倒或碰伤；降低重心，躲在座位附近，地震过去后再下车。 ③在学校，如果正在上课，要在教师指挥下迅速抱头、闭眼、躲在各自的课桌下；等地震平息后再有组织地撤离。如果恰巧在操场或室外时，可原地不动蹲下，双手保护头部；注意避开高大建筑物或危险物；不要回到教室去。 (4)地震应急演练活动 活动主旨：旨在培养学生的观察能力、应急自救能力，提高地理实践力和综合思维核心素养。 2．略。 参考答案 一、 1．快速　地震波 2．纵波　横波 3．快　固体　液体　慢　固体 4．不同　折射 二、 1．地震波　莫霍面　古登堡面 2．莫霍面　稳定　 3．地壳　地核　2 900 4．铁　镍 5．软流　软流层 三、 1．大气圈　水圈　生物圈 2．大　减小　上界 3．液态　固态　气态　海洋　陆地　地表　地下 4．生存环境　底　全　上部 探究点一 应用体验 1～3.解析：第1题，由于横波只能在固态中传播，纵波可以在固态、液态、气态三态中传播，所以游轮上的游客只能感受到纵波，即只能感受到上下颠簸，A错误。地震的能量主要来源于地球内部，而非太阳辐射，B错误。纵波的传播速度更快，地震发生时，首先到达地表的是纵波，C正确。发生在海洋中的强烈地震会诱发海啸，对沿海地区的人们产生生命威胁，D错误。第2题，地震释放的能量越大，震级越高，A正确。一次地震中只有一个震级，但有多个烈度，B、C错误。同级地震，震源越深，则破坏力越小，D错误。第3题，对于地震的应对，应加强地震监测和预报，提高建筑物的抗震强度，同时加强宣传，提高民众的防灾、减灾意识，A、B、C选项不符合题意。地震发生时，在高楼中不能坐电梯下楼，D选项符合题意。 答案：1.C　2.A　3.D 探究点二 应用体验 1～3.解析：第1题，读图，A为地壳，C上部有软流层，说明C为地幔，而地壳和地幔(C)之间的不连续界面为莫霍面；地幔和地核的不连续界面为古登堡面(N)，故选D。第2题，地壳平均厚度为17 km，大陆地壳平均厚度为39～41 km，根据材料该次震源深度10千米，故该次震源应位于地壳，A圈层位于莫霍面以上，为地壳，故选A。第3题，根据所学知识横波只能在固体中传播，纵波可以在固体、液体、气体中传播，N为古登堡面，该界面以下为地核，以上为地幔，通过该界面时横波消失，纵波变慢，故选C。 答案：1.D　2.A　3.C 4～5.解析：第4题，一般认为地壳平均厚度为17 km，陆地部分平均厚度为39～41 km，兰德金矿深度达3 600 m，位于地壳，A正确，排除B、C、D。故选A。第5题，兰德金矿所处地球圈层为岩石圈，岩石圈由地壳和上地幔顶部固体岩石部分构成，B正确，排除A、C、D。故选B。 答案：4.A　5.B 探究点三 应用体验 1～2.解析：本题组利用地球外部圈层结构简图，考查地球外部圈层的各自特点。由图可知，①为岩石圈，②为水圈，水圈的主体是海洋，海洋占地球表面积的71%。③为生物圈，④为大气圈。这四大圈层中，水圈通过水循环可以更新再生。 答案：1.D　2.B 3～4.解析：第3题，①可提供水给③，①为水圈。水圈供水给生物圈，故③为生物圈。大气圈给生物圈供氧，故④为大气圈。岩石圈为生物圈提供养分，故②为岩石圈。所以C项正确。第4题，诗句反映物质循环，落花属于生物圈，通过分解为岩石圈提供养分，春泥属于岩石圈，故B项正确。 答案：3.C　4.B 课堂达标检测 1～2.解析：第1题，读图可知，圈层①为大气圈中离地面12～55千米高度的圈层，应为平流层，该层虽然含固体杂质和水汽不多，但也不单纯由干洁空气组成，Ⅰ错误；圈层②为地壳，大陆地壳一般包括硅铝层和硅镁层，海洋地壳中往往硅铝层较薄或缺失，Ⅱ错误；圈层③位于地下80～400千米，应为软流层，不是软流层以上的地幔，Ⅲ错误；地幔位于地下17千米至2 900千米处，厚度不到3 000千米，而地核从地下2 900千米至6 300多千米，厚度达3 000千米以上，因此地幔的厚度小于地核的厚度，Ⅳ错误，综上所述，没有正确的说法，A符合题意，排除B、C、D。故选A。第2题，岩石圈是软流层以上的部分，包括地壳的全部和上地幔的顶部，地壳是岩石圈的一部分，A错误；岩石圈包括地壳和上地幔顶部，因此岩石圈与上地幔有交集，不是包含关系，B错误；一般认为软流层顶部的深度60～120千米，因此软流层之上的岩石圈厚度为60～120千米，C正确；岩石圈的上部是地壳，岩石圈位于软流层之上，D错误。故选C。 答案：1.A　2.C 3～4.解析：第3题，根据所学知识可知，陆地地壳的平均厚度为39～41千米，塔里木盆地处于我国地势第二级阶梯，地壳厚度可能更厚，而“深地一号”钻井设计最深处为9 472米，仅到当地地壳的上部，远还没到深度更深的上地幔、下地幔和地核，A符合题意，排除B、C、D。故选A。第4题，石油燃烧产生的二氧化碳进入大气，可溶解到水体中，也可通过光合作用进入生物体，这表明岩石圈、大气圈、水圈、生物圈之间相互渗透、紧密联系，B符合题意；石油燃烧产生的二氧化碳进入大气，可溶解到水体中，也可通过光合作用进入生物体，不能表明地球各外部圈层位置固定、边界清晰，成分相同、密度均一，结构稳定、厚度一致，同时地球各外部圈层也不具有这些特征，排除A、C、D。故选B。 答案：3.A　4.B 5～7.解析：第5题，结合所学知识可知，一次地震具有一个震级和多个烈度，且距离震中越近，震感越强烈。纵波会产生上下颠簸的震感，横波会产生左右摇晃的震感。故选C。第6题，结合材料可知，此次砂涌现象主要是因泥沙中含有一定水分，并受到震动喷涌出地表，泥浆漫入村庄，淹没房屋、植被等，因此涉及的地球圈层有大气圈、水圈、岩石圈和生物圈，不涉及地核。故选D。第7题，砂涌的泥浆直接来源于地壳，结合地球圈层结构图可知，图中Ⅱ表示地壳，Ⅰ表示大气圈，Ⅲ表示地幔的一部分，Ⅳ表示外核。故选B。 答案：5.C　6.D　7.B 8．解析：第(1)题，读图可知，A表示大气圈，B表示水圈。大气圈对生命的作用：首先，大气圈直接为地球生命提供适合呼吸的大气成分，如氧气等；其次，大气通过对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用，可以有效维持和调节地表的温度；再次，大气圈可以削弱宇宙射线和太阳辐射，如臭氧吸收紫外线等，为生命提供保护伞；最后，大气层可以对流星体在撞击地面前进行充分摩擦燃烧消耗，减少流星体对地面的撞击，对生命起到保护作用。水圈对生命的作用：首先，水圈的水直接为地球生命提供了生存所必需的液态水；其次，生物圈包含水圈的全部，水圈直接为水生生物提供了生存空间。第(2)题，D位于莫霍面以上，为地壳；F介于莫霍面与古登堡面之间，为地幔；G位于古登堡面以下，为地核。由于地震波在不同介质的传播速度存在差异，所以当前人类主要利用地震波来间接探索地球内部构造。第(3)题，C包含大气圈(A)的下部，水圈(B)的全部，岩石圈(E)的上部，C表示生物圈。 答案：(1)大气　水　A圈层为地球生命提供适合呼吸的大气成分；维持地表适宜的温度；削弱宇宙射线和太阳辐射；减轻流星体的撞击，对生命起到保护作用。B圈层为地球生命提供了生存所必需的液态水；为水生生物提供生存空间。 (2)地壳　地幔　地核　地震波 (3)C　A　B　E 学科网（北京）股份有限公司 $$