2.1第1课时 大气圈的组成与结构 导学案2023-2024学年高中地理人教版（2019）必修一

第二单元 从地球圈层看地表环境 第一节　大气圈与大气运动 第1课时　大气圈的组成与结构 导学案 （原卷+答案） 课程标准 知识导学 思维导图 运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系。 学法 指导 1.运用图表资料，说明大气的组成及人类活动对大气环境的影响。 2．结合大气垂直分层示意图，说明各层大气的特点、成因，并举例说明其对人类活动的影响。 重点 大气的物质组成、垂直分层特点及其与生产、生活的联系。 助 学 助 记 【知识链接1】　 1.部分大气成分的变化特点 大气 成分 变化特点 二氧 化碳 大致夏季较少，冬季较多；乡村较少，城市较多，重工业发达的城市更多 杂质 一般说来，陆地多于海洋，城市多于乡村，冬春季节多于夏秋季节 水汽 因海陆位置、纬度、地势而有差异，大致低纬度地区多于高纬度地区，海洋多于陆地 2.凝结核 大气中的水汽能在其上凝结而成小水滴的悬浮微粒，通常称凝结核。即凝结核是促使空气中水汽凝结的微粒。 【易错辨析】　二氧化碳也是植物呼吸作用的基本原料 这种说法是错误的。呼吸作用需要的是氧气，放出的是二氧化碳。生物体内有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳、水或其他产物，并且释放出能量的总过程，称为呼吸作用。 【知识链接2】 (1)不同纬度对流层厚度不一样的原因 低纬度地区，地面受热多，对流活动旺盛，因此，对流层的厚度大；而高纬度地区，地面受热较少，对流活动较弱，所以，对流层的厚度小；中纬度地区介于二者之间。 (2)什么是电离 电离，或称电离作用、离子化，指在(物理性的)能量作用下，原子、分子形成离子的过程。 新 知 预 习 一、大气圈的组成 1．________和________是大气的主要成分，故地球大气又称为“________大气”。 2．氮是大气中含量________的成分，是地球生物体内________的重要组成部分。 3．氧是大气中含量________的成分，是人类和动物维持________必需的物质。 4．二氧化碳是绿色植物进行________的原料，也是调节地表________的重要气体。 5．水汽是________的必要条件，大气中的尘埃可以________太阳辐射，降低地面温度；可作为________，促进云雨的形成。 二、大气圈的分层 1．大气层在垂直方向上分为________、________和________，其中在平流层中还存在一个________。分层依据是________、________及________的差异。 2.对流层：平均厚度为________千米，低纬度地区________高纬度地区，夏季________冬季。气温随高度增加而________，空气________运动显著，几乎全部的________、________集中在该层，易成云致雨，与人类生活、生产的关系________。 3．平流层：气温随高度升高而________，大气对流很弱，以________运动为主，是________的理想空域。臭氧吸收太阳辐射中的________，被誉为“________________”。 4．高层大气：空气________很小，存在________层，能反射无线电短波，对____________有重要作用。 探究点一　大气成分的变化及其影响 南北极的冰川，远远望去，就像地球的“白帽子”，给地球增加了巨大的美感。但是近年来的研究发现，北极冰川数量正急剧减少，其速度令人咋舌。科学家预测在20年内，北极冰川将在炎热的夏季完全消失，地球会失去“白帽子”，北极熊将难有立足之地(如图)。一些科学家认为，人们可能低估了全球变暖的趋势。 据此探究下列问题： 1．全球变暖与大气中的哪种主要成分变化有关？[综合思维] 2．针对上述问题，你能提出哪些有效的解决措施？[人地协调观] 1．大气的主要组成成分及其作用 组成成分 所占体积 作用 干 洁 空 气 氮气 约78% 氮是地球生物体内蛋白质的重要组成部分，是地球上生物体的基本成分 氧气 约21% 氧是人类和动物维持生命活动必需的物质 二氧 化碳 很少 是绿色植物进行光合作用的原料，对地表起保温作用 臭氧 极少 能大量吸收紫外线，使生物免受过多紫外线的伤害 水汽 很少，因时因地而异 可发生固、液、气三态的转化，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，直接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.人类活动引起大气成分的变化 人类活动造成的大气污染已导致大气成分比例变化，并造成了全球性的环境问题。 下图示意干洁空气(25 km以下)成分的体积分数。读图，完成1～2题。 1．干洁空气中，绿色植物进行光合作用的基本原料是(　　) A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．臭氧 2．对生物具有保护作用的是(　　) A．氧气 B．氨气 C．二氧化碳 D．臭氧 探究点二　大气圈的分层　 材料一　北京时间2021年6月17日9时22分，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。此后，神舟十二号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入“天宫一号”空间站。 材料二　下图为大气垂直分层示意图。 据此探究下列问题： 1．比较甘肃酒泉卫星发射基地和海南文昌发射基地所在地区的对流层高度差异，总结对流层高度的分布规律，并解释原因。[区域认知] 2．“长征二号”运载火箭刚离开地面升空时，其所经历的气温变化是什么？[综合思维] 3．“天宫一号”空间站所在的大气层有何特点？对人类生活有什么影响？[综合思维] 1．大气的垂直分层及其特点 分层 高度范围 主要特点 成因 与人类 的关系 对流层 低纬度地区：17～18 km；中纬度地区：10～12 km；高纬度地区：8～9 km 气温随高度增加而降低(海拔每升高1 km，气温大约下降6 ℃) 地面是对流层大气主要的直接热源 人类就生活在对流层的底部，对流层与人类的关系最密切 空气对流运动显著 该层上部冷、下部热 天气现象复杂多变 集中了大气质量的3/4和几乎全部的水汽、固体杂质；对流运动易成云致雨 平流层 自对流层顶向上至50～55 km高度的范围 气温随高度升高而升高 该层中的臭氧吸收太阳紫外线增温 水平运动有利于高空飞行；臭氧层有保护地球生命的作用 以水平运动为主 该层大气上部热、下部冷，大气稳定 无云雨现象，能见度高 水汽、杂质等极少，气流稳定 高层大气 平流层顶以上的大气 气温随高度增加先降低后升高；空气密度很小 距地面远，受到的引力小 80～500千米的高空有若干电离层，能反射无线电短波，对无线电通信有重要作用 2.根据热量来源推理对流层和平流层大气的特点 3．对流层气温垂直递减率与对流运动的关系 正常情况下，海拔每升高100米，气温下降约0.6 ℃(图1)。但在不同的地点和不同的时间，海拔升高100米，气温下降幅度可能会小于0.6 ℃或者大于0.6 ℃(图2)。图2中，在②情况下，大气的对流运动减弱，大气比较稳定，在①情况下，大气对流运动更加强烈。 地球大气的上界可延伸到离地面2 000～3 000千米的高度。按大气在垂直方向上的物理性质和运动状况，可把大气层分成三层。下图示意大气垂直分层。据此完成1～2题。 1．地球大气层的基本特点有(　　) A.平流层是贴近地面的大气最底层 B.高层大气与人类的关系最为密切 C.几乎全部水汽、杂质集中在对流层 D.低层大气由氮气、氧气两部分组成 2．平流层有利于航空飞机飞行是因为(　　) A.大气平稳，天气晴朗 B.距离地面较远，水汽、杂质含量稀少 C.气温较高，氧气充足 D.下部热上部冷，大气对流运动显著 民航客机在飞过天空时，其身后经常拖着白色的“尾巴”，被称为航迹云。当客机飞行在温度为－60～－40 ℃的大气层且在空气湿度较大的条件下，才容易产生航迹云。图1为航迹云景观图，图2为大气温度随海拔高度变化的示意图。读图，完成3～4题。 3．当客机飞行时，容易产生航迹云的位置是(　　) A.① B．② C.③ D．④ 4．关于图中各层大气的叙述，正确的是(　　) A.①处大气中杂质、臭氧含量多 B.②处大气厚度在赤道附近最厚 C.③所处大气层上热下冷，臭氧稀少 D.④所处大气层上冷下热，大气稀薄 　地球大气又称“氮氧大气”，结合地球大气圈25 km以下干洁空气的主要成分表，完成1～2题。 气体成分 体积分数/% 质量分数/% 氮气(N2) 78.08 75.52 氧气(O2) 20.94 23.15 氩气(Ar) 0.93 1.28 二氧化碳(CO2) 0.03(变动) 0.05 1.地球大气称为“氮氧大气”是因为两者(　　) A.占干洁空气成分的99% B.占大气成分的99% C.是生命活动必不可少的物质 D.在其他天体上不存在 2．目前，导致二氧化碳变动的主要因素是(　　) ①植树造林　②大量燃烧矿物化石燃料　③新能源公交车的逐渐普及　④森林、草原开垦成农田 A.①③ B．②④ C.①② D．③④ 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3～4题。 3．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 4．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 5．读图，完成下列问题。 (1)该图反映的是________纬度地区大气的垂直分层，理由是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)概括A层天气现象复杂多变的原因： ①________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)补绘B层气温变化曲线。在该层22～27 km的高度范围内，________含量达到最大值，形成________层，成为人类生存环境的天然屏障。(4分) (4)在图中50～85 km高度范围内，气温随高度变化的特点是____________________，依据所学的知识可以推测该高度范围内大气运动以________运动为主。 (5)C层中有________层，________爆发时，会引起该层的扰动，此时传播的__________________信号会被部分或全部吸收。 (6)人类生活在________(填文字)层的底部。 (7)A→B→C大气密度的变化趋势是________。 参考答案 第一节　大气圈与大气运动 第1课时　大气圈的组成与结构 第一步·新课学前预习 一、 1．氮　氧　氮氧 2．最多　蛋白质 3．次多　生命活动 4．光合作用　温度 5．成云致雨　反射　凝结核 二、 1．对流层　平流层　高层大气　臭氧层　温度　密度　运动状况 2．12　大于　大于　降低　对流　水汽　固体杂质　最为密切 3．升高　水平　航空　紫外线　地球生命的保护伞 4．密度　电离　无线电通信 第二步·互动释疑解惑 探究点一 [情景探究] 1．提示：与二氧化碳(CO2)有关。 2．提示：减少化石能源的使用；保护森林，植树造林；研发新型制冷剂，控制氟氯烃的生产和使用等。 [应用体验] 1～2.解析：第1题，根据光合作用原理，绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，因此二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料。C正确。第2题，因紫外线穿透能力强，对动植物具有伤害性，臭氧能吸收太阳光中的紫外线，减少到达地面的紫外线，所以对生物具有保护作用。故选D。 答案：1.C　2.D 探究点二 [情景探究] 1．提示：差异：酒泉卫星发射基地所在地区的对流层较低。 规律：对流层高度随纬度增高而降低。 原因：低纬度地区受热多，气温高，空气对流旺盛，所以对流层较高(17～18 km)。 2．提示：火箭刚离开地面时，位于对流层中，气温随高度增加而降低。 3．提示：特点：“天宫一号”空间站所在的大气层为高层大气，大气密度很小，存在若干电离层。 影响：电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。 [应用体验] 1～2.解析：第1题，对流层是贴近地面的大气最底层，A错误；对流层大气与人类的关系最为密切，B错误；由于地球的引力作用，几乎全部水汽、杂质集中在对流层，C正确；低层大气的组成成分是干洁空气、水汽和杂质，D错误。故选C。第2题，平流层大气温度随高度的增加而气温升高，下冷上热，大气稳定，天气晴朗，利于飞机的飞行，A正确，D错误；水汽、杂质含量稀少，加上大气以平流运动为主，几乎没有天气现象，故平流层有利于航空飞机飞行的原因主要是大气平稳，B错误；平流层大气稀薄，氧气含量相对较低，C错误。故选A。 答案：1.C　2.A 3～4.解析：第3题，据材料可知，当客机飞行在温度为－60～－40℃的大气层且在空气湿度较大的条件下才容易产生航迹云，据图可知，②和④位置温度处于－60～－40℃，但④位于高层大气，客机不可能在此飞行。故选B。第4题，据所学知识可知，①②位于对流层，对流层臭氧含量少，臭氧层位于平流层，低纬度地区对流层高度为17～18 km，中纬度地区对流层高度为10～12 km，高纬度地区对流层高度为8～9 km，故赤道附近对流层大气厚度最厚，A错误，B正确；③处位于平流层，平流层臭氧多，C错误；读图可知，④处位于高层大气，高层大气温度随高度增加先降低后升高，上下温度差异小，中层温度低，D错误。 答案：3.B　4.B 第三步·课堂达标检测 1～2.解析：第1题，氮气和氧气是大气的主要成分，在干洁空气成分中，无论从体积分数还是质量分数看，氮气和氧气两者的含量约占99%，故又称地球大气为“氮氧大气”。第2题，目前，大气中的二氧化碳浓度逐渐升高，主要原因是燃烧化石燃料，释放大量的CO2；人类毁林，吸收的CO2减少。 答案：1.A　2.B 3～4.解析：第3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4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：3.C　4.D 5．答案：(1)中　该地对流层的高度为12 km，而对流层的高度在低纬度为17～18 km，在高纬度为8～9 km (2)该层集中了大气中几乎全部的水汽和杂质　空气对流运动显著 (3)补绘曲线略(气温随高度增加而上升)。O3(臭氧)　臭氧 (4)气温随高度上升而下降　对流 (5)电离　太阳活动(太阳耀斑)　无线电短波 (6)对流 (7)逐渐变小 学科网（北京）股份有限公司 $$