1.4地球的圈层结构（导学案）-【上好课】高一地理同步高效课堂（人教版2019必修一）

第一章 宇宙中的地球 第四节 地球的圈层结构（导学案） 【教学目标】 课程标准：运用示意图，说明地球的圈层结构。 教学目标： 1、结合视频和材料，说出地震波的类型及特征，并分析地震波的主要应用。（地理实践力、综合思维） 2、根据地震波传播速度的变化，推测地球内部物质状态，并划分地球内部圈层，描述各圈层特点。（区域认知、综合思维） 3、运用图文资料，说明地球外部圈层及其特点，理解地球外部各圈层之间的关系。（区域认知、人地协调观、综合思维） 【教学重难点】 推测地球内部物质状态，并划分地球内部圈层，描述各圈层特点。 【课前预习】 知识点一 地球的内部圈层结构 1.地震波 (1)概念：地震发生时，地下岩石受到强烈冲击，产生 ，并以波的形式向四周传播，这种弹性波叫地震波。 (2)类型：地震波有纵波(P波)和横波(S波)之分。 类型 传播速度 通过的物质 共同点 纵波(P波) 固体、液体、气体 都随着所通过物 质的性质而变化 横波(S波) 慢 只能通过 2.地球内部圈层的划分界线——不连续面 (1)不连续面的定义：地球内部地震波的波速发生突然变化的面叫不连续面。 (2)地球内部两个不连续面：莫霍界面和古登堡界面。 不连续面 地下深度 波速变化 界面 平均33km处 该面以下，横波、纵波的速度都明 显 界面 约2900km处 在这里， 速度突然下降，横波 完全消失 3. 地球内部圈层的划分 （1）地壳——连续不规则的圈层 ①地壳是地面以下，莫霍面以上，由各种 组成的坚硬外壳。 ②地壳厚度不一。平均厚度约为17千米， 部分较厚，大洋部分较薄。 ③地球大范围固体表面的海拔越高，地壳 ；海拔越低，地壳越薄。 （2）地幔 ①从莫霍界面直至2 900千米深处的古登堡界面 ②分为上地幔和下地幔,上地幔的上部存在一个 ,温度很高,是岩浆的主要发源地。 （3）地核 ①古登堡界面以下,厚度约3 400千米。 ②主要由铁和镍等金属组成,分为外核和内核两层。外核是 的金属物质,外核物质的运动形成了地球的磁场。内核是一个密度极大的固体金属球。 知识点二 地球的外部圈层结构 1.大气圈 （1）组成 大气圈指环绕地球外部的气体圈层。主要由 和悬浮物质组成的复杂系统，主要成分是氮气和氧气。 （2）作用 大气圈是地球生命的保护伞，它不仅避免了大多数流星体对地球的撞击，而且削弱了 对地球生物的影响，从而保护了地球上的生命。 2.水圈 （1）组成 水圈是由地球表层各种水体组成的连续但 的圈层。主要由固态水、液态水、气态水组成的。海洋是水圈的主体。 （2）作用 地球表面覆盖着大量的液态水，通过 可以塑造地表形态，促进地表物质迁移与能量交换等。 3.生物圈 （1）组成 生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称。生物圈不独占任何空间，它包括 底部、水圈全部、 上部，厚约20KM。它占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。 （2）作用 自然环境系统中最活跃的圈层 4.不同圈层之间的关系 大气圈、水圈、生物圈和岩石圈之间，相互联系、相互制约、相互渗透，不断地进行着物质和能量的交换，构成了人类赖以生存和发展的自然环境。 【课中探究】 情境导入 【人类能实现地心旅游吗？】 在凡尔纳的科幻小说《地心游记》中，主人公可以在地下旅行，甚至穿过地心。但就当前实际的科技水平来说，人类还无法实现“地心漫游”。目前最深的钻井，深度为12千米，仅仅触及地球的“表皮”。那么人类通过什么方式认识地球的内部结构呢？地球的内部结构究竟是怎样的呢？ 前苏联打下的科拉超深钻井达到惊人的12262米，也就是地下12公里的深度。 任务一：如何探究地球内部构造？ 买西瓜时，如何知道一个西瓜熟了没？ 切开看看？ 用手敲一敲 了解地球内部构造可以利用地球内部地震波的传播。 【小组合作】：观看视频，了解地震波的特点。 材料：地震波主要分为横波和纵波，横波速度慢，纵波速度快，发生地震时，纵波先到达地面，横波后达到，这中间的12秒时间为逃生的黄金时间。 【自主学习】：1、发生地震时，在海上航行的船感受到的震动是怎样的？ 2、利用地震波的特征，我们还可以应用到哪些方面？ 任务二：地球内部圈层结构 【自主学习】：1.观察下图，地震波波速在地球内部传播速度是否均匀？这说明了什么？ 【小组合作】：2.根据地震波传播特点，推测地球内部物质状态并说明理由。 材料：莫霍面是由‌南斯拉夫地震学家‌莫霍洛维奇在1909年研究‌一次地震时发现的。他发现在地下33千米处地震波的波速发生了明显的变化，这一界面具有全球性，后经证实是地壳和地幔的分界线，因此该不连续面被称为莫霍面。 材料：1914年，德国学者古登堡发现地下2885千米处存在地震波速的间断面，后证实这是地核与地幔的分界层。该不连续面称为古登堡面。 【小组合作】：3.划分地球内部圈层，说出各圈层的主要特征。 小结提升1：地震波与地球内部圈层 任务三：地球外部圈层如何划分？ 材料1：地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈等。 岩石圈的表面高低不平，被大气圈、水圈和生物圈覆盖。 【小组合作】：结合材料，说出地球的外部各圈层有什么特征？ 材料2：大气圈是由气体和悬浮物质组成的复杂系统，它的主要成分是氮气和氧气。大气圈笼置着地球，使得地球上的温度变化和缓，同时提供了生物生存所需的氧气。大气圈中的风、云、雨、雪等天气现象，与人类息息相关。 材料3：水圈是地表和近地表的各种形态水体的总称，其主体是海洋，还包括陆地上的河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等。水是最活跃的自然环境要素之一，在地球表面物质迁移和能量转换中起着十分重要的作用，是人类和其他生物生存和发展所不可或缺的。 材料4：生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称。地球生物的活动和影响范围虽然涉及大气圈、水圈和岩石圈，但多数生物集中分布在大气圈、水圈与岩石圈很薄的接触带中。生物从环境中获取物质和能量，同时也在促进太阳能转化、改变大气圈和水圈组成、改造地表形态等方面起着重要作用。 【小组合作】：1.找出下图中主要事物，如山、云、山顶积雪、河流、草、树木等。 2.将找出的事物按照大气圈、水圈、生物圈和岩石圈进行分类。 3.思考各事物之间的联系。 小结提升2：地球的外部圈层 拓展阅读：人类对地球内部结构的探索 与凡尔纳在19世纪科幻名著《地心游记》中对地心熔岩、火焰等新奇想象相比，人类对地球内部的真实了解还远不够丰富。要了解地球内部情况，最直接的办法就是钻孔，然而目前人类的钻探最深只有12千米，连地壳都没有穿透，与6000多km的地球半径相比，这仅仅只是地球的表皮。 地球内部的物质组成需要来自岩石样本的直接证据。地壳可以直接获取。有些地幔 物质由于地球内部的压力，会直接涌出地表；有些地幔物质可穿过较薄的海洋地壳获取。 人类无法直接观测地核，现在对地核的认识来自对宇宙其他天体(如陨石)的认识，以及 地球物理化学性质的推算。 【课堂总结】 【课堂练习】 五大连池风景区总面积1060km2，14座新老时期火山的喷发年代跨越200多万年，被誉为“天然火山博物馆”和“打开的火山教科书”。一条蜿蜒曲折的河流将五个火山堰塞湖连在一起，形成了五大连池。结合五大连池（局部）景观图和地球的内部圈层结构图，完成下面小题。 1．五大连池景观体现出的地球圈层的个数有（   ） A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 2．下列关于地球圈层特点的叙述，正确的是（   ） A．①圈层的平均厚度大约33KM B．③圈层最可能为液态或熔融态 C．②圈层横波地震波不能通过 D．④圈层可以通过钻孔技术研 2022年9月5日 12时52分，四川甘孜州泸定县发生6.8级地震，震源深度16千米。下图为地震波与地球内部构造示意图。据此完成下面小题。 3．此次地震的震源位于（   ） A．①圈层 B．②圈层 C．③圈层 D．④圈层 4．对地球内部各圈层描述正确的是（   ） A．①圈层横波传播速度最大 B．②圈层底部有由塑性物质组成的软流层 C．③圈呈液态或熔融状态 D．④圈层压力和温度都较低 地球各个圈层相互联系，相互影响，共同构成了一个整体，读下图完成下面小题。 5．①圈层的主要特点是（   ） A．由气体和悬浮物质组成 B．连续但不规则 C．能够进行光合作用 D．由坚硬岩石组成 6．“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．①③ C．②③ D．③④ 7．关于图中各圈层的关系，叙述正确的是（   ） A．③圈层单独占有空间 B．各圈层上下平行分布 C．各圈层相互渗透 D．都属于地球的外部圈层 8．读图文材料，完成下面小题。 材料一北京时间2022年9月5日12时52分，四川甘孜州泸定县（北纬29.59度，东经102.08度）发生了6.8级地震，震源深度16千米，多地市民接收到了预警信息（左图）。右图为地震波速度与地球内部构造示意图。 (1)D不连续面的名称是 面，F不连续面的名称是 面。 (2)此次地震的震源深度为16千米，推测地震最可能发生在哪一圈层结构中（   ）（单选） A．内核 B．外核 C．地幔 D．地壳 (3)地球内部的软流层位于（   ）（单选） A．上地幔上部 B．上地幔顶部 C．岩石圈上部 D．岩石圈顶部 (4)地壳厚薄不一，下列各地的地壳厚最厚的是（   ）（单选） A．华北平原 B．青藏高原 C．青海湖 D．云贵高原 (5)下列关于地球外部圈层的叙述，正确的是（   ）（单选） A．大气圈的主要成分是氧气和二氧化碳 B．生物圈独立存在，与其他外部圈层没有联系 C．水圈是连续但不规则的圈层 D．大气圈、水圈、生物圈之间均有明确的界线 【参考答案】 【课前预习】 知识点一 地球的内部圈层结构 1.地震波 (1)概念：地震发生时，地下岩石受到强烈冲击，产生弹性震动，并以波的形式向四周传播，这种弹性波叫地震波。 (2)类型：地震波有纵波(P波)和横波(S波)之分。 类型 传播速度 通过的物质 共同点 纵波(P波) 快 固体、液体、气体 都随着所通过物 质的性质而变化 横波(S波) 慢 只能通过固体 2.地球内部圈层的划分界线——不连续面 (1)不连续面的定义：地球内部地震波的波速发生突然变化的面叫不连续面。 (2)地球内部两个不连续面：莫霍界面和古登堡界面。 不连续面 地下深度 波速变化 莫霍界面 平均33km处 该面以下，横波、纵波的速度都明 显增大 古登堡界面 约2900km处 在这里，纵波速度突然下降，横波 完全消失 3. 地球内部圈层的划分 （1）地壳——连续不规则的圈层 ①地壳是地面以下，莫霍面以上，由各种岩石组成的坚硬外壳。 ②地壳厚度不一。平均厚度约为17千米，大陆部分较厚，大洋部分较薄。 ③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。 （2）地幔 ①从莫霍界面直至2 900千米深处的古登堡界面 ②分为上地幔和下地幔,上地幔的上部存在一个软流层,温度很高,是岩浆的主要发源地。 （3）地核 ①古登堡界面以下,厚度约3 400千米。 ②主要由铁和镍等金属组成,分为外核和内核两层。外核是液态的金属物质,外核物质的运动形成了地球的磁场。内核是一个密度极大的固体金属球。 知识点二 地球的外部圈层结构 1.大气圈 （1）组成 大气圈指环绕地球外部的气体圈层。主要由气体和悬浮物质组成的复杂系统，主要成分是氮气和氧气。 （2）作用 大气圈是地球生命的保护伞，它不仅避免了大多数流星体对地球的撞击，而且削弱了紫外线对地球生物的影响，从而保护了地球上的生命。 2.水圈 （1）组成 水圈是由地球表层各种水体组成的连续但不规则的圈层。主要由固态水、液态水、气态水组成的。海洋是水圈的主体。 （2）作用 地球表面覆盖着大量的液态水，通过水循环可以塑造地表形态，促进地表物质迁移与能量交换等。 3.生物圈 （1）组成 生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称。生物圈不独占任何空间，它包括大气圈底部、水圈全部、岩石圈上部，厚约20KM。它占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。 （2）作用 自然环境系统中最活跃的圈层 4.不同圈层之间的关系 大气圈、水圈、生物圈和岩石圈之间，相互联系、相互制约、相互渗透，不断地进行着物质和能量的交换，构成了人类赖以生存和发展的自然环境。 【课中探究】 任务一：如何探究地球内部构造？ 【自主学习】：1、发生地震时，在海上航行的船感受到的震动是怎样的？ 2、利用地震波的特征，我们还可以应用到哪些方面？ 答案：问题1：横波不能通过液体，因此海上的船只能感受上下震动。 问题2：探测石油、天然气等矿产；了解地球内部结构。 任务二：地球内部圈层结构 【自主学习】：1.观察左图，地震波波速在地球内部传播速度是否均匀？这说明了什么？ 答案：不均匀，说明地球内部物质的性质随深度发生了变化。 【小组合作】：2.根据地震波传播特点，推测地球内部物质状态并说明理由。 答案：变化一：地下约33km处，横波和纵波波速都增加。物质的性质或状态发生了变化。这一界面称为莫霍面。 变化二：地下约2900km处，横波消失，纵波速度变慢。说明物质由固态变成了液态。这一界面称为古登堡面。 【小组合作】：3.划分地球内部圈层，说出各圈层的主要特征。 答案：地球内部划分为地壳、地幔和地核。地壳和地幔的分界面为莫霍面，地幔和地核的分界面为古登堡面。地球内部的划分类似于煮熟的鸡蛋。 地壳：地表至莫霍面之间的部分。由岩石组成。平均厚度33km，大陆地壳厚，海洋地壳薄。 地幔：莫霍面至古登堡面之间的部分。深度为地下33km-2900km，占地球总体积的80%。分为上地幔和下地幔。 软流层：位于上地幔的上部，但没有在顶部。 软流层温度高，部分岩石呈熔融状态，能流动，是岩浆的发源地。 岩石圈：位于软流层之上，包括上地幔顶部和地壳两部分。由岩石组成。 地核：位于古登堡面以下，厚度约3400km。 主要由铁和镍组成，可分为内核和外核。 外核是熔融状态的金属，形成了地球的磁场。 内核是一个固态金属球。 任务三：地球外部圈层如何划分？ 材料1【小组合作】：结合材料，说出地球的外部各圈层有什么特征？ 答案：大气圈的厚度大约2000-3000km，随海拔升高，大气密度减小，气压降低。 大气由干洁空气、水汽和固体杂质组成，产生了各种天气现象。 材料2：大气圈是由气体和悬浮物质组成的复杂系统，它的主要成分是氮气和氧气。大气圈笼置着地球，使得地球上的温度变化和缓，同时提供了生物生存所需的氧气。大气圈中的风、云、雨、雪等天气现象，与人类息息相关。 答案：大气圈的厚度大约2000-3000km，随海拔升高，大气密度减小，气压降低。 大气由干洁空气、水汽和固体杂质组成，产生了各种天气现象。 材料3：水圈是地表和近地表的各种形态水体的总称，其主体是海洋，还包括陆地上的河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等。水是最活跃的自然环境要素之一，在地球表面物质迁移和能量转换中起着十分重要的作用，是人类和其他生物生存和发展所不可或缺的。 答案：水圈主要由海洋（主体）、河湖、沼泽、冰川、地下水等组成。 水圈是一个连续而不规则的圈层。 材料4：生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称。地球生物的活动和影响范围虽然涉及大气圈、水圈和岩石圈，但多数生物集中分布在大气圈、水圈与岩石圈很薄的接触带中。生物从环境中获取物质和能量，同时也在促进太阳能转化、改变大气圈和水圈组成、改造地表形态等方面起着重要作用。 答案：生物圈包括所有生物及其生存环境，包含大气圈下部，水圈和岩石圈上部。 生物圈渗透在其他圈层之中，是最活跃的圈层。 【小组合作】：1.找出下图中主要事物，如山、云、山顶积雪、河流、草、树木等。 2.将找出的事物按照大气圈、水圈、生物圈和岩石圈进行分类。 3.思考各事物之间的联系。 答案：大气圈、水圈、生物圈与岩石圈相互联系、相互渗透共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。 【课堂练习】 【答案】1．C 2．B 【解析】1．读左图可知，五大连池景观是岩石圈、水圈、生物圈和大气圈共同形成的，体现了四个圈层，C正确，ABD错误。故选C。 2．读右图并结合所学可知，①圈层是地壳，平均厚度约为17千米，A错误；横波只能穿过固态物质，③圈层是外地核，在这个圈层横波通过不了，最可能为液态或熔融态，B正确；②圈层是地幔，地震波能通过，C错误；④圈层是内地核，它的温度、压力和密度都比较大，位于地球内部最核心，远离地表且在上地幔有岩浆的发源地软流层，无法通过钻孔技术研究，D错误。故选B。 【答案】3．A 4．C 【解析】3．读图可知，①圈层为地壳，②圈层是地幔，③圈层是外地核，④圈层为内地核。此次地震的震源深度为16千米，大陆地壳的平均厚度约为39-41千米，所以震源应位于地壳，即图中的①圈层。A正确，BCD错误。故选A。 4．①圈层为地壳，纵波传播速度大于横波，A错误。②圈层为地幔，软流层位于上地幔顶部，并非地幔底部，B错误。③圈为外地核，呈液态或熔融状态，C正确。④圈层为内地核，压力和温度都极高，D错误。故选C。 【答案】5．B 6．D 7．C 【解析】5．根据图上信息及所学知识可知，①提供水蒸气，是水圈；②是水蒸气进入的圈层，并提供降水和二氧化碳等气体，是大气圈；③圈层提供有机物和氧气，是生物圈；④圈层提供矿物质、无机盐和尘埃，是岩石圈。①圈层为水圈，其主要特点是连续但不规则，B正确。由气体和悬浮物质组成的是大气圈，A错误。能够进行光合作用的主要是生物圈中的植物，C错误。由坚硬岩石组成的是岩石圈，D错误。故选B。 6．“落红不是无情物，化作春泥更护花”反映的是植物的枯枝落叶经过分解进入土壤，进而提供养分，涉及的是生物圈和岩石圈的关系，即③④，D正确，ABC错误。故选D。 7．图中各圈层关系是相互渗透的，C正确。③生物圈渗透于其他圈层中，并非单独占有空间，A错误。各圈层不是上下平行分布，而是相互交叉、相互渗透，B错误。岩石圈属于地球的内部圈层和外部圈层的过渡圈层，并非都属于外部圈层，D错误。故选C。 【答案】8.(1) 莫霍 古登堡 8.(2)D 8.(3)A 8.(4)B 8.(5)C 【解析】8.（1）地震波在经过D界面时，横波和纵波速度明显加快，为莫霍界面；当地震波传到F界面时，横波突然消失，纵波波速突然下降，为古登堡界面。 8.（2）结合材料信息分析，本次地震的震源深度为16千米，地壳的平均厚度约为17千米，其中大陆地壳的平均厚度约为33千米，因此本次地震发生在地球的地壳部分，D正确，ABC错误。故选D。 8.（3）软流层位于上地幔上部，软流层之上的地幔部分是上地幔顶部，A正确，BCD错误。故选A。 8.（4）一般而言，陆地上高原、山地地区海拔高，地壳厚度大，平原地区海拔低，地壳厚度小。地壳厚度于海拔高度成正比。四个选项中，青藏高原是世界最高的高原，因此，青藏高原是地壳最厚的地方，B正确，ACD错误。故选B。 8.（5）大气圈的主要成分是氧气和氮气，A错误；生物圈包含在水圈的全部、大气圈的底部和岩石圈的上部，与其他外部圈层联系密切，B错误；水圈是连续但不规则的圈层，C正确；大气圈、水圈、生物圈之间没有明确的界线，D错误。故选C。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！4 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$