内容正文:
第二章 天气与气候
课时1 大气层
知识内容
重难点分析
1. 大气的温度
2. 大气的分层
3. 对流层
1. 大气的温度与原因
2. 大气的分层
3. 对流层的特点与对流运动
一.大气的温度
1.大气层:大气主要集中在地表以上1000千米左右的高度内。与地球的半径相比,大气显得很薄。然而它对地球而言非常重要。
2.大气层的作用:
(1)大气层是地球上存在生命的条件之一。
(2)大气层的存在使各种复杂的天气变化得以发生,也使得地球表面的昼夜温度差比较小。
(3)大气层阻挡了很大一部分可能对地球生物造成危害的紫外线辐射和小天体的撞击。
3.大气温度的垂直分布:大气温度的变化范围约在-84oC至2500oC之间,从地表上升约12千米,大气温度随高度上升而下降;从12千米上升到55千米,大气温度随高度上升而升高;从55千米上升到85千米,大气温度随着高度的上升而降低;85千米以上,大气温度呈现逐渐升高的趋势。
二.大气的分层
1.大气分层的主要依据:大气温度在垂直方向上的变化。
2.大气分层:根据大气的温度、密度和物质组成等特点,可以把地球大气层分为五层,即对流层、平流层、中间层、暖层和外层。
3.各层大气的特点:
(1)对流层:有强烈的对流运动,有天气的变化。
(2)平流层:可以吸收紫外线的臭氧层就在这层,气流平稳,飞机也在平流层运动。
(3)中间层:气温随高度增高而迅速降低,中间层的顶界气温降至-83℃~-113℃。因为该层臭氧含量极少,不能大量吸收太阳紫外线,而氮、氧能吸收的短波辐射又大部分被上层大气所吸收,故气温随高度增加而递减。还会出现强烈地对流运动,又称为高空对流层或上对流层。这是由于该层大气上部冷、下部暖,致使空气产生对流运动。但由于该层空气稀薄,空气的对流运动不能与对流层相比。
(4)暖层:温度高,电离程度强烈也称为电离层,电离层能将电磁波反射回地球,对全球的无线电短波通信具有重要意义。
(5)外层:空气极其稀薄,温度很高,可达数千度,人造卫星多在该层工作。
三.对流层
1.位置与特点:对流层是大气的底层,对流层在两极地区的厚度约为8千米,到赤道则增大到17~ 18千米。对流层集中了地球约四分之三的大气质量和几乎全部的水汽、固体杂质。
2.对流运动:由于热胀冷缩,温度高的气体和液体会密度减小,呈上升运动,温度低的部分密度增大,呈下降运动,它们之间的相对运动叫做对流运动
3.天气现象复杂多变:显著的对流运动和充足的水汽,使对流层的天气现象复杂多变,云、雨、雪、雷电、风、霜、雾等主要的天气现象都发生在对流层。对流层的各种天气变化影响着生物的生存和行为,对流层是大气层中与人们生活和生产关系最密切的一层。
【常见的对流运动】
【例1】我国成功发射了“夸父一号”卫星。它将对耀斑进行观测。耀斑发生在太阳大气层的( )
A.光球层 B.色球层 C.日冕层 D.以上都不是
【答案】B
【解析】太阳大气层由内到外依次是光球层、色球层和日冕层。光球层上的太阳活动是黑子;色球层上太阳活动是耀斑和日珥;日冕层上的太阳活动是太阳风。耀斑发生在太阳大气层的色球层。故选B。
【例2】读气温的垂直分布图,下列说法正确的是( )
A.臭氧层位于① B.②中最显著的特点是空气有强烈的对流运动
C.天气现象主要发生在③ D.②中有电离层,有利于无线电通讯
【答案】C
【解析】臭氧层位于②平流层,A错误;③对流层的显著特点,气温随高度升高而递减,在垂直方向上形成强烈的对流,空气对流运动显著,天气现象复杂多变,B错误,C正确;根据大气的温度、密度、运动等特征,大气自下而上分为③对流层、②平流层和①高层大气。高层大气中有电离层,有利于无线电通讯。D错误。故选C。
【例3】如图所示为大气层的气温垂直分布情况,大气各层气温随着高度的升高而降低的是( )
A.①② B.①③ C.①④ D.②③
【答案】B
【解析】读图分析可知,①层为对流层,大气温度随着高度的升高而降低,故①正确。②层为平流层,大气温度随着高度的升高而升高,故②错误。③层大气随着高度的升高而降低,故③正确。④层大气随着高度的升高而升高,故④正确。故选B。
一、选择题
1.2023年6月4日6时30分许,神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。载人飞船返回舱返回时要穿越地球大气层,以下关于地球大气层的说法不正确的是( )
A.外层是地球大气与宇宙空间的过渡层
B.对流层的天气现象复杂多变
C.大气层分层的主要依据是大气温度在垂直方向上的变化
D.返回舱返回时依次经过外层→暖层→平流层→中间层→对流层
【答案】D
【解析】外层是地球大气与宇宙空间的过渡层,A对;对流层的天气现象复杂多变,B对;大气层分层的主要依据是大气温度在垂直方向上的变化,随着高度的上升,大气逐渐变得稀薄,C对;返回器返回地球时由外到内依次经过外层—暖层—中间层—平流层—对流层,D错;结合题意,故选D。
2.2022年12月4日20时09分,神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,神舟十四号载人飞行任务取得圆满成功,我国航天事业进入了新阶段。返回舱返回时要穿越地球大气层,以下关于地球大气层的说法不正确的是( )
A.外层是地球大气与宇宙空间的过渡层
B.若没有平流层,人类所要接收的紫外线会大大增加,患皮肤病的概率也会大大增加
C.地球上主要的云、雨、雪、风等天气变化都是在对流层中发生
D.大气层分层的主要依据是大气温度在水平高度上的变化
【答案】D
【解析】外层是地球大气与宇宙空间的过渡层 ,故A正确。若没有平流层,人类所要接收的紫外线会大大增加,患皮肤病的概率也会大大增加,故B正确。地球上主要的云、雨、雪、风等天气变化都是在对流层中发生,故C正确。大气层分层的主要依据是大气温度在垂直高度上的变化,故D错误。故选D。
3.2023年10月26日,航天员杨洪波、唐胜杰、江新林乘坐神舟十七号前往天宫一号空间站,期间会高速穿过大气层。以下关于地球大气层的说法,丕正确的是( )
A.大气层能保护地球,减少小天体的撞击
B.雷电风雨等主要的天气现象都发生在对流层
C.大气层分层的主要依据是大气温度在垂直方向上的变化
D.飞船离开地球时依次经过对流层→中间层→平流层→暖层→外层
【答案】D
【解析】大气层是地球大气与宇宙空间的过渡层,可以保护地球,减少小天体的撞击,A选项正确。风、雷、雨、电等强对流活动都发生在对流层,B选项正确。大气温度在垂直方向上的变化,是大气层分层的主要依据,C选项正确。飞船离开地球时依次经过对流层→平流层→中间层→暖层→外层,D 选项错误。根据题意,故选D。
4.如图是大气温度垂直分布图,下列几种关于大气各层及其相关作用的说法中正确的是( )
①图中A层——最显著的特点是有强烈的对流运动;
②图中A层——含有臭氧,能吸收紫外线;
③图中B层——几乎只有空气的水平运动,适合飞机飞行;
④图中B层——集中了大气中四分之三大气质量和几乎全部水汽。
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
【答案】B
【解析】由图和所学知识知,A是对流层,B是平流层,C是高层大气。A对流层气温随高度增加而降低,在垂直方向上形成强烈的对流,对流层也正是因此而得名,①正确;大气层中约 90%的臭氧集中于B平流层,②错误;B平流层的特点是大气水平运动为主,该层水汽和固体杂质极少,没有天气现象,天气晴朗,能见度高,是飞机飞行的主要空间,③正确;A对流层集中了大气中四分之三的大气质量和全部水汽,④错误。故选B。
5.中国宇宙飞船“神舟十三号”于 2022 年 4 月 16 日搭载 3 名航天员成功返回地球。3人于去年10月发射,飞往正在建设中的“中国宇宙空间站(CSS)”,完成了对我国来说最长的半年的长期滞留任务。“神舟十三号”宇宙飞船返回进入地球大气层后速度极大,与大气剧烈摩擦产生大量热量。以下关于地球大气层的说法不正确的是( )
A.外层是地球大气与宇宙空间的过渡层
B.对流层中最显著的变化是有强烈的对流运动
C.大气温度在垂直方向上的变化,是大气层分层的主要依据
D.返回器返回地球时依次经过外层→暖层→平流层→ 中间层→对流层
【答案】D
【解析】外层是地球大气与宇宙空间的过渡层,A正确;对流层中最显著的变化是有强烈的对流运动,B正确;大气温度在垂直方向上的变化,是大气层分层的主要依据,C正确;返回器回地球时由外到内依次经过外层→暖层→中间层→平流层→对流层,D错误;故选D。
6.地球大气对流层厚度的大小与气温高低呈正相关,因此,对流层的厚度存在明显的纬度差异。据此回答:一架飞机保持12千米的高度从赤道上空飞往北极上空,飞行员途中的感受是( )
A.一直平衡 B.一直颠簸
C.先上下颠簸,后平衡飞行 D.先平衡飞行,后上下颠簸
【答案】C
【解析】对流层大气的厚度存在明显的纬度差异,由赤道向两极递减。飞机保持12千米的高度从赤道上空飞往北极上空,是由对流层进入平流层,而对流层空气对流运动显著,平流层大气以平流运动为主,比较平稳,故行员途中的感受是先上下颠簸,后平稳飞行。对流层大气的厚度存在明显的纬度差异,由赤道向两极递减。飞机保持12千米的高度从赤道上空飞往北极上空,是由对流层进入平流层,而对流层空气对流运动显著,平流层大气以平流运动为主,比较平稳,故行员途中的感受是先上下颠簸,后平稳飞行。故C正确,ABD错误。故选:C。
7.关于大气层对流层描述错误的是( )
A.上部冷,下部热,对流现象显著 B.云、雨等气象现象只发生在对流层
C.其热量直接来自于太阳辐射 D.对流层厚度在地球周围并不一样,随纬度变化
【答案】C
【解析】A、大气层对流层上部冷,下部热,对流现象显著,A正确;
B、云、雨等气象现象只发生在对流层,B正确;
C、其热量直接来自地面辐射,C错误;
D、对流层厚度在地球周围并不一样,随纬度变化,D正确;
故选C。
8.2022年4月16日上午10时左右,神舟十三号载人飞船成功返回地面,圆满完成任务。飞船在进入地球大气层后速度极大,与大气剧烈摩擦产生热量。以下说法正确的是( )
A.随着高度的降低,大气温度逐渐变高
B.如果没有大气,天空仍然是蓝色的
C.大气温度在垂直方向上的变化,是大气层分层的主要依据
D.飞船返回地球时由外到内依次经过外层→暖层→平流层→中间层→对流层
【答案】C
【解析】结合所学知识可知,气温会随高度的改变而改变,比如大气的对流层,热源是地面辐射,故气温随高度增加而降低,而对流层以上的大气层空气稀薄,热源为太阳辐射,气温随高度增加而升高,A错误;如果没有大气,天空是黑色的,因为没有大气层进行衍射、散射,所以天空就不是蓝色的,B错误;大气温度在垂直方向上的变化是大气垂直分层的主要依据,C正确;飞船返回地球时由外到内依次经过外层→暖层→中间层→平流层→对流层,D错误。故选C项。
9.北京时间2022年10月31日15时37分,搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,梦天实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。火箭升空过程中,依次穿越的大气层是( )
A.对流层、中间层、平流层、暖层 B.平流层、中间层、对流层、暖层
C.对流层、平流层、中间层、暖层 D.中间层、对流层、平流层、暖层
【答案】C
【解析】火箭升空过程中,从地面到高空,依次经过对流层、平流层、中间层、暖层。故C正确。
10.如图是大气温度垂直分布情况,下列关于大气各层的叙述正确的是( )
①A层:气温随高度增加而降低 ②A层:与人类生活关系最密切
③C层:民航飞机活动的主要空间 ④B层:集中了地球约四分之三大气质量
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
【答案】A
【解析】①对流层,该层气温随高度增加而降低,故①正确;②对流层与人类生活关系最密切,故②正确;③B是平流层,对流层是航天飞船活动的主要空间,故③错误;④A是对流层集中了大气中四分之三的大气质量和全部水汽,故④错误。故选A。
11.下列关于对流层的描述正确的是( )
①对流层内随高度的增加气温升高
②不同地表的对流层高度是一样的
③对流层最显著的特点是空气有强烈的水平运动
④对流层集中了地球约四分之三的大气质量和几乎全部的水汽
⑤对流层的天气现象复杂多变
A.③④ B.②⑤ C.①④ D.④⑤
【答案】D
【解析】①对流层内气温随高度的增加而升高,描述错误;
②不同地区的对流层高度是不一样的,赤道地区的对流层厚度是最大的,自低纬向高纬,对流层厚度减少,描述错误;
③对流层的显著特点,气温随高度升高而递减,在垂直方向上形成强烈的对流,对流层也正是因此而得名,描述错误;
④对流层集中了四分之三的大气质量和几乎全部的水汽、固体杂质,描述正确;
⑤对流层的天气现象复杂多变,对流运动易成云致雨,描述正确。
综上可知④⑤描述正确,D选项正确。
故选D。
12.如图所示,某同学用装满水的回形玻璃管做对流实验,下面说法正确的是( )
A.如果在A点加热,液体会发生对流,液体按顺时针方向流动
B.如果在D点加热,液体会发生对流,液体按逆时针方向流动
C.如果在B点放冰块,液体会发生对流,液体按逆时针方向流动
D.如果在C点放冰块,液体会发生对流,液体按顺时针方向流动
【答案】B
【解析】A.如果在A点加热,因为液体加热之后会膨胀,但是A点液体已经在上方,所以不会发生对流,故A说法错误。
B.如果在D点加热,因为液体加热之后会膨胀,这样单位体积的液体会变少,密度变小,上升,一边温度低,密度大的液体过来补充,从而使管中液体沿逆时针流动,故B说法正确。
C.如果在B点放冰块,液体遇冷收缩,液体密度变大,导致液体向下运动,从而使管中液体沿顺时针流动,故C说法错误。
D.如果在C点放冰块,液体遇冷收缩,液体密度变大,但是因为C点液体已经在下方,所以不会发生对流,故D说法错误。
故选B。
13.如图所示,点燃一段线香横插在橡皮泥上,用一只大号烧杯扣上,下列说法不正确的是( )
A.线香的烟中向上升,沿四周下降,形成对流 B.不透明的物体(如烟),不一定总是上升的
C.实验中观察到的现象就是对流层的对流现象 D.此实验的现象与烧水时水的对流现象本质原因相同
【答案】C
【解析】AD.点燃线香,可观察到烟往上弥漫,这是由于线香燃烧使烧杯内下层空气受热上升,并使杯内空气产生对流运动,可见此现象与烧水的对流现象本质原因是相同的,故AD正确。
B.不透明的物体(如烟),不一定总是上升的,故B正确。
C.本实验只是一个模拟实验,观察到的现象并不是对流层的对流现象,故C错误。
故选C。
14.下列关于大气层的相关描述:①平流层的气温随着高度的增加而升高,飞机常在平流层飞行;②对流层中的天气复杂多变,与人类活动关系最为密切;③雷电风雨等现象主要发生在平流层;④对流层的大气以水平运动为主。其中正确的描述是( )
A.①②④ B.①③ C.②④ D.①②
【答案】D
【解析】①平流层的气温随高度的增加而上升,大气以平流运动为主,天气晴朗,有利于高空飞行,故①正确;
②对流层中气温随高度的增加而递减,空气对流运动显著,天气现象复杂多变,故②正确;
③雷电风雨等现象主要发生在对流层,故③错误;
④对流层大气以对流运动为主,故④错误。
故选D。
15.关于大气层的分析和理解,错误的是( )
A.大气分层的主要依据是大气在垂直方向上的温度变化 B.雷电等主要的天气现象都发生在平流层
C.对流层最显著的特点是有强烈的对流运动 D.对流层大气的热量直接来自地表辐射
【答案】B
【解析】A.大气分层的主要依据是大气在垂直方向上的温度变化,分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层,故A正确,不符合题意;
B.对流层,大气最下层,厚度随季节和纬度而变化,雷电等天气现象和天气过程主要发生在这一层,故B错误,符合题意;
C.对流层的显著特点,气温随高度升高而递减,在垂直方向上形成强烈的对流,对流层也正是因此而得名,故C正确,不符合题意;
D.对流层大气的热量主要来自对地面辐射的吸收,故D正确,不符合题意。
故选B。
16.有关对流层特点的叙述有:①有强烈的对流运动;②气温随高度的增加而升高;③是与人类关系最密切的一层;④对流层中的天气现象复杂多变;⑤对流层占据大气质量的和几乎全部的水汽和固体杂质。其中正确的是( )
A.①②③④ B.①②③⑤ C.①③④⑤ D.①②④⑤
【答案】C
【解析】对流层的特点有:气温随海拔高度的增加而降低、大气对流运动显著、水汽和尘埃多、天气现象复杂多变、与人类关系最密切。故选C。
17.下列关于大气层的分析和理解错误的是( )
A.大气分层的主要依据是大气在垂直方向上的温度变化
B.大气层能阻挡紫外线的危害和陨石的撞击
C.地球上如果没有大气,火山喷发现象将不复存在
D.对流层有显著的对流运动,其中的天气复杂多变
【答案】C
【解析】A、大气分层的主要依据是大气在垂直方向上的温度变化,故A正确。
B、大气层中的臭氧层能吸收紫外线,陨石与大气摩擦,能减少陨石的撞击,故B正确。
C、火山喷发属于地球内部岩浆涌出,与大气没有关系,没有大气,火山喷发现象还是会发生,故C错误。
D、对流层有显著的对流运动,其中的天气复杂多变,故D正确。
故选C。
18.2023年10月26日,神舟十七号载人飞船与我国空间站成功对接,神州十七号宇航员和太空站里神州十六号宇航员在高度约为400千米的中国太空站成功会师。根据如表大气层的分层,中国太空站是在大气的( )
层序
高度
对流层
0-17千米
平流层
17-55千米
中间层
55-85千米
暖层
85-500千米
外层
>500千米
A.外层 B.暖层 C.中间层 D.平流层
【答案】B
【解析】神州十七号宇航员和太空站里神州十六号宇航员在高度约为400千米的中国太空站成功会师,对应暖层,B正确;外层高度大于500千米,中间层高度位于55-85千米,平流层高度位于17-55千米,A C D错误;故选B。
19.大气层的存在对于地球上的生物具有重要意义。如图所示为大气温度的垂直分布图,下列叙述正确的是( )
A.根据大气的温度、密度和物质组成等特点,将大气层分为四层
B.从地表开始,随着高度的增加,气温逐渐降低
C.从地表开始,随着高度的增加,气压先减小后变大,呈周期变化
D.对流层最显著的特点是有强烈的对流运动
【答案】D
【解析】A.根据大气的温度、密度和物质组成等特点,把地球大气层分为五层,即:对流层、平流层、中间层、暖层和外层,故A错误;
B.读图可得,从地表开始,随着高度的增加,气温有升高的时候,也有降低的时候,故B错误;
C.从地表开始,不同的高度范围,气压变化的规律不同,故C错误;
D.由对流层特点可知,对流层有强烈的对流运动,故D正确。
故选D。
20.关于对流层和平流层大气的叙述正确的是( )
A.对流层大气厚度随纬度增加而减少 B.平流层集中了地球约的大气质量
C.对流层大气平稳利于大型飞机飞行 D.平流层与人类生活和生产关系最密切
【答案】A
【解析】对流层在低纬度地区平均高度为17~18千米,在中纬度地区平均为10~12千米,在高纬度地区平均为8~9千米,即对流层高度随纬度增加而降低,A正确;大气质量主要在对流层,B错误;平流层大气平稳利于大型飞机飞行,C错误;对流层与人类生活和生产关系最密切,D错误。故选A。
【点睛】对流层气温随高度升高而降低,对流运动显著,与人类关系最密切;平流层气温随高度升高而升高,能见度高,适合飞机飞行;高层大气气温随高度增加先降低后升高,人造卫星等在此运行。
21.下列关于大气各层及其作用的说法正确的是( )
①对流层——气温随高度增加而降低,上下空气流动
②外层——是外层地球生命的保护伞
③臭氧层——反射无线电波,进行远距离通信
④平流层——气温随高度增加而增加,上下空气难于流动
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
【答案】C
【解析】分析选项可知,对流层--气温随高度增加而降低,上下空气流动,①正确;外层--反射无线电波,进行远距离通信,②错误;臭氧层—吸收紫外线,是地球生命的保护伞,③错误;平流层--气温随高度增加而增加,上下空气难于流动,④正确。故选C。
22.飞机适宜在离地面10km以上的平流层中飞行,主要是因为( )
①在平流层中,温度适宜; ②空气中上热下冷,不易形成对流现象,气流稳定;
③空气含水汽少,能见度好; ④在平流层中,有利于改变航向
A.①③ B.②③ C.②④ D.①②④
【答案】B
【解析】平流层,亦称同温层,是地球大气层里上热下冷的一层,此层被分成不同的温度层,当中高温层置于顶部,而低温层置于低部。
【解析】①平流层的温度与对流层温度差不多,不是适宜飞机飞行的原因,故①错误;
②空气中上热下冷,不易形成对流现象,气流稳定,有利于飞机的稳定飞行,故②正确;
③空气含水汽少,能见度好,良好的视野有助于飞机的飞行,故③正确;
④飞机改变航向与所处的空间无关,故④错误。
故选B。
23.2023年5月30日“神舟十六号”载人飞船成功发射,以下有关说法正确的是( )
A.飞船离开地球时首先穿越大气的平流层
B.随着高度的上升,大气温度先降低后升高
C.宇航员在太空看到的天空是蓝色的
D.空间站核心舱中,宇航员们不能用密度计测饮用水的密度
【答案】D
【解析】A.飞船离开地球时首先穿越大气的对流层,而不是平流层,故A错误;
B.随着高度的上升,大气温度先降低后升高再降低后再升高,故B错误;
C.我们看到的天空的颜色是被大气层色散太阳光的颜色――蓝色,地球之外没有大气对太阳的色散,故到的天空不是蓝色而是黑色,故C错误;
D.空间站核心舱中有失重现象,宇航员们不能用密度计测饮用水的密度,故D正确。
故选D。
24.2024年4月15日,长征二号丁运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空,该火箭升空时,首先穿过的是大气层的( )
A.电离层 B.平流层 C.散逸层 D.对流层
【答案】D
【解析】火箭发射升空时,从地面向上,依次通过的大气层是对流层、平流层、中间层、热层(包括电离层和外逸层)、外层大气,再向上,就是宇宙空间了,因此首先穿过的是大气层的对流层,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
25.下列关于地球大气层中平流层、对流层、中间层的叙述,正确的是( )
A.自近地面向上,依次为对流层--中间层--平流层
B.气温随高度增加发生的变化,依次表现为递减--递增--再递增
C.大气层的厚度为5000km,此高度以上为绝对真空
D.对流层的天气现象复杂多变
【答案】D
【分析】近地面大气垂直分层自下而上分析本题,中间层又称中层,自平流层顶到85千米之间的大气层,气温随高度增高而迅速下降。
【解析】A.近地面大气垂直分层自下而上依次为对流层、平流层、中间层,故A错误;
B.对流层气温随高度增加而递减,平流层气温随高度增加而递增,中间层气温随高度增高而迅速下降,故B错误;
C.大气层的厚度为5000千米,此高度以上为绝对真空,说法错误,没有明确的界线,故C错误;
D.对流层气温随高度的增加而递减,空气对流运动显著,天气现象复杂多变,故D正确。
故选D。
26.2021年9月17日,神舟十二号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,三位航天员安全顺利出舱,以下关于地球大气层的特点或作用说法正确的是( )
A.保护作用——阻挡紫外线辐射和小天体撞击
B.垂直分层——从对流层到外层,大气密度逐渐变得浓厚
C.物质组成——随大气层高度的升高,大气物质组成基本不变
D.气温变化——从地表到12km高度处,气温随高度的上升先增加后减小
【答案】A
【解析】A.大气层的臭氧层可以吸收紫外线,并且大气可以阻挡小天体对地球的撞击,故A正确;
B.从对流层到外层,大气密度逐渐变小,故B错误;
C.大气在不同高度,大气物质组成不一样,故C错误;
D.从地表到12km高度处,气温随高度的上升而减小,故D错误。
故选A。
27.能吸收太阳光中的紫外线,被称为“地球的铠甲”的气体是( )
A.氧气 B.氮气 C.二氧化碳 D.臭氧
【答案】D
【解析】能吸收太阳光中的紫外线的气体是臭氧,臭氧被称为“地球的铠甲”,故D正确,ABC错误。
故选D。
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第二章 天气与气候
课时1 大气层
知识内容
重难点分析
1. 大气的温度
2. 大气的分层
3. 对流层
1. 大气的温度与原因
2. 大气的分层
3. 对流层的特点与对流运动
一.大气的温度
1.大气层:大气主要集中在地表以上1000千米左右的高度内。与地球的半径相比,大气显得很薄。然而它对地球而言非常重要。
2.大气层的作用:
(1)大气层是地球上存在生命的条件之一。
(2)大气层的存在使各种复杂的天气变化得以发生,也使得地球表面的昼夜温度差比较小。
(3)大气层阻挡了很大一部分可能对地球生物造成危害的紫外线辐射和小天体的撞击。
3.大气温度的垂直分布:大气温度的变化范围约在-84oC至2500oC之间,从地表上升约12千米,大气温度随高度上升而下降;从12千米上升到55千米,大气温度随高度上升而升高;从55千米上升到85千米,大气温度随着高度的上升而降低;85千米以上,大气温度呈现逐渐升高的趋势。
二.大气的分层
1.大气分层的主要依据:大气温度在垂直方向上的变化。
2.大气分层:根据大气的温度、密度和物质组成等特点,可以把地球大气层分为五层,即对流层、平流层、中间层、暖层和外层。
3.各层大气的特点:
(1)对流层:有强烈的对流运动,有天气的变化。
(2)平流层:可以吸收紫外线的臭氧层就在这层,气流平稳,飞机也在平流层运动。
(3)中间层:气温随高度增高而迅速降低,中间层的顶界气温降至-83℃~-113℃。因为该层臭氧含量极少,不能大量吸收太阳紫外线,而氮、氧能吸收的短波辐射又大部分被上层大气所吸收,故气温随高度增加而递减。还会出现强烈地对流运动,又称为高空对流层或上对流层。这是由于该层大气上部冷、下部暖,致使空气产生对流运动。但由于该层空气稀薄,空气的对流运动不能与对流层相比。
(4)暖层:温度高,电离程度强烈也称为电离层,电离层能将电磁波反射回地球,对全球的无线电短波通信具有重要意义。
(5)外层:空气极其稀薄,温度很高,可达数千度,人造卫星多在该层工作。
三.对流层
1.位置与特点:对流层是大气的底层,对流层在两极地区的厚度约为8千米,到赤道则增大到17~ 18千米。对流层集中了地球约四分之三的大气质量和几乎全部的水汽、固体杂质。
2.对流运动:由于热胀冷缩,温度高的气体和液体会密度减小,呈上升运动,温度低的部分密度增大,呈下降运动,它们之间的相对运动叫做对流运动
3.天气现象复杂多变:显著的对流运动和充足的水汽,使对流层的天气现象复杂多变,云、雨、雪、雷电、风、霜、雾等主要的天气现象都发生在对流层。对流层的各种天气变化影响着生物的生存和行为,对流层是大气层中与人们生活和生产关系最密切的一层。
【常见的对流运动】
【例1】我国成功发射了“夸父一号”卫星。它将对耀斑进行观测。耀斑发生在太阳大气层的( )
A.光球层 B.色球层 C.日冕层 D.以上都不是
【答案】B
【解析】太阳大气层由内到外依次是光球层、色球层和日冕层。光球层上的太阳活动是黑子;色球层上太阳活动是耀斑和日珥;日冕层上的太阳活动是太阳风。耀斑发生在太阳大气层的色球层。故选B。
【例2】读气温的垂直分布图,下列说法正确的是( )
A.臭氧层位于① B.②中最显著的特点是空气有强烈的对流运动
C.天气现象主要发生在③ D.②中有电离层,有利于无线电通讯
【答案】C
【解析】臭氧层位于②平流层,A错误;③对流层的显著特点,气温随高度升高而递减,在垂直方向上形成强烈的对流,空气对流运动显著,天气现象复杂多变,B错误,C正确;根据大气的温度、密度、运动等特征,大气自下而上分为③对流层、②平流层和①高层大气。高层大气中有电离层,有利于无线电通讯。D错误。故选C。
【例3】如图所示为大气层的气温垂直分布情况,大气各层气温随着高度的升高而降低的是( )
A.①② B.①③ C.①④ D.②③
【答案】B
【解析】读图分析可知,①层为对流层,大气温度随着高度的升高而降低,故①正确。②层为平流层,大气温度随着高度的升高而升高,故②错误。③层大气随着高度的升高而降低,故③正确。④层大气随着高度的升高而升高,故④正确。故选B。
一、选择题
1.2023年6月4日6时30分许,神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。载人飞船返回舱返回时要穿越地球大气层,以下关于地球大气层的说法不正确的是( )
A.外层是地球大气与宇宙空间的过渡层
B.对流层的天气现象复杂多变
C.大气层分层的主要依据是大气温度在垂直方向上的变化
D.返回舱返回时依次经过外层→暖层→平流层→中间层→对流层
2.2022年12月4日20时09分,神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,神舟十四号载人飞行任务取得圆满成功,我国航天事业进入了新阶段。返回舱返回时要穿越地球大气层,以下关于地球大气层的说法不正确的是( )
A.外层是地球大气与宇宙空间的过渡层
B.若没有平流层,人类所要接收的紫外线会大大增加,患皮肤病的概率也会大大增加
C.地球上主要的云、雨、雪、风等天气变化都是在对流层中发生
D.大气层分层的主要依据是大气温度在水平高度上的变化
3.2023年10月26日,航天员杨洪波、唐胜杰、江新林乘坐神舟十七号前往天宫一号空间站,期间会高速穿过大气层。以下关于地球大气层的说法,丕正确的是( )
A.大气层能保护地球,减少小天体的撞击
B.雷电风雨等主要的天气现象都发生在对流层
C.大气层分层的主要依据是大气温度在垂直方向上的变化
D.飞船离开地球时依次经过对流层→中间层→平流层→暖层→外层
4.如图是大气温度垂直分布图,下列几种关于大气各层及其相关作用的说法中正确的是( )
①图中A层——最显著的特点是有强烈的对流运动;
②图中A层——含有臭氧,能吸收紫外线;
③图中B层——几乎只有空气的水平运动,适合飞机飞行;
④图中B层——集中了大气中四分之三大气质量和几乎全部水汽。
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
5.中国宇宙飞船“神舟十三号”于 2022 年 4 月 16 日搭载 3 名航天员成功返回地球。3人于去年10月发射,飞往正在建设中的“中国宇宙空间站(CSS)”,完成了对我国来说最长的半年的长期滞留任务。“神舟十三号”宇宙飞船返回进入地球大气层后速度极大,与大气剧烈摩擦产生大量热量。以下关于地球大气层的说法不正确的是( )
A.外层是地球大气与宇宙空间的过渡层
B.对流层中最显著的变化是有强烈的对流运动
C.大气温度在垂直方向上的变化,是大气层分层的主要依据
D.返回器返回地球时依次经过外层→暖层→平流层→ 中间层→对流层
6.地球大气对流层厚度的大小与气温高低呈正相关,因此,对流层的厚度存在明显的纬度差异。据此回答:一架飞机保持12千米的高度从赤道上空飞往北极上空,飞行员途中的感受是( )
A.一直平衡 B.一直颠簸 C.先上下颠簸,后平衡飞行 D.先平衡飞行,后上下颠簸
7.关于大气层对流层描述错误的是( )
A.上部冷,下部热,对流现象显著 B.云、雨等气象现象只发生在对流层
C.其热量直接来自于太阳辐射 D.对流层厚度在地球周围并不一样,随纬度变化
8.2022年4月16日上午10时左右,神舟十三号载人飞船成功返回地面,圆满完成任务。飞船在进入地球大气层后速度极大,与大气剧烈摩擦产生热量。以下说法正确的是( )
A.随着高度的降低,大气温度逐渐变高
B.如果没有大气,天空仍然是蓝色的
C.大气温度在垂直方向上的变化,是大气层分层的主要依据
D.飞船返回地球时由外到内依次经过外层→暖层→平流层→中间层→对流层
9.北京时间2022年10月31日15时37分,搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,梦天实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。火箭升空过程中,依次穿越的大气层是( )
A.对流层、中间层、平流层、暖层 B.平流层、中间层、对流层、暖层
C.对流层、平流层、中间层、暖层 D.中间层、对流层、平流层、暖层
10.如图是大气温度垂直分布情况,下列关于大气各层的叙述正确的是( )
①A层:气温随高度增加而降低 ②A层:与人类生活关系最密切
③C层:民航飞机活动的主要空间 ④B层:集中了地球约四分之三大气质量
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
11.下列关于对流层的描述正确的是( )
①对流层内随高度的增加气温升高 ②不同地表的对流层高度是一样的
③对流层最显著的特点是空气有强烈的水平运动
④对流层集中了地球约四分之三的大气质量和几乎全部的水汽 ⑤对流层的天气现象复杂多变
A.③④ B.②⑤ C.①④ D.④⑤
12.如图所示,某同学用装满水的回形玻璃管做对流实验,下面说法正确的是( )
A.如果在A点加热,液体会发生对流,液体按顺时针方向流动
B.如果在D点加热,液体会发生对流,液体按逆时针方向流动
C.如果在B点放冰块,液体会发生对流,液体按逆时针方向流动
D.如果在C点放冰块,液体会发生对流,液体按顺时针方向流动
13.如图所示,点燃一段线香横插在橡皮泥上,用一只大号烧杯扣上,下列说法不正确的是( )
A.线香的烟中向上升,沿四周下降,形成对流 B.不透明的物体(如烟),不一定总是上升的
C.实验中观察到的现象就是对流层的对流现象 D.此实验的现象与烧水时水的对流现象本质原因相同
14.下列关于大气层的相关描述:①平流层的气温随着高度的增加而升高,飞机常在平流层飞行;②对流层中的天气复杂多变,与人类活动关系最为密切;③雷电风雨等现象主要发生在平流层;④对流层的大气以水平运动为主。其中正确的描述是( )
A.①②④ B.①③ C.②④ D.①②
15.关于大气层的分析和理解,错误的是( )
A.大气分层的主要依据是大气在垂直方向上的温度变化 B.雷电等主要的天气现象都发生在平流层
C.对流层最显著的特点是有强烈的对流运动 D.对流层大气的热量直接来自地表辐射
16.有关对流层特点的叙述有:①有强烈的对流运动;②气温随高度的增加而升高;③是与人类关系最密切的一层;④对流层中的天气现象复杂多变;⑤对流层占据大气质量的和几乎全部的水汽和固体杂质。其中正确的是( )
A.①②③④ B.①②③⑤ C.①③④⑤ D.①②④⑤
17.下列关于大气层的分析和理解错误的是( )
A.大气分层的主要依据是大气在垂直方向上的温度变化 B.大气层能阻挡紫外线的危害和陨石的撞击
C.地球上如果没有大气,火山喷发现象将不复存在 D.对流层有显著的对流运动,其中的天气复杂多变
18.2023年10月26日,神舟十七号载人飞船与我国空间站成功对接,神州十七号宇航员和太空站里神州十六号宇航员在高度约为400千米的中国太空站成功会师。根据如表大气层的分层,中国太空站是在大气的( )
层序
高度
对流层
0-17千米
平流层
17-55千米
中间层
55-85千米
暖层
85-500千米
外层
>500千米
A.外层 B.暖层 C.中间层 D.平流层
19.大气层的存在对于地球上的生物具有重要意义。如图所示为大气温度的垂直分布图,下列叙述正确的是( )
A.根据大气的温度、密度和物质组成等特点,将大气层分为四层
B.从地表开始,随着高度的增加,气温逐渐降低
C.从地表开始,随着高度的增加,气压先减小后变大,呈周期变化
D.对流层最显著的特点是有强烈的对流运动
20.关于对流层和平流层大气的叙述正确的是( )
A.对流层大气厚度随纬度增加而减少 B.平流层集中了地球约的大气质量
C.对流层大气平稳利于大型飞机飞行 D.平流层与人类生活和生产关系最密切
21.下列关于大气各层及其作用的说法正确的是( )
①对流层——气温随高度增加而降低,上下空气流动
②外层——是外层地球生命的保护伞
③臭氧层——反射无线电波,进行远距离通信
④平流层——气温随高度增加而增加,上下空气难于流动
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
22.飞机适宜在离地面10km以上的平流层中飞行,主要是因为( )
①在平流层中,温度适宜; ②空气中上热下冷,不易形成对流现象,气流稳定;
③空气含水汽少,能见度好; ④在平流层中,有利于改变航向
A.①③ B.②③ C.②④ D.①②④
23.2023年5月30日“神舟十六号”载人飞船成功发射,以下有关说法正确的是( )
A.飞船离开地球时首先穿越大气的平流层
B.随着高度的上升,大气温度先降低后升高
C.宇航员在太空看到的天空是蓝色的
D.空间站核心舱中,宇航员们不能用密度计测饮用水的密度
24.2024年4月15日,长征二号丁运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空,该火箭升空时,首先穿过的是大气层的( )
A.电离层 B.平流层 C.散逸层 D.对流层
25.下列关于地球大气层中平流层、对流层、中间层的叙述,正确的是( )
A.自近地面向上,依次为对流层--中间层--平流层
B.气温随高度增加发生的变化,依次表现为递减--递增--再递增
C.大气层的厚度为5000km,此高度以上为绝对真空
D.对流层的天气现象复杂多变
26.2021年9月17日,神舟十二号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,三位航天员安全顺利出舱,以下关于地球大气层的特点或作用说法正确的是( )
A.保护作用——阻挡紫外线辐射和小天体撞击
B.垂直分层——从对流层到外层,大气密度逐渐变得浓厚
C.物质组成——随大气层高度的升高,大气物质组成基本不变
D.气温变化——从地表到12km高度处,气温随高度的上升先增加后减小
27.能吸收太阳光中的紫外线,被称为“地球的铠甲”的气体是( )
A.氧气 B.氮气 C.二氧化碳 D.臭氧
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