第二单元 第一节 第4课时 大气的水平运动-【金版新学案】2024-2025学年新教材高一地理必修第一册同步课堂高效讲义配套课件（鲁教版2019）

地理必修一 (鲁教) 第二单元 从地 球圈层看地表环境 第4课时 大气的水平运动 必备知识·预热 关键能力·探究 题组集训·巩固 关键能力·探究 题组集训·巩固 课下巩固训练(九) 一、风的形成 1．阅读课本P32，什么是水平气压梯度力？ 2．阅读课本P32，风向主要取决于哪两个力？ 3．(★★★)阅读课本P33，近地面风与高空风的风向有什么特点？ 高气压 低气压 低压区 1．形成风的直接原因： 。 (1)水平气压梯度：水平方向上单位距离间的气压差。 (2)水平气压梯度力：水平面上存在的气压梯度，促使大气由 区流 向 区的力。 (3)水平气压梯度力的方向：垂直于等压线，并指向 。 水平气压梯度力 2．高空风和近地面风 项目 受力分析 风向 高空风 水平气压梯度力和 平行于等压线 北半球向右偏，南半球向左偏 近地面风 水平气压梯度力、地转偏向力 和 与等压线 地转偏向力 摩擦力 斜交 探究点1　影响风形成的力 【基础探究】　下图中虚线为等压线，箭头①②③④分别表示水平气压梯度力、摩擦力、地转偏向力、风向中的一个。 (1)说出①②③④中表示水平气压梯度力的序号及判断理由。 (2)该图表示的是南半球还是北半球？说出判断理由。 提示：②。水平气压梯度力的方向垂直于等压线，由高压指向低压。 提示：北半球。读图可知，箭头③表示风向，箭头④表示地转偏向力，地转偏向力(风向)向右偏，故该图表示的是北半球。 【结论生成】 影响大气水平运动的作用力 项目 水平气压梯度力 地转偏向力 摩擦力 方向 垂直于等压线，由高压指向低压 与风向垂直，北半球右偏，南半球左偏 与风向相反 大小 由气压梯度决定(等压线越密集，水平气压梯度力越大，风速越大，反之则越小) 随风速增大而增大，随纬度升高而增大 与下垫面状况有关，下垫面越粗糙，摩擦力越大，反之越小 与风 的关系 是形成风的直接原因，直接影响风向和风速 只改变风向，不改变风速 既改变风向，也改变风速 探究点2　地面风和高空风 【基础探究】　下面两图为某同学绘制的风的形成示意图。 (1)分别说出代表地面和高空的示意图。 (2)说明高空风与地面风的差异。 提示：图2代表近地面，图1代表高空。 提示：高空风风向与等压线平行，是在水平气压梯度力和地转偏向力二力平衡下形成的；近地面风风向与等压线斜交，是水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力三力平衡的结果；高空风不受摩擦力的影响，风力大。 (3)判断该同学绘制的两图是否存在问题，如有问题加以改正，并在改正后的图上标出图中箭头的含义。 提示：两幅图都存在问题。图1有两种改法，一是将南半球改为北半球，二是交换图中两个气压值的位置；图2最简便的改法是交换图中两个气压值的位置，也可重新绘制风向和三个作用力。 【结论生成】 高空风与近地面风的受力作用分析 类型 受力作用分析(北半球为例) 高空风 受二力(即水平气压梯度力和地转偏向力)作用，当水平气压梯度力与地转偏向力平衡(即大小相等、方向相反，合力为零)时，风向平行于等压线 类型 受力作用分析(北半球为例) 近地 面风 受三力(即水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力)作用。当地转偏向力与地面摩擦力的合力同水平气压梯度力平衡(即大小相等、方向相反，合力为零)时，风向斜交等压线，由高压吹向低压 1．图1、图2分别为近地面和高空的风的形成示意图。读图，回答下列问题。 (1)图1中①与等压线的关系是________，其方向是________________。 (2)判断图1中箭头的含义：①__________，②__________，③__________， ④________。 (3)图1中②与等压线的关系是________，此图表示的地区位于________(填“南”或“北”)半球。 (4)判断图2中箭头的含义：A________，B________，C________。 (5)图2中风向与等压线的关系是____________，此图表示的地区位于__________(填“南”或“北”)半球。 解析：第(1)题，图1中①垂直于等压线，由高压指向低压，为水平气压梯度力；②与等压线斜交，为风向；③垂直于风向，为地转偏向力；④与风向相反，为摩擦力。第(2)题，图1中①垂直于等压线，由高压指向低压，表示水平气压梯度力。第(3)题，图1中②为风向，与等压线斜交；图1中①为水平气压梯度力，②风向与水平气压梯度力相比向右偏，可判断出位于北半球。第(4)题，图2中B垂直于等压线，由高压指向低压，为水平气压梯度力；C与等压线平行，为风向；A垂直于风向，为地转偏向力。第(5)题，图2中风向C与等压线平行，从图中看，风向与水平气压梯度力相比，向左偏，可判断出位于南半球。 答案：(1)垂直　由高压指向低压 (2)水平气压梯度力　风向　地转偏向力　摩擦力 (3)斜交　北 (4)地转偏向力　水平气压梯度力　风向 (5)平行　南 探究　风向与风力 【基础探究】　《风》是唐代诗人李峤创作的一首诗。“解落三秋叶，能开二月花。过江千尺浪，入竹万竿斜”，此诗通过抓住“叶”“花”“浪”“竹”四样自然界物象在风力作用下的易变，间接地表现了“风”的种种形力、魅力与威力。 二、风向与风力 (1)“过江千尺浪”说明风力较大，影响风力大小的最根本因素是什么？ (2)为什么海洋上的风力比陆地上大？ 提示：影响风力大小的最根本因素是水平气压梯度力的大小。水平气压梯度力越大，风力就越大；水平气压梯度力越小，风力就越小。 提示：摩擦力小。 【结论生成】 1．风向的判断与绘制 按照以上方法可绘出风向，如下图所示(以北半球为例)： (1)近地面风 (2)高空风 (3)根据风向标和“风向玫瑰图”判定风向 ①风向标由风杆和风尾组成，风杆(长线段)上绘有风尾(短线段)的一方指示风向。风尾上的横杠表示风速，一横表示风力二级，最多三横，就是六级，风力再大就用风旗表示(如图1)。 ②“风向玫瑰图”是一个给定地点一段时间内的风向分布图。通过它可以得知当地的主导风向和最小风频。最常见的风向玫瑰图是一个不规则的折线图，折线上不同的点的方位即为该地区的风向，与原点之间的距离与这个方向的风频呈正比(如图2)。 2．风向的应用 (1)判断气压的大小：顺着风向，气压值越来越小。 (2)判断南、北半球：向右偏→北半球，向左偏→南半球。 (3)判断近地面和高空(高空忽略摩擦力)：风向与等压线的关系：成一夹角(或斜交)→近地面；平行→高空。 (4)判断高压和低压：观测者背风而立，北半球高压中心位于其右后方，南半球高压中心位于其左后方。 3．判断风力(风速)大小 (1)根据等压线判断：等压线密集，水平气压梯度力大，风力大；等压线稀疏，水平气压梯度力小，风力小。 (2)根据摩擦力判断：摩擦力大，风力小。 (2024·福建莆田期中)下图为我国部分区域等压线分布示意图。读图，完成1、2题。 1．下列四个城市，风力最小的是(　　) A．昆明 B．广州 C．北京 D．武汉 2．此时，昆明的风向是(　　) A．西南风 B．偏东风 C．西北风 D．偏西风 1．D　2.B　解析：第1题，读图可知，图中四个城市武汉附近等压线最稀疏，水平气压梯度力最小，风力最小。第2题，风向画法：先画水平气压梯度力，垂直于等压线，由高压指向低压；然后再画风向，相对于水平气压梯度力，北半球向右偏转约30°～45°，斜穿等压线，南半球向左偏转约30°～45°，斜穿等压线(若是高空，北半球向右偏转90°，平行于等压线；南半球向左偏转90°，平行于等压线)。结合昆明附近的等压线可判断，此时昆明的风向为偏东风。 课内·课外思维训练 【课堂训练】 考向1　风的形成 (2024·江西抚州期中)下图示意北半球M点所在水平面上的等压线分布及空气质点的瞬时受力平衡情况。读图，完成1～3题。 1．图中F3为(　　) A．摩擦力 B．地转偏向力 C．水平气压梯度力 D．垂直气压梯度力 2．M点瞬时风向接近(　　) A．东风 B．南风 C．西风 D．北风 3．对M点瞬时风速有影响的力是(　　) A．F1、F2 B．F1、F3 C．F2、F3 D．F1、F2、F3 1．A　2.D　3.B　解析：第1题，图中M点受到三个力的作用，应位于近地面。图中F1垂直于等压线，为水平气压梯度力；M点位于北半球，风向相对于水平气压梯度力向右偏转，风向偏转为锐角，F2应与风向垂直，为地转偏向力，F3与风向相反，为摩擦力；该图为水平面上的等压线分布示意图，因此不能看出垂直气压梯度力。第2题，M点位于北半球，瞬时风向应与摩擦力(F3)方向相反，与地转偏向力(F2)方向垂直，相对于水平气压梯度力(F1)向右偏，结合指向标可知，M点瞬时风向接近北风。第3题，地转偏向力(F2)只影响风向，不影响风速；水平气压梯度力(F1)和摩擦力(F3)既影响风向，也影响风速。 (2024·四川成都期中)下图为风的形成示意图。读图，完成4、5题。 4．图中(　　) A．a为水平气压梯度力 B．b为地转偏向力 C．c是形成风的直接原因 D．a既影响风速又影响风向 5．根据图中风向和受力分析，可以判断图示为(　　) A.北半球高空的风 B．北半球近地面的风 C．南半球高空的风 D．南半球近地面的风 4．C　5.D　解析：第4题，c与风向呈锐角，为水平气压梯度力，a与风向垂直，为地转偏向力(只改变风向，不改变风速)，b与风向相反，为摩擦力。水平气压梯度力是风形成的直接原因。第5题，根据风向与水平气压梯度力的关系可以判断，此风与水平气压梯度力呈一小于90°的夹角，应位于近地面，且该风向在向左偏转，故为南半球。 考向2　风向与风力 6．(2024·重庆期中)下图为某地等压线图(单位：百帕)。据此完成下列各题。 (1)假设本图是近地面等压线图，B处吹西南风，则A点位于________(填“南”或“北”)半球。下图中能正确表示AB高空等压面状况的示意图是________。 (2)假设本图是高空等压线图，B处吹正北风，则A点位于________(南或北)半球。 (3)在不考虑摩擦力和地转偏向力的情况下，B点吹________风。 (4)B点与C点相比，风速较小的是______，判断依据是__________________。 解析：第(1)题，由题中材料可知，本图是近地面等压线图，B处水平气压梯度力由西向东，吹西南风，说明风向左偏，说明A点位于南半球；近地面和对应的高空气压相反，近地面的A气压低，B气压高，A对应的高空A′气压高，B′气压低，高空等压面向B′倾斜，故图中能正确表示AB高空等压面状况的示意图是C。第(2)题，假设本图是高空等压线图，B处吹正北风，是水平气压梯度力向右发生偏转形成的，故该地位于北半球。第(3)题，在不考虑摩擦力和地转偏向力的情况下，风向只受水平气压梯度力的作用，垂直于等压线由高压指向低压，故B点吹西风。第(4)题，B点与C点相比，C处等压线稀疏，水平气压梯度力小，风力小；B处等压线密集，水平气压梯度力大，风力大。故风速较小的是C点。 答案：(1)南　C (2)北 (3)西 (4)C　C处等压线稀疏，水平气压梯度力小，风力小 【课外实践】 穿堂风 在我国的西南山区，常见一种传统民居(图1)，该民居中间是堂屋，东西各有一厢房，东西厢房前接厨房和厕所，并与院墙共同围出一个露天的院子，院子为石质地面；屋后是泥地，避荫处种有水杉等喜阴植物。这些民居的设计都充分考虑了“穿堂风”的影响(图2)。“穿堂风”也叫过堂风，是气象学中一种空气流动的现象，是流动于建筑物内部空间的风。“穿堂风”通常产生于建筑物间隙、高墙间隙、门窗相对的房间或相似的通道中，由于在空气流通的两侧大气温度不同，导致气压不同，从而使空气快速流动，又由于建筑物等阻挡，间隙、门窗、走廊等为大气提供流通通道，使大气快速通过。风向一般为由背阴一侧至向阳一侧，风速由两侧温度差决定，温差越大，风速越大。“穿堂风”多出现在春、秋季。 查阅相关资料，探究下列问题。 (1)屋前石质地面，屋后种植林木，能明显增强夏季“穿堂风”，请运用热力环流原理加以解释。 提示：屋前石质地面比热容小，升温快；屋后林地比热容大，升温慢。不同地表使屋前屋后的温差增大，加强了屋前屋后的气压差，从而使空气快速流动，可以明显增强夏季“穿堂风”。 (2)请画出夜晚“穿堂风”形成原理示意图。 提示： 一、基础应用题组(共6题，共30分) (2024·北京东城期中)下图中实线为等压线，虚线为近地面到高空的风向轨迹，④地有稳定风向。读图，完成1、2题。 1．图示四地中风力最大的是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 2．下列对图中相关内容的叙述，正确的是(　　) A．②地和③地气压梯度力方向相同 B．四地风向的变化与地转偏向力无关 C．②地和③地的摩擦力方向相同 D．摩擦力不能改变风力大小 1．A　2.A　解析：第1题，读图可知，①地等压线最密集，其气压梯度最大，所以水平气压梯度力最大，即风力最大。第2题，气压梯度力是垂直于等压线由高压指向低压，②、③两地附近的等压线都平行，所以②地和③地气压梯度力方向相同；大气水平运动受地转偏向力影响，最终会影响风向；②、③两地风向不同，而摩擦力与风向相反，故②地和③地的摩擦力方向不同；摩擦力直接影响风力大小，摩擦力越大风力越小。 (2024·江西赣州期中)热气球在高空飞行中主要受高空风向、风速影响。下图为北半球中纬度地区1 000米高空某热气球的水平方向运行轨迹图(每小时记录1次)，a为运动起始点位置。读图，完成3、4题。 3．图示中水平气压梯度力的变化是(　　) A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变小，后变大 D．先变大，后变小 4．当热气球运动到b点位置后，水平气压梯度力大致指向(　　) A．东北方 B．东南方 C．西北方 D．西南方 3．C　4.A　解析：第3题，由材料可知，高空热气球飞行方向主要受风向、风速影响，气球主要的飞行动力是气压梯度力。读图可知，单位时间内热气球飞行的距离先变小，后变大，说明风力先变小，后变大，因此，水平气压梯度力应先变小、后变大。第4题，高空中没有摩擦力，风向主要受地转偏向力和水平气压梯度力的影响，高空二力平衡时水平气压梯度力与风向相互垂直，地转偏向力也与风向垂直，由于地处北半球中纬度地区，风向受球地转偏向力影响向右偏，所以推断b点位置的水平气压梯度力指向左侧，与风向相垂直，在b点位置热气球向东南方向运动，因此水平气压梯度力大致指向东北方向。 (2024·辽宁鞍山期中)下图为世界某地某时刻6 000米高空等压线分布图(单位：百帕)。读图，完成5、6题。 5．该时刻A点风向为(　　) A．① B．② C．③ D．④ 6．沿甲－乙对应的近地面作等压面示意图，下列四幅图符合的是(　　) 5．D　6.B　解析：第5题，该图是6 000米高空等压线分布图，根据高空风的基本分布规律可知：风向与等压线平行；图中的四个方向，只有④大致与等压线平行。第6题，读图可知，甲气压高，乙气压低，所以对应的近地面处气压情况为甲处气压低，乙处气压高，甲处近地面等压面较低，向低处凸，乙处近地面等压面较高，向高处凸。 二、综合创新题组(共9题，共45分) (2024·福建福州期中)下图示意某等高面。M、N为等压线，其气压值分别为PM、PN，M、N之间的气压梯度相同。①～⑧是只考虑水平受力，不计空气垂直运动时，O点空气运动的可能方向。读图，完成7～9题。 7．若此图表示北半球，PM>PN，则O点风向为(　　) A．⑥或⑦ B．②或③ C．④或⑧ D．③或④ 8．若此图表示高空等高面，PM＜PN，则O点风向为(　　) A．③或④ B．⑥或⑦ C．③或⑦ D．②或⑧ 9．假设在南半球各高度水平气压梯度力相同，自地面向上一定高度内，风的变化情况为(　　) A．风速变小，风向不变 B．风速加大，风向逆时针方向偏转 C．风速变大，风向不变 D．风速加大，风向顺时针方向偏转 7．A　8.C　9.B　解析：第7题，水平气压梯度力垂直于等压线由高压指向低压，若PM>PN，则⑤表示水平气压梯度力。相对于水平气压梯度力，北半球风向向右偏转；高空风与等压线平行，近地面风和等压线斜交。因此⑥代表近地面风向，⑦代表高空风向。第8题，水平气压梯度力垂直于等压线由高压指向低压，若PM＜PN，则①表示水平气压梯度力；高空风与等压线平行，相对于水平气压梯度力，北半球风向向右偏转，南半球风向向左偏转。因此③代表北半球风向，⑦代表南半球风向。第9题，近地面摩擦力比高空大，风受到摩擦力的作用，风向最终与等压线斜交。在一定高度，高空风不受摩擦力影响，风向最终与等压线平行。自地面向上一定高度内，风受到摩擦力的影响，风向与等压线的夹角减小，此时风力会有所增大；地处南半球，风向受地转偏向力影响向左偏转，故风向逆时针方向偏转。 (2024·浙江温州期中)下图示意北半球某地海平面气压分布。读图，完成10、11题。 10．甲、乙、丙、丁四处，风力最大的是(　　) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 11．乙处的风向是(　　) A．西南风 B．东南风 C．西北风 D．东北风 10．A　11.D　解析：第10题，等压线越密集，水平气压梯度力越大，风速越大。读图可知，图中四地甲处等压线最密集，风速最大。第11题，首先在乙处作垂直于等压线，由高压指向低压的水平气压梯度力；根据图中经纬线可知，水平气压梯度力指向为自北向南；北半球近地面实际风向在水平气压梯度力方向基础上向右偏转一个锐角，形成东北风。 (2024·四川眉山期中)下图为我国某地等压线分布图。读图，完成12、13题。 12．图中甲、乙、丙、丁四地燃放的孔明灯水平方向移动速度最快的是(　　) A．甲地 B．乙地 C．丙地 D．丁地 13．如在图中丙地燃放孔明灯，其在近地面可能的飞行方向是(　　) A．向南 B．向北 C．向东 D．向西 12．D　13.A　解析：第12题，等压线越密集，水平气压梯度力越大，风速越大。读图可知，丁地等压线最密集，风速最大，受风速影响，孔明灯水平方向移动速度最快。第13题，读图可知，丙地位于高压中心的东南侧，丙地水平气压梯度力的方向指向东南，由高压指向低压，由于我国地处北半球，因此实际风向受地转偏向力影响，在水平气压梯度力方向上向右偏，再结合摩擦力的作用，丙地近地面吹偏北风，孔明灯受偏北风的影响有可能向南飞行。 (2024·陕西西安期中)我国一海滨城市背靠丘陵，某日海陆风明显。下图示意当日该市不同高度的风随时间的变化。读图，完成14、15题。 14．当日在观测场释放一只氦气球，观测它在1千米高度以下先向北漂，然后逐渐转向西南。释放气球的时间可能为(　　) A．1时 B．7时 C．13时 D．19时 15．当日该市所处的气压场的特点是(　　) A．北高南低，梯度大 B．北高南低，梯度小 C．南高北低，梯度大 D．南高北低，梯度小 14．C　15.B　解析：第14题，氦气的密度小于空气的密度，故释放气球后气球在垂直方向上会上飘，在水平方向上会受风的影响，观测它在1千米高度以下先向北飘，近地面风向为南风，然后气球逐渐转向西南，则高空风向应转变为东北风。读图可知，13时时，近地面风向为南风，到高空转变为东北风。第15题，由材料可知，该市当日海陆风明显，说明该市所处位置气压梯度较弱，如果气压梯度较强，则当地盛行风强于海陆风，海陆风不明显，因此此题应该观察海拔较高处的风向。由图可知，在高度500米以上大多数时间为偏北风，因此可以判断当日该市气压场“北高南低”，加之风速较小，因此梯度小。 $$