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课时梯级训练(8) 大气的组成与垂直分层
现代大气的成分主要是氮气和氧气,但地球早期大气的成分却主要是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨。现代大气中的二氧化碳和臭氧含量很少,但却起着十分重要的作用。根据所学知识,完成1~2题。
1.现代大气中的氧气,其主要来源于 ( )
A.二氧化碳被微生物分解
B.生物分解有机物
C.绿色植物的光合作用
D.火山喷发
2.下列有关二氧化碳和臭氧的叙述,正确的是 ( )
①二氧化碳能够强烈吸收地面辐射,起到保温作用 ②二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料 ③臭氧可以大量吸收波长更短的太阳紫外线 ④臭氧吸收紫外线,保护地球生物,被誉为“地球生命的保护伞”
A.①②③ B.①③④
C.①②④ D.②③④
1.C 2.C 解析:第1题,一般认为,现代大气中的氧气主要来源于绿色植物的光合作用。第2题,臭氧吸收的是波长较长的紫外线,波长更短的太阳紫外线被高层大气中的氧原子吸收。
大气中的水汽和固体杂质很少,却在天气变化中扮演重要的角色。据此完成3~4题。
3.关于大气中的水汽和杂质的叙述,正确的是 ( )
①水汽主要集中在平流层
②水的相变直接影响地面和大气温度
③杂质作为凝结核,是成云致雨的必要条件
④在同一季节,各地水汽含量是一样的
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
4.大气中固体杂质含量最多的地区是 ( )
A.海洋上空 B.公园绿地
C.水田耕地 D.建筑工地
3.B 4.D 解析:第3题,大气中的水汽集中在对流层,影响对流层天气变化,①错误;水的相变过程中伴随着热量的吸收和释放,直接影响地面和大气温度,②正确;大气中的固体杂质是成云致雨所必需的凝结核,③正确;大气中水汽的含量因时因地而异,④错误。即②③正确,故选B项。第4题,建筑工地灰尘多,大气中固体杂质最多,D项正确;海洋、公园绿地和水田耕地对大气具有净化作用,固体杂质少,A、B、C项错误。故选D项。
下图是某登山队某年7月从拉萨到珠穆朗玛峰峰顶的路线。据此完成5~6题。
5.登山队在全程登山途中处在大气层的 ( )
A.电离层 B.平流层
C.对流层 D.高层大气
6.拉萨海拔约3 600米,7月份平均气温为16 ℃,7月份峰顶(珠峰最高点)的气温大约是 ( )
A.-30 ℃ B.-46 ℃
C.16 ℃ D.-15 ℃
5.C 6.D 解析:第5题,珠穆朗玛峰的高度为8 848.86米,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,极地平均为8~9千米。珠穆朗玛峰位于中低纬度地区,所以没有超出对流层的高度。故选C项。第6题,珠穆朗玛峰的高度为8 848.86米,拉萨海拔约3 600米,两地相差5 250米左右,海拔每上升100米,气温约下降0.6 ℃,拉萨7月份平均气温为16 ℃,珠峰峰顶的气温约为16 ℃-0.6×5 250÷100=-15.5 ℃。故选D项。
2018年12月22日,中国航天科工集团“虹云工程”首颗卫星成功发射,该卫星在距离地面1 000千米的轨道上围绕地球运行。下图为大气垂直分层示意图。读图,完成7~8题。
7.“虹云工程”首颗卫星从发射到进入预定轨道的变化是 ( )
①太阳辐射逐渐增多 ②气压逐渐降低
③空气密度逐渐减小 ④臭氧含量逐渐减少
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
8.“虹云工程”首颗卫星从发射到进入预定轨道,依次经过 ( )
A.对流层、大气上界、高层大气
B.高层大气、平流层、对流层
C.平流层、高层大气、对流层
D.对流层、平流层、高层大气
7.A 8.D 解析:第7题,“虹云工程”首颗卫星从发射到进入预定轨道,越往上空气密度越小,对太阳辐射的削弱越小,因此太阳辐射逐渐增多,①正确;越往上空气密度越小,气压逐渐降低,②正确;由于重力作用,空气主要集中在近地面,越往上空气密度越小,③正确。根据所学知识可知,臭氧层位于平流层,从地面往上,先是臭氧含量增大,过了臭氧层后,臭氧含量逐渐减少,④错误。故选A项。第8题,图中显示,从地面到大气上界,地球大气层分别为对流层、平流层和高层大气。“虹云工程”首颗卫星从发射到进入预定轨道,即从地面上升至1 000千米高空,该卫星依次经过对流层、平流层、高层大气。
9.阅读图文材料,完成下列要求。
材料一 下图为干洁空气组成示意图。
材料二 下图为大气中二氧化碳含量、全球气温变化示意图。
(1)写出材料一图中A、B所代表的含义:A________________,B________________。
(2)“其他气体”含量虽少,但其中的______________是光合作用原料,________________和______________是成云致雨的必要条件,________________对生物具有保护作用。
(3)由图可以看出,近150年来大气中二氧化碳含量的变化趋势是______________________________。
(4)近150年来,全球气温变化趋势是__________,与空气中二氧化碳含量____________。
答案:(1)氮气 氧气
(2)二氧化碳 水汽 杂质 臭氧
(3)不断上升,尤其是1950年以来,上升更为明显
(4)波动上升 呈正相关
解析:大气是多种气体的混合物,包括干洁空气、水汽和杂质。水汽和杂质是影响天气变化的重要条件。近150年来,由于人类大量使用煤、石油、天然气等矿物燃料,加之森林尤其是热带雨林遭到破坏,导致全球大气中的二氧化碳含量不断增多,全球气温呈波动上升趋势,气温变化导致海平面也呈现出波动上升趋势。
近地面大气中CO2的浓度变化是自然和人类活动综合作用的结果,受到大气运动、植被状况、地形和人类活动等因素的影响,也存在时空差异。下图是北京市大气中CO2的浓度年变化(a)及4月日均变化(b)示意图。据此,完成10~11题。
10.北京市大气中CO2浓度最高出现在冬季的主要原因是 ( )
A.植物光合作用弱,吸收CO2少
B.气候寒冷,降水少,CO2稀释少
C.受地形的阻挡,CO2扩散慢
D.生活燃煤取暖及工业能耗的增加
11.关于北京市大气中CO2浓度一天中出现最低值的原因,描述不正确的是 ( )
A.植物的光合作用强
B.大气的对流运动显著
C.交通工具、餐饮耗能少
D.人类生活取暖耗能少
10.D 11.C 解析:第10题,北京市大气中CO2浓度最高出现在冬季的主要原因是冬季生活燃煤取暖及工业能耗的增加,排放的CO2气体多。植物光合作用弱,吸收CO2少;气候寒冷,降水少,CO2稀释少;季风受地形的阻挡,CO2扩散慢都不是主要原因。D项正确。第11题,图示一天中最低值出现在17时左右,正值下班时间和晚餐时间,交通工具使用量应较大,餐饮耗能高。
对流层是与人类关系最为密切的一层,下图示意对流层顶高度随着纬度的变化规律。据此完成12~13题。
12.对流层顶高度随纬度变化的最主要原因是 ( )
A.受地球赤道略鼓形状的影响
B.不同纬度太阳辐射的差异
C.不同纬度大气密度的影响
D.低纬度的陆地面积小于高纬度
13.民航客机的航线多在海拔9 000米至12 000米的高空,其主要原因有 ( )
①大气能见度高 ②空气阻力小 ③充分利用太阳能 ④大气稳定
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
12.B 13.C 解析:第12题,一般而言,纬度越低,地面接收的太阳辐射越多,地面气温越高,与高空之间的温差越大,对流运动越强烈,对流层顶的高度越大。故选B项。第13题,在这一高度,对流运动很弱,气流平稳,且大气中的云量少,能见度高,飞行安全性高,C项正确。
2018年5月 14日,某航班在由重庆飞往拉萨的途中,位于9 800米高空时,飞机颠簸严重,驾驶舱挡风玻璃突然炸裂并脱落,导致驾驶舱温度迅速下降至-40 ℃,飞机立即按程序处置,下降高度、减速,飞机在下降过程中与地面失联,在全体乘务人员的努力下,飞机最终在成都双流机场安全降落。据此完成14~16题。
14.飞机起飞过程中乘务人员提醒乘客飞机易出现颠簸需系好安全带,其理由是 ( )
A.飞机的发动机振动剧烈
B.对流层空气进行水平运动
C.平流层空气的对流运动显著
D.对流层空气的对流运动显著
15.飞机驾驶舱的挡风玻璃突然炸裂时,如果飞机位于两极地区,那飞机处于 ( )
A.对流层 B.平流层
C.电离层 D.高层大气
16.挡风玻璃炸裂后,飞机在下降过程中气温的变化是 ( )
A.先降低再升高 B.逐渐升高
C.先升高再降低 D.逐渐降低
14.D 15.B 16.B 解析:第14题,对流层空气对流运动显著,导致飞机起飞过程中易出现颠簸现象,B、C项错误,D项正确。飞机起飞过程中易出现颠簸现象是正常的,不是飞机的发动机振动剧烈,A项错误。第15题,由重庆飞往拉萨的途中,在9 800米高空时,飞机颠簸严重,驾驶舱挡风玻璃突然炸裂并脱落。如果飞机位于两极地区,两极地区的对流层高度为8~9千米,9 800米高空已经进入了极地地区的平流层,B项正确。第16题,由上题可知,该飞机从对流层开始降落,由于对流层大气温度随海拔升高而逐渐降低,所以降落期间气温随着高度的降低而逐渐升高,所以B项正确。
读南京北城郊秋季某时段内垂直温度梯度时空变化图(单位:℃/百米),完成17~19题。
17.图示时段内此地发生大气逆温现象的时段是 ( )
A.8时~16时30分
B.17时~23时
C.16时45分至次日6时30分
D.23时至次日5时
18.图示时段内发生逆温现象的最大高度约为 ( )
A.500米 B.100米
C.325米 D.150米
19.当某地大气发生逆温现象时 ( )
A.空气对流更加显著
B.抑制污染物向上扩散
C.有利于大气成云致雨
D.减少大气中臭氧的含量
17.C 18.C 19.B 解析:第17题,图中所给“垂直温度梯度(℃/百米)”并不是气温,而是上升一个单位高程后气温的变化值,正负表示温度升高或降低,只要垂直递减率等于或大于零,就属于逆温现象。据此,图示16时45分至次日6时30分区间发生逆温,C项正确。第18题,只要垂直递减率等于或大于零,就属于逆温现象,其中垂直递减率等于零处对应的海拔最高值为发生大气逆温现象的最大高度,约为325米,C项正确。第19题,当某地大气发生逆温现象时,空气对流减弱,A项错误;抑制污染物向上扩散,污染物净化慢,B项正确;一般不利于大气成云致雨,C项错误;对大气中臭氧的含量无影响,D项错误。
20.阅读图文材料,完成下列要求。
根据气温随海拔的升高而变化的规律,由低到高将大气层分为对流层、平流层、高层大气三层。对流层厚度大致介于7~18千米,对流层上界因纬度和季节而不同,纬度越低,上界越高。平流层中水汽和杂质含量少,上部臭氧可以吸收紫外线增温。下图示意某纬度大气垂直分层状况。
(1)据图示信息,推测该地所属的纬度范围(高、中、低纬),并说出判断理由。
(2)说出A层大气的直接热源,并说明该层大气与人类关系最密切的原因。
(3)补绘B层气温变化曲线,并分析该层大气对人类活动的影响。
答案:(1)中纬度;对流层厚度为12千米。
(2)地面辐射;该层天气现象复杂多变,直接影响人类的生产和生活;人类就生活在对流层的底部。
(3)补绘曲线略。平流层水汽和杂质少,天气晴朗;该层气温随海拔升高而升高,大气平稳,有利于高空飞行。
解析:第(1)题,对流层的厚度因纬度而异。低纬度为17~18千米,中纬度为10~12千米,高纬度为8~9千米。根据图示可判定该图对流层厚度为12千米,反映的是中纬度大气的垂直分层。第(2)题,A层为对流层,对流层大气的热量主要直接来自地面,该层集中了大气中几乎全部的水汽和固体杂质;空气的对流运动显著,气流上升时,气温下降,水汽易凝结,容易成云致雨,天气现象复杂多变,直接影响人类的生产和生活;对流层是最接近地面的部分,人类就生活在对流层的底部。第(3)题,B层为平流层,因臭氧的存在,该层大量吸收紫外线,使气温随高度的增加而升高(以此可补全图像),该层水汽和杂质少,天气晴朗;该层气温随海拔升高而升高,对流运动不强,大气平稳,有利于高空飞行。
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