内容正文:
大气的组成与垂直分层
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
下图示意干洁空气成分的体积分数(海拔25千米以下)。据此完成下面小题。
1.图中甲、乙分别表示( )
A.氧气、氮气 B.氮气、氧气 C.氮气、二氧化碳 D.氧气、二氧化碳
2.低层大气中除干洁空气外,主要成分还有( )
A.臭氧 B.氩气 C.水汽和杂质 D.甲烷
贝母云是指在高纬度地区20千~30千米高空出现的一种色彩绚丽、薄而纤细的罕见云彩。其色彩排列如虹,因云中微小粒子衍射所形成。下图为北欧芬兰拉普兰地区上空的贝母云。据此完成下面小题。
3.贝母云通常位于大气中的( )
A.对流层 B.平流层 C.软流层 D.高层大气
4.贝母云形成所需的特殊条件最可能是( )
A.强烈对流运动 B.极地极昼现象
C.大气低温环境 D.水汽、杂质多
北京时间2023年5月10日21时22分,天舟六号飞船顺利发射。飞船在距离地面400千米高空与中国空间站成功对接。图示意大气垂直分层。完成下面小题。
5.中国空间站位于( )
A.对流层 B.平流层 C.高层大气 D.大气上界
6.飞船穿越的大气层中,有云、雨、雾、雪等天气现象发生的是( )
A.①层 B.②层 C.③层 D.④层
2023年5月10日21时22分,搭载天舟六号货运飞船的长征七号运载火箭,在我国文昌航天发射场点火升空,发射取得圆满成功,于11日5时16分成功对接于空间站天和植心枪后向端口,中国空间站近地点为319.6千米,远地点为346.9千米,据此完成下面小题。
7.天舟六号货运飞船自地面至50千米高空飞行过程中,货运飞船外气温的变化是( )
A.一直降低 B.一直升高 C.先降后升 D.先升后降
8.中国空间站所在的大气层( )
A.天气变化剧烈 B.臭氧含量最大 C.氮气比重最多 D.处于电离状态
9.天舟货运飞船选择晚上发射的原因是( )
A.节省燃料 B.方便观测 C.减少人为干扰 D.顺风飞行
寒假中,经纬乘飞机从哈尔滨到广州,旅途日记中写道:“天空下着小雪,飞机开始顺着机场的跑道慢慢上升,窗外的建筑物向后而去,飞到万米高空时,飞机平稳飞行,天气突然变得晴朗,窗外的天蓝的似水,大片的云海,犹如雪白的棉花糖,真想走到窗外在云端遨游一番。”下图示意大气垂直分层。据此完成下面小题。
10.为降低成本,同时保证旅途中飞机始终平稳飞行( )
A.如果行程在暑假,飞行高度应上升 B.从广州到哈尔滨,飞行高度应上升
C.如果行程在暑假,飞行高度应下降 D.从哈尔滨到广州,飞行高度应下降
11.经纬在万米高空看到天气变晴的原因是( )
A.臭氧层可以吸收紫外线,温度上升使水汽蒸发
B.水汽和固体尘埃含量少,难以成云致雨
C.气温随高度上升而上升,空气以垂直运动为主
D.大气散射和反射作用强,出现蓝天白云
读大气垂直分层示意图,回答下列各题。
12.b层在30千米以上,气温随高度变化很大,其主要原因是( )
A.吸收大量太阳紫外线 B.对流强盛,输送热量多
C.地面是该层大气的主要直接热源 D.吸收大量地面辐射
13.平流层与人类关系密切,下列关于平流层的叙述正确的是( )
①大气中最活跃,与人类关系最密切的一层
②吸收紫外线,成为人类生存环境的天然屏障
③大气平稳,有利于高空飞行
④有若干电离层,对无线通信有重要作用
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
气象高空探测指利用气象气球携带探空仪,在飞升的过程中探测、收集周围环境的气象数据。2021年11月6日,某气象爱好者当天放飞的气象太空气球上升至约30km后,自行爆裂。据此完成下面小题。
14.探测气球在上升过程中( )
A.气压不断降低 B.气温先升后降
C.氧气含量升高 D.水汽含量增多
15.探测气球爆裂时所处的大气层的状况是( )
A.二氧化碳含量高 B.气流运动较平稳
C.水汽杂质含量高 D.臭氧的含量极低
二、非选择题:本题共2小题,共30分。
16.阅读图文材料,完成下列要求。(10分)
2022年4月16日,“神舟十三号”航天员乘组结束了为期六个月的太空出差,航天返回舱在距地面高度约120km处高速进入地球大气层,实施初次气动减速。下降至预定高度后,返回舱向上跃出大气层。之后,返回舱再次进入大气层,实施二次气动减速,在距地面50km的高度返回舱与大气层剧烈摩擦。下图为“神舟十三号”航天返回舱返回路线示意图。
(1)航天返回舱在图示甲位置时位于地球大气的______层;在该层内,航天返回舱返回过程中,舱外温度监控器监测到的气温变化是______。(4分)
(2)航天返回舱在图示乙位置时位于地球大气的______层;在该层内,30km以上区域大气温度明显______(填“升高”或“降低”);航天员在该层内通过电子监控发现有飞机在飞行,简述其利于航空飞行的原因______。(6分)
17.读下图“大气垂直分层”,完成下列问题。(20分)
(1)A是______层,它的直接热源是______,该层气温随高度增加而______。(6分)
(2)B是______层,该层大气以______运动为主。该层气温随高度增加______。(6分)
(3)大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质集中在______(填名称)。其温度的垂直变化决定了该层大气以______运动为主。(4分)
(4)在55千米以上的高层大气中存在______层,该层使人类实现无线电通信。且该层空气密度______(很小\很大)。(4分)
1.答案:A参考答案
解析:结合所学知识可知,氮气在干洁空气中体积分数最大,故乙为氮气;氧气其次,甲为氧气,A正确,BCD错误。故选A。
2.答案:C
解析:水汽和杂质不属于干洁空气,臭氧、氩气、甲烷属于干洁空气,C正确,ABD错误。故选C。
3.答案:B
解析:对流层的平均高度约为12千米,最高在赤道地区可达17千-18千米,贝母云出现在20千-30千米高空,不在对流层,A错误;平流层位于对流层之上,高度范围大约从对流层顶部至50千-55千米高空,20千-30千米属于平流层范围,所以贝母云通常位于平流层,B正确;软流层位于上地幔上部,深度在80千-400千米左右,不属于大气分层,C错误。高层大气是指平流层以上的大气,D错误。故选B。
4.答案:C
解析:强烈对流运动主要发生在对流层,而贝母云位于平流层,平流层气流以平流运动为主,A错误;贝母云在高纬度地区出现,极昼现象与贝母云的形成没有直接关联,B错误;高纬度地区平流层大气温度低,水汽易凝结成微小粒子,这些微小粒子在特定条件下发生衍射形成贝母云,所以大气低温环境是贝母云形成的特殊条件之一,C正确;平流层水汽、杂质含量少,D错误。故选C。
5.答案:C
解析:对接成功时,空间站所在高度大约为400千米,结合图示和所学知识可知,位于地球大气分层中的高层大气,C正确;由图示可知,中纬度对流层顶的高度约12千米,平流层范围是12千~50千米,大气上界为3000km左右,ABD错误。故选C。
6.答案:A
解析:①为对流层,集中了大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质,大气中的污染物也多集中在这一层,其对流运动显著,有云、雨、雾、雪等天气现象发生,A符合题意;②为平流层,③层为中间层,④位于高层大气层,与对流层相比,②③④层水汽、固体杂质都相对较少,云、雨、雾、雪等天气现象较少,BCD不符合题意。故选A。
7.答案:C
解析:50km高空位于平流层内。天舟六号货运飞船从地面到50千米高空飞行过程中,先经对流层,气温随着高度升高而降低,后经平流层,气温随高度升高而升高,故气温变化是先降后升,C正确,ABD错误。故选C。
8.答案:D
解析:从材料中所知,中国空间站位于319.6千-346.9千米高空,位于地球大气的高层大气,高层大气中80千-500千米的高空,处于电离状态,D正确;天气变化剧烈的是对流层,臭氧含量最多的是平流层,低层大气的主要成分是氮气,ABC错误。故选D。
9.答案:B
解析:天舟六号货运飞船选择晚上发射,主要原因是晚间没有太阳光,便于观测,B正确;方便配件运输与运输方式有关,与白天、夜间无关,A错误;发射场有严格的安保措施,无关人员也无法进入,外来干扰少,C错误;飞船飞行高度很高,并不是只穿越对流层,与顺风、逆风关联性不大,D错误。故选B。
10.答案:A
解析:根据所学知识可知,飞机平稳飞行是在平流层,由于纬度不同,对流层厚度存在差异,从哈尔滨到广州,由高纬向低纬飞行,对流层厚度逐渐变厚,因此要使飞机一直处于平流层,飞行高度应该上升,同理分析,从广州到哈尔滨飞行高度应该下降,BD错误;对流层的厚度还存在季节差异,夏季气温高,气流上升较冬季旺盛,因此同一地区对流层的厚度夏季较厚、冬季较薄,如果行程在暑假,飞行高度应该上升,A正确,C错误。故选A。
11.答案:B
解析:万米高空位于平流层,由于平流层中的固体尘埃和杂质较少,难以成云致雨,因此一般平流层都是晴空万里,B正确;平流层中存在臭氧层,可以吸收紫外线,但是该层的水汽含量也很低,不存在由于温度上升使水汽蒸发,A错误;平流层气温随高度上升而上升,空气以平流运动为主,C错误;云层较少,反射作用很弱,D错误。故选B。
12.答案:A
解析:b层在30千米以上气温随高度变化很大其主要原因是该层中的臭氧吸收大量太阳紫外线而使该层增温,A正确。故选A。
13.答案:D
解析:对流层是大气中最活跃与人类关系最密切的一层,①错误;平流层中的臭氧可以吸收紫外线成为人类生存环境的天然屏障,②正确;平流层大气平稳有利于高空飞行,③正确;高空大气有若干电离层,对无线通信有重要作用,④错误。综上,D正确。故选D。
14.答案:A
解析:气球在上升过程中,空气密度越来越低,大气气压不断降低,A正确;对流层大气温度随高度增大而降低,B错误;气球在上升过程中,空气越来越稀薄,氧气浓度也会越来越低,C错误;空气中的水汽几乎集中在对流层,当探空气球上升至平流层后,水汽含量下降,D错误。故选A。
15.答案:B
解析:此次实验探空气球上升至最大高度为3万米,此时所在的大气层为平流层,气流以平流运动为主,气流平稳,利于航空飞行,B正确;电离层位于高层大气,A错误;氧气、杂质含量高、天气多变的大气层为对流层,C错误;大气密度最大的大气层是在对流层,D错误。故选B。
16.答案:(1)高层大气;先降低后升高(4分)
(2)平流;升高;大气水平运动,比较稳定;该层水汽和杂质较少,无云雨现象,能见度好,适合航空飞行。(6分)
解析:(1)结合图示可知,甲高度在120千米,因此应为高层大气,航天返回舱返回过程中,气温应是先降低后升高,大气逐渐变多,密度逐渐升高。
(2)结合图片可知,乙高度为40千米,因此应位于平流层;30千米以上区域大气温度明显升高,主要是由于该大气层存在臭氧,平流层空气主要以平流运动为主,空气稳定,天气晴朗,能见度较好,因此适合飞机飞行。
17.答案:(1)对流;地面;降低(6分)
(2)平流;水平;升高(6分)
(3)对流层;对流(4分)
(4)电离;很小(4分)
解析:(1)图中显示,A层位于地表以上,高度12千米以下,根据所学知识可知,A层是对流层,它的热量主要直接来源于地面(辐射),离地面越远(即高度升高),获取的地面辐射越少,气温降低。
(2)图中显示,B层位于高度12千米以上,50千米以下,根据所学知识可知,B层是平流层,图中显示,该大气层向上气温升高,不易产生对流,因此该层大气以水平运动为主。该层中含有大量臭氧,臭氧能强烈吸收太阳辐射而增温,因此该层的直接热源是太阳辐射,因此气温随高度增加而增加。
(3)因为大气具有重力,因此大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质集中在近地面的对流层。图中显示,对流层温度的随高度升高而降低,导致冷的空气在上,热的空气在下,容易产生对流,决定了该层大气以对流运动为主。
(4)根据所学知识可知,在55千米以上的高层大气受太阳高能辐射以及宇宙线的激励而出现电离现象,从而存在电离层,该层使人类实现无线电通信。因受重力影响,空气主要集中于近地面,高层大气离地面远,空气密度很小。
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