第1章 第4节 地球的圈层结构-【金版教程】2025-2026学年高中地理必修第一册创新导学案Word（人教版）

地理　必修　第一册　RJ 第四节　地球的圈层结构 2024年7月25日，国家地震预警工程顺利通过竣工验收，我国建成全球规模最大的地震预警网。在重点预警区首报用时平均仅需7秒，在一般预警区首报用时10至30秒，将在破坏性地震波到达之前为目标用户争取数秒至数十秒的预警时间。国家地震预警工程能够实现地震预警，原因是什么？利用其中的原理，我们还可以做什么？ 提示　地震发生时会产生两种主要地震波：一种是速度较快但震动较弱的纵波(传播速度约为6.0 km/s)，一种是速度较慢但震动较大的横波(传播速度约为3.5 km/s)。地震预警就是利用纵波比横波传播速度快，以及电磁波远比地震波传播速度快的原理实现的。通过地震波的反馈，我们还可以认识地球的内部结构，研究地质构造，认识地震活动规律。 运用示意图，说明地球的圈层结构。 学业质量标准 地震波 地球的圈层结构 水平1 根据资料，说出地震波的含义。(综合思维) 结合图片，说出地球圈层结构的名称。(区域认知) 水平2 说明地震波的分类和特征。(综合思维) 根据资料，说明地球内部圈层的划分依据。(综合思维) 水平3 — 根据图表资料，描述地球内部圈层和外部圈层的主要特点及其联系。(综合思维) 水平4 — 根据图表资料，探讨地球圈层结构与人类活动的关系。(人地协调观) 一　地球的内部圈层结构 1．地震波 (1)分类：图中A表示横波，B表示纵波。 (2)特性 (3)波速变化 ①在地面下平均33千米的C处：传播速度都明显增加。 ②在地下约2__900千米的D处：A波完全消失，B波传播速度突然下降。 2．圈层划分 (1)依据：地震波在地球内部传播速度的变化。 (2)界面：图中C为莫霍界面，D为古登堡界面。 (3)内部圈层 圈层 特点 地壳 由固体岩石组成；厚薄不一，海洋地壳薄，大陆地壳厚 地幔 分为上地幔和下地幔；上地幔上部存在软流层，是岩浆的主要发源地 地核 主要由铁和镍等金属组成；分为内核和外核 3.岩石圈：地壳和上地幔顶部(软流层以上)，由坚硬的岩石组成。 1．判断正误。 (1)纵波传播速度慢于横波。(×) (2)地震发生时，在船上的人和在陆地上的人感觉一样。(×) 2．地震波横波(S)和纵波(P)的传播速度在莫霍界面处发生的显著变化是(　　) A．S波、P波都明显增加 B．S波完全消失，P波突然下降 C．S波、P波都明显下降 D．P波完全消失，S波突然下降 答案：A 解析：横波和纵波的传播速度在莫霍界面处都明显增加。 3．试说明软流层和岩石圈的区别和联系。 提示　上地幔的上部存在一个软流层，一般认为是岩浆的发源地。上地幔顶部与地壳都是由坚硬岩石组成的，合称岩石圈。岩石圈位于软流层之上。 二　地球的外部圈层结构 1．组成 (1)包括大气圈、水圈、生物圈等。 (2)特点 圈层 特点 作用 大气圈 由气体和悬浮物质组成，主要成分是氮气和氧气 使地球上的温度变化和缓，提供生物生存所需的氧气 水圈 地表和近地表的各种形态水体的总称，其主体是海洋 在地球表面物质迁移和能量转换中十分重要 生物圈 地球表层生物及其生存环境的总称。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 促进太阳能转化、改变大气圈和水圈组成、改造地表形态等 2．自然环境的构成 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。 1．判断正误。 (1)水圈渗透到岩石圈。(√) (2)生物集中分布在大气圈、水圈和岩石圈很薄的接触带中。(√) 2．地球的外部圈层包括(　　) A．大气圈、水圈、地壳 B．大气圈、水圈、生物圈 C．地壳、地幔、地核 D．岩石圈、水圈、上地幔 答案：B 解析：地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈。 3．请说出地表水的类型。 提示　地表水包括河流水、湖泊水、沼泽水、冰川水等。 主题探究1　地球的内部圈层结构 当地时间2024年1月1日16时10分(北京时间15时10分)，日本石川县能登地区发生7.6级地震，震源深度30千米。下图为地震地点。地震波及日本多地，并引发海啸。此次地震造成能登地区多地停电，交通中断。 据此探究下列问题： (1)此次地震位于地球内部圈层的哪一层？请说明判断依据。 (2)地震发生后，当地居民看到地面物体晃动的先后顺序是什么？ (3)地震发生后，正在能登地区附近海域航行的轮船上的人感受到的晃动是怎样的？为什么？ [成果展示]　(1)地壳。此次地震震中位于陆地，且地势较高，地壳厚度较大，震源深度为30千米，故位于地壳。 (2)先上下颠簸，后左右晃动。 (3)只能感受到上下颠簸。横波只能通过固体传播，纵波可以通过固体、液体和气体传播，故只能感受到纵波的影响，不能感受到横波的影响。 1．地球内部圈层的划分 以莫霍界面和古登堡界面为界，可以将地球内部划分为地壳、地幔和地核三个圈层。 2．地球内部各圈层的特点 圈层名称 分界面 主要组成物质 物质形态 特征 地壳 莫霍界面 古登堡界面 岩石 固态 由岩石组成的坚硬外壳，厚度不均，海洋部分薄，大陆部分厚 地幔 上地幔 含铁、镁的硅酸盐类矿物 固态 上部存在一个软流层 下地幔 温度、压力、密度均增大 地核 外核 以铁、镍为主，含有少量较轻元素 液态 横波不能通过 内核 固态 温度很高，密度、压力都很大 3.地壳与岩石圈的区别和联系 地壳 岩石圈 厚度 海洋：5～10千米 大陆：最厚达70千米 70～100千米 范围 地表至莫霍界面 地表至软流层以上 联系 岩石圈不仅包含地壳而且还包含上地幔顶部(软流层以上部分) 示意图 读地震波波速与地球内部构造图，回答(1)～(3)题。 (1)下列叙述正确的是(　　) A．纵波和横波波速都随深度的增加而增大 B．①和②之间是古登堡界面 C．在深约2 900千米处横波突然消失 D．地核是岩浆的主要发源地 (2)岩石圈是指(　　) A．①的上部 B．②的上部 C．①和②的上部 D．③的外部 (3)某地地下30千米处发生地震，这时地面上的人、附近不远处的飞鸟和池塘里的鱼，都会感到(　　) A．先上下颠簸，后左右摇摆 B．先左右摇摆，后上下颠簸 C．P波，上下颠簸 D．S波，左右摇晃 [科学思维]　地震波和地球内部圈层的分析思路 类题透析 思路点拨 地震波与内部圈层 地震波分为纵波和横波，纵波传播速度快，横波传播速度慢；地震波传播速度突变处为不连续面 在地下约2 900千米处，纵波传播速度明显降低，横波完全消失；①和②之间的界面为莫霍界面；软流层为岩浆的主要发源地 岩石圈 地壳和上地幔顶部由岩石构成，统称为岩石圈 ①为地壳，②为地幔 地震波 纵波可通过固、液、气体传播，使物体上下颠簸；横波只能通过固体传播，使物体左右摇晃 地面上的人，可感受到的地震波为横波和纵波；不远处的飞鸟和池塘里的鱼可感受到的地震波为纵波 [答案]　(1)C　(2)C　(3)C 主题探究2　地球的外部圈层结构 当地时间2024年2月14日18时33分左右，日本鹿儿岛县樱岛火山发生喷发，火山灰柱高度达5 000米。图一为日本樱岛火山喷发景观图，图二为地球外部圈层示意图。 据此探究下列问题： (1)火山喷发形成的火山灰柱联系了哪些地球圈层？ (2)火山喷发物进入大气后，会形成火山灰，指出火山灰在地球圈层结构中的物质迁移顺序。 (3)有人说，生物圈是地球上所有生物的总称；也有人说，生物圈是地球上生物及其生存环境的总称。对此，你的理解是什么？ [成果展示]　(1)岩石圈和大气圈。 (2)大气圈→水圈、生物圈→岩石圈。 (3)生物圈有广义和狭义之分，广义的生物圈包括生物及其生存环境，狭义的生物圈仅指生物本身。 地球外部圈层 地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈等，这些圈层与岩石圈一起，相互联系、相互渗透，形成人类赖以生存和发展的自然环境。 1．地球外部圈层的概况、特点 外部圈层 概念 组成 其他 大气圈 包围着地球的气体层 气体和悬浮物质，主要成分是氮气和氧气 它是地球自然环境的重要组成部分 水圈 由各种形态水体组成 地表水、地下水、大气水、生物水等 连续但不规则的圈层，且处于不间断地循环运动之中 生物圈 地球表层生物及其生存环境的总称 生物及其生存环境 生物圈与大气圈、水圈、岩石圈相互渗透、相互影响，是最活跃的圈层 2.生物圈的特殊性 (1)组成成分特殊：生物圈由所有生物和它们的生存环境组成，是地球特有的圈层，也是最活跃的圈层。 (2)空间分布范围特殊：生物圈渗透于大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部，是唯一不占独立空间的圈层。 (3)形成过程特殊：生物圈寓于大气圈、水圈、岩石圈之中，离开了它们，生物圈将不复存在。生物圈是大气圈、水圈和岩石圈相互渗透、相互影响的结果，也正因为如此，这些圈层才能紧密相连。 3．四大圈层的相互关系：四大圈层的物质运动和能量交换使自然界形成统一的整体。 阅读图文材料，完成下列要求。 羊卓雍错(湖)地处青藏高原，景色优美，蓝天、白云、湖泊、草原，相映成辉。下图为该地地表景观图。 (1)请说出图片中各个圈层的代表性地物。 (2)依据图片信息举例说明圈层间的相互联系。 [科学思维]　地球外部圈层的分析思路 类题透析 思路点拨 圈层组成 大气圈由大气组成，岩石圈由岩石组成，水圈由不同类型水体组成，生物圈由生物及其生存环境组成 图中大气圈的代表性地物是白云、蓝天；水圈代表性地物是湖泊及河流；生物圈的代表性地物是羊群、牛群和草甸；构成岩石圈的地物为山体 圈层联系 大气圈提供了生物呼吸作用所需的O2，为植物的光合作用提供CO2；岩石圈为植物生长提供了氮、磷、钾等矿物养分；水圈提供了水分；生物圈则为大气圈提供了O2和CO2，大气圈的雨、雪等为水圈和岩石圈提供了水分 [答案]　(1)大气圈：蓝天、白云。岩石圈：山体。水圈：湖泊、河流。生物圈：牛羊、青草 (2)大气圈为动物的生存提供O2，为生物圈中植物的光合作用提供CO2；岩石圈和水圈分别为植物生长提供了矿物养分和水分；生物圈则为大气圈提供了O2和CO2；大气圈的雨、雪等为水圈和岩石圈提供了水分等。 区域认知——地壳厚度的地区差异 “地壳一号”是由吉林大学自主研发设计的万米大陆科学钻机。主要用于松辽盆地国际大陆科学钻探工程，除进行地球演变和古气候研究外，还用于中国地壳的立体探测、能源探测等方面的研究。松辽盆地地壳厚度有什么特点？ 1．地壳厚度 (1)海陆差异：大陆地区地壳厚，平均厚度为39～41 km；海洋地区地壳薄，平均厚度为5～10 km，大西洋和印度洋约为10～15 km，太平洋约为5 km，最薄处在马里亚纳海沟，约为1 km。 (2)地形差异：高原山地地区地壳厚度较厚，平原地区地壳厚度较薄。我国天山和青藏高原的地壳厚度达到65 km以上，最厚可达70～80 km。 2．我国地壳厚度分布规律 (1)东西差异。我国地壳厚度在整体上呈现出明显的分布差异。东部地区的地壳厚度相对较薄，约为25～30千米，而西部地区的地壳厚度则明显较厚，可以达到40～45千米。这种与我国地势西高东低有关。 (2)板块运动影响地壳厚度。东部地区受到亚欧板块和太平洋板块碰撞运动的影响，这种碰撞使地壳发生挤压形变，压扁了地壳；西部地区受到印度洋板块和亚欧板块的挤压和碰撞作用，印度洋板块俯冲，地壳叠加。 干热岩地热资源是指埋深在3～10 km，不含或仅含少量流体，温度高于180 ℃的岩体。下图示意北美莫霍界面等深度线分布(单位：km)。据此完成1～2题。 1．A、B两地的地壳厚度相差可能为(　　) A．4 km B．10 km C．16 km D．22 km 答案：C 解析：读图，图中等值距为5，A位于高值中心，数值为(45，50) km，B位于低值中心，数值为(30，35) km，故A、B两地的地壳厚度差值为(10，20) km，结合选项，只有16 km符合题意，C项正确。 2．A区域的干热岩位于(　　) A．地壳 B．地幔 C．地核 D．软流层 答案：A 解析：由材料可知，干热岩埋藏于地下3～10千米，A区域莫霍界面深度为45～50千米，所以可推知干热岩分布在地壳部分，A项正确。 [教材第22页思考] 思路点拨　在莫霍界面处，纵波和横波速度均变快；在古登堡界面处，纵波突然减速，横波完全消失。这说明界面附近物质的组成和性质发生了明显变化。 [教材第24页活动] 思路点拨　1.在图中恰当位置写出相应的地理事物。 2．山属于岩石圈，云属于大气圈，山顶积雪、河流属于水圈，草、树木属于生物圈。 3．大气圈、水圈、生物圈与岩石圈之间相互联系、相互渗透，各圈层之间不断进行着物质交换和能量传递，共同组成了人类赖以生存的地理环境。 难度 题号 知识点 ★ ★★ 地球的内部圈层结构 1，2，3，4 5，6，11 地球的外部圈层结构 7，8，9，10 12 时间：45分钟　满分：100分 一、选择题(共10小题，每小题5分，共50分。每小题只有一个选项符合题目要求) “巨人之路”(下左图)是位于英国北爱尔兰海岸的著名旅游景点，是由数万根高低不一的玄武岩石柱聚集而成、绵延数千米的堤道。玄武岩是岩浆喷出地表冷却后形成的。下右图为地球圈层结构示意图。据此完成1～2题。 1．形成“巨人之路”的玄武岩，其物质主要来源于地球圈层结构示意图中的(　　) A．① B．② C．③ D．④ 答案：C 解析：读图判断，①位于地面以上海拔12千米至50～55千米高度，为平流层；②位于地面至地下33千米之间，莫霍界面之上，应是地壳；③位于地下80千米至400千米之间，与软流层的深度吻合，为软流层；④位于地下2 900千米以下，即古登堡界面以下，应为外核。软流层是岩浆的发源地，形成“巨人之路”的玄武岩，其物质主要来源于软流层，C项正确。 2．若该地火山爆发过程中，在地下50千米处发生了地震，地震波的横波由震源向地面传播过程中，经过莫霍界面时(　　) A．速度明显变慢 B．速度明显加快 C．速度不发生改变 D．突然消失 答案：A 解析：陆地莫霍界面平均深度为33千米，在地下50千米处发生了地震产生地震波，向地面传播，根据地震波传播的规律可知，横波在自下而上经过莫霍界面时速度明显变慢，A项正确。 我国自主建造的首艘大洋钻探船“梦想”号具备全球海域11 000米的钻探能力，为世界之最。“梦想”号承载着我们“打穿莫霍界面”的科学梦想，钻探目的是钻获地球内部岩芯，进而揭示地球深处的奥秘。据此完成3～4题。 3．“梦想”号“打穿莫霍界面”的最佳钻探地点选择在大洋，主要是因为(　　) A．生态破坏较小 B．大洋处地壳较薄 C．钻探安全性高 D．软流层厚度较薄 答案：B 解析：结合所学知识可知，莫霍界面为地壳与地幔的分界面，地壳平均厚度为17千米，大陆地壳比大洋地壳更厚，所以“梦想”号“打穿莫霍界面”的最佳钻探地点选择在大洋，主要是因为大洋处地壳较薄，可以相对较容易地穿透地壳到达莫霍界面，B项正确；选择在大洋内向下钻探与生态破坏大小无关，且钻探安全性比大陆低，A、C两项错误；软流层位于上地幔，打穿莫霍界面与软流层厚度无关，D项错误。 4．未来“梦想”号钻获的岩芯能揭示(　　) A．上地幔地质信息 B．地核地质信息 C．下地幔地质信息 D．古登堡界面地质信息 答案：A 解析：结合所学知识可知，大洋地壳厚度一般为5～10千米，“梦想”号具备11 000米的钻探能力，可以穿透莫霍界面，到达上地幔，所以未来“梦想”号钻获的岩芯能揭示上地幔地质信息，A项正确；古登堡界面位于地下2 900千米处，是地幔与地核的分界面，上地幔与下地幔的分界面大约在地下900千米处，以“梦想”号的钻探能力无法揭示地核、下地幔、古登堡界面地质信息，B、C、D三项错误。 地壳是地球表面一层由固态岩石组成的坚硬外壳，其厚度不一。下图示意我国青岛—拉萨沿线地形起伏与地壳厚度变化情况。据此完成5～6题。 5．图中曲线甲为(　　) A．地表 B．软流层 C．莫霍界面 D．古登堡界面 答案：C 解析：由材料可知，曲线甲表示地壳厚度变化情况，而地壳是位于莫霍界面之上的部分，进而可判断曲线甲为莫霍界面，C项正确。 6．下列叙述正确的是(　　) A．图中四个城市中西宁地势最高 B．图中四个城市中济南地壳最薄 C．地形起伏大致与①圈层厚度呈负相关 D．岩浆主要发源于②圈层上部 答案：D 解析：②圈层为地幔，在上地幔上部有个软流层，软流层一般认为可能是岩浆的主要发源地，D项正确；①圈层位于莫霍界面以上，为地壳，其厚度与海拔高低成正比，一般来说，海拔越高，地壳越厚，C项错误；如图所示，图中四个城市中拉萨地势最高，A项错误；图中四个城市中青岛地壳最薄，B项错误。 以珠江流域为代表的中国西南喀斯特地貌区，由于沉积物以及土壤中的重金属高而被广泛关注。有研究证明富含重金属元素的母岩风化对珠江流域的重金属高背景值有极大的贡献。上图中的①②③④代表地球的四个圈层。据此完成7～8题。 7．重金属元素从母岩进入珠江河水中的迁移路径是(　　) A．①到④ B．②到① C．②到③ D．④到③ 答案：B 解析：根据图示信息判断①具有供水、渗透作用，为水圈；②供给养分，为岩石圈；③具有供氧功能，为生物圈，④存在降水功能，为大气圈。母岩属于岩石圈，珠江水属于水圈，因此重金属元素从母岩进入珠江河水的迁移路径为从②(岩石圈)到①(水圈)，B项正确。 8．重金属在珠江流域的迁移说明(　　) A．物质循环只在岩石圈内部进行 B．水圈只和岩石圈的联系密切 C．岩石圈是自然界最活跃的圈层 D．各个圈层之间存在着物质转移 答案：D 解析：物质循环在各个圈层都会进行，A项错误；水圈和各个圈层都联系密切，B项错误；生物圈是自然界最活跃的圈层，C项错误；重金属在珠江流域的迁移说明各个圈层之间存在着物质转移，D项正确。 “桂林山水甲天下”，作为我国云贵高原喀斯特地貌景观的代表，桂林“山水”的形成是四大圈层相互作用的结果。下图示意四大圈层的相互作用对桂林“山水”形成的影响。据此完成9～10题。 9．图中①②③④序号分别代表(　　) A．大气圈、生物圈、岩石圈、水圈 B．大气圈、生物圈、水圈、岩石圈 C．水圈、岩石圈、大气圈、生物圈 D．水圈、生物圈、岩石圈、大气圈 答案：B 解析：①提供CO2，存在降水现象，为大气圈；生物可以分泌有机酸，因此②为生物圈；石灰岩位于岩石圈，因此④为岩石圈；降水进入水圈，因此③为水圈。B项正确。 10．关于①②③④四个圈层说法不正确的是(　　) A．①圈中的主要成分是氮和氧 B．①②③各圈层分界线明显 C．③圈是连续但不规则的圈层 D．各圈层之间相互制约、相互联系 答案：B 解析：由上题分析可知，①圈为大气圈，大气中干洁空气的主要成分是氮和氧，A项不符合题意；①②③分别为大气圈、生物圈和水圈，各圈层没有明显的分界线，B项符合题意；③为水圈，是个连续但不规则的圈层，C项不符合题意；各圈层之间相互制约、相互联系，共同构成了自然环境，D项不符合题意。 二、综合题(共2小题，共50分) 11．阅读图文材料，完成下列要求。(30分) 莫霍洛维奇界面(以下简称莫霍界面)是指位于地下的不连续界面，因地势的高低起伏，不同地区莫霍界面的深度存在着较大的差异。下图为我国云贵高原某地区莫霍界面深度等值线图(单位：km)。 (1)描述图示区域莫霍界面深度的空间分布特点。(10分) (2)指出图示区域地壳厚度最大的区域并说明判断依据。(10分) (3)结合所学知识，说出探测莫霍界面深度的依据，并阐述原理。(10分) 答案：(1)深度空间分布不均；西北深度大，东南深度小，深度自东南向西北递增；西北部、北部深度变化较大。 (2)西北部。依据：莫霍界面之上为地壳部分，西北部莫霍界面深度大，说明地表到莫霍界面的距离远，地壳厚度最大。 (3)地震波。原理：地震波在不同的介质中传播速度存在着较大差异；地震波的横波和纵波在向下经过莫霍界面时出现明显加速现象。 解析：第(1)题，读图可知，图示区域莫霍界面深度空间分布不均；西北深度大，东南深度小，深度自东南向西北递增；西北部、北部深度等值线密集，说明深度变化较大。第(2)题，读图可知，图示区域地壳厚度最大的是西北部。判断依据：由所学知识可知，莫霍界面之上为地壳部分，西北部莫霍界面深度大，说明地表到莫霍界面的距离远，地壳厚度最大。第(3)题，由所学知识可知，探测莫霍界面深度的依据是地震波。原理：地震波在不同的介质中传播速度存在着较大差异；地震波的横波和纵波在向下经过莫霍界面时出现明显加速现象，故可知莫霍界面的深度。 12．阅读图文材料，完成下列要求。(20分) 金蝉，又名知了，一生绝大部分时间蛰居于地下，靠吸收树根的汁液生存，少则3～5年，长则达到17年后才钻出地面，在短短的几天到几十天内完成羽化、产卵等过程。下图示意金蝉一生的生存环境。 (1)指出上图直接显示的地理圈层，并在图中适当位置写出地理圈层的名称。(8分) (2)结合金蝉一生的生存环境分析金蝉生存涉及的地理圈层。(12分) 答案：(1)生物圈，岩石圈。 (2)金蝉蛰居地下时，靠吸收树根的汁液生存，涉及生物圈和水圈；蛰居期间，金蝉在土壤中挖洞，涉及岩石圈；金蝉的呼吸涉及大气圈。 解析：第(1)题，读图可知，图示直接地理要素有土壤、树木、金蝉等，土壤属于岩石圈，树木、金蝉属于生物圈。第(2)题，金蝉蛰居地下时靠吸收树根的汁液生存，涉及生物圈和水圈；挖洞、生活等改变土壤结构，涉及岩石圈；金蝉的呼吸会涉及大气圈。故金蝉一生的生存环境涉及生物圈、大气圈、水圈、岩石圈共四个圈层。 6 学科网（北京）股份有限公司 $