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。
飞机尾迹(如图)多形成于特定的大气垂直分层中,飞机尾迹形成后,部分会逐渐发展为卷云,覆盖一定区域。据此完成下面小题。
1.飞机尾迹主要形成于大气垂直分层中的( )
A.对流层 B.平流层 C.高层大气 D.电离层
2.飞机尾迹所在大气分层的气温变化特点是( )
A.随高度升高而升高 B.随高度升高而降低
C.先升高,后降低 D.先降低,后升高
2020年6月23日,我国第55颗北斗导航卫星从西昌发射升空。据此完成下面小题。
3.下列图示能正确反映北斗卫星在升空过程中经历的大气环境状况的是( )
A.A B.B C.C D.D
4.下列有关Ⅰ、Ⅱ层可能出现的现象描述不正确的是( )
A.飞机在Ⅰ层飞行有时会出现颠簸现象
B.飞机在Ⅱ层飞行时,飞行员常感觉是万里无云
C.在Ⅰ层中有时会出现气温随高度增加而上升的现象
D.在Ⅱ层中沐浴阳光不会损伤皮肤
低层大气由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。如图示意干洁空气成分的体积分数(25千米以下)。据此完成问题。
5.下列区域中,大气氧气含量最低的是( )
A.西欧平原 B.青藏高原 C.吐鲁番盆地 D.长江三角洲
6.全球变暖与大气成分变化有关,大气成分变化的主要原因是( )
A.城市建设导致水汽含量降低
B.森林火灾频发,消耗大量氧气
C.畜牧业发展,排放氮气增多
D.人类活动排放大量二氧化碳
气象气球携带探空仪器升空,就像是一个“CT扫描仪”,从低空到高空进行逐层扫描,把不同高度的温度、气压、空气湿度、风向、风速等数据通过信号发回地面。2024年10月,某科考队在赤道某地区放飞的探空气球中,最高的升至45km高空。下图为刚放飞的氦气探空气球和大气垂直分层示意图。据此完成下面小题。
7.探空气球升空过程中温度变化过程是( )
A.先升后降 B.先降后升 C.一直降低 D.一直升高
8.探空气球升空过程中体积的变化情况及原因是( )
A.先变大再变小,大气压强先升再降 B.一直变大,大气湿度升高
C.先变小再变大,大气温度先降后升 D.一直变大,大气密度降低
2023年10月26日,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在甘肃省酒泉卫星发射中心发射,神舟十七号载人飞船与火箭成功分离,并进入预定轨道。下图示意大气垂直分层,完成下面小题。
9.神舟十七号载人飞船在进入预定轨道过程中,经历的气温变化情况是( )
A.递减→递增→递减→递增 B.递增→递减→递增
C.递增→递减→递增→递减 D.递减→递增→递减
10.下列关于神舟十七号载人飞船途经的大气层说法正确的是( )
A.①层大气热量主要来自太阳辐射 B.②层内的水汽、杂质较为集中
C.③层内大气对流运动最旺盛 D.④层内的大气密度、气压很低
11.若有一架从甘肃飞往海南的飞机,仅考虑气流状况对飞机飞行的影响,飞机在飞行过程中为保持平稳飞行,高度调节规律是( )
A.先下降,后上升 B.先上升,后下降 C.不断上升 D.不断下降
中国北冰洋科学考察队的队员们放飞的气象探空气球,携带探空仪上升至三万米高空,获取了大气层相关数据,用于分析和研究。读图“大气垂直分层示意图”,完成下面问题。
12.探空气球在上升过程中( )
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
13.此次气象探空气球上升至最大高度时所处的大气层( )
A.存在若干电离层,反射无线电波
B.气流运动较平稳,利于航空飞行
C.水汽杂质含量高,天气现象多变
D.臭氧的含量较高,大气密度最大
PM2.5是指直径在2.5μm以下的颗粒物,能长时间悬浮在空气中。PM2.5在空气中的含量越高,代表空气污染越严重。下图示意北京市2013—2020年空气中PM2.5指数变化,据此完成下面小题。
14.北京市主城区PM2.5主要来源于当地( )
A.农田秸秆燃烧 B.工业废气排放 C.汽车尾气排放 D.地面尘土飞扬
15.北京市PM2.5浓度下降会促使北京( )
A.干洁空气质量下降 B.年降水量增多
C.干洁空气氧含量上升 D.大气能见度提高
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。(14分)
研究发现,1980—2020年北半球对流层顶的高度稳步上升,其中2001—2020年对流层顶的高度以每十年53.3米的速度上升,且北半球对流层增厚的速度要大于南半球,研究人员认为,这一变化主要是人类活动的结果。如图为地球大气垂直分层示意图。
(1)指出北半球对流层顶的大致高度,并说出导致对流层顶高度变化的人类活动。(2分)
(2)分析南半球对流层顶高度变化不及北半球显著的原因。(6分)
(3)简述对流层顶高度的变化对人类活动产生的不利影响。(6分)
17.阅读图文材料,完成下列要求。(16分)
2024年8月21日,由我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇首次跨越湖北、湖南、广西三省区,飞行近1000千米,总航时12小时44分钟,飞行高度500~1990米,飞行时速60~80千米,这是我国自研载人飞艇领域有史以来实现的最长航时、最远航程飞行。图为“祥云”AS700载人飞艇飞行图片和大气的垂直分层示意图。
(1)说出a层大气的主要组成成分。(4分)
(2)简析随高度增加c层大气气温先降低后升高的原因。(4分)
(3)简析“祥云”AS700载人飞艇起飞过程中气温和气压的变化。(4分)
(4)与大型客机相比,简析载人飞艇在飞行途中需要更多关注的自然条件。(4分)
答案以及解析
1.答案:B
解析:根据所学可知,平流层气温随高度升高而增加,大气以水平运动为主,大气稳定,而且水汽和固体杂质含量少,大气透明度高,因此飞机大多选择平流层飞行,飞机发动机排放的废气中的水汽和颗粒物在低温下凝结形成尾迹,B正确;对流层大气对流旺盛,天气复杂多变,不利于飞机飞行,A错误;高层大气和电离层空气过于稀薄,不利于飞机飞行,CD错误。故选B。
2.答案:A
解析:飞机尾迹多位于平流层,平流层因含有臭氧层,能大量吸收太阳紫外线辐射而增温,因此气温随高度升高而升高,A正确,BCD错误。故选A。
3.答案:C
解析: 臭氧层分布在Ⅱ层平流层;I层对流层中气温随高度的上升而下降,平流层气温随高度上升而升高。
4.答案:D
解析: I层为对流层,飞行有时会出现颠簸现象;Ⅱ层为平流层,万里无云适合飞行;在I层中有时会出现气温随高度增加而上升的现象,称作逆温现象;Ⅱ层紫外线强烈,会对皮肤造成损伤。
5.答案:B
解析:海拔越高,大气越稀薄,氧气含量越低。西欧平原和长江三角洲平均海拔在200米以下,吐鲁番盆地低于海平面,三地大气氧气含量较高,ACD错误;青藏高原平均海拔在4000米以上,空气稀薄,大气氧气含量低,B正确。故选B。
6.答案:D
解析:自工业革命以来,人类大量使用煤炭、石油和天然气等,释放出大量二氧化碳,它吸收地面辐射的能力强,使气温升高,全球变暖,D正确;城市建设可能改变局部气候,但对全球变暖的影响不大,A错误;森林火灾是间歇性、局部性的事件,并非全球变暖的主要影响因素,B错误;畜牧业规模扩大,会使植被遭到破坏,植被对二氧化碳等温室气体吸收减少,使温室气体增多,C错误。故选D。
7.答案:B
解析:由材料探空气球“最高的升至45km高空”可知,探空气球上升过程中穿过了对流层和平流层,据所学可知,平流层大气的气温随海拔的升高而升高,对流层大气的气温随海拔的升高而降低,因此探空气球上升过程气温随海拔的升高而先降后升,B正确,ACD错误。故选B。
8.答案:D
解析:根据所学知识,随着海拔的增加,大气的密度逐渐减小,气压逐渐降低,使得探空气球在上升的过程中,气球内的气压逐渐大于外界大气压,导致探空气球的体积会变大,D正确,ABC错误。故选D。
9.答案:A
解析:结合大气垂直分层图可知,神舟十七号载人飞船在进入对流层时,大气温度随高度增加而递减;进入平流层时,因臭氧吸收大量紫外线,大气温度随高度增加而递增;进入高层大气后,大气温度随高度增加而下降,后因大气吸收了更短波长的太阳紫外线,大气温度随高度增加又持续上升。故选A。
10.答案:D
解析:大气垂直分层图中的①为对流层,水汽、杂质含量丰富,对流运动最为旺盛;②层为平流层,大气稳定,水汽、杂质含量很少;③和④统称为高层大气,高层大气的大气密度和气压很低。故选D。
11.答案:C
解析:飞机平稳飞行主要位于平流层内,位于低纬度地区的海南,对流层的高度较大,甘肃纬度较高,对流层高度较低,因此由高纬度飞往低纬度地区,对流层的高度总体不断增加,飞机为保证在平流层内飞行,需要不断上升飞行高度。故选C。
12.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。
13.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。
14.答案:C
解析:北京市主城区几乎没有农田分布,也几乎没有污染性工业;北京市主城区街道十分清洁,尘土飞扬较少,而且尘土直径一般较大;北京市主城区PM2.5主要来源于当地汽车尾气排放。故选C。
15.答案:D
解析:北京市PM2.5浓度下降,空气更清洁,会使大气能见度提高;对干洁空气的质量和氧含量影响不大,因为干洁空气不包含水汽和杂质;PM2.5作为凝结核,是成云致雨的必要条件,因此PM2.5浓度下降可能会导致北京市降水量减少。故选D。
16.答案:(1)大致高度:12千米。
人类活动:燃烧矿物燃料;砍伐森林、破坏草原。
(2)南半球陆地面积小,人口少,工业发展水平相对较低,矿物燃料消耗少,二氧化碳排放较少;海域面积大,气温上升幅度小,因此对流层顶高度变化不及北半球显著。
(3)对流层顶高度升高,导致对流运动高度上升,为保障航行安全,飞机飞行高度升高,增加燃料消耗,加重大气污染;对流层气温升高,会改变对流层大气的密度和运动状况,导致极端天气增多,破坏生产和生活设施,影响农业生产。
解析:(1)由图可知,大概在高空12km以上气温随海拔高度发生变化,气温随高度的增加而上升,由此可知,北半球对流层顶的大致高度为12km。人类对化石燃料的大量燃烧、工业生产等排放温室气体;砍伐森林、破坏草原,导致消耗的二氧化碳减少,加剧全球变暖,使对流层增温、增厚。
(2)南半球陆地面积相对较小,工业和人口集中度低,人类活动强度弱,矿物燃料消耗少,二氧化碳排放较少,温室气体排放相对较少,对大气变暖的影响较北半球小;南半球陆地面积小,海域面积大,海洋升温升得慢,气温上升幅度小,因此对流层顶高度变化不及北半球显著。
(3)对流层顶高度升高,导致对流运动高度上升,航空飞行主要活动于平流层,为保障航行安全,飞机飞行高度升高,增加燃料消耗,排放量增大,加重大气污染;对流层顶高度上升会改变对流层内能量与水汽的垂直分布,可能加剧极端天气发生频率和强度,导致极端天气增多,破坏生产和生活设施,影响农业生产。
17.答案:(1)干洁空气;水汽、杂质。
(2)自平流层顶部开始,由于没有吸收紫外线的臭氧,气温会下降;随后,由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线,温度又持续上升。
(3)载人飞艇在对流层飞行,对流层气温随海拔升高而降低,空气密度随海拔升高而减小;故载人飞艇起飞过程中气温降低,气压降低。
(4)载人飞艇在对流层飞行,飞行安全受天气影响大;飞行高度较低,高山地形、飞鸟等可能会对飞行安全构成威胁。
解析:(1)读图可知,a层为对流层,其主要组成成分是干洁空气(氮、氧、二氧化碳等)、水汽和固体杂质。
(2)读图可知,c层为高层大气。随高度增加气温先降低,是因为自平流层顶往上,没有臭氧吸收太阳辐射(紫外线)升温,气温随海拔升高而降低;之后由于高层大气中的氧原子吸收太阳紫外线中波长较短的紫外线而使温度升高。
(3)由材料可知“祥云”AS700 载人飞艇飞行高度500~1990米,位于对流层中。地面是对流层大气的直接热源,随着海拔升高,对流层气温逐渐降低;高度越高,大气越稀薄,单位面积上承受的大气柱的重量越小,气压随海拔升高逐渐降低。故载人飞艇起飞过程中气温降低,气压降低。
(4)联系已学可知,大型客机一般在平流层中飞行。相比大型客机相比,载人飞艇在对流层中飞行,飞行高度较低,高大山脉会影响其飞行安全、低空飞鸟的撞击等也会危及飞行安全;对流层中的对流活动较为强烈,多云、雨、雾、风等天气变化,飞行安全受天气变化的影响大。
学科网(北京)股份有限公司
$