2.第一节 大气的组成和垂直分层-（配套教参）【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中地理必修第一册（人教版）

第一节　大气的组成和垂直分层 课程标准 运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系。 学习目标 1.利用图表等材料，了解并掌握大气的组成和垂直分层等知识。（区域认知） 2.用大气垂直分层的知识，解释生产生活中的温室效应、飞机飞行高度等现象。（综合思维、人地协调观） 任务探究（一）　大气的组成 1.低层大气的组成：　水汽　、　杂质　和干洁空气。 2.干洁空气的成分和作用 成分 作用 氧气 人类和其他生物维持　生命活动　所必需的物质 氮气 地球上　生物体　的基本元素 二氧化碳 绿色植物进行　光合作用　的基本原料 臭氧 大量吸收太阳　紫外线　，保护地球上的生物 　　材料一　据英国《每日邮报》网站2024年9月9日报道，一份令人震惊的新报告警告称，由于气候变化，未来20年，极端降雨和炙热气温将变得更加普遍。挪威科学家估计，除非碳排放量下降，否则全球近四分之三的人口将面临剧烈的天气变化。 　　材料二　如图为1840年以来全球年平均气温变化图和1740年以来大气中二氧化碳体积分数的变化图。 【思考交流】 1.根据材料二，1840年以来全球年平均气温变化的趋势如何？1740年以来大气中二氧化碳体积分数如何变化？二者的变化有什么样的相关性？ 提示：年平均气温波动上升（或波动变化，总的趋势是在变暖）。二氧化碳体积分数不断增加（或呈增长趋势）。二者变化呈正相关。 2.导致1740年以来大气中二氧化碳体积分数变化的原因有哪些？ 提示：人类大量使用化石燃料，释放到大气中的二氧化碳增加；人类乱砍滥伐，森林面积减少，导致森林对二氧化碳吸收减少，大气中二氧化碳增加。 人类活动对大气成分的影响 项目 人类活动对大气成分的影响 二氧化碳排放增加 大量燃烧化石燃料、毁林等，使大气中二氧化碳浓度升高，加剧温室效应，导致全球变暖 臭氧变化 大量使用制冷设备，释放氟氯烃等物质，破坏平流层臭氧，形成臭氧层空洞，影响对紫外线的阻挡作用 氮氧化物增多 机动车尾气、工业生产排放氮氧化物，会造成酸雨、光化学烟雾等环境问题，还影响大气化学平衡 颗粒物增多 如工业扬尘、建筑施工等产生的颗粒物，影响空气质量、能见度，也会对气候产生一定影响 （教材P28第二段）大气是多种气体的混合物，各成分保持相对稳定。不同的大气成分，作用不同。据此完成1～2题。 1.近地面大气中，是天气变化重要角色的大气成分是（　　） A.氮和氧 B.水汽和杂质 C.水汽和氧 D.二氧化碳和氮 解析：B　结合所学知识可知，水汽和杂质是成云致雨的必要条件，可促使天气发生变化；氮、氧、二氧化碳等气体不是成云致雨的必要条件。故选B。 2.当今，导致大气成分比例发生不合理变化的人为因素有（　　） ①燃烧煤、石油等矿物燃料　②大量制冷设备的使用　③大量植树造林　④兴修水库 A.①② B.①③ C.②④ D.③④ 解析：A　当今在人为作用下，二氧化碳比例增加，臭氧减少。导致大气成分比例发生不合理变化，加剧了全球气候变暖和臭氧层空洞。二氧化碳的增加是大量燃烧煤、石油等矿物燃料导致的，臭氧减少是大量使用制冷设备如空调、电冰箱等导致的，①②正确；植树造林和兴修水库有利于大气成分向良性方向变化，③④错误。故选A。 　　低层大气的组成成分为三部分：干洁空气、水汽和杂质，其中干洁空气的主要成分是氮气和氧气。随着人类社会的发展，人类也在改变着大气的成分，进而引发了环境问题。据此完成3～4题。 3.近些年来，随着霾天气现象出现频率越来越高，导致空气质量逐渐恶化。霾出现频率增加是由于人类活动改变了大气组成中的（　　） A.干洁空气成分 B.水汽比重 C.固体杂质含量 D.有害气体成分 解析：C　霾也称阴霾、灰霾，是指原因不明的大量烟、尘等微粒悬浮而形成的大气浑浊现象。霾的核心物质是空气中悬浮的灰尘颗粒，故霾改变了大气成分中的固体杂质含量，C正确，A、B、D错误。 4.下列现象主要与大气成分中硫氧化物多少相关的是（　　） A.全球变暖 B.旱灾频发 C.臭氧层变薄 D.酸雨加重 解析：D　大气成分中的硫氧化物是酸雨形成的主要物质，D正确；全球变暖与二氧化碳等温室气体有关，A错误；旱灾、臭氧层与硫氧化物无关，B、C错误。 任务探究（二）　大气的垂直分层 1.对流层 （1）位置：是大气圈的最底层。低纬度地区为　17—18　千米，高纬度地区仅为　8—9　千米。 （2）主要特征 主要特征 成因 气温随高度的升高而　递减 热量来自地面辐射 大气　对流　运动显著 上部冷，下部热 天气现象复杂多变 集中了大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质 （3）与人类活动的关系：人类生活在对流层的底部。 教材P31图2.5导学点拨：对流层高度的影响因素有纬度、季节、天气和下垫面等，地表温度越高，对流层高度越高。 2.平流层 （1）位置：自对流层顶部至50—55千米高空。 （2）组成：在22—27千米范围内，臭氧含量达到最大值，形成　臭氧层　。 （3）主要特征（将平流层特征及成因连线） （4）与人类活动的关系：适合航空飞行。 3.高层大气 （1）位置：平流层以上的大气。 （2）主要特征 要素 主要特征 气 温 下层 没有臭氧吸收紫外线，气温会下降 上层 大气吸收更短波长的太阳紫外线，温度持续　上升　 密度 很小，在2 000—3 000千米的高空，大气密度与星际空间密度非常接近 电离层 高度电离，能反射无线电波 （3）与人类活动的关系：电离层能反射　无线电波　，对无线电通信有重要作用。 　　中国空间站“天宫”的轨道高度为340—450 km，空间站每90分钟左右即可绕地球运行一圈。2024年4月30日，载有三名航天员的神舟十七号载人飞船返回舱成功降落在东风着陆场。如图示意神舟十七号载人飞船返回的主要阶段。 【思考交流】 1.指出神舟十七号载人飞船返回时依次经过的大气层。 提示：神舟十七号载人飞船自距地340—450千米高空返回地面，先后经历了高层大气、平流层、对流层。 2.说出神舟十七号载人飞船在④点位时所在大气层的主要特点。 提示：对流层大气温度随高度升高而递减；对流运动显著；有复杂的天气变化。 3.简述神舟十七号载人飞船从距地面50 km到地面时大气密度、气压、气温的变化，并指出近地面大气热量的主要来源。 提示：大气密度增大、气压增加、气温先降后增。地面辐射是近地面大气主要的、直接的热源。 大气的垂直分层 大气分层 对流层 平流层 高层大气 高度 低纬度地区17—18千米，中纬度地区10—12千米，高纬度地区8—9千米 自对流层顶部至50—55千米高空 平流层以上的大气 气温 垂直 变化 规律 气温随高度升高而递减，每升高100米，气温降低约0.6 ℃ 下层气温随高度变化很小，30千米以上气温随高度增加而迅速上升 起初气温随高度增加而递减，后随高度增加而上升 原因 地面辐射是对流层大气主要的、直接的热源，气温随高度升高而递减 该层靠臭氧大量吸收太阳紫外线而增温 高空有氧原子等吸收太阳辐射 空气运动 对流运动显著 平流运动为主 自下而上先对流后平流 天气现象 复杂多变 天气晴朗 稳定少变 与人类的关系 人类生活在对流层底部，对流层与人类关系最密切 臭氧层大量吸收紫外线，被称为“地球生命的保护伞”；大气稳定，适合航空飞行 存在若干电离层，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用 （教材P31第一段和图2.5）如图为某地大气垂直分层示意图。据此完成1～2题。 1.该地最有可能位于（　　） A.低纬 B.中纬 C.高纬 D.极地 解析：B　根据所学知识，对流层高度，在低纬度地区为17—18 km，在中纬度地区为10—12 km，在高纬度地区为8—9 km，图中丁为对流层，高度约12 km，因此该地位于中纬度地区。故选B。 2.最适合飞机飞行的大气层是（　　） A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 解析：C　平流层最适合飞机飞行，图中丁为对流层，丙为平流层，甲、乙为高层大气。故选C。 　　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遥七运载火箭，在我国文昌航天发射场点火升空，发射取得圆满成功，并于11日5时16分成功对接于空间站天和核心舱后向端口。中国空间站运行在高度340千米至450千米的近圆轨道。据此完成3～4题。 3.天舟六号货运飞船自地面至50千米高空飞行过程中，气温变化是（　　） A.一直降低 B.一直升高 C.先降后升 D.先升后降 解析：C　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递减，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，A、B、D错误。 4.中国空间站运行时所在的大气层（　　） A.天气变化剧烈 B.臭氧含量最大 C.氮氨气比重最多 D.可能为电离状态 解析：D　从材料中可知，中国空间站位于340—450千米高空，位于地球大气的高层大气。天气变化剧烈的是对流层，A错误；臭氧含量最多的是平流层，B错误；低层大气主要成分是氮气，C错误；高层大气中80—500千米的高空，有若干电离层，电离层大气处于高度电离状态，D正确。 课堂小结 　　一位游客在旅行日记中写道：“飞机平稳地飞行在万米的高空，看到窗外纯净湛蓝的天空，而飞机下方则是翻腾的云海……”据此完成1～2题。 1.飞机大多选择在万米高空的大气层飞行的主要原因是（　　） A.海拔高，大气密度小 B.海拔高，空气污染少 C.水汽杂质少，云雨少 D.大气对流运动显著 解析：C　飞机大多选择在万米（10 km左右）高空的大气层飞行的主要原因为该层是大气的平流层，空气以平流运动为主，且该层水汽、杂质少，云雨少，利于飞机飞行，C正确，D错误。大气密度大小、空气污染多少不是主要原因，A、B错误。 2.游客看到的下方大气层“翻腾的云海”产生的主要原因是（　　） A.平流运动明显 B.大气下热上冷 C.人类活动干扰 D.下沉运动显著 解析：B　由所学可知，“翻腾的云海”产生在对流层，对流层中气温随海拔的升高而降低，大气下热上冷，产生对流运动，易成云致雨，B正确，A错误。与人类活动干扰关系较小，C错误。气流既有上升运动，也有下沉运动，D错误。 　　2024年9月18日，22千米高空热气球载人实验飞行任务（国家科学试验项目）在北京启动。此次飞行采用非密闭舱室，飞行乘组的生理机能和心理极限经受了极大考验。据此完成3～4题。 3.热气球处于22千米高度时，位于大气层的（　　） A.对流层 B.平流层 C.臭氧层 D.高层大气 解析：B　根据所学知识，地球大气层中的对流层平均厚度约为12千米，平流层位于从对流层顶部到大约50—55千米的高度，高层大气为平流层以上的大气。热气球处于22千米高度时应位于平流层，B正确，A、D错误；臭氧层主要分布在22—27千米的平流层大气中，C错误。 4.若将飞行高度调整为12千米，飞行路线调整为由低纬地区（对流层厚度为17—18千米）上空飞向高纬地区（对流层厚度为8—9千米）上空，则飞行乘组在高空飞行中最可能感觉到（　　） A.一直处于平稳飞行状态 B.一直处于颠簸飞行状态 C.先平稳飞行后颠簸飞行 D.先颠簸飞行后平稳飞行 解析：D　由材料可知，对流层大气的厚度存在明显的纬度差异，低纬度地区对流层厚度较大，高纬度地区对流层厚度较小。飞机保持12千米的高度从低纬地区上空飞往高纬地区上空，是由对流层进入平流层，而对流层空气对流运动显著，平流层大气以平流运动为主，比较平稳，故飞行乘组在飞行途中的感受是先颠簸，后平稳，D正确，A、B、C错误。 　　2024年7月5日6时49分，我国在太原卫星发射中心使用长征六号改运载火箭，成功将天绘五号02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。据此完成5～6题。 5.火箭发射需密切关注天气状况的变化，与之息息相关的大气层是（　　） A.对流层 B.平流层 C.电离层 D.臭氧层 解析：A　对流层是大气圈的最底层，集中了整个大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质， 其特点是气温随高度的增加而递减，空气对流运动显著，天气现象复杂多变。因为水汽和杂质几乎都在对流层，所以天气变化主要发生在对流层，火箭发射时，对流层的天气状况如云层厚度、降水、风速等都会对发射产生直接影响，故A对。平流层位于对流层之上，其特点是气温随高度的增加而升高，大气以平流运动为主，天气晴朗，有利于航空飞机飞行，对火箭发射时的即时天气影响不大，B错。平流层中的臭氧层主要是吸收紫外线，与火箭发射关注的天气变化关联较小，D错。电离层是地球大气的一个电离区域，可以反射无线电波，对通信等有重要作用，但它的状况与火箭发射时关注的像云层、降水等天气变化没有密切关系，故C错。 6.该运载火箭从发射至脱离地球大气层前，经历升温的次数是（　　） A.1次 B.2次 C.3次 D.4次 解析：B　该运载火箭发射后，先经过对流层，气温随高度的增加而降低；然后经过平流层，气温随高度的增加而升高，运载火箭经历第一次升温；最后经过高层大气，气温随高度的增加先降低后升高，此时运载火箭经历第二次升温。故该运载火箭从发射至脱离地球大气层前，经历升温的次数是两次，故选B。 　　北京时间2024年10月30日4时27分，神舟十九号载人飞船搭载长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射升空。三名航天员计划在空间站驻留6个月。如图为大气垂直分层示意图。据此完成7～8题。 7.飞船发射升空所经过的大气层（　　） A.①层对流运动显著 B.②层能大量吸收红外线 C.③层天气复杂多变 D.气温先升后降再升再降 解析：A　读图可知，①层位于大气圈的最底层，为对流层，气温随高度增加而降低，对流运动显著，A正确；②层位于对流层之上，为平流层，分布有臭氧层，能吸收太阳紫外线，保护地球生命，B错误；③层为高层大气，无云雨现象，C错误；飞船发射升空所经过的大气层气温先降低后升高再降低再升高，D错误。 8.航天员出舱作业时须穿戴特制宇航服，主要原因有（　　） ①隔离紫外线辐射 ②保持气压恒定 ③防止极光的干扰 ④提供充足氧气 A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④ 解析：B　航天员出舱活动时须穿戴特制宇航服，主要原因是：太空紫外线辐射强烈，可以隔离紫外线辐射，①正确；太空空气极其稀薄，舱外气压低，特制宇航服能够保持气压的恒定，②正确；舱外缺氧，特制宇航服能提供充足氧气，④正确；极光是一种自然现象，主要发生在地球的高纬度地区，由太阳风与地球磁场相互作用产生，极光对航天员出舱作业没有直接影响，宇航服的设计无需特别考虑防止极光的干扰，③错误。故选B。 　　在某些天气条件下，对流层大气的某一高度范围内会出现气温随高度增加而升高的反常现象，气象学上称之为“逆温”，发生逆温现象的大气层称为“逆温层”。如图为某地某时刻对流层气温垂直分布状况示意图。据此完成9～10题。 9.图中“逆温层”出现在（　　） A.① B.② C.③ D.①和② 解析：B　该图示意对流层气温垂直分布状况，结合所学知识，正常情况下，对流层温度随高度增加而递减，图中②大气层气温随高度上升而递增，出现逆温现象，为“逆温层”，B正确；①大气层、③大气层随高度上升气温递减，没有发生逆温现象，A、C、D错误。 10.与图中“逆温层”的大气运动原理类似的大气层是（　　） A.平流层 B.对流层 C.高层大气 D.电离层 解析：A　图中“逆温层”为②层，随着高度上升，气温上升，空气上热下冷，较为稳定，大气以水平运动为主，而平流层大气上热下冷，以平流运动为主，因此，图中“逆温层”的大气运动原理和平流层的运动原理类似，A正确，B、C、D错误。 　　2024年11月12日至17日，第十五届中国国际航空航天博览会在珠海国际航展中心举行。其间，多种先进的飞行器进行了精彩的飞行表演。其中，我国自主研制的新一代中型某隐身多用途战斗机，最大升限超过20千米。据此完成11～12题。 11.珠海航展中，若战斗机直接升空至最大升限，则其所在大气层的特点是（　　） A.天气多变 B.不易形成对流 C.臭氧缺乏 D.有若干电离层 解析：B　低纬度地区对流层厚度为17—18千米，战斗机最大升限超过20千米，位于平流层。平流层的大气上部热、下部冷，不易形成对流，以平流运动为主，天气状况单一（天气多变是对流层的特点），A错误，B正确。平流层内有臭氧层，臭氧含量较高，C错误。高层大气有若干电离层，D错误。 12.从战斗机最大升限到地面的气温垂直变化是（　　） A.逐渐升高 B.先升高再降低 C.逐渐降低 D.先降低再升高 解析：D　对流层的气温随高度的升高而递减，平流层的气温随高度增加而上升。因此从平流层到地面的气温垂直变化是先降低再升高。故选D。 　　探空气球是充入氦气等密度较小气体的特制气球，可以把无线电探空仪携带到30—40千米的高空，探测温度、压力等气象要素。某年1月某日，北京天气晴朗，气象员小明释放了探空气球，并根据回传数据绘制了气温垂直变化图。据此完成13～14题。 13.图2中，与小明绘制的气温垂直变化曲线相吻合的是（　　） A.① B.② C.③ D.④ 解析：B　结合所学知识可知，30—40千米已经超过了对流层的高度，进入了平流层。根据气温在对流层中随着高度的增加而降低、在平流层中随着高度的增加而升高可知，随高度升高探空气球记录的气温变化的规律可能是先递减后递增，排除C、D；此曲线是小明在1月份所绘，北京近地面温度较低，气温小于0 ℃，②正确，①错误。故选B。 14.气球在上升过程中（　　） A.体积不断缩小 B.体积不断膨胀 C.测定的紫外线强度减小 D.测定的水汽含量增多 解析：B　由于分子之间有间隔，气压越小，则分子间隔越大。气球在上升过程中，气压减小，分子间隔变大，则气球的体积不断膨胀，B正确，A错误；随着海拔的升高，空气越来越稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，则测定的紫外线强度增加，C错误；随着海拔升高，空气中的水汽减少，因此测定的水汽含量减少，D错误。 15.阅读图文材料，完成下列要求。 　　荚状云，又称飞碟云，是一种状如飞碟的云层。荚状云经常在湿润空气经过山脉时出现。当空气经过山脉时，温度下降，空气中水汽凝结形成荚状云。如图示意荚状云景观图。 （1）指出荚状云出现的大气层，并说明依据。（4分） （2）简述荚状云所在大气层的主要特征。（3分） （3）若某山顶出现荚状云，山麓气温为20 ℃，山麓到山顶的相对高度为3 000 m，推测理想状态下荚状云底部的温度，并阐述理由。（6分） 答案：（1）大气层：对流层。依据：对流层大气水汽充足，大部分的云雾都形成于对流层。 （2）气温随高度增加而递减；大气对流运动显著；天气现象复杂多变。 （3）温度：2 ℃。理由：对流层海拔每上升100 m，气温下降约0.6 ℃；3 000 m高度气温约下降18 ℃，荚状云底部气温约为2 ℃。 解析：第（1）题，荚状云出现在对流层。对流层集中了大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质，水汽充足，有成云致雨的条件，大部分的云雾都形成于对流层。第（2）题，荚状云所在大气层是对流层。对流层大气的热量主要来自地面，因此气温随高度增加而递减；大气下热上冷，对流运动显著；对流层集中了几乎全部的水汽、杂质，天气现象复杂多变。第（3）题，若某山顶出现荚状云，山麓气温为20 ℃，山麓到山顶的相对高度为3 000 m，而对流层海拔每升高100米气温下降约0.6 ℃，山麓到山顶气温下降约18 ℃，理想状态下荚状云底部的温度约为2 ℃。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $