3.1 大气的组成与垂直分层 导学案 2026-2027学年高一地理湘教版必修一

该高中地理导学案聚焦“大气的组成与垂直分层”，通过填空式重点知识梳理引导学生掌握干洁空气成分、水汽与杂质作用及大气垂直分层特点，衔接地球圈层结构前序知识，搭建从组成到分层的逻辑学习支架。 资料亮点在于结合神舟二十一号、昊龙货运航天飞机等真实案例设计习题，通过图表分析与情境应用培养学生综合思维，强化地理实践力，帮助学生将抽象大气知识与实际现象结合，提升知识迁移能力。

2026-2027学年度 湘教版(2019)必修一 第三章 地球上的大气 第一节 大气的组成与垂直分层 （教师版）导学案及习题 【重点知识梳理】  一、大气的组成： 大气由干洁空气、水汽和固体杂质三部分组成，其中干洁空气是主体。  1. 干洁空气： （1）氮气：生物体基本成分。 （2）氧气：维持生命不可或缺。 （3）二氧化碳：光合作用基本原料，对地表有保温作用。 （4）臭氧：使生物免受过多太阳紫外线伤害。 2. 水汽： （1）主要来源于海洋、湖泊、植被蒸发/蒸腾，随高度增加含量减少。 （2）作用：是成云致雨的必要条件（水汽凝结形成降水）；影响大气热力状况（吸收地面辐射）。 3. 固体杂质： （1）主要来源于地面（尘埃、火山灰、污染物等），随高度增加含量减少。 （2）作用：是水汽凝结的“凝结核”（促成云、雨形成）；影响大气透明度（如雾霾）。 二、大气的垂直分层：  1.划分依据：根据大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异，可将大气层分为对流层、平流层和高层大气。 2.垂直分层： （1）对流层： ①气温变化：随高度增加而递减且海拔每升高100 m，气温约下降0.6 ℃。 ②运动形式：对流运动显著。 ③与人类关系：厚度随纬度升高而降低，平均厚度2千米，多天气现象。 （2）平流层： ①气温变化：随高度增加而升高。 ②运动形式：平流运动为主。 ③ 与人类关系：下层的臭氧层吸收紫外线使温度升高，且天气现象少见，适合航空飞行。 （3）高层大气： ①气温变化：随高度增加先下降后上升 。 ② 与人类关系：又称电离层，完成远距离无线电通信，流星体大多在此燃尽，极光也出现在该层，无明显上界。 【巩固练习】 读干洁空气的主要成分表（25千米以下），完成下面小题。 气体成分 体积分数％ 质量分数％ 氮气（ N₂ ) 78 75.52 氧气( O₂ ) 21 23.14 氩（Ar） 0.93 1.28 二氧化碳（CO₂） 0.03( 变动 ) 0.04 1. 干洁空气中人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质是（ ） A.氮  B. 氧 C. 氩  D. 二氧化碳 2. 对地面起到保温作用的是（ ） A.氮  B. 氧 C. 氩  D. 二氧化碳 3. 低层大气中除干洁空气外，主要还有（ ） A.臭氧（ O₃） B. 氨气（ NH₃） C. 甲烷（CH4 ）  D. 水汽和杂质 【答案】1.B 2.D 3.D 【解析】1. 干洁空气中人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质是氧。 2 . 对地面起到保温作用的是二氧化碳。 3 . 低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。 2025年10月31日，神舟二十一号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射成功，飞船在上升过程中穿越地球大气圈，如图示意大气的垂直分层。据此完成下面小题。 4．载人飞船从地面升空过程中，依次穿过的大气层是（   ） A．对流层、平流层、高层大气 B．对流层、高层大气、平流层 C．平流层、对流层、高层大气 D．高层大气、平流层、对流层 5．图中臭氧层（   ） A．气温随海拔升高而降低 B．可反射无线电波 C．吸收地面辐射能力强 D．对生物具有保护作用 6．Ⅰ层中云、雨、雾、雪等天气现象复杂多变，其主要原因是（   ） ①集中了大气中几乎全部的水汽与杂质 ②空气平流运动显著 ③集中了大气圈质量的3/4         ④空气对流运动显著 A．①② B．①④ C．②③ D．③④ 【答案】4．A 5．D 6．B 【解析】4．地球大气层从下往上依次是对流层、平流层、高层大气。载人飞船从地面升空过程中，会依次穿过对流层、平流层、高层大气，A正确，BCD错误。故选A。 5．臭氧层位于平流层，能吸收太阳光中的紫外线，对生物具有保护作用，D正确。平流层气温随海拔升高而升高，A错误。能反射无线电波的是高层大气中的电离层，B错误。臭氧层主要吸收紫外线，对地面辐射吸收能力弱，C错误。故选D。 6．由图可知，Ⅰ层为对流层，对流层集中了大气中几乎全部的水汽与杂质，①正确。空气对流运动显著，④正确。 平流层空气才是平流运动显著，②错误。对流层集中了大气质量的3/4，但这不是天气现象复杂多变的主要原因，③错误。B①④正确，ACD错误。故选B。 读气温垂直分布图。完成下面小题。 7．地球大气自下而上划分为对流层、平流层和高层大气的依据是（   ） A．气压和湿度的垂直变化 B．地形起伏与人类活动影响 C．温度、密度和运动状况差异 D．氧气、臭氧等气体成分比例 8．下列描述正确的是（   ） A．A层厚度夏季大于冬季 B．A层直接热源是太阳辐射 C．B层气温随高度增加而降低 D．C层为“地球生命的保护伞” 【答案】7．C 8．A 【解析】7．读图联系所学可知，地球大气自下而上划分为对流层、平流层和高层大气的依据是温度、密度和运动状况的差异，C正确，A错误；气压和湿度的垂直变化、地形起伏与人类活动影响、氧气、臭氧等气体成分比例均和大气分层划分无关，排除ABD。故选C。 8．对流层（A层）厚度夏季大于冬季，因为夏季地面温度高，对流运动更旺盛，对流层厚度更大，A正确；对流层（A层）的直接热源是地面辐射，不是太阳辐射，B错误；平流层（B层）气温随高度增加而升高（因为臭氧吸收紫外线），C错误；“地球生命的保护伞”是平流层（B层）的臭氧，不是高层大气（C层），D错误。故选A。 2025年9月3日，纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵仪式在北京天安门广场隆重举行。下图为空中梯队接受检阅时的景观图。据此，完成下面小题。 9．图中飞机飞行在（   ） A．对流层 B．平流层 C．中间层 D．高层大气 10．图中飞机所在大气层（   ） A．大气运动以平流运动为主 B．臭氧浓度最高 C．气温随高度的升高而降低 D．有若干电离层 【答案】9．A 10．C 【详解】9．从图像中可以观察到飞机尾迹（凝结尾迹）清晰可见，这是飞机在飞行过程中排放的水汽在低温环境下凝结形成的。对流层（0～12千米）是大气中最靠近地面的圈层，也是大多数天气现象发生的区域。飞机尾迹通常形成于对流层上部或对流层顶附近（约7～12千米），因该高度气温低（-40℃以下），水汽易凝结，A正确。平流层（12～50千米）虽适合高空飞行（如民航客机巡航），但平流层大气干燥，且阅兵仪式中的飞行表演通常在较低高度进行，以保证地面观看效果，排除B。 中间层（50～85千米）和高层大气（85千米以上）高度过高，飞机无法达到，排除C、D。故选A。 10．对流层大气运动以对流运动为主，平流层大气以平流运动为主，A错误。臭氧主要集中在平流层，对流层臭氧含量低，B错误。对流层的气温随高度升高而降低，C正确。电离层位于高层大气（约60千米以上），能反射无线电短波，与图示高度无关，D错误。故选C。 下图为某地区某时大气密度、气温和臭氧等要素的垂直变化图，图中甲乙丙丁代表相关要素变化曲线。据此完成下面小题。 11．表示气温变化的曲线是（   ） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 12．大气垂直分层中①所在层（   ） A．天气现象多变 B．臭氧浓度较高 C．适宜高空飞行 D．大气平流运动 【答案】11．C 12．A 【详解】11．根据所学知识，对流层平均厚度为12千米左右（不同纬度有差异，高纬度8-9千米，中纬度10-12千米，低纬度17-18千米），对流层气温随高度上升而降低，对流层以上为平流层（从对流层顶到50千米左右），气温随高度上升而上升，图示高度到35千米左右，所以应从对流层到平流层，气温应先降低后升高，C正确，A、B、D错误。故选C。 12．从图中可知①所在层为对流层。对流层集中了几乎全部的水汽和杂质，天气现象复杂多变，A正确；臭氧浓度较高的是平流层中的臭氧层，B错误；适宜高空飞行的是平流层，因为平流层大气以平流运动为主，大气稳定，C、D错误。故选A。 2024年11月，珠海举行的第十五届中国国际航空航天博览会上，“昊龙”货运航天飞机首次展出。它既可以借助运载火箭发射，又能像普通飞机一样升降。图1为“昊龙”货运航天飞机实景图，图2为大气的垂直分层示意图。据此完成下面小题。 13．“昊龙号”进入绕地运行轨道过程中穿越的大气分层，相关特点描述正确的是（  ） A．①层大气处于高度电离状态 B．②层适合航空飞行 C．③层臭氧是“地球生命的保护伞” D．④层大气密度最大 14．“昊龙号”返回地球过程中，在离地约30-50km处发现温度较高的大气层，该层温度较高的原因是（   ） A．航天飞机与大气摩擦产生热量 B．来自太空的流星体燃烧产生热量 C．距离太阳较近获得太阳辐射较多 D．臭氧大量吸收紫外线温度升高 【答案】13．B 14．D 【解析】13．读图可知，①层位于大气的最底层，为对流层，高层大气处于高度电离状态，A错误；②层位于对流层顶至50千米，为平流层，温度随高度升高而增加，大气层结稳定，利于高空飞行，B正确；③、④层位于平流层以上，属于高层大气，平流层中的臭氧，能吸收紫外线保护地球生命，高层大气臭氧含量极少，C错误；大气密度最大的是对流层，④层大气非常稀薄，大气密度较小，D错误。故选B。 14．在距地面约30-50km处属于平流层，平流层中存在臭氧层，臭氧吸收大量紫外线而增温，使得该层温度相对较高，D正确；航天飞机与大气摩擦产生热量主要发生在进入大气层的初始阶段，在距地面约30-50km处不是因为摩擦生热，A错误；流星体燃烧产生的热量较为分散且短暂，不是该高度温度相对较高的主要原因，B错误；该高度距离太阳远近与近地面相比，差距极小，太阳辐射差异不大，不是此处温度较高的原因，C错误；故选D。 15．阅读材料，完成下面小题。 图中字母A～D代表各垂直分层中： (1)大气垂直对流运动显著的是________层和________层。其中天气现象主要发生在________层。原因是________。 (2)太阳活动强烈时，会扰乱________层，影响地面无线电短波通讯。 (3)大型客机最佳飞行层是________层，原因是________。 (4)大气中的臭氧主要分布在________层内，这一层的气温分布的特点是________。这是由于________。 (5)与人类活动关系最密切的是________层，该层气温随高度增加而________，其重要原因是热量主要来源________。该层厚度具体随季节怎么变________；随纬度怎么变化？________ 【答案】(1) A C A 水汽和固体杂质是成云致雨的重要物质，而它们主要分布在对流层。 (2) C D (3) B 平流层空气以平流运动为主，适宜飞行。 (4) B 随高度上升而升高 臭氧吸收大量紫外线。 (5) A 降低 地面 夏季高于冬季 随纬度升高而变薄。 【详解】（1）根据所学内容，大气垂直对流运动显著的层次，需根据气温随高度的变化判断。对流层(A层)气温随高度增加而降低，空气对流运动显著；中间层(C层)气温也随高度增加而降低，对流运动同样显著。故对流运动显著的是A层和C层。天气现象主要发生在对流层(A层)。因为对流层集中了大气圈几乎全部的水汽和固体杂质，这些是成云致雨的重要物质，而它们主要分布在对流层。 （2）根据所学内容，太阳活动强烈时，会扰乱高层大气中的电离层。电离层主要分布在高层大气(D层)，可以反射无线电短波通讯信号，太阳活动会干扰电离层，影响地面无线电短波通讯。 （3）大型客机最佳飞行层是平流层(B层)。根据所学内容，因为平流层大气以平流运动为主，气流平稳，能见度好，水汽和杂质含量少，天气晴朗，适宜飞行。 （4）根据所学内容，大气中的臭氧主要分布在平流层(B层)。平流层的气温分布特点是随高度上升而升高。 这是因为该层中的臭氧能强烈吸收太阳紫外线，使大气增温。 （5）根据所学内容，与人类活动关系最密切的是对流层(A层)。该层气温随高度增加而降低，其重要原因是热量主要来源是地面辐射，地面是对流层大气的主要直接热源。该层厚度随季节变化，夏季高于冬季；随纬度变化，随纬度升高而变薄。 ( 9 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年度 湘教版(2019)必修一 第三章 地球上的大气 第一节 大气的组成与垂直分层 （学生版）导学案及习题 【重点知识梳理】  一、大气的组成： 大气由 、 和 三部分组成，其中干洁空气是主体。  1. 干洁空气： （1）氮气： 基本成分。 （2）氧气：维持 不可或缺。 （3）二氧化碳：光合作用基本原料，对地表有 作用。 （4）臭氧：使生物免受过多太阳 伤害。 2. 水汽： （1）主要来源于海洋、湖泊、植被蒸发/蒸腾，随高度增加含量 。 （2）作用：是成云致雨的 条件（水汽凝结形成降水）；影响大气 状况（吸收地面辐射）。 3. 固体杂质： （1）主要来源于 （尘埃、火山灰、污染物等），随高度增加含量 。 （2）作用：是水汽凝结的“ ”（促成云、雨形成）；影响大气 （如雾霾）。 二、大气的垂直分层：  1.划分依据：根据大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异，可将大气层分为 、 和 大气。 2.垂直分层： （1）对流层： ①气温变化：随高度增加而递减且海拔每升高100 m，气温约下降  ℃。 ②运动形式： 运动显著。 ③与人类关系：厚度随纬度升高而降低，平均厚度2千米，多 现象。 （2）平流层： ①气温变化：随高度增加而 。 ②运动形式： 运动为主。 ③ 与人类关系：下层的臭氧层吸收紫外线使温度升高，且天气现象少见，适合 飞行。 （3）高层大气： ①气温变化：随高度增加先 后 。 ② 与人类关系：又称电离层，完成远距离 通信，流星体大多在此燃尽， 也出现在该层，无明显上界。 【巩固练习】 读干洁空气的主要成分表（25千米以下），完成下面小题。 气体成分 体积分数％ 质量分数％ 氮气（ N₂ ) 78 75.52 氧气( O₂ ) 21 23.14 氩（Ar） 0.93 1.28 二氧化碳（CO₂） 0.03( 变动 ) 0.04 1. 干洁空气中人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质是（ ） A.氮  B. 氧 C. 氩  D. 二氧化碳 2. 对地面起到保温作用的是（ ） A.氮  B. 氧 C. 氩  D. 二氧化碳 3. 低层大气中除干洁空气外，主要还有（ ） A.臭氧（ O₃） B. 氨气（ NH₃） C. 甲烷（CH4 ）  D. 水汽和杂质 2025年10月31日，神舟二十一号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射成功，飞船在上升过程中穿越地球大气圈，如图示意大气的垂直分层。据此完成下面小题。 4．载人飞船从地面升空过程中，依次穿过的大气层是（   ） A．对流层、平流层、高层大气 B．对流层、高层大气、平流层 C．平流层、对流层、高层大气 D．高层大气、平流层、对流层 5．图中臭氧层（   ） A．气温随海拔升高而降低 B．可反射无线电波 C．吸收地面辐射能力强 D．对生物具有保护作用 6．Ⅰ层中云、雨、雾、雪等天气现象复杂多变，其主要原因是（   ） ①集中了大气中几乎全部的水汽与杂质 ②空气平流运动显著 ③集中了大气圈质量的3/4         ④空气对流运动显著 A．①② B．①④ C．②③ D．③④ 读气温垂直分布图。完成下面小题。 7．地球大气自下而上划分为对流层、平流层和高层大气的依据是（   ） A．气压和湿度的垂直变化 B．地形起伏与人类活动影响 C．温度、密度和运动状况差异 D．氧气、臭氧等气体成分比例 8．下列描述正确的是（   ） A．A层厚度夏季大于冬季 B．A层直接热源是太阳辐射 C．B层气温随高度增加而降低 D．C层为“地球生命的保护伞” 2025年9月3日，纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵仪式在北京天安门广场隆重举行。下图为空中梯队接受检阅时的景观图。据此，完成下面小题。 9．图中飞机飞行在（   ） A．对流层 B．平流层 C．中间层 D．高层大气 10．图中飞机所在大气层（   ） A．大气运动以平流运动为主 B．臭氧浓度最高 C．气温随高度的升高而降低 D．有若干电离层 下图为某地区某时大气密度、气温和臭氧等要素的垂直变化图，图中甲乙丙丁代表相关要素变化曲线。据此完成下面小题。 11．表示气温变化的曲线是（   ） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 12．大气垂直分层中①所在层（   ） A．天气现象多变 B．臭氧浓度较高 C．适宜高空飞行 D．大气平流运动 2024年11月，珠海举行的第十五届中国国际航空航天博览会上，“昊龙”货运航天飞机首次展出。它既可以借助运载火箭发射，又能像普通飞机一样升降。图1为“昊龙”货运航天飞机实景图，图2为大气的垂直分层示意图。据此完成下面小题。 13．“昊龙号”进入绕地运行轨道过程中穿越的大气分层，相关特点描述正确的是（  ） A．①层大气处于高度电离状态 B．②层适合航空飞行 C．③层臭氧是“地球生命的保护伞” D．④层大气密度最大 14．“昊龙号”返回地球过程中，在离地约30-50km处发现温度较高的大气层，该层温度较高的原因是（   ） A．航天飞机与大气摩擦产生热量 B．来自太空的流星体燃烧产生热量 C．距离太阳较近获得太阳辐射较多 D．臭氧大量吸收紫外线温度升高 15．阅读材料，完成下面小题。 图中字母A～D代表各垂直分层中： (1)大气垂直对流运动显著的是________层和________层。其中天气现象主要发生在________层。原因是________。 (2)太阳活动强烈时，会扰乱________层，影响地面无线电短波通讯。 (3)大型客机最佳飞行层是________层，原因是________。 (4)大气中的臭氧主要分布在________层内，这一层的气温分布的特点是________。这是由于________。 (5)与人类活动关系最密切的是________层，该层气温随高度增加而________，其重要原因是热量主要来源________。该层厚度具体随季节怎么变________；随纬度怎么变化？_____ __ _。 ( 9 ) 学科网（北京）股份有限公司 $