第三章 第一节 大气的组成与垂直分层（教参word）-【步步高】2025-2026学年高一地理必修第一册学习笔记（湘教版）浙江专版

本讲义聚焦高中地理“大气的组成与垂直分层”核心知识点，先系统梳理干洁空气成分（氮、氧、二氧化碳、臭氧）及其作用、水汽与杂质的分布和影响，再依据温度、密度、运动状况差异阐述对流层、平流层、高层大气的分层特点，最终关联人类生产生活，构建完整知识支架。 该资料以图表辅助理解（如干洁空气组成示意图、分层气温曲线），结合“神舟十六号”返回舱、商业太空行走等案例设计练习题，通过综合分析大气成分与分层对人类的影响，培养综合思维与地理实践力，课中助教师直观教学，课后供学生巩固练习，查漏补缺。

第一节　大气的组成与垂直分层 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.结合图文资料，说出大气的组成状况。2.结合图文资料，说出大气垂直分层的特点。3.说明大气的组成和垂直分层对人类的影响。 一、大气的组成 1．干洁空气 成分 作用 氮 地球上生物体的基本成分 氧 人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质，并参与有机物的燃烧、腐败和分解过程 二氧化碳 绿色植物进行光合作用的基本原料，对地面起着保温作用 臭氧 强烈吸收太阳紫外线，臭氧层可保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害；而穿透大气到达地面的少量紫外线，又具有杀菌的作用 2.水汽 (1)水汽含量分布 ①水平方向上：海洋上空高于陆地上空；湿润地区上空高于干旱地区上空。 ②垂直方向上：一般自地面向高空逐渐减少。 (2)简述水汽的作用。 答案　水汽可发生固、液、气三态的转化，产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象。 3．杂质 (1)影响因素：时间、地点、天气条件。 (2)分布差异：近地面大气中，陆上多于海上，城市多于乡村，冬季多于夏季。 (3)影响：使大气能见度变差；作为凝结核，是成云致雨的必要条件。 [拓展延伸]　人类活动对大气成分的影响 (2024·浙江丽水期中)如图为“干洁空气组成示意图”。据此完成1～2题。 1．图中乙代表的是(　　) A．二氧化碳 B．氮气 C．氧气 D．稀有气体 2．下列有关水汽和杂质的说法正确的是(　　) A．大气中的水汽和杂质属于干洁空气 B．大气中水汽和杂质在大气组成中占比最大 C．海洋上空大气中的水汽低于陆地上空 D．杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件 答案　1.C　2.D 解析　第1题，读图可知，甲占干洁空气的78%，表示氮气；乙占干洁空气的21%，表示氧气。故选C。第2题，干洁空气是指除去水汽和杂质的空气，所以大气中的水汽和杂质不属于干洁空气，A错误；大气中干洁空气在大气组成中占比最大，而非水汽和杂质，B错误；在水平方向上，海洋上空大气中的水汽高于陆地上空，C错误；杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件，D正确。 3．(2024·浙江绍兴期中)下列大气的组成成分及其作用，叙述正确的是(双选)(　　) A．二氧化碳——地面保温作用 B．臭氧——主要吸收太阳红外线 C．氧气——参与有机物的燃烧 D．氮气——参与植物的光合作用 答案　AC 解析　二氧化碳对地面起到保温作用，同时二氧化碳还是光合作用的原料，A正确；臭氧主要吸收太阳的紫外线，被誉为“地球生命的保护伞”，B错误；氧气可以参与有机物的燃烧，C正确；氮气是地球上生物体的基本成分，不参与植物的光合作用，D错误。 美国科学家在新泽西州的一家农场里，利用二氧化碳对不同作物不同生长期的影响进行了大量的试验研究，他们发现二氧化碳在农作物的生长旺盛期和成熟期作用最显著。在这两个时期，如果每周喷射两次二氧化碳气体，喷上4～5次后，蔬菜可增产90%，水稻增产70%，大豆增产60%，高粱甚至可以增产200%。据此完成4～5题。 4．干洁空气中，二氧化碳的特征是(　　) A．约占大气总重量的0.038% B．25 km以上的高空大气中含量更高 C．在全球不同地区分布不均匀 D．是地球生物体的基本组成元素 5．施用二氧化碳气体可以使农作物增产，主要是因为二氧化碳(　　) A．是绿色植物光合作用的基本原料 B．能吸收紫外线使植物不受到伤害 C．能吸收地面辐射使大气温度升高 D．直接影响地面温度，增加降水量 答案　4.C　5.A 解析　第4题，二氧化碳约占干洁空气总体积的0.038%，A错误；25 km以上的高空大气中含量较多的是臭氧，B错误；经济发达和人类生产、生活燃烧大量矿物燃料的地区及毁林严重的地区，二氧化碳含量较高，反之，二氧化碳含量较低，所以二氧化碳在全球不同地区分布不均匀，C正确；氮是地球生物体的基本组成元素，D错误。故选C。第5题，二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，可以使农作物增产，A正确；臭氧能吸收紫外线使植物免受过量紫外线的伤害，B错误；大气中的二氧化碳和水汽吸收地面长波辐射，使大气增温，但与农作物增产无直接关系，C错误；二氧化碳含量会影响地面温度，但不一定增加降水，D错误。故选A。 二、大气的垂直分层 1．划分依据：大气的温度、密度和运动状况在垂直方向上的差异。 2．垂直分层 (1)在下图中填出对流层平均高度并补绘其气温变化曲线。 答案　 (2)各层特征比较 分层 高度范围 主要特点 成因 与人类的关系 对流层 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 气温随高度的增加而递减(0.6 ℃/100米) 地面是对流层大气主要的直接热源 人类生活在对流层底部，天气现象复杂多变，与人类的关系最为密切 空气对流运动显著 该层大气上部冷下部热 天气现象复杂多变 集中了整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质；对流运动显著 平流层 自对流层顶向上至50～55千米 气温随高度增加而上升 该层大气主要靠臭氧吸收太阳紫外线增温 人类生存环境的天然屏障，有利于航空飞机飞行 以水平运动为主 该层大气上部热下部冷，大气稳定 天气晴朗，能见度好 水汽、杂质含量稀少，天气现象少见 高层大气 平流层顶以上的大气 气温随高度增加先下降后上升；高层大气气压很低，密度很小 60～500千米的高空有若干电离层，能反射无线电波，对远距离无线电通信有重要作用 　　　　　　　　　　　　　　　　 [拓展延伸]　对流层厚度的变化 (1)随季节变化：夏季厚，冬季薄。 (2)随纬度变化 不同纬度对流层厚度不一样，低纬度地区地面受热多，大气对流运动旺盛，因此，对流层的厚度厚；而高纬度地区地面受热较少，大气对流运动较弱，所以，对流层的厚度薄；中纬度地区则居中。如下图所示： 北京时间2023年10月31日8时11分，“神舟十六号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，飞行任务取得圆满成功。下图示意大气垂直分层。 1．描述“神舟十六号”返回舱返回过程中大气温度的变化特点。 答案　递减→递增→递减→递增。 2．简述对流层大气的主要特点。 答案　集中了整个大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质；气温随高度的升高而递减；大气对流运动显著；天气现象复杂多变。 3．说明大型客机多在平流层飞行的原因。 答案　平流层大气上部热、下部冷，不易形成对流，大气以水平运动为主，大气平稳；水汽、杂质含量少，天气现象少见，天气晴朗，能见度好。 4．某大型客机起飞后不久遭遇雷暴天气，该飞机驾驶员该怎样操作？ 答案　驾驶飞机爬升至平流层。 (2024·浙江七彩阳光新高考研究联盟期中)2024年9月10日，美国佛罗里达州，美国某航天公司发射载人“龙”飞船，开启首次商业太空行走任务，成功将4人送入太空。10月13日，该公司星舰进行第五次轨道级飞行试验，发射架机械臂首次成功抓住了从天而降的几百吨重的一级火箭，这是人类首次用这种方式回收火箭。完成1～2题。 1．“龙”飞船升入太空过程中，所经历的垂直方向上的气温变化(　　) A．一直递减 B．一直递增 C．递增－递减－递增－递减 D．递减－递增－递减－递增 2．星舰在某次试飞火箭返回地面途中，遇到了阴雨天气，其主要原因是该层大气(　　) A．上冷下热 B．上热下冷 C．水汽与固体杂质少 D．平流运动为主 答案　1.D　2.A 解析　第1题，结合所学知识可知，对流层大气温度随海拔升高而降低，平流层大气温度随海拔升高而升高，高层大气温度随海拔升高先降低后升高。“龙”飞船升入太空过程中，依次经过对流层、平流层和高层大气，因此所经历的垂直方向上的气温变化为递减－递增－递减－递增，D正确。第2题，对流层天气复杂多变，星舰在某次试飞火箭返回地面途中，遇到了阴雨天气，应发生在对流层。对流层几乎集中了大气中全部的水汽和杂质，上冷下热，大气不稳定，以对流运动为主，因此天气复杂多变，A正确。 (2025·浙江宁波期末)下图为“某地某时大气密度、气温和臭氧浓度的垂直分布图”。完成3～4题。 3．甲、乙、丙三条曲线分别表示(　　) A．密度、气温、臭氧浓度 B．密度、臭氧浓度、气温 C．臭氧浓度、密度、气温 D．臭氧浓度、气温、密度 4．丁所在大气分层(　　) A．主要热量来自地面 B．存在明显的电离层 C．天气现象复杂多变 D．大气稳定，对流较弱 答案　3.D　4.D 解析　第3题，随着高度的增加，大气密度减小，可知丙曲线表示大气密度；臭氧集中在15～35 km处的大气层中，故甲曲线表示臭氧浓度；对流层气温随高度增加而下降，对流层以上为平流层，气温随高度增加而上升，乙曲线表示气温，故D正确。第4题，根据图示并结合上题分析可知，丁位于25～35 km高度，为臭氧层，臭氧层位于平流层，该层大气主要靠臭氧吸收太阳紫外线增温，气温上部热、下部冷，大气稳定，不易形成对流，以水平运动为主，该层水汽、杂质含量稀少，天气现象少见，故A、C错误，D正确；电离层存在于高层大气，故B错误。所以选D。 课时对点练 [分值：100分] (选择题1～9题，每小题5分，共45分) 低层大气的组成主要为干洁空气、水汽和固体杂质，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。完成1～3题。 1．霾是指大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊现象。近些年，随着霾出现的频率越来越高，空气质量逐渐恶化。霾出现的频率增加是由于人类活动改变了大气组成中的(　　) A．固体杂质的含量 B．水汽的含量 C．氧气和氮气的含量 D．臭氧的含量 2．大气成分中生物维持生命活动必需的物质是(　　) A．氮 B．氧 C．二氧化碳 D．臭氧 3．为了保护大气环境，下列做法不合理的是(　　) A．使用绿色交通工具，减少汽车尾气的排放 B．使用清洁能源，减少化石燃料的燃烧 C．工厂产生的废气直接排放到大气 D．禁止对树木乱砍滥伐 答案　1.A　2.B　3.C 解析　第1题，由题干材料“霾是指大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊现象”可知，霾的核心物质是烟、尘等微粒，属于固体杂质。故选A。第2题，据所学知识可知，氧是生物维持生命活动必需的物质，B正确；氮是地球上生物体的基本成分，但生物生命活动一般不直接需要氮，A错误；二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，但对于动物不是必需物质，C错误；臭氧吸收紫外线，保护地球生物免受过量紫外线的伤害，但不属于生物维持生命活动必需的物质，D错误。第3题，使用绿色交通工具，减少汽车尾气的排放，可以减少大气环境污染，A不符合题意；使用清洁能源，减少化石燃料的燃烧，可以减少大气环境污染，B不符合题意；禁止对树木乱砍滥伐，保护森林，有利于大气的碳氧平衡，保护大气环境，D不符合题意；工厂产生的废气直接排放到大气会污染大气环境，C符合题意。 (2024·浙江强基联盟期中)下图为“地球某大气成分浓度垂直分布图”。完成4～5题。 4．图中的大气成分是(　　) A．二氧化碳 B．氧气 C．水汽 D．臭氧 5．该大气成分集中分布区所在的大气分层(　　) A．天气现象复杂多变 B．常出现极光现象 C．温度上部热下部冷 D．直接热源是地面 答案　4.D　5.C 解析　第4题，臭氧在大气中的浓度分布呈现明显的垂直变化，集中在平流层中，尤其是在22～27 km高度范围内，这一特征与图中的浓度分布相符，D正确；而二氧化碳、氧气、水汽均集中在对流层，尤其是近地面，A、B、C错误。第5题，臭氧主要集中在平流层，该层的特点是温度随高度增加而升高，即上部热下部冷，C正确。 民航客机在飞过天空时，其身后经常拖着白色的“尾巴”，该“尾巴”被称为航迹云。客机飞行在气温－60～－40 ℃的大气层且在空气湿度较大的条件下才容易产生航迹云。图1示意航迹云景观，图2为“大气温度随海拔变化的示意图”。读图，完成6～7题。 6．客机飞行时，更容易产生航迹云的位置是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 7．关于图2中各层大气的叙述，正确的是(　　) A．①处大气中杂质、臭氧含量多 B．②所处大气层厚度在赤道附近最厚 C．③所处大气层上热下冷，臭氧稀少 D．④所处大气层上冷下热，大气稀薄 答案　6.B　7.B 解析　第6题，据材料可知，客机飞行在气温－60～－40 ℃的大气层且在空气湿度较大的条件下才容易产生航迹云，排除A、C；结合所学知识可知，客机不能在高层大气中飞行，排除D；②处的气温在－60～－40 ℃，且位于对流层顶部，接近平流层，空气湿度较大，客机在此位置飞行时，更容易产生航迹云，B正确。故选B。第7题，据所学知识可知，①②两处位于对流层，对流层中臭氧含量较少，对流层大气厚度在赤道附近最厚，A错误，B正确；臭氧层位于平流层，③处位于平流层，臭氧多，C错误；读图可知，④处位于高层大气，高层大气气温随高度增加先降低后升高，D错误。 (2024·浙江衢州期中)对流层的厚度会因纬度、季节的不同而发生变化。大气边界层位于对流层下部，是指靠近地球表面，且与地表进行物质、能量交换的气层，其高度会因地形、气象等条件不同而存在差异。如图为“大气边界层示意图”。完成8～9题。 8．衢州地区对流层最厚的季节是(　　) A．春季 B．夏季 C．秋季 D．冬季 9．我国下列地区中大气边界层最高的是(　　) A．四川盆地 B．青藏高原 C．东北平原 D．华北平原 答案　8.B　9.B 解析　第8题，与其他季节相比，夏季，衢州近地面的气温最高，大气对流运动最显著，对流层最厚，故选B。第9题，根据材料中大气边界层的定义可知，其高度会因地形、气象等条件不同而存在差异，四个区域中，青藏高原海拔最高，太阳辐射强，白天升温快，对流旺盛，其大气边界层高度明显高于其他地区，故选B。 (选择题10～15题，每小题6分，共36分) (2024·浙江杭州期中)某动画片讲述了退休气球销售员与一少年乘坐“飞屋”前往南美洲“天堂瀑布”冒险的故事，剧中“飞屋”被成千上万个五颜六色的氢气球牵引飞越云层，带着二人遨游天际，飞向远方……据此完成10～11题。 10．如果“飞屋”升至30千米左右，二人在升空过程中，温度变化趋势为(　　) A．越来越冷 B．越来越热 C．先增温后降温 D．先降温后增温 11．若“飞屋”保持约一万米的高度从北极上空飞往赤道上空，二人途中感受是(　　) A．一直平稳 B．先平稳飞行，后上下颠簸 C．先上下颠簸，后平稳飞行 D．一直颠簸 答案　10.D　11.B 解析　第10题，对流层顶的最大高度(低纬度)为17～18千米，平流层顶的高度约为50～55千米。所以，二人在升空过程中，将从对流层进入平流层，由于对流层温度随高度增加而降低，平流层温度随高度增加而增加，故二人在升空过程中，“飞屋”温度变化趋势为先降温后增温，D正确。第11题，对流层上界高度因纬度不同而不同，在低纬度地区平均高度为17～18千米，在中纬度地区平均高度为10～12千米，高纬度地区平均高度为8～9千米。故“飞屋”保持约一万米的高度从北极上空飞往赤道上空，途中先经过平流层再经过对流层。故二人途中感受为先平稳飞行，后上下颠簸。B正确。 (2024·浙江宁波期中)2020年12月17日，“嫦娥五号”完成月球采样任务，在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。下图为“‘嫦娥五号’部分返回路线示意图”。完成12～13题。 12．下列关于“嫦娥五号”返回路线中经过的大气层，说法正确的是(　　) A．③点空气密度最小 B．②点位于平流层 C．①点气温低于④点 D．④点水汽最丰富 13．“嫦娥五号”返回路线中(　　) A．①点到②点，大气多呈电离状态 B．②点大气主要成分为臭氧 C．②点到③点，大气密度逐渐增大 D．④点以后即进入了对流层 答案　12.A　13.A 解析　第12题，根据所学知识可知，海拔越高，大气越稀薄，大气密度越小，③点距地面高度最高，空气密度最小，A正确；自地面从下往上，大气垂直分层依次为对流层、平流层和高层大气，②点距地面高度为60千米且位于图中大气垂直分层界线最上一层，故位于高层大气，B错误；①点和④点均位于高层大气且两点距地面高度相等，无法比较两者的气温差异，C错误；水汽主要来自近地面，④点位于高层大气且高度较②点高，水汽不是最丰富的，D错误。第13题，高层大气受宇宙射线影响大，大气多呈电离状态，图中四点都处于高层大气范围内，大气多呈电离状态，A正确；臭氧层含量最高的区域位于平流层，而②点位于高层大气，B错误；海拔越高，大气密度越小，②点到③点，大气密度逐渐减小，C错误；“嫦娥五号”返回路线中④点以后一段时间内还在高层大气，然后依次进入平流层和对流层，D错误。 (2023·浙江学考)2023年6月4日6时33分，“神舟十五号”载人飞船返回舱在内蒙古东风着陆场成功着陆。返回舱在距地面大约10千米的对流层时会自动打开降落伞，保障其以安全速度着陆。如图为返回舱着陆时的照片。据此完成14～15题。 14．返回舱打开降落伞时所在的大气层(双选)(　　) A．天气现象复杂且多变 B．大气以水平运动为主 C．直接热源来自太阳辐射 D．厚度随纬度升高而减小 15．返回舱选择东风着陆场着陆，主要考虑该地(双选)(　　) A．人烟稀少，安全性好 B．风力强劲，便于着陆 C．地形平坦，视野开阔 D．植被稀疏，运输方便 答案　14.AD　15.AC 解析　第14题，根据材料“返回舱在距地面大约10千米的对流层时会自动打开降落伞”可知，返回舱打开降落伞时所在大气层为对流层。结合所学知识可知，对流层集中了大气中绝大多数的水汽和尘埃，加之对流运动显著，容易成云致雨，天气现象复杂多变，A对；对流层上冷下热，大气对流运动显著，并不以水平运动为主，B错；对流层大气对太阳辐射的吸收能力弱，但对地面辐射的吸收能力强，因此对流层大气的直接热源来自地面辐射，C错；对流层因对流运动强度不同而厚度不均，大致随纬度升高而减小，D对。第15题，内蒙古东风着陆场位于内蒙古高原，人口稀少，航天器着陆对人类活动的影响较小，安全性好，A对；该地风力强劲，不利返回舱着陆，B错；该地地势平坦，视野开阔，适宜作为着陆场，C对；该地植被稀疏，航天器着陆易被发现，但该地交通基础设施差，运输不便，D错。 16．(2024·浙江湖州期中)读“大气的垂直分层示意图”，回答下列问题。(19分) (1)图中大气层的名称：A层是__________，B层是____________，C层是____________。(3分) (2)A、B、C三层大气，空气密度最大的是________(填字母)层。(2分) (3)A层气温随高度的升高而________(填“升高”或“降低”)，B层气温随高度的升高而________(填“升高”或“降低”)。(4分) (4)对流运动强烈的是图中的________层，有利于飞机飞行的是________层，对无线电短波通信有重要作用的是________层。(填字母)(6分) (5)若人类活动导致大气层中某种大气成分增加或减少，则该层可能是________层或__________层。(填字母)(4分) 答案　(1)对流层　平流层　高层大气 (2)A (3)降低　升高 (4)A　B　C (5)A　B 学科网（北京）股份有限公司 $