第二章 第一节 大气的组成和垂直分层-【金版新学案】2026-2027学年高中地理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书Word（人教版）

本讲义聚焦“大气的组成和垂直分层”核心知识点，系统梳理低层大气组成（干洁空气、水汽、杂质）及其作用，依据温度等划分对流层、平流层、高层大气并解析各层气温变化、运动状况及与人类的联系，构建从组成到分层再到人类活动影响（如逆温、臭氧层破坏）的学习支架。 该资料以图表材料为依托，结合神舟飞船发射等时事案例，通过核心归纳与拓展深化培养综合思维，关联人类活动对大气的影响渗透人地协调观。课中助力教师直观授课，课后例题与测评可帮助学生巩固知识、查漏补缺，体现地理学科特色教学方法。

第一节　大气的组成和垂直分层 课程标准 运用图表等材料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系。 素养目标 1．运用图表材料，说出大气的组成成分及其作用(综合思维)。 2．结合示意图，说明大气垂直分层及各层气温的垂直变化、运动状况等主要特点(综合思维)。 3．运用大气垂直分层的相关知识，解释生产和生活中的相关现象(综合思维、人地协调观)。 任务一　大气的组成 低层大气的主要成分有哪些？它们各有什么作用？ 1．低层大气的组成及作用 大气的组成 作用 干 洁 空 气 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；吸收地面辐射的能力强，使气温升高 臭氧 吸收太阳光中的紫外线，使大气增温；减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用 水汽 水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，同时伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度 杂质 作为凝结核，是成云致雨的必要条件 2．人类活动对大气组成的影响 人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分和含量，产生大气污染，对生态系统和人类生存造成不利影响。 【核心归纳】 大气主要成分及其对大气环境的影响 成分 影响 二氧 化碳 CO2→吸收长波辐射(地面辐射)→升温的同时释放热能→热量射向地面→保温作用； CO2→植物光合作用→太阳能转化为化学能 臭氧 平流层中的O3→吸收紫外线→升温的同时阻挡到达地面的紫外线→保护地球上的生物免受紫外线伤害 水汽 近地面水汽吸收地面热量→大气升温，水汽温度变化→吸热或放热→水的相变→云、雨、雾、雪等天气现象发生 杂质 杂质→吸附水汽→成云致雨→大气能见度降低→削弱太阳辐射 【拓展深化】 1．人类活动对大气组成的影响 2．臭氧层遭破坏 原因 ①自然：太阳活动等。 ②人为：人类向大气中排放消耗臭氧的物质，如氯氟碳化物 后果 ①影响人类的健康。一方面，过量的紫外线辐射会破坏人的免疫系统；另一方面，过量的紫外线辐射会增加皮肤癌的发病率。 ②影响农作物的产量和产品质量。 ③影响水生生态系统，会直接引起整个水生食物链的破坏 　　(2025·河南开封高一期中)研究表明，空气中二氧化碳含量升高对提高农作物产量有明显作用。据此完成1～2题。 1．地球上的二氧化碳(　　) A．在不同地区分布不均匀 B．约占大气总重量的0.03% C．在大气中的含量不受人类活动影响 D．是地球生物体最基本的组成元素 2．空气中二氧化碳含量升高可以使小麦和水稻等农作物增产，主要是因为二氧化碳(　　) A．能大量吸收紫外线使植物免受伤害 B．能吸收地面辐射使大气温度降低 C．直接影响地面温度，增加降水量 D．是绿色植物光合作用的基本原料 答案：1.A　2.D 解析：第1题，大量燃烧矿物燃料的地区和毁林严重的地区，大气中二氧化碳含量较高，A正确，C错误；二氧化碳约占大气总体积的0.03%，B错误；地球生物体最基本的组成元素是碳元素，不是二氧化碳，D错误。第2题，二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料之一，空气中二氧化碳含量增加可以为植物生长提供更多的原料，从而使农作物增产，D正确；二氧化碳吸收长波辐射的能力较强，紫外线波长较短，A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，B错误；空气中二氧化碳含量不会直接影响地面温度，与降水量变化关系也不大，C错误。 任务二　大气的垂直分层 1．对流层与平流层的气温垂直分布、空气运动和天气状况有何差异？ 2．高层大气有何特点？ 1．依据：温度、运动状况和密度。 2．分层 分层 高度 范围 主要特点 特点成因 与人类 的关系 A 对 流 层 低纬：17～18千米； 中纬：10～12千米； 高纬： 8～9千米 气温随高度的升高而递减(每升高100米，气温大约降低0.6 ℃) 地面是对流层大气的主要直接热源 对流层与人类关系最密切，人类生活在对流层底部 空气对流运动显著，天气现象复杂多变 该层大气上部冷，下部热，几乎全部的水汽、固体杂质集中在该层，对流运动易成云致雨 B 平 流 层 从对流层顶部至50～55千米高空 气温随高度升高而升高 该层中的臭氧强烈吸收太阳紫外线 臭氧层是人类生存环境的天然屏障；适合航空飞行 以平流运动为主 该层大气上热下冷，大气稳定 天气晴朗，能见度好 水汽、杂质少，气流平稳 C 高层 大气 从平流层顶部到3 000千米的高空 大气密度极小；有若干电离层 距地面远，受到的引力小 电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用 【拓展深化】 地面是对流层大气的直接热源，离地面越远，获得的地面辐射越少，气温就越低。 平流层依靠臭氧吸收太阳辐射中的紫外线，直接热源为太阳，所以高处热，低处冷。 北京时间2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟十九号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。11时00分，神舟十九号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱前向端口。 问题1．(区域认知)神舟十九号飞船飞越了哪几层大气？ 提示：对流层、平流层与高层大气。 问题2．(综合思维)对流层、平流层的大气运动特点是怎样的？其原因分别是什么？ 提示：对流层的气温上部冷，下部热，空气以对流运动为主；平流层的气温上部热，下部冷，以平流运动为主。 　　(2025·河北石家庄高一期末)地球大气的上界可延伸到离地面2 000～3 000千米的高度。按大气在垂直方向上的物理性质和运动状况，可把大气层分成三层。如图示意大气垂直分层。据此完成1～2题。 1．地球大气层的基本特点有(　　) A．平流层是贴近地面的大气最底层 B．高层大气与人类的关系最为密切 C．几乎全部水汽、杂质集中在对流层 D．低层大气由氮气、氧气两部分组成 2．平流层有利于航空飞行是因为(　　) A．大气平稳，天气晴朗 B．距离地面较远，水汽杂质含量稀少 C．气温较高，氧气充足 D．下部热上部冷，大气对流运动显著 答案：1.C　2.A 解析：第1题，对流层是贴近地面的大气最底层，A错误；对流层大气与人类的关系最为密切，B错误；由于地球的引力作用，几乎全部水汽、杂质集中在对流层，C正确；低层大气的组成成分是干洁空气、水汽和杂质，D错误。第2题，平流层大气温度随高度的增加而升高，大气稳定，天气晴朗，利于航空飞行，A正确，D错误；距离地面较远，水汽、杂质含量稀少，不是平流层有利于航空飞行的主要原因，B错误；平流层大气稀薄，氧气含量相对较低，C错误。 　　(2026·江苏南京期末)以化学组成作为划分标准，地球大气分为非均质层和均质层(各种气体混合程度几乎均匀的大气层)。如图为大气垂直分层示意图。据此完成3～4题。 3．在地球大气非均质层内，可以观测到(　　) A．雷电大风 B．臭氧集聚 C．绚烂极光 D．空气对流 4．从近地面到高空，地球大气气压变化接近(　　) 答案：3.C　4.A 解析：第3题，首先明确大气垂直分层划分的主要依据是温度、运动状况和密度等，从下向上依次为对流层、平流层、高层大气，其中高层大气属于非均质层。雷电大风现象主要发生在对流层，对流层天气现象复杂多变，在均质层，A错误；臭氧主要聚集在平流层，平流层属于均质层，B错误；绚烂极光现象是太阳活动释放的高能带电粒子流到达地球，在高层大气中与稀薄气体相互碰撞产生的，高层大气属于非均质层，所以在地球大气非均质层内，可以观测到绚烂极光，C正确；空气对流主要发生在对流层，对流层大气上冷下热，对流运动旺盛，在均质层，D错误。第4题，根据所学知识，气压与高度的关系是：气压随海拔高度增加而递减，且高度越高，气压减小得越慢，整体规律递减。A图符合气压随高度变化的规律，A正确，B错误；C、D选项中气压随高度变化并非单纯递减，均不符合实际情况，C、D错误。 1．逆温现象 正常情况下，对流层的气温随高度增加而递减，且海拔每升高100 m，气温下降约0.6 ℃。但在一定条件下，对流层的某一高度范围出现气温随高度增加而升高的现象，或者气温随高度增加而降低的幅度小于垂直递减率，这种现象我们称之为逆温。辐射逆温的形成和消亡过程，如图所示： 2．逆温的影响 有利 影响 ①逆温可提高谷地在冬季的温度，冻害得以避免或减轻。 ②抑制沙尘暴的发生，因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动。 ③逆温出现在高空，有利于飞机的飞行 不利 影响 ①逆温时大气结构比较稳定，容易加重大气污染。 ②对天气的影响：容易产生大雾等不利天气。 ③对交通的影响：能见度降低，地面湿滑 　　(2025·辽宁沈阳高一期末)对流层大气温度在垂直方向上分布一般为“上冷下热”，但有时会受下垫面和天气状况的影响，出现“上热下冷”的现象，这种现象称为逆温。逆温对污染物的扩散有重要影响。如图为某地不同时段气温垂直分布图。据此完成1～2题。 1．对流层出现逆温时，近地面污染物不易扩散的主要原因是(　　) A．人类排放污染物增多 B．阻挡了空气的水平运动 C．造成了空气的下沉运动 D．抑制了空气的上升运动 2．下列时段中，该日适合开展户外体育活动的是(　　) A．5～7时 B．7～9时 C．13～15时 D．19～21时 答案：1.D　2.C 解析：第1题，对流层出现逆温时，较强的逆温层气温随高度升高而升高，大气上部热、下部冷，不易产生对流，近地面产生的污染物不易通过对流上升运动而扩散，从而导致空气中污染物浓度上升，D符合题意；逆温层并不能影响人类排放污染物的多少，A错误；逆温层中大气运动以水平运动为主，不会阻挡空气的水平运动，B错误；逆温层抑制对流，不会造成空气的下沉运动，C错误。第2题，由于逆温层出现，使近地面污染物不易扩散，从而导致空气中污染物浓度上升，影响户外体育活动的人们的身体健康，因此适合开展户外体育活动的时段最好是无逆温或逆温现象弱的时间；读图可知，19～21时、5～7时、7～9 时这三个时段，近地面有不同厚度的逆温层存在，而13～15时的逆温层薄、高，甚至消失，因此该日适合开展户外体育活动的时段是13～15时，C符合题意。 　　(2025·北京密云区高一期末)探空气球携带仪器升空来测量大气压力、温度、湿度和风速等信息，每天会规定时间升起，上升到约30 km高空后自行爆裂，仪器通过降落伞带回地面。读大气垂直分层示意图，完成1～3题。 1．一般情况下，探空气球顺利升空后记录的温度变化情况是(　　) A．持续升高 B．持续降低 C．先升高后降低 D．先降低后升高 2．探空气球自行爆裂高度最可能位于(　　) A．甲层 B．乙层 C．丙层 D．丁层 3．探空气球上升过程中所经过的大气层的特点是(　　) A．丙层处于高度电离状态，可以反射无线电波 B．丙层含有臭氧层，可以吸收红外线保护地球 C．丁层水汽和杂质较多，雨雪等天气现象多发 D．丁层气温随高度升高而递减，平流现象显著 答案：1.D　2.C　3.C 解析：第1题，根据材料，气球上升到大约30 km的高空，对流层最大高度为18 km左右，说明已经上升到平流层，正常情况下对流层的气温随着高度升高而下降，平流层气温随高度升高而升高，因此探空气球顺利升空后记录的温度变化情况是先降低后升高，D正确。第2题，探空气球上升到约30 km高空后自行爆裂，读图并结合上题分析可知，探空气球自行爆裂高度最可能位于丙层平流层，C正确。第3题，丙层为平流层，不是电离层，不能反射无线电波，A错误；在22～27千米处，含有臭氧层，可以吸收过多的紫外线，保护地球，B错误；丁层为对流层，水汽和杂质较多，雨雪等天气现象多发，C正确；对流层气温随高度升高而递减，对流现象显著，D错误。 　　(2025·福建莆田高一期末)臭氧层被称为“地球生命的保护伞”。大气中臭氧总含量保持动态平衡，因高度、纬度而异。如图示意中纬度沿海平原地区臭氧浓度在垂直方向上的变化。据此完成4～6题。 4．臭氧浓度高值区位于地球大气层的(　　) A．对流层 B．平流层 C．电离层 D．高层大气 5．臭氧浓度高值区所在的大气分层(　　) A．有大量离子、电子存在 B．气温随海拔上升而降低 C．大气以水平运动为主 D．常常可见各种云雨天气 6．臭氧层被称为“地球生命的保护伞”，主要是因为(　　) A．臭氧层颜色为深褐色，可遮光 B．臭氧可吸收太阳光中的紫外线 C．臭氧层密度极大，可防撞击 D．臭氧层能隔绝宇宙辐射射线 答案：4.B　5.C　6.B 解析：第4题，图中臭氧浓度最高的位置位于高空30 km 左右，中纬地区对流层大气位于高空12 km以下，A错误；平流层位于高空12～55 km处，B正确；高层大气位于55 km以上，D错误；电离层位于高层大气，C错误。第5题，臭氧浓度高值区所在的大气分层为平流层。有大量离子、电子存在的为电离层，电离层位于高层大气，A错误；平流层气温随海拔上升而上升，B错误；平流层大气以水平运动为主，C正确；对流层常常可见各种云雨天气，D错误。第6题，臭氧大量吸收太阳辐射的紫外线，减少紫外线对地球生命的辐射危害，对地球生命起保护作用，因此被称为“地球生命的保护伞”，B正确；臭氧吸收紫外线，而不是遮蔽紫外线、隔绝紫外线，更不能防止撞击，A、C、D错误。 课时测评6　大气的组成和垂直分层 (时间：45分钟　满分：78分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (1—8小题，每小题5分，共40分) 　　(2025·黑龙江牡丹江期中)大气中水汽和固体杂质很少，但却在天气变化中扮演重要的角色。据此完成1～2题。 1．关于大气中的水汽和固体杂质的叙述，正确的是(　　) ①水汽全部集中在对流层　②不同季节，不同地区水汽含量是一样的　③杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件　④海洋上的水汽含量高于陆地 A．①② B．③④ C．②③ D．①④ 2．下列地区中，大气中固体杂质含量最多的是(　　) A．沿海地区 B．公园绿地 C．工业区 D．农耕区 答案：1.B　2.C 解析：第1题，水汽是天气变化的重要因素，主要集中在对流层，但并非全部，①错误；大气中水汽的含量因时因地而异，②错误；杂质可以充当水汽凝结的凝结核，是形成云层的重要因素，也是成云致雨的必要条件，③正确；海洋水域面积广阔，蒸发旺盛，海洋上的水汽含量高于陆地，④正确。故选B。第2题，烟尘或沙尘较大的区域大气中固体杂质含量多，沿海地区、公园绿地和农耕区空气中固体杂质皆较少，A、B、D错误；工业区由于工业生产，会产生大量的灰尘，固体杂质含量多，C正确。 　　(2026·江苏镇江期末)无线电短波通信是一种利用频率在3MHz到30MHz之间的电磁波进行远程通信的技术，在军事、国际广播、应急通信等领域具有重要应用。如图为无线电短波远距离传播示意图。据此完成3～4题。 3．M为(　　) A．对流层 B．平流层 C．臭氧层 D．电离层 4．M距地面的高度约(　　) A．0～60 km B．60～80 km C．80～500 km D．500 km以上 答案：3.D　4.C 解析：第3题，对流层是贴近地面的大气底层，主要天气现象发生在此层，它不具备反射无线电短波的能力，无法支撑无线电远距离通信，A项错误；平流层以水平运动为主，含有臭氧层，主要作用是吸收紫外线，同样不能反射无线电短波，B项错误；臭氧层位于平流层中，仅能吸收紫外线，不具备反射无线电短波的功能，C项错误；电离层位于高层大气，由大量带电粒子组成，能够反射无线电短波，是实现无线电短波远距离传播的关键大气层，D项正确。第4题，由上题可知，M为电离层，电离层主要分布在高层大气中，高度范围约为80～500 km，C项正确。A、B、D错误。 　　(2026·天津河西期末)2025年4月1日，位于冰岛西南部雷克雅内斯半岛的火山喷发，熔岩温度达1 100 ℃，附近的格林达维克镇遭受侵袭。据监测，该地火山喷发导致当地大气中CO2浓度升高，部分火山灰进入图中B圈层，形成“遮阳伞效应”。读大气垂直分层示意图，完成5～6题。 5．对火山灰进入的B圈层叙述正确的是(　　) A．该层空气大多做水平运动 B．该层气温随高度升高而降低 C．该层水汽含量最多 D．该层天气复杂多变 6．该火山喷发对地球外部圈层的影响最可能是(　　) A．大气中杂质增多导致降水减少 B．“遮阳伞效应”削弱太阳辐射 C．火山灰落入水体中可净化水体 D．大气中CO2浓度增加导致降温 答案：5.A　6.B 解析：第5题，由图可知，A为对流层，B为平流层，C为高层大气，B圈层空气垂直运动极弱，以水平运动为主，A项正确；平流层气温随高度升高而升高，因为臭氧吸收太阳紫外线使上层空气升温，B项错误；水汽含量最多的是对流层，平流层水汽含量极少，C项错误；天气复杂多变是对流层的特点，平流层空气稳定、天气晴朗，D项错误。第6题，火山灰进入大气后，会像“遮阳伞”一样阻挡太阳辐射到达地面，削弱太阳辐射，使地面温度降低，B项正确；大气中杂质(火山灰)增多会增加凝结核，促进水汽凝结，通常会增加降水，A项错误；火山灰含有矿物质、火山碎屑等杂质，落入水体后会污染水体，C项错误；CO2是温室气体，大气中CO2浓度增加会增强温室效应、导致升温，D项错误。 　　(2026·福建厦门期末)如图为北半球1月某地对流层气温随高度的变化图。据此完成7～8题。 7．由甲到M(　　) A．水汽杂质增多 B．获得的地面辐射减少 C．大气压强升高 D．大气以平流运动为主 8．甲高度以下(　　) A．大气污染物扩散快 B．沙尘暴活动较频繁 C．大气垂直运动受阻 D．雾霾天气不易出现 答案： 7.B　8.C 解析：第7题，地面是对流层大气的主要直接热源，由甲到M气温逐渐降低，主要是随着海拔的升高，大气获得的地面辐射减少导致的，B正确；由甲到M随着海拔升高，大气中的水汽和杂质减少，空气密度减小，大气压强下降，A、C错误；从甲到M气温随海拔升高而降低，下部热、上部冷，大气对流运动旺盛，D错误。第8题，甲高度以下出现了逆温(下冷上热)现象，大气垂直对流运动受阻，污染物不易扩散，空气质量差，C正确，A错误；逆温条件下，大气垂直运动受阻，不易出现沙尘暴，B错误；逆温现象导致大气稳定，雾霾天气更易出现，D错误。 (9—12小题，每小题6分，共24分) 　　(2026·云南昭通期末)北京时间2025年11月25日12时11分，搭载神舟二十二号飞船的长征二号F遥二十二运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，约10分钟后，飞船与火箭成功分离并进入预定轨道。神舟二十二号飞船入轨后按程序进行自主快速交会对接，于当日15时50分成功对接空间站天和核心舱前向端口。如图为地球大气的垂直分层示意图。据此完成9～10题。 9．长征二号F遥二十二运载火箭升空过程中气温随高度变化的规律是(　　) A．甲层先升后降 B．乙层下降 C．甲层先降后升 D．丙层上升 10．天和核心舱运行轨道(距地面约400千米高度的近地轨道)所在大气层(　　) A．存在电离层 B．多云、雨、雾、雪等天气 C．存在臭氧层 D．上部气温低、下部气温高 答案：9.C　10.A 解析：第9题，读图可知，甲为高层大气，乙为平流层，丙为对流层。长征二号F遥二十二运载火箭升空过程中，在对流层(丙)中，气温随高度上升而下降，D错误；在平流层(乙)中，气温随高度升高而升高，B错误；在高层大气中(甲)，随着高度上升，气温先降低后升高，A错误，C正确。第10题，天和核心舱运行轨道为距地面约400千米高度的近地轨道，说明天和核心舱运行轨道所在大气层为高层大气，该大气层存在电离层，A正确；平流层存在臭氧层，C错误；上部气温低、下部气温高，多云、雨、雾、雪等天气，B、D错误。 　　(2026·浙江温州期末)2025年11月14日，神舟二十一号载人飞船返回舱成功在内蒙古西部的东风着陆场着陆。如图为低纬度、中纬度和极地平均气温垂直变化示意图。据此完成11～12题。 11．影响不同纬度对流层顶高度的主要因素是大气的(　　) A．密度 B．压强 C．组成 D．温度 12．结合气象条件，东风着陆场选址的大气组成优势主要是(　　) A．水汽含量少 B．氮气占比高 C．对流层较薄 D．臭氧层较厚 答案：11.D　12.A 解析：第11题，对流层顶的高度主要由温度决定。低纬度地区太阳辐射强，大气对流旺盛，对流层顶高度较高；高纬度地区气温低，对流弱，对流层顶高度较低。因此，温度是主导因素，D正确，A、B、C错误。第12题，东风着陆场位于内蒙古西部的戈壁沙漠，属于干旱区，水汽含量少，能见度高，天气稳定，有利于返回舱的精准观测和回收，A正确；氮气占比、对流层厚度、臭氧层厚度与东风着陆场选址关系不大，B、C、D错误。 (13—14小题，每小题7分，共14分) 　　(2026·山东泰安期中)逆温是大气温度随高度增加而升高或随高度增加气温降低的幅度小于垂直递减率的现象，辐射逆温是由于地面强烈辐射冷却而形成的逆温。如图是某地某日(晴天)不同时刻近地面气温随高度变化图。据此完成13～14题。 13．按照辐射逆温的生消过程排序，正确的是(　　) A．①②④③ B．③④①② C．②④①③ D．①③④② 14．图中③时刻最可能的是(　　) A．日出前后 B．12时 C．日落前后 D．24时 答案：13.D　14.A 解析：第13题，逆温是指气温随高度升高而上升，①图逆温出现高度不高，②图没有逆温现象，③图逆温出现高度最高，④图气温随高度升高先下降后上升再下降。辐射逆温刚形成时逆温层在底层，如①图，后逆温层高度逐渐增大，如③图，再慢慢减弱，如④图，所以按照辐射逆温的生消过程排序是①③④②，D正确，A、B、C错误。第14题，③逆温出现高度最高，说明逆温现象最严重，地面气温应最低，自日落之后地面不能接收太阳辐射，地面持续失温，气温不断下降，到日出前后近地面气温达一天中最低，因此图中③时刻最可能的是日出前后，A正确；12时、日落前后、24时的气温均比日出前后高，逆温层厚度应较小，B、C、D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $