1.4 地球的圈层结构 导学案 2026-2027学年高一上学期地理人教版必修第一册

高中地理一本通（第一册） 第一章 宇宙中的地球 第四节·地球的圈层结构 【本节导引】 从人类第一次直立行走、低头凝望脚下的土地开始，对脚下世界的好奇就成了刻在文明基因里的本能。我们丈量过山川的轮廓，丈量过海洋的深度，却始终难以触碰到地球藏在深处的秘密。这颗半径6371公里的岩石星球，用远超人类想象的高温和高压筑起了一道坚不可摧的屏障——即便人类最深的钻探工程，也仅仅触碰到了十几公里的深度，连薄薄的地壳都没能完全钻透。亿万年来积蓄在内部的巨大能量，牢牢锁住了地心的真实模样，让我们对脚下99%的部分，始终隔着一层厚重的迷雾。 直到地震波探测技术的出现，人类才终于拿到了叩开地球深处大门的钥匙。地震发生时产生的弹性波，会带着沿途介质的信息向地心传递，横波只能在固体中穿行，纵波却能同时穿过固液气三态，它们在不同物质里的速度变化，就像一台给整个地球做的“超级B超”，让我们得以穿透厚重的岩层，勾勒出地球内部清晰的圈层轮廓。 【教材深读】 1.地理概念 （1）地球内部圈层结构 地壳 地壳是地球表面一层由固体岩石组成的坚硬外壳，位于莫霍界面以外。地壳厚薄不一，海洋地壳薄，一般为5—10千米；大陆地壳厚，有高大山脉的地方地壳会更厚，最厚达70千米。 地幔 地幔从莫霍界面直至2 900千米深处的古登堡界面，占地球总体积的80%。根据地震波波速的变化，地幔分为上地幔和下地幔。 软流层 上地幔的上部存在一个软流层，温度很高，岩石部分熔融，能缓慢流动。科学家推断，软流层是岩浆的主要发源地，地球板块的运动与之相关。 地核 地核主要由铁和镍等金属组成，厚度约3400千米。根据地震波的变化，可将地核分为外核和内核两层。 外核 外核是液态的金属物质，科学家认为，外核物质的运动形成了地球的磁场。 内核 内核是一个密度极大的固体金属球，超强的压力将铁原子和镍原子紧紧挤压在一起。 岩石圈 上地幔顶部与地壳都由坚硬的岩石组成，合称岩石圈。 大气圈 大气圈是由气体和悬浮物质组成的复杂系统，它的主要成分是氮气和氧气。 水圈 水圈是地表和近地表的各种形态水体的总称，其主体是海洋，还包括陆地上的河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等。 生物圈 生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称。地球生物的活动和影响范围虽然涉及大气圈、水圈和岩石圈，但多数生物集中分布在大气圈、水圈与岩石圈很薄的接触带中。 2.地理现象与原理 地震波的类型和性质： 对比维度 地震纵波（P波） 地震横波（S波） 质点振动特征 振动方向与传播方向‌完全平行，形成介质疏密交替的压缩膨胀形变，类似手风琴伸缩运动 振动方向与传播方向‌相互垂直‌，形成介质剪切形变，类似甩动绳子产生的横向波动 地壳中传播速度 5.5~7 km/s，约为横波速度的1.7倍，是地震波中速度最快的类型 3.2~4.0 km/s，速度仅为纵波的60%左右，晚于纵波抵达观测点 可穿透介质 固体、液体、气体均可畅通传播，是唯一能穿过液态外地核的体波 仅能在固体中传播，遇到液体、气体时剪切模量为零，横波会直接消失 人体直观感受 引发地面上下垂直颠簸‌，震中区表现为快速的上下跳动 引发地面‌水平横向摇晃，震中区表现为强烈的左右、前后晃动 破坏能力 振幅小、破坏力弱，对建筑物的垂直冲击多数结构可承受 振幅大、破坏力极强，其水平剪切力是造成建筑墙体开裂、结构倒塌的核心原因 核心应用价值 利用“先到但破坏小”的时间差，是地震预警系统的核心触发信号，为公众争取数秒至数十秒避险时间 凭借“仅穿固体”的特性，科学家通过S波在地下2900公里处完全消失的现象，直接推断出地球外地核为液态 【知识拓展】 1.地热能 （1）地热是地球内部蕴藏的巨大能源，是一种清洁能源。是被官方明确认定的可再生能源‌。 （2）按照赋存形态和开发条件，地热能可分为四大类： 地热类型 赋存深度 核心特征 开发成熟度 水热型 地下100~4500米 以天然热水、热蒸汽为载体，直接出露或浅埋在岩层中 技术最成熟，已实现大规模商业化开发 地压型 大型沉积盆地深部 封存于高温高压流体中，同时蕴含热能、压力能和溶解的甲烷 处于试验开发阶段 干热岩型 地下3000米以下 无流体的高温致密岩体，温度普遍高于150℃，需人工注水换热取热 先导试验阶段，资源潜力极大 岩浆型 地下深部熔融岩体 储存在700~1200℃的高温岩浆中，能量密度极高 目前仍处于理论探索阶段 （3）地热能的多元利用方式 地热能的利用完全适配不同温度梯度的资源，形成了覆盖发电、供暖、工农业、民生的完整利用体系： ①地热发电‌ 是高温地热资源（150℃以上）的核心利用方式，分为蒸汽直接发电、热水闪蒸发电、双工质循环发电三类。我国西藏羊八井电站曾长期承担拉萨电网60%的冬季供电负荷，是国内地热发电的标杆项目。 ②清洁供暖制冷‌ 中低温地热资源结合地源热泵技术，可实现冬季供暖、夏季制冷，能量输出是热泵自身耗电量的3~4倍。2025年我国地热供暖制冷面积已达‌16.5亿平方米‌，规模稳居世界首位。 ③直接梯级利用‌ 不同温度的地热流体可实现分层利用：100℃以上用于工业干燥、脱水加工；50~100℃用于温室农业、水产养殖；20~50℃用于温泉洗浴、医疗康养，冰岛雷克雅未克已实现全市90%以上建筑依靠地热集中供暖。 ④综合循环利用‌ 采用“先发电、后供暖、再养殖”的梯级开发模式，大幅提升热能利用效率，同时可同步提取地热卤水中的锂、钾等稀有矿物资源，实现资源价值最大化。 【课后练习】 如下图为某区域等高线和等地壳厚度线图。图中0m等高线为海平面，海拔高于0m的区域为陆地区域，低于0m的区域为海洋区域。甲、乙为该区域的两个地震监测站，两站共同监测到该区域发生的一次地震，震源深度为6.2km。完成下面1-3小题。 1．图中（ ） A．甲监测站位于海洋 B．海洋地壳厚度大于陆地 C．乙监测站地壳厚度大于10km D．陆地地势越高，地壳厚度越大 2．该次地震震源所处圈层为（ ） A．上地幔 B．下地幔 C．地壳 D．软流层以下 3．地震发生后，甲、乙两监测站观测到（ ） A．甲监测站先观测到横波，乙监测站先观测到纵波 B．地震波到达乙监测站所用时间长于甲监测站 C．纵波可直达两监测站，横波无法到达乙监测站 D．横波传播速度始终大于纵波传播速度 下图为地球内部圈层结构的局部图，读图完成下面4-6小题 4．关于图中地壳范围的说法，正确的是（ ） A．①层是地壳 B．②层是地壳 C．①层和②层构成地壳 D．①层、②层和③层属于地壳 5．有关如图，说法正确的是（ ） A．地壳在海洋中缺失 B．①层和②层由岩石组成 C．②层是岩浆发源地 D．①层和②层就是岩石圈 6．恐龙繁荣时期（ ） A．被子植物繁盛 B．陆地面积减小 C．藻类植物繁盛 D．是重要成煤期 印度尼西亚的勒沃托比火山（Lewotobi）是印度尼西亚弗洛勒斯岛东部的活火山，位于122°46′30″E、8°32′30″S，属环太平洋火山带。2025年8月1日喷发的火山灰柱达10000米，8月18日再次喷发灰柱达8000米。据此完成下面7-8小题。 7．勒沃托比火山喷发的岩浆最可能来源于（ ） A．地壳 B．下地幔 C．地核 D．上地幔 8．勒沃托比火山喷发升空的火山灰烟柱最直接影响地球外部圈层中的（ ） A．大气圈 B．水圈 C．生物圈 D．岩石圈 9.阅读图文材料，完成下列要求。 2025年8月28日3时48分，土耳其巴勒克埃希尔省（北纬39.15度，东经28.20度）发生6.1级地震，震源深度10千米。下图为地震发生位置及不同地震波在地球内部的传播速度差异图。   (1)判断此次地震的震源所处的地球内部圈层名称，并说明理由。 (2)写出右图中地震波B的名称，并说明地震发生时该地震波向地表传播速度的变化特征。 (3)地震发生时，震中附近地面上的居民与地中海上航行船只的船员，感受到的震动有何不同？请用地震波的知识解释原因。 答案：1.D 2.C 3.C 4.C 5.B 6.D 7.D 8.A 9.（1）名称：地壳。理由：此次地震的震源深度10千米，大陆地壳的平均厚度为39—41千米。（2)名称：B为纵波。变化：波速逐渐减小。（3）地面居民：先感到上下颠簸，后感到左右摇晃。海上船员：只感到上下颠簸，不感到左右摇晃。原因：纵波传播速度快，先到达，引起上下颠簸，横波传播速度慢，后到达，引起左右摇晃；但横波只能通过固体传播，无法通过液态海水传播，因此海上船员只能感受到纵波。 解析： 1.甲监测站海拔高于0m，属于陆地区域，A错误；陆地地壳厚，海洋地壳薄，海洋地壳厚度小于陆地，B错误；乙监测站位于5—10km等地壳厚度线之间，其地壳厚度小于10km，C错误；陆地海拔越高，等地壳厚度线数值越大，地壳越厚，D正确。 2.由图可知，该次地震震源处地壳厚度大于10km，震源深度为6.2km，位于地壳圈层内，C正确；上地幔、下地幔位于地壳之下，软流层位于上地幔上部，深度远超6.2km，ABD错误。 3.纵波传播速度始终快于横波，所有监测站都是先观测纵波、后观测横波，AD错误；震中距（监测站到震中的距离）越大，地震波到达所用时间越长；由于震源到甲监测站的距离更远，地震波到达甲监测站所用时间长于乙监测站，B错误；纵波可通过固体、液体和气体，能到达甲、乙两监测站；横波仅能在固体中传播，由于乙监测站位于海上，横波遇液态海水被阻断，因此无法到达乙监测站，C正确。 4.莫霍面是地壳和地幔的分界面，莫霍面以上的①层和②层共同构成地壳，C正确，A、B错误；③层位于莫霍面以下，属于地幔，D错误。 5.地壳在海洋中并未缺失，只是较薄，A错误；①层和②层构成地壳，地壳由坚硬的岩石组成，B正确；岩浆的发源地一般认为是软流层，位于上地幔上部，C错误；岩石圈包括地壳和上地幔顶部，不仅限于①层和②层，D错误。 6.恐龙繁荣时期为中生代，被子植物繁盛是在新生代，A错误；中生代联合古陆开始解体，陆地面积并未减小，B错误；藻类植物繁盛是在前寒武纪，C错误；中生代裸子植物极度繁盛，是地质历史上重要的成煤期，D正确。 7.岩浆一般来源于上地幔的软流层，软流层位于岩石圈下面，属于上地幔，不属于地壳、下地幔、地核，D正确，ABC错误。故选D。 8.火山喷发升空的火山灰首先进入大气空间，直接影响的是大气圈，A正确；之后火山灰随大气运动、降水等过程，才会间接影响水圈、生物圈、岩石圈，排除BCD。故选A。 9.解析略。 学科网（北京）股份有限公司 $