人教版 (2019)必修 第一册第一节 大气的组成和垂直分层导学案

第二章 地球上的大气

第一节 大气的组成和垂直分层

学习目标

1.识记大气的主要组成成分和大气垂直分层的各层名称；

2.了解干洁空气、水汽和尘埃在大气中的作用；

3.理解各层的气温变化、气流运动、天气状况等主要特征以及对人类活动的影响。

学习要点

1.重点：大气各垂直分层的名称；对流层、平流层温度变化特征及应用。

2.难点：对流层、平流层的温度变化特征及成因。

学习过程

一、大气的组成及其作用

1.低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体，称为      。

2.     千米以下的干洁空气中，氮气和     合占总体积的     。

3.   是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质；   是地球上生物体的基本元素。

4.      是绿色植物进行光合作用的基本原料，另外，它吸收     辐射的能力强，使气温      。

5.      能吸收太阳光中的紫外线，使大气增温；减少到达地面的      ，对生物具有保护作用。

6.大气中的      作为凝结核，是       的必要条件。大气中的水汽和杂质含量，因时因地而异。

8.大气是由              和              组成的。

二、大气的垂直分层

1.根据温度、运动状况和密度，大气自下而上可以划分为        、        和        。

2.        适合飞机飞行。

3.无线电通信利用了        层大气的特性。

4.       是大气圈的最底层，集中了大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质，大气中的       也多集中在这一层。

5.对流层的高度因       而异，在低纬度地区为17-18千米，在高纬度地区仅为8-9千米。

6.对流层气温随高度的       而递减，在对流层的顶部气温降至-60℃。

7.对流层的大气上部      、下部      ，有利于大气的对流运动。

8.低纬度地区       ，对流旺盛，对流层所达高度就       。

9.近地面的水汽和杂质通过对流运动       输送，在上升过程中随着气温       ，容易       。

10.人类生活在       的底部。

11.平流层范围自对流层顶部至       千米高空。

12.平流层气温随高度升高而       。该层大气的下层气温随高度变化       ，但是在30千米以上，气温随高度增加而迅速       。

13.臭氧层使地球上的生命免受过多紫外线的伤害，被称为“              ”。

14.平流层的大气上部     、下部     ，不易形成对流，主要以        为主。

15.该层大气中水汽和杂质含量很少，无        现象，能见度好，适        合          飞行。

16.鲍姆加特纳从空中跳下的高度就在        范围内。那里氧气稀薄、气温低，必须配备特制的字航服。

17.自平流层        开始，由于没有吸收紫外线的臭氧，气温会下降；随后，由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线，温度又持续        ，在300千米的高空，温度可达        ℃以上。

18.在80-120千米的高空，多数来自太空的流星体会        ，成为我们夜晚看到的        。

19.在80-500千米的高空，有若干        。电离层大气在太阳紫外线和字宙射线的作用下，处于高度        状态，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。

20.高层大气的空气密度        。在2 000-3 000米的高空，大气的密度已经与星际空间的密度        。这里的一些高速运动的空气质点经常散逸到宇宙空间，这个高度可以看作是地球大气的        。

达标检测

1.气球作为探空的工具已经被广泛使用。如下图所示，一探空气球由地面上升至100千米处，
据其可能探测到的现象，完成下列各题。

(1)探空气球记录的随高度升高气温变化的规律可能是(   )
A.递增→递减→递减 B.递减→递增→递减→递增
C.递增→递减→递增→递减 D.递减→递减→递增→递增
(2)探空气球在某一高度时，其与基站的通讯设备发生异常现象，该层可能是(   )
A.臭氧层 B.热层 C.对流层 D.电离层

2.2020年12月17日，“嫦娥五号”返回舱在距地面高度约120km处高速进入地球大气层，实施初次气动减速。下降至预定高度后，返回器向上跃出大气层。之后，返回舱再次进入大气层，实施二次气动减速，在距地表50km的高度返回舱与大气层激烈摩擦。下图示意“嫦娥五号”探测器返回路径。读图完成下列各题。

(1)“嫦娥五号”初次进入大气层进行减速时位于(   )
A.对流层 B.平流层 C.臭氧层 D.高层大气
(2)“嫦娥五号”在距地表50km降落至地面过程中气温的变化是(   )
A.持续降低            B.先降低，后升高 

C.持续增高                D.先升高，后降低

3.随着电影《中国机长》的热映，川航3U8633航班紧急迫降的事迹展现在大众面前。飞机从重庆起飞，在9800米高空，风挡玻璃无预警脱落，刘传健机长借助自己一百多次来回飞川藏线的经验和从业30年的技术，成功于成都迫降，拯救了全机人的生命。据此，回答下列各题。
(1)挡风玻璃脱落时，飞机正处于大气的(   )
A.平流层 B.电离层 C.对流层 D.高层大气
(2)机长迫降时面临的困难主要有(   )
①被风挡玻璃砸伤
②机内温度过低
③飞机颠簸强烈
④太阳辐射太强
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④

4.下图为某地大气垂直分层局部示意图。完成下列各题。

(1)该地最有可能位于 (   )
A.赤道地区 B.南回归线附近 C.北纬40°附近 D.极地地区
(2)该层大气(   )
A.多水汽杂质，容易成云致雨 

B.可吸收大量的紫外线长波辐射
C.随高度增加，气温不断升高 

D.流星、极光现象多发生在该层

5.2018年入冬以来，雾霾天气在我国频繁出现，空气质量问题已引起全社会高度关注。下图是气温垂直分布的4种情形。读图完成下列各题。

(1)假设四幅气温垂直分布图反映了一次雾霾天气的生消过程，则下列选项中，能正确反映雾霾天气生消过程的是(   )
A.①-②-③-④ B.④-①-②-③ C.③-④-①-② D.②-③-④-①
(2)图中最有利于雾霾大气污染物扩散的情形是(   )
A.① B.② C.③ D.④

6.下图为大气垂直分层示意图。读图回答下列各题。

(1)图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是(   )

A.① B.② C.③ D.④

(2)对无线电通信具有重要意义的电离层位于(   )

A.Ⅰ层顶部 B.Ⅱ层底部 C.Ⅱ层中部 D.Ⅲ层

参考答案

1.答案：(1)B； (2)D
解析：(1)从地面到100千米上空，自下而上经过的大气层为对流层(0-12千米)、平流层(12-50千米)、高空大气层底部及热层(50千米以上)。对流层中随着高度的增强，受到地面辐射的影响减小气温降低；平流层中，上部为臭氧层，温度较高，随着高度增加，气温升高；高层大气底部，温度急剧降低，到达热层时气温又逐渐升高，所以记录的气温变化规律为递减、递增、递减、递增，故本题正确答案为B项。
(2)大气层电离层中含有大量离子和自由电子，可以干扰电磁波无线通讯，因而探空气球与基站的通讯发生异常可能出现在电离层，故本题正确答案为D项。

2.答案：(1)D； (2)B
解析：(1)本题考查大气的垂直分层的相关知识。由材料可知，嫦娥五号在距地面120千米处初次减速，距地面120千米属于高层大气。故本题正确答案为D。
(2)本题考查大气的垂直分层的相关知识。距地表50km为平流层，平流层气温随高度升高而升高，故在平流层降落时，气温降低，而后进入对流层，对流层气温随高度升高而降低，故在对流层降落时，气温升高。故本题正确答案为B。

3.答案：(1)C； (2)B
解析：(1)基于文字中飞机飞行高度的信息(9800米高空)，判断飞机飞行的大气层，属于基础知识的巩固落实，正确答案为C。
(2)设问机长迫降时面临的主要困难，本质是考查飞机所在的大气层(对流层)主要特点的理解与运用，考查综合思维素养。对流层大气以对流运动为主，飞机颠簸强烈；由于高度较高，大气温度较低，正确答案为B。

4.答案：(1)C； (2)C
解析：(1)由所学知识可知，大气垂直分层分为对流层、平流层和高层大气，对流层随纬度不同厚度不同，低纬度上界为17-18km，中纬度为10-12km，高纬度上界为8-9km；图中信息显示，气温随高度上升而增加是平流层，该层下界为12km，可判断为中纬度，答案中北纬40附近符合题意，C正确。A、B、D错误。故选C。
(2)读图可知，根据气温线随高度增加，温度增幅变大，可判断该层为平流层，该层有臭氧，可吸收太阳紫外线短波辐射，B错误，C正确。对流层多水汽杂质，容易成云致雨，A错误。流星、极光现象多发生在高层大气，D错误。故选C。

5.答案：(1)D； (2)A
解析：(1)考查对逆温现象产生原因的理解。大气出现逆温时，不利于空气的流动，容易发生雾霾。②图逆温刚开始形成，③图逆温渐渐加强，④图逆温向上空方向发展，近地面出现对流，①图空气对流旺盛，逆温消失，对比四选项可知D符合。故D选项正确，ABC选项错误。
(2) 考查对逆温现象及其影响的理解。 
A.图①中气温随高度的增加而降低，空气对流运动显著，有利于污染物的扩散，故A选项正确； 
B.图②中曲线的转折点以下气温随高度的增加而升高，不利于污染物的扩散，易产生雾霾天气，故B选项错误； 
C.图③逆温范围更大，不利于污染物的扩散，易产生雾霾天气，故C选项错误； 
D.图④的逆温范围相对小些，但只要有逆温现象，就不利于污染物的扩散，故D选项错误。 

6.答案：（1）B（2）D

解析：（1）根据大气的密度、温度和运动特征，自下而上可将大气层分为对流层、平流层和高层大气，从温度变化趋势看，①②曲线符合大气层气温垂直变化，但①曲线的气温值不符合实际情况，故②正确。

（2）高层大气（Ⅲ层）中存在若干电离层，对无线电通信有重要作用。