湘教版 (2019)必修 第一册第三节 地球的圈层结构学案设计

这是一份湘教版 (2019)必修 第一册第三节 地球的圈层结构学案设计，共19页。学案主要包含了地震和地震波，地球的内部圈层，地球的外部圈层等内容，欢迎下载使用。

学 习 目 标
1.结合地震波曲线图，认识地震波的传播特征及其在划分地球内部圈层方面的应用。
2．运用示意图，说明地球内部圈层的划分及圈层特点。
3．理解地球外部圈层的组成及意义。
知 识 导 引
第一步·新课学前预习——学习新知 挑战自我
新 知 预 习
一、地震和地震波
1．地震是指地壳________释放能量过程中造成的地面震动。地震的能量以波动的方式向外传播，形成________。
2．地震波有________(P波)和________(S波)之分。
3．纵波的传播速度较________，在________、________和气体中均能传播；横波的传播速度较________，只能在________中传播。
4．地震波在不同介质中的传播速度________；地震波经过不同介质的界面时，还会发生反射和________现象。
助 学 助 记
横波的波动方向与传播方向垂直，给人的感觉是左右摇晃；纵波的波动方向与传播方向一致，给人的感觉是上下颠簸。而且纵波的传播速度比横波快，所以当地震发生时人先是感觉到上下颠簸，然后是左右摇晃。当然人处在不同介质时，感觉有所不同。
二、地球的内部圈层
1.科学家通过对________传播速度的研究，把地球内部划分为地壳、地幔和地核。三圈层之间的两个界面依次是________和________。
2．地壳是地面以下、________以上的固体外壳。地震波在其中传播的速度比较________；组成地壳的化学元素有90多种，其中，氧几乎占1/2，硅占1/4强。
3．地幔是地球内部介于________和________之间的圈层，下界面在距离地表________千米深处。地幔能传播横波，具有固态特征，主要由含铁、镁的硅酸盐类矿物组成，由上而下，铁、镁的含量逐渐增加。
4．地核分为内核和外核，其中呈固态的是内核。组成地核的物质，可能是极高温度和高压状态下的________和________。
5．岩石组成了地球的坚硬外壳，即岩石圈，包括地壳和上地幔顶部(________层以上)。________一般认为可能是岩浆的主要发源地。
三、地球的外部圈层
1．通常把地壳表层以外的由大气、水体和生物组成的自然界，划分为________、________和________三个圈层，统称为地球的外部圈层。
2．大气圈是包裹地球的气体层。近地面的大气密度________。随着高度的增加，大气的密度迅速________。在2 000～3 000千米的高空，每立方厘米的空间，平均只有一个气体分子，与星际空间的情况很接近，一般把这个高度作为大气圈的________。3.水圈由________水、________水和________水组成。按照它们存在的位置和状态，可分为________水、________水、大气水和生物水。陆地水与人类社会的关系最为密切，它主要可分为________水和________水。
4．生物圈是地球上所有生物及其________的总称。生物圈并不单独占有任何空间，而是分别渗透于大气圈的________部、水圈的________部和岩石圈的________，厚度约20千米。
地球内部圈层类似于鸡蛋壳(地壳)、鸡蛋清(地幔)、鸡蛋黄(地核)。
地球内部圈层的划分界面
生物圈不单独占有空间，而渗透于其他圈层之中，生物圈是自然地理环境系统中最活跃的圈层。
第二步·互动释疑解惑——启迪思维 探究重点
探究点一 地震和地震波
核心归纳
1.地震
(1)地震是地壳快速释放能量过程中造成的地面震动。
(2)地震的大小
①震级：地震能量的大小。一次地震只有一个震级。
②烈度：地震时某一地区地面受到的影响和破坏程度。一次地震可以有多个烈度。地震烈度的大小与震级、震源深度、地质构造、地面建筑等因素有关。
(3)地震的构造
状元随笔 (1)一次地震，只有一个震级，但可以有多个烈度。
(2)5级以上的地震会造成不同程度的破坏，7级以上的地震常造成极大的破坏。
(3)震级相差1级，能量相差约32倍。
2．地震波
(1)地震的能量以波动的方式向外传播，形成地震波。
(2)地震波的分类及特点
地震波分为纵波和横波，它们的传播速度和所能通过的物质(介质或媒介)不同，具体如下表所示：
应用体验
[2022·云南丽江高一期末]中国地震台网发布消息：2020年7月22日14时12分(北京时间)，在美国阿拉斯加州以南海域发生7.8级地震，震源深度10千米。地震可能会在震源周围引发局地海啸，但不会对我国沿岸造成影响。据此完成1～3题。
1．地震发生时释放出巨大的能量，下列说法正确的是( )
A．游轮上的游客只感受到左右摇晃
B．地震的能量主要来源于太阳辐射
C．地震发生时，首先到达地表的是地震波中的纵波
D.发生在海洋中的强烈地震不会对人类产生危害
2．关于地震，以下说法正确的是( )
A．地震释放的能量越大，震级越高
B．一次地震可以有多个震级
C．一次地震只有一个烈度
D．同级地震，震源越深，破坏力越大
3．以下关于地震的应对措施中不合理的是( )
A．加强地震监测和预报
B．提高建筑物的抗震强度
C．加强宣传，提高民众的防灾、减灾意识
D．在高楼时尽快坐电梯下楼
探究点二 地球的内部圈层
核心归纳
1.地球内部圈层的划分
(1)划分依据：地震波传播速度的变化。
(2)不连续面：地球内部划分为地壳、地幔和地核三个主要圈层。三层之间的两个界面依次称为莫霍面和古登堡面。具体如下图所示：
2.地球内部圈层的主要特点
(1)地球内部各圈层比较
(2)岩石圈：地壳和上地幔顶部(软流层以上)是由岩石组成的，合称岩石圈。
方法技巧
(1)图解地球内部圈层的划分及特点
(2)比较地壳、岩石圈的区别
3.地壳的物质组成和结构特征
根据地壳化学组成的差异和地震波传播速度的不同，将地壳分为上下两层(如图)，这两层的物质组成和结构有着明显的区别(如表)。
eq \a\vs4\al()
eq \a\vs4\al(状元随笔) (1)地壳的结构特点
①水平方向上：地壳厚度不均(陆壳厚，洋壳薄)
②垂直方向上：硅铝层不连续分布(大洋部分缺失)
③大陆地壳为双层结构，而大洋地壳以单层结构为主
(2) eq \a\vs4\al( 地壳的,厚度差异) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(海陆差异：大陆厚，大洋薄,地貌差异：高山厚，平原薄,海拔差异：高处厚，低处薄,深度差异：海岭厚，海沟薄))
应用体验
[2022·重庆八中高一期末]2021年10月14日5时6分在重庆市沙坪坝区发生了3.2级地震，震源深度10千米。读“地球内部地震波传播速度”示意图，完成1～3题。
1．下列叙述正确的是( )
A．①地壳，②地幔，③地核
B．乙波无法通过地幔
C．①层地震波传播速度随深度增加而增快
D．甲波由①层进入②层传播速度急剧上升
2．上图中x处为( )
A．莫霍面
B．内核与外核的交界
C．软流层
D．古登堡面
3．这次地震震源位于( )
A．地壳 B．上地幔顶部
C．下地幔 D．莫霍面
探究点三 地球的外部圈层
核心归纳
特别提醒
生物圈对地球其他圈层的作用
状元随笔 如何理解“水圈是一个连续但不规则的圈层”
①水圈由各种水体组成，并通过水的固、液、气三态的变化，使各种水体可以相互转化，构成一个连续的圈层；②由于水的三态变化，地球上的各种水体可以相互转化，通过水循环构成一个动态的圈层；③各种水体在数量上和空间分布上存在着很大差异，因而水圈又是一个不规则的圈层。
应用体验
读图，回答1～2题。
1．②圈层的主体是( )
A．河流 B．湖泊
C．冰川 D．海洋
2．①②③④四圈层中处于不断循环更新之中的是( )
A．④ B．②
C．① D．③
如图是地球圈层间的物质交换示意图，图中序号①②③④代表四大圈层。读图，回答3～4题。
3．图中①②③④依次代表( )
A．大气圈、水圈、岩石圈、生物圈
B．岩石圈、大气圈、生物圈、水圈
C．水圈、岩石圈、生物圈、大气圈
D．水圈、生物圈、岩石圈、大气圈
4．“落红不是无情物，化作春泥更护花”，反映的圈层关系是( )
A．①② B．②③
C．①③ D．③④
第三步·课堂达标检测——即时训练 巩固落实
[2022·山东泰安高一期末]2021年9月16日04时33分，四川泸州市泸县发生6.0级地震，震源深度10千米，多地震感明显。地震导致2人死亡，居民房屋倒塌35处。据此完成1～2题。
1．此次泸县地震的震源位于( )
A．上地幔 B．地壳
C．软流层 D．下地幔
2．地震发生以后，建筑物并不会马上倒塌、一般都要间隔约12秒，这就是地震救援领域所说的“黄金12秒”，在这12秒中人们可以决定是躲是逃。根据所学知识推断“黄金12秒”确定的依据是( )
A．横波和纵波的传播介质差异
B．地震时先左右摇晃，后上下颠簸
C．横波和纵波的传播速度差异
D．人体对紧急事件的生理反应能力
[2022·青海海南藏族自治州高一期末]2018年12月22日印度尼西亚喀拉喀托火山喷发，形成数百至数千米高的火山灰气柱。据此完成3～4题。
3．火山喷发的岩浆来源位于( )
A．地壳下部 B．上地幔上部
C．外核上部 D．下地幔上部
4．岩浆发源地以上部分属于( )
A．大气圈 B．水圈
C．生物圈 D．岩石圈
[2022·安徽定远县高一开学考试]读“地震波波速与地球内部圈层划分图”，完成5～7题。
5．由塑性物质组成的软流层，一般认为位于( )
A．圈层①内部 B．圈层②上部
C．圈层②底部 D．圈层③顶部
6．下列关于岩石圈的说法，正确的是( )
A．①＋②合称为岩石圈
B．①为岩石圈
C．①＋②的顶部合称为岩石圈
D．软流层及其以上为岩石圈
7．当前科学家仍主要利用地震波的性质对地球内部的结构进行探索，下列四幅地震波示意图中表示其地下储有石油的是( )
8．[2022·云南高一期末]地球具有明显的圈层结构，各个圈层之间相互作用、相互影响。下图为地球圈层结构示意图。据此完成下列要求。
(1)图中A代表________圈、B代表________圈；地球各圈层对地球生命的存在和发展产生着重大影响，分别说明A圈层和B圈层对地球生命的作用：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)图中D、F、G代表地球的内部结构，其中D为________、F为________、G为________，当前人类主要利用________探索地球内部构造。
(3)图中代表生物圈的是______，它占有______圈的底部、______圈的全部和______圈的上部。(填字母)
[教材探究·活动点拨]
教材第23页 探究
1．略。
2．人们通过地球上一些自然现象(如火山、地震、温泉等)认识地球内部；科学家会通过对地震波传播速度的研究来探测地球内部奥秘。
教材第27页 活动
1.
2.相似之处：煮熟的鸡蛋与地球内部圈层都可分为三大圈层，蛋壳代表地球内部圈层中的地壳，其物质状态为固态；蛋白代表地球内部圈层中的地幔，也主要是由固态物质组成；蛋壳与蛋白之间的膜和鸡蛋壳合起来就代表岩石圈；蛋黄为地核。
不同之处：鸡蛋壳较均匀，而地壳(陆地和海洋)厚度不均匀；煮熟的鸡蛋蛋白结构一致，而地幔分为上地幔和下地幔，上地幔的上部存在软流层；煮熟的鸡蛋蛋黄呈固态，而地核分为内核和外核，外核呈液态或熔融状态，内核呈固态。
教材第28页 活动
1．(1)地震预警并非地震预报，两者不是同一概念。地震预报是对尚未发生、但有可能发生的地震事先发出通告；地震预警则是指在地震发生以后，抢在地震波传播到设防区域前，向其提前几秒至数十秒发出警报，以告知当地人们采取应急措施，尽可能减少伤亡。
(2)地震预警的重大意义在于为人们避险提供更多时间，大幅减少人员伤亡。
(3)①地震发生时，如果此时恰好在家里，那么要视情况而定是躲还是逃。如果家是平房或一楼，则迅速跑到室外开阔地；如果家位于高层楼房，那么还是应该“伏而待定”，选择室内结实、能掩护身体的物体旁，易于形成三角空间的地方，蹲下或坐下，尽量蜷曲身体，降低身体重心，同时注意保护好头颈、眼睛，掩住口鼻。等地震过后，迅速离开房间到达安全的开阔地；倘若无法离开，则积极等待救援。
②在行驶的电(汽)车内，抓牢扶手，以免摔倒或碰伤；降低重心，躲在座位附近，地震过去后再下车。
③在学校，如果正在上课，要在教师指挥下迅速抱头、闭眼、躲在各自的课桌下；等地震平息后再有组织地撤离。如果恰巧在操场或室外时，可原地不动蹲下，双手保护头部；注意避开高大建筑物或危险物；不要回到教室去。
(4)地震应急演练活动
活动主旨：旨在培养学生的观察能力、应急自救能力，提高地理实践力和综合思维核心素养。
2．略。
第三节 地球的圈层结构
一、
1．快速 地震波
2．纵波 横波
3．快 固体 液体 慢 固体
4．不同 折射
二、
1．地震波 莫霍面 古登堡面
2．莫霍面 稳定
3．地壳 地核 2 900
4．铁 镍
5．软流 软流层
三、
1．大气圈 水圈 生物圈
2．大 减小 上界
3．液态 固态 气态 海洋 陆地 地表 地下
4．生存环境 底 全 上部
探究点一
应用体验
1～3.解析：第1题，由于横波只能在固态中传播，纵波可以在固态、液态、气态三态中传播，所以游轮上的游客只能感受到纵波，即只能感受到上下颠簸，A错。地震的能量主要来自于地球内部，而非太阳辐射，B错。纵波的传播速度更快，地震发生时，首先到达地表的是纵波，C正确。发生在海洋中的强烈地震会诱发海啸，对沿海地区的人们产生生命威胁，D错。第2题，地震释放的能量越大，震级越高，A正确。一次地震中只有一个震级，但有多个烈度，B、C错。同级地震，震源越深，则破坏力越小，D错。第3题，对于地震的应对，应加强地震监测和预报，提高建筑物的抗震强度，同时加强宣传，提高民众的防灾减灾意识， A、B、C选项不符合题意。地震发生时，在高楼不能坐电梯下楼，D选项符合题意。
答案：1.C 2.A 3.D
探究点二
应用体验
1～3.解析：第1题，由图可知，横坐标是深度，纵坐标是地震波的传播速度。①的深度为2 900千米，包括地壳和地幔两部分，A错误；乙波在①层的传播速度是随深度增加而增快，而①层中包括地幔部分，因此乙波可以通过地幔，B错误；从图中可知地震波的波速在①处是随着深度的增加而增快，C正确；由图可知甲波由①层进入②层，波速急剧下降，D错误。第2题，图中的X处深度约2 900千米，在这里纵波(甲波)的传播速度突然下降，横波(乙波)完全消失，应为古登堡面。D正确，A、C、D错误。第3题，整个地壳平均厚度约17千米，其中大陆地壳厚度较大，平均约为39～41千米。高山、高原地区地壳更厚，最高可达70千米；平原、盆地地壳相对较薄。大洋地壳则远比大陆地壳薄，厚度只有几千米。此次地震发生在陆地上，震源深度10千米，震源应位于地壳。
答案：1.C 2.D 3.A
探究点三
应用体验
1～2.解析：本题利用地球外部圈层结构简图，考查地球外部圈层的各自特点。由图可知①为岩石圈，②为水圈，水圈的主体是海洋，海洋占地球表面积的71%。③为生物圈，④为大气圈。这四大圈层中，水圈通过水循环可以更新再生。
答案：1.D 2.B
3～4.解析：第3题，①可提供水给③，①为水圈。水圈供水给生物圈，故③为生物圈。大气圈给生物圈供氧，故④为大气圈。岩石圈为生物圈提供养分，故②为岩石圈。所以C项正确。第4题，反映物质循环，落花通过分解为岩石圈提供养分，故B项正确。
答案：3.C 4.B
课堂达标检测
1～2.解析：第1题，由所学知识可知，大陆地壳平均厚度33千米，地幔位于地下33千米至2 900千米处，地核在地下2 900千米更深处。材料信息表明，此次地震发生在四川泸州市泸县，震源深度为10千米，因此震源应该位于地壳，不可能位于上地幔、下地幔和软流层，B正确，A、C、D错误。第2题，由所学知识可知，地震的能量是通过地震波传播的，地震波有横波和纵波两种类型，横波传播速度慢，纵波传播速度快。纵波到达地面，地表就会上下颠簸，横波到达地表，地面就会水平晃动，一般认为水平晃动力是造成建筑物破坏及人员大量伤亡的主要原因，因此在地震发生后，横波到达之前是躲避或逃避的最好时间，即“黄金12秒”。由此判断，“黄金12秒”产生的原因是横波和纵波的传播速度差异，C正确。“黄金12秒”与人体对紧急事件的生理反应能力、横波和纵波的传播介质差异等无关，A、B、D错误。
答案：1.B 2.C
3～4.解析：第3题，软流层又叫软流圈，位于上地幔上部岩石圈之下，深度在80～400 km之间，是一个基本上呈全球性分布的地内圈层。软流层一般被认为是岩浆的主要发源地。第4题，地壳和上地幔顶部(软流层以上)由坚硬的岩石组成，合称岩石圈。可知，软流层以上部分属于岩石圈。
答案：3.B 4.D
5～7.解析：第5题，读图可知：圈层①是地壳，圈层②是地幔，圈层③是地核，由塑性物质组成的软流层位于地幔上部，B正确，A、C、D错误。第6题，岩石圈由地壳和软流层以上的地幔顶部组成，C符合题意，A、B、D错误。第7题，根据地震波的传播特征，横波只可以在固体中传播，遇到液体速度降为0，纵波可以在固、液、气体中传播，遇到液体传播速度降低，A符合题意，B、C、D不符合题意。
答案：5.B 6.C 7.A
8．解析：第(1)题，读图，A表示大气圈，B表示水圈。大气圈对生命的作用：首先，大气圈直接为地球生命提供适合呼吸的大气成分，如氧气等；其次，大气通过对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用，可以有效维持和调节地表的温度；再次，大气圈可以削弱宇宙射线和太阳辐射，如臭氧吸收紫外线等，为生命提供保护伞；最后，大气层可以对流星体在撞击地面前进行充分摩擦燃烧消耗，减少流星体对地面的撞击，对生命起到保护作用。水圈对生命的作用：首先，水圈的水直接为地球生命提供了生存所必需的液态水；其次，生物圈包含水圈的全部，水圈直接为水生生物提供了生存空间。第(2)题，D位于莫霍面以上，为地壳；F介于莫霍面与古登堡面之间，为地幔；G位于古登堡面以下，为地核。由于地震波在不同介质的传播速度存在差异，所以当前人类主要利用地震波来间接探索地球内部构造。第(3)题，C包含大气圈(A)的下部，水圈(B)的全部，岩石圈(E)的上部，C表示生物圈。
答案：(1)大气 水 A圈层为地球生命提供适合呼吸的大气成分；维持地表适宜的温度；削弱宇宙射线和太阳辐射；减轻流星体的撞击，对生命起到保护作用。B圈层为地球生命提供了生存所必需的液态水；为水生生物提供生存空间。
(2)地壳 地幔 地核 地震波
(3)C A B E
项目
内容
震源
地球内部岩石发生断裂引起震动的地方
震中
震源在地面上的垂直投影，即地面正对着震源的那一点
震源深度
从震中到震源的垂直距离
等震线
将烈度相同的点连成的封闭的曲线
震中距
从观测点(如地震台)到震中的直线距离
地震波
震源释放的能量波
分类
纵波
横波
别称
P波
S波
概念
波的振动方向与传播方向一致
波的振动方向与传播方向垂直
传播状况
速度
快
慢
介质
可以通过固体、液体和气体传播
只能通过固体传播
共性
在不同介质中的传播速度不同；经过不同介质的界面时，会发生反射和折射现象
地物表现
上下颠簸
左右摇晃
界面
位置
地震波速度的变化
意义
莫霍面
在地面下平
均33千米处
在这个不连续面下，横波和纵波的速度都突然增加
地壳与地幔
的分界
古登
堡面
在地面下
约2 900
千米处
在这个不连续面下，纵波速度突然下降，横波完全消失
地幔与地核
的分界
圈层名称
图示
地震波的速度变化
主要物质
主要特征
地壳
地震波的传播速度比较稳定
岩石(硅铝层、硅镁层)
①厚度不均(大陆地壳较厚，平均厚度为39～41 km；大洋地壳较薄，平均厚度为5～10 km)，地壳平均厚度为17 km；②地球大范围固体表面的海拔越高，地壳越厚；海拔越低，地壳越薄
地幔
上地幔
地震波的传播速度增加
含铁、镁的
硅酸盐类矿物
①具有固态特征；②上地幔上部存在一个软流层，一般认为这里可能是岩浆的主要发源地
下地幔
地核
外核
纵波速度下降，横波消失
以铁、镍为主
①外核物质在高压和高温下呈液态或熔融状态；②一般认为内核呈固态；③地核相对于地壳的“流动”可能是地球磁场产生的主要原因
内核
分层
名称
主要成分
密度
分布
上层
硅铝层
由以硅、铝成分较多的花岗岩类组成
小
不连续分布：在大洋地壳中很薄，甚至缺失
下层
硅镁层
镁、铁、钙、玄武岩类组成成分增多
大
连续分布：大陆和大洋地壳中都有分布
外部圈层
概念
组成
其他
大气圈
包裹地球的气体层
气体和悬浮物，主要成分是氮和氧
地球生命生存的基础条件之一
水圈
由地球表层水体构成的连续但不规则的圈层
海洋水、地表水、地下水、大气水、生物水等
水圈里的水处于不间断的循环运动之中
生物圈
广泛分布于地壳、大气圈和水圈中的生物世界
生物及其生存环境
生物圈与大气圈、水圈和岩石圈相互渗透、相互影响
对大气圈的影响
绿色植物能降低大气层中的
二氧化碳浓度，调节气温
对水圈的影响
生物影响一些元素在水中的迁移和沉淀过程；生物体中的水通过被吸收和排出以及在生命系统内部的运动，参与着水圈的循环
对岩石圈的影响
生物风化作用和生物成矿作用
圈层
名称
分界面
地震波
传播特点
圈层特点
地壳
(33 km)
(2 900 km)
传播速度
迅速加快
平均厚度为17千米。厚度不均，大陆地壳厚(平均39～41千米)，大洋地壳薄(平均5～10千米)。地球大范围固体表面的海拔越高，地壳越厚；海拔越低，地壳越薄
地幔
传播速度
稳步上升
具有固态特征，主要由含铁、镁的硅酸盐类矿物组成，由上而下，铁、镁的含量逐渐增加。地幔分为上地幔和下地幔。上地幔上部存在一个软流层，一般认为这里可能是岩浆的主要发源地
地核
横波不能
在外核中
传播
组成地核的物质可能是极高温度和高压状态下的铁和镍。地核分为内核和外核。外核的物质在高压和高温下呈液态或熔融状态；地球内核呈固态