21 大气的组成和垂直分层教案.docx
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21大气的组成和垂直分层教案
第一节
大气的组成和垂直分层
课标解读
课程标准
学业质量
核心素养
运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产生活的联系。
质量1：
了解大气的组成及其作用，认识人类活动对大气成分的影响并掌握对流层和平流层大气的特点。
质量2：
.培养读图、阅读和概括能力，运用对比法分析地理问题的能力。
质量3：
了解人类活动对大气环境的影响和作用。
质量4：
树立人类与环境相互协调、走可持续发展道路的观念和意识。
环境协调观：
认识大气与人类活动的紧密性，保护大气环境。
综合思维：
分析出现的各种大气问题。
地理实践力：
会分析大气成分，感受大气的变化。
预习准备区
主干预览
效果速测
一、大气的组成以及作用
1、大气组成：
（1）干洁空气
主要成分：
N2（78%）、O2（21%）
次要成分：
CO2、O3
（2）水汽
（3）固体杂质
2、大气的作用：
N2：
生物体的基本成分。
O2：
维持生物活动的必要物质。
CO2：
植物光合作用的原料；对地面保温。
O3：
吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害。
水汽：
成云致雨的必要条件；对地面保温。
固体杂质：
成云致雨的必要条件。
1.判断正误
氧气占大气的78%。
（×）
CO2对大气有保温作用。
（√）
2.能够吸收紫外线的大气成分是（）
A.N2B.O2
C.CO2D.O3
答案D
解析臭氧层是吸收紫外线的主要从大气成分。
3.水汽和杂质为什么是成云致雨的必要条件？
提示：
.空气上升到凝结高度，,固体尘埃作为凝结核,使周围水汽凝结,才能成云致雨。
二、大气的垂直分层
1.大气的分层：
地球大气自下至上可分为对流层、平流层和高层大气。
2.大气各层次的简述：
（1）对流层：
高度：
低纬17—18千米；高纬8—9千米。
特点：
气温随高度增加而递减；空气对流运动强烈。
与人类的关系：
天气现象复杂多变。
（2）平流层：
高度：
对流层顶至50—55千米。
特点：
气温随高度增加而递增；空气以水平运动为主。
与人类的关系：
利于高空飞行；臭氧层吸收紫外线。
（3）高层大气：
高度：
平流层顶至2000—3000千米高空。
特点：
大气密度小，气压小。
与人类的关系：
电离层能反射无线电波。
1.判断正误。
（1）臭氧层在对流层。
（×）
（2）飞机能够稳定飞行是在对流层。
（×）
2.“高处不胜寒”反映的是（）
A.平流层大气逆温现象
B.对流层大气垂直方向上的气温变化
C.海拔越高，大气吸收的太阳辐射越少
D.海拔越高，气压越高，到达的地面辐射越少
答案B
解析考察的是大气垂直方向上的变化。
高处不胜寒是对流层垂直方向上的气温递减。
3.非洲最高的山峰乞力马扎罗山，地处赤道附近，山顶却终年积雪，这是为什么？
提示对流层中气温随海拔高度的增加而递，乞力马扎罗山海拔高（接近6000米），因此，山顶气温很低，终年积雪。
主题探究区
探究一：
大气的组成
※※搭建探究平台※※
阅读下列材料，探究大气的组成。
据美国国家冰雪数据中心统计，2018年2月下旬，北冰洋的冰层面积降至有记录以来的历史最低点，比正常值少约100万平方千米，相当于减少了一个埃及的面积。
一些科学家认为，人们可能低估了全球变暖的趋势。
美国环保局发现臭氧总量每耗减1%，地面紫外线会增加1.5%〜2%。
他们预测，如果氯氟烃生产和消费不加限制，到2075年，地球臭氧总量将比1985年再耗减25%。
据此探究下列问题：
1.全球变暖与大气中的哪种主要成分有关？
2.臭氧有什么作用？
3.针对上述问题，你能提出哪些有效的措施？
◎成果展示
1.CO2
2.能臭氧能大量吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害
3.减少化石能源的使用；保护森林；植树造林；研发新型制冷设备，控制氟氯烃的产生
※※构建科学思维※※
大气组成的记忆：
大气由干洁空气（氮气、氧气、二氧化碳、臭氧）、水汽、固体杂质等组成。
1.根据组成所占比例区分干洁空气：
氮气78%氧气21%而二氧化碳和臭氧只占少量。
2.根据不同功能记忆：
N2：
生物体的基本成分。
O2：
维持生物活动的必要物质。
CO2：
植物光合作用的原料；对地面保温。
O3：
吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害。
水汽：
成云致雨的必要条件；对地面保温。
固体杂质：
成云致雨的必要条件。
※※思维引导※※
1．关于大气组成成分及其作用的叙述，正确的是（）
①二氧化碳对地面有保温作用②干洁空气的主要成分是氧和氢
③水汽和杂质集中在高层大气④臭氧能大量吸收太阳紫外线
A.①②B.①③C.①④D.②④
2．低层大气的组成物质中
A.氮气和臭氧吸收太阳紫外线B.CO2只吸收太阳辐射红外线
C.水汽和固体杂质可成云致雨D.氧气和氮气供植物呼吸作用
◎科学思维
大气的组成分析思路：
第
（1）题，要理解大气组成中干洁空气由氮气、氧气、二氧化碳、臭氧等组成。
其中，主要的成分为氮气（78%）和氧气（21%）。
水汽和固体杂质主要集中在25千米以下的底层大气中。
第
（2）题，考查的是大气组成成分的作用。
其中，N2：
生物体的基本成分；O2：
维持生物活动的必要物质；CO2：
植物光合作用的原料；对地面保温；O3：
吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害；水汽：
成云致雨的必要条件并且对地面保温；固体杂质：
成云致雨的必要条件。
答案
（1）C
（2）C
※※灵活运用※※
1．保护地球上的生物免受过多紫外线伤害的物质主要
存在于大气圈中的
A．对流层B．平流层
C．电离层D．高层大气
答案B
【解析】试题分析：
臭氧能吸收紫外线，保护了地球上的生物免受过多紫外线伤害。
而臭氧主要分布于平流层。
2．赤道地区，常年太阳辐射强度大，但赤道地区的气温并没有持续升高，下列选项与这种现象有直接关系的是…………………………………………………………………（ ）
A．太阳辐射 B．大气组成 C．下垫面状况 D．大气环流
答案D
【解析】大气环流把热量和水汽从一个地区输送到另一个地区，使高低纬度间的热量得到交换，因此赤道地区的气温不会持续升高。
3．关于大气组成成分及其作用的叙述，正确的是 （ ）
A．水汽和固体尘埃不会影响地面的温度 B．干洁空气的主要成分是氧和氢
C．二氧化碳对地面有保温作用 D．臭氧能大量吸收太阳红外线
答案C
【解析】干洁空气由氮、氧、二氧化碳、臭氧等组成。
二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料，对地面还有保温作用；臭氧能大量吸收太阳光线中的紫外线；水汽和固体尘埃的含量也很少，却是成云致雨的必要条件。
同时也会影响地面和大气的温度。
4．在大气成分中，既是植物光合作用的重要原料，又对地面有保温作用的是
A.氮B.臭氧C.二氧化碳D.氧
答案C
【解析】此题考查大气的组成成分及作用。
二氧化碳既是植物光合作用的重要原料，又对地面有保温作用。
探究二：
大气的垂直分层
※※搭建探究平台※※
阅读下列材料和图，探究大气的垂直分层。
大气圈又叫大气层（aerosphere），地球就被这一层很厚的大气层包围着。
大气层的成分主要有氮气（占78．1％）、氧气（占20．9％）、氩气、（占0．93％）还有少量的二氧化碳、稀有气体如氦气、氖气、氩气、氪气、氙气氡气和水蒸汽。
大气层的空气密度随高度而减小，越高空气越稀薄。
大气层的厚度大约在1000千米以上，但没有明显的界限。
整个大气层随高度不同表现出不同的特点，分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层，再上面就是星际空间了。
据此探究下列问题：
1.大气在垂直方向上共分为几个层次？
各层次具有什么特点？
各层次中有哪些相关的人类活动？
2．你认为人类活动与哪个层次联系最密切？
◎成果展示
1.
大气分层
平均高度
气温的垂直变化
与人类的关系
高层大气
50千米以上
气温变化复杂
卫星、宇宙飞船的运行
对无线电短波通信有重要作用
平流层
12--50千米
随高度增加而升高
水平运动为主
有利于飞机飞行
对流层
12千米以下
随高度增加而降低
对流运动显著
天气现象复杂多变
2.对流层。
※※构建科学思维※※
大气垂直分层的记忆：
由地面往上依次分为对流层、平流层、高层大气。
大气分层
平均高度
气温的垂直变化
与人类的关系
高层大气
50千米以上
气温变化复杂
卫星、宇宙飞船的运行
对无线电短波通信有重要作用
平流层
12--50千米
随高度增加而升高
水平运动为主
有利于飞机飞行
对流层
12千米以下
随高度增加而降低
对流运动显著
天气现象复杂多变
※※思维引导※※
1.以下有关对流层大气特点的叙述,正确的是（）
A.对流层的主要直接热源是太阳辐射
B.降水现象只发生在对流层
C.对流层的厚度在低纬度地区最小
D.臭氧层空洞出现在对流层
2．人类排放的氟氯烃，对人类生存环境破坏最大的是（）
A．A层B．B层C．C层D．D层
◎科学思维
大气的垂直分层分析思路：
第
（1）题，对流层靠近地面，大气对流运动为主，多云雨。
对流层与人类的活动最为密切，其厚度随着纬度的增加而降低。
平流层大气以水平运动为主，有利于飞机稳定飞行，臭氧层位于平流层。
第
（2）题，考查的是对大气垂直分层图示的记忆。
对流层，温度随高度增高而降低；平流层温度随高度的增加而增加；高层大气温度则随着高度的增加先降低在升高。
而O3主要分布在臭氧层，位于平流层。
答案
（1）B
（2）B
※※灵活运用※※
1．读“大气垂直分层示意图”回答“蓝蓝的天上白云飘”，歌词中的蓝天白云发生（）
A.A层B.B层C.C层D.C层以上大气层
答案A
【解析】
大气的垂直分层
高度
温度
大气运动
对人类活动的影响
高层大气
2000-3000千米
电离层反射无线电波
平流层
50-55千米
随高度的增加而上升
平流运动
臭氧吸收紫外线升温;有利于高空飞行
对流层
10-12千米，
随高度增加而递减
对流运动
天气现象复杂多变，与人类关系最密切
蓝天白云发生对流层。
图中A为对流层。
所以本题选择A选项。
2．下列关于大气垂直分层的叙述，正确的是：
A．大气在垂直方向从上至下依次为对流层、平流层、高层大气
B．对流层的高度因纬度而异，具体表现在高度上从高纬向低纬逐渐降低
C．随高度增加气温上升很快的是对流层
D．对流层大气增温主要是地面的长波辐射被大气中的水汽和二氧化碳吸收的结果
答案D
【解析】
大气在垂直方向上“从下至上”依次为对流层、平流层、高层大气，A错误；对流层的高度从高纬向低纬递增，B错误；对流层气温随高度增加而下降，C错误。
对流层大气的直接热源是地面辐射，D正确。
3．有关大气垂直分层的叙述，正确的是：
（）
A．大气在垂直方向从下至上依次为对流层、平流层、高层大气
B．对流层的高度因纬度而异，具体表现在高度上从高纬向低纬逐渐降低
C．随高度增加气温上升很快的是对流层
D．对流层大气增温主要是地面的短波辐射被大气中的水汽和二氧化碳吸收的结果
答案A
【解析】
大气在垂直方向从下至上依次为对流层、平流层、高层大气，A对。
对流层的高度因纬度而异，具体表现在高度上从高纬向低纬逐渐增高，不是降低，B错。
随高度增加气温上升很快的是平流层，不是对流层，C错。
对流层大气增温主要是地面的长波辐射被大气中的水汽和二氧化碳吸收的结果，地面辐射不是短波辐射，D错。
4．保护地球上的生物免受过多紫外线伤害的物质主要
存在于大气圈中的
A．对流层B．平流层
C．电离层D．高层大气
答案B
【解析】
试题分析：
臭氧能吸收紫外线，保护了地球上的生物免受过多紫外线伤害。
而臭氧主要分布于平流层。
【教材31页思考】
※※思路点拨
（1）平流层的大气以水平运动为主，飞机在平流层遇到的对流气流比较少，飞行稳定，所以有利于飞行。
（2）无线电通信利用的是电离层对电磁信号的反射原理。
地面设备发射的电磁信号经过电离层和地面的反射，最终达到终端接收设备。
电离层位于距离地面800—500千米的高空，在高层大气中。
◎成果展示
（1）对流层气流水平稳定，利于飞机飞行。
（2）高层大气中电离层反射无线电信号的特性。
※※方向与建议
（1）通过查阅资料，了解关于臭氧层和电离层更多的信息。
（2）利用课下时间，查阅飞机的飞行过程、飞行高度，体会平流层的稳定性。
（3）通过上网查阅相关大气分层知识，获取更多关于大气层次的信息。
请同学们从以上几个方面任意选择，也可选择其他活动。
完成实践活动。
※※展示与评价
略。
课后检测
时间：
45分钟满分：
100分
探究点
题号
大气的组成
1、2、11
大气的垂直分层
3—10、12
一、选择题（共12小题，每题4分，共48分，每题只有一个选项符合题目要求）
1.大气中二氧化碳含量与日俱增的原因
主要是（ ）
A．海平面上升
B．臭氧的大量减少
C．全球变暖越来越严重
D．燃烧煤炭、石油等，不断向大气排放二氧化硫等酸性气体和森林破坏
答案D
解析大气中二氧化碳含量增多的原因是燃烧煤炭、石油等不断向大气排放二氧化碳等温室气体和森林被破坏。
2.臭氧总量的减少，带来的后果有（）
①土壤酸性增强，文物古迹受腐蚀②太阳辐射增强，利于林木生长
③患白内障和皮肤癌的人数增加④对生态环境和农业造成破坏
A.①②B.③④C.②③D.①④
答案B
解析臭氧总量的减少会导致太阳紫外线增多，对地球上的生命物质造成伤害。
大气是地球自然环境的重要组成部分，也是地球自然环境中最为活跃的因素。
据此回答：
3．气温变化和风、霜、雨、雪等天气过程发生在
A、平流层B、对流层
C、高层大气D、电离层
答案B
解析由于对流层几乎集中了绝大部分的水汽、固体杂质，且由于对流运动旺盛，故容易成云致雨，天气现象复杂多变。
4．大气圈是自然界最活跃的组成部分。
在不同的大气分层中，演绎着各种自然现象。
在下列各组大气垂直分层中，总体而言，温度随着高度的增加而上升的一组是
A.对流层、电离层B.平流层、电离层C.平流层、中问层D.对流层
答案B
解析平流层因臭氧能吸收大量太阳紫外线，从而使气温升高。
电离层因吸收波长小于0.175微米的太阳紫外辐射而升温。
5．对流层与人类活动的关系密切，主要表现为
A．是地球上热量的主要来源
B．能降低太阳紫外线对地表生物的伤害
C．有雨、雪等天气现象的发生
D．有利于飞机的高空飞行
答案C
解析本题考查大气分层。
由于人类生活在对流层的底部，且对流层天气现象复杂多变，与人类关系最密切。
读图，回答下面小题。
6．从大气垂直分层看，图示大气层是（ ）
A.低纬度的对流层B.中纬度的平流层
C.高纬度的平流层D.低纬度的平流层
答案B
解析图示大气层从12千米高空向上气温逐渐降低，图示大气层是中纬度的平流层，B正确。
7．该层大气（ ）
A.随高度增加，温度增幅变小B.能够大量吸收紫外线长波辐射
C.以平流运动为主，有利于飞机高空飞行D.受强烈的太阳辐射而呈电离状态
答案C
解析该层大气以水平运动为主，有利于飞机高空飞行，C正确；随高度增加，温度下降；能够大量吸收紫外线短波辐射；呈电离状态的是电离层在高层大气中，该地是平流层。
8．下列关于大气垂直分层的说法，错误的是：
A高层大气有臭氧层，能吸收紫外线，成为人类生存环境的天然屏障。
B对流层的气温随高度的增加而递减，是由于地面是对流层的直接热源。
C平流层的大气平稳，天气晴朗，能见度好，有利于高空飞行。
D整个大气质量的3/4和几乎全部水气、固体杂质都集中在对流层。
答案A
解析大气的垂直分层
高度
温度
大气运动
对人类活动的影响
高层大气
2000-3000千米
电离层反射无线电波
平流层
50-55千米
随高度的增加而上升
平流运动
臭氧吸收紫外线升温;有利于高空飞行
对流层
10-12千米，
随高度增加而递减
对流运动
天气现象复杂多变，与人类关系最密切
所以本题选择A选项
读“大气垂直分层”示意图，完成9-10题。
9．人类排放的氟氯烃，对大气层中影响最大的是
A.A层B.B层C.C层D.D层
答案B
解析人类排放的氟氯烃，对大气层中影响最大的是臭氧，臭氧层分布在22-27千米处的平流层中，符合的是B层。
10．“蓝蓝的天上白云飘”歌词中的蓝天白云发生在
A.A层B.B层C.C层D.D层
答案A
解析“蓝蓝的天上白云飘”歌词中的蓝天白云发生在对流层中，符合的是A。
下图为大气垂直分层示意图。
读图完成下面小题。
11．下列叙述正确的是
A.低层大气主要是由干洁空气、水汽和固体杂质组成
B.云、雨、雪、雷电等天气现象，主要发生在平流层
C.大气中臭氧的主要作用是减少红外线对生物的伤害
D.大气组成成分的比例不会因人类活动的影响而改变
答案A
解析低层大气主要是由干洁空气、水汽和固体杂质组成，A正确；云、雨、雪、雷电等天气现象，主要发生在对流层；大气中臭氧的主要作用是减少紫外线对生物的伤害；大气组成成分的比例会因人类活动的影响而改变，如二氧化碳比例的增加主要是人为原因。
12．北京飞往美国华盛顿的飞机，升空20分钟后遇到雷雨天气，此时飞机应
A.迅速进行迫降B.不断降低飞行高度
C.保持原有高度D.升至万米以上高空
答案D
解析雷雨天气一般出现在对流层，飞机遇到雷雨天气说明还在对流层，对流层由于大气对流现象明显，大气不稳定，不适宜飞机飞行，飞机应升至万米以上高空的平流层，以保证安全，D正确
二、综合题（共2题，共52分）
13．下图是干洁空气组成示意图，读图回答（19分）：
（1）图中A、B表示的大气成分是：
A_______，B_______。
其中B的重要作用是_______。
（7分）
（2）“其他气体”含量虽少，但其中的_______和_______对地球上的生命活动和自然环境有着重要作用。
被称为“地球生命保护伞”的主要成分分布在_______层。
（6分）
（3）由于人类活动的影响，使得大气的成分和含量发生变化。
由于燃烧矿物燃料，使得干洁空气中的_______含量增多；由于_______工业的发展，释放到大气的_______增加，破坏了臭氧层，使到达地面的紫外线增加，危害人体健康。
（6分）
答案⑴氮 氧 动植物呼吸作用 ⑵CO2 O3 平流 ⑶CO2 制冷 氟氯烃
14．读“大气的垂直分层示意图N”和“某地的气压状况图P”,图P是图N中的A层某地，该地位于在北半球，中1、2、3位于等压面上，4、5位于等高面上，回答下列问题。
（33分）
（1）A为_______层,B为_______层。
（6分）
（2）A层的直接热源是_______大气温度随高度升高而_______（升高或降低）。
影响A层直接热源的主要因素有哪些？
（6分）
（3）图P中1、2、3、4、5表示气压相等的数码是________，表示气压最高的数码是______，表示气压最低的数码是________；（9分）
（4）甲、乙两处气温较高的是_________处，气压较高的是__________处。
（6分）
（5）若图P表示的是海滨地区晴热白天的热力环流图，则甲地为_______（海洋或陆地）。
若表示的是城市和郊区之间的热力环流，则乙地为_______（城市或郊区）。
（6分）
答案
（1）A对流层B平流层
（2）地面辐射降低纬度因素和下垫面因素
（3）12345
（4）乙甲
（5）海洋城市
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