22人教版新教材地理必修第一册知识练习第一节 大气的组成和垂直分层.docx
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22人教版新教材地理必修第一册知识练习第一节大气的组成和垂直分层
第一节大气的组成和垂直分层
课标解读
课标要求
素养达标
运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系。
1.认识大气组成与人类生产、生活的联系，注重对大气的保护。
（人地协调观）
2.运用图表等资料，说明大气的垂直分层及其与人类生产、生活的联系。
（综合思维）
自主学习·必备知识
基础预习
一、大气的组成
1.大气的组成
（1）低层大气的组成：
①干洁空气、水汽和杂质。
（2）干洁空气的主要成分及其主要作用。
主要成分
主要作用
氧
氧是人类和其他生物维持②生命活动所必需的物质
氮
氮是地球上生物体的基本元素
二氧化碳
二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，另外，它吸收地面辐射的能力强，使气温升高
臭氧
臭氧能够吸收太阳光中的③紫外线，减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用
（3）水汽和杂质：
是④成云致雨的必要条件，影响天气变化。
2.人类活动对大气成分的改变及影响
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⑤大气污染，对生态系统和人类生存造成不利影响。
二、大气的垂直分层
1.划分依据：
大气在垂直方向上的温度、密度和运动状况的差异。
2.大气垂直分层示意图
（1）对流层（a）
Ⅰ.高度：
对流层的高度因⑥纬度而异。
低纬度地区为17—18千米，高纬度地区仅为8—9千米。
Ⅱ.特征
A.气温随高度升高而降低。
大约每上升1000米温度降低6℃。
知识拓展对流层气温一般随高度升高而降低，但在一定条件下，对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高或者气温随高度增加而降低的幅度小于垂直递减率的现象，这种现象我们称为“逆温”。
B.空气以⑦对流运动为主。
C.天气现象复杂多变。
（2）平流层（b）
Ⅰ.范围：
对流层顶部至50—55千米高空。
Ⅱ.特征
A.气温随海拔升高而⑧升高。
这是因为平流层中的臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温。
B.空气以平流运动为主。
C.无云雨现象，能见度好。
Ⅲ.臭氧层使地球上的生命免受过多紫外线的伤害，被称为“⑨地球生命的保护伞”。
（3）高层大气（c）
Ⅰ.范围：
平流层以上的大气。
Ⅱ.特征
A.自平流层顶部开始，由于没有吸收紫外线的臭氧，气温先随海拔升高而⑩降低，随后，由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线，温度随海拔升高持续上升。
B.存在电离层，能反射无线电波。
C.空气密度很小。
自我诊断
1.低层大气中除了干洁空气外，主要还有（）
A.臭氧（O3）B.氨气（NH3）
C.甲烷（CH4）D.水汽和杂质
答案：
D
解析：
低层大气是由干洁空气、水汽和悬浮在大气中的杂质三部分组成的，其中主要的是干洁空气。
2.2010年冰岛多次发生火山喷发，严重影响了欧洲的航空运输业。
这主要是由于火山灰进入了大气的（）
A.对流层和高层大气B.平流层和高层大气
C.对流层和平流层D.平流层
答案：
C
解析：
飞机起飞后，首先进入的是对流层，随着飞行高度的升高，进入平流层，这里空气以平流运动为主，利于飞机飞行。
此次火山喷发，影响了航空运输业，表明火山灰进入了对流层和平流层。
下图为“地球大气的垂直分层图（部分）”，读图完成下面三题。
3.图中能正确表示大气层气温垂直变化规律的曲线是（）
A.①B.②C.③D.④
答案：
A
解析：
根据图中大气层的高度为12-50km，可知其为平流层；平流层存在臭氧层，可以通过吸收紫外线增温，平流层下层气温随高度增加变化的幅度很小，在30km以上，气温随高度增加而迅速上升，曲线①符合该特征。
4.决定图中大气层气温垂直变化的因素是（）
A.地面辐射B.二氧化碳
C.臭氧D.人类活动
答案：
C
解析：
平流层中的臭氧大量吸收紫外线使大气增温。
5.下列关于图中大气层的叙述，正确的是（）
A.顶部与底部的气温差值约为55℃
B.有电离层，对无线电通信有重要作用
C.天气晴朗，对流旺盛，利于高空飞行
D.上部冷、下部热，空气以对流运动为主
答案：
A
解析：
读图可知，平流层顶部与底部的气温相差约55℃。
电离层位于高层大气。
平流层空气上部热、下部冷，空气以平流运动为主，利于高空飞行。
互动探究·关键能力
探究主题大气的组成和垂直分层
探究活动一大气的组成及其变化
1.阅读情境，探究下列问题。
中新网北京2020年1月3日电，“亚马孙森林火灾”入选中国气象局“2019年国外十大天气气候事件”。
2019年8月，亚马孙地区森林大火多发且持续燃烧，过火面积超过100万公顷。
科学家发现，亚马孙森林的熊熊大火已在地球大气层上留下了深刻的痕迹，严重影响了大气质量。
火灾烧毁的森林释放出大量的二氧化碳和许多其他污染物，改变了大气成分。
科学家通过卫星搭载最先进的Tropomi仪分析后得知，火灾区域大气中含有二氧化氮、臭氧、甲醛、二氧化硫、甲烷、一氧化碳和气溶胶等大量的残留气体，这些是影响人体健康的有害气体。
（1）说出亚马孙地区低层大气的组成成分。
（2）亚马孙地区森林火灾对当地大气成分的改变有哪些？
（3）说明亚马孙地区森林火灾改变大气成分，可能对人类造成哪些不利影响？
答案：
（1）水汽、杂质、干洁空气。
（2）二氧化碳浓度增加；含有二氧化氮、臭氧、甲醛、二氧化硫、甲烷、一氧化碳和气溶胶等大量的残留气体。
（3）二氧化碳浓度增加，会使大气保温作用增强，导致全球气候变暖，引发全球自然环境变化。
二氧化氮、臭氧、甲醛、二氧化硫、甲烷、一氧化碳和气溶胶等大量的残留气体，使自然环境发生变化，大气中污染性气体增加，危害人体健康，影响人们的生产生活。
探究活动二大气的垂直分层
2.阅读情境，探究下列问题。
情境一2012年10月14日，奥地利“坠落人”菲利克斯·鲍姆加特纳，从高度约39000m的氦气球携带的太空舱中跳下。
他配备的宇航服，外表绝缘，密封的内层中填充有加压氮气，头盔内有液氧系统，护目镜中装有温度调节器。
情境二大气垂直分层示意图。
（1）太空舱处于大气的哪一层？
指出这一层大气运动的特点。
（2）根据情境二总结气温在垂直方向上的变化规律。
答案：
（1）平流层；以水平运动为主。
（2）对流层大气气温随海拔升高而降低；平流层大气气温随海拔升高而升高；高层大气气温先随海拔升高而降低，后随海拔升高而升高。
知能整合
一、大气的组成
1.大气的主要组成成分及其作用
组成成分
体积
作用
干洁空气
氮气
干洁空气成分体积分数（25千米以下）
78%
氮是地球生物体内蛋白质的重要组成部分；是地球上生物体的基本元素
氧气
21%
氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质；具有氧化作用
二氧化碳
很少
是绿色植物进行光合作用的基本原料，能影响地面温度
臭氧
极少
能大量吸收紫外线，使生物免受过多紫外线的伤害
水汽
很少，因时因地而异
水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，直接影响地面和大气的温度
固体杂质
作为凝结核，是成云致雨的必要条件，影响大气的温度和质量
2.人类活动引起大气成分的变化
由人类活动造成的大气的成分和含量变化已导致大气污染，并造成了全球性的大气环境问题。
二、各层大气主要特点以及与人类的关系
垂直分层
范围
主要特点
与人类的关系
对流层
低纬上界高度17-18km；
中纬上界高度10-12km；
高纬上界高度8-9km
①气温随高度升高而降低
②空气垂直对流运动显著
③天气现象复杂多变，云、雨、雪、雾现象多发生在该层
与人类关系最密切
平流层
对流层顶部至50-55km高空
①气温随高度增加而上升
②空气以平流运动为主，气流平稳
③天气晴朗
因天气晴朗、气流平稳，适合航空飞行
高层大气
平流层顶到大气上界
在80-500km高空，有若干电离层，电离层大气处于高度电离状态
电离层对无线电通信有重要作用
特别提醒低纬度地区热量丰富，对流旺盛，对流层上界所达高度就高。
素养培育
综合素养
下图为大气垂直分层示意图，读图回答下面两题。
1.图中正确表示大气层气温变化的曲线是（）
A.①B.②C.③D.④
答案：
B
解析：
对流层大气气温随海拔升高而降低，平流层大气气温随海拔升高而升高，高层大气气温先随海拔升高而降低再随海拔升高而升高，所以是曲线②。
2.下列关于Ⅰ、Ⅱ两层的正确说法是（）
A.Ⅰ层上部热、下部冷，空气以对流运动为主
B.Ⅱ层上部热、下部冷，空气以对流运动为主
C.Ⅰ层上部冷、下部热，空气以对流运动为主
D.Ⅱ层上部冷、下部热，空气以对流运动为主
答案：
C
解析：
Ⅰ层是对流层，上部冷、下部热，空气以对流运动为主。
3.阅读材料，分析下列问题。
地球形成之初，大气的主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨，缺少氧气，如今大气的成分是地球长期演化的结果，一般短时间内不会有明显变化。
但是随着人类生产、生活等一系列活动产生的大量污染物进入大气，改变了大气的成分和含量，产生大气污染，对生态系统和人类生存造成了不利影响。
（1）现在大气的主要成分有哪些？
说明其主要作用。
（2）举例说明人类活动对大气成分的影响，并分析由此带来的环境问题。
答案：
（1）干洁空气（氮气、氧气、二氧化碳、臭氧等）、水汽和杂质。
氮是地球上生物体的基本元素；氧是人类和其他生物维持生命活动必需的物质；二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，并且能吸收地面辐射，对地面起着保温作用；臭氧能吸收太阳光中的紫外线，保护地球上生物免受其伤害；水汽能产生云、雨、雾、雪等天气现象，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）人类排放大量二氧化碳，导致全球气候变暖；人类排放大量二氧化硫，导致酸雨发生；人类大量使用制冷剂，导致大气中含有大量氟氯烃，造成南极臭氧层空洞；等。
随堂巩固·自我测评
大气圈是地球最外部的气体圈层。
据此回答下面两题。
1.地球的大气圈（）
①由包围着地球的气体和悬浮物质组成
②主要成分是氧和二氧化碳
③与其他圈层之间没有联系
④低层大气的主要成分是氮和氧
A.①②B.②③C.③④D.①④
答案：
D
解析：
地球的大气圈由气体和悬浮物质组成，①正确；二氧化碳在地球大气中的含量很小，②错误；大气圈和其他圈层之间进行着物质迁移和能量交换，③错误；低层大气中的干洁空气，主要成分是氮和氧，低层大气中的水汽和杂质含量很少，④正确。
故选D项。
2.关于大气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水汽和杂质影响着天气变化
③二氧化碳是光合作用的基本原料
④臭氧能大量吸收太阳光中的红外线
A.①②③B.①③④
C.①②④D.②③④
答案：
A
解析：
臭氧能大量吸收太阳光中的紫外线，排除④。
3.对流层的厚度会因纬度和季节的不同而发生变化。
北京一年中对流层最厚的季节是（）
A.春季B.夏季C.秋季D.冬季
答案：
B
解析：
对流层是大气圈的最底层，是以对流运动为主的大气层。
夏季地面受热多，气温高，大气对流运动最旺盛，因此对流层最厚。
读“地球大气的垂直分层（部分）示意图”，回答下面两题。
4.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.高纬度的对流层
D.高纬度的平流层
答案：
B
解析：
图示大气层从12千米高空向上气温逐渐升高，故图示大气层是中纬度的平流层，B正确。
5.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.以水平运动为主，有利于飞机飞行
D.在强烈的太阳辐射作用下，呈电离状态
答案：
C
解析：
由上题知，该层大气是平流层。
该层大气下层气温随高度变化很小，但是在30千米以上，气温随高度增加而迅速上升，能够大量吸收紫外线短波辐射。
高层大气有若干电离层，电离层大气呈电离状态。
平流层大气以水平运动为主，有利于飞机飞行，C正确。
实践活动·科学探知
1.气温的垂直变化
（1）有条件的学校，选择一座合适的山地，准备便携式海拔测量仪、温度计、罗盘仪等，学生分成不同小组，在相同时间、不同海拔测量当地温度。
（2）几个小组在四个时间测量温度，并把测量数据填入下表。
海拔（米）
温度
10：
00
12：
00
14：
00
16：
00
200
400
600
800
（3）根据表中数据，总结山地气温随高度的变化规律，并计算气温垂直递减率。
答案：
山地温度随高度升高而降低。
大约每升高100米温度降低0.6℃。
课时评价作业
基础达标练
在对流层中，大气的组成并不是固定不变的。
据此回答下面两题。
1.大气中含量虽然很少，却对天气变化影响很大的物质是（）
A.二氧化碳和臭氧B.氩和氖
C.水汽和杂质D.氮和氧
答案：
C
解析：
大气中的水汽和杂质含量虽然很少，却对天气变化影响很大，C项正确。
2.人类活动排放的污染物进入大气，导致大气中一些成分比例发生明显变化，具体表现为（）
A.臭氧增多B.氧气增多
C.水汽增多D.二氧化碳增多
答案：
D
解析：
人类使用制冷设备，释放的氯氟碳化物使大气中的臭氧减少，A项错误。
人类活动排放的污染物不会使大气中的氧气和水汽增多，B、C项错误。
人类燃烧煤炭、石油等矿物燃料，排放大量的二氧化碳，使大气中的二氧化碳增多，D项正确。
（2021湖北武汉高一期末）读大气的垂直分层示意图，回答下面三题。
3.对流层的主要特征有（）
①气温随高度的增加而降低②天气现象复杂多变
③气温随高度的增加而上升④厚度基本稳定
A.①②B.②④C.①③D.③④
答案：
A
解析：
对流层是最接近地面的大气层，所以图中①层为对流层，从图中可以看出，该层的气温随高度的增加而降低，①正确、③错误。
对流层大气下部热、上部冷，空气对流运动旺盛，所以天气现象复杂多变，②正确。
对流层大气的厚度因纬度而异，④错误。
故选A。
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层中的（）
A.①层B.②层
C.③层D.①层和②层
答案：
B
解析：
存在于平流层中的臭氧能够吸收太阳紫外线，可保护地球上的生物免受过多紫外线伤害，图中②层为平流层，故B项正确。
5.下列说法正确的是（）
A.①层大气以平流运动为主
B.①层集中了整个大气圈几乎全部的水汽、杂质
C.②层存在一个电离层，能反射无线电波
D.③层有利于飞机飞行，与人类的关系最为密切
答案：
B
解析：
①层为对流层，对流运动显著，A错误。
对流层集中了整个大气圈几乎全部的水汽、杂质，B正确。
②层为平流层，而电离层位于高层大气，C错误。
③层为高层大气，平流层适合飞机飞行，因此与人类关系最为密切的大气层为对流层，D错误。
谚语“天上鲤鱼斑，明日晒谷不用翻”，说的是天空出现成行成列的鲤鱼斑状云块的现象。
这种云在气象学上称为透光高积云。
读鲤鱼斑状云块示意图，完成下面两题。
6.透光高积云位于大气的（）
A.对流层B.平流层C.高层大气D.电离层
答案：
A
解析：
云、雨、雪等几乎全发生在对流层，故透光高积云位于大气的对流层。
7.从北京飞往纽约的飞机，升空半小时后遇到雷雨天气，此时飞机应该（）
A.返航迅速着陆B.降低飞行速度和高度
C.升到13000米以上的高空D.保持原高度并加速飞行
答案：
C
解析：
中纬度地区对流层的高度约为12000米，因此飞机升到13000米以上的高空可以避开雷雨天气，C项正确。
返航迅速着陆，会增加飞行成本，影响旅客出行，不是最好的选择，A项错误。
降低飞行速度和高度以及保持原高度并加速飞行会遇到强烈的对流运动，飞机飞行安全得不到保证，B、D项错误。
8.阅读图文材料，完成下列问题。
材料一图1为干洁空气组成示意图。
图1
材料二图2为近150年来大气中二氧化碳含量、全球气温变化示意图。
图2
（1）写出图1中字母代表的含义：
A，B。
（2）“其他气体”含量虽少，但其中的是光合作用原料，对生物具有保护作用。
（3）由图2可以看出，近150年来大气中二氧化碳含量的变化趋势是什么？
（4）大气中二氧化碳含量升高的原因有哪些？
（5）近150年来，全球气温变化呈趋势，与空气中二氧化碳含量呈。
答案：
（1）氮气;氧气
（2）二氧化碳;臭氧
（3）呈上升趋势，尤其是1950年以后，大气中二氧化碳含量上升更为明显。
（4）一是人类大量燃烧煤、石油、天然气等矿物燃料，排放出大量二氧化碳气体；二是毁林，尤其是热带雨林的破坏，使被植物吸收利用的二氧化碳量减少。
（5）波动上升;正相关
解析：
（1）由图可知，A在干洁空气中含量最多，为氮气，B约占21%，为氧气。
（2）根据所学知识即可得出结论。
（3）据图2即可得出结论。
（4）大气中二氧化碳含量变高主要从二氧化碳排放多和森林破坏、二氧化碳吸收量下降两方面分析。
（5）由图2即可得出结论。
素养提升练
（2021山东济南高一期末）晴朗的天空，喷气式飞机在高空飞行时，机身后边会出现一条或数条长长的“白烟”，这是飞机发动机排出来的高温高湿的废气与周围环境空气混合后（此后称混合气体）形成的特殊云系，称为飞机尾迹。
此混合气体能否出现凝结现象取决于环境空气自身的温度、湿度和大气压力。
通常只有当环境温度在-41—-60℃时，才有可能出现飞机凝结尾迹。
飞机尾迹出现的频率和高度有一定的季节差异，且会对地球热量平衡产生一定影响。
下图示意拍摄的飞机尾迹。
读图，完成下面三题。
9.1月份，西安上空飞机尾迹出现频率最高的高度大约为（）
A.3-5kmB.8-10km
C.13-15kmD.18-20km
答案：
B
解析：
根据材料可知，通常只有当环境温度在-41—-60℃时，才有可能出现飞机凝结尾迹。
1月份，秦岭月均温为0℃左右，西安位于秦岭北侧，月均温稍低于0℃。
按照气温的垂直递减率，每上升1千米气温下降6℃，可计算1月西安上空7-10km的高度，其气温在-41—-60℃，故B正确。
10.通常飞机尾迹层的平均厚度为1-2km，其下限高度最高的季节是（）
A.春季B.夏季
C.秋季D.冬季
答案：
B
解析：
根据材料中关于飞机尾迹形成的温度条件可推测，夏季，近地面温度最高，飞机尾迹层的下限高度最高，冬季反之，故选B。
11.民航客机在高空飞行时留下的飞机尾迹是（）
A.飞机在飞行过程中，把天空的云划成了条痕状
B.飞机尾气中的水汽在高空遇冷凝结而成的
C.飞机在飞行过程中燃料不完全燃烧排放的气体
D.飞机在飞行时为了美观有意排出的烟雾
答案：
B
解析：
飞机燃料燃烧后，产生大量水蒸气，尾气中的水汽在高空遇冷凝结形成小水滴或小冰晶，即形成飞机尾迹。
故选B。
（2021山东威海高一期末）读北半球1月和7月下层大气气温（℃）随纬度和高度的变化图，完成下面两题。
12.关于对流层气温分布规律的叙述，正确的是（）
A.底部，南北温差冬季大于夏季
B.从底部到顶部的温差，各纬度7月小于1月
C.顶部，纬度越高，气温越低
D.从底部到顶部，气温垂直递减率相同
答案：
A
解析：
图中横坐标表示纬度和月份，左侧纵坐标表示高度，右侧纵坐标表示气压，从图中可以看出从底部到顶部的温差并非各纬度7月小于1月，B错误；由等温线分布可知，气温垂直递减率并不相同，D错误；7月极地对流层顶部气温比热带地区高，C错误；底部南北温差冬季大于夏季，A正确。
13.与平流层相关的叙述，正确的是（）
A.各处都是上暖下冷
B.太阳紫外线强度，随高度递减
C.平流层以上，气温随高度增加而递减
D.气温的垂直递增率，低纬地区较大
答案：
D
解析：
据图可知，在北极点上空10-20km的范围内，1月份的气温上冷下暖，A错；平流层上空有臭氧层，可以吸收紫外线辐射，所以臭氧层的上空紫外线辐射较强，B错；平流层以上，一般气温随高度的增加而增加，C错；据图可知，在低纬地区，等温面较为密集，故气温垂直递减率在低纬地区较大，D对。
14.读图，回答下列问题。
（1）该图反映的是纬度地区大气的垂直分层，理由是什么？
（2）A层大气天气现象复杂多变的原因：
①；
②。
（3）补绘B层气温变化曲线。
该层22—27千米范围内含量达到最大值，形成层，成为人类生存环境的天然屏障。
（4）简述A、B、C层大气密度变化的趋势。
答案：
（1）中
对流层高度为12千米。
（2）该层集中了大气中几乎全部的水汽和杂质;
空气对流运动显著
（3）
臭氧;臭氧
（4）逐渐变小。
解析：
（1）据图中对流层的高度为12千米可判断该图反映的是中纬度地区大气的垂直分层。
（2）A层为对流层大气，对流层集中了大气中几乎全部的水汽和杂质，且空气对流运动显著，易成云致雨，因此天气现象复杂多变。
（3）据图可知，B层为平流层，气温随高度增加而升高。
该层22—27千米范围内臭氧含量达到最大值，形成臭氧层，成为人类生存环境的天然屏障。
（4）据图可知，A、B、C层依次为对流层、平流层、高层大气。
大气的密度随高度的增加而减小。
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