大气的组成和垂直分层 教学设计.docx

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大气的组成和垂直分层教学设计

第二单元从地球圈层看地球

第一节　大气的组成和垂直分层

课标要求

教学建议

运用图表资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产生活的联系。

1.运用图表资料，说明大气的组成和垂直分层。

2.结合实例，说明大气的组成和垂直分层与生产生活的联系。

复习导入（略）

自主学习

一、低层大气的组成及作用

1．干洁空气

（1）氮：

含量最多，是地球生物体内蛋白质的重要组成部分。

（2）氧：

含量次多，是人类和一切生物维持生命活动必需的物质。

（3）二氧化碳

（4）臭氧：

强烈吸收太阳辐射中的紫外线，被誉为“地球生命的保护伞”。

2．水汽和固体杂质是成云致雨的必要条件。

二、大气的垂直分层

1．依据：

大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况。

2．分层

3．与人类的关系

（1）A层：

与人类关系密切，风、云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。

（2）B层：

大气以水平运动为主，气流平稳，有利于高空飞行。

（3）C层：

有若干电离层，对无线电通信有重要作用。

判断

1．宇宙飞船升空过程中，所穿越大气的温度一直降低。

（×）

2．全球各地对流层的高度是一样的。

（×）

3．高层大气气温随高度的升高而升高。

（×）

探究点　大气的垂直分层

下图为“大气的垂直分层示意图”。

读图，回答下列问题。

1．对流层的气温在垂直方向上的分布有何特点？

该层的厚度随纬度如何变化？

为什么？

答案　对流层的气温随高度的增加而降低。

对流层的厚度随纬度增高而降低。

低纬地区受热多，气温高，空气对流旺盛，所以高度大；高纬地区受热少，对流较弱，所以高度小。

2．为什么对流层的天气复杂多变？

答案　对流层集中了大气几乎全部的水汽和杂质，有了成云致雨的必要条件。

近地面的水汽和杂质通过对流运动向上层空间输送，在上升过程中随着气温的降低，容易成云致雨，所以对流层天气复杂多变。

3．平流层的气温分布有何特点？

原因是什么？

飞机为什么选择在平流层飞行？

答案　平流层的气温随高度升高迅速上升，是因为该层的热量主要来自臭氧对太阳紫外线的吸收。

该层上部热，下部冷，大气稳定，不易形成对流，大气以水平运动为主，适合航空飞行。

4．臭氧层位于图中大气的哪一层？

为什么臭氧被誉为“地球生命的保护伞”？

答案　平流层。

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。

5．高层大气对人类生活有什么影响？

答案　有若干电离层，能反射短波无线电波，对无线电通信有重要作用。

精讲突破

1．大气的垂直分层

分层

高度范围

主要特点

特点成因

与人类的关系

对流层

低纬：

17～18千米

中纬：

10～12千米

高纬：

8～9千米

气温随高度的增加而降低（每升高100米，气温大约降低0.6℃）

地面是对流层大气的直接热源

人类生活在对流层底部，与人类关系最密切

空气对流运动显著

该层上部冷，下部热

天气现象复杂多变

几乎全部的水汽、杂质大气中的污染物集中在该层，对流运动易成云致雨

平流层

从对流层顶至50～55千米

气温随高度升高而升高

该层中的臭氧强烈吸收太阳紫外线

人类生存环境的天然屏障，适合航空飞行

以水平运动为主

该层大气上部热下部冷，大气稳定

天气晴朗

水汽、杂质含量很少，无云雨现象

高层大气

从平流层顶到3000千米的高空

大气密度极小

距地面远，受到引力小

电离层能反射无线电短波，对无线电通信有重要作用

2.逆温及危害

（1）逆温现象：

正常情况下，对流层的气温随高度增加而递减，且海拔每升高100m，气温约下降0.6℃。

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的现象或者气温随高度增加而降低的幅度小于垂直递减率，这种现象我们称之为“逆温”。

如下图所示。

（2）危害

①出现多雾天气。

早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系，它使能见度降低，给人们的出行带来不便，甚至导致交通事故。

②加剧大气污染。

由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，造成近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康。

③对航空造成影响。

“逆温”多出现在低空，多雾天气给飞机起降带来不便。

如果出现在高空，对飞机飞行极为有利，因为大气以平流运动为主，飞行中不会有较大的颠簸。

（2018·济宁一中期中）下图为“大气垂直分层示意图”。

读图回答1～3题。

1．图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是（　　）

A．①B．②C．③D．④

2．对无线电短波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

3．2017年4月20日我国发射的“天舟一号”飞船的运行轨道所在的大气层（　　）

A．气温在－50℃到20℃之间

B．气温随高度增加平稳下降

C．最低气温约为－80℃

D．最高气温约为40℃

答案　1.B　2.D　3.C

（2018·济宁一中期中）读“大气垂直分层图”，回答4～5题。

4．高度H1至H2在地球大气分层中应为（　　）

A．对流层B．平流层

C．中间层D．热层

5．图中所示大气分层与人类关系叙述正确的是（　　）

A．与人类关系最密切B．有利于高空飞行

C．反射无线电波D．直接影响近地面人类生产

答案　4.B　5.B

在对流层中，大气的组成并不是固定不变的。

据此回答1～2题。

1．大气中含量虽很少，却是天气变化重要角色的物质是（　　）

A．二氧化碳和臭氧B．氩和氖

C．水汽和杂质D．氮和氧

2．由于人类活动造成的大气污染，已导致大气中一些成分比例发生明显变化，表现在（　　）

A．臭氧增多B．氧气增多

C．水汽增多D．二氧化碳含量增加

答案　1.C　2.D

（2018·山师大附中月考）气球作为探空的工具已经被广泛使用，如下图所示，假如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3～4题。

3．探空气球记录的随高度升高气温变化的规律可能是（　　）

A．递减→递增→递减

B．递减→递减→递增→递增

C．递增→递减→递增→递减

D．递减→递增→递减→递增

4．探空气球探测到水汽集中的大气层是（　　）

A．对流层B．平流层

C．中间层D．热层

答案　3.D　4.A

5．读“气温垂直变化图”，完成下列各题。

（1）图中a、b、c、d四条曲线中，正确反映地球大气温度随高度变化的是________，判断依据是________________________________________________________________________

________________________。

（2）风、云、雨、雪等天气现象集中于________层（填字母），原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）人类目前利用平流层最主要的方式是____________，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）B层和D层大气温度随高度升高而升高，分析其增温原因的异同。

相同点：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

不同点：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）b　近地面平均温度约为20℃，对流层顶部气温降至－60℃

（2）A　该层集中了大气层中几乎全部的水汽和杂质，近地面的水汽和杂质通过对流运动向上输送，在上升过程中随着气温降低，容易成云致雨

（3）航空飞行　该层大气中水汽和杂质含量很少，无云雨现象，大气平稳，天气晴朗，能见度好，适合航空飞行

（4）都是因大量吸收紫外线而增温　B层是臭氧吸收大量太阳紫外线使大气增温；D层是氧原子吸收了更短波长的太阳紫外线，温度持续上升

1．根据大气的热力性质，在垂直方向上的差异，可将大气分为三层，臭氧层主要分布在（　　）

A．对流层B．平流层

C．高层大气D．外层

答案　B

解析　臭氧主要分布在距离地面20km左右的高空，是平流层的范围。

下图为“大气垂直分层高度、温度和气压的变化图”。

据此完成2～3题。

2．关于图中内容的叙述，正确的是（　　）

A．大气垂直分层的依据是高度、温度和气压的变化

B．随高度增加气温渐高，气压渐低

C．距地面20千米处气压降为地面的一半

D．对流层垂直方向上温度变化范围是20～－60℃

3．关于图中①②层大气的正确叙述是（　　）

A．①层大气厚度随纬度增加而增厚

B．②层因氧原子吸收紫外线而增温

C．①层大气与人类关系最密切

D．②层复杂的天气现象不利于航空飞行

答案　2.D　3.C

（2018·青岛期中）读“地球大气的垂直分层（部分）示意图”，回答4～5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

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．受强烈的太阳辐射呈电离状态

答案　4.B　5.C

（2018·临沂月考）读“大气垂直分层示意图”，回答6～7题。

6．人造天体在升空的过程中，途经大气层的温度变化为（　　）

A．减—增B．增—减

C．减—增—减—增D．增—减—增—减

7．人类大量排放的氟氯烃，会破坏图中哪层中的臭氧（　　）

A．①层B．②层

C．③层D．③层以上大气层

答案　6.C　7.B

8．气温随高度变化会影响大气的稳定性，从而影响大气污染物的集聚和扩散。

下图所示气温与高度关系的四种情况中，最容易导致大气污染物聚集的是（　　）

答案　A

解析　图A随高度的增高气温逐渐升高，逆温现象严重，最容易导致大气污染物的集聚。

（2017·青岛检测）下图为“地球大气的垂直分层图（部分）”。

读图，回答9～10题。

9．①②③④四条曲线中，能正确表示大气层气温垂直分布状况的是（　　）

A．①B．②C．③D．④

10．有关该大气层的叙述，正确的是（　　）

A．有电离层，对无线电通信有重要作用

B．天气晴朗，对流旺盛，有利于高空飞行

C．上部冷下部热，空气以平流运动为主

D．顶部与底部的气温相差50℃左右

答案　9.A　10.D

（2017·黑龙江哈尔滨高一期末）浙江省山地丘陵广布，适宜茶树的生长，但春季易受霜冻天气影响。

为此，当地茶园引进了“防霜冻风扇”（如图甲）。

当夜晚温度降到4℃时，风扇会自动打开，从而减轻霜冻对茶树的伤害。

图乙示意茶园某时气温垂直分布。

读图完成11～12题。

11．“防霜冻风扇”最适宜的安装高度为（　　）

A．9～10米B．7～8米

C．6～7米D．4米以下

12．关于风扇的作用原理，正确的是（　　）

①风扇可以把高处的暖空气往下吹到茶树上　②风扇吹出的热风可以使茶树免受霜冻影响　③风扇的转动可以增强近地面空气对流运动程度　④风扇转动可带动空气流动，阻止上层冷空气向下流动

A．①③B．②④C．②③D．①④

答案　11.B　12.D

13．（2017·烟台高一期末）读图，完成下列问题。

（1）该图反映的是________纬度地区大气的垂直分层，理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）A层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22～27千米高度，________含量达到最大值，形成______层，成为人类生存环境的天然屏障。

（4）图中50～85千米高度范围内，气温随高度变化的特点是__________________________，依据所学的知识可以推测该高度范围内大气运动以________运动为主。

（5）C层中有______层，________爆发时，会引起该层的扰动，此时传播的____________信号会被部分或全部吸收。

（6）人类生活在______层的底部。

（7）A→B→C大气密度的变化趋势是____________。

答案　

（1）中　该地对流层的高度为12km，而对流层的高度在低纬度为17km～18km，在高纬度为8km～9km

（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）补绘曲线略。

　O3（臭氧）　臭氧　（4）气温随高度上升而下降　对流　（5）电离　太阳活动（耀斑）　无线电短波　（6）对流　（7）逐渐变小

14．读“大气垂直分层示意图”，回答下列问题。

（1）A是____________层，该层气温随高度的变化特点是

________________________________________________________________________。

（2）B是________层，该层气流平稳，适合飞机飞行。

（3）地球人造卫星在轨道运行期间，主要是在大气中的________中运行，其返回时，在距地面1000米的高度内，所经历的气温变化特点是________________________________________。

答案　

（1）对流　气温随高度的增加而降低　

（2）平流　（3）高层大气　气温逐渐升高

解析　第

（1）题，从图中各层高度数值可以看出，A是对流层，气温随高度的增加而降低。

第

（2）题，B是平流层，大气以平流运动为主，适于飞机飞行。

第（3）题，50千米以上是高层大气。

距地面1000米高度属于对流层，距地面越近气温越高。