1、高中地理 第一章 第四节 地球的圈层结构导学案 中图版必修1地球的圈层结构 学习目标定位1.了解地球内部圈层的组成和划分依据，掌握地壳、地幔、地核的基本特征。2.了解地球的外部圈层大气圈、水圈和生物圈的基本特征。一、地球的内部圈层1.圈层划分依据：地震波在不同物质中的传播速度不同，其中A为横波，B为纵波。2.分界面：D为莫霍面，F为古登堡面。3.内部结构：C为地壳，E为地幔，G为外地核，H为内地核。4.圈层特点(1)地壳：由岩石组成，厚度不一，大陆部分较厚，大洋部分较薄。(2)地幔：分为上地幔和下地幔两部分，其中上地幔上部的软流层被认为是岩浆的发源地。(3)地核：由铁和镍组成。(4)岩石圈：由
2、地壳和上地幔顶部(软流层以上的上地幔)组成。二、地球的外部圈层1.大气圈(1)低层大气的主要成分及作用成分作用干洁空气氮气构成有机体的重要元素氧气一切生物生命活动必需的物质二氧化碳绿色植物光合作用的原料；对地面有保温作用臭氧大量吸收太阳辐射中的紫外线，保护地球上的生物水汽影响天气变化的重要因素(2)垂直分层依据：大气在垂直方向上的物理性质和运动状况。分层：名称特点A对流层气温随高度增加而降低，空气的对流运动十分显著B平流层气温随高度增加而明显递增，空气以水平运动为主C高层大气气温随高度变化不定 3 与人类的关系2.水圈(1)组成(2)意义：水几乎伴随一切自然地理过程，促进地理环境的发展和演化。
3、3.生物圈(1)组成：由地球所有生物及其生存环境构成。(2)意义：自然地理环境系统中最活跃的圈层。思考1.当某处发生地震时，附近有明显震感的城市中，街道上的行人与湖中船上的人的感觉是否一样，为什么？答案不一样。处于街道上的行人首先感到地面上下颠簸，然后左右晃动，因为陆地上纵波、横波都能通过，且纵波传播速度比横波快；处于行船上的人只能感到上下颠簸，因为水只有纵波能通过。2.从纽约飞往伦敦的一航班，正飞行在万米高空，前方突然乌云翻滚，为躲避空难飞行员最好采取什么方法？为什么？答案从飞机的飞行高度和所遇到的现象可知，该飞机飞行在对流层顶部，为了躲避空难，应该迅速提升飞行高度进入到平流层中，因为平流层
4、大气以水平运动为主，大气平稳，天气晴朗，利于航空飞行。探究点一地球的内部圈层探究活动阅读材料，完成下列问题。材料一探索地球内部圈层一直是人类关注的焦点。探索地球内部圈层最直观的方法就是进入地球内部观察，然而在目前的科技水平下是不可行的。科学家通过对地震波传播速度的研究，把地球内部划分为三个主要圈层。材料二地球内部圈层结构示意。(1)地震波分为哪几类？其传播速度有何特点？(2)划分地球内部圈层的两个界面的深度分别约是多少？地震波的波速有何变化？(3)地球内部可分为哪几个圈层？它们分别是哪种物质形态？(4)地壳和岩石圈有何区别？答案(1)地震波分为纵波和横波，在不同介质中传播速度不同。其中，纵波传
5、播速度快，可通过固体、液体和气体传播。横波传播速度慢，只能通过固体传播。(2)如下表：界面地下深度(千米)波速变化莫霍界面17(平均)该面以下，纵、横波速都明显增加古登堡界面2 900在这里，纵波速度突然下降，横波完全消失(3)地球内部可以分为地壳、地幔和地核三层，地幔也可再细分为上地幔和下地幔，地核又分成外地核和内地核。地壳、地幔、内地核为固体，外地核因为横波不能通过，所以可能呈熔融状态。(4)地壳是岩石圈的一部分，是组成地球内部圈层最外面的一个圈层。岩石圈则包括上地幔的顶部(软流层以上的地幔)和地壳的全部。反思归纳地球内部圈层的划分和特征地球内部依据地震波的传播速度分为地壳、地幔、地核三部
6、分，但每部分又各具特征，具体分析如下：圈层名称分界面深度(km)主要组成物质物质形态特征地壳莫霍面古登堡面平均172 900岩石固态由岩石组成的坚硬外壳，厚度不均，大洋部分薄，大陆部分厚地幔上地幔含铁镁的硅酸盐类矿物固态上部存在一个软流层下地幔温度、压力、密度均增大地核外地核以铁、镍为主，含有少量轻元素液态或熔融状态横波不能通过内地核固态温度很高，密度、压力都很大探究点二大气的垂直分层探究活动读“大气的垂直分层示意图”，完成下列问题。(1)图中的A、B、C分别是什么大气层？(2)A层的气温分布有何特点？原因是什么？A层的厚度随纬度如何变化？为什么？(3)臭氧层位于图中大气的哪一层(说出相应字母
7、)？为什么该层被誉为“地球的天然屏障”？目前人类对它有怎样的影响？(4)空气对流显著的大气层是哪个？(说出相应字母)，主要原因是什么？当太阳大气中的黑子和耀斑增多时，哪个大气层中的电离层会被扰乱，影响无线电短波通信？答案(1)对流层、平流层、高层大气。(2)A层为对流层，该层气温随高度增加而降低，原因是地面是对流层大气的直接热源。该层的厚度随纬度增高而降低。原因是低纬地区受热多，气温高，空气对流旺盛，所以高度大，对流层顶高；高纬地区受热少，空气对流较弱，所以高度小，对流层顶低。(3)B。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。目前人类使用大量制冷设备，使大气中的氟氯烃含
8、量增加，氟氯烃能破坏大气中的臭氧，使大气中的臭氧总量减少。(4)A。上部冷下部热，对流旺盛。C。反思归纳大气的垂直分层依据大气在垂直方向上的物理性质及运动状况，可将大气自下而上分为对流层、平流层、高层大气，具体分析如下表：分层高度范围主要特点特点成因与人类的关系高层大气从平流层顶到3 000千米大气密度非常小距地面远，受到引力小电离层能反射无线电波平流层从对流层顶至5055千米气温随高度增加呈明显递增趋势该层中的臭氧吸收太阳紫外线人类生存环境的天然屏障；利于航空飞行以平流运动为主该层大气上热下冷，大气稳定天气晴朗单一水汽、杂质含量极少，大气平稳对流层低纬：1718千米中纬：1012千米高纬：8
9、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就生活在对流层底部，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、固体杂质集中在该层，对流运动易成云致雨对点训练一地球的内部圈层下图是“地球内部构造图”。据图完成12题。1.上下两侧名称分别为()A.地幔和地壳B.岩石圈和地壳C.地幔和地核D.地壳和地幔2.从地壳到地心()A.压力越来越大 B.温度越来越低C.密度越来越小 D.波速越来越快答案1.D2.A解析第1题，是莫霍面，是地壳和地幔的分界面。第2题，从地壳到地心，压力越来越大；波速先变快后变慢，其中横波传递
10、不到古登堡面之下；内地核的密度较大。对点训练二地球的外部圈层据图及所学有关地理原理，完成35题。3.b圈层的主体是()A.河流 B.湖泊C.冰川 D.海洋4.a、b、c、d四圈层中不断转化和循环运动最明显的是()A.d B.b C.a D.c5.c圈层中的最活跃的因素是()A.大气 B.水C.土壤 D.生物答案3.D4.B5.D解析由图及所学知识分析可知a是岩石圈、b是水圈、c是生物圈、d是大气圈。第3题，水圈的主体是海洋水，约占全球水资源总量的97%。第4题，水圈的水处于不间断的循环运动中，各种水体之间可以相互转化。第5题，在生物圈各组成因素中，生物是最活跃的因素。综合提升6.读下图，回答问
11、题。(1)地球内部圈层的名称：AB是_，ABC统称为_，D是_，CDE是_的一部分。(2)不连续界面：F为_，_(填字母)是横波完全消失的界面。(3)地震波在F以下速度发生的变化是_。(4)A和B厚度不均的原因是_。答案(1)地壳岩石圈软流层地幔(2)莫霍面G(3)(纵波和横波)传播速度明显加快(4)地壳的厚度不均，A是大陆地壳，B是大洋地壳，大洋地壳比大陆地壳薄解析A、B均位于地表，但厚度不同，分别为大陆地壳和大洋地壳，A、B和C均位于80千米深度(软流层上界)以上，共同构成岩石圈，D位于80400千米深度，应为软流层，CDE属于上地幔的三个组成部分，属于地幔。F为莫霍面，地震波在经过莫霍面
12、时，横波、纵波均明显加速。古登堡面(G)向下，横波完全消失。教材P24探索对于装在盒子里无法看到的东西，我们只能用摇、拍、称重等方法，根据声音、重量等信息推测它到底是什么。科学家主要是通过研究地震波在地球内部传播速度的变化，知道地球内部信息的。教材P28思考本思考题旨在认识到同人类关系密切的淡水以及人们接触最多的淡水所占比例的微小，增强珍惜水资源的观念，并能审视自己的行为，养成合理用水和节约用水的良好习惯。教材P29思考“生物圈2号”实验尽管没有获得成功，但它的最大意义在于向世人昭示了这样一个真理：在现有技术条件下，人类还无法模拟出一个类似地球的、可以供人类生存的生态环境。迄今为止，地球仍是人
13、类唯一的家园，人类应当努力保护它，而不是破坏它。耗资巨大、举世瞩目的“生物圈2号”实验最终以失败而告终，其失败的原因很复杂，但根本的一点在于人工生态系统具有脆弱性，由于缺乏足够的自我调节能力，只要一个环节出现了问题，就会引起整个生态系统的失调。由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳与建筑“生物圈2号”所用的混凝土中的钙发生反应生成的碳酸钙导致氧气含量的下降，以及由于没有调节好内部气候而导致的粮食歉收，都充分说明了这一点。教材P29复习题1.地壳与地幔之间存在莫霍面，地幔与地核之间存在古登堡面。地壳主要是由岩石组成的。地幔也是由固态物质组成。地核主要是由铁和镍组成，外地核可能呈熔融状
14、态，内地核为固态。2.大气的组成：干洁空气(氮、氧、二氧化碳和臭氧)、水汽、固体杂质；大气层可以分为对流层、平流层和高层大气(中间层、热层、散逸层)。3.海洋、湖泊、河流、冰川、地下水、沼泽水等都是水圈的组成部分。4.生物圈并不单独占有空间，而是存在于大气圈下层、整个水圈和地壳上层的，它是非常活跃的极其特殊和重要的地球圈层。基础过关读“地球圈层结构示意图”，完成12题。1.关于图中各圈层的叙述，正确的是()A.A、B、C、D为地球外部圈层，C为生物圈B.地球内部圈层由E、F、G三部分组成C.A、B、C、D、E共同形成了人类赖以生存的地理环境D.地震波在F、G交界面上，传播速度减为02.有关岩石
15、圈的叙述，正确的是()包括地壳和地幔主要是由各种岩石组成的位于软流层以上厚度不一，大陆部分厚，大洋部分薄，甚至缺失A. B.C. D.答案1.C2.B解析第1题，读图可知，A为大气圈，B为生物圈，C为水圈，D为地壳，E为软流层以上的地幔部分，F为地幔，G为地核。D、E合为岩石圈。大气圈、生物圈、水圈、岩石圈四大圈层相互作用，共同形成了人类赖以生存的地理环境。D选项中应是横波的传播速度减为0。第2题，岩石圈是由岩石组成的，它包括整个地壳和软流层以上的地幔部分，厚度不一，是一个连续的圈层。下图为火山喷发图片。据此回答34题。3.这些蔓延的火山灰物质在地球圈层中迁移的顺序是()A.大气圈水圈、生物圈
16、岩石圈B.岩石圈大气圈水圈、生物圈C.水圈、生物圈大气圈岩石圈D.水圈、生物圈岩石圈大气圈4.火山灰满天飞扬，对地球的外部圈层产生了很大影响。有关地球外部圈层的说法，正确的是()A.大气圈是由大气组成的简单的系统B.水圈是一个连续但不规则的圈层C.生物圈占据大气圈的全部、水圈的底部D.地球的外部圈层之间关系密切，但与地球的内部圈层没有关系答案3.A4.B解析第3题，火山灰是岩浆喷出地表在大气中冷凝形成的，之后经搬运、沉积作用形成沉积岩。故迁移的起始圈层是大气圈，终始圈层是岩石圈。第4题，大气圈是由气体和悬浮物组成的复杂系统；水圈是一个连续但不规则的圈层；生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称，
17、它包括大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。地球的外部圈层之间相互联系、相互制约，形成人类赖以生存的自然环境，与岩石圈的关系也较密切。5.地质学家常利用地震波来寻找海底油气资源，下列四幅地震波示意图中表示海底储有石油的是()答案A解析石油是液体，横波不能通过，纵波通过时波速也迅速下降。A图表示地震波在传播过程中，由岩石构造进入石油矿藏时，横波立即消失，纵波波速突然下降，是正确的。读“秀丽的黄果树瀑布景观图”，回答68题。6.该图景观体现出的地球圈层的个数是()A.2个 B.3个 C.4个 D.5个7.构成该景观的主体要素所属的圈层是()A.生物圈 B.水圈 C.岩石圈 D.地壳8.该景观的形
18、成过程，充分说明了()A.各圈层都是连续而不规则的，且都相互联系B.各圈层之间存在着物质迁移和能量转化C.各圈层是独立发展变化的D.各圈层内部物质运动的能量都来自太阳辐射能答案6.C7.B8.B解析第6题，该景观图中涉及的圈层有水圈、生物圈、岩石圈、大气圈。第7题，该景观的主体要素是瀑布，应归属于水圈。第8题，该瀑布的形成说明地球各圈层之间是相互联系、相互影响的，它们之间不断进行着物质迁移与能量转化。各圈层内部物质运动的能量主要来自三个方面，分别是地球内能、重力能、太阳辐射能。9.下图是“我国东部部分地区地壳等厚度线图”，读图回答下列各题。(1)要绘制地壳厚度剖面图，其0千米应位于()A.海平
19、面 B.岩石圈底部C.莫霍面 D.软流层中部(2)图中所示地区地壳厚度的分布特点是_。(3)N地的地壳厚度大于38千米，该地的地形可能是()A.山地 B.盆地C.高原 D.湖泊答案(1)C(2)自西向东逐渐变薄(或自东向西逐渐变厚)。(3)A解析第(1)题，地壳指的是地表往下到莫霍面的部分；即地壳的厚度是从莫霍面到地表的厚度，所以要绘制地壳剖面图，其0千米应位于莫霍面。第(2)题，图中是我国东部部分地区地壳等厚度线图，等厚度线值越大即地壳越厚，等厚度线值越小即地壳越薄，可得出图中所示地区地壳厚度的分布特点是自西向东逐渐变薄(自东向西逐渐变厚)。第(3)题，地壳厚度越大，说明海拔(地势)越高，结
20、合题意“N地的地壳厚度大于38千米”，可知N地地势中间高四周低，可判断该地地形可能是山地。10.读图，完成下列问题。(1)该图反映的是_纬度大气的垂直分层，理由是_。(2)A层大气热量主要来自_，该层天气现象复杂多变的原因：_；_。(3)补绘B层的气温变化曲线。该层2227千米高度处存在_层，成为人类生存环境的天然屏障。(4)图中C层下部气温随高度变化特点是_。推测气流运动形式是_。(5)C层中有_层，_强烈时，_信号会受影响。(6)ABC大气密度的变化趋势是_。答案(1)中该地对流层的高度为12 千米，而对流层的高度在低纬度为17 千米18千米，在高纬度为89千米(2)地面该层集中了大气中几
21、乎全部的水汽和固体杂质空气对流显著(3)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)逐渐变小解析第(1)题，对流层的厚度因纬度而异，低纬度为1718千米，高纬度为89千米。据图示对流层的高度是12 千米，可以判断该图反映的是中纬度大气的垂直分层。第(2)题，对流层中的大气热量主要来自地面。其天气复杂多变的原因有：一是该层集中了大气中几乎全部的水汽和固体杂质，二是空气的对流运动显著，气流上升时气温下降，容易成云致雨。第(3)题，B层为平流层，因臭氧的存在，该层大量吸收紫外线，一方面使气温随高度上升而增高，另一方面使射向地面的紫外线大大减少，成为人类生存环境的天然屏
22、障。第(4)题，在5085千米的高度范围内，气温的垂直变化与对流层的气温变化相似，都是随高度上升而下降。据此可以推测该层的空气运动以对流运动为主。第(5)题，C层为高层大气，该层有电离层，电离层能反射无线电波，太阳活动能使电离层产生扰动，导致无线电短波被部分或全部吸收。第(6)题，大气层越高，距地心越远，受地球的吸引力越小，大气密度越小。能力提升浅层地能主要指地球浅层地表数百米内的土壤砂石和地下水所蕴藏的低温热能。据专家测量，我国近百米内的土壤每年可采集的低温能量达1.5万亿千瓦，是我国目前发电装机容量4亿千瓦的3 750倍，而百米内地下水每年可采集的低温能量也有2亿千瓦。由于储量大，分布普遍
23、，被喻为“绿色聚宝盆”。据此回答1113题。11.浅层地能存在的内部圈层是()A.地壳 B.地幔C.地核 D.软流层12.浅层地能的主要来源最可能是()A.太阳辐射 B.地面辐射C.大气辐射 D.地球内部13.对浅层地能开发利用叙述正确的是()A.浅层地能太分散，根本不可开发利用B.浅层地能属可再生能源，可循环开发利用C.浅层地能分布普遍，目前人们已普遍使用D.浅层地能虽可开发，但由于技术要求高，目前仍处于论证阶段，还未开发利用答案11.A12.A13.B解析第11题，浅层地能主要存在于地表数百米内，在陆地地壳平均深度范围内。第12题，浅层地能埋藏浅，主要来自地球外部太阳辐射能，少量来自地球内
24、部。第13题，浅层地能属可再生能源，目前在某些地区已得到开发利用。下图为“地球大气的垂直分层图(部分)”。回答1415题。14.四条曲线中，正确表示图示大气层气温垂直分布情况的是()A. B. C. D.15.该大气层气温的垂直变化()A.受地面影响明显B.主要与二氧化碳气体有关C.主要与臭氧气体有关D.主要与人类活动有关答案14.A15.C解析由图中数值可知，图示大气层为平流层。平流层温度随高度的增加而增加，原因是臭氧吸收了紫外线。16.读“地震波速度与地球内部构造图”，回答下列各题。(1)A和B两种地震波大约在地下_千米处(大陆部分)，速度明显加快，从而发现了C_为不连续面。(2)在2 9
25、00千米深处，A波和B波突然发生变化。A波_，B波_。从而发现了D_为不连续面。(3)C面以上为_，C面和D面之间为_，D面以下为_.(4)说出E和F的主要不同点。答案(1)33莫霍面(2)突然消失(或不能通过)速度突然下降古登堡面(3)地壳地幔地核(4)E为液态或熔融状态，F为固态。解析(1)(2)(3)读左图先分析纵、横坐标。纵坐标表示深度，横坐标表示地震波波速。再分析图中曲线。曲线表示地震波，其中速度快的为纵波，速度慢的为横波。地震波在33千米处(大陆部分)和2 900千米处发生较大的变化， 说明这两处是上下层不同介质的分界面。C为莫霍面。与D对应的2 900千米处，横波消失、纵波速度下降。D为古登堡面。(4)E处横波不能通过，说明E处物质为液态或熔融状态。F处纵波速度加快，物质为固态。
