1.4地球的圈层结构（导学案）高一地理同步高效课堂（人教版2019必修一）

第一章宇宙中的地球第四节地球的圈层结构（导学案）【教学目标】课程标准：运用示意图，说明地球的圈层结构。教学目标：1、结合视频和材料，说出地震波的类型及特征，并分析地震波的主要应用。（地理实践力、综合思维）2、根据地震波传播速度的变化，推测地球内部物质状态，并划分地球内部圈层，描述各圈层特点。（区域认知、综合思维）3、运用图文资料，说明地球外部圈层及其特点，理解地球外部各圈层之间的关系。（区域认知、人地协调观、综合思维）【教学重难点】推测地球内部物质状态，并划分地球内部圈层，描述各圈层特点。【课前预习】知识点一地球的内部圈层结构1.地震波(1)概念：地震发生时，地下岩石受到强烈冲击，产生，并以波的形式向四周传播，这种弹性波叫地震波。(2)类型：地震波有纵波(P波)和横波(S波)之分。类型传播速度通过的物质共同点纵波(P波)固体、液体、气体都随着所通过物质的性质而变化横波(S波)慢只能通过2.地球内部圈层的划分界线——不连续面(1)不连续面的定义：地球内部地震波的波速发生突然变化的面叫不连续面。(2)地球内部两个不连续面：莫霍界面和古登堡界面。不连续面地下深度波速变化界面平均33km处该面以下，横波、纵波的速度都明显界面约2900km处在这里，速度突然下降，横波完全消失3.地球内部圈层的划分（1）地壳——连续不规则的圈层①地壳是地面以下，莫霍面以上，由各种组成的坚硬外壳。②地壳厚度不一。平均厚度约为17千米，部分较厚，大洋部分较薄。③地球大范围固体表面的海拔越高，地壳；海拔越低，地壳越薄。（2）地幔①从莫霍界面直至2900千米深处的古登堡界面②分为上地幔和下地幔,上地幔的上部存在一个,温度很高,是岩浆的主要发源地。（3）地核①古登堡界面以下,厚度约3400千米。②主要由铁和镍等金属组成,分为外核和内核两层。外核是的金属物质,外核物质的运动形成了地球的磁场。内核是一个密度极大的固体金属球。知识点二地球的外部圈层结构1.大气圈（1）组成大气圈指环绕地球外部的气体圈层。主要由和悬浮物质组成的复杂系统，主要成分是氮气和氧气。（2）作用大气圈是地球生命的保护伞，它不仅避免了大多数流星体对地球的撞击，而且削弱了对地球生物的影响，从而保护了地球上的生命。2.水圈（1）组成水圈是由地球表层各种水体组成的连续但的圈层。主要由固态水、液态水、气态水组成的。海洋是水圈的主体。（2）作用地球表面覆盖着大量的液态水，通过可以塑造地表形态，促进地表物质迁移与能量交换等。3.生物圈（1）组成生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称。生物圈不独占任何空间，它包括底部、水圈全部、上部，厚约20KM。它占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。（2）作用自然环境系统中最活跃的圈层4.不同圈层之间的关系大气圈、水圈、生物圈和岩石圈之间，相互联系、相互制约、相互渗透，不断地进行着物质和能量的交换，构成了人类赖以生存和发展的自然环境。【课中探究】情境导入【人类能实现地心旅游吗？】在凡尔纳的科幻小说《地心游记》中，主人公可以在地下旅行，甚至穿过地心。但就当前实际的科技水平来说，人类还无法实现“地心漫游”。目前最深的钻井，深度为12千米，仅仅触及地球的“表皮”。那么人类通过什么方式认识地球的内部结构呢？地球的内部结构究竟是怎样的呢？前苏联打下的科拉超深钻井达到惊人的12262米，也就是地下12公里的深度。任务一：如何探究地球内部构造？买西瓜时，如何知道一个西瓜熟了没？切开看看？用手敲一敲了解地球内部构造可以利用地球内部地震波的传播。【小组合作】：观看视频，了解地震波的特点。材料：地震波主要分为横波和纵波，横波速度慢，纵波速度快，发生地震时，纵波先到达地面，横波后达到，这中间的12秒时间为逃生的黄金时间。【自主学习】：1、发生地震时，在海上航行的船感受到的震动是怎样的？2、利用地震波的特征，我们还可以应用到哪些方面？任务二：地球内部圈层结构【自主学习】：1.观察下图，地震波波速在地球内部传播速度是否均匀？这说明了什么？【小组合作】：2.根据地震波传播特点，推测地球内部物质状态并说明理由。材料：莫霍面是由‌南斯拉夫地震学家‌莫霍洛维奇在1909年研究‌一次地震时发现的。他发现在地下33千米处地震波的波速发生了明显的变化，这一界面具有全球性，后经证实是地壳和地幔的分界线，因此该不连续面被称为莫霍面。材料：1914年，德国学者古登堡发现地下2885千米处存在地震波速的间断面，后证实这是地核与地幔的分界层。该不连续面称为古登堡面。【小组合作】：3.划分地球内部圈层，说出各圈层的主要特征。小结提升1：地震波与地球内部圈层任务三：地球外部圈层如何划分？材料1：地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈等。岩石圈的表面高低不平，被大气圈、水圈和生物圈覆盖。【小组合作】：结合材料，说出地球的外部各圈层有什么特征？材料2：大气圈是由气体和悬浮物质组成的复杂系统，它的主要成分是氮气和氧气。大气圈笼置着地球，使得地球上的温度变化和缓，同时提供了生物生存所需的氧气。大气圈中的风、云、雨、雪等天气现象，与人类息息相关。材料3：水圈是地表和近地表的各种形态水体的总称，其主体是海洋，还包括陆地上的河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等。水是最活跃的自然环境要素之一，在地球表面物质迁移和能量转换中起着十分重要的作用，是人类和其他生物生存和发展所不可或缺的。材料4：生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称。地球生物的活动和影响范围虽然涉及大气圈、水圈和岩石圈，但多数生物集中分布在大气圈、水圈与岩石圈很薄的接触带中。生物从环境中获取物质和能量，同时也在促进太阳能转化、改变大气圈和水圈组成、改造地表形态等方面起着重要作用。【小组合作】：1.找出下图中主要事物，如山、云、山顶积雪、河流、草、树木等。2.将找出的事物按照大气圈、水圈、生物圈和岩石圈进行分类。3.思考各事物之间的联系。小结提升2：地球的外部圈层拓展阅读：人类对地球内部结构的探索与凡尔纳在19世纪科幻名著《地心游记》中对地心熔岩、火焰等新奇想象相比，人类对地球内部的真实了解还远不够丰富。要了解地球内部情况，最直接的办法就是钻孔，然而目前人类的钻探最深只有12千米，连地壳都没有穿透，与6000多km的地球半径相比，这仅仅只是地球的表皮。地球内部的物质组成需要来自岩石样本的直接证据。地壳可以直接获取。有些地幔物质由于地球内部的压力，会直接涌出地表；有些地幔物质可穿过较薄的海洋地壳获取。人类无法直接观测地核，现在对地核的认识来自对宇宙其他天体(如陨石)的认识，以及地球物理化学性质的推算。【课堂总结】【课堂练习】五大连池风景区总面积1060km2，14座新老时期火山的喷发年代跨越200多万年，被誉为“天然火山博物馆”和“打开的火山教科书”。一条蜿蜒曲折的河流将五个火山堰塞湖连在一起，形成了五大连池。结合五大连池（局部）景观图和地球的内部圈层结构图，完成下面小题。1．五大连池景观体现出的地球圈层的个数有（

）A．2个 B．3个 C．4个 D．5个2．下列关于地球圈层特点的叙述，正确的是（

）A．①圈层的平均厚度大约33KM B．③圈层最可能为液态或熔融态C．②圈层横波地震波不能通过 D．④圈层可以通过钻孔技术研2022年9月5日12时52分，四川甘孜州泸定县发生6.8级地震，震源深度16千米。下图为地震波与地球内部构造示意图。据此完成下面小题。3．此次地震的震源位于（

）A．①圈层 B．②圈层 C．③圈层 D．④圈层4．对地球内部各圈层描述正确的是（

）A．①圈层横波传播速度最大 B．②圈层底部有由塑性物质组成的软流层C．③圈呈液态或熔融状态 D．④圈层压力和温度都较低地球各个圈层相互联系，相互影响，共同构成了一个整体，读下图完成下面小题。5．①圈层的主要特点是（

）A．由气体和悬浮物质组成 B．连续但不规则C．能够进行光合作用 D．由坚硬岩石组成6．“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．①③ C．②③ D．③④7．关于图中各圈层的关系，叙述正确的是（

）A．③圈层单独占有空间 B．各圈层上下平行分布C．各圈层相互渗透 D．都属于地球的外部圈层8．读图文材料，完成下面小题。材料一北京时间2022年9月5日12时52分，四川甘孜州泸定县（北纬29.59度，东经102.08度）发生了6.8级地震，震源深度16千米，多地市民接收到了预警信息（左图）。右图为地震波速度与地球内部构造示意图。(1)D不连续面的名称是面，F不连续面的名称是面。(2)此次地震的震源深度为16千米，推测地震最可能发生在哪一圈层结构中（

）（单选）A．内核 B．外核 C．地幔 D．地壳(3)地球内部的软流层位于（

）（单选）A．上地幔上部 B．上地幔顶部 C．岩石圈上部 D．岩石圈顶部(4)地壳厚薄不一，下列各地的地壳厚最厚的是（

）（单选）A．华北平原 B．青藏高原 C．青海湖 D．云贵高原(5)下列关于地球外部圈层的叙述，正确的是（

）（单选）A．大气圈的主要成分是氧气和二氧化碳B．生物圈独立存在，与其他外部圈层没有联系C．水圈是连续但不规则的圈层D．大气圈、水圈、生物圈之间均有明确的界线【参考答案】【课前预习】知识点一地球的内部圈层结构1.地震波(1)概念：地震发生时，地下岩石受到强烈冲击，产生弹性震动，并以波的形式向四周传播，这种弹性波叫地震波。(2)类型：地震波有纵波(P波)和横波(S波)之分。类型传播速度通过的物质共同点纵波(P波)快固体、液体、气体都随着所通过物质的性质而变化横波(S波)慢只能通过固体2.地球内部圈层的划分界线——不连续面(1)不连续面的定义：地球内部地震波的波速发生突然变化的面叫不连续面。(2)地球内部两个不连续面：莫霍界面和古登堡界面。不连续面地下深度波速变化莫霍界面平均33km处该面以下，横波、纵波的速度都明显增大古登堡界面约2900km处在这里，纵波速度突然下降，横波完全消失3.地球内部圈层的划分（1）地壳——连续不规则的圈层①地壳是地面以下，莫霍面以上，由各种岩石组成的坚硬外壳。②地壳厚度不一。平均厚度约为17千米，大陆部分较厚，大洋部分较薄。③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。（2）地幔①从莫霍界面直至2900千米深处的古登堡界面②分为上地幔和下地幔,上地幔的上部存在一个软流层,温度很高,是岩浆的主要发源地。（3）地核①古登堡界面以下,厚度约3400千米。②主要由铁和镍等金属组成,分为外核和内核两层。外核是液态的金属物质,外核物质的运动形成了地球的磁场。内核是一个密度极大的固体金属球。知识点二地球的外部圈层结构1.大气圈（1）组成大气圈指环绕地球外部的气体圈层。主要由气体和悬浮物质组成的复杂系统，主要成分是氮气和氧气。（2）作用大气圈是地球生命的保护伞，它不仅避免了大多数流星体对地球的撞击，而且削弱了紫外线对地球生物的影响，从而保护了地球上的生命。2.水圈（1）组成水圈是由地球表层各种水体组成的连续但不规则的圈层。主要由固态水、液态水、气态水组成的。海洋是水圈的主体。（2）作用地球表面覆盖着大量的液态水，通过水循环可以塑造地表形态，促进地表物质迁移与能量交换等。3.生物圈（1）组成生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称。生物圈不独占任何空间，它包括大气圈底部、水圈全部、岩石圈上部，厚约20KM。它占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。（2）作用自然环境系统中最活跃的圈层4.不同圈层之间的关系大气圈、水圈、生物圈和岩石圈之间，相互联系、相互制约、相互渗透，不断地进行着物质和能量的交换，构成了人类赖以生存和发展的自然环境。【课中探究】任务一：如何探究地球内部构造？【自主学习】：1、发生地震时，在海上航行的船感受到的震动是怎样的？2、利用地震波的特征，我们还可以应用到哪些方面？答案：问题1：横波不能通过液体，因此海上的船只能感受上下震动。问题2：探测石油、天然气等矿产；了解地球内部结构。任务二：地球内部圈层结构【自主学习】：1.观察左图，地震波波速在地球内部传播速度是否均匀？这说明了什么？答案：不均匀，说明地球内部物质的性质随深度发生了变化。【小组合作】：2.根据地震波传播特点，推测地球内部物质状态并说明理由。答案：变化一：地下约33km处，横波和纵波波速都增加。物质的性质或状态发生了变化。这一界面称为莫霍面。变化二：地下约2900km处，横波消失，纵波速度变慢。说明物质由固态变成了液态。这一界面称为古登堡面。【小组合作】：3.划分地球内部圈层，说出各圈层的主要特征。答案：地球内部划分为地壳、地幔和地核。地壳和地幔的分界面为莫霍面，地幔和地核的分界面为古登堡面。地球内部的划分类似于煮熟的鸡蛋。地壳：地表至莫霍面之间的部分。由岩石组成。平均厚度33km，大陆地壳厚，海洋地壳薄。地幔：莫霍面至古登堡面之间的部分。深度为地下33km-2900km，占地球总体积的80%。分为上地幔和下地幔。软流层：位于上地幔的上部，但没有在顶部。软流层温度高，部分岩石呈熔融状态，能流动，是岩浆的发源地。岩石圈：位于软流层之上，包括上地幔顶部和地壳两部分。由岩石组成。地核：位于古登堡面以下，厚度约3400km。主要由铁和镍组成，可分为内核和外核。外核是熔融状态的金属，形成了地球的磁场。内核是一个固态金属球。任务三：地球外部圈层如何划分？材料1【小组合作】：结合材料，说出地球的外部各圈层有什么特征？答案：大气圈的厚度大约2000-3000km，随海拔升高，大气密度减小，气压降低。大气由干洁空气、水汽和固体杂质组成，产生了各种天气现象。材料2：大气圈是由气体和悬浮物质组成的复杂系统，它的主要成分是氮气和氧气。大气圈笼置着地球，使得地球上的温度变化和缓，同时提供了生物生存所需的氧气。大气圈中的风、云、雨、雪等天气现象，与人类息息相关。答案：大气圈的厚度大约2000-3000km，随海拔升高，大气密度减小，气压降低。大气由干洁空气、水汽和固体杂质组成，产生了各种天气现象。材料3：水圈是地表和近地表的各种形态水体的总称，其主体是海洋，还包括陆地上的河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等。水是最活跃的自然环境要素之一，在地球表面物质迁移和能量转换中起着十分重要的作用，是人类和其他生物生存和发展所不可或缺的。答案：水圈主要由海洋（主体）、河湖、沼泽、冰川、地下水等组成。水圈是一个连续而不规则的圈层。材料4：生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称。地球生物的活动和影响范围虽然涉及大气圈、水圈和岩石圈，但多数生物集中分布在大气圈、水圈与岩石圈很薄的接触带中。生物从环境中获取物质和能量，同时也在促进太阳能转化、改变大气圈和水圈组成、改造地表形态等方面起着重要作用。答案：生物圈包括所有生物及其生存环境，包含大气圈下部，水圈和岩石圈上部。生物圈渗透在其他圈层之中，是最活跃的圈层。【小组合作】：1.找出下图中主要事物，如山、云、山顶积雪、河流、草、树木等。2.将找出的事物按照大气圈、水圈、生物圈和岩石圈进行分类。3.思考各事物之间的联系。答案：大气圈、水圈、生物圈与岩石圈相互联系、相互渗透共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。【课堂练习】【答案】1．C2．B【解析】1．读左图可知，五大连池景观是岩石圈、水圈、生物圈和大气圈共同形成的，体现了四个圈层，C正确，ABD错误。故选C。2．读右图并结合所学可知，①圈层是地壳，平均厚度约为17千米，A错误；横波只能穿过固态物质，③圈层是外地核，在这个圈层横波通过不了，最可能为液态或熔融态，B正确；②圈层是地幔，地震波能通过，C错误；④圈层是内地核，它的温度、压力和密度都比较大，位于地球内部最核心，远离地表且在上地幔有岩浆的发源地软流层，无法通过钻孔技术研究，D错误。故选B。【答案】3．A4．C【解析】3．读图可知，①圈层为地壳，②圈层是地幔，③圈层是外地核，④圈层为内地核。此次地震的震源深度为16千米，大陆地壳的平均厚度约为39-41千米，所以震源应位于地壳，即图中的①圈层。A正确，BCD错误。故选A。4．①圈层为地壳，纵波传播速度大于横波，A错误。②圈层为地幔，软流层位于上地幔顶部，并非地幔底部，B错误。③圈为外地核，呈液态或熔融状态，C正确。④圈层为内地核，压力和温度都极高，D错误。故选C。【答案】5．B6．D7．C【解析】5．根据图上信息及所学知识可知，①提供水蒸气，是水圈；②是水蒸气进入的圈层，并提供降水和二氧化碳等气体，是大气圈；③圈层提供