2.1大气的组成和垂直分层（导学案）高一地理同步高效课堂（人教版2019必修一）

第二章地球上的大气第一节大气的组成和垂直分层（导学案）【教学目标】课程标准：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。地理核心素养：1.运用图表等资料，能够说明大气的组成成分及对地球的影响；2.人类活动对大气成分的影响；3.大气的垂直分层、特点，并举例说明其对生产生活的影响。【教学重难点】教学重点：运用图表等资料，能够说明大气的组成成分及对地球的影响；教学难点：理解大气的垂直分层、特点，并举例说明其对生产生活的影响。【课前预习】知识点一大气的组成1.低层大气的组成：、少量水汽和杂质。2.干洁空气的成分和作用（1）：地球上生物体的基本元素。（2）氧：人类和其他生物维持生命活动必须物质。（3）二氧化碳：植物进行光合作用的基本原料，对地面有作用。（4）臭氧：吸收太阳光中的，保护地球上的生物。3.水汽（1）水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象。（2）伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的。4.杂质：作为，是成风致雨的必要条件。5.人类活动对大气的影响（1）燃烧矿物燃料会导致大气中含量增加。（2）广泛使用空调，空调中的制冷剂氟氯氧会造成大气中含量减少。知识点二大气的垂直分层1.划分依据：大气的、和密度。2.分层（1）对流层：①高度：低纬度17-18千米；中纬度10-12千米；高纬度8-9千米。②特点：气温随高度的增加而；空气显著；天气现象复杂多变。③成因：地面是低层大气主要的直接热源；上部，下部；对流运动易成云致雨。（2）平流层：①高度：从对流层顶部至50-55千米。②特点：气温随高度增加而；气流以为主；无云雨现象。③成因：上冷夏热，大气；水汽、杂质少，气流平稳。（3）高层大气：①高度：从平流层顶到3000千米的高空。②特点：气温随高度增加；大气密度极低。【课中探究】情境导入：《中国机长》根据2018年5月14日四川航空3U8633航班机组成功处置特情真实事件改编。机组执行航班任务时，在万米高空突遇驾驶舱风挡玻璃爆裂脱落、座舱释压的极端罕见险情，生死关头，他们临危不乱、果断应对、正确处置，确保了机上全部人员的生命安全，创造了世界民航史上的奇迹。情境设问01飞机上除必要的仪器设备外,还需准备哪些应急设备?为什么?新课讲授：一、大气的组成和主要作用如今的大气成分是地球长期演化的结果，在短时期内不会有明显的变化。氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质；氮是地球上生物体的基本元素。自主学习：阅读教材P28—29页，回答以下问题：【任务1】学生归纳总结低层大气的成分，结合课本说明什么是干洁空气,干洁空气中的成分及其与生活的联系。【任务2】填写“大气组成成分及作用”表格(见表3)。大气成分主要作用干洁空气N2地球生物体的基本成分O2人类和一切生物维持_______所必需的物质CO2绿色植物_______的原料；调节地表温度（温室气体）O3能吸收太阳_______，使大气增温，保护地球生物固体杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件水汽成云致雨的必要条件，影响地面和大气温度（温室气体）【任务3】将班级分为3个小组，分别完成课本P30中活动的3个问题。P30活动：了解大气含氧量减少对人体产生的影响活动设问01归纳埃塞俄比亚和肯尼亚共同的地形特点，由此推测这两个国家中长跑运动员体育成绩优异的原因。活动设问02在中国地图（地图册或教学挂图）上找到表2.1所列的高原训练基地的位置。活动设问03目前，世界公认的平原运动员进行高原训练的最佳海拔为1800-2400km，表2.1中所罗列的高原训练基地的海拔在这个范围吗？请你推测运动员在更高海拔训练反而达不到理想成绩的原因。二、大气的垂直分层（一）对流层情境：《中国机长》情节“飞机起飞时空乘人员回到座椅并系好安全带；上升过程中空乘人员提醒乘客飞机遇到气流出现颠簸，系好安全带；飞机遇到积雨云首先选择绕开；飞机被迫穿越积雨云，机身发生剧烈颠簸……”[情境设问]根据机组人员的介绍，飞机在起飞后上升过程中可能出现哪些现象?为什么?合作探究：阅读教材P31—33页，回答以下问题：[探究设问1]对流层在哪里?[探究设问2]对流层的温度有什么变化特点?为什么?[探究设问3]对流层的空气是怎样运动的?[探究设问4]对流层的天气现象是怎样的?为什么?[探究设问5]飞机在对流层时可能会遇到哪些情况?（二）平流层情境：《中国机长》情节“巡航阶段空乘人员解除安全带为乘客服务；由于飞机颠簸，机长申请上升高度，随后进入巡航状态……”“进入巡航阶段机长戴上太阳镜……”“飞机挡风玻璃炸裂,气压差导致机长被吹出飞机；驾驶舱温度急剧下降；释压后乘客戴上氧气面罩；飞机降至低空，机长取下氧气面罩落地后体温缓解；机长与副机长握手时画面显示双手呈现紫红色……”[情境设问]根据电影中的巡航中的介绍，探究飞机在巡航过程中外界的状况是怎样的?并分析原因?合作探究：阅读教材P31—33页，回答以下问题：[探究设问1]平流层在哪里?[探究设问2]平流层的温度是怎样变化的?为什么?[探究设问3]臭氧层在哪里?它的作用是什么?[探究设问4]平流层的空气是怎样运动的?[探究设问5]平流层的天气现象是怎样的?为什么?[探究设问6]为什么说平流层是飞机飞行的最佳高度层?（三）高层大气情境：《中国机长》情节“机组人员提醒乘客起飞前要确保关闭通讯设备……”[情境设问]飞机在起飞、巡航及下降过程中需确保关闭通讯设备，请说明理由？合作探究：阅读教材P31—33页，回答以下问题：[探究设问1]为什么在飞机起飞前，空乘人员要提醒乘客关闭信号设备?[探究设问2]飞机和手机接收的信号来自哪个大气层?[探究设问3]高层大气在哪里?[探究设问4]高层大气的温度是怎么样变化的?为什么?[探究设问5]高层大气中有哪些景观?【课堂探究】人类活动对大气成分的影响及产生的环境问题情境探究【通过“臭氧空洞”考查“综合思维”和“地理实践力”】为了保护臭氧层，国际社会于1985年缔结了《保护臭氧层维也纳公约》(以下称《公约》)，开启了全球携手保护臭氧层的历程。1987年9月16日，达成了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》(以下简称《议书》)，限制生产和使用氯氟碳化物等消耗臭氧层的物质。1995年，联合国大会决定每年的9月16日为“国际保护臭氧层日”《公约》及其《议定书》的有效实施，使得“臭氧空洞”开始缩小，在全球范围内避免了数百万例可能由紫外线带来的人类疾病，如皮肤癌、白内障等。另外，保护臭氧层还减缓了气候变化的幅度。目前，人类面临的全球性环境问题，如全球变暖、臭氧层破坏等，都需要国际合作才能解决。保护臭氧层的成功，成为全球合作成功解决这类问题的典范。结合材料和所学内容，简述臭氧空洞带来的危害？【课堂总结】垂直分层气温变化与人类关系对流层随高度升高而降低大气下热上冷，空气上升，对流现象显著，与人类关系最密切平流层随高度升高而增高大气平稳，天气晴朗，适合飞机飞行高层大气随高度增加先降后增存在若干电离层，对无线电通信有重要作用强调：(1)对流层在不同纬度厚度不同，低纬度为17km～18km，中纬度为10km～12km，高纬度为8km～9km。(2)平流层的22km～27km处存在臭氧层，是地球生命的天然屏障。【课堂练习】下图是干洁空气成分的体积分数（25千米以下）图。读图完成下面小题。1．干洁空气的成分中，体积约占78％的是（

）A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．稀有气体2．空气是一种宝贵的资源，干洁空气中体积约占21％的是（

）A．二氧化碳 B．氮气 C．氧气 D．稀有气体3．干洁空气中有极少的二氧化碳和臭氧，下列关于两者的叙述，正确的有（

）①二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料②二氧化碳吸收太阳辐射，使大气温度升高③臭氧能吸收太阳光中的紫外线④近些年来，高纬地区易出现“臭氧空洞”现象A．①②③ B．①③④ C．①②④ D．②③④读下图，完成下面小题。4．①、②、③、④四条曲线中，能正确表示图示大气层气温垂直分布情况的是（

）A．① B．② C．③ D．④5．有关图示大气层的叙述，正确的有（

）①有电离层，对无线电通信有重要作用②有利于高空飞行③上部冷下部热，大气稳定，以平流运动为主④有臭氧层，能吸收大量的紫外线A．①② B．②③ C．③④ D．②④民航客机飞行分起飞阶段、降落阶段、巡航阶段。北京时间2021年9月25日，孟晚舟女士乘坐的政府包机国航CA552航班从加拿大起飞，飞跃北极上空，当晚顺利降落深圳（22°32′N，114°03′E）宝安国际机场，在被加拿大非法拘押1028天后，终于回到祖国的怀抱。据此完成下面小题。6．平流层适宜飞机巡航的主要原因是（

）A．大气以平流运动为主，大气的能见度好B．水汽含量多，但杂质少，水汽不易成云致雨C．存在多个电离层，有利于保持与地面的短波通信D．气温下高上低，大气稳定7．孟晚舟女士回国乘坐的包机，其飞行经过的大气层依次是（

）A．一直在平流层飞行 B．对流层—平流层—对流层C．平流层—对流层—平流层 D．一直在对流层飞行【参考答案】【课前预习】知识点一大气的组成1.低层大气的组成：干洁空气、少量水汽和杂质。2.干洁空气的成分和作用（1）氮：地球上生物体的基本元素。（2）氧：人类和其他生物维持生命活动必须物质。（3）二氧化碳：植物进行光合作用的基本原料，对地面有保温作用。（4）臭氧：吸收太阳光中的紫外线，保护地球上的生物。3.水汽（1）水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象。（2）伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度。4.杂质：作为凝结核，是成风致雨的必要条件。5.人类活动对大气的影响（1）燃烧矿物燃料会导致大气中二氧化碳含量增加。（2）广泛使用空调，空调中的制冷剂氟氯氧会造成大气中臭氧含量减少。知识点二大气的垂直分层1.划分依据：大气的温度、运动状况和密度。2.分层（1）对流层：①高度：低纬度17-18千米；中纬度10-12千米；高纬度8-9千米。②特点：气温随高度的增加而降低；空气对流显著；天气现象复杂多变。③成因：地面是低层大气主要的直接热源；上部冷，下部热；对流运动易成云致雨。（2）平流层：①高度：从对流层顶部至50-55千米。②特点：气温随高度增加而升高；气流以水平运动为主；无云雨现象。③成因：上冷夏热，大气稳定；水汽、杂质少，气流平稳。（3）高层大气：①高度：从平流层顶到3000千米的高空。②特点：气温随高度增加先降低后升高；大气密度极低。【课中探究】情境导入：《中国机长》根据2018年5月14日四川航空3U8633航班机组成功处置特情真实事件改编。机组执行航班任务时，在万米高空突遇驾驶舱风挡玻璃爆裂脱落、座舱释压的极端罕见险情，生死关头，他们临危不乱、果断应对、正确处置，确保了机上全部人员的生命安全，创造了世界民航史上的奇迹。情境设问01飞机上除必要的仪器设备外,还需准备哪些应急设备?为什么?提示:机舱释压,乘客戴上氧气面罩。新课讲授：一、大气的组成和主要作用如今的大气成分是地球长期演化的结果，在短时期内不会有明显的变化。氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质；氮是地球上生物体的基本元素。自主学习：阅读教材P28—29页，回答以下问题：【任务1】学生归纳总结低层大气的成分，结合课本说明什么是干洁空气,干洁空气中的成分及其与生活的联系。如今的大气成分是地球长期演化的结果，在短时期内不会有明显的变化。氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质；氮是地球上生物体的基本元素。【任务2】填写“大气组成成分及作用”表格(见表3)。【任务3】将班级分为3个小组，分别完成课本P30中活动的3个问题。P30活动：了解大气含氧量减少对人体产生的影响活动设问01归纳埃塞俄比亚和肯尼亚共同的地形特点，由此推测这两个国家中长跑运动员体育成绩优异的原因。埃塞俄比亚和肯尼亚均位于东非高原上，海拔高，大气稀薄，大气含氧量较低，有利于激发运动员的运动潜力活动设问02在中国地图（地图册或教学挂图）上找到表2.1所列的高原训练基地的位置。（略）活动设问03目前，世界公认的平原运动员进行高原训练的最佳海拔为1800-2400km，表2.1中所罗列的高原训练基地的海拔在这个范围吗？请你推测运动员在更高海拔训练反而达不到理想成绩的原因。①随着海拔升高，氧气含量越来越低；②在更高海拔地区训练，含氧量过低，超过人体的最大耐受力，反而会使运动员的整体表现下降。二、大气的垂直分层（一）对流层情境：《中国机长》情节“飞机起飞时空乘人员回到座椅并系好安全带；上升过程中空乘人员提醒乘客飞机遇到气流出现颠簸，系好安全带；飞机遇到积雨云首先选择绕开；飞机被迫穿越积雨云，机身发生剧烈颠簸……”[情境设问]根据机组人员的介绍，飞机在起飞后上升过程中可能出现哪些现象?为什么?合作探究：阅读教材P31—33页，回答以下问题：[探究设问1]对流层在哪里?[探究设问2]对流层的温度有什么变化特点?为什么?[探究设问3]对流层的空气是怎样运动的?[探究设问4]对流层的天气现象是怎样的?为什么?[探究设问5]飞机在对流层时可能会遇到哪些情况?1.对流层：对流层高度低纬度为17km～18km；中纬度为10km～12km；高纬度为8km～9km。2.特征：3.与人类的关系：密切（二）平流层情境：《中国机长》情节“巡航阶段空乘人员解除安全带为乘客服务；由于飞机颠簸，机长申请上升高度，随后进入巡航状态……”“进入巡航阶段机长戴上太阳镜……”“飞机挡风玻璃炸裂,气压差导致机长被吹出飞机；驾驶舱温度急剧下降；释压后乘客戴上氧气面罩；飞机降至低空，机长取下氧气面罩落地后体温缓解；机长与副机长握手时画面显示双手呈现紫红色……”[情境设问]根据电影中的巡航中的介绍，探究飞机在巡航过程中外界的状况是怎样的?并分析原因?合作探究：阅读教材P31—33页，回答以下问题：[探究设问1]平流层在哪里?[探究设问2]平流层的温度是怎样变化的?为什么?[探究设问3]臭氧层在哪里?它的作用是什么?[探究设问4]平流层的空气是怎样运动的?[探究设问5]平流层的天气现象是怎样的?为什么?[探究设问6]为什么说平流层是飞机飞行的最佳高度层?1.平流层：对流层顶至55千米2.特征：3.与人类的关系：无云雨现象,能见度好,适合航空飞行;臭氧层有保护地球生命的作用。（三）高层大气情境：《中国机长》情节“机组人员提醒乘客起飞前要确保关闭通讯设备……”[情境设问]飞机在起飞、巡航及下降过程中需确保关闭通讯设备，请说明理由？合作探究：阅读教材P31—33页，回答以下问题：[探究设问1]为什么在飞机起飞前，空乘人员要提醒乘客关闭信号设备?[探究设问2]飞机和手机接收的信号来自哪个大气层?[探究设问3]高层大气在哪里?[探究设问4]高层大气的温度是怎么样变化的?为什么?[探究设问5]高层大气中有哪些景观?1.高层大气：平流层顶至2000-3000千米2.特征：3.与人类的关系：80-500km有若干电离层,能反射无线电波,对无线电通信有重要作用；有极光和流星现象，人造卫星在该层飞行。【课堂探究】人类活动对大气成分的影响及产生的环境问题情境探究【通过“臭氧空洞”考查“综合思维”和“地理实践力”】为了保护臭氧层，国际社会于1985年缔结了《保护臭氧层维也纳公约》(以下称《公约》)，开启了全球携手保护臭氧层的历程。1987年9月16日，达成了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》(以下简称《议书》)，限制生产和使用氯氟碳化物等消耗臭氧层的物质。1995年，联合国大会决定每年的9月16日为“国际保护臭氧层日”《公约》及其《议定书》的有效实施，使得“臭氧空洞”开始缩小，在全球范围内避免了数百万例可能由紫外线带来的人类疾病，如皮肤癌、白内障等。另外，保护臭氧层还减缓了气候变化的幅度。目前，人类面临的全球性环境问题，如全球变暖、臭氧层破坏等，都需要国际合作才能解决。保护臭氧层的成功，成为全球合作成功解决这类问题的典范。结合材料和所学内容，简述臭氧空洞带来的危害？①臭氧减少导致射向地面的紫外线增多，危害人体健康，导致皮肤癌、白内障的发病率提高；②破坏生物的生长繁殖，使农产品减产及其品质下降；③加剧全球变暖。【课堂练习】【答案】1．A2．C3．B【解析】1．干洁空气中，氮气体积约占总体积的78％，氧气体积约占总体积的21