2.1大气层 解析版

第2章天气与气候第1节大气层【知识点归纳】1．大气主要集中在地表以上________左右的高度内，____________________________________是我们对大气进行分层的主要依据。根据______________________________________等特点，可以把地球大气层由地表向上分为五层：____________、____________、____________、____________和____________。2．对流层(1)对流层的温度变化特点是随高度的增加而________。对流层的厚度随纬度增加而________。(2)对流层集中了地球约__________的大气质量和几乎全部的水汽、固体杂质。(3)对流层最显著的特点是具有强烈的____________，与人们生活和生产关系最密切。(4)两极________，赤道________。3．对流层空气运动的规律：气温高的地方空气呈____________运动，两侧温度低的地方空气呈____________运动；液体运动也遵循这个规律。在图中用箭头标出气流运动方向。4．对流运动规律：冷空气________，热空气________，形成空气的对流。【答案提示】1．1000千米大气温度在垂直方向上的变化大气的温度、密度和物质组成对流层平流层中间层暖层外层2．(1)递减减小(2)四分之三(3)对流运动(4)薄厚3．上升下沉如图所示：4．下降上升【随堂训练】1.地球外部的大气起保护的作用，请设想：一旦地球外部的大气层消失，下列哪种情况仍然存在？(C)A．流星雨现象B．蔚蓝色的天空C．阳光普照大地D．建造风力发电站【解析】流星雨的形成，一般是由彗星分裂出的碎片形成的流星群体。这些流星群体受到地球引力的作用，进入地球的大气层中。与大气相互摩擦燃烧后，便形成了如同下雨般流星雨的景观；风力发电站来自于风能，风能的形成离不开大气的运动；蓝光的波长比红光长，在进入大气时由于折射蓝光就被折射到高空的地方，而红光等被折射下来了，所以空中就是蔚蓝色，故ABD中现象的形成都离不开大气；没有了大气的保护作用，“阳光会依然普照大地”。2.2020年12月17日，经过23天的太空之旅，嫦娥五号返回器携带2千克月壤样品成功从月球返回地球。航天器进入地球大气层后速度极大，与大气剧烈摩擦产生大量热量。以下关于地球大气层的说法不正确的是(D)A．外层是地球大气与宇宙空间的过渡层B．随着高度的上升，大气逐渐变得稀薄C．大气温度在垂直方向上的变化，是大气层分层的主要依据D．返回器返回地球时依次经过外层→暖层→平流层→中间层→对流层【解析】大气层是地球最外部的圈层，它包围着海洋和陆地。大气层分五层，内外依是对流层、平流层、中间层、暖层、外层。解：A.外层是地球大气与宇宙空间的过渡层，故A项正确。B.随着高度的上升，大气逐渐变得稀薄，故B项正确。C.大气温度在垂直方向上的变化，是大气层分层的主要依据，故C项正确。D.返回器返回地球时由外到内依次经过外层→暖层→中间层→平流层→对流层，故D项错误。3.亚轨道一般是指距离地面20千米至100千米的空域，处于现有飞机的最高飞行高度和卫星最低轨道高度之间，也称为天空过渡区。某飞行器自地面进入亚轨道时，其气温变化(D)A．一直下降B．一直上升C．先上升后下降D．先下降后升高【解析】从气温垂直变化来说，对流层气温随海拔升高而降低，平流层气温随海拔升高而升高，高层大气的气温是先降低后升高。中纬度地区的对流层厚度为10-12千米，飞行器自地面进入亚轨道下界即是从对流层进入平流层，其气温变化的一般特点是先下降后升高，选D。4.地球充满生命活力离不开厚厚的大气层，下列关于大气层的分析和理解错误的是(B)A．大气分层的依据是大气的温度、密度和物质组成B．雷电等主要的天气现象都发生在平流层C．对流层最显著的特点是有强烈的对流运动D．臭氧集中分布在大气层中的平流层【解析】大气分层的主要依据是大气在垂直方向上的温度变化，故A正确；雷电等主要的天气现象出现在对流层，故B错误；有强烈对流运动的是对流层，故C正确；臭氧主要在平流层中，吸收紫外线。5.读图回答下列问题：(图中的箭头表示气流运动的方向)炎热的夏天，人们常选择甲处避暑，因为沿海地区的周围主要是水，海水的__________，使沿海地区的气温变化小，所以炎热的夏天海边比较凉爽；也可选择乙处避暑，原因是___________________________________________________________________________。【答案】比热容大对流层内，海拔越高，气温越低【解析】沿海地区的周围主要是水，海水的比热容比较大，沿海地区的气温变化小，所以夏天海边比较凉爽；乙处海拔高，气温低，也可以是避暑的地方。6.如图是一根环形管，注满水，内有一只乒乓球。请运用所学的知识，回答下列问题：(1)若在A处用火加热，则乒乓球会向哪个方向运动？_________(填“顺时针”或“逆时针”)。(2)根据此原理，你能解释冰箱冷藏室的冷凝管为什么要安装在冷藏室的上部吗？_____________________________________________________________________________。【答案】（1）逆时针（2）冷空气下沉，热空气上升。把冷凝管安装在上方，有利于空气对流【解析】（1）在A处用火加热，加热后，A处水的体积变大，密度变小而上升，另一侧冷水密度大而下降，故水在环形管中沿逆时针方向流动，乒乓球也会沿逆时针方向运动；（2）冷藏室的上部的空气比下部的温度高，冷凝管装上面可以及时把温度较高的空气冷却，并且下沉将底部的冷空气换上来，冰箱冷藏室的冷凝管要安装在冷藏室的上部。7.请据图回答下列问题。(1)甲图是水循环示意图，环节②和③主要发生在大气的__________层，图中数字④所代表的环节名称是____________，海陆间水循环由环节___________完成(请填序号，写出完整的过程)。(2)图乙是大气对流运动的示意图，请在图中用箭头表示出大气对流运动的正确方向。(3)某日，飞机从杭州萧山机场起飞，飞机在高空中遇到了厚重的能带来大暴雨的积雨云，则此时飞机位于大气中的___________层。【答案】(1)对流对流③①④⑤(2)如图所示(3)对流【解析】（1）读图可知，甲图②是降水，③是蒸发，主要发生在大气的对流层；④所代表的是降水；海陆间循环包含海洋的蒸发，水汽输送，陆地上的降水，地表径流四部分，即③①④⑤。（2）大气对流过程中，热的地方气压受热膨胀向上运动，冷的地方气体向下运动，如图所示。1．2022年3月17日15时09分，长征四号丙运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，将遥感三十四号卫星02星准确送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。遥感卫星在发射过程中经过的含有大量臭氧的大气层是哪一层？(B)A．对流层B．平流层C．中间层D．暖层【解析】臭氧主要在平流层中，吸收紫外线。2．下列关于大气各层及其作用的说法正确的是(C)①对流层——气温随高度增加而降低，上下空气流动②外层——地球生命的保护伞③臭氧层——反射无线电波，进行远距离通信④平流层——气温随高度增加而增加，上下空气难以流动A．①②B．①③C．①④D．③④【解析】对流层的气温随高度增加而降低，上下空气流动，①正确。地球磁场可以吸收带电粒子流对地球的影响，被称为地球的保护伞，臭氧层可以吸收紫外线，也被称作地球的保护伞，地球磁场较臭氧层外层，故保护地球生命活动最外层的“保护伞”是地球磁场，②错误。电离层可以反射无线电短，对远距离无线通信意义重大，③错误。平流层大气以平流运动为主，气温随高度的增加而升高，有利于高空飞行，④正确。3．结合有关大气层的特点或作用，以下说法中你最认可的是(D)A．气温变化——地表到12千米高度，气温随高度上升而增加B．垂直分层——从对流层到外层，大气密度逐渐变得浓厚C．物质组成——随大气层高度上升大气物质组成基本不变D．保护作用——阻挡紫外线危害和陨石撞击【解析】大气层的气温变化有垂直分布的特点，但各层气温变化随高度上升或增加或减少，如：地表到12千米高度，气温随高度上升而减少，故A错误。从对流层到外层，大气密度逐渐变得稀薄，故B错误。随大气层高度的变化，大气物质组成也相应发生变化，故C错误。大气层的保护作用主要是阻挡紫外线危害和陨石撞击，故D正确。4．如果没有大气层，则下列现象中可能在地球上发生的是(C)①地球上到处都是陨石坑②出现雨、雪等复杂的天气现象③天空背景变成黑色④生命将从地球上消失A．①②③④B．②③④C．①③④D．①②【解析】大部分落向地球的陨石都在通过大气层的时候与空气摩擦燃烧了，如果没有大气层，陨石直接落地；没有了大气层，光线照射地球不发生反射与折射，因此天空背景是黑色的；大气层保证地球处在一个温度适宜的环境，如果没有大气层，白天温度可能超过100度，晚上温度低于零下70-80度，另外大气层吸收紫外线和一些宇宙射线，保证生物不受辐射；如果没有大气层，生命都从地球上消失，雨、雪属于天气变化而出现的情况，没有大气层也就不会出现天气变化。5．杭州西湖龙井茶基地为了防止茶树受霜害，引进了“防霜冻风扇”(如图所示)，安装在离地6m高处。当气温下降到3℃时，防冻风扇会自动启动，将高空相对较暖的空气吹向茶树。当防冻风扇自动启动时，该基地(D)A．近地面大气对流运动显著B．太阳辐射强烈，近地面升温明显C．大气逆辐射强，近地面迅速降温D．近地面气温比防冻风扇处气温低【解析】结合材料可知，当气温下降到3℃时，电风扇会自动启动，将高空相对较暖的空气吹向茶丛。将高空较暖空气吹向茶丛，说明距离地面6-10米存在逆温层，D正确。6．读图，回答下列问题：(1)受对流运动的影响，热的地方的空气_________(填“向上”或“向下”，下同)垂直运动，冷的地方的空气________垂直运动。(2)在图中用箭头表示出气流运动的方向。(3)大气各层中，对对流运动形成有利的气温垂直分布状态是__________________________________。由此可知，若想较快地冷却一盒牛奶，则应将冰块放在牛奶盒的________(填“上方”“下方”“左方”或“右方”)。【答案】（1）向上向下（2）如图所示（3）上面是冷空气，下面是热空气上方【解析】（1）空气对流是由于空气受热不均，受热的空气膨胀上升，而受冷的空气下沉而形成的。受对流运动的影响，热的地方的空气向上垂直运动，冷的地方的空气向下垂直运动。（2）根据热的地方的空气向上垂直运动，冷的地方的空气向下垂直运动，用箭头标出即可。（3）空气对流运动的规律是：热空气密度低，向上运动；而上方空气温度低（就是冷空气），密度高下沉，有利于形成对流。因此，对对流运动形成有利的气温垂直分布状态是：上面是冷空气，下面是热空气；据此可知，若想较快地冷却一盒牛奶，应将冰块放在牛奶的上方。7．飞机适宜在离地面30千米以上的平流层中飞行，这是因为(B)①在暖层中，温度适宜②空气上热下冷，不易形成对流现象，气流稳定③空气含水汽少，能见度好④在高压电离层，有利于改变航向A．①③B．②③C．②④D．①②④【解析】平流层中温度随高度增加而增加，气温较低，外界气温对飞机飞行影响较小，①错误。平流层气温上热下冷，不利于空气对流，气流以水平运动为主，利于高空飞行，②正确。平流层中水汽含量较低，天气变化较少，大气的能见度较高，利于高空飞行，③正确。在大气层中，飞机的航向都较容易改变，④错误。8．下列关于大气成分所在的大气层及其作用的叙述中，错误的是(C)A．平流层中的臭氧，保护地面上的生物免受紫外线的伤害B．对流层中的二氧化碳，对地面起保温作用C．从平流层顶部到5000千米的高空是高层大气，该层存在电离层，能反射无线电波D．对流层中的水汽和杂质，是成云致雨的必要条件【解析】A.平流层的臭氧保护地面上生物免受紫外线伤害，A正确，不符合题意。B.对流层中的二氧化碳，对地面起保温作用，B正确，不符合题意。C.高层大气是自平流层顶以上到大气上界2000-3000千米；80-500千米高空有若干电离层，能反射无线电通信；有广阔的空间，有利于卫星的运行。D.对流层中的水汽和杂质，是成云致雨的必要条件，D正确，不符合题意。9．如图所示，点燃蜡烛会使它上方的扇叶旋转起来。这是因为蜡烛的火焰使附近空气的温度升高，体积膨胀，空气的密度变________，所以热空气__________(填“上升”或“下降”)形成气流，气流流过扇叶时，就带动扇叶转起来了。【答案】小上升【解析】点燃蜡烛上方的空气，吸收热量，温度升高，体积膨胀，密度变小，密度小的热空气上升，形成对流，吹动扇叶转动。10．如图装置内有一根燃着的蜡烛，将点燃的线香放在装置左上端，发现本来向上运动的白烟沿图中虚线轨迹运动，请解释形成白烟运动规律的原因：____________________________________________________________________________________________________；这与大气层中_________层的大气运动规律相似。【答案】蜡烛燃烧使周围空气温度上升，密度减小，热空气向上运动，左边冷空气向下运动，形成逆时针运动规律对流【解析】受热的空气膨胀上升，而受冷的空气下沉，是一种冷热不均引起的大气运动。大气中近地面空气的对流运动最为明显。11．如图所示，用酒精灯加热试管的上部(夹持装置省略)，上部的水沸腾了，而试管下部水里的鱼却安然无恙。请解释其原因。【答案】其主要原因是酒精灯对着上部加热，下部水的温度没有明显升高，水的对流不能形成。【解析】从水的底部给水加热，底部的热水会不断上升，上面的冷水会不断下降，最后达到整体均匀受热，这种热传递的方式叫热对流。如果使用酒精灯给试管的上部加热，就不会发生热对流，出现的结果就是上部的水会被加热至沸腾，而底部的水还是冷水。所以上面的水沸腾了，小鱼仍能在试管下部的水里自由地游动。12．热在水中是如何传播的呢？某同学认为可能是通过水的流动来传递的。他的探究过程如下：(1)进行实验：将水装入环形玻璃容器，将高锰酸钾颗粒放在A点(如上图)，给该处加热，发现被染红的水沿___________(填“顺时针”或“逆时针”)的方向运动起来，并很快使水的温度升高。(2)根据以上的探究可知：如果冬天家中准备安装暖气片，使家中的空气很快变暖，应该将暖气片安装在房间的___________(填“上方”或“下方”)。【答案】（1）顺时针（2）下方【解析】（1）进行实验：将水装入环形玻璃容器，将高锰酸钾颗粒放在A点，给该处加热，发现被染红的水沿A→B→C→D→A的方向运动起来；（2）从底部加热，水会循环流动起来，很快使水的温度升高，这种现象叫做对流，它能发生在各种气体和液体中。根据以上的探究可知：如果冬天家中准备安装暖气片，应该安装在房间的底部，取暖效果最好。13．探究大气对避免流星袭击的作用，如图所示：有两个相同的直筒，其中一个直筒是空的，另一个直筒放有松散的棉絮(模拟大气层)，金属球由相同的高度下落。(1)本实验是通过比较________________________________________来反映大气层避免流星袭击的作用。(2)通过实验，可以得出的结论是______________________________________________