高中地理《高中全程学习方略》2025版必修第一册第二章 第二节　第3课时　大气的水平运动-风含答案

高中地理《高中全程学习方略》2025版必修第一册第二章第二节第3课时大气的水平运动——风含答案第3课时大气的水平运动——风情境导学课标导读风力发电是指把风的动能转为电能。风能是一种清洁无公害的可再生能源,很早就被人们利用,主要是通过风车来抽水、磨面等,目前人们感兴趣的是如何利用风来发电。利用风力发电非常环保,且风能蕴藏量巨大,因此日益受到世界各国的重视。截至2023年6月底,中国风电装机容量约3.9亿千瓦,同比增长13.7%。请思考:在山区建风电场应选在山顶还是山谷,为什么?课程标准学习任务运用示意图等,说明热力环流原理,并解释相关现象。1.运用示意图,解释风形成的原因。(综合思维)2.掌握水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力对风的影响。(地理实践力)3.结合示意图,认识大气运动的规律,分析近地面风和高空风的受力情况。(区域认知)必备知识·认知导学一、形成风的三种作用力名称方向影响水平气压梯度力垂直于等压线,由高压指向低压形成风的直接原因地转偏向力与风向垂直使风向偏转,北半球向右偏,南半球向左偏摩擦力与风向相反减小风速按图索骥在下面“风的形成示意图”中填写各箭头代表的含义。二、高空风和近地面风的比较类型受力最终风向高空风水平气压梯度力和地转偏向力风向与等压线平行近地面风受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同影响风向与等压线斜交左思右想相同水平气压梯度力作用下,陆地和海洋上形成的风有哪些不同?提示:陆地摩擦力大,风速较小,风向与等压线之间的夹角较大;海洋摩擦力小,风速较大,风向与等压线之间的夹角较小。关键能力·探究导思探究点风的形成情境·抽丝剥茧内蒙古风力分析内蒙古自治区是我国风能资源最丰富的地区之一,占全国风能资源总量的三成以上,具有很大的开发应用价值,并且建设条件好,开发成本相对较低,被誉为“风电三峡”。下图为某年春季内蒙古及周边地区等压线分布图。[任务驱动](1)从摩擦力的角度分析内蒙古自治区风能资源丰富的原因。(区域认知)提示:内蒙古地形平坦,植被覆盖率低,风的摩擦力较小,故风速大,风能资源丰富。(2)根据图中所示信息,分析内蒙古东、西部风力大小及原因。(综合思维)提示:内蒙古东部等压线比西部密集,故东部风力大于西部风力。(3)推测图中A点的风向,并在图中用箭头将其画出。(地理实践力)提示:A点为西南风。如图:归纳·架构津梁1.等压线图中风向的画法(以北半球为例):第一步:画水平气压梯度力。先根据等压线分布状况判断出气压高低,并按垂直于等压线由高压指向低压画出水平气压梯度力。第二步:定地转偏向力。判断属于哪个半球,面向水平气压梯度力的方向,北半球右偏,南半球左偏。第三步:定偏转角度:分清是高空还是近地面,若是高空,所画风向与等压线平行,即偏转90°(如图1);若是低空,所画风向与等压线成一夹角(30°~45°,如图2)。2.风矢图和风玫瑰图:(1)风矢图。风矢由风向杆和风羽组成,风向杆指示风的方向,风羽横线表示风力大小,一道短线代表1级风、一道长线代表2级风、一面三角旗帜代表8级风。(2)风玫瑰图。频率最高的方位,表示该风向出现次数最多,如下图中的东南风出现次数最多,其次是东北风,南风出现次数最少。应用·百炼成钢(2024·无锡高一检测)下图为北半球气压分布以及不同力作用下的风向示意图,图中甲、乙、丙代表等压线。读图,完成1、2题。1.若P代表水平气压梯度力,则图中Q、M、N三个箭头分别代表()A.摩擦力、地转偏向力、风向B.地转偏向力、摩擦力、风向C.地转偏向力、风向、摩擦力D.风向、摩擦力、地转偏向力2.若图中等压线数值不变且分布在高空,则()A.水平气压梯度力变大 B.风速变快C.地转偏向力变小 D.摩擦力变大【解析】1选D,2选B。第1题,图中表示北半球,甲、乙、丙代表等压线,P垂直于等压线,是水平气压梯度力,Q相对于水平气压梯度力来说向右偏转,且与等压线斜交,应是风向;M与风向相反,应该是摩擦力;N与风向垂直,应该是地转偏向力。第2题,若图中等压线数值不变且分布在高空,则水平气压梯度力不变;摩擦力变小;摩擦力变小,风速变快;风速变快,地转偏向力变大。(2024·武汉高一检测)下图为2023年10月9日6时某区域海平面气压分布图,据此完成3~5题。3.甲、乙两地的风向分别是()A.西南风、西北风B.西北风、偏东风C.西南风、东北风D.西北风、偏西风4.与大风速区相比,A地区风速较小,主要是因为()A.水平气压梯度力较小B.水平地转偏向力较小C.地表的摩擦作用较大D.气压较低5.B地区夏季局地风向日变化主要表现最可能是()A.海陆风转变 B.山谷风转变C.城市风转变 D.绿洲风转变【解析】3选B,4选C,5选A。第3题,根据所学知识,等压线图中,风向垂直于等压线且由高压指向低压,位于北半球的地点受到向右的地转偏向力影响,最终风向与等压线斜交。据此可得出甲地风向为西北风、乙地风向为偏东风。第4题,读图可知,A处等压线密集,水平气压梯度力较大;地转偏向力只影响风向,不影响风速;A处位于我国西南地区,地形崎岖,地表的摩擦作用较大,削减风速;气压较低不会导致风速较小。第5题,B处位于沿海地区,受海陆热力性质差异影响,会出现海陆风的日变化;山谷风出现在山坡和谷地之间、城市风出现在城市和郊区之间、绿洲风出现在绿洲和荒漠之间。下图为某气压场中的受力平衡风向图,据此完成6、7题。6.该图所示气压场最可能位于()A.北半球低纬近地面B.南半球中纬近地面C.北半球中纬高空D.南半球中纬高空7.对图中虚线方框部分的分析正确的是()A.甲为地转偏向力、乙为水平气压梯度力B.甲为水平气压梯度力、乙为摩擦力C.甲为惯性离心力、乙为地转偏向力D.甲、乙两个力大小相等、方向相反【解析】6选C,7选D。第6题,根据图示可知,图示风向与等压线平行,说明为高空中的风向,高空中的风受水平气压梯度力和地转偏向力的影响。水平气压梯度力是形成风的直接原因,水平气压梯度力的特点是垂直于等压线,箭头指向低压,图中甲为水平气压梯度力,乙为地转偏向力,图示风向位于水平气压梯度力的右侧,说明地转偏向力向右偏转,位于北半球。第7题,根据上题分析可知,甲为水平气压梯度力,乙为地转偏向力,水平气压梯度力和地转偏向力大小相等,方向相反,风向不再偏转,最终风向与等压线平行。课堂小结博览天下【全球视野】火地岛的“醉汉树”和木屋南美洲南端的火地岛自然环境保存良好,岛上动植物资源丰富。由于岛上常年盛行偏西风,在大风的作用下,很多树木树冠形状奇特,当地称作“醉汉树”。为了抵御大风,岛上的传统民居以低矮的木屋为主。课时巩固,请使用“课时过程性评价八”“素养培优练(二)”第一节大气的组成和垂直分层情境导学课标导读臭氧在常温下是一种有特殊臭味的蓝色气体。平流层中的臭氧层能吸收紫外线,保护地球生命。臭氧还可以被用作消毒剂,杀菌消毒。不过,过高的臭氧浓度却会对人体造成危害,汽车尾气、工厂烟雾中的氮氧化物等,在紫外线的照射下会产生臭氧等有毒气体,目前臭氧已经成为许多城市的主要污染物。请思考:臭氧对所在大气层的主要作用是什么?课程标准学习任务运用图表等资料,说明大气的组成和垂直分层,及其与生产和生活的联系。1.结合干洁空气构成图,知道大气的组成成分,并以现实案例理解大气主要成分的作用。(区域认知、综合思维)2.结合大气垂直分层示意图,知道大气垂直分层的依据,理解每层的特点和与人类活动的关系和联系。(综合思维、人地协调观)3.观察、识别、描述与大气有关的自然现象,参与减缓全球变暖和臭氧层破坏的生活实践。(地理实践力)必备知识·认知导学一、大气的组成1.低层大气的组成:干洁空气、少量水汽和固体杂质。2.大气的成分及作用:对号入座将下列干洁空气的成分填入表格相应位置。①二氧化碳②氧气③氮气④臭氧组成体积分数作用干洁空气③占78%地球上生物体的基本元素②占21%人类和其他生物维持生命活动所必需的物质①少绿色植物进行光合作用的基本原料,吸收地面辐射,使气温升高④吸收太阳光中的紫外线,对生物具有保护作用水汽和杂质少是成云致雨的必要条件,其中杂质充当凝结核的作用3.人类活动对大气组成的影响:人类活动排放的污染物进入大气,会影响大气的成分和含量,产生大气污染,对生态系统和人类生存造成不利影响。二、大气的垂直分层按图索骥填写下图中不同大气层的名称。1.划分依据:根据温度、运动状况和密度,大气自下而上可划分为对流层、平流层和高层大气。2.垂直分层:(1)对流层。①范围:低纬度地区17~18千米,高纬度地区8~9千米。②特点:③与人类关系:人类生活在对流层底部。左思右想对流层大气的厚度一年四季固定不变吗?为什么?提示:不是。夏季气温高,对流旺盛,对流层的厚度就厚;冬季相反。(2)平流层。①范围:对流层顶部至50~55千米高空。②特点:③与人类关系:臭氧吸收紫外线,被称为“地球生命的保护伞”;适合航空飞行。(3)高层大气。①范围:平流层以上的大气。②特点:要素主要特征气温随海拔增加,气温先下降后上升密度密度很小③与人类关系:流星现象发生在该层;有电离层,能反射无线电波。关键能力·探究导思探究点一大气的组成情境·抽丝剥茧碳达峰与碳中和我国曾对国际社会承诺,力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。下图是近150年来二氧化碳含量的变化及气温的变化。[任务驱动](1)简述近150年来二氧化碳含量的变化与全球气温变化特点。(区域认知)提示:二氧化碳含量持续上升,1950年以来上升更快。气温波动上升。(2)分析大气中二氧化碳增多的主要原因。(综合思维)提示:化石燃料燃烧,释放大量二氧化碳;破坏森林,减少了二氧化碳的吸收。(3)为实现“碳达峰”和“碳中和”承诺,作为中学生,你可以采取哪些行动?(人地协调观)提示:节约用电;践行绿色消费;选择低碳出行;分类投放垃圾;保护自然生态等。归纳·架构津梁1.大气成分的时空变化:成分变化特点二氧化碳大致夏季较少,冬季较多;乡村较少,城市较多,重工业发达的城市更多杂质一般来说,近地面大气陆地多于海洋,城市多于乡村,冬春季节多于夏秋季节水汽因海陆位置、纬度、地势高低而有差异,大致低纬多于高纬,海上多于陆地2.人类活动对大气成分的影响:【知识拓展】臭氧层破坏(1)原因:①自然:太阳活动;②人为:人类向大气中大量排放消耗臭氧的物质(如氯氟碳化物)。(2)后果:①影响人类的健康。一方面,过量的紫外线会破坏人的免疫系统,使人的自身免疫系统出现问题,患呼吸道传染性疾病的人数大量增加;另一方面,过量的紫外线会增加皮肤癌的发病率。②影响农作物的产量和质量。③影响水域生态系统,会直接引起整个食物链的破坏。(3)措施:①减少消耗臭氧层有害气体的排放,如冰箱制冷剂氯氟碳化物的排放(改用无氟制冷剂);②寻找新的替代品,加大对替代品的研制力度。应用·百炼成钢几十年来随着人类活动的影响,出现了全球变暖趋势和臭氧层空洞。据此完成1、2题。1.全球变暖趋势形成的主要人为原因是()A.太阳辐射减弱 B.大量使用化石燃料C.火山喷发产生的火山灰 D.全球沙尘暴多发2.出现臭氧层空洞的原因与人类活动有关,下列关于大气中臭氧的说法,正确的是()A.臭氧能吸收红外线,使生命免受伤害B.臭氧的浓度随高度上升而增加C.人类大量使用含氟的制冷剂导致臭氧浓度降低D.青藏高原的臭氧浓度下降会减少对人体健康的损害【解析】1选B,2选C。第1题,人类大量使用化石燃料(煤、石油等),释放了大量二氧化碳,导致温室效应增强,使地球出现了全球变暖趋势;太阳辐射减弱、火山喷发产生的火山灰不属于人为原因;沙尘暴会增强大气对太阳辐射的削弱作用,从而在一定程度上抑制了温室效应,减弱了全球气候变暖。第2题,人类大量使用含氟的制冷剂是导致臭氧浓度降低的主要原因;臭氧能吸收紫外线,使生命免受伤害;在22至27千米范围内,臭氧含量达到最大值,因此臭氧浓度随高度上升先增后减;青藏高原臭氧浓度较低,其浓度下降会加大对人体健康的损害。探究点二大气的垂直分层情境·抽丝剥茧神舟航天员会师天宫2023年10月26日19时34分神舟十六号、神舟十七号两个乘组6名航天员顺利会师“天宫”,并共同在轨工作4天左右的时间。下图为大气的垂直分层示意图。[任务驱动](1)说出神舟飞船从发射到进入轨道过程中,其外部气温、气压变化情况。(区域认知)提示:气温先降低,然后升高,再降低,后升高;气压不断下降。(2)假如飞船在上升过程中,与基站的通信信号发生异常,请指出此时飞船所在大气层并说明发生异常的原因。(地理实践力)提示:高层大气。大气层高层大气有电离层,其中含有大量离子和自由电子,可以干扰电磁波无线通信;因而飞船与地面基站的通信会受干扰而发生异常。(3)发射塔所在的大气层被称为“天气变化总表演师”,试阐述其原因。(综合思维)提示:对流层,随着海拔升高,气温逐渐降低,对流作用显著;几乎所有的水汽和固体杂质都分布在对流层,故风、云、雨、雪等都发生在该层。归纳·架构津梁1.大气的垂直分层及其特点:2.对流层特点及与人类的关系:3.平流层特点及与人类的关系:应用·百炼成钢(2024·泉州高一检测)探空气球(氢氦气球)是研究大气层的重要工具。它携带传感器升空后,可持续将探测到的气温等数据传回地面;待升至一定高度后,将爆炸成碎片。根据不同测站探空气球传回的数据,得到低纬、中纬、高纬地区年均温垂直分布(如图)。据此完成1、2题。1.图中,代表低纬、中纬、高纬地区年均温垂直变化的曲线依次是()A.①②③ B.①③②C.③②① D.③①②2.由图可知()A.9~15千米大气对流运动较强B.对流层顶高度随纬度升高而降低C.0~9千米大气以平流运动为主D.高层大气气温随海拔升高而升高【解析】1选A,2选B。第1题,根据题意可知,低纬度地区终年气温较高,年均温高,图中近地面年均温最高的是①;高纬度地区终年寒冷,年均温最低,图中近地面年均温最低的是③;中纬度地区年均温介于低纬度和高纬度之间,对应图中的②。因此,代表低纬、中纬、高纬地区年均温垂直变化的曲线依次是①②③。第2题,结合图示可知,9~15千米在高纬度地区气温随高度的增加而增加,大气对流运动较弱;0~9千米气温随高度的增加而快速下降,大气以对流运动为主;图中不同纬度对流层顶的海拔均呈现随纬度升高而降低;高层大气的海拔范围是在平流层顶部(50~55km)以上,图中没有反映出高层大气。(2023·长沙高一检测)北京时间2023年5月10日21时22分,长征七号火箭搭载天舟六号货运飞船顺利发射,飞船次日成功与中国空间站对接(空间站距地面约400km)。下图为大气垂直分层示意图。完成3、4题。3.成功对接时飞船外的大气层()A.密度较大 B.天气多变C.气压较小 D.有臭氧层4.下列关于图中各层大气的特征描述,不正确的是()A.①—平流运动显著 B.②—适合飞机飞行C.③—温度急剧下降 D.④—有电离层存在【解析】3选C,4选A。第3题,成功对接时,空间站所在高度大约为400千米,位于地球大气分层中的高层大气。对流层顶的高度12千米,对流层天气多变,是大气中密度最大的一层;高层大气受地球引力更小,气压较小;平流层范