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2.1大气的组成和垂直分层—高一地理人教版（2019）必修第一册课时优化训练
北京时间10月16日0时23分53秒，神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。飞船随后进入预定轨道，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空，发射取得圆满成功。下图为“大气垂直分层示意图”，据此完成下面小题。
1.神舟十三号载人飞船从发射到进入预定轨道，下列描述正确的有（ ）
①太阳辐射逐渐增多
②气压逐渐降低
③空气密度逐渐减小
④臭氧含量逐渐减小
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
2.下列叙述正确的是（ ）
A.低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质组成
B.云、雨、雪、雷电等天气现象，发生在平流层
C.大气中的臭氧可以减少红外线对生物的伤害
D.大气各成分比例不会因人类活动而改变
气象探空气球是用来探测近地面到35km高空的温度、湿度、气压、风向、风速等气象要素的设备。图为气象工作人员准备释放的气象探空气球。完成下面小题。
3.气象探空气球能够到达的最高大气分层为（ ）
A.对流层 B.平流层 C.电离层 D.高层大气
4.从北京气象台释放的气象探空气球，探测到的气象数据可信的是（ ）
A接近10千米高空，气温低于-30℃ B.23千米高空，降水量220毫米
C.30千米高空，云量达到90%以上 D.45千米高空，气压达到1030hPa
天空中耸立着的像铁匠铺里的铁砧一样的云山，称为砧状云。它是雷雨云的顶部冰晶结构，通常单体，呈马鬃状，因极像打铁的铁砧而得名，砧状云的形成与上升气流有关，雷雨时多见。飞行员看到这种砧状云的时候一定要绕行，以确保飞行安全。据此完成下题。
5.砧状云常出现的高度是（ ）
A.对流层底部 B.对流层中部 C.对流层顶部 D.平流层
6.砧状云常出现在什么季节（ ）
A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季
民航客机在飞行过程中，机身后面往往会留下一个长“尾巴”（即飞机尾迹，又叫飞行云），有时这个“尾巴”又细又长且在天空长时间停留，有时又会很短且很快消失。民航航线的位置和高度一般是固定的。据此完成下面小题。
7.民航客机水平飞行时，其所在大气层的特点是（ ）
A.氧气含量高，空气对流作用强 B.空气强烈上升，节省飞行燃料
C.大气稳定，利于飞机安全飞行 D.臭氧含量高，利于燃料充分燃烧
8.民航客机在高空飞行时留下的飞机尾迹是（ ）
A.飞机尾气中的水汽在高空遇冷凝结而成的
B.飞机在飞行过程中，把天空的云划成了条痕状
C.飞机在飞行过程中燃料不完全燃烧排放的气体
D.飞机在飞行时为了美观有意排出的烟雾
2021年11月10日，一名28岁的法国男子站在父亲驾驶的热气球顶部，随着气球缓缓上升，最终在气球上升到4016米时，拍下了精彩瞬间，打破了自己曾经创造的该项目的世界纪录。右图为该男子当时自拍的照片。据此完成小题。
9.该名男子拍照时所在的大气层（ ）
A.臭氧含量较多 B.适合航空飞行 C.厚度大致均匀 D.天气复杂多变
10.同一季节，下列城市上空对流层厚度从小到大的排序，依次是（ ）
①海口
②北京
③漠河
④上海
A.①②③④ B.③②④① C.②④①③ D.④①③②
在对流层，海拔每上升100米，气温约降低0.6℃。但在一定条件下，也会出现气温随高度增加而上升的现象，或者随高度的增加，温度直减率小于0.6℃/100米，这种现象称为逆温。下图示意大气逆温层的形成。据此完成下面两题。
11.图示大气逆温层出现的主要原因是（ ）
A.地面辐射减弱 B.冷空气潜入暖空气下
C.下沉气流降温 D.近地面大气运动减缓
12.逆温层之下易出现雾霾，主要是因为（ ）
A.空气对流受到抑制 B.冷空气带来烟雾颗粒
C.山地阻挡冷空气前行 D.城市污染物排放过多
13.阅读图文材料，回答下列问题。
2012年10月，奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳搭乘气球升至约39千米的高空。他在这个高度纵身跳下，打破了跳伞运动员多项世界纪录。
（1）图中大气的垂直分层A为_______、B为_______、C为高层大气。
（2）鲍姆加特纳起跳的地方位于大气的B层。该层大气温度的变化特点是_______________________。
（3）鲍姆加特纳降落到约10千米的高度时，位于大气的A层，此时他耳边的风声震耳欲聋。该层大气温度的变化特点是_________。其原因是该层大气的热量主要来自___________________。
14.阅读图文材料，完成下列要求。
2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空。神舟十六号载人飞船入轨后，5月30日16时29分，成功对接于空间站天和核心舱径向端口。三位航天员将在空间站进行为期6个月的科研活动。下图为地球大气垂直分层示意图。
（1）指出图中①和②代表的大气垂直分层，以及臭氧分布在哪一层。
（2）描述空间站所在的④大气层的主要特征。
（3）分析神舟十六号飞船从地面到空间站经过①②③大气层的气温变化。
15.阅读图文材料，完成下列要求。
紫外辐射虽然在太阳能量的总通量中占比不大，但是研究紫外辐射却有着极为重要的意义。人类之所以没有遭受过量的紫外辐射，是因为受到臭氧层的保护。如果大气臭氧层这个“保护伞”遭受严重破坏，人类将遭受强烈的紫外辐射，会产生严重的后果。紫外辐射由于受日地距离和臭氧、云层等各种大气消光因子的削弱作用，不仅有明显的日际变化，而且日变化也很大。下图示意青藏高原某地晴天和阴天紫外辐射剂量率日变化情况。
（1）指出臭氧层所在的大气层，并说明该大气层的主要特点。
（2）据图说明该地云层对地表紫外辐射剂量率的影响。
（3）试从个人防护角度，为降低紫外辐射带来的危害提出应对措施。
答案以及解析
1.答案：A
解析：神舟十三号载人飞船的预定轨道，位于高层大气之中，因此神舟十三号载人飞船从发射到进入预定轨道的过程中，随着高度的升高，空气密度减小，气压逐渐降低，大气对太阳辐射的削弱作用减弱，太阳辐射逐渐增多，①②③正确；臭氧主要分布在平流层的中上部，故飞船从发射到进入预定轨道的过程中，臭氧含量先增多后减少，④错误。A正确，B、C、D错误。故选A。
2.答案：A
解析：海拔在25千米以下的地球大气层称为低层大气。包括对流层和平流层中下部。低层大气所含空气占整个地球大气层超过百分之80以上，主要是由干洁空气、水汽和固体杂质组成，A正确；云、雨、雪、雷电等天气现象，主要发生在对流层，平流层没有水汽和固体杂质，云、雨等天气现象几乎绝迹，B错误；大气中臭氧的主要作用是吸收太阳辐射中紫外线，减少紫外线对生物的伤害，C错误；大气组成成分的比例会因人类活动的影响而改变，如二氧化碳比例的增加主要是工业化程度提高和使用化石燃料增加的结果，D错误。故选A。
3.答案：B
解析：依据所学知识可知，对流层平均高度约12千米，平流层高度是从对流层顶到50千米（或55千米）之间，高层大气位于平流层之上，电离层位于高层大气中80~500千米；气象探空气球最高能够到达35千米的高空，恰好位于平流层，A、C、D错误，B正确。故选B。
4.答案：A
解析：10千米高空位于对流层上部，从地面到高空，每上升一千米，温度下降6°C，所以气温低于30°C是可信的，A正确；23千米、30千米和45千米高空均位于平流层内，平流层固体杂质极少，大气以平流运动为主，空气稀薄，无云雨现象，气压也很低，B、C、D错误。故选A。
5.答案：C
解析：上升气流强盛，被平流层的风阻挡，阻挡了云的向上发展，导致云团顶部只能横向扩散，形成一个平面，形似打铁的铁砧。故砧状云常出现的高度是对流层顶部，C正确。故选C。
6.答案：B
解析：砧状云通常与夏季雷暴活动有关，是在强烈的上升气流情况下形成。夏季通常有更多的暖湿空气，更强烈的上升气流，B正确。故选B。
7.答案：C
解析：民航客机飞行一般在平流层，海拔高，氧气含量低，空气以平流运动为主，A错误；平流层下冷上热，以平流运动为主，节省飞行燃料，B错误；平流层大气稳定，利于飞机安全飞行，C正确；客机选择在平流层飞行的主要原因是平流层大气能见度好，大气稳定，利于飞机安全飞行，不是为了利用臭氧，D错误。故选C。
8.答案：A
解析：飞机燃料燃烧后，产生大量水蒸气，尾气中的水汽在高空遇冷凝结，形成小水滴或小冰晶，从而留下尾迹，A正确。故选A。
9.答案：D
解析：根据题意可知，男子拍摄照片的高度为4016m，而对流层在低纬度地区平均高度为17km～18km，在中纬度地区平均高度为10km～12km，高纬地区平均高度为8km～9km，所以男子拍照时所在的大气层为对流层，对流层天气现象复杂多变，D正确；臭氧层位于平流层，平流层适合航空飞行，A、B错误；对流层的厚度随地理纬度和季节而变化，C错误。故选D。
10.答案：B
解析：气温越高，对流运动越旺盛，对流层厚度越大。四个城市的纬度由低到高为海口、上海、北京、漠河。同一季节，纬度越低，气温越高，对流层厚度越大，所以同一季节四个城市上空对流层厚度从小到大的排序为③②④①，B正确，A、C、D错误。故选B。
11.答案：B
解析：根据题意，分析如下：
12.答案：A
解析：逆温出现后，逆温层之下，空气对流运动受到抑制，烟雾颗粒不易扩散，易形成雾霾，A正确：烟雾颗粒主要是城市产生的，而不是冷空气带来的，B错误；山地阻挡冷空气前行和城市污染物排放过多是产生雾霾的原因，但不是逆温层之下易出现雾霾的主要原因，C、D错误。故选A。
13.答案：（1）对流层 平流层
（2）随海拔的升高气温升高
（3）随海拔的升高气温降低 地面（辐射）
解析：（1）据图可知，大气垂直分层从近地面到高空依次为A对流层、B平流层、C高层大气。
（2）起跳的高度距离地面39km，位于平流层；平流层气温随海拔升高而降低，所以在该层降落的过程中，大气温度的变化特点是随着海拔高度的下降，气温下降，主要原因在于：平流层臭氧大量吸收太阳短波辐射中的紫外线而使得大气增温（平流层气温的垂直分布除下层随高度变化很小外，在30千米以上，气温随高度增加迅速上升，这是因为平流层中的臭氧大量吸收太阳紫外线而使气温升高）。
（3）10km的高度位于对流层，对流层气温随海拔的上升而下降，所以在该层降落的过程中，大气温度的变化特点是随着海拔的降低，气温升高；主要原因在于对流层大气的主要和直接热源是地面长波辐射，海拔越低，受地面长波辐射的影响越强，气温越高。
14.答案：（1）①是对流层；②是平流层；臭氧分布在平流层（或②层）。
（2）大气稀薄，接近行星际状态；随海拔升高，气温不断升高；有电离层存在；极光、流星现象发生在该层。
（3）在①层，地面是近地面大气的直接热源，气温随海拔升高而降低；在②层，臭氧吸收紫外线，气温随海拔升高而上升；③层是高层大气层的底层，由于没有臭氧吸收紫外线，气温随海拔升高而降低。
解析：（1）读图可知①为对流层，②为平流层。结合所学知识可知臭氧层主要位于平流层之中的。
（2）由图中可看出，④大气层位于高层大气层中的热层。热层存在于离地表85公里以上的高空，热层的空气极为稀薄，接近行星际状态。热层中，气温随高度的增加而迅速增高，太阳紫外辐射都被该层中的大气物质（主要是原子氧）所吸收。据研究高层大气（在60km以上）由于受到强太阳辐射，迫使气体原子电离，产生带电离子和自由电子，使高层大气中能够产生电流和磁场，并可反射无线电波，这种高层大气又可称为电离层。热层在高纬度地区因磁场而被加速的电子会顺势流入，与热层中的大气分子冲突继而受到激发及电离，当那些分子复回原来状态的时候，就会产生发光现象，此称为极光。
（3）由图中可以看出，由地面向高空，依次穿越①②③大气层的气温变化表现为先降低、再上升、再降低。在对流层，即①层，气温随高度增加而降低；由于对流层主要是从地面得到热量，因此气温随高度增加而降低。在平流层，即②层，下层随高度增加气温变化很小，大约在20公里以上，气温又随高度增加而显著升高，这是因为20~25公里高度处，臭氧含量最多，臭氧能吸收大量太阳紫外线，从而使气温升高。在中间层，即③层，气温随高度增高而迅速降低，因为该层臭氧含量极少，不能大量吸收太阳紫外线，而氮、氧能吸收的短波辐射又大部分被上层大气所吸收，故气温随高度增加而递减。
15.答案：（1）大气层：平流层。
特点：平流层大气温度随高度升高而升高；不易形成对流，以平流运动为主；大气中水汽和杂质含量很少，无云雨现象，能见度高。
（2）云层对紫外辐射有削弱作用，降低了地表紫外辐射剂量率：
云层对地表紫外辐射剂量率影响最明显的时段是8—13时，使得紫外辐射剂量率日最高值出现时刻由12时推迟到了14时。
（3）一般12—14时紫外辐射比较强，应降低该时段外出频率；出门可适当做好防护工作，如穿防晒服、戴遮阳帽等；调整饮食，多食用胡萝卜、番茄等富含抗氧化剂的食物。
解析：（1）调用所学知识可知，臭氧层所在的大气层为平流层，平流层大气温度随高度升高而升高，因此不易形成对流，以平流运动为主，大气中水汽和杂质含量很少，无云雨现象，能见度高。
（2）首先要调用所学知识明确云层会削弱到达地面的太阳辐射，紫外辐射是太阳辐射的一部分；其次对比两幅图中紫外辐射剂量率的多少及时间上的差异，根据对比可得出云层对地表紫外辐射剂量率的影响。
（3）注意题干要求从个人防护角度回答，因此主要从个人的衣食行等角度回答。结合图示信息可知，12—14时紫外辐射比较强，应降低该时段外出频率，减少接收到的紫外辐射：出门可适当做好防护工作，如穿防晒服、戴遮阳帽等；调整饮食，多食用胡萝卜、番茄等富含抗氧化剂的食物。

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