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1.4 地球的圈层结构（学案）
2026—2027学年高一上学期　人教版（2019年版）必修第一册　第一章　宇宙中的地球　第1课时（新授课）
一、课标要求与学习目标
（一）课标要求
运用示意图，说明地球的圈层结构。——《普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）》必修“地理1”内容要求1.2
（二）学习目标
1. 能说出纵波、横波在振动方向、传播速度和传播介质方面的差异，说出利用地震波探测地球内部结构的基本原理。
2. 能在地震波传播速度与深度变化示意图上指出莫霍界面、古登堡界面，说出地球内部圈层划分的依据，描述地壳、地幔、地核的位置、范围和主要特征。
3. 能区分地壳与岩石圈的范围，说出软流层的位置及其与岩浆活动、板块运动的关系。
4. 能据示意图说出大气圈、水圈、生物圈的范围和特点，举例说明各圈层相互联系、相互渗透，共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。
二、学习重难点
重点：地球内部圈层的划分依据（地震波波速变化）及各圈层的位置和特征；外部圈层的组成与特点。
难点：依据地震波波速变化理解圈层划分；大气圈、水圈、生物圈与岩石圈的相互联系、相互渗透。
三、课前预习·自主梳理
（一）地震波
1. 概念：地震时，震源释放的能量以弹性波的形式向四周传播，这种弹性波称为地震波。
2. 读下表，比较纵波与横波的传播特点。
对比项目 纵波（P波） 横波（S波）
振动方向与传播方向的关系 一致 垂直
传播速度 较快 较慢
能通过的介质 固体、液体、气体 只能通过固体
3. 应用：利用地震波在地球内部的传播特点，可以探测地球内部的结构。
（二）不连续面
读图1，完成下表。
图1 地震波传播速度与地球内部圈层划分示意
名称 位置 地震波波速变化
莫霍界面 地下平均33千米（大陆部分） 纵波和横波的传播速度都明显增加
古登堡界面 地下约2900千米 纵波传播速度突然下降，横波完全消失
（三）地球的内部圈层
读图1，完成下表。
圈层 范围 主要特点
地壳 莫霍界面以上 厚度不一，大陆地壳平均厚约39—41千米，海洋地壳平均厚约5—10千米
地幔 莫霍界面与古登堡界面之间 上地幔上部存在软流层，一般认为可能是岩浆的主要发源地；软流层与板块运动有关
地核 古登堡界面以下 外核呈液态，横波不能通过，外核液体物质的运动形成地球磁场；内核呈固态；温度、压力和密度都很大
岩石圈 地壳和上地幔顶部（软流层以上） 由坚硬的岩石组成，与大气圈、水圈、生物圈相互联系，共同构成自然环境
（四）地球的外部圈层
读图2，完成下表。
图2 地球外部圈层结构示意
圈层 组成与主要特点
大气圈 由气体和悬浮物组成，主要成分是氮和氧；笼罩着地球，使地球上的温度变化和缓，提供生物生存所必需的氧气；风、云、雨、雪等天气现象与人类息息相关
水圈 由液态水、固态水和气态水组成，连续但不规则；水是最活跃的自然要素之一，在地表物质迁移和能量转换中起着十分重要的作用
生物圈 地球表层生物及其生存环境的总称；占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部，是地球上最大的生态系统
四、课堂探究·合作学习
【探究一】地震波如何“照亮”地球内部 读图1（地震波传播速度与地球内部圈层划分示意），完成下列任务。 1. 纵波、横波的波速分别在哪两个深度发生明显变化？两处波速变化有何不同？ 2. 横波在哪个深度完全消失？据此推测该深度以下物质的可能状态，并说明判断依据。 3. 结合探究过程，说说为什么地震波被称为认识地球内部结构的“探照灯”。
【探究二】地壳、岩石圈与软流层 1. 在图1右侧圈层示意图上，用彩笔描出岩石圈的范围，说出岩石圈与地壳范围的大小关系。 2. 判断正误并说明理由：地壳就是岩石圈。 3. 软流层位于哪个圈层？为什么说它可能是岩浆的主要发源地？
【探究三】四大圈层如何相互联系 以“校园里的一棵大树”为例： 1. 说出大树的生长分别与大气圈、水圈、生物圈、岩石圈存在哪些联系。 2. 用箭头和简要文字，画出大树与各圈层之间的物质或能量联系示意图。 3. 归纳：大气圈、水圈、生物圈、岩石圈之间有什么关系？它们共同构成什么？
五、典例精讲
【例1】（双项选择题） 读图1，关于地震波与地球内部圈层的叙述，正确的是（　） A. 地震波的传播速度随深度增加持续增大 B. 莫霍界面处，纵波和横波的传播速度都明显增加 C. 古登堡界面以下横波完全消失，说明该界面以下物质均为固态 D. 利用地震波探测地球内部结构，主要依据是波速在特定深度发生突变 解析：A错，纵波在古登堡界面处速度突然下降，并非持续增大；B对，莫霍界面处纵波、横波速度均明显增加；C错，横波不能通过外核，说明外核呈液态（熔融状态），而内核为固态；D对，地震波波速的突变位置即不连续面，是划分圈层的依据。答案：BD。
【例2】（单项选择题） 关于地壳与岩石圈的叙述，正确的是（　） A. 地壳就是岩石圈 B. 岩石圈包括地壳和上地幔顶部（软流层以上） C. 岩石圈全部位于莫霍界面以上 D. 海洋地壳比大陆地壳厚 解析：A错，岩石圈范围比地壳大；B对，岩石圈由地壳和上地幔顶部（软流层以上）组成；C错，岩石圈还包括上地幔顶部，其下界超过莫霍界面；D错，大陆地壳平均厚约39—41千米，海洋地壳平均厚约5—10千米，大陆地壳更厚。答案：B。
六、当堂检测
（一）单项选择题
1. 关于纵波和横波的叙述，正确的是（　）
A. 纵波传播速度较慢，横波传播速度较快
B. 纵波只能通过固体传播，横波能通过固体、液体和气体
C. 横波在古登堡界面处完全消失
D. 纵波的振动方向与传播方向垂直
2. 地球内部圈层划分的主要依据是（　）
A. 岩浆活动的深度
B. 地震波传播速度的变化
C. 地下温度的变化
D. 内部物质密度的差异
3. 读图1，莫霍界面处地震波波速的显著变化是（　）
A. 纵波、横波传播速度都明显增加
B. 纵波传播速度突然下降，横波完全消失
C. 横波传播速度明显下降
D. 纵波、横波传播速度都明显减慢
4. 有关岩石圈的叙述，正确的是（　）
A. 岩石圈就是地壳
B. 岩石圈包括地壳和整个地幔
C. 岩石圈位于软流层以上，包括地壳和上地幔顶部
D. 岩石圈是地球的外部圈层
5. 生物圈的范围是（　）
A. 大气圈的全部、水圈的全部、岩石圈的全部
B. 大气圈的底部、水圈的全部、岩石圈的上部
C. 大气圈的上部、水圈的全部、岩石圈的上部
D. 大气圈、水圈、岩石圈三者接触的界面
（二）综合题
读图1、图2，回答下列问题。
（1）写出图中字母或序号代表的圈层名称：A为________，B为________，C为________。
（2）莫霍界面与古登堡界面之间的圈层是________，其上部的________一般认为可能是岩浆的主要发源地；软流层以上地幔的刚性部分与地壳合称________。
（3）外核呈________（填“固”或“液”）态，判断依据是________。
（4）生物圈占有________的底部、________的全部和________的上部。
（5）举例说明大气圈、水圈、生物圈、岩石圈之间的相互联系。
七、学习小结
【知识框架】 划分依据：地震波波速的变化 不连续面：莫霍界面（地下平均33千米，纵波、横波速度均明显增加）→ 古登堡界面（约2900千米，纵波速度突然下降、横波完全消失） 内部圈层：地壳（大陆厚、海洋薄）→ 地幔（上地幔上部有软流层；地壳＋上地幔顶部＝岩石圈）→ 地核（外核液态、内核固态） 外部圈层：大气圈（氮、氧，温度变化和缓）→ 水圈（连续但不规则）→ 生物圈（占有大气圈底部、水圈全部、岩石圈上部） 结论：各圈层相互联系、相互渗透，共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。
附：参考答案
（一）课前预习
纵波与横波的比较、不连续面、内部圈层、外部圈层各表内容即答案，已在正文表格中给出。
（二）课堂探究
探究一：1. 莫霍界面（地下约33千米）和古登堡界面（地下约2900千米）。莫霍界面处纵波、横波速度都明显增加；古登堡界面处纵波速度突然下降、横波完全消失。
2. 横波在约2900千米深度完全消失。横波只能通过固体，其完全消失说明该深度以下物质至少不呈固态，外核呈液态（熔融状态）。
3. 地震波在地下传播时，波速在不同深度发生突变，这种突变反映了内部物质组成和状态的差异，如同“探照灯”照出地球内部的圈层结构。
探究二：1. 岩石圈范围大于地壳（岩石圈＝地壳＋上地幔顶部）。
2. 错误。地壳只是岩石圈的一部分，岩石圈还包括上地幔顶部（软流层以上）。
3. 位于上地幔上部。一般认为该层物质处于熔融状态（软流），可能是岩浆的主要发源地。
探究三：1. 大气圈：大树光合作用吸收二氧化碳、放出氧气，呼吸作用相反；水圈：根系吸收水分，叶片蒸腾作用向大气输送水汽；岩石圈：扎根于土壤（岩石风化产物），吸收矿物养分；生物圈：大树本身是生物，其枯枝落叶参与土壤（岩石圈）形成。
2. 示例：太阳光→大气圈→大树光合作用；水→根系→叶片蒸腾→大气；枯枝落叶→土壤→岩石圈。
3. 各圈层相互联系、相互渗透，共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。
（三）典例精讲
例1：BD　例2：B
（四）当堂检测
（一）单项选择题：1.C　2.B　3.A　4.C　5.B
（二）综合题：（1）A地壳　B地幔　C地核
（2）地幔；软流层；岩石圈
（3）液（熔融）；横波不能通过（古登堡界面处横波完全消失，而纵波仍能传播）
（4）大气圈；水圈；岩石圈
（5）示例：植物从大气圈吸收二氧化碳，从水圈吸收水分，从岩石圈（土壤）吸收矿物养分，其枯枝落叶又归还土壤（岩石圈），说明各圈层相互联系、相互渗透。

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