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第一部分 自然地理
第1章 行星地球
第四节　地球的圈层结构
知识清单
项目 内容
一、 地球内部圈层 1．地震波有纵波和横波之分，纵波速度比较快，可以通过固体、液体、气体；横波速度比较慢，仅能通过固体。2．不连续面指波速突然变化的面。在地面以下平均33千米处（指大陆部分）的不连续面叫莫霍界面；地面以下2900千米处的界面叫古登堡界面。以两个不连续面为界，可以将地球内部划分为地壳、地幔、地核三个圈层。3．软流层位于地幔的上部，一般认为可能是岩浆的发源地。4．岩石圈包括地壳和上地幔的顶部（软流层以上），由坚硬的岩石组成。
二、地球的外部圈层 5．地球外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈。6．大气圈由气体和悬浮物组成，主要成分氮和氧。7．生物圈占有大气圈的底部、水圈的全部、岩石圈的上部。8．水圈是连续但不规则的圈层，它包括地表水、地下水、大气水、生物水等。
考点梳理
考点1、地球的内部圈层
1．地震波：当地震发生时，地下岩石受到强烈冲击，产生弹性震动，并以波的形式向四周传播。这种弹性波叫地震波。地震波有纵波（P）和横波（S）之分。
纵波和横波的传播速度随着所通过物质的性质变化而变化。纵波可以通过固体、液体、气体，而横波只能通过固体。纵波的传播速度较快，横波的传播速度较慢。
2．不连续面：地球内部的地震波在一定深度发生突然变化的面叫不连续面。它们是划分地球内部圈层的分界面。
地球内部存在着两个不连续面，其中莫霍界面位于大陆部分地下33千米处；古登堡界面位于地下2900千米处。在莫霍界面下，纵波和横波的传播速度都有明显增加；而在古登堡界面下，纵波的传播速度突然下降，而横波完全消失。
3．圈层划分：
圈层名称 不连续面 深度（Km） 特征
地壳 （莫霍界面）（古登堡界面） 平均171000290050006370 ①由岩石构成的固体外壳②大陆地壳厚、海洋地壳薄
地幔 上地幔 ①固态②上部存在一个软流层（可能是岩浆的发源地）
下地幔 ①可能为固态②温度、压力和密度均增大
地核 外核 接近液态、横波不能通过
内核 温度、压力和密度都很大
【例1】某地地下30km处发生地震，这时地面上的人、附近不远处的飞鸟和池塘的游鱼，都会感到
A．先上下颠簸，后左右摇晃 B．先左右摇晃，后上下颠簸
C．上下颠簸 D．左右摇晃
【解析】纵波的波动方向与传播方向一致，所以会感到上下颠簸；横波的波动方向与传播方向垂直，所以感到左右摇摆，横波只能通过固体传播。
【答案】 C
考点2.地球的外部圈层
圈层 说明
大气圈 大气密度随高度增加而迅速下降。一般把2000~3000千米这个高度作为大气圈的上界
水圈 由液态水、固态水和气态水组成。按照存在位置和状态可分为海洋水、陆地水、大气水和生物水，其中陆地水与人类社会的关系最为密切
生物圈 生物是地球生态系统中的主体和最活跃的因素。生物广泛分布于地壳、大气圈和水圈中，形成生物圈
【例2】地球外部圈层中最活跃的圈层是
A．岩石圈 B．水圈 C．大气圈 D．生物圈
【解析】岩石圈是地球内部圈层。水圈、大气圈运动虽明显，对地理环境影响较大，但生物圈是最活跃的，因为生物在地理环境的形成和改造中起着重要作用。
【答案】 D
考点3．大气的组成及垂直分层
1．大气的组成及其作用：
2．人类对大气成分的影响：增减大气的成分，改变大气成分的比例――①人类活动导致二氧化碳含量增加； ②氟氯烃物质的增加，导致大气中臭氧的含量减少。 ③其他大气污染物
3．大气的垂直分层及其对人类活动的影响
【例3】读下图，回答（1）~（2）题。
（1）关于图中内容的正确叙述是
A．大气垂直分层的依据是高度、温度和气压的变化
B．随高度增加气温渐高，气压渐低
C．距地面20千米处气压降为地面的一半
D．对流层垂直方向上温度变化范围大致是20℃~﹣60℃
（2）关于图中①、②各层大气的正确叙述是
A．①层大气厚度随纬度增加而增厚
B．②层因氧原子吸收紫外线而增温
C．中纬度大陆地区冬季夜间①层大气易出现逆温现象
D．②层复杂的天气现象不利于飞行
【解析】第（1）题，大气垂直分层的依据是温度随高度的变化，不同大气层温度的变化不同，距地面20千米处气压不到地面的十分之一。第（2）题，对流层厚度与纬度负相关，冬季易出现辐射逆温；平流层升温是因为臭氧吸收紫外线，天气晴朗，以水平运动为主有利于飞行。
【答案】 （1）D （2）C
重难点突破
一、对流层温度的时空分布规律
【知识归纳】
对流层的高度取决于空气对流运动的强度，空气对流运动的强度又取决于近地面空气温度的高低和空气上下层温差的大小，近地面温度的高低又取决于纬度高低、季节变化、天气变化等。一般，近地面大气温度越高对流层刻度就越高。
1．纬度低，对流层高度大；纬度高，对流层高度小
2．同一纬度地区，夏季（或白天）对流层高度大；冬季（或夜晚）对流层高度小。
3．夏季（或白天）陆地上的对流层高度大于同一纬度的海洋；冬季（或海洋）相反。
4．同纬度地区暖流流经的地区对流层高度大于寒流流经的地区。
总结:气温越高，对流运动越强，对流层的刻度越高
【例4】如果 H1、H2 分别表示在拉萨和上海地区空中打开降落伞的最低安全高度，可以判断
A．H1＞H2 B．H1＜H2 C．H1＝H2 D．H1、H2 之间关系无法确定
【解析】拉萨海拔比上海高，空气稀薄，且近地面平均气温比上海低，大气对流运动比上海弱。大气越稀薄，对流运动越弱的地方，大气的顶托作用越小，因此打开降落伞的安全高度应越高。
【答案】A
二、逆温现象与大气污染
【知识归纳】
一般情况下，对流层温度上冷下暖，对流显著。但有时在对流层底部会出现气温随高度增加而升高的现象，气象上称为“逆温”（严格讲，只要某高度的实际温度大于按垂直递减率计算的理论温度都可看成是逆温现象）。一旦逆温出现，将严重阻碍空气垂直运动，妨碍烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散，有利于雾的形成，加剧了大气污染的程度。一般清晨逆温层达到最厚，日出后地面温度上升，逆温层近地面处首先破坏，从下而上逐渐变薄，最后完全消失。逆温常见如下三种情况：
【例5】导致对流层气温出现逆温现象的原因是：上层实际气温高于理论气温（按垂直递减率计算的气温）。下图为某地四个不同时刻大气气温垂直变化情况，回答（1）~（3）题。
（1）图中表示非逆温现象的是
A．① B．①② C．①②③ D．①②③④
（2）四个时刻中，最容易导致近地面大气污染物聚集的是
A．① B．② C．③ D．④
（3）如图所示大气气温除④外，总体趋势随高度的增加而递减，其原因是
A．大气热量主要来自地面 B．大气稳定，不发生上下垂直对流
C．没有臭氧，难以吸收太阳热量 D．多水汽、尘埃易成云致雨
【剖析】第（1）题，逆温现象不仅包括上热下冷的现象，而且包括垂直递减率小于0.6℃/100m的现象，图中④属于前者，②③属于后者。只有①表示非逆温现象。第（2）题，④的逆温现象最明显，所以其最容易导致近地面大气污染物聚集。第（3）题，对流层的气温随高度的增加而递减，主要是由于对流层的热源主要来自于吸收地面的长波辐射。
【答案】（1）A （2）D （3）A
基础限时训练
1．地球内部厚度最大的圈层是
A．地壳 B．地幔 C．岩石圈 D．地核
【解析】地核的范围由地下2900千米到地心，厚度最大
【答案】D
2．有关地壳和岩石圈的说法，正确的是
A．地壳和岩石圈都是由岩石组成的 B．地壳的厚度比岩石圈大
C．地壳就是岩石圈 D．岩石圈包括地壳和上地幔
【解析】地壳和岩石圈都是有岩石组成的，岩石圈包括地壳和上地幔顶部，岩石圈的厚度大于地壳的厚度。
【答案】A
3．地壳内部地震波传播速度最快的圈层是
A．地壳 B．地幔 C．地核 D．软流层
【解析】地震波过莫霍面时加速，过古登堡面时减速，故地幔传播速度最快。
【答案】B
4．下列地区地壳厚度最薄的是
A．青藏高原 B．死海 C．马里亚那海沟 D．贝加尔湖
【解析】大陆地壳厚，海洋地壳薄。
【答案】C
5．水圈是地球的外部圈层中
A．最活跃的圈层 B．质量最小的圈层 C．最厚的圈层 D．连续而不规则的圈层
【解析】外部圈层中最活跃的是生物圈，质量最小和最厚的圈层是大气圈。
【答案】D
6．有关地球外部圈层的说法，正确的是
A．大气圈是由大气组成的简单的系统
B．水圈是一个连续不规则的圈层
C．生物圈包括大气圈的全部、水圈的全部
D．地球的外部圈层之间关系密切，但和地球的内部圈层没有关系
【解析】大气圈是由气体和悬浮物组成的复杂系统；水圈是一个连续但不规则的圈层；生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称，它包括大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。地球的外部圈层之间相互联系、相互制约，形成人类赖以生存的自然环境，但和岩石圈的关系也较密切。
【答案】B
7．有人说：“地球像一只煮得半熟的鸡蛋”。请根据这句话，结合鸡蛋的形态结构，记忆地球内部圈层的结构与物质组成。
蛋壳代表地球内部圈层中的_______，其物质状态为_____态；蛋白代表地球内部圈层中的_______，由于“半熟”，所以有些蛋白浆代表__ __ 层中的岩浆；蛋壳与蛋白之间的膜和鸡蛋壳合起来就代表_____；蛋黄为_____，物质状态为______态
【解析】半熟的鸡蛋意味蛋黄为液态。
【答案】地壳，固；地幔，软流；岩石圈；地核(外核)，液。
8．读“地球的外部圈层示意图”，回答：
（1）填图：在图中填出地球的四大圈层。
A.岩石圈 B.水圈 C.大气圈 D.生物圈
（2）从图中可以看出，四大圈层尽管组成物质、分布空间不同，但他们都是以_______为共同球心的圈层。 2004年12月26日印度洋地震发生在_______圈，由此引发的海啸主要发生在_______圈，流行性疾病主要在_______圈传播。
【解析】本题考察的是地球外部圈层的基础知识，属于识记内容。
【答案】（1）略 （2）地心 岩石 水圈 生物
基础提升训练
2006年11月13日备受国际地质科学界关注的世界第一口白垩纪大陆科学钻井“松科1号”完成钻探，深度5000米，其目的是研究白垩纪的重大地质事件与气候变化。据此回答1~2题。
1．此井的钻探深度达到
A．地壳 B．地幔 C．地核 D．软流层
2．根据材料判断下列说法正确的是
A．地球各圈层之间没有联系 B．只有大气圈与岩石圈有联系
C．地质钻探是研究地球内部圈层的主要办法 D．地球各圈层相互联系。
【解析】钻探深度只有5千米，故在地壳层；地球各圈层相互联系，共同构成地球表层系统。
【答案】1．A 2．D
【原创】2008年5月31日，成都军区抗震救灾部队一架米-171运输直升飞机因突遇低云大雾和强气流在汶川县映秀镇附近失事。据此回答3~5题。
3．当时飞机飞行在
A．对流层 B．平流层 C．高层 D．电离层
4．据统计，包括民航飞机在内的多数飞机失事都发生在该层，其原因最可能是
A．该层温度随高度增加而增加 B．该层空气密度大，水分多
C．该层天气复杂多变，飞行环境差 D．该层大气以水平运动为主
5．飞机失事的时间最可能是
A．清晨 B．正午 C．午后 D．傍晚
【解析】飞机因突遇低云大雾和强气流失事，因此是在对流层；对流层天气复杂多变，飞行环境差是造成飞机失事的主要原因；午后是一天中气温最高，上升气流最旺盛的时候。
【答案】3．A 4．C 5．C
6．气温随高度变化会影响大气的稳定性，读图判断下列叙述正确的是
A．①利于大气污染物扩散 B．②天气现象复杂多变
C．③空气对流运动显著 D．④有利于高空飞行
【解析】①是逆温层不利于大气污染物扩散；③不同高度温度相同，大气稳定，不会产生对流运动；④同一高度温度相差很大，大气极不稳定不利于飞行。
【答案】B
7．读地球内部圈层示意图，回答下列问题。
(1)图中甲、乙是地球内部的两个不连续面，其名称分别是：甲 ，乙 。
(2)当A地发生地震时，B、C、D、E、F五个观测点都测到了A发出的地震波，B测得地震震级为8．3级，E测得的地震的震级为 级。对B、E两点所测到的纵波波速进行比较，波速较快的是 观测点，造成两地波速差异的原因是 。
(3)请在图中用斜线画出接收不到横波的区域。
【解析】本题为地球内部圈层分层的变式图，只要正确掌握教材中“地震波速度与地球内部构造图”，此题便可以迎刃而解了。
【答案】 (1)莫霍界面 古登堡界面 (2)8．3 E 纵波在地幔中的传播速度要高于在地壳中的传播速度，AE之间经过了地幔，AB之间没有经过地幔 (3)过A点作地核这个小圆的切线，两线之间部分为接收不到横波的区域。
8．读图并回答。
(1)一架飞机从A 水平飞行到B，则从大气的________层进入________层；
(2)在A、B两处飞行时较平稳的是在________处,原因是________；
(3)A、B两处天气复杂多变的应是________处，原因________。
(4)A、B两处中臭氧浓度较大的是________处。
【解析】本题考查了大气的垂直分层及其各层的特点
【答案】（1）对流层 平流层 （2）B 平流层，空气以水平运动为主 （3）A 对流层，空气对流运动显著 （4）B
能力提高训练
读我国大陆部分地壳等厚度线图，完成1~2题。
1．图示地区的地壳厚度
A．由西向东逐渐增厚　　　B．由北向南逐渐增厚
C．由东向西逐渐增厚　　　D．由南向北逐渐增厚
2．图中M和N所位于的地形区分别是
A．塔里木盆地、吐鲁番盆地 B．青藏高原、四川盆地
C．黄土高原、汾河谷地 D．四川盆地、大别山区
3．若绘制地壳厚度剖面图，其0千米为
A．海平面　　　B．岩石圈底部 C．莫霍面　　　D．软流层中部
【解析】第1题结合等值线分布可得；第2题由经纬网及陆地轮廓等可确定；第3题由地球内部圈层知识可知。
【答案】1．C 2．D 3．C
气球作为探索高空的工具已经被广泛运用，请完成3～5题。
4．如果用相同的气球在不同的纬度进行释放，升空最快的释放地区是
A．赤道地区 B．副热带地区 C．副极地地区 D．极地地区
5．如果氢气球充气达到或者接近饱和状态时，释放后便会破裂，其主要原因是
A．升空后由于气温上升导致气球膨胀而破裂
B．升空后气温下降，氢气在低温状态下易爆炸，使气球破裂
C．高空空气稀薄，气压低，气球因膨胀而破裂
D．高空太阳辐射强，强烈的光照使气球破裂
6．若不考虑气球破裂，在下列地点释放时，高度升到最大的是
A．新加坡 B．拉萨 C．南极点 D．北极点
【解析】赤道地区受热强，空气上升运动强烈； 高度越高，空气密度越小，气压越低，气球升空后，便会不断膨胀；对流层的高度因纬度而异，纬度越低，高度越高。题中的四个地点，新加坡纬度最低，位于赤道附近。
【答案】4．A 5．C 6．A
读某地地震波速度随深度变化图，回答7~8题
7．该地莫霍面大约位于地下
A．5千米处 B．17千米处
C．33千米处 D．2900千米处
8．该地可能位于
A．116 E，40 N B ．90 E，30 N
C．南极点 D．经度180 ，纬度0
【解析】由地下5千米处波速突然增大知是莫霍面；由莫霍面深度知该地处于海洋；
【答案】6．A 7．D 8．A
读下图，完成9～10题。
9．图中的曲线表示的是
A．臭氧层的高度
B．对流层的高度
C．对流层气温的变化规律
D．平流层气温的变化规律
10．对图中甲、乙两处的正确叙述是
A．热量主要来自短波辐射的是甲处 B．乙处的气温高于甲处
C．甲处的水汽含量高于乙处 D．甲、乙两处同为下沉气流
【解析】对流层的高度随纬度的升高而降低，在低纬度约有17～18 km，低纬度约有8～9 km。 甲位于对流层，乙位于平流层，大气层中几乎所有的水汽都集中在对流层。
【答案】1．B 2．C
11．阅读下列材料，回答下列问题。
材料一：四幅示意图
材料二：根据大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异，可将大气分为对流层、平流层和高层大气。不同层次的大气对人类活动的影响和制约也各不相同，并且不同程度地受到人类活动的影响。
材料三：由于“逆温层”的存在，大气很稳定，对流作用减弱，空气中水汽、尘埃和其他污染物不易向高空扩散，只能滞留在近地面。
（1）若甲图表示的大气层是人类生存环境的天然屏障，则该层是__________________层，原因是_____________________，该层因_____________________而有利于高空飞行；若甲图表示的大气层对无线电通信有重要作用，则该层是________________层。
（2）若人类活动导致其成分增加或减少，则该层可能是___________和______________。
（3）根据乙图简要分析逆温层变化的规律。
（4）张华居住在某重工业城市，他习惯于在清晨的林荫道上跑步，根据上述材料说明他选择的锻炼时间是否科学？请你帮他分析原因，并说出他应该在什么时候锻炼身体最适宜。
【解析】大气层自下而上分为对流层、平流层、高层大气三层，对流层的热量主要来自地面辐射，愈往上吸收热量愈少，温度愈低。平流层臭氧含量高，能直接吸收紫外线，保护地球生物免受伤害。这两层靠地面相对较近，因此受地面影响较大。在正常情况下对流层气流发生对流，将地表污染物带到高空，从而减轻了对近地面的危害，若发生气温“上面高下面低”情况时，就会出现逆温现象，从而造成大气污染事件。
【答案】（1）平流 此层臭氧含量最多，臭氧大量吸收太阳紫外线，保护地球生物免受伤害 天气晴朗，能见度好，大气平稳 高层大气 （2）对流 平流
（3）日出以后随着地面温度的升高，逆温层变薄减弱，直至消失。
（4）不科学 清晨，大气逆温层存在，大气对流运动微弱，城市空气中的水汽、尘埃和其他污染物不易向高空扩散，大气污染物质浓度较高；日出前绿色植物以呼吸作用释放二氧化碳为主，造成清晨林阴道上的空气中二氧化碳含量较高。他应该把锻炼时间改为下午或傍晚。
12.读下面两图，回答下列问题。
(1)40千米地壳厚度线与我国 自然分界线北部大致一致，简要说明地壳厚度与地势的关系。
(2)我国东北部的7月等温线与地壳厚度线的吻合度较高，简析造成这种现象的原因。
【解析】结合中国地形可知此处40千米地壳厚度线大致与大兴安岭吻合，地壳和气温厚度都受地势高低的影响。
【答案】(1)第二、三阶梯分界线 地势高地壳厚度大，地势低地壳厚度小
(2)气温和地壳厚度都受地势高低的影响，其等值线延伸方向基本与山脉走向一致
下
地
幔
外
核
地壳
地
幔
地
核
内
核
上
地
幔
岩石圈
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