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第四讲　地球的圈层结构
一、选择题
下图是地震波速度和地球构造图，据图完成1～3题。
1．关于地震波的叙述，正确的是(　　)
A．④通过固体、液体传播，③的传播只能通过液体
B．④和③传到②时，波速突然下降
C．④和③在①中波速明显减小
D．①②均为固体，所以纵波和横波都能通过
【答案】　B
2．①上下两侧名称分别为(　　)
A．地幔和地壳　　　　　　B．岩石圈和地壳
C．地幔和地核 D．地壳和地幔
【答案】　D
3．从地壳到地心(　　)
A．压力越来越大 B．温度越来越低
C．密度越来越小 D．波速越来越快
【解析】　从地壳到地心，压力越来越大；波速越来越小，其中S波传递不到古登堡界面之下；内地核的密度较大。21世纪教育网
【答案】　A
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井”完成科学钻井，深度5 000米。其是研究白垩纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化项目的重要研究内容。完成4～5题。
4．此科研井的深度在什么层(　　)
A．地壳 B．地幔
C．地核 D．软流层
5．根据材料判断下列叙述正确的是(　　)
A．地球各圈层之间没有联系
B．只有大气圈和岩石圈有联系
C．研究地球内部圈层只有通过地质钻探
D．地球各圈层相互联系
【解析】　地壳的厚度平均是17千米，“松科1井”深度只有5 000米，所以在地壳。通过研究地球的内部圈层来研究温室气候变化，说明地球各圈层是相互联系的。
【答案】　4.A　5.D
2008年5月12日14时28分，在四川汶川县(北纬31度，东经103.4度)发生8级地震。重庆、湖南、湖北、山西、陕西、河北、北京等地都有明显震感。据此回答6～7题。
6．关于5月12日汶川地震，叙述错误的是(　　)
A．释放的能量约为6级地震的900倍
B．北京高楼居民比底层居民更能感觉震动
C．震源较浅是破坏程度大的重要因素
D．与通海大地震、唐山大地震同属一个地震带
【答案】　D
7．关于人类活动与地震关系的叙述，正确的是(　　)
A．地震发生的原因都与人类活动有关
B．人类活动诱发的地震多为破坏性地震
C．发生在海底的地震不会对人类活动产生影响
D．人类可以通过适当的措施减轻地震的破坏程度
【答案】　D
读下图，完成8～9题。
8．B圈按存在的位置和状态可分为(　　)
A．液态水、固态水、气态水[来源:21世纪教育网]
B．海洋水、陆地水、大气水、生物水
C．地表水、地下水、大气水
D．海洋水、地表水、地下水、大气水
9．地球生态系统中的主体和最活跃的因素是(　　)
A．大气 B．水
C．岩石和土壤 D．生物
【解析】　据图可知B圈为广布于陆地、海洋、大气、生物体内的水圈。生物是组成生物圈的主要部分，而生物圈是地球上最大的生态系统，生物是其中最活跃的因素。
【答案】　8.B　9.D
人民网2009年2月12日电　据国家地震台网测定，北京时间2009年02月12日01时34分，在印度尼西亚塔劳群岛(北纬3.9度，东经126.6度)发生7.2级地震，震源深度约30千米，震中100千米范围内无较大城市。据此回答10～11题。
10．地震波横波(S波)和纵波(P波)的传播速度在莫霍界面处发生的显著变化是(　　)
A．S波、P波的波速都明显增加
B．S波完全消失，P波的波速突然下降
C．S波、P波的波速都明显下降
D．P波完全消失，S波的波速突然下降
11．此次地震的震源位于
A．地核 B．上地幔
C．下地幔 D．地壳
【解析】　第10题，莫霍界面是地壳和地幔的分界面，纵波、横波在这个不连续面下，其传播速度都明显加快。第11题，塔劳群岛地震的震源深度为30千米，据此判断此次地震震源位于上地幔。21世纪教育网
【答案】　10.A　11.B
读我国大陆部分地壳厚度等厚度线分布图，回答12～13题。
12．下列说法中，正确的是(　　)
A．图中“40”等厚度线大约为我国季风区与非季风区的分界线
B．图中“52”等厚度线大约为我国地势第二级与第三级阶梯交界处
C．我国地壳厚度呈现出自东南向西北由薄到厚的变化趋势
D．青藏高原、内蒙古高原、东北平原的地壳平均厚度由厚到薄
13．下列剖面图中，能正确表示a－b沿线地壳厚度变化趋势的是(　　)
【解析】　图中数据显示：青藏高原地壳平均厚度大于52 km，内蒙古高原厚度次之，东北平原地壳平均厚度低于40 km。图中“52”等厚度线大约为我国地势第一级与第二级阶梯交界处。a外围等值线为42，而其两侧分别为42和44，根据“大于大的，小于小的”这一判断规则，a处地壳厚度应小于42 km；同理b处大于38 km，故a-b沿线地壳厚度变化趋势图是A图。
【答案】　12.D　13.A
二、综合题
14．2008年5月12日，中国四川汶川发生了里氏8.0级特大地震，共造成8万多人死亡，直接经济损失8千多亿元，据国家地震局有关专家分析，此次强烈地震是由于地球内部剧烈作用导致。读地球圈层示意图，回答问题。
(1)在图上标出地壳、大气圈、水圈等圈层名称。
(2)地球外部圈层中，厚度最大的是________，连续而不规则的圈层是________，其范围渗透到其他圈层之中的是________________________________________________________________________。
(3)大气圈包围着地球，它的主要成分是________和____________；水圈中的水处于不间断的________之中；生物圈占有________圈的底部、________圈的全部和________圈上部。这些圈层之间相互________、相互________，形成人类赖以生存和发展的自然环境。
(4)请据图分析地壳厚度的特点。
【解析】　从地球圈层的分布可知大气圈、水圈、地壳、生物圈的分布。生物圈包括大气圈底部、水圈的全部和岩石圈上部。从图中可知大陆地壳厚，海洋地壳薄。
【答案】　(1)图略
(2)大气圈　水圈　生物圈
(3)氮　氧　循环运动　大气　水　岩石　渗透　影响
(4)大陆地壳较厚，大洋地壳较薄。
15．如下图所示，根据美国某地发生地震的有关材料，完成下列要求。
材料一　岩层发生断裂引起地震的地方叫做震源，和震源相对应的地面上的点叫做震中。从震源发生的地震波分纵波(P波)和横波(S波)，纵波的传播速度比横波快。
材料二　P波和S波到达的时间差与震中到地震台之间距离的关系。
材料三　美国部分城市位置图。
(1)根据材料二和下表中P波、S波到达三城市的时间差，完成下表。[来源:21世纪教育网]
城市 P波和S波到达的时间差 与震中的距离(km)21世纪教育网
丹佛 2分10秒 1 200
休斯敦 3分55秒
迈阿密 5分40秒
(2)根据三城市与震中的距离，在图中用符号“▲”标出震中的位置(保留作图痕迹)。
(3)该震中附近多地震发生的主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)下列自然灾害与地震的关联性最强的是(　　)
①泥石流　②滑坡　③干旱　④海啸
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
【解析】　结合材料二中的坐标图以及表中所提供的时间差，通过简单的读图和计算，可得出休斯敦、迈阿密这两个城市与震中的距离，然后以这三个城市为圆心，以与震中的距离(结合图中的比例尺)为半径，分别作出三个圆，那么这三个圆的交点即为震中所在位置。不难发现，该震中位于美国的西部地区，该地区处在太平洋板块和美洲板块交界处的环太平洋火山地震带上，因此，为地震多发地区。地震会诱发滑波、泥石流，如果地震发生在海洋，还可能诱发海啸，但地震不会诱发气象灾害中的干旱。
【答案】　(1)2 600　4 000(正负误差100)
(2)见上图
(3)位于环太平洋地震带上(或位于美洲板块与太平洋板块交界处)
(4)D
16.
读地球圈层结构示意图，回答下列问题。
(1)地球的外部圈层由　　　　、　　　　、　　　　构成。
(2)生物圈的范围包括　　　　圈的底部，　　　　圈的上部和　　　　圈的全部。
(3)对地面起保温作用的圈层是　　　　，使其具有保温作用的主要温室气体是　　　　、　　　　等。近年来，人类大量排放氟氯烃也可强烈吸收红外辐射，它的更主要的破坏作用是破坏大气中的　　　　层，使到达地面的　　　　增加，给地球环境和　　　　带来极大危害。
(4)若B(深度为20千米)处发生地震，其地震波速通过莫霍界面时如何变化？
【答案】　(1)大气圈　水圈　生物圈
(2)大气　岩石　水
(3)大气圈　CO2　水汽　臭氧　紫外线　人类健康
(4)突然降低。
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第四讲　地球的圈层结构
一、地球的内部圈层
二、地球的外部圈层
外部
圈层 概念 组成 其他
大
气
圈 由气体和悬浮物组成的包围地球的复杂系统 气体和悬浮物，主要成分是 和 是地球自然环境的重要组成部分
水
圈 地球表层水体构成的
但不规则的圈层
地表水、地下水、大气水、生物水等
水圈里的水处于不间断的循环运动之中
生
物
圈 地球表层生物及其
的总称
生物及其生存环境
生物圈与大气圈、水圈和岩石圈相互渗透、相互影响
氮
氧
连续
生存环境
科学家通过对地震波传播速度的研究，把地球内部划分为地壳、地幔和地核三个主要圈层。三层之间的两个界面依次称为莫霍面和古登堡面。界面的命名是为了纪念发现并确认这两个界面的奥地利科学家莫霍洛维奇和德国科学家古登堡。
在其基础上划分的三个圈层特点如下：
地壳和岩石圈的范围很容易混淆，具体差别如下表及图所示：
厚度 范围 联系
地壳 平均17千米
地表至莫霍界面
岩石圈不仅包含地壳而且还包含上地幔顶部(软流层以上)部分
岩石圈 平均100千米 地表至软流层
生物作为自然环境的有机成分，形成地球上非常活跃的特殊结构——生物圈。生物圈占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部，厚度约为10千米，其核心部分为地面以上100米到水面以下200米。
生物圈与大气圈、水圈和岩石圈这三个圈层相比较，其特殊性主要表现在：①生物圈是生命存在的圈层，而大气、水、岩石是无机环境；②生物圈的范围与其他圈层不一样，与其他圈层交错分布，其界线不像其他圈层那样分明；③生物圈不仅包括了地球上的全部生物，而且包括了生物生存的无机环境，是地球上最大的生态系统。因此，生物圈的组成和结构与其他三个圈层相比最为复杂。生物圈寓于大气圈、水圈、岩石圈之中，离开它们，生物圈将不复存在。生物圈是大气圈、水圈和岩石圈相互渗透、相互影响的结果，也正因为如此，这些圈层才能紧密相联。
(2009年贵阳模拟)地震会给人类带来巨大灾害，人类也可以利用地震技术探索地球内部物质分异、勘探石油。填图并回答问题。
(1)根据地震波的传播状况可以划分地球内部圈层构造。在地球内部圈层构造示意图中的方框内，填写地球内部各圈层和分界面的名称。
(2)最近，我国在渤海湾发现储量逾10亿吨的大油田。该油田储量的探明是采用三维地震勘探技术的结果。地震波分为纵波与横波，根据地震波传播原理，在通过含油层时，传播速度发生明显变化的主要是　　　　。
【解析】　地球内部的结构可根据莫霍界面、古登堡界面分为地壳、地幔、地核三部分。地震波在不同性质的物质内部的传播速度是不同的，当它通过含油层时，横波的速度会发生明显变化。
【答案】　(1)
(2)横波
读地震波速度与地球内部构造图，回答下列问题。
(1)图中A、B表示地震波，其中A表示________波，B表示______波，其判断依据是_______________________________________________________________。
(2)图中C～H分别表示地球内部构造，D表示________面，其判断依据是____________________________，该面以上C代表________，该面以下E代表________。
(3)图中F处，地震波A完全________，地震波B速度______并继续往深处传播。这说明F面以上的E物质状态为________态，以下的G物质状态为________态，F面是________面。
(4)C层主要由________组成，G层叫________，H层叫________。地球的岩石圈是指________和___________________________________________。
【解析】　该题的关键是读图，所以要根据学过的知识首先读懂图。该图分左右两部分，左上图是地震波由地表向地心传播过程中波速随深度的变化情况(注意左侧的深度尺)，上方横坐标表示地震波速度，图内两条曲线分别表示横波和纵波。地震波在通过同一介质时，波速慢者为横波，快者为纵波。并可根据两种地震波在传播过程中速度的变化情况，相互补充，相互印证，推断地球内部不同深度的物质性质、状态的变化。右上图是地球内部根据左图作出的判读结果。例如，根据地震波在距离地表平均33千米处波速明显增大，可确定D面为莫霍界面。又根据在2 900千米处，纵波波速锐减，横波完全消失，可确定F面为古登堡界面。F面以下横波不能通过，说明F面以下物质非固态。再根据纵波通过F面以下时的波速(纵波波速与通过介质的密度成正比)，说明F面以下物质非气态。那么，既然非固态，又非气态，就只能是液态(实际是在高温、高压条件下的熔融态)。
【答案】　(1)横　纵　A波波速慢，B波波速快
(2)莫霍　横波和纵波在此处波速明显加快　地壳　地幔
(3)消失　突然变小　固　液　古登堡
(4)各类岩石　外核　内核　地壳　上地幔顶部(软流层以上部分)
地震波在不同媒介中的传播速度是不同的，科学家利用这一原理探究地球内部结构。据此完成1～2题。
1．地震波在地球内部传播时，科学家们发现在距离地面大约2 900千米深度处横波速度突然降低为零，纵波速度也突然降低，这说明了(　　)
A．地球内部存在着岩浆
B．该深度上下层次的温度变化明显
C．大陆地壳与大洋地壳的厚度不同
D．该深度上下层次的物质组成存在很大差异
2．人们在生产活动中还常利用地震波(　　)
A．传递声音信号　　　　　　B．进行地质探矿
C．调查农作物虫害情况 D．测量山峰的高度
【解析】　根据地震波传播的特征可知，在物质组成不同的介质里，地震波传播速度是不同的，且横波只能通过固体传播，故根据地下2 900千米处的波速度变化，可反推出该深度上下层物质组成存在较大差异。在进行地质探矿地程中可利用返回地震波来测定矿产。
【答案】　1.D　2.B
读秀丽的黄果树景观图。完成3～6题。
3．该图景观体现出的地球圈层的个数是(　　)
A．2个 B．3个
C．4个 D．5个
4．构成该景观的主体要素属于的圈层是(　　)
A．生物圈 B．水圈
C．岩石圈 D．地壳
5．在景观图中，代表自然地理系统中最活跃的圈层的要素是(　　)
A．瀑布 B．岩石
C．树木花草 D．大气
6．该景观的形成过程，充分说明了(　　)
A．图中各圈层都是连续而不规则的，且都相互联系
B．图中的各圈层之间存在着物质迁移和能量转化
C．图中的各圈层是独立发展变化的
D．图中各圈层的内部物质运动的能量都来自太阳辐射能
【解析】　景观图中涉及的圈层有水圈、生物圈、岩石图、大气圈；该景观的主体要素是瀑布，应归属于水圈；生物圈是最活跃的圈层；该瀑布的形成说明地球的圈层之间是相互联系，相互影响的，它们之间不断进行着物质迁移与能量的转化。其所需能量主要来自三个方面，分别是地球内能、重力能、太阳辐射能。
【答案】　3.C　4.B　5.C　6.B
7．读当雄县地震图，完成下列问题。
(1)为探测莫霍界面的情况，在下列四地同时进行了地震波的测定，最迟从莫霍界面传来地震波的是(　　)
A．当雄 B．成都
C．上海 D．北京
(2)此次地震，拉萨有轻微震感，理论上拉萨居民感觉到(　　)
A．先左右摇晃，后上下颠簸
B．先上下颠簸，后左右摇晃
C．只左右摇晃
D．只上下颠簸
(3)西藏是我国地震多发地区，原因是________________________________________________________________。
(4)掌握地震发生规律可有效减少危害，我们要了解西藏地区地球各圈层组成物质和结构特征，目前主要的研究依据是________，其研究原理是________________________________________________________________。
【解析】　第(1)题，地壳厚度不均，高山、高原较厚，平原、盆地较薄。第(2)题，纵波传播速度快，横波传播速度慢。第(3)题，西藏位于地中海—喜马拉雅火山地震带上。第(4)题，利用地震波在不同介质中的传播速度不同，可以了解地球内部各圈层的特征。
【答案】　(1)A　(2)B
(3)位于地中海—喜马拉雅火山地震带上
(4)地震波　地震波的传播速度随所通过的介质不同而变化；纵波能通过固体、液体和气体传播，横波只能通过固体传播。
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