中图版必修1第四节 地球的圈层结构教学设计

第四节　地球的圈层结构

学习目标：1.知道地球内部圈层的划分依据和地球的圈层结构。2.理解地球内部圈层、外部圈层的主要特点。(重点)  3．掌握地球的圈层结构特征。(重点)

一、地球的内部圈层

1．划分依据：地震波在地下不同深度传播速度的变化。图中A表示横波，B表示纵波，确定两个界面(C为莫霍面，D为古登堡面)。

2．圈层划分

(1)地壳(C以上)：由岩石组成，厚度不均。

(2)地幔(E＋F)：E上部存在软流层，被认为是岩浆的发源地。

(3)地核(H＋G)：主要是由铁和镍组成。

(4)岩石圈由地壳和上地幔顶部(软流层以上)组成。

[特别提醒]　地壳与岩石圈两者并不相同，岩石圈范围要大，它不仅包括地壳，还包括上地幔的顶部。

二、地球的外部圈层

1．大气圈

(1)低层大气的主要成分及作用

(2)垂直分层

①依据：大气在垂直方向上的物理性质和运动状况。

②分层：

2.水圈

(1)组成

①海洋水：是水圈的主体，占总量的97%，海洋面积约占全球面积的71%。

②陆地水：包括湖泊水、河流水、冰川水、地下水、沼泽水等，其中冰川水占淡水的2/3，主要储存在南北两极和高山地区。

(2)意义：水几乎伴随一切自然地理过程，促进地理环境的发展和演化。

3．生物圈

(1)组成：由地球所有生物及其生存环境构成。

(2)范围：不单独占有空间，而是存在于大气圈的下层、整个水圈和地壳上层。

(3)核心部分。

(4)意义：自然地理环境系统中极其特殊和重要的圈层。

(1)地震波的传播速度在33千米处有明显变化。 (　　)

(2)岩石圈包括地壳和上地幔。  (　　)

(3)低层大气全部由空气组成。  (　　)

(4)生物圈包括水圈和大气圈的全部。 (　　)

(5)地球上岩浆的发源地一般认为是在 (　　)

A．外地核　　　　　　 B．岩石圈上部

C．地壳下部   D．软流层

【提示】　(1)×　地震波的传播速度在平均33千米处有明显变化。

(2)×　岩石圈包括地壳和上地幔顶部。

(3)×　低层大气由干洁空气、水汽和悬浮在大气中的固体杂质三部分组成。

(4)×　生物圈占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。

(5)D　[软流圈是岩浆的源地。]

中国地震台网测定：2018年10月16日10时10分在新疆博尔塔拉州精河县(北纬44.16度，东经82.53度)发生5.4级地震，震源深度10千米。

问题1　(区域认知)本次地震发生在地球内部的什么地方？

提示：岩石圈。

问题2　(综合思维)地震能量是如何传递到地面上的？

提示：以地震波的形式。

问题3　地震发生后推测地面上物体的震动形式？

提示：先上下震动，再左右晃动。

1．地震波的特点

2.地球的内部圈层

地壳与岩石圈的区别

地壳与岩石圈的内涵不同，具体区别如下：

1．分析地震波波速的变化可以了解地球内部的圈层结构。读图，回答(1)～(2)题。

(1)下列叙述正确的是(　　)

A．①是地壳，②是地幔，③是地核

B．在①层中的地震波波速随深度增加而增快

C．甲波由①层进入②层波速急剧上升

D．乙波无法通过地幔

(2)上图中的X处为(　　)

A．莫霍面

B．古登堡面

C．岩石圈与软流层的交界

D．内地核与外地核的交界

(1)B　(2)B　[第(1)题，根据深度和波速的大小、变化可知，①为地壳和地幔，②为外地核，③为内地核；甲波由①层进入②层波速急剧下降；乙波为横波，在地幔中也可通过。第(2)题，X处为地幔和地核的分界面，即古登堡面。]

2018年3月23日，山东荣成高空气象观测站于7时15分和19时15分，两次放飞探空气球，探空气球携带探空仪可探测气流、气压、温度、湿度、风向和风速等。探空气球只有70分钟的“生命”飞升高度达3万米。

问题1　(区域认知)探空气球飞升过程中，穿越几个大气层次？

【提示】　对流层　平流层。

问题2　(综合思维)探空气球飞升过程中体积会发生什么变化？原因是什么？

【提示】　体积不断膨胀。

理由：随海拔不断升高，空气密度减小，外部气压降低，气球体积不断膨胀。

问题3　(区域认知)在地球表层附近，地球各个圈层分布有什么特点？

【提示】　各个圈层相互渗透，甚至相互重叠。

地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈等，这些圈层之间相互联系、相互制约，形成人类赖以生存和发展的自然环境。各外部圈层的概况、特点见下表：

逆温现象

1．表现

(1)海拔上升1 000 m，气温下降幅度小于6℃。(如下图甲)

(2)海拔上升，气温升高。(如下图乙、丙、丁)

甲　　　乙　　　丙　　　丁

2．影响

(1)对航空造成影响。“逆温”现象如果出现在低空，多雾天气对飞机起降带来麻烦。而“逆温”现象如果出现在高空，却对飞机飞行极为有利。因为“逆温”的出现会阻碍空气垂直对流的发展，飞机在飞行中不会有大的颠簸，飞行平稳。同时，万里晴空提高了能见度，使飞机飞行更加安全。

(2)逆温现象不利于空气的对流运动，降低了热岛效应，特别是在城市地区不利于城郊空气的运动，加剧了大气的污染程度。

2．读下图，完成(1)～(3)题。

(1)B圈层的主体是(　　)

A．河流　　　　　 B．湖泊

C．冰川   D．海洋

(2)C圈层中最活跃的因素是(　　)

A．大气   B．水

C．土壤   D．生物

(3)下图中能正确表示D圈层气温垂直变化的是(　　)

A．①   B．②

C．③   D．④

(1)D　(2)D　(3)B　[由图可知，A为岩石圈，B为水圈，C为生物圈，D为大气圈。这四大圈层中，生物圈有生命存在，成为最活跃的圈层。对流层气温随高度的增加而降低，平流层气温随高度增加而增高；高层大气的底层气温随高度增加而降低，上层气温随高度增加而增高。]

(教师用书独具)

题组1　地球的内部圈层

下图为地球内部圈层结构的局部图，读图回答1～2题。

1．下列有关说法正确的是(　　)

A．地壳在海洋中常常缺失

B．横波在②层传播速度比③层快

C．②是软流层

D．①层和②层属于地壳

2．在地球内部，地震波传播速度变化最快的地方是(　　)

A．莫霍界面附近 B．上、下地幔之间

C．古登堡界面   D．内外核之间

1．D　2.C　[第1题，地壳是地球表面以下、莫霍界面以上的固体外壳。由图中看①层和②层属于地壳。第2题，地下将近2 900千米处，纵波速度突然下降，横波完全消失，这个深度被称为古登堡界面。]

题组2　地球的外部圈层

地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈等，这些圈层之间相互联系、相互制约，形成人类赖以生存和发展的自然环境。结合地球圈层构造示意图，回答3～5题。

3．图中所示的圈层A、B、C分别是(　　)

A．水圈、生物圈、岩石圈

B．生物圈、岩石圈、水圈

C．岩石圈、水圈、生物圈

D．生物圈、水圈、岩石圈

4．B圈层是一个(　　)

A．不连续、有规则的圈层

B．连续、不规则的圈层

C．连续、有规则的圈层

D．不连续、不规则的圈层

5．A圈层不同于其他圈层的特点是(　　)

①只有A圈层具有生命存在的条件　②不单独占有空间，渗透于其他圈层之中　③占有独立空间，厚度约为300多米　④地球上非常活跃的特殊圈层

A．①②   B．②③

C．③④   D．②④

3．D　4.B　5.D　[按距离地球表层由远到近的顺序，地球圈层可分为大气圈、生物圈、水圈、岩石圈，其中生物圈包括大气圈下层、整个水圈和地壳上层，即生物圈不单独占有空间。结合图示A、B、C及与大气圈的位置可判断A为生物圈，B为水圈，C为岩石圈；水圈的水处于不间断的循环运动中，是由地球表层水体构成的连续但不规则的圈层；由于生物圈是生命存在的主要场所，故可称之为地球上非常活跃的特殊圈层。]

(教师用书独具)

教材P24探索

对于装在盒子里无法看到的东西，我们只能用摇、拍、称重等方法，根据声音、重量等信息推测它到底是什么。科学家主要是通过研究地震波在地球内部传播速度的变化，知道地球内部信息的。

教材P28思考

本思考题旨在认识到同人类关系密切的淡水以及人们接触最多的淡水所占比例的微小，增强珍惜水资源的观念，并能审视自己的行为，养成合理用水和节约用水的良好习惯。

教材P29思考

“生物圈2号”实验尽管没有获得成功，但它的最大意义在于向世人昭示了这样一个真理：在现有技术条件下，人类还无法模拟出一个类似地球的、可以供人类生存的生态环境。迄今为止，地球仍是人类唯一的家园，人类应当努力保护它，而不是破坏它。

耗资巨大、举世瞩目的“生物圈2号”实验最终以失败而告终，其失败的原因很复杂，但根本的一点在于人工生态系统具有脆弱性；由于缺乏足够的自我调节能力，只要一个环节出现了问题，就会引起整个生态系统的失调。由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳与建筑“生物圈2号”所用的混凝土中的钙发生反应生成的碳酸钙导致氧气含量的下降，以及由于没有调节好内部气候而导致的粮食歉收，都充分说明了这一点。

教材P29复习题

1．地壳与地幔之间存在莫霍面，地幔与地核之间存在古登堡面。地壳主要是由岩石组成的。地幔也是由固态物质组成。地核主要是由铁和镍组成，外地核可能呈熔融状态，内地核为固态。

3．海洋、湖泊、河流、冰川、地下水、沼泽水等都是水圈的组成部分。

4．生物圈并不单独占有空间，而是存在于大气圈下层、整个水圈和地壳上层的，它是非常活跃的极其特殊和重要的地球圈层。