科学第1节 大气层教案设计

专题2.1　 大气层

1．大气的存在

(1)概念：大气层，或者叫大气圈，或者叫大气，是地球表面上的空气因为地球引力影响，在地球表面积蓄而形成的一圈气体。地球的大气层保护地球生物在地球上生存。

【理解】包围地球的空气层就叫大气层，由氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体、臭氧、水蒸气以及悬浮在其中的固体杂质等组成，主要集中在地表以上1000千米左右的高度内。

(2)大气作用：①保护地球。阻挡了很大一部分可能对地球生物造成危害的紫外线辐射和小天体的撞击。；②保温作用。大气层的存在使各种复杂的天气变化得以发生，也使得地球表面的昼夜温度差比较小；③是地球存在生命的条件之一；④大气中的水蒸气是形成云的重要条件；⑤为飞机的飞行、鸟类的飞翔等提供了重要的物质条件。

2．大气的温度：大气温度随高度的升高而变化；大气温度的变化范围约在－84～2500℃之间。在85千米以上，大气的温度呈逐渐上升趋势；在0～12千米、55～85千米之间气温随高度的增加而降低；在12～55千米之间，气温随着高度的增加而升高。

3．大气的分层

(1)分层依据：大气温度在垂直方向上的变化。

(2)大气分层：根据大气的温度、密度和物质组成等特点，把大气层分为五层，即对流层、平流层、中间层、暖层和外层，各层的温度随高度上升的变化分别是下降、升高、下降、升高、升高。

4．对流层

对流层是大气的底层。在近地面，气温高的地方空气呈上升运动，而气温低的地方空气呈下沉运动，从而形成了空气的对流。对流层气温下面高、上面低，容易发生空气对流。

(2)对流层的厚度：对流层在两极地区的厚度约为8千米，到赤道则增大到17～18千米。

(3)对流层的特点：最显著的是有强烈的对流运动。

对流层集中了地球约3/4的大气质量和几乎全部的水汽、固体杂质

(4)对流运动规律：热空气上升，冷空气下沉。

【拓展】①对流层气温垂直递减率为0.6 ℃/100米。

②平流层是臭氧集中层，能大量吸收太阳紫外线，使气温随高度增加而迅速上升。

③暖层里的气温高达1000 ℃以上。

④外层的空气稀薄，在1 000千米以上的高度，大气密度已变得非常小，到距地表5 000千米处接近真空。

5.对流运动在生活中的应用

由于空气受热不均，受热的空气膨胀上升，而受冷的空气收缩下沉。

(1)海陆风的形成。

(2)空调的安装。

1. 大气温度垂直分布的特点

大气温度的变化范围约在－84～2500 ℃之间。从地表上升到约12 km，大气温度随高度上升而下降；从12 km向上到55 km，大气温度随高度上升而升高；从55 km上升到85 km，大气温度随高度上升而降低；在85 km以上，大气温度又呈逐渐升高的趋势。

2.各大气层的特点

3.对流层的成因

(1)用酒精灯加热对流管的一端，如图所示。可以观察到的现象是加热的一端液体上升，未加热的一端液体下沉。

(2)点燃一段线香，横插在橡皮泥上，把一只大号烧杯倒扣在桌面上，线香置于中间，如图所示，可以观察到的现象是线香的烟先向上流动，到烧杯顶部后向四周扩散，最后沿烧杯壁向下流动。由此可知空气受热时，也会形成对流。

气温高的地方空气呈上升运动，而气温低的地方空气呈下沉运动，从而形成空气的对流。

例1  下列有关大气层的说法正确的是(　　)

A．平流层有强烈的对流运动                              B．主要的天气现象都发生在平流层

C．对流是因为高温处空气下沉，低温处空气上升而形成的    D．对流层与人类关系密切

【答案】 D

【解析】 对流层有强烈的对流运动，各种天气现象都发生在这一层，对流运动的发生是因为热空气密度小上升，冷空气密度大下沉所致。平流层气流平稳。

例2  下列有关对流层的叙述，正确的是 (    )

①云、雨、雪等天气现象都发生在这一层；②中纬度地区对流层厚度最大；③极光、流星多出现在这一层；④其主要热源是地面辐射；⑤上部热、下部冷，空气对流旺盛。

A.①②③             B.②④⑤              C.①④              D.①⑤

【答案】 C

【解析】赤道地区对流层厚度最大；极光和流星出现在60千米以上的电离层；对流层下部热、上部冷，空气对流运动显著。

1．大气主要集中在地表以上(　　)

A．1000 km左右的高度内              B．2000 km左右的高度内

C．3000 km左右的高度内                 D．1500 km左右的高度内

【答案】 A

【解析】本题主要考查大气层的基本概念。大气层主要集中在地表以上1000千米左右的高度内。与地球半径相比，大气显得很薄。

2．下列关于大气对地球的影响说法错误的是(　 　)

A．是地球上存在生命的条件之一        B．使得各种复杂的天气变化得以发生

C．加剧地球表面的昼夜温差            D．阻挡很大一部分紫外线辐射和小天体的撞击

【答案】 C

【解析】本题主要考查大气层的基本概念。大气层主要集中在地表以上1000千米左右的高度内。与地球半径相比，大气显得很薄。大气为生命提供了赖以生存的氧气，所以是地球上存在生命的条件之一；大气是天气变化得以发生的前提；厚厚的大气层白天阻挡一部分太阳的光热，夜晚起着保温减少散热的作用，因此缩小了地球表面的昼夜温差；大气层的存在阻挡了很大一部分的紫外线，对地球上的生命起了保障作用，同时大气层厚薄适中，能够有效阻挡小天体的撞击。因为如果大气层体积质量太大，引力就会很大，吸引到天体如小行星的撞击的概率就会更大，大气层薄厚适中，有利于把吸引过来的小天体在空中因高速降落与空气摩擦产生高温而燃烧掉，从而保护地球上的生命。

3．下列有关大气层的说法中，正确的是(　  　)

A．有利于高空飞行的是中间层           B．对流层和暖层都是上部冷，下部暖

C．根据大气温度的垂直变化分为4层     D．能够吸收太阳紫外线的是平流层

【答案】 D

【解析】有利于高空飞行的是平流层；能够吸收太阳紫外线的是平流层。

4．从大气垂直分层看，下图所示大气层是(　 　)

A．对流层            B．平流层            C．中间层             D．外层

【答案】 B

【解析】平流层的高度从12 km上升到55 km，气温随高度上升而升高。

5．离地面12 km至15 km处，大气温度明显呈逐渐上升的趋势，原因最可能是(　 　)

A．二氧化碳的保温作用                   B．阳光特别强烈

C．高空飞行的飞机所喷出的气体的作用     D．臭氧吸收太阳紫外线所致

【答案】 D

【解析】离地面12 km至15 km为平流层，能够吸收太阳紫外线。

6．下列关于对流层大气的叙述，错误的是(　 　)

A．上部冷，下部热，对流运动显著        B．云、雨等天气现象发生在对流层

C．其热量直接来源于太阳辐射            D．其厚度是随纬度变化而变化的

【答案】 C

【解析】对流层的热量直接来源于地面辐射。

7．气象探空气球可以从地面上升到30000 m的高空，气球在上升过程中一路遇到的情况是(  　)

A．气温越来越高               B．气温越来越低

C．气温先降低后升高           D．气温先升高后降低

【答案】 C

【解析】赤道地区对流层的厚度最高，也只有17～18 km，题中30000 m的高空，说明已经到了平流层。气温在对流层中随高度的增加而降低，在平流层中随高度的增加而升高。

8.下列选项中不是大气分层依据的是(    )

A.大气温度的垂直变化         B.大气的密度

C.大气的物质组成             D.生物在大气中生存的区域

【答案】 D

【解析】大气分层的依据包括大气温度的垂直变化、大气的密度和大气的物质组成等。

9.下列有关大气各层及其相关特点的叙述中，正确的是(     )

①对流层——大气温度随高度的上升而下降 ②电离层——地球生命的保护伞③臭氧层——反射无线电波④)平流层——大气温度随高度的上升而下降

A.①②             B.①③            C.①④           D.③④

【答案】 C

【解析】电离层是地球大气的一个电离区域，能反射无线电波。臭氧层处于平流层中，能吸收太阳光中大部分的紫外线，使地球上的生物免受紫外线的伤害，被称为“地球生命的保护伞”，②③错误，故排除。

10.高度每上升1000米，气温下降约6℃。今测得高空气球的温度是-2℃，地面温度是5℃，则气球的高度约是(     )

A. 千米         B. 千米         C.1千米         D. 千米

【答案】 B

【解析】根据题意可知，气球的高度=米=千米。

11.气象探测气球可以从地面上升到30000m的高空，气球在上升过程中遇到的情况可能是(      )

A.气温越来越高                      B.气温越来越低

C.一直处于对流层                    D.可到达对流层和平流层

【答案】 D

【解析】根据对流层高度为0—17km，气温随高度的升高而下降，平流层高度为17—55km，气温随高度的升高而升高。根据题干中气象探测气球可以上升到30km的高空可知，该气象探测气球可以进入对流层和平流层。

12.随着高度上升，气温逐渐下降的大气层有 (     )

A.对流层和平流层        B.平流层和暖层      C.对流层和中间层      D.中间层和外层

【答案】 C

【解析】对流层和中间层随着高度上升，气温逐渐下降；平流层、暖层和外层随着高度上升，气温逐渐上升。

13.下列关于对流层大气的叙述，错误的是 (    )

A.上部冷、下部热，对流运动显著            B.云、雨等天气现象多发生在对流层

C.厚度为两极厚，赤道薄                    D.其厚度是随纬度的变化而变化的

【答案】 C

【解析】对流层的厚度在两极地区约为8千米，在赤道地区增大到17~18千米。

14.大气对流层的特点有  (    )

A.随着高度的上升，气温也升高             B.由于上冷下热，该层大气以水平运动为主

C.由于上热下冷，该层空气对流运动显著     D.水汽和杂质最集中，天气现象复杂多变

【答案】 D

【解析】对流层的大气下热上冷，对流运动显著。显著的对流运动和充足的水汽，使对流层的天气现象复杂多变，云、雨、雪、雷电等主要的天气现象都发生在对流层。

15.下列有关人工降雨所在大气层的特点，叙述不正确的是(    )

A.水汽和杂质多                        B.气温随高度的上升而降低

C.气流以水平运动为主                  D.集中了地球约3/4的大气质量

【答案】 C

【解析】人工降雨所在的大气层是对流层，其显著特点是有强烈的对流运动。

16.300千米以上的大气层气温在1000摄氏度以上，但在其中运行的人造卫星不会被烧毁，主要是因为 (     )

A.卫星与大气处于相对静止的状态

B.卫星在大气中高速运动，能很好地散热

C.该层大气稀薄，卫星从中吸收的和与之摩擦产生的热量都有限

D.该层大气密度很大，有利于卫星散热

【答案】 C

【解析】300千米以上的大气层气温虽高，但大气稀薄，空气质量小、密度小，加之人造卫星表面都会有隔热层，所以不会被烧毁；卫星的运动方向、速度与空气不同，所以不可能与大气处于相对静止的状态；物体在高速运动时会摩擦生热；大气密度越大，越不利于散热。

17.如图所示，在三角形管中装满水，若在C处加热，则三角形管中水的流动情况是  (    )

A.A→C→B        B.B→A→C          C.C→A→B           D.不动

【答案】 C

【解析】C处的水加热后温度升高会上升至A处，而B处的水会流动至C处作为补充，A处的水冷却后再流向B处，如此便形成C—A—B的循环流动。

18.读图，完成下列问题。

(1)填出图中字母所示大气层的名称：

A.         ，B.         。

(2)A层大气气温变化的特点是：                                    。

(3)B层大气气温变化的特点是：                                    。

(4)有复杂天气变化的大气层是 ，空气有显著对流运动的是        (填字母)。

(5)利于大型喷气客机飞行的大气层是            。

(6)与人类生活关系最密切的是            。

【答案】(1)A.对流层，B.平流层。   (2)气温随着高度的上升而降低

(3)气温随着高度的上升而升高          (4)A        (5)平流层       (6) 对流层

【解析】见本节知识点扫描。

1．在炎热的夏天，安装空调时，为了通过对流较快地达到降低温度的目的，空调最好安装在(　 　)

A．靠近地面的墙上             B．房间的中间

C．任何地方都可以             D．靠近天花板的墙上

【答案】 D

【解析】夏天空调吹出的是冷风，空气遇冷会下沉，安装在天花板附近效果最好。

2.对流层天气现象复杂多变的主要原因是(　  　)

①距离地面近　②水汽和固体杂质多　③对流运动旺盛　④气温垂直变化明显

A．①②                 B．③④

C．②③                 D．①④

【答案】 C

【解析】显著的对流运动和充足的水汽，使对流层的天气现象复杂多变，云、雨、雪、雷电等主要的天气现象都发生在这一层。

3.被誉为“地球生命的保护伞”的大气层是 (    )

A.二氧化碳           B.氧气            C.氮气          D.臭氧层

【答案】 D

【解析】太阳光中的紫外线会伤害到生物，而臭氧层能吸收大部分的紫外线，因此被誉为“地球生命的保护伞”

4.冬天，为了使空调制热的效果好一些，空调的导风板应该向(    )

A.上                B.下              C.左              D.右

【答案】 B

【解析】空气要形成对流必须是上冷下热，所以冬天为了使空调制热效果好一些，空调的导风板应向下。

5.爬山时你会感受到(    )

A.气温越来越低，空气越来越稀薄        B.气温越来越高，空气越来越稠密

C.气温越来越低，空气越来越稠密        D.气温越来越高，空气越来越稀薄

【答案】 A

【解析】近地面大气的热量主要来源于地面辐射，随着高度的上升温度会下降。一般来说，海拔每上升100米，气温下降约0.6℃，海拔越高，空气越稀薄。

6.下列说法止确的是(    )

A.大气的温度呈逐渐上升的趋势

B.根据大气的温度、密度和物质组成等特点，可以把地球大气层分成五层

C.对流层集中了地球约四分之一的大气质量和几乎全部的水汽、体杂质，所以是最厚的

D.对流层的天气现象复杂多变，对人们的生产和生活不利

【答案】 B

【解析】从地表上升到约12千米，大气温度随高度上升而下降；从12千米上升到55千米，大气温度随高度上升而升高；从55千米上升到85千米，大气温度随高度上升而降低；85千米以上，大气温度又呈逐渐升高的趋势，因此大气温度在不同的高度呈现出有规律的变化，故A错误。根据大气的温度、密度和物质组成等特点，把大气层分为对流层、平流层、中间层、暖层和外层，故B正确。对流层和中间层的大气温度随高度的上升而降低，在大气层划分出来的五层中对流层最薄，但与人们生产和生活的关系最紧密，故C、D错误。

7.关于大气层的气温特点，如图所示，不正确的是  (    )

【答案】 C

【解析】本题考查大气温度在各层的变化情况。大气温度随着高度上升而升高的是平流层、暖层和外层，而对流层和中间层的大气温度是随着高度的上升而下降的。

8.有一盒装饮料，需用冰块来冷却，冰块放在盒子的哪个部位冷却的效果会最佳(    )

A.饮料盒的上部       B.饮料盒的下部       C.饮料盒的中部       D.饮料盒的任一位置

【答案】 A

【解析】冰块放在饮料盒的上部，上部饮料冷却后下沉，可使盒中饮料形成对流，冷却效果最好。

9.结合有关大气层的特点或作用，以下说法中你最认可的是 (    )

A.气温变化——地表到12千米高度，气温随高度上升而升高

B.垂直分层——从对流层到外层，大气会逐渐变得浓厚

C.物质组成——随大气层高度上升大气物质组成基木不变

D.保护作用———阻挡紫外线危害和陨石撞击

【答案】 D

【解析】大气层的气温变化有垂直分布的特点，各层气温变化随高度上升会产生不同的变化，在0~12千米高度，气温随高度上升而下降，故A错误；从对流层到外层，大气密度会变得稀薄，故B错误；随着大气厚度的变化，物质组成也会相应发生变化，故C错误；大气层的保护作用主要是使地球免受紫外线辐射和小天体的撞击，故D正确。

10.小妍乘飞机旅行，起飞时，天阴沉沉的，下着蒙蒙细雨。飞机爬升一段时间后，突然，窗外阳光明媚，天碧蓝碧蓝的，白云竟都在她的脚下，看上去就像无际的“雪原”!这时，舱内屏幕显示：高度10800米。外面的地面阴雨绵绵，高空却阳光灿烂，这是因为                             。屏幕上还显示：外而温度为-15℃，为了客舱内旅客感到舒适，你推测飞机上还应有什么设备?           。

【答案】平流层中没有复杂的天气现象   空调

【解析】平流层没有对流运动，气流以水平运动为主，空气较平稳，适合飞机飞行。

11.城市中工业生产和生活会产生大量废气，使城市的气温比郊区高一些，从而产生城市“热岛效应”，仕城市和郊区间形成空气对流。

在图中的线上添上箭头，表示气流运动的方向。

【答案】如图。