人教版 (2019)必修 第一册第四节 地球的圈层结构优秀教案及反思

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知识精讲
知识点01 地球的内部圈层结构
（一）地震波
1，地震波可以分为纵波（P波）和横波（S波）。
2，纵波的传播速度较快，可以通过固体、液体和气体传播。
3，横波的传播速度较慢，只能通过固体传播。
4，纵波和横波的传播速度，都随着所通过物质的性质而变化。
（二）不连续面与地球的内部圈层结构
1，在地球内部地震波曲线图上，可以看出地震波在一定深度发生突然变化。这种波速突然变化的面叫不连续面。
2，地球内部有两个不连续面：一个在地面下平均33千米处，在这个不连续面下，横波和纵波的速度都明显增加，这个不连续面叫莫霍界面；另一个在地下约2900千米处，在这里纵波的传播速度突然下降，横波完全消失，这个面叫古登堡界面。以这两个不连续面为界，地球内部被划分为地壳、地幔和地核三个圈层。
3，地壳是地球表面一层由固体岩石组成的坚硬外壳，位于莫霍界面以外。海洋地壳薄，一般为5-10千米；大陆地壳厚，平均厚度为39-41千米，有高大山脉的地方地壳会更厚。
4，地幔从莫霍界面直至古登堡界面，占地球总体积的80%。地幔分为上地幔和下地幔，上地幔的上部存在一个软流层，岩石部分熔融，能缓慢流动。科学家推断，软流层是岩浆的主要发源地，地球板块的运动与之相关。上地幔顶部与地壳都由坚硬的岩石组成，合称岩石圈。
5，地核主要由铁和镍等金属组成，分为外核和内核两层。外核是熔融状态的金属物质，科学家认为，外核液态物质的运动形成了地球的磁场。内核是一个密度极大的固体金属球。
【即学即练1】2011年3月11日，日本发生里氏9.0级地震，震中位于日本本州岛仙台港以东130千米的海域，震源深度10千米，地震引发最高达10米的大海啸，造成严重的人员伤亡。
1．此次地震的震源位于（ ）
A．地核 B．上地幔C．下地幔 D．地壳
【答案】D
【详解】
海洋地壳的厚度相对大陆地壳较薄，一般为5-10千米，故此题D正确。
知识点02 地球的外部圈层
1、地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈等。
2、大气圈是由气体和悬浮物质组成的复杂系统，它的主要成分是氮气和氧气。大气圈使得地球上的温度变化和缓，同时提供了生物生存必须的氧气。大气圈中的各种天气现象与人类息息相关。
3、水圈是地表和近地表的各种形态水体的总称，其主体是海洋，还包括陆地上的河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等。水是最活跃的自然要素之一，在地表物质迁移和能量交换中起着十分重要的作用。
4、生物圈是地球表层生物的总称。地球多数生物集中分布在大气圈、水圈和岩石圈很薄的接触带中。生物在促进太阳能转化、改变大气圈和水圈的组成、改造地表形态等方面起着重要的作用。
5、大气圈、水圈、生物圈与岩石圈相互联系、相互渗透，共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。
【即学即练2】读地球圈层结构示意图，完成下列小题。
1．关于图中各圈层的叙述正确的是( )
A．A、B、C、D为地球外部圈层，C为生物圈
B．地球内部圈层由E、F、G三部分组成
C．A、B、C、D、E共同形成了人类赖以生存的地理环境
D．地震波在F、G交界面上，传播速度减为0
2．一般认为，岩浆的主要发源地是( )
A．图中C层B．图中G层
C．软流层D．下地幔
【答案】1．C 2．C
【详解】
考查地球圈层结构及特征，岩浆发源地，地震波特点。
1．读图，图中 A、B、C、D、E为地球外部圈层，C为水圈，A错。D是地壳，E上地幔顶部软流层以上部分，F是地幔，G是地核，地球内部圈层由D、F、G三部分组成，B错。A、B、C、D、E共同形成了人类赖以生存的地理环境，C对。地震波在F、G 交界面上，横波的传播速度减为0，纵波传播速度不为0，D错。故选C。
2．一般认为，岩浆的主要发源地是上地幔顶部软流层中，C对。图中C层是水圈，图中G层是地核，没有岩浆分布，A、B错。下地幔横波可能通过，是固态物质，D错。故选C。
能力拓展
考法01 地震波与地球内部圈层
1，地震波的特征和影响
（1）纵波与横波的速度和传播介质的区别，考试时常常以图表或者现象描述的形式出现。
2，地球内部圈层的划分
（1）三个圈层的名称和位置
（2）三个圈层的主要特征，特别是软流层的位置和特征，考试时常常以示意图的形式出现。
（3）岩石圈是一个相对特殊的圈层，考试时经常考查它和地壳的区别。
【典例1】2011年3月11日，日本发生里氏9.0级地震，震中位于日本本州岛仙台港以东130千米的海域，震源深度10千米，地震引发最高达10米的大海啸，造成严重的人员伤亡。
1．若地震发生时，震中附近有一艘船，则船上的人的感觉是（ ）
A．左右摇晃 B．上下颠簸
C．先左右摇晃，后上下颠簸 D．先上下颠簸，后左右摇晃
【答案】B
【详解】
纵波可通过固体、液体、气体传播，横波只能通过固体传播，因此次地震震中位于海洋上，横波无法传播，因此震中的船只能上下颠簸，选B。
考法02 地球的外部圈层
1，外部圈层
（1）地球外部圈层中的大气圈和水圈本节只是简单介绍主要特征，具体内容在后面章节呈现。
（2）生物圈是一个特殊的圈层，它依赖于其他圈层而存在，同时将其他圈层有机的联系起来。
【典例2】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。读“地球圈层构造示意图”，完成第1～3题。
1．图中A、B、C所示的圈层分别是（ ）
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
【答案】D
【详解】
地球外部圈层中生物圈是特殊的一个，多数生物集中分布在大气圈、水圈和岩石圈很薄的接触带中，图中的A圈层明显具备这一特征，排除A、C。B和C一个是水圈，一个是岩石圈，岩石圈的密度明显比水圈大，应该位于该图最底部，故选D。
分层提分
题组A 基础过关练
下图为地震波在地就内部传播速度和地球内部结构示意图。读图，完成下面小题。
1．图中（ ）
A．E为纵波，F为横波
B．E波在约2900千米深度完全消失
C．F波在约2900千米深度传播速度突然增加
D．地球在约2900千米深度以下为固态
2．火山口喷出的炽热岩浆一般来源于（ ）
A．①圈层B．②圈层C．③圈层D．④圈层
【答案】
1．B
2．B
【分析】
1．地震波中横波的传播速度较慢，纵波的传播速度较快，所以E为横波，F为纵波，A错误；在古登堡界面以上，纵波和横波波速都随着深度的增加而增大，古登堡界面处（约地下2900km），横波消失，纵波波速减小之后缓慢增加，B正确，C错误；横波只能在固体中传播，所以古登堡界面以下为液态，D错误。所以选B。
2．岩浆的主要发源地位于上地幔上部的软流层，图中，②圈层为地幔，B正确，ACD错误。所以选B。
【点睛】
地球物理学家对天然地震波传播方向和速度的研究证明，地球内部物质呈同心圈层结构。在各圈层间都存在着地震波速度变化明显的界面（或称不连续面），其中最重要的界面有莫霍面和古登堡面，它们把地球内部分为地壳、地幔和地核三大圈层。
下图为地震波在地球内部传播速度和地球内部结构（①〜④为地球内部圈层）示意图。完成下面小题。
3．①〜④表示的地球内部圈层，对应正确的是（ ）
A．①—地壳B．②—岩石圈C．③—一地幔D．④—软流层
4．地震发生以后，建筑物并不会马上倒塌，一般都要间隔约12秒.这就是地震救援领域所说的“黄金12秒”，在这12秒中人们可以决定是躲是逃。根据所学知识推断“黄金12秒”确定的依据是（ ）
A．横波和纵波的传播速度差异B．人体对紧急事件的生理反应能力
C．横波和纵波的传播介质差异D．建筑的抗震系数
【答案】
3．A
4．A
【分析】
3．根据图中地震波变动，横波和纵波经过①层波速增快，应为是地壳；A正确。经过②③分界面时，横波迅速消失，纵波迅速下降，因此②是地幔，③是外核，④是内核，B、C、D错误。故选A。
4．地震波中横波表现为左右摇晃，纵波表现为上下振动，一般认为横波的水平晃动力是造成建筑物破坏及人员大量伤亡的主要原因，由于横波和纵波的传播速度差异，故地震发生以后，建筑物并不会马上倒塌，一般都要间隔约12秒，A正确。与B、C、D关系不大，故选A。
【点睛】
地球内部结构是指地球内部的分层结构.根据地震波在地下不同深度传播速度的变化,一般将地球内部分为三个同心球层：地核、地幔和地壳。地壳与地幔之间由莫霍面界开，地幔于地核之间由古登堡面界开。
5．中国神话故事《封神榜》中的土行孙具有遁地能力。假如他从某处钻入地下始终保持直线前进并穿越地心。在他穿越地心前，依次穿越的是（ ）
A．地壳―地幔―地核―莫霍界面―古登堡界面
B．地壳―古登堡界面―地幔―莫霍界面―地核
C．地幔―莫霍界面―地核―古登堡界面―地壳
D．地壳―莫霍界面―地幔―古登堡界面―地核
【答案】D
【详解】
本题以《封神榜》为背景，考查地球内部圈层顺序。根据地球内部圈层结构可知，在穿越地心前，从地表向下，依次穿越的是地壳、莫霍界面、地幔、古登堡界面、地核，故直选法选D。
6．地质学家常利用地震波来寻找油气矿藏。下列四幅图中，表示地下储有石油的是（ ）
A．甲B．乙C．丙D．丁
【答案】A
【详解】
地震波速度可分为纵波和横波，纵波速度快，横波速度慢，纵波可以在三态中传播，横波不能在液体、气体中传播，若发现石油，则横波会消失，纵波波速下降。从图中可以看到，甲图横波突然消失，纵波波速下降，有可能有石油的存在，A正确，BCD错误，故选A。
题组B 能力提升练
中国地震台网正式测定：2021年5月30日12时50分，青海果洛州玛多县（北纬34.67度，东经98.31度）发生4.9级地震，震源深度9千米。下图为“地球内部图层局部示意图”。完成下面小题。
1．此次地震震源位于图中（ ）
A．①B．②C．③D．④
2．关于地球内部圈层，说法正确的是（ ）
A．①圈层为岩石圈，由固体岩石组成
B．②圈层中纵波传播速度比横波快
C．④圈层为地幔，软流层位于其顶部
D．⑤圈层为岩石圈，平均厚度为17千米
【答案】
1．A
2．B
【分析】
1．此次地震震源深度9千米，地壳的平均厚度为17千米，陆地33干米，所以本次地震发生在地壳，位于图中①处地壳，A正确。②是上地幔、③是岩石圈、④为软流层及其以下的地幔部分，BCD错误，故选A。
2．关于地球內部圈层，说法正确的是：②圈层中纵波传播速度比横波快，B正确。①是地壳，岩石圈为地壳和软流层以上的地幔部分，A错误。④为软流层及其以下的地幔部分包含软流层，C错误。③圈层为岩石圈，包括地壳和上地幔上部，平均厚度远远超过17千米，D错误。故选B。
【点睛】
本题组主要考查地球的内部圈层的有关知识。地球圈层结构分为地球外部圈层和地球部圈层两大部分。地球外部圈层可进一步划分为三个基本圈层，即大气圈、水圈、生物圈；地球内圈可进一步判分为三个基本圈层，即地壳、地幔和地核。地壳和上地幔顶部(软流层以上)由坚硬的岩石组成，合称岩石圈。
2018年当地时间6月10日11时35分，位于九州岛南部鹿儿岛市的樱岛南岳山顶火山口出现剧烈喷火，火山灰在樱岛火山上空形成巨型烟云，十分壮观。据此完成下面小题。
4．岩浆物质冲破了岩石圈的束缚后才喷发出来。关于岩石圈的叙述，正确的是（ ）
A．岩石圈属于地壳的一部分，只由岩石构成B．岩石圈属于地幔的一部分
C．岩石圈与生物圈关系密切D．岩石圈的上部是软流层
5．火山灰漫天飞扬，对地球的外部圈层产生了很大影响。下列说法正确的是（ ）
A．大气圈是由大气组成的简单系统
B．水圈是一个连续但不规则的圈层
C．生物圈占据大气圈的全部、水圈的底部
D．地球的外部圈层之间关系密切，但与地球的内部圈层没有关系
6．火山喷发的岩浆，来自（ ）
A．地壳B．下地幔C．软流层D．外核
【答案】
4．C
5．B
6．C
【分析】
4．岩石圈包括地壳和上地幔顶部，AB错误。岩石圈为生物生存提供一定空间和养分，与生物圈关系密切，C正确。岩石圈的下部是软流层，D错误。故选C。
5．大气圈是由大气组成的复杂系统，不同高度物质不同，温度不同，运动状态不同。A错误。水圈主要分布在大气圈下部、岩石圈上部，是一个连续但不规则的圈层，B正确。生物圈占据大气圈的下部、水圈的全部和岩石圈的上部，C错误。地球的外部圈层之间关系密切，同时与地球的内部圈层产生复杂的联系。D错误。故选B。
6．火山喷发的岩浆，来自上地幔的软流层部分。C正确，ABD错误。故选C。
【点睛】
地球内外部圈层名称多，要通过示意图识记地球内外部的圈层结构。
7．读“地球圈层结构的局部图”和“地震波波速与地球内部构造图”，回答问题。
（1）图中A、B表示地震波，其中A表示____波。
（2）图中C-F分别表示地球内部构造，C表示____界面，其判断依据是____。
（3）图中D处，地震波B速度____，并继续往深处传播。这说明D面以下的E物质状态为____态，D面是____界面。C与D之间的圈层是____，地壳的平均厚度为____。
（4）下列有关上图说法正确的是（_____）
A．地壳在海洋中常常缺失 B．岩石圈的范围是指①②的全部和③的大部分
C．②是软流层 D．①层和②层属于地壳
【答案】横 莫霍界面 纵波和横波的波速都突然加快。 突然变小 液态或熔融状态 古登堡 地幔 17千米 D
【分析】
本题组主要考查地球的内部圈层结构的有关知识。
【详解】
（1）图中A、B表示地震波，其中A表示横波。波速为4-7KM每秒，只能在固态传播。
（2）图中C-F分别表示地球内部构造，C表示莫霍界面界面（地壳和地幔的分界面），其判断依据是纵波和横波的波速都突然加快。
（3）图中D处，地震波B速度突然变小，并继续往深处传播。这说明D面以下的E物质状态为液态或熔融状态，因为横波已经消失。D面是古登堡界面。C与D之间的圈层是地幔，地壳的平均厚度为17千米，陆地33.千米海洋7千米。
（4）下列有关上图说法正确的是D．①层和②层属于地壳，因为莫霍界面以上的都是地壳。地壳在海洋中较薄，不会缺失、 岩石圈的范围是指①②的全部和③的顶部而已、软流层不止②。
题组C 培优拔尖练
1．莫霍面深度不一，下图为长江中下游某区域莫霍面的等深线分布图。读图，据图可推断（ ）
A．①地地壳厚度最薄B．②地煤矿资源丰富
C．③地地幔深度最浅D．④地地下水埋藏较浅
【答案】D
【详解】
A项，由图可知①处莫霍界面深度最深、地壳厚度最厚。故A项错误。B项 ②处莫霍界面深度较浅，即地壳厚度较薄，且位于河流附近，可能有富含金属矿产的岩石堆积。故B项错误。C项，③处莫霍界面深度大于②、④处，地壳厚度更厚，相应地幔深度更大。故C项错误。D项，④位于河流附近，地下水埋藏浅。故D项正确。D正确，ABC错误，故选D。
2019年2月19日，我国在塔里木盆地顺北油气田完成某钻井钻探，钻井深8588米，创亚洲陆上钻井最深纪录。据此完成下面小题。
2．该钻井（ ）
A．未穿透地壳B．深达莫霍面
C．已穿透岩石圈D．即将穿透地幔
3．该钻井深达8 500多米表明当地拥有深厚的（ ）
A．侵入岩B．喷出岩
C．变质岩D．沉积岩
【答案】
2．A
3．D
【分析】
本题主要考查地球的圈层结构和岩石类型。
2．地球的内部结构分层中，莫霍面以上为地壳，莫霍面往下到古登堡面之间为地幔，古登堡面以下为地核。大陆上地壳的平均厚度约为33千米，“钻井深8588米”，可见未穿透地壳，也未达莫霍面，故A正确，B错误。岩石圈的范围包括地壳和上地幔顶部，钻井既然未穿透地壳，当然更不会穿透岩石圈，也不会即将穿透地幔，故CD错误。
3．油气资源多储藏在沉积岩中，油气钻井深达8500米，说明当地拥有深厚的沉积岩，正确答案为D，ABC错误。
2010年3月以来，北太西洋极圈附近的冰岛发生太规模火山喷发．火山灰蔓延欧洲航空业蒙受重大损失。图为火山喷发图片。回答小题。
4．导致冰岛火山灰蔓延到欧洲上空的气压带和气流是
A．副热带高气压带和西风B．副极地低气压带和西风
C．副热带高气压带和东北风D．副极地低气压带和东北风
5．这些蔓延的火山灰物质在地球圈层中迁移的顺序是
A．大气圈一水圈、生物圈一岩石圈B．岩石圈一大气圈一水圈、生物圈
C．水圈、生物圈一大气圈一岩石圈D．水圈、生物圈一岩石圈一大气圈
【答案】
4．B
5．A
【分析】
考查气压带风带的分布，地球外部圈层。
4．读题干材料中的“北太西洋极圈附近的冰岛”可知冰岛所在的纬度位置位于北极圈附近，且主要位于北极圈以南，该纬度受副极地低气压带和盛行西风影响，可将火山灰蔓延到欧洲上空，B正确。故选B。
5．火山灰在地球圈层中迁移，首先是蔓延的火山灰物质漂浮在大气圈中，慢慢会沉积下来，进入到水圈、生物圈，最终沉积下来到岩石圈，A正确，BCD错误。故选A。
6．结合图文资料，回答问题。
材料一地球圈层结构局部图。
材料二据中国地震台网正式测定∶北京时间10月30日19时51分，爱琴海海域希腊佐泽卡尼索斯群岛发生6.9级地震，震源深度为16.5千米。由于地震发生在爱琴海海域，导致土耳其与希腊都受到了不同程度的影响。强震还一度引发小型海啸，使沿海城市很快出现海水倒灌，街道瞬间被海水淹没，让人心惊胆战…。
（1）材料一中①、②两层构成地壳，请简要说明地壳的组成和特征。
（2）材料一中③是界面，请描述地震波在经过该界面时传播速度的变化特点。
（3）材料二中此次地震的震源位于地球内部三大圈层的哪个圈层。
（4）根据材料二中震源位置，判断此次地震所属的地震带是哪个?
【答案】（1）由岩石组成，坚硬，厚度不均。
（2）莫霍界面横波、纵波的波速均突然增大。
（3）地壳
（4）地中海-喜马拉雅地震带
【分析】
本题以地球圈层结构局部图和爱琴海发生地震为材料，考查地球内部圈层的有关知识，难度一般。
【详解】
（1）地壳是由岩石组成的，地壳是地球固体地表构造的最外圈层，整个地壳平均厚度约17千米，其中大陆地壳厚度较大，平均约为35千米。高山、高原地区地壳更厚，最高可达70千米；平原、盆地地壳相对较薄。大洋地壳则远比大陆地壳薄，厚度只有几千米，厚度不均。
（2）读图可知，③以上为地壳，以下为地幔，该界面为莫霍面，地震波包括横波和纵波，在莫霍面处速度均加快。
（3）由材料可知，此次地震震源深度为16.5千米，大陆地壳平均厚度为35千米，所以地震震源位于地壳。
（4）该群岛位于地中海地区，地球上有两大地震带，地中海-喜马拉雅地震带和环太平洋地震带，此次地震属于地中海-喜马拉雅地震带。
7．阅读图文材料，完成下列要求。
材料1 根据天然月震和人为地震波提供的资料，研究认为月球有着与地球类似的内部圈层结构。科学家推断由斜长岩组成的高地月壳和由玄武岩组成的月海月壳平均厚度约为65千米。月幔的部分占了月球一半以上的体积，自月壳之下至少可以延续至1000千米的深度，物质密度一般超过3.5克/立方厘米，主要由辉石、橄榄石组成，推测温度约为500℃。月核是月球的中心区域，温度大致在1000~1600℃之间，很可能是熔融状态或液态，厚度约700千米，根据推测可能是由铁、镍、硫和榴辉岩物质构成的。

（1）自月面向下月球的内部圈层依次是________。结合材料，确定你认为能体现月球内部圈层结构特点的两个比较项目________、________。
（2）说明科学家确定距月面65千米处为月球内部圈层的一个分界面的依据。
材料2 月球表面与地球表面不同，它不仅毫无绿色植被，也没有空气，没有海洋，昼夜温差近300℃。由于缺少大气层的保护，经常遭受太阳风、陨石的猛烈撞击，侵蚀是非常巨大的，月面向下1000~2000米范围内主要是月壤和岩石碎块。2020年12月17日，嫦娥五号携带约两千克月壤样本返回地球，完成月球“挖土”之旅。
（3）月面向下1000~2000米范围内主要是月壤和岩石碎块，试推测其成因。
（4）推测月壤与地球土壤组成物质的差异。
【答案】（1）月壳、月幔、月核温度、厚度、物质组成。
（2）距月面65千米处，地震波传播速度明显加快，由此推测其两侧物质有较大差异。
（3）月球表面昼夜温差大，风化作用强，使月岩崩解；太阳强辐射、太阳风以及宇宙线的轰击，促使岩石碎裂；陨石撞击作用使基岩和陨石破碎。
（4）月壤中缺少空气、水分和有机质，但矿物质的含量比地球土壤丰富。
【分析】
考察月球内部圈层等相关知识。
【详解】
（1）由材料可知，自月面向下的圈层结构：月壳、月幔、月核。特点是月幔有辉石、橄榄石组成，温度500℃，由斜长石和玄武石组成的月壳，且材料中给出了月核的温度和厚度。
（2）依据就是地震波的横波和纵波在地下65千米处都发生了变化，因此在该处存在不连续面。
（3）月壤和岩石碎块的形成原因：月球上的昼夜温差大，岩石风化强烈，没有大气层的保护，月球被小行星撞击，形成了很厚的月壤和岩石碎块。
（4）考察土壤的组成，土壤一般是由矿物质、有机质、水分和空气组成。所以月球和地球相比，月球上缺少空气、水分和有机质，但是月球上的矿物质含量比地球上丰富，所以月壤中缺少空气、水分和有机质，但矿物质的含量比地球土壤丰富。
课程标准
课标解读
1．运用示意图，说明地球的圈层结构
1．掌握地震波的分类和不同特征
2．能说出两个不连续面的名称及根据它们划分的地球内部圈层结构，以及每一圈层的特征
3．掌握地球的外部圈层结构及其特征