第二节 太阳对地球的影响
一、太阳辐射与地球
1.太阳辐射:太阳以电磁波的形式向宇宙空间放射的能量。
2.波长范围:0.15～4微米,分为紫外光、可见光和红外光三部分。太阳辐射能量主要集中在波长较短的可见光波段,约占总能量的50%。
3.太阳辐射的影响:
(1)转化生物化学能:煤炭、石油等化石燃料,是地质时期生物固定以后积累下来的太阳能。
(2)提供能源:太阳辐射是地球大气运动、水循环的主要能源,也为人类源源不断地提供能源。
二、太阳活动与地球
1.太阳活动概况:
(1)概念:太阳释放能量的不稳定性所导致的一些明显现象。
(2)主要类型。
太阳活动
分布
特点
太阳黑子
光球层
光球层表面的黑斑点(温度比周围低而显现暗黑斑点),太阳黑子数目的变化周期为11年
耀斑
色球层
色球层某些区域短时间内突然增亮,周期同为11年,常随太阳黑子的增多而增多;以太阳射电爆发和高能粒子喷发等方式放出辐射能
日珥
色球层
色球层中向外猛烈地喷射出的红色火焰,多姿多彩,千变万化
太阳风
日冕层
日冕层温度超过100万摄氏度,高温使高能带电粒子向外高速运动,当脱离太阳的引力所形成的带电粒子流
(3)太阳活动标志。
太阳黑子和耀斑是太阳活动的重要标志。
(4)太阳活动峰谷年。
太阳黑子数目最多的年份,称为太阳活动峰年;黑子数目最少的年份,称为太阳活动谷年。
2.太阳活动对地球的影响:
判断下列说法的正误
1.太阳辐射强的地区,热量一定丰富。
(×)
2.地球上的能量全部来自太阳辐射。
(×)
3.到达地球的太阳辐射能量只是太阳辐射总能量中非常少的一部分。
(√)
4.汽车常用的汽油、柴油等燃料都是来自太阳辐射的能量。
(√)
结合太阳外部大气层和太阳活动示意图回答。
1.太阳大气分层:A光球层,B色球层,C日冕层。
2.太阳活动类型:①太阳黑子,②耀斑,③日珥。
判断下列说法的正误
1.太阳黑子是黑色的。
(
×
)
2.极光现象出现在高纬地区的夜晚。
(
√)
3.太阳活动产生的地理现象只会给人类带来不利影响。
(
×
)
能力一 太阳辐射的影响因素分析
1.太阳辐射的影响因素:
太阳辐射的影响因素有纬度因素、昼长因素、地势因素和天气因素。
2.我国年太阳辐射的空间差异及原因:
地区
太阳辐射量
原因分析
北方地区
北方比南方丰富
北方地区晴天多,阴雨天少;夏季北方地区白昼较长,日照时间长
南方地区
西北地区
丰富
气候干旱、降水少、晴天多,太阳辐射强
青藏地区
最丰富
海拔高,空气稀薄,日照时间长
四川盆地
贫乏
盆地地形,水汽不易扩散,雨、雾天多
读世界年太阳辐射总量和太阳能电站分布示意图,探究下列问题。
(1)根据世界年太阳辐射总量分布图分析,太阳辐射量在全球分布有什么规律 (区域认知:对区域的特征、问题进行分析)
提示:年太阳辐射量从低纬度向高纬度递减;高山、高原地形区一般年太阳辐射量丰富。
(2)撒哈拉沙漠和青藏高原地区太阳辐射都很丰富,探究其成因的不同。(综合思维:要素的综合)
提示:
撒哈拉沙漠是因为纬度低,晴天多而太阳辐射丰富;青藏高原是因为海拔高,空气稀薄而太阳辐射丰富。
(3)世界的太阳能电站分布有什么特点 你认为有哪些原因
(地理实践力:收集和处理地理信息的能力)
提示:主要分布在回归线附近、人口稠密区。因为这些地区天气晴朗,太阳能资源丰富;人口众多,对能源需求大;附近常规能源相对不足。
下表为我国四个城市12月与6月的太阳辐射强度表。据此完成(1)、(2)题。
城市
太阳辐射总量/(W/m2)
12月
6月
①
2
839
3
825
②
4
369
5
458
③
3
391
3
417
④
3
262
3
967
(1)①、②、③、④代表的城市依次为
( )
A.哈尔滨、西宁、上海、北京
B.北京、上海、西宁、哈尔滨
C.西宁、哈尔滨、北京、上海
D.上海、西宁、哈尔滨、北京
(2)6月,③城市太阳辐射强度偏小的主要因素是
( )
A.太阳高度
B.天气状况
C.地形地势
D.下垫面性质
【思路点拨】解答该类题可从以下思路进行:
【解析】(1)选A,(2)选B。第(1)题,我国太阳辐射强度西部大于东部,夏季大于冬季。②城市冬夏季都是四个城市中太阳辐射强度最大的,所以是西宁;①城市夏季和冬季太阳辐射强度差异大,影响因素主要就是纬度,故为哈尔滨。第(2)题,③城市在夏季的时候由于降水多,云层厚,大气的削弱作用强,到达地表的太阳辐射少。
(2021·南昌高一检测)下图是“我国30°N地区年太阳辐射总量分布图”。读图并根据所学知识回答(1)～(3)题。
(1)下列四地中,年太阳辐射总量差异最大的两地是
( )
A.A地与B地
B.A地与C地
C.C地与D地
D.B地与C地
(2)由图可知,下列四地最适宜建设太阳能发电站的地点是
( )
A.A地
B.B地
C.C地
D.D地
(3)造成C地比A地年太阳辐射总量低的原因主要是
( )
①地形
②河流
③天气状况
④纬度
A.①②
B.③④
C.①③
D.②④
【解析】(1)选B,(2)选A,(3)选C。第(1)题,读图可知,A、C两地年太阳辐射总量差异最大。第(2)题,太阳能发电站应建在太阳能丰富的地区,相比其他三地,图示A地年太阳辐射总量最大,适宜修建。第(3)题,A地位于青藏高原,海拔较高,空气稀薄,晴天多,大气对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射量多;C地位于四川盆地,水汽不易扩散,阴雨天气较多,空气浓密,大气对太阳辐射的削弱作用强,到达地面的太阳辐射量少。
【补偿训练】
近年来,国家不断加大西藏太阳能应用的投资,西藏有关部门也更加重视太阳能的开发和利用,太阳能属于“绿色能源”,它的利用不仅是西藏常规能源短缺的一个很好的补充,对西藏的环境保护也有着积极作用。据此回答(1)～(3)题。
(1)下列关于青藏高原太阳能丰富原因的说法中不正确的是
( )
A.晴天多,日照时间长
B.空气稀薄,对太阳辐射能削弱作用小
C.海拔高,气候寒冷
D.纬度较低,太阳高度角较大
(2)除太阳辐射能外,青藏地区的其他能源也很丰富,其中哪一项能源与太阳能无关
( )
A.藏南谷地的地热
B.柴达木盆地的天然气
C.风能
D.雅鲁藏布江的水能
(3)对于青藏地区积极开发太阳能的意义叙述有错误的是
( )
A.减少居民对植被的破坏,有利于生态保护
B.避免常规能源利用带来的大气污染问题
C.增加了藏民的经济负担
D.极大地改善了藏民的生产和生活条件
【解析】(1)选C,(2)选A,(3)选C。第(1)题,青藏高原是我国太阳能丰富的地区。原因就在于纬度较低,太阳高度角较大。晴天多,平均日照时间长。海拔高,空气稀薄,大气的削弱作用小,到达地面的太阳辐射能多。与气候寒冷无关。第(2)题,地热属于地球内能,与太阳辐射无关。天然气、煤、石油等化石燃料是地质时期固定积累下来的太阳能。太阳辐射能促进了大气和水的运动,大气水平运动产生风能,水的流动孕育了水能。第(3)题,积极开发太阳能,既有社会效益,又有环境效益。不仅减少了居民砍柴用薪,保护了植被和生态,又避免了因能源燃烧造成的大气污染问题。同时极大地改善了藏民的生产、生活状况。据资料可知,太阳能开发和设备建设主要靠国家和政府的投入,不会加大藏民的负担。
能力二 太阳活动对地球的影响分析
太阳活动及其对地球的影响
活动类型
位置
形态
活动特征
对地球的影响
太阳黑子
光球层
黑斑点
温度比光球层表面其他区域低
①太阳黑子、耀斑增多→电磁波扰动地球大气电离层→无线电短波通信受影响;②太阳大气抛出高能带电粒子→扰乱地球磁场→产生磁暴现象;③太阳大气抛出高能带电粒子→与极地高层大气碰撞→产生极光
耀斑
色球层
大而亮的斑块
色球层太阳大气高度集中的能量释放过程
日珥
色球层
喷射的气体呈弧状
太阳风
日冕层
高能带电粒子脱离太阳的引力飞向宇宙空间
【特别提醒】太阳黑子并非黑色,只是温度比光球层表面其他地方低,所以显得暗一些。
第二次世界大战期间的一个早晨,英军海岸防卫指挥部接到各雷达站的报告,说雷达受到了来自东方的奇怪干扰,这种干扰的方向与太阳移动的方向一致,而且只出现在白天。
(1)你认为这种对雷达的干扰因素可能是什么 你的依据是什么 (地理实践力:处理地理信息的能力)
提示:太阳活动。这种干扰方向与太阳移动的方向一致,且只出现在白天。
(2)这种干扰对我们的生活会有哪些影响 (综合思维:要素的综合)
提示:太阳活动会影响短波通信干扰电子设备,在高纬度地区,产生绚丽的极光,具有极高的观赏性。
(3)如何减轻太阳活动对人类活动的影响 (人地协调观:人地关系的措施与政策)
提示:建立空间天气预报系统,加强对太阳活动的监测和预报,帮助人们做好预防保护工作,减轻对人类生产生活的影响。
丹麦某大学利用我国大科学工程郭守敬望远镜数据取得了一项重大研究成果:太阳有一天可能会用比往常强烈数千倍万倍的超级耀斑“轰炸”地球导致大气层沸腾,甚至让生命灭绝。被人们形象地称为“太阳发脾气”。据此完成(1)～(3)题。
(1)下列关于材料中提到的“超级耀斑”,说法正确的是
( )
A.出现在太阳色球层
B.每11年必爆发一次
C.温度比其他区域低
D.肉眼可以直接观测
(2)“超级耀斑”导致大气层沸腾,甚至让生命灭绝的主要原因是
( )
A.使地球产生“磁暴”现象
B.会影响地球无线电通信
C.带来大量能量,使得地球大气异常升温
D.会产生极光现象
(3)到下列哪个国家旅行有可能欣赏到因“太阳发脾气”而形成的空中梦幻景观
( )
A.加拿大
B.英国
C.意大利
D.巴西
【思路点拨】解答该题的思路如下:
【解析】(1)选A,(2)选C,(3)选A。第(1)题,耀斑出现在太阳的色球层,是突然出现的大而亮的斑块,温度比其他区域高,不可使用肉眼直接观测;太阳活动的周期约为11年,太阳有一天可能会用比往常强烈数千倍万倍的超级耀斑“轰炸”地球导致大气层沸腾,甚至让生命灭绝,“超级耀斑”不会周期性出现。第(2)题,从材料中“大气层沸腾”可以判断“超级耀斑”会带来大量能量,使地球大气异常升温;“磁暴”、影响无线电通信和极光都不至于让生命灭绝。第(3)题,因“太阳发脾气”而形成的空中梦幻景观即极光现象应发生在高纬度地区的夜空,四个国家加拿大纬度最高,因此可以欣赏到。
(2021·深圳高一检测)地球上的极光是太阳风被地球磁场捕获,轰击大气层,使大气电离产生的发光现象。金星是我们观测到的除日、月之外的最亮天体,金星大气层比地球大气层浓密,导致只有少量的太阳辐射能到达金星地表。据此完成(1)、(2)题。
(1)黑子、耀斑、太阳风分别发生在太阳
( )
A.光球层、色球层、日冕层
B.光球层、日冕层、色球层
C.日冕层、色球层、光球层
D.色球层、光球层、日冕层
(2)金星上没有极光现象,其最合理的解释是
( )
A.大气层浓密
B.质量小
C.没有磁场
D.亮度高
【解析】(1)选A,(2)选C。第(1)题,黑子和耀斑都是太阳活动的主要标志,黑子出现在太阳大气层的光球层上,耀斑出现在色球层上,太阳风出现在日冕层。第(2)题,极光是太阳风被磁场捕获,轰击大气层,使大气电离产生的发光现象。金星磁场为地球的十万分之一,磁场太弱了,所以没有极光;大气层密度、质量、亮度对极光影响不大。
【补偿训练】
我国“嫦娥一号”成功避开两次“日凌”干扰,在地面指挥室遥控下,卫星与地面站始终保持联系。专家介绍,当每年的春分、秋分前后,太阳、地球和嫦娥卫星将会呈一线排列。这时,嫦娥卫星处于太阳和地球之间,太阳较强的电磁波辐射就会进入接收系统,干扰通信业务信号,产生所谓的“日凌”。据此完成(1)～(3)题。
(1)下列有关“日凌”的叙述,正确的是
( )
A.“日凌”产生时,地球位于太阳和通信卫星之间
B.“日凌”是太阳本身的一种异常活动
C.“日凌”是太阳对卫星通信的干扰现象
D.“日凌”是太阳黑子爆发的结果
(2)有关太阳活动对地球影响的叙述,正确的是
( )
A.扰乱地球磁场,使地面无线电短波通信受干扰
B.黑子与降水量的多少有一定的相关性,从而对气候产生影响
C.扰乱电离层,使磁针不能正确指示方向
D.耀斑与黑子的活动周期约为12年
(3)下列说法正确的是
( )
A.黑子多的年份,一定发生大地震
B.太阳活动极大年,太阳风的强度和频度增加
C.耀斑发生时,太阳风强度减小
D.黑子增多的年份、耀斑反而减少
【解析】(1)选C,(2)选B,(3)选B。第(1)题,“日凌”属于太阳活动中的耀斑爆发。第(2)题,扰乱地球磁场使磁针不能正确指示方向;黑子数目变化与降水量的年际变化有关联;太阳活动扰乱电离层,影响无线电短波通信;耀斑与黑子的活动周期都是11年。第(3)题,太阳活动极大年,太阳风的强度和频度都会增加。
图1 北半球到达大气上界太阳辐射分布图
图2 我国局部年太阳辐射总量分布图
1.图形实质:试题中的各种太阳辐射分布图,实质都是教材图表呈现的大气上界水平面太阳辐射分布知识的延伸。要区别大气上界水平面太阳辐射和到达地面的太阳辐射的区别。我们平时所说的太阳辐射一般指到达地面的太阳辐射。
2.学科素养:读懂此图需要具备一定的综合思维与区域认知等学科素养。
大气上界水平面太阳辐射的分布
纬度
0°
10°
20°
23.5°
30°
40°
50°
60°
66.5°
70°
80°
90°
年总辐射量/(×109焦/米2)
13.17
12.99
12.45
12.18
11.58
10.41
9.01
7.49
6.58
6.26
5.64
5.48
思考:
(1)大气上界水平面太阳辐射的影响因素是什么
提示:纬度因素。
(2)大气上界水平面太阳辐射的纬度分布规律是什么
提示:从赤道向两极递减。
(3)到达地面的太阳辐射和大气上界水平面太阳辐射的区别是什么
提示:到达地面的太阳辐射是被大气削弱后的太阳辐射,影响因素除了纬度因素外,还有天气状况、海拔高低、日照时间长短等。
(水平1)太阳源源不断地向外辐射能量,虽然到达地球的能量大约只占太阳辐射总能量的二十二亿分之一,但对地球的影响却是巨大的。结合所学知识,回答1、2题。
1.下列关于太阳辐射对地球影响的说法,不正确的是
( )
A.太阳辐射能维持地表的温度
B.煤和石油等矿物燃料来源于地下,不是来源于太阳辐射
C.地球上水、大气运动和生物活动的能量来自太阳辐射
D.太阳辐射对人类生产、生活以及地表环境产生影响
2.下列人类活动中,所利用的能源最终不是来自太阳辐射的是
( )
【解析】1选B,2选D。第1题,太阳辐射是地球上水、大气运动和生物活动的主要动力。煤和石油等矿物燃料虽来自地下,却是地质历史时期生物固定并积累的太阳能。第2题,赛车使用的能源是加工提炼后的石油,煤球炉利用的能源是加工后的煤炭,均是地质历史时期生物固定并积累的太阳能;太阳能电池直接利用太阳辐射。地热发电是利用地球内能,其能源来自地球内部,不是来自太阳辐射。
(水平1、2)太阳表面新形成的巨大黑子群和大耀斑,喷射出的大量气体、电磁波和带电粒子流,高速向宇宙空间喷射,形成太阳风暴。北京时间2015年12月17日22时许,一场强烈的太阳风暴抵达地球。读某区域在某时段内自然灾害发生频次与太阳活动强弱变化关系示意图,完成3、4题。
3.据图可知,太阳活动强弱与自然灾害频次
( )
A.无关联
B.呈正相关
C.呈负相关
D.无法确定
4.太阳活动
( )
A.主要标志是黑子和日珥
B.活动周期大约是22年
C.对地球磁场产生影响而出现美丽的极光
D.干扰地球大气层中的电离层,导致无线电短波通信异常
【解析】3选B,4选D。第3题,据图可知,自然灾害发生频次高时,太阳活动强;自然灾害发生频次低时,太阳活动弱。第4题,太阳活动的主要标志是黑子和耀斑;活动周期大约是11年;对地球磁场的影响是使地球磁场出现“磁暴”现象。
5.(水平1、2)阅读图文材料,完成下列要求。
材料一 我国拥有世界上最早的黑子记录,但人类系统观测黑子的历史不足300年。黑子数量高峰年称为太阳活动峰年,人类系统记录的第24个太阳活动周期于2007年开始。
材料二 太阳活动周期预报图。
(1)黑子发生在太阳外部结构的 层,称它为“黑子”的原因是什么
(2)从图中信息可以看出,2011年是第24个太阳活动峰年,则下一次太阳活动峰年为 年。
(3)请举例说明太阳活动对地球的影响。
【解析】第(1)题,由于黑子的温度比光球层平均温度低而显得较暗。第(2)题,太阳活动的周期约为11年,可推断下次太阳活动峰年为2022年。第(3)题,太阳活动对地球电离层、磁场、气候都有影响,同时还可能在两极地区形成极光。
答案:(1)光球 其温度比光球层平均温度低,所以在明亮光球的衬托下,显得暗淡一些。
(2)2022
(3)产生“磁暴”现象,影响短波通信,干扰电子设备;高纬度地区上空产生极光;有时还会造成地球气候异常。
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13
-第三节 地球的圈层结构
一、地震和地震波
1.地震:
(1)概念:地壳快速释放能量过程中造成的地面震动,是一种危害和影响巨大的自然灾害。
(2)地震构造中的几个概念:震源、震中、震源深度、震中距,等震线。
(3)震级:地震的大小用震级表示;地震释放出来的能量越大,震级越高;
一次地震,只有一个震级。
(4)烈度:地震对地表和建筑物等破坏强弱的程度;一次地震,可以有多个烈度。
2.地震波:
(1)概念:地震的能量以波动的方式向外传播,形成地震波。
(2)类型及特性。
类型
传播速度
传播介质
共同特点
纵波(P波)
较快
在固体、液体和气体中均能传播
①在不同介质中的传播速度不同;②经过不同介质的界面时,会发生反射和折射现象
横波(S波)
较慢
只能在固体中传播
二、地球的内部圈层
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。
1.地壳:
(1)范围:地壳是地面以下、莫霍面以上的固体外壳。
(2)厚度。
平均厚度
17千米
大陆地壳
较厚,平均厚度为39～41千米
大洋地壳
较薄,平均厚度为5～10千米
2.地幔:
(1)范围:地球内部介于地壳和地核之间的圈层,在莫霍面以下到古登堡面以上。
(2)特点。
①地幔能传播横波,具有固态特征。
②地幔可以分为上地幔和下地幔。
③上地幔上部存在一个软流层,通常认为是岩浆的发源地。
(3)岩石圈包括地壳和上地幔顶部。
3.地核:
(1)范围:古登堡面所包围的球体。
(2)特点:①由铁和镍组成;②外核呈液态或熔融状态。内核呈固态。
三、地球的外部圈层
1.大气圈:大气圈是包裹地球的气体层。随着高度的增加,大气的密度迅速减小。一般认为2
000～3
000千米高度是大气圈的上界。
2.水圈:根据水存在的位置和状态,水圈可分为海洋水、陆地水、大气水和生物水,其中陆地水又主要分为地表水和地下水,与人类社会关系最为密切。
3.生物圈:生物圈是地球上所有生物及其生存环境的总称。生物圈渗透于大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部,其中地面以上100米到水面以下200米的范围内,是生物圈的核心部分。
4.相互关系: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。
判断下列说法的正误
1.地震波分为横波和纵波。
(√)
2.一次地震,只有一个震级。
(√)
3.一次地震,只有一个烈度。
(×)
4.横波传播速度快于纵波。
(×)
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8
588米,创亚洲陆上钻井最深纪录。该钻井是否穿透地壳 为什么
提示:没有穿透地壳。地壳平均厚度约为17千米,此深度远小于地壳平均厚度。
1.填出地球内部圈层A、B、C及C1、C2代表圈层。
提示:A地壳,B地幔,C地核。C又分为C1外核,C2内核。
2.填出两个界面a、b。
提示:a为莫霍面,b为古登堡面。
3.地球内部圈层的划分依据是什么
提示:地震波在不同介质传播速度不同。
判断下列说法的正误
1.地震发生时,震中的人先感到地面上下跳动后感到前后左右晃动。
(√)
2.从地面向下依次为古登堡面、莫霍面。
(×)
3.地面海拔越高,地壳越薄。
(×)
4.海拔越高,大气的密度越大。
(×)
5.生物是生物圈中的主体和最活跃的因素。
(√)
能力一 地球内部圈层的划分
1.地球的内部圈层及特征:
2.地壳与岩石圈的区别与联系:
地壳位于莫霍面以上,是地球表面一层薄薄的、由岩石组成的坚硬的外壳。岩石圈不同于地壳,岩石圈包括地壳和上地幔顶部(软流层以上),二者关系如下图所示:
【特别提醒】地震发生时,人们先感到地面上下颠簸,然后左右晃动。
地震发生时,地球内能以地震波的形式从震源强烈释放出来,从而引起一定范围内地面的震动。地震波分纵波(P波)和横波(S波),纵波传播的速度较快,最先到达地面,引起地面上下颠簸;横波传播的速度较慢,随纵波之后到达地面,引起地面左右晃动。所以,当地震发生时,人们首先感到地面上下颠簸,然后左右晃动。
厄瓜多尔的桑盖火山当地时间2020年9月20日凌晨发生喷发,喷出的火山灰在周围村镇飘落,部分道路被火山灰覆盖,能见度较低。据报道,20日桑盖火山发生了数次喷发,喷出的火山灰柱高达6
000米。下图示意火山喷发和地球的内部圈层结构。据此完成(1)、(2)题。
(1)此次火山喷发的岩浆最有可能来自
( )
A.①
B.②
C.③
D.④
(2)在地球内部,地震波传播速度变化最快的地方是
( )
A.①与②交界处
B.②层内部
C.②与③交界处
D.③与④交界处
【思路点拨】解答该类题可从以下思路进行:
【解析】(1)选B,(2)选C。第(1)题,软流层是岩浆的发源地,软流层位于上地幔,图中②表示地幔;①表示地壳;③表示外核;④表示内核。第(2)题,地震波经过古登堡面时,横波突然消失,纵波突然减速;图中②与③交界处为古登堡面。
【补偿训练】
北京时间2020年5月6日21时53分,印度尼西亚班达海发生7.2级强震,震源深度110千米,震中位置如图,随后多个国家相继发布海啸预警。据此回答(1)、(2)题。
(1)此次地震的震源所在圈层是
( )
A.地壳 B.地幔 C.外核
D.内核
(2)此次地震发生后,地震波横波(S波)和纵波(P波)的传播速度在向上经过莫霍面时发生的变化是
( )
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
【解析】(1)选B,(2)选C。第(1)题,大陆地壳平均厚度33千米,海洋地壳的厚度约5至10千米,此次地震的震源深度110千米,位于地幔层。第(2)题,据材料可知,此次地震的震源深度为110千米,位于上地幔层,故地震波从下向上传播,则要经过莫霍面,经过莫霍面时,横波和纵波的波速都明显下降。
能力二 地球外部圈层的比较
地球外部圈层的特点比较
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,主要成分是氮和氧
是地球自然环境的重要组成部分
外部圈层
概念
组成
其他
水圈
地球表层水体构成的连续但不规则的圈层
海洋水、陆地水、大气水、生物水等
水圈的水处于不间断的循环运动之中
生物圈
地球表层生物及其生存环境的总称
大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部
是大气圈、水圈和岩石圈相互渗透、相互影响的结果
【特别提醒】地球内部圈层有明确的分界面,外部圈层没有。
地球外部圈层之间是相互渗透的,没有明确的分界面。如生物圈渗透于岩石圈、大气圈和水圈中,而组成水圈的水有陆地水,也有大气水等。
材料一 地球外部圈层示意图。
材料二 当地时间2020年2月13日早上,印度尼西亚日惹特区默拉皮火山喷发,火山灰柱高达2
000米。
(1)在图中标出地壳、大气圈、水圈的圈层名称。(地理实践力:绘图能力)
提示:①为岩石圈,②为水圈,③为大气圈。
(2)生物圈占有图中①②③圈层的哪些部分 (区域认知:对区域的特征、问题进行分析)
提示:生物圈占有③(大气圈)圈层的底部、②(水圈)圈层的全部和①(岩石圈)圈层的上部。
(3)推断喷发蔓延的火山灰物质在地球圈层中迁移的顺序是什么 为什么 (综合思维:时空的综合)
提示:大气圈→水圈、生物圈→岩石圈;喷出地表的火山灰物质首先冲入大气圈,然后在重力作用下降落到地表,接触到地表的生物或直接落入水面,经过外力作用,最终沉积成为岩石圈的一部分。
读地球圈层示意图,回答下列问题。
(1)图中都有哪些圈层
(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)据图分析地壳厚度有什么特点,具体表现是什么
【解析】第(1)题,读地球圈层示意图,注意圈层的分界,地壳在莫霍面以上,以下为地幔;图中地球的外部圈层都有。第(2)题,从图中可以看出,大气圈最厚;连续但不规则的是水圈。地理环境中的生物圈是最活跃且不独自占有空间的圈层,渗透到其他圈层。第(3)题,由于地壳是地球表面一层薄薄的、由岩石组成的坚硬外壳,整个地壳平均厚度约17km,其中大陆地壳厚度较大,平均为33km。高山、高原地区地壳更厚,最高可达70km;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。
答案:(1)地壳、地幔、大气圈、水圈、生物圈。
(2)大气圈 水圈 生物圈
(3)全球的地壳厚度是不均匀的,大陆地壳较厚,高原和高山地区的地壳更厚;大洋地壳较薄,各大洋的平均厚度也不相同。
2019年3月28日,墨西哥波波卡特佩特火山再次喷发,浓烟滚滚,景象壮观。这座火山又被称为“烈焰山”,是墨西哥境内最活跃的火山。据此完成(1)、(2)题。
(1)受波波卡特佩特火山喷发活动影响较小的地球圈层是
( )
A.大气圈
B.生物圈
C.水圈
D.地核
(2)本次火山喷发,影响到的圈层有
( )
①大气圈
②水圈
③生物圈
④岩石圈
A.①
B.②
C.③
D.①②③④
【解析】(1)选D,(2)选D。第(1)题,火山喷发时主要涉及的是外部圈层以及地球内部圈层中的地壳和地幔部分,对地核影响较小。第(2)题,喷出地表的火山灰物质首先冲入大气圈,然后在重力作用下降落到地表,接触到地表的生物或直接落入水圈,经过外力作用,最终沉积成为岩石圈的一部分。
(水平1)北京时间2020年5月24日,希腊克里特岛附近海域发生5.2级地震,震源深度20千米,下图为震中所在区域图,●为震中。读下图,完成1、2题。
1.本次地震的震源位于
( )
A.地壳
B.上地幔
C.下地幔
D.软流层
2.本次地震发生时,地震波在传播过程中经过莫霍面时波速变化是
( )
A.纵波、横波波速均变小
B.纵波波速变大、横波波速变小
C.纵波、横波波速均变大
D.纵波波速变小、横波波速变大
【解析】1选B,2选A。第1题,“希腊克里特岛附近海域发生5.2级地震,震源深度20千米”,因为海洋的地壳较薄,平均厚度约为6千米,所以本题地震的震源不在地壳,而是在地壳以下。软流层的深度大约为80～400千米,可见震源在软流层以上,地壳以下的上地幔。第2题,本次地震发生时,地震波自下而上传播,所以在传播过程中经过莫霍面时纵波、横波波速均变小。
(水平1)读下图,回答3、4题。
3.甲圈层的主体是
( )
A.河流
B.湖泊
C.冰川
D.海洋
4.地球生态系统中的主体和最活跃的因素是
( )
A.大气
B.水
C.土壤
D.生物
【解析】3选D,4选D。第3题,甲圈层是水圈,水圈的主体是地球上的海洋,其面积约占全球面积的71%,其水量占地球水量的97%以上。第4题,在地球生态系统中,生物作为非生物环境以外的生产者、消费者和分解者,构成了生态系统的主体,是地球生态系统中最活跃的因素。
5.(水平1、2)读“地球圈层结构示意图”,回答下列问题。
(1)A、B、C
共同组成地球的 圈层。
(2)岩石圈包括图中的 和 。(填字母)
(3)地球内部圈层的划分依据为 。
(4)F
和
G
之间的界面名称是 。
【解析】第(1)题,地球外部圈层分为:大气圈、生物圈、水圈,地球内部圈层由外到内依次分为:地壳、地幔、地核。由图可知,A为大气圈,B为生物圈,C为水圈,共同组成地球的外部圈层。第(2)题,岩石圈包括地壳和上地幔顶部(软流层以上的部分),即对应图中的D和E。第(3)题,我们依据地震波横波和纵波在地下不同深度传播速度的变化来探求地球的内部圈层结构。第(4)题,F为地幔,G为地核,地幔和地核的分界面为古登堡面。
答案:(1)外部
(2)
D E
(3)地震波在地下不同深度传播速度的变化
(4)古登堡面
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-第四节 地球的演化
一、地层和化石
1.地层:
(1)概念:地壳上部呈带状展布的层状岩石或堆积物。
(2)意义:地层中保存有不同时代的生物遗体或遗迹,遗留下环境变化的物质凭证,是记录地球历史的“书页”。
2.化石:
(1)类型:多数是古生物的遗体,如贝壳、骨骼等;少数是古生物活动的遗迹,如足印、粪便等。
(2)规律:不同时代的地层一般含有不同的化石,而相同时代的地层往往保存着相同或近似的化石。
3.研究意义:
研究意义
依据
举例
确定地层的时代和顺序
相同时代的地层保存着相同或相近的化石,不同时代的地层一般含有不同的化石。生物是从简单向复杂、从低级向高级不断进化的
含三叶虫、大羽羊齿化石的,为古生代地层
含恐龙化石的,为中生代地层
追溯地层沉积时的环境特征
地层组成物质的性质和化石特征
红色岩层指示氧化环境
黑色页岩并含黄铁矿指示还原环境
珊瑚化石指示清澈温暖的浅海环境
破碎的贝壳指示滨海环境
二、地球的演化史
1.地质年代:
地质年代:地壳中不同地质时代地层的具体形成时间和顺序,称为地质年代。常用的地质年代的单位由大到小依次为宙、代、纪。
根据地层顺序、生物演化阶段、地壳运动和岩石年龄,将地球历史划分为冥古宙、太古宙、元古宙和显生宙。
2.前寒武纪:
(1)时间范围:古生代寒武纪以前,大约经历了40亿年的时间。
(2)演化特点。
地质年代
演变特点
冥古宙
地球初生阶段,经历了复杂而有序的发育与变化
太古宙
①地球上海洋广阔,无宽广的大陆②岩浆活动剧烈,火山喷发频繁,是形成铁矿的重要时代③早期无生命现象,中期出现最原始生物
地质年代
演变特点
元古宙
①地壳运动剧烈;海水中生命活动明显增强②生物进化从单细胞到多细胞,从原核生物到真核生物,地球进入一个生命大发展阶段
3.显生宙:
(1)时间范围:是寒武纪以来的时期。
(2)演化特点。
演变特点
古生代
地壳发生剧烈变动,中后期,陆地面积大大增加;动物:早期海生无脊椎动物繁盛,中期出现脊椎动物,后期两栖类动物出现;植物:中后期陆地出现大片植物,特别是蕨类植物;矿产:后期是重要的造煤时期;末期,发生了地球历史上最大的灭绝事件
中生代
陆地面积空前扩大;爬行动物盛行,恐龙繁生;裸子植物迅速发展;也是一个重要的造煤时期;末期,恐龙从地球上突然销声匿迹
新生代
发生规模巨大的造山运动,形成现代地貌格局及海陆分布;哺乳动物和被子植物大发展,出现了灵长类;第四纪出现了人类
判断下列说法的正误
1.地球上最老岩石的年龄约有46亿年。
(√)
2.沉积地层一般是老的在上,新的在下。
(×)
3.沉积岩地层具有明显的层理构造。
(√)
4.地层是记录地球历史的书页。
(√)
2019年4月25日,来自阿尔伯塔大学和耶鲁大学的古生物学家在哥伦比亚的安第斯山脉发现了70多个螃蟹化石标本,Callichimaera
perplexa是一种生活在9
000万年至9
500万年前的螃蟹,但它不像现代的螃蟹。研究这些化石,发现它们看起来像幼虫的眼睛、虾的嘴、青蛙蟹的爪子和龙虾的甲壳,这个区域在白垩纪时期是浅海。这些螃蟹化石是如何形成的
提示:死亡后遗体迅速被沉积物掩埋,后来经石化而形成。
判断下列说法的正误
1.元古宙时期出现了藻类、海绵等低等的多细胞生物。
(√)
2.古生代早期海生无脊椎动物繁盛且出现了两栖类。
(×)
3.在中生代第四纪出现了人类,这是生物发展史上的重大飞跃,因为人类是46亿年地球史上的唯一高级智慧动物。
(×)
4.新生代形成了现代的海陆分布格局。
(√)
万年冰洞位于山西宁武县城西50千米的地方,海拔2
300米。此洞形成在新生代第四纪冰川期,距今约300万年,所以叫万年冰洞。洞内大大小小的景致玲珑剔透,婀娜多姿,雄伟壮丽,无不令人惊叹,堪称一个冰的世界。新生代时期地球上生物进化情况是怎样的
提示:哺乳类动物和被子植物大发展,出现灵长类,后来出现人类。
能力一 依据地层和化石推测古地理环境
1.依据地层确定地理环境:
(1)确定地层形成时间。
正常状态下地层分布是有时间顺序的,即“老的地层在下,新的地层在上”,因此根据两个地层之间的上下位置关系,就可以推测两个地层形成的早晚顺序。如图示A地层最老,D地层最新。
(2)确定地壳运动状况。
正常状态下的地层应是平行且连续分布。如果地层发生弯曲,说明该处地壳产生过水平运动,如果地壳同一岩层之间发生明显的位移,说明该处地壳产生过垂直运动;如果地层分布发生了缺失,说明该处地壳在缺失的某地层地质时期,地壳发生过剧烈的变化。
(3)确定地理环境特征。
沉积地层是由沉积物组成,因此沉积地层中保持着原有地层组成物质。依据地层组成物质可以确定当时的地理环境特征,如石灰岩地层形成的环境是海洋环境等。
2.依据生物化石推测地理环境:
(1)运用序列法记忆灭绝的生物种类。
(2)巧用化石判断地层。
理论依据
生物总是从低级到高级、由简单到复杂不断进化的,而且演化的过程又是不可逆的,即每一个生物种属在地球上只能出现一次,灭绝之后就不再重复出现
一定种类的生物总是埋藏在一定时代的地层里,而不同时代的地层里往往含有不同种属的化石群
方法
掌握化石出现的顺序和生物演化的规律,确定地层的新老关系和相对应的地质年代
(3)借助化石推测地理环境。
在一定的环境中,生活着一定的生物群,在生物体上会留下自然的烙印。这样,利用生物化石可以恢复生物的生活时代和古地理环境。例如:在温暖广阔的浅海环境中,可以形成由珊瑚礁组成的石灰岩;在湿热的森林茂密地区,可以形成有丰富植物化石的含煤地层等。
材料一 2020年6月26日,阳泉发现两株2.7亿年前大型树化石。此次发现的两株国家一级木化石进一步丰富了阳泉化石资源。
材料二 燕子石学名叫三叶虫化石。在其形成进程中,三叶虫的一部分形成化石,这一部分化石头鞍弯曲如弓,两弓刺大于身一倍,两弓如翼而融为一体,身小如雨燕而得名。
(1)结合教材地质年代简表,推断阳泉发现两株树化石属于哪个宙、代、纪。(地理实践力:收集和处理地理信息的能力)
提示:显生宙——古生代——二叠纪
(2)推断三叶虫生活的地理环境特征及在地球上灭绝的时间。(区域认知:对区域的特征、问题进行分析)
提示:三叶虫生活在早古生代温暖的海水里。在地球上灭绝的时间是古生代末期。
(3)举例说明地层和化石研究对地球历史认识的主要作用。(综合思维:时空的综合)
提示:首先可以根据地层中保存下来的化石来确定地层的时代和顺序。例如,含三叶虫、大羽羊齿化石的,为古生代地层;其次根据地层组成物质的性质和化石特征,可以追溯地层沉积时的环境特征。例如,红色岩层指示氧化环境。
地质学家们在青藏高原科考时,发现了一个非常巨大的棕榈化石,叶柄非常长,接近70厘米,这是在青藏高原的核心地带,这么高的海拔首次发现棕榈化石。全球现生棕榈科植物共有2
500多种,主要分布在热带地区,而像青藏高原中部这样的气候环境,棕榈科植物完全不可能存活。阅读材料,完成(1)、(2)题。
(1)在青藏高原上发现棕榈化石,说明了新生代以来青藏高原地区地壳运动是
( )
A.下降运动
B.上升运动
C.向低纬运动
D.东西方向运动
(2)由棕榈化石发现可推知古青藏高原地区的气候曾经是
( )
A.寒冷干燥
B.寒冷湿润
C.炎热干燥
D.高温湿润
【解析】(1)选B,(2)选D。第(1)题,青藏高原上发现棕榈化石,说明了该地区地质史上曾经有过高温湿润的气候,后来地壳上升,才演化成高原气候。第(2)题,从题干可知棕榈科植物需要高温湿润的气候条件。
读“地质构造图”,完成(1)、(2)题。
(1)图中岩层按由老到新的顺序是
( )
A.①②③④
B.①③②④
C.①②④③
D.①③④②
(2)如果在①岩层中发现了大量的珊瑚化石,那么可以推断当时的沉积环境是
( )
A.温暖的浅海
B.温暖的深海
C.寒冷的深海
D.寒冷的浅海
【解析】(1)选B,(2)选A。第(1)题,读图可知,图中岩层①③④为水平沉积岩层,沉积岩形成年代越久,其位置越向下,所以按照由老到新的顺序依次为①③④。②岩层为侵入岩,将①③岩层破坏,形成于①③岩层以后,而④岩层没有被破坏,说明④岩层形成最晚,故顺序为①③②④。第(2)题,珊瑚化石指示清澈温暖的浅海环境。
【补偿训练】
(2020·淄博高一检测)地质历史上一定地质时期形成的各种成层岩石和堆积物叫地层,主要包括沉积岩、火山沉积岩以及由它们经受一定变质作用形成的浅变质岩。据此完成(1)、(2)题。
(1)水平地层
( )
A.下新上老
B.同时形成
C.下老上新
D.陆地缺少
(2)地层不能够反映的是
( )
A.生成顺序
B.新老关系
C.地表环境
D.时间长短
【解析】(1)选C,(2)选D。第(1)题,水平地层反映岩石形成的关系和地壳运动,其特点是下老上新,下面的地层形成的时间早。第(2)题,地层能够反映地层生成顺序和相对的新老关系;在一定程度上能够反映地层形成时的地表环境,但不能反映各个地质时期时间的长短。
能力二 地球的演化历程分析
1.海陆变迁:
时间
大陆状况
海洋状况
约3亿年-2亿年前
泛大陆
统一的海洋
约2亿年前
泛大陆分裂为冈瓦纳大陆和劳亚大陆
海洋割裂
约6
500万年前
七大洲轮廓初步显现
四大洋的轮廓初步显现
现在
七大洲
四大洋
2.生物演化:
地质年代
植物演化
动物演化
前寒武纪
地球生命诞生,出现了单细胞生命
古生代
藻类繁盛,裸蕨植物出现、繁盛。出现裸子植物
鱼类出现,两栖动物出现
中生代
裸子植物繁盛,被子植物出现
爬行动物盛行、鸟类出现
新生代
被子植物繁盛
大量哺乳动物盛行,人类出现
3.矿产形成:
地质年代
矿物种类
形成原因
前寒武纪
铁矿
岩浆活动
古生代
煤炭
裸蕨植物繁盛
中生代
煤炭
裸子植物繁盛
4.生物的灭绝:
两次全球性生物大规模灭绝时期
时期
全部灭绝
部分灭绝
古生代末期
脊椎动物中的原始鱼类和古老的两栖类
60%以上的海生无脊椎动物种类
中生代末期
恐龙
海洋中50%以上的无脊椎动物种类
地球是生命的摇篮,生物产生于遥远的古代,产生过程复杂,需要多种组合条件:首先要有丰富的可演化成生物用的多种有机物;要有供生物循环用的水分;要有生物生活必需的矿物质;要有维持生命呼吸活动用的氧气;还要有生物生活适应的温度。生物是自然界长期演化形成的、多种有机物间有序组合反应的结果。
(1)判断地质史上形成煤的重要时期,并说明理由。(综合思维:时空的综合;区域认知:对区域的特征、问题进行分析)
提示:古生代的石炭纪。
石炭纪地球植物大繁盛,为煤的形成提供了强大的物质基础,后来的造山运动为煤的形成提供了外部条件。
(2)据图说出动、植物界生物演化的顺序,反映了什么规律 (地理实践力:收集和处理地理信息的能力)
提示:动物:无脊椎动物→脊椎动物;脊椎动物中,鱼类→两栖类→爬行类→鸟类→哺乳类。
植物:藻类→苔藓类→蕨类→裸子植物→被子植物。
反映了生物进化的规律是:简单→复杂;低等→高等;水生→陆生。
读地质时期(局部)全球气温、降水量变化示意图,完成(1)、(2)题。
(1)恐龙繁盛时期全球气候特征是
( )
A.总体比较寒冷
B.总体比较湿润
C.冷暖干湿交替
D.温暖干旱明显
(2)在图示甲时期
( )
A.被子植物繁盛
B.大陆冰川覆盖面积广
C.海平面高于现代
D.水稻小麦等频频歉收
【思路点拨】解答该类题可从以下思路进行:
【解析】(1)选D,(2)选B。第(1)题,恐龙繁盛时期是中生代,图示中生代全球气温较高,全球降水较少,即全球温暖干旱明显。第(2)题,图示甲时期,是古生代晚期,此时期被子植物并没有繁盛;图示该时段温度较低,降水较多,可能大陆冰川覆盖面积广;温度低,海平面较低;这时期还没有传统农业。
(2021·荆州高一检测)下图表示地球上部分生物类型出现的时间范围,横向宽度越大,代表生物物种越多。读图完成(1)～(3)题。
(1)图中所示生物中,出现最早的是
( )
A.爬行类
B.鸟类
C.两栖类
D.鱼类
(2)爬行类动物物种最多的地质年代是
( )
A.古生代
B.中生代
C.元古代
D.新生代
(3)随着环境变迁,生物在不断演化。新生代时期生物发展阶段进入
( )
A.哺乳动物时代
B.爬行动物时代
C.海生藻类时代
D.裸子植物时代
【解析】(1)选D,(2)选B,(3)选A。第(1)题,从图中可以看出,鱼类出现在古生代早期。第(2)题,爬行类动物物种最多的地质年代是中生代。第(3)题,图中显示,新生代时,表示哺乳类的条带宽度,在各类动物中增长最为速度,哺乳类动物物种丰富且增长迅速,因此新生代时期生物发展阶段进入哺乳动物时代。图中显示,爬行动物在新生代物种较少。根据所学知识可知,海生藻类时代是古生代早期。裸子植物时代是古生代后期和中生代前期。
【补偿训练】
地球有悠久的过去,还有漫长的未来。生物的出现和进化只是其中的一小段,而人类的历史更是短暂的一瞬。据此完成(1)～(3)题。
(1)原始鱼类出现在
( )
A.元古宙
B.古生代中期
C.古生代后期
D.中生代中期
(2)含三叶虫化石的地层是
( )
A.古生代地层
B.元古宙地层
C.中生代地层
D.新生代地层
(3)和恐龙同时代灭绝的生物物种是
( )
A.原始鱼类
B.古老的两栖类
C.海洋中50%以上的无脊椎动物种类
D.蕨类植物
【解析】(1)选B,(2)选A,(3)选C。第(1)题,古生代早期是海生无脊椎动物空前繁盛的时期;中期,出现了脊椎动物——鱼类;后期,鱼类逐渐演化成两栖类。第(2)题,不同时代的地层中,含有不同的生物化石。三叶虫是古生代的海生无脊椎动物,在古生代末期灭绝,故只有古生代地层中含有三叶虫化石。第(3)题,古生代末期和中生代末期是地质历史上两次最重要的全球性生物大规模灭绝时期,其中,在中生代末期,恐龙和海洋中50%以上的无脊椎动物种类灭绝了。
(水平1、2)某地层分布有如图所示的化石,读图,完成1、2题。
1.该地层形成的时间最不可能的是
( )
A.寒武纪
B.二叠纪
C.石炭纪
D.泥盆纪
2.该地层形成的地理环境是
( )
A.湖泊
B.高山
C.高原
D.盆地
【解析】1选A,2选A。第1题,寒武纪常被称为“三叶虫的时代”,这是因为寒武纪岩石中保存有比其他类群丰富的矿化的三叶虫硬壳化石,读图可知图示区域展示的鱼类化石,最早鱼类出现在奥陶纪;因此可知该地层形成的时间最不可能的是寒武纪。第2题,读图可知该图展示的鱼类化石,因此可知该地层形成的地理环境是应该多水的环境。
(水平1、2)生物是在地球发展历史中产生的,但在地质历史时期也经历过一些不利于生物生存的环境变化阶段,导致大量生物物种的衰退和灭绝。据此回答3～5题。
3.喜马拉雅造山运动过后,现代的中国地貌基本形成。推测喜马拉雅造山运动的地质年代是
( )
A.元古代
B.古生代
C.中生代
D.新生代
4.恐龙灭绝可能发生的地质历史时期是
( )
A.太古代
B.古生代
C.中生代
D.新生代
5.石炭-二叠纪是地质史上最重要的成煤时期,由此可推知当时的环境特点为
( )
A.干燥,冷热多变
B.湿润,森林茂密
C.炎热,降水稀少
D.寒冷,冰雪广布
【解析】3选D,4选C,5选B。第3题,新生代联合古陆在新生代最终解体,各大陆板块漂移到现在的位置,形成了现代海陆分布格局。这个时期地壳运动剧烈,形成了现代地势起伏的基本面貌,如今地球上一些高大山脉如阿尔卑斯山脉、喜马拉雅山脉、安第斯山脉等都是这个时期形成的。第4题,古生代末期,原始鱼类和古老的两栖类动物全部灭亡;中生代末期,恐龙全部灭亡。第5题,根据题干可知,石炭-二叠纪是地质史上最重要的成煤时期,由于煤炭是植物的枝叶和根茎在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐殖质,说明其当时生长的环境特点为气候湿润,森林茂密,寒冷、干燥的环境植被差。
6.(水平1、2)读“甲、乙两地岩层分布示意图”,完成下列要求。
(1)A～G地层中形成最早和最晚的分别是哪一层 分别形成于什么地质年代
(2)A～G层和W～Z层中可能形成于同一地质年代的地层有哪些 列举相关地层并说明判断理由。
【解析】第(1)题,由生物进化的基本规律:在越古老的地层中的化石所代表的生物,结构越简单,分类地位越低等,水生生物的化石也越多;在距今越近的地层中的化石所代表的生物,结构越复杂,分类地位越高等,陆生生物的化石也越多;A层的化石为三叶虫化石、菊石化石,为结构最简单,分类最低等的生物,形成年代最早,形成于古生代;G层的化石有哺乳类动物化石,结构最复杂,分类最高等的生物,形成年代最晚,形成于新生代。第(2)题,从图中可以看出,B和W、F和Y、G和Z属同一年代,因为每对地层中含有相同的古生物化石。C和X属同一年代,因为地层的先后顺序和岩石类型相同。
答案:(1)A层最早,形成于古生代;G层最晚,形成于新生代。
(2)B和W、F和Y、G和Z属同一年代,因为每对地层中含有相同的古生物化石。C和X属同一年代,因为地层的先后顺序和岩石类型相同。
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13
-第一节 地球的宇宙环境
一、人类对宇宙的认识
1.宇宙:
宇宙是所有时间、空间和物质的总和。
2.可观测宇宙:
人类已经观测到的有限宇宙,叫作“可观测宇宙”或“已知宇宙”,其半径约为137亿光年。
二、多层次的天体系统
1.天体:宇宙中的恒星、星云、行星、卫星等各种物质,通称天体。
2.天体系统:
(1)天体系统:运动着的天体因互相吸引和互相绕转而形成。
(2)填写下图中字母代表的天体系统名称。
天体系统
组成
D地月系
地球和月球
C太阳系
太阳、行星、矮行星和卫星,以及小行星、彗星、流星体和行星际物质等
B银河系
大量的恒星和星云
A可观测宇宙
银河系和河外星系
3.环绕太阳运行的天体:
(1)行星。
行星指环绕太阳运行、质量足够大、呈球形或近似球形,并能通过引力清空轨道附近碎物的天体。行星本身不发光,以表面反射太阳光而发亮。
(2)八大行星分类。
地球轨道
地内行星
水星、
金星
地外行星
火星、木星、土星、天王星、海王星
物理特征
巨行星
木星、土星
远日行星
天王星、海王星
(3)八大行星的运动特征。
①八大行星公转方向具有同向性从地球北极上空看,都按逆时针方向绕日运行。
②公转轨道面具有共面性,大体在同一平面上。
③公转轨道形状具有近圆性。
三、特殊行星——地球
1.特殊性:地球上产生了目前所知道的唯一的高级智慧生命——人类。
2.地球具备生命存在的基本条件:充足的水分;恰到好处的大气厚度和大气成分,适宜的太阳光照和温度范围。
2020年6月23日,我国成功发射北斗系统第55颗导航卫星,这标志着北斗全球卫星导航系统全球组网成功。
(1)当导航卫星在发射架上时,是否属于天体
提示:不是,因为卫星在发射架上时没有脱离地球大气层,所以不属于天体。
(2)当卫星进入预定轨道后,是否属于天体
提示:是,当卫星进入预定轨道后已经脱离地球大气层,所以属于天体。
结合太阳系结构示意画图。
1.填出八大行星名称。
2.用箭头画出八大行星的公转方向。
3.画出小行星带位置(用黑点代表)。
提示:
判断下列说法的正误
1.太阳系八大行星都是自西向东公转。
(√)
2.八大行星公转轨道是圆形。
(×)
3.在八大行星中地球是一颗普通的行星,但是有其特殊性。
(√)
能力一 天体和天体系统的判断
1.天体的判断——“三看法”判断某一物体是否属于天体
一看空间位置:看其是否位于地球大气层之外,只有在地球大气层之外的才是天体。进入地球大气层或落回地面的物体、未发射的卫星等都不属于天体。
二看物质形态:看其是不是宇宙间的物质,一些自然现象不属于天体,如流星现象、陨石等。
三看运转轨迹:看其是否在一定的轨道上独自运转。依附在其他天体上运行的物体不属于天体,如在火星上考察的火星车、已经着陆月球的月球车等。
2.判断天体系统的“两个技巧”
一是要相互绕转。不相互绕转不能构成天体系统。如月球与地球相互绕转形成地月系;北斗七星之间没有相互绕转不能形成天体系统。
二是要有等级差别。如地球和月球分属行星和卫星,有等级差别,构成天体系统;北斗七星都是恒星,属于同一等级,不能构成天体系统。
【知识拓展】彗星那些事
彗星由彗核、彗发和彗尾,彗尾背向恒星,离恒星越近,彗尾越长。中国民间把彗星贬称为“扫帚星”“灾星”。你可曾见过彗星,扫描二维码,一起来欣赏。
2020年6月23日,我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星,暨北斗三号最后一颗全球组网卫星,至此北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。下图为北斗导航卫星、地球与太阳位置关系示意图。
(1)判断下列情景中的北斗导航卫星是否是天体。(地理实践力:收集和处理地理信息的能力)
①在发射架上的北斗导航卫星。
②进入轨道后的北斗导航卫星。
提示:在发射架上的北斗导航卫星不是天体;进入轨道后的北斗导航卫星是天体。
(2)请说出图中包括几级天体系统 (综合思维:时空的综合)
提示:二级。
“嫦娥五号”探测器由轨道器、返回器、着陆器、上升器四个部分组成。于2020年11月24日成功发射升空,自动完成了月面样品采集,并从月球起飞,返回地球。据此完成(1)、(2)题。
(1)“嫦娥五号”所绕转的天体属于
( )
A.卫星
B.行星
C.恒星
D.星云
(2)进入月球轨道的“嫦娥五号”属于
( )
①河外星系 ②地月系 ③银河系
④太阳系 ⑤可观测宇宙
A.①②
B.①②③④
C.②③④⑤
D.①②③④⑤
【解析】(1)选A,(2)选C。第(1)题,“嫦娥五号”是绕月的,月球是地球的卫星。第(2)题,进入月球轨道的“嫦娥五号”还在地月系中,但不在河外星系中。
国际天文学家近期发现,太阳系中存在一对像彗星一样活跃的双小行星。这对小天体一边相互绕转,一边向宇宙中喷射气体和尘埃。这是人类首次发现如此活跃的双小行星。据此完成(1)、(2)题。
(1)双小行星的运行轨道可能介于
( )
A.地球和金星之间
B.火星和木星之间
C.木星和土星之间
D.地球和火星之间
(2)比太阳系高一级,比可观测宇宙低一级,且不包含双小行星的天体系统是
( )
A.地月系
B.银河系
C.河外星系
D.可观测宇宙
【解析】(1)选B,(2)选C。第(1)题,根据所学知识可知,太阳系中的小行星主要分布在小行星带,而小行星带位于火星和木星轨道之间,因此双小行星的运行轨道可能介于火星和木星之间。地球和金星之间、木星和土星之间、地球和火星之间很少有成群结队的小行星出现。第(2)题,根据所学知识可知,目前我们发现的天体系统从高到低依次有可观测宇宙、银河系和河外星系、太阳系和其他恒星系统、地月系和其他行星系统。比太阳系高一级,比可观测宇宙低一级的天体系统是银河系和河外星系。材料信息表明,双小行星位于太阳系,则双小行星位于银河系。由此推断,比太阳系高一级,比可观测宇宙低一级,且不包含双小行星的天体系统是河外星系。
【补偿训练】
“天上星,亮晶晶,我在大桥望北京……”一首清脆的儿歌传唱几十年,引发了人们无限的遐想和憧憬。据此回答(1)、(2)题。
(1)材料中的“天上星”指的是
( )
A.彗星
B.行星
C.恒星
D.星云
(2)依据材料可推知,在观察到的“亮晶晶”世界里共有几级天体系统
( )
A.一级
B.二级
C.三级
D.四级
【解析】(1)选C,(2)选C。第(1)题,夜晚恒星的亮度最高,平时夜晚用肉眼看到最多的天体应是恒星。第(2)题,我们观察到的“亮晶晶”世界就是银河系,包含三级天体系统。即银河系——太阳系——地月系。
能力二 行星能否存在生命的条件分析
生命存在条件的分析思路
【知识拓展】大气层对地球的三大作用
(1)大气是地球的防弹衣;地外物质进入大气层后会燃烧。
(2)大气是地球的保护伞;地球臭氧层可以吸收紫外线。
(3)大气是地球的天然空调;白天大气削弱太阳辐射,晚上大气可以保温。
(2020·营口高一检测)电影《流浪地球》讲述太阳即将毁灭,人类面临绝境。因此人类将开启“流浪地球”计划,地球最终将泊入比邻星宜居轨道,成为比邻星的行星。下图为地球泊入比邻星轨道示意图。读图完成(1)、(2)题。
(1)地球在流浪过程中依次经过的天体运行轨道是
( )
A.水星、金星、火星、木星
B.金星、木星、火星、天王星
C.火星、木星、土星、天王星
D.木星、土星、海王星、天王星
(2)关于地球泊入比邻星宜居轨道后的推测,不可信的是
( )
A.地球与比邻星距离适中,能保持适宜的温度
B.地球表面有坚硬的岩石,能避免星际物质撞击
C.比邻星性质较为稳定,能提供稳定的光照条件
D.宜居轨道能提供较为安全、稳定的宇宙环境
【思路点拨】解答该题的思路如下:
【解析】(1)选C,(2)选B。第(1)题,太阳系自内向外依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。地球流浪至比邻星需要远离太阳,自内向外运行。要经过火星、木星、土星、天王星、海王星轨道。第(2)题,地球最终将泊入比邻星宜居轨道,说明该地有适宜生命存在的条件。若地球与比邻星距离适中,则会使地球保持适宜的温度,液态水能够存在;星际物质运行速度较快,大陨星与地球碰撞会对地球造成巨大破坏;稳定的光照条件安全稳定的宇宙环境,大小行星各行其道、互不干扰,是生命存在的条件。
“好奇”号火星探测器确认火星上有适合生命存在的物质。分析检测显示,取出的岩石粉末含有黏土、硫酸盐和其他对生命非常关键的矿物成分。火星以二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷,下图为美国国家航空航天局高分辨率照相机抓拍到的“公牛眼”状陨石坑。据此完成(1)～(3)题。
(1)火星大气比地球大气温度低的最主要原因是
( )
A.比地球质量小
B.比地球密度小
C.比地球体积小
D.距离太阳远
(2)火星虽然有适合生命存在的物质,但目前仍然没有发现生命存在,其理由最可能是
( )
A.火星自转周期长
B.火星表面温度高
C.火星上没有液态水
D.火星上没有大气
(3)相对于地球来说,火星更易遭陨石袭击,其原因是
( )
A.火星公转速度快
B.火星大气密度小
C.火星更靠近小行星带
D.火星的宇宙环境不安全
【解析】(1)选D,(2)选C,(3)选B。第(1)题,火星轨道在地球公转轨道外,火星大气比地球大气温度低的最主要原因是比地球距离太阳远;质量、密度、体积大小不是影响火星、地球表面大气温度的主要原因。第(2)题,根据材料,火星虽然有适合生命存在的物质,是通过火星岩石成分分析的。目前仍然没有发现生命存在,其理由最可能是火星上没有液态水;火星自转周期与地球接近;火星距太阳较远,表面温度低;火星上有大气。第(3)题,相对于地球来说,火星更易遭陨石袭击,其原因是火星大气密度小,侵入火星大气天体不能被焚毁;火星公转速度与地球相似;陨石是未燃尽的流星,穿过大气落到行星表面的物质。火星更靠近小行星带,不是更易受陨石袭击的原因;火星的宇宙环境和地球一样安全。
【补偿训练】
行星LHS1140b距离地球约39光年,它围绕一颗红矮星运行,其位置刚好在这颗红矮星周围的宜居带范围内,但宜居带上的行星并非都宜居,要诞生智慧通常应具备“金锁链条件”。据此完成(1)、(2)题。
(1)行星LHS1140b所在天体系统是
( )
A.地月系
B.太阳系
C.银河系
D.河外星系
(2)下列不属于生物生存“金锁链条件”的是
( )
A.生物生存所需的液态水
B.适宜的温度
C.较厚的大气层
D.稳定的太阳光照
【解析】(1)选
C
,(2)选D。第(1)题,材料信息表明,行星LHS1140b距离地球约39光年,而地月系的平均直径仅38万千米;太阳系最大直径有2-6光年,最小直径约为2光年,因此该行星所在的天体系统不可能位于地月系、太阳系。银河系的直径介于10万光年至18万光年之间,而行星LHS1140b距离地球约39光年,因此该行星所在天体系统可能在银河系。离地球最近的河外星系——仙女座大星系离地球约254万光年,而该行星距离地球约39光年,因此该行星不可能位于河外星系。第(2)题,“金锁链条件”是科学家给地球经过千百年环境演变后现有的、适宜生命生存的生态条件所起的名字,正是因为有了“金锁链条件”,人类及其他所有生命体才得以在地球上生存。“金锁链条件”是指地球上拥有可供生命生存所需的液态水、适宜的温度和比较厚的大气层等这些条件。因此不属于生物生存“金锁链条件”的是稳定的太阳光照。
图1 太阳系简化图
图2 部分行星变式图
1.图形实质:试题中的各种太阳系变式图实质都是教材图呈现的太阳系八大行星的相对位置、小行星带的位置、行星的运动特征和结构特征、彗星的运动特征等知识。
2.学科素养:读懂此图需要具备一定的综合思维与地理实践力等学科素养。
太阳系示意图
思考:
(1)太阳系中主要的天体类型有哪些
提示:恒星、行星、卫星、流星体、彗星等。
(2)太阳系八大行星的运动有何共同特征
提示:同向性、近圆性、共面性。
(3)小行星带位于太阳系中哪两颗行星之间
提示:火星与木星之间。
1.(水平1)2020年9月21日,我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭,成功将海洋二号C卫星送入预定轨道,发射获得圆满成功。海洋二号C卫星不属于
( )
A.地月系
B.太阳系
C.银河系
D.河外星系
【解析】选D。海洋二号C卫星绕地球旋转,未脱离地月系,属于太阳系和银河系,但不属于河外星系。
2.(水平1)冲日现象,是指太阳、地球和行星连成一线,而地球位于太阳和行星中间。该时段发生冲日现象的行星可能是
( )
A.水星
B.金星
C.火星
D.月球
【解析】选C。八大行星距日由近及远顺序为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。根据“地球位于太阳和行星中间”,可知该行星是地球的“邻居”,且在地球的外侧,只能是火星。其他水星、金星均不对,月球是卫星排除。
(水平1、2)2020年7月23日,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器发射成功,向着火星进发(如图),约6个半月后抵达火星,减速被火星捕获后环绕火星飞行2～3个月,然后分离释放着陆巡视组合体实施着陆。读图完成3～5题。
3.火星与地球
( )
A.表面温度相同
B.公转方向相反
C.都不属于巨行星
D.都有液态水存在
4.被火星捕获后环绕火星飞行的“天问一号”探测器
( )
A.始终属于地球
B.成为火星轨道上的流星体
C.成为火星的卫星
D.不是独立的天体
5.地球上发射火星探测器,每26个月才有一小段发射窗口(运载火箭发射比较合适的一个时间范围),是因为此时段
( )
A.地球距离火星最近
B.地球运动速度最快
C.火星运动速度最慢
D.发射最节省燃料
【解析】3选C,4选C,5选D。第3题,离太阳越远,星球的表面温度越低,火星距离太阳比地球远,因此火星的表面温度较低;八大行星公转运动具有同向性的特点,火星和地球的公转方向相同;木星和土星属于巨行星;根据目前探测,火星表面没有液态水的存在,不存在生命。第4题,被火星捕获后环绕火星飞行的“天问一号”探测器已经脱离地球的引力,不再属于地球。流星体是运行于行星际空间的天体,被捕获后的探测器不是流星体。被捕获后的探测器绕着火星公转,成为火星的卫星。被捕获后的探测器有自己独立的运行轨迹,独立存在于宇宙空间中,是天体。第5题,此时探测器可沿着“地火主干道”地火霍曼转移轨道到达火星,不仅节省燃料,还可缩短抵达时间。
【知识拓展】“宜居带”
(1)概念:“宜居带”也叫“适合居住带”。宇宙的大部分空间对于生命来说是险恶之地,只有很少的地方能成为生命的绿洲。对于天文学家来说,“宜居带”行星是那种可以维持生命存在,但不一定能让人类生存的星球。
(2)影响因素:宜居性取决于许多因素,但液态水和大气是两个最为重要的因素。
6.(水平1、2)读太阳系示意图,回答下列问题。
(1)在A、C、D、E、F五颗行星中,有生命物质存在的星球对应的字母是 ,其表面温度低于D、F,
由此可见,地球有适宜生命生存的温度主要得益于适中的 。
(2)图中扁长椭圆轨道是彗星轨道,请在
B
处画出彗尾和
C天体绕日公转方向。
(3)地球是太阳系中唯一存在生命的天体,请把地球上存在生命的条件按照因果关系连接起来。
【解析】本题主要考查太阳系模式图和地球上存在生命的条件。第(1)题,由图中小行星带的位置及距离太阳的远近可以判断出:A-地球,C-火星,D-水星,E-木星,F-金星。太阳系中八颗行星热量都来自太阳,所以表面温度随与太阳的距离减小而升高。第(2)题,彗尾的方向永远背离太阳,太阳系中八颗行星的公转方向均为逆时针。第(3)题,属识记性内容。
答案:(1)A 日地距离
(2)画图略(彗尾背离太阳,C公转方向为逆时针)。
(3)如下图所示:
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-第一章
1.宏观思路:本单元讲授的是宇宙中的地球,注意学习的重心是“地球”,而不是宇宙。在认识地球的宇宙环境之后,联系地球的演化、圈层的相互作用,增强对地球科学知识的认识。
2.复习策略:
认识角度
学会从宏观和微观两个层面认识地球所处的宇宙环境。在宏观层面上主要指地球在天体系统中所处的位置,即地月系—太阳系—银河系—总星系(银河系和河外星系);在微观层面上主要是分析地球在太阳系中的位置
太阳对地球的影响重点不是太阳辐射和太阳活动本身,而是分析它们对地球的影响,结合生产生活的相关案例(植物差异、主要能源、信鸽迷失方向等),运用实例分析影响,同时要注意辩证地看待影响,学会从利弊分析
数理分析
对比太阳系八颗行星的数据信息,通过数理分析说明地球的普通性和特殊性
过程推理
地球演化过程内容比较抽象,需要运用《地质年代表》中的数据和其他相关资料描述地球的演化过程
图像运用
充分借助教材中的各种图形、图像,增强对地理事象的直观认识。同时对于地球的内部圈层和外部圈层,可以通过自绘简易的示意图进行理解
一、航天基地建设区位分析
1.我国四大航天发射基地:
(1)酒泉基地有利发射条件。
①温带大陆性气候,晴天多,大气透明度好;
②深入沙漠腹地,安全性好。
(2)文昌发射基地的优势。
①从纬度看,地球自转线速度最大,可增加有效荷载;
②从交通条件看,濒临南海,有利于运输大型设备;
③从安全性看,火箭残骸落入大海,造成危害的概率低。
2.发射时间、方向和回收场地选择:
发射时间
①发射时间:在一天中一般选择在晴朗无云的夜晚,主要是便于定位和跟踪观测;②我国发射时间:主要选择在北半球冬季
回收场地选择
我国的回收场地在内蒙古自治区中部地区。地势平坦,视野开阔,便于搜救;人烟稀少,有利于疏散人群;气候干旱,多晴朗天气;地质条件好
下图是“某区域略图”。读图完成问题。
试分析①地建设航天发射基地的有利条件和不利因素。
【解析】注意从①地的纬度位置、海陆位置、地形、人口分布等角度分析有利条件。①地为热带雨林气候,阴雨天气较多,对航天发射不利。
答案:有利条件:纬度低、海运便利、地势平坦开阔、人口稀少等。
不利条件:天气多变。
二、太阳辐射的分布规律
1.全球太阳辐射时空分布规律:
世界各地年太阳辐射总量分布不均衡,如图所示:
(1)空间分布。
①不同纬度分布:由低纬向高纬递减。
②相同纬度分布:由沿海向内陆递增;地势高处太阳辐射强,地势低处太阳辐射弱。
(2)时间分布。
夏季太阳辐射强于冬季太阳辐射。
2.我国年太阳辐射总量的空间分布:
我国年太阳辐射总量的分布,从总体上看是从东部沿海向西部内陆逐渐增大。我国太阳辐射高值中心在青藏高原,低值中心在四川盆地。具体分布如图所示:
阅读材料,回答问题。
材料一 在“中国太阳城”德州,太阳能的开发利用无处不在,低碳经济悄然融入百姓生活,如图示意德州的全国首条接受阳光照射8小时就可以使用7天的长达
10
km的太阳能路灯街道。
材料二 如图为我国年太阳总辐射量分布图。
(1)根据材料二描述我国太阳总辐射量分布的总体特征。
(2)纬度大致相当的重庆、拉萨两地的年太阳总辐射量有什么差异 分析其原因。
(3)太阳能在生活中的应用,除了材料中提到的太阳能路灯之外,还有哪些
【解析】第(1)题,根据材料二,认真读图抓住主要特征即可。第(2)题,从地势(海拔)与大气的密度、天气等对光照的影响方面回答。第(3)题,该题具有一定开放性,回答合理即可。
答案:(1)从总体上看,年太阳总辐射量从东部沿海向西部内陆逐渐增大。高值中心在青藏高原,低值中心在四川盆地。
(2)拉萨年太阳总辐射量大于重庆。拉萨位于青藏高原,海拔高,空气稀薄,大气中尘埃含量小,大气对太阳辐射削弱作用小;晴天多,日照时间长。重庆位于四川盆地,盆地地形中水汽不易散发,空气中含水汽多,阴天、雾天较多,大气对太阳辐射削弱作用强。
(3)太阳能热水器、太阳能电子显示屏、太阳能电池、太阳能灶等。
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