第2章 天气与气候 (大气层与气温) 学案（含答案）

大气层与气温
一、大气层
1.根据大气温度在垂直方向上的变化，可将大气层分为对流层、平流层、中间层、暖层和外层。大气温度的垂直分布规律：从地表上升到约12km(对流层),大气温度随高度的上升而下降；从12km上升到55km(平流层),大气温度随高度的上升而升高；从55km上升到85km(中间层),大气温度随高度的上升而下降；85km以上(包括暖层和外层),大气温度随高度的上升而升高。
2.对流层的特点是对流运动剧烈,两极薄赤道厚,集中了地球约四分之三的大气质量和几乎所有的水汽、固体杂质。平流层的特点是气流平缓,适于飞行,臭氧集中在此层。流星一般在中间层燃尽。暖层又称电离层,温度高,能反射电磁波信号。在外层,卫星能接收并反射电视、电话信号。
3.对流层是大气层中与人类生活、生产关系最密切的一层，显著的对流运动和充足的水汽是形成各种天气现象的重要原因。气体对流运动的规律是冷空气下降,热空气上升,且空气具有热胀冷缩的性质。
4.大气层对地球的保护作用：如果没有大气层,地球上就没有生命、声音无法传播、昼夜的温差大、常受陨石袭击、受强紫外线照射等。
5.人类活动对大气层的影响：排放有毒气体,污染大气,如形成酸雨；排放过多的二氧化碳,造成温室效应,使全球气温上升,海平面上升；破坏臭氧层,使紫外线过强,伤害人类及其他生物等。
二、天气和气温
1.天气是指短时间内近地面的气温、气压、湿度、风、降水等各天气要素的综合状况。
2.气温是指空气的冷热程度,是描述天气的基本要素。常用温度计测量气温的高低。在气象观测中,温度计一般放在百叶箱中,其目的是：(1)保护温度计,以免遭受风吹雨打；(2)防止太阳光直接照射(百叶箱的门朝北)；(3)通风,使其受地面的热辐射影响小,能真实反映大气温度。
3.一天中,最高气温大致出现在午后两点,最低气温大约出现在日出前后。人体感觉最舒适的温度在22℃左右。
例1.下读“大气的垂直分布图”，回答下列问题。
（1）大气垂直变化来说，A层气温随高度上升而________。
（2）从大气的运动来看，A层以________运动为主；
（3）天气现象复杂多变的是________层，有利于高空飞行的是________层，对无线电短波通讯有影响的是________层。
考点二 大气的五个分层
例2.“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”，是指四月时，市井间的百花已凋谢，而高山寺庙中的桃花才刚盛开。这句诗反映了一些科学知识，下列分析中，正确的是（ ）
A.桃树对温度作出的反应属于植物的向性运动
B.诗句反应的主要是两地天气特征中的气温情况
C.地形影响了气温，从而影响桃花盛开的时间
D.因为海拔的原因，山寺的气压比市井间的高
。
考点三 气温的日变化规律
例3.【荆门】如图所示为某气象观测站一天中4次气温的观测记录，其中能正确反映14时的气温状况的是（ ）。
。
例4
为了演示对流原理，老师利用如图所示的内装满水的环形玻璃管进行演示。请回答下列问题：
（1）要对容器中的水进行加热，并且要使水流呈逆时针流动，则应对图中的 位置进行加热。
（2）老师在玻璃管内放入一悬浮的塑料小球的目的是 。
（3）请分析并说明形成对流的原理： 。
基础练习
1.在距地球表面15～50km的高空中含有一种对地球生物至关重要的气体,它能吸收高达99%的紫外线,这种气体是( )。
A.氧气B.臭氧C.氢气D.氮气
2.家用冰箱的冷冻室内一般有三个抽屉,为了使冷藏效果比较好,冷凝管的位置应该( )。
A.在抽屉口上方B.在抽屉底
C.在抽屉口上、下都有
D.在抽屉的侧壁
3.“天宫二号”空间实验室是继“天宫一号”后中国自主研发的第二个空间实验室，主要开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验。“天宫二号”长时间运行在大约350km的高空，那里温度高达1000℃以上，但“天宫二号”并不会被烧毁，其原因是( )。
A.“天宫二号”与大气相对静止
B.“天宫二号”高速运行，散热快
C.大气稀薄，“天宫二号”吸收的热量有限，摩擦产生的热量也很少
D.“天宫二号”绕地球周期短，很快进入阴影区而散热
4.气温对人类生活和生产的影响很大。下列有关生活和生产中的做法及对应的科学原理，不正确的是( )。
A.北方的冬天，人们常在汽车水箱中加入少量酒精，是为了降低水的凝固点
B.早春的育秧田中常在晚上放满水白天排出水，其目的是提高秧苗白天的光合作用，降低秧苗晚上的呼吸作用
C.利用大棚生产反季节蔬菜是为了保证农作物在冬天时也能够有较为适宜的生长温度
D.建议人们在高温的夏天将空调温度调到26℃，既可获得较舒适的温度又可节省电能
5.中国首个执行月面取样返回任务的航天器——“嫦娥五号”将于2017年在海南文昌用“长征五号”火箭发射，并完成“奔月—落月—采样—返回地球”等相关步骤，这将使我国的太空技术又迈上一个新的台阶。运载火箭发射升空后，先经过 、平流层和 等，最后奔向月球，其中天气现象复杂多变的是 。
6.如图是小科设计的一个气体温度计的示意图。瓶中装的是气体，瓶塞不漏气，弯管中间有一段液柱。
（1）这个温度计是根据________（填“液体”或“气体”）的热胀冷缩性质来测量温度的。
（2）若放到冰水混合物中，液柱处的刻度应标为________℃。
（3）A、B两处刻度对应的温度的关系是：A处________B处（填“<”、“=”或“>”）。
（4）使用中发现玻璃管中液柱移动不明显，导致示数不够精确。对此请你提出一条提高测量精确度的建议________。
(第7题)
7.如图所示为大气温度的垂直分布曲线图。请分析并回答下列问题：
（1）大气层中随高度上升温度逐渐下降的是 (填字母，下同)和 ，随高度上升大气温度逐渐上升的是 和 。
（2）苏轼的《水调歌头》中写道：“我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇，高处不胜寒。”“高处不胜寒”是因为此时他处于地球大气的 层，随着海拔的增加，气温逐渐 。
巩固练习
1.对流层在两极地区的厚度约为8千米，到赤道增大到17~18千米。现有一架在12千米高空飞行的飞机，从赤道上空飞往北极上空。若飞行高度不变，则该飞机飞行的大气层是( )。
A.一直飞行在对流层内 B.一直飞行在平流层内
C.从对流层飞至平流层 D.从平流层飞至对流层
2.2020年12月17日，经过23天的太空之旅，嫦娥五号返回器携带2千克月壤样品成功从月球返回地球。航天器进入地球大气层后速度极大，与大气剧烈摩擦产生大量热量。以下关于地球大气层的说法不正确的是（ ）
A. 外层是地球大气与宇宙空间的过渡层
B. 随着高度的上升，大气逐渐变得稀薄
C. 大气温度在垂直方向上的变化，是大气层分层的主要依据
D. 返回器返回地球时依次经过外层→暖层→平流层→中间层→对流层
3.如图所示，点燃一段线香横插在橡皮泥上，用一只大号烧杯扣上，下列说法不正确的是（ ）
可观察到线香向四处弥漫
线香的烟中间上升，沿四周下降，形成对流
C.试验中观察到的现象就是对流层的对流现象
D.此实验的现象与烧水时水的对流现象本质原因相同
4.如图为竖直放置的“口”字形管子，管内装有酒精，若是使管中的酒精发生对流且沿顺时针方向流动，最好将冰块放在（ ）
A.A处 B.B处 C.C处 D.D处
5.在以下词语中：①阴转多云 ②冬暖夏凉 ③鹅毛大雪 ④四季如春 ⑤和风细雨 ⑥长夏无冬 ⑦冬雨夏干 ⑧雷电交加，描述天气的有（ ）
A. ①③⑤⑧ B. ②③④⑧ C. ①③④⑤⑧ D. ①③④⑤⑦⑧
6.读气温的垂直分布图，完成下列问题：
（1）在①②③三层中，①为中间层；②为________；③为________。
（2）用图中序号填空：天气现象发生在________，臭氧主要集中在________，空气垂直运动强烈的是③ ， 有利于高空飞行的是________。
（3）③层的厚度不均，一般来说，________地区最厚，________地区最薄，其原因是________。
（4）③中气温随高度增加而降低，说明了 (填字母)。
A.空气越稀薄，保温作用越差
B.该层顶部是臭氧层
C.地面是该层的主要直接热源
D.该层热量直接来自于太阳辐射
7.为了验证天气观测中温度计要放在百叶箱里的必要性，小明分别把两支温度计放在箱内和箱外观测．得到数据如下表．
时间 10：00 10：10 10：20 10：30 10：40 10：50
箱内温度／℃ 21.2 21.4 21.6 21.8 22.0 22.3
箱外温度／℃ 21.3 21.7 21.6 22.0 22.4 22.8
（1）求出两支温度计6次观测的平均温度值：箱内温度________，箱外温度________。
（2）箱外的平均气温要比箱内________，这是由于________。
（3）百叶箱内外哪个气温变化较大
答案
例 1 （1）下降（2）对流（3）对流；平流；暖
2 C
3 C
4 （1）丁；（2）使水流动的状态更加明显；（3）因为热胀冷缩的原因，水受热膨胀，密度减小，水流膨胀上升，水压降低，密度大的水流下沉来补充，从而形成水的对流运动。
基础练习
1-4 BACC
5 对流层 暖层 对流层
6（1）气体（2）0（3）>（4）换成内径更细的玻璃管或瓶子大一些
7 A C B D 对流 下降
1-5 C D A B A
6 （1）平流层；对流层 （2）③；②；②（3）赤道；两极；赤道地区温度高，对流强烈，到达的高度就高
（4）C
7（1）21.7℃；22.0℃（2）高；百叶箱内能避免阳光直接照射，箱体又涂成白色，能较好地反射太阳光。箱外则直接受太阳光照射，温度较高 （3）百叶箱外