第一节大气的组成和垂直分层同步练习（含解析）

第二章第一节大气的组成和垂直分层同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题组
读“地球大气的垂直分层（部分）示意图”,据此回答问题。
1．图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
2．从大气垂直分层看,图示大气层是（ ）
A．低纬度的对流层 B．中纬度的平流层
C．高纬度的对流层 D．高纬度的平流层
2021年12月11日，山西、内蒙古、北京等地天空出现了怪异的发光云带（见下图），这是一种最稀有的云——夜光云。夜光云由冰晶颗粒散射太阳光而成，通常位于80～85千米的高空，薄如蝉翼。据此完成下面小题。
3．夜光云被称为最稀有的云，主要是由于（ ）
A．仅出现于高纬地区 B．只山区可见 C．形成于高层大气中 D．持续时间短
4．人们观察夜光云的最佳时机是（ ）
A．阴雨天 B．黎明 C．午夜 D．白天
气球作为探空的工具已经被广泛使用，如下图所示，假如一探空气球由地面上升至100km处。据其可能探测到的现象，完成下面小题。
5．探空气球记录的气温随高度升高而变化的规律可能是（ ）
A．递减→递增→递减
B．递减→递减→递增→递增
C．递增→递减→递增→递减
D．递减→递增→递减→递增
6．探空气球探测到水汽主要集中在（ ）
A．对流层 B．平流层 C．高层大气 D．宇宙空间
对流层是地球大气圈的最底层，该层大气上部冷、下部热，有利于大气的对流运动。下图示意1957—1993年南极布伦特冰架上的哈雷站（约75°S，30°W）1月和7月低层大气平均气温随高度变化。据此完成下面小题。
7．1月份，哈雷站对流层上界高度约为（ ）
A．1.5千米 B．8.5千米 C．12.5千米 D．22.5千米
8．a月，高度1.5千米以下气温垂直变化的原因是哈雷站所在地（ ）
A．大气削弱太阳辐射 B．冰面强烈辐射冷却 C．冰架融化消耗热量 D．冰面反射太阳辐射
下图为“大气垂直分层高度、温度和气压的变化图”。据此完成下面小题。
9．关于图中内容的叙述，正确的是（ ）
A．大气垂直分层的依据是高度、温度和气压的变化
B．随高度增加气温渐高，气压渐低
C．距地面20千米处气压降为地面的一半
D．对流层垂直方向上温度变化范围是－60～20℃
10．关于图中①②层大气的正确叙述是（ ）
A．①层大气厚度随纬度增加而增厚 B．②层因氧原子吸收紫外线而增温
C．①层大气与人类关系最密切 D．②层复杂的天气现象不利于飞行
川航3U8633：“我现在有点故障，我申请下高度，我要返航，我现在风挡裂了……”随着电影《中国机长》的热映，川航3U8633紧急迫降的事迹展现在大众面前。飞机从重庆起飞，在9800米高空，风挡玻璃无预警脱落，刘传建机长借助自己一百多次来回飞川藏线的经验和从业30年的技术，成功于成都迫降，拯救了全机人的生命。据此回答下面小题。
11．驾驶舱风挡碎裂的瞬间，机长面临的主要问题有（ ）
①风大②失重③低温④缺氧
A．①②④ B．①②③ C．①③④ D．②③④
12．紧急返航途中，遇到风雨天气，这是由于此时所处大气层中的（ ）
A．对流层 B．平流层 C．电离层 D．高层大气
帽状云是在气流稳定和低水汽条件下形成的一种极为罕见、形似帽子的地形云，一般出现在孤立挺拔山峰的顶部，几乎静止。下图示意帽状云的形成原理。据此完成下面小题。
13．帽状云出现的海拔高度主要取决于（ ）
①大气温度②大气相对湿度③山体海拔④山体坡向
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
14．帽状云极为罕见的最主要原因是（ ）
A．山顶气流极不稳定 B．山峰极少孤立存在
C．山顶昼夜温差过大 D．持续时间非常短暂
15．当帽状云稳定在山峰峰顶时，山顶附近（ ）
A．光照强烈 B．生物活跃 C．水汽充沛 D．天气稳定
二、综合题
16．读大气垂直分层示意图，回答下列问题。
(1)图中A代表 层，B代表 层。
(2)A层大气随高度增加，温度 ，原因 。
(3)B层有利于高空飞行，其原因是 。该层气温随高度增加而 ，原因是 。
(4)C层中的 层对无线电通讯有重要作用。
(5)天气最复杂的是 层，与人类关系最密切的是 。
17．读“大气的垂直分层示意图”，完成下列问题。
(1)填出大气层的名称：A ，B ，C 。
(2)A层气温变化的规律是 ，原因是 。
(3)臭氧层位于图中大气的哪一层？为什么该层被誉为“地球的天然屏障”？目前人类对它有怎样的影响？
(4)空气对流显著的大气层是 (填字母)，主要原因是该层大气 。人类目前利用B层最主要的方式是 ，原因是 。
(5)当太阳黑子和太阳耀斑增多时， (填字母)层中的电离层会被扰乱，影响无线电短波通信。
18．读图完成下列问题。
（1）简述自1954～2006年广州地区雾、霾天日数变化的主要特点。
（2）简要分析逆温条件下更容易形成霾天气的原理。
19．读“地球外部圈层示意图”和“大气的垂分层图”，完成下列要求。
（1）说明在图中画出大气圈水圈、岩石圈三个圈层的界线不是很容易画的原因。
（2）有人说“生物圈只包括各种不同的生物”。你同意吗 请说说明理由。
（3）指出图中A层大气的直接热源。
（4）简析B层大气气温随高度增加上升的原因。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A 2．B
【解析】1．对流层气温随高度的增加而递减；平流层气温随高度的增加而上升；高层大气温度先是随高度的增加而递减而后随高度的增加而上升；图中的高度是12－50千米，为平流层，因此，气温是随着高度上升而上升，①②符合，③④错误；平流层下半部温度不易改变，上半部温度随高度上升和增高，其原因是上半部吸收了紫外线，②曲线错误，①曲线正确，故选A。
2．根据所学知识，大气垂直分层分为对流层、平流层和高层大气，对流层随纬度不同厚度不同，低纬度上界为17-18km，中纬度为10-12km，高纬度上界为8-9km；观察图可知，该层下界为12km，气温随高度上升而增加，应为中纬度平流层，B正确，ACD错误，故选B。
【点睛】大气的垂直分层包含对流层、平流层、中间层、暖层以及散逸层。对流层，这是大气层中最低的一层，平常的雨雪天气主要就是在这个气层形成的。平流层，包含大量的臭氧，吸收了太阳的辐射，保护着我们。
3．C 4．B
【解析】3．根据材料和所学知识，80～85千米的高度位于高层大气层中，而高层大气中水汽和杂质相当稀少，冰晶难以形成，所以夜光云十分少见，因此选项C正确，同时排除A、B、D。故选C。
4．夜光云出现在高层大气，而对流层的阴雨天气会影响对夜光云的观察，A错；傍晚或黎明时分，高空依然被阳光照亮，因而人们可以看到高空的冰晶散射阳光形成发光的云带，B对；夜光云由冰晶颗粒散射太阳光而成，午夜缺乏光照，难以形成夜光云，C错；夜光云薄如蝉翼，由于白天光线充足，容易被穿透，而不易被观察到，D错误。
【点睛】什么是夜光云？
夜光云是地球大气层中最高的云，不同于一般的云形成在对流层，夜光云形成于大气层的中间层，也就是距地球表面约80 公里的地方。这种奇特的云层被认为是由中间层少量的水汽在细尘颗粒凝结成冰晶而形成的云，它们只有在温度非常低的情况下才能形成冰晶从而组成大范围可见的夜光云。科学家称夜光云为“地球上最高、最干燥、最冷、最稀有的云”。但夜光云本身并不会发光，只是因为当太阳刚好低于地平线，但仍能将大气高层的冰晶照亮，便会使它们在黑暗的夜空中发光。
5．D 6．A
【分析】5．在对流层中，气温随高度升高而降低，平均每上升100米，气温约降低0.6℃，因此温度首先递减；当气球上升到地表10km以上，进入平流层，随高度上升，气温上升，因此接下来温度递增；当气球上升到地表50km以上，进入到高层大气底层和中间层，气温又会再随高度上升而下降，因此接下来温度递减；当气球上升到地表85km以上，进入暖层，气温又会再随高度上升而上升，因此接下来温度递增，直到气球升至100km处到达终点。因此整体温度变化规律为递减-递增-递减-递增。D正确，ABC错误。故选D。
6．对流层集中了全部大气约3/4的质量和90%以上的水汽，与人们生活和生产活动紧密相关的各种天气现象(云、雨、雾、雪等)基本都发生在对流层，因此探空气球探测到水汽集中的大气层是对流层，A正确，BCD错误。故选A。
【点睛】大气垂直分层的主要依据是：温度、密度、大气运动状况。
大气共分为三层：对流层、平流层和高层大气（高层大气又可细分为中间层、热层（暖层）和散逸层）
1.对流层
对流层是靠近地表的大气最底层。它的厚度随纬度和季节的不同而有所变化。就纬度而言，低纬度平均为17～18km，中纬度为10～12km，高纬度只有8～9km。就冬季而言，对流层的特点是夏季厚、冬季薄。
2.平流层
平流层位于对流层顶到距地面50～55km的高度。在该层内，最初气温随高度的增高不变或微有上升；到25～30km以上，气温随高度升高而显著上升；到平流层顶气温约升到—3℃。平流层也是地球大气中臭氧集中的地方，尤其是在20～25km高度上臭氧浓度最大，所以这个层又称臭氧层。
3.平流层以上的大气统称高层大气。自平流层顶部开始，由于没有吸收紫外线的臭氧，
气温会下降；随后，由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线， 温度又持续上升，在300千
米的高空，温度可达1000℃以上。
7．B 8．B
【分析】7．读图可知，a月各高度平均气温普遍低于b月，故a月属于南半球冬季，即7月；b月属于南半球夏季，即1月。1月地面以上至约8.5千米处，对流层大气平均气温随高度增加而降低，符合对流层大气平均气温随高度变化的一般规律，A项错误，B项正确；1月约8.5千米以上大气平均气温随高度增加而升高，不符合对流层大气平均气温随高度变化的一般规律，C、D两项错误。故选B。
8．根据上题分析可知，a月即7月，1.5千米以下大气平均气温随高度增加而上升，属于对流层大气逆温现象，主要是冰面强烈辐射冷却形成的，B项正确。7月南极圈内，大部分地区出现极夜现象，位于75°S的哈雷站极夜时，没有大气削弱太阳辐射和冰面反射太阳辐射现象，A、D两项错误；读图可知，哈雷站7月近地面大气平均气温低于-20℃，冰架不会融化，C项错误。故选B。
【点睛】对流层在大气的最下层，从地球表面开始向空中伸展，直至对流层顶，即平流层的起点为止。它的厚度不一，在8至17千米之间，会随季节和纬度的变化而变化。对流层有以下特点：气温随高度的增加而递减；对流运动显著；天气现象复杂多变，云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。
9．D 10．C
【分析】9．大气垂直分层的依据是温度、密度和运动状况随高度的变化，故A项错误；不同大气层，其温度的垂直变化不同，故B项错误；距地面20 km处气压不到地面的一半。故C项错误；读图可以得到对流层垂直方向上温度变化范围是－60～20℃，故D项正确；排除A、B、C。故选D。
10．由图知，①为对流层，②为平流层。对流层厚度与纬度呈负相关；平流层升温是因为臭氧吸收紫外光；对流层与人类活动关系密切；平流层天气晴朗，空气以水平运动为主，有利于飞行。故选C。
【点睛】大气垂直分层的依据：大气在垂直方向上的温度、密度和运动状况的差异。
对流层，气温随高度增加而降低。一般情况下，海拔每上升100 m，气温下降0.6℃。平流层，气温随高度增加而增加。高层大气，气温随高度的增加先降低再升高。
11．C 12．A
【分析】11．由材料可知，驾驶舱风挡碎裂时，飞机飞行在9800米高空，该处大气稀薄，氧气不足，风大，气温较低；驾驶舱风挡碎裂时，飞机没有处于自由落体状态，不存在失重问题，①③④正确，故选C。
12．紧急返航途中，遇到风雨天气，是由于此时飞机处于大气层中的对流层，因为云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层，A正确。平流层、电离层、高层大气不会出现风雨天气，BCD错误。故选A。
【点睛】对流层：对流层上部冷，下部热，有利于对流运动。气流上升过程中气温降低，水汽凝结，易成云致雨。云雾雨雪都发生在对流层。
平流层： 平流层上热下冷，不易对流，以平流为主，适合航空飞行。
高层大气：高层大气的空气密度很小，在2000-3000千米的高空，空气经常散逸到宇宙空间，被认为是大气的上界。存在若干电离层，电离层能够反射无线电波，对无线电通信具有重要影响。
13．A 14．A 15．D
【分析】13．“帽状云是在气流稳定和低水汽条件下形成的一种极为罕见、形似帽子的地形云”，帽状云的形成条件是气流稳定和低水汽。空气胁迫上升，在山顶冷却至饱和，便成云，也就是大气温度和相对湿度正好达到气流凝结高度，便出现帽状云，故帽状云出现的海拔高度主要取决于大气温度和大气相对湿度，①②正确。根据材料可知，帽状云出现的海拔高度与山体海拔、山体坡向关系不大，③④错误。故选A。
14．“帽状云是在气流稳定和低水汽条件下形成的一种极为罕见、形似帽子的地形云”，据此可知，帽状云的形成条件是气流稳定和低水汽。根据“帽状云的形成原理”图示可知，当顺坡势胁迫上升的稳定空气和下行空气相遇，气流稳定的情况下，利于帽状云的形成存在，而山顶受气压差、风等众多因素影响，气流极易不稳定，导致帽状云形成条件不充分，因此帽状云极为罕见，A正确。山峰孤立存在的情况是比较普遍的，B错误。山顶昼夜温差不是影响帽状云极为罕见的主要因素，C错误。“持续时间非常短暂”是“极为罕见”的表现，不是原因，D错误。故选A。
15．“帽状云是在气流稳定和低水汽条件下形成”，当帽状云出现时，山顶附近气流、气压、风向比较稳定，进而天气状况也较为稳定，D正确。帽状云的存在表明云层较厚，光照不强烈，A错误。根据材料无法直接判断山顶附近的生物状况，B错误。帽状云需要在低水汽条件下形成，C错误。故选D。
【点睛】帽子云是自然界的一个奇异现象，其云彩外形像一顶顶造型奇特的帽子。这些洁白、巨大、飘逸的帽子占据了整个天空，好像为主角准备好的精美服饰。它与雨幡洞云、滚轴云、荚状高积云、帽子云、马蹄状漩涡云、乳状云、浪花云，合称为十大奇异的云彩景观。当稳定的气流上升、越过高山时，云层便出现冷却过程，会形成类似帽子的奇特形状。山峰顶部有帽子云，宛若给其戴上一顶洁白的帽子。帽状云由迅猛的上升运动所致，其中包括快速扩张的雷雨云砧、火山喷发甚至于核爆炸。在每一种情况下，一些物质都会将温湿气体快速向上推动。布里德说：“在雷暴上方，帽状云非常常见，这是因为空气移动速度太快，致使上方气流处于混乱状态。一旦温度降至足以形成云的程度，你就能看到这些云帽。”
16．(1) 对流 平流
(2) 降低 对流层大气增温的直接热源是地面辐射
(3) 大气以平流运动为主，天气晴朗，能见度高。 增加 臭氧吸收紫外线增温
(4)电离
(5) 对流 对流
【分析】本大题以“大气垂直分层示意图”为材料设置试题，涉及大气的垂直分层、各层的特点以及与人类的关系等相关内容，考查学生获取和解读地理信息，调动和运用地理知识和基本技能的能力，体现综合思维的地理核心素养。
（1）
根据所学知识可知，大气的垂直分层自下而上为：对流层、平流层、高层大气，所以A为对流层、B为平流层、C为高层大气。
（2）
读图并结合所学知识可知，由于对流层大气增温的直接热源是地面辐射，海拔越高，得到的地面辐射越少，所以对流层大气随高度增加，温度降低。
（3）
平流层大气运动以平流运动为主，天气晴朗，大气能见度好，飞机飞行于此层更加安全。读图可知，平流层的气温随着海拔高度的上升而上升，原因是由于该层有臭氧分布，臭氧吸收紫外线增温。
（4）
高层大气中的电离层对无线电通讯有重要作用。
（5）
对流层大气以对流运动为主，水汽、杂质较多，易成云致雨，天气复杂多变。由于人类生活在对流层的底部，所以对流层与人类的关系最为密切。
17．(1) 对流层 平流层 高层大气
(2) 随高度增加而递减 对流层大气的直接热源是地面辐射
(3)B层。臭氧能大量吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害。 人类使用大量制冷设备，使大气中的氟氯烃含量增加，氟氯烃能破坏大气中的臭氧，使大气中的臭氧总量减少。
(4) A 上部冷下部热 航空飞行 该层大气水汽、杂质含量极少，大气平稳，天气晴朗，能见度好
(5)C
【分析】本大题以大气的垂直分层示意图为材料设置试题，涉及大气的垂直结构相关内容，考查了学生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识的能力。
（1）
读“大气的垂直分层示意图”可知，近地面到高空12Km左右，称为对流层。对流层顶至高空55Km左右为平流层。最上层是高层大气。大气层A是对流层，B是平流层，C是高层大气。
（2）
读“大气的垂直分层示意图”可知，A层气温变化的规律是气温随海拔升高而降低，原因是对流层大气的直接热源是地面，海拔越高，距离地面越远，气温越低。
（3）
臭氧层位于平流层，为图中B层。臭氧能大量吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害，被誉为地球的天然屏障。目前人类使用大量制冷设备，使大气中的氟氯烃含量增加，氟氯烃能破坏大气中的臭氧，使大气中的臭氧总量减少，甚至臭氧层出现空洞。
（4）
A层位于近地面，是对流层，对流层大气的直接热源是地面，大气温度上冷下热，利于空气对流运动，因此空气对流显著的大气层是A。B层是平流层，大气温度上热下冷，大气以水平与运动为主，水汽、杂质含量极少，能见度好，气流平稳，天气晴朗，利于飞机飞行。
（5）
太阳耀斑增多时，说明太阳活动活跃，C高层大气层中的电离层会被扰乱，影响无线电短波通信。
18．（1）雾日数与霾日数的整体变化大致同步。雾日数的变化相对平稳。霾日数总体呈上升趋势；1978年之后霾日数显著增多；变化起伏大；1999年左右达最大值，超过200天。
（2）在正常情况下，近地面大气气温高、高空气温低，容易形成对流运动，污染物从气温高的低空向气温低的高空扩散，逐渐循环排放到大气中。逆温现象下，低空的气温低，空气不易对流，导致污染物的停留，不能及时排放出去。
【分析】本题考查雾霾的出现次数的变化特征及霾形成的原理，考查学生的读图分析能力。
【详解】（1）读图，图中曲线表明，雾日数与霾日数的整体变化大致同步，雾日数的变化相对平稳、起伏较小，霾日数总体呈波动上升趋势、波动比雾日波动大。大约1978年之后霾日数显著增多，最高达到200天以上，变化起伏大，1999年左右达最大值，超过200天。
（2）霾的形成有三方面因素：水平方向静风现象增多，垂直方向的逆温现象，悬浮颗粒物的增加。在正常情况下，近地面大气气温高、高空气温低，容易形成对流运动，污染物从气温高的低空向气温低的高空扩散，逐渐循环排放到大气中，利于近地面污染物扩散。但逆温现象下，低空的气温低，高空的气温相对较高，形成逆温层，空气不易对流，导致污染物在近地面停留，不能及时排放出去，更容易形成霾天气。
19．（1）在地球表面附近，这几个圈层是互相渗透、相互重叠的。
（2）不同意。生物的生存环境也属于生物圈的范畴。
（3）地面(地面辐射)
（4）臭氧层吸收紫外线升温。
【解析】本题组主要考查地球的外部圈层结构、大气的垂直分层的有关知识。难度系数就不高，只要熟悉课本的内容。
【详解】（1）在左图中很难画出大气、水圈、岩石圈三个圈层的界线，主要是因为各圈层之间是相互联系、相互制约的，从而形成自然环境，三个圈层的界线并不明确。
（2）生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称，生物的生存环境也属于生物圈的范畴，因此该说法错误。
（3）大气层由下向上可分为对流层、平流层和高层大气，A为对流层，该层大气的直接热源是地面辐射。
（4）从飞机起飞到平稳飞行，依次经过对流层、平流层。平流层的22-27千米处，有一个臭氧层，可以大量的吸收太阳辐射中的紫外线，使得平流层的大气气温随高度上升而上升。
【点睛】
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