第四节 地球的圈层结构
基础过关练
题组一 地震波及地球的内部圈层结构
下图为地球内部地震波传播速度与圈层结构示意图。读图,完成下面两题。
1.地球内部圈层划分的依据是( )
A.内部温度变化
B.地震波传播速度的变化
C.内部压力变化
D.岩石圈物质组成的差异
2.如果你想“遁地”前往地球另外一侧去看看,当你从家中钻入地下,始终保持直线前进并穿越地心,在穿越地心前,将依次穿越( )
A.地壳—莫霍界面—地幔—古登堡界面—地核
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—地幔—地核—莫霍界面—古登堡界面
2022年3月26日00时21分,青海省海西州德令哈市发生6.0级地震,震源深度10千米。下图为地球内部圈层结构示意图(虚线代表不连续界面,序号代表不同圈层结构)。据此完成下面两题。
3.地震波横波不能通过的圈层是( )
A.② B.③ C.④ D.⑤
4.图示各圈层结构中( )
A.②圈层是此次地震震源所在地
B.①圈层内纵波传播速度比横波快
C.①②③圈层共同构成岩石圈
D.④圈层表示的是下地幔
题组二 地球的外部圈层结构
地球各个圈层联系紧密,存在着物质、能量交换,形成人类赖以生存和发展的地球表层环境。下图为四大圈层联系示意图。读图,完成下面两题。
5.①圈层的主要特点是( )
A.其主体是海洋 B.由坚硬岩石组成
C.组成物质不活跃 D.能进行光合作用
6.下列关于图示圈层的叙述,正确的是( )
A.各圈层厚度大致相当
B.各圈层之间相互渗透
C.③圈层单独占有空间
D.都属于地球外部圈层
能力提升练
题组一 地球的内部圈层结构
下面图1为地震波典型时距曲线图(表示地震时纵波和横波到达不同地震台站所需的时间),图2为地球的圈层结构示意图。据此完成下面两题。
1.关于图1中地震波W1和W2的描述,正确的是( )
A.W1可以通过Ⅳ圈层
B.W1传播速度比较快
C.W2无法通过Ⅳ圈层
D.W2导致地面上的物体上下颠簸
2.关于图2中各圈层的特点,描述正确的是( )
A.Ⅰ圈层只由气体组成
B.Ⅱ圈层是由固体岩石组成的,为岩石圈
C.Ⅲ圈层是岩浆的主要发源地
D.Ⅳ圈层的顶部为不连续面——莫霍界面
题组二 地球的外部圈层结构
下图为某火山喷发景观图。据此完成下题。
3.火山喷发后,火山灰迁移的顺序为( )
①大气圈 ②水圈、生物圈 ③岩石圈
A.①③② B.②①③
C.②③① D.①②③
4.图1示意地球圈层结构,图2示意各圈层相互关系。读图,完成下列要求。(12分)
(1)A、B和生物圈等共同组成地球的 (填“外部”或“内部”)圈层。图1中B为 圈,对应图2中的 (填序号)。图2中②对应图1中的 (填字母)。(4分)
(2)图1中乙界面表示 。判断乙界面出现的依据是 。(4分)
(3) 层以上是岩石圈,岩石圈包括图1中的 (填字母)和 (填字母)的顶部。同时软流层也被认为是 的主要发源地。(4分) 答案与分层梯度式解析
第四节 地球的圈层结构
基础过关练
1.B 根据所学知识可知,现在人们无法直接观测地球内部的温度、压力和物质组成,只有通过研究地震波传播速度的变化规律,才能推测地球内部状况,进而划分地球内部圈层,B正确。
2.A 一定要注意题目中的关键语句“在穿越地心前”,说明判断顺序为自地表到地心。根据所学知识可知,地球内部圈层自外向内依次是地壳、地幔、地核。两个内部圈层分界面分别是莫霍界面——地壳和地幔的分界面,古登堡界面——地幔和地核的分界面。所以,从地表到地心依次穿过的是地壳—莫霍界面—地幔—古登堡界面—地核,A正确。
3.D 依据材料及所学知识可知,由于虚线代表不连续界面,故外部虚线代表莫霍界面,内部虚线代表古登堡界面,由此可以判断出图中各序号代表的地理事物:①为地壳、②为软流层以上的上地幔顶部、③为软流层、④为软流层以下的地幔、⑤为地核。地震波中的横波只能通过固体传播,地球内部圈层中只有地核中的外核物质状态为液态,横波不能通过(注意:软流层并不是液体,而是处于半塑性状态,其物理性质只会影响地震波的传播速度,不会影响横波通过),因此地震波横波不能通过的圈层是⑤。故选D。
4.B 在上题解析中我们已经明确了各序号代表的地理事物,结合材料和所学知识可知,此次地震震源深度为10千米,而地壳平均厚度为17千米,大陆地壳更厚,故此次地震震源所在地位于①圈层,A错误;在各圈层中,纵波的传播速度均快于横波,B正确;岩石圈由上地幔顶部和地壳组成,即由图中的①②圈层组成,C错误;④圈层表示软流层以下的地幔,包括上地幔的一部分和整个下地幔,D错误。
5.A 根据图示圈层之间物质的输入与输出关系可以推出,①圈层可提供水分、产生水蒸气,应为水圈,其主体是海洋,A正确;主要由坚硬岩石组成的是岩石圈,B错误;岩石圈的组成物质最不活跃,水是最活跃的自然环境要素之一,C错误;生物圈中的植物可以进行光合作用,D错误。
6.B 四大圈层相互联系、相互渗透,B正确;图示各圈层厚度相差很大,A错误;③圈层能够提供有机物,为生物圈,生物圈不单独占有空间,而是渗透在其他三个圈层之中,C错误;④圈层主要提供矿物质、无机盐和尘埃,为岩石圈,岩石圈不属于地球外部圈层,D错误。
能力提升练
1.D 读图文材料并结合所学知识可知,Ⅰ圈层有云雨现象,为地球外部圈层(大气圈);Ⅱ圈层位于莫霍界面以上,为地壳;Ⅲ圈层为软流层;Ⅳ圈层在古登堡界面下且紧邻古登堡界面,为外核,其内部物质状态为液态。由图可知,W1传播相同距离所用的时间较长,说明其传播速度较慢,为横波,W2传播相同距离所用时间较短,说明其传播速度较快,为纵波,B错误。横波只能通过固体传播,不能通过液体、气体传播,因此W1无法通过Ⅳ圈层,A错误。纵波可以通过固体、液体和气体传播,因此W2可以通过Ⅳ圈层,C错误。纵波(W2)会导致地面上的物体上下颠簸,D正确。
2.C 结合上题分析可知,Ⅰ圈层为地球外部圈层——大气圈,其由气体和悬浮物质组成,A错误;Ⅱ圈层为地壳,而岩石圈包含地壳和上地幔顶部(软流层以上的部分),B错误;Ⅲ圈层为软流层,一般认为其是岩浆的主要发源地,C正确;读图可知,Ⅳ圈层顶部的不连续面为古登堡界面,D错误。
3.D 火山喷发形成的火山灰首先飘浮在大气圈中,之后沉降到地表,或在降水时进入水圈,或在地表被生物利用与吸附进入生物圈。最后沉降物质堆积,经固结成岩作用形成沉积岩,进入岩石圈中,D正确。
4.答案 (1)外部 水 ① A
(2)古登堡界面 纵波传播速度突然下降,横波完全消失
(3)软流 C D 岩浆
解析 地球的圈层结构分为内部圈层结构和外部圈层结构,掌握地球内部和外部圈层结构的关系(如下图所示),即可对本组题做出正确的判断和回答。
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第四节 地球的圈层结构
1.地震波的分类
必备知识 清单破
知识点 1 地球的内部圈层结构
分类 纵波(P波) 横波(S波)
概念 质点的振动方向与波的传播方向平行的波 质点的振动方向与波的传播方向垂直的波
特 点 可经过物质 固体、液体、气体 固体
传播速度 较快 较慢
共同点 传播速度随着所通过物质的性质而变化 2.不连续面和地球内部圈层的划分
利用地震波,可以发现地球内部的两个不连续面,以这两个界面为界,可将地球内部划分
为三个圈层,如下图所示:
(1)莫霍界面:在地面下平均33千米处,在这个不连续面下,纵波和横波的速度都明显增加。其是地壳与地幔的分界面。
(2)古登堡界面:在地下约2 900千米处,在这里纵波的传播速度突然下降,横波完全消失。其是
地幔与地核的分界面。
地壳、地幔和地核概况见下表:
圈层名称 不连续界面及深度 特征
地壳 莫霍界面 (平均33千米) 古登堡界面 (2 900千米) ①是地球表面一层由固体岩石组成的坚硬外壳
②厚薄不一,海洋地壳薄,一般为5~10千米;大陆地壳厚,平均为39~41千米,最厚达70千米
地幔 ①分为上地幔和下地幔
②上地幔的上部存在一个软流层,软流层是岩浆的主要发源地
地核 ①主要由铁和镍等金属组成
②可分为外核和内核两层:外核是液态的金属物质,内核是一个密度极大的固体金属球
知识点 2 地球的外部圈层结构
名称 概念 特点 意义 关联
大 气 圈 由气体和悬浮物质组成的复杂系统 主要成分是氮气和氧气;笼罩在地球周围 使得地球上的温度变化和缓,同时提供了生物生存所需的氧气。大气圈中的风、云、雨、雪等天气现象,与人类息息相关 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
水 圈 地表和近地表的各种形态水体的总称 主体是海洋,还包括陆地上的河流、湖泊、沼泽、冰川、地下
水等;连续但不规则 在地球表面物质迁移和能量转换中起着十分重要的作用,是人类和其他生物生存和发展所不可或缺的 生 物 圈 地球表层生物及其生存环境的总称 多数生物集中分布在大气圈、水圈与岩石圈很薄的接触带中;是最为活跃的圈层 生物从环境中获取物质和能量,同时也在促进太阳能转化、改变大气圈和水圈组成、改造地表形态等方面起着重要作用 1.纵波(P波)和横波(S波)的区别
(1)含义不同
纵波指媒介中质点的振动方向与波的传播方向平行的波。横波指媒介中质点的振动方
向与波的传播方向垂直的波。
(2)特点不同
纵波是推动波,先到达震中,使地面上下震动,破坏性较弱。横波是剪切波,后到达震中,使
地面水平晃动,破坏性较强。
(3)传播速度不同
纵波传播速度快,横波传播速度慢。
关键能力 定点破
定点 1 地震波与地球内部圈层结构
(4)通过的介质不同
纵波可以通过固体、液体和气体,而横波仅能通过固体。
(5)在通过古登堡界面时的变化不同
纵波在通过古登堡界面时传播速度突然下降。横波在通过古登堡界面时完全消失。
2.利用地震波研究地球内部圈层结构
地球的平均半径达6 300多千米,很难通过直接观察、钻孔或者其他常规方法将地球的
内部圈层结构研究透彻,因此科学家选择利用地震波来研究地球内部圈层结构。
一般来说,地球内部物质性质不同,地震波通过时速度也会有所不同,通过观察地震波在地球
内部传播过程中速度的变化,就可以判断地球内部圈层结构。地球内部有两个明显的不连续
面——莫霍界面和古登堡界面,这两个界面把地球内部分为地壳、地幔和地核三个圈层。
定点 2 如何正确区分地壳和岩石圈
1.地壳和岩石圈的不同点
(1)概念不同
地壳是地球内部三个圈层之一。而岩石圈不是地球内部圈层结构中的圈层。
地壳是岩石圈的组成部分,故岩石圈的范围大于地壳;岩石圈和地壳的关系可以用公式
表示:岩石圈=地壳+上地幔顶部(软流层以上部分)。
(2)厚度不同
地壳是指莫霍界面以上到地面的部分。根据地壳化学组成的差异和地震波传播速度的
不同,地壳又可以分成两层,上层叫硅铝层,含硅和铝较多,平均化学组成与花岗岩相似;下层叫
硅镁层,这一层硅、铝成分相对减少,镁、铁成分增多,平均化学组成与玄武岩相似。硅铝层
在大洋地壳中很薄,甚至缺失,硅镁层则是普遍存在的。地壳厚度的不均匀和硅铝层的不连
续分布状态,是地壳结构的主要特点。
岩石圈是地球上部相对于软流层而言的坚硬的岩石圈层,厚约60~120千米,厚度比地壳
大得多。它包括地壳的全部和上地幔的顶部,由各类岩石组成。
2.地壳和岩石圈的相同点:地壳和岩石圈全部是由岩石组成的。
