第2章 第1节 大气的组成和垂直分层 同步练习（解析版）

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第一节　大气的组成和垂直分层
根据概念凝练，辨析表述正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
概念1　低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体称为干洁空气。
(1)干洁空气就是没有污染的空气。
(　×　)
提示：干洁空气是从空气的成分说的，除了水汽和杂质之外的成分。
(2)干洁空气中占体积最多的是二氧化碳。
(　×　)
提示：干洁空气中占体积最多的是氮气，其次是氧气。二氧化碳较少。
(3)干洁空气的体积含量是会发生变化的。
(　√　)
提示：干洁空气的体积含量在较短的时间内变化不明显，长时间会发生变化。如工业革命以来二氧化碳含量明显升高。
概念2　大气圈的最低层因大气对流运动强烈称为对流层。
(4)对流就是大气的上升运动。
(　×　)
提示：对流指的是流体内部由于各部分温度不同而造成的相对流动。液体或气体中，较热的部分上升，较冷的部分下降，循环流动，互相掺和，最终使温度趋于均匀。
(5)纬度越高的地区对流层高度越低。
(　√　)
提示：纬度越低，地面温度越高，大气对流运动越强烈，对流层高度越高；纬度越高，地面温度越低，大气对流运动越弱，对流层高度越低。
(6)天气现象都发生在对流层。
(　√　)
提示：水质、杂质等几乎都集中在对流层，对流层存在发生天气现象的条件，因此天气现象都发生在对流层。
概念3　平流层是以平流运动为主的大气层。
(7)平流层上部热下部冷，不易形成对流。
(　√　)
提示：上热下冷的大气较稳定，不易对流，以平流运动为主。
(8)平流层上部由于二氧化碳大量吸收紫外线而增温。
(　×　)
提示：因平流层中的臭氧(22～27千米含量达到最大值)大量吸收太阳辐射中的紫外线而使该层升温。
(9)平流层大气以平流运动为主，能见度好，适合高空飞行。
(　√　)
提示：平流层大气以平流运动为主，没有降水等天气现象，能见度高，适合飞机飞行。
知识点1　大气的组成
1．干洁空气中占其体积含量99%的是(　A　)
A．氧气和氮气　
B．氧气和水汽
C．水汽和固体杂质　
D．二氧化碳和水汽
[解析]氮气占78%，氧气占21%，二者占99%。
2．光合作用的重要原料是(　C　)
A．氧气　　
B．氮气　　　
C．二氧化碳　　
D．臭氧
[解析]植物吸收二氧化碳，在太阳光能作用下，进行光合作用。
3．关于臭氧的说法正确的是(　B　)
①能大量吸收紫外线，保护地球生物免受伤害　②分布在对流层的顶部　③22～27千米达到最大值　④含量由地表到高空逐渐减少
A．①②　　
B．①③　　　
C．③④　　
D．②④
[解析]臭氧可以吸收太阳辐射中的紫外线，使到达地面的紫外线减少，保护地球生物；在22～27千米的平流层臭氧达到最大值。
知识点2　大气的垂直分层
4．对流层天气现象复杂多变的原因是(　C　)
①距离地面近　②水汽和固体杂质多　③对流运动旺盛　④气温垂直变化明显
A．①②　　
B．③④　　　
C．②③　　
D．①④
[解析]对流层大气对流运动强烈，且水汽和杂质含量多，天气现象复杂多变。
5．一架飞机从北极飞往赤道，再飞往南极，一直保持在12千米的高度，这架飞机是从(　D　)
A．平流层—对流层
B．对流层—平流层
C．对流层—平流层—对流层
D．平流层—对流层—平流层
[解析]对流层的厚度随纬度而变化，其中低纬度地区对流运动旺盛，对流层厚度为17～18千米，中纬度为10～12千米，高纬度为8～9千米，因此一架飞机从北极飞往赤道，再飞往南极，一直保持在12千米的高度，应从平流层进入对流层再进入平流层。
6．[2020·茂名高一检测]北京时间2019年11月23日8时55分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭搭配远征一号上面级，以“一箭双星”方式成功发射第50、51颗北斗导航卫星。下列关于“北斗导航卫星”穿越大气层时遇到的现象，说法正确的是(　D　)
A．只有对流层气温随高度增加而降低
B．平流层大气没有运动现象
C．各层大气均有显著对流运动
D．在高层大气中有电离层存在
[解析]对流层和高层大气都存在气温随高度增加而降低的现象。平流层大气以水平运动为主。在高层大气中有电离层存在。
情境：2019年热播电影《中国机长》以真实的事件为原型。故事要从2018年的川航3U8633航班的迫降事件说起，一架从重庆飞往拉萨的航班，在飞行至海拔9
800米的巡航高度时，驾驶舱右侧风挡玻璃突然破裂导致机舱失压，而驾驶舱在完全开天窗的情况下，全体机组人员沉着应对，惊险地把飞机紧急迫降至成都机场的事件，堪称世界民航史上的奇迹。
(1)(区域认知)当飞机风挡破裂时，飞机位于大气的哪一层？
提示：对流层顶(流层)。
(2)(综合思维)飞机风挡在海拔9
800米破裂，会面临哪些危险？
提示：舱内压力减少，温度急剧下降，缺氧，强风，飞机可能失去控制等。
(限时45分钟，满分100分)
一、选择题(包括12个小题，每小题4分，共48分)
1．下列关于二氧化碳在大气中的作用的叙述，正确的是(　D　)
①地球上生物体的基本元素　②绿色植物进行光合作用的重要原料　③人类和其他生物维持生命活动所必需的物质　④吸收地面辐射，对地面有保温作用
A．①②　　
B．②③　　　
C．③④　　
D．②④
[解析]二氧化碳是绿色植物进行光合作用的重要原料，它吸收地面辐射的能力强，对地面有保温作用。
2．气温随高度变化会影响大气的稳定性。读图，判断下列叙述正确的是(　B　)
A.①利于大气污染物扩散　　　
B．②天气现象复杂多变
C．③空气对流运动显著　　　
D．④有利于高空飞行
[解析]气温下部热上部冷的情况下大气层不稳定，空气的对流运动显著，利于污染物的扩散，水汽上升过程中冷却凝结，天气现象复杂多变。所以①气温随高度升高而升高，大气稳定，不利于污染物的扩散；②气温随高度升高而降低，对流运动旺盛，天气现象复杂多变；③气温随高度变化无变化，大气稳定；④反映的是某一高度气温剧变，不利于高空飞行。
臭氧在大气中的含量虽少，但对地球生命至关重要。据此回答3～4题。
3．臭氧层对地球生命起到保护作用，这是因为臭氧层能够(　B　)
A．降低大气温度
B．吸收太阳紫外线辐射
C．促发光化学反应
D．分解人类活动排放的废气
4．据观测，地球上空臭氧空洞现象最为严重的地方出现在(　C　)
A．青藏高原上空　
B．北极附近上空
C．南极附近上空　
D．北美大陆上空
[解析]第3题，大气中的臭氧能吸收99%的太阳紫外线，就像一层天然屏障，保护着地球上的万物生灵免受紫外线杀伤，因此被誉为地球的保护伞。第4题，在南极地区上空出现全球臭氧含量最低值，大约低于全球平均值的30%～40%，相对其他地区来说，就像一个洞，称为“臭氧空洞”。
一位游客的旅行日记中这样写道：“飞机平稳地飞行在万米的高空，透过窗外看到纯净湛蓝的天空，而在飞机下方则是翻腾的云海……”。据此回答5～6题。
5．该游客乘坐的飞机正在大气层中的(　B　)
A．对流层　　
B．平流层　　　
C．高层大气　　
D．电离层
6．在飞机上看到的“翻腾的云海”所在大气层的大气运动特点是(　A　)
A．对流运动显著　
B．水平运动显著
C．上升运动显著　
D．下沉运动显著
[解析]第5题，大气垂直分层分为三层，从地面到高空依次为对流层、平流层和高层大气。其中天气现象发生在对流层，平流层大气以水平运动为主，适合高空飞行。第6题，据上题分析可知，“翻腾的云海”所在大气层为对流层，底部热、上部冷，对流运动显著。
下图示意大气垂直分层。读图，回答7～8题。
7．对短波通信有重要意义的电离层位于(　D　)
A．Ⅰ层顶部　
B．Ⅱ层底部
C．Ⅱ层中部　
D．Ⅲ层
8．图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是(　B　)
A．①　　
B．②　　　
C．③　　
D．④
[解析]第7题，地球大气自下而上分为对流层、平流层、高层大气，电离层位于高层大气，在图上为Ⅲ层。第8题，各层温度变化：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，高层大气先是随高度的增加而递减而后随高度的增加而上升，故②符合特征。
对流层中的上升气流会使飞行中的飞机颠簸。导致对流层气流上升的原因：上层实际气温低于理论气温(按垂直递减率计算的气温)。下图表示四种对流层气温分布状况。据此回答9～10题。
　　　　
①　　　　　　　　　②
③　　　　　　　　　④
9．①图表示的气温降低速率在(　B　)
A．3
000米以下低于垂直递减率
B．3
000～6
000米高于垂直递减率
C．6
000米以下等于垂直递减率
D．6
000米以下均低于垂直递减率
10．飞机可以在5
000米高度平稳飞行的是(　D　)
A．①　　
B．②　　　
C．③　　
D．④
[解析]第9题，对流层气温的垂直递减率是高度每上升100米，气温约降低0.6
℃。由①图可知，在6
000米、3
000米、地面的气温分别为－35
℃、－14
℃、18
℃。通过计算可得气温垂直递减率在3
000米以下约为1.1
℃，高于0.6
℃；在3
000～6
000米约为0.7
℃，高于0.6
℃。第10题，对流层的上升气流会使飞行中的飞机颠簸，要使飞机平稳飞行，必须使气流平稳。读图计算比较：①图5
000米高空气温理论值应为－12
℃，而实际气温约为－30
℃；②图5
000米高空气温理论值应为－15
℃，而实际气温约为－20
℃；③图5
000米高空气温理论值应为－10
℃，而实际气温约为－25
℃；④图5
000米高空气温理论值应为－20
℃，实际气温约为－18
℃，故①②③对流旺盛，不利于飞机飞行。
某年9月8日，在俄罗斯阿德勒上空，一架飞机与龙卷风狭路相逢，三条大小不一的风柱从天际垂到海面，飞机在极其危险的距离内躲过了这股自然之力，平安飞越该区域，成功着陆。据此回答11～12题。
11．飞机与龙卷风狭路相逢时，飞机正位于地球大气层中的(　A　)
A．对流层　
B．平流层
C．电离层　
D．高层大气
12．该飞机在下降过程中，周围大气整体温度变化正确的是(　B　)
A．逐渐下降　
B．逐渐上升
C．先上升后下降　
D．先下降后上升
[解析]第11题，龙卷风是大气中最强烈的涡旋现象，常发生于夏季的雷雨天气时，尤以下午至傍晚最为多见。由此判断龙卷风多发生在对流运动旺盛的对流层，飞机与龙卷风相逢，说明相逢于对流层。第12题，对流层的热量主要来自地面，随着高度的上升，温度逐渐降低。因此飞机在下降过程中，周围大气整体温度应该逐渐上升。
二、非选择题(包括2个小题，共52分)
13．读大气的垂直分层示意图，回答下列问题。(24分)
(1)依次写出图中字母A、B、C代表的各大气分层名称。(6分)
答案：A层为对流层，B层为平流层，C层为高层大气。
(2)简述图中A层大气所具有的特点。(6分)
答案：集中了整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质；气温随高度的增加而降低；空气对流运动显著，天气现象复杂多变。
(3)图中B层大气被誉为“地球生命的保护伞”，请说明原因。(6分)
答案：该层中的臭氧能够强烈吸收太阳辐射中的紫外线，使地球生物免受强烈太阳紫外线的伤害。
(4)写出电离层位于图中大气层的哪一分层(用字母表示)，说明电离层对人类有什么重要作用。(6分)
答案：C层。能反射短波无线电波，对无线电通信有重要作用。
[解析]第(1)题，图中字母A代表对流层，B代表平流层，C代表高层大气。第(2)题，图中A层是对流层，集中了整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质；地面辐射是大气主要的、直接的热源，所以该层气温随高度的增加而降低；热空气上升，冷空气下沉，空气对流运动显著，天气现象复杂多变。第(3)题，图中B层大气是平流层，该层中的臭氧能够强烈吸收太阳辐射中的紫外线，使地球生物免受强烈太阳紫外线的伤害，因此被誉为“地球生命的保护伞”。第(4)题，电离层位于图中大气层的C层，即高层大气。电离层大气处于高度电离状态，能反射短波无线电波，对无线电通信有重要作用。
14．读图，回答下列问题。(28分)
(1)该图反映的是中纬度大气的垂直分层，理由是什么？(6分)
答案：对流层厚度为12千米。
(2)A层大气天气现象复杂多变的原因是什么？(6分)
答案：该层集中了大气中几乎全部的水汽和杂质，上部冷、下部热，大气对流运动显著。
(3)补绘B层气温变化曲线。该层22～27千米高度臭氧含量达到最大值，形成臭氧层，成为人类生存环境的天然屏障。(6分)
答案：补绘曲线略。
(4)某飞机起飞时，机场风雨交加，飞机起飞后，迅速作爬升运动。结合所学知识，解释这是为什么。(6分)
答案：平流层水汽和杂质少，天气晴朗，大气平稳，有利于航空飞行，飞机升至平流层比较安全。
(5)A、B、C层大气密度变化的趋势是什么？(4分)
答案：逐渐变小。
[解析]第(1)题，A层为对流层，其高度因纬度而异，在中纬度地区约为10～12千米。第(2)题，对流层集中了大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质，大气上部冷、下部热，对流运动旺盛，易成云致雨，天气现象复杂多变。第(3)题，B层为平流层，因臭氧的存在，大量吸收紫外线，一方面使气温随高度升高而升高，另一方面使射向地面的紫外线大大减少，成为人类生存环境的天然屏障。第(4)题，飞机爬升的目的是进入平流层。第(5)题，大气层越高距地心越远，地球的吸引力越小，故大气密度越小。
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