版地理高一同步系列课堂讲义人教版必修一 第二章 地球上的大气 21学案 Word版含答案.docx
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第一节 冷热不均引起大气运动
课程标准
运用图表说明大气受热过程。
学习目标
1.阅读示意图,了解大气受热过程,理解大气保温作用的基本原理。
2.绘制简单示意图,了解大气热力环流的形成过程,解释城市热岛效应、海陆热力环流等现象。
3.理解大气水平运动的规律,并且会在等压线图上判定风力及风向等。
[基础知识梳理]
一、大气的受热过程
1.能量来源
(1)地球大气最重要的能量来源:
太阳辐射能。
(2)近地面大气主要、直接的热源:
地面。
2.大气对太阳辐射的削弱作用:
主要包括吸收和反射。
3.受热过程:
A太阳短波辐射透过大气射到地面⇨地面被加热并以B地面长波辐射的形式射向大气⇨大气增温。
4.意义
二、热力环流
1.形成原因:
地面冷热不均。
2.形成过程
(1)冷热状况:
M受热,N冷却。
(2)气压高低:
A低压,B高压,C低压,D高压,E低压,F高压。
三、大气的水平运动
1.风形成的过程
气压梯度→水平气压梯度力→大气由高压区向低压区水平运动→风
2.风形成的原因
(1)直接原因:
水平气压梯度力。
(2)根本原因:
地表受热不均。
3.三种作用力与风向
(1)图中A是水平气压梯度力,B是摩擦力,C是地转偏向力。
(2)高空风只受A和C的作用,风向与等压线平行;近地面风受A、B、C三种力的作用,风向与等压线之间成一夹角。
【思考】
1.“高处不胜寒”是如何形成的?
提示 地面是近地面大气主要、直接的热源,“高处”距离地面较远,接收到的地面辐射较少。
2.为什么城市上空降水比郊区多一些?
试从热力环流角度分析。
提示 城市人口密集,居民生活、工业生产和交通运输释放大量的废热,导致城市气温高于郊区,空气受热上升,易成云致雨。
3.为什么海上的风力往往比陆地上大?
提示 海上的摩擦力比陆地上小,风所受的阻力小,故海上的风力较陆地上大。
[预习效果自测]
1.航空最佳飞行层是( )
A.对流层B.平流层
C.臭氧层D.高层大气
解析 平流层大气以水平运动为主,气流平稳,大气的能见度好。
答案 B
2.近地面大气增温的直接原因是吸收了( )
A.太阳辐射B.地面辐射
C.大气辐射D.大气逆辐射
解析 大气对太阳短波辐射吸收得较少,而对地面长波辐射吸收得较多,所以地面是近地面大气主要、直接的热源。
答案 B
3.大气运动最简单的形式是( )
A.热力环流B.大气环流
C.季风环流D.风
解析 热力环流是大气运动最简单的形式。
答案 A
4.大气水平运动的原动力是( )
A.水平气压梯度力B.地转偏向力
C.摩擦力D.三力合力
解析 水平气压梯度力是形成风的直接原因,也是大气水平运动的原动力。
答案 A
5.使高空的大气产生水平运动的两个力是( )
①水平气压梯度力 ②地转偏向力 ③摩擦力④离心力
A.①②B.②③
C.①③D.③④
解析 高空风是地转偏向力与水平气压梯度力共同作用的结果。
答案 A
6.同一幅等压线图中,如果a点处等压线比b点处等压线密集,则a点风力与b点比较( )
A.a>bB.a=b
C.a 解析 同一幅等压线图中风力大小看等压线疏密,等压线越密集,水平气压梯度越大,风力越大。 答案 A 探究点一 大气的受热过程 【探究活动】 读“大气对地面的保温作用图”,回答下列问题。 (1)图中字母代表的箭头含义分别是: A______________;B______________;C____________;D________________;G______________;I_______________。 (2)从数量上看,A>D的原因是______________________________________。 图中I的作用是____________________________________________________。 (3)比较晴天与阴天气温日较差的大小并分析,其原因是什么? (4)深秋,我国北方有寒潮活动的地区,农民常在菜地里用生火产生浓烟的方法防止农作物大面积冻害,其主要原因是什么? 答案 (1)太阳辐射 大气吸收的太阳辐射 大气反射、散射的太阳辐射 到达地面的太阳辐射 大气吸收的地面辐射 大气逆辐射 (2)大气的削弱作用 补偿地面损失的热量 (3)晴天日较差大,阴天日较差小。 晴天: 白天大气的削弱作用弱,温度高;夜晚大气逆辐射弱,温度低,温差大。 阴天: 白天大气的削弱作用强,温度较晴天低;晚上大气逆辐射强,温度较晴天高,故温差较晴天小。 (4)浓烟吸收地面辐射,增强大气逆辐射,使降温幅度减小。 【反思归纳】 1.热量在地面与大气之间的传递过程 2.大气对地面保温作用 图示 名称 具体过程 热量来源 Ⅰ 太阳暖大地 太阳辐射到达地面,地面吸收后增温 太阳辐射 Ⅱ 大地暖大气 地面增温后形成地面辐射,大气吸收后增温 地面辐射 Ⅲ 大气还大地 大气增温后形成大气辐射,其中向下的部分称为大气逆辐射,它将大部分热量还给地面 大气辐射 特别提醒 (1)白天大气对太阳辐射的削弱作用和夜晚大气对地面的保温作用,使地面的气温日较差减小。 (2)臭氧能强烈吸收紫外线而使大气增温;水汽和二氧化碳能强烈吸收红外线而使大气增温。 (3)大气逆辐射是始终存在的,且白天气温高时,大气逆辐射强。 【即时巩固】 下图为“地球大气受热过程示意图”。 读图,回答下题。 大气中( ) A.臭氧层遭到破坏,会导致①增加 B.二氧化碳浓度降低,会使②减少 C.可吸入颗粒物增加,会使③增加 D.出现雾霾,会导致④在夜间减少 解析 若臭氧层破坏,臭氧减少,大气吸收的紫外线太阳辐射应减少。 二氧化碳能吸收红外线长波辐射,若浓度降低,吸收的地面辐射会减少,温室效应减弱。 可吸入颗粒物增加可以削弱到达地面的太阳辐射③减少。 雾霾增加大气逆辐射。 答案 B 探究点二 热力环流成因及生活实例 【探究活动】 结合材料,探究下列问题。 材料 电视剧《三国演义》第76集“火熄上方谷”讲述了这样一个故事: 公元234年春,诸葛亮在上方谷设伏兵,安排大将魏延诱敌深入。 当司马懿等人追进上方谷时,山上士兵即投下石块堵塞谷口,同时引燃谷内干柴。 刹那间,上方谷硝烟弥漫,火海一片。 正当司马懿父子以为必死无疑时,天空竟然乌云密布,接着就下起大雨,司马懿感谢苍天保佑,趁机逃脱。 该战十分惨烈,打扫战场时发现四周山顶都覆盖着未烧尽的衣服和草木灰。 诸葛亮叹道: “谋事在人,成事在天。 ”火熄上方谷与热力环流有关,下图为热力环流形成示意图。 (1)近地面受热均匀的情况下,气压在垂直方向上有何分布规律? (2)近地面受热不均的情况下,空气垂直方向上的运动特点以及气压的相应变化是怎样的,请完成下表。 冷热状况 气流运动 气压变化 对应高空气压 受热的地方(A地) 受冷的地方(B、C地) (3)空气在水平的方向上会怎样运动? (4)图示的热力环流形成的过程中,主导性的是垂直运动还是水平运动? 并分析原因。 答案 (1)由于地表受热均匀,水平方向上同一高度压强相等,垂直方向上气压自下而上越来越小。 (2) 冷热状况 气流运动 气压变化 对应高空气压 受热的地方(A地) 上升 变小 变大 受冷的地方(B、C地) 下沉 变大 变小 (3)由高压流向低压。 (4)垂直运动。 近地面受热不均,产生大气的垂直运动(对流),然后产生水平方向上的气压差异,推动空气在水平方向上由高压流向低压,从而形成热力环流。 【反思归纳】 1.热力环流的形成 由于地面冷热不均而形成的空气环流,称为热力环流。 热力环流的形成过程如下图所示: 理解热力环流的形成,关键抓住以下两点关系: (1)温压关系: (结合上图中甲、乙、丙三地图示) (2)风压关系: 水平方向上,风总是从高压吹向低压(如图中①②③④所示)。 2.热力环流的几种常见形式 热力环流是一种常见的自然现象。 海陆热力性质的差异,山谷、山坡的受热不均,人类活动等都可能导致热力环流的形成。 具体分析如下: (1)海陆风 (2)山谷风 (3)城市热岛环流 3.等压面的“高凸低凹”规律 因地面冷热不均,导致同一水平面上出现气压差异,进而等压面发生弯曲,即等压面凸向高空的为高压,下凹的为低压,可形象地记忆为“高凸低凹”,具体如下图所示: 【即时巩固】 下图为甲地所在区域某时刻高空两个等压面P1和P2的空间分布示意图,图中甲、乙两地经度相同。 此时甲地近地面的风向为( ) A.东南风B.西南风 C.东北风D.西北风 解析 高空等压面分布是乙处高,甲处低,则可推知高空气流由乙流向甲,进一步推出近地面由甲流向乙,如图所示: 甲乙两地经度相同,根据纬度可知近地面水平气压梯度力由甲指向乙,由于地转偏向力的影响,北半球向右偏,南风偏转成西南风。 B项正确。 答案 B 探究点三 大气的水平运动 【探究活动】 结合下表材料,探究下列问题。 北半球近地面和高空风向及受力分析比较表 风 受力作用 图示 风向 高空风 受两力作用 (F1、F2) 风向与等压线平行 近地 面风 受三力作用 (F1、F2、F3) 风向与等压线成一夹角 (1)图中F1、F2、F3分别表示影响风向、风速的哪三个作用力? (2)高空风和近地面风与等压线的关系有何不同? 为什么? 答案 (1)F1表示水平气压梯度力,F2表示地转偏向力,F3表示摩擦力。 (2)高空风风向与等压线平行,是在水平气压梯度力和地转偏向力二力平衡下形成的;近地面风与等压线成一夹角,是水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力三力平衡的结果。 【反思归纳】 1.影响风的三种力 风的形成受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力三种力的共同作用,三种作用力的大小、方向和对风速、风向的影响各不相同,具体如下所示: 作用力 方向与风向 大小与风速 水平气压梯度力 始终与等压线垂直,由高压指向低压 等压线越密集,水平气压梯度力越大,风速越大 地转偏向力 始终与风向垂直,北半球使风右偏,南半球使风左偏 大小随纬度升高而增加,赤道为零。 不影响风速 摩擦力 始终与风向相反,使风向与等压线斜交 下垫面越粗糙,摩擦力越大,反之越小。 使风速减小 2.不同情况下风向的特点(以北半球为例) (1)受单一的水平气压梯度力的作用: 风向垂直等压线。 (2)高空大气受水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用: 风向平行于等压线。 (3)近地面大气受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用: 风向与等压线斜交。 3.等压线图中风力和风向的判读 (1)风力的判读 ①同一幅图,等压线越密,水平气压梯度力越大,风力越大;等压线越稀疏,风力越小。 ②不同幅图,单位距离间气压差值越大,水平气压梯度力越大,风力越大;差值越小,风力越小。 (2)风向的确定 第一步: 画出与等压线垂直的水平气压梯度力。 第二步: 确定南北半球。 第三步: 按照地转偏向力“南左北右”的偏转规律近地面画出与水平气压梯度力成30°~45°偏角的风向。 (如下图) 即时巩固 读图,在图中所示的时段内,风向由东南变为东北的城市是( ) 海平面等压线分布图(单位: 百帕) A.台北B.上海 C.首尔D.北京 解析 水平气压梯度力的方向,垂直于等压线由高压指向低压,受地转偏向力的影响,北半球风向右偏,据此可在等压线图上判定风向。 图示时段内台北始终为偏北风;首尔、上海始终为偏南风;北京由东南风变为东北风。 答案 D 某学校地理兴趣小组做了如下实验: 做两个相同规格的玻璃箱(如下图),甲底部放一层土,中午同时把两个玻璃箱放在日光下,15分钟后,同时测玻璃箱里的气温,结果发现底部放土的比没有放土的足足高了3℃。 据此完成1~2题。 1.该实验主要目的是测试( ) A.大气的温室效应 B.大气的热力运动 C.一天中最高气温出现的时刻 D.近地面大气主要、直接的热源 2.甲箱温度比乙箱温度高的原因是( ) A.太阳辐射强弱差异 B.地面辐射强弱差异 C.大气吸热强弱差异 D.大气辐射强弱差异 解析 从该实验可看出,底部有土的玻璃箱里气温高,说明地面辐射的强弱影响气温高低。 地面是近地面大气主要、直接的热源。 答案 1.D 2.B 下图为“北半球某地热力环流模式图”。 读图,回答3~4题。 3.图中甲、乙、丙、丁四地( ) A.甲地气温低于丁地B.丁地气温低于丙地 C.乙地气压高于丙地D.甲地气压低于乙地 4.图中P、P′两点( ) A.风向、风速相同 B.大气受力状况相同 C.地转偏向力方向相反 D.水平气压梯度力方向相反 解析 第3题,结合图示知,近地面甲地为受热地,乙地为受冷地,据此判断相关气温和气压高低。 第4题,结合P、P′两点位置及近地面和高空气压分布知,二者水平气压梯度力方向相反。 答案 3.C 4.D 5.读“北半球某区域等压线(hPa)分布图”,回答下列问题。 (1)图中A、B、C、D四个箭头能正确表示当地风向的是________。 (2)图中①②两处就气压分布而言,①是________,②是________。 (3)图中A处风力较大的原因是______________________________________。 解析 首先根据图中数值判断出①为低压中心,②为高压中心,风向的判断要根据北半球从高压指向低压再向右偏的原则,等压线密集,说明风力大。 答案 (1)C (2)低气压 高气压 (3)等压线密集,表示水平气压梯度力较大 课后作业 一、选择题 读图,完成1~3题。 1.图中所示近地面大气的热量主要来自( ) A.①B.② C.③D.④ 2.白天多云时,气温比晴天低是因为( ) A.①B.② C.③D.④ 3.早春和晚秋,多云的夜晚不会有霜冻,主要起作用的是( ) A.①B.②C.③D.④ 解析 第1题,根据大气的受热过程,可判断出①表示太阳辐射“暖”大地;②表示地面辐射“暖”大气;③表示大气以逆辐射形式“还”大地;④表示大气对太阳辐射的削弱作用。 近地面大气的热量主要来自地面辐射。 第2题,白天多云时,云层厚削弱作用强,使到达地面的太阳辐射减少,气温降低。 第3题,多云的夜晚,会使大气逆辐射增强,减少地面损失的热量,使温度不至于太低。 答案 1.B 2.D 3.C 4.以下四图中,昼夜温差最大的是( ) 解析 白天晴朗时,大气对太阳辐射的削弱作用微弱,气温较高;夜晚晴朗时,大气的保温效应差,地面损失的热量多,气温较低,故昼夜皆晴时温差最大。 答案 C 下图为“北半球某地大气的水平运动等压线示意图”,图中数值①>②>③>④>⑤。 读图完成5~6题。 5.在a、b、c、d四点中风力最大的是( ) A.aB.b C.cD.d 6.b点的风向为( ) A.北风B.西风 C.南风D.西南风 解析 第5题,从图中等压线的分布可知,d处等压线最密,故水平气压梯度力最大,风力也最大。 第6题,b地水平气压梯度力指向东南,在地转偏向力和摩擦力作用下,会形成北风。 答案 5.D 6.A 图中甲、乙两地的纬度相同。 读图完成7~8题。 7.a处气温比近地面气温低,说明( ) A.近地面是大气的主要直接热源 B.太阳辐射是大气的主要直接热源 C.a处大气的散射作用比近地面强 D.a处的太阳辐射比近地面弱 8.b处气温比同纬度平原地区低的主要原因是( ) ①到达b处的太阳辐射少 ②b处的地面辐射弱 ③b处大气吸收的地面辐射少 ④b处大气的保温效果差 A.①②B.③④ C.①④D.②④ 解析 近地面是大气的主要直接热源,所以越往高处气温越低;b地处高原,海拔高,空气稀薄,大气获得的地面辐射少,大气的保温效果差,所以气温比同纬度平原地区低。 答案 7.A 8.B 我国某地为保证葡萄植株安全越冬,采用双层覆膜技术(两层覆膜间留有一定空间),效果显著。 下图中的曲线示意当地寒冷期(12月至次年2月)丰、枯雪年的平均气温日变化和丰、枯雪年的膜内平均温度日变化。 据此完成9~10题。 9.图中表示枯雪年膜内平均温度日变化的曲线是( ) A.①B.② C.③D.④ 10.该地寒冷期( ) A.最低气温高于-16℃ B.气温日变化因积雪状况差异较大 C.膜内温度日变化因积雪状况差异较大 D.膜内温度日变化与气温日变化一致 解析 第9题,材料中提到我国某地为保证葡萄植株安全越冬,采用双层覆膜技术效果显著,说明①②为覆盖地膜的膜内平均温度日变化曲线,排除③④。 又根据枯雪年降水少,昼夜温差较大,丰雪年降水多,昼夜温差小,可进一步判断: ①为丰雪年覆盖地膜的膜内平均温度日变化曲线,②为枯雪年覆盖地膜的膜内平均温度日变化曲线,因此答案选B。 第10题,由图可知,图中的曲线示意当地寒冷期(12月至次年2月)的平均气温日变化,不能确定当地最低气温,因此A错;丰、枯雪年的平均气温日变化(即平均气温变化状况和昼夜温差)大致相同,因此B错;膜内温度日变化丰雪年小于枯雪年,主要是由于丰、枯雪年积雪厚度存在较大差异,因此C正确,D错误。 答案 9.B 10.C 下图示意某区域某月近地面等压线,图中N地气压高于P地。 读图完成11~12题。 11.N地风向为( ) A.东北风B.东南风 C.西北风D.西南风 12.M、N、P、Q四地中,风力最强的是( ) A.M地B.N地 C.P地D.Q地 解析 第11题,由题意可知,P地气压低于N地,则N地的气压梯度力垂直于N处的等压线,由北指向南;根据纬度可确定该地位于北半球,在地转偏向力的影响下,风向右偏,因而N地风向为东北风。 第12题,四地中,Q地等压线最密集。 答案 11.A 12.D 13.地面上不同地区的热量差异会引起空气流动。 下列示意图中符合热力环流原理的是( ) 解析 白天,陆地吸热快,空气上升形成低压,海边吹海风,由海洋吹向陆地,故A图错。 城市中,应是出现上升气流,四周空气流向市区,故C图错。 近地面受热空气上升,形成低压;地面受冷形成高压,空气下沉,故D图错。 夜晚,山坡气温下降快,形成高压,空气由山坡流向谷底。 因此,选B。 答案 B 二、非选择题 14.读“大气对地面的保温作用示意图”,回答下列问题。 (1)将图中①~④所代表的内容写在下面的横线上。 ①________,②________,③________,④________。 (2)对地面有保温作用的序号是________。 (3)由图知,近地面大气吸收的④要多于大气直接吸收的①,这说明了________________________________________________________________。 (4)运用上述示意图,说明非洲撒哈拉沙漠地区昼夜温差大的原因是________________________________________________________________。 解析 解答本题的关键是推出①~④的含义。 结合图示相互关系可知,①是太阳辐射,②是大气辐射,③是大气逆辐射,④是地面辐射。 然后运用教材知识回答即可。 答案 (1)太阳辐射 大气辐射 大气逆辐射 地面辐射 (2)③ (3)地面是近地面大气主要、直接的热源 (4)沙漠地区白天晴朗,大气的削弱作用弱,气温高;夜晚天气晴朗,大气逆辐射作用弱,热量散失的多,所以昼夜温差大 15.阅读图文资料,完成下列要求。 材料一 新疆的博斯腾湖是中国最大的内陆淡水湖,河水补给占入湖水总量的94.8%,蒸发占出湖水总量的60.45%,但蒸发总量有上升的趋势。 湖区水位季节变化很大,但近年有减小的趋势。 湖区内湖陆风现象较显著(湖陆风是在较大水域和陆地之间形成的以24小时为周期的地方性天气现象)。 多年平均数据显示,博斯腾湖夏半年陆风转湖风的时间为上午11~12时,比冬半年提前两小时左右。 材料二 博斯腾湖区域图和湖区湖陆风风速月变化图。 (1)根据材料,找出博斯腾湖湖陆风最弱的季节,并分析原因。 (2)概述夏半年陆风转湖风的时间比冬半年早的原因。 (3)试分析在湖边大规模兴建城市对湖陆风的影响,并说明理由。 解析 第 (1)题,结合图示可直接判断博斯腾湖湖陆风最弱的季节为冬季。 结合冬季博斯腾湖与湖岸的温差及冬季风的影响分析原因。 第 (2)题,结合夏半年陆、湖热力性质差异及温差转变分析原因。 第(3)题,结合城市热岛效应判断影响并分析原因。 答案 (1)冬季。 冬季博斯腾湖水量最小,湖陆热力性质差异最小;冬季湖面结冰,湖陆温差小;冬季太阳高度角小,昼长短,湖区获得的热量少,湖陆温差小;靠近冬季风源地,冬季风强劲,湖陆风不显著。 (2)夏季,日出较冬季早,陆地升温时间早;太阳高度角较冬季大,获得的太阳辐射量多,陆地升温快;湖泊水量较冬季大,湖面升温慢,所以陆风转湖风时间早。 (3)使湖风加强,陆风减弱。 由于城市的热岛效应,白天增大了湖陆之间的温差,使湖风加强;晚上减弱了湖陆之间的温差,使陆风减弱。
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