2020-2021学年高一新教材地理湘教版必修第一册学案：第1章第3节　地球的圈层结构

2020-2021学年高一新教材地理湘教版必修第一册学案：第1章第3节　地球的圈层结构

www.ks5u.com 第三节　地球的圈层结构 ‎【热点链接】　据中国地震台网中心测定，北京时间‎2020年1月6日2时0分，河南省南阳市新野县发生2.1级地震。河南省地震局回应称，这是中国地震局地球物理勘探中心为了开展河南省地震构造探查项目而进行的一次人工地震施工作业。开展人工地震的主要目的是什么？‎ 提示　通过地震波的反馈，认识地球内部结构；了解地震构造，认知地震活动。‎ 课程标准 学业质量标准 核心素养定位 运用示意图，说明地球的圈层结构。‎ 水平1：根据资料，说出地震波的含义和地球圈层结构的名称。‎ 水平2：根据资料，说明地球内部圈层的划分依据，地震波的分类和特征。‎ 水平3：根据图表资料，描述地球内部圈层和外部圈层的主要特点及其联系。‎ 水平4：根据图表资料，探讨地球圈层结构与人类活动的关系。‎ 人地协调观：通过认识地球圈层结构，树立关爱地球，保护地球的理念。‎ 综合思维：分析地震波与地球内部圈层的关系，说明地球圈层结构的特点。‎ 区域认知：地壳分布的地区差异。‎ 地理实践力：查找某次地震资料，说明其与地球圈层结构的关系。‎ 一　　地震和地震波 ‎1.地震 ‎(1)概念：地震是地壳快速释放能量过程中造成的地面震动。‎ ‎(2)地震构造 图中A是震中，B是震源，D线是等震线，AB之间的垂直距离为震源深度，AC之间的直线距离为震中距。‎ ‎2．衡量地震的指标 ‎(1)震级：地震的大小用震级表示。地震释放的能量越大，震级越高。一次地震只有一个震级。‎ ‎(2)烈度：地震对地表和建筑物等破坏强弱的程度，用烈度表示。一次地震，可以有多个烈度。‎ ‎3．地震波 ‎(1)概念：地震的能量以波动的方式向外传播，形成地震波。‎ ‎(2)分类：地震波有纵波(P波)和横波(S波)之分。‎ ‎(3)传播特性：纵波传播速度较快，在固体、液体和气体中均能传播；横波的传播速度较慢，只能在固体中传播。‎ ‎(4)传播共性：地震波在不同介质中的传播速度不同；地震波经过不同介质的界面时，还会发生反射和折射现象。‎ ‎1.判断正误。‎ ‎(1)地震的能量以波动的方式向外传播，形成地震波。(√)‎ ‎(2)地震波在不同介质中传播速度相同。(×)‎ ‎2．关于地震波的表述，正确的是(　　)‎ A．S波的传播速度较快 B．P波可以通过固体、液体传播 C．只有纵波的传播速度随着所通过物质的性质而变化 D．纵波只能通过固体传播 答案　B 解析　S波(横波)的传播速度较慢，只能在固体中传播；P波(纵波)传播速度较快，在固体、液体和气体中均能传播。‎ ‎3．地震发生时，位于震中的人有什么感觉？‎ 提示　当地震发生时，纵波传播速度快，先到达地面，引起震中地面上下跳动，人先感觉到上下颠簸；横波传播速度慢，后到达地面，引起震中地面左右晃动，人后感觉到左右、前后摇晃。‎ 二　　地球的内部圈层 ‎1．划分依据：地震波传播速度的变化。‎ ‎2．圈层界面(不连续面)：D莫霍面、F古登堡面。‎ ‎3．三个圈层 ‎(1)C地壳 ‎①范围：地面以下，莫霍面以上的固体外壳。‎ ‎②厚度：平均厚度为17千米。大陆地壳平均厚度为39～41千米，大洋地壳平均厚度为5～10千米。‎ ‎③分层：上层为硅铝层，密度相对较小，在大洋底部非常罕见 ‎，即使有也非常薄；下层为硅镁层，密度相对较大，连续。‎ ‎(2)E地幔 ‎①范围：地球内部介于地壳和地核之间，即莫霍面与古登堡面之间的圈层，深度从地壳底界到2_900千米。‎ ‎②分层：可分为上地幔和下地幔。‎ ‎③岩石圈：地壳和上地幔顶部(软流层以上)的合称。‎ ‎(3)地核 ‎①范围：地球的核心部分，即古登堡面所包围的球体。‎ ‎②物质组成：极高温度和高压状态下的铁和镍。‎ ‎③分层：G外核：高压和高温下呈液态或熔融状态；H内核：一般认为呈固态。‎ ‎1.判断正误。‎ ‎(1)地壳厚度处处相等。(×)‎ ‎(2)火山口喷发出的炽热岩浆一般来源于地壳。(×)‎ ‎2．科学家“透视”地球内部结构的依据是(　　)‎ A．地震波波速的变化 B．物质相态的变化 C．化学元素分布的变化 D．物质密度的变化 答案　A 解析　科学家通过对地震波速度的研究，把地球内部划分为三个圈层。‎ ‎3．地壳和岩石圈有什么区别？‎ 提示　虽然岩石圈和地壳都由坚硬的岩石组成，但其范围不同，岩石圈不仅包括全部地壳，还包括上地幔的顶部(软流层以上的部分)。‎ 三　　地球的外部圈层 外部圈层 概况 A大气圈 包裹地球的气体层 C水圈 由液态水、固态水和气态水组成。陆地水与人类社会的关系最为密切，它主要可分为地表水和地下水 B生物圈 地球上所有生物及其生存环境的总称，渗透于大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部 ‎1.判断正误。‎ ‎(1)水圈都分布在海平面以下。(×)‎ ‎(2)生物圈是自然地理系统中最活跃的圈层。(√)‎ ‎2．下列有关地球外部圈层的说法，不正确的是(　　)‎ A．大气圈是地球生命生存的基础条件之一 B．水圈是一个不断循环的圈层 C．生物圈是广泛分布于地壳、大气圈和水圈中的圈层 D．地球的外部圈层之间关系密切，但和地球的内部圈层之间没有联系 答案　D 解析　地球的外部圈层之间相互联系、相互制约，形成人类赖以生存的自然环境，和岩石圈的关系也非常密切。‎ ‎3．地球的各圈层是相互独立的吗？‎ 提示　不是。大气圈、水圈、岩石圈和生物圈都处在不断地运动和变化之中，各圈层之间相互渗透、相互影响，共同组成人类赖以生存和发展的自然环境。‎ 主题探究　地震和地震波 在人类还没有完全掌握地震预测手段之前，用地震波预警争取时间，将是当前减少地震伤亡的主攻方向。地震预警是在地震发生之后，在地震波到达受害地表、造成破坏之前发出警报。‎ 地震波在介质改变时会有不同的传递速度，并在交界面上产生折射、反射等行为，这些特性被用来了解地球的内部构造。‎ 据此探究下列问题：‎ ‎(1)地震预警是依据什么进行的？‎ ‎(2)地震波有哪些类型？它们的传播特性有何不同？‎ ‎(3)目前人类已经能够利用地震波来探测地下矿产资源，请你说出其中的原理。当地震波经过含石油资源的地层时，横波和纵波的波速会发生怎样的变化？‎ ‎[成果展示]　(1)地震波。‎ ‎(2)纵波和横波。纵波传播速度较快，在固体、液体和气体中均能传播；横波的传播速度较慢，只能在固体中传播。‎ ‎(3)我们根据地震波的特点(纵波和横波的传播速度，都随着所通过物质的性质而变化)在进行地质勘探时，如果探测到地震波传播速度发生了变化，就可以反推地下物质组成等发生了变化，进而确定某地的地下是否存在矿产资源，存在哪种矿产资源，并进一步估算矿产资源的数量。因为地下石油以液体状态存在，所以当地震波经过含石油资源的地层时，横波消失，纵波传播速度下降。‎ ‎1．地震 ‎(1)衡量地震的主要指标 指标 主要影响因素 震级 地壳运动 烈度 震级越高，烈度越大 震源深度越浅，烈度越大 震中距越大，烈度越小 地质条件越稳定，烈度越小 建筑质量越好，烈度越小 ‎(2)分布：板块交界处是地震多发区 ‎(3)危害 主要危害 生产 破坏管道、道路、通信等基础设施 生活 破坏房屋建筑，危害生命、身体健康和心理健康 环境 破坏资源环境和生态系统 ‎2．地震波 项目 地震波 概念 地震的能量以波动的方式向外传播 性质 能量波 地球内能以波的形式向四周传播 弹性波 以波的形式传播的岩石弹性震动 分类 横波(S波)‎ 波动方向与传播方向垂直 纵波(P波)‎ 波动方向与传播方向一致 传播 特性 纵波传播速度较快，在固体、液体和气体中均能传播；横波的传播速度较慢，只能在固体中传播 共性 传播速度随通过物质的性质而变化；经过不同介质的界面时，都会发生反射和折射现象 意义 ‎①研究地球内部圈层的结构和状态，划分内部圈层；②研究地震的能量和划分 读某地地震波速度随深度的变化图，完成(1)～(2)题。‎ ‎(1)图中曲线代表的地震波是(　　)‎ A．横波 B．纵波 C．横波和纵波 D．无法判断 ‎(2)某地地下30千米处发生地震，这时地面上的人、附近不远处的飞鸟和池塘中的游鱼，都会感到(　　)‎ A．先上下颠簸，后前后左右摇晃 B．先前后左右摇晃，后上下颠簸 C．纵波，上下颠簸 D．横波，前后左右摇晃 ‎[科学思维]　地震和地震波的分析思路 类题透析 思路点拨 地震波 地震波分为横波和纵波，其中横波波速较慢、纵波波速较快。‎ 图中地震波速度较慢，为横波。‎ 横波只能在固体中传播，使物体左右摇晃；纵波在固体、液体、气体中都可以传播，使物体上下颠簸。‎ 地面上的人可感受到的地震波为横波和纵波 ‎；附近不远处的飞鸟和池塘中的游鱼可感受到的地震波为纵波。‎ ‎[答案]　(1)A　(2)C 主题探究　地球的内部圈层 北京时间‎2020年3月25日10时49分在千岛群岛(48.93°N,157.74°E)发生7.5级地震，震源深度‎30千米。下图为地震位置示意图。‎ 据此探究下列问题：‎ ‎(1)此次地震震源可能位于地球内部圈层的哪一层？请说明判断依据。‎ ‎(2)地震发生后，堪察加半岛的居民看到地面物体晃动的先后顺序是什么？‎ ‎(3)地震发生后，正在附近海域航行的轮船上的人感受到的晃动是怎样的？为什么？‎ ‎[成果展示]　(1)地幔。地壳平均厚度约17千米，大洋地壳较薄，平均厚度为5～10千米。该地位于海洋上，此次地震震源深度为30千米，故震源可能位于地幔。‎ ‎(2)先上下颠簸，后水平晃动。‎ ‎(3)只能感受到上下颠簸。横波只能通过固体传播，纵波可以通过固体、液体和气体传播，故只能感受到纵波的影响，不能感受到横波的影响。‎ ‎1．地球内部圈层的划分 以莫霍面和古登堡面为界，可以将地球内部划分为地壳、地幔和地核三个圈层。‎ ‎2．地球内部各圈层的特点 圈层名称 分界面 深度 ‎(km)‎ 主要组 成物质 物质 形态 特征 地壳 岩石 固态 由岩石组成的坚硬外壳，厚度不均，大洋部分薄，大陆部分厚 地幔 上地 幔 铁、镁的硅 酸盐类 固态 上部存在一个软流层 下地 幔 ‎2 900‎ 温度、压力、密度 均增大 地核 外核 以铁、镍为主，含有少量较轻元素 液态或熔 融状态 横波不能通过 内核 固态 温度很高，密度、压力都很大 ‎3．地壳与岩石圈的区别和联系 厚度 范围 联系 示意图 地 壳 平均17‎ 千米　‎ 地表至 莫霍面 岩石圈不仅包含地壳而且还包含上地幔顶部(软流层以上)部分 岩石圈 ‎70～100‎ 千米　‎ 地表至 软流层 下图是地球圈层结构示意图，①②③④依次代表地壳、上地幔、下地幔和地核。完成(1)～(2)题。‎ ‎(1)莫霍面位于(　　)‎ A．①和②之间 B．②和③之间 C．③和④之间 D．大气圈和①之间 ‎(2)地壳厚度的变化规律是(　　)‎ A．地壳厚度变化均一 B．洋壳较厚，陆壳较薄 C．陆壳较厚，洋壳较薄 D．地壳厚度与海拔高低呈负相关 ‎[科学思维]　地球内部圈层特点的判断方法 类题透析 思路点拨 地球内部圈层特点 莫霍面位于地壳和地幔之间。‎ ‎①为地壳，②为地幔。‎ 地壳厚度的变化规律：陆壳较厚，洋壳 较薄；地壳厚度与海拔高低呈正相关。‎ 地壳厚度与海拔高低呈正相关。‎ ‎[答案]　(1)A　(2)C 主题探究　地球的外部圈层 ‎2020年4月10日‎，印度尼西亚喀拉喀托火山爆发，喷发出高达1 000英尺的蒸汽柱。图一为喀拉喀托火山喷发景观图，图二为地球外部圈层示意图。‎ 据此探究下列问题：‎ ‎(1)火山喷发形成的蒸汽柱联系的地球圈层是什么？‎ ‎(2)火山喷发物进入大气后，会形成火山灰，指出火山灰在地球圈层结构中的物质迁移顺序。‎ ‎(3)在图二的适当位置标出地球的外部圈层。‎ ‎(4)有人说，生物圈是地球上所有生物的总称；也有人说，生物圈是地球上生物及其生存环境的总称。对此，你的理解是什么？‎ ‎[成果展示]　(1)岩石圈和大气圈。‎ ‎(2)大气圈→水圈、生物圈→岩石圈。‎ ‎(3)见下图。‎ ‎(4)生物圈有广义和狭义之分，广义的生物圈包括生物及其生存环境，狭义的生物圈仅指生物本身。‎ 地球外部圈层 地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈等，这些圈层之间相互联系、相互制约，形成人类赖以生存和发展的自然环境。各外部圈层的概况、特点见下表：‎ 外部圈层 概念 组成 其他 大气圈 包围着地球的气体层 气体和悬浮物，主要成分是氮和氧 它是地球自然环境的重要组成部分 水圈 由各种水体组成的外部圈层 地表水、地下水、大气水、生物水等 连续但不规则的圈层，且处于不间断地循环运动之中 生物圈 地球表层生物及其生存环境的总称　‎ 生物及其生存环境 生物圈与大气圈、水圈和岩石圈相互渗透、相互影响，是最活跃的圈层 读下图，完成(1)～(2)题。‎ ‎(1)图中地理事物，属于水圈的是(　　)‎ A．湖水与雪 B．草原和森林 C．雪山与湖泊 D．雪与森林 ‎(2)图中“湖泊”涉及到的圈层主要有(　　)‎ ‎①生物圈　②水圈　③岩石圈　④大气圈 A．①②③ B．②③④ ‎ C．①③④ D．①②④‎ ‎[科学思维]　地球外部圈层及地球圈层联系分析思路 类题透析 思路点拨 外部圈 层的 组成 外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈。水圈由水体组成。‎ 湖水与雪属于水圈；草原与森林属于生物圈；雪山包括雪和山，分别属于水圈、岩石圈。‎ 圈层的 联系 地球圈层不是独立存在的，而是与其他圈层相互联系的。‎ 湖泊属于水圈；湖泊中有生物，涉及到生物圈；湖泊的边缘主要是由岩石组成的，涉及到岩石圈。‎ ‎ [答案]　(1)A　(2)A 教材活动巧点拨 ‎[教材第23页探究]‎ 思路点拨　1.略。‎ ‎2．地震波在不同介质中传播速度不同，科学家通过对地震波传播速度的研究，来探测地球的内部结构。‎ ‎[教材第27页活动]‎ 思路点拨　1.‎ 圈层名称 界面 地震波传播特点 圈层特点 地壳 ‎(莫霍面)‎ ‎(古登堡面)‎ 传播速度比较均匀 呈固态，由岩石组成；厚度不均；由90多种化学元素组成 地幔 传播速度增加 呈固态，由含铁、镁的硅酸盐类物质组成 地核 横波消失，纵波传播速度下降 由铁和镍组成，外核呈液态或熔融状态，内核呈固态 ‎2．相同点：煮熟的鸡蛋切开后呈现出蛋壳、蛋白、蛋黄三个圈层，它们分别相当于地球的三个内部圈层——地壳、地幔、地核，且厚度都是由外向内增加。不同点：地球内部圈层划分更为复杂，地幔又可划分为上地幔和下地幔，在上地幔上部还存在一个软流层；地核又可分为内核和外核；另外，它们的物质状态也不相同，煮熟的鸡蛋全部呈现为固态，而地球的地壳、地幔和内核为固态，外核的物质则为液态或熔融状态。‎ ‎[教材第28页活动]‎ 思路点拨　1.(1)地震预警并不等同于地震预报。地震预报是指对尚未发生、但有可能发生的地震进行事先通知；地震预警则是指破坏性地震已经发生、抢在地震波传播到设防地区前，向设防地区提前几秒至数十秒发出的快速警报，以减小当地的损失。‎ ‎(2)地震预警的主要意义在于为人们避险提供更多的时间，以减少伤亡损失。‎ ‎(3)合作探究避震方法。‎ ‎(4)本实践活动旨在使学生掌握应急避震的正确方法，提高应急反应能力。‎ ‎2．通过绘图以及合作学习，可以帮助学生建立地理空间概念，培养学生把所学知识形象化、条理化及空间的想象力。‎ 核心素养速提升 素养提升1　区域认知 读我国大陆部分地区地壳等厚度线图，完成1～3题。‎ ‎1．图示地区的地壳厚度变化趋势大体为(　　)‎ A．由东向西逐渐增大 B．由北向南逐渐增大 C．由西向东逐渐增大 D．由南向北逐渐增大 答案　A 解析　读图可知，由东向西地壳厚度逐渐增大。‎ ‎2．下列关于地壳厚度的说法，正确的是(　　)‎ A．地壳厚度比地幔厚度略小 B．地壳厚度地区差异较小 C．大洋地壳平均厚度较大陆小 D．高原地壳平均厚度比平原小 答案　C 解析　大陆地壳平均厚度为39～41千米，远小于地幔厚度；大洋地壳平均厚度小于大陆地壳平均厚度，高原地壳平均厚度比平原地壳平均厚度大；地壳厚度地区差异较大。‎ ‎3．若绘制地壳厚度剖面图，其0千米为(　　)‎ A．海平面 B．岩石圈底部 C．莫霍面 D．软流层中部 答案　C 解析　地球内部圈层自上而下可分为地壳—地幔—地核。莫霍面是地壳和地幔的分界线，故地壳‎0千米在莫霍面处，C项正确。‎ 素养提升2　人地协调观和综合思维 读图，完成1～2题。‎ ‎1．构成该警示语的主题要素所处的圈层是(　　)‎ A．生物圈 B．水圈 ‎ C．大气圈 D．地壳 答案　B 解析　该警示语的主题是池塘水深，属于水圈。‎ ‎2．警示牌中“问渠那得清如许，为有源头活水来”，充分说明了(　　)‎ A．图中各圈层是连续而不规则的，都相互联系 B．图中的各圈层之间存在着物质迁移和能量转化 C．图中的各圈层是独立发展变化、互不联系的 D．图中各圈层的物质运动的能量来自太阳辐射能 答案　B 解析　“问渠那得清如许，为有源头活水来”设问的主题为“为什么方塘的水会如此清澈”，答案为“由于有永不枯竭的源头为它源源不断地输送活水”，这说明各圈层之间存在着物质迁移和能量转化。‎ 素养提升3　地理实践力 ‎1．制作地球内部圈层模型。‎ ‎2．在校园中寻找相关地理要素，判断其所属的圈层结构。‎ ‎3．调查最新重大地震资料，判断其与地球圈层结构的关系。‎