高中地理《地球的结构》导学案

第四节 地球的结构
[学习目标] 1.了解地震波的传播特征及其在划分地球内部圈层方面的应用。

2.掌握地球内部圈层的划分及其特征。

3.了解地球外部圈层的组成和特征。

[自主梳理]
一、地球的内部圈层
1．地震波
(1)分类⎩⎪⎨⎪⎧
甲：横波，只能在固体中传播乙：纵波，能在固体、液体中传播 (2)速度：乙波的传播速度高于甲波。

(3)性质：地震波在不同的介质中传播的速度不同；地震波经过不同介质的界面时，还会发生反射和折射现象。

(4)应用：“透视”地球内部的结构。

2．地球的内部圈层
(1)A ：地壳。

①范围：地球表面以下、a 莫霍面以上的固体外壳。

②厚度：平均厚度约17千米，大陆部分平均厚度约33千米，海洋部分平均厚度约6千米。

③分层⎩⎪⎨⎪⎧ 上层：硅铝层，密度相对小些，不连续下层：硅镁层，密度相对大些，连续 (2)B ：地幔。

①范围：介于地壳和地核之间，即莫霍面与b 古登堡面之间的圈层。

②岩石圈：地壳和上地幔顶部(软流层以上)的合称，平均厚度100～110千米。

(3)C ：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⎩⎪⎨⎪⎧
C 1外核：高温、高压下呈液态或熔融状态C 2内核：一般认为呈固态
二、地球的外部圈层
[思考问题]
1．2013年4月20日芦山县发生大地震时，芦山县城中街道上的行人与附近河流中行船上的人的震动感觉是否一样？为什么？
提示：不一样。

处于街道上的行人首先感到地面上下颠簸，然后左右晃动，因为陆地上纵波、横波都能通过，且纵波传播速度比横波快；处于行船上的人只能感到上下颠簸，因为水为液体，只有纵波能通过。

2．岩石圈是否就是我们平时所说的地壳？
提示：不是。

岩石圈包括地壳和上地幔顶部(软流层以上)两部分。

3．生物圈作为外部圈层，有何特殊性？
提示：(1)生物圈有生命存在；(2)与其他圈层交错，没有明确界线；
(3)包括地球表层生物和其生存环境，是地球上最大的生态系统。

考点地球内部圈层的划分和特征
[课堂实录]
上天容易，入地无门。

探索地球内部圈层一直是人类关注的焦点。

探索地球内部圈层最直观的方法就是进入地球内部观察，虽然这在目前的科技水平下是不可行的，但我们可以假设进入地球内部观察。

在进入地球内部观察时，同样需要从其物质组成、压力、温度等物理性状去分析。

假如你乘坐一辆既能耐高温高压，又能穿透坚硬岩石的微型汽车，正进行一次穿越地心的科学探险活动。

汽车上的车载仪表记录下了沿途经过地区的温度和压力变化情况。

请根据上述情境，探究下列问题。

(1)请从所经过圈层的温度和压力变化情况、各圈层的物质状态、各圈层的大致厚度等几个方面简单描述沿途的见闻。

(2)根据科学探险活动中所收集到的资料，绘出地球内部结构剖面示意图。

(3)科学技术发展到今天，人类上天容易，但入地仍然很难。

除基础知识中所介绍的利用地震波来间接认识地球内部结构以外，你能想出认识地球内部结构的其他办法吗？
提示：分析该问题需结合所学的地理原理——地球内部圈层的特点。

第(1)题，根据材料可知，我们能顺利地进入到地球内部，那么我们的所见所闻就是验证地球内部各圈层特点的真实性。

第(2)题，在绘制地球内部结构示意图时，应通过相关坐标分清各圈层的厚度及其界面。

第(3)题，要求我们大胆想象，合理地推导出其他认识地球内部圈层的方法。

答案：(1)从地表到地心，温度和压力呈现递增趋势。

地壳为固体，
平均厚度约6千米，大陆部分平均厚度约33千米，高山、高原地区(如青藏高原)地壳厚度可达60～70千米；海洋平均厚度约6千米；地幔呈固态，平均厚度约2800多千米；地核外核呈液态或熔融状态，内核呈固态，平均厚度为3400多千米。

(2)可参考下图：
(3)展开合理想象即可。

例如，利用穿透性强的X光照射地球；打一个钻井直通地球的另一端；研究喷出来的岩浆等。

[知识精讲]
地球内部依据地震波的传播速度分为地壳、地幔、地核三部分，但每部分又各具特征，具体分析如下：
(2)化繁为简、化难为易的四个比方
①通过地震波间接了解地球内部的知识，就像运用X光线或B
超、CT等了解人体内部。

②地球内部的不连续面使地震波的传播速度发生变化，就像将一支筷子放在盛有半碗水的碗里，看见水面处筷子好像被折断了。

③地壳的厚度不均，陆地地壳厚，海洋地壳薄，就好像建房子，高楼必须挖深地基一样。

④地球内部的圈层结构就像煮熟的鸡蛋一样，有蛋壳(地壳)、蛋白(地幔)和蛋黄(地核)。

[题组演练]
1．下图为“地球圈层结构示意图”，读图回答(1)～(2)题。

(1)图中数码所代表的地球圈层正确的有()
A．①为地壳B．②为岩石圈
C．③为软流层D．④为下地幔
(2)下列有关地球圈层特点的叙述，正确的有()
A．②③层均由坚硬岩石组成
B．②圈层的厚度陆地较海洋大
C．③圈层横波不能穿过
D．④圈层的物质状态为固体
[解析]以地球圈层结构示意图为背景材料，考查地球内部和外部圈层的分布和特点。

图中①为大气圈，②为地壳，③为软流层，④为外核，⑤为内核。

外核(④层)的主要成分虽以铁、镍为主，但却是液态，③层横波能穿过。

[答案](1)C(2)B
考点地球的外部圈层
[课堂实录]
读“秀丽的黄果树瀑布景观图”，感受地球的外部圈层，探究下列问题。

(1)该图景观体现出的地球圈层有哪些？
(2)该景观的形成过程充分说明地球外部圈层之间的什么关系。

(3)为什么说水圈是一个连续的不规则圈层？
(4)生物圈就是指地球上所有的生物吗？为什么？
答案：(1)景观图中涉及的圈层有水圈、生物圈、岩石圈、大气圈。

(2)该瀑布的形成说明地球的圈层之间是相互联系，相互影响的，它们之间不断进行着物质迁移与能量的转化。

其所需能量主要来自三个方面，分别是地球内能、重力能、太阳辐射能。

(3)水圈由固、液、气三态水共同组成，按存在的位置和状态分为海洋水、陆地水、大气水和生物水，水圈没有一个完整的形状，因此说它是不规则的；地球上的各种水体又通过自然界物质的循环相互联
系、相互转化，所以说水圈又是连续的。

(4)不是。

生物圈不仅包括地球上所有的生物，还包括它们赖以生存的环境因素(如大气、水、土壤、岩石、阳光等)。

[知识精讲]
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：
[题组演练]
2．读“地球圈层构造示意图”，完成下列问题。

(1)图中所示的圈层A、B、C分别是()
A．水圈、生物圈、岩石圈
B．生物圈、岩石圈、水圈
C．岩石圈、水圈、生物圈
D．生物圈、水圈、岩石圈
(2)A圈层不同于其他圈层的特点是()
①只有A圈层具有生命存在的条件②不单独占有空间，渗透于其他圈层之中③占有独立空间，厚度约为300米④地球上非常活跃的特殊圈层
A．①②B．②③
C．③④D．②④
[解析]以简略地球圈层示意图为切入点，考查有关外部圈层的相关知识。

第(1)题，B层位于大气圈以下，应是水圈；A层渗透于其他圈层中应是生物圈。

第(2)题，生物圈不单独占有空间，生物圈是地球上最活跃的特殊圈层。

[答案](1)D(2)D
课题⊳地震波传播速度和距离地表深度的关系图的判读
结合图形分析，请填写：
(1)__________(2)__________(3)__________
(4)__________(5)__________
析图过程揭秘
1．提取信息
①地震波的类型；②两个界面；③地球内部圈层的结构。

2．判读方法
(1)看波速大小。

在地球表面，纵波速度大约为8～9千米/秒，横波速度大约为4～5千米/秒，纵波速度总比横波快。

(2)看波速变化。

纵波能在固体、液体中传播，横波只能在固体中传播。

在地下(陆地部分)平均33千米处，纵、横波速度都明显加快，至2 900千米处，横波速度增加至约7千米/秒，纵波速度增加至约13千米/秒。

之后横波完全消失，纵波速度突然下降至约8千米/秒，说明经过的介质发生了变化。

3．获取答案(1)快(2)固体(3)莫霍面(4)古登堡面(5)地核、地幔、地壳
时间：40分钟满分：100分
(选择题每小题4分，共56分；综合题共44分。

)
固本训练
地震波是人类所利用的研究地球内部的主要方式，据此回答1～2题。

1．据有关的证据说明，地球内部圈层中物质为液态的是() A．上地幔B．下地幔
C．地壳D．外核
答案D
解析横波在古登堡界面处消失，由此可确定，外核物质为液态。

2．地震波中横波(S)和纵波(P)的传播速度在莫霍界面处发生的明显变化是()
A．S波、P波都明显增加
B．S波完全消失，P波突然下降
C．S波、P波都明显下降
D．S波突然下降，P波完全消失
答案A
解析此题考查考生的知识记忆能力，为识记内容。

地震波通过莫霍面后横波和纵波的传播速度均变快。

下图为我国某地区莫霍面等深线示意图(单位：千米)，甲为省会城市。

据图回答3～4题。

3．下列有关莫霍面的描述，最为准确的是()
A．西高东低B．中间高、南北低
C．中间深、东西浅D．西深东浅
答案D
解析从图中莫霍面等深线分布规律可以看出西部深、东部浅，故D选项正确。

4．34°N附近等深线向东凸出，能够体现()
A．谷地的分布B．河流流向
C．山地的延伸D．高原的分布
答案C
解析根据等值线“凸低为高”的规律可知，图中34°N附近等深线向东凸出，即向低值凸出，说明34°N附近等深线数值比南北两侧大，能够体现出山地的延伸。

冰岛是欧洲第二大岛，全岛11.5%的面积被冰川覆盖，但冰岛是世界上地热资源最丰富的国家，85%的冰岛人口利用地热取暖。

据此完成5～6题。

5．地热是来自地球内部的一种能量资源，一般认为它主要是地球内部熔岩的热量向地表传递产生的，这些熔岩主要分布在() A．地壳B．上地幔
C．下地幔D．地核
答案B
解析地下岩浆主要位于上地幔上部的软流层中。

6．有关熔岩所在圈层与地壳间界面的说法，正确的是()
A．该界面为古登堡面
B．该界面处只有地震波的纵波能够穿过
C．该界面的地下深度在海洋上较大
D．地震波在该界面附近的传播速度明显增加
答案D
解析地幔与地壳之间的界面为莫霍面，两种地震波均能在该界面通过。

地震波由该界面向下传播时速度明显加快。

由于大陆地壳较厚，因此该界面的地下深度在大陆部分较大。

浅层地能主要指地球浅层地表数百米内的土壤砂石和地下水所蕴藏的低温热能。

据专家测量，我国近百米内的土壤每年可采集的低温能量达1.5万亿千瓦，是我国目前发电装机容量4亿千瓦的3 750倍，而百米内地下水每年可采集的低温能量也有2亿千瓦。

由于储量大，分布普遍，被喻为“绿色聚宝盆”。

据此完成7～8题。

7．浅层地能存在的内部圈层是()
A．地壳B．地幔
C．地核D．软流层
答案A
解析浅层地能主要存在于地表数百米内，在陆地地壳的平均深度范围内。

8．浅层地能的主要来源最可能是()
A．太阳辐射B．地面辐射
C．大气辐射D．地球内部
答案A
解析浅层地能埋藏浅，主要来自于地球外部的太阳辐射能，少量来自地球内部。

9．读“地球的外部圈层示意图”，回答问题。

(20分)
(1)在图中填出下列内容。

(4分)
A．地壳B．水圈
C．大气圈D．生物圈
(2)从图中可以看出，四大圈层尽管组成物质、分布空间不同，但它们都是以________为共同球心的圈层。

(2分)
(3)2013年H7N9禽流感，主要在________圈传播。

2013年4月20日芦山地震发生在________圈，2011年3月11日日本本州岛发生里氏9.0级地震，引发的海啸主要发生在________圈。

(6分)
(4)据图分析地壳厚度有什么特点？具体表现是什么？(8分)
答案(1)略(2)地心(3)生物岩石水
(4)全球的地壳厚度是不均匀的。

大陆地壳较厚大洋地壳较薄。

大陆地壳平均厚33千米，高原和高山地区的地壳更厚，可达60～70千米；大洋地壳较薄，平均只有6千米。

解析地球的各圈层都以地心为共同的球心。

流感主要是在生物圈中传播，地震发生在岩石圈中，海啸发生在水圈之中。

地壳厚度具有不均匀的特点，大陆部分较厚，海洋较薄。

提升训练
2016年1月4日，北京时间7时5分，印度洋发生里氏6.5级地震，震源深度60千米。

据此回答10～12题。

10．这次地震的震源深度为60千米左右，岩层的断裂处位于()
A．地壳中B．上地幔中
C．下地幔中D．地核中
答案B
解析大陆地壳平均只有33千米，大洋地壳更薄，平均只有6千米，而本次地震震源深度60千米，故岩层的断裂处在上地幔中。

11．地震发生时，拉萨市不少市民从睡梦中惊醒，他们会感觉到()
A．左右摇晃B．先摇晃后颠簸
C．先颠簸后摇晃D．上下颠簸
答案C
解析由于纵波传播速度较横波快，故人们会感觉到先上下颠簸，后左右摇晃。

12．地震波在地球内部不同介质中的传播情况不同，科学家可以利用地震波()
A．寻找地震中的幸存者
B．探寻海底石油、天然气等
C．准确预报地震
D．研究地核的物质组成
答案B
解析横波不能在液态或气态物质中传播，据此可以探寻海底石油、天然气等。

读地球圈层结构示意图(部分)，完成13～15题。

13．人类赖以生存的地理环境的空间范围最接近于()
A．生物圈B．水圈
C．①圈层D．②圈层
答案A
解析人类赖以生存的地理环境位于地表附近，最接近生物圈。

14．有关图中地球圈层特点的叙述，正确的是()
A．水圈都分布在海平面以下
B．生物圈孕育于其他圈层中
C．①圈层温度随高度增加而递减
D．②圈层中硅镁层在大洋洋底缺失
答案B
解析生物圈是一个跨圈层的圈层，其界线不像其他圈层那样分明。

15．有关岩石圈的叙述，正确的是()
A．岩石圈属于地壳的一部分，是由岩石构成的
B．岩石圈属于上地幔的一部分
C．岩石圈与生物圈关系密切
D．岩石圈的上部是软流层
答案C
解析岩石圈包括地壳及软流层以上的地幔部分，主要由岩石组成；岩石圈的土壤层是生物生存的主要场所，所以岩石圈与生物圈关系密切。

16．到目前为止，关于地球内部的知识主要来自对地震波的研究。

读“地球内部圈层示意图”，回答下列问题。

(24分)
(1)填出图中数码代表的地理事物名称：
①________，②________，③________。

(6分)
(2)图中④代表圈层物质的形态是________。

(2分)
(3)根据地震波在地球内部的传播速度变化情况分析说明，在地震时人们为什么首先感到的是上下颠簸，接着是前后左右摇晃？(8分)
(4)我们还可以通过哪些方式来获取地球内部的信息？(8分)
答案(1)地壳岩石圈地幔(2)液态
(3)由于纵波传播的速度较快，先到达地面，引起地面上下颠簸；横波传播的速度较慢，在纵波之后到达地面，引起地面左右晃动。

所以当地震发生时，人们首先感到上下颠簸，然后才是左右摇晃。

(4)除了地震波外，还可以从火山喷发出来的物质、钻探得到的岩芯、岩屑、岩层中的流体，以及进行地球物理钻探和在钻孔中安放仪器进行长期观测等方式获取地球内部的信息。

解析第(1)题，主要是从地球内部三个圈层的划分及岩石圈与地壳的关系上区分。

第(2)题，要注意物质形态与物质成分的区别，回答判断依据时要根据地震波的传播特点来分析。

第(3)题，应从纵波、横波传播速度的快慢来分析。

第(4)题，本题属于开放性试题，要围绕题意要求尽可能多答。