地理必修ⅰ湘教版自然地理环境中的物质运动和能量交换学考教案

1、自然地理环境中的物质运动和能量交换【矿物及其基本存在形式·识记】矿物是具有确定化学成分、物理属性的单质或化合物，是化学元素在岩石圈中存在的基本单元。矿物有气态、液态和固态三中基本存在形式。天然气是气态矿物，石油、天然汞是液态矿物，绝大多数矿物是以固态形式存在的，如铁矿、煤等。自然界中最多的矿物是石英（SiO2）。常见的造岩矿物有石英、长石、云母、方解石等。如石灰岩、大理岩主要由方解石构成，花岗岩主要由石英、长石、云母构成。【岩石的成因类型及其代表性岩石·识记】矿物按照一定的规律集聚在一起，构成岩石。岩石按成因可以分为岩浆岩（火成岩），沉积岩和变质岩。岩浆岩及其成因：岩浆在地

2、下巨大的压力作用下，沿着地壳薄弱地带侵入地壳上部或喷出地表（火山喷发），随着温度、压力的变化，冷却凝固形成的岩石，叫岩浆岩。未出露地表形成的岩石为侵入岩，主要有花岗岩，其特点是结晶颗粒大；喷出地表形成的是喷出岩，主要有玄武岩，其特点是结晶颗粒细小，有气孔和流纹构造。沉积岩及其成因：裸露在地表的岩石在外力作用（风化、侵蚀、搬运、沉积和固结成岩）下，变成的新岩石为沉积岩。沉积岩的特点是有层理构造和含有化石。常见的沉积岩有砂岩、砾岩、页岩和石灰岩，煤、石油、天然气也是在沉积岩形成过程中形成的。变质岩及其成因：地壳中已生成的岩石，在岩浆活动、地壳运动中产生的高温、高压条件下，使得原来的岩石的成分、性质

3、发生改变，由此形成的岩石为变质岩。常见的岩石中，石灰岩受热变质形成大理岩，石英砂岩受热变质形成石英岩，花岗岩受压变质形成片麻岩，页岩受压变质形成板岩。受压形成的变质岩往往具有片理结构。各类岩石比较：岩浆岩侵入岩地下岩浆在内压力作用下，侵入地壳上部，冷却凝结而成岩石矿物结晶颗粒较大花岗岩是坚固、美观的建筑材料；多种金属矿是工业生产的原料喷出岩地下岩浆在内压力作用下，沿地壳薄弱地带喷出地表冷却凝固而成岩石矿物结晶颗粒细小，有的流纹或气孔构造沉积岩地表岩石在外力作用下受到破坏变成碎屑物质，被搬运到低处沉积、固结而成岩石层理构造、含有化石石灰岩是建筑材料和化工原料；钾盐是化工原料；煤、石油是当前世界最

4、重要的能源变质岩岩石受地壳运动、岩浆活动、岩浆活动等影响，在一定温度、压力条件下，使原来成分、结构发生改变而形成新的岩石片理结构大理岩是建筑材料；铁矿是钢铁工业的重要原料【地壳的物质循环和岩石的转化·理解】地球内部的岩浆，在岩浆活动过程中上升冷却凝固，形成岩浆岩；在地表的岩浆岩在外力的侵蚀、搬运、堆积作用下，形成沉积岩；已形成的各种岩石经变质作用形成变质岩；各种岩石在地壳深处或地壳以下被高温熔化，又成为岩浆回到地球内部。这种从岩浆到形成各种岩石，又到新岩浆的产生的运动变化过程，构成地壳物质循环，又称地质循环。将地壳物质的循环图解如下：提示：地壳物质的循环过程，本身就是三大类岩石的形成

5、和相互转化过程，在岩石形成过程中，形成了丰富的矿产资源。例如，在岩浆岩形成过程中形成了丰富的有色金属矿产，在沉积岩形成过程中形成了煤、石油、天然气等到能源矿产，在变质岩形成过程中形成了铁矿。地壳物质循环的过程，也是地貌的变化过程。例如，火山地貌、构造地貌、流水地貌等的形成。推动地质循环的能量主要来自地球内部放射性物质衰变产生的热能。【地质作用的分类·简单应用】引起地壳及其表面形态不断发生变化的作用就是地质作用。地质作用按其能量来源，可分为内力作用和外力作用。内力作用能量来自地球本身，主要是地球内部的放射性元素衰变产生的热能。作用形式有地壳运动、岩浆活动、变质作用等。外力作用能量来自地

6、球外部，主要是太阳能，还有一部分为重力势能。其作用形式有风化、侵蚀、搬运、沉积和固结成岩作用。内力作用形成高山或盆地，使地表崎岖不平；外力作用把高山削低，把低地填平，使地表趋向平坦；内力作用提供地表形态的粗毛坯，外力作用则对这些粗毛坯进行精细的多样化的加工；内力作用形成的是岩浆岩和变质岩，外力作用形成的是沉积岩。内力作用与外力作用同时进行，在一定时间和地点，往往某种作用占优势。总的来说，内力作用对地壳的发展变化起着主导作用。【板块构造学说的主要内容·简单应用】板块构造学说的主要内容为：板块为岩石圈的板块，而非地壳的板块（岩石圈的范围包括地壳和上地幔的一部分，从地表直至软流层顶部）；岩

7、石圈不是一整块（见上图），而是被一些断裂构造带如海岭、海沟等分割成许多单元，叫板块；全球分为六大板块，每个大板块又可以划分为若干小板块，这些板块处在不断的运动之中；板块内部比较稳定，两个板块之间的交界处，是地壳比较活跃的地带，火山和地震带多集中分布在这一地带，如环太平洋地震带、地中海喜马拉雅地震带；板块相对移动而发生碰撞或张裂，形成地球表面的基本面貌：板块张裂处裂谷或海洋（如大西洋、东非大裂谷），大洋板块与大陆板块相撞处依次形成海沟、岛弧和海岸山脉（见下图），大陆板块相碰撞处形成巨大的山脉（如喜马拉雅山脉就是亚欧板块与印度洋板块碰撞产生的），地球上的海陆形成和分布、陆地上大规模的山系、高原和平

8、原的地貌格局，都是板块运动的结果。板块与板块的分界线有生长边界和消亡边界之分。生长边界位于板块张裂处，为裂谷或海岭（大洋中脊），地幔物质从这里涌出，形成新的地壳（大洋洋底的岩浆岩的新老关系是从海岭处向两侧逐渐变老）。消亡边界位于板块碰撞挤压处，为海沟和地缝合线附近，大洋板块俯冲到大陆板块之下而熔化成地幔物质。【地质构造与地表形态·简单应用】褶皱的类型褶皱背斜向斜判断依据岩层形态岩层向上拱起岩层向下弯曲岩层新老关系核心岩层较老、外部岩层较新核心岩层较新，外部岩层较老对地形影响构造地形背斜成山岭向斜成谷地或盆地外力侵蚀背斜成谷地或盆地向斜成山岭背斜山、向斜谷图 背斜谷、向斜山图断层的组合

9、类型断层地垒地堑概念两条断层之间的岩块相对上升，两边岩块相对下降，相对上升的岩块叫地垒两条断层之间的岩块相对下降，两边岩块相对上升，相对下降的岩块叫地堑对地形影响常形成块状山地，如华山、庐山、泰山等常形成谷地或低地，如渭河平原、汾河谷地、东非大裂谷等断层构造示意图 地堑、地垒构造示意图背斜山、向斜谷或背斜谷、向斜山，断层形成的陡崖，沿断层发育的沟谷，地堑形成的沟谷，地垒形成的断块山等能反映地质构造的地貌类型都是构造地貌。【外力作用与地表形态·简单应用】风化作用与地貌：在花岗岩出露的地区，因风化作用而形成球状风化地貌。侵蚀作用与地貌：流水侵蚀作用与地貌 流水的侵蚀作用强大而普遍。流水的

10、物理侵蚀而使地面变得崎岖，如黄土高原；坡面水流冲刷，并下切形成V形沟谷；瀑布、峡谷是河流侵蚀强烈作用的表现；久经侵蚀后也可以成为侵蚀平原；流水的化学溶蚀作用则形成石林、峰林、天坑、地下溶洞等喀斯特地貌。风力侵蚀作用与地貌 在干旱地区，风扬起沙石，吹蚀地表，形成风蚀沟谷、风蚀洼地、风蚀蘑菇等；地表沙尘和碎屑被风力侵蚀搬走，常形成大片的戈壁和裸岩荒漠。冰川侵蚀作用与地貌 冰川的侵蚀作用形成曲折幽深的峡谷（如挪威的峡湾海岸），崎岖的地形和众多的湖泊（如阿尔卑斯山的湖光山色）。沉积作用与地貌：流水沉积作用与地貌 流水在搬运过程中，由于流速降低，所挟带的物质便沉积起来。山区河水流出山口，大量碎石和泥沙在

11、山前堆积，形成山麓冲积扇（如左图）；河流中下游地区，泥沙淤积形成宽广的冲积平原和河口三角洲。流水的化学沉积则形成钟乳石、石灰华等地貌景观。风力沉积作用与地貌 风力减小或气流受阻，导致风沙堆积，形成沙丘、沙垄等风积地貌，在沙漠的外缘常形成黄土堆积（如我国的黄土高原）。静止沙丘与移动沙丘 静止沙丘的堆积层理表现为从下向上的不断堆积；移动沙丘的堆积层理表现为顺着盛行风向形成的前后堆积。沙丘形态与盛行风向 无论是静止沙丘还是移动沙丘，其缓坡为盛行风的迎风坡，陡坡为盛行风的背风坡。冰川堆积作用与地貌 当冰川融化时，冰川所挟带的物质全部留下来，形成杂乱的堆积层（不按颗粒大小、密度大小分层沉积）。如欧洲平原

12、成波状起伏，就是冰川融化堆积形成的。【人类活动与地表形态·简单应用】我国的黄河与长江中下游地区，非洲的尼罗河谷地和三角洲，西亚的两河流域，印度河平原，是人类文明的摇篮，与这些地方地势平坦、水源充足、交通便利密切相关。地球上那些地表崎岖、水源奇缺的高寒区，或是极端干旱的沙漠中心，至今人烟稀少。人类活动对地表形态的影响越来越大。天海造陆、修建海塘、开挖河道、修建水库强烈的改变地表形态，这些活动大多能帮助我们趋利避害。但破坏植被、陡坡开荒，以及在干旱半干旱地区过度垦殖和过度放牧，导致水土流失、土地荒漠化等严重的生态环境问题和重大的损失。【大气的垂直分层及特点·识记】垂直分层的依据

13、和分层情况：垂直分层的依据是大气的温度、密度和运动状况。大气自下而上可分为对流层、平流层和高层大气。各层主要特点：对流层 物质组成：整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质。温度变化：温度随高度升高而降低，原因是对流层大气的直接热源是地面辐射，因此离地面越高，气温越低（每上升100m气温下降0.6）。运动特点：垂直对流运动旺盛，原因是该层上冷下热。对流层的厚度因纬度而异，低纬可达1718千米；中纬为1112千米；高纬地区仅为89千米。天气特点：天气现象复杂多变，因为该层有天气变化的运动条件和物质基础。平流层 物质组成：含有O3，在2227千米高度处，O3含量达到最大值，形成臭氧层；CO2、水

14、汽和杂质含量极少。温度变化：气温随高度升高而升高。运动特点：以平流运动为主，不易形成垂直对流运动。利于高空飞行。天气特点：天气晴好。利于高空飞行。高层大气 在该层大气80500千米的高空，有若干电离层，能反射无线电短波，对无线短波通信有重要作用。【大气对太阳辐射的削弱作用·简单应用】大气的吸收作用：高层大气中的氧原子吸收波长短的紫外线，平流层中的臭氧吸收波长较长的紫外线，对流层中的CO2和水汽吸收红外线。大气的散射作用：如右图，当太阳光线通过大气时，被空气分子和微小的尘埃散射，使其一部分能量不能到达地面。其中蓝、紫光波长较短，易被散射，古晴朗的天空呈蔚蓝色。但大气污染较重，其中较大颗

15、粒尘埃较多时，各色光被均匀散射，天空灰暗。大气的反射作用：大气中的云层和较大颗粒尘埃能反射太阳辐射，削弱到达地面的太阳辐射。【大气保温作用及基本原理·综合应用】如右图，地面吸收太阳辐射而增温，产生地面辐射；地面辐射的绝大部分（7595）被对流层中的CO2和水汽吸收，使近地面大气增温（地面是对流层大气的直接热源），并产生大气辐射，由于大气层厚度较大，大气辐射只有一少部分向上射向宇宙空间，大部分射向地面称其为大气逆辐射；大气逆辐射把热量返还给地面，减少了地面的热量损失，对地面起到了保温作用。有云，特别是浓密低云的夜晚，大气逆辐射更强。这样，太阳辐射能够透过大气层到达地面，被地面吸收后产生

16、的长波辐射却被大气大量吸收，并通过大气逆辐射返还给地面。以上过程就是温室效应。【影响地面辐射的主要因素·理解】影响太阳辐射强度的主要因素有太阳高度角，太阳高度角越大，等量的太阳辐射在地表分布的面积越小，光热越集中，同时太阳辐射经过大气的路程越短，被大气削弱得越少。影响地面辐射的主要因素为纬度因素和下垫面因素。纬度因素：因低纬度地区年平均太阳高度角大，太阳辐射强度由低纬向两极递减，故一般地面辐射强度由低纬度向两极递减。下垫面因素：下垫面是指与大气下层直接接触的地球表面部分，因下垫面的状况不同，吸收和反射太阳辐射比例也不同，这就使世界各地地面辐射的变化，并不完全与纬度的变化一致。此外，如

17、气象等因素对地面辐射的影响也很大，气象因素会影响一个地方的年日照时数，进而会影响到地面获得的太阳辐射。【热力环流形成的原理·简单应用】等压面的相关知识：等压面的性质：在大气中，气压相等的各点所在的面（可以是平面，更多的时候是不规则的曲面）就是等压面，在同一等压面上，各处气压相等。海拔高处的等压面所代表的气压值低于海拔低处等压面所代表的气压值，即气压由海拔低处向海拔高处递减。我们平常所说的“高压”、“低压”是指的在同一海拔高度（同一水平面）的气压高低比较。在等压面向下凹陷的地方为低压，如右图中的A处；在等压面向上凸出处为高压，如右图中的B、C两处。气流的垂直运动与气压高低的关系：气流上

18、升处：地面为低压，高空为高压；气流下沉处：地面为高压，高空为低压。热力环流的形成过程：如上图，地面受热不均空气的垂直运动（受热处上升、冷却处下沉）同一水平面的气压差异（气流上升处：地面为低压，高空为高压；气流下沉处：地面为高压，高空为低压。）空气的水平运动，即风（空气的水平运动：高压低压）。几种常见的热力环流：海陆风：海陆风的形成如右图所示，白天在太阳照射下，陆地增温快，气温比海上高，空气受热膨胀上升，近地面陆地形成低气，而此时海洋上由于热容量大、气温低，形成下沉 气流，近地面海洋上形成高气压，近地面的气流由海洋流向陆地，叫做海风，陆地高空气压比原来气压升高，空气由大陆吹向海洋；夜间与白天的热

19、力作用相反而形成陆风。山谷风：山谷风的形成如右图所示，白天因山坡上空气增温强烈，于是暖空气沿坡面上升，形成谷风，谷地中心垂直方向形成补充谷风的下沉气流；夜晚，因山坡空气迅速冷却而沿坡下沉，流入谷底，形成山风，谷地中心垂直方向上，气流辐合上升。城市风：城市风的形成如右图所示，由于城市人口多，工业发达，工业生产、交通工具、家庭生活释放出大量的废热，城市又是人为建设的“水泥森林”作为下垫面，其热容量很小，加之地面摩擦力大，风力小，热量不容易扩散，导致城市在空间上成为一个比周边温度高出的温暖“岛屿”。当大范围内风力微弱时，会在城市与郊区之间形成热力环流，即空气在城区上升，在郊区下沉，近地面风由郊区吹向

20、城区。性质不同的下垫面之间的热力环流虽然不如以上几种热力环流典型，但比较常见，如沙地和森林之间，道路和农田之间，池塘和庄稼地之间等。【大气水平运动风的形成·理解】水平气压梯度力 因同一水平面上存在气压差异而产生的促使大气由高压流向低压的力称为水平气压梯度力（如上图）。其方向是垂直于等压线，由高压指向低压，其大小与单位距离上的水平气压差异的大小成正比，是风形成的原动力。地转偏向力与摩擦力 如上图，地转偏向力的方向总是与空气运动方向垂直，与风速的大小成正相关；摩擦力的大小与风向相反，在研究高空风的时候，一般不考虑摩擦力的影响。高空的风与地面的风 当空气所受外力作用达到平衡时，风向才会稳定

21、。上图研究的是高空的风向形成过程，当水平气压梯度力与地转偏向力平衡时，风向已与等压线平行，即高空的风向与等压线平行。地面的风向稳定下来时，摩擦力、地转偏向力和水平气压梯度力三力平衡，此时的风向与等压线成一夹角（见上图）。【全球气压带、风带的分布及季节移动·简单应用】如右图，赤道低气压带分布在赤道附近，副热带高气压带分布在南北纬30°附近，副极地低气压带分布在南北纬60°附近，极地高气压带分布在极地地区。东北信风带的风向为东北风，位于赤道低气压带与北半球的副热带高气压带之间；东南信风带的风向为东南风，位于赤道低气压带与南半球的副热带高气压带之间；北半球的盛行西风带的

22、风向为西南风，位于北半球的副热带高气压带与副极地低气压带之间；南半球的盛行西风带的风向为西北风，位于南半球的副热带高气压带与副极地低气压带之间；北半球的极地东风带的风向为东北风，位于北半球的副极地低压带与极地高气压带之间；南半球的极地东风带的风向为东南风，位于南半球的副极地低压带与极地高气压带之间。由于太阳直射点随季节变化而南北移动，气压带和风带在一年内也作周期性的季节移动。就北半球的季节来说，夏季北移，冬季南移，但移动幅度一般小于太阳直射点移动幅度。【大气活动中心与季风环流·简单应用】海陆热力性质分析与近地面气压的形成 大陆的热容量比海洋小，因而升温和降温都比海洋快。夏季，大陆和海

23、洋受热增温，大陆增温快，温度比海洋高，为受热区，海洋为冷却区，在近地面，大陆形成热低压，海洋为高压。冬季，大陆和海洋冷却降温，大陆降温快，温度比海洋低，为冷却区，海洋为受热区，在近地面，大陆形成冷高压，海洋为低压。以上情况在北半球尤其是在亚太地区表现明显，因为这里有世界上最大的大陆亚欧大陆和世界上最大的大洋太平洋，海陆对比明显。南半球海洋占优势，气压带呈带状分布。一月北半球的影响情况 一月，在蒙古西伯利亚一带，由于气候严寒，形成冷高压，称亚洲高压或蒙古西伯利亚高压，其位置在60°N附近，占据了原来的北半球的副极地低压带的位置，因而切断了北半球的副极地低压带，使其呈块状保留在洋面上，如

24、北太平洋上的阿留申低压、北大西洋上的冰岛低压。七月北半球的影响情况 七月，在南亚一带，由于气候炎热，形成热低压，称印度低压或亚洲低压，其位置在北回归线附近，占据了原来的北半球的副热带高压带的位置，因而切断了北半球的副热带高压带，使其呈块状保留在洋面上，如北太平洋上的夏威夷高压、北大西洋上的亚速尔高压。季风环流的形成及其分布 大范围地区的盛行风随季节而有显著改变的现象称为季风。东亚季风及其形成原因：东亚的季风范围大致包括我国的东部、朝鲜半岛和日本等地区。冬季，东亚盛行来自蒙古西伯利亚高压前缘的偏北风，低温干燥，风力强劲；夏季，东亚盛行来自太平洋副热带高压西北部的偏南风，高温、湿润和多雨。东亚季风

25、是海陆热力性质差异形成的。太平洋是世界上最大的大洋，亚欧大陆是世界上最大的大陆，东亚位于两者之间，海陆气温对比和季节变化都比世界上其它任何地区显著。西南季风及其形成原因：我国西南地区及南亚一带的夏季风为西南季风，是南半球的东南信风向北越过赤道，在地转偏向力作用下向右偏转而成的，形成原因为气压带和风带的季节移动。【气团和锋面的概念及分类·识记】按相对温度高低分，把气团分为冷气团和暖气团。一般来说，从高纬吹向低纬的风带来的是冷气团，从低纬吹向高纬的风带来的是暖气团，所以我们这一带，即使在盛夏，只要一吹北风，马上就会降温，哪怕是在隆冬，南风一吹，天气便转暖。冷暖气团的交界面叫锋面。锋面又称

26、为锋区，其水平范围可由几百千米到几千千米。由于冷气团密度大，暖气团密度小，当冷暖气团相遇时，形成一个狭窄而倾斜的交界面（冷暖气团的过渡区），即为锋面。一般是冷气团在暖气团的下面，即冷气团总在锋面的下侧，暖气团总在锋面的上侧，显然，锋面两侧的温度、湿度、气压、风等都有明显的差别。无论是冷气团还是暖气团的移动，都会导致暖气团沿锋面抬升，所以锋面附近常有云、雨、大风等天气。冷锋与暖锋比较（图附后）冷锋暖锋概念冷气团主动向暖气团移动暖气团主动向冷气移动暖气团上升状况被迫抬升（锋面坡度较大）徐徐爬升（锋面坡度较小）天气特征过镜前单一暖气团控制，温暖、晴朗，气压低单一冷气团控制，低温、晴朗，气压高过境时阴

27、天、下雨、刮风、降温等，气压升高连续性的降水，云层变厚，气压降低过镜后冷气替代了原来暖气团的位置，气压高，气温和湿度骤降，天气转晴暖气团占据了原来冷气团的位置，气温上升、气压低、天气转晴移动方向由北向南（北半球）由南向北（北半球）降水区域锋后锋前天气实例我国大多数降水天气，北方夏季的暴雨，冬春季节的大风、沙尘暴、寒潮春雨冷锋、暖锋示意图【锋面、高低气压系统与天气·综合应用】气旋与反气旋天气系统比较气流状况气旋反气旋气压高低气压低气压高所在半球北半球南半球北半球南半球气流水平方向逆时针辐合顺时针辐合顺时针辐散逆时针辐散垂直方向辐合上升下沉辐散天气状况阴雨天气晴朗天气锋面气旋形成分析气旋

28、的气流从四面八方流入中心，使气旋中心的空气被迫抬升，空气在上升的过程中，温度降低，其中的水汽容易凝结成云至雨，所以每当气旋过境时，云量就会增多，常常出现阴雨天气。地面气旋一般与锋面联系在一起，称为锋面气旋。锋面气旋主要形成于气旋的槽部，该地等压线弯曲程度大，槽线两侧风向变化大，冷暖气团更容易辐合形成锋面。不同部位的低压槽形成的锋面性质：如右图，为北半球的气旋。要确定AB间、CD间分别为哪种锋面，首先我们绘出A、B、C、D四点的风向，A为西北风，B、C为西南风，D为偏东风，根据纬度高低因素判断，A、D属冷气团，B、C属暖气团，故AB间、CD间有冷暖气团辐合，能形成锋面。然后，我们判断锋面移动方向，北半球的气旋是逆时针旋转的，故AB间的锋面移动方向与A点的风向大体一致，所以为冷锋；CD间锋面移动方向与C点的风向大体一致，所以为暖锋。【水循环过程、环节·识记】水循环是指自然界的水周而复始连续运动的