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专题 02 地球上的大气
考点 01 大气的组成和垂直分层
2021年12月11日，山西、内蒙古、北京等地天空出现了怪异的发光云带（见下图），这是一种最稀
有的云——夜光云。夜光云由冰晶颗粒散射太阳光而成，通常位于80～85千米的高空，薄如蝉翼。据此完
成下面小题。
1．夜光云被称为最稀有的云，主要是由于（ ）
A．仅出现于高纬地区 B．只山区可见
C．形成于高层大气中 D．持续时间短
2．人们观察夜光云的最佳时机是（ ）
A．阴雨天 B．黎明 C．午夜 D．白天
【答案】1．C 2．B
【解析】1．根据材料和所学知识，80～85千米的高度位于高层大气层中，而高层大气中水汽和杂质相当
稀少，冰晶难以形成，所以夜光云十分少见，因此选项C正确，同时排除A、B、D。故选C。
2．夜光云出现在高层大气，而对流层的阴雨天气会影响对夜光云的观察，A错；傍晚或黎明时分，高空依
然被阳光照亮，因而人们可以看到高空的冰晶散射阳光形成发光的云带，B对；夜光云由冰晶颗粒散射太
阳光而成，午夜缺乏光照，难以形成夜光云，C错；夜光云薄如蝉翼，由于白天光线充足，容易被穿透，
而不易被观察到，D错误。
对流层是地球大气圈的最底层，该层大气上部冷、下部热，有利于大气的对流运动。下图示意1957—
1993年南极布伦特冰架上的哈雷站（约75°S，30°W）1月和7月低层大气平均气温随高度变化。据此完成下面小题。
3．1月份，哈雷站对流层上界高度约为（ ）
A．1.5千米 B．8.5千米 C．12.5千米 D．22.5千米
4．a月，高度1.5千米以下气温垂直变化的原因是哈雷站所在地（ ）
A．大气削弱太阳辐射 B．冰面强烈辐射冷却
C．冰架融化消耗热量 D．冰面反射太阳辐射
【答案】3．B 4．B
【分析】3．读图可知，a月各高度平均气温普遍低于b月，故a月属于南半球冬季，即7月；b月属于南
半球夏季，即1月。1月地面以上至约8.5千米处，对流层大气平均气温随高度增加而降低，符合对流层大
气平均气温随高度变化的一般规律，A项错误，B项正确；1月约8.5千米以上大气平均气温随高度增加而
升高，不符合对流层大气平均气温随高度变化的一般规律，C、D两项错误。故选B。
4．根据上题分析可知，a月即7月，1.5千米以下大气平均气温随高度增加而上升，属于对流层大气逆温
现象，主要是冰面强烈辐射冷却形成的，B项正确。7月南极圈内，大部分地区出现极夜现象，位于75°S
的哈雷站极夜时，没有大气削弱太阳辐射和冰面反射太阳辐射现象，A、D两项错误；读图可知，哈雷站7
月近地面大气平均气温低于-20℃，冰架不会融化，C项错误。故选B。
2021年2月10日中国政府宣布，中国航天器“天问一号r于周三进入了火星轨道，将一个探测器降落
在火星表面，并寻找远古生命的迹象，这是我国迄今最雄心勃勃的太空任务中，具有里程碑意义的一步。
完成下面小题。
5．“天问一号”从地球发射升空至离地面20千米高空应该位于大气层的（ ）
A．对流层 B．平流层 C．高层大气 D．电离层
6．“天问一号”飞往火星的过程中没有经过的天体系统是（ ）
A．地月系 B．太阳系 C．银河系 D．河外星系
【答案】5．B 6．D
【分析】5．根据大气垂直分层，从地面向上0—12km左右为对流层，12—50km左右为平流层，平流层以
上到几千千米为高层大气。“天问一号”从地球发射升空至离地面20千米高空应该位于大气层的平流层，B正确，ACD错误。故选B。
6．“天问一号”飞往火星的过程中经过地月系到太阳系，本身处在银河系，没有飞出太阳系、银河系，
所以没有经过河外星系。D正确，ABC错误。故选D。
帽状云是在气流稳定和低水汽条件下形成的一种极为罕见、形似帽子的地形云，一般出现在孤立挺拔
山峰的顶部，几乎静止。下图示意帽状云的形成原理。据此完成下面小题。
7．帽状云出现的海拔高度主要取决于（ ）
①大气温度 ②大气相对湿度 ③山体海拔 ④山体坡向
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
8．帽状云极为罕见的最主要原因是（ ）
A．山顶气流极不稳定 B．山峰极少孤立存在
C．山顶昼夜温差过大 D．持续时间非常短暂
9．当帽状云稳定在山峰峰顶时，山顶附近（ ）
A．光照强烈 B．生物活跃 C．水汽充沛 D．天气稳定
【答案】7．A 8．A 9．D
【分析】7．“帽状云是在气流稳定和低水汽条件下形成的一种极为罕见、形似帽子的地形云”，帽状云
的形成条件是气流稳定和低水汽。空气胁迫上升，在山顶冷却至饱和，便成云，也就是大气温度和相对湿
度正好达到气流凝结高度，便出现帽状云，故帽状云出现的海拔高度主要取决于大气温度和大气相对湿度，
①②正确。根据材料可知，帽状云出现的海拔高度与山体海拔、山体坡向关系不大，③④错误。故选A。
8．“帽状云是在气流稳定和低水汽条件下形成的一种极为罕见、形似帽子的地形云”，据此可知，帽状
云的形成条件是气流稳定和低水汽。根据“帽状云的形成原理”图示可知，当顺坡势胁迫上升的稳定空气
和下行空气相遇，气流稳定的情况下，利于帽状云的形成存在，而山顶受气压差、风等众多因素影响，气
流极易不稳定，导致帽状云形成条件不充分，因此帽状云极为罕见，A正确。山峰孤立存在的情况是比较普遍的，B错误。山顶昼夜温差不是影响帽状云极为罕见的主要因素，C错误。“持续时间非常短暂”是
“极为罕见”的表现，不是原因，D错误。故选A。
9．“帽状云是在气流稳定和低水汽条件下形成”，当帽状云出现时，山顶附近气流、气压、风向比较稳
定，进而天气状况也较为稳定，D正确。帽状云的存在表明云层较厚，光照不强烈，A错误。根据材料无
法直接判断山顶附近的生物状况，B错误。帽状云需要在低水汽条件下形成，C错误。故选D。
飞机颠簸指飞机在飞行中遇到乱流而突然出现的忽上忽下、左右摇晃及机身振颤现象。飞行颠簸层高
度一般不超过海拔1000米，强颠簸层高度只有几百米，颠簸层水平范围多数在100km以内。图为2006年
我国某航空公司西南高原航线飞行颠簸次数年内变化图。据此完成下面小题。
10．1—4月我国西南高原航线飞行颠簸次数明显偏多的原因主要是（ ）
A．风向变化频繁 B．降水日数较多 C．太阳辐射较强 D．冰雪反射较强
11．由青藏高原飞往云贵高原的飞机发生颠簸的概率会（ ）
A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先增大，后减小 D．先减小，后增大
12．若飞行员正在低空飞行时屏幕上显示前方有强颠簸区，应采取的措施是（ ）
A．加速前行 B．调头返回 C．迅速爬升 D．向下俯冲
【答案】10．A 11．A 12．C
【详解】6．飞机颠簸指飞机在飞行中遇到乱流而突然出现的忽上忽下、左右摇晃及机身振颤现象。1—4
月正值我国西南地区的冬春季节，大风天气多，加上高原山区地形复杂，风向多变，易使飞机在飞行中出
现颠簸现象偏多。故选A。
7．青藏高原纬度和海拔较高，对流较弱，飞机颠簸概率较小；云贵高原纬度和海拔较低，且地势自西北
向东南降低，对流较强且逐渐增强，飞机颠簸概率较大。因此，由青藏高原飞往云贵高原的飞机发生颠簸
的概率会逐渐增大。故选A。
8．若飞行中前方出现颠簸区，飞行员可通过迅速爬升几百米高度或暂时偏离航线几十千米来脱离颠簸区。
在低空飞行发现或发生颠簸时，应向上迅速爬升脱离，切不可俯冲向下脱离（因为低空对流或湍流更强烈，更易发生飞机颠簸）。故选C。
2020年11月24日4时30分，中国探月工程嫦娥五号探测器在我国海南文昌发射场顺利升空，据此完
成下面小题。
1．能正确反映“嫦娥五号”探测器在升空过程中经历的大气环境状况的是（ ）
A． B．
C． D．
2．下列有关Ⅰ、Ⅱ层可能出现的现象描述正确的是（ ）
A．飞机在Ⅱ层飞行有时会出现颠簸现象 B．飞机在Ⅱ层飞行时，飞行员常感觉是万里无云
C．在Ⅰ层中气温随高度增加而上升 D．在Ⅱ层中阳光照射时不会损伤皮肤
【答案】1．C 2．B
【解析】1．图中Ⅰ、Ⅱ、 III分别对应的是对流层、平流层和高层大气，臭氧层的高度为22到27千米处，
位于平流层中，并且平流层中的温度随着海拔的升高而增加，对流层中的温度随海拔升高而降低，故C正
确。故选C。
2．Ⅱ层为平流层，大气以平流运动为主，因此飞机不会出现颠簸现象，此层天气晴朗，A错误，B正确。
Ⅰ层是对流层，气温随高度的升高而下降，C错误。虽有22到27千米处的臭氧层吸收紫外线，但在其上
层仍有大量紫外线可损伤皮肤，D错误。故选B。
“水煮黄河”景观是由于河面上水蒸发的水汽遇冷凝结为小水珠，形成一层雾气笼罩水面，是在特殊
条件下才出现的，十分罕见。2019年12月30日，内蒙古黄河三盛公水利枢纽库区出现“水煮黄河”景象，
黄河像煮饺子开了锅，雾气腾腾，蔚为壮观。据此完成下面小题。
3．与“水煮黄河”现象的产生关联性最小的是（ ）A．低空水汽量多 B．江面水温低 C．天气晴朗微风 D．昼夜温差小
4．“水煮黄河”现象一般出现在（ ）
A．午夜 B．日出前后 C．正午 D．日落前后
【答案】3．D 4．B
【解析】本题考查自然现象的成因以及解读信息的能力。
3．据材料可知，“水煮黄河”景观是由于河面上水蒸发的水汽遇冷凝结为小水珠，形成一层雾气笼罩水
面。低空水汽量多、昼夜温差大、天气晴朗微风和江面水温低等均有利于“水煮黄河”现象的产生。昼夜
温差小不利于空气中水汽凝结成雾。故选D。
4．日出前后气温最低，加上辐射降温强烈，造成江面水温和气温较低，日出后气温升高,水汽蒸发后在空
气中遇冷凝结成雾，因此出现“水煮黄河”现象。故选B。
大气是地球自然环境的重要组成部分，也是地球自然环境中最为活跃的因素。据此完成下面小题。
5．气温变化和风、霜、雨、雪等天气过程发生在（ ）
A．平流层 B．对流层 C．高层大气 D．电离层
6．大气圈是自然界最活跃的组成部分。在不同的大气分层中，演绎着各种自然现象。在下列各组大气垂
直分层中，总体而言，温度随着高度的增加而上升的一组是（ ）
A．对流层、电离层B．平流层、电离层 C．平流层、中间层 D．对流层
【答案】5．B 6．B
【分析】5．气温变化和风、霜、雨、雪等天气过程发生在对流层，对流层以对流运动为主，占整个大气
圈总质量的2/3，各种天气现象多发，B正确，ACD错误，故选B。
6．在下列各组大气垂直分层中，总体而言，温度随着高度的增加而上升的一组是平流层、电离层。B正确。
对流层随着高度的上升气温不断降低，大气没有中间层。电离层属于高层大气，也是随着高度的上升而上
升。ACD错误，故选B。
下图示意某天气系统过境时某地对流层下部T℃等温线局部变化。完成下面小题。7．和下层大气相比，M层大气（ ）
A．大气能见度较差B．大气水汽含量低 C．热量直接来源不同D．对流运动更加剧烈
8．该天气系统最有可能是（ ）
A．反气旋 B．锋面 C．低气压 D．台风
【答案】7．A 8．B
【解析】7．考查气温的变化，从T℃等温线走向判断，在某地对流层中的M层出现了逆温现象，抑制了
大气的对流运动，大气能见度（即大气透明度）下降。据此判断A正确，故选A。
8．根据图中等温线的分布状况判断，出现下冷上热的情况，据此进行分析，只有锋面附近下方为冷空气，
上方为暖空气，所以出现下冷上热的现象。因此B正确，故选B。
在对流层大气中，气温垂直分布的一般情况是随高度增加而降低，大约每升高100 米,气温降低
0.6℃。但在一定条件下,对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象,或者随高度增加，降温变化率小
于0.6℃/100m,这种现象称为逆温现象。下图示意某地大气逆温现象。据此完成下列小题。
9．图示大气逆温层的出现，主要是因为（ ）
A．地面辐射增强 B．暖气团在冷气团上爬升
C．下沉气流势力大 D．近地面大气运动活跃
10．图示甲、乙、丙、丁大气层中,易出现雾霾现象的是（ ）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
【答案】9．B 10．A
【解析】9．读图图可知，近地面大气吹东北风，气温在0℃以下，高空大气为西南风，气温在0℃以上，
形成大气逆温层，结合图示天气为雨雪天气判断，图示地点是一冷锋过境，故而大气逆温层形成的主要原
因是西南风（暖气团）爬升到东北风（冷气团）之上所致｡故选B｡
10．甲大气层气温随海拔上升而上升，形成逆温，抑制气流的上升运动，不利于近地面的大气污染物扩散
而形成雾霾天气｡故选A｡2013年6月13日，中国神舟十号飞船与天宫一号在据地面约370公里的轨道成功对接后高速运行，下
图为某摄影师抓拍到的“天神组合体”穿过日面的场景。据此完成下面小题。
1．“天神组合体”穿过日面的场景是一种“凌日”现象，在地球上看，太阳系中能产生“凌日”现象的
行星是（ ）
A．水星、金星 B．金星、火星 C．金星、木星 D．火星、木星
2．照片中的其他黑点属于某种太阳活动，它一般（ ）
A．出现在太阳内部 B．温度较低
C．会影响地球无线电长波通讯 D．以18年为一个活动周期
3．“天神组合体”所处空间的大部分大气以离子态气体存在，该空间（ ）
A．是最佳航空飞行层 B．是极光多发区
C．气温随海拔增加而降低 D．天气变化显著
【答案】1．A 2．B 3．B
【解析】1．凌日是指地内行星(运行轨道在地球轨道和太阳之间的行星)在绕日运行时恰好处在太阳和地球
之间时，地球上的观测者可看到日面上有一个小黑点缓慢移动。只有水星、金星的绕日运行轨道在地球轨
道以内，故A正确，B、C、D错误。故选A。
2．照片中的其他黑点是太阳黑子，其温度比光球表面其他地方低，所以显得暗一些。一般认为黑子活动
周期为11年，当其爆发时，会影响地球无线电短波通信，甚至中断；太阳活动是发生在太阳大气层的大规
模运动，而不是太阳内部。故B正确，A、C、D错误。故选B。
3．大部分大气以离子态气体存在的应是高层大气。航空飞行的最佳层是平流层，A错误；极光是由于太阳
抛出的高能带电粒子流与高层大气相互碰撞而产生的现象，B正确；高层大气气温随海拔增加先降低，然
后再升高，C错误；天气变化显著的是对流层，D错误。故选B。
地闪指云内荷电中心与大地和地物之间的放电过程，如果是云中的正电荷对地放电称为正地闪，如果是云中的负电荷对地放电，称为负地闪。下图为上海地闪活动日变化示意图，读下图完成下面小题。
4．上海地闪最高值出现在13～16时，主要原因是此时（ ）
A．大气层结稳定 B．下垫面加热强烈
C．西太平洋副高减弱 D．太阳活动强烈
5．上海老城区地闪活动明显多于新城区，与其密切相关的因素是（ ）
①城市污染 ②海陆环境 ③热岛效应 ④基础设施
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
6．水体附近的闪电活动明显较陆地强，主要原因是水体附近（ ）
A．比热容大 B．夜晚冷却快 C．白天升温快 D．水汽供应较少
【答案】4．B 5．C 6．A
【分析】4．地闪的出现是因为对流活动增强产生的，所以大气层结构稳定不利于地闪产生，所以A错误，
13~ 16时下垫面增温明显，使得与大气间差异增加，所以容易产生地闪。B正确。西太平洋副高减弱会使
得对流活动减弱，减少地闪产生，所以C错误，太阳活动在一天内的变化并不会太大，所以D错误。故选
B。
5．城市热岛效应与城市污染引起的云内凝结核的增加可能是造成闪电增多的关键因素，故①③正确。海
陆环境与基础设施对地闪影响小，②④错误。故选C。
6．水体的比热容大于陆地，夜间水域温度比陆地高，水体有加热作用，同时水汽供应又较为充足，更易
于闪电活动。A正确，夜晚水体冷却慢，B错误。水体白天升温慢，C错误。水体水汽卫供应多，D错误。
故选A。
读下图，完成下面小题。7．从大气垂直分层看，图示大气层是( )
A．低纬度的对流层B．中纬度的平流层 C．高纬度的对流层 D．低纬度的平流层
8．该层大气( )
A．随高度增加，温度增幅变小
B．能够大量吸收紫外线长波辐射
C．大气以水平运动为主，有利于飞机高空飞行
D．受强烈的太阳辐射呈电离状态
【答案】7．B 8．C
【解析】7．根据图示信息，该大气层的高度范围为12~50千米，应该表示平流层，排除AC；由于该平流
层底部，高度为12千米，即是表示该地区对流层厚度约为12千米，在中纬度地区，对流层的厚度约为
10~12千米，所以该图应该表示中纬度的平流层，B正确；由于低纬度的对流层厚度约为17~18千米，排
除D。故选B。
8．该层大气表示平流层，在平流层随高度增加，温度增加，且高度增加，受紫外线的影响越强，其温度
的增幅应该变大（根据图中曲线坡度变化也可以得出该规律），A错；紫外线属于短波辐射，B错；该层
大气由于存在逆温现象，空气以水平运动为主，有利于飞机的高空飞行，C正确；D选项描述的是电离层，
它位于高层大气，排除D。故选C。
近地面大气中CO 的浓度变化是自然和人类活动综合作用的结果，受到的大气运动、植被状况、地形
2
和人类活动等因素的影响，也存在时空差异。下图是北京市大气中CO 的浓度年变化(a)及4月日均变化(b)
2
示意图。回答下面各题。9．北京市大气中CO 浓度最高值出现在冬季的主要原因是( )
2
A．植物光合作用弱，吸收CO 少 B．气候寒冷，降水少，CO 稀释少
2 2
C．季风受地形的阻挡，CO 扩散慢 D．人类生活取暖，工业能耗的增加
2
10．关于北京市大气中CO 浓度一天中出现在最低值时刻的原因，描述不正确的是( )
2
A．植物的光合作用强 B．大气的对流运动显著
C．交通工具、餐饮耗能少 D．人类生活取暖耗能少
【答案】9．D 10．C
【解析】9．北京市大气中CO 浓度最高出现在冬季的主要原因是冬季人类生活取暖，工业能耗的增加，
2
排放的二氧化碳气体多，D对。植物光合作用弱，吸收CO 少；气候寒冷，降水少， CO 稀释少；季风受
2 2
地形的阻挡，CO 扩散慢都不是主要原因，A、B、C错。所以选D。
2
10．北京市大气中CO 浓度一天中出现最低值时刻是4月份的某日17时，应是下午时间。原因可能是植
2
物的光合作用强，A 正确。大气的对流运动显著，B正确。交通工具、餐饮耗能不会减少，C不正确。北
方是春季，不需要再取暖，人类生活取暖耗能少，D正确。所以选C。
研究表明，青藏高原上空对流层顶的气压值与对流层顶的高度密切相关。下图示意青藏高原上空对流
层顶各月多年平均的气压值变化。据此完成下列各题。11．青藏高原夏季对流层顶气压最低，主要原因是该季节
A．植被恢复，吸收大气中C0 最多 B．雨季来临，大气中水汽含量最高
2
C．全球变暖，大气对流运动最强烈 D．地表增温，近地面大气温度最高
12．对流层顶高度上升幅度最大的月份是
A．1月 B．4月 C．7月 D．11月
【答案】11．D 12．B
【分析】考查气温的垂直变化规律，温压关系。
11．对流层顶的高度，与近地面的大气温度有关，近地面大气温度越高，对流越旺盛，对流层顶的海拔也
越高，海拔越高，导致气压越低。故青藏高原夏季对流层顶气压最低，主要原因是该季节地表增温，近地
面大气温度最高，D对。植被恢复，雨季来临，全球变暖等不是主要原因，A、B、C错。故选D。
12．在垂直方向上，海拔升高，气压降低。在相同时间间隔内，对流层顶的气压值变化幅度越大，说明对
流层顶的上升幅度越大。根据图中曲线，4-5月气压值变化最大，青藏高原地区对流层顶高度上升幅度最
大的时段是4-5月，B对。A、C、D错。故选B。
