阅读图文材料,完成下列要求。
材料一:我国某高中学生实验小组,在模拟验证某一地理原理时,采用下列做法 :在一个六面都封闭的透明玻璃柜内,分别放置一个电炉(有导线连到柜外)和一大碗冰块在底部两侧。在玻璃柜顶面中部的内壁贴一张下垂的纸片M(如图所示)。电炉通电一段时间后,观察纸片M的偏动情况。
材料二:下图左和下图右。
(1) 该实验模拟的原理最可能是( )
A .温室效应 B .热力环流 C .大气受热过程 D .水循环过程
(2) 在电炉通电一段时间后纸片 M 向 ____ (左或右)偏,图左中电炉对应图右中的 ____ (填字母)。
(3) 将下列各环节序号,按该原理形成过程的先后顺序填入相应方框内 ____ 、 ____ 、 ____ 、 ____ 。
① 地面冷热不均 ② 空气发生水平运动 ③ 空气垂直运动 ④ 同一水平面产生气压差异,形成水平气压梯度力
(4) 若所示等压面为沿海地区白天等压面,则 A 、 B 中代表海洋的是 ____ 。
(5) 为了更好地观察到实验现象,参与实验的学生想让纸片的摆动幅度更大,下列建议合理的是( )
A .选择更轻厚的纸进行实验 B .在透明玻璃柜上大量开孔
C .降低电炉的功率 D .增加冰块的数量
(1)B
(2) 右 B
(3) ① ③ ④ ②
(4)A
(5)D
【解析】
【分析】
本题组以热力环流实验为材料设置地理试题,涉及热力环流原理、应用和等压面的判读等地理知识,主要考查热力环流,突出地理实践力和综合思维。
( 1 )结合图示,电炉升温,气流上升,下沉形成低压,高空空气堆积形成高压;冰块气温低,气流下沉,下沉形成高压,而高空形成低压。同一水平面进而形成水平气压差异,产生大气的水平运动,使得纸片 MN 发生偏转,因此该实验模拟的是热力环流, B 正确。温室效应是气温持续升温, A 错误;大气受热过程是大气吸收太阳辐射和地面辐射而升温的过程, C 错误;水循环过程具有蒸发、降水、水汽输送、地表径流和地下径流等环节, D 错误。
( 2 )电炉通电一段时间持续升温,气流上升近地面形成低压,而对应高空形成高压,;冰块一侧气温较低,气流下沉,形成高压,对应高空形成低压;右图中等压面向上凸出为高压,向下弯曲为低压,即 A 为低压, B 为高压;所以冰块对应右图中的 A ,电炉对应图右中的 B 。玻璃柜内高空气流从电炉侧向冰块一侧运动,柜内高空形成的风导致纸片 M 向右偏转,柜内低空形成的风导致纸片 N 向左偏转。
( 3 )热力环流的原理形成过程是近地面冷热不均差异,热的地方空气上升形成低压,对应高空空气堆积形成高压;冷的地方空气下沉形成高压,高空空气下沉形成低压。进而在近地面和高空同一水平面产生高低气压差异,形成了水平气压梯度力,进而导致大气运动:风。对应选项的先后顺序是 ①③④② 。
( 4 )白天,陆地升温快,气流上升形成低压,等压面向近地面凹;白天海洋升温慢,气温低,气流下沉形成高压,等压面向高考凸。对应图示, A 为海洋, B 为陆地。
( 5 )该实验模拟的是热力环流,柜内温差较小,大气水平运动风力弱,选择更厚的纸进行实验,纸片偏转效果更不明显, A 错误;在透明玻璃柜上大量开孔,大量柜外气体进入玻璃柜内干扰柜内的热力环流,造成实验效果不明显, B 错误;降低电炉的功率,电炉与冰块的温差减小,大气水平运动减小,纸片的摆动幅度减小, C 错误;增加冰块的数量,使得冰块处温度降低,低温状态持续时间更长,纸片摆动幅度更大持续时间更长,实验效果更明显, D 正确。故选 D 。
热力环流的概念:
由地面冷热不均而形成的空气环流,称为热力环流。
热力环流形成的根本原因:
太阳辐射能的纬度分布不均,造成地面的冷热不均。
5、城市风:
由于城市人口集中并不断增多,工业发达,居民生活和工业生产、交通工具消耗大量燃料,释放出大量的人为热量,导致城市气温高于郊区,形成城市热岛。由于热岛存在,引起空气在城市上升,在郊区下沉,在城市和郊区之间形成了小型的热力环流,叫城市风,如下图所示:
6、山谷风:
白天山坡上空增温比谷底上空快,形成低压,风从谷底吹向山顶;夜晚,山坡上空降温比谷底上空快,形成高压,风从山顶吹向谷底。如下图所示:
热力环流形成的根本原因:
近地面冷热不均→空气的垂直运动(上升或下沉)→同一水平面上存在气压差异→空气的水平运动→形成热力环流。如下所示:
热力环流的形成:
气压分布大小的判断:
(1)同一水平面上,气温高的地方气压低,这主要取决于空气的密度大小。气温高的地方空气膨胀上升,该处空气密度小、气压低;气温低的地方正好相反。
(2)垂直方向上,随着海拔升高,气压降低。
海陆风:
白天陆地增温比海洋快,造成近地面的陆地气压低于海洋,于是风就由海洋吹向大陆,形成海风;夜晚陆地降温快于海洋,近地面形成高压,风由大陆吹向海洋,形成陆风,如下图所示:
城市风:
由于城市人口集中并不断增多,工业发达,居民生活和工业生产、交通工具消耗大量燃料,释放出大量的人为热量,导致城市气温高于郊区,形成城市热岛。由于热岛存在,引起空气在城市上升,在郊区下沉,在城市和郊区之间形成了小型的热力环流,叫城市风,如下图所示:
山谷风:
白天山坡上空增温比谷底上空快,形成低压,风从谷底吹向山顶;夜晚,山坡上空降温比谷底上空快,形成高压,风从山顶吹向谷底。如下图所示:
特别提示:
在热力环流中,高空的气压高低与近地面相反。高压、低压是针对同一水平面而言的,在同一个垂直空气柱上,越往高处气压值越低。
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