?第6講 地球的公轉及其地理意義

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2020年新高考·命題統(tǒng)計
結合實例,說明地球運動(公轉)的地理意義。
綜合思維、區(qū)域認知、地理實踐力
[選擇性必修1]1.2;1.2
山東卷第8題;天津卷第14、15題;上海卷第3題




一、地球的公轉
1.概念:繞太陽的運動。
2.方向:自西向東
3.周期


名稱
1回歸年
1恒星年
參照物
太陽
其他恒星
時長
365日5時48分46秒
365日6時9分10秒
特點
直射點的移動周期
公轉的真正周期
4.軌道與速度

從地球北極上空看公轉方向
二、黃赤交角及其影響
1.黃赤交角的含義:地球公轉軌道平面(即黃道平面)同赤道平面的交角。目前,其大小是23°26′。如圖所示:

2.黃赤交角的影響:引起太陽直射點在南、北回歸線之間往返運動。

[思考] 黃赤交角增加1°,對五帶范圍有何影響?
提示 黃赤交角增加1°,熱帶范圍增加2°,寒帶范圍增加2°,溫帶范圍縮小4°。
三、地球公轉的地理意義
1.晝夜長短的變化
(1)典型圖示(以北半球為例)

(2)晝夜長短的變化(以北半球為例)
時間
變化特點
重要節(jié)氣
夏半年
晝長夜短,緯度越高,晝越長,夜越短
圖1為夏至,北半球晝最長、夜最短,北極圈及其以北地區(qū)皆為極晝
冬半年
晝短夜長,緯度越高,晝越短,夜越長
圖3為冬至,北半球晝最短、夜最長,北極圈及其以北地區(qū)出現(xiàn)極夜現(xiàn)象
二分日
圖2為春分或秋分,全球各地晝夜等長
[易誤辨析] 冬季的作息時間和夏季作息時間不同,其影響因素是什么?
提示 受晝夜長短季節(jié)變化的影響,作息時間會隨季節(jié)變化而調整。作息時間的調整還受氣溫、生活規(guī)律等的影響。
2.正午太陽高度的變化
(1)太陽高度:太陽光線與地平面的交角,如圖甲中的h。

(2)正午太陽高度:地方時正午時刻(12:00)的太陽高度角,即一日內最大的太陽高度,如圖乙中的H。
(3)正午太陽高度的空間(緯度)變化規(guī)律:由太陽直射點所在緯線向南、北兩側遞減。
(4)正午太陽高度的時間(季節(jié))變化規(guī)律(以北半球為例)

節(jié)氣
最大值地區(qū)
最小值地區(qū)
夏至
北回歸線及其以北地區(qū)
南半球
冬至
南回歸線及其以南地區(qū)
北半球
春分、秋分
赤道
極點
3.四季更替
(1)成因:由于晝夜長短和正午太陽高度的時空變化,太陽輻射在一年中呈現(xiàn)有規(guī)律的變化。
(2)四季更替
①天文四季
②氣候四季
4.五帶劃分

[思考] 在我國北方平原地區(qū),房屋大多是坐北朝南,為了便于采光,房屋南側窗戶較大。陽光透過窗戶照射面積如何變化?
提示  陽光透過窗戶照射面積會發(fā)生日變化和年變化。正午太陽高度大,照射面積小于上午和下午;夏季正午太陽高度大,正午時,陽光照射面積小于冬季。
能力一 地球公轉特征與二十四節(jié)氣

[例1] (2015·重慶卷)二十四節(jié)氣是我國獨有的農(nóng)業(yè)物候歷,是我國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化之一。寒露節(jié)氣在每年公歷10月8日左右。地球繞太陽運行一周為360°,以春分日地球在黃道上的位置為0°,則寒露日(每年公歷10月8日左右)地球在黃道上的位置為(  )
A.15° B.105°
C.195° D.285°
[嘗試自解] ________
[解題步驟]

答案 C

1.公轉軌道示意圖上判斷節(jié)氣
在地球公轉軌道圖上判斷各點的節(jié)氣,關鍵是判斷出二至日的位置,判斷方法有三種:
(1)根據(jù)太陽直射點的位置判定
“北夏南冬”:首先畫出太陽與地球中心的連線,標出該線與地球表面的交點(下圖中的a點),該點就表示太陽直射點。該點若在北半球則為夏至日;該點若在南半球則為冬至日,如下圖中的b點。

(2)根據(jù)地軸的傾斜方向判定
“北傾為夏,南傾為冬”:即南半球地軸傾向太陽時為冬至日,如上圖中地球公轉至丙位置時的地軸;北半球地軸傾向太陽時為夏至日,如上圖中的甲位置。
(3)根據(jù)極圈內的極晝和極夜狀況判斷
“北晝?yōu)橄?,南晝?yōu)槎保罕睒O圈內為白晝,該處節(jié)氣為夏至日,如上圖中甲位置;南極圈內為白晝,該處節(jié)氣為冬至日,如上圖中丙位置。
二至日的位置確定之后,再根據(jù)地球的公轉方向,判定春分日、秋分日的位置。如上圖中的乙是秋分日,丁是春分日。
2.地球公轉與二十四節(jié)氣
(1)太陽直射點回歸運動與二十四節(jié)氣

(2)二十四節(jié)氣對應的地球運動位置

(3)二十四節(jié)氣與人類活動
第一類是反映季節(jié)的。立春、立夏、立秋、立冬用來表明季節(jié),劃分一年為(農(nóng)歷)四季。
第二類是反映太陽高度變化的。春分、秋分、夏至、冬至用來反映太陽高度變化。
第三類是反映氣候特征的。小暑、大暑、處暑、小寒、大寒反映氣溫變化和熱量狀況;雨水、谷雨、小雪、大雪反映降水狀況;白露、寒露、霜降反映水汽凝結、凝華現(xiàn)象。
第四類是反映物候現(xiàn)象的。小滿、芒種反映有關作物的生長狀況;驚蟄、清明反映自然物候現(xiàn)象,驚蟄預示萬物驚醒復蘇,清明表示空氣清新,草木返青,是植物播種的大好時光。

1.(經(jīng)典真題·江蘇卷)在地球公轉過程中,若以地球為參照系,可看到太陽在黃道上運行。圖1是天赤道與黃道的示意圖,圖2是太陽在黃道上的視運行軌跡圖。讀圖,回答下題。
 
6月初,太陽在黃道上的位置是(  )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
答案 D
解析 6月初,太陽在黃道上的位置應在春分日與夏至日之間,在夏至日(6月22日前后)之前且靠近6月22日處,故應為丁。
能力二 晝夜長短的變化與計算

[例2] (2020·7月浙江卷)圖1為某飛機在甲、乙、丙間沿地球大圓周飛行軌跡示意圖。圖2為飛機飛到乙地時,其垂直下方所示的經(jīng)線、緯線和晨昏線位置關系圖,此時丙地地方時為17點。完成下題。

當日,甲地日出的地方時為(  )
A.5點 B.6點
C.7點 D.8點
[嘗試自解] ________
[解題步驟]

答案 C

1.晝夜長短的分布和變化規(guī)律
(1)看晝夜弧長→定晝夜長短
晨昏線把經(jīng)過的緯線圈分割成晝弧與夜弧,所求地所在的緯線圈上,若晝弧長于夜弧,則晝長夜短;反之則晝短夜長。赤道上全年晝夜等長。(如圖1所示)

圖1
(2)看太陽直射點位置→定晝夜長短分布
太陽直射點的位置決定晝夜長短的狀況。太陽直射在哪個半球(南、北半球),哪個半球晝長夜短,且越向該半球的高緯度地區(qū)白晝時間越長。(如圖2、圖3所示)

(3)看太陽直射點移動方向→定晝夜長短變化
太陽直射點的移動方向,決定晝夜長短的變化趨勢,緯度的高低決定晝夜長短的變化幅度。太陽直射點向哪個半球(南、北半球)移動,哪個半球晝將變長,夜將變短;且緯度越高,晝夜長短的變化幅度越大。(如圖4所示)

圖4
(4)看太陽直射點的位置和移動方向→定極晝、極夜的范圍和變化
①太陽直射點緯度與出現(xiàn)極晝、極夜的最低緯度互余。
②太陽直射點向北移動,北極點周圍極晝范圍變大;太陽直射點向南移動,南極點周圍極晝范圍變大。(如圖4所示)
(5)看太陽直射點位置→定日出、日落方位
直射點位置
日出方位
日落方位
晝夜長短
北半球
東北(北半球早于6時日出)
西北(北半球晚于18時日落)
北半球晝長夜短,南半球晝短夜長
赤道
正東(6時日出)
正西(18時日落)
晝夜等長
南半球
東南(北半球晚于6時日出)
西南(北半球早于18時日落)
北半球晝短夜長,南半球晝長夜短
注:當極圈內有地區(qū)出現(xiàn)極晝時,若是北極圈,則出現(xiàn)極晝的地區(qū)正北日出、正北日落(0時日出、24時日落);若是南極圈,則出現(xiàn)極晝的地區(qū)正南日出、正南日落(0時日出、24時日落)。
2.晝夜長短的計算
(1)根據(jù)晝夜弧的弧度數(shù)計算:晝(夜)長=晝(夜)弧/15°
(2)根據(jù)日出、日落時間計算
地方時正午12時把一天的白晝平分成相等的兩份,如下圖:

晝長時數(shù)=日落時間-日出時間=2×(12-日出時間)=2×(日落時間-12)=24-夜長時數(shù)
(3)根據(jù)晝夜長短的分布規(guī)律計算
①同一緯線上各點晝夜狀況、日出和日落時間相同。
②南、北半球緯度數(shù)相同的兩條緯線晝夜時長互等,即南半球某地的晝(夜)長=北半球同緯度數(shù)某地的夜(晝)長
(4)利用日期的對稱性計算

①關于二至日對稱的兩個時間,如A點和B點,太陽直射點位于同一個位置。
②關于二分日對稱的兩個時間,如B點和C點,太陽直射點位于不同半球,但緯度數(shù)相同。
3.晝夜長短的應用
(1)根據(jù)晝夜長短,判斷直射點位置:晝夜等長,太陽直射赤道;北半球晝長夜短,太陽直射北半球;南半球晝長夜短,太陽直射南半球。
(2)根據(jù)晝夜長短差值,判斷緯度高低:晝夜長短差值越大,緯度越高;赤道地區(qū),晝夜長短差值等于0。
(3)根據(jù)晝夜長短,判斷日出、日落時間:日出時間=12-1/2晝長;日落時間=12+1/2晝長。

2.(2020·山東卷)5月27日位于28°N的溫州晝長為13時44分,該日珠峰頂部(28°N,87°E)日出時刻在北京時間(  )
A.7:20以前 B.7:20~7:39
C.7:40~8:00 D.8:00以后
答案 A
解析 由題干信息可知,珠峰與溫州位于同一緯線上,同一緯線上日出日落地方時相同,根據(jù)溫州的晝長,可以計算出溫州的日出地方時為5:08,溫州地方時非常接近北京時間,再根據(jù)珠峰(87°E)與120°E之間的經(jīng)度差為33°,結合經(jīng)度相差1°,地方時相差4分鐘來計算,兩者時差為2小時12分鐘。珠峰位于120°E以西,日出時刻晚,所以把溫州的日出時間加上2小時12分鐘,可估算出珠峰所在地日出的北京時間約在7:20,因珠峰海拔高,日出更早,故A正確。
能力三 正午太陽高度的變化與計算

[例3] (2020·天津卷)圖1為我國某地一住宅小區(qū)示意圖,圖2中四個方向的陰影分別為小區(qū)內某棟住宅樓二至日8:00和16:00的日影。讀圖文材料,回答(1)~(2)題。

(1)該小區(qū)最可能位于(  )
A.北京 B.銀川
C.杭州 D.海口
(2)小區(qū)內各住宅樓樓高一致,休閑廣場被樓影遮擋面積最大的時段是(  )
A.夏至日8:00~12:00 B.夏至日12:00~16:00
C.冬至日8:00~12:00 D.冬至日12:00~16:00
[嘗試自解] (1)________ (2)________
[解題步驟]
第(1)題:


第(2)題:

答案 (1)D (2)C

1.正午太陽高度的變化規(guī)律
(1)緯度變化規(guī)律

①同一時刻,正午太陽高度由太陽直射點所在緯線向南、北兩側遞減。
②同一緯線上正午太陽高度相同。
③與太陽直射點所在緯線緯度差相等的兩條緯線上的正午太陽高度相同。
(2)季節(jié)變化規(guī)律

南、北回歸線之間
緯度越高,正午太陽高度變化幅度越大(由23°26′增大至46°52′),赤道上為23°26′,回歸線上為46°52′
北(南)回歸線至北(南)極圈之間
各緯度正午太陽高度變化幅度相同(均為46°52′)
北(南)極圈以北(南)
緯度越高,正午太陽高度變化幅度越小(由46°52′減小至23°26′),極圈上為46°52′,極點上為23°26′
2.太陽直射點的確定方法
(1)緯度的確定
方法一:“太陽直射點的緯度”和“晨昏圈與緯線相切點的緯度(出現(xiàn)極晝、極夜的最低緯度)”互余。
方法二:通過節(jié)氣來判斷。夏至,太陽直射23°26′N;冬至,太陽直射23°26′S;春、秋分,太陽直射赤道。
方法三:根據(jù)某地正午太陽高度,用公式計算太陽直射點的緯度。
方法四:“赤道處晨昏線與經(jīng)線的交角(銳角)”等于“太陽直射點的緯度”。
(2)經(jīng)度的確定

方法一:晨線和赤道的交點(經(jīng)度)向東90°或昏線和赤道的交點(經(jīng)度)向西90°,即為太陽直射點的經(jīng)度。
方法二:根據(jù)晨昏線與緯線相切點所在經(jīng)線的地方時判斷太陽直射的經(jīng)線。
3.正午太陽高度的計算方法

說明:“兩點”是指所求地點與太陽直射點。兩點緯度差的計算遵循“同減異加”原則,即兩點同在北(南)半球,則兩點緯度“大數(shù)減小數(shù)”;兩點分屬南北不同半球,則兩點緯度相加。
如圖所示,太陽直射10°N,A地(42°N)、B地(23°26′N)、C地(23°26′S)三地的正午太陽高度分別為90°減三地與太陽直射點的緯度差(a、b、c)。

HA=90°-a=90°-(42°-10°)=58°
HB=90°-b=90°-(23°26′-10°)=76°34′
HC=90°-c=90°-(23°26′+10°)=56°34′
4.正午太陽高度的應用
(1)確定地方時
當某地太陽高度達一天中最大值時,就是一天的正午時刻,此時當?shù)氐牡胤綍r是12時。
(2)判斷所在地區(qū)的緯度
當太陽直射點位置一定時,如果已知當?shù)氐恼缣柛叨龋涂梢愿鶕?jù)“某地與太陽直射點相差多少緯度,正午太陽高度就相差多少度”的規(guī)律,求出當?shù)氐牡乩砭暥取?br /> (3)確定房屋的朝向
為了獲得最充足的太陽光照,各地房屋的朝向與正午太陽所在的位置有關。
①北回歸線以北的地區(qū),正午太陽位于南方,房屋朝南。
②南回歸線以南的地區(qū),正午太陽位于北方,房屋朝北。
(4)判斷日影長短及方向
太陽直射點上,物體的影長縮短為0;正午太陽高度越大,日影越短;反之,日影越長。


地區(qū)
正午日影朝向
日影長短
北回歸線以北
全年朝向正北(北極點除外)
冬至日日影最長
夏至日日影最短
南回歸線以南
全年朝向正南(南極點除外)
夏至日日影最長
冬至日日影最短
南、北回歸線之間
夏至日朝向正南
冬至日朝向正北
直射時日影最短
(等于0)
(5)計算樓間距、樓高
為了保證一樓全年都有陽光照射,北回歸線以北地區(qū)建造樓房時,兩樓之間的最短距離應大于L=h/tan H(H為冬至日正午太陽高度)。

(6)計算熱水器的安裝角度

集熱板與地面之間的夾角和當天正午太陽高度角互余,如圖,α+H=90°時效果最佳。

3.(2019·4月浙江卷)閱讀材料,完成下列問題。
下圖為甲地(30°N,101°E)與我國某中學正午太陽高度角之差的年變化示意圖。

計算該中學的緯度,說出P至Q時段甲地與該中學直立物正午日影的朝向及長短變化。
答案 20°N;甲地:影子朝北,由短變長;該中學:影子朝南,由長變短。
解析 因為北回歸線以北地區(qū)的正午太陽高度差值永遠相等。該中學與甲地正午太陽高度在較短時間有差值,說明該地位于北回歸線與赤道之間,夏至日時二者正午太陽高度角差值最小,計算可得,該地緯度為20°N。二者差值最小時為夏至日,故P以前為春分到夏至,P~Q為夏至日以后的變化,則正午影子朝北,影子逐漸變長,而該中學物影朝南,由長變短。
能力四 太陽的視運動與日出日落方位

[例4] (2019·江蘇卷)一游客于7月某日去霧靈山(位于北京與承德交界處)旅游,當日的太陽視運動軌跡是(  )

[嘗試自解] ________
[解題步驟]

答案 B

1.太陽視運動軌跡圖
太陽視運動是指一天中肉眼所見太陽在天空中東升西落的運行狀況。其中日出東方,日落西方,正午12點(地方時)時位于觀察者的正南方、正北方或正上方。下圖反映的是北緯40°附近某地在二分二至日的太陽視運動軌跡。該圖可反映日出日落時間與晝夜長短、日出日落方位、正午太陽高度等。

2.全球日出、日落及正午時刻太陽方位的變化規(guī)律
(1)未出現(xiàn)極晝或極夜現(xiàn)象的地區(qū),太陽直射北半球時,日出日落都偏北(太陽從東北升起西北落下);太陽直射南半球時,日出日落都偏南(太陽從東南升起西南落下);太陽直射赤道時,日出正東、日落正西。

(2)出現(xiàn)極晝的地區(qū)(除極點)一天內太陽不落,正午太陽高度最大,0點(24點)太陽高度最小,若位于北半球,太陽升落方位均為正北;若位于南半球,太陽升落方位均位于正南。

(3)極晝期間的極點一天內太陽高度不變。

3.晝長與日出日落時間
在北半球,晝越長,日出越早,日落越晚,日出日落的位置越偏北,太陽視運動的弧度越大;反之,在北半球晝越短,日出越晚,日落越早,日出日落位置越偏南,太陽視運動的弧度越小。
4.影子變化的判讀
(1)影長變化:根據(jù)太陽高度的大小判斷影長,例如,日出時影長最長,之后縮短,正午時最短,之后變長,日落時影子又最長,直射點上無影子。
(2)影子方位的變化:影子位于太陽相反方位,根據(jù)太陽方位即可推知影子方位。

4.(2018·江蘇卷)下圖為“某地二分二至日太陽視運動示意圖”。讀圖回答(1)~(2)題。

(1)線①所示太陽視運動軌跡出現(xiàn)時的節(jié)氣為(  )
A.春分 B.夏至
C.秋分 D.冬至
(2)該地所屬省級行政區(qū)可能是(  )
A.瓊 B.新
C.蘇 D.贛
答案 (1)D (2)B
解析 第(1)題,根據(jù)太陽視運動圖,二分二至,太陽高度角最高的時候,太陽方位都位于該地的正南方向,所以該地區(qū)位于北回歸線以北,①所示節(jié)氣,日出東南方向,日落西南方向,此時太陽直射南半球,所以其太陽視運動軌跡出現(xiàn)的節(jié)氣為冬至。故D項正確。第(2)題,根據(jù)圖示太陽視運動圖可知,經(jīng)過E、W的曲線表示二分日的太陽視運動軌跡,而且二分日的正午太陽高度約為50°,推算出該地緯度約為40°N,選項A、C、D省緯度都低于40°N,40°N穿過新疆,故選B。
能力五 太陽光照圖的判讀(24類基礎圖像專項突破5)

[例5] (2020·上海卷)下圖為以極點為中心的太陽光照圖(陰影部分表示黑夜),下列四個城市中,該日白晝時間最長的是(  )

A.倫敦(約52°N) B.羅馬(約42°N)
C.開羅(約30°N) D.東京(約36°N)
[嘗試自解] ________
[解題步驟]

答案 A

1.分清晝夜半球,確定晨線和昏線
(1)晨線:順地球自轉進入晝半球,以西為夜半球,以東為晝半球。
(2)昏線:順地球自轉進入夜半球,以西為晝半球,以東為夜半球。
2.確定地球自轉方向
(1)根據(jù)地球自轉方向判斷:北極上空看呈逆時針方向,南極上空看呈順時針方向。
(2)根據(jù)晨昏線判斷

①若圖中為昏線,為晨線,則地球呈逆時針方向自轉,中心為北極點。
②若為晨線,為昏線,則地球呈順時針方向自轉,中心為南極點。
3.確定太陽直射點的位置
(1)確定經(jīng)度
①根據(jù)光照圖中已知經(jīng)線的地方時找到地方時為12時的經(jīng)線。
②從光照圖中直觀看出平分晝半球的經(jīng)線。
(2)確定緯度
根據(jù)與晨昏線相切的緯線的緯度來確定。直射點緯度與該緯線的緯度互余。若與晨昏線相切的緯線的緯度為α,則太陽直射點的緯度為90°-α。
4.確定日期和季節(jié)
(1)利用北半球晝夜長短:晝長夜短或北極附近有極晝現(xiàn)象,則為北半球夏半年,反之為冬半年;若晝夜等長,則為春分日或秋分日。
(2)特殊日期的判定
①晨昏線與經(jīng)線重合(或晨昏線經(jīng)過極點),為3月21日前后或9月23日前后。

②晨昏線與極圈相切,若北極圈內為夜,則為12月22日前后;若北極圈內為晝,則為6月22日前后。

③根據(jù)晨昏線與經(jīng)線的斜交關系。

5.確定日出、日落時間與方向
(1)確定時間
①晨線上的各地同時日出,昏線上的各地同時日落。
②某地經(jīng)線與晨線交點的地方時,為該地日出地方時;某地經(jīng)線與昏線交點的地方時為該地日落地方時。
(2)確定方向

太陽直射點
日出、日落方向
直射赤道
全球各地(除極點外),日出正東、日落正西
直射北半球
全球各地(除極晝、極夜地區(qū)外),日出東北、日落西北
直射南半球
全球各地(除極晝、極夜地區(qū)外),日出東南、日落西南
正好出現(xiàn)極晝的地方,北半球日出正北、日落正北;南半球日出正南、日落正南
6.確定地方時
(1)過晨線與赤道交點的經(jīng)線的地方時是6:00。
(2)過昏線與赤道交點的經(jīng)線的地方時是18:00。
(3)過晝弧中點的經(jīng)線的地方時是12:00。
(4)過夜弧中點的經(jīng)線的地方時是0:00或24:00。
7.確定晝夜長短
(1)確定晝長和夜長
光照圖中,晨昏線將地球上的緯線分成晝弧和夜弧兩部分,晝長等于該緯線晝弧所跨的度數(shù),夜長等于該緯線夜弧所跨的度數(shù)。
(2)確定晝夜長短
同一緯線上的各地晝弧(或夜弧)是等長的,若晝弧大于夜弧,則晝長夜短,若晝弧小于夜弧,則晝短夜長。
(3)確定極晝、極夜范圍
晨昏線與哪個緯線圈相切,該緯線圈與極點之間的緯度范圍內就會出現(xiàn)極晝或極夜現(xiàn)象,南北半球的極晝、極夜現(xiàn)象出現(xiàn)時間正好相反。
8.確定正午太陽高度
太陽直射緯線正午太陽高度為90°,其他各地的正午太陽高度從這條緯線向南、向北遞減。

5.(2020·江蘇卷)2020年4月8日22時,小明在上海觀賞了“超級月亮”。下圖為“月亮視直徑最大與最小時的對比示意圖”。據(jù)此回答(1)~(2)題。

(1)從天體運動位置看,此時“超級月亮”(  )
A.月球位于遠地點附近
B.月球位于近地點附近
C.地月系位于遠日點附近
D.地月系位于近日點附近
(2)與此時全球晝夜分布狀況相符的是(  )

答案 (1)B (2)A
解析 第(1)題,“超級月亮”看起來面積大、亮度大,形成時的月相為滿月,且月地距離最近,因而月球應位于近地點附近,A錯,B對;地月系位于遠日點的日期為7月初,位于近日點的日期為1月初,與材料中觀賞日期4月8日不符,C、D錯。第(2)題,4月8日22時,太陽直射點位于赤道與北回歸線之間,北半球晝長夜短,北極點及其附近地區(qū)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象,南極點及其附近地區(qū)出現(xiàn)極夜現(xiàn)象,A對,B、D錯;北極圈及其以內地區(qū)為極晝、南極圈及其以內地區(qū)為極夜時為6月22日前后,C錯。



[情境設置] 日晷是一種利用太陽投影指示時間的工具。它由晷盤和晷針組成。晷盤是一個圓盤,晷盤面上有刻度,晷針安裝在晷盤中央與盤面垂直。下圖中的日晷盤面平行于赤道面,晷針指向北極。從北半球春分到秋分的半年時間里,看晷盤上面(即赤道以北)的刻度;從秋分到來年春分的半年里,看晷盤下面(即赤道以南)的刻度。

[設問角度]
(1)分析該日晷上下盤面使用時間差異的原因。
(2)嘗試說出該日晷晷針與地面的夾角,并用簡圖表達。
[素養(yǎng)體現(xiàn)]

人地協(xié)調觀
體現(xiàn)人類合理利用自然規(guī)律服務于人類活動
綜合思維
從時空綜合的角度說明日晷的原理
區(qū)域認知
從區(qū)域視角認識不同緯度地區(qū)日晷晷針的指向不同
地理實踐力
不同地區(qū)安裝日晷的方式不同,體現(xiàn)日常的觀察與思考
[我的答案] (1)                                    
                                    
(2)                                    
                                    

[我的設問]                                     
[參考答案] (1)北半球春分到秋分的半年里,太陽直射北半球,因此太陽位于晷盤的上方,因此看晷盤上面的刻度;北半球秋分到次年春分的半年里,太陽直射南半球,因此太陽位于晷盤的下方,因此看晷盤下面的刻度。
(2)因為日晷晷針指向北極,因此日晷晷針與地面的夾角等于當?shù)氐牡乩砭暥取H缦聢D所示:


視角一 從綜合思維、區(qū)域認知、地理實踐力的角度,考查地球公轉的意義
1.(2019·天津卷)假期里,小明同學外出旅游。某日早晨小明拍攝了日出的照片,隨即發(fā)到微信朋友圈。在天津(117°E,39°N)的爸爸和在國外甲城市出差的媽媽馬上做出了回復(如下圖)。結合圖文材料,回答(1)~(2)題。

(1)小明拍攝日出照片時所在的城市最可能是(  )
A.呼和浩特(112°E,40°N) B.蘭州(104°E,36°N)
C.杭州(120°E,30°N) D.南寧(108°E,23°N)
(2)據(jù)圖文信息,可以推測出甲城市的(  )
A.緯度位置 B.經(jīng)度位置
C.當天日落的方向 D.當日正午太陽高度
答案 (1)D (2)C
解析 第(1)題,根據(jù)圖示信息,天津的日出時間為北京時間7:31,當?shù)氐胤綍r為7:31-(120°-117°)×4分鐘=7:19,天津晝長為(12:00-7:19)×2=9小時22分鐘,晝長遠小于夜長,太陽直射南半球,晨線呈東北一西南走向,結合小明拍攝日出時的北京時間為7:29,與天津日出的北京時間相差只有2分鐘,故可推測小明所在城市位于天津西南方向,D正確。杭州在天津市東南方向,呼和浩特在天津西北方向,A、C錯誤;蘭州雖然在天津西南方向,但緯度與天津相差較小,經(jīng)度相差較大,兩地日出時間相差較多,B錯誤。第(2)題,根據(jù)上題分析,此時太陽直射南半球,全球除極夜、極晝地區(qū)外,應該是日出東南、日落西南,結合圖示可知甲城市還有2小時日落,并不位于極晝、極夜區(qū),故日落西南,C正確。因為無法確定當日太陽直射點的緯度位置,故而無法推測甲城市的緯度位置和當日正午太陽高度,A、D錯誤;根據(jù)圖示信息無法確定甲城市的地方時,因而也無法計算或推測甲城市的經(jīng)度位置,B錯。
視角二 從綜合思維、區(qū)域認知、地理實踐力的角度,結合乘車選座考查太陽周日視運動
2.(2018·全國卷Ⅰ)小明同學7月從重慶出發(fā)到貴州畢節(jié)旅游,收集到的相關高速公路信息如下圖所示。據(jù)此完成下題。

小明若從重慶出發(fā)乘長途客車經(jīng)遵義至畢節(jié),為免受陽光長時間照射且能欣賞窗外風景,以下出發(fā)時間和座位較好的是(  )
A.6:00出發(fā),左側靠窗 B.8:00出發(fā),右側靠窗
C.10:00出發(fā),左側靠窗 D.12:00出發(fā),右側靠窗
答案 B
解析 7月份,太陽直射北半球,北半球極晝極夜區(qū)除外均為東北方向日出,西北方向日落。從重慶乘長途客車到遵義全長240 km,需用時3個多小時。從遵義乘長途客車到畢節(jié)全長205 km,需用時2個多小時。中午之前出發(fā),左側靠窗的位置會被陽光長時間照射,而右側靠窗的位置可以免受陽光照射且能欣賞窗外風景,排除A、C選項;若12:00出發(fā),下午有較長的時間太陽位于西南方向,右側靠窗的位置會受到長時間的陽光照射,排除D選項;8:00出發(fā),從重慶經(jīng)遵義到畢節(jié)的過程中,右側靠窗的位置可以免受陽光長時間照射且能欣賞窗外風景。故選B。
視角三 從綜合思維、區(qū)域認知的角度考查正午太陽高度的計算和應用
3.(2018·天津卷)天津廣播電視塔(簡稱“天塔”)高度約415米。讀圖文材料,回答(1)~(2)題。

(1)拍攝到該照片的時間(北京時間)最可能介于(  )
A.5:00~7:00 B.8:00~10:00
C.12:00~14:00 D.15:00~17:00
(2)拍攝到該照片的日期最可能介于(  )
A.1月15日到2月15日
B.3月1日到3月30日
C.5月15日到6月15日
D.10月1日到10月30日
答案 (1)B (2)C
解析 第(1)題,由圖1可知,“天塔”受太陽照射后在偏北方向形成了明顯的塔影,對照圖2中的指向標分析塔影與通向“天塔”的道路的關系可確定圖1中塔影指向西北方向,逆推太陽位于東南方向,北京時間最可能是8:00~10:00。第(2)題,結合圖2中比例尺可以估算8:00~10:00塔影大致為200米,當?shù)卣鐣r塔影一定小于200米,結合“天塔”415米高度,tanH=415/200=2.075,可估算出正午太陽高度H超過60°,則太陽直射點距離北回歸線比較近,拍攝照片的日期最可能介于5月15日到6月15日。
視角四 從綜合思維、區(qū)域認知、地理實踐力的角度考查晝夜長短的變化規(guī)律
4.(2017·全國卷Ⅲ)某日,小明在互聯(lián)網(wǎng)上看到世界各地好友當天發(fā)來的信息。
甲:溫暖的海風夾著即將到來的夏天的味道撲面而來。
乙:冬季臨近,金黃的落葉鋪滿了一地。
丙:又一次入秋失敗了,這還是我四季分明的家鄉(xiāng)嗎?
?。河质呛谝孤L的季節(jié),向北望去,小城上空的極光如彩色帷幕般掛在夜空。
據(jù)此完成(1)~(2)題。
(1)以上四人所在地從北到南的排列順序是(  )
A.甲乙丙丁 B.丁乙丙甲
C.丁丙甲乙 D.甲丙乙丁
(2)當天可能是(  )
A.4月28日 B.6月28日
C.9月2日 D.11月2日
答案 (1)B (2)D
解析 第(1)題,根據(jù)丁的描述可知,向北望去有極光,說明丁位于北半球高緯度地區(qū),并且此時為北半球冬半年。排除答案A、D;而甲逐漸由春到夏,說明該地位于南半球;乙地將由秋入冬說明乙地位于北半球,且較丁緯度低;丙地入秋失敗,說明處于由夏到秋的階段,應位于北半球中緯度地區(qū),且緯度較乙緯度低,所以甲位置更靠南,由此可確定答案為B。第(2)題,由上題分析可知,此時應為北半球冬半年,結合選項可知正確答案為D。
視角五 從綜合思維、區(qū)域認知的角度考查極地地區(qū)的太陽視運動軌跡
5.(經(jīng)典真題·福建卷)我國第四個南極科學考察站——泰山站(73°51′S,76°58′E)于2014年2月8日正式建成開站。下圖示意某科考隊員當日拍攝的一天太陽運動軌跡合成圖。 讀圖回答(1)~(2)題。

(1)該日太陽位于圖示F位置時(  )
A.泰山(36°N,117°E)旭日東升
B.東京(36°N,141°E)夕陽西斜
C.紐約(41°N,74°W)烈日當空
D.開普敦(34°S,18°E)夜色深沉
(2)次日泰山站(  )
A.日出正南 B.太陽高度變大
C.白晝變短 D.極晝即將開始
答案 (1)B (2)C
解析 第(1)題,從圖上可以看出,當太陽位于圖示F點時,太陽高度最大,說明泰山站為正午,地方時為12時,此時東京地方時約是16時16分,剛好夕陽西斜;泰山地方時約是14時40分,已是午后;紐約地方時約是2時;開普敦地方時約是8時。第(2)題,泰山站建成開站的時間是2月8日,此時太陽直射點位于南半球,且向北移動,因此次日南極泰山站白晝變短,沒有出現(xiàn)極晝,且正午太陽高度變?。淮藭r全球非極晝(夜)地區(qū)都是日出東南。
綜合測試                    
選擇題
(2020·北京朝陽區(qū)4月聯(lián)考)下圖為十月某日手機屏幕截圖。讀圖,完成1~2題。

1.此時(  )
A.晨昏線正好從莫斯科經(jīng)過
B.莫斯科與北京相差五個時區(qū)
C.東京和悉尼不在同一日期內
D.北京與昆明的地方時相同
2.該日之后的一個月內,悉尼(  )
A.正午影子逐漸變長
B.日出時間越來越早
C.進入到一年中最熱的季節(jié)
D.晝夜長短變化幅度逐漸減小
答案 1.B 2.B
解析 第1題,晨線和赤道的交點為6點,昏線和赤道的交點為18點,終年不變。該日為十月某日,太陽直射南半球,莫斯科位于北半球中緯度,晝短夜長,日落早于18點,手機屏幕截圖顯示,該日莫斯科是18點,顯然已經(jīng)日落,所以晨昏線不可能從莫斯科經(jīng)過,A錯誤;此時北京市朝陽區(qū)為23點,與莫斯科18點相差5個小時,據(jù)此可知,莫斯科與北京相差五個時區(qū),B正確;此時東京為0點,悉尼為2點,兩地位于180°以西,兩地在同一日期內,C錯誤;北京經(jīng)度為116°E,昆明經(jīng)度為103°E ,兩地經(jīng)度不同,所以地方時不同,D錯誤。第2題,該日為十月某日,之后的一個月內,大約是10月或11月某日,在此段時間內,太陽直射南半球,并向南移動,南回歸線以南地區(qū)晝長夜短,晝漸長,夜?jié)u短,正午太陽高度角逐漸變大。悉尼位于34°S附近,隨著正午太陽高度角的逐漸增大,正午影子逐漸變短,A錯誤;隨著白晝變長,日出時間越來越早,B正確;南半球一年中最熱的季節(jié)是夏季12、1、2月,C錯誤;晝夜長短變化幅度逐漸增大,D錯誤。
(2020·海南省3月診斷)下圖示意江西省南昌市某學校(28.5°N,115.5°E)教學樓面朝正南的窗戶某日正午陽光照射教室內的情況,經(jīng)測得,圖示∠1和∠2均為60°。據(jù)此完成3~4題。

3.該日太陽直射點的地理緯度約為(  )
A.1.5°S B.8.5°S
C.13.5°N D.23.5°S
4.下列古詩句中反映的自然現(xiàn)象,在我國該季節(jié)可能發(fā)生的是(  )
A.萬里寒光生積雪,三邊曙色動危旌
B.小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上頭
C.楊花榆莢無才思,惟解漫天作雪飛
D.歲暮陰陽催短景,天涯霜雪霽寒宵
答案 3.A 4.C
解析 第3題,讀圖可知,∠1和∠2為該日的正午太陽高度,依據(jù)正午太陽高度角計算公式:H=90°-|緯度差|,緯度差為太陽直射點的緯度與當?shù)氐木暥炔?。江西省南昌市某學校的緯度是28.5°N,該日正午太陽高度是60°,據(jù)此可知太陽直射點的緯度與南昌的緯度差是30°,因此該日太陽直射點的地理緯度是1.5°S。A項正確。第4題,此時太陽直射南半球低緯地區(qū),因此判斷是初春或者深秋季節(jié),A描述的是冬季,B是夏季,C是春季,D是冬季,因此只有C符合。
(2020·北京市適應性測試)讀下表,完成5~6題。
成都—北京某次高鐵時刻與里程表
站名
到達時間
開車時間
運行時間
里程(千米)
成都東
始發(fā)站
10:42
0分
0
西安北
14:37
14:47
3小時55分
658
鄭州東
17:07
17:13
6小時25分
1 181
石家莊
19:01
19:05
8小時19分
1 593
北京西
20:38
終點站
9小時56分
1 874
5.成都東站與北京西站所處的緯度之差最接近于(  )
A.1° B.5°
C.10° D.20°
6.某日,該次列車駛出鄭州東站不久,落日的余暉照亮整個車廂。該日所屬月份應為(  )
A.3月 B.6月
C.9月 D.12月
答案 5.C 6.D
解析 第5題,由成都東至北京西里程可推算出兩地緯度應小于20°;北京位于40°N,成都位于亞熱帶地區(qū),緯度差大于5°。故兩站緯度差最接近10°。第6題,由高鐵時刻表可知,列車駛出鄭州東站時為17:13,此時落日的余暉照亮整個車廂,可以判斷該日鄭州晝長約為10小時26分,該日所屬月份應為12月,D對。3月、9月鄭州晝長接近12小時,6月鄭州晝長大于12小時,A、B、C錯。
(2020·泰安二模)飛檐是指屋檐的檐部向上翹起,是一種考慮室內光照和建筑美觀的中國傳統(tǒng)建筑特色,是我國古代勞動人民智慧的結晶。下圖為飛檐景觀和飛檐光照原理示意圖。據(jù)此完成7~8題。

7.從室內光照的角度考慮,“飛檐”設計的主要目的是(  )
A.擴大夏季遮陽的面積
B.擴大冬季采光的面積
C.縮小夏季遮陽的面積
D.縮小冬季采光的面積
8.某建筑設計師在浙江采用了“飛檐”的設計。若屋頂高度不變,從排泄雨水的角度看,與北京相比,應做的調整是(  )
①飛檐長度不變,加大飛檐翹起角度
②飛檐翹起角度不變,縮短飛檐
③飛檐長度不變,縮小飛檐翹起角度
④飛檐翹起角度不變,加長飛檐
A.①② B.②③
C.①④ D.②④
答案 7.B 8.A
解析 第7題,飛檐是指屋檐的檐部向上翹起,是一種考慮室內光照和建筑美觀的中國傳統(tǒng)建筑特色,讀圖可知,普通屋頂使冬季射入室內的太陽光線減少,因冬季太陽高度角小,飛檐高度增加,使冬季射入室內的太陽光的面積增加。故選B。第8題,該題設計的目的是從“排泄雨水”的角度分析,浙江屬于亞熱帶季風氣候,降水量豐富,北京屬于溫帶季風氣候,降水量較浙江少。因此浙江飛檐長度不變,加大飛檐翹起的角度有利于排泄雨水,①正確;或者飛檐翹起的角度不變,縮短飛檐,也有利于雨水的排泄,②正確。故選A。
二十四節(jié)氣是反映天氣氣候和物候變化、掌握農(nóng)事季節(jié)的工具,是根據(jù)太陽在黃道上的位置來劃分的。下左圖是天赤道與黃道示意圖,下右圖是二十四節(jié)氣在黃道上的位置圖。讀圖完成9~10題。

9.“露從今夜白,月是故鄉(xiāng)明”,該節(jié)氣太陽最接近左圖中的(  )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
10.關于節(jié)氣與農(nóng)事、氣象的連線,正確的是(  )
A.春分——江淮地區(qū)播種小麥
B.谷雨——東北地區(qū)采摘茶葉
C.大暑——長江流域伏旱天氣
D.霜降——天山南北油菜花開
答案 9.B 10.C
解析 第9題,“露從今夜白,月是故鄉(xiāng)明”,該節(jié)氣是白露節(jié)氣,位于秋分日前約15天。結合左圖中地軸的傾斜方向,太陽公轉到最右側時,太陽直射北回歸線,北半球節(jié)氣是夏至。太陽公轉方向是順時針方向,乙、丙之間是秋分日,乙在秋分之前,太陽最接近左圖中的乙地,B項正確。第10題,春分,我國東北地區(qū)種植小麥,江淮地區(qū)是秋分前后播種冬小麥,A項錯誤。谷雨節(jié)氣,江南地區(qū)采摘茶葉,東北不產(chǎn)茶葉,B項錯誤;大暑,長江流域受副熱帶高壓影響,是伏旱天氣,C項正確;霜降,天山南北大雪封山,D項錯誤。
(2020·天津市適應性測試)暑假中,天津學生小明到意大利旅游,參觀了著名的比薩斜塔(位于44°N,10°E,塔高約55米)。他發(fā)現(xiàn)日出時太陽的方向和斜塔傾斜的方向正好垂直,如下圖?;卮?1~12題。

11.推斷比薩斜塔的傾斜方向是(  )
A.東北 B.西北
C.東南 D.西南
12.該日正午比薩斜塔的日影長度大約是(  )
A.15米 B.35米
C.55米 D.75米
答案 11.C 12.B
解析 第11題,暑假時,日出東北,則與圖中太陽方向垂直的方向為西北和東南,根據(jù)圖示判斷拍攝者面向東北方向,斜塔向右傾斜,可知比薩斜塔傾斜方向為東南。第12題,暑假中(7~8月),太陽直射點緯度在23°26′N~0°之間,當?shù)鼐暥?4°N,根據(jù)正午太陽高度公式求出正午太陽高度大約在69.5°~46°之間,再根據(jù)影長計算公式L=tan·H,可算出影長為20.5~53米,故選B。
(2020·濟南一模)濟南(37°N)某高中地理興趣小組開展有關“林窗知識”的研究性學習活動,他們查閱相關資料了解到,林窗(左圖)主要是指林冠喬木衰老死亡或因偶然因素導致成熟階段優(yōu)勢樹種的死亡,從而在林地造成空隙的現(xiàn)象。它可以分為兩類:①林冠林窗,指林冠層空隙下的林地;②擴展林窗,指除林冠林窗外,還包括其邊緣到周圍樹木的樹干基部所圍成的林地。該小組選擇晴天,到南部山區(qū)進行野外調查,調查時繪制了林窗示意圖(右圖),并獲取林窗區(qū)域地理環(huán)境資料。據(jù)此完成13~14題。

13.調查當日正午時刻,興趣小組成員測量獲得結果Sd=H。該日最接近(  )
A.秋分(9月23日左右)
B.霜降(10月23日左右)
C.立春(2月4日左右)
D.清明(4月5日左右)
14.上右圖中表示林冠林窗的是(  )
A.Sa B.Sb
C.Sc D.Sd
答案 13.B 14.A
解析 第13題,根據(jù)圖示,當Sd=H時,說明該日正午太陽高度為45°,當?shù)貫?7°N,可以求出此日太陽直射點位于8°S。再結合太陽直射點移動規(guī)律(每天約0.26°),可推知時間為春分前30天,或者秋分后30天,因此B項最接近。第14題,根據(jù)材料可知,林冠林窗是指林冠層空隙下的林地,因此選A。
登封觀星臺位于河南省登封市(約34°N,113°E),是中國現(xiàn)存最早的古天文臺建筑。觀星臺上有兩間小屋,小屋之間有一橫梁,臺下正北方有一“長堤”(見圖1),每天正午,橫梁的影子會投在“長堤”上,利用它可以了解四季變化。據(jù)此完成15~16題。

15.當?shù)厍蛴杀幭蛞姨庍\動期間,正午時橫梁在“長堤”上的投影逐日移動方向為(  )
A.東 B.西
C.南 D.北
16.若黃赤交角變小,則夏至日該地正午時橫梁在“長堤”上投影的位置有何變化(  )
A.變遠 B.變近
C.向東北移動 D.向西北移動
答案 15.D 16.A
解析 第15題,正午太陽高度角越大,投影越短,投影距離長堤南方越近。當?shù)厍蛴杀幭蛞姨?近日點附近,應為冬至日)運動期間,太陽直射點由赤道向南回歸線移動,北半球正午太陽高度角變小,投影往北移動。第16題,若黃赤交角變小,北回歸線的緯度變低,該地最大的正午太陽高度變小,投影變長,所以向北變遠。
敦煌(北緯39°40′~41°40′,東經(jīng)92°13′~95°30′)具注歷日中,漏刻標注呈現(xiàn)的是晝夜百刻制。漏是指計時用的漏壺,刻是指劃分一天的時間單位,它通過漏壺的浮箭來計量一晝夜的時刻。漏箭浮在水面上,上面有刻度,隨著水位變化,可以指示時間的流逝。漏箭上刻度固定,不能伸縮,需要經(jīng)常更換,稱為“漏刻改箭”。下圖為漏刻示意圖。據(jù)此回答17~18題。

17.古人“漏刻改箭”是因為(  )
A.晝夜不斷更替 B.太陽高度變化
C.晝夜長短變化 D.存在黃赤交角
18.如敦煌具注歷日顯示“晝60夜40”,則該日敦煌日落時的地方時為(  )
A.18時 B.19時12分
C.19時28分 D.21時
答案 17.C 18.B
解析 第17題,根據(jù)材料信息“刻是指劃分一天的時間單位”“可以指示時間的流逝”判斷,“漏刻改箭”主要與時間變化有關,晝夜不斷更替雖能體現(xiàn)出時間流逝,但是每天24小時是固定的,根本沒必要“改箭”,而晝夜長短變化會導致白天和黑夜的時間出現(xiàn)差別,而材料中“漏箭上刻度固定,不能伸縮,需要經(jīng)常更換”可判斷古人“漏刻改箭”是因為晝夜長短變化。第18題,根據(jù)材料“漏刻標注呈現(xiàn)的是晝夜百刻制”可知“晝60夜40”的白晝時間大致為14小時24分鐘,通過計算可得出該日敦煌日落時的地方時為19時12分。
下表為11月11日部分城市日出、日落時間表?;卮?9~20題。

地點
北京
哈爾濱
西安
上海
成都
拉薩
日出
7:18
6:54
7:33
6:36
7:44
8:34
日落
16:50
15:51
17:35
16:51
18:02
18:56
19.表中六個城市中,兩個城市之間白晝時間差值最大可達(  )
A.1小時25分 B.3小時5分
C.2小時6分 D.1小時58分
20.請依據(jù)表中信息,判斷下列四城市中緯度最高的是(  )
A.西安 B.成都
C.上海 D.拉薩
答案 19.A 20.A
解析 第19題,9月23日~12月22日期間,太陽直射點位于南半球,故緯度越往南,晝長越長,故表格中6個城市中,晝長最長的應為最南面的城市,結合計算拉薩的晝長最長為10小時22分;而晝長最短為最北面的城市哈爾濱,其晝長為8小時57分,故兩地的白晝時間差值為1小時25分。第20題,結合上題分析,選項中四個城市同在北半球,此時越往南(即緯度越低)晝長越長,越往北,晝長越短,通過計算,四城市中晝長最短為西安,故其緯度最高。

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