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高频考点67 日晷
1、 日晷仪也称日晷,是观测日影记时的仪器,主要是根据日影的位置,以指定当时的时辰或刻数,是我国古代较为普遍使用的计时仪器。
二、“日晷”的意思为“太阳的影子”。因此,所谓日晷,就是白天通过测日影定时间的仪器。日晷计时的原理是这样。在一天中,被太阳照射到的物体投下的影子在不断地改变着,第一是影子的长短在改变,早晨的影子最长,随着时间的推移,影子逐渐变短,一过中午它又重新变长;第二是影子的方向在改变,因为我们在北半球,早晨的影子在西方,中午的影子在北方,傍晚的影子在东方。从原理上来说,根据影子的长度或方向都可以计时,但根据影子的方向来计时更方便一些。故通常都是以影子的方位计时。由于日晷必须依赖日照,不能用于阴天和黑夜。因此,单用日晷来计时是不够的,还需要其它种类的计时器,如水钟,来与之相配。
三、地理中的考点:
1、日晷晷针影子长短:一天中长度不变;一年中夏至最短,冬至最长。春秋分,影子无限长。
2、两个夹角:
(1)日晷面与地平面的夹角: ∠1 = 90°-当地纬度
(2)日晷晷针与地平面的夹角: ∠2 = 当地纬度
3、原理:指针指向北极星或相反方向。
4、日晷局限性:
(1)夜晚和阴雨天无法指示时间
(2)春分和秋分时节无法指示时间
(3)日晷笨重,不易携带
5、日晷的指针投影运行的方向是由太阳视运动方向决定。太阳视运动方向是自东向西,日晷的指针投影运行的方向也是自东向西。一般在北半球看顺时针,南半球看逆时针,南北半球运动方向相反
6、指针与地平面的夹角=当地北极星的仰角=当地纬度
【拓展提升】
日晷是我国古代利用日影测定时刻的一种计时仪器,主要由晷盘、晷针和底座组成。图1为赤道式日晷示意图,图2为清华大学日晷景观和某日某时刻晷影(晷针的影子)位置图。完成下面小题。
1.某地晷盘与底座的夹角α=50°,则该地夏至日正午太阳高度为( )
A.53.5° B.63.5° C.73.5° D.83.5°
2.清华大学日晷的晷影( )
A.长短在一年中基本不变 B.夏至日呈逆时针方向转动
C.夏至转过的角度一年中最大 D.图示时刻约为北京时间16时
【答案】1.C 2.C
【分析】1.根据图示信息可知,α的度数与当地纬度的度数互余,所以当α=50°时,当地的纬度为40°,日晷仪的晷针要指向北极星,由于南半球无法观测北极星,所以日晷仪应位于北半球,所以该地的纬度应为40°N,夏至日太阳直射北回归线(23.5°N),所以该地夏至的正午太阳高度H=90°-(40°-23.5°),即为73.5°,故选C。
2.由于太阳直射点的南北回归运动,清华大学当地的正午太阳高度角不断变化,所以其日晷的晷影长短在一年中不可能不变,A错。夏至日,当地日出东北,正午太阳在当地的正南方天空,日落西北。图2中晷针指向为正北方向,由此可确定图中轨面的方向,如下图:
日出时,晷影在图中的西南方向,正午时,晷影在图中的正北方向(即午时),日落时晷影在图中的东南方向,所以夏至日晷影呈顺时针方向转动。同时,当地夏至日昼长最长,晷影转动的角度在一年中最大, B错误,C正确。图示时刻,晷影在盘面的西北方向,表明太阳在当地的东南方向,北京时间16:00,当地太
阳应在当地的西南方向,D错误。故选C。
日晷是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器,一般由晷针和晷盘组成。晷针垂直于太阳视运动的轨道平面,上端指向北极星方向。在晷盘面上刻画出12个大格,每个大格代表两个小时,当太阳光照在日晷上时,晷针的影子就会投向晷盘面,以此来显示时刻。读图完成下面小题。
3.天津校园内日晷仪晷针的影子,在夏至日晴天时移动的方向应是( )
A.由西北逆时针转向东北 B.由西北顺时针转向东北
C.由西南逆时针转向东南 D.由西南顺时针转向东南
4.若图示日晷仪由天津移至上海使用时,晷盘与地面的夹角应该( )
A.增大 B.减小 C.不变 D.按日期作调整
【答案】3.D 4.A
【解析】3.夏至日,北半球日出东北方向,日落西北方向。天津校园内晷针的影子,在日出时应在西南方向,顺时针转动,到日落时位于东南方向,故D正确,A、B、C错误。
4.北半球各地看北极星的仰角等于当地的纬度B,又因为晷针指向北极星,且垂直于晷盘,故晷盘与地面的夹角A与看北极星的仰角B互余,即A+B=90°;天津纬度高于上海,则移到上海后B变小,则A增大。故选A项。
日晷是古代人们利用日影测得时刻的一种计时仪器。济南的小明同学去北京故宫(40°N,116°E)参加了三天的研学活动,观察了安放在太和殿前的日晷(晷针的上端正好指向北天极),并绘制了当时的日晷计时示意图(图中刻度盘是日晷朝上一面的刻度盘)。据此完成下面小题。
5.此处安放的日晷,其晷面与地平面