内容正文:
第3课时 昼夜长短的变化
课标要求
结合实例,说明地球运动的地理意义。
内涵解读
1.结合图示,理解昼夜长短的变化对自然环境和人类活动的影响。
2.结合图示,说明昼夜长短的变化规律,对昼夜长短进行比较和计算。
核心点(一) 昼夜长短及其变化
[系统主干知识]
读图,完成表格内容。
时间
变化特点
现象
北半球
夏半年
北半球各地昼长夜短,纬度越高,昼越长,夜越短
图1中北极圈及其以北出现极昼现象
夏至日,北半球各地昼最长,夜最短
北半球
冬半年
北半球各地昼短夜长,纬度越高,昼越短,夜越长
图3中北极圈及其以北出现极夜现象
冬至日,北半球各地昼最短,夜最长
春、秋
分日
图2代表的时间是每年的3月21日与9月23日前后,全球各地昼夜平分
[建模综合思维]
典题启动
(2021·河北高考·节选)家住某城(36.5°N,116°E)的小明,秋分时节搬进了新楼房,站在书房2.6 m高的落地窗前,远处公园美景尽收眼底。如图示意书房平面布局。据此完成下题。
从入住到次年春分,书房的日采光时间变化趋势是( )
A.一直增加 B.先增后减
C.一直减少 D.先减后增
[小题细作]
[答案] D
归纳建模
1.太阳直射点决定昼夜长短变化规律
(1)太阳直射点的位置,决定昼夜长短的分布状况→太阳直射点在哪个半球,哪个半球就昼长夜短。
(2)太阳直射点的移动,决定昼夜长短的变化特点→太阳直射点向哪个半球移动,哪个半球昼变长,夜变短。
2.日出日落方位与昼夜长短对应规律
(1)日出东北、日落西北,北半球昼长夜短,南半球昼短夜长。
(2)日出正东、日落正西,全球昼夜等长。
(3)日出东南、日落西南,北半球昼短夜长,南半球昼长夜短。
3.对称性规律
时间
对称
在太阳直射点位于同一纬度的两个日期时,昼夜长短状况相同。这两个日期关于夏至日或冬至日对称。如6月12日(夏至日前10天)与7月2日(夏至日后10天)的两天中,某地的昼夜长短状况相同
空间
对称
南北半球纬度数相同的地区昼夜长短“对称”分布,即北半球各地的昼长与南半球相同纬度的夜长相等。如23°26′N的昼长等于23°26′S的夜长
4.变幅递增规律
赤道上全年昼夜平分,昼夜长短变化为零;纬度越高(指赤道与极圈之间),昼夜长短的变化幅度越大,变化区间为0—24 h。
5.极昼、极夜变化规律
(1)极昼(极夜)的起始纬度=90°-太阳直射点的纬度。
(2)极昼(极夜)范围的扩大,是从极点到极圈;极昼(极夜)范围的缩小,是从极圈到极点。
(3)纬度越高(指极圈与极点之间),极昼(极夜)出现的天数越多。
[即时应用评价]
敦煌鸣沙山月牙泉(40°N,94.7°E),是丝绸之路上沙漠奇景,被称为沙漠第一泉。读月牙泉景区某月公布连续5天观日出日落时间(北京时间)表,据此完成1~2题。
1
2
3
4
5
日出时间
6:12
6:12
6:11
6:11
6:12
日落时间
21:10
21:11
21:11
21:12
21:12
1.月牙泉公布观日出日落时间表的月份可能是( )
A.4月 B.5月 C.6月 D.7月
2.月牙泉与北京在同一纬度,细心的游客发现同一天月牙泉的昼长比北京长,其原因是月牙泉( )
A.在京西 B. 地势高
C.地势低 D.在京东
解析:1.C 2.B
第1题,从日出日落时间表可以知道,该地昼长夜短,第一天到第四天白昼渐长,第五天又开始变短,据此可知日期接近6月22日前后,故C正确。
第2题,月牙泉位于敦煌地区,位于北京以西,但是纬度基本相同,经度差异不会影响昼长,A、D错误;月牙泉位于第二级阶梯,北京位于第三级阶梯,月牙泉的地势高,光照时间自然较长,故B正确,C错误。
(2024·南通模拟)某天文爱好者在同一地点连续3个月对太阳位置进行观测,记录了每月22日当地7时太阳位置并合成如下示意图。据此完成3~5题。
3.观测者选择的月份可能是( )
A.11、12、1 B.3、4、5
C.5、6、7 D.8、9、10
4.该地最可能位于( )
A.上海 B.悉尼
C.新加坡 D.巴西利亚
5.6月份,该地影子朝向正西的时刻约为当地时间( )
A.6:00 B.9:00
C.15:00 D.18:00
解析:3.B 4.A 5.B 第3题,每月22日7时应是日出前后,结合图示方向,从第一次至第三次,日出方位整体持续北移,且太阳高度增大,表明该时段内,当地昼渐长,太阳直射点持续北移,B正确;A选项太阳直射点先南移,后北移;C项太阳直射点先北移,后南移;D选项太阳直射点持续南移。故排除A、C、D,选B。第4题,结合分析,在此期间太阳直射点持续北移,该地昼渐长,所以该地位于北半球,而悉尼和巴西利亚位于南半球,期间昼长减短;新加坡位于赤道附近,昼长变化不大。故选A。第5题,该地影子朝向正西,表明太阳在正东,应在上午(地方时12:00以前),排除C、D;结合分析,该地位于北半球,6月太阳直射点位于北半球,当地昼长夜短,日出早于6点,且6点时太阳大致还在东北方位,影子朝向西南;对于北半球大部分地区而言,随着太阳高度升高,日出东北后,太阳继续向正东方、正南方(正午午时分)运行,A错,B正确。故选B。
核心点(二) 昼夜长短计算及其应用
[建模综合思维]
典题启动
(2022·天津高考)一位摄影爱好者在我国某山拍摄日出照片,下图是他在不同时间拍摄的两幅照片。回答(1)~(2)题。
(1)该地这两天的昼长大约分别是( )
A.12小时和8小时 B.13小时和11小时
C.14小时和10小时 D.16小时和8小时
(2)推测该山可能是( )
A.山东泰山(117°E) B. 海南五指山(109°E)
C.安徽黄山(118°E) D.四川峨眉山(103°E)
[解析] 第(1)题,读图可知,该地6月22日(夏至日)6:06日出,12月23日(冬至日)7:57日出,根据昼夜长短的对称规律可知,这两天分别为该地一年中昼长最长和昼长最短的日期,两日昼长之和为24小时,因此A选项中12小时+8小时=20小时,A错误;夏至日日出时间比冬至日早7:57-6:06=1小时51分,利用日出与日落的对称规律可得出夏至日日落时间比冬至日迟1小时51分,因此夏至日昼长比冬至日昼长长1小时51分×2=3小时42分。因此,B选项中13小时-11小时=2小时,B错误;C选项中14小时-10小时=4小时,与3小时42分最接近,C正确;D选项中16小时-8小时=8小时,D错误。第(2)题,由上题分析可知,夏至日该地昼长大约为14小时,据此可计算出该地日出地方时=12-14÷2=5时,利用地方时计算公式并结合该地夏至日日出时北京时间(120°E地方时)为6:06,可算出该地经度约为104°E,四个选项中,只有四川峨眉山的经度最符合,故选D。
[答案](1)C (2)D
归纳建模
1.昼夜长短的计算
(1)根据昼弧或夜弧的长度进行计算
昼(夜)长时数=昼(夜)弧度数/15°。
(2)根据日出、日落时间进行计算
①昼长=日落时间-日出时间(这里的日出时间、日落时间不必要求是地方时,但日出时间、日落时间所用的时间要统一,如都是北京时间或都是伦敦时间)。
②昼长时数=(12:00-日出地方时)×2=(日落地方时-12:00)×2。
③夜长时数=(日出地方时-0)×2=(24:00-日落地方时)×2。
(3)根据分布规律计算
①同一纬线上各地昼长相等,夜长相等。
②北半球某度数纬线上各地的昼长=南半球同度数纬线上各地的夜长。
③利用时间的对称性计算:相对于夏至日或者冬至日对称的两个时间,某地的昼长、夜长都是相等的;相对于春分日或者秋分日对称的两个时间,某地一个时间的昼长等于另一个时间的夜长。如下图:
a与b两个时间的昼长、夜长是相等的,c与d两个时间的昼长、夜长也是相等的;b与c两个时间中,b时间的昼长等于c时间的夜长。
2.昼夜长短的应用
(1)根据昼夜长短,判断太阳直射点位置
①昼夜等长,太阳直射点位于赤道。
②北半球昼长夜短,太阳直射点位于北半球。
③南半球昼长夜短,太阳直射点位于南半球。
(2)根据昼夜长短差值,判断纬度高低
昼夜长短差值越大,纬度越高;赤道上,昼夜长短差值等于0。
(3)根据昼夜长短,判断日出、日落时间
①日出时间=12-1/2昼长。
②日落时间=12+1/2昼长。
[即时应用评价]
(2024·南通第一次调研)2023年12月12日,我国某乡村中学地理兴趣小组开展太阳方位观测活动。下图为该小组绘制的当日日落时太阳位置示意图。据此完成1~3题。
1.该校最可能位于( )
A.北京 B.杭州
C.成都 D.哈尔滨
2.该日,教学楼沐浴阳光的时长约为( )
A.8小时 B.10小时
C.12小时 D.14小时
3.该日后一个月,α角( )
A.一直变小 B.先变小后变大
C.一直变大 D.先变大后变小
解析:1.C 2.B 3.D 第1题,12月,北半球各地昼短夜长,且昼长接近最短,日落时间(当地地方时)应早于17时58分,也就是120°E(北京时间)早已日落处于夜晚时,该地刚刚日落。故该地应在120°E的西边,且经度跨度较大,最有可能是成都。C正确,A、B、D错误。第2题,成都的经度约为104°E,与120°E的经度差约为16°,估算时差约为1小时,其日落时北京时间为17时58分,则成都日落地方时约为16时58分,昼长约为(16:58-12:00)×2≈10小时。B正确,A、C、D错误。第3题,α角是日落时太阳方位与正西方位之间的夹角,日落时刻为地方时18时时,日落时太阳方位位于正西,因此日落时刻越接近地方时18时α角越小,日落时刻与地方时18时相差越大,α角越大,该日后一个月内,太阳直射点先向南移,12月22日太阳直射点位于南回归线,此时昼最短夜最长,日落时刻全年最早,日落时刻与地方时18时相差最大,α角最大,之后太阳直射点再向北移,昼渐长夜渐短,日落时刻逐渐推迟,所以α角应该先变大后变小。D正确,A、B、C错误。
黄经是黄道上的度量经度。按天文学惯例,以春分为起点自西向东度量,把太阳黄经的360°划分成24等份,每15°为一个节气,全年即有二十四个节气(如下图所示)。据此完成4~5题。
4.下列光照图与芒种时全球昼夜分布状况最吻合的是( )
5.对于北京市民而言,与芒种昼长相等的日期最可能是( )
A.1月5日 B.6月22日
C.7月7日 D.12月7日
解析:4.B 5.C 第4题,读图可知,芒种时太阳直射点位于北半球,但直射点尚未到达北回归线,所以北极附近出现极昼,但极昼范围尚未完全包括北极圈以内全部区域,B正确。A图表示冬至日,C图表示春分日或秋分日,D图北极附近出现极夜,A、C、D错误。第5题,大致15天一个节气,由此可知,芒种时间大致在6月7日左右。对于北京市民而言,与芒种昼长相等的日期应与芒种关于夏至日对称,即7月7日前后,故选C。
[课时跟踪检测]
(2024·海安期中)下表示意三地连续两日日出与日落时刻(北京时间),据此完成1~2题。
时间
地点
当日
次日
日出
日落
日出
日落
①
9:00
23:00
8:58
23:02
②
7:19
18:41
7:20
18:40
③
5:40
18:48
5:39
18:49
1.三地地球自转线速度由小到大的是( )
A.①②③ B.①③②
C.②①③ D.③①②
2.若②地为上海,则此时( )
A.太阳直射点位于南半球且向北移
B.南京正午太阳高度变大
C.北极圈内极夜的范围逐渐扩大
D.广州昼长夜短
解析:1.B 2.C 第1题,据表中信息知,①②③三地当日的昼长分别为14小时、11小时22分钟、13小时08分钟。此时赤道昼长12小时,纬度越高昼长与12小时差值越大,因此三地的纬度由高到低的排列则为①③②。自转线速度随纬度升高而降低,故三地自转线速度由小到大的是①③②,B正确,A、C、D错误。故选B。第2题,据表中信息计算可得,②地当日昼长11小时22分钟,次日昼长为11小时20分,若②地为上海,则位于北半球的上海此时昼短夜长,昼长变短,由此推断,太阳直射点位于南半球且向南移动,因此A错误;太阳直射点向南移动,则南京正午太阳高度应变小,B错误;太阳直射点位于南半球且向南移动,广州应昼短夜长,此时北极点附近出现极夜现象,且极夜现象的范围逐渐扩大,C正确,D错误。故选C。
(2024·扬州期末)甲图为南半球某地全年日出时间变化曲线图,乙图为T日北京时间8:10成都某街道悬日景观图。读图,完成3~4题。
3.甲图所示地区位于( )
A.亚洲南部 B.大洋洲西北部
C.南美洲西部 D.非洲中部
4.乙图中,成都街道的走向是( )
A.正东—正西 B.正南—正北
C.东北—西南 D.东南—西北
解析:3.D 4.D 第3题,根据某地全年日出时间变化曲线图可知,该地一年中日出最早为北京时间12:10,最晚为12:30,可推测二分日时日出为北京时间12:20,亦为当地地方时6:00,据此可以计算出,当地的经度为25°E。选项四个地点中,甲图所示地区最可能位于非洲中部。第4题,T日为南半球一年中日出最早的一天(昼最长的一天),也是北半球昼最短的一天,故该日成都日出东南方向,日落西南方向。图示为北京时间8:10成都某街道悬日景观,应是日出时刻的悬日景观,此时太阳位于东南方位,可判断街道走向为东南—西北。
下图示意贵州兴义与山东菏泽两地地理坐标和某日日落时刻(北京时间)。据此完成5~6题。
地点
地理坐标
日落时刻
贵州兴义
(25°N,104°E)
18:50
山东菏泽
(35°N,116°E)
x
5.该日最可能是( )
A.2月10日 B.5月10日
C.9月10日 D.12月10日
6.表中x可能是( )
A.17:54 B.18:10
C.18:42 D.18:58
解析:5.A 6.A 第5题,结合表中数据分析,贵州兴义该日日落时刻为北京时间18:50,根据其与120°E的经度差异计算可知,其地方时为17:46,在18时前日落,昼长小于12小时,可知太阳直射点在南半球,为北半球冬半年,B、C错误;又因日落地方时接近18时,所以该日应该接近春、秋分日,2月10日符合,A正确,D错误。第6题,山东菏泽的纬度位置高于贵州兴义,所以其冬半年昼长小于兴义,日落地方时应该在17:46之前,菏泽地方时17:46对应北京时间18:02,所以其日落时刻应该在18:02之前,A正确。
某位游客于北京时间19:30在新疆某地(90°E,40°N)拍摄了如图的日落美景。据此完成7~8题。
7.此日该地的昼长约为( )
A.11小时 B.13小时
C.15小时 D.17小时
8.此日当地日落方向是( )
A.东南 B.西北
C.西南 D.正西
解析:7.A 8.C 第7题,该地位于90°E,故与北京时间相差2小时,且位于北京西边,可推算出当地日落地方时为17:30,昼长=(17:30-12:00)×2=11小时,A正确。第8题,该日当地昼长11小时,为北半球冬半年,太阳直射点位于南半球,当地日出东南、日落西南,C正确。
下表中所列的是一年中甲、乙、丙、丁四地的昼长差(即一年中昼长最大值-昼长最小值)。据此完成9~10题。
甲
乙
丙
丁
昼长差
0
5小时
24小时
14小时
9.四地所处的纬度从低到高的排列顺序是( )
A.甲乙丁丙 B.甲乙丙丁
C.丁丙甲乙 D.丁丙乙甲
10.乙地的最短昼长值是( )
A.9小时30分 B.10小时
C.10小时30分 D.14小时30分
解析:9.A 10.A 第9题,纬度越高,昼夜长短的变化幅度越大。甲、乙、丙、丁四地的昼长差从小到大排序是甲乙丁丙,所以四地所处的纬度从低到高的排列顺序是甲乙丁丙,A正确。第10题,根据所学知识可知,一年中昼长最大值加最小值等于24小时,根据昼长差,可计算一年中昼长最大值=12小时+昼长差÷2,一年中昼长最小值=12小时-昼长差÷2,乙地的昼长差为5小时,因此乙地最短昼长值=12小时-5小时÷2=9小时30分,A正确。
下表中所列的是12月22日的甲、乙、丙、丁四地白昼时间。根据表中的数据完成11~13题。
甲地
乙地
丙地
丁地
白昼时间
5小时30分
9小时09分
11小时25分
13小时56分
11.四地中属于南半球的是( )
A.甲地 B.乙地
C.丙地 D.丁地
12.造成四地白昼时间差异的主要因素是( )
①地球公转 ②地球自转 ③黄赤交角的存在 ④地方时的不同
A.①② B.②③
C.③④ D.①③
13.四地按纬度从高到低顺序排列的是( )
A.甲乙丙丁 B.甲乙丁丙
C.丙丁乙甲 D.丁丙乙甲
解析:11.D 12.D 13.B 第11题,12月22日前后为北半球冬至日时间,此时北半球昼短夜长,昼长小于12小时。南半球昼长夜短,昼长大于12小时。读表格,四地中昼长大于12小时的是丁地,故属于南半球的是丁地,D正确。第12题,造成四地白昼时间差异的主要因素是地球公转、黄赤交角的存在,①③正确,②错误;地方时的不同与地球自转有关,与昼长短变化无关,④错误。故选D。第13题,根据所学知识可知,纬度越高的地点昼夜长短变化幅度越大,四个地点的昼长与12小时相差越大的地点纬度越高,因此四地所处纬度按从高到低的顺序排列是甲、乙、丁、丙,B正确。
菊花是一种短日照花卉,其开花期对日照时长非常敏感。某品种菊花当日照时长低于10小时30分钟时才进入开花期。下表为武汉市不同日期的日出日落时间(北京时间)。读表回答14~15题。
日期
日出时间
日落时间
3月1日
6:48
18:21
6月1日
5:21
19:20
9月1日
6:00
18:46
12月1日
7:03
17:21
14.在自然状态下,该品种菊花在武汉市进入开花期的时间可能是( )
A.2月 B.5月
C.8月 D.11月
15.仅从光照角度考虑,该品种菊花在下列四个城市中进入开花期的时间从早到晚依次是( )
A.石家庄、武汉、郑州、长沙
B.石家庄、郑州、武汉、长沙
C.长沙、武汉、郑州、石家庄
D.郑州、石家庄、武汉、长沙
解析:14.D 15.B 第14题,根据表格中的日出和日落时间计算白昼时间。3月1日昼长为11小时33分钟,6月1日昼长为13小时59分钟;9月1日昼长为12小时46分钟,秋分日以后武汉昼长渐短,12月1日昼长为10小时18分钟。结合选项武汉市该品种菊花可能在11月进入开花期。第15题,当日照时长低于10小时30分钟时,该品种菊花进入开花期,此时太阳直射点应位于南半球,北半球昼短夜长,纬度越高,白昼时间越短。石家庄纬度最高,白昼时间最短,其次为郑州,再次为武汉和长沙。
下图为我国东北某地区昼夜长短周年变化示意图。读图,完成16~17题。
16.我国传统上的春季是从立春到立夏,与图中对应的时间段是( )
A.P—Q B.Q—N
C.N—M D.M—P
17.该地区二十四节气农谚对应的自然地理现象,正确的是( )
A.立春阳气转—昼长夜短,光照增多
B.清明忙种麦—气温回升,种春小麦
C.秋分不养田—降水减少,土壤缺水
D.冬至不行船—径流减少,河水枯竭
解析:16.B 17.B 第16题,根据图示昼夜长短的变化,由a逆时针至c,均为昼短夜长,推测为北半球冬半年,则b为冬至日,对称的d则为夏至日,逆时针由b至d,由昼短夜长变成昼长夜短,则c为春分日,对称的a则为秋分日。立春、立夏分别在春分日、夏至日之前。逆时针可推测Q为立春,N为立夏,B正确。第17题,立春时为2月5日左右,太阳直射点位于南半球,该地昼短夜长,A错误;清明时节在4月5日左右,气温回升,东北地区开始种植春小麦,B正确;秋分日之后,东北地区气温明显降低且多寒潮,不适合农作物生长,而不是土壤缺水,C错误;冬至日时,东北地区河流大部分封冻,河水并不枯竭,D错误。
(2024·无锡期中)“九九消寒图”是我国民间记日游戏,也是我国的一种传统文化习俗,是一幅双钩描红书法“亭前垂柳珍重待春风”。每字九划,九字共八十一划,从冬至开始每天按照笔画顺序填充一个笔画,每过一九填充好一个字,“九尽桃花开”,春回大地。甲图为九九消寒图,乙图为太阳直射点在地球表面移动示意图。据此完成18~19题。
18.“九九消寒图”中“珍重”期间,无锡 ( )
A.昼夜长短差值不断增大
B.日出时间不断提前
C.正午太阳高度不断变小
D.正午时照进室内阳光的面积不断扩大
19.“九尽桃花开”时( )
A.南极附近有极昼现象
B.太阳直射点位于①②之间
C.东北平原春耕开始
D.北印度洋满载石油的船只顺风顺水
解析:18.B 19.A 第18题,“珍重”期间是五九到六九期间,即12月22日之后的第37—54天,太阳直射点位于南半球,向北移动,无锡昼夜长短差值不断缩小,A错误;白昼逐渐增长,日出时间不断提前,B正确;正午太阳高度不断变大,C错误;正午时照进室内阳光的面积不断缩小,D错误。第19题,“九尽桃花开”是冬至后第81天,时间在春分前,此时南极附近有极昼现象,A正确;太阳直射点位于④⑤之间,B错误;东北平原纬度较高,春耕时间在5月左右,C错误;没有信息表明北印度洋船只的航行方向,因此无法判断是顺风顺水还是逆风逆水,D错误。
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