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第5课时 高考研究——地球运动类题目的三大命题视角
地球运动类试题近几年在新高考中低调回归,在江苏高考中也有所考查,主要以选择题的形式出现,但与传统高考相比,命题角度发生了变化:一是不再单纯地考查知识点,试题的背景和考查内容更加生活化,让考生感到更接地气;二是不再考查复杂的日照图,多以生活中的真实情境为例。试题的材料和角度都比较新颖,注重时代性、实践性,贴近生活实际,注重培养学生的文化自信和学科素养,突出立德树人、选拔人才、引导教学的功能。
命题视角(一) 借助传统文化,从倡树家国情怀的角度考查地球运动
类型(一) 从人地协调的角度,分析传统文化
中蕴含的地球运动规律
1.二十四节气概述
二十四节气把太阳周年运动轨迹划分为24等份,每一等份为一个节气,始于立春,终于大寒,周而复始,指导农业科学生产,是日常生活中人们预知冷暖雪雨的指南针。二十四节气可以归纳为以下几类:
反映四季变化的节气
立春、春分、立夏、夏至、立秋、秋分、立冬、冬至
反映温度变化的节气
小暑、大暑、处暑、小寒、大寒
反映天气现象的节气
雨水、谷雨、白露、寒露、霜降、小雪、大雪
反映物候现象的节气
惊蛰、清明、小满、芒种
二十四节气速记诗
春雨惊春清谷天,夏满芒夏暑相连;
秋处露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒。
2.二十四节气类试题主要涉及的考查形式和考点
(1)推断日期→每个节气15天→结合已知日期(春分、夏至、秋分、冬至)就近推断。
(2)寻找对称点
①关于夏至或冬至对称的节气→同一地点昼夜长短、正午太阳高度、日出日落方位均相同,如小暑与芒种,立夏与立秋,小雪与大寒,寒露与惊蛰等。
②关于春分或秋分对称的节气→同一地点昼夜长短相反,日出日落方位不同,如惊蛰与清明,立春与立夏等。
类型(二) 运用地球运动原理,阐释传统测量
器具与地球运动规律的关系
这类考题的出发点是借助传统文化考查地球运动、借助考题传承传统文明,解答的关键是准确把握和灵活运用地球公转产生的正午太阳高度和昼夜长短的时空变化规律。
1.计时工具——日晷
(1)因晷针上端指向北极星,故面向日晷,左侧为东,右侧为西。
(2)春秋分日出正东,晷针影子在正西(如A),即6时;日落正西,晷针影子在正东(如B),即18时。
(3)夏半年日出东北,晷针影子在西偏南(如C),6时之前;日落西北,晷针影子在东偏南(如D),18时之后。
(4)上午10时,太阳位于东南方向,晷针影子在西偏北(如E);正午12时,太阳位于正南天空,晷针影子在正下方(如G),此时影子最短;下午14时,太阳在西南,晷针影子在左下方(如F)。
2.与正午太阳高度有关——圭表、骨笛
(1)圭表
“圭”量的是正午日影长度,故两端应指示南北方向,“圭”的适宜长度取决于冬至日的影子长度。无论是冬至日还是夏至日,圭表的影子都在北方,故主要应用于北回归线及其以北地区。
(2)骨笛
两根木桩按南北对位,叉形器置于南端;①处日影最长,应代表冬至日;③处日影最短,应代表夏至日;②处约位于二者中间,为二分日。
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敦煌(北纬39°40′—41°40′,东经92°13′—95°30′)具注历日中,漏刻标注呈现的是昼夜百刻制。漏是指计时用的漏壶, 刻是指划分一天的时间单位,它通过漏壶的浮箭来计量一昼夜的时刻。漏箭浮在水面上,上面有刻度,随着水位变化,可以指示时间的流逝。漏箭上刻度固定,不能伸缩,需要经常更换,称为“漏刻改箭”。如图为漏刻示意图。据此完成1~3题。
1.古人“漏刻改箭”是因为( )
A.昼夜不断更替 B.太阳高度变化
C.昼夜长短变化 D.存在黄赤交角
2.如敦煌具注历日显示“昼60夜40”,则该日敦煌日落时的地方时为( )
A.18时 B. 19时12分
C.19时28分 D.21时
3.下列地区最适合采用敦煌具注历日的是( )
A.上海 B. 北京
C.哈尔滨 D.拉萨
解析:1.C 2.B 3.B
第1题,根据材料信息“刻是指划分一天的时间单位”“可以指示时间的流逝”判断“漏刻改箭”主要与时间变化有关,昼夜不断更替虽能体现出时间流逝,但是每天24小时是固定的,根本没必要“改箭”,而昼夜长短变化会导致白天和黑夜的时间出现差别,而材料中“漏箭上刻度固定,不能伸缩,需要经常更换”可判断古人“漏刻改箭”是因为昼夜长短变化。C正确。
第2题,根据材料“漏刻标注呈现的是昼夜百刻制”可知“昼60夜40”的白昼时间大致为14小时24分钟,通过计算可得出该日敦煌日落时的地方时为19时12分。B正确。
第3题,结合材料信息可知昼夜长短变化规律与敦煌相似的地点最适合采用敦煌具注历日,四个选项中北京与敦煌的纬度最接近,昼夜长短变化规律大致相同,故最适合采用敦煌具注历日。B正确。
(2023·北京高考)某校开展“时空智能,因融至慧”跨学科主题学习系列活动。结合2023年6月10日文化和自然遗产日,同学们展示了有关二十四节气的作品。下图是学生设计制作的网页截图。读图,回答4~5题。
4.二十四节气是古人观天察地、认识自然的智慧结晶,客观反映了( )
①太阳活动 ②四季变化 ③降水总量 ④物候现象
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
5.据图推断( )
A.甲地种冬小麦正值梅雨时节
B.可以通过遥感监测乙地涝灾
C.正午太阳高度甲地比乙地大
D.昼长周年变化甲地小于乙地
解析:4.C 5.B
第4题,由材料信息分析可知,2023年芒种时间为6月6日,该时节属于夏季;甲地“芒种端午前,处处有荒田”表示芒种在端午节前,这一年雨水会分配不均,干旱的可能性较大,荒田出现的概率很高,是典型的反映农业物候的节气。因此二十四节气能客观反映四季变化与物候现象,②④正确。C正确。
第5题,甲地位于山西南部,不会出现梅雨天气,A错误;同一时刻,正午太阳高度由太阳直射点所在纬线向南北两侧递减,即离太阳直射点所在纬线越近,正午太阳高度越大,由材料可知,甲地位于山西南部,乙地位于湖南中南部,乙地位置较甲地偏南,6月10日太阳直射点接近北回归线,故乙地正午太阳高度大于甲地,C错误;太阳直射点的移动方向决定昼夜长短的变化趋势,纬度高低决定昼夜长短的变化幅度,赤道地区全年昼夜平分,昼夜长短变化幅度最小,纬度越高,昼夜长短变化幅度越大,甲地纬度高于乙地,故昼长周年变化大于乙地,D错误;乙地位于湖南,“芒种南风扬,大雨满池塘”,说明乙地洪灾明显,而遥感技术主要应用于自然灾害的监测,利于防灾减灾,B正确。
命题视角(二) 通过学科情境考查综合计算能力
地球运动中涉及到的计算内容,主要有五类:
地方时的计算
根据经度差,推算地方时;根据地方时,求某地经度
区时的计算
求所在时区;根据时区差,求解区时
日期的计算与判断
根据信息计算某地日期;日期范围及占比计算
正午太阳高度的计算
太阳直射点纬度、当地纬度及正午太阳高度之间的换算
昼夜长短
昼夜长短的计算;根据昼(夜)长计算日出(落)时间
在高考题中更多是综合性计算,一道题目中可能会融合上述两项以上的计算内容。
在命题情境方面,一般有以下三种情况
1.借助晨昏线图,或者晨昏线图的简化图、变式图进行命题
无论是哪一种类型,其具体信息应该视具体图示而确定,特别是简化图或者变式图则更加灵活,但是一般要抓住几个位置和时刻:赤道、回归线、极圈、极点;晨昏线、晨线与赤道的交点;昏线与赤道的交点;晨昏线与纬线的切点等。
2.利用统计图表、坐标图展示信息
结合统计图表和坐标图的一般判断规律,先获得体现地球运动规律和地理意义的数据信息,然后进行计算。这类题目的关键是,把握数据的类型和适用条件等信息。
3.融合与地球运动有关的生产生活实际情境进行命题
在情境描述过程中潜藏日出、日落、昼夜长短等数据信息,或者借助景观图表直接呈现关键信息。提炼出这些信息,再进行相关计算。
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(2023·山东高考)某文化广场(37°N,105°E)上的十二生肖石像均匀排列成圆形,生肖鼠位于正北方。小明在圆中心竖立一根细杆,以观察太阳周日视运动变化。下图示意夏至日两个时刻的杆影指向。据此完成1~2题。
1.该地夏至日地方时16:00时,杆影指向( )
A.生肖虎 B.生肖虎与兔之间
C.生肖兔 D.生肖兔与龙之间
2.11月至次年2月,一日内被杆影指向的生肖石像个数最多为( )
A.5个 B. 6个
C.7个 D.8个
解析:1.D 2.A
第1题,图中信息可知,北京时间9:20杆影指向正西,当地经度为105°E,此时当地地方时应为8:20,太阳位于正东,一天之中太阳方位关于地方时正午(正南)对称,此日当地地方时15:40太阳应位于正西,则地方时16:00太阳应位于西北方向,杆影应指向东南。读图可知,生肖虎、生肖虎与兔之间均在东北方向,生肖兔在正东,只有生肖兔与龙之间在东南,D符合题意,排除A、B、C。
第2题,太阳视运动变化角度约为15°/小时,图中两个相邻的生肖石间隔的圆心角为30°,11月至次年2月,太阳直射点位于南半球,当地太阳东南升、正午在正南、西南落,杆影日出指向西北、正午指向正北、日落指向东北,因此一日内被杆影转过的角度小于180°,指向的生肖石像个数少于6个,最多为5个,A正确,B、C、D错误。
(2024年1月·广西高考适应性演练)小明在晴好天气中游览埃及开罗的金字塔群,游览中获悉胡夫金字塔(29°59′N,31°8′E)四个斜面分别正对东、南、西、北方向,倾角均为51°52′。下图为金字塔群景区示意图。据此完成3~4题。
3.开罗时间15时整,小明想与在北京的好友即时视频分享美景。此时好友可能正在( )
A.公园晨练 B. 午间小憩
C.欣赏日落 D.仰望星空
4.小明发现当日胡夫金字塔北面全天不被阳光照射,推测小明游览的日期可能是( )
A.1月20日 B. 3月15日
C.6月22日 D.10月15日
解析:3.D 4.A
第3题,开罗时间指东2区区时,北京使用东8区区时,根据“东加西减”的方法可知,北京时间比开罗时间早6小时。开罗时间15时整,北京时间为15+6=21时,此时北京若为晴朗的夜晚,北京的好友可能正在仰望星空,D正确。
第4题,结合所学地球运动知识可知,胡夫金字塔(29°59′N,31°8′E)位于北回归线以北地区,当日出东南,日落西南,且该日正午太阳高度角小于胡夫金字塔北面倾角51°52′时,即当地纬度与太阳直射点的纬度差大于胡夫金字塔北面倾角的余角38°08′时,胡夫金字塔北面全天不被阳光照射。根据公式“正午太阳高度H=90°-纬度差(该地与太阳直射点的纬度差,同半球减,异半球加)”计算可知,该日太阳直射点的纬度应在38°08′-29°59′=8°09′S以南。根据“太阳直射点回归运动的平均速度约为每月8个纬度,每4天移动约1°”规律推算可知,该日小明游览的日期应该在10月23日到次年2月21日之间。故选A。
命题视角(三) 引入生产生活情境考查迁移应用能力
地球的运动规律主要包括自转的运动规律和公转的运动规律,其主要表现为日期的变更规律、沿地表做水平运动物体的运动方向发生偏转的规律、太阳直射点的运动规律、昼夜长短的变化规律、正午太阳高度的变化规律等,这些规律与实际生活联系较为密切,如时差、港口的建设、楼间距的大小、太阳能的安装、建筑物室内光照面积、大小等,是高考频繁考查的考点之一。
作为一个长效热点,在今后高考中依然会存在不同形式的命题或不断创新:
1.以重大时政事件为背景,如我国“神舟”系列、空间站建设、“嫦娥”系列探测等材料,结合光照图综合考查时间计算、昼夜长短、正午太阳高度的分布规律及季节的判断。
2.以实际生活知识,如楼间距、太阳能热水器、室内光照、室外探究活动等为切入点,考查太阳高度的计算和规律的判断。
3.从考查方式上看,注重考查读变式训练图的能力、空间思维能力、计算能力等。
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(2023·湖南高考·节选)非洲冰鼠是啮齿类食草动物,夜伏昼出,不冬眠,不囤积食物,常通过晒太阳或蜷缩等方式应对寒冷。在非洲南部某山地(29°33′S,29°14′E)海拔2 800 m处的缓坡上,某科研团队对非洲冰鼠群体的活动规律进行观测。下图示意连续几日观测的平均结果。据此完成1~2题。
1.11:00至13:00,非洲冰鼠冬季与夏季活动规律差异明显,主要影响因素是( )
A.昼夜长短 B.天敌数量
C.太阳辐射 D.食物数量
2.北京时间15:00左右,非洲冰鼠冬季晒太阳的地点最可能位于该山地的( )
A.东北坡 B. 西北坡
C.东南坡 D.西南坡
解析:1.C 2.A
第1题,由材料可知,非洲冰鼠夜伏昼出,不冬眠。读图可知,非洲冰鼠冬、夏季活动规律差异明显是指11:00至13:00地面上的冰鼠比例冬季远大于夏季。该时间段处于正午前后,昼夜长短对该时间段冰鼠的活动影响不大,A错误。根据材料“不囤积食物,常通过晒太阳或蜷缩等方式应对寒冷”可知,冬季正午时分太阳辐射较强,该时间段冰鼠到地面上的目的是晒太阳取暖;而夏季该时段太阳辐射强烈,为了避免阳光强烈照射,地面上的冰鼠比例可能较小,C正确。与天敌数量和食物数量无关,B、D错误。
第2题,由该地的经纬度可知,当地的地方时要比北京时间晚约6小时,北京时间15:00左右,当地的地方时约为9:00。该地冬季时太阳直射点位于北半球,当地地方时9:00太阳在东北方向,故此时冰鼠选择晒太阳的地点应该在东北坡,故选A。
北京时间2022年11月3日9时32分,中国空间站“T”字基本构型完成在轨组装。北京时间2022年11月17日16时50分,神舟十四号航天员圆满完成了空间站“T”字基本构型组装完成后的首次出舱活动任务,此活动约历时5小时30分。据此完成3~4题。
3.中国空间站“T”字基本构型完成在轨组装后的一个月内( )
A.酒泉昼短夜长,昼逐渐变长
B.上海的正午太阳高度大于北京
C.地球公转速度先变慢后变快
D.北京日出东南方,日落西北方
4.神舟十四号航天员此次出舱时,全球与北京处于同一日期的范围( )
A.大于3/4 B.等于3/4
C.大于1/2,小于3/4 D.小于1/2,大于1/3
解析:3.B 4.C
第3题,未来一个月太阳直射点位于南半球,太阳直射点向南移动,北半球昼短夜长,昼渐短,A错误;正午太阳高度自太阳直射纬线向南北两极递减,上海的纬度低于北京,上海正午太阳高度大于北京,B正确;根据所学知识可知,1月初为地球近日点,公转速度快,未来一个月,地球公转速度不断变快,C错误;根据太阳视运动规律可知,北京日出东南,日落西南,D错误。
第4题,据材料可知,神舟十四号航天员此次出舱的时间是北京时间2022年11月17日11时20分,北京时间为东八区区时(120°E时方时),此时0时经线(自然日界线)与之间隔170°,为50°W,由此计算得出2022年11月17日的范围为50°W向东至国际日界线(大致与180°经线重合),其在全球的占比大于1/2,小于3/4,C正确。
江苏省某中学地理兴趣小组对其宿舍楼前后十棵广玉兰树开花时间进行了观察和记录。广玉兰树开花时间与接受太阳光照时间长短有关,光照时间越长,光热条件越好,开花时间越早。读广玉兰分布位置和太阳视运动轨迹图,完成5~6题。
5.下列对宿舍楼前后广玉兰开花时间的描述,正确的是( )
A.南侧开花时间总体晚于北侧
B.宿舍楼北侧光热条件优于南侧
C.北侧五棵开花由早到晚的顺序为a、b、c、d、e
D.南侧五棵开花时间差距较北侧五棵时间差距更明显
6.图示实线所表示太阳视运动轨迹的时间最可能是( )
A.夏至 B. 秋分
C.冬至 D.春分
解析:5.C 6.A
第5题,广玉兰树开花时间与接受太阳光照时间长短有关,光照时间越长,光热条件越好,开花时间越早。宿舍楼南侧开花时间总体早于北侧,A错。宿舍楼北侧是阴面,光热条件劣于南侧,B错。北侧五棵按照光照时间长短顺序,开花由早到晚的顺序为a、b、c、d、e,C对。南侧五棵开花时间差距较北侧五棵时间差距更小,D错。
第6题,江苏省位于北半球,图示实线所表示太阳视运动轨迹的时间显示,日出东北方向,日落西北方向,北半球昼长夜短,最可能是夏至,A对。
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