2025年高三地理一轮复习大专题知识整合4——地球自转

主题 地球自转 第一部分 百草园 步入百草园 地球自转概况 地球绕其自转轴自西向东转动，称为地球自转。地球自转中心是地轴，地轴北端始终指向北极星。地球自转有三个重要特征——方向、速度、周期，用以描述地球自转的状态。 1、地球自转的方向 简而言之，自西向东。如右图。 在北极上空看为逆时针，在南极上空看为顺时针。（记为：“北逆南顺”） 南半球顺时针旋转 北半球逆时针旋转 2、地球自转的速度 （1）角速度 单位时间内，地球表面上一点转过的角度即为角速度。如图1阴影部分角度。 南北两极点在此过程中原地不动，角速度为0；其余各点均会转过同样的角度，角速度为15°/h。 （2）线速度 单位时间内，地球表面上一点转过的距离为线速度。如图1红线。因纬线长度由赤道向两极递减，所以线速度在地球上的分布规律也是由赤道向两极递减。 60°纬线长度是赤道的一半，故线速度也约为赤道的一半。赤道:1670km/h，南北纬60°:837km/h。 通过以上的介绍，我们能够总结出线速度大小的实质：某点离旋转中心（地轴）越远，转过的距离就越长，线速度越大；某点离旋转中心越近，转过的距离就越短，线速度越小。【就是操场上跑内圈和跑外圈的区别】由此我们有以下几个问题： 问题一 同纬度的山地与盆地，哪儿线速度大？ 山地。理论上说，同一纬度上各地线速度相等，但现实情况下地球表面起伏不平，突起的地方（山地）离地轴稍远，旋转距离长，线速度大；凹陷的地方（盆地）离地轴稍近，旋转距离短，线速度小。 问题二 地球静止同步卫星与地球上所对应的点，哪儿线速度大？ 同步卫星。地球静止同步卫星指在地球同步轨道上自西向东运行的人造卫星，位于赤道上空，旋转周期也是24小时。卫星下方始终对应地球上某一固定点。很明显，同步卫星离自转轴（地轴）更远，线速度大。 问题三 火箭发射基地为什么多选择在低纬度地区？ 低纬度地区线速度大，火箭发射获得的初速度大，节省燃料，减轻火箭重量。并且火箭多向东部天空发射，与地球自转方向一致，受自转惯性影响初速度大，如果向西发射将与惯性力相反。 3、地球自转的周期 地球自转一周所需要的时间即为自转周期，自转一周即为一天。 （1）恒星日：23小时56分4秒 （2）太阳日：24小时 拓展： 两个时间的区别： 如图1所示，当地球某点A（正午位置）跟随地球自转一周再次到达A（正午位置）时，所隔时间即为一天，那为什么会出现两个时间？图1 上面说的情况实际是假设地球只自转，不公转，但实际地球一天内不仅自转一周，而且还会公转一个小角度，如图2。观察A点，地球自转一整周360°后应当仅到达B点，此时是地球真正的一周，经过的时间为23小时56分4秒，我们称为恒星日。 通过光照图可以看到，B点并不是正午，在地球上的我们并不会认为这已经到了一天，当地球再转到A点，重新回到正午，这就是我们日常所说的一天了，比恒星日多转了3分56秒，共24个小时，称为太阳日。图2 探索百草园 地球自转的意义 意义一 产生昼夜交替现象 晨昏线（圈） 因地球是一个既不发光也不透明的球体，所以，当太阳光线（平行光）照射到地球上时，必然导致地球一半处于白天（昼半球），一半处于黑夜（夜半球）。白天与黑夜之间有一道分界线，称晨昏线或晨昏圈。 晨昏线实际为两条线——晨线和昏线。如图甲点，跟随地球自西向东自转，将由黑夜进入白天，为晨线；当转至地球另一侧，由白天进入黑夜，分界线为昏线。地球上某点在自转过程中，不断由昼入夜，再由夜入昼，交替往复，产生昼夜交替现象。 如果地球不自转，会仅有昼夜现象，但并不会 “交替”。如果地球不自转但仍公转，会不会出现昼夜交替呢？答案是会的。不过那时候地球一昼夜的周期将是1年。我们在这里说的昼夜交替强调的是“以24个小时为周期的昼夜交替现象”。 因地球自转是自西向东，速度为15°/h，晨昏线转动与地球自转是相对的，也就是自东向西，速度也是15°/h。 （1）晨昏线的判读 判断晨昏线的方法 确定地球自转方向，将地点沿纬线前进，由夜入昼为晨线，由昼入夜为昏线。 根据该方法判断下图中常出现的画法是晨线还是昏线： （2）晨昏线能说明什么（意义） ① 晨昏线（圈）是一个大圆；【沿晨昏线劣弧航行为最短航线】 ② 晨昏线始终与太阳光线垂直；【太阳直射点移动时，晨昏线也会同向摆动】 ③ 晨昏线永远平分赤道，晨线与赤道交点所在的经线，时间为6:00，昏线与赤道交点所在的经线，时间为18:00，如右图；（注意是整条经线都是6点 或18点） ④ 平分夜半球的经线，时间为0：00（24:00）；平分昼半球的经线，时间为12:00，如右图蓝线和红线，以极点分界；【以上两条可用于时间计算】 ⑤ 春秋分与经线圈重合，二至日时与极圈相切；【用于确定日期】 ⑥ 晨昏圈上太阳高度角为0，太阳处于地平线附近。【用于理解太阳视运动】 特别注意 ① 右图A、B两点处的时间。A处是极昼，虽处于白天，但正值午夜0时；B处是极夜，虽在黑夜，但时间正值正午。所有处于极昼极夜的点均是如此，考察频率很高，注意、注意、注意！ ② 晨昏线与纬线相切的点是晨昏线所能达到的最高纬度，同样也是极昼极夜的最低纬度。 意义二 产生时差 （1）地方时的产生 假如我们将正常运行的地球凝滞在某一个瞬间，此时地球上的地点有的在白天，有的在黑夜，有的正值日出，有的正值日落。这说明，不同地点上的时间并不相同，我们将这一时间称为地方时。同一经线上，地方时相等，相邻两条经线间的地方时总有差异，严格来说，一个人沿东西方向站在地球上，他两只脚所在地的时间都不一样，相差约1毫秒。 地球上向东走，地方时数值增加，越早；向西走，地方时数值减少，越晚。（记为：“东加西减”） ① 关于“东早西晚”：“东早西晚”表示的是地球上各点的早晚，即东边的地点要比西边的早。这里会产生一个问题，如果东边某地8点，西边某地6点，反而东边的8点更早。在这里我们正确的理解是：8点实际上也是从6点的位置自西向东转过来的，8点的位置早已经历完6点，而6点的位置需要再转2小时才能到8点位置。这里的早晚对比的是一种位置先后关系，而非直接对比两个时刻数值大小。 ② 地方时的计算 因地球转一周为24h，一周是360°，所以经度和时间的关系是： 15经度=1h ；1经度=4min； 应用此结论和“东加西减”的规律即可轻松计算地方时。 例1 已知116°E为4:43，求92°E为几时几分？ 解析：116°E和92°E间差24°，换算成时间是1小时36分。因92°E位于西侧，所以要在4:43基础上“西减”1小时36分，答案为3:07。 （2）区时的发明 我们在日常生活中，国际交往中如果用地方时，将非常不便，非得每分每秒斤斤计较不可；如果全世界统一用一个时间，会出现同样是6点钟，有的在日出、有的在正午、有的在日落的情况，那也非常不便。 1884年华盛顿国际子午线会议决议，采用加拿大铁路工程师弗莱明的建议，全世界按统一标准划分时区：以英国伦敦格林尼治天文台0°经线向东向西各7.5°的区域划为0时区，再从0时区边界分别向东向西，每隔15°划一个时区，东西各划12个时区，全球共划为24个时区。（东12区和西12区合并为东西12区，如下图）。弗莱明提出标准时间 在同一时区内的地点统一用中央经线上的时间，即区时。相邻两时区时间相差1小时。时间点依旧为东加西减。这样一来，只要一个人东西方向上不出行太远的距离，就不用频繁变更时间，成功解决了时间统一的问题。 特别注意： ① 北京时间：指东八区区时（中国统一用东八区的时间）【区别于“北京的时间”：北京时间是区时，用的是中央经线120°E上的时间；北京的时间是地方时，即北京所在经线116°E上的时间】 ② 世界时（或伦敦时间、格林尼治时间、国际标准时间）：指0时区（或中时区）的区时。 ③ 中央经线的经度数都是15的倍数，这一规律对于后期计算有帮助。 ④ 世界各国为了国内时间统一，并非完全按该时区划分，如中国虽然横跨5个时区，但全国就用一个时间——北京时间；而美国则根据时区和国土分布，划为东部时间、中央时间、山地时间、太平洋时间、阿拉斯加时间和夏威夷时间。总而言之，时区归根到底是人为划分的，在一个标准基础上怎么用着方便怎么来。 夏令时 夏令时，又称“日光节约时制”。在夏季，日出时间较早，日落时间较晚，施行夏令时的国家会将时间统一拨快1小时（或说提前了1小时），这样人们能提前早睡，关灯变早，从而实现节约能源的目的。 第一次世界大战期间，德国首先使用夏令时节约能源，随后英法俄等国相继施行。我国1986年-1991年曾实行过夏令时，但在1992年取消，与以下原因有关：春季拨快1小时（夏令时） 秋季拨回1小时 ① 夏令时制度的推行虽然可以节约电力资源，但会带给生产生活方面带来负面效应。譬如说，当年实施夏令时后，就有这么一则记载，说是某地的一个饲养员发现近年每至清明之后，所有母鸡的产蛋量明显减少，究其原因发现，原来是夏令时在作祟。原本人们自出生起，形成了日出而作，日落而息的生活习惯。夏令时制度的实施，让人们开始强制早起工作，因为人有自主性，可以遵从制度的规定早起工作，而母鸡却没有这种自主性，没办法跟随饲养员的工作时间而努力吞吃饲料。如此一番折腾，母鸡们产蛋量就下降了很多。 ② 在新疆的夏天，日照时间会很长，通常晚上10点以后才会日落天黑。若是实施夏令时制度，还没日落就已经晚上11点，“大白天”的人们怎么睡得着。 ③ 中国幅员辽阔，施行夏时制导致很多时间表要调整，最突出的是铁路时刻表，一年要调整两回，刚调整完，又要准备下一次调整，非常不方便。 总之由此产生的麻烦林林总总，中国自1992年起就取消了夏令时。 ★★★重要 区时的计算 全球划分为24个时区，但凡要与远方的人们产生沟通，了解此时此刻他们那边的情况，时间的换算必不可少。在题目中，往往时间计算会设置为各种情景，但要解决这一类问题都是一样的方法，下面举几个例子说明时间计算最基本方法（每种方法计算都很快，根据自己情况选择即可）： 情况一 知道时区求时区 例2 如果东八区为8：30，求西三区为几时几分？方法二 伴随理解的加减计算 ① 如果已知和所求同在东时区或西时区，大数减小数就是所隔时区数，然后按“东加西减”增减相同的时间即可。如已知西十一区22：00，求西二区几点？ 直接用11-2，得两时区隔9个时区，并且所求的西二区在西十一区东侧，应“东加”9个小时，答案为 （第二天的）7：00。 ② 如果已知和所求不同在东、西时区，两时区数相加就是所隔时区数，然后按“东加西减”增减相同的时间即可。如已知西九区12：00，求东十区几点？ 两时区不在同时区，用9+10即为所隔时区数19，再用12：00“东加”19个小时，答案为 （第二天的）7：00。（算法注意：因地球是圆的，理论上向东向西都可以走到所要求的时区，但在这种计算下，我们挑选“东加”还是“西减”时，永远看经过0时区的那一侧，而不是走东西十二时区一侧，西九区到东十区，向东走会经过0时区，所以要使用“东加”。） 方法一 初学无脑三步骤计算 1、确定计算的起末时区和时刻 （要求如图，用小竖线表示时区，时间写在线上，两时区间尽量不跨东西十二区，因为可能涉及日期增减，不熟练时易出错，竖线在这一标准下左右摆放。） 2、数中间所隔的时区数 （要求如右图，从起始到末尾，中间一个时区点一个点，不要管中间到底点了多少个点，只需按时区的排布规律仔细数全，做好小标记即可） 3、按“东加西减”数时间，得出答案 （要求如右图，按做的标记“东加”或“西减”时间，一个小标记一个小时，不要管分钟数，数完就是所求。） 该题为“西减”，得出答案 （前一天的）20:30 情况二 知道经度，确定时区 例3 如果77°W为18：00，求国际标准时间为几点？ 解析：要求的是时区时间，我们需要将经度统一用时区表示，我们一般按以下方法确定：方法一 初学按步骤计算 如题，77°W÷15°=5……2 此时余数＜7.5，商就是时区数，确定为西五区。 题目就成为“已知西五区18:00，求零时区几点”，我们再根据情况一的方法：两时区差5个时区，并且零时区在东，要“东加”5个小时，得出答案 23:00。 方法二 理解确定 通过前面我们介绍的时区划法知道，一个时区内就用1个时间，就是中央经线的时间，时区以中央经线为中心左右各7.5°，并且中央经线都是15的倍数。如果对中央经线熟练，可在此理解上直接得出结果，具体做法是： 75°W是西五区中央经线，左右各7.5°都是其范围；而77°W只偏离了中央经线2°，所以仍在西五区。 用这一方法只需对中央经线的把握做到熟练即可。 情况三 飞机飞行问题 例4 从北京9:25乘飞机到纽约（西五区），全程飞行13个小时，那么到达时当地为几点？ 解析：该问题只比一般的计算多一步，就是处理那部分飞行时间，方法如下：方法二 先换算时间，再加飞行时间 起飞时北京时间9:25，那起飞时西五区为：两时区相隔13个小时，“西减”13个小时，为前一天的20:25。 再加上飞行的13个小时，答案同样为当天的9:25。 方法一 先加飞行时间，再换算时间 起飞时北京时间9:25，那到达时北京时间为： 9:25 + 13 = 22:25 再将北京时间进行换算，两时区相隔8+5=13个小时，方向走零时区一侧，西五区在东八区以西，需要“西减”13个小时，答案为 9:25。 会发现有意思的点，出发和到达时时间相同。 （起飞时间、飞行时间、到达时间，以上三项告诉我们任何两项都可以将另一个计算出来，计算方法是一样的） （3）日期与日界线 我们在上面的计算中出现了“前一天”“今天”的说法，也就是说，地球上的时间并不都处在同一天，而是分在两天之中，也就是同时存在两个日期，我们将两日期间的界线称为日界线，日界线也有两条。 ① 0时经线 我们在计算时间“西减”过程中，当减到0：00时再向西减就会到昨天，也就是说，0时所在经线天然就是日期分界，地球上有白天黑夜就有这条界线，所以它是一条自然日界线。既然如此，向西穿过这一日界线日期就会减一天，向东穿过日期就加一天。 0时经线并不是一条确定的经线，跟随地球自转，0时的位置在不断变化，并且是自东向西运动。 ② 国际日期变更线（人为日界线） 一条经线不能将地球分为两个日期，所以还是在1884年国际子午线会议上，为了避免日期使用混乱，人为确定了一条日界线，即国际日期变更线，如时区划分图所示。该日界线并不与180°经线完全重合，因180°穿过一些国家，会使这些国家国土被分在两个日期中，使用就不方便，既然是人为划定的，就在穿过的位置进行了避让弯曲。规定向西穿过这一日界线加一天，向东穿过减一天。由于线是弯曲的，所以在一些位置南北方向也能穿过日界线，从而发生日期变更。 “新的一天”、“旧的一天”范围 如右图1，通过跨越界线的天数加减变化我们能看出，“新的一天”是从国际日期变更线向西到0时经线，剩余的就是“旧的一天”。随着地球自转，0时经线不断西移，“新的一天”范围将不断扩大，“旧的一天”范围被压缩，当0时经线恰与180°经线重合，全球处于同一天。 当日界线两侧日期不同时，我们可以通过以下简单的方法判断哪条是0时经线，哪条是国际日界线：跟随地球自转，能发生“时光倒流”的就是180°经线。如右图2，顺地球逆时针自转方向，左侧界线处从新到旧，好似发生“时光倒流”，立刻判断，此处为国际日界线，那么上方界线就是0时。图2：新旧一天的范围 （极地俯视图） 图1：日界线与新的一天 （侧视图） 3、产生地转偏向力 在地球上自然运动的物体，受地球自转的影响，会产生与其运动方向相垂直的力，该力是一种惯性力，会持续改变物体运动方向，称为地转偏向力，也称为科里奥利力或科氏力。 地转偏向力的特点： ① 北半球向右偏；南半球向左偏；赤道不偏转。 （记为：“男（南）左女（北）右”）东西方向运动时的偏转 南北方向运动时的偏转 ② 由赤道向两极偏转角度增大。 注意：一定要顺着物体运动的方向偏转，注意看物体运动的具体方向，如右图。 地转偏向力在自然地理后面的知识中应用非常普遍，如风的形成、气旋反气旋形成、水流偏转等。 地转偏向力的解释 在北半球，当物体由南向北运动时，从转动速度快的地方来到速度慢的地方，因为惯性，要保持较快的速度，因而向东偏转，即向右偏转；由北向南运动时，从转动速度慢的地方来到速度快的地方，同样因为惯性，也是向右偏转。由东向西运动时，抵消了部分自转速度，惯性离心力变小，向南的趋势减弱，因而向北偏转，也是向右偏转；由西向东运动时，增加了自转速度，惯性离心力变大，向南的趋势增强，也同样是向右偏转。 在南半球刚好相反，都有向左偏转的趋势。（如上图所示） 第二部分 地理屋 头脑风暴——实题演练 （2018·海南 12）1、1月1日，当海口正午时，地球上进入新年的区域面积与地球总面积的比例 A．等于1/2 B．多于1/2少于2/3 C．等于2/3 D．多于2/3 【答案】D 【解析】日期范围问题，首先找到两条日界线，有了日界线，范围自然就出来了。 看0时所在经线，图中海口的经度约为110°E，时间为1月1日12:00，因为在同一经线圈中，正午对面就是0时，所以110°E对面的经线70°W就是0时。那么进入新年区域就是从180°向西至70°W，共跨250个经度，与全球360°相比后，D正确。 （2019·天津 10～11）假期里，小明同学外出旅游。某日早晨小明拍摄了日出的照片，随即发到微信朋友圈。在天津（39°N，117°E）的爸爸和在国外甲城市出差的妈妈马上做出了回复（如图）。结合图文材料，回答2～3题。 2、小明拍摄日出照片时所在的城市最可能是 A.呼和浩特（40°N，112°E） B.兰州（36°N，104°E） C.杭州（30°N，120°E） D.南宁（23°N，108°E） 3、据图文信息，可以推测出甲城市的 A.纬度位置 B.经度位置 C.当天日落的方向 D.当日正午太阳高度 【答案】2、D 3、C 【解析】2、从材料中得知，小明拍摄日出照片后随即就发到朋友圈，时间为当地7：29，所以可以判断出该地处于冬半年（晨昏线如右图）。此时在天津的爸爸也恰好日出，所以该日两地应同在晨线附近，根据北半球冬半年晨线特征可得出:小明所在城市要么纬度比天津低，同时经度比天津小（右图B）；要么纬度比天津高，同时经度比天津大（右图A）。第3题图 第2题图 天津位于（39°N，117°E），兰州、南宁符合条件，但兰州纬度与天津接近，经度却相差很大，晨昏线不可能倾斜到这种程度，排除B，选D项。 3、根据图文信息可知，北半球正处于冬半年，此时无论甲城市位于北半球还是南半球，观测到的太阳日出方向都应位于东南方向，日落方向都位于西南方向。具体纬度位置、经度位置和当日正午太阳高度都无法从材料提供的数据推断出来。故选C项。 （2020·浙江 20）4、图1为某飞机在甲、乙、丙间沿地球大圆周飞行轨迹示意图。图2为飞机飞到乙地时，其垂直下方所示的经线、纬线和晨昏线位置关系图，此时丙地地方时为17点。当日，甲地日出的地方时为 A.5点 B.6点图1 图2 C.7点 D.8点 【答案】C 【解析】首先判断图2三条线，同时穿过甲乙丙的是晨昏线；半圆的与晨昏线相切，只能是纬线；与前两条线垂直的为经线。此时丙地地方时为17点，位于昏线，乙地地方时为12时，乙丙时间相差5小时；此时甲处于晨线上，并且与丙同纬度，那么甲乙间也应相差5小时，根据“东加西减”原则，此时甲地地方时为7点，选C。 （2020·山东 8）2020年5月27日上午11点整，中国珠峰高程测量登山队将五星红旗插上世界最高峰峰顶，实现了四十五年后我国测绘队员的再次登顶。从位于5200 m的大本营向上，队员们要经过甲、乙、丙、丁四个营地（下图），其中一个营地由于空气流通不畅，容易引起高原反应，被称为“魔鬼营地”。5月27日位于28°N的温州昼长为13时44分，该日珠峰顶部（28°N，87°E）日出时刻在北京时间 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】温州与珠峰顶部在同纬度，那么温州的昼长也同样是珠峰昼长，日出日落地方时也相等。 根据昼长13时44分可知，此时昼长夜短，比昼夜平分时多1小时44分，因为上午下午时长是对称的，所以上午下午各加52分钟，那么当地日出时刻就是5：08。题目问的是北京时间，我们再将当地时刻转化为北京时间：从87°E到120°E差33°，即2小时12分钟，“东加”后结果为7：20。 珠峰顶部海拔高，看到的日出的时间会比正常提前一些，A正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$