内容正文:
太阳视运动
(2023·山东卷)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
【解题导引】
(1)图文信息→此地经度为105°E→北京时间9:20杆影指向正西→该地地方时为8:20时,太阳位于正东方→与正午12:00太阳位于正南方时,时间相差3小时40分→太阳位于正西方时对应的地方时为15:40→该地地方时16:00时,太阳位于西偏北方向→杆影指向生肖兔与龙之间
(2)依据太阳直射点回归运动规律→11月至次年2月,太阳直射点位于南半球→该地昼短夜长,日出东南,日落西南→日出时刻杆影朝西北,位于生肖鸡以北,正午时刻杆影朝正北,指向生肖鼠,日落时刻杆影朝东北,位于生肖兔以北→杆影按顺时针方向转动→11月至次年2月,一日内被杆影指向的生肖石像最多为5个
【尝试解答】 (1)__ (2)__
结合图文材料分析,说出该地一年中杆影不会指到的生肖石像。
1.太阳视运动轨迹图
太阳视运动是指一天中肉眼所见太阳在天空中东升西落的运行状况。其中日出东方,日落西方,正午12时(地方时)位于观察者的正南方、正北方或正上方。下图反映的是北纬40°附近某地在二分二至日的太阳视运动轨迹。该图可反映日出日落时间与昼夜长短、日出日落方位、正午太阳高度等。
2.全球日出、日落及正午时刻太阳方位的变化规律
(1)不存在极昼或极夜现象的地区,太阳直射北半球时,日出日落都偏北(太阳从东北升起西北落下);太阳直射南半球时,日出日落都偏南(太阳从东南升起西南落下);太阳直射赤道时,日出正东、日落正西。
(2)出现极昼的地区(极点除外)一天内太阳不落,正午太阳高度最大,0时(24时)太阳高度最小,若位于北半球,太阳升落方位均为正北;若位于南半球,太阳升落方位均位于正南。
(3)极昼期间的极点一天内太阳高度不变。
3.太阳视运动规律的应用
(1)推知时间(季节)信息
①判断季节(或节气):若太阳东北升起、西北落下,则为北半球的夏半年(夏至);若太阳东南升起、西南落下,则为北半球的冬半年(冬至);若太阳正东升起、正西落下,则为北半球的春、秋分。
②判断时间:若太阳在东南天空、太阳高度逐渐增大,则为上午;若太阳在西南天空、太阳高度逐渐减小,则为下午。太阳位于正南或正北方向,太阳高度最大时,则为当地的12时。
(2)推知空间(方位)信息(极昼、极夜地区除外)
夏至日太阳升起的方位是东北方,太阳落下的方位是西北方;冬至日太阳升起的方位是东南方,太阳落下的方位是西南方。春、秋分日太阳日出正东,日落正西。
(3)太阳视运动与物体影子
①影子长短:与太阳高度大小呈负相关,日出时影子最长,之后变短;正午时最短,之后变长;日落时达最长;直射点上无影子。
②影子方向:与太阳方位相反。
③影子移动方向:与太阳视运动方向一致,在北半球呈顺时针方向在地面上移动,在南半球呈逆时针方向在地面上移动。
(2023·佛山统考)一桨划过两千载,赛龙舟是中国最重要的民俗活动之一。2023年杭州亚运会龙舟比赛地位于“中国龙舟名城”温州(28°N,120°E),1 000米龙舟决赛于北京时间10月6日上午9点开赛。据此完成1~2题。
1.决赛开始时,驻守长城站(62°S,58°W)的科研人员观看时间为当地地方时( )
A.10月6日2:52 B.10月6日3:00
C.10月5日21:00 D.10月5日21:08
2.决赛当天,温州太阳视运动轨迹是( )
A. B.
C. D.
(2023·东莞联考)中国第五个南极科考站罗斯海新站位于(164°E,75°S)。下图为一工作人员在某个日期拍摄的全天太阳运动轨迹。据此完成3~4题。
3.当太阳处于最低点时,北京时间约为( )
A.0:00 B.9:00 C.15:00 D.21:00
4.该工作人员拍摄的日期应在( )
A.1月22日或11月22日
B.3月21日或9月23日
C.5月22日或7月22日
D.6月22日或12月22日
(2023·茂名一模)太阳高度角和方位角(从某点的指北方向线起,在平面上沿顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角)可以用来描述太阳的具体位置。我国某中学地理兴趣小组正在利用手机获取相关信息进行实践探究活动。下图为某时刻手机截屏信息。据此完成5~6题。
5.该学校可能位于( )
A.拉萨 B.北京 C.哈尔滨 D.上海
6.活动当天正值二十四节气中的某节气,该日( )
A.日影最短 B.烟雨纷纷
C.昼夜各半 D.昼短之至
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综合能力提升1 太阳视运动
典题研析
(1)D (2)A
真题再用
提示:生肖蛇、马、羊。
对点训练
1.D 2.D [第1题,北京时间是120°E的地方时,长城站的经度是58°W,58°W比120°E靠西178°,时间晚11小时52分钟,所以当北京时间为10月6日上午9点时,长城站的地方时为10月6日上午9点减去11小时52分钟,即10月5日21:08,故D项正确。第2题,决赛当日为10月6日,太阳直射点位于南半球,故全球除了极昼、极夜地区以外,日出东南、日落西南,A错误;温州位于太阳直射点纬度以北位置,故正午时太阳位于正南方天空,B错误;10月6日接近秋分日,太阳直射点接近赤道,故温州日出、日落位置接近正东、正西,C错误,D正确。]
3.D 4.A [第3题,由图示信息可知,当地正发生极昼现象,当太阳处于最低点时,当地(164°E)时间为0:00,则165°E的地方时为0:04,即东十一区区时为0:04,依据区时计算东加西减,可计算出北京时间为21:04,约为21:00,D正确。第4题,由图中太阳运动轨迹可知,这几天罗斯海新站恰好出现极昼,此时太阳应该直射15°S,依据太阳直射点在南北方向上每月移动8°左右可推算,太阳直射15°S的日期大约是11月22日或1月22日,A正确。]
5.A 6.D [第5题,一天当中,当太阳方位角位于180°时,太阳视运动位于正南,为地方时12时。从正午到日落,太阳方位角变化61°,约4小时,即当地时间为16时左右,结合此时北京时间为18时,可判定该地区位于120°E以西30°左右。故选A。第6题,选项A为夏至,B为清明,C为春分/秋分,D为冬至。由方位角的定义可知,太阳日落西南,为北半球的冬半年,此时太阳直射点在南半球,北半球昼短夜长。故选D。]
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综合能力提升练(一) 太阳视运动
1.C 2.A [第1题,该中学生所在地在我国(北半球),且二至日正午太阳在同一方向,则该地位于北回归线及其以北区域,由此推知该地正午时刻太阳位于正南方,即甲、乙、丙、丁方位分别表示南、东、北、西;且由太阳运动轨迹为东升西落,也可知乙为东,丁为西,故可推断丙为北,甲为南。故图中表示正北方位的点是丙, C 正确。第2题,由图可知,太阳位于戊位置时直射该地,太阳位于戊位置的这一天为夏至日,夏至日太阳直射北回归线,则 O 点位于23°26′N 。当O点观察者测得当地正午太阳高度为45°时,太阳直射点在南半球,根据正午太阳高度计算公式: H =90°-纬度差(直射点与当地的纬度差),再结合直射点与该地分别位于南北半球,可求得直射点纬度=90°-45°-23°26′=21°34′( S ),A正确。]
3.C 4.B [第3题,结合材料“10月23日之后因南侧高楼对阳光的遮挡,本班教室内的正午光照消失”可知,10月23日正午阳光恰好被南侧高楼遮挡,之后该地正午太阳高度逐渐变小,每天正午阳光都会被南楼遮挡,冬至之后,正午太阳高度逐渐变大,但仍被南楼遮挡,直到下一次正午太阳高度和10月23日相同,正午阳光再次恰好被南楼遮挡,之后正午阳光可以照进高三(2)班教室内。太阳直射同一纬度对应的两个日期关于冬至日或夏至日对称,10月23日到冬至日约两个月,即下一个日期为冬至日后约两个月,即次年2月21日前后,C正确。第4题,该地10月23日到次年2月21日期间,正午太阳光会被南楼遮挡,即其他日期内(2月21日到10月23日)正午太阳光都可以照进教室。夏至日在2月21日到10月23日日期范围内,两个教室都有正午太阳光照,因此为同时出现,C、D错误。在10月23日时因南侧高楼对阳光的遮挡,高三(2)班教室内的正午光照消失,但高三(8)班在楼上,仍未被遮挡,有正午太阳光照,因此高三(8)班正午太阳光照持续时间更长,A错误,B正确。]
5.解析:第(1)题,甲地在北京时间13:00时影长最短,判断此时其地方时是12:00,故甲地经度为105°E;影长最短时为0米,判断太阳直射甲地,12月22日太阳直射南回归线,故甲地纬度为23°26′S。故甲地坐标为(23°26′S,105°E)。乙地在北京时间0:00时影长最短,判断此时其地方时是12:00,故乙地经度是60°W;影长最短时为1米且影子位于南侧,判断其正午太阳高度角为45°,故乙地纬度为68°26′S。故乙地坐标为(68°26′S,60°W)。第(2)题,丙地影长最短时在0~1米之间,且影子位于北侧,判断丙地纬度在21°34′N~23°26′S之间。由上题可知,甲地纬度为23°26′S、乙地纬度为68°26′S,12月22日太阳直射南回归线,越向南昼长越长,故判断甲、乙、丙三地该日光照时间由长到短的顺序为乙、甲、丙。第(3)题,根据底图中经度标注可知,需要绘制的是北半球北极点俯视图,按照逆时针方向自转,12月22日太阳直射南回归线,北极圈及其以北地区出现极夜;乙地正午时60°W是12:00、120°E是0:00,赤道上150°W正在日出,地方时6:00,赤道上30°E正在日落,地方时18:00。12月22日太阳直射南回归线,12月22日,发生极昼地区日出正南、日落正南。乙地坐标为(68°26′S,60°W),南极圈及其以南地区出现极昼,乙地在南极圈以南,故乙地会出现极昼。乙地正午时,正午太阳高度=90°-|68°26′-23°26′ |=45°。
答案:(1)甲(23°26′S,105°E);乙(68°26′S,60°W)。
(2)乙、甲、丙。理由:12月22日,太阳直射南回归线,全球光照时间自南向北由长变短;图示甲、乙、丙三地正午日影分别为零、朝南和朝北,说明甲在南回归线上,乙在南回归线以南,丙在南回归线以北,故排序为乙、甲、丙。
(3)
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综合能力提升练(一) 太阳视运动
(2023·江门阶段练习)如图为我国某中学生绘制的所在地二至日太阳视运动轨迹示意图。图中O点为观察者所在位置,甲、乙、丙、丁为观察者所在地的地平面上四个方位,戊、己为观察者在二至日观测到的正午太阳位置。据此完成1~2题。
1.图中表示正北方位的点是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
2.当O点观察者测得当地正午太阳高度为45°,则太阳直射在( )
A.21°34′S B.23°26′N
C.21°34′N D.23°26′S
(2023·茂名模拟)我国某学校高三(2)班地理兴趣小组在校园内开展日照观测活动,发现从9月23日开始,正午太阳光可透过窗户照射进本班教室(下图)。10月23日之后因南侧高楼对阳光的遮挡,本班教室内的正午光照消失。一段时间后,正午太阳光再次照进本班教室。据此完成3~4题。
3.10月23日之后,正午太阳光照再次照进高三(2)班教室的时间约为( )
A.当年11月23日 B.当年12月22日
C.次年2月21日 D.次年3月21日
4.与高三(2)班相比,夏至日到冬至日期间,楼上高三(8)班教室内的正午光照( )
A.同时出现,持续时间一样
B.同时出现,持续时间更长
C.更早出现,持续时间一样
D.更早出现,持续时间更长
5.阅读图文材料,回答下列问题。
材料一 甲、乙、丙三地的学生设计“影子长度”探究学习活动。12月22日,他们在当地时间10:00~14:00每隔一小时测量直立杆(杆长1米)的影子长度。
材料二 下图为根据实验数据绘制的影长变化图。
(1)分别写出甲、乙两地的经纬度。
(2)判断甲、乙、丙三地该日光照时间由长到短的顺序,并说明理由。
(3)该日乙地某学生正在参与该探究学习活动,请帮他绘出该日当地正午时刻的太阳光照示意图(标注地球自转方向、晨昏线和夜半球)和太阳视运动轨迹图(标注太阳视运动方向和正午太阳高度)。
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高考真题专练(一)
1.C 2.D [第1题,由图中陆地轮廓形状可知图中极点为南极点,因此图中90°为东经度,图中每相邻两条经线经度相差30°,故中国空间站位于120°E以东附近,A选项显示中国空间站位于30°E以东附近,A错误;B选项显示中国空间站位于60°E以东附近,B错误;D选项显示中国空间站位于150°E以东附近,D错误;C选项显示中国空间站位于120°E以东附近,C正确。第2题,“四星伴月”这一天文现象难得一见,主要是因为各天体公转周期不同,难以同框,D正确;与自转周期、体积大小、自转方向无关,A、B、C错误。]
3.B [定日镜随太阳方位的变化而变化,而太阳在一天之中方位的变化呈顺时针,所以定日镜的镜面水平转动方向也为顺时针,C、D错误;定日镜为了获取更强的太阳辐射,镜面应始终和太阳光线垂直,在一天中太阳高度角先增大,后减小,若要保证镜面始终和太阳光线垂直,则镜面在垂直方向上与地面的夹角先减小,后增大,所以在垂直于地面的剖面图上看,镜面在垂直方向的变化应为先顺时针,后逆时针,B正确,A错误。]
4.C 5.A [第4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、夏季活动规律差异是指11:00至13:00地面上的冰鼠个体占群体总数的比例冬季远大于夏季。该时段处于正午前后,昼夜长短对该时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,冬季正午太阳辐射较强,该时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,故地面上的冰鼠个体占群体总数的比例较小,C正确;与天敌数量和食物数量无关,B、D错误。第5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,当地地方时为9:00时,太阳位于东北方向,故此时冰鼠晒太阳的地点可能位于该山地的东北坡。故选A。]
6.A 7.C [第6题,由图b可知,此时长沙位于晨线以西,仍处于夜半球,而太阳以电磁波的形式向外传递能量,夜半球处于背对太阳状态,近地面无法接收到太阳辐射,因此近地面太阳辐射接近于0,C、D错误;此时长沙位于晨线附近,随着海拔的升高,接收到太阳辐射的区域逐渐增加,太阳辐射应呈现增加的趋势,B错误,A正确。第7题,白昼期间气球逐渐上升的过程中,海拔逐渐升高,大气变稀薄,空气中的尘埃分子减少,对太阳短波辐射的削弱作用变弱,故白昼期间气球接收到的太阳短波辐射量随着海拔的升高而增多,C正确;白昼期间气球接收到的太阳短波辐射量随高度增加而增多,与CO2量减少、空气温度降低、人类干扰减小关系不大,A、B、D错误。]
8.B 9.D [第8题,阅读图文材料并结合所学知识可知,K日前、后第8天的太阳位置几乎重叠,说明处于中间的K日是地球上太阳直射点移动方向的转折点,因此拍摄到这种现象只能是太阳直射在南北回归线前后;材料中显示拍摄的是西北方向,故太阳直射点在北半球,因此K日应为太阳直射北回归线当日,为夏至日;观察图2可知,①处于近日点(1月初),对应的②③之间为远日点(7月初),结合地球公转方向,②为夏至日,故选B。第9题,根据题意,北京时间为5时,则0时经线应该在45°E(120°E-|5-0|×15=45°),因此新的一天范围为180°-45°=135°,而旧的一天范围为180°+45°=225°,比例135∶225=3∶5,故选D。]
10.B 11.C [第10题,该广场位于110°E,当北京时间12点10分时,当地地方时为11点30分,此时太阳位于南偏东方向,影子朝向北偏西方向,指向标为图c中的②,B正确,A、C、D错误。第11题,该地位于40°N,当太阳直射点位于赤道上时,该地正午太阳高度为50°,根据图b中石柱高度和影长可算出此时太阳高度略大于60°,大于春分日的正午太阳高度50°,说明太阳直射点位于北半球,2月16日和11月10日前后,太阳直射点位于南半球,A、D错误;影长变长,说明正午太阳高度减小,太阳直射点向南移动,5月8日前后,太阳直射点向北移动,B错误;8月20日前后,太阳直射点向南移动,正午影子变长,C正确。]
12.A 13.B [第12题,根据题目信息可知,图中半圆以杆长为半径所绘,且阴影部分为标杆影子范围,正午的影长与杆长相等,说明甲地正午太阳高度为45°;根据阴影部分日出、日落时影子朝正西、正东方向,可判断此日为春分日或秋分日,太阳直射赤道;由此推算当地的纬度为45°N。选项中只有东北平原所处纬度满足条件,A正确。第13题,由于甲地位于45°N,根据经纬线的变化规律可知,相同经度差之间的纬线长度往北逐渐减小,①④错误;若从甲地垂直上方朝下看,其左右两侧的经线应该是对称的,②正确,③错误。故选B。]
14.C 15.D [第14题,若该窗面向正南,则乙在西方,太阳不会从西方升起;若该窗朝向正北,在夏至日,一年中白昼最长的这一天,日出在东最偏北的位置,日落在西最偏北的位置,刚好满足“每年仅有一天通过窗户既可观察到日出也可看到日落”的题目要求,C正确。第15题,由上题分析可知,这一日应是夏至日,太阳直射北回归线,该地正午太阳高度为83.8°,可知该地纬度为29.7°N;该地日落地方时为18点59分,可知该地日出到正午时长为(18点59分-12点)=6小时59分;该地日出时北京时间为6点56分,可知该地正午的北京时间为(6点56分+6小时59分)=13点55分,可知该地的经度约为91°E,可推断该地为拉萨,D正确。]
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高考真题专练(一)
(2023·江苏卷)2022年4月27日黎明时分,某地出现金星、火星、木星与土星“四星伴月”的天文现象。此时中国空间站过境该地上空,与“四星伴月”同框,形成壮美景观。如图为某时刻中国空间站在轨位置上方俯视示意图。据此完成1~2题。
1.与图示时刻中国空间站在轨位置相符的是( )
A. B.
C. D.
2.“四星伴月”这一天文现象难得一见,主要是因为各天体( )
A.自转周期不同 B.体积大小不同
C.自转方向不同 D.公转周期不同
(2023·浙江6月卷)塔式光热发电是利用成千上万个独立跟踪太阳的定日镜,将阳光聚集到镜场中心的集热塔,通过能量转换来发电。下图1为青海某地塔式光热发电场景观图,图2为定日镜工作原理示意图。据此完成第3题。
3.定日镜工作期间,镜面朝向(图2所示)的水平和垂直转动方向分别是( )
A.顺时针 先逆时针后顺时针
B.顺时针 先顺时针后逆时针
C.逆时针 先顺时针后逆时针
D.逆时针 先逆时针后顺时针
(2023·湖南卷)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米处的缓坡上,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4~5题。
4.11:00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
5.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
(2023·广东卷)2019年5月28日,某科研团队利用往返式探空气球,在长沙观测站(28°07′N,112°17′E)收集了四个不同时刻释放的气球所记录到的太阳短波辐射量变化信息(图a)。图b为其中某一时刻对应的太阳光照示意图(阴影部分代表黑夜)。据此完成6~7题。
6.在图a中,符合图b示意时刻所释放气球接收到的太阳短波辐射量变化的曲线是( )
A.① B.② C.③ D.④
7.这次探测结果显示,白昼期间气球接收到的太阳短波辐射量随高度增加而增多,是因为随着高度的增加( )
A.CO2量减少 B.空气温度降低
C.大气越稀薄 D.人类干扰越小
(2022·浙江1月卷)摄影爱好者在南半球某地朝西北固定方向拍摄太阳照片,拍摄时间为K日及其前、后第8天的同一时刻。图1为合成后的照片,图2为地球公转轨道示意图。据此完成8~9题。
8.K日地球位置位于图2中的( )
A.① B.② C.③ D.④
9.拍摄时间为北京时间5时,全球处于不同日期的范围之比约为( )
A.1∶1 B.1∶5 C.2∶5 D.3∶5
(2021·山东卷)某日,小李在某地(110°E,40°N)广场游玩时,发现广场平面图中的指向标模糊不清(图a)。他通过观测广场石柱影子的长度和方向(图b),确定了平面图的指向标。据此完成10~11题。
10.该广场平面图的指向标应该是图c中的( )
A.① B.② C.③ D.④
11.一周后的相同时刻,小李再次测量发现该石柱的影长变长,则第二次观测日期可能在( )
A.2月16日前后 B.5月8日前后
C.8月20日前后 D.11月10日前后
(2021·浙江6月卷)我国某中学组织学生对直立物日影变化进行观测,具体做法是:先在一块平坦的地面上直立一根标杆,再以此杆直立点(甲)为圆心,以杆长为半径绘一半圆。如图为某日杆影变化图,图中阴影部分为标杆影子范围。据此完成12~13题。
12.甲地位于( )
A.东北平原 B.华北平原
C.四川盆地 D.珠江三角洲
13.若从甲地垂直上方朝下看,一年中某时刻地面上昼夜状况与经纬线位置关系最有可能是( )
A.① B.② C.③ D.④
(2021·浙江1月卷)我国某中学生发现,在书桌的固定观测点上,每年仅有一天通过窗户既可观察到日出也可看到日落。下图为该日日出、日落的位置示意图。据此完成14~15题。
14.若乙为该日日出位置,则该窗朝向( )
A.正南 B.东北 C.正北 D.西南
15.若该日日出为北京时间6点56分,日落地方时为18点59分,正午太阳高度为83.8°,则该学生所在地最可能是( )
A.济南 B.广州 C.武汉 D.拉萨
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