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微专题(一) 太阳视运动
太阳视运动是以观测点为中心,目视太阳在天球上运行所形成的轨迹示意图。
1.太阳视运动
(1)若正东日出、正西日落,说明太阳直射赤道。此时,北半球正午时的太阳总是在南方的天空,南半球正午时的太阳总是在北方的天空。北极点上空的太阳总在南方的天空,南极点上空的太阳总在北方的天空。
(2)若太阳在地平圈以上运行的时间短于在地平圈以下的时间,说明该地处于冬半年;反之,说明处于夏半年。
2.日出、日落的方位与昼夜长短变化的关系(北半球)
时间
春分日
夏半年
秋分日
冬半年
昼夜长短状况
昼=夜
昼>夜
昼=夜
昼<夜
日出
时刻(地方时)
6时
早于6时,夏至日最早
6时
晚于6时,冬至日最晚
方位
正东方
东北方
正东方
东南方
日落
时刻(地方时)
18时
晚于18时,夏至日最晚
18时
早于18时,冬至日最早
方位
正西方
西北方
正西方
西南方
3.日出、日落时物体影子方位的判断
物体影子方位的判断,主要是要判断物体与太阳直射点之间的相互位置。日出日落时物体影子方位的判断,与一年中日出日落方位有关。
(1)二分日时,日出时物体影子朝向正西,日落时物体影子朝向正东。
(2)春分到秋分,日出时物体影子朝向西偏南方向,日落时,物体影子朝向东偏南方向。
学生用书第19页
(3)秋分到次年春分,日出时物体影子朝向西偏北方向,日落时,物体影子朝向东偏北方向。
4.极圈及其以内地区的太阳高度
(1)极昼期间,太阳高度24小时内都大于或等于0°。
(2)刚好出现极昼地区的纬度与直射点纬度和为90°,且该日该地区太阳高度最小值为0°。
(3)其他极昼地区:该日太阳高度最小值=当地纬度-刚好出现极昼地区纬度。
(4)某地某日刚好出现极昼,则该地当日正午太阳高度等于直射点纬度的2倍。
5.太阳视运动的判断
关键在三个点:日出点、正午点、日落点,要找准三个时间点的太阳方位及对应的地方时。
(2024·辽宁沈阳高二月考)下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.21.5°S B.23.5°N
C.21.5°N D.23.5°S
答案:1.C 2.A
解析:第1题,该中学生所在地在我国(北半球),且夏至日出现直射现象,则该地位于北回归线,由此推知冬至日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。故表示正北方位的点是丙方位, C 正确。故选 C。第2题,由上题可知O 点位于23.5°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,根据正午太阳高度角公式: 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,可求直射点纬度=90°-(45°+23.5°)=21.5°S,A正确。故选A。
2023年4月23~24,日欧美多国出现了绚丽的极光,甚至很少见到极光的我国,也有摄影师在新疆克拉玛依(45°N)成功捕捉到了极光。据此完成3~4题。
3.本次极光爆发期间,克拉玛依( )
A.昼长夜短,且昼逐渐变短
B.棉花进入采收的高峰期
C.正午太阳高度增大,日地距离渐远
D.河流季节性断流最为严重
4.在此期间克拉玛依太阳视运动轨迹可能是( )
答案:3.C 4.B
解析:第3题,极光爆发时间为4月23~24日,处于春分(3月21日)和夏至(6月22日)之间。在此期间克拉玛依昼长夜短、昼变长夜变短,A错误;此时为春季,棉花未成熟,B错误;太阳直射点向北移,克拉玛依正午太阳高度增大,3到6月,太阳向远日点移动,C正确;河流补给类型主要为高山冰雪融水,季节性断流在冬季最严重,D错误。故选C。第4题,4月23~24日,太阳直射北半球,故克拉玛依日出东北、日落西北,排除C、D;春分日(3月21日)太阳直射赤道,4月23日太阳大致直射8°N,计算可知,正午太阳高度约为90°-(45°-8°)=53°,A错误,B正确。故选B。
(2024·福建泉州高二校考期末)下图为北半球四地在夏至日当天所看到的太阳视运动轨迹。读图,完成下题。
5.图中地平面上表示正西方向的是( )
A.① B.② C.③ D.④
答案:B
解析:由材料可知,图中四地均位于北半球,夏至日太阳视运动轨迹中太阳高度最大时均靠近③方向,说明③为正南,相反方向的①为正北,则②为正西,④为正东,B正确,A、C、D错误。故选B。
6.(2024·浙江宁波高二期末)下图为北京市某中学教室(窗户朝南)的照片。照片拍摄的时间可能是( )
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A.春分清晨 B.夏至上午
C.秋分下午 D.冬至傍晚
答案:C
解析:根据材料可知,窗户朝南,结合照片中教室的阳光可知太阳从西南方照射进来。春分清晨日出正东方向,A不符合题意;夏至上午太阳高度角大,照射到教室内的光照面积小且影子朝向正北,B不符合题意;秋分下午太阳位于西南方位,符合图示,C正确;冬至傍晚接近日落,进入教室的光照少,D不符合题意。故选C。
(2023·辽宁丹东高二月考)我国某中学组织学生采用竖直立杆的方式观测日影变化,杆长为1米。下图为当地二至日部分时刻(北京时间)杆影方位及长度,图中①点为立杆点。据此完成7~8题。
7.该中学所在城市最可能是( )
A.长春 B.长沙
C.乌鲁木齐 D.杭州
8.夏至日,当地太阳视运动轨迹是( )
答案:7.B 8.B
解析:第7题,读图,甲日杆影在北京时间9时和16时的长度相等,因此该地在北京时间12:30时为正午,即北京时间12:30时,该地地方时为12时,可求得该地经度为112.5°E。长春的经度大约在125°E,乌鲁木齐经度大约为88°E,杭州经度大约为120°E,与该地经度差异较大;因此该中学所在城市最可能是长沙。故选B。第8题,夏至日,当地太阳日出东北,正午时位于正南,日落西北。B符合,故选B。
(2023·浙江温州高二期末)图1为某时刻地球昼夜分布示意图(阴影代表黑夜),乙地纬度为70°S。图2为四条太阳视运动轨迹线(图中虚线)示意图。据此完成9~10题。
9.甲地(23.5°S)此日的正午太阳高度是( )
A.56° B.70° C.86.5° D.90°
10.乙地此日的太阳视运动轨迹线是( )
A.① B.② C.③ D.④
答案:9.C 10.A
解析:第9题,乙地纬度为70°S,刚好出现极昼现象,可知太阳直射20°S。甲地纬度为23.5°S,其正午太阳高度角 H= 90°-(23.5°-20)=86.5°,C正确。故选C。第10题,该日太阳直射南半球,乙地正好出现极昼现象,太阳从当地正南方升起,正南方落下(升起和落下的“点”为同一点,为当日太阳视运动轨迹与当地地平面的切点),正午时太阳位于当地正北方天空,正午太阳高度角=90°-(70°-20°)=40°。①曲线符合,故选A。
(2023·山东淄博高二月考)下图示意某日某地太阳视运动轨迹,其中E表示东,W表示西,N表示北,S表示南,13.5°、33.5°为该地的太阳高度。读图,完成11~12题。
11.据材料可推出该地( )
A.纬度应为80°N
B.当天为9月23日
C.纬线圈与晨昏圈相切
D.太阳高度最小时地方时为0时
12.该日之后,一个月内( )
A.北京日照时间逐渐缩短
B.我国南北地区温差最小
C.福州日出方位位于东南方
D.海南正午日影逐渐变长
答案:11.D 12.C
解析:第11题,由图可知,该地最大太阳高度角为33.5°,最小太阳高度角为13.5°,结合太阳高度与太阳直射点的关系,可推出该日太阳直射点的纬度=(33.5°+13.5°)/2=23.5°,且该地正午时太阳位于正北方,子夜时太阳位于正南方,看不到北极星,故该地位于南半球,最终得出该日为12月22日前后(北半球的冬至日),太阳直射23.5°S(南回归线),B错误;冬至日,太阳直射23.5°S(南回归线),该地正午太阳高度为33.5°,计算该地纬度=90°-33°26′+23°26′=80°S,A错误;该地所处纬度为80°S,不与晨昏圈相切,C错误;该地太阳高度最大时,太阳位于正北,地方时为12时,而太阳高度最小时,太阳位于正南,地方时应为24时或0时,D正确。故选D。第12题,由上题分析可知,该日为12月22日前后,之后的一个月内,太阳直射点向北移动,北京昼短夜长,昼渐长夜渐短,日照时间逐渐变长,A错误;该日之后,一个月内正值北半球的冬季,我国南北地区温差相对较大,而不是最小,B错误;该期间太阳直射点向北移动,福州日出方位一直位于东南方,海南正午日影逐渐变短,C正确,D错误。故选C。
(2024·辽宁沈阳高二期末)下图为我国某地2023年儿童节当天日出景观素描图,图中小船顺流而下,划船人的影子刚好与小船垂直。据此完成13~14题。
13.图中河流的大致流向是( )
A.由西北流向东南 B.由东南流向西北
C.由西南流向东北 D.由东北流向西南
14.一年内,该地可能出现与图示日出景观一致的时间是( )
A.2023年2月 B.2023年5月
C.2023年7月 D.2023年9月
答案:13.A 14.C
解析:第13题,儿童节(6月1日)当天太阳直射北半球,全球除极昼、极夜地区外,日出东北,日落西北。图中表示儿童节(6月1日)当天日出景观素描图,所以图中太阳所在的方位为东北方,由于划船人的影子刚好与小船垂直,所以小船的走向为西北—东南。结合图中人物形态可知,该人物“左手”一侧为东北方,所以面朝东南方,又由于小船顺流而下,面部所朝的方向即小船行进的方向,所以河流的大致流向是由西北流向东南,A正确,B、C、D错。故选A。第14题,太阳直射的纬度相同,则日出的方位角相同,一年内,该地可能再次出现图示日出景观的日期即与这一天直射纬度相同的日期。该日为儿童节(6月1日),距离夏至日(6月22日)约为21天,则与儿童节直射纬度相同的日期是6月22日加21天,为7月11日左右,故选C。
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