内容正文:
地球运动的知识体系
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第一章 宇宙中的地球
第3讲 地球的自转及其地理意义
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课程标准
结合实例,说明地球运动的地理意义
学科素养
综合思维:通过经纬网及昼夜分布图,从时空综合的角度分析地球自转特征、晨昏线以及时间的计算,考查空间分布特征。
区域认知:从区域比较的角度,对比不同区域的自转角速度和线速度的异同,时区的差异以及地转偏向力的大小差异。
地理实践力:实验观察地球自转现象。
人地协调观:认识地球自转的意义,理解地球的独特性,树立科学宇宙观。
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考情分析
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知识结构
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考点一、地球自转的基本特征
绕转中心
方向
周 期 恒星日
太阳日
速度 角速度
线速度
地 轴
自西向东
23小时56分4秒
24小时
两极点为0,其余为每小时15°
两极点为0,自赤道向两极递减
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北极星
北极
赤道
南极
地轴
晨昏线
晨线
太 阳 光
昏线
黑夜
白天
昼半球和夜半球的分界线,由晨线和昏线组成
由于地球不停的自转,昼夜不断交替
随着地球自转,由夜进入昼
随着地球自转,由昼进入夜
赤道
自西向东
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西
东
东
西
(二)地球自转方向的判断
(一)北极星的仰角=当地的纬度数
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地轴北极在自转和公转中始终指向北极星附近。下图为甲地观测者夜晚观察北极星示意图。读图,完成1~2题。
1甲树位于乙树的( )
A.北方 B.东方 C.南方 D西方
2如果甲处观察者在夜间连续观察2小时会发现( )
A.北极星与地面夹角将逐渐升高;
B.北极星与地面夹角将逐渐降低
C.图中某恒星沿圆形轨道向M方向移动
D.图中某恒星沿圆形轨道向N方向移动
解析:第1题,读图可知,该地位于40°N(该地观测北极星的仰角即为该地的地理纬度),北极星所在方向为正北,所以甲树位于乙树的正西方。
第2题,北极星与地面的夹角与当地的地理纬度相同,当地的地理纬度不会发生变化,所以北极星与地面夹角不会发生变化。由于地球自西向东自转,恒星的位置相对固定,因而其视运动方向应为向M方向运动。
D
C
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(三)地球自转周期的比较
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(三)地球自转速度的规律
海拔越高,线速度越大
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①判断南、北半球--由北向南,线速度越来越大的为北半球;越来越小的为南半球。
②判断纬度带--根据所给地点的自转线速度数值,可以判断其所在纬度范围
③判断地势高低--同纬度处,海拔越高,线速度越大。
④航天发射基地的选择--应选择在自转线速度较大(纬度低、海拔高)的地区,并且向东发射,以充分利用其较大的初速度,节省燃料费用,降低发射成本
拓展:地球自转速度的规律的应用
赤道上空的同步卫星运行的角速度与地面对应点的角速度相同,均为每小时 15°,卫星运行的线速度大于地面上的对应点的线速度。
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读下图,回答1-3题:
地球表面自转线速度等值线分布示意图
1.左图是那个半球的地球自转线速度分布图( )
A.南半球; B.北半球;
C.东半球; D.西半球
2.图中是那个纬度地区(低纬、中纬、高纬)的分布图( )
A.低纬; B.中纬;
C.高纬; D.以上都不对
3.图中4个地点中,海拔最高的是( )
A. A地; B. B地;
C. C地; D. D地
.C
.D
B
B
D
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考点二、地球自转的地理意义
一.昼夜交替与晨昏线
(一)昼夜交替
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昏线
晨线
1.晨昏线的判断
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2.晨昏线的特点
平分地球,是过球心的大圆。
晨昏线平面与太阳光线垂直。晨昏线上
太阳高度为0°。
晨昏线永远平分赤道。
晨昏线与经线圈的夹角(α)的变化范围为0°~23°26′,且与太阳直射点的度数相同。例如,图2中∠α=∠β。
晨昏线只有在二至日时才与极圈相切。
晨昏线的移动与地球自转速度相同,但方向相反。
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3.晨昏线的类型
直线型。
弧线型。
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4.晨昏线的应用
(1)确定地球的自转方向
(2)确定地方时
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(3)确定日期和节气
①晨昏线与经线重合(或晨昏线经过极点),为3月21日或9月23日前后②晨昏线与极圈相切,若北极圈内为夜,则为12月22日前后;若为昼,则为6月22日前后。
③根据晨昏线与经线的斜交关系。
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(4)确定太阳直射点的位置
①确定纬度:与晨昏线相切的纬线度数与太阳直射点的纬度数互余;晨昏线与地轴夹角的度数等于太阳直射点的纬度。
②确定经度:与晨线(昏线)和赤道交点相差90°日大部分在昼半球一侧的经线是太阳直射的经线;过晨昏线与纬线切点,且大部分在昼半球的经线是太阳直射的经线。
(5)确定昼夜长短
晨昏线将地球上的纬线分成昼弧和夜弧两部分。昼长=昼弧所跨经度除以15°的商,夜长=夜弧所跨经度除以15°的商。
(6)确定日出、日落时间:
某地的日出时间=该地所在纬线与晨线交点的地方时。日落时间=该地所在纬线与昏线交点的地方时。
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昼夜更替
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(2023年广东省高考)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9题。
9. 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
解析:由图b可知,此时长沙位于晨线西侧,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零,CD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。故选A。
D
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二.地方时差
(一)地方时与时差
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(二)地方时的计算
A.地方时的计算依据:
地球自转,东早西晚,1度4分,经度相差15°,时间相差1小时。东加西减。
B.求地方时的步骤与规则:
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(三)时区与区时
每个时区以中央经线的地方时作为该时区的区时。相邻两个时区的区时相差1小时
东西十二时区以180°经线为中央经线。
由中时区向东为东时区,向西为西时区。
全球共分为24个时区,每个时区跨经度7.5°
西经度区
东经度区
东时区
西时区
180°
180°
22.5°
25°
7.5°
0°
15°
7.5°
22.5°
东十二区
东十一区
东十二区
西十二区
西十一区
西十二区
西一区
东一区
中时区
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(3)时区与区时
中时区以0°经线为中央经线。向东西各跨7.5°
东西十二时区以180°经线为中央经线。
由中时区向东为东时区,向西为西时区。
全球共分为24个时区,每个时区跨经度7.5°
每个时区以中央经线的地方时作为该时区的区时。相邻两个时区的区时相差1小时
1.时区的划分
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任意经线所在时区的计算
中央经度数=时区数×15°
时区中央经度数的计算
某地经度数÷15°,所得商“四舍五人”保留的整数位即该地所在时区(东经度所求结果为东时区,西经度所求结果为西时区)
2.区时的计算
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3.区时的计算
所求区时=己知区时±区时差x1小时
,序号相加,异区;同区,序号相减 ,“东+西-“
特别提醒:在进行地方时、区时的计算时,尽量要按照东(经度或时区早、西(经度或时区)晚的原则,尽可能不跨越日界线;在跨越日界线时一定要注意日期的变化。)
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4.区时的计算步骤
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(2021·广东高考)据报道,北京时间2021年4月29日,包括我国搭载空间站天和核心舱的长征5号B等三枚运载火箭先后发射升空。三个发射场均位于海岸线附近。下表为三枚运载火箭发射的相关信息。据此完成10题。
运载火箭名称 发射场 发射时间
中国长征5号B 海南文昌航天发射场 北京时间4月29日11时23分
欧洲织女星 库鲁(5°14′N,52°47′W) 西三区区时4月28日22时50分
美国猎鹰9号 卡纳维拉尔角(28°29′N,80°35′W) 西五区区时4月28日22时44分
10.三枚火箭发射离开地球表面的先后顺序为( )
A.长征5号B、织女星、猎鹰9号 B.长征5号B、猎鹰9号、织女星
C.织女星、长征5号B、猎鹰9号 D.织女星、猎鹰9号、长征5号B
C
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解析:
要判断三枚火箭发射离开地球表面的先后顺序,应将三枚火箭的发射时间统一换算为北京时间。
当欧洲织女星发射场地库鲁,即西三区区时4月28日22时50分时,北京时间为4月29日9时50分(西三区和东八区相差11个小时,东加西减);当美国猎鹰9号发射场地卡纳维拉尔角,即西五区区时4月28日22时44分时,北京时间为4月29日11时44分(西五区和东八区相差13个小时,东加西减)。故欧洲织女星在北京时间4月29日9时50分发射,中国长征5号B在北京时间4月29日11时23分发射,美国猎鹰9号在北京时间4月29日11时44分发射,故三枚火箭发射离开地球表面的先后顺序为:织女星、长征5号B、猎鹰9号,故选C。
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夏至日前后某一天天气晴好,某学者于北京时间7:40到甲地(约95°E、40°N)考察一处历史文化古迹。下图是40°N二分二至太阳视远动轨迹的俯视图。完成1~2题。
1.此时太阳处于观察者的哪个方位( )
A.正南 B.东南 C.正东 D.东北
2.此时日出已经约1小时25分钟,如不考虑地形因素,当地日落时北京时间约为( )
A.19:25 B.19:40 C.21:05 D.21:40
【解析】1.根据材料“夏至日前后某一天天气晴好,某学者于北京时间7:40到甲地(约95°E、40°N)考察一处历史文化古迹”可知,结合地方时计算公式,所求地方时=已知地方时±时差,北京时间7:40是120°E的地方时7:40,可求出95°E的地方时6:00。读图可知,地方时6:00时太阳在东北方向,D正确,排除ABC。故选D。
2.结合上题分析,根据材料“此时日出已经约1小时25分钟”可以计算当地日出地方时为4:35。结合所学,12时-日出时刻=日落时刻-12时,可计算出日落地方时为19:25。根据地方时计算公式,可换算出日落时间为北京时间为21:05,C正确,ABD错误。故选C。
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时区
经度
时刻
日期
日期变更
地球
自转
日界线西侧
日界线东侧
国际日界线
西十二区
东十二区
东经度
西经度
西
东
180°
相同
相同
今 天
昨 天
加一天
减一天
加 一 天
减 一 天
(四)日期的变更
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(四)日期的变更
由东十二区向东进入西十二区加一天,由西十二区向西进入东十二区减一天。
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日界线的类型——自然日界线和人为日界线
根据地球的自转方向判断:顺着地球自转的方向,由新日期进入旧日期的是180°经线(人为日界线);由旧日期进入新日期的是0时经线(自然日界线)。
新
新
旧
旧
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日界线的规律
东早西晚
自然日界线
早
早
晚
晚
东晚西早
人为日界线
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(五)日期范围的计算
数轴法:先画出表示全球范围的数轴,从180°经线处将地球展开,数轴的两端为180°经线。然后再按照地方时计算的方法找出地方时为0时的经线,从而确定两个不同日期的范围。如下图,90°E为0时,新的一天占全球1/4。
180°时间法:180°经线为0时时,全球是同一个日期。随后,0时经线随着地球的自转自东向西运动。0时经线向西移动1小时,180°经线为1:00,全球有1个小时的范围进入新的日期。因此,180°经线为几时,全球便有24分之几的范围进入新的一天。
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为避免日期混乱,国际上划定了日界线。如图是小明同学设计的日期钟,其短指针固定指向180°经线,长指针随时刻同步转动。据此完成1~2题。
1.图示时刻,伦敦时间为( )
A.3时 B.6时 C.9时 D.18时
2.此时,新的一天所占范围与旧的一天所占范围之比为( )
A.3∶1 B.1∶3 C.3∶4 D.4∶3
解析:第1题,由题干材料可知,该图为日期钟,日期界线是0时所在经线与180°经线。短指针固定指向180°经线,那么长指针应该指向0时所在经线。图示长指针指向90°W,即90°W的地方时为0时,即西六区为0时,由此可计算出,伦敦时间(中时区区时)为6时。第2题,顺着地球自转方向从0时所在经线向东到180°经线为新的一天,从0时所在经线向西到180°经线为旧的一天,由图可知,新的一天占270°,旧的一天占90°,新旧日期之比为3∶1。
B
c
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三.沿地表水平运动物体的偏移
原因:地球自转产生地转偏向力。
规律:在北半球向右偏转,在南半球向左偏转,在赤道上无偏转。
特点:与物体运动方向始终垂直,只改变物体运动方向,不改变物体运动
影响:气流和水流的水平运动最明显。
(一)地转偏向力概述
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(二)地球自转对地理环境的影响(以北半球为例)
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在某电影中,一名越狱者结合排水口漩涡的转动方向来判断监狱的地理位置,最终逃出。下图为排水口的漩涡示意图,其中虚线表示表层水的原始流动方向,实线表示水的实际流动方向。读图,完成1~2题。
1.下列说法正确的是( )
A.该监狱位于北半球 B.该监狱位于南半球
C.该监狱排水口水流顺时针方向辐合
D.该监狱排水口水流逆时针方向辐散
2.导致图中水流运动方向发生变化的力主要是( )
A.空气压 B.地转偏向力
C.摩擦力 D.重力
A
B
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$$