内容正文:
昼夜长短和正午太阳高度的变化
1.2 地球运动规律
地球运动规律与传统文化中的时间密码
课程标准
结合实例,说明地球运动的地理意义。
学习目标
掌握昼夜长短的变化规律,能结合经纬度计算昼长/夜长。
熟练运用正午太阳高度公式,解决楼间距、太阳能板角度等实际问题。
理解地球运动与传统文化(如24节气、日晷计时)的内在联系。
人教版选择性必修1 第一章地球的运动
新课导入
平明登日观,举手开云关。
精神四飞扬,如出天地间。
——《游泰山》其三 唐·李白
日期 泰山日出时间
5月11日 4:59
6月11日 4:43
7月11日 4:52
泰山日出时间有什么变化?为什么会有这种变化?
1
昼夜长短的计算
4
晨昏线
昼弧
夜弧
春分/秋分
夏至
冬至
所有纬线上昼弧和夜弧长度都相等故春分和秋分时全球昼夜平分
北半球昼长夜短,纬度越高白昼越长。北极圈内出现极昼现象。南半球和北半球相反
北半球昼短夜长,纬度越高白昼越短。北极圈内出现极夜现象。南半球和北半球相反
地球自转方向
120°
8小时
昼长
L
1.根据昼弧或夜弧的长度进行计算
昼(夜)长时数=昼(夜)弧度数/15°
1
2
3
4
5
6
2h
2h
2h
2h
2h
2h
16小时
昼长
2.根据日出或日落时间特点进行计算
地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份。
(1)昼长时数=(12-日出时间)×2=(日落时间-12)×2=日落时间-日出时间
(2)夜长时数=(日出时间-0)×2=(24-日落时间)×2
日出时间=12时-1/2昼长=1/2夜长;日落时间=12时+1/2昼长=24-1/2夜长
昼 短 夜 长
昼 长 夜 短
春分
3·21
昼夜平分
昼夜平分
秋分
9·23
夏至
6·22
昼最长
昼最短
冬至
12·22
昼渐长
昼渐短
昼渐长
昼渐短
极昼极夜是从极点处开始的
极点的极昼极夜长达半年
极圈的极昼极夜只有一天
同纬度各地的昼长相等,夜长相等。
南、北半球纬度数相同的地区昼夜长短对称分布,即北半球各地的昼长(夜长)与南半球同纬度地区的夜长(昼长)相等。例如,30°N的昼长等于30°S的夜长
3.根据纬度的分布特点进行计算
素养核心•重应用
命题角度一 昼夜长短变化及应用
真题剖析
(2024·广东卷)距今约3 000年前的金沙遗址(30°41'N,104°01'E)是古蜀国时期的一处大型聚落遗址。在该遗址祭祀区的东部,有一处九柱建筑基址,其9个柱洞呈“田”字形分布。研究发现,这些柱洞分布具有一定的天文属性。图1为九柱建筑的复原示意图;图2示意该建筑柱洞平面分布及当时冬至日的日出方位。据此完成下列各题。
图2
图1
考点一
考点二
(1)如果当时祭祀人员站在图2中的D5处,他在夏至日看到的日出方位位于
( )
A.D5→D6连线方向 B.D6和D9之间
C.D5→D9连线方向 D.D8和D9之间
(2)已知3 000年前的黄赤交角比现今大,
与现在遗址地居民相比,
则当时金沙先民在( )
A.春分日看到日出时间更早
B.夏至日经历更长的夜长
C.秋分日看到日落时间更晚
D.冬至日经历更短的昼长
图2
考点一
考点二
角度衍生
(2024·山东滨州一模)日出前和日落后一段时间内,天空仍处于半光明状态,天文学上称这种现象为晨昏蒙影。当太阳落入地平线18°以下,真正的黑夜来临(如图)。完成1~3题。
1.影响晨昏蒙影时数的因素有( )
①纬度位置 ②海陆位置 ③经度位置 ④季节变化
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
B
考点一
考点二
2.夏至日没有真正黑夜地区的纬度范围为( )
A.23°26'N—90°N B.41°26'N—90°N
C.48°34'N—90°N D.66°34'N-90°N
3.赤道地区真正的黑夜时长约为( )
A.9小时36分 B.10小时48分
C.12小时 D.13小时12分
C
A
考点一
考点二
培优演练
(2024·山东泰安一模)林奈是瑞典著名的植物学家,在其居住的城市(约59.9°N,17.6°E)培植了一座“花钟”,这些花在二十四小时内陆续开放,只要看看什么花刚刚开放,就知道大致是几点钟。下图分别示意“花钟”和“二十四节气”,据此完成1~2题。
1.北京的“午时花”刚盛开时(夏季正午开花),“林奈花钟”上正在开花的是
( )
A.龙葵花 B.鹅肠菜
C.野蔷薇 D.芍药
2.甜万寿菊是一种短日照花卉,花期最为适宜的日照时长是每天低于10.5小时,适宜温度是18—20 ℃,如果北京引种该花卉,自然状态下,下列节气中最可能欣赏到花开的是( )
A.立春 B.寒露
C.小满 D.立秋
C
B
(2024·陕西咸阳一模)每年在某节气前后的下午4时左右,落日余晖穿过北京颐和园十七孔桥,照亮全部十七个桥洞,呈现出壮丽景观,俗称“金光穿洞” (如下图)。据此完成3~5题。
3.每年十七孔桥出现“金光穿洞”景观的时间为( )
A.春分前后 B.夏至前后
C.秋分前后 D.冬至前后
4.关于“金光穿洞”景观出现时的说法,可信的是( )
A.纽约艳阳高照 B.与北京处于同一日期的范围小于1/2
C.尼罗河正值枯水期 D.北京昼长夜短,昼渐短
5.推测颐和园十七孔桥桥体的走向为( )
A.东西 B.南北
C.东北—西南 D.西北—东南
D
C
D
2
正午太阳高度
的变化
17
人教版选择性必修1 第一章地球的运动
新课导入
左图是12月份在郑州商都遗址博物馆拍摄的照片,照片中太阳照射面积很大,那么问题来了,同一地点如果7月份来拍摄,太阳光照射面积会发生什么变化?为什么发生这种变化?
地 面
太阳高度角
(太阳高度)
正午太阳高度角
(正午太阳高度)
正午太阳高度变化规律的绘画推理:以图中A点为例
N
S
太阳光线
1
2
3
A
A点正午太阳高度:90°-23°26′=66°34′
二分日
地平线
1.正午太阳高度的计算
正午太阳高度变化规律的绘画推理:以图中B点为例
N
S
太阳光线
1
2
3
B
B点正午太阳高度:90°-66°34′=23°26′
二分日
正午太阳高度变化规律的绘画推理:以图中C点为例
N
S
太阳光线
C
C点正午太阳高度:90°-90°=0′
二分日
正午太阳高度变化规律的绘画推理:以图中B点为例
N
S
太阳光线
1
2
3
B
正午太阳高度计算公式推导:
(一)当地纬度和太阳直射点纬度位于同一半球
正午太阳高度=90°-|当地纬度-太阳直射纬度|
夏至日
B点正午太阳高度:90°-(90°-23°26′)=23°26′
正午太阳高度变化规律的绘画推理:以图中C点为例
N
S
太阳光线
1
2
3
C
C点正午太阳高度:90°-(23°26′+23°26′)=43°08′
夏至日
正午太阳高度计算公式推导:
(二)当地纬度和太阳直射点纬度位于不同半球
正午太阳高度=90°-(当地纬度+太阳直射纬度)
2.正午太阳高度的应用
(1)确定房屋的朝向:北回归线以北的地区,正午时太阳位于南方,房屋朝向南方;南回归线以南的地区相反。
(2)确定日期、日影长短及方向:太阳直射点上,正午时物体的影子缩短为零;正午太阳高度越大,日影越短,反之越长。正午是一天中日影最短的时刻,日影永远朝向背离太阳的方向,如北回归线以北地区,正午日影永远朝向北方(北极点除外),南回归线以南地区,正午日影永远朝向南方(南极点除外),南、北回归线之间的地区,正午日影有南、北朝向的变化。
考点一
考点二
命题角度二 正午太阳高度变化及应用
真题剖析
(2022·广东卷)2021年10月16日,神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,将我国3名航天员顺利送入距离地表约400千米的中国空间站。2022年4月16日,航天员安全返回地球。据此完成下题。
驻留期间,酒泉卫星发射中心发射塔与广州市区广州塔两地每天正午太阳高度的差值( )
A.先变大后变小 B.先变小后变大
C.持续不断变大 D.始终保持不变
考点一
考点二
角度衍生
(2024·山东临沂一模)城市高大建筑的玻璃幕墙因反射太阳光常对居民造成一定的干扰。小明家坐北朝南,南北通透,每年有半年时间正午面临“两个太阳”(除南面太阳照射外,玻璃幕墙从北面反射阳光到室内,玻璃幕墙只考虑平面反射),如图所示。据此完成4~5题。
考点一
考点二
4.小明家最有可能位于我国的( )
A.广州市 B.上海市
C.济南市 D.长春市
5.此时小明家电子时钟
所示的日期和时间最有
可能是( )
A.3月21日11时40分
B.6月22日12时00分
C.9月23日12时20分
D.12月22日12时40分
D
A
考点一
考点二
1-2
3-4
5-6
7-8
9-10
11-12
13-14
(2024·福建莆田二模)右图为浙江某学校地理兴趣小组某日正午时拍摄的教学楼走廊照片。该小组发现,10月25日正午时阳光开始透过玻璃窗照进教室。据此完成7~8题。
7.该教学楼的走向为( )
A.东西走向
B.南北走向
C.东南—西北走向
D.东北—西南走向
8.一年中正午阳光可以照进教室的时间约为( )
A.3个月 B.4个月
C.5个月 D.6个月
D
B
$$