内容正文:
第4讲 地球自转的地理意义
课标解读
知识导图
结合实例,说明地球自转的地理意义。(例:2024山东卷,4题;2023全国乙卷,9题)
结合图示,描述地球运动的基本规律;在晨昏线图中,进行晨昏线特点的判读及应用;根据不同情境,进行时间和日期的相关计算;结合案例,分析地转偏向力的影响。以变式日照图或模拟实际情境为背景,考查区时计算和日期变更问题
梳理必备知识
一、地球自转的一般特征
项目
内容
图示
方向
自西向东(A)
北极上空俯视,呈①逆时针方向旋转(B)
南极上空俯视,呈②顺时针方向旋转(C)
周期
③恒星日(A):23时56分4秒,地球自转的真正周期
太阳日(B):④24时,⑤昼夜交替的周期
速度
角速度:除极点外,各地均为⑥15°/h
线速度:由⑦赤道向⑧两极逐渐减小
地球表面的自转线速度与纬度位置、海拔高低有关。
(1)同海拔的两地,纬度越高,线速度越小;反之越大。
(2)同纬度的两地,海拔越高,线速度越大;反之越小。
发射基地选址的条件
气象条件
晴天多、阴雨天少,风速小,湿度低,有利于发射和跟踪观测
纬度因素
纬度低,自转线速度大,可以节省燃料,降低成本。向东发射,利用自身线速度
地势因素
地势越高,地球自转线速度越大
地形因素
地形平坦开阔,有利于跟踪观测
海陆位置
大陆内部气象条件好,隐蔽性强,人烟稀少,安全性强;海上人类活动少,安全性强
交通条件
内外交通便利,有利于大型航天装备的运输
安全因素
出于国防安全考虑,有的建在山区、沙漠地区,有的建在地广人稀处
【思考】 若地球自转方向和公转方向相反,恒星日比太阳日长一些还是短一些?
答案 长一些。 自转方向和公转方向相同,恒星日比太阳日短,方向相反,恒星日比太阳日长。
二、地球自转的地理意义
1.产生昼夜交替。
(1)昼夜半球。
地球既不发光,也不透明,被太阳照亮的一半为⑨昼半球,如图中⑩乙所在半球;背向太阳的一半为夜半球,如图中甲所在半球。
(2)晨昏线:昼夜半球的分界线,分为晨线和昏线,图中AOB线为晨线。
(3)交替周期:1个太阳日(24小时)。
2.产生时差。
(1)地方时。
a.成因:因经度不同,时刻不同。
b.特点:东早西晚,上图中C点地方时比O点早。
c.计算:经度每隔15°,地方时相差1小时;上图中O、C两地地方时相差2小时。
(2)时区和区时。
a.时区:全球共分为24个时区,每个时区跨经度15°。
b.区时:每个时区中央经线的地方时即为该时区的标准时。
(3)日界线
3.沿地表水平运动物体的偏移。
(1)偏转原因:地球自转产生地转偏向力。
(2)偏转规律:北半球向右偏,南半球向左偏,赤道上没有偏转。
突破关键能力
关键能力1 地球自转的地理意义(一) 昼夜交替和物体水平偏转
【例1】 (2024·江苏卷)如图为“2024年某月1日地球昼夜状况图”。据此回答(1)~(3)题。
(1)据图推断,该日是( )
A.2月1日 B.3月1日
C.4月1日 D.5月1日
(2)图示时刻,北京时间大约是( )
A.6:00 B.12:00
C.18:00 D.24:00
(3)经过6小时,昼夜状况是( )
【析题导思】
命题考向
本题以某日地球昼夜状况图为情境,考查昼夜交替、日照图的判读及区时计算等问题
获取和解
读信息
[图] 北极附近出现极昼现象且范围较大;纽约位于晨线以西且靠近晨线
第(3)题,选项中A图显示纽约处于白天,接近正午;B图显示纽约正值下午,接近昏线;C图、D图显示纽约均位于黑夜
调动和运
用知识
北极地区极昼极夜的分布及变化规律,夏半年北极地区出现极昼,且越接近夏至日极昼范围越大,越接近二分日极昼范围越小;故推测此日为5月1日
5月1日,纽约日出时间早于6:00,结合与晨线的位置关系可推测此刻纽约在5:00左右;纽约位于西五区,北京位于东八区,故根据区时计算公式可以得出,北京时间约为18:00左右;6小时后,纽约大约为11:00,接近正午
【答案】 (1) D (2) C (3) A
一、昼夜半球分界线——晨昏线
1.晨昏线的类型。
(1)直线型。
图1 图2
(2)弧线型。
图3 图4
图5 图6
2.晨昏线的特点。
(1)晨昏线是平分地球的一个大圆。
(2)晨昏线所在的平面与太阳光线始终垂直,地球球面上的晨昏线与太阳光线垂直且相切。晨昏线上太阳高度角为0°。
(3)晨昏线平分赤道。晨线与赤道的交点地方时为6:00,昏线与赤道的交点地方时为18:00。
(4)晨昏线(圈)与经线(圈)的夹角变化范围为0°~23°26'。春分日、秋分日时晨昏线(圈)与经线(圈)重合,二至日时晨昏线(圈)与经线(圈)的夹角为23°26';也可以说晨昏线(圈)与经线(圈)的夹角为太阳直射点的纬度数。如图所示。(α=β)
(5)晨昏线只有在二至日才与极圈相切,切点的地方时为0:00(24:00)或12:00。
(6)晨昏线自东向西以15°/时的速度移动,与地球自转的方向相反。
3.晨昏线的应用。
(1)确定地球的自转方向。
若图中为昏线,为晨线,则地球呈逆时针方向自转,中心为北极点;若为晨线,为昏线,则地球呈顺时针方向自转,中心为南极点。
(2)确定地方时。
①经过赤道与晨线交点的那条经线地方时为6时,经过赤道与昏线交点的那条经线地方时为18时。
②太阳直射点所在经线地方时为正午12时,与之相对组成经线圈的那条经线地方时为0时(或24时)。
③经过晨昏线与纬线圈相切点的那条经线的地方时,要么是0时(或24时),要么是12时。切点附近出现极昼现象的是0时(或24时),切点附近出现极夜现象的是12时。
(3)确定日期和季节。
①晨昏线经过南北两极点,与某一经线圈重合,可判定这一天为春分日或秋分日。
②晨昏线与南北极圈相切,北极圈及其以北出现极昼现象,可判定这一天是夏至日。
③晨昏线与南北极圈相切,北极圈及其以北出现极夜现象,可判定这一天是冬至日。
(4)确定太阳直射点的位置。
日照图上平分昼半球的经线的经度就是太阳直射点的经度。太阳直射点的纬度需要根据与晨昏线相切的纬线的纬度来确定,若与晨昏线相切的纬线的纬度为α,则太阳直射点的纬度等于90°-α(注意:太阳直射点一定与出现极昼现象的地区处于同一半球)。
(5)确定昼夜长短。
某地的昼长等于该地所在纬线圈与晨线和昏线两交点之间昼弧所跨的时间数;夜长等于该地所在纬线圈上夜弧所跨的时间数。
(6)确定日出、日落时间。
某地的日出时间就是该地所在纬线与晨线的交点的时间;日落时间就是该地所在纬线与昏线的交点的时间。某地日落、日出时间的计算公式是12±昼长/2。
(7)确定极昼、极夜的范围。
晨昏线与哪个纬线圈相切,该纬线圈与极点之间的纬度范围内就会出现极昼或极夜现象。南北半球的极昼、极夜现象正好相反。
二、物体水平运动的方向偏转
原因
受惯性的影响,物体总是力图保持原来的方向和速度,但由于受地球的形状和运动的影响,导致它们逐渐偏离了原来的运动方向
特点
地转偏向力垂直于物体的运动方向;只影响运动方向,不影响运动速度;纬度越高,地转偏向力越大
规律
北半球向右偏,南半球向左偏,赤道上没有偏转
原理
应用
①河流沿岸人类活动的选址受地转偏向力的影响,北半球河流冲蚀右岸,在左岸淤积,故港口、防洪堤坝一般建于右岸,聚落、挖沙场宜选在左岸。具体示意如下图:
②炮弹的发射及物品的空投方位确定
③根据天气资料图,正确判断风向及其变化
④根据风或水流的偏转方向判断南北半球
特训1 昼夜交替及晨昏线的判读
(2025·河北保定模拟)下图中N点为北极点,AB为晨昏线并与80°N纬线相切于O,ACMDB为赤道,CND为北京时间9时的等太阳高度线。读图,完成1~2题。
1.下列有关此时的叙述,正确的是(C)
A.AO为昏线
B.C、D经度间隔180°
C.A点为6点
D.C、M时差为6小时
解析 根据图可知,晨昏线与80°N纬线相切,结合CND为等太阳高度线可推知,此时太阳直射10°N,80°N范围内为极昼,AO为晨线,BO为昏线,A、B两点为晨昏线与赤道的两个交点,地方时分别为6:00、18:00;A、B经度差为180°;M点和A、B两点间时差均为6小时。故C项正确,A、B、D三项错误。
2.此时,一架飞机自M机场沿赤道向东飞行,12小时后又回到M机场,飞机上的人观测到(B)
A.一次日出,一次日落
B.一次日出,两次日落
C.两次日出,一次日落
D.两次日出,两次日落
解析 根据材料可知,该飞机12小时向东飞行了一周,又回到了原地,因此其相对于地面每小时飞了30°,那么其围绕地轴的速度是每时45°(角速度15°/h+30°/h),12小时飞机绕地轴转动540°。图中中心点为北极点,自转呈逆时针,由于等太阳高度线由太阳直射点向四周呈同心圆分布,由此可知,80°N及其以内出现极昼现象,图示区域为白天,由此可判断晨线(晨昏线偏左侧弧线)和昏线(晨昏线偏右侧弧线),飞机自M机场沿赤道向东飞行,即从M逆时针转动540°,由此可知,飞机两次飞越昏线(两次日落),一次飞越晨线(一次日出),B项正确,A、C、D三项错误。故选B。
特训2 地转偏向力
内河航运船舶航道的区位选择要根据水流的速度、泥沙沉积的实际情况而定,应尽可能实现节省能源、降低运费成本等使效益最大化。下图为某河流航运图。读图,完成3~4题。
3.假如河流自东向西流,那么该河流域位于(B)
A.北半球 B.南半球
C.东半球 D.西半球
解析 根据材料可知,假如河流自东向西流,根据泥沙堆积量,河流北岸即右岸堆积多,南岸即左岸泥沙堆积少,说明左岸侵蚀,右岸堆积,地转偏向力向左偏。那么该河流域位于南半球,B项正确,A项错误;不能判断所在东西半球,C、D两项错误。故选B。
4.如果船舶在此河流通航,要想安全航行则应该(B)
A.靠近A航道
B.靠近B航道
C.任意航行不受任何影响
D.任何船舶都不可以在此河流航行
解析 根据图中可知,B航道泥沙堆积量小,航线水深,便于航行,B项正确;A航道靠近泥沙淤积较多的北岸,航道有些地区可能水深较浅,不利于航行,A项错误;船只航行是需要保证一定水深,以免出现搁浅等现象,需要选择水深较深的航线,C项错误;任何船舶都不可以航行,不利于利用河流发展水运,D项错误。故选B。
关键能力2 地球自转的地理意义(二) 时差与日界线
【例2】 (2024·山东卷)小明暑假乘船到F岛旅游。下船后,小明发现太阳当空,周围的人却“没有”影子❶,他记录了当时的时间为北京时间8月21日00:04❷。当地时间下午,小明从F岛乘船去往某岛屿观光,途中发现游船甲板中心处旗杆的影子多数时间指向船行进的方向❸。如图示意F岛及其周边区域。据此完成(1)~(2)题。
(1)F岛的位置可能是( )
A.12°N,61°W B.12°N,121°W
C.20°N,61°W D.20°N,121°W
(2)当地时间下午,小明去往的岛屿最可能是( )
A.甲岛 B.乙岛
C.丙岛 D.丁岛
【析题导思】
命题考向
本题创设某日在大洋中的岛屿间观光的生活实践情境,考查时间计算、太阳直射点的移动规律、太阳的视运动轨迹等知识
获取和解
读信息
[文] 由❶可知,当地为直射点,且地方时为12:00,当地位于南北回归线之间。由❷可知当时为8月21日;120°E地方时为00:04。由❸可知去往岛屿的方向与下午日影朝向相同
[图] 甲岛、乙岛位于F岛的东北;丁岛位于F岛的西南;丙岛位于F岛的东南
调动和运
用知识
根据地方时的计算方法求F岛的经度;根据太阳直射点移动规律可推断,8月21日太阳直射大约12°N。该日太阳直射点在北半球,日出方位东北,日落方位西北,正午太阳直射,故一天中该地太阳一直在偏北侧。当地时间的下午,太阳位于西北方位,旗杆的影子位于东南方位
【答案】 (1) A (2) C
一、地方时计算
1.计算公式:所求地点的地方时=已知地点的地方时±两地的经度差×4分钟/1°。
±符号:“东+西-”—— 未知地方时地点位于已知地方时地点东侧用“+”,未知地方时地点位于已知地方时地点西侧用“-”。
两地经度差:“同减异加”—— 经度符号相同,相减;经度符号不同,相加。
计算结果≥24,日期加上1天,时间减去24小时。
计算结果<0,日期减去1天,时间加上24小时。
【应用技巧】 “三线法”求时间
假设已知35°E的地方时为10日5:00,求120°E的地方时。
画出180°—0°—180°经度范围线
画出已知经线、所求经线
2.特殊经线的地方时。
二、区时计算
三、日界线
1.图示法理解日界线及日期变更。
顺着地球自转的方向,过自然日界线日期要加一天,过国际日界线日期则要减一天。如下图所示:
(1)经线展示图示。
(2)极地投影图示。
2.确定日期范围类问题的解法。
(1)数轴法。
新的一天的范围是从0时所在经线向东到180°经线,旧的一天的范围是从0时所在经线向西到180°经线。解答此类题目的关键是求出0时所在经线并科学绘图。
例如:当北京时间为12时时,与北京属于同一日期的范围为60°W向东至180°(下图所示),跨240个经度,占全球的2/3。
(2)180°时间法。
180°经线的地方时是几点,进入新的一天的区域所占时间就是几小时;反过来,全球进入新的一天的区域所占时间是几小时,180°经线的地方时就是几点。
例如:当180°经线的地方时为6时时,则新的一天占全球的1/4,旧的一天占全球的3/4。
(人教选必1——P10活动2)
一艘邮轮航行在太平洋上,船上有一位怀了双胞胎的孕妇临产。航行到180°经线附近海域时,老大出生了,当时是2018年1月1日。接着,老二出生了,出生日期是2017年12月31日。这是怎么回事?
请用示意图形式说明双胞胎出生日期差异。
答案 180°经线为国际日界线,邮轮穿过180°经线时日期会变化。老大出生于180°经线的西侧,所以日期为2018年1月1日,邮轮向东航行穿过180°经线后,老二出生,由于180°经线东侧日期比西侧日期晚一天,所以老二的出生日期为2017年12月31日。
特训3 地方时和区时的计算
(2025·黑龙江牡丹江模拟)2022年9月24日16:27(当地时间),我国某公民乘坐的飞机从加拿大温哥华(西八区)起飞,于北京时间9月25日21:51在深圳降落。据此完成5~6题。
5.该飞机从加拿大起飞时,北京时间是(D)
A.9月24日0:27 B.9月24日8:27
C.9月25日0:27 D.9月25日8:27
解析 根据材料可知,北京时间是东八区的区时,飞机起飞时,温哥华(西八区)的当地时间是9月24日16:27,西八区比东八区晚16个小时,此时北京时间为9月24日16:27+16小时=9月25日8:27,D项正确,A、B、C三项错误,故选D。
6.该飞机从加拿大到深圳的飞行时间约是(B)
A.13小时 B.13.5小时
C.14小时 D.14.5小时
解析 根据上题分析可知,飞机起飞时北京时间是9月25日8:27,飞机落地时北京时间是9月25日21:51,据此可知飞机飞行时间是13小时24分,约13.5小时,B项正确,A、C、D三项错误,故选B。
下图为晨昏线和地球上不同日期范围图,图中AO为昏线,BO为晨线,阴影所在的经度范围与全球其他地区日期不同。据此完成7~8题。
7.A地的经度是(C)
A.0° B.60°W
C.180° D.120°E
解析 根据材料可知,阴影所在的经度范围与全球其他地区日期不同,O点地方时为0时,A地位于180°经线附近,C项正确,A、B、D三项错误。故选C。
8.此时,处于新一天的时间大约有(D)
A.4个小时 B.6个小时
C.18个小时 D.20个小时
解析 根据材料可知,O点所在经线为0时经线,所在经度在180°经线以东60°,是120°W,新一天的范围是从0时经线向东到180°经线,跨经度300°,占全球的5/6,所以新一天的时间大约为20小时,D项正确,A、B、C三项错误。故选D。
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