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)D (2)A
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。
提示:生肖蛇、马、羊。
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。
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.
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。]
2024年9月22日(秋分日),浙江某学校(28°N,120°E)地理兴趣小组开展天文观测活动。北京时间16时,小组成员观察校园雕塑的日影长短和朝向,利用影长测算观察时刻的太阳高度,并绘制了当时太阳位置和雕塑影子的示意图(下图)。据此完成3~4题。
3.该地理兴趣小组成员测量太阳高度时,太阳高度与之最接近的地点可能是( )
A.(28°N,60°E)
B.(28°N,120°W)
C.(28°S,0°)
D.(28°S,120°W)
4.该地理兴趣小组于10月22日16时(晴天)再次观察校园雕塑的日影,与秋分日观察的日影相比,其( )
A.长度变短,朝向偏南
B.长度变短,朝向偏北
C.长度变长,朝向偏南
D.长度变长,朝向偏北
3.C 4.D [第3题,一天当中太阳高度自日出到正午逐渐增大,正午最大,自正午到日落再逐渐减小,春分或秋分时,全球昼夜等长,此时纬度相同或关于赤道纬度对称的两地,地方时关于正午对称时太阳高度相同。该地理兴趣小组成员测量太阳高度时,北京时间是2024年9月22日(秋分日)16时,即120°E地方时是16时,该日太阳直射赤道,经度每相差15°地方时相差1小时,此时60°E地方时为12时,太阳高度达到一天当中最大,两地纬度相同,A选项太阳高度明显大于该地,A错误;120°W此时地方时为0时,太阳位于地平线以下,B、D错误;0°经线此时地方时为8时,与16时关于正午12时对称,且位于28°S,与该地纬度关于直射点对称,因此,此时太阳高度与该地最接近,C正确。故选C。第4题,10月22日,太阳直射点在南半球且向南移动。秋分日太阳直射赤道,同一时刻10月22日16时的太阳高度比秋分日小,所以影子长度变长。浙江位于北半球,太阳直射点在南半球时,同一时刻太阳方位偏南,日影朝向偏北。综上所述,与秋分日观察的日影相比,其长度变长,朝向偏北,D正确,A、B、C错误。故选D。]
(2025·日照模拟)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
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,结合此时北京时间约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。]
综合能力提升练(一)
(第1~11题每题3分,本卷合计48分)
(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,他记录了当时的时间为北京时间8月21日 00:04。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。下图示意F岛及其周边区域。据此完成第1题。
1.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
1.C [8月21日太阳直射点位于北半球,北半球(除极昼地区外)日出东北,日落西北。由材料可知,当天太阳直射F岛,故F岛当天太阳视运动轨迹为东北—天顶—西北。小明当地时间下午从F岛乘船去某岛屿观光,下午太阳应位于西北,影子指向东南,故船行进方向为东南,小明去往的岛屿最可能为丙岛,C正确。]
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2~3题。
2.10月23日之后,正午太阳光再次照进高三(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
3.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
2.C 3.B [第2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3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。]
(2024·浙江1月卷)我国K、Q两地中学生进行日出方位观测,下图为同学们测得的两地日出时直立杆影年变化图,阴影部分为杆影变化的范围,张角两边分别为甲、乙两日的杆影(测量时间为北京时间)。据此完成4~5题。
4.K地位于Q地的( )
A.东北 B.东南
C.西南 D.西北
5.K、Q两地相比( )
A.甲日日落地方时,K地比Q地大
B.甲日晨线与经线夹角,K地比Q地大
C.乙日白昼的时间,K地比Q地长
D.乙日正午太阳高度角,K地比Q地小
4.C 5.C [第4题,由所学太阳视运动知识可知,夏至日,北半球日出东北,且最偏北,影子朝向西南;冬至日,北半球日出东南,且最偏南,影子朝向西北;其余日期的日出方位和影子均位于夏至日和冬至日之间;故张角两边的甲、乙分别为夏至日或冬至日;根据图示信息可知,甲、乙两日两日K地日出变化时间为1小时56分,Q地日出变化时间为3小时14分,Q地昼长年变化幅度大于K地,说明Q地纬度位置更高,两地都位于北半球,说明Q地更靠北,K地更靠南。甲日日出早,为夏至日;乙日日出晚,为冬至日。冬至日和夏至日日出时间关于地方时6时对称。由图中可计算出,K地冬至日和夏至日日出时间关于北京时间(120°E经线地方时)6时18分对称,可计算K地经度为115.5°E;Q地冬至日和夏至日日出时间关于北京时间5时33分对称,可计算Q地经度约为127°E;由此可知K地位于Q地的西侧。综合上述分析可知,K地位于Q地的西南。故选C。第5题,图示为日出杆影年变化,甲日日出地方时更早,两地都位于我国,所以甲日应为夏至日,根据上题分析可知,Q地纬度位置更高,所以甲日的日落地方时Q地更大,A错误;同一日期的晨线与经线夹角相同,B错误;乙日为冬至日,此时北半球昼短夜长,纬度位置越高,昼越短,Q地纬度位置更高,昼长更短,C正确;乙日为冬至日,太阳直射点位于南半球,两地都位于北半球,纬度位置更低的K地正午太阳高度角更大,D错误。故选C。]
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6~7题。
6.图中表示正北方位的点是( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
7.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
6.C 7.A [第6题,我国地处北半球,当正午太阳位于戊位置时,出现直射现象,该日应为夏至日;当正午太阳位于己位置时,为冬至日,正午太阳位于正南,因而图中甲表示正南方位,丙表示正北方位。第7题,由图可知,太阳位于戊位置时,太阳直射该地,该地位于北回归线及其以北的区域,应在夏至日这一天取得最大值,太阳位于戊位置的这一天为夏至日,夏至日这一天,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,太阳直射在南半球,根据正午太阳高度公式计算可知,直射点纬度=90°-45°-23°26′=21°34′( S )。]
下图为阿根廷首都布宜诺斯艾利斯(34.6°S,58.4°W)某中学的足球场及旗杆位置示意图。据此完成8~9题。
8.若仅考虑太阳方位的影响,该校足球队员在7月份训练射门时,让负责扑球的守门员明显感觉阳光刺眼的球门位置和时间(当地时间)为( )
A.甲、16时 B.甲、9时
C.乙、16时 D.乙、9时
9.7月,校内旗杆正午影长及一日内旗杆影子在地面转动的角度变化情况分别为( )
A.影子变长,角度变小
B.影子变短,角度变大
C.影子变长,角度变大
D.影子变短,角度变小
8.C 9.B [第8题,7月份太阳直射北半球,当地日出东北、日落西北。甲球门守门员面朝东南,只有太阳位于东南方向时才会明显感觉阳光刺眼;乙球门守门员面向西北,当太阳位于西北方向时才会明显感觉阳光刺眼。当地9时时,太阳位于东北方向,甲、乙球门的守门员都不会明显感觉阳光刺眼;当地16时时,太阳位于西北方向,乙球门守门员会明显感觉阳光刺眼,C正确。第9题,7月太阳直射点位于北半球且向南移动,位于南半球的该地正午太阳高度变大,旗杆正午影长变短;昼长变长,太阳在当地天空中的运动轨迹变长,旗杆影子在地面转动的角度变大,B正确,A、C、D错误。]
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10~11题。
10.11:00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
11.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
10.C 11.A [第10题,读图可知,在11:00至13:00(正午前后),非洲冰鼠冬季在地表活动的比例高于夏季,这是因为与夏季相比,冬季太阳辐射较弱,气温较低,非洲冰鼠为了维持体温,需要在地表晒太阳;正午前后,非洲冰鼠在地表活动比例与昼夜长短、天敌数量和食物数量关系不大。第11题,当地经度为29°14′E,北京时间15:00时,当地地方时约为9:00;当地冬季时太阳直射点在北半球,太阳从东北方向升起,正午时太阳位于正北方向,上午时间太阳均在东北方,9:00时东北坡为向阳坡,因此非洲冰鼠冬季晒太阳的地点最可能位于该山地的东北坡。]
12.(15分)上海某学校的学生,于2023年6月15日至8月15日到图1区域进行为期两个月的地理考察活动。读图,完成下列问题。
(1)同学们某日20:30到达A地时天空依然明亮,而自己的家乡已华灯初上。运用所学地理知识解释此现象。
(2)简述6月15日至8月15日考察期间,A地昼夜长短及变化情况。
(3)同学们在A地与当地学生交流时,其中一位学生为A地某时段正午物影变化画了一张示意图(图2)。请判断该图是否合理,并用图中信息举两个例子说明理由。
解析:第(1)题,2023年6月15日至8月15日为北半球的夏季,北半球昼长夜短,纬度越高,昼越长;A地接近40°N,比上海纬度高,夏季白昼时间更长,日落时间更晚;A地位于上海的西侧,日落时间更晚,所以A地天空依然明亮。第(2)题,6月15日至8月15日考察期间,太阳一直直射北半球,A地一直昼长夜短;6月15日至6月22日前后,太阳直射点北移,A地昼渐长、夜渐短;6月22日前后,A地昼最长(或夜最短);6月22日前后至8月15日,太阳直射点南移,A地昼渐短、夜渐长。第(3)题,根据太阳直射点的方位和日影的关系可知,该图不合理。主要理由:A地纬度较高,在北回归线以北地区(接近40°N),正午物影一年四季都应该朝偏北方向,而图中8月15日的物影方向朝南,方位出现错误;6月22日前后太阳直射北回归线,正午太阳高度最大,此时北回归线以北地区太阳高度已经达到最大值,物影应该最短,图示日影在6月22日物影为最大,长短出现错误。
答案:(1)A地比上海纬度高,此时为夏季,白昼时间更长;A地位于上海的西侧,日落时间更晚。
(2)考察期间,A地昼长夜短;6月15日至6月22日前后,昼渐长、夜渐短;6月22日前后,昼最长(或夜最短);6月22日前后至8月15日,昼渐短、夜渐长。
(3)不合理。A地纬度较高,在北回归线以北地区,正午物影一年四季都应该朝偏北方向,例如图中8月15日的物影方向应该朝北而不是朝南,故该处错误;6月22日前后太阳直射北回归线,正午太阳高度最大,此时北回归线以北地区太阳高度已经达到最大值,物影应该最短,所以该图不合理。
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