内容正文:
微专题3—天象
2025.8.18
高考复习
北
南
西
东
学习目标
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掌握日出日落视运动规律
了解日食和月食成因
掌握月相变化规律
了解行星的冲日、凌日
基本思路
天 象
月相规律
日食月食
冲日、凌日
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探究拓展
日出日落规律
一、日出日落
E
W
N
S
夏至日
冬至日
二分日
A、中低纬度太阳视运动图的由来:地球的自西向东自转,导致太阳在天球内表面上的东升西落视运动,结合某纬度的地平圈方位,可转化为右边对应太阳视运动图,如下图:
(一)日出日落图的由来
B、北极点上太阳视运动的由来
C、不同纬度二分二至太阳视运动图由来
赤道上二分二至太阳视运动
N
S
E
W
夏至
冬至
二分
轨迹垂直于地平面
A、极昼区域日出日落(以6月22日为例)
1、在开始出现极昼的纬线上看日出日落:因为直射点的纬度数与此时发生极昼的最低纬度数互余。6月22日是北半球夏至日,直射北纬23度26分(北回归线),此时北纬66度34分(北极圈)上开始出现极昼。
这时,太阳周日圈与地平圈相切,北极圈上太阳高度为0,从正北升起,正北落下,正午位于正南,而此时正午太阳高度角为H =90°-(66°34′-23°26′)=43°52′,日出日落图如右图所示:
(二)不同地区和不同时间日出日落轨迹
2、在北极看日出日落
6月22日在北极点上看,太阳高度只有年变化,没有日变化,太阳周日圈始终高出地平线23°26′,不存在升落方位问题。正午和子夜时的太阳高度,都等于23°26′。日出日落如下图。
夏至日北极点上太阳周日视运动轨迹示意图
3、在北极和北极圈之间(北纬70度为例)看日出日落
6月22日在70°N处看太阳,一天中太阳总在地平线以上转圈,正午太阳高度最大,在正南方,高度为H=90°-(70°-23°26′)=43°26′;子夜时下落到最低点,此时太阳位于正北方天空,高度为H=90°-(90°-23°26′+20)=3°26′。太阳东北升起-正东-东南-正南-西南-正西-西北。
夏至日北纬70°纬线上太阳周日视运动轨迹示意图
B、非极昼区域日出日落(以北半球为例)
1、赤道地区日出日落(直升直落)
1)二分日(春秋季):正东升起,正西落下;正午位于天顶。
2)夏至日(夏季):东北升起,西北落下,正午位于正南。东北-正北-西北
3)冬至日(冬季):东南升起,西南落下,正午位于正南。东南-正南--西南
B、非极昼区域日出日落(以北半球为例)
2、中低纬度地区日出日落
1)二分日(春秋季):正东升起,正西落下;正午位于正南。正东-东南-正南-西南-正西
2)夏至日(夏季):东北升起,西北落下,正午位于正南。东北-正东-东南-正南-西南-正西-西北
3)冬至日(冬季):东南升起,西南落下,正午位于正南。东南-正南-西南
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C、北半球冬夏半年不同时间日出日落轨迹简图
1.太阳直射北半球时,除极昼极夜的地区,全球其他地方太阳都是东北升西北落,但此时,直射点以北地区正午太阳位于正南,直射点以南地区,正午太阳位于正北(极昼地区太阳正北升正北落,正午太阳总在正南)。
2.太阳直射南半球时,除极昼极夜的地区,全球其他地方太阳都是东南升西南落。但此时,直射点以南地区正午太阳位于正北,直射点以北地区,正午太阳位于正南(极昼地区太阳正南升正南落,正午太阳总在正北)。
3.太阳直射赤道时:晨线和经线重合,纬线和太阳光线平行,太阳在晨线正东方,在昏线的正西方,故太阳正东升,正西落。
4、无论是北半球还是南半球,同一日期日出日落方位相近:1)春分日(3月21日前后)至秋分日(9月23日前后)太阳东北升起西北落下;2)春分日(3月21日前后)至秋分日(9月23日前后)太阳东南升起西南落下;3)春分日(3月21日前后)或秋分日(9月23日前后)太阳正东升起正西落下;4)秋分日(9月23日前后)至次年春分日(3月21日前后太阳东南升起,西南落下。
总结:
二、月 相
月球本身不发光不透明,但能反射太阳光。由于日、地、月三者的相对位置不断变化,所以地球上的人所见到的月球被照亮部分也在不断变化,从而产生不同的视形状。下图所表示的就是人们在地球上所看到的月球被照亮部分的形状,即月相。
(一)月相
(二)月相图判读
月球在圆缺变化过程中出现的各种形状叫做月相 (下图是面对地球北极的日地月转动图,地月逆时针转动,月球逆时针绕地公转自西向东;所以,上半月表现为上南下北,左东右西,从左新月初一开始逆时针依次峨眉月、初期八的上玄月、凸月和十五的满月;亮面朝西;下半月从满月开始依次经过凸月、下玄月、蛾眉月和新月,颠倒过来看为上南下北,左东右西,亮面朝东)
(三)月相规律
1、上弦月出现在上半月的上半夜,出现在西边的天空且月亮的西侧半边明亮(月面朝西)。
2、下弦月出现在下半月的下半夜,出现在东边 的天空,且月亮的东侧半边明亮(月面朝东)。可以简记为: “上上上西西,下下下东东。” 新月(晨出昏落)上玄月(正出子落)满月(昏出晨落)下玄月(子出正落)
3、①. 新月(初一)。月出时间:6:00 月落时间:18:00。②.上弦月(初七、初八)。月出时间:12:00,月落时间:24:00。③.满月(农历十五、十六)。月出时间:18:00,月落时间:6:00。④.下弦月(农历二十二、二十三)。月出时间:24:00,月落时间:12:00。⑤.新月(农历三十)。月出时间:6:00,月落时间:18:00。
4、月亮自转公转都是自西向东,即面对轨道图呈逆时针转动;但一天中月亮的升落总是东升西落。如:上玄月12点月出,然后向西运行,18点出现在西方地平线上时肉眼明显看到,12点到18点是白天,肉眼不易看到。换句话说,当月亮在西方地平线上时,地方时18点,用于时间计算。再如:满月时,月出在18点,向西落,18点50分月亮应位于东南(地平圈方位也应该是面对升落图左未东,右为西),6个小时候后的24点月在正南,满月这一天当月亮出现在正南时,就是告诉你此时当地地方时是24点,用于时间计算。
5、在北半球,冬季月亮从东北方升起,西北方落下;夏季月亮从东南方升起,西南方落下。这样夏季它在天空中的停留时间相对较短;而在冬季,月亮在东北方升起,西北方落下,天空中的停留时间则相对较长。二分日正东升起,正西落下。这种变化是由于地球的自转轴倾斜导致的,使得不同季节太阳和月亮的升落方向有所不同。
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6、南北半球的月相相同么?月相是相同的,但看到的月亮是不同的。因为在南半球的人向北面看月亮,北半球的人向南看月亮,假如月亮只有一半被照亮,如果北半球看到的是左侧被照亮,那么说明月亮的东半边就是亮的,可是,这个时候南半球的人们看到的东半边就是右侧。
7、超级月亮:由于月亮绕地球公转的轨道是椭圆形的,所以位置有近地点和远地点之分,当月亮位于近地点时正好出现新月,称为超级新月;当月亮位于近地点时正好满月,称为超级满月(也就是常说的超级月亮)。两个关键点,一个是最近,一个是最圆。如果月亮恰好运行到近地点或者临近近地点时满月,就会欣赏到 “超级月亮”。 “超级月亮”出现,往往不是出现在月亮离地球最近的时候,因为近月点和满月的出现会有一个时间差。观测“超-超级月亮”最好的时机是月亮刚升起或快落下时。这时的月亮处于地平线之上,心理效应的原因看起来显得更大。
三、日食月食
1. 日、地、月位于一条直线上
条件: 2. 地球位于中间
3、时间在农历月十五(满月或望日)
月食的形成示意图
月偏食
月全食
月偏食
制作08
1. 日、地、月位于一条直线上
条件: 2. 月球位于中间
3、时间在农历月初一(新月或朔日)
月食的形成示意图
制作08
1. 日、地、月位于一条直线上
条件: 2. 地球位于中间
3、时间在农历月十五(满月或望月)
日食的形成示意图
制作08
四、冲日、凌日
行星冲日:是指地外行星运行到与太阳、地球形成一条直线的状态。一般来讲,冲日时,行星最亮,也最适宜观测。凌日是内行星(即水星和金星)经过日面的一种天文现象(一小黑点)。水星和金星的绕日运行轨道在地球轨道以内,称内行星。
凌日现象:发生凌日现象的行星应为地内行星有水星和金星。当日、水星或金星、地球三者位于同一条直线上,且水星或金星位于日地之间可能发生凌日现象。
(一)概念
(二)凌日、冲日区别
3. 发生天体范围不同- 冲日:适用范围是火星、木星、土星、天王星、海王星等所有地外行星。- 凌日:仅水星、金星能发生,地球轨道外的行星因位置关系,无法运行到太阳与地球之间,故无凌日现象。
思考:冲日和凌日的区别:
1. 位置关系不同- 冲日:仅发生在地外行星(轨道在地球之外,如火星、木星)。当行星、地球、太阳三者呈一条直线,且地球位于行星与太阳之间时,即为该行星冲日。- 凌日:仅发生在地内行星(轨道在地球与太阳之间,即水星、金星)。当行星、太阳、地球三者呈一条直线,且行星位于太阳与地球之间时,即为该行星凌日。
2. 观测现象不同- 冲日:观测时,行星会与太阳“相对”(太阳落下时行星升起,太阳升起时行星落下),且此时行星距离地球最近,亮度达到最高,是观测该行星的最佳时机(如火星大冲)。- 凌日:观测时,只能看到一个小黑点(行星)在太阳圆面上缓慢移动(类似日食,但行星体积小,无法遮挡太阳),且必须借助专业滤光设备,避免直视太阳伤眼(如水星凌日、金星凌日)。
(三)行星连珠
1、行星连珠是指太阳系中的多颗行星运行到太阳的同一侧,并在天空中大致排列成一条直线的现象。
需注意:并非严格直线:行星轨道存在倾角和偏心率的差异,实际排列仅是视觉上的近似。 常见误解:媒体报道常夸大“连珠”效果,但实际需行星黄经差较小(如<30°)才可视为连珠。
2、发生频率:三颗行星连珠约每1-2年发生一次;五颗以上连珠则需数十年甚至更久。
3、对地球的影响:引力作用:行星质量总和远小于太阳,引力叠加对地球影响可忽略不计(如木星对地球的引力仅为月球的1/10000)。潮汐/地质活动:无科学证据表明行星连珠会引发地震或海啸,此类现象与地球内部能量释放相关。
4、文化意义:部分文明曾赋予其神秘色彩(如末日预言),但现代天文学已否定此类关联。
题目: “行星连珠发生时,地球可能受到哪些影响?”
① 行星引力叠加对地球影响极小,可忽略; ② 不会直接引发地震、火山活动或气候异常; ③ 可能作为天文观测热点,但对自然地理环境无实际意义。
五、探究、拓展
答案:C、D解析:日食时,地球上只有处于月影区的地方才能看到,月食时,地球上夜半球都可见,两者不能在同一地区同时被观测到,A错误;日食和月食的形成都是因为光沿直线传播,B错误;月食是月球进入地球的影子区域形成的,此时地球在太阳和月球之间,C正确;日环食是因为月球离地球较远,月球的本影不能到达地面,而伪本影落在地球上,使得人们看到太阳中心部分被遮挡,边缘还露出一圈日面,D正确
1. 日食可能发生的日期是( )
A. 可以在任何一天 B. 农历每月初一 C. 农历每月十五 D. 农历每月初七、初八
答案:B解析:日食是月球运行到太阳和地球中间,三者正好或接近排成一条直线时发生的,此时的月相是新月,对应农历每月初一,所以选B。A选项任何一天不符合条件;C选项农历十五是满月,会发生月食;D选项农历初七、初八是上弦月,不会发生日食。
2. 关于日食和月食,下列说法正确的是( )
A. 日食和月食都能在同一地区同时被观测到B. 日食和月食的形成都是因为光的折射
C. 发生月食时,地球在太阳和月球之间D. 日环食是因为月球离地球较远,月球的本影不能到达地面而形成的
答案:他的说法不对。因为日食是月球运行到太阳和地球中间时发生的,此时月相为新月,对应农历每月初一。而农历十五的月相是满月,这时地球在太阳和月球之间,可能发生月食,而不会发生日食。所以小明在农历十五晚上看到日食的说法不符合天文现象的规律。
3. 请简述日食和月食的形成原理。
答案:日食的形成原理:当月球运行到地球和太阳之间,并且三个星球正好或接近排成一条直线时,由于光是沿直线传播的,月球挡住了太阳射向地球的光,在地球上月影所在的区域,人们就会看到太阳部分或全部被月球遮挡的现象,从而产生日食。月食的形成原理:地球绕着太阳运转,在背对太阳的方向会产生一条地球的影子。当月球进入地球影子的不同位置时,就产生月食现象。若月球全部进入地球本影区,发生月全食;若部分进入本影区,发生月偏食。这也是因为光沿直线传播,使得月球进入地球影子区域后,无法被太阳光照亮而形成月食。
4. 小明说他在农历十五晚上看到了日食,你认为他的说法对吗?为什么?
(1)答案:B解析:从地球上看,公转轨道位于地球内侧的行星能够发生凌日现象。太阳系八大行星按照距离太阳由近到远依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星 ,所以水星和金星可发生凌日现象,B正确。火星、木星、土星公转轨道在地球外侧,不会发生凌日现象,A、C、D错误。(2)答案:C解析:木星体积大,且距离地球相对较近 ,冲日时,反射太阳光较多,亮度较大,适宜观测,C正确;水星冲日时,因为水星体积小,距离地球较远,看起来并不明亮,不便于观测,A错误;金星位于地球公转轨道内侧,不会出现金星冲日现象,B错误;天王星距离地球非常遥远,冲日时虽然亮度达到一定程度,但也很难用肉眼清晰观测,D错误
5、凌日和冲日是两种天文现象。太阳系中的行星在绕日运行过程中有时会处在太阳与地球之间,这时,地球上的观测者可看到一小黑圆点在日面缓慢移动,这就是凌日现象。所谓的冲日,通常是指在地球上观察的行星和太阳的位置相差180度,即该行星和太阳分别在地球的两侧,行星、地球、太阳排成一条直线。据此回答下列问题:
(1)从地球上观看,能够发生凌日现象的是( )
A. 金星与火星B. 水星与金星C. 木星与土星D. 火星与木星
(2)下列关于行星冲日说法正确的是( )
A. 水星冲日,明亮可见,便于观测B. 金星冲日,太阳光被地球阻挡,不可见C. 木星冲日,亮度较大,适宜观测D. 天王星冲日,清晰可见,适于肉眼观测
答案:该月相为残月,对应农历廿二到廿九之间。理由:傍晚在东方天空看到的月牙,说明月球在黄昏后从东方升起(与满月“黄昏东升”的规律一致,但亮面较小);残月的特点是“下半夜可见、东半边亮”,且出现在农历月下旬,此时月球亮面朝向东方,傍晚时分从东方升起,符合“傍晚东方见月牙”的观测情况。
6. 某同学傍晚在东方天空看到一轮“月牙”,判断该月相名称及对应的农历日期,并说明理由。
答案:该同学所在纬度范围为北回归线以北地区(北纬23.5°以北) 。理由:太阳直射点始终在南北回归线之间移动(北纬23.5°→南纬23.5°),北回归线以北地区位于太阳直射点的北侧,正午时太阳只能从南侧照射过来,因此观测到正午太阳始终位于正北天空;北回归线及以南地区,夏季太阳直射点可能位于当地南侧或正上方,正午太阳不会始终在正北。
7. 为什么北半球冬季(冬至前后),我国大部分地区白天比夏季(夏至前后)短?请结合太阳视运动轨迹解释。
答案:北半球冬季,太阳直射南半球,我国大部分地区(北半球中纬度)的太阳视运动轨迹“偏低、偏短”: - 日出方位偏南、日落方位偏南,太阳在天空中停留的时间(昼长)缩短;- 正午太阳高度小,太阳轨迹的“弧度”更小,导致白天时间比夏季(太阳轨迹偏高、偏长,昼长更长)短。
8. 某同学在北半球某地观测到“正午太阳始终位于正北天空”,判断该同学所在的纬度范围,并说明理由。
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命题趋势:
1、重点内容较固定:月相是考查热点,常和潮汐的成因等结合,像 2024 安徽卷、2023 浙江卷等均有涉及。太阳对地球的影响方面,太阳辐射、太阳活动及太阳视运动轨迹与方位等,是反复考查的重点。
2、情境设置重现实:常以宇宙探索活动为情境考查地球所处的宇宙环境,结合农业生产或日常生活情境考查太阳对地球的影响等,还会增添地理学术情境,检验学生从图表等获取信息的能力。
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