内容正文:
宇宙中的地球
课时4 地球的宇宙环境与太阳对地球的影响
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课标要求 核心素养
运用资料,描述地球所处的宇宙环境,说明太阳对地球的影响。 1.综合思维:运用资料,分析地球所处的宇宙环境以及存在生命的条件。
2.区域认知:运用地图,分析太阳辐射的分布规律及其成因。
3.人地协调观:运用资料,分析太阳辐射、太阳活动对人类活动的影响。
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内容索引
梳理必备知识
探究命题重点
情境应用实践
课时作业4 地球的宇宙环境与太阳对地球的影响
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梳理必备知识
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一、地球的宇宙环境
1.宇宙:宇宙是所有 、空间和 的总和,目前已观测到的有限宇宙,其半径约 光年。
2.天体和天体系统
(1)天体:宇宙中的 、星云、行星、 等各种物质,通称天体。
(2)天体系统
①形成:运动着的天体因 和 ,形成天体系统。
②层次
可观测宇宙
时间
物质
137亿
恒星
卫星
互相吸引
互相绕转
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3.银河系与河外星系
共同点 主要由恒星等比较大的天体组成
关系 级别 的恒星系统
联系 两者都是星系,银河系与现阶段所能观测到的河外星系一起构成目前人类所知道的最高一级天体系统,即___________
4.太阳系与地月系
(1)太阳系
(2)地月系:由地球与其卫星 组成。
相同
可观测宇宙
月球
地内行星
巨行星
远日行星
地外行星
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5.特殊行星——地球
(1)特殊性:在地球上产生了目前所知道的唯一的高级智慧生命——人类。
(2)生命存在的基本条件
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二、太阳对地球的影响
(一)太阳辐射与地球
1.太阳辐射
(1)概念:太阳以 的形式向宇宙空间放射的能量。
(2)组成:太阳辐射分为紫外光、 和红外光三部分,能量主要集中在波长较短的 波段。
电磁波
可见光
可见光
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2.太阳辐射对地球的影响
(1)是地球大气运动、 的主要能源。
(2)为人类源源不断地提供能源。
(3)太阳辐射可以转化成有机物中的 。
水循环
生物化学能
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(二)太阳活动与地球
1.太阳活动
(1)类型及分布
(2)重要标志: 和耀斑。
(3)周期:约11年。
字母 A B C
太阳大气层 光球层 _______ _______
太阳活动类型 太阳黑子 和日珥 _______
太阳黑子
色球层
日冕层
耀斑
太阳风
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2.太阳活动对地球的影响
磁暴
极光
气候
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图文拓展
1.我国航天基地的有利区位
文昌:①交通便利,海运方便运输
大吨位火箭;②纬度低,自转线速度大,
节省发射时燃料成本;③可以多方位发
射,直接面向大海,安全系数高。
酒泉、太原:多晴朗天气,海拔较高,
大气稀薄,利于观测。
西昌:位于内陆,人烟稀少,较安全。
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2.太阳能与光伏发电
太阳能的优点是能量巨大、分布广泛,是清洁能源;缺点是能量密度较低,受天气影响较大。光伏发电是指根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池组将太阳光能直接转化为电能。
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3.全球太阳辐射的分布
空间分布:全球年太阳辐射总量大体从低纬度向高纬度递减,南、北半球纬度值相同的地区太阳辐射量随月份变化的规律相反。
时间分布:夏季太阳辐射强于冬季。
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4.极光现象与太阳活动
极光是来自太阳风的高能带电粒子被地磁场导引进入地球大气层,并与高层大气(热层)中的原子碰撞造成的发光现象。极光不只在地球上出现,其他一些具有磁场的行星上也有。
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探究命题重点
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命题点一 地球所处的宇宙环境与存在生命的
条件
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一、太阳系天体运行轨道示意图的判读
1.看方向:太阳系天体运行轨道示意图中的方向要根据文字材料或图示信息来判断。如果是从北极上空来俯视的,则绕日公转方向为逆时针,地球自转方向也为逆时针,方向均为自西向东。
2.看天体运行轨迹:看天体是绕太阳运行还是绕行星运行。如果绕日运行则可能为行星或者彗星,如果是绕行星运行则可能为卫星。
方法规律
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3.看相对位置关系
凌日:当某一地内行星(水星、金星)运行到太阳和地球之间,在地球上可以看到该行星“凌日”的现象。
冲日:当某一地外行星(火星、木星、土星、天王星、海王星)与太阳、地球大致在同一条线上,且地球位于太阳与该行星之间,则在地球上可以看到该行星“冲日”现象,这时的行星最亮,易于观测。
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二、地球存在生命的条件
1.外部条件——“安全”和“稳定”
(1)“安全”——安全的宇宙环境:太阳系中,大小行星各行其道,互不干扰。
(2)“稳定”——稳定的太阳光照:亿万年以来,太阳光照条件没有明显的变化。
2.自身条件——“三个适中”
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[方法指导] 生命存在条件的分析思路
在分析某行星是否有生命物质存在时可从“四看”入手分析:
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(高考经典题)月球表面既无大气,又无液态水。我国“嫦娥四号”是人类首次成功着陆于月球背向地球一面的航天器。图1为地月系示意图,图2为某时刻月球远离地球的一端看到的太阳系中的明亮天体。据此完成1~2题。
1.图2时刻,月球可能位于轨道上的位置是( )
A.① B.② C.③ D.④
2.“嫦娥四号”在月面上可观察到( )
A.地球遮住银河系的光芒
B.流星拖着亮线飞过头顶
C.太阳在月面上西升东落
D.水星金星太阳同在星空
真题研析
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[素养立意]
区域
认知 需明确月球背向地球的观测位置、金星绕日公转轨道的相对位置、月球轨道上不同位置的东西方位
综合
思维 综合地球所处的宇宙环境与月球的基本特征,分析在月球背面观测到的天文现象
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[思路导引]
第1题:
西
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亮
暗
西
东
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第2题:
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(高考经典题)月球表面既无大气,又无液态水。我国“嫦娥四号”是人类首次成功着陆于月球背向地球一面的航天器。图1为地月系示意图,图2为某时刻月球远离地球的一端看到的太阳系中的明亮天体。据此完成1~2题。
1.图2时刻,月球可能位于轨道上的位置是( )
A.① B.② C.③ D.④
2.“嫦娥四号”在月面上可观察到( )
A.地球遮住银河系的光芒
B.流星拖着亮线飞过头顶
C.太阳在月面上西升东落
D.水星金星太阳同在星空
[我的答案]
B
D
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题组突破
(2025·湖南桃源一中模块考试)大距是指从地球上看,地内行星和太阳之间的角距离达到最大,当行星在太阳东边时为东大距,在太阳西边时为西大距。2023年9月22日,地球迎来本年度最后一次水星西大距,肉眼可见到明亮的水星。下图示意本次水星西大距时,太阳系部分天体相对位置。据此完成1~2题。
1.水星上没有生命的根本原因是( )
A.质量小 B.距太阳近
C.无液态水 D.太阳活动影响强
2.水星西大距时,其在轨道上所处的位置是( )
A.④ B.③ C.② D.①
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(2025·湖南桃源一中模块考试)大距是指从地球上看,地内行星和太阳之间的角距离达到最大,当行星在太阳东边时为东大距,在太阳西边时为西大距。2023年9月22日,地球迎来本年度最后一次水星西大距,肉眼可见到明亮的水星。下图示意本次水星西大距时,太阳系部分天体相对位置。据此完成1~2题。
1.水星上没有生命的根本原因是( )
A.质量小 B.距太阳近
C.无液态水 D.太阳活动影响强
解析:由太阳系中八大行星位置可知,水星距离太阳最近,使得水星表面的平均气温过高,没有生命物质存在,B正确;水星属于类地行星,体积和质量都与地球差不多,故质量小不是水星没有生命物质存在的根本原因,A错误;水星温度高,没有液态水存在,因此无液态水是水星没有生命的原因,但不是根本原因,C错误;太阳活动对行星孕育生命影响较小,D错误。
B
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(2025·湖南桃源一中模块考试)大距是指从地球上看,地内行星和太阳之间的角距离达到最大,当行星在太阳东边时为东大距,在太阳西边时为西大距。2023年9月22日,地球迎来本年度最后一次水星西大距,肉眼可见到明亮的水星。下图示意本次水星西大距时,太阳系部分天体相对位置。据此完成1~2题。
2.水星西大距时,其在轨道上所处的位置是( )
A.④ B.③
C.② D.①
解析:由图可知,水星在①④位置时,从地球上看到的水星和太阳之间的角距离没有达到最大,不属于大距,排除A、D;水星在②③位置时,属于大距,再根据图中地球自西向东自转方向可知,水星处在轨道②位置时在太阳的西边,因此②位置属于西大距,C正确,B错误。
C
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命题点二 太阳辐射对地球的影响
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方法规律
一、影响太阳辐射强弱的因素
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学术情境链接
到达地面的太阳辐射
太阳辐射穿过大气层被削弱后才到达地面。到达地面的太阳辐射包括两部分:一部分是以平行光线形式直接投射到地面上的,称太阳直接辐射;另一部分是经过大气散射之后,从天空投射到地面的,称散射辐射。两者之和为总辐射。直接辐射主要受太阳高度和大气透明度的影响,而散射辐射的强弱与太阳高度、大气透明度、天气状况、海拔等因素有关。
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二、我国年太阳辐射总量的空间分布
从总体上看,我国年太阳辐射总量从东部沿海向西部内陆逐渐增加,高值中心在青藏高原,低值中心在四川盆地。具体分布如下图所示:
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三、太阳能电站建设的区位条件
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真题研析
(2023·浙江6月选考)塔式光热发电是利用成千上万个独立跟踪太阳的定日镜,将阳光聚集到镜场中心的集热塔,通过能量转换来发电。下图为青海某地塔式光热发电场景观图。据此完成下题。
与浙江省相比,当地布局光热发电场的优势区位因素有( )
①土地 ②太阳辐射 ③劳动力 ④电网分布
A.①② B.①③
C.②③ D.③④
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[素养立意]
区域
认知 明确青海省与浙江省的自然环境与社会经济发展的区域差异
综合
思维 对于太阳能电站建设的区位因素,要结合当地的条件,从太阳能资源、土地、市场、技术和资金等因素综合分析
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[思路导引]
获取信息 解读信息 调用知识
图文:塔式光热发电是利用成千上万个独立跟踪太阳的定日镜……
文:青海某地 需要较广阔的______ 青海、浙江两省的区域地理特征差异;影响太阳辐射强弱的因素;太阳能电站建设的区位条件
位于青藏高原,地势高,空气稀薄, 资源丰富;且地广人稀,多荒漠、戈壁
土地
太阳能
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(2023·浙江6月选考)塔式光热发电是利用成千上万个独立跟踪太阳的定日镜,将阳光聚集到镜场中心的集热塔,通过能量转换来发电。下图为青海某地塔式光热发电场景观图。据此完成下题。
与浙江省相比,当地布局光热发电场的优势区位因素有( )
①土地 ②太阳辐射 ③劳动力 ④电网分布
A.①② B.①③
C.②③ D.③④
[我的答案]
A
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题组突破
(2025·江苏扬州九校联盟联考)1960—1990年,我国大部分地区年太阳总辐射呈减少趋势。其中Ⅰ区—青海省、甘肃省,Ⅱ区—四川省、贵州省,Ⅲ区—长江中下游地区下降趋势最明显。甲图示意30年间三个地区年太阳总辐射平均日变化,乙图示意三个地区地面能见度年变化趋势(每日地方时14时统计)。据此完成1~2题。
1.影响Ⅰ区、Ⅲ区年太阳总辐射量差异的主要因素是( )
A.纬度位置 B.海拔高低
C.地表植被 D.积雪状况
2.一天中,在14时统计地面能见度的原因是( )
A.大气层结稳定,能见度最低
B.太阳辐射最强,大气能见度最高
C.大气悬浮物大量扩散,能见度最高
D.太阳辐射最强,大气能见度最低
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(2025·江苏扬州九校联盟联考)1960—1990年,我国大部分地区年太阳总辐射呈减少趋势。其中Ⅰ区—青海省、甘肃省,Ⅱ区—四川省、贵州省,Ⅲ区—长江中下游地区下降趋势最明显。甲图示意30年间三个地区年太阳总辐射平均日变化,乙图示意三个地区地面能见度年变化趋势(每日地方时14时统计)。据此完成1~2题。
1.影响Ⅰ区、Ⅲ区年太阳总辐射量差异的主要因素是( )
A.纬度位置 B.海拔高低
C.地表植被 D.积雪状况
解析:Ⅰ区年太阳总辐射较Ⅲ区高,主要与海拔和天气有关;青海省位于我国地势第一级阶梯、甘肃省位于第二级阶梯,而长江中下游地区位于第三级阶梯,与Ⅲ区相比,Ⅰ区海拔高,空气稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用弱,且青海省、甘肃省深居大陆内部,距海遥远,各大洋水汽很难到达,多晴朗天气,大气对太阳辐射的削弱作用弱,B正确;长江中下游地区纬度较低,太阳高度角大,如果受纬度位置影响,Ⅲ区年太阳总辐射量应该大于Ⅰ区年太阳总辐射量,A错误;地表植被、积雪状况不是造成两区域太阳辐射差异的主要因素,C、D错误。
B
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(2025·江苏扬州九校联盟联考)1960—1990年,我国大部分地区年太阳总辐射呈减少趋势。其中Ⅰ区—青海省、甘肃省,Ⅱ区—四川省、贵州省,Ⅲ区—长江中下游地区下降趋势最明显。甲图示意30年间三个地区年太阳总辐射平均日变化,乙图示意三个地区地面能见度年变化趋势(每日地方时14时统计)。据此完成1~2题。
2.一天中,在14时统计地面能见度的原因是( )
A.大气层结稳定,能见度最低
B.太阳辐射最强,大气能见度最高
C.大气悬浮物大量扩散,能见度最高
D.太阳辐射最强,大气能见度最低
解析:一天中14时前后气温最高,大气垂直运动显著,有利于大气中悬浮物的扩散,地面能见度最高,C正确;14时大气层结并不稳定,A错误;太阳辐射最强时为当地正午时刻,B错误;太阳辐射最强,大气能见度较高,D错误。
C
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情境应用实践
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学习探索情境——熔岩洞穴月球基地方案
2023年10月,哈尔滨工业大学科研团队提出了熔岩洞穴月球基地方案(如图):在月球表面的熔岩洞穴内建造月球基地,利用月球的自然地形和地质作为防护,降低了月球基地的建设难度和风险,也增加了月球基地的安全性和舒适性。
情境揭秘
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(1)说明人类探测月球可能采取的方法。(地理实践力)
提示:天文望远镜观测;发射航天器近空观测;飞船载人实际登陆勘测等。
(2)简述人类在月球表面生存的不利自然条件。(综合思维)
提示:没有大气层,缺少氧气;昼夜温差极大;没有液态水;宇宙辐射强。
(3)分析与月球表面相比,在熔岩洞穴内建设月球基地的优势。(综合思维)
提示:月球基地建在熔岩洞穴内能有效削弱宇宙辐射;熔岩洞穴作为天然的“防空洞”可以很好地抵挡太空陨石的撞击;熔岩洞穴具有天然的保温作用,有利于降低昼夜温差。
设问探究
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课时作业4 地球的宇宙环境与太阳对地球的影响
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一、选择题(每小题3分)
(2025·河北部分学校阶段检测)下图为某年某日太阳、火星与地球的相对位置示意图(图中箭头表示行星公转方向)。据此完成1~2题。
1.由图可知,火星与地球公转的共同特征是( )
①近圆性 ②共面性 ③同向性 ④匀速性
A.①② B.③④
C.①③ D.②④
C
解析:火星与地球围绕太阳运动的轨迹接近正圆,具有近圆性的公转特点,①正确;图中箭头指示了火星与地球的公转运动方向,两者都是自西向东运动,体现了同向性,③正确;由该图无法判断其共面性,②错误;太阳系中各行星的公转速度是有变化的,④错误;故选C。
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2.图中包含的天体系统层级有( )
A.一级 B.二级
C.三级 D.四级
解析:地球和月球组成地月系,地球与太阳和火星同属于太阳系,图示包含二级天体系统,B正确。
B
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(2025·河南驻马店经济开发区月考)科学家利用韦伯太空望远镜在银河系中一颗恒星附近发现了超级木星。超级木星直径与木星大致相同,但质量是木星的6倍,其与恒星的距离是地球与太阳距离的15倍,具有超长的轨道周期。据此完成3~4题。
3.超级木星具有超长轨道周期的主要原因可能是( )
①超级木星质量大,受恒星的引力大 ②受其他天体干扰较强,轨道不规则 ③公转方向与其恒星系相反,阻力大 ④与邻近恒星距离遥远,公转速度慢
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
解析:由材料可知,超级木星的质量是木星的6倍,与其邻近的恒星距离是地球与太阳距离的15倍,超级木星的超大质量会产生较大的引力,导致周边的星际物质或其他天体对其运动轨道产生干扰,使其轨道变得不规则,从而延长其周期;同时,超级木星与邻近恒星距离遥远,受恒星的引力小,公转速度慢,导致轨道周期长,②④正确,①③错误,故选C。
C
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4.推测超级木星自然环境的主要特征是( )
A.获得恒星的辐射量少 B.表面温度较高
C.大气对流运动旺盛 D.液态水更丰富
解析:超级木星与其所在的恒星系的恒星距离遥远,获得恒星的辐射量少,表面温度低,大气对流弱,难以形成液态水,A正确。
A
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(2025·河南九师联盟联合检测)2024年6月2日
6时23分,“嫦娥六号”成功着陆在月球背面南极——
艾特肯盆地预选着陆区,开启人类探测器首次在月球
背面实施的样品采集任务。6月3日,月表取样完后,
“嫦娥六号”着陆器携带的一面由玄武岩纤维制成的
“石头版”五星红旗在月球背面成功展开。右图分别
示意月球背面与月球正面。
据此完成5~7题。
5.对“嫦娥六号”与地面间通信干扰最大的是( )
A.日冕物质抛射 B.云雾 C.太阳辐射 D.流星
解析: “嫦娥六号”主要通过无线电短波与地面通信,日冕物质抛射是规模最大、程度最剧烈的太阳活动现象,其发生时发出大量带电粒子流,会影响无线电短波通信,干扰“嫦娥六号”与地面间通信,A正确。
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6.与正面相比,月球背面( )
A.在地球上可以看见 B.地形更加崎岖
C.受地球引力影响大 D.不被太阳照射
解析:据图可知,月球正面地势较为平坦,月球背面多环形坑,地形更加崎岖,B正确;月球的自转周期与绕地公转周期保持一致,使得地球上始终只能看到月球近地一侧,即月球正面,A错误;月球正面受到的地球引力较大,月球背面受到的地球引力较小,C错误;当月球处于太阳和地球之间时,月球背面可被太阳照射到,D错误。
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7.“石头版”五星红旗需克服的月球恶劣环境
条件主要是( )
A.风沙天气肆虐 B.流水侵蚀强烈
C.大气压强过大 D.昼夜温差巨大
解析:月球表面没有大气层,白天没有大气对太阳辐射的削弱作用,气温较高,而夜晚没有大气对地面的保温作用,气温较低,昼夜温差巨大,D正确;月球无大气层,也就没有大气水平运动而形成的风,A、C错误;月球表面没有长期稳定存在的液态水,无流水侵蚀,B错误。
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(2024·湖南衡阳质检)为了进一步研究秦巴山区太阳辐射量年内变化特征,经统计,秦巴山区1960—2015年地表太阳辐射量年内变化呈现单峰型。下图示意秦巴山区1960—2015年地表太阳辐射量的年内变化。据此完成8~9题。
8.秦巴山区年内地表太阳辐射量7月大的
主要原因是( )
A.太阳高度角大 B.地表吸热加快
C.高温伏旱雨少 D.云层厚度较薄
A
解析:根据所学知识可知,7月秦巴山区处在雨季,降水较多,且云层较厚,对太阳辐射的削弱作用较强,与题意不符,C、D错误;7月太阳直射点位于北回归线附近,正处于北半球夏季,太阳高度角大,造成地表太阳辐射量大,A正确;地表吸热能力对到达地表的太阳辐射量没有影响,B错误。
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9.秦巴山区地表太阳辐射量的季节变化
特征是( )
A.夏季>秋季>春季>冬季
B.秋季>夏季>春季>冬季
C.秋季>夏季>冬季>春季
D.夏季>春季>秋季>冬季
解析:据图可知,夏季的地表太阳辐射量最大,春季的地表太阳辐射量仅次于夏季,而后是秋季,最小的是冬季,D正确。
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(2024·山东新泰一中模拟)“盐光互补”是在保证基本盐业
生产性能前提下,在盐田上一定高度架设光伏组件,实现水上
发电、水面晒盐、水下养殖的新型立体高效生产方式。某“盐
光互补”光伏项目(见右图)位于天津滨海新区长芦盐场,占地面
积约13.3平方千米, 该项目光伏板桩前后间距14米,离岸间距
15米,且采用双面光伏面板。该项目在保证“土地性质不变、盐田收益不降、生态环境不变”的前提下,打造“绿色能源+特色盐业”于一体的生态友好体系,实现“盐光渔”一体化综合运用。 据此完成10~12题。
10.该项目选址于长芦盐场的主要原因是该地( )
A.对电力需求量大 B.太阳能资源丰富
C.水域、海滩面积大 D.技术力量较雄厚
解析:“盐光互补”是将晒盐和光伏发电相结合的一种生产方式,该项目占地面积大,选址于长芦盐场主要是因为其水域、海滩面积大,C正确;盐田主要用于晒盐,本身对电力需求不大,且没有技术优势,A、D错误;长芦盐场位于沿海地区,区域内光照条件优势不明显,B错误。
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11.该项目比一般光伏板桩间距大且采用双面光伏
面板,主要是为了( )
①避免光伏面板相互遮挡影响发电效率
②保障盐田充足的光照
③夏季发电效率最大化且考虑了盐田对光的反射 ④提高冬季发电效率且考虑提高盐田产量
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
解析:增大光伏板桩间距主要是为了保障盐田的光照,实现水面晒盐,采用双面光伏面板主要是为了使光伏板上面吸收太阳光照的同时,背面也能吸收盐田反射的太阳光,提高发电效率,②③正确,故选B;一般光伏板桩也会尽可能不相互遮挡,①错误;在一定程度上可以提高冬季发电效率,但是对于盐田产量提高影响较小,④错误。
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12.推测图中通道的走向大致为( )
A.东南—西北走向 B.东北—西南走向
C.南北走向 D.东西走向
解析:布设光伏面板时将板面朝向正南方,能够在一天中接收更多的太阳光,故通道走向大致为东南—西北走向,A正确。
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二、非选择题
13.(10分)阅读图文材料,完成下列要求。
在内蒙古达拉特旗库布齐沙漠的腹地,由国家电力
投资集团有限公司主导,178万块太阳能光伏板整齐排
列,构成一匹奔腾的骏马图形,并于2019年7月9日成功
通过吉尼斯世界纪录认证,成为世界上最大的光伏板
图形电站。右图为内蒙古潜在光伏年发电量密度分布图
[单位:kW·h/(m2·a)]和达拉特光伏发电应用领跑示范基地景观图。
(1)描述内蒙古潜在光伏年发电量密度空间分布的总体特征。(4分)
答案:潜在光伏发电量密度空间分布不均匀,由东(东北)向西(西南)递增。
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(2)与内蒙古东部地区相比,分析达拉特地区潜在光伏年发电量密度较大的主要原因。(6分)
答案: 距海较远,气候干旱,云雨天气较少,日照时间较长;纬度较低,太阳高度较大;海拔较高,太阳辐射经过云层和大气的损耗较少,地面太阳能总辐射量丰富。
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