内容正文:
第一节 地球自转的意义
第1课时 地球自转的特征与昼夜交替
课标展示
素养考查
结合实例,说明地球运动的地理意义。
1.通过日常生活的观察,总结地球自转的基本特征并理解其主要表现和影响。(地理实践力)
2.联系实际,理解昼夜交替的原因及其影响,说明晨昏线的特点并学会判断晨线、昏线。(综合思维)
一、地球自转
1.方向:
2.周期:23时56分4秒。
3.速度
角速度
除南、北两极点外,其他地点都相同,约为15°/小时
极点既无角速度,也无线速度
线速度
从赤道逐渐向两极递减
二、产生昼夜交替
1.昼夜现象
(1)成因
(2)昼夜半球
下图甲、乙两处中,甲所在半球为夜半球,乙所在半球为昼半球。
(3)昼夜界线:AB线为晨昏线。
[温馨提示] 地球向着太阳的半球为昼半球,背着太阳的半球为夜半球,为大小相等的两个半球,二者的分界线—晨昏线是平分地球的大圆。
2.昼夜交替
(1)原因:地球不停地自转。
(2)周期:24小时,称为1太阳日。
(3)意义:周期长短适宜,使得地球白天升温不至于过高,夜晚降温不至于太低,昼夜温差不至于过大,从而保证生命诞生、繁衍、生活、发展所需要的温度条件;人们的作息规律受昼夜交替的影响。
[温馨提示] 假如地球没有自转只有公转,也有昼夜交替现象,只不过昼夜交替的周期为一年。
1.判断题
(1)以恒星为参照物,地球自转一周360°,所需时间为24小时,即1太阳日。( )
(2)地球上任何地点的自转角速度都相同。( )
(3)昼夜交替现象就是昼夜现象。( )
(4)晨昏线在地表表现为自西向东运动,与地球自转方向相同。( )
[提示] (1)× 以太阳为参照物,地球自转360°59′,所需时间为1太阳日,即24小时;以恒星为参照物,地球自转360°,所需时间为1恒星日,即23时56分4秒,1恒星日是地球自转一周的真正周期。
(2)× 地球表面除南北极点外,任何地点的自转角速度都相同,为15°/时。
(3)× 因为地球是一个不发光、不透明的球体,太阳在同一时间只能照亮地球表面的一半,照亮的一侧为昼,另一侧为夜,即产生昼夜现象;而昼夜交替现象是在昼夜现象产生的基础上,地球不停地自转而产生的。
(4)× 晨昏线在地表表现为自东向西运动,与地球自转方向相反。
2.填空题
读图,在图下填出自转方向。
要点一 地球自转的特征
材料 北京时间2023年5月10日21时22分,搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,约10分钟后,天舟六号货运飞船与火箭成功分离并进入预定轨道。之后,飞船太阳能帆板顺利展开工作,发射取得圆满成功。
[问题探究]
(1)与我国其他航天发射场相比,海南文昌有何纬度优势?
[提示] 纬度低,地球自转的线速度较大,发射时可以节省燃料(或可以借用的初速度大)。
(2)此次长征七号遥七运载火箭发射时,应该朝向哪一个方向发射?请说明原因。
[提示] 大致向东发射。地球自转是自西向东,向东发射可以充分利用地球的自转速度来提高火箭的飞行速度。
1.地球自转方向的判断方法
(1)根据南北极判断:从北极上空俯视地球为逆时针,从南极上空俯视地球为顺时针。(如图)
(2)根据经度判断:地球自西向东自转,东经度增大的方向与自转方向一致,而西经度增大的方向则与自转方向相反。(如图)
2.地球自转的周期
名称
参照物
自转角度
时间
应用价值
图中A
恒星日
恒星
360°
23时56分4秒
地球自转的
真正周期
图中B
太阳日
太阳
360°59′
24时
平常所说的一天
3.地球表面自转线速度
(1)计算公式:v=1 670×cos θ(θ为当地纬度)
(2)地球自转线速度的分布规律
①极点的线速度均为0。
②纬度相同的两点,海拔相同,自转的线速度相同;海拔越高,线速度越大。
③60°纬线上的线速度约是赤道上线速度的一半。
④地球同步轨道卫星运行的线速度大于地面上对应点的线速度。
(3)地球自转线速度的应用
①判断南、北半球:由北向南,线速度越来越大的为北半球;反之,为南半球。
②判断纬度带:自转线速度:0~837 km/h→高纬度;837~1 447 km/h→中纬度;1 447~1 670 km/h→低纬度。
③判断地势高低:某地线速度等值线凸向低值处,说明该地线速度比同纬度其他地区大,即地势较高;线速度等值线凸向高值处,说明该地线速度比同纬度其他地区小,即地势较低,如图中,A可能为山地、高原,B可能为谷地、盆地。
(2025·山东卷)某观星软件能够模拟出不受昼夜、天气等客观因素限制的真实星空景象,人们可以通过设定位置和时间参数观测地球上任一点地平面以上的恒星分布。据此完成(1)~(2)题。
(1)小明使用该软件模拟在山东省某地观测恒星时,观测到一颗遥远的恒星在某一时刻正好位于天顶。小明将时间参数调整为第二天的相同时刻,则观测到该恒星的位置相较于调整前( )
A.偏东 B.偏西
C.偏南 D.不变
(2)小明在该软件中将观测点分别设定在我国下列四地,并模拟一日观测,小明能观测到的恒星数量理论上最多的是( )
A.曾母暗沙 B.钓鱼岛
C.乌鲁木齐 D.漠河
[解题导引] 获取和解读信息
第一步 获取信息
文字信息:某观星软件能够模拟出不受昼夜、天气等客观因素限制的真实星空景象,人们可以通过设定位置和时间参数观测地球上任一点地平面以上的恒星分布。小明使用该软件模拟在山东省某地观测恒星时,观测到一颗遥远的恒星在某一时刻正好位于天顶。
第二步 解读信息
(1)一个恒星日约为23时56分4秒,一个太阳日为24小时,比一个恒星日多出了3分56秒。当恒星日位于天顶时,在第二天的相同时刻观测时,该恒星已经过了天顶的位置,相较于前一天恒星位置应该向西移。
(2)在地表能观察到的恒星数量与所处的纬度位置与海拔有关。正常情况下,海拔越高,观察恒星的数量越多;纬度越低,观察的恒星数量越多。给出的四个选项中,曾母暗沙纬度位置最低,观察的恒星数量应该最多。
[尝试解答] (1)______ (2)______
[解析] 第(1)题,恒星相对于地球的位置变化主要是由于地球的自转和公转。地球自转一周约为23小时56分4秒(一个恒星日),而日常生活中的一天是24小时(一个太阳日)。因此,恒星每天会提前约4分钟升起或落下。如果小明在第一天某一时刻观测到一颗恒星位于天顶,第二天同一时刻(24小时后),地球已经自转了一周多一点,恒星的位置会向西移动(因为地球自转方向是自西向东)。因此,第二天同一时刻,该恒星的位置会偏西,B正确,A、C、D错误。故选B。第(2)题,观测恒星的数量取决于观测点纬度:纬度越低,越接近赤道,地平线以上的天球范围越大,理论上可见恒星数量越多(赤道地区可观测全天球约88%的区域,而高纬度地区可见范围缩小)。四地纬度比较:曾母暗沙(北纬约4°)纬度最低,最接近赤道。钓鱼岛(北纬约25.7°)、乌鲁木齐(北纬约43.8°)、漠河(北纬约53°),因此,曾母暗沙在模拟一日观测中可见恒星数量最多。故选A。
[答案] (1)B (2)A
下图是假设以北京为北极点(地球自转情况不变)的半球投影图。读图,回答1~2题。
1.图中,北京的自转角速度( )
A.约为15°/h B.约为30°/h
C.约为45°/h D.为0
2.图中,甲地的自转线速度约是( )
A.1 670 km/h B.835 km/h
C.1 440 km/h D.1 170 km/h
解析 第1题,地球表面除南北两极点的自转角速度为0外,其他任何地点的自转角速度都相等,约为15°/h。第2题,图中甲地的纬度为60°N,其自转线速度为赤道的一半,约为835 km/h。
答案 1.D 2.B
(2023·浙江省高中联盟考试)天文摄影爱好者小王在澳大利亚旅行时,以某处房屋为背景,长时间曝光拍摄了一张星轨局部图。据此完成3~4题。
3.拍摄图片时,该房屋位于小王的( )
A.东南方 B.东北方
C.西南方 D.西北方
4.下列关于星轨的说法,正确的是( )
A.该图反映了恒星真实的运动轨迹
B.观测到夜空中的恒星作顺时针运动
C.拍摄该图的曝光时间约为5小时
D.该星轨构成整圆的周期刚好24小时
解析 第3题,图中天体运动的方向是东升西落,拍摄地位于南半球,星轨图以南天极为中心的区域,南天极位于拍摄者的正南,左侧为东方天空,右侧为西方天空,房屋在左侧为东南方向。第4题,该图反映恒星的视运动轨迹,在地球上观测的运动情况,故A错误。是地球自转引起的,故B正确。该图是长时间曝光形成的,周期大于24小时,故C、D错误。
答案 3.A 4.B
要点二 晨昏线及其特征
材料 现如今的智能手机,几乎都有晨昏线功能,让整个地球白天和黑夜的分界一目了然,各个地区的昼夜交替变得无比直观。更有趣的是,盯着屏幕看,你会发现晨昏线随着时间的流逝缓缓移动,看着世界上的某些角落暗了,某些角落又即将迎来曙光,时间流逝的感觉变得无比鲜活。下图为昼半球和夜半球图。
[问题探究]
(1)观察手机地图上显示的晨昏线,你会发现晨昏线在地球表面的移动方向是什么?
[提示] 自东向西,与地球自转方向相反。
(2)观察图示,说出太阳光线与晨昏线的关系,并判断图示晨昏线是晨线还是昏线?
[提示] 太阳光线与晨昏线垂直,图示晨昏线是晨线。
1.晨昏线的概念
由于地球是一个不发光、不透明的球体,所以,同一时间里太阳只能照亮地球的一半。向着太阳的半球是白天(昼半球),背着太阳的半球是黑夜(夜半球)。昼半球和夜半球的分界线就是晨昏线,也叫晨昏圈。
2.晨昏线的特点
(1)晨昏圈是一个过球心的大圆,且平分地球。如果把地球看作一个正球体,同时不考虑大气对太阳光线的散射作用,那么地球上昼半球与夜半球的面积应相等。
(2)晨昏线所在平面与太阳光线垂直,晨昏线上各点的太阳高度为0°。
(3)晨昏线总是平分赤道。
(4)晨昏线只有在春、秋分日才与经线圈重合,其他时间都与经线圈斜交成一夹角,且夹角的最大角度为23°26′。
(5)晨昏线在夏至日、冬至日时与极圈相切。
(6)晨昏线的移动方向为自东向西,与地球的自转方向相反。
晨昏线的三种判断方法
(1)自转法:顺地球自转方向,由夜进入昼的是晨线;由昼进入夜的是昏线。
(2)方位法:夜半球东侧为晨线,西侧为昏线;昼半球东侧为昏线,西侧为晨线。
(3)时间法:经过赤道上地方时6时的那条昼夜分界线为晨线,经过赤道上地方时18时的那条昼夜分界线为昏线。
风云三号E星是全球第一颗在晨昏轨道运行的太阳同步气象卫星,与在轨的风云三号C星、D星形成“晨昏、上午、下午”三星组网格局,可实现全球观测资料的100%覆盖。E星装载最先进的微光成像仪,可大幅提高弱光条件下的监测精度。下图示意晨昏轨道、上午轨道和下午轨道。据此完成(1)~(2)题。
(1)与上午轨道卫星和下午轨道卫星相比,晨昏轨道卫星( )
A.两侧温度差异小
B.对地观测时,当地的太阳高度角小
C.太阳能补充不足
D.对地观测时,成像仪太阳光入射少
(2)E星的运行轨道相对于地轴( )
A.年变化幅度为23°26′
B.日变化幅度为180°
C.年变化幅度为46°52′
D.日变化幅度为360°
[解题导引] 获取和解读信息
第一步 获取信息
(1)抓材料关键:卫星E是太阳同步气象卫星,轨道为晨昏轨道,对应的地表应是傍晚或清晨。
(2)抓图示信息:显示了晨昏、上午、下午轨道的分布,中心点为北极点、太阳光与晨昏轨道垂直。
第二步 解读信息
(1)→→→
(2)→→→
[尝试解答] (1)______ (2)______
[解析] 第(1)题,晨昏轨道卫星一侧为白昼,一侧为黑夜,两侧温度差异较大,A错误;对地观测时,地面为凌晨或傍晚,太阳高度角小于上午和下午的太阳高度角,B项正确;大部分卫星运行的动力来自太阳能,三颗轨道卫星均可接触阳光,太阳能补充均充足,C错误;对地观测时,与上午轨道卫星和下午轨道卫星相比,成像仪太阳光入射角度小,但太阳光入射并不少,D错误。第(2)题,E星为晨昏轨道卫星,是太阳同步轨道卫星,围绕南北两极运动,地轴经过南北两极,因此其运行轨道相对于地轴不存在年变化,A、C项错误;晨昏轨道卫星沿观测地方的晨昏线运行,观测地方时间总在凌晨或傍晚,因此随地球自转存在日变化,地球自转半圈观测地再一次到达晨昏轨道卫星轨道下方,故日变化幅度为180°,B正确,D错误。故选B。
[答案] (1)B (2)B
读日照图(阴影部分表示夜半球),完成5~6题。
5.关于图中信息,说法正确的是( )
A.下一刻D点将进入白昼
B.C在昼半球
C.D、E两点的自转角速度和线速度都相同
D.AB是昏线
6.此时,地方时为0:00的经线是( )
A.120°E B.100°W
C.20°W D.60°E
解析 第5题,由图中信息可知ADB线为晨线,顺地球自转,下一刻D点将进入昼半球。第6题,从图中的经度信息可知180°经线此时地方时为8时,地方时为0:00的经线即为平分夜半球的经线,应为60°E。
答案 5.A 6.D
读光照图(阴影部分表示夜半球),完成7~8题。
7.图中四点处于黄昏的是( )
A.① B.②
C.③ D.④
8.图中四点表示北半球冬至日的是( )
A.① B.②
C.③ D.④
解析 第7题,顺着地球自转,从昼半球到夜半球的界线为昏线,从夜半球到昼半球的界线为晨线。图中①③④三点均位于晨线,②位于昏线。故选B。第8题, ①图为北半球夏至日;②图南极圈以内出现极昼现象,为北半球冬至日;③④两图晨昏线与经线重合,应为春秋分日。故选B。
答案 7.B 8.B
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