内容正文:
第二节 太阳对地球的影响
第一章 宇宙中的地球
课程标准
运用材料,说明太阳对地球的影响。
素养目标
1.举例说出太阳辐射对自然环境和人类生产、生活的影响(综合思维、地理实践力)。
2.结合图文材料,说出太阳辐射的区域差异,分析太阳辐射的分布规律及其影响因素(区域认知、综合思维)。
3.结合图文材料,说明太阳活动类型及其主要影响(综合思维)。
任务一 太阳辐射对地球的影响
1
任务二 太阳活动对地球的影响
2
课时测评
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内容索引
随堂达标
4
教考衔接3 太阳辐射的时空分布及其影响因素
3
任务一 太阳辐射对地球的影响
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1.什么是太阳辐射?太阳辐射对地球有哪些影响?
2.如何分析地面获得的太阳辐射的多少?
问题引领
?
新知导学
2.太阳辐射
(1)概念:太阳源源不断地以_______的形式向宇宙空间放射能量的现象。
(2)能量来源:太阳内部的_______。
图表导读 教材P9图1.12北半球大气上界太阳辐射的分布:(1)该图是直角坐标图,横坐标代表北半球纬度分布,纵坐标代表大气上界年太阳总辐射量;(2)从柱状图可以看出,北半球大气上界太阳年总辐射量随纬度增加逐渐减少。
氢和氦
6 000
电磁波
核聚变
3.对地球的影响
(1)提供___、___资源。
(2)维持地表温度,是地球上水、_________和生命活动的主要动力。
(3)为人类生活、生产提供能量。人们大量使用的煤、石油等矿物燃料是地质历史时期生物固定并积累的太阳能。
光
热
大气运动
核心归纳
太阳辐射对地球的影响
(1)对地球环境形成和变化的影响
(2)对生产、生活的影响
素有“日光城”之称的拉萨是西藏自治区的省级行政中心,藏语意为“圣地”。拉萨位于雅鲁藏布江支流拉萨河中游北岸,平均海拔3 658米。这里属于高原干旱气候区,特点是气温偏低,降水较少,空气稀薄,全年日照时长在3 000小时以上。而相邻的四川盆地却有“蜀犬吠日”之说,是我国太阳能最少的地区。“蜀犬吠日”出自唐·柳宗元《答韦中立论师道书》:“屈子赋曰:‘邑犬群吠,吠所怪也。’仆往闻庸、蜀之南,恒雨少日,日出则犬吠。”意思是说屈原曾经作赋说:“邑犬之群吠兮,吠所怪也。”我过去听说庸和蜀地以南的地区,经常下雨,很少见到太阳,太阳一出来,狗便狂叫不止。
合作探究
问题1.(区域认知、综合思维)拉萨被称为“日光城”的地理原因是什么?
提示:拉萨位于青藏高原,海拔高,大气稀薄,大气对太阳辐射削弱作用弱,日照强度大;天气晴朗,阴天少,日照时间长。
问题2.(区域认知、综合思维) “蜀犬吠日”反映出四川盆地太阳辐射量少,其原因是什么?
提示:四川盆地地形封闭,水汽不易扩散,阴雨天气多,云雾多,日照时间短,日照强度弱,所以年太阳辐射总量少。
图1为北半球大气上界太阳辐射分布图,图2为热带雨林、亚寒带针叶林景观及生物量图。生物量指单位面积内生物体的总质量(干重)。据此完成1~2题。
1.北半球大气上界太阳辐射
A.由西向东递减
B.由北向南递减
C.由高纬向低纬递减
D.由低纬向高纬递减
典题应用
√
据图1可知,横坐标为北半球纬度,纵坐标为年总太阳辐射量,太阳辐射量由低纬向高纬递减,故选D。
2.热带雨林和亚寒带针叶林生物量有差异,主要是由于
A.热带雨林分布区土壤肥沃,植被四季常绿
B.热带雨林分布区降水量大,植物体内含水量大
C.亚寒带针叶林分布区太阳辐射量小,植被密度小
D.亚寒带针叶林分布区光照不足,树木植株高大
√
据图2可知,热带雨林生物量大,亚寒带针叶林生物量小。热带雨林位于赤道附近,太阳辐射强,被生物固定的太阳辐射量大,故生物量大,影响因素主要是太阳辐射,不是土壤,A错误;生物量是干重,与植物体内含水量无关,B错误;亚寒带针叶林地区太阳辐射量小,植被层次少,密度小,类型少,故生物量少,与光照关系不大,C正确,D错误。故选C。
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任务二 太阳活动对地球的影响
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1.太阳大气层的结构是怎样的? 各层出现的太阳活动是什么?
2.太阳活动对地球有哪些影响?
问题引领
?
1.太阳大气层:图中A层是_____层,B层是色球层,C层是_____层。
2.太阳风:太阳大气不断释放的高速带电粒子流。
3.太阳活动概况
(1)概念:太阳_____的变化。
新知导学
日冕
光球
大气
(2)主要的太阳活动现象
①太阳黑子:出现在_____层上的黑斑点,其数量的多少和大小是太阳活动强弱的标志。
②太阳耀斑:_____层表面忽然出现的大而亮的斑块,其活动与太阳黑子活动有关。
③日珥:出现于色球层,爆发时会喷射大量_________。
④日冕物质抛射:破坏了_______的流动,是规模最大、程度最剧烈的太阳活动现象。
(3)活动周期:约为___年。
光球
色球
带电粒子
太阳风
11
4.太阳活动对地球的影响
磁场
磁暴
间通信
航空航天
空
5.请把太阳活动及其相关内容连起来:
答案:
拓展深化
太阳活动的规律
规律 表现
周期性 太阳活动周期(从太阳活动极大年到下一次极大年的间隔)大约是11年
同步性 太阳耀斑随太阳黑子的变化同步增减
整体性 太阳黑子增强的年份是太阳耀斑频繁爆发的年份,太阳黑子所在区域之外是太阳耀斑出现频率最多的区域
(2025·辽宁沈阳高一期末)据国家空间天气监测预警中心消息,2024年10月3日太阳大气层爆发高强度耀斑,而后发生日冕物质抛射影响地球。据此完成1~2 题。
1.在此期间,先后发生的太阳活动分别位于太阳的
A.光球层 日冕层 B.色球层 光球层
C.色球层 日冕层 D.日冕层 光球层
典题应用
√
黑子主要出现在光球层,耀斑主要出现在色球层,日冕物质抛射出现在日冕层,材料所述先后发生的太阳活动分别位于色球层和日冕层,C正确。
2.此次太阳活动产生的影响可能有
①干扰海底光缆通信 ②为地表提供光和热 ③信鸽容易迷失方向 ④造成全球气候变暖
A.①② B.①③
C.③④ D.②④
√
太阳活动产生的高能带电粒子流可能会干扰电离层,影响无线电短波通信,对海底光缆通信造成影响,①正确;为地表提供光和热的是太阳辐射的作用,而不是太阳活动的影响,②错误;太阳活动会干扰地球磁场,使信鸽容易迷失方向,③正确; 全球气候变暖主要是由于人类活动排放大量温室气体造成的,与太阳活动关系不大,④错误。故选B。
(2024·河北唐山高一期末) 2023年12月1日晚,某天文爱好者在北京门头沟拍摄到罕见的极光现象(如图)。据此完成3~4题。
3.极光通常出现在地球的
A.高海拔地区 B.高气压地区
C.高纬度地区 D.高湿度地区
√
极光是一种绚丽多彩的等离子体现象,其发生是由于太阳带电粒子流(太阳风)到达地球时,受地球磁场的作用,在地球南北两极附近地区的高空轰击高层大气,使大气电离,产生发光现象,因此极光通常出现在地球的高纬度地区,C正确。
4.极光的出现与太阳活动密切相关,当太阳活动增强时
A.太阳风变得更强劲
B.地球上的天气变化相对平稳
C.太阳黑子数量减少
D.地球上的短波通信更为通畅
√
极光的出现与太阳活动密切相关,当太阳活动增强时,太阳风变得更强劲,A正确;黑子活动和地球降水量有相关性,当太阳活动增强时地球上的天气变化相对不稳定,B错误;当太阳活动增强时,太阳黑子数量较多,C错误;当太阳活动增强时,地球上的无线电短波通信会受到干扰,变的不通畅,D错误。
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教考衔接3 太阳辐射的时空分布及其影响因素
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1.太阳辐射的分布
(1)全球的太阳辐射分布
①空间分布
a.不同纬度分布:由低纬向高纬递减。
b.相同纬度分布:由沿海向内陆递增;地势高处太阳辐射强,地势低处太阳辐射弱。
②时间分布:夏季太阳辐射强于冬季。
(2)我国年太阳辐射总量的空间分布
我国年太阳辐射总量的分布,从总
体上看,是从东部沿海向西部内陆
逐渐增强。高值中心在青藏高原,
低值中心在四川盆地。具体分布如
图所示:
2.影响太阳辐射总量的因素
地表获得太阳辐射量的多少直接取决于太阳辐射强度和日照时间,具体的影响因素包括:纬度、天气、地势、大气透明度等。归纳如图:
(2024·山东日照高一期末)我国年太阳辐射总量分布不均,近四十年来东部地区存在明显减少的趋势。如图示意我国年太阳辐射总量分布。据此完成1~2题。
1.关于我国年太阳辐射总量的分布状
况判断正确的是
A.平原大于盆地
B.哈尔滨多于上海
C.南方多于北方
D.济南大于1 500 kW·h/m2
典题应用
√
根据图和题干信息可知,平原地区的太阳
辐射总量不一定大于盆地地区,如图中塔
里木盆地太阳辐射总量比平原地区高,
A错误;依据图中信息可知,上海和哈尔
滨都位于太阳辐射的可利用区,两者辐射
总量大致相当,B错误;南方地区纬度较
低,太阳高度角较大,但阴雨天气多,北
方地区晴天多,太阳辐射总量较南方地区多,C错误;从图中可以看出,济南的太阳辐射总量大于1 500 kW·h/m2,D正确。
2.近四十年来,我国东部地区年太阳
辐射总量减少,主要原因是
A.全球变暖的影响
B.大气污染物增加
C.降水量显著增加
D.植被覆盖率增加
√
全球变暖不会影响太阳辐射总量,A错误;近四十年来,我国东部地区经济发展速度较快,工业发展快,大气污染物增加,从而降低大气透明度,使到达地面的太阳辐射总量减少,B正确;近四十年降水增加并不明显,C错误;植被覆盖率的增加可以改善局地气候,但对太阳辐射总量的影响相对较小,D错误。
(2024·江苏兴化高一期末) 2021年9月,新疆首个塔式光热电站实现满负荷运行,每年可提供1.98亿度清洁电。如图为塔式光热电站景观图。据此完成3~4题。
3.新疆光热资源丰富的主要原因是
A.纬度低 B.降水多
C.海拔低 D.距海远
√
新疆位于北纬40度左右,属于中纬地区,A错误;新疆位于西北内陆,降水少,B错误;新疆盆地内海拔在1 000米左右,海拔较高,C错误;新疆距海遥远,水汽难以到达,多晴天,日照时间较长,因此光热资源丰富,D正确。
4.下列省市最适宜建设塔式光热电站的是
A.重庆市
B.甘肃省
C.上海市
D.海南省
√
我国太阳能资源丰富区域分布在青藏高原、河西走廊、内蒙古西部地区,甘肃省位于这个区域,因此适宜建设塔式光热电站,B正确;重庆市近四川盆地,为山城,地形较为封闭,水汽难以扩散,多阴雨天气,太阳辐射量少,不适合建设塔式光热电站,A错误;上海市、海南省位于季风气候区,降水多,云量大,太阳能资源不如甘肃丰富,加之塔式光热电站需要大面积的土地,两省土地资源较为稀缺,不适合建设,C、D错误。
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随 堂 达 标
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(2024·浙江杭州高一期末)如图为太阳能及其转换示意图。据此完成1~2题。
1.图中能源属于地质时期生物固定下来的太阳能的有
A.森林、水能
B.石油、天然气
C.风能、煤炭
D.波浪能、石油
√
石油、天然气由地质时期生物能转化而来,生物能是植物通过光合作用固定下来的太阳能,B符合题意;森林是当前的生物,水能、风能、波浪能是当前太阳能通过水循环、大气运动产生的,不是地质时期生物固定下来的太阳能,排除A、C、D。故选B。
2.我国下列地区中,资源条件最适宜建光伏发电站的是
A.东南丘陵
B.辽东半岛
C.青藏高原
D.云贵高原
√
东南丘陵、辽东半岛、青藏高原、云贵高原四个地区中,青藏高原海拔高,空气稀薄,水汽少,晴天多,大气对太阳辐射的削弱作用弱,到达地表的太阳辐射最强,其光照资源条件最适宜建光伏发电站,C符合题意;与青藏高原相比,东南丘陵、辽东半岛、云贵高原处于季风气候区,晴天相对较少,云层厚,大气对太阳辐射削弱作用较强,太阳辐射条件不如青藏高原,排除A、B、D。故选C。
(2025·北京朝阳区高一期末)北京时间2024年5月10~12日,太阳爆发超强耀斑,使地磁发生强烈扰动,引发特大地磁暴事件。我国新疆阿勒泰、黑龙江漠河等多地都出现了绚丽的红色极光。据此完成3~4题。
3.本次太阳耀斑爆发
A.使极光发生的范围扩大 B.增强无线电短波通信稳定性
C.使高层大气的密度降低 D.显著增加了太阳黑子的数量
√
本次太阳耀斑为超级耀斑,会强烈冲击两极附近稀薄的高层大气,使极光范围扩大,A正确;耀斑强烈爆发会干扰电离层,干扰无线电短波通信,B错误;太阳耀斑爆发并不会降低高层大气的密度,C错误;太阳黑子出现在光球层,耀斑出现在色球层,耀斑不会增加太阳黑子的数量,D错误。
4.极光
A.主要发生在我国
B.属于太阳辐射的常见形式
C.只是在夜间发生
D.预示卫星导航或将受干扰
√
极光主要出现在两极地区,太阳活动强烈时我国较高纬度地区能够看到,A错误;极光与太阳活动有关,不是太阳辐射的常见形式,B错误;极光不只是在夜间才发生,只是在夜间较容易被观察,C错误;极光出现代表太阳活动较强,太阳活动会干扰无线电短波通信,进而干扰卫星导航,D正确。
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课 时 测 评
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(2024·安徽滁州高一期中)2023年9月23日,杭州第19届亚运会拉开帷幕,作为首届“碳中和”亚运会,采用了100%绿色电能供应。绿电主要来自青海等地的光伏发电,以及浙江省内的分布式光伏发电。如图为青海省光伏发电场景。据此完成1~2 题。
1.相较于浙江省,青海省进行光伏发电的突出有利条件是
A.经济发达
B.海拔高,气候较为寒冷
C.环境优美
D.晴天多,太阳辐射量大
√
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青海省地处高原内陆,浙江省地处沿海地区。
青海省的晴天较浙江省多,大气稀薄,太阳总
辐射量大,光伏发电量大,D正确;浙江省经
济更发达,A错误;气候寒冷并不是光伏发电
的有利条件,B错误;环境优美对光伏发电影
响较小,C错误。
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2.光伏发电作为绿色电能,反映出太阳辐射能的特点是
A.获取方式简单
B.清洁无污染
C.取之不尽,用之不竭
D.发电量不稳定
√
光伏发电为绿色电能,反映太阳能发电清洁无污染,B正确;但绿色电能并不能反映出太阳能获取方式简单、取之不尽、用之不竭和发电量的稳定性,A、C、D错误。
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能被植物光合作用利用的太阳辐射,称为光合有效辐射(PAR)。如图示意1961~2007年我国年平均PAR强度的空间分布。据此完成3~4题。
3.若仅考虑光合有效辐射,我国农业
生产潜力最大的地区是
A.长江中下游平原
B.四川盆地
C.华北平原
D.青藏高原
√
由图中信息可知,青藏高原地区的PAR强度达到35以上,为全国最大,因此若仅考虑光合有效辐射,我国农业生产潜力最大的地区是青藏高原。
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4.乙地PAR值高于甲地的主要原因是
A.纬度高
B.植被少
C.地势高
D.云雨少
√
甲地位于四川盆地,多阴雨天气,PAR值低;乙地位于内蒙古高原,属干旱、半干旱地区,降水少,多晴朗天气,PAR值高。
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(2024·广东佛山高一期末) 2023年4月23日,小文同学打开“空间天气”网站首页,看见当日的空间天气预报:“未来24小时空间天气状况将出现小地磁暴,短时可达到大地磁暴水平,对信鸽飞行有影响;24~25 日可能出现电离层扰动,影响无线电短波收听效果……”。据此完成5~6题。
5.“空间天气”网页信息预报的对象是
A.太阳辐射 B.太阳活动
C.大气活动 D.天气现象
√
题干信息中空间天气预报涉及磁暴、电离层扰动、影响无线电短波收听效果,这些现象是太阳活动对地球的影响的结果,主要是太阳色球层上的耀斑爆发,会对地球高层大气中的电离层发生扰动,从而影响无线短波通信,B正确。
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6.次日,我国新疆地区出现大面积绚丽极光,与该现象直接相关的是
A.太阳风 B.黑子
C.耀斑 D.日珥
√
极光是由于太阳带电粒子流(太阳风)到达地球时,受地球磁场的作用,在地球高纬度地区的高空,轰击高层大气,使大气电离,产生的发光现象,新疆出现的极光与太阳活动异常强烈有关,A正确。
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(2024·浙江台州高一期末)我国综合性太阳探测专用卫星“夸父一号”主要研究太阳“一磁两暴(即太阳磁场和太阳上两类最剧烈的爆发现象)”的起源及三者之间可能存在的关系。据此完成7~8题。
7.“夸父一号”研究的“两暴”及对应的大气层分别为
①黑子—光球层 ②日珥—光球层 ③耀斑—色球层 ④太阳风—日冕层
A.①② B.①④
C.②③ D.③④
√
“两暴”是太阳上两类最剧烈的太阳活动爆发现象,即耀斑爆发和太阳风,两者都不发生在光球层上,①②错误;耀斑发生在色球层上,太阳风发生在日冕层上,③④正确,故选D。
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8.“两暴”会
A.威胁太空中运行的航天器 B.引起地球低纬地区产生极光
C.影响地球无线电长波通信 D.使地球上激烈天气概率降低
√
“两暴”是太阳上两类最剧烈的太阳活动爆发现象,太阳活动抛射的带电粒子会影响航天器与地表的通信联系,会威胁太空中运行的航天器,A正确;太阳活动抛射的带电粒子在两极形成极光,不是低纬地区,B错误;带电粒子干扰电离层,影响无线电短波通信,C错误;耀斑和太阳风爆发时,黑子数目一般也多,黑子和降水周期有关联,但太阳活动和激烈天气概率关系不大,D错误。
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(2024·四川成都高一期末联考)2023年9月,40米口径射电望远镜项目在西藏日喀则市正式开工。独特的环境条件,使得日喀则成为天文观测的理想之地。该项目建成后将与北京密云、新疆乌鲁木齐、云南昆明和上海天马的观测站(如图)一同遥望星空。据此完成9~10题。
9.日喀则市成为天文观测理想之地得益于
①纬度低,太阳辐射弱 ②地势高,空气较稀薄
③生态好,大气质量好 ④云量多,削弱作用弱
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
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日喀则市位于青藏高原,海拔高,空气稀薄,天高云淡,人烟稀少,空气质量好,适合开展天文观测,②③正确;青藏高原纬度较低,云量少,大气对太阳辐射削弱作用弱,太阳辐射强,①④错。故选C。
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10.不同纬度接受太阳辐射能不同,造成了
A.西藏日喀则与上海天马的太阳辐射差异
B.云南昆明与北京密云的生物量差异
C.上海天马与新疆乌鲁木齐降水量差异
D.北京市中心城区与郊区间的温度差异
√
日喀则与天马位于同纬度地区,其太阳辐射差异的影响因素是地形和天气条件,A错误;上海与新疆降水量差异的原因在于距海远近差异,及地形对水汽的阻挡作用,C错误;北京中心城区与郊区间温度差异是由于城市热岛效应和下垫面性质差异,D错误;昆明与密云由于纬度差异较大,导致太阳辐射量不同,植被生长状况差异大,生物量差异大,B正确。
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(2024·江苏扬州高一期末)如图为某一时期太阳黑子数与我国江淮地区梅雨季节降雨强度的相关系数分布图。据此完成11~12题。
11.图示期间,太阳黑子数与梅雨季节降雨强度
A.均呈正相关
B.均呈负相关
C.没有相关性
D.存在相关性
√
从图中可知,太阳黑子数与梅雨季节降雨强度在湖北省东南部呈负相关,在安徽省大部分地区呈正相关,故两者存在相关性,D正确。
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12.太阳黑子数达最大值时
A.通信卫星信号易受干扰
B.江淮地区降雨增多
C.漠河地区出现极昼现象
D.耀斑爆发强度减弱
√
太阳黑子数达最大值时,太阳活动最强,易影响无线电短波通信,即通信卫星信号易受干扰,A正确;不同地区降雨强度与黑子相关度不同,江淮地区降雨强度不一定会增大,B错误;极昼与地球公转运动有关,极昼现象出现在极圈以内,且漠河地区纬度相对较低,无极昼现象,C错误;太阳黑子数达最大值时,太阳活动最强,耀斑爆发强度增加,D错误。
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13.(16分)(2024·湖北武汉高一联考) 阅读图文材料,完成下列要求。
磁纬度是地球磁场坐标的要素之一,磁极点的磁纬度为90°,越靠近磁极的是高磁纬度,反之则为低磁纬度,地球磁场的南北极点与地理南北极点并不重合,磁场的南北极每年都有变化。在北半球,现在磁极点的位置在阿拉斯加州以北,宋代时期,北半球的磁极中心靠近西伯利亚一带。距磁极点约30°以内的范围常出现极光,这个区域称为极光区。大多数极光发生在被称为极光带的高纬度条带状区域内,从地球上空俯瞰,极光带呈现为一个在日侧较窄、在夜侧较宽的卵形区域,因此也被称为极光卵。极光产生的高度范围为距离地面的80~1 000 千米,主要集中在90~400千米。在300千米以上,是以波长670纳米的浅红色为主;200~300千米,以
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波长630纳米的深红色为主;100~200千米,以波长557.7纳米的绿色为主;100千米以下,则是蓝色、紫色或多种颜色混合成的深红色。由于红色光折射率低,所以距离磁极越远,观赏到的极光则以红色居多。如图示意地球磁纬度分布,其中甲地为格陵兰岛、乙地为拉布拉多半岛、丙地为西伯利亚、丁地为新西兰南岛。
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(1)简述如图中甲、乙、丙、丁四地最适合观测极光的地点,并说出理由。(6分)
答案:乙地。理由:现在磁极点位置在阿拉斯加州以北地区;乙地距现今磁极点较近,磁纬度高;乙地接近人口密集区,更易观测到极光。
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(2)在图中丁地区拍摄的极光多以红色为主,而甲、乙、丙地区拍摄的极光却以绿色居多,试分析其主要原因。(6分)
答案:丁地为新西兰南岛,距南半球磁极点较远,由于红色光线折射率较低,故丁地观测到的极光多以红色为主;甲、乙、丙三地距北半球磁极点较近,故以波长较短的绿色极光为主。
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(3)简析在古代中国,人们比现在更易观赏到极光的主要原因。(4分)
答案:宋代时期,北半球磁极中心在西伯利亚一带;中国距西伯利亚较近,故古代中国更易观赏到极光。
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14.(16分)(2024·山东潍坊高一期中)阅读图文材料,完成下列要求。
2021年,新疆第一座光热发电站——哈密50兆瓦熔盐塔式光热发电站并网发电。太阳能光热电站是通过数以十万计的反光板聚焦太阳能,通过加热高塔顶端的锅炉,产生蒸汽,进而驱动发电机发电。下面如图示意某日该地天气晴好条件下太阳辐射量日变化,如图示意熔盐塔式光热发电站景观。
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(1)据图描述哈密太阳辐射量日变化特征。(4分)
答案:日落后到日出前(夜晚),太阳辐射量为0;日出后(白天),太阳辐射量先增大后减小,正午达到最大。
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(2)分析哈密市建设光热发电站的有利条件。(6分)
答案:晴天多,日照时间长,太阳能资源丰富;地广人稀,土地面积广阔;政策支持。
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(3)为提高该发电站光热转化效率,从反光板使用的角度提出建议。(6分)
答案:保持反光板清洁;根据太阳高度调整反光板角度;采用高反射率的反光板。
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谢 谢 观 看
第二节 太阳对地球的影响
1.太阳概况
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