摘要:
**基本信息**
以“概念-原理-应用”逻辑链构建地球运动专项体系,通过四步流程、公式化计算等方法实现重难突破,强化综合思维与地理实践力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|时间计算与日期变更|4题|四步计算法(定时-定向-定差-定值)、行程时间公式、日期范围比值计算|从地方时/区时概念到日期变更原理,推导新旧天范围计算|
|昼夜长短计算|3题|弧长法、日出日落时间法、时空对称规律|基于地球公转原理,建立昼长与纬度/时间的量化关系|
|正午太阳高度应用|5题|H=90°-纬度差公式、楼间距/热水器角度计算模型|结合太阳直射点移动规律,拓展至生活场景应用|
|太阳视运动与日影|7题|轨迹图判读、方位角/高度角日变化规律、影长/方位推断|从视运动轨迹分析到日影观测,关联地球自转与公转效应|
内容正文:
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重难专项02
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地球运动的地理意义(黑吉辽蒙专用)
小重难实战演练
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重难专项02 地球运动的地理意义(黑吉辽蒙专用)
专项训练
目 录
重难·知识剖析 1
重难·实战演练 9
重难·知识剖析
重难点1 时间计算与日期变更
一、地方时与区时的计算
1. 地方时和区时的计算步骤
(1)定时:确定用于计算的参照时间,注意区分地方时和区时。
(2)定向:确定两地相对的东西方向。
(3)定差:确定两地的时区差(同减异加),区时差=时区差×1小时;确定两地的经度差(同减异加),地方时差=两地经度差×4分钟/度。
(4)定值:所求区时=已知区时±时区差×1小时;所求地方时=已知地方时±地方时差×1小时。
2.与行程有关的时间计算方法
若有一架飞机某日某时从A地起飞,经过m小时飞行,降落在B地,求飞机降落时B地的时间。这类问题若能建立下列关系,也就不难解答了。
计算公式如下:程时间(m)
降落时B地时间=起飞时A地时间±时差+行程时间(m)(注意:“+、-”号的选取原则为“东加西减”。)
二、日期的变更与计算
1. 明确日期的变更特点
(1)经线展开图示
顺着地球自转的方向,过0时经线日期要加一天,过国际日界线日期则要减一天。如下图所示。
(2)极地投影图示
2. 确定日期范围经线
(1)新的一天范围,从0时所在经线向东到180°经线。
(2)旧的一天范围,从0时所在经线向西到180°经线。
3. 计算日期比值
新的一天范围大小的计算方法:180°经线的地方时是X时,新的一天范围就占X个时区。则:
(1)新的一天范围占全球范围的比值=X/24。
(2)旧的一天范围占全球范围的比值=1-X/24。
(3)新旧两天范围的比值=X/(24-X)。
重难点2 昼夜长短计算
1. 昼夜长短的计算
(1)根据昼弧或夜弧的长度进行计算:昼(夜)长时数=昼(夜)弧所跨度数/15°
(2)根据日出或日落时间进行计算:地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份,如下图所示:
①昼长时数=(12-日出时间)×2=(日落时间-12)×2;
②夜长时数=日出时间×2=(24-日落时间)×2。
(注:以上两个计算公式的日出时间、日落时间均为地方时。另外,昼长时数=日落时间-日出时间,此公式中的日出时间、日落时间统一标准即可。)
(3)利用空间的对称性计算昼夜长短
①同一纬线上各点的昼夜状况、日出和日落时间相同。
②南北半球同纬度地区的昼夜长短状况相反:θ°N的昼长=θ°S的夜长。
(4)利用时间的对称性计算昼夜长短
①关于冬至日或夏至日对称的两个日期(A与B或C与D):昼夜长短状况相同。
②关于春分日或秋分日对称的两个日期(B与C或D与E):昼夜长短状况相反(一个日期的昼长与另一个日期的夜长相等)。
③关于春分日或秋分日对称的两个日期(B与C或D与E):日出时间与6时(二分日日出时间)的差值相等,日落时间与18时的差值相等。
2. 昼夜长短的比较
(1)利用纬度比较。
例如,北半球夏至日,北半球纬度越高昼越长(极圈以内不变化),南半球纬度越高昼越短(极圈以内不变化)。
(2)利用日出、日落的地方时比较。
如果材料信息中的时间不是地方时(如所给时间为北京时间),需通过时间计算转换为地方时。昼夜长短、日出早晚的描述通常以典型区域的特殊时间如二至日、二分日等做参照,比如,北京所在纬度(40°N)二至日的日出、日落时间和昼长是常用的参照时间,见下图。
重难点3 正午太阳高度的应用
1. 正午太阳高度的变化规律
(1)纬度变化规律
①同一时刻,正午太阳高度由太阳直射点所在纬线向南、北两方降低。
②同一纬线上,正午太阳高度相同。
③与太阳直射点所在纬线的纬度差相等的两条纬线上的正午太阳高度相同。
(2)季节变化规律
①极值
北回归线及其以北地区
6月22日前后达最大值,12月22日前后达最小值
南回归线及其以南地区
12月22日前后达最大值,6月22日前后达最小值
南北回归线之间(除赤道外)
一年有两次最大值(太阳直射时最大),一次最小值(南半球出现在6月22日前后,北半球出现在12月22日前后)
赤道地区
一年有两次最大值(春分日、秋分日)两次最小值(夏至日、冬至日)
②变化幅度
南、北回归线之间
纬度越高,正午太阳高度的变化幅度越大(由23°26’增大至46°52,赤道上为23°26',回归线上为46°52')
南回归线至南极圈之间或北回归线至北极圈之间
各纬度正午太阳高度的变化幅度相同(均为46°52’)
南极圈以南或北极圈以北
纬度越高,正午太阳高度的变化幅度越小(由46°52'减小至23°26’,极圈处为46°52',极点处为23°26')
2. 正午太阳高度的计算方法
(1)公式:正午太阳高度H=90°-两点纬度差。
(2)说明:“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则,即两点同在北(南)半球,则两点纬度“大数减小数”;两点分属南北不同半球,则两点纬度相加。
(3)举例:下图所示,假设太阳直射10°N,A地(42°N)、B地(23°26'N)、C地(23°26'S)三地的正午太阳高度分别为90°减去三地与太阳直射点的纬度差(a、b、c)。
A地正午太阳高度=90°-a=90°-(42°-10°)=58°
B地正午太阳高度=90-b=90°-(23°26’-10°)=76°34'
C地正午太阳高度=90°-c=90°-(23°26'+10°)=56°34'
3. 正午太阳高度的应用
(1)确定地方时
当某地太阳高度达一天中最大值时,就是一天的正午时刻,此时当地地方时是12时。
(2)判断所在地区的纬度
当太阳直射点位置一定时,如果已知当地的正午太阳高度,就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度,正午太阳高度就相差多少度”的规律,求出当地的地理纬度。
(3)确定房屋的朝向
为了获得最充足的太阳光照,各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。
①北回归线以北的地区,正午太阳位于南方,房屋多朝南。
②南回归线以南的地区,正午太阳位于北方,房屋多朝北。
(4)判断日影长短及方向
①日影永远朝向背离太阳的方向。
②太阳高度越大,日影越短;反之,日影越长。
③北极点日影朝正南,南极点日影朝正北。
④北回归线以北的地区,正午的日影全年朝向正北,冬至日日影最长,夏至日日影最短;南回归线以南的地区,正午的日影全年朝向正南,夏至日日影最长,冬至日日影最短;南、北回归线之间的地区,正午日影夏至日朝向正南、冬至日朝向正北,直射时的影长为0。
(5)计算楼间距、楼高
为了保证一楼全年都有阳光照射,北回归线以北地区建造楼房时,两楼之间的最短距离应大于L=h·cot H(H:冬至日正午太阳高度)。
(6)计算太阳能热水器的安装角度
集热板与地面之间的夹角(β)和当天正午太阳高度(H)互余(如图,β+H=90°)时的效果最佳。
重难点4 太阳视运动与日影朝向
1. 太阳视运动轨迹图
太阳视运动轨迹图是以观测点为中心,目视太阳在天球上运行所形成的轨迹示意图。太阳视运动分析的三个关键点:日出点、正午点、日落点,要找准三个时间点的太阳方位及对应的地方时。
(1)典型区域太阳视运动轨迹图
①赤道地区
②其他地区
(2)太阳视运动轨迹的描述(以北温带为例)
时间
太阳直射点位置
太阳位置变化
春、秋分日
赤道
正东→东南→正南→西南→正西
夏半年
北半球
东北→正东→东南→正南→西南→正西→西北
冬半年
南半球
东南→正南→西南
2. 日出、日落及正午太阳方位的判断
地区
日出、日落太阳方位
正午太阳方位
非极昼、极夜地区
北半球夏半年太阳从东北升起、西北落下;二分日太阳从正东升起、正西落下;北半球冬半年太阳从东南升起、西南落下(纬度越高,偏角越大)
直射点所在地的正午太阳位于天顶,该地以北地区的正午太阳在天顶以南,以南地区的正午太阳在天顶以北
北半球极昼区(除北极点外)
正北日出,正北日落
正午太阳在正南天空
南半球极昼区(除南极点外)
正南日出,正南日落
正午太阳在正北天空
极点
极点出现极昼时,太阳不升不落,全天太阳高度相同
3. 太阳方位角和太阳高度角的日变化
(1)太阳方位角
①定义与测量基准
太阳方位角:太阳光线在地平面上的投影与当地子午线(或经线)的夹角,用以表示太阳在天空中的方位,其取值范围为0°至360°。
测量基准:太阳方位角以目标物的正北方向为0°起点,沿顺时针方向测量至太阳光线入射方向,角度值逐渐增大至360°。由此可知,正东方向为90°,正南方向为180°,正西方向为270°。
②太阳视运动是匀速的。日晷晷针的影子在晷盘上的移动是匀速的,因为晷盘与太阳视运动轨迹平行。
③太阳方位角变化和地物影子转动不是匀速的。正午前后最快,日出、日落前后最慢,北半球在夏至日最明显。
(2)太阳高度角的日变化
①太阳高度角的日变化不是匀速的。与方位角的日变化相反,太阳高度角正午前后最慢,日出、日落最快。
②太阳高度及方位示意图
图像说明:圆圈及数值表示太阳高度,十字坐标表示方位,右图中圆点数值代表时刻。
判读要点:日出、日落、正午时刻的太阳高度和方位。
解读示例:由左图中曲线可知,北京夏至日日出东北,太阳高度为0°;正午太阳位于正南,正午太阳高度为73°26′;日落西北,太阳高度为0°。
4. 日影观测
(1)影长变化:根据太阳高度的大小判断影长,例如,日出时影长最长,之后缩短,正午时日影最短,之后变长,日落时影子又最长,直射点上无影子(与物体重合)。
(2)影子方位变化:影子位于太阳方位相反方位,根据太阳方位即可推知影子方位。
重难·实战演练
【新情境:时间计算与传统文化相结合】(2026·辽宁抚顺·一模)成都市(约31°N,104°E)文化公园中,有参照《淮南子·天文训》中天干地支、四维方向对应二十四节气组成的圆形图案。小明在该图案的圆心竖立一根细杆,观测太阳视运动。在夏至日日出时刻(北京时间6:02)观测到日影指向“申”(如图)。据此完成1-2小题。
1.该城市夏至日日落时刻日影指向( )
A.庚 B.戌 C.辛 D.辰
2.该城市夏至日日出时刻,全球新旧两天范围比值最接近( )
A.6:8 B.7:5 C.5:7 D.8:6
【答案】1.D 2.C
【解析】1.成都市位于北回归线以北,夏至日日出东北、日落西北。日出时刻(北京时间6:02)日影指向“申”,可知太阳方位为“寅”;结合太阳视运动规律,日落时太阳方位为“戌”,日影与太阳方位相反,故日影指向“辰”,D正确,排除ABC。
2.北京时间(120°E地方时)为6:02时,180°经线的地方时为6:02+=10:02,则新的一天占比约为,旧的一天占比为1-=,则新旧两天范围比值约为,即,C正确,排除ABD。
【新考法:昼夜长短变化与太阳辐射相结合】(2026·黑吉辽蒙卷·高考真题)辐射是地面能量收支的主要方式,太阳辐射和地面有效辐射(地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差)共同影响近地面大气温度的变化。图1示意我国某地(23°08′N)逐月日照时数及总云量的多年平均值。图2示意地面有效辐射年变化类型。据此完成3-5小题。
3.昼长与云量对该地日照时数影响一致的时段是( )
A.2-3月 B.4-5月 C.6-7月 D.8-9月
4.该地地面有效辐射年变化类型是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
5.依据辐射情况推断该地平均气温日较差最大的季节是( )
A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季
【答案】3.B 4.B 5.C
【解析】3.北半球23°08′N,靠近北回归线,由于题目考查为月份,并非精准日数,故可参照北回归线分析。夏至(6月22日)前昼长逐月变长,夏至后昼长逐月变短;云量越多,对太阳辐射的遮挡削弱越强,日照时数越少。若两个因素对日照时数的影响方向相同(共同使日照增加/共同使日照减少),即为影响一致。结合图1分析:2-3月夏至前昼长变长(促进日照增加),但总云量2月<3月,云量增加(抑制日照增加),二者影响方向相反,A错误;4-5月仍在夏至前,昼长变长(促进日照增加),总云量4月>5月,云量减少(促进日照增加),二者影响方向一致,B正确;在夏至后的7月昼长变短(抑制日照增加),总云量6月>7月,云量减少(促进日照增加),二者影响方向相反,C错误;8-9月处于夏至后昼长变短(抑制日照增加),总云量8月>9月,云量减少(促进日照增加),二者影响方向相反,D错误。
4.地面有效辐射=地面辐射-地面吸收的大气逆辐射,温度越高,地面辐射越强,有效辐射越大;云量越多,大气逆辐射越强,有效辐射越小。该地为我国23°08′N,属于华南亚热带季风气候区:从图1可知,春季(3-5月)总云量是全年最高,且春季温度较低,整体有效辐射最低;夏季(6-8月)温度升高,但受雨季影响,云量整体偏多,大气逆辐射强,有效辐射略有上升;秋季雨带退出,云量减少,大气逆辐射减弱,有效辐射迅速回升;冬季虽然云量较少,大气逆辐射较弱,但是温度低,地面辐射弱,有效辐射降低。符合乙曲线变化特征,ACD错误,B正确。
5.春季总云量最多,阴雨天气频繁,白天日照时数最短且云层削弱太阳辐射强,夜晚大气保温作用强,气温日较差偏小,A错误;夏季日照时数较大,但是总云量较大,雨季多云多雨,昼夜升温、降温幅度均被云层缓冲,气温日较差较小,B错误;秋季雨带南撤,总云量持续大幅减少,晴天多且日照时数依然处于较高位置;白天光照充足升温剧烈,夜晚大气逆辐射弱散热快,气温日较差全年最大,C正确;冬季昼长短,正午太阳高度小,且日照时数较短,白天获得太阳辐射少,最高气温偏低,昼夜温差小于秋季,D错误。
【新情境:印度半岛西高止山气候差异与地球运动关系】(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)西高止山沿印度半岛西海岸分布,呈西北—东南走向。位于该山地的甲、乙两区土壤水分特征受气温、降水和坡向影响显著。下图示意从上一年12月21日到当年12月21日甲、乙两区不同日期正午太阳高度以及雨季(灰色)多年平均时长。据此完成6-8小题。
6.5月和10月的甲、乙两区多年平均土壤含水率中最小值出现在( )
A.5月甲区 B.10月甲区 C.5月乙区 D.10月乙区
7.甲、乙两区南北坡太阳辐射存在差异,由此导致旱季土壤含水率( )
A.南坡高于北坡,且甲区南北坡之间差异更小
B.南坡高于北坡,且乙区南北坡之间差异更小
C.北坡高于南坡,且甲区南北坡之间差异更大
D.北坡高于南坡,且乙区南北坡之间差异更大
8.雨季甲区山脉西坡土壤表层物质较东坡更易发生的变化是( )
A.粗粒比例降低 B.盐分聚集 C.风化碎屑增加 D.养分流失
【答案】6.A 7.C 8.D
【解析】6.读图可知,甲、乙两区5月处于旱季,气温较高,蒸发量较大,多年平均土壤含水率较低,10月处于雨季之后,受雨季降水补给较多,多年平均土壤含水率较高,BD错误;6月21日(夏至日前后)太阳直射北回归线,甲区正午太阳高度为85°,乙区正午太阳高度为75°,根据两地纬度差等于两地正午太阳高度差,可以计算出甲区纬度约为18.5°N,乙区纬度约为8.5°N。5月太阳直射点位于甲地附近,甲区太阳辐射量更多,蒸发量更大,多年平均土壤含水率比乙区小,A正确,C错误。故选A。
7.读图可知,旱季正午太阳位于两地南方天空,甲乙两区南坡为阳坡、北坡为阴坡,南坡接受太阳辐射量更多,蒸发量更大,多年平均土壤含水率更低,AB错误。结合上题可知,甲区的纬度高于乙区(乙区更接近赤道),因此甲区太阳位于偏南方的时间整体更长,导致甲区南坡和北坡接受太阳辐射量的差异更大,因此,甲区旱季土壤含水率的南北坡差异更大,C正确,D错误。故选C。
8.结合材料及所学知识可知,西高止山脉地处热带季风气候区,雨季时受西南季风影响,山脉西坡为西南季风迎风坡、东坡为背风坡,导致西坡降水显著高于东坡,流水侵蚀和搬运作用更强,细颗粒物质更容易被侵蚀,由此导致西坡土壤表层物质中粗粒比例增加,A错误;西坡土壤表层物质盐分被流水搬运,导致盐分淋失,不会聚集,B错误;西坡降水量较多,流水侵蚀和搬运能力更强,风化碎屑受侵蚀和搬运作用被带走,导致风化碎屑数量减少,C错误;西坡受流水侵蚀作用更强,导致土壤表层养分流失更多,D正确。故选D。
【新考法:时间计算考查与传统文化相结合】(2026·内蒙古包头·二模)某清华大学的学生给母校寄回了一张清华园拍摄的日晷照片(下图)。该学生所附的介绍中提到:“晷盘晷针贯穿盘面(两侧均有晷针),针的另一端正指该地北极星方向。晷盘两面均有时辰刻度,夏半年看一面,冬半年看另一面,春、秋分两面都可看”。据此完成9-10小题。
9.推测该照片拍摄日期可能是( )
A.5月1日 B.6月1日
C.9月1日 D.10月1日
10.该照片拍摄的时间可能是北京时间( )
A.10点前后 B.12点前后
C.14点前后 D.16点前后
【答案】9.D 10.C
【解析】9.晷针北端指向北极星,晷盘平行于赤道面;夏半年(春分3.21-秋分9.23)太阳直射北半球,太阳照射晷盘北侧(朝向北极的一侧),观测北侧盘面;冬半年(秋分9.23-次年春分3.21)太阳直射南半球,太阳照射晷盘南侧,观测南侧盘面。从图中可见指向北极星的晷针出现在当前观测面,说明拍摄于冬半年,D正确。
10.正午12:00时,太阳在正南,影子在正北。下午时,太阳移至西南方向,影子则应偏向北偏东;图中影子偏向东方,说明是下午,AB错误;该地经度约为116°E,与北京时间(120°E)相差4°,即时间相差16分钟,当地时间晚于北京时间。北京时间14:00,当地约13:44;距离正午仅过了约1小时45分钟,影子偏离正北的角度较小(约26°),与图示角度“基本一致”,C正确;北京时间16:00 ,当地约15:44;距离正午已近4小时,影子偏离角度应很大(约60°),与图示角度不符,D错误。
【新情境:结合成都遮阳方式考查太阳高度角的应用】(2026·辽宁沈阳·三模)成都市地处我国西南,夏季闷热,冬季阴冷。安装外置遮阳设施是当地居民普遍采取的一种改善室内温度,降低能耗的有效措施。图1示意四种固定式外遮阳模式。图2为成都市制冷期不同时刻(北京时间)太阳高度角的变化曲线。据此完成11-12小题。
11.成都市当地制冷期可采取的最适宜的遮阳方式为( )
A.东向窗,水平式外遮阳 B.西向窗,挡板式外遮阳
C.南向窗,垂直式外遮阳 D.北向窗,综合式外遮阳
12.制冷期内,北向窗外置遮阳设施作用消失的时间约为( )
A.16:00 B.18:00 C.20:00 D.22:00
【答案】11.B 12.C
【解析】11.东向窗早晨太阳高度角低,光线从东侧低角度照射,水平式仅能遮挡高角度上方阳光,无法遮挡低角度阳光,A错误;西向窗下午西晒,太阳高度角较低,光线从西侧照射,挡板式外遮阳可直接阻挡低角度阳光,适配西向窗,B正确;南向窗夏季正午太阳高度角大,阳光多从上方入射,适合水平式遮阳,垂直式无法有效遮挡南向高角度阳光,C错误;成都夏季日出东北、日落西北,北向仅在早晚接收到低角度侧方阳光,适合垂直式遮阳即可,不需要综合式遮阳,D错误。
12.成都制冷期(1月1日为1d,140d≈5月20日,240d≈8月28日)太阳从东北升起、西北落下。因此北向窗户在一天中有两个时段会受到太阳照射。遮阳设施“作用消失”的含义:太阳从西北方照射北向窗户,直到日落不再照射的时刻。图2中的曲线表示北京时间不同时刻的太阳高度角,成都经度约104°E,北京时间(120°E)比成都地方时早约1小时。图2中6:00的高度角曲线在制冷期(140—250天)大部分时段在0°附近甚至为负值,说明此时太阳刚出或尚未日出,地方时约5点。根据太阳视运动的对称性,北京时间20:00(地方时约19点)为日落前后,因此20:00太阳高度角也接近0°,北向窗户不再受太阳照射,外置遮阳设施的作用随之消失,C正确,ABD错误。
【新考法:根据地球照片考查地球运动知识点】(2026·江苏·高考真题)下图为“宇航员从飞船拍摄的地球背光面照片”,此时直布罗陀海峡(36°N,6°W)所在时区的区时为0时27分。据此回答13-15小题。
13.下列图中地球自转方向(箭头标示)正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
14.照片拍摄时,北京时间为( )
A.3时27分 B.8时27分
C.16时27分 D.20时27分
15.能正确示意拍摄时地球、金星、飞船位置关系的是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】13.A 14.B 15.B
【解析】13.结合直布罗陀海峡的地理位置判断:直布罗陀海峡北侧为欧洲,南侧为非洲,对应题干照片中直布罗陀海峡的位置,左上侧为欧洲、右下侧为非洲,因此图中方向为下西上东,地球自西向东自转,箭头方向应为自左下(西)指向右上(东),对应A选项的箭头方向,A正确,BCD错误。
14.时区计算:6°W位于零时区(中时区),题目给出中时区区时为0时27分。北京时间是东八区的区时,东八区比中时区早8小时,计算得0:27+8=8:27,因此北京时间为8时27分,B正确。
15.拍摄地球背光面,三者排布必须为太阳—地球—飞船,地球分隔太阳与飞船,ACD错误;B图中排布顺序太阳—地球—飞船,符合背光面成像条件;金星位于地球内侧轨道、画面左侧方位,飞船视角可同时拍到地球暗面与左侧金星,完全匹配题图,B正确。
【新情境:根据天体绕北极星运动轨迹图考查地球运动】(2026·浙江·高考真题)北极星周围的天体环绕北极星旋转是地球自转、公转运动的直接反映。我国某中学小丁同学选择了北极星周边P、Q两个明亮天体进行跟踪观测。下图为观测到的这两个天体绕北极星运动轨迹图,图中示意P、Q两天体在K日20时的位置。完成16-17小题。
16.小丁发现K日20时,从北极星到Q天体的连线方向指向地面的( )
A.偏东方 B.偏南方
C.偏西方 D.偏北方
17.K日20时小丁对P天体连续观测了两小时,而对Q天体每天20时观测一次,自K日起连续观测了两个月。正确的观测记录是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】16.A 17.D
【解析】16.北极星位于北半球观测者的正北天空,观测者面向北极星观测时,方位遵循前北后南、左西右东。从观测轨迹图可以看出,Q天体位于北极星的观测者视角右侧,对应方位为偏东方,因此北极星到Q天体的连线方向指向地面偏东方,A正确,BCD错误。
17.天体绕北极星的视运动是地球自转的反映,面向北极星观测时,天体视运动方向为逆时针,地球自转角速度约为15°/小时,结合观测要求分析:
P天体的位置变化:对P连续观测2小时,P沿逆时针方向移动了2×15°=30°,新位置位于原位置逆时针方向30°处,可直接排除P移动方向为顺时针的①、②,AB错误;
Q天体的位置变化:每天20时为太阳日(钟表时间),一个恒星日(地球自转真正周期)比太阳日短约4分钟,因此每天同一太阳时,恒星会比前一天多沿逆时针方向移动约1°;连续观测两个月共约60天,Q累计移动约60×1°=60°,新位置在原位置逆时针方向60°处;③中Q天体运动方向为顺时针,与理论视运动方向相反;④中P移动30°、Q移动60°完全符合观测规律。C错误,D正确。
【新考法:通过对新慨念解读考查】(2026·山东·高考真题)家住山东省某地的小明,在课外书中看到利用“等影”法测定本地子午线的介绍(下图)。小明对“等影”法进行了系列探究。据此完成18-19小题。
18.下列操作中,会导致小明测定本地子午线的结果出现偏差的是( )
A.未绘制半径为50cm的圆 B.使用60cm长的立杆
C.将每个同心圆的半径增加5cm D.将立杆向日出方向倾斜10°
19.小明利用“等影”法准确地绘制了当地二至日的立杆影尖轨迹。他绘制的影尖轨迹图是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】18.D 19.A
【解析】18.等影法测定子午线的核心要求是立杆垂直于地面,这样才能保证影尖轨迹对称,中点与圆心的连线为正南北方向,将立杆向日出方向倾斜10°,立杆不再垂直地面,影尖轨迹会失去对称性,导致测定的子午线出现偏差,D正确;未绘制半径为50cm的圆,其他圆仍可完成取点、连线、找中点的操作,不会出现偏差,A错误;使用60cm长的立杆,只是影长整体变化,影尖在同心圆上的交点仍对称,不影响子午线测定,B错误;将每个同心圆的半径增加5cm,影尖交点依然对称,不影响结果,C错误。
19.对山东来说,正午太阳始终在南方,因此正午影尖始终在北方,可以排除B、D;冬至日东南日出、西南日落,影尖分别在西北、东北,夏至日东北日出、西北日落,影尖分别在西南、东南,A正确,C错误。
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重难专项02 地球运动的地理意义(黑吉辽蒙专用)
专项训练
目 录
重难·知识剖析 1
重难·实战演练 9
重难·知识剖析
重难点1 时间计算与日期变更
一、地方时与区时的计算
1. 地方时和区时的计算步骤
(1)定时:确定用于计算的参照时间,注意区分地方时和区时。
(2)定向:确定两地相对的东西方向。
(3)定差:确定两地的时区差(同减异加),区时差=时区差×1小时;确定两地的经度差(同减异加),地方时差=两地经度差×4分钟/度。
(4)定值:所求区时=已知区时±时区差×1小时;所求地方时=已知地方时±地方时差×1小时。
2.与行程有关的时间计算方法
若有一架飞机某日某时从A地起飞,经过m小时飞行,降落在B地,求飞机降落时B地的时间。这类问题若能建立下列关系,也就不难解答了。
计算公式如下:程时间(m)
降落时B地时间=起飞时A地时间±时差+行程时间(m)(注意:“+、-”号的选取原则为“东加西减”。)
二、日期的变更与计算
1. 明确日期的变更特点
(1)经线展开图示
顺着地球自转的方向,过0时经线日期要加一天,过国际日界线日期则要减一天。如下图所示。
(2)极地投影图示
2. 确定日期范围经线
(1)新的一天范围,从0时所在经线向东到180°经线。
(2)旧的一天范围,从0时所在经线向西到180°经线。
3. 计算日期比值
新的一天范围大小的计算方法:180°经线的地方时是X时,新的一天范围就占X个时区。则:
(1)新的一天范围占全球范围的比值=X/24。
(2)旧的一天范围占全球范围的比值=1-X/24。
(3)新旧两天范围的比值=X/(24-X)。
重难点2 昼夜长短计算
1. 昼夜长短的计算
(1)根据昼弧或夜弧的长度进行计算:昼(夜)长时数=昼(夜)弧所跨度数/15°
(2)根据日出或日落时间进行计算:地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份,如下图所示:
①昼长时数=(12-日出时间)×2=(日落时间-12)×2;
②夜长时数=日出时间×2=(24-日落时间)×2。
(注:以上两个计算公式的日出时间、日落时间均为地方时。另外,昼长时数=日落时间-日出时间,此公式中的日出时间、日落时间统一标准即可。)
(3)利用空间的对称性计算昼夜长短
①同一纬线上各点的昼夜状况、日出和日落时间相同。
②南北半球同纬度地区的昼夜长短状况相反:θ°N的昼长=θ°S的夜长。
(4)利用时间的对称性计算昼夜长短
①关于冬至日或夏至日对称的两个日期(A与B或C与D):昼夜长短状况相同。
②关于春分日或秋分日对称的两个日期(B与C或D与E):昼夜长短状况相反(一个日期的昼长与另一个日期的夜长相等)。
③关于春分日或秋分日对称的两个日期(B与C或D与E):日出时间与6时(二分日日出时间)的差值相等,日落时间与18时的差值相等。
2. 昼夜长短的比较
(1)利用纬度比较。
例如,北半球夏至日,北半球纬度越高昼越长(极圈以内不变化),南半球纬度越高昼越短(极圈以内不变化)。
(2)利用日出、日落的地方时比较。
如果材料信息中的时间不是地方时(如所给时间为北京时间),需通过时间计算转换为地方时。昼夜长短、日出早晚的描述通常以典型区域的特殊时间如二至日、二分日等做参照,比如,北京所在纬度(40°N)二至日的日出、日落时间和昼长是常用的参照时间,见下图。
重难点3 正午太阳高度的应用
1. 正午太阳高度的变化规律
(1)纬度变化规律
①同一时刻,正午太阳高度由太阳直射点所在纬线向南、北两方降低。
②同一纬线上,正午太阳高度相同。
③与太阳直射点所在纬线的纬度差相等的两条纬线上的正午太阳高度相同。
(2)季节变化规律
①极值
北回归线及其以北地区
6月22日前后达最大值,12月22日前后达最小值
南回归线及其以南地区
12月22日前后达最大值,6月22日前后达最小值
南北回归线之间(除赤道外)
一年有两次最大值(太阳直射时最大),一次最小值(南半球出现在6月22日前后,北半球出现在12月22日前后)
赤道地区
一年有两次最大值(春分日、秋分日)两次最小值(夏至日、冬至日)
②变化幅度
南、北回归线之间
纬度越高,正午太阳高度的变化幅度越大(由23°26’增大至46°52,赤道上为23°26',回归线上为46°52')
南回归线至南极圈之间或北回归线至北极圈之间
各纬度正午太阳高度的变化幅度相同(均为46°52’)
南极圈以南或北极圈以北
纬度越高,正午太阳高度的变化幅度越小(由46°52'减小至23°26’,极圈处为46°52',极点处为23°26')
2. 正午太阳高度的计算方法
(1)公式:正午太阳高度H=90°-两点纬度差。
(2)说明:“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则,即两点同在北(南)半球,则两点纬度“大数减小数”;两点分属南北不同半球,则两点纬度相加。
(3)举例:下图所示,假设太阳直射10°N,A地(42°N)、B地(23°26'N)、C地(23°26'S)三地的正午太阳高度分别为90°减去三地与太阳直射点的纬度差(a、b、c)。
A地正午太阳高度=90°-a=90°-(42°-10°)=58°
B地正午太阳高度=90-b=90°-(23°26’-10°)=76°34'
C地正午太阳高度=90°-c=90°-(23°26'+10°)=56°34'
3. 正午太阳高度的应用
(1)确定地方时
当某地太阳高度达一天中最大值时,就是一天的正午时刻,此时当地地方时是12时。
(2)判断所在地区的纬度
当太阳直射点位置一定时,如果已知当地的正午太阳高度,就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度,正午太阳高度就相差多少度”的规律,求出当地的地理纬度。
(3)确定房屋的朝向
为了获得最充足的太阳光照,各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。
①北回归线以北的地区,正午太阳位于南方,房屋多朝南。
②南回归线以南的地区,正午太阳位于北方,房屋多朝北。
(4)判断日影长短及方向
①日影永远朝向背离太阳的方向。
②太阳高度越大,日影越短;反之,日影越长。
③北极点日影朝正南,南极点日影朝正北。
④北回归线以北的地区,正午的日影全年朝向正北,冬至日日影最长,夏至日日影最短;南回归线以南的地区,正午的日影全年朝向正南,夏至日日影最长,冬至日日影最短;南、北回归线之间的地区,正午日影夏至日朝向正南、冬至日朝向正北,直射时的影长为0。
(5)计算楼间距、楼高
为了保证一楼全年都有阳光照射,北回归线以北地区建造楼房时,两楼之间的最短距离应大于L=h·cot H(H:冬至日正午太阳高度)。
(6)计算太阳能热水器的安装角度
集热板与地面之间的夹角(β)和当天正午太阳高度(H)互余(如图,β+H=90°)时的效果最佳。
重难点4 太阳视运动与日影朝向
1. 太阳视运动轨迹图
太阳视运动轨迹图是以观测点为中心,目视太阳在天球上运行所形成的轨迹示意图。太阳视运动分析的三个关键点:日出点、正午点、日落点,要找准三个时间点的太阳方位及对应的地方时。
(1)典型区域太阳视运动轨迹图
①赤道地区
②其他地区
(2)太阳视运动轨迹的描述(以北温带为例)
时间
太阳直射点位置
太阳位置变化
春、秋分日
赤道
正东→东南→正南→西南→正西
夏半年
北半球
东北→正东→东南→正南→西南→正西→西北
冬半年
南半球
东南→正南→西南
2. 日出、日落及正午太阳方位的判断
地区
日出、日落太阳方位
正午太阳方位
非极昼、极夜地区
北半球夏半年太阳从东北升起、西北落下;二分日太阳从正东升起、正西落下;北半球冬半年太阳从东南升起、西南落下(纬度越高,偏角越大)
直射点所在地的正午太阳位于天顶,该地以北地区的正午太阳在天顶以南,以南地区的正午太阳在天顶以北
北半球极昼区(除北极点外)
正北日出,正北日落
正午太阳在正南天空
南半球极昼区(除南极点外)
正南日出,正南日落
正午太阳在正北天空
极点
极点出现极昼时,太阳不升不落,全天太阳高度相同
3. 太阳方位角和太阳高度角的日变化
(1)太阳方位角
①定义与测量基准
太阳方位角:太阳光线在地平面上的投影与当地子午线(或经线)的夹角,用以表示太阳在天空中的方位,其取值范围为0°至360°。
测量基准:太阳方位角以目标物的正北方向为0°起点,沿顺时针方向测量至太阳光线入射方向,角度值逐渐增大至360°。由此可知,正东方向为90°,正南方向为180°,正西方向为270°。
②太阳视运动是匀速的。日晷晷针的影子在晷盘上的移动是匀速的,因为晷盘与太阳视运动轨迹平行。
③太阳方位角变化和地物影子转动不是匀速的。正午前后最快,日出、日落前后最慢,北半球在夏至日最明显。
(2)太阳高度角的日变化
①太阳高度角的日变化不是匀速的。与方位角的日变化相反,太阳高度角正午前后最慢,日出、日落最快。
②太阳高度及方位示意图
图像说明:圆圈及数值表示太阳高度,十字坐标表示方位,右图中圆点数值代表时刻。
判读要点:日出、日落、正午时刻的太阳高度和方位。
解读示例:由左图中曲线可知,北京夏至日日出东北,太阳高度为0°;正午太阳位于正南,正午太阳高度为73°26′;日落西北,太阳高度为0°。
4. 日影观测
(1)影长变化:根据太阳高度的大小判断影长,例如,日出时影长最长,之后缩短,正午时日影最短,之后变长,日落时影子又最长,直射点上无影子(与物体重合)。
(2)影子方位变化:影子位于太阳方位相反方位,根据太阳方位即可推知影子方位。
重难·实战演练
【新情境:时间计算与传统文化相结合】(2026·辽宁抚顺·一模)成都市(约31°N,104°E)文化公园中,有参照《淮南子·天文训》中天干地支、四维方向对应二十四节气组成的圆形图案。小明在该图案的圆心竖立一根细杆,观测太阳视运动。在夏至日日出时刻(北京时间6:02)观测到日影指向“申”(如图)。据此完成1-2小题。
1.该城市夏至日日落时刻日影指向( )
A.庚 B.戌 C.辛 D.辰
2.该城市夏至日日出时刻,全球新旧两天范围比值最接近( )
A.6:8 B.7:5 C.5:7 D.8:6
【新考法:昼夜长短变化与太阳辐射相结合】(2026·黑吉辽蒙卷·高考真题)辐射是地面能量收支的主要方式,太阳辐射和地面有效辐射(地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差)共同影响近地面大气温度的变化。图1示意我国某地(23°08′N)逐月日照时数及总云量的多年平均值。图2示意地面有效辐射年变化类型。据此完成3-5小题。
3.昼长与云量对该地日照时数影响一致的时段是( )
A.2-3月 B.4-5月 C.6-7月 D.8-9月
4.该地地面有效辐射年变化类型是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
5.依据辐射情况推断该地平均气温日较差最大的季节是( )
A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季
【新情境:印度半岛西高止山气候差异与地球运动关系】(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)西高止山沿印度半岛西海岸分布,呈西北—东南走向。位于该山地的甲、乙两区土壤水分特征受气温、降水和坡向影响显著。下图示意从上一年12月21日到当年12月21日甲、乙两区不同日期正午太阳高度以及雨季(灰色)多年平均时长。据此完成6-8小题。
6.5月和10月的甲、乙两区多年平均土壤含水率中最小值出现在( )
A.5月甲区 B.10月甲区
C.5月乙区 D.10月乙区
7.甲、乙两区南北坡太阳辐射存在差异,由此导致旱季土壤含水率( )
A.南坡高于北坡,且甲区南北坡之间差异更小
B.南坡高于北坡,且乙区南北坡之间差异更小
C.北坡高于南坡,且甲区南北坡之间差异更大
D.北坡高于南坡,且乙区南北坡之间差异更大
8.雨季甲区山脉西坡土壤表层物质较东坡更易发生的变化是( )
A.粗粒比例降低 B.盐分聚集
C.风化碎屑增加 D.养分流失
【新考法:时间计算考查与传统文化相结合】(2026·内蒙古包头·二模)某清华大学的学生给母校寄回了一张清华园拍摄的日晷照片(下图)。该学生所附的介绍中提到:“晷盘晷针贯穿盘面(两侧均有晷针),针的另一端正指该地北极星方向。晷盘两面均有时辰刻度,夏半年看一面,冬半年看另一面,春、秋分两面都可看”。据此完成9-10小题。
9.推测该照片拍摄日期可能是( )
A.5月1日 B.6月1日
C.9月1日 D.10月1日
10.该照片拍摄的时间可能是北京时间( )
A.10点前后 B.12点前后
C.14点前后 D.16点前后
【新情境:结合成都遮阳方式考查太阳高度角的应用】(2026·辽宁沈阳·三模)成都市地处我国西南,夏季闷热,冬季阴冷。安装外置遮阳设施是当地居民普遍采取的一种改善室内温度,降低能耗的有效措施。图1示意四种固定式外遮阳模式。图2为成都市制冷期不同时刻(北京时间)太阳高度角的变化曲线。据此完成11-12小题。
11.成都市当地制冷期可采取的最适宜的遮阳方式为( )
A.东向窗,水平式外遮阳 B.西向窗,挡板式外遮阳
C.南向窗,垂直式外遮阳 D.北向窗,综合式外遮阳
12.制冷期内,北向窗外置遮阳设施作用消失的时间约为( )
A.16:00 B.18:00 C.20:00 D.22:00
【新考法:根据地球照片考查地球运动知识点】(2026·江苏·高考真题)下图为“宇航员从飞船拍摄的地球背光面照片”,此时直布罗陀海峡(36°N,6°W)所在时区的区时为0时27分。据此回答13-15小题。
13.下列图中地球自转方向(箭头标示)正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
14.照片拍摄时,北京时间为( )
A.3时27分 B.8时27分
C.16时27分 D.20时27分
15.能正确示意拍摄时地球、金星、飞船位置关系的是( )
A.A B.B C.C D.D
【新情境:根据天体绕北极星运动轨迹图考查地球运动】(2026·浙江·高考真题)北极星周围的天体环绕北极星旋转是地球自转、公转运动的直接反映。我国某中学小丁同学选择了北极星周边P、Q两个明亮天体进行跟踪观测。下图为观测到的这两个天体绕北极星运动轨迹图,图中示意P、Q两天体在K日20时的位置。完成16-17小题。
16.小丁发现K日20时,从北极星到Q天体的连线方向指向地面的( )
A.偏东方 B.偏南方
C.偏西方 D.偏北方
17.K日20时小丁对P天体连续观测了两小时,而对Q天体每天20时观测一次,自K日起连续观测了两个月。正确的观测记录是( )
A.① B.② C.③ D.④
【新考法:通过对新慨念解读考查】(2026·山东·高考真题)家住山东省某地的小明,在课外书中看到利用“等影”法测定本地子午线的介绍(下图)。小明对“等影”法进行了系列探究。据此完成18-19小题。
18.下列操作中,会导致小明测定本地子午线的结果出现偏差的是( )
A.未绘制半径为50cm的圆 B.使用60cm长的立杆
C.将每个同心圆的半径增加5cm D.将立杆向日出方向倾斜10°
19.小明利用“等影”法准确地绘制了当地二至日的立杆影尖轨迹。他绘制的影尖轨迹图是( )
A.A B.B C.C D.D
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