内容正文:
地球运动
课程标准
三年考情分析
2026考向预测
结合实例,说明地球运动的地理意义。
2025广东卷:黄赤交角;
2025湖北卷:地球自转的旋转方向、中心、周期,地球公转的旋转方向、中心;
2025浙江卷:地方时的定义、计算,昼夜长短的纬度变化,正午太阳高度的计算。
【命题规律】以现实生活或自然现象为背景,考查昼夜长短、正午太阳高度、时间计算等知识,将是本专题命题的主要方向。
【命题预测】考查角度方面,涉及地球运动的基本特征的题目较少,仍侧重考查地球运动的地理意义;以生产生活实际设置问题情境,重视地理基本原理和规律的实际应用。为弘扬传统文化,以二十四节气和农业谚语为背景考查地球运动的相关知识也多有增加。
2024广东卷:太阳方位、黄赤交角的影响;
2024重庆卷:时间计算;
2024北京卷:昼夜长短及太阳高位的变化。
2023天津卷:时间计算及正午太阳高度;
2023海南卷:昼夜长短及太阳方位;
2023山东卷:日影变化。
主题综合突破一:晨昏线的应用
1.确定地球的自转方向
根据地球的自转方向可判断晨昏线,反过来,也可根据晨(昏)线判断地球的自转方向,进而确定所属半球。如图1,若为昏线,为晨线,则地球呈逆时针方向自转,为北半球;反之,呈顺时针方向自转,为南半球。
图1 图2
2.确定地方时
利用晨昏线上的四个特殊点可判断地方时,如下表:
特殊点(图2)
地方时
晨线与赤道的交点(晨线中点)
D
所在经线地方时为6:00
昏线与赤道的交点(昏线中点)
G
所在经线地方时为18:00
晨线与昏线的交点
晨昏线与极昼范围的切点
E
所在经线平分夜半球,地方时为24:00或0:00
晨昏线与极夜范围的切点
F
所在经线平分昼半球,地方时为12:00
3.确定太阳直射点
纬度的确定
①直射点的纬度与切点(晨昏线与纬线的切点)的纬度互余②直射点的纬度=晨昏线与地轴的夹角
经度的确定
①12:00所在经线的经度②昼半球的中央经线
4.确定日期
晨昏线与经线圈重合
二分日
晨昏线与南北极圈相切
二至日
北极点及其附近出现极昼
太阳直射点位于北半球(3月21日前后至9月23日前后)
南极点及其附近出现极昼
太阳直射点位于南半球(9月23日前后至次年3月21日前后)
5.确定昼夜长短
晨昏线将地球上的纬线分成昼弧和夜弧两部分,昼长等于该纬线昼弧所跨经度数除以15°的商,夜长是夜弧所跨经度数除以15°的商。
6.确定日出、日落时间
某地的日出时间就是该地所在纬线与晨线交点的时间,日落时间就是该地所在纬线与昏线交点的时间。某地日出时间=12-昼长/2,日落时间=12+昼长/2。
7.确定极昼、极夜的范围
晨昏线与哪个纬线圈相切,该纬线圈与极点之间的纬度范围内就会出现极昼或极夜现象,南北半球的极昼、极夜现象正好相反。
【例题】(2025·浙江·高考真题)某天文爱好者测定了当地日出地方时和晨昏线年变化。下图为该地日出地方时年变化曲线图。据此完成1~2题。
1.若测得b值正好是a值的两倍,则该地年内日出地方时差(单位:小时)最大值为 ( )
A.3 B.4 C.6 D.12
2.若K至Q期间过该地晨线作顺时针方向转动,则Q日该爱好者在当地可能观测到 ( )
A.① B.② C.③ D.④
【解析】1.根据所学知识可知,某地一年中最早日出地方时和最晚日出地方时应该关于地方时6时对称,且b=2a,则(6-b)=a,可以求出来a为2,b为4,即日出地方时最早为4时,最晚为8时,年内日出地方时差值最大值为4,B正确。故选B。
2.K至Q期间,日出地方时逐渐提前,昼长从最短至最长。晨昏线东西两侧分别为白昼与黑夜,若其顺时针旋转,则说明南半球昼变长、北半球夜变长,可知该地位于南半球,Q日为北半球冬至日。由于无法确定该地确切纬度,因此该日正午日影可能在正北(当地在赤道与南回归线之间)、也可能在正南(当地在南回归线以南)、也可能在头顶(当地位于南回归线),A错误;该地日出时间在地方时0时之后,无极昼极夜,日落方位一定为西偏南,B正确;日出影子方位为西北,晨线应为东北西南走向,C错误;南半球无法观测到北极星,D错误。故选B。
【答案】1.B 2.B
【醍醐】日出日落的太阳方位主要由太阳直射点的位置决定,具体表现为:太阳直射北半球时(北半球夏半年),日出东北、日落西北;直射南半球时(北半球冬半年),日出东南、日落西南;直射赤道时(春秋分日),日出正东、日落正西。
(2025·甘肃·高考真题)下表为我国三个城市2024年12月某日的日出日落时刻(北京时间)。据此完成1~2题。
城市
日出时刻
日落时刻
甲
07:06
16:48
乙
07:57
18:07
丙
08:12
17:54
1.纬度相同的城市是 ( )
A.甲和乙 B.甲和丙
C.乙和丙 D.甲乙丙
2.乙、丙两城市日出时刻(北京时间)相同时 ( )
A.北极圈以北全部出现极夜
B.甲城市太阳高度全年最大
C.乙城市日出正东日落正西
D.丙城市白昼长度全年最长
浙江省“十四五”规划提出在省管海域开发风电,以象山为核心区域。下图示意某日某时刻浙江省沿海局部区域昼夜分布状况。据此完成3~5题。
3.适合与象山海上风电场融合发展的海洋空间资源开发方向是 ( )
A.建设生态保护区 B.建设钻井平台
C.建设港口和人工岛 D.开展渔业养殖
4.浙江省开发海上风电的最突出意义是 ( )
A.提高能源自给水平
B.提高海洋空间利用率
C.优化居民生活环境
D.增加就业机会
5.南田岛(29°N,122°E) ( )
A.图示时刻即将迎来日落
B.该日昼长小于夜长
C.该日正午太阳高度大于61°
D.该日日出东北方向
昼夜现象和昼夜交替
(1)昼夜现象是一个静止的概念,它不涉及地球的运动,而是由地球“不透明、不发光,同一时刻太阳只能照亮地球表面的一半”这一特性决定的。
(2)昼夜交替是一个动态的概念,它主要是由地球自转这一运动产生的。但如果地球不自转只公转,也有昼夜交替现象,只不过周期为一年。
主题综合突破二:昼夜长短和正午太阳高度的变化
一、昼夜长短的变化规律和计算
1.同一日期不同地点昼夜长短的判断方法
2.同一地点不同日期昼夜长短变化的判断方法
先判断太阳直射点的移动方向,太阳直射点向哪个半球移动,哪个半球昼渐长、夜渐短,另一个半球昼渐短、夜渐长。具体如下图所示:
二、正午太阳高度的变化
(1)正午太阳高度的纬度变化规律
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)正午太阳高度的季节变化规律
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、秋分)、两次最小值(夏至、冬至)
②变化幅度
南、北回归线之间
纬度越高,正午太阳高度变化幅度越大(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和北回归线至北极圈之间
各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52')
南极圈以南和北极圈以北
纬度越高,正午太阳高度变化幅度越小(由46°52'减小至23°26'),极圈为46°52',极点为23°26'
(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,此时当地的地方时是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。
北回归线以北的地区,正午太阳位于南方,房屋朝南。
南回归线以南的地区,正午太阳位于北方,房屋朝北。
④判断日影长短及方向
太阳直射点上,物体的影长缩短为0;正午太阳高度越大,日影越短;反之,日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。日影永远朝向背离太阳的方向,北回归线以北的地区,正午的日影全年朝向正北(北极点除外),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(南极点除外),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,直射时日影最短(等于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·cotH(H:冬至日正午太阳高度)。
⑥计算热水器的安装角度
集热板与地面之间的夹角和当天正午太阳高度互余(如图,α+H=90°)时效果最佳。
【例题】(2025·浙江·高考真题)甲、乙两地天文爱好者进行太阳高度观测。具体做法:在平坦地面上方水平放置一块有一个小孔的遮光板,太阳光透过小孔投影到地面上,形成较清晰的太阳投影。下图为两地天文爱好者在二分、二至日正午时刻,在同高度用相同遮光板观测到的太阳影像地面投影。据此完成1~2题。
1.若冬至日,甲、乙两地日落时世界时相同,则甲位于乙的 ( )
A.东南 B.东北 C.西北 D.西南
2.两地正午太阳高度之差(Δh)年变化有可能的是 ( )
A B
C D
【解析】1.读图,甲图中二至二分日有三天正午太阳投影在小孔垂直投影点的南侧,一天在其北侧,说明甲地位于赤道与南回归归之间,且靠近南回归线;乙图中二至二分日有三天正午太阳投影在小孔垂直投影点的北侧,一天在其南侧,说明乙位于赤道与北回归线之间,且靠近北回归线,故甲在乙的南侧;冬至日,甲、乙两地日落时世界时相同(假设世界时即0°经度地方时为18时),甲位于南半球,昼长夜短,日落地方时晚于18时,在0°经线以东,乙位于北半球,昼短夜长,日落地方时
早于18时,在0°经线以西,故甲在乙的东边。综上所述,甲地位于乙地的东南方向,A正确。故选A。
2.观察图形可知,甲乙两地关于赤道对称,二分日正午太阳高度相等,两地正午太阳高度之差(Δh)为0,排除A、B;由正午太阳高度的计算公式可得,两地正午太阳高度之差=两地纬距差(纬距差即该地与直射点的纬度差),由上题分析可知,甲乙两地位于南北归线之间(均靠近回归线),当太阳直射点移至两地同侧时(太阳直射点在两地以北或以南),两地正午太阳高度之差(Δh)相同达最大值(两地纬距差最大且相等),即当太阳直射点移至乙地以北、夏至日前后,和太阳直射点移至甲地以南、冬至日前后,两地正午太阳高度之差(Δh)相同达一年中的最大值,观察选项可知,C正确,排除D。故选C。
【答案】1.A 2.C
【醍醐】赤道地区和南北两极地区的年正午太阳高度最大差值均为23°26'。0°到南北纬23°26'之间的地区(或热带地区),年正午太阳高度最大差值从23°26'增大到46°52'。南北纬23°26'到南北纬66°34'之间的地区(或南北温带),年正午太阳高度最大差值均为46°52'。南北纬66°34'至极点之间的地区(或南北寒带),年正午太阳高度最大差值从46°52'减小23°26'。
(2025·云南·高考真题)圭表由两部分组成,直立的柱体为“表”,与柱体垂直的装置为“圭”。我国古人根据正午时“表”影在“圭”上的变化划分二十四节气(两端刻度表示夏至或冬至)。据此完成1~2题。
1.下列圭表的示意图适用于海南三沙市(17°N)的是 ( )
A.① B.② C.③ D.④
2.古人观察圭表发现,从冬至日、夏至日分别往后推6个节气所用天数不同。其原因是 ( )
A.昼夜长短的季节差异
B.地球公转速度不均
C.太阳高度的季节差异
D.物候转换间隔不同
(2025·山西·模拟预测)广州(113°E)夏至日日出时刻为5:42(北京时间)。广州位于北回归线上,广州塔是广州的地标性建筑,又称广州新电视塔,塔身主体高454米(不含天线桅杆)。图1为摄影爱好者拍摄的广州塔景观图,图2为广州塔位置示意图。据此完成3~4题。
图1 图2
3.广州夏至日的昼长为 ( )
A.12小时36分钟
B.14小时38分钟
C.13小时32分钟
D.15小时38分钟
4.据图推测摄影爱好者拍摄广州塔景观的时间在 ( )
A.7:00左右 B.11:00左右
C.14:00左右 D.17:00左右
北回归线以北地区某时刻太阳方位的判断方法
第一步:计算该时刻与12时的时间差,再根据15°/h换算成角度差(n°)。
第二步:若该时刻比12时早(上午),则该时刻太阳约位于南偏东n°;若该时刻比12时晚(下午),则该时刻太阳约位于南偏西n°。[注:若n>90,则该时刻太阳约位于北偏东(西)(180°-n°)。]
北回归线以北地区一天中不同时刻的太阳方位示意图如下:
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专题一 地球运动
主题综合突破一
1.B 2.C
解析:1.根据所学知识可知,纬度相同的地区,同一天的昼长(或夜长)应相等。昼长计算公式为:昼长=日落时刻-日出时刻(北京时间)。甲城市昼长:16:48-07:06=9小时42分钟;乙城市昼长:18:07-07:57=10小时10分钟; 丙城市昼长:17:54-08:12=9小时42分钟。甲和丙的昼长相等,说明两城市纬度相同,B正确;乙昼长与甲、丙不同,排除与甲或丙同纬度的可能。故选B。
2.根据乙丙两地的日出日落时刻,可计算出两地正午时刻对应的北京时间基本相当(乙地正午为北京时间13:02,丙地正午为北京时间13:03),由此可知两地经度差异极小(几乎可以看成位于同一条经线)。因此,位于不同纬度的两地日出时刻(北京时间)相同,只可能是春秋分日前后。春秋分时,太阳直射赤道,全球日出正东、日落正西,C正确;北极圈极夜仅出现在冬至,与春秋分无关,A错误;甲城市没有位于赤道,春秋分日太阳高度没有达到全年最大,B错误;丙白昼最长在夏至,而非春秋分,D错误。故选C。
3.D 4.A 5.B
解析:3.由图可知,象山海上风电场的设施分布在海域,开展渔业养殖可与风电场融合,充分利用海洋空间,实现立体开发,D正确;建设生态保护区主要侧重于生态保护,与风电场融合发展不是其主要方向,A错误;建设钻井平台是石油开发相关,与风电融合性差,B错误;风电场区域建设港口和人工岛会相互干扰,不利于融合发展,C错误。故选D。
4.浙江省能源资源相对短缺,开发海上风电可增加本地能源供应,提高能源自给水平,这是最突出意义,A正确;提高海洋空间利用率是开发带来的影响,但不是最突出意义,B错误;开发风电对优化居民生活环境、增加就业机会有作用,但相比提高能源自给水平,不是最突出的,C、D错误。故选A。
5.图示晨线向东倾斜,此时北半球向北昼长变短,太阳直射南半球,北半球昼短夜长,日出东南方向,B正确,D错误;图示时刻南田岛位于晨线东侧的昼半球,刚日出不久,不是即将日落,A错误;仅知南田岛纬度为29°N,太阳直射点纬度位置未知,无法确定南田岛正午太阳高度是否大于61°,C错误。故选B。
主题综合突破二
1.C 2.B
解析:1.根据所学知识可知,太阳直射点在南北回归线之间作回归运动。一年之中,太阳直射点在17°N以南的时间明显多于太阳直射点在17°N以北的时间。太阳直射点在17°N以南时,海南三沙市正午太阳在正南,太阳直射点在17°N以北时,三沙市正午太阳在正北,故一年中三沙市正午太阳光线从正南照过来的时间明显多于正北。根据材料可知,圭两端刻度表示冬至或夏至,冬至太阳直射南回归线,夏至太阳直射北回归线。①图中表位于圭的南端不能代表夏至,A错误;②图中表位于圭总监,冬至和夏至正午太阳高度相等,与三沙市不符,三沙市夏至正午太阳高度明显大于冬至,B错误;③图圭北端太阳光来自正南,可代表三沙市冬至正午太阳光线,圭南端太阳光来自正北,可代表三沙市夏至正午太阳光线,当太阳直射17°N,正午阳光与圭垂直,与图中表平行,C正确;④图中表位于圭的南端不能代表夏至,D错误。故选C。
2.根据所学知识可知,四季更替是地球公转运动造成的,按地球公转方向,每隔15°定为一个节气。地转公转过程中每年的1月初,在近日点附近,公转速度最快,每年的7月初,在远日点附近,公转速度最慢。从冬至日、夏至日分别往后推6个节气,地球公转速度不同,故所用天数不同,B正确;昼夜长短的季节差异导致日照时间的长短差异,太阳高度的季节差异导致太阳辐射的强弱变化,二十四节气可以作为农事安排的科学依据,人们利用物候规律指导农业生产,但昼夜长短、太阳高度、物候转换均不会影响地球公转速度,故也不会造成从冬至日、夏至日分别往后推6个节气所用天数不同,D错误。故选B。
3.C 4.B
解析:3.根据材料“广州(113°E)夏至日日出时刻为5:42(北京时间)”可知广州经度与120°E(北京时间)相差7°且在西边,地方时晚28分钟,由此可计算出当地日出时间=5:42-0:28=5:14,再根据公式昼长=(12-日出时间)×2,可得广州夏至日的昼长=(12-5:14)×2,即昼长为13小时32分钟。故选C。
4.根据图2可知,广州新电视塔位于珠江的南侧。读图1可知,此时广州电视塔的影子朝向北偏西方向,说明此时太阳位于南偏东侧,拍摄时段应为上午,排除C、D;又由于影子的方位与正北方的夹角较小,所以拍摄时间在北京时间11:00左右,B正确,排除A。故选B。
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