地球运动

专题三、地球运动

〖主干知识整合〗
一、太阳高度和正午太阳高度：
1、太阳高度：　太阳高度角太阳在地平线升起的时候，太阳高度角=0°，逐渐变大，日落时=0°，夜晚有的教材用负数表示。
①太阳高度的形成：
太阳高度（角）指太阳光线对当地地面的倾角（如图一是水平面上的太阳高度角、图二是地球圆弧表面的太阳高度），一般用h表示；而正午太阳高度是指一天中最大的太阳高度，常用H表示。前者可以是自转和公转引起，后者一定是地球公转引起的。

②太阳高度的变化：
①极点：在极昼期间，极点上见到太阳高度在一天之内是没有变化的，其太阳高度始终等于太阳直射点的纬度(如图3中A)。
　　②非极点地区：非极点地区的太阳高度在一日内是有变化的。一天之内有一个最大值，即当地的正午太阳高度(如如图3中B)。
③全球范围看：太阳直射点上，太阳高度角为90°；从直射点开始，太阳高度向四周降低，呈同心圆分布(即等太阳高度线)；晨昏线上太阳高度为0°。例如太阳直射在15°S、60°W时，太阳高度的分布如下图所示。
④一个地区年正午太阳高度最大差值：
赤道地区是23°26′。?
南北半球热带地区介于23°26′和46°52′之间,具体度数是(当地纬度＋23°26′)。
南北半球温带地区是46°52′。?
南北半球寒带地区介于23°26′和46°52′，也可以当作当地最大正午太阳高度的数值。?

2、正午太阳高度：一天中太阳最高的时候的角度，每天都有变化的，比如太阳直射赤道那一天，在赤道上的这天，太阳高度角是90°，其它地方是90°-当地纬度。
①正午太阳高度的计算公式：
用公式H=90°-φ-δ计算正午太阳高度角，其中φ表示当地地理纬度，δ表示直射点的纬度。为了计算方便，把绝对值去掉，简化成H=90°-Δφ（即某地与直射点的纬度差,就是两地正午太阳高度的差值。若一地是90°,另一地便是90°减去两地纬度差。）
②正午太阳高度的时空变化规律 (以北半球二分二至日为例)：
　　(1)正午太阳高度的空间变化规律。?
　　全球正午太阳高度的纬度变化规律：从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减；离直射点距离越近(纬度差越小)，正午太阳高度越大。?
　　①夏至日：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。如图5中D折线所示。?
　　②冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。如图5中C折线所示。?
③春秋分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。如图5中E折线所示。
(2)正午太阳高度的年变化规律。?
　　①回归线之间的地区：正午太阳高度最大值为90°，全年有两次太阳直射现象，即一年中有两个正午太阳高度最大值。如图6中A。
　　②回归线上：正午太阳高度的最大值为90°，全年有一次太阳直射现象，即一年中有一个正午太阳高度最大值。如图6中B。?

　　③回归线至极点之间的地区：正午太阳高度最大值小于90°，全年没有太阳直射现象。一年中有一个正午太阳高度最大值。如图6中C。
　　④北回归线及其以北的纬度带：每年夏至日(6月22)H达最大值，冬至日(12月22)H达最小值。如图7中A所示。
　　⑤南回归线及其以南的纬度带：每年冬至日H达最大值，夏至日H达最小值。如图7中B所示。
③ 正午太阳高度的应用
①正午太阳高度分布的变形图。?
②利用正午太阳高度计算垂直物体的日影：cotH＝影长/物体长度。
③太阳能热水器的安装倾角＝纬度差(即当地纬度和太阳直射点纬度的差值)。?
　④南北半球中纬度地区楼房间隔L和采光问题：L＝楼高×cotH(H即当地全年最小的正午太阳高度角，北半球为冬至日的正午太阳高度，南半球为夏至日的正午太阳高度)。如图8所示。
在楼房布局时建议采用东北—西南向或西北—东南走向。
　　⑤有前檐的窗户与房顶之间距离L的设定：L=前檐长度×tanH。?
　③　5. 3、影子问题
　　(1)影子的朝向与光源的方向相反。
　　(2)太阳高度越大，影子越短，反之，越长。一天中日影的变化规律是日出最长——变短——正午最短——变长——日落最长(理论上晨昏线影子无限长)。?
　(3)正午日影的朝向和长短变化。
　　①北回归线以北：北回归线以北太阳终年南射，正午日影始终朝北；纬度越高，日影越长；6月22日达一年中最短，12月22日达一年中最长。?
　　②南回归线以南：南回归线以南太阳终年北射，正午日影始终朝南；纬度越高，日影越长；12月22日达一年中最长，6月22日达一年中最短。?
③南北回归线之间的地区：正午时，在南北回归线内，太阳有直射、南射和北射。正午日影有时无、有时向南、有时向北；长短由正午太阳高度确定。?
　　(4)极点:任何时候日影始终朝南或北,且日影长短无日变化。
二、昼夜长短的变化：
1. 晨昏线(圈)的运动
　　随着地球自西向东自转,晨昏线不停地由东向西运动;由于太阳直射点的南北移动,且晨昏线始终与太阳光线垂直,晨昏线以极点为中心,以一个回归年为周期，在极圈和极点之间来回摆动。
(1)侧视图中晨昏线的运动过程，AB为晨线，虚线为回归线和极圈，阴影为黑夜，如图9。

(2)俯视图中晨昏线的运动过程：AB为晨昏线(圈)，虚线为北极圈，大圆为赤道，阴影部分为黑夜，如图10、图11。
(3)总结规律?
　　①由于晨昏线把纬线分成昼弧和夜弧两部分，晨昏线的摆动导致昼弧和夜弧的增加或缩短，导致昼夜长短的变化。??
　　②当晨昏线离开极点时，极点周围出现极昼或极夜，其极昼极夜范围是与晨昏线相切的那条纬线和极点之间的区域。 ?
　　③9月23日至次年3月21日，太阳直射在南半球，北半球昼短夜长，在北半球晨线随纬度增大而东偏，昏线随纬度增大而西偏；3月21日至9月23日，太阳直射在北半球，北半球昼长夜短，在北半球晨线随纬度增大而西偏，昏线随纬度增大而东偏。 ?
　2. 昼夜长短的变化分时段分析：
北半球日期太阳直射点北半球昼夜长短情况
春分日—秋分日北半球昼长夜短，纬度越高，昼越长
春分日—夏至日北半球昼长夜短，且昼渐长，极昼范围扩大
夏至日北回归线昼最长夜最短，北极圈内出现极昼现象
夏至日—秋分日北半球昼长夜短，且昼渐短，北极圈内极昼范围缩小
秋分日—次年春分日南半球昼短夜长，纬度越高，昼越短
秋分日—冬至日南半球昼短夜长，且昼渐短，极夜范围扩大
冬至日南回归线昼最短夜最长，北极圈内出现极夜现象
冬至日—次年春分日南半球昼短夜长，且昼渐长，北极圈内极夜范围缩小
二分日赤道全球昼夜平分

三、太阳周日视运动?
　　1. 周日视运动规律?
　　(1)太阳直射赤道时，全球各地太阳从正东方向升起，正西方向落下。?
　　(2)太阳直射北半球时，全球各地太阳从东北方向升起，西北方向落下(极昼和出现极夜地区除外)。 ?　(3)太阳直射南半球时，全球各地太阳从东南方向升起，西南]方向落下(极昼和出现极夜地区除外)。 ?
　　2. 比较图12甲、乙、丙三图所示太阳周日视运动规律。
(1)三地太阳视运动相同点是：太阳有时东升西落，有时东北升西北落，有时东南升西南落。?
　　(2)三地正午太阳位置不同点是：在甲地，有时太阳在头顶，有时在北方，有时在南方，说明甲地在南北回归线之间；在乙地，太阳终年在北方，说明乙地在南回归线以南；在丙地上，太阳终年在南方，说明丙地在北回归线以北。

【例1】图3中a是经线，Q点为晨昏线与该经线的交点。完成1～4题（2008年全国文综）
2．若Q地的地方时为5时30分，则Q地所处位置和月份可能是
A．北半球、10月 B．南半球、5月
C．北半球、5月 D．南半球、8月
2．若Q地的地方时为2时30分，则Q地的纬度可能为
A．30°～40° B．45°～55°
C．5°～l 5° D．60°～70°
3．当Q地位于北半球低纬时，可能的月份及时刻是
A．12月、17时 30分 B．9月、17时
C．6月、4时30分 D．4月、5时
4．一年之内每天同一时刻(6时、18时除外)，Q点在该经线上
A．密集分布于南北回归线之间 B．均匀分布于整条经线
C．密集分布于南北极圈之间 D．集中分布于南北两个区间
〖解析〗第1题：a是经线，Q点为晨昏线与该经线交点，地方时为5：30（12点之前，只能是晨线与该经线交点），说明Q点处于日出，由此可推出其昼长（12-5：30）×2＝13小时＞12时，昼大于夜，当地为夏半年，所以C最符合。BD，5月8月为南半球冬半年；A，10月虽是北半球夏半年，但离秋分（9月23日，当天各地昼夜等长，昼均为12时）只差几天，昼长不至于增加近一个小时。
第2题：在备考中建议各位考生一定要关注我国北京、漠河等地夏至和冬至日的昼长。
地方时为2：30（12点之前，仍然只能是晨线与该经线交点），说明Q点处于日出，由此可推出其昼长（12-2：30）×2＝19小时＞12时，昼远大于夜，说明当地纬度高是接近极昼夜的地方，所以D答案符合。
第3题：9月近秋分（9月23），D4月近春分（3月21），春秋分昼长12时，各地日出6：00，日落18：00，题目条件当地是低纬，周长变化应较小，也就是说日出日落在9月或4月昼长也应近6时和18时，B17时D5时均差近1小时不符合。AC的判断相对较难，因为两项中时候和月份反映的季节是对应的，只能从题目条件说是低纬（低纬昼长近12时，赤道全年昼长均等于12时），说明日出近6点，日落近18点，差距越小越好。A离18时差半小时，而C与6点差一个半小时。
第4题：题目中强调6时、18时除外，而实际上只有6时、18时这两种情况可选B，即晨昏线与经线的交点从赤道到极点都可能出现。而其他时间则至少不可能出现在赤道上。且时间越接近12时或0时，其移动的范围越小，在12时和0时的时候，晨昏线与经线的交点移动范围就在极圈与极点之间了。
如右图，红线表示一年中每天16点Q点的分布情况，绿线为14点的分布情况，由此可见，符合条件的Q点分布在南北半球两个区间。
〖答案〗：1.D 2.D 3.A 4.D
【例2】下图示意不同纬度四地白昼长度变化。完成1—3题（2008年全国文综卷）

1．若该图表示上半年a、b两月（a月早于b月），则①、②、③、④四地纬度依次是
A.66.5°N 66°N 40°N 40°S B. 66.5°S 66°S 40°S 40°N
C.66.5°N 66°N 0° 40°S D. 66.5°S 66°S 0° 40°N
2．根据图中各地的白昼长度变化可知
A．a月内①??④各地的夜长均长于昼长
B．b月内①??④各地的昼长均长于夜长
C．③地较②地昼夜长短的年变幅大
D．③地与④地之间的某一纬度上昼夜长短变化为零
3．①地在a月与b月的平均昼长变化Ｐa与Ｐb的关系应符合
A．０＜Ｐa／Ｐb＜１ B．Ｐa／Ｐb＝０
C．Ｐa／Ｐb＝１ D．Ｐa／Ｐb＞１
〖解析〗第1题：从题义得到上半年①②③的昼长在增加，可以位于北半球，④地在缩小，在南半球，并且四地没有一地位于赤道。对照此，选项显而易见。
第2题：A、B选项均明显错误，C选项主要是学生要弄清纬度越低，昼夜长短的变化幅度越小，四地昼夜长短的变化幅度最小的是③地、④地，③、④地纬度也较低。
第3题：从图中可以明显地读出①地在a月的平均昼长变化小于b月的平均昼长变化。
〖答案〗：1.A 2.D 3.A

【例3】下图是全球某日某时刻的昏线(线上的数据为经度)。据此回答第1～2题。(2009届长沙地区模拟卷)

4. 此时北京时间为　　　　　　　　　　　(　　)?
　　A. 14：40　B. 9：20?C. 21：20　D. 15：20?
　　5. 若c点为69°N，则下列说法正确的是　　(　　)
　　A. 天山牧民利用云杉林以下的牧场放牧?
　　B. 北半球各地昼短夜长?
　　C. 南极大陆终日斜阳?
　　D. 黄淮海平原土壤盐分全年最低
〖解析〗该题考查晨昏线的概念及其特点，该题要求学生对晨昏线的特点和性质掌握牢固，具有较强的空间概念。图中直线为昏线，则西端的160°E为12时，东端的20°W为24时，北京时间即120°E的时间=12时－(160°－120°)÷15°/时=9时20分。第2题昏线上c点存在下图甲乙两种情况，从图中可看出，c点为69°N时，只有乙图合乎要求，此时太阳直射北半球，北半球各地昼长夜短，南极圈内有极夜现象，天山牧民在云杉林下的地区放牧，黄淮海平原正处于雨季，土壤盐分全年最低。
〖答案〗1．B 2．D

一、选择题
下图中四条曲线分别示意四地3月21日到6月30 日的日出时间。读下图，回答1～3题。
1. 与③对应的纬度是　(　　)
　　A. 66°34′S 　B. 66°34′N
　　C. 90°N　　 　D. 90°S?
2. 图中四条曲线所代表的地点纬度由高到低排序是　　　(　　)
　　A. ②①③④　　B. ④③②①　
　　C. ③①②④　　D. ①②③④
3. 8月23日，②地昼长约为 　　　　　　　(　　)?
　　A. 24小时　　B. 22小时　　C. 20小时　　D. 18小时
近年来，我国房地产业发展迅速，越来越多的居民乔迁新居，居住条件和环境显著改善。下图是房地产开发商在某城市(30°N)建造的两幢商品住宅楼，请读图后，运用以下公式及相关知识回答4～6题。 ?
　　①某地正午太阳高度的大小：H＝90°-φ-δ式中H为正午太阳高度；φ为当地纬度，取正值；δ为太阳直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值。?
②tg35°≈0.7，tg45°＝1，tg60°≈1.732 ?
4. 某户居民买到了北楼一层的一套房子，于春节前住进后发现正午前后太阳光线被南楼挡住。问该房子一年中正午太阳光线被南楼挡住的时间大约是　　　　　　　　　　　　　　　　　(　　)
　　A. 1个月B. 3个月C. 6个月D. 9个月?
5. 为避免这种纠纷，房地产开发商在建楼时，应该使北楼所有朝南房屋在正午时终年都能被太阳照射，那么在两幢楼间距不变的情况下，南楼的高度最高约为　（ ）　　　　　　　　　　　　
　 A. 20米B. 30米 C. 40米 D. 50米?
6. 若只考虑楼盘容积率对房价的影响，则下列城市楼盘开发成本全部高于上述图示城市的是　（ ）　　
A. 长沙、南京、济南B. 上海、南京、北京?
　　C. 广州、福州、郑州D. 深圳、武汉、天津
下图为北半球甲乙两地某日“太阳视运动路线图”，圆O为地平圈，箭头为太阳视运动方向，∠1=∠2=22°，据此，完成7～10题：
7. 甲地的地理纬度是( 　　)?
　　A. 23°26′N B. 66°34′N
　　C. 22°ND. 90°N?
8. 乙地的正午太阳高度为(　　)?
　　A. 22° B. 44° C. 11°D. 68°?
9. 该日下列说法中不正确的是(　　)?
　　A. 澳大利亚北部盛行西北风　B. 尼罗河水泛滥?
　　C. 巴西高原草原一片枯黄　　D. 北极考察的好时光
10. 悉尼该日太阳升起的方向是(　　)?
　　A. 东北B. 东南 C. 正东D. 正北
图4各线示意不同纬度地的白昼长度变化。读图4，回答11—12题。
11.若图中①地位于北半球，则a点时刻应为 （ ）
A．春分 B．夏至 C．秋分 D．冬至
12 .图4五地中 （ ）
A．③地纬度高于②地
B．④地位于赤道附近
C．①地、⑤地白昼长度变幅最大
D．②地位于极圈之内
下图中bac为晨昏线，读图回答13～15题。
13．如果图中ab为晨线，按区时计算与a点日期不同的范围是 （ ）

A. 110°W向西至180° B. 112.5°W向西至180°
C. 97.5°E向西至180° D. 67.5°W向东至180°
14．如果图中ac为晨线，下列说法正确的是 （ ）
A．澳大利亚正值小麦收割季节
B．我国华北平原土壤表层盐份含量最低
C.南极地区出现“南极臭氧洞”
D．由斯里兰卡驶向马六甲海峡的轮船逆风逆水
15．如果黄赤交角减小，图中a点 （ ）
A．将向北移动
B．目前所在纬线的自转线速度将减小
C．目前所在纬线一年中最长昼与最短昼的差值将减小
D．目前所在纬线一年中正午太阳高度最大值与最小值的差值将增大
图 4 表示北半球某区域。a 为纬线，b 为晨昏线。b 线中 M 点纬度值最大，N、P 两点纬度值相等。回答16—17 题。

16.M 点的纬度最低为 （ ）
A．71.5°N B．66.5°N C．61.5°N D．56.5°N
17.若 Q、R 两点相距 60 个经度，且 R 点为 30°E，图示区域为夏半年。此时北京时间为 （ ）
A．6 时 B．8 时 C．18 时 D．20 时
下图是北半球某地二分、二至日大阳高度日变化。读图回答18～20题。
18．某日该地日出时北京时间为11：40，则该日该地日落时北京时间为　（ ）
A．00：20 B．01：40 C．18：20 D．21：40
19．若黄赤交角为K，则图中hl与h2的差为　　　（ ）
A．1/2K B．K C．3/2K D．2K
20．一年中该地正午物体影子朝北的时间约为　　（ ）　　
A．3个月 B．4个月 C．8个月 D．9个月

二、综合题
21．青云花园是我国某城市（36.5°N）一所集欧美建筑精华的住宅小区，小区设施齐全，环境优美，豪华典雅。完工后当地居民争相购买，然而一年后底层住户以采光条件差将开发商告上法庭。（tg30°≈0.577）（10分）图甲为青云花园小区分布平面图，图乙为为该小区学校研究性学习小组绘制的某一日内旗杆杆影轨迹示意图（O为立杆处，虚线为杆影，曲线为杆影端点轨迹）。

（1）图2中F、G、H、I四个杆影中最接近日出时段的是 ，该日前后小区住户客厅内的正午阳光照射面积较___________，该城市所在的大地形单元是___________。
（2）该小区底层住户因采光条件差将开发商告上法庭。请你用所学为住户们拿出有力的证据。

（3）为保证住宅获得充足的太阳光照，在楼高相同的情况下，你认为该城市住宅楼群的楼房间距与上海相比有何差异？对你的结论作出合理解释。

22、下图是赤道及以北地区三地夏半年某日的太阳高度日变化过程(h是已知数)，读图回答以下问题：

(1)A地的地理纬度是 。
(2)这一天B地的正午太阳高度H为 。
(3)C表示的地方时是 。
(4)这一天地球上出现极昼现象的地区是 。
(5)A地的正午太阳高度h的取值范围是 。

参考答案：
1-10 B D C C B B D B A A
11-20 A C D B C C D A B D
21．（1）F 小 华北平原
（2）小区位于北纬36°34′，12月22日正午太阳高度最小为30°；正午时，楼的影长达34.66米，远大于楼间距20米
（3）楼房间距应比上海宽 该城市纬度比上海高，冬至日正午太阳高度比上海小
（4）丙 位于街角路口处，交通通达性最好；临近居民区，接近消费人群

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