第2讲 地球自转的意义
课程标准 素能要求 思维导图
结合实例，说明地球自转运动的地理意义。 1.区域认知：利用自转特征，确定方向与纬度位置；根据时差，确定经度位置；依照水平运动物体的偏转，确定半球位置。2．综合思维：通过图像判读，数值计算，分析地球自转产生的昼夜交替与时间差异等现象。3．地理实践力：结合河流地貌、港口选址等，说明地转偏向力对自然环境与人类生产生活的影响。
一、地球自转的特点
1．方向：自西向东。在北极上空看，地球作逆时针旋转；在南极上空看，地球作顺时针旋转。
2．周期：23时56分4秒，1恒星日。
3．速度
(1)角速度：除南、北两极点外，其他地点相同，大约每小时转动15度。
(2)线速度：从赤道向两极递减，极点为0。
[温馨提示] 影响线速度的因素
纬度：纬度越高，线速度越小；在两极线速度为零，在赤道上线速度最大。地势：同一纬度，地势越高，线速度越大。
二、产生昼夜交替
1．晨昏线(圈)：昼半球与夜半球的分界线。
2．昼夜交替周期：24小时，1太阳日。
3．影响：地球具有适宜的气温日较差；形成“日出而作，日落而息”的作息规律。
[技巧点拨] 晨昏线的判断方法
(1)自转法：顺地球自转方向
(2)时间法：赤道上地方时
(3)方位法
三、产生时差
1．地方时：因经度不同而出现的不同时刻。同一经线上的各地，地方时相同，相对位置偏东的地点，时刻较早。
2．区时：全球以经度每15度范围作为1个时区，共划分为24个时区。每个时区中央经线的地方时即为该时区的标准时——区时。每向东1个时区，区时早1小时。时区划分如下。
3．国际日期变更线(日界线)：大致为180度经线。自西向东跨越日界线时，日期减去1天，自东向西跨越日界线时，日期加上1天。
4．各国的计时方法：有的采用本国东部时区的区时，有的采用半区时，有的采用1个时区的区时。我国采用北京所在的东八区的区时。
[温馨提示] (1)北京时间是指120°E经线的地方时，北京的地方时是指116°E经线的地方时。
(2)国际标准时间，又叫世界时，是指0°经线的地方时。
四、使地表物体水平运动方向发生偏转
1．偏转规律：除赤道外，在地转偏向力作用下，北半球向其运动方向的右侧偏转，南半球向其运动方向的左侧偏转。
2．对地理环境的影响：北半球台风中心附近的气流呈逆时针方向旋转；北半球河流的右岸易被侵蚀，南半球河流的左岸易被侵蚀。
[温馨提示] 面朝河流流去的方向，左手边河岸为左岸，右手边河岸为右岸。
【实践应用】
日晷是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器，主要由晷针和晷盘组成。晷针垂直穿过晷盘中心，起着立竿的作用。晷盘安放在底座上，与地球赤道面平行，这样使晷针与地轴平行且上端正好指向北极星。晷盘的正反两面都有刻度，都分为12个格子，每个格子代表两个小时。如下图所示。在阳光照射的地方，晷针的影子就落在晷盘上，随着一天中太阳在天空中位置的变化，晷针的针影就在晷盘上匀速转动。日晷测定的是地方时，要调整为北京时间，需要根据当地经度与120°E的经度差计算时差，然后在地方时基础上加上或减去相差的时间，就是北京时间。
投向晷面的晷针影子是如何移动的？
提示：随着太阳由东向西移动，投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东(顺时针)移动，正午时晷针影子恰好与晷针正下方的刻度线重合。夏季昼长夜短，故晷针的影子由西南顺时针转向东南，冬季昼短夜长，故晷针的影子由西北顺时针转向东北。
关键能力1 学会地方时和区时的计算
[典题引领]
[例1] (2021·广东选择性考试)据报道，北京时间2021年4月29日，包括我国搭载空间站天和核心舱的长征5号B等三枚运载火箭先后发射升空。三个发射场均位于海岸线附近。下表为三枚运载火箭发射的相关信息。据此完成下题。
运载火箭名称 发射场 发射时间
中国长征5号B 海南文昌航天发射场 北京时间4月29日11时23分
欧洲织女星 库鲁(5°14′N，52°47′W) 西三区区时4月28日22时50分
美国猎鹰9号 卡纳维拉尔角(28°29′N，80°35′W) 西五区区时4月28日22时44分
三枚火箭发射离开地球表面的先后顺序为( )
A．长征5号B、织女星、猎鹰9号
B．长征5号B、猎鹰9号、织女星
C．织女星、长征5号B、猎鹰9号
D．织女星、猎鹰9号、长征5号B
[思路导引]
获取信息：①北京时间2021年4月29日，包括我国搭载空间站天和核心舱的长征5号B等三枚运载火箭先后发射升空。②三个发射场均位于海岸线附近。
信息整合：要判断三枚火箭发射离开地球表面的先后顺序，应将三枚火箭的发射时间统一换算为北京时间。当欧洲织女星发射场地库鲁，即西三区区时4月28日22时50分时，北京时间为4月29日9时50分(西三区和东八区相差11个小时，东加西减)；当美国猎鹰9号发射场地卡纳维拉尔角，即西五区区时4月28日22时44分时，北京时间为4月29日11时44分(西五区和东八区相差13个小时，东加西减)。故欧洲织女星在北京时间4月29日9时50分发射，中国长征5号B在北京时间4月29日11时23分发射，美国猎鹰9号在北京时间4月29日11时44分发射，故三枚火箭发射离开地球表面的先后顺序为：织女星、长征5号B、猎鹰9号。
[尝试解答] C
[核心突破]
1．地方时的计算方法
(1)定“基准时间”。
即确定计算时可作为条件用的已知地方时，在光照图上，特殊经线的地方时作为已知条件，有以下几种情况：
经线位置 确定地方时 图示
昼半球的中央经线 12时 ND
夜半球的中央经线 24时(或0时) NB
晨线与赤道交点所在的经线 6时 NC
昏线与赤道交点所在的经线 18时 NA
(2)定“东西方向”。
即确定所求点与已知时间点的相对东、西方向，如图中求E点的地方时，以D点作为已知时间点，则E点位于D点以东，应“东加”；若求F点地方时，以B点作为已知时间点，则F点位于B点以西，应“西减”。
(3)定“相对时差”。
即确定所求点与已知时间点的经度差，以确定时差，如E点所在经线与ND经度相差45°，时差为3小时。
(4)定“时间数值”。
即根据前面所确定的条件计算出所求时间，如E点地方时为：12：00＋45°/15°＝15：00，
F点地方时为：24：00－45°/15°＝21：00。
2．区时的计算方法
时区计算 某地所在时区数＝该地经度÷15°(余数若小于7.5，则直接舍去；余数若大于7.5，则在结果上加一个时区)
区时计算 所求区时＝已知区时±时区差×1小时注：①“＋、－”号的选取同地方时的运算。②若求出时间大于24小时，则减去24小时，日期加一天；若算出所求时间为负值，则加上24小时，日期减一天
3.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：
降落时B地时间＝起飞时A地时间±时差＋行程时间(m)
[应用提升]
角度1 地方时的计算
我国某企业在伊斯兰堡(33.7°N，73.1°E)、利雅得(24.6°N，46.7°E)、东京(35.7°N，139.8°E)、悉尼(33.9°S，151.2°E)、底特律(42.4°N，83.0°W)和圣保罗(23.95°S，46.64°W)等城市设有分支机构。据此完成下题。
1．该企业于北京时间2021年3月1日8时召开电话会议，其在圣保罗分支机构的人员参加会议的当地时间为( )
A．2021年3月1日19时
B．2021年3月1日8时
C．2021年2月29日21时
D．2021年2月29日19时
解析：C 圣保罗(23.95°S，46.64°W)属于西三区，北京时间为东八区的区时，根据区时计算“东加西减，东早西晚”的原则可知，北京时间8时时，圣保罗的区时为21时，结合日界线理论可知，圣保罗的当地日期为2月29日。综上分析，圣保罗分支机构的人员参加会议的当地时间为2021年2月29日21时。故选C。
角度2 区时的计算
2．(2021·河北衡水中学高三三模)10月10日高一、高二年级举办了“2020体育嘉年华”，小羊同学在朋友圈发了接力赛的照片，14：30看到在美国洛杉矶(34°N，118°W)的好朋友小骆同学的点赞(为节约能源，洛杉矶采用的是夏令时，比正常时间早一个小时)。此时小骆同学手机上显示的时间是( )
A．6：30 B．22：30
C．23：30 D．7：30
解析：C 小羊14点30分看到同学点赞的时间为北京时间，东八区区时；洛杉矶时间为西八区区时，两地相差16个时区，根据区时计算公式：所求地时间＝已知地时间±所求地与已知地时区差，可算出洛杉矶西五区时间为前一天的22点30分。由材料可知洛杉矶采用的时间比正常时间早一个小时，此时小骆同学手机显示的时间是23点30分，A、B、D错误。故选C。
3．(2021·广东高三模拟)当地区时2020年12月31日20：30，科考队员从北极中国黄河站(78°55′N，11°56′E)发送观测数据到北京的科研单位。此时，北京的区时是( )
A．2021年1月1日4：30
B．2020年12月31日13：30
C．2021年1月1日3：30
D．2020年12月31日12：30
解析：C 根据经度推算，北极黄河站位于东一区，比北京的东八区晚七个小时，故北京的区时是2021年1月1日3：30。A、B、D错误。故选C。
关键能力2 探讨日期的变更
[典题引领]
[例2] (经典高考题)假设一架客机于北京时间6月22日12时从北京(40°N，116°E)起飞，14小时后抵达芝加哥(42°N，87.5°W)。客机抵达芝加哥时，属于6月22日的地区范围约占全球的( )
A．1/4 B．1/3
C．1/2 D．3/4
[思路导引]
获取信息：①北京时间6月22日12时从北京(40°N，116°E)起飞，14小时后抵达芝加哥(42°N，87.5°W)。②芝加哥(42°N，87.5°W)，芝加哥位于西六区。
信息整合：飞机飞行了14小时，此时的北京时间为6月22日12时＋14小时＝6月23日2时，0时经线为90°E，22日的范围占经度270度，为全球的3/4。
[尝试解答] D
[核心突破]
1．日期变更线示意图
2．日界线特征
3．明确两条日期分界线的区别与联系
日界线 自然日界线 人为日界线
经线 地方时为0时的经线 大致和180°经线重合
日期分割
特点 0时所在经线时刻在变，该线在地球表面自东向西移动 该线在地球上的位置不变
4.确定日期
顺着地球自转的方向，过自然日界线日期要加一天，过国际日界线日期则要减一天。如下图所示：
(1)经线展示图示。
(2)极地投影图示。
5．确定日期范围
(1)数轴法。
新的一天的范围是从0时所在经线向东到180°经线，旧的一天的范围是从0时所在经线向西到180°经线。解答此类题目的关键是求出0时所在经线并科学绘图。
例如，当北京时间为12时时，与北京属于同一日期的范围为60°W向东至180°(下图所示)，跨240个经度，占全球的2/3。
(2)180°时间法。
180°经线的地方时是几点，进入新的一天的区域所占时间就是几小时；反过来，全球进入新的一天的区域所占时间是几小时，180°经线的地方时就是几点。例如：
①当180°地方时为6时，则新的一天占全球的1/4，旧的一天占全球的3/4。
②当180°经线的地方时为0时时(即180°经线与0时经线重合时)，全球为同一天。
③当180°经线的地方时为12时时(即180°经线与0时经线相对时)，全球两个日期各占一半。
[应用提升]
角度 日期变更
2020年11月24日4时30分，探月工程嫦娥五号在海南文昌航天发射场发射升空，开启我国首次地外天体采样之旅。12月17日1时59分，嫦娥五号返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，标志着本次任务圆满完成。据此完成下题。
1．当嫦娥五号发射升空时，与北京同处一个日期的范围约占世界的( )
A．1/6 B．1/3
C．1/2 D．3/4
解析：B 嫦娥五号升空的时间为4时30分，此时180°经线为8时30分；180°经线的时刻可以代表地球进入新的一天的范围，可知此时与北京处一个日期的范围约占世界的1/3。故选B。
下图示意海南岛的位置。读图，完成下题。
2．1月1日，当海口正午时，地球上进入新年的区域面积与地球总面积的比例( )
A．等于1/2 B．多于1/2少于2/3
C．等于2/3 D．多于2/3
解析：D 1月1日当海口正午时，即110°E大约为1月1日12时→由此可计算出0时所在经线大约是70°W→70°W向东到180°为进入新年的一天，大约跨250个经度→由此可计算出进入新年的区域面积与地球总面积之比约为25/36，即多于2/3。故选D。
[典题引领]
(2020·江苏卷)2020年4月8日22时，小明在上海观赏了“超级月亮”。与此时全球昼夜分布状况相符的是( )
A
B
C
D
[思路导引]
[尝试解答] A
[技巧深化]
1．晨昏线的类型
(1)直线型。
(2)弧线型。
2．晨昏线(圈)的特点
(1)平分地球，是过球心的大圆。
(2)晨昏线平面与太阳光线垂直，晨昏线上太阳高度角为0°。
(3)晨昏线永远平分赤道。
(4)晨昏线与经线圈的夹角(α)变化范围为0°～23°26′，且与太阳直射点的度数相同，即图2中∠α＝∠β。
(5)晨昏线只有在二至日时才与极圈相切。
(6)晨昏线的移动与地球自转速度相同、方向相反。
3．晨昏线(圈)的应用
(1)确定地球的自转方向。
(2)确定地方时。
(3)确定日期和节气。
①晨昏线与经线圈重合：日期为3月21日或9月23日前后，对应的节气是春分或秋分。
②晨昏线与经线圈相交且与极圈相切。
极昼、极夜分布情况 日期 节气
北极圈及其以北出现极昼(南极圈及其以南出现极夜) 6月22日前后 北半球夏至
北极圈及其以北出现极夜(南极圈及其以南出现极昼) 12月22日前后 北半球冬至
(4)确定太阳直射点的位置。
①确定纬度：上图中Q点为太阳直射点，直射点Q的纬度＝90°－AF的纬度(出现极昼的最大范围)＝晨昏线与地轴的夹角α。
②确定经度：地方时为正午12时的经线为太阳直射点所在的经度，如上图中Q点所在的平分昼半球的经度，通过时间计算可求出其经度度数。
(5)确定昼夜长短及分布规律。
(6)确定日出、日落时间。
日出时间＝某地所在纬线与晨线交点的地方时
日落时间＝某地所在纬线与昏线交点的地方时
[真题拓展]
(2020·浙江7月选考)图1为某飞机在甲、乙、丙间沿地球大圆周飞行轨迹示意图。图2为飞机飞到乙地时，其垂直下方所示的经线、纬线和晨昏线位置关系图，此时丙地地方时为17时。据此完成下题。
当日，甲地日出的地方时为( )
A．5点 B．6点
C．7点 D．8点
解析：C 乙地为晨昏线与纬线相切的切点，而且“飞机在甲、乙、丙间沿地球的大圆周飞行”可判断甲、乙、丙为晨昏线，此时丙地的地方时为17时，说明丙地日落时间为17时，甲、丙所在的纬线为昼弧，则乙地所在的经线为昼半球的中央经线，乙是昼夜半球的分界点，乙地为12时，又因甲、丙位于同一纬线上，昼夜长短相同，根据丙地日落时间为17时，可知该纬度的日出时间为7时。
[学科素养]
案例 探究生活中的地转偏向力
摆动是一种往复直线运动，当摆面与地球自转的角速度有一定的夹角时，摆面就会受到地转偏向力的影响，而产生一个与地球自转方向相反的扭矩，使摆面发生转动。在北半球时，摆面缓慢的向右旋转，南半球反之。法国科学家傅科提出并完成这一实验，因而此实验被叫做 “傅科摆实验”。生活中许多自然现象都受地转偏向力的影响，今天就让我们一起去探究验证吧。
(1)(地理实践力)用实验模拟沿地表作水平运动物体的地转偏向现象：甲同学打开伞，抬头面视伞面内侧，顺时针转伞；乙同学向转动的伞面顶部滴红墨水，并观察红墨水流动过程。红墨水在伞面上流动的轨迹是怎样的？
提示：向右偏转
(2)(综合思维)崇明岛是我国第三大岛和全世界最大的河口冲积岛。面积1225平方千米(下图)。中华人民共和国成立以来，崇明岛由于淤积速度快，成为围海造地的最佳场所。崇明岛是众多珍稀濒危物种的重要栖息地，其在生态环境保护和濒危物种保护上的意义十分重要。
根据以上材料及所学知识，分析崇明岛的形成原因及发展趋势。
提示：崇明岛是河口沉积地貌，其形成原因主要是外力作用，即流水的搬运、沉积作用。在地转偏向力影响下，长江水流偏向南岸导致北岸水流缓慢，淤积速度明显加快，因此，崇明岛可能会和长江北侧的江苏省陆地连在一起。
限时规范训练
一、选择题
北京时间2020年5月27日11时，8名珠峰高程测量登山队队员成功登顶珠峰(28°N，87°E)，开展各项测量工作。2020年5月27日13时22分，珠峰高程测量登山队各项测量工作完成。2020年12月8日，国家主席习近平同尼泊尔总统班达里互致信函，共同宣布珠穆朗玛峰的最新高程为8848.86米。据此完成1～2题。
1．此次珠峰高程测量登山队队员成功登顶时( )
A．富士山上(东九区)晨光初露
B．几内亚湾(中时区)夕阳西下
C．安大略湖(西五区)烈日当空
D．巴西高原(西三区)漫天繁星
2．与山麓相比，珠峰峰顶( )
A．日出时刻较晚 B．日落时刻较晚
C．自转角速度略大 D．自转线速度略小
解析：1.D 2.B 第1题，此次珠峰高程测量登山队队员成功登顶时为北京时间(东八区)2020年5月27日11时。东九区比北京时间早1小时，为12时，富士山上(东九区)正值正午，A错误。 几内亚湾(中时区)比北京时间晚8小时为3时，正值夜晚，B错误。安大略湖(西五区)比北京时间晚13小时，为26日22时，已进入夜晚，C错误。巴西高原(西三区)比北京时间晚11小时，为27日0时，正值子夜，漫天繁星。故选D。第2题，与山麓相比，珠峰峰顶海拔高，太阳光先到达，日落时阳光后消失，所以日出时刻较早，日落较晚，A错误。自转角速度都是每小时15°，C错误。 山顶和山麓纬度相同，山顶海拔高，自转线速度略大，D错误。故选B。
“玉鼠欢舞辞旧岁，金牛奋蹄迎新春”。如今，在举家团圆的除夕之夜，家人一起观看春晚，已经成了中国人过年的一种新民俗。2021年2月12日0：00，中央电视台新年的钟声传到千家万户，全球华人迎来了农历辛丑年的春节。据此完成下题。
3．当新年钟声敲响的时刻，地球上“除夕”与“春节”的范围比约是( )
A．5∶1 B．6∶1
C．4∶3 D．1∶3
解析：A 日期分界线为180°和24点所在的经线，24点就是北京时间，因此春节的范围是120°E向东到180°，总共60°，除夕范围就是360减去60等于300°，除夕与春节的范围比就是300∶60，等于5∶1。故选A。
读下图日历提供的信息，完成4～5题。
4．当我国此日春分时，太阳直射点的经纬度是( )
A．0°，108.5°E B．0°，127.5°E
C．0°，112.5°E D．23.5°N，127.5°E
5．天安门广场每天国旗升旗时刻与日出同时，此日国旗班的战士在天安门广场(116°E)开始升旗时，北京时间为( )
A．5点44分 B．6点
C．6点16分 D．以上都不对
解析：4.C 5.C 第4题，春分日太阳直射赤道，D排除；该日历显示北京时间即120°E地方时为12：30时该地为正午，即处于正午12：00的经线为112.5°E。地方时12时的经线即为太阳直射经线，所以此时太阳直射点的经纬度是0°，112.5°E。故选C。第5题，春分日全球各地地方时6时日出，即116°E地方时6时，则升旗时的北京时间，即120°E地方时为6时＋(120°－116°)×4分钟＝6点16分。故选C。
下图中甲乙丙弧线表示晨昏线，非阴影部分日期为22日，阴影部分的日期为21日。据此完成6～7题。
6．下列叙述正确的是( )
A．角速度：甲＝丙>乙
B．所在半球河流右岸侵蚀严重
C．甲乙为晨线
D．丙乙为晨线
7．下列叙述正确的是( )
A．此时Q点的地方时为17：00
B．此时甲点地方时为6：00
C．此时北京时间为21日12时
D．再过8小时全球为同一日期
解析：6.D 7.D 第6题，该图为俯视图，根据自转方向，可知中心为南极点。南北极点除外，全球各地的角速度均为15°/小时，所以甲、乙、丙的角速度相等，A错误。所在半球为南半球，受地转偏向力影响，流水向左侧偏转，所以河流左岸侵蚀严重，B错误。甲、乙、丙弧线表示晨昏线，所以过乙点的经线时刻为0点或正午12点。图中阴影部分日期不同，P、Q所在经线必有一条为0时经线，结合前面分析，只能是P点所在经线为0时经线，所以甲、乙、丙弧线右侧为夜半球。根据自转方向， 越过乙丙，由黑夜进入白天，所以丙乙为晨线，则甲乙为昏线，C错误。故选D。第7题，结合前面分析，P点为0点或24点，P点与Q点相隔120°，相差8小时，根据东加西减原则，Q点的地方时为16：00，A错误。甲地与P地间隔大于90°、小于120°，所以甲地地方时在16时到18时之间，不是6：00，B错误。非阴影部分日期为22日，阴影部分的日期为21日，根据前面分析已知P点所在经线为0时经线，所以Q点所在经线为180°经线，北京时间为120°E的地方时，所以北京时间在非阴影的22日，且120°E经线比180°经线晚4个小时，因为Q点的地方时为16：00，所以北京时间为22日12时，C错误。根据前面分析可知，Q点所在经线为180°经线，此时为16时，再过8小时，180°经线的时刻是24时(即次日0点)，0时经线和国际日期变更线重合，全球为同一日期。故选D。
下图是以极点 C 为中心的俯视图，AB 是昏线，CD、CE是日期分界线，内圆表示极圈。读图，完成下题。
8．此刻北京时间大约为( )
A．6月 22日 11时 B．12月22日 11时
C．6月 22日 5时 D．12月 21日5时
解析：C 日期分界线有两条：0时经线和180°经线。由材料可知，AB是昏线，CD、CE是日期分界线，晨昏线与极圈交点地方时为12点或0点，可判断出CD不可能是0时经线，则CE为0时经线，CD为180°经线。可画出地球自转方向为逆时针，该图是以北极点为中心的俯视图，北极圈内出现极昼，为北半球夏至日6月22日。根据自转方向和CE为180°经线可判断出图中135°经线为135°E，地方时为6点，北京时间为120°E地方时，为6月22日5时，C正确。
下图为某河流一段较平直河道的剖面图，面对河流下游，左手方视为左岸，右手方视为右岸。读图，完成9～10题。
9．此段河流可能位于( )
A．南半球 B．北半球
C．赤道上 D．回归线上
10．若此河流是一条自东向西流动的河流，它哪一岸的河堤需要特别加固( )
A．东岸 B．南岸
C．西岸 D．北岸
解析：9.A 10.B 第9题，沿地表水平运动物体方向的偏转规律：北半球向右偏，南半球向左偏，赤道不偏。根据题意，该河段较平直，因此两岸的形态主要受地转偏向力的影响；读图可知，该河段左岸受侵蚀更加明显，右岸泥沙沉积，说明地转偏向力偏向左，此段河流可能位于南半球。故选A。第10题，结合上题分析，该河流位于南半球，若流向为自东向西，则南岸为左岸，易受河流侵蚀，河堤需要特别加固。北岸是沉积作用明显的一侧，自东向西流动的河流，没有东西岸，A、C、D错误。故选B。
二、非选择题
11．读以下两幅以极点为中心的日照图，完成问题。
(1)在两图中的圆外短线上分别标出地球自转方向。____________
(2)左图中，A点的时间是__________点，该点所在的时区是______________区。
(3)左图中，A与B相比，自转线速度A________B，自转角速度A________B。(填符号)
(4)左图中，新旧两天范围之比是________∶______。
(5)在地球上，左图中A点处于右图中C点的__________方向。
(6)右图中，一架飞机从北京起飞，计划全程沿经线以每小时1110 km的速度匀速飞行，由北京经过B点，最后在匹兹堡降落(北京、匹兹堡两地纬度均为40°N)。请回答：
①飞机飞行需要______小时。
②飞行途经的国家有中国、______、______、______、美国。
解析：第 (1)题，左图极点为北极点，自转方向为逆时针；右图根据北京经度为116°E，则80°为西经度，结合顺地球自转的方向，东经度逐渐增加，西经度逐渐减小，可以判断图示自转方向为逆时针。第(2)题，读图A点位于昼半球中央经线上，地方时为12时，其A点所在经线在0°经线的西侧45°，所以其经度为45°W，所在时区为西三区。第(3)题，读图A比B纬度低，自转线速度大，AB都不在极点上，所以两点自转角速度相等。第(4)题，根据所学知识新的一天的经度范围为0点经线～180°，根据45°W为12点，则0点位于150°E，则新的一天所占的经度范围为150°E～180°，所以新旧两天的比例为1∶7。第(5)题，根据地球自转的方向右图C点坐标为(0°，90°E)，A点位于北半球，所以A点在C点的北方，A经度为45°W，所以A在C的西北方。第(6)题，根据经线上纬度相差一度长度约为111千米，飞机每小时飞行1110千米，每小时约飞行10个纬度，从北京到B(北极点)跨50个纬度，从B到匹兹堡跨50个纬度，所以飞机需要飞行约10个小时；根据飞机飞行路线先到北极点后到匹兹堡可以判断飞机经过蒙古、俄罗斯和加拿大。
答案：(1)两图均逆时针方向画出即可
(2)12 西三 (3)＞ ＝ (4)1 7
(5)西北 (6)10 蒙古 俄罗斯 加拿大
12．下图中阴影部分为黑夜，根据图中信息，回答下列问题。
(1)选择恰当符号并在图中适当位置标注出图示所在半球的极点。
(2)判断CE是晨线还是昏线并说明它的移动方向。
(3)分别判断图示A、B、D、E线速度和角速度的大小。
(4)计算A、C两点的地方时。
(5)若A点所在的经线为120°E，计算与北京处于同一日期的地区占全球的比例。
解析：第(1)题，结合地球自转方向判断图示区域在南半球，其绕转中心为南极点，用符号“S”表示。第(2)题，晨昏线运动方向和地球自转方向相反。CE为顺着自转方向由黑夜进入白天，故为晨线，其移动方向为自东向西。第(3)题，结合地球自转的速度变化：除极点外，角速度处处相等，线速度自赤道向两极递减，故线速度：A>B>D>E；角速度：A＝B＝D＝E。第(4)题，C为晨线与赤道的交点，赤道上终年昼夜平分，则C为6时，A点在C点以西相差30°的地方，时间晚2个小时，为4时。第(5)题，结合上题，A点的地方时为4时，即120°E为4时，则此时180°为8时，60°E为0时，从60°E向东到180°，经度差120°，占全球的1/3，则与北京处于同一日期的地区占全球的比例为1/3。
答案：(1)用“S”在图示顶点(90°附近)标注出来即可。
(2)晨线。自东向西。
(3)线速度：A>B>D>E。角速度：A＝B＝D＝E。
(4)A点的地方时为4时，C点的地方时为6时。
(5)1/3第3讲 地球公转的意义
课程标准 素能要求 思维导图
结合实例，说明地球公转运动的意义。 1.区域认知：结合地球公转特征，利用太阳直射点的移动规律，掌握不同纬度地区昼夜长短、正午太阳高度的分布特点。2．综合思维：通过图像资料，说明地球公转过程中昼夜长短、正午太阳高度的时空变化规律。3．地理实践力：通过观察、阅读相关资料，认识正午太阳高度、昼夜长短对日常生活的影响。
一、地球公转特点
1．定义：绕太阳的运动。
2．方向：自西向东。
3．周期：365日6时9分10秒，叫作一个恒星年。
4．轨道与速度
二、太阳直射点的回归运动
1．黄赤交角的含义
地球公转轨道平面(即黄道平面)同赤道平面的交角。目前，其大小是23°26′。示意图如下所示：
2．黄赤交角的影响：引起太阳直射点在南、北回归线之间往返运动。如下图所示：
[温馨提示] 地轴与黄道平面的夹角为66°34′，地轴与赤道平面夹角为90°，黄道平面与赤道平面夹角为23°26′。黄赤交角＝90°－极圈度数；黄赤交角＝晨昏线与地轴的最大夹角。
三、正午太阳高度的变化
1．正午太阳高度的纬度变化规律：从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
北半球节气 直射纬线 正午太阳高度的变化规律
春、秋分 赤道 由赤道向南北两侧递减
夏至 北回归线 由北回归线向南北两侧递减
冬至 南回归线 由南回归线向南北两侧递减
2.正午太阳高度的季节变化规律
北半球节气 达最大值的地区 达最小值的地区
夏至 北回归线及其以北各纬度 南半球各纬度
冬至 南回归线及其以南各纬度 北半球各纬度
春、秋分 赤道 南北两极点
[温馨提示] ①同一纬线上正午太阳高度相等。②同一日期，距直射点所在纬线纬度差相等的两条纬线上正午太阳高度相等。③距离太阳直射点所在纬线越近的地点，正午太阳高度越大。④极点上的正午太阳高度等于直射点的纬度数。
四、昼夜长短的变化
1．昼弧和夜弧：晨昏线将地球上的纬线圈分成两部分，位于昼半球的部分叫昼弧，位于夜半球的部分叫夜弧。
2．昼夜长短的变化规律(以北半球为例)
时间 昼夜长短 分布规律 特殊节气
夏半年(春分日至秋分日) 昼长夜短 纬度越高，昼越长，北极附近出现极昼现象 夏至日，北半球各地昼长达一年中最大值，极昼范围也达最大
春、秋分日 昼夜等长 全球各地昼长都是12小时
冬半年(秋分日至次年春分日) 昼短夜长 纬度越高，昼越短，北极附近出现极夜现象 冬至日，北半球各地夜长达一年中最大值，极夜范围也达最大
[温馨提示] ①昼长＝(12时－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2＝日落时间－日出时间。②夜长＝日出时间×2＝(24－日落时间)×2。③同纬度各地的昼长相等，夜长相等。④南北半球纬度数相同的地区昼夜长短对称分布，即北半球各地的昼长(夜长)与南半球同纬度地区的夜长(昼长)相等。例如，40°N的昼长等于40°S的夜长。
五、五带与四季的形成
1．五带的形成
(1)成因：一年中昼夜长短和正午太阳高度随纬度的变化而变化。
(2)五带划分
2．四季的形成
(1)成因：一年中昼夜长短和正午太阳高度随时间的变化而变化。
(2)夏季和冬季：夏季正午太阳高度大，白昼时间长，获得太阳辐射能量多，气温较高。冬季相反。春季和秋季处于过渡季节。
(3)不同纬度地区的四季：热带、寒带地区四季更替不明显，温带地区四季更替明显。
[温馨提示] 黄赤交角变化对五带的影响
黄赤交角等于回归线的度数，与南北极圈的度数互余。故黄赤交角变大，热带变大，寒带变大，温带变小；黄赤交角变小，热带变小，寒带变小，温带变大。
【实践应用】
下图为某地春分日太阳在地平线以上的运动轨迹，黑点为春分日正午太阳位置。
在图中绘出该地夏至日地平线以上太阳运动轨迹，并注明日出、日落位置，用小黑点标明正午太阳位置。
提示：太阳运动轨迹：日出、日落位置；正午太阳位置。绘图如下：
关键能力1 探究昼夜长短的变化及日出日落方位
[典题引领]
[例1] (2021·河北选择性考试)家住某城(36.5°N，116°E)的小明，秋分时节搬进了新楼房，站在书房2.6米高的落地窗前，远处公园美景尽收眼底。下图示意书房平面布局。据此完成1～2题。
1．从入住到次年春分，书房的日采光时间变化趋势是( )
A．一直增加 B．先增后减
C．一直减少 D．先减后增
2．冬至日天气晴朗，小明在书房于北京时间( )
A．6：30看到当日第一缕阳光
B．9：30沐浴着阳光伏案读书
C．12：30估算阳光进深2.6米
D．15：30看到阳光照到书柜上
[思路导引]
获取信息：①此地为(36.5°N，116°E)→该地位于北半球。②秋分时节搬进了新楼房，从入住到次年春分→太阳直射点由赤道至南回归线再到赤道→北京时间昼长先变短再变长。③城市位于(36.5°N，116°E)，春秋分北京6点日出→北京时间大约是6：16。④9：30时→太阳位于东南方位，书房接近正方形，书桌书房对角线的东北一侧，位于窗子的正北方位→阳光受东南0.5米的墙的遮挡照射不到书桌。⑤冬至日时→该地正午太阳高度＝90°－(36.5°＋23.5°)＝30°→室内光照面积应大于。落地窗面积，落地窗为2.6米，阳光进深应该大于2.6米。⑥北京时间15：30时→当地时间接近15：14，太阳斜射，太阳位于西南方位，日影朝向东北方位→书柜位于落地窗的东北方位，阳光正好照射到书柜上。
信息整合：第1题，根据材料信息，此地为(36.5°N，116°E)，秋分时入住到次年春分，为北半球的冬半年，当地的昼短夜长，太阳直射点先向南移动再向北移动，该地昼长先变短再变长，根据图示信息，可知该书房窗子朝向正南，冬半年日出日落方位偏南，所以整个白天都有采光，则书房的采光时间随着昼长的变化而变化，先减后增，在冬至日达到最小值。第2题，该城市位于(36.5°N，116°E)，春秋分北京6点日出，此时北京时间大约是6：16，因此“6：30看到当日第一缕阳光”在冬至日不太可能，9：30时，太阳位于东南方位，书房接近正方形，书桌书房对角线的东北一侧，位于窗子的正北方位，阳光受东南0.5米的墙的遮挡照射不到书桌，B错误；冬至日时，正午太阳高度＝90°－(36.5°＋23.5°)＝30°，则室内光照面积应大于落地窗面积，落地窗为2.6米，且北京时间12：30，当地时间接近12：14，太阳斜射，阳光进深应该大于2.6米；15：30时，当地时间接近15：14，太阳斜射，太阳位于西南方位，日影朝向东北方位，书柜位于落地窗的东北方位，阳光正好照射到书柜上。
[尝试解答] 1.D 2.D
[核心突破]
1．昼夜长短的纬度分布
太阳直射点所在的南、北半球位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。如下图所示。
太阳直射点向哪个半球(南或北)移动，哪个半球(南或北)就昼变长夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。如下图所示。
2．昼夜长短的季节变化
从春分日到秋分日，太阳直射点在北半球，北半球各地昼长夜短，北极附近有极昼现象，夏至日极昼范围达一年中最大；从秋分日到次年春分日，太阳直射点在南半球，北半球各地昼短夜长，北极附近有极夜现象，冬至日极夜范围达一年中最大。如下图所示。
北半球某地昼夜长短变化情况
3．极昼、极夜的分布变化
(1)春分过后北极附近就会出现极昼，此后极昼范围越来越大，到夏至日达到最大，边界到达北极圈。夏至日过后北极附近极昼范围逐渐缩小，到秋分日消失。秋分过后南极附近出现极昼，此后南极附近的极昼范围越来越大，到冬至日达到最大，边界到达南极圈。冬至日过后，南极附近极昼范围逐渐缩小，到次年春分日消失。
(2)纬度越高，极昼和极夜的时间就越长。极点附近极昼和极夜的时间长达半年左右，极圈上极昼极夜的时间仅为一天。
(3)发生极昼和极夜的最低纬度＋太阳直射点的纬度＝90°。
4．昼(夜)长的计算方法
(1)利用日出、日落时间计算：昼长＝日落时刻－日出时刻＝2×(12－日出地方时)＝2×(日落地方时－12)。
(2)利用昼弧计算：昼长＝昼弧度数/360°×24＝昼弧度数/15°。
(3)利用太阳高度计算：昼长即为某地太阳高度大于0的时段间隔。
(4)利用对称“互补”规律计算。
①同一天南北半球纬度相同的两地，昼长和为24小时(一地昼长等于另一地夜长)。
②同一地冬至日与夏至日的昼长和为24小时→推论：关于夏至、冬至对称的两个日期，其昼长、夜长、日出时间、日落时间相等；关于春分、秋分对称的A、B两天，则A的昼长等于B的夜长，A的夜长等于B的昼长。
5．日出日落方位的判断
(1) 北半球夏半年(3月21日前后—9月23日前后)
①日出东北，日落西北，正午太阳在正南方向。
②日出越早，日落越晚，方位越偏北。
③出现极昼的地区，日出正北，日落正北。
(2)北半球冬半年(9月23日前后—次年3月21日前后)
①日出东南，日落西南，正午太阳在正南方向。
②日出越晚，日落越早，方位越偏南。
③恰好出现极夜的地区，日出正南，日落正南。
(3)二分日：太阳直射赤道，全球各地(除极点外)，日出正东，日落正西，全球昼夜平分。
(4)出现极昼的地方(极点除外)：北半球太阳正北升起，正北落下；南半球太阳正南升起，正南落下。
[应用提升]
角度1 昼夜长短的变化
(2021·陕西西安中学模拟)一位中国留学生搭乘某航班从纽约启程返回广州。下图示意该航班起飞时的地球昼夜分布情况城市路灯开关时间受到昼夜长短变化的影响，下表是世界上三个城市路灯在某月连续三日的开启和关闭时间(北京时间)。据此完成1～2题。
城市 路灯开启时间 路灯关闭时间
23日 24日 25日 23日 24日 25日
甲 17点41分 17点40分 17点39分 7点16分 7点17分 7点18分
乙 18点51分 18点52分 18点53分 6点47分 6点46分 6点45分
丙 20点17分 20点18分 20点19分 5点53分 5点52分 5点51分
1.三个城市纬度从高到低排序是( )
A．甲、乙、丙 B．乙、甲、丙
C．丙、甲、乙 D．丙、乙、甲
2．如果甲城市是我国西安市，则该月份可能是( )
A．5月 B．7月
C．9月 D．11月
解析：1.C 2.D 第1题，路灯开启时间和日落时间一致，路灯关闭时间和日出时间一致，日落时间减去日出时间等于昼长时间，据表可知，此三日甲地昼长分别为10小时25分、10小时23分、10小时21分、乙地昼长分别为12小时4分、12小时6分、12小时8分、丙地昼长分别为14小时24分、14小时26分、14小时28分，可推断乙丙在同一半球且昼长夜短，丙地昼长高于乙地，甲地在另一半球且昼短夜长，根据南北半球纬度值相同的纬线昼夜状况相反可知，跟甲地在另一半球纬度值相同的纬线此三日昼长分别为13小时35分、13小时37分、13小时39分，三地昼长丙＞甲＞乙。故选C。第2题，若甲城市是西安，此三日西安昼短夜长，西安位于北半球，昼短夜长说明其为冬半年，5月、7月均处于夏半年，9月23日(前后)前为夏半年。故选D。
角度2 昼夜长短的计算
(2021·山东泰安高三一模)2020年12月30日，我市某中学徐老师在北京时间7：22开车出门上班的路上，正好看到太阳从地平线上升起(如下图)。据此完成3～4题。
3．已知徐老师家经度约为116°30′E，则其当天的昼长约为( )
A．9小时44分 B．8小时48分
C．8小时38分 D．9小时16分
4．这段时间张老师早晨上班路上总会感觉阳光直射眼睛，非常刺眼，遮阳板放下来也不管用。推测该中学在张老师家的方向以及张老师傍晚下班途中也会感到阳光刺眼的月份( )
A．东北3月 B．东南6月
C．东北9月 D．东南12月
解析：3.A 4.B 第3题，昼长＝2×(12－日出时间)，由题意知该地经度为116°30′E，于北京时间7：22日出，日出地方时＝7：22－经度差×4 min, 由题意知经度差为3.5°，所以时间差为14 min。则该地日出时间为7：08，则昼长为9小时44分。故选A。第4题，由题干知此时为12月30日，日出东南方向，徐老师早晨上班路上总会感觉阳光直射眼睛，说明学校在徐老师家的东南方向，所以排除A、C。徐老师傍晚下班途中感到阳光刺眼，说明日落在西北方向，应该是北半球夏季，故选B。
角度3 日出日落方位的判断
(2021·山东菏泽市高三模拟)山西陶寺古观象台由13根夯土柱组成，呈圆弧形排列。古人从观测点通过土柱狭缝观测日出方位，可确定节气，安排农耕。考古队在原址复制模型进行观测，从第2个狭缝看到日出为冬至日，第12个狭缝看到日出为夏至日。下图为某日考古员从观测点拍摄的日出景观。据此完成5～6题。
5．图示日期最接近( )
A．1月27日 B．4月27日
C．7月27日 D．10月27日
6．此时，考古队员的身影朝向( )
A．东南 B．西南
C．东北 D．西北
解析：5.A 6.D 第5题，根据材料“古人从观测点通过土柱狭缝观测日出方位”可知，图片正中部前方，即观测点中部土柱狭缝大致朝向正东，通过方位判读可知，图中左侧为东北，右侧为东南方位，北半球冬至日日出东南，则题中已知“从第2个狭缝看到日出为冬至日”的第2个狭缝为图中右边第二条缝，同理，北半球夏至日日出东北，第12个狭缝看到日出为夏至日，则第12个狭缝为从图中右向左数的第12个狭缝，即左边第一条狭缝为夏至日日出方位。读图可知，第2个狭缝到第12个狭缝相差了10个狭缝，时间从冬至到夏至相差约180多天，一个狭缝相差18天，由于与冬至日对称的时间有两个，从第二条缝的12月22日向前推2个狭缝的时间也就是36天，大约为11月17日左右，向后推36天，时间约为1月27日。故选A。第6题，根据物影朝向与太阳方位相反可知，此时为1月27日，太阳直射南半球，全球除极昼极夜地区之外，日出东南，所以考古队员的身影朝向西北。故选D。
关键能力2 探讨正午太阳高度的时空变化
[典题引领]
[例2] (2021·山东等级考)某日，小李在某地(40°N，110°E)广场游玩时，发现广场平面图中的指向标模糊不清(图a)，他通过观测广场石柱影子的长度和方向(图b)，确定了平面图的指向标。据此完成1～2题。
1．该广场平面图的指向标应该是图c中的( )
A．① B．②
C．③ D．④
2．一周后的相同时刻，小李再次测量发现该石柱的影长变长，则第二次观测日期可能在( )
A．2月16日前后
B．5月8日前后
C．8月20日前后
D．11月10日前后
[思路导引]
获取信息：①某地(40°N，110°E)→春秋分日的正午太阳高度50°。②某地(40°N，110°E)，北京时间12：10→地方时为11点30分→太阳位于南偏东，影子朝北偏西方向。③石柱高度和影长→此时太阳高度略大于60°→太阳直射点在北半球。④一周后的相同时刻，小李再次测量发现该石柱的影长变长→正午太阳高度减小，太阳直射点向南移。
信息整合：第1题，该广场位于110°E，当北京时间12点10分时，当地地方时为11点30分，太阳位于南偏东，影子朝北偏西方向，指向标为图中的②。第2题，该地位于40°N，太阳直射点位于赤道上时，该地正午太阳高度为50°，根据图中石柱高度和影长可算出此时太阳高度略大于60°，大于春分日的正午太阳高度50°，说明太阳直射点在北半球，2月16日和11月10日前后，太阳直射点在南半球；影长变长，说明正午太阳高度减小，太阳直射点向南移，5月8日前后，太阳直射点向北移；8月20日前后，太阳直射点向南移，正午影子变长。
[尝试解答] 1.B 2.C
[核心突破]
1．太阳高度的变化规律
(1)太阳高度日变化
极点上 在极昼期间，极点上见到的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
非极点地区 太阳高度在一天之内是有变化的，一天之内有一个最大值(地方时12时时)，即当地的正午太阳高度
(2)正午太阳高度的年变化
①回归线之间
正午太阳高度最大值为90°，每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。
②回归线上
正午太阳高度最大值为90°，一年中只有一次太阳直射现象，即一年中只有一个正午太阳高度最大值。
③回归线至极点之间
正午太阳高度最大值小于90°，一年中只有一个正午太阳高度最大值。
(3)正午太阳高度的年变化幅度
①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′。
②回归线与极圈之间：各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)。
③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′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。
2．正午太阳高度的计算
(1)公式：正午太阳高度＝90°－当地纬度与直射点纬度的差值。
(2)方法：若所求地点与直射点在同一半球(南或北)，“纬度差”为大数减去小数；若所求地点与直射点不在同一半球(南或北)，“纬度差”为两点的纬度之和。
(3)示例。
当太阳直射B点(10°N)时，A点(40°N)正午太阳高度H＝90°－A、B纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。C点(23°26′S)正午太阳高度H＝90°－B、C纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。
[应用提升]
角度1 正午太阳高度的变化
(2021·山东省实验中学二模)下图曲线表示甲地(10°S)与乙地(30°N)一年中正午太阳高度差值(ΔH)。据此完成1～2题。
1．图中从①到②，可能经历的节气为( )
A．春分 B．夏至
C．秋分 D．冬至
2．图中从⑤到①，下列地理事象可信的是( )
A．济南的夜长逐渐变长且达到最长
B．济南的日出由偏南变为偏北
C．地球公转线速度先变慢后变快
D．小明在①⑤两日，同一地点同一方位拍到了日落
解析：1.D 2.C 第1题，图中曲线表示甲地(10°S)与乙地(30°N)一年中正午太阳高度差值(ΔH)的年变化情况。图中⑤ΔH为最小值，即直射点离乙地(30°N)最近，离甲地(10°S)最远，直射点应位于北回归线，表示的节气应为夏至日。夏至日以后，直射点向南移动，逐渐接近甲地(正午太阳高度升高)，远离乙地(正午太阳高降低)，使得ΔH上升，至①点时，ΔH达到最大值，此时直射点应移到甲地所在纬线，即直射10°S(11月2日前后)，ΔH一直为甲、乙两地的纬度差(40°)，此日以后，直射点移至南回归线，再北移至10°S(2月9日前后)，这期间，ΔH一直为40°，2月9日前后以后，直射点再向北移，直射点就会靠近乙地、远离甲地，ΔH会下降，因此图中①表示11月2日前后，②表示2月9日前后。由此判断，冬至日位于①和②之间。故选D。第2题，从⑤到①，直射点应该从北回归线向南移动到10°S，此时间济南的夜长逐渐变长且未达到最长，12月22日夜最长，A错误。直射点向南移动，济南的日出由偏北变为偏南，B错误。7月初公转到远日点，公转速度最慢，此期间地球公转线速度先变慢后变快。从⑤到①，直射点应该从北回归线向南移动到10°S，①⑤两日直射点不在同一条纬线，小明在①⑤两日，不会在同一地点同一方位拍到日落，D错误。 故选C。
角度2 正午太阳高度的计算
(2021·济南市长清第一中学高三一模)北半球某中学生利用日珥镜(一种观察太阳的天文仪器)观察当地正午时的太阳轨迹，下图为其在窗户上记录的太阳周年位置轨迹，日珥镜与三脚架的支点位于窗户正中间并与窗户下缘处于同一高度。读图，完成3～4题。
3．窗户的朝向是( )
A．东南方 B．西南方
C．东北方 D．西北方
4．经过一周年的观测记录，该同学发现日珥镜仰角的最大值与最小值之和为83°，该地纬度最接近( )
A．21.5°N B．30°N
C．47°N D．48.5°N
解析：3.B 4.D 第3题，该地位于北半球，所以正午太阳位于正南方。图中显示，正午的太阳轨迹在窗户的左侧，表明窗户的朝向是西南方。故选B。第4题，该地位于北半球，日珥镜仰角的最大值即为夏至日的正午太阳高度，日珥镜仰角的最小值即为冬至日的正午太阳高度，由此推出，夏至日的正午太阳高度＋冬至日的正午太阳高度＝83°，即90°－(当地纬度－23°26′)＋90°－(当地纬度＋23°26′)＝83°。计算得知，该地纬度最接近48.5°N。故选D。
关键能力3 探讨正午太阳高度在生活中的应用
[典题引领]
[例3] 为了使正午阳光刚好照射到晾衣杆上，我国某地一同学发现自家的阳台上伸缩式晾衣架的绳索长度在不同的季节需要调整。某日正午时，测得晾衣架的绳索长度为1.96 m，经测定这天日出、日落的北京时间分别为05：20、19：21。读图，完成1～2题。
1．该同学所在的城市可能是( )
A．成都 B．武汉
C．杭州 D．拉萨
2．在这一天之后的一个月里，该同学家正午时悬挂的绳索长度调整可能是( )
A．固定值 B．一直变长
C．一直变短 D．先变短，再变长
[思路导引]
获取信息：①经测定这天日出、日落的北京时间分别为05：20、19：21→当日昼长为14时01分→日出的地方时为4时59分30秒→当地的经度约为东经115度。②此时该城市昼长达到14时，接近夏至日→之后的一个月正午太阳高度主要是逐渐减小→正午时悬挂的绳索长度调整可能是一直变短。
信息整合：第1题，根据日出日落的北京时间可计算出当日昼长为 14时01分；则日出的地方时为4时59分30秒，而日出的北京时间为5时20分，可计算出当地的经度约为东经115度，武汉符合，成都、杭州、拉萨不符合。第2题，据材料分析，正午太阳高度越大，悬挂的绳索长度越长；此时该城市昼长达到14时，接近夏至日，之后的一个月正午太阳高度主要是逐渐减小，因此正午时悬挂的绳索长度调整可能是一直变短。
[尝试解答] 1.B 2.C
[核心突破]
1．确定地方时。当某地太阳高度达一天中的最大值时，日影最短，当地地方时为12时。
2．确定当地纬度。正午太阳高度H＝90°－当地纬度与直射点纬度的差值。
3．判断日影长短及方向。正午太阳高度越大，日影越短；正午太阳高度越小，日影越长，且日影方向与太阳光线方向相反。
4．计算楼间距。以北半球中纬度地区为例(如下图所示)，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L＝h/tan H。
5．太阳能热水器的倾角调整：为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角，使太阳光与受热板成直角。其倾角和正午太阳高度的关系为α＋H＝90°(如下图所示)。
[应用提升]
角度 正午太阳高度在生活中的应用
(2021·全国高三模拟)济南市(36.5°N)高中某班组织了一次地理研学活动，活动以考察某房地产公司的楼盘(楼层为32层，层高3米，楼间距为55米)为主，目的是为了培养学生的地理实践力，运用所学地理知识解决生活中的实际问题。考察过程中，班级被分成了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个小组，各小组的任务不同。据此完成1～2题。
1．Ⅰ组的任务是帮业主选择最优楼层，业主想以最经济实惠的价格购入一套一年四季的采光都不受影响的房源(中间楼层以上会随楼层的升高价格逐渐递增)，通过计算得出，业主的最优楼层是(tan30°≈0.58)( )
A．20层 B．22层
C．24层 D．26层
2．Ⅲ组的任务是帮业主选择合适的车位，停车场(长度与楼宽一致)现只剩下甲、乙、丙、丁四个车位，需选择夏季被晒时间最短的车位，最合适的车位是( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
解析：1.B 2.D 第1题，如图所示，为保证一年四季采光不受影响，需计算冬至日不被太阳光遮挡的楼层范围，计算冬至日的正午太阳高度角H＝90°－(36.5°＋23.5°)＝30°，计算冬至日不被遮挡阳光的楼层范围tanH＝X/L(H＝30°，L＝55米)。X≈32米，h＝(32×3)－32＝64米，因为63(21层)<64<66(22层)，且均处在中间楼层以上范围，故选择22层最为经济实惠。故选B。
第2题，夏季，北半球日出东北、日落西北，正午太阳高度角为一年中最大，停车场位于楼房正北侧且停车场长度与楼宽一致，因此中部靠南的位置遮阴时间最长，被晒时间最短。丁符合题意，故选D。
(2021·全国高三模拟)暑假期间，小明到某城市旅游。其中某一天报名了当地旅行社的一日游出行，跟随旅行团前往三景点观光旅游。出行当天的行程计划为日出时出发，日落时回到出发地。下图为该旅行团当日行程示意图。据此完成3～4题。
3．小明暑假期间出游的城市，最可能是( )
A．乌鲁木齐(43°N，87°E)
B．上海(31°N，121°E)
C．成都(30.5°N，103°E)
D．武汉(30°N，114°E)
4．该日出游时，途中为免受阳光长时间照射且能欣赏窗外风景，小明应挑选的座位是( )
A．酒店至观光点1，左侧靠窗
B．观光点1至观光点2，右侧靠窗
C．观光点2至观光点3，右侧靠窗
D．观光点3至酒店，左侧靠窗
解析：3.D 4.C 第3题，根据材料可知，出行当天行程计划为日出时出发，日落时回到出发地。由图片信息可知出发时间为5：40，归来时间为19：10，我国统一采用北京时间，因此该地北京时间5：40日出，19：10日落，则昼长为13小时30分钟，当地正午时北京时间为12：25。正午的地方时为12：00；经度相差1°，地方时相差4分钟，因此该地位于北京以西约6°，即114°E，最可能位于武汉(30°N，114°E)。故选D。第4题，暑假期间，我国昼长夜短，日出东北、日落西北。由第一小题解析可知，当地地方时比北京时间晚25分钟，因此由酒店至观光点1，当地地方时应为5：15(日出)到7：25，太阳位于东北方向，左侧窗会受到太阳照射，A错误；观光点1至观光点2，当地地方时应为8：45到10：05，太阳位于偏东方向，右侧靠窗会受到太阳照射，B错误；观光点2至观光点3，当地地方时应为13：25到15：05，太阳位于偏南和偏西方向，右侧窗不会受到太阳照射，C正确；观光点3至酒店，当地地方时应为17：35到18：45，太阳位于西北方向，左侧靠窗会受到太阳照射，D错误。故选C。
[学科素养]
案例 传统测量器具
日晷是由晷针和晷盘组成，安放在一个水平基座上，晷针和晷盘相互垂直。赤道式日晷是依照使用地的纬度，将晷针朝向北极星方向固定，观察晷针投影在晷盘上的刻度来判断时间的装置，盘上的刻度是等分的，夏季和冬季晷针在晷盘上的影子会分别落在晷盘的北面和南面。
(1)(综合思维)结合下图，分析日晷的工作原理。
提示：随着时间的推移，晷针上的影子慢慢地由西向东移动。移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针，晷面则是钟表的表面，以此来显示时刻。早晨，影子投向盘面西端的卯时附近；当太阳达正南最高位置(上中天)时，针影位于正北(下)方，指示着当地的午时正时刻。午后，太阳西移，日影东斜，依次指向未、申、酉各个时辰。
(2)河南省舞阳县贾湖遗址的考古研究发现，古人将骨笛和叉形器组合起来，做成观测正午日影的原始“圭表”，如图所示，图中①②③代表二分二至的日影末端位置。
(综合思维)与正午太阳高度有关器具——骨笛的工作原理。
提示：两根木桩按南北对位，叉形器置于南端正午太阳来的方向，一年中叉形器的影子分别落在骨笛上。①处日影最长，应代表冬至日；③处日影最短，应代表夏至日；②位于二者之间，为二分日。
限时规范训练
一、选择题
2020年2月底，我国黄河站空间物理观测台(11°56′E，78°55′N)迎来了当年极夜之后的首次日出。据此完成1～2题。
1．黄河站空间物理观测台一年内极夜时间最接近( )
A．两个月 B．三个月
C．四个月 D．五个月
2．黄河站首次日出后三个月内，当地( )
A．夜长逐渐变长 B．正午日影变短
C．日落时间提前 D．自转速度变小
解析：1.C 2.B 第1题，根据材料信息，2020年2月底，我国黄河站空间物理观测台(78°55′N，11°56′E)迎来了当年极夜之后的首次日出。而12月22日前后，北半球极夜现象的范围达到最大值，黄河站出现极夜的时间关于12月22日前后对称。12月22日前后到2月底大约有2个月时间，两倍时间即为四个月。故选C。第2题，黄河站首次日出后三个月内，即2月底到5月底，此段时间太阳直射点向北移动，北半球昼长逐渐变长，夜长逐渐变短，日出时间提前，日落时间推后，A、C错误；2月底到5月底，太阳直射点向北移动，该地正午太阳高度逐渐变大，正午日影变短；当地自转速度不变，D错误。故选B。
暑假期间小明同学去我国东南沿海某海湾游览，下图为该海湾示意图。小明拍摄了一张“落日碧海、渔船点点”的照片，拍照的时间是19：01，当地经纬度约为(23°53′N，116°E)。据此完成3～4题。
3．小明拍摄照片时的位置应在图中( )
A．① B．②
C．③ D．④
4．拍摄照片的当天，当地昼长约为( )
A．14小时2分钟 B．14小时34分钟
C．13小时30分钟 D．12小时0分钟
解析：3.D 4.C 第3题，据材料可知为暑假期间，太阳直射北半球，小明拍的是日落，日落位于西北方向，根据“碧海”“渔船”这些信息可知西北方向有海的只能是④，可判断小明位于④地。故选D。第4题，当地经度与120°E相差4°，时间相差16分钟，由此可以算出当地日落时间为18：45，根据昼长时间计算公式：12＋0.5昼长＝日落时间，可以算出昼长时间为13小时30分钟。故选C。
下图为我国某地2021年元旦日出景观素描图，图中小船逆流而上，划船人的影子刚好与船垂直。读图，完成5～6题。
5．图中河流大致流向为( )
A．由南向北 B．由东北向西南
C．由北向南 D．由西北向东南
6．该地可能再次出现图示日出景观的日期在( )
A．2021年1月 B．2021年2月
C．2021年11月 D．2021年12月
解析：5.B 6.D 第5题，2021年元旦，太阳直射南半球，则该地日出方向为东南，说明图示地区太阳所在的方向为东南方，影子朝向的方向与太阳方向相反即西北方向，而“划船人的影子刚好与船垂直”，则船的朝向为东北—西南；“图中小船逆流而上”，说明图示左侧为上游，右侧为下游，左侧为东北方向，右侧为西南方向，因此河流的流向是由东北流向西南。故选B。第6题，太阳直射的纬度相同，则日出的方位角相同，一年内，该地可能再次出现图示日出景观的日期即为与这一天直射纬度相同的日期。该日为元旦(1月1日)，距离冬至(12月22日)约为8天，则与元旦直射纬度相同的日期是12月22日减8天为12月14日左右。故选D。
2020年12月下旬，小明在烟台蓬莱(37°48′N)旅行期间，发现部分建筑布局并非严格的南北朝向，而是有一定的偏角。下图为蓬莱某街道上两栋方形大楼的俯视图。据此完成7～8题。
7．建筑物的布局方位会影响墙面的采光条件。小明旅行期间，全天都不能采光的墙面是( )
A．大楼甲的①墙面 B．大楼甲的②墙面
C．大楼乙的③墙面 D．大楼乙的④墙面
8．为使大楼乙的②墙面全年每天均有采光机会，①墙面与街道的夹角α最大可能是( )
A．23°26′ B．31°
C．58° D．66°34′
解析：7.C 8.C 第7题，12月下旬，太阳直射在南半球，全球除极昼地区外，日出东南，日落西南。由图可知，大楼甲的①墙面位于正南面，全天都能采光，A错误；大楼甲的②墙面在上午时段能被阳光照射到，B错误；大楼乙的③墙面朝向西北，全天都不能采光；大楼乙的④墙面在下午时段能被阳光照射到，D错误。故选C。第8题，由图可知，12月22日，太阳直射点位于南半球，全球除极昼地区外，均日出东南，日落西南。由图可知，12月22日太阳光线与街道的夹角为31°，为使大楼乙的②墙面每天有采光机会，临界位置是①墙面与12月22日日出太阳光线平行，即②墙面与街道夹角最大为31°，此时能保证每天都有采光，α与此夹角互余，则 α角最大小于59°，可能是58°，故选C。
2020年王老师组团购买了已开盘销售封顶的1～4号楼，该楼盘(32°N，121°E)的4幢楼均为18层，层高3米，朝向坐北朝南。下图为该楼盘平面示意图。据此完成9～10题。
9．某日王老师在4号楼南阳台，恰好看到日落，当时的北京时间最有可能是( )
A．16：00 B．17：30
C．18：30 D．19：00
10．王老师发现4号楼底楼10月22日起正午就无阳光照射，一年中该楼层正午有阳光照射的时间约为( )
A．4个月 B．6个月
C．8个月 D．10个月
解析：9.B 10.C 第9题，由材料可知，该地经度为121°E，因此地方时和北京时间相当；小明在4号楼南阳台恰好看到日落，说明该日日落的方位应在西南方向，可确定此时太阳直射南半球，该地日落的时刻应在18时之前，C、D错误；该地的纬度为32°N，其最早日落的时刻不可能为16时，因此最可能是17：30，A错误。故选B。第10题，根据地球运动的对称规律可知，正午底楼接受不到太阳照射的时间和又一次开始有太阳照射的时间是关于冬至日对称的，由此可以推测，该楼层又一次开始有阳光照射的日期为次年2月22日，因此该楼层一年中有4个月正午没有阳光照射，有8个月中午有阳光照射。故选C。
二、非选择题
11．读图，完成下列各题。
下图为以北极点为中心的俯视图。弧线ABC为晨昏线，B点为弧线ABC与纬线的切点，MB所在经线地方时为0：00。图中阴影部分日期与全球其他地区日期不同，D所在经线的经度为180°。
(1)该日太阳直射点的地理坐标是__________________________________________。
(2)该日全球正午太阳高度随纬度分布规律是____________________________________。
(3)若B点的纬度逐渐变大，太阳直射点向________(方向)移动。
(4)图中北京时间是________，赤道处于黑夜且位于东半球的经度范围是________。
解析：第(1)题，晨昏线与纬线切点的纬度与太阳直射点的纬度互余。由材料可知，B点为晨昏线与75°N纬线的切点，且地方时为0点，可判断出75° N纬线圈内出现极昼，太阳直射点位于15°N。太阳直射点所在经线地方时为12点。D点所在经线的经度为180°，根据地球自转方向可判断出B点所在经线度数为120°E，B点地方时为0点，可算出地方时为12点的经线为60°W。该日太阳直射点的地理坐标是(15°N，60°W)。第(2)题，晨昏线与纬线切点的纬度与太阳直射点的纬度互余。由材料可知，B点为晨昏线与75°N纬线的切点，且地方时为0点，可判断出75° N纬线圈内出现极昼，太阳直射点位于15°N。该日全球正午太阳高度随纬度分布规律是从15°N向南北两侧递减。第(3)题，由材料可知，B点为晨昏线与75°N纬线的切点，且地方时为0点，可判断出75° N纬线圈内出现极昼，若B点的纬度逐渐变大，则北极点附近的极昼范围逐渐变小，太阳直射点向南移。第(4)题，北京时间为120°E经线的地方时。D点所在经线的经度为180°，根据地球自转方向可判断出B点所在经线度数为120°E，B点地方时为0点，北京时间0点。赤道处于黑夜的范围为地方时18点到次日6点的经度范围，为30°E向东到150°W，且位于东半球的经度范围为30°E向东到160°E。
答案：(1)(15°N，60°W) (2)从15°N向南北两侧递减 (3)南 (4)24：00或者0：00 30°E向东到160°E
12．阅读图文材料，回答下列问题。
材料一 2019年11月29日，李老师从福州(26°N，119°E)出发，前往新疆乌鲁木齐进行为期1个月的支教。李老师乘坐火车经过48小时，12月1日到达乌鲁木齐(44°N，88°E)时，太阳刚刚从地平线升起，而此时福州的学生已经在阳光明媚的教室上第二节课。
材料二 李老师在给乌鲁木齐的学生讲到《地球的运动》时，展示了“清华大学的日晷景观图及示意图”(下图)。本校地理小组在课外活动时制作了简易的赤道式日晷，如下图所示，用硬纸板折叠一个角度α后分别充当晷面与底座，用细杆垂直穿过晷面中心当作晷针，在晷面上画好全天12个时辰。
材料三 经过为期1个月的支教，李老师于12月30日启程返回福州。下表为二分二至日前后两地正午太阳高度。
春分日 夏至日 秋分日 冬至日
福州 64° 87° 64° 41°
乌鲁木齐 46° 69° 46° 23°
(1)请你说出12月1日乌鲁木齐与福州日出时间差异并解释其产生原因。
(2)简述将制作好的日晷正确放置时的要求。
(3)说出李老师支教期间两地正午太阳高度变化的共同特点，并分析原因。
解析：第(1)题，该日太阳直射南半球，北半球昼短夜长，且纬度越高，昼越短，夜越长。相比于福州而言，乌鲁木齐的纬度更高，昼长更短，夜长更长，日出时间更晚；其次，越往西日出时间越晚，乌鲁木齐和福州两地经度差异较大，乌鲁木齐位置更靠西，日出时间更晚。所以乌鲁木齐比福州日出时间晚。第(2)题，据材料二读图可知，放置日晷时，日晷的底座平放在地平面，日晷的晷针为南北方向，上端指向北极星(或正北方向)；日晷是利用影子来计时的，所以一定要放在阳光无遮挡的地方。第(3)题，据题意可知，李老师支教时间为11月29日到12月30日，两地都位于北回归线以北，12月1日至冬至日太阳直射点向南移动，太阳直射点逐渐远离乌鲁木齐和福州，所以此时段乌鲁木齐和福州的正午太阳高度都是先减小到冬至日达最小；冬至日后到12月30日，太阳直射点北移，逐渐靠近乌鲁木齐和福州，因此两地的正午太阳高度逐渐增大。所以两地正午太阳高度都是先减小后增大。
答案：(1)差异：乌鲁木齐比福州日出时间晚。原因：乌鲁木齐位于福州以西，越往西日出时间越晚；乌鲁木齐比福州纬度高，此时为冬季黑夜时间更长，日出更晚。
(2)日晷的晷针为南北方向，上端指向北极星(或正北方向)(必答)；放置的地面要水平，阳光照射无遮挡。
(3)特点：两地正午太阳高度都是先减小后增大；冬至日前后达最小值。原因：两地均位于北回归线以北，12月1日至冬至日，太阳直射点向南移动，两地正午太阳高度逐渐减小；冬至日直射南回归线，两地正午太阳高度达最小；之后太阳直射点北移，两地正午太阳高度逐渐增大。
第一、二章通关检测
一、选择题
下图为我国南极中山站(69°S，76°E)和南极最高点的昆仑站(80°S，77°E)位置分布图。读图，回答1～2题。
1．昆仑站与中山站的直线距离约为( )
A．820千米 B．1020千米
C．1220千米 D．1420千米
2．当中山站太阳位于正南的地平面时，此时昆仑站物体日影可能( )
A．没有 B．朝东北
C．朝东南 D．朝西南
解析：1.C 2.B 第1题，读图，结合材料可知，昆仑站与中山站所在经度接近，所以它们的直线距离可以不考虑经度差异，只根据纬度差计算即可。经线上，纬度差1°，距离相差约111千米，两站纬度相差约11°，所以可以算出约1220千米。故选C。第2题，中山站位于南极圈内，有极昼极夜现象，当太阳位于正南方向时，说明中山站有极昼现象，则76°E地方时是0：00，77°E的地方时为0：04；昆仑站纬度比中山站高，所以此时昆仑站应出现极昼现象，南极出现极昼现象的地区太阳视运动0：00处于正南，12点位于正北，且呈逆时针运动，则此时太阳位于昆仑站的西南方向，日影朝向东北方向。故选B。
常进行户外登山活动对人体有很大的益处，这种运动越来越受到人们的青睐，但在登山过程中必须知悉一定的安全防护知识。下图示意我国南方某名山等高线地形图和登山线路，雨季M湖湖水经常外泄。“十一黄金周”期间，小明与驴友一起来这里登山。据此完成3～5题。
3．M湖湖水外泄处的海拔可能是( )
A．1280米 B．1520米
C．1480米 D．1620米
4．如果驴友在②处突遇湖水外泄，最佳的逃生方向是( )
A．东北 B．正北
C．东南 D．正南
5．登山线路上最早看到日出的是( )
A．①地 B．②地
C．③地 D．④地
解析：3.B 4.C 5.D 第3题，据图等高线数值可知，该图等高距为100米，图中显示，山顶湖盆北边有一个鞍部缺口，其海拔高度1500～1600米之间，当湖水水位达到这一高度时，湖水就会从该缺口外泄。由此判断；1280米、1480米海拔过低，湖水不会外泄，A、C错误；1620米海岸过高，湖水早已外泄，D错误。故选B。第4题，据图可知，②位于河谷地带，如果驴友在②处突遇湖水外泄时，应向与河谷垂直的两侧高处逃生。结合图中指向标可知，应向东南或西南方向逃生。故选C。第5题，据材料可知，时间为十月一日前后，太阳在东南方向日出，结合图示，注意指北针指向，④地东南方向无障碍，因此最早看到日出；①②③地东南方向有山顶或山脊阻挡视线，因此看到日出较晚，A、B、C错误。故选D。
2021年年底，北京的李教授准备去斯坦福大学参加学术研讨活动，下图为他预订机票的信息(起降时间为当地时间)。读图，完成6～8题。
6．从北京机场起飞前李教授微信告知旧金山的朋友大约________小时后接机。( )
A．21 B．13
C．14 D．15
7．李教授返回北京时( )
A．地球上新的一天的范围不断缩小
B．地球上旧的一天的范围不断扩大
C．北京和旧金山日期相同
D．北京和旧金山日期不同
8．李教授参加活动期间( )
A．地球上极昼的范围不断缩小
B．北京的正午太阳高度不断增大
C．至少会有一天伦敦和非洲某地(0°，37.5°E)同时日出
D．旧金山比北京日出的方位角偏北
解析：6.B 7.D 8.D 第6题，根据图中信息，纽约在西8区，北京在东8区，时区差是16，时间差是16小时，飞机12月17日16: 25从北京起飞时，旧金山时间用北京的时间减去16小时是12月17日0: 25，飞行时间是用落地时间(12月17日13: 15) 减去12月17日0: 25等于12小时50分，所以接机时间是13个小时后。故选B。第7题，李教授返回北京时是1月7日14: 20, 180°经线的时间为18：20时，0时经线的读书为95°W，即新的一天的范围为95°W向东到180°的范围，新的一天的范围扩大，旧的一天的范围在缩小，北京位于新的一天，旧金山位于旧的一天。故选D。第8题，李教授参加活动期间从12月17日到12月22日再到1月6日，12月22日极夜范围最大，所以这个时段内地球上极夜的范围扩大到最大值后开始减小，A错误；北京的正午太阳高度不断减小，到最小值后再增加，B错误；活动期间从12月17日到1月6日，太阳直射在南半球，北半球的伦敦昼长短于赤道上的非洲某地昼长，且非洲某地经度位于伦敦东侧，则可知伦敦日出时间晚于非洲某地，这段时间内不会出现两地同时日出，C错误；冬季太阳直射南半球，日出东南，北京比旧金山纬度高，因此北京比旧金山日出方位角偏南，则旧金山日出方位角比北京更偏北，D正确。
赤道日晷是我国古代普遍使用的计时仪器，主要由晷盘、晷针和底座组成(下图)，其晷盘与赤道平面平行，晷针垂直穿过晷盘中心，晷针针影随太阳方位变化指向晷盘不同刻度位置来表示不同时刻。我国某中学拟建一个赤道日晷，晷针与地面夹角约为29°36′。据此完成9～11题。
9．该中学可能位于( )
A．哈尔滨 B．石家庄
C．重庆市 D．广州市
10．该中学计划将日晷摆放在学校广场，正确的摆放方式是( )
A．坐北朝南 B．坐南朝北
C．坐东朝西 D．坐西朝东
11．夏至日阳光充足，放置在该中学的日晷晷针在晷盘上的移动方向是( )
A．由西北逆时针转向东北
B．由西北顺时针转向东北
C．由西南逆时针转向东南
D．由西南顺时针转向东南
解析：9.C 10.B 11.D 第9题，根据晷盘与赤道平面平行，且该中学设置的日晷，晷针与地面夹角约为29°36′，说明此地的纬度即为29°36′，因此符合的是重庆市。故选C。第10题，题意表明，赤道日晷的晷盘与赤道平面平行，晷针垂直穿过晷盘中心，我国某中学位于北半球，则晷针上面指向北，正午太阳在南面，晷针向北才能产生影子。因此日晷是坐南朝北。故选B。第11题，该中学在夏至日这天的太阳东北升，西北落，即东南移向西北。影子与太阳的运动方向是相反的，故日晷晷针在晷盘上的移动方向是由西南顺时针转向东南。故选D。
我国某中学生发现，在书桌的固定观测点上，每年仅有一天通过窗户既可观察到日出也可看到日落。图为该日日出、日落的位置示意图。据此完成12～13题。
12．若甲为该日日出位置，则该日( )
A．大连正值樱花盛开
B．该地日出方位全年最偏北
C．该地昼长全年最长
D．沈阳正午日影全年最长
13．太阳位于甲点时的北京时间是7：57，位于乙点时地方时为17：05，则该学生所在地最接近于( )
A．上海 B．沈阳
C．成都 D．拉萨
解析：12.D 13.C 第12题，由所学知识可知，夏半年，我国日出东北、日落西北；冬半年，我国日出东南、日落西南，春秋分，正东日出、正西日落。如图，甲、乙之间夹角小于180°，不可能是春秋分，甲、乙的中部为正南或正北，若甲为日出位置，则甲为东北或东南，即偏东方向，甲位于观测点左侧，则观测点面向正南，则甲为东南方向，说明该日为冬半年，每年仅有一天通过窗户既可观察到日出也可看到日落，可推测该日昼长最短，为冬至日。大连樱花盛开为春季，A错误；夏至日日出方位全年最偏北，B错误；冬至日昼长最短，C错误；冬至日沈阳正午太阳高度最小，正午日影全年最长。故选D。第13题，乙点正值日落，由日落地方时17：05可推测昼长的一半为5时5分，日出地方时，12—5时5分，为6：55，即北京时间7：57时，该学生所在地地方时为6：55，根据时间差，可推出经度差，该地大约105°E，最接近成都；上海、沈阳位于120°E以东，A、B错误；拉萨位于105°E以西，D错误。故选C。
登录香港天文台网站，在太阳路径平台上输入日期和地点(经纬度)即可获得太阳视运动路径图。小明在平台上输入日期(2021年1月1日)、时间(19：30)和某地经纬度后，得到下图所示的太阳视运动路径图，图中所示时间为北京时间，太阳指示位置表示此时太阳接近正南方。据此完成14～15题。
图1
图2
14．小明输入的经纬度最可能是( )
A．(29°N，8°E) B．(29°N，128°W)
C．(40°N，8°E) D．(40°S，128°W)
15．小明若想得到图2所示的太阳视运动路径，他输入的日期和纬度最可能是( )
A．6月10日，29°N B．6月10日，29°S
C．12月14日，40°N D．12月14日，40°S
解析：14.A 15.B 第14题，北京时间为19：30，此时当地太阳接近正南方，即当地地方时约为12点，比北京时间晚七个半小时，所以当地位于120°E西侧，且与120°E经度相差约112°，所以当地的经度约为8°E，B、D错误；读图可知，当地1月1日的正午太阳高度角为40°，1月1日太阳大约直射21°S(12月22日太阳直射南回归线，太阳直射点一天约移动0.26个纬度)，根据某地正午太阳高度角＝90°－纬度差(当地纬度与该日太阳直射点所在纬度的差值)可知，当地的纬度大致为29°N，C错误。故选A。第15题，读图2可知，正午时，太阳位于当地正北方。6月10日太阳直射北半球，29°N所在地正午太阳位于当地正南方。同时，12月14日太阳直射南半球，40°N所在地正午太阳位于当地正南方，A、C错误；图中该日的正午太阳高度角约为40°，6月10日太阳直射点纬度约为20°N，29°S该日的正午太阳高度角约为40°；12月14日太阳直射点纬度约为21°S，40°S当地该日的正午太阳高度角约为71°，与图示信息不符，D错误。故选B。
二、非选择题
16．读图，完成下列问题。
(1)写出图中序号表示的地形名称：①______________，②____________，③____________，④______________，⑤____________，⑥____________。
(2)⑤⑦两地的垂直距离为____________米，若两地图上水平距离为2.3厘米，其实际水平距离是____________千米。
(3)如果把该图上的比例尺放大到原图比例尺的2倍，放大后的比例尺为____________(用数字式表示)。
(4)小河流向____________方。计划把水从A水库调到C处，有AC和BC两条路线，选择哪一条比较合理？为什么？____________________________________
(5)图中陡崖高度可能是( )
A．30米 B．70米
C．180米 D．250米
解析：第(1)题，图中①处四周海拔高，中部低，应为盆地；②处等高线重叠，应为陡崖；③处等高线向海拔高处凸出，应为山谷；④处等高线向海拔低处凸出，应为山脊；⑤处中部高，四周低，应为山顶；⑥处位于两个山顶之间平坦的部位，应为鞍部。第(2)题，图中⑤地海拔为568 m，⑦地海拔为557 m，二者之间的差值即为两者的垂直距离为11 m；根据比例尺计算公式，比例尺＝图上距离/实际距离，可计算出二者实际距离为4.6千米。第(3)题，把该图上的比例尺放大到原图比例尺的2倍，即为把分母缩小为原来的二分之一，原比例尺为1∶200 000，放大之后的比例尺变为1∶100 000。第(4)题，河流由高处流向低处，结合图中方向标及小河流经区域的海拔高度可以判断出小河流向为自西向东；引水线路选择时，要考虑到成本问题及当地地形条件，由图可知，A处比C处高，可实现自流引水，B处比C处低，需要提供动力引水，成本较高，因此选择AC线路较合理。第(5)题，根据陡崖相对高度计算公式：(n－1)d≤H＜(n＋1)d，图中重叠的等高线条数为2，等高距为50 m，可计算出其范围为50～150 m，依据选项，可能是70 m。
答案：(1)盆地 陡崖 山谷 山脊 山顶 鞍部
(2)11 4.6
(3)1∶100 000
(4)自西向东 AC；因为A处比C处高，引水水可自流；而B处比C处低，往高处引水困难
(5)B
17．下图中阴影部分表示夜半球，A、B两地均处在30°N。读图，回答下列问题。
(1)图中A、B、C、N四点：①自转角速度的大小关系是________；②自转线速度的大小关系是________。
(2)该日与北京日期相同的占全球________
A．一半多 B．少于一半
C．恰好一半 D．没有任何地方
(3)赤道上黑夜的经度范围是________。
(4)这天，赤道上日出时间是________时；北极圈上日落时间是________时。
解析：第(1)题，全球除南北两个极点之外，其他各处角速度相等，因此三点线速度相同，据图可知：N为北极点，因此角速度为零，而A、B、C三点角速度相同，故角速度为：A＝B＝C>N。地球自转的线速度自赤道向南北两极递减。据图可知： A、B纬度相当，因此角速度也相当，C位于赤道，线速度最大，N位于北极点，线速度最小，大小关系为：C>A＝B>N。第(2)题，据上题分析可知，为晨线，经度为30°W，为6时，因此0时所在的经线为120°W，因此两条日期分界线为120°W和180°，北京所在的经线为116°E，因此该日与北京日期相同的经度范围为120°W向东至180°，经度跨度为300°，所以该日与北京日期相同的占全球一半多。A正确。第(3)题，从图上看，晨线的经度为30°W，由于赤道昼夜平分，与晨线相对的昏线经度为150°E，黑夜的范围为150°E向东到30°W。第(4)题，二分日，全球各地昼夜平分，各地日出6时，日落18时。
答案：(1)A＝B＝C>N C>A＝B>N (2)A
(3)150°E～180°～30°W(或150°E向东到30°W)
(4)6 18
18．图中是晨昏线，其中表示昏线。读图，完成下列各题。
(1)此图表示________月________日的地球光照情况。
(2)此时太阳直射点的地理坐标是__________。
(3)此时A地出现________(填“极昼”或“极夜”)现象，A点昼长为________小时。
(4)这一天，B地________时日出，昼长时间是________小时。
(5)此时，北京时间是________时。北京的昼夜长短状况为__________。
(6)这一天，C、D、E三地的正午太阳高度由大到小排列的顺序是__________。
(7)假如上海(东经121°，北纬31°)这一天日出为5：00，澳大利亚珀斯(南纬31°)的夜长是________小时。
(8)此日后的三个月内，我国昼将变________(长或短)，正午太阳高度将变__________________(大或小)。
解析：第(1)题，沿地球自转方向，过晨昏线后若进入昼半球，则为晨线，反之则为昏线。弧ED表示昏线，则北极圈及其以内出现极昼现象，应为夏至日，日期为每年的6月22日前后。第(2)题，夏至日，太阳直射北回归线，即23°26′N。越向东，经度数越大，为东经度，因此60°E经线将图中夜半球等分，地方时为0时。直射点所在经线的地方时为12时，经度与60°E相差180°，应为120°W。第(3)题，A点位于北极圈以内，出现极昼现象，昼长为24小时。第(4)题，图中B地位于昏线上，正值日落，B点所在经线位于60°E以西60°，地方时比60°E晚4小时，“早加晚减”，因此B点日落时刻为20：00，则B地夜长时间是(24—20)×2＝8小时，昼长为24－8＝16小时，日出时刻为12－16/2＝4。第(5)题，北京时间为120°E经线的地方时，比60°E早4小时，“早加晚减”，则北京时间应为4：00。夏至日，北京昼长夜短。第(6)题，正午太阳高度自直射点向南北两侧递减，即与直射点所在纬线纬度差越大，正午太阳高度越小。夏至日，太阳直射点位于北回归线，结合图中，C、D、E三地的纬度可判定，三地的正午太阳高度由大到小排列的顺序是E＞D＞C。第(7)题，我国采用的北京时间为120°E经线的地方时，比上海(东经121°，北纬31°)的地方时晚4分钟，因此该日日出时刻上海的地方时为5：00＋4分钟＝5：04。纬度相同的两地，南半球的昼长等于当日北半球的夜长。由上海日出时刻可判定该日上海的昼长为(12：00－5：04)×2＝13小时52分钟。因此这一天日出为5：00，澳大利亚珀斯(南纬31°)的夜长是13小时52分钟。第(8)题，夏至日以后三个月为秋分日，此日后的三个月内，太阳直射点向南移动，我国昼将变短。我国领土纬度位置从4°N～53°N；正午太阳高度自直射点向南北两侧递减，即与直射点所在纬线纬度差越大，正午太阳高度越小，因此我国正午太阳高度变化为：北回归线及其以北地区，正午太阳高度逐渐变小，北回归线以南地区，正午太阳高度先变大，直射时达最大，然后再减小。
答案：(1)6 22 (2)(23°26′N，120°W)
(3)极昼 24 (4)4：00 16 (5)4：00 昼长夜短 (6)E＞D＞C
(7) 13小时52分钟 (8)短 北回归线及其以北地区，正午太阳高度逐渐变小，北回归线以南地区，正午太阳高度先变大，直射时达最大，然后减小。
19．下图为某日某时刻半球昼夜分布示意图，阴影部分为黑夜。读图，回答下列问题。
(1)写出该日的日期________左右。
(2)此时B点旗杆影长为一天中的________值(填“最大”或“最小”)，旗杆影子的方向为________方向。
(3)该日C地的昼长是________个小时，该日后，D点将向N地靠近，C地的昼长将变________(填“长”或“短”)，B地的正午太阳高度将变________(填“大”或“小”)。
(4)该日A地体育场馆的太阳能电池板与建筑物外墙(墙面与地面垂直，见右图)之间最合适的夹角约为________。
解析：第(1)题，读图可知，晨昏线与北极圈相切且北极圈及其以北出现极夜，此日为冬至日，日期为12月22日前后。第(2)题，图中B点所在的经线平分白昼，说明是正午12点，此时B点旗杆影长为一天中的最小值；此日为冬至日，太阳直射点位于南回归线，正午太阳位于B地(赤道)正南方向，故物体的影子朝向正北方向。第(3)题，根据南北半球对称规律，C地昼长即A地夜长；A地夜弧长度为360°－2×(10°＋65°)＝210°，故C点所在纬线昼弧长度为210°，计算出该纬度的昼长为14小时；D点将向N地靠近，说明太阳直射点北移，南半球C地的昼长将变短，B地的正午太阳高度角将变大。第(4)题，根据图示，太阳光线与太阳能电池板垂直，则体育场馆的太阳能电池板与建筑物外墙之间的最合适的夹角应等于正午太阳高度角；由材料可知，A地的纬度是30°N，利用正午太阳高度角的计算公式H＝90－丨所在地纬度±直射点纬度丨(同半球相加、异半球相减)，可计算得出：H＝90°－(30°＋23°26′)＝36°34′，因此最合适的夹角为36°34′。
答案：(1)12月22日 (2)最小 正北
(3)14 短 大 (4)36°34′第1讲 从宇宙看地球
课程标准 素能要求 思维导图
1.运用资料，描述地球所处的宇宙环境，说明太阳对地球的影响。2．运用地质年代表等资料，简要描述地球的演化过程。3．运用示意图，说明地球的圈层结构。 1.区域认知：结合地球所处的宇宙环境探索认识地球存在生命的自身条件和外部条件。利用圈层划分图，说明地球的圈层结构。2．综合思维：太阳辐射多寡的影响因素与太阳辐射对地球的影响；太阳活动及其对地球的影响；地球的形成与演化史。3．地理实践力：观察晴朗夜晚的星空，简单识别不同天体，观测日食、月食等天文现象。
一、地球的宇宙环境
1．宇宙
(1)宇宙中的天体
恒星 由炽热气体组成，质量庞大，自身能发出光和热
星云 由气体和尘埃物质组成的云雾状天体；密度小，体积和质量都很大
行星 自身不发光，沿着固定的近圆形轨道围绕恒星运动的球状天体
流星体 运行于行星际空间的尘粒和固体块。进入地球大气层与大气摩擦生热而发光，形成流星
彗星 绕太阳运行，体积大，密度很小，具有云雾状的外表
[技巧点拨] 天体的判断方法
(2)天体系统
目前可观测宇宙的天体系统一般分为四级，具体如下图所示(以地球所处天体系统为例)：
可观测宇宙
2．太阳
(1)太阳辐射：太阳辐射直接为地表提供光能和热能，维持地表温度，为生物繁衍生长、大气和水体运动等提供能量。
(2)太阳活动：太阳大气层时常发生变化，有时较为剧烈，这些变化统称为太阳活动。太阳黑子和耀斑是太阳活动的重要标志。太阳活动对地球的自然环境和人类活动具有一定的影响。
【实践应用】
“阳光动力2号”太阳能飞机，是一架长航时、不必耗费一滴燃油便可昼夜连续飞行的太阳能飞机，飞行所需能量完全由太阳能电池提供。2015年3月9日，“阳光动力2号”太阳能飞机从阿拉伯联合酋长国首都阿布扎比起程，开始环球飞行。2016年7月26日早上8时，世界最大太阳能飞机“阳光动力2号”成功降落在阿布扎比机场，完成人类首次太阳能环球飞行壮举！
阿拉伯联合酋长国太阳能资源丰富的优势条件有哪些？
提示：阿拉伯联合酋长国位于热带；地处低纬，终年太阳高度角较大，太阳辐射强；受副高控制，降水少，晴天多，日照时数长；沙漠分布广，人烟稀少，污染少，大气洁净度高，太阳辐射强。
3．地球
(1)地球是太阳系八大行星之一：地球与其他七大行星一起围绕太阳公转，地球与水星、金星和火星都是类地行星。
(2)地球具备生命的条件：由地球所处的宇宙环境、地球本身的条件等多种因素决定的。地球处于一种比较安全的宇宙环境中，与太阳的距离适中，质量和体积适中，自转和公转的周期适中等，是地球具备生命的主要条件。
[技巧点拨] 生命存在条件题目的分析思路
二、地球的形成与演化
1．地球历史的记录
(1)地层与化石：地质历史上一定历史时期形成的各种成层岩石和堆积物叫地层。化石是存留在地层中的古生物遗体、遗物和遗迹。
(2)地质年代表：常用的地质年代单位由大到小依次是宙、代、纪等，分别对应地层单位宇、界、系等。
2．地球形成与演化简史
46亿年前 原始地球形成
38.5亿年前 地球上的生命开始出现
5.4亿年前 地球寒武纪生命大爆发
180万年前 人类诞生
3.地球演化过程
(1)生物演化：地球生物演化经历了从低级到高级、从简单到复杂的过程。从分布空间来看，生物演化经历了由海洋向陆地扩展的过程。
(2)海陆变迁
3亿至2亿年前 泛大陆(盘古古陆)
两亿年前 冈瓦纳大陆和劳亚大陆
6500万年前 七大洲和四大洋的轮廓初步显现
(3)构造运动：中生代的构造运动导致了泛大陆的解体，晚新生代的构造运动导致了青藏高原和喜马拉雅山的形成。
三、地球的圈层结构
1．地球的内部圈层
地壳 莫霍面以上，平均厚度为17千米，由岩石组成的坚硬外壳
地幔 莫霍面与古登堡面之间。上部存在软流层，软流层以上的地幔顶部与地壳，构成岩石圈
地核 古登堡面以下，内核为固态，外核为液态
2.地球的外部圈层
(1)图层：分为大气圈、水圈和生物圈。
(2)联系：各圈层之间相互联系、相互制约、相互渗透，进行着物质和能量的交换，形成了人类赖以生存的地球表层环境。
关键能力1 太阳辐射的时空分布规律及航天基地建设的区位条件
[典题引领]
[例1] (2020·北京等级性考试)下图为我国某地立秋至处暑间天气晴好条件下辐射量日变化示意图。读图，回答1～2题。
1．代表太阳辐射变化的曲线是( )
A．① B．②
C．③ D．④
2．该地最可能位是( )
A．珠江三角洲 B．河西走廊
C．松嫩平原 D．钓鱼岛
[思路导引]
获取信息：①时间是立秋至处暑，天气晴好。②太阳辐射量在一天中的变化。③北京时间为东八区区时。
信息整合：第1题，由图可知，横坐标表示北京时间，在天气晴好条件下，夜晚太阳辐射量为0，白天太阳辐射量大于0，在地方时12时达到最大，比较四条曲线，③曲线最符合。第2题，由图可知，曲线③在北京时间14时达到最大，与东八区相差2小时，大致位于东6区，结合四个选项，河西走廊最适合。
[尝试解答] 1.C 2.B
[核心突破]
1．太阳辐射的时空分布及影响因素
(1)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大。我国太阳辐射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)影响太阳辐射的因素
[知识拓展] 太阳能电站建设
2．航天基地的建设
(1)航天发射基地选址的条件
气象条件 晴天多、阴雨天少，风速小，湿度低，有利于发射和跟踪
纬度因素 纬度低，自转线速度大，可以节省燃料和成本
地势因素 地势越高，地球自转线速度越大
地形因素 地形平坦开阔，有利于跟踪观测
海陆位置 大陆内部气象条件好，隐蔽性强，人烟稀少，安全性强；海上人类活动少，安全性强
交通条件 交通便利，有利于大型航天装备的运输
安全因素 出于国防安全考虑，有的建在山区、沙漠地区，有的建在地广人稀处
(2)航天器的发射时间、方向和回收场地选择
发射时间 发射时间：在一天中一般选择在晴朗无云的夜晚，主要是便于定位和跟踪观测；我国发射时间：主要选择在北半球冬季，便于航天测控网对飞船的监控、管理、回收。我国有多艘“远望号”监测船在南半球纬度较高的海域，选择北半球冬季是为了避开南半球恶劣的海况
发射方向 一般与地球运动方向一致，向东发射可充分利用自转线速度的作用，节约能源
回收场地选择 我国的回收场地在内蒙古自治区中部地区。地势平坦，视野开阔，便于搜救；人烟稀少，有利于疏散人群；气候干旱，多晴朗天气；地质条件好
[应用提升]
角度1 太阳辐射的时空分布及其影响因素
(2021·山东济南一模)辽宁省是我国重要的商品粮生产基地，日照时数是影响粮食生产、决定产量品质的一个重要指标。通过对辽宁省日照时数时空分布的分析，能够为区域农业产业布局、农产品种植调整及太阳能开发利用等提供重要参考。下图为辽宁省年平均日照时数空间分布图。据此完成1～2题。
1．辽宁省内年平均日照时数的最大差值可能为( )
A．490 B．590
C．690 D．790
2．下列图示为辽宁省不同季节平均日照时数空间分布图，其中表示冬季的是( )
A
B
C
D
解析：1.C 2.D 第1题，读图可知，该省年平均日照时数最大值为2800～2900，最小值为2200～2300，计算可得差值为500～700，B、C选项都在这个范围内，题目要求选最大值。故选C。第2题，冬季昼短夜长，日照时数最短，读图可知，D图日照时数最短。故选D。
角度2 航天基地建设的区位分析
(2021·安徽池州模拟)2020年11月24日4时30分，中国在文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道。图1为文昌地理位置，图2为文昌气候资料。据此完成3～4题。
图1
图2
3．海南文昌卫星发射基地的有利区位条件( )
①纬度低，地球自转线速度大，节省能源
②地广人稀，对人类活动影响小
③距海近，利于大型设备运输
④多晴天，随时可以发射
⑤东部向海，发射广角大
A．①②⑤ B．①②④
C．②③④ D．①③⑤
4．嫦娥五号选择凌晨发射的原因( )
①减少太阳活动对电子信号传输的干扰 ②凌晨天气状况比较稳定 ③凌晨便于隐蔽，安全性高 ④利于地面光学和测量设备跟踪目标，收集相关信息
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
解析：3.D 4.D 第3题，由图示可知海南文昌卫星发射基地位于20°N以南，纬度低，则地球自转线速度大，节省能源，①正确；海南中部为山地丘陵，沿海为平原，人口城市多分布在沿海地区，沿海地区非地广人稀，②错误；文昌位于沿海地区，有港口，水运运量大，适合大型设备运输，③正确；由气候资料图可知，海南为热带季风气候，年降水量大，分旱雨两季，旱季降水少多晴天适合发射，雨季不易发射，④错误；文昌三面环海，可发射的广角大，⑤正确。故选D。第4题，根据图示信息及所学知识可知，嫦娥五号选择凌晨发射，海南为夜晚，太阳活动少，对电子信号传输干扰少，①正确；凌晨近地面气温低，易出现逆温现象，天气状况较稳定，②正确；凌晨发射不是便于隐蔽，③错误；凌晨视野范围内为夜晚，航天器的辐射光利于地面光学和测量设备跟踪，利于收集相关信息，④正确。故选D。
关键能力2 探究地质年代及地球的演化历程
[典题引领]
[例2] 下图为某地层剖面示意图。读图，回答1～2题。
1．图中属于古生代地层的是( )
A．①② B．③④
C．①③ D．②④
2．据图推测②地层形成时的环境特点( )
A．干燥，冷热多变
B．全球气候分带明显
C．湿润，森林茂密
D．寒冷，冰雪广布
[思路导引]
获取信息：①含三叶虫化石的地层为古生代早期地层，含鱼类化石的地层为古生代中期地层，含恐龙化石的地层为中生代地层，含裸子植物化石的地层为古生代晚期和中生代地层。②地层为含裸子植物化石煤层。③成煤时期的环境特点为湿润，森林茂盛。
信息整合：第1题，含三叶虫化石的地层为古生代早期地层，含鱼类化石的地层为古生代中期地层，含恐龙化石的地层为中生代地层，含裸子植物化石的地层为古生代晚期和中生代地层。所以①为中生代地层，②为古生代晚期和中生代地层，③④均为古生代地层。第2题，②地层为含裸子植物化石煤层，古代的植物压埋在地底下，在不透空气或空气不足的条件下，受到地下的高温和高压年久变质而形成的黑色或者黑褐色矿物—煤矿。因此成煤时期的环境特点为湿润，森林茂盛；干燥的气候条件和寒冷的气候条件都不利于植物生长，是难以形成煤层的；成煤时期与全球气候分带无关。
[尝试解答] 1.B 2.C
[核心突破]
1．地质年代大事记
年代(百万年前) 大事件
1.8 人类诞生
65 恐龙灭绝
542 寒武纪生命大爆发
3850 生命出现
4150 海洋形成
4570 地球形成
2.地球演化历史
3．生物进化与地质年代
[特别提示] 在掌握生物进化简史中，重点抓住以下几条线索：
(1)时间变化。从太古代→元古代→古生代→中生代→新生代(可用首字“太元古中新”加以记忆)。
(2)动物演化。动物孕育、萌芽和发展的初期阶段→海生无脊椎动物时代→鱼类时代→两栖动物时代→爬行动物时代→哺乳动物时代→人类时代。
(3)植物变化。海生藻类时代→陆上孢子植物时代→裸子植物时代→被子植物时代。
[应用提升]
角度1 地层与化石
下图示意北美洲四个相距较远地点的岩层剖面，岩层没有发生翻转，数码①②③④代表岩层中的化石。据此完成1～2题。
1．指示化石是指通常只和某一特定时代的岩石共生的化石。数码①②③④最能代表指示化石的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
2．四地岩层中最古老的是( )
A．黄褐色砂岩 B．灰色石灰岩
C．黑色页岩 D．绿色页岩
解析：1.A 2.D 第1题，结合材料“指示化石是指通常只和某一特定时代的岩石共生的化石”可知，图中甲、乙、丙、丁四个采样点中黑色页岩层中均含有①这种类型的化石，推断①最能代表指示化石。故选A。第2题，根据材料可知，该区域岩层没有发生翻转，说明沉积岩层中，越往下，地层越老；根据沉积岩层的新老关系，推测甲、乙、丙、丁四地中岩层的新老关系如下：由老到新依次为绿色页岩、灰色粉砂岩、黄褐色砂岩、灰色石灰岩、黑色页岩、红色砂岩、褐色粉砂岩、黄褐色石灰岩、灰色砾岩，最老的为绿色页岩。故选D。
角度2 地球的演化历程
读图，完成3～4题。
3．关于甲、乙两个地质年代示意图，下列说法正确的是( )
A．甲是古生代，乙是中生代
B．甲是中生代，乙是古生代
C．甲是古生代，乙是新生代
D．甲是新生代，乙是古生代
4．乙的末期( )
A．蕨类植物明显衰退 B．恐龙灭绝
C．出现被子植物 D．爬行动物盛行
解析：3.B 4.A 第3题，读甲、乙两个地质年代示意图，甲时代对应的动物是恐龙，甲是中生代。乙对应的是两栖动物或无脊椎动物，乙是古生代。故选B。第4题，乙时代为古生代，古生代末期蕨类植物明显衰退，出现裸子植物；恐龙灭绝的时代为中生代末期；被子植物出现在中生代，爬行动物盛行为中生代。故选A。
[学科素养]
案例 观星基地——暗夜星空让更多人仰望苍穹
在光污染的侵袭和包夹中，黑暗的夜空成了一种稀缺资源。人工白昼不仅破坏了生态环境，还对人的健康造成了不利影响，文化上的损失更是不可估量。城市的居民再也不会为璀璨的星空而心醉神迷，银河系的壮丽景观也已成为遥远的记忆。
暗夜公园是国际暗夜协会为呼吁治理全球光污染而在全球范围内评选的一些暗夜条件特别好的公园。阿塔卡玛沙漠是南美洲西海岸中部的沙漠地区，也是地球上最接近火星的自然环境，这里土壤荒瘠呈强酸性，连细菌都无法存活，而就是这种环境使得这里成为众多天文爱好者梦寐以求的观星地点。
西藏阿里地区暗夜保护区正式投入运营，有望成为亚洲首个暗夜保护区，为世界一流的天文观测台址提供优质的夜间环境保护，为天文爱好者提供观测夜空的好去处，推动阿里地区打造独特的星空旅游。
(1)(区域认知)分析阿塔卡玛沙漠成为最佳观星基地的条件。
提示：海拔高，空气稀薄、晴天夜数多、视宁度[地球大气对光学成像(包括成像质量、星象抖动、视亮度变化等)的影响程度。星象越清晰(星象直径越小)、越稳定就是视宁度好]好、空气干燥、夜天光暗、人类活动影响少，大气透明度高。
(2)(综合思维)分析西藏阿里发展暗夜公园旅游的条件。
提示：有利条件：海拔高，晴天多；人口密度小，地面灯光干扰小；环境污染小，大气透明度高，水汽低，星空观察条件好；与周边旅游资源地域组合较好，有一定的市场基础；政策支持。
不利条件：距离市场远；市场规模小；基础设施不够完善；高原缺氧，对旅游者身体条件要求高。
限时规范训练
一、选择题
2020年10月14日凌晨，出现了火星冲日(地球、火星与太阳在同一条直线上，且火星离地球较近)现象。因为火星“个头”较小，要离地球足够近，也就是所谓“大冲”时才容易看清其表面的细节，而大冲只有每隔15或17年才发生一次。因此吸引了众多行星爱好者的关注。据此完成1～2题。
1．火星冲日主要发生在( )
A．地月系 B．太阳系
C．银河系 D．河外星系
2．火星冲日时三个天体的位置关系是( )
解析：1.B 2.A 第1题，火星冲日就是地球、火星与太阳在同一条直线上的现象。火星、地球都是绕太阳运动的行星，三个天体都在太阳系中；地月系是地球和其卫星月球组成的天体系统，火星不属于地月系，A错误；银河系包含太阳系，但是也包括其他恒星系统，C错误；河外星系是与银河系并列的天体系统，不包括火星、地球、太阳，D错误。故选B。第2题，根据太阳系八大行星的分布可知，地球轨道位于太阳和火星轨道之间，所以地球距离太阳较近，火星距离太阳较远，D错误；火星冲日现象表现为“地球、火星与太阳在同一条直线上，且火星离地球较近”，B、C中火星距离地球较远，据此可知，B、C错误。故选A。
“日凌”是指每年春分和秋分前后，如果太阳、通信卫星和地球卫星地面站接收天线恰巧在一条直线上，太阳强大的电磁辐射会对卫星信号造成强烈的干扰，从而使接收的信号质量下降或中断，导致电视画面出现图像、文字不清晰、“马赛克”“雪花”等现象。2020年2月25日至3月17日我国广播电视节目传输的卫星处于春季日凌期。下图为“日凌”示意图。据此完成3～4题。
3．推测此次发生“日凌”现象时我国通信卫星可能位于地球( )
A．北极上空 B．南极上空
C．赤道上空 D．温带上空
4．此次通信卫星“日凌”现象最严重的时间多出现在每天的( )
A．日落前后 B．子夜前后
C．日出前后 D．正午前后
解析：3.C 4.D 第3题，根据材料可知，发生“日凌”现象的时间多在“春分”“秋分”前后，说明通信卫星和太阳应位于赤道地区上空。故选C。第4题，根据材料中“每年春分和秋分前后，如果太阳、通信卫星和地球卫星地面站接收天线恰巧在一条直线上”信息可知，由于通信卫星与太阳、地球处在一条直线上，说明通信卫星“日凌”现象应发生在昼半球的正午前后，此时太阳辐射达到最强，干扰最严重。故选D。
下图示意我国拉萨地区多年平均太阳辐射与日照时数年内变化。读图，完成5～6题。
5．下列说法正确的是( )
A．太阳辐射与日照时数呈正相关
B．太阳辐射与日照时数呈负相关
C．拉萨5—7月太阳辐射最丰富
D．拉萨日照时数夏季最高
6．拉萨8月与1月太阳辐射相差较大的主导因素是( )
A．太阳高度 B．日照时数
C．天气状况 D．植被覆盖
解析：5.C 6.A 第5题，读图，根据太阳辐射和日照时数分布规律可知，二者没有相关关系，A、B错误；读太阳辐射柱状图可知，5、6、7三个月太阳辐射最丰富；日照时数在5、10两个月较高，不是夏季最高，D错误。故选C。第6题，1月，拉萨处于冬季，正午太阳高度小，太阳辐射经过大气层的路径长，被大气削弱得多，到达地面的太阳辐射少；8月，拉萨处于夏季，正午太阳高度大，太阳辐射经过大气层的路径短，被大气削弱得少，到达地面的太阳辐射多，因此拉萨8月与1月太阳辐射相差较大的主导因素是太阳高度；日照时数、天气状况及植被覆盖并不是主导因素。故选A。
下图为大陆某地地层及化石分布年代图，若在该地层甲地发现a、b、d三种化石，乙地发现a、c、e三种化石，丙地发现a、c、d三种化石。读图，完成7～8题。
7．甲、乙、丙三地岩层形成的先后顺序是( )
A．甲→乙→丙 B．甲→丙→乙
C．乙→甲→丙 D．丙→甲→乙
8．已知b为三叶虫化石，说明该地区地质时期曾是( )
A．寒冷的冰原 B．茂密的丛林
C．干旱的沙漠 D．浩瀚的海洋
解析：7.B 8.D 第7题，从图中信息可知，a，b，d三种生物开始出现的时间早于c和e，箭头表示生物完全灭绝。甲处发现了a，b，d三个化石，b在2.5亿年的时候就完全灭绝了，说明甲地地层形成的时间最早；丙地发现了d化石，其在2亿年前完全灭绝，说明丙地形成的时间较乙地早，综合分析可知，三个岩层的先后顺序是甲→丙→乙。故选B。第8题，三叶虫为典型的海生无脊椎动物，因此出现三叶虫化石说明该地区地质时期曾经是浩瀚的海洋。故选D。
2020年3月25日10时49分(北京时间)在千岛群岛发生7.5级地震，震源深度30千米。图1为震中位置(图中甲)示意图，图2是地球内部地震波传播速度示意图。据此完成9～10题。
9．地震发生后，正在千岛群岛附近海域航行轮船上的人感受到的震动是( )
A．先水平晃动，后上下颠簸
B．先上下颠簸，后水平晃动
C．有水平晃动，无上下颠簸
D．有上下颠簸，无水平晃动
10．形成船上这种震动特点的原因是( )
A．横波可以通过液体传播，纵波不能通过液体传播
B．横波可以通过气体传播，纵波不能通过气体传播
C．纵波可以通过固体传播，横波不能通过固体传播
D．纵波可以通过液体传播，横波不能通过液体传播
解析：9.D 10.D 第9题，位于千岛群岛附近海域航行轮船上的人感受到的震动应该是先上下颠簸，无水平晃动。因为地震波的纵波传播速度快，最先传播到地面，而横波只能通过固体传播，无法通过液体传播，所以船上的人无水平晃动。故选D。第10题，地震波的纵波可以通过固体、液体、气体传播，但横波只能通过固体传播，无法通过液体和气体传播。故选D。
二、非选择题
11．阅读图文材料，完成下列要求。
浙江省太阳能资源空间分布总体上可以划分为3个分区，各分区资源量差异明显，浙东北的平原地带为Ⅰ级可利用区，也是全省太阳能资源最丰富的地区，浙南的中部丘陵地带和浙西的西部山区为贫乏区，其他地区为Ⅱ级可利用区。浙江省中北部太阳总辐射的月际变化多为双峰型，7月出现一次高值，5月出现一个次高值，而6月则为一相对低值。下图示意浙江省太阳能资源区划。
(1)简述浙江省太阳能资源的分布特征。
(2)说明浙江省太阳能资源贫乏区的形成原因。
(3)分析浙江省中北部7月太阳总辐射为高值的形成原因。
解析：第(1)题，浙江省太阳能资源分布特征可以从图中直接读取，注意从整体分析及特殊分布点分析两大方面回答。第(2)题，结合材料“浙南的中部丘陵地带和浙西的西部山区为贫乏区”进行分析。第(3)题，7月当地受西太平洋副热带高压的影响，大气状况稳定，降水少，晴天多；7月北半球昼长夜短，日照时间长，太阳辐射强。
答案：(1)总体北多南少；平原及沿海多，山区、丘陵少；各分区集中分布。(答出两点即可)
(2)贫乏区多为丘陵地带或山区，大气受地形抬升作用影响，该区降水量较丰富，太阳辐射受云雨天气影响较大，到达地面的太阳辐射较少。
(3)7月，受西太平洋副热带高压控制，大气状况稳定，多晴朗天气；昼长较长，正午太阳高度角较大，天文总辐射量也大，因此太阳总辐射值高。
12．阅读材料，完成下列问题。
“地处青藏高原和黄土高原交会地带的和政县是远古时代各种古脊椎动物繁衍生息的乐园，保存了今天弥足珍贵的古脊椎动物化石群。不同化石群埋藏在不同的地层中。据了解，1000万年前的古脊椎动物化石，是研究青藏高原升降历史及古环境、古气候的重要物质依据和信息源。”看到这个消息，上海某中学地理小组的同学特别感兴趣，在地理老师的指导下，他们决定利用暑假前去实地考察研究一番。
(1)考察名称：________与地质年代、自然地理环境的关系。
(2)结合相关材料，他们绘制了一幅古生物化石地表分布示意图，并对相关问题进行了分析。
①按成因分类，该地区的地下岩层多属于__________岩；按地质年代，该区域较老的岩层至少形成于________代。
②三叶虫生活时期，该地应为________环境；恐龙繁盛时期，该地区应为____________环境，气候、植被的特点为__________________。
(3)考察结论：根据实地考察及材料分析，他们认为至今为止青藏高原地区：
①地理环境经历了________环境向________环境的演变。
②由不同化石的相对位置关系可知，地壳经历了________(填“抬升”“下降”或“水平”)运动。
解析：第(1)题，由材料可知，该地理小组同学考察的是生物化石与地质年代、自然环境的关系。第(2)题，化石形成的岩层为沉积岩。图中古生物新老关系，即三叶虫对应古生代，恐龙对应中生代，哺乳动物为新生代。古生物的生存环境，即三叶虫对应海洋环境，恐龙对应陆地环境。第(3)题，自然环境由海洋向陆地的转变，反映了地壳抬升。
答案：(1)生物化石
(2)沉积 古生 海洋 陆地 气候温暖湿润，植被茂密
(3)海洋 陆地 抬升
