【高考快车道】第1篇 专题聚能·关键能力篇 专题1 地球运动 （课件）地理高考二轮复习

(共87张PPT)
专题1　地球运动
命题统计·考情分析
专题知识·网络关联
目录索引
高频考点·精准提能
小微专题·培优创新
命题统计·考情分析
考点 年份 命题统计 AI命题分析
时间计算和日期变更 2025 安徽T14;江苏T1;浙江6月T24;海南T13 命题规律:常结合现实生活或自然现象,如以航天发射、货轮航行等为背景,考查时间计算;借摄影照片、海滨日落等场景,考查昼夜长短、正午太阳高度及日出日落方位。考查角度侧重地球运动的地理意义,如时差、昼夜长短与正午太阳高度变化。
考向预测:预计会继续创设新颖情境,如天文观测、建筑采光,考查地球运动知识。在弘扬传统文化的趋势下,以二十四节气、古诗词为载体出题的可能性增加。
备考建议:扎实掌握地球运动的基本原理和规律,构建完整知识体系;多练习真题,总结不同题型解题思路;关注生活和传统文化中的地理元素,提升知识迁移运用能力;还可借助绘图、模型等辅助理解抽象知识。
2024 山东T6;重庆T15 2023 全国乙T9;辽宁T11;浙江6月T20;浙江1月T20;湖南T9 2022 天津T15;江苏T4~5;浙江1月T20;湖北T15 考点 年份 命题统计 AI命题分析
太阳 视运 动及 正午 太阳 高度 的变 化 2025 云南T9~10;甘肃T10;湖南T15~16;浙江1月T24~25;安徽T18(1);河北T12;江苏T1~2;河南T10;浙江6月T25;浙江1月T24~25;广西T8;天津T14~15
2024 福建T11~12;浙江1月T22~23;广东T15;上海T23;北京T3;广西T10 2023 浙江6月T15~16;天津T14~15;海南T15 2022 浙江6月T20;福建T7~8;广东T8;海南T10 考点 年份 命题统计 AI命题分析
2025 广东T7~8;甘肃T9;北京T14;重庆T15;海南T14;甘肃T9~10
2024 江苏T3~5;山东T7;福建T11~12;广东T15~16;海南T7;天津T15;河北T5 2023 山东T14~15;海南T14;北京T18 2022 浙江6月T19;天津T14 说明:命题统计栏中用彩色字体呈现的试题为本书已收录高考题。
专题知识·网络关联
高频考点·精准提能
考点1　时间计算和日期变更
考向一　时间计算
真题复盘·思路分解
(2025·安徽卷T14)2020年1月1日前后,澳大利亚东南部发生大面积高强度森林野火,引发强烈上升气流,在一定的天气形势下,烟尘上升至对流层顶附近,形成积雨云状烟柱。下图表示该区域野火强度与积雨云状烟柱高度随时间变化情况。
图中积雨云状烟柱最早出现时间为当地(　　)
A.黎明前后 B.正午前后
C.傍晚前后 D.午夜前后
C
解析 由图可知,积雨云状烟柱最早出现时格林尼治时间大约为9时,格林尼治时间即世界标准时,0°经线的地方时,澳大利亚东南部经度在150°E左右,比格林尼治时间大约早10个小时,故积雨云状烟柱最早出现时间为当地19时左右,C正确。
思维路径与问题分解
(1)图示时间→格林尼治时间
指出积雨云状烟柱最早出现对应的标准时间。
(2)经度差→地方时转换
如何将格林尼治时间转换为澳大利亚东南部地方时
提示 格林尼治时间9时(世界标准时)。
提示 当地经度约150°E→位于东十区(150°÷15=10),时间比0°经线早10小时。地方时=格林尼治时间+10小时→9时+10时=19时(傍晚前后)。
知识关联·规律方法
地方时和区时计算的一般方法
经典再练·思维迁移
(2025·江苏卷T1)10月中旬,拉萨市(29°N,91°E)某中学学生开展校园地理实践活动,右图为北京时间13时56分拍摄的校园照片。据此完成第1题。
1.图中杆影指向最接近(　　)
A.正北 B.正南
C.东北 D.西北
A
解析 北京时间为120°E的地方时,拉萨经度为91°E,两地经度差为29°。由于1°经度对应4分钟的时间差,因此拉萨地方时比北京时间晚29°×4分钟=116分钟(1小时56分钟)。当北京时间为13时56分时,拉萨地方时为13时56分-1小时56分=12时(刚好正午)。10月中旬太阳直射南半球,拉萨(29°N)正午时太阳位于正南天空,因此杆影指向正北,A正确。
(2024·山东卷T6)小明暑假乘船到F岛旅游。下船后,小明发现太阳当空,周围的人却“没有”影子,他记录了当时的时间为北京时间8月21日00:04。下图示意F岛及其周边区域。据此完成第2题。
2.F岛的位置可能是(　　)
A.12°N,61°W
B.12°N,121°W
C.20°N,61°W
D.20°N,121°W
A
解析 根据小明下船后“没有”影子可以确定太阳直射点位于F岛,地方时约为12时。该岛地方时与北京时间相差大约12小时4分,与120°E经度相差约181°,那么F岛所处的经度约为61°W。一年中,太阳直射点在南北回归线之间做回归运动,但移动速度并不是匀速的,其移动速度在二分日时较快,而在二至日时较慢。因8月21日距离秋分仅有一个月左右的时间,这时太阳直射点正逐渐向赤道移动,结合太阳的移动速度,12°N是一个合理的估计值,A正确。
3.(2023·辽宁卷T11)中学地理小组到某综合试验区开展研学活动。北京时间18:14研学活动结束时日落正西。该试验区位于(　　)
A.黄淮海平原 B.三江平原
C.吐鲁番盆地 D.河套平原
A
解析 “日落正西”的太阳方位说明当天应为春秋分日,全球各地均为地方时18:00日落。“北京时间18:14”为120°E的地方时,根据时差的计算公式,可得当地的经度为116.5°E。黄淮海平原位于华北地区,经度与北京(116°E)相当;三江平原位于东北地区偏东部,位于120°E以东;吐鲁番盆地位于新疆东部,大致位于100°E以西;河套平原位于内蒙古西部,大致位于110°E以西。
考向二　日期变更
真题复盘·思路分解
(2024·重庆T15)特立尼达和多巴哥为加勒比海地区高收入国家,是美国加勒比盆地计划、欧盟伙伴协定受惠国,商品可免关税出口到相关国家和地区。位于利萨斯角港的凤凰工业园是我国“一带一路”倡议在加勒比地区首个落地项目,现已吸引我国多家企业入驻。该园区某跨国企业计划在春季召开全球线上会议,协调产品供销。下图为该国位置示意图。
为保证线上会议开始时全球处于同一日期,线上会议开始时当地时间应是(　　)
A.2:00 B.8:00
C.14:00 D.20:00
B
思维路径与问题分解
(1)日期界线→某条经线上的地方时
全球处于同一日期,180°经线的地方时是多少
(2)经纬网→经纬度;地方时计算方法
估算利萨斯角港的经度,并计算当地时间。
提示 0时或24时。
提示 61.5°W;8:00。
知识关联·规律方法
1.“表轴法”确定日期范围
先画出表示全球范围的数轴,从180°经线处将地球展开,数轴的两头为180°经线。然后再按照时间计算的方法找出地方时为零时的经线,从而确定两个不同日期的范围。如下图90°E为零时时,新的一天范围占全球的1/4。
2.“180°时间法”计算日期范围
如果180°经线的地方时是N时,那么新的一天占全球的N/24;反过来,如果新的一天占全球的N/24,那么180°经线的地方时是N时。例如:
经典再练·思维迁移
1.(2022·浙江1月卷T20)北京时间5时,全球处于不同日期的范围之比约
为(　　)
A.1∶1 B.1∶5 C.2∶5 D.3∶5
D
解析 根据题意,北京时间为5时,新的一天零时经线应该为45°E(120°E-|5-0|×15°=45°E),因此新的一天范围为180°-45°=135°,而旧的一天范围为180°+45°=225°,比例为135∶225=3∶5。
2.(上海卷改编)某年11月18日,我国一名帆船运动爱好者从青岛出发,于次年4月成功返回。12月下旬,该帆船运动爱好者在海上过了两次生日。这说明“青岛号”(　　)
A.自东十二区向东越过了日界线 B.自西十二区向东越过了日界线
C.自东十二区向西越过了日界线 D.自西十二区向西越过了日界线
A
解析 12月下旬,该帆船运动爱好者在海上过了两次生日,这说明是自东十二区向东越过了日界线,在越过日界线前过一次生日,之后又过一次生日。故选A。
考点2　太阳视运动及其应用
考向一　太阳视运动
真题复盘·思路分解
(2024·福建卷T11~12)街道走向、行道树和建筑物影响街道地面的日照时间长短。福建省学者小明来到美国波士顿(约42°N)访学。夏至日,小明在某绿树成荫的街道朝天空垂直拍摄,并将照片绘制成图(下图)。图中虚线示意春分日目视太阳轨迹。该地夏至日昼长约15小时。据此完成下列要求。
(1)夏至日该街道日出方位最接近(　　)
A.① B.② C.③ D.④
(2)6月25日,小明用专业器材在同一地点朝天空垂直拍摄,他拍摄到太阳的时段(地方时)最有可能是(　　)
A.8:30—9:00 B.10:30—11:00
C.13:00—13:30 D.15:00—15:30
A
C
思维路径与问题分解
(1)春分日太阳方位→夏至日日出方位
①北半球夏至日的日出方位是什么
②当天空方向上北下南时,左右两边的方向是怎样的
③如何结合图示内容判断具体方位
提示 ①东北。②左为东、右为西。③图示春分日太阳轨迹(虚线)正东升正西落,夏至日轨迹应东北升西北落。根据方位判断①为东北。
(2)太阳视运动轨迹→太阳位置→地方时
①6月25日接近夏至日,昼长约多少 太阳轨迹如何变化
②行道树和建筑物对拍摄时段的遮挡情况如何
提示 ①昼长约15小时,日出东北、日落西北。②上午树冠遮挡太阳,正午后太阳西移,街道间隙可见。13:00—13:30为午后无遮挡时段。
知识关联·规律方法
1.太阳视运动轨迹图
太阳视运动是指一天中肉眼所见太阳在天空中东升西落的运行状况。其中日出偏东方,日落偏西方,正午12时(地方时)时位于观察者的正南方、正北方或正上方。
下图反映的是北纬40°附近某地在二分二至日的太阳视运动轨迹。该图可反映日出日落时间与昼夜长短、日出日落方位、正午太阳高度等。
2.全球日出、日落及正午时刻太阳方位的变化规律
(1)未出现极昼或极夜现象的地区:太阳直射北半球时,日出日落都偏北(太阳从东北升起西北落下);太阳直射南半球时,日出日落都偏南(太阳从东南升起西南落下);太阳直射赤道时,日出正东、日落正西。
(2)出现极昼的地区(除极点外):一天内太阳不落,正午太阳高度最大,0时(24时)太阳高度最小,若位于北半球,太阳升落方位均为正北;若位于南半球,太阳升落方位均为正南。
(3)极昼期间的极点:一天内太阳高度不变。
经典再练·思维迁移
(2024·广东卷T15)距今约3 000年前的金沙遗址(30°41'N,104°01'E)是古蜀国时期的一处大型聚落遗址。在该遗址祭祀区的东部,有一处九柱建筑基址,其9个柱洞呈“田”字形分布。研究发现,这些柱洞分布具有一定的天文属性。图1为九柱建筑的复原示意图;图2示意该建筑柱洞平面分布及当时冬至日的日出方位。据此完成第1题。
图1
图2
1.如果当时祭祀人员站在图2中D5处,他在夏至日看到的日出方位位于(　)
A.D5→D6连线方向
B.D6和D9之间
C.D5→D9连线方向
D.D8和D9之间
B
解析 根据图2信息可知,正北方向与D5→D6连线方向有27.17°的夹角,冬至日日出方位位于D5→D8连线方向,该地位于北半球,冬至日日出方位为东南,则图中D5→D9连线方向大致为正东方向,该地位于北半球,夏至日太阳直射点位于北半球,当地日出方向位于东北,应位于D6和D9之间,B正确。
(2023·山东卷T14~15)某文化广场(37°N,105°E)上的十二生肖石像均匀排列成圆形,生肖鼠位于正北方,小明在圆中心竖立一根细杆,以观察太阳周日视运动变化。下图示意夏至日两个时刻的杆影指向。据此完成2~3题。
2.该地夏至日地方时16:00时,
杆影指向(　　)
A.生肖虎 B.生肖虎与兔之间
C.生肖兔 D.生肖兔与龙之间
3.11月至次年2月,一日内被杆影指向的生肖石像个数最多为(　)
A.5个 B.6个 C.7个 D.8个
D
A
解析 第2题,由图可知,北京时间9:20杆影指向正西。由材料可知,该文化广场位于105°E。根据地方时计算可推知,地方时8:20太阳位于正东。根据一日之中日出日落的对称原理,进一步推出地方时15:40太阳位于正西。因此,地方时16:00时,太阳位于西北方向,杆影指向东南,四个选项中,只有兔与龙之间符合。故选D。
第3题,11月至次年2月,太阳直射点位于南半球,该地东南日出,西南日落,故杆影在水平方向转动角度小于180度,且关于正北方向对称,所以,被杆影指向的生肖石像个数最多为5个。故选A。
考向二　昼夜长短的变化
真题复盘·思路分解
(2025·甘肃卷T9~10)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)。据此完成下列要求。
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
B
C
解析 第(1)题,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。
第(2)题,根据上题可知,乙、丙两城市都位于北半球,乙城市纬度低于丙城市,乙、丙两城市日出时刻(北京时间)相同,说明两城市地方时日出时间相同,此时全球昼夜等长(春秋分日)。春秋分日时,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日,与春秋分日无关,A错误;甲城市太阳高度最大应在夏至日(北半球),而非春秋分日,B错误;丙白昼最长在夏至日,而非春秋分日,D错误。
思维路径与问题分解
(1)同纬度昼长相等原理
如何通过日出、日落时刻计算昼长 甲、乙、丙的昼长分别是多少
(2)日出时刻相同→判断节气
乙、丙日出时刻相同说明是什么节气 该节气三地的日出日落方向有何规律
提示 昼长=日落时刻-日出时刻;甲和丙昼长均为9小时42分(相等),乙为10小时10分(不同)。
提示 春、秋分;全球日出正东、日落正西。
知识关联·规律方法
昼夜长短的变化规律
经典再练·思维迁移
(2024·江苏卷T3~5)下图为2024年某月1日地球昼夜状况图。据此完成1~3题。
1.据图推断,该日是(　　)
A.2月1日 B.3月1日
C.4月1日 D.5月1日
2.图示时刻,北京时间大约是(　　)
A.6:00 B.12:00
C.18:00 D.24:00
D
C
3.经过6小时,昼夜状况是(　　)
A
B
C
D
A
解析 第1题,从图中可以看出,北极点附近以极昼为主,判断太阳直射点在北半球,排除2月1日、3月1日,A、B错误;4月1日与春分日日期间隔较近,北极点附近的极昼范围很小,与图示情况不符,C错误;5月1日,太阳直射点的纬度位置与图示情况符合,D正确。
第2题,纽约位于晨线附近,说明纽约正处于5月1日日出时刻,由于太阳直射北半球,因此此时其地方时应该在6时之前。将选项带入可以得出,当北京时间6:00时,74°W地方时为17:04,A错误;当北京时间12:00时,74°W地方时为23:04,B错误;当北京时间18:00时,74°W地方时为5:04,C正确;当北京时间24:00时,74°W地方时为11:04,D错误。
第3题,根据上题,经过6小时之后纽约地方时在11:04左右,纽约是白昼状态,排除C、D;B图中纽约虽然在白天,但接近昏线,B错误。故选A。
(2022·浙江6月卷T19)我国某中学生在学校附近通过天文观测,绘制出北极星光线与正午太阳光线之间夹角α的年变化曲线,下图为该曲线示意图。据此完成第4题。
4.符合“昼变短,夜比昼长”
条件的时段是(　　)
A.甲至乙 B.乙至丙
C.丙至丁 D.丁至戊
D
解析 北极星光线与地面的夹角为当地的纬度φ。正午太阳高度在夏至日达到最大值,所以北半球北极星光线与正午太阳光线的夹角α,在夏至日达到最小值,冬至日达到最大值。据图可知,丙为夏至日,甲、戊为冬至日,乙为春分日,丁为秋分日。北半球符合“昼变短,夜比昼长”的是秋分日到冬至日,应是图中的丁至戊,D正确。
考向三　正午太阳高度的变化
真题复盘·思路分解
(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
(2025·浙江1月卷T24~25)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。据此完成下列要求。
A
(2)两地正午太阳高度之差(Δh)年变化有可能的是(　　)
A.①
B.②
C.③
D.④
C
思维路径与问题分解
(1)正午太阳高度变化的规律→南北方位;晨昏线→东西方位
①甲、乙两地中三个太阳投影中间的那个圆可能处于什么节气
②“+”小孔垂直投影点分别靠近什么节气 进一步推断其大致的纬度位置。
③根据甲、乙两地三个太阳投影圆圈间隔比例相同,对称分布,判断甲、乙两地的纬度位置。
④根据冬至日,甲、乙两地同时日落,判断甲和乙的东西方位。
提示 ①春、秋分。②夏至和冬至,甲、乙两地非常靠近各自半球的回归线。③甲地位于南半球热带,靠近南回归线;乙地位于北半球热带,靠近北回归线。④甲位于乙的东侧。
(2)正午太阳高度的年变化规律→正午太阳高度之差的年变化规律
由上题可知,甲位于20°S附近,乙位于20°N附近,甲、乙两地关于赤道对称。如下图:
①二分日,Δh数值是多少
②由a到b,Δh数值如何变化
③c→d→冬至日,Δh数值是多少
④直射北半球时同理可证。
提示 ①0°。②逐渐增大。③40°
知识关联·规律方法
正午太阳高度的变化规律
经典再练·思维迁移
(2025·湖南卷T15~16)中欧地区城市夏季常出现热浪天气,街道两侧建筑物和树木的阴影可缓解行人的热感,行人热感可用生理等效温度(P)衡量。图1示意中欧地区某市(48°N,8°E)一条东西向街道行道树布置,图2示意该街道某年夏至日(天气晴朗、风力微弱)当地时间9—15时P平均值的分布。tan65.5°≈2.19。据此完成1~2题。
图1
图2
1.甲、乙两处P平均值的差异主要源于(　　)
A.全时段两侧建筑物的遮阴
B.上午西侧行道树的遮阴
C.全时段东侧行道树的遮阴
D.下午西侧行道树的遮阴
2.同样情境下,若降低两侧建筑物高度至10米,乙、丙两处P平均值的差异将(　　)
A.变小 B.变大 C.不变 D.不确定
D
B
解析 第1题,结合图2可知,甲处P平均值低于乙处,反映甲处生理等效温度低于乙处。主要原因是与乙处相比,甲处受到建筑物和行道树的遮挡更明显。结合材料,街道为东西走向,行道树排列方向与街道走向一致。当天为夏至日,该市(48°N)东北日出、西北日落,正午太阳位于正南。当地时间9—15时太阳的视运动轨迹为东南—正南—西南。由此分析,甲处上午受到东侧行道树遮阴、下午受到西侧行道树遮阴,D正确,B、C错误。甲处全时段受到南侧建筑物的遮阴,A错误。
第2题,结合材料,该市位于欧洲48°N,夏至日太阳直射23.5°N。根据正午太阳高度的计算公式,可以得出夏至日当天该市的正午太阳高度H=90°-(48°-23.5°)=65.5°。若该街道南侧建筑物高度减小为10米,正午时南侧建筑物的影子长度大致为10米÷2.19=4.57米。根据图2,乙处位于南侧建筑物北方,距离约为6米,大于4.57米。正午时南侧建筑物不能为乙处遮阴,可以为丙处遮阴。因此乙处P平均值将变大,丙处P平均值无明显变化,乙、丙两处P平均值的差异将变大,B正确。
(2024·浙江1月卷T22~23)我国K、Q两地中学生进行日出方位观测,下图为同学们测得的两地日出时直立杆影年变化图,阴影部分为杆影变化的范围,张角两边分别为甲、乙日的杆影(测量时间为北京时间)。据此完成3~4题。
3.K地位于Q地的(　　)
A.东北 B.东南
C.西南 D.西北
4.K、Q两地相比(　　)
A.甲日日落地方时,K地比Q地大
B.甲日晨线与经线夹角,K地比Q地大
C.乙日白昼的时间,K地比Q地长
D.乙日正午太阳高度角,K地比Q地小
C
C
解析 第3题,根据春、秋分日日出正东,杆影朝正西原理可以得出,图中甲、乙日杆影分别朝西南、西北方向。方法一,张角越大,纬度越高,Q地位于K地的北面;方法二,由给出的北京时间可以得出,Q地夏至日昼比K地长,Q地冬至日昼比K地短,Q地位于K地的北面。由地方时计算可以得出,K地位于120°E(北京时间)以西,而Q地位于120°E(北京时间)以东。所以,K地位于Q地的西南方向。
第4题,从图中可以得出,甲、乙两日分别是夏至、冬至日。甲日(夏至日),K地昼比Q地短,正午太阳高度K地比Q地大,日落地方时K地比Q地小;乙日(冬至日),K地昼比Q地长,正午太阳高度K地比Q地大,日落地方时K地比Q地大。除了春、秋分两日,晨昏线与经线均相交,特别是冬、夏至两日,这个夹角更加明显。甲日从赤道到北极圈晨线与经线夹角变大,因此夹角K地比Q地小。
小微专题·培优创新
知识拓展 精要指导
微专题1　太阳辐射
1.影响太阳辐射的因素
2.太阳辐射的影响
(1)对自然环境的影响
(2)对农业生产的影响
对点演练 培优提能
(2023·浙江6月卷T15~16)塔式光热发电是利用成千上万个独立跟踪太阳的定日镜,将阳光聚集到镜场中心的集热塔,通过能量转换来发电。图1为青海某地塔式光热发电场景观图,图2为定日镜工作原理示意图。据此完成1~2题。
图1
图2
1.与浙江省相比,当地布局光热发电场的优势区位因素有(　　)
①土地　②太阳辐射　③劳动力　④电网分布
A.①② B.①③
C.②③ D.③④
2.定日镜工作期间,镜面朝向(图2所示)的水平和垂直转动方向分别是(　　)
A.顺时针　先逆时针后顺时针
B.顺时针　先顺时针后逆时针
C.逆时针　先顺时针后逆时针
D.逆时针　先逆时针后顺时针
A
B
解析 第1题,与浙江相比,青海地广人稀,多荒漠、戈壁,可用作光热发电的土地广,①正确;与浙江相比,青海为高原山地气候,多晴天,太阳辐射强,②正确;与浙江相比,青海劳动力少,③错误;青海电网分布稀疏,不利于电力输出,④错误。故选A。
第2题,青海位于北回归线以北,终年太阳日运行轨迹大体上为“东→南→西”,定日镜的镜面随太阳运行轨迹转动,故镜面朝向水平转动方向为顺时针;日太阳高度先增大后减小,定日镜的高度角(仰角)先减小后增大,故镜面朝向垂直转动方向为先顺时针后逆时针。
3.(2022·福建卷T19)阅读图文材料,完成下列要求。
为了提高贵州省高原峡谷喀斯特地貌区多种自然资源的利用效率,某科研团队设计了一种新型太阳能热水器(下图),新增了带有出水孔的反射镜面面板、雨水接水板和集水管等。
根据当地自然条件,结合新型太阳能热水器的新增设计,分析其如何提升自然资源的利用效率。
答案 地处贵州省高原峡谷,日照时间较短,且阴雨天气较多,到达地面的太阳辐射少;该热水器反射镜面面板使太阳能集热管背光一侧获得更多太阳辐射,提高太阳能利用率;喀斯特地貌区地面多裂隙,地表水易渗漏,该热水器反射镜面面板有出水孔,通过雨水接水板和集水管接收雨水,提高水资源利用效率。
解析 根据当地自然条件,结合新型太阳能热水器的新增设计,着重分析当地自然环境如何影响太阳辐射和新设计有何作用。由材料可知,试验地地处我国西南地区贵州省高原峡谷,虽然纬度较低,但是由于地势落差大,山高谷深,日照时间较短,且西南山区阴雨天气较多,到达地面的太阳辐射总量较少。西南地区多喀斯特地貌,虽然降水条件较丰富,但是地面多裂隙,地表水易渗漏,使得地表水存蓄较少,可利用水资源并不充足。同时,由图可得,新型太阳能热水器的新增设计有反射镜面面板、反射镜面面板上的出水孔、雨水接水板和集水管,作用于太阳辐射和大气降水两方面。反射镜面面板通过将缝隙处漏下的太阳辐射反射回太阳能集热管,使太阳能集热管背光一侧获得更多太阳辐射,提高太阳能利用率;反射镜面面板有出水孔,通过雨水接水板和集水管接收雨水,充分利用屋顶空间,将大气降水储存起来,供日常生活生产使用,提高水资源利用效率。
4.[2025·安徽卷T18(1)]阅读图文材料,完成下列要求。
5月某日,天气晴朗,某研学小组在江苏如东“光氢储一体化”海上光伏示范项目基地开展研学活动。下图示意如东地理位置。
研学小组利用传感器测量当天到达地表的太阳辐射量日变化。请在下图中用平滑曲线画出预期实验结果示意图。
答案
解析 由图可知,如东大约位于121°E,地方时比北京时间(120°E的地方时)早4分钟。5月份晴朗的一天,昼长夜短,日出在地方时6时之前,日落在地方时18时之后,正午太阳高度最大,太阳辐射最强,故太阳辐射量在地方时12时达最大值,如东地方时12时对应北京时间11:56。
知识拓展 精要指导
微专题2　日晷
“晷”即日影,“日晷”是人类古代利用日影测得时刻的一种计时仪器,其原理就是利用太阳的投影方向来测定并划分时刻。由于日晷必须依赖日照,因此不能用于阴雨天和黑夜。日晷有地平式、赤道式等多种类型,赤道式日晷是最常见、最精准和传统的天文观测仪器(不特别说明,一般指的就是赤道式日晷)。
1.日晷的组成
赤道式日晷通常由金属指针“晷针”和石制的圆盘“晷面”组成,晷针垂直于晷面,上端指向北极星,晷针与水平面的夹角即当地纬度。由于北极星的仰角等于当地地理纬度,故晷面与地面的倾角θ=90°-当地纬度。
2.日晷的计时原理
在晷面的正反两面刻画出12个大格。每个大格代表两个小时,子时在上,午时在下。太阳每天东升西落,投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动。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。
3.赤道式日晷图的判读与应用
(1)春分日至秋分日之间晷针的投影在日晷北侧面上,秋分日至次年春分日之间晷针的投影在日晷南侧面上。
(2)由于晷针上端指向北极星,故面向日晷北侧,左侧为东(A),右侧为西(B)。
(3)通常情况,春秋分日日出正东,物体的影子在正西,即当地6时;日落正西,物体的影子在正东,即当地18时。春秋分日太阳直射赤道,正午太阳光线与日晷面平行。上下面的晷针影子同时存在,分别为顺时针和逆时针划过日晷面。
(4)北半球夏半年日出东北,晷针影子位于D,即当地6时之前;日落西北,晷针影子位于C,即当地18时之后。
(5)10时,太阳位于东南上空,晷针影子位于F;正午12时,太阳位于正南天空,晷针影子位于O,此时影子最短。14时,太阳在西南上空,晷针影子位于E。
对点演练 培优提能
(2025·云南卷T9~10)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
C
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
B
解析 第1题,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,海南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图和④图中表位于圭的南端,不能代表夏至,A、D错误;②图中表位于圭中间,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时,正午阳光与圭垂直,与图中表平行,C正确。
第2题,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。地球公转过程中每年的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。故选B。
赤道式日晷的晷面和赤道面平行,晷盘上的刻度是等分分布的。夏半年和冬半年晷针投影在晷盘上的影子会分别出现在晷盘的正面和背面,其中正面朝上。下图为赤道式日晷图。读图,完成3~4题。
3.天津夏半年晷针投影的移动方向正确的是(　　)
4.当天津晷针投影指向晷盘正下方的刻度时,与天津同一日期的范围约占全球(　　)
A.1/2 B.3/4 C.1/3 D.2/3
A
D
解析 第3题,日晷的晷针朝向北极星(正北方向),图中日晷正面朝向北方,其背面朝向南方。夏半年晷针投影在晷盘上的影子会出现在晷盘的正面,面对日晷正面,即面向南方,选项图中左边为东,右边为西,下方为北,上方为南。结合所学知识可知,天津夏半年时,太阳直射北半球,日出东北,日落西北。由于天津位于北回归线以北,故正午时刻太阳位于正南方。结合判断出的方向和日出日落、正午太阳方位可知,日出时晷针的投影在轨面的右上方,正午时位于正下方,日落时位于左上方,旋转方向为顺时针,A正确。
第4题,当晷针投影指向晷盘正下方的刻度时,太阳位于正南方,应为当地正午12时,天津位于东八区,即东八区时间大致为12时,据此可计算得知西四区为0时,西四区往东至东十二区与天津为同一日期,约占全球的2/3,D正确,A、B、C错误。故选D。
5.阅读图文材料,完成下列要求。
《说文解字》中有“晷,日影也。”日晷就是利用太阳的位置来指示时间的一种仪器。赤道式日晷是日晷中最简单、最常见的一种,其晷盘面平行于赤道平面,晷针与晷盘面垂直且晷盘上刻度等分。为了加深对日晷的了解,位于杭州(30°N,120°E)的地理研学小组采用泡沫材料自制了一个赤道式日晷。
(1)请指出组装日晷时,晷针与地平面的夹角角度以及摆放时晷盘上表面的朝向。
(2)比较冬至日和夏至日时晷针影子特征的异同。
(3)请说出用日晷指示时间的不足之处。
精确度不够;夜晚不能使用;阴天不能使用。
晷针与地面夹角为30°;晷盘上表面朝北。
同:影长相等。异:冬至日影子在晷盘划过的弧度短(或夏至日长);夏至日影子在晷盘上面,为顺时针方向运动,冬至日影子在晷盘下面,为逆时针方向运动。
解析 第(1)题,材料提示晷盘面平行于赤道平面,晷针与晷盘面垂直,故晷针应与地轴平行,晷针与地平面的角度等于当地纬度。杭州的纬度为30°N,因此晷针与地面夹角为30°,杭州位于北半球,由于晷盘面与赤道面平行,故上表面朝北。
第(2)题,晷针影子特征的异同,可从影子的长短、在晷盘面的位置、移动方向及划过的弧度等方面作答。结合材料可知,晷盘与赤道平行,二至日太阳光线与晷盘面的夹角相等,故影子长度相等。但冬至日和夏至日太阳直射点分别在南、北半球,故晷针影子的位置及移动方向会有差异。夏至日影子在晷盘上面,为顺时针方向运动,冬至日影子在晷盘下面,为逆时针方向运动。
第(3)题,日晷利用物体日影的运动测量时间,必须有太阳才可以,阴天和夜晚没有太阳,日晷不能使用;另外,太阳视运动是地球自转和公转共同的结果,自转和公转速度并不均匀,故日晷精确度不够。