微专题(一) 太阳视运动与影子问题
典型例题剖析指导
(2020天津卷)图1为我国某地一住宅小区示意图,图2中四个方向的阴影分别为小区内某栋住宅楼二至日8:00和16:00的日影。读图文材料,完成下列要求。
图1
图2
(1)该小区最可能位于( )
A.北京
B.银川
C.杭州
D.海口
(2)小区内各住宅楼楼高一致,休闲广场被楼影遮挡面积最大的时段是( )
A.夏至日8:00~12:00
B.夏至日12:00~16:00
C.冬至日8:00~12:00
D.冬至日12:00~16:00
试题情景试题以某地住宅小区中住宅楼的分布及日影的朝向为背景材料,考查小区所在的地区及影子的问题。
学科素养区域认知:图中的住宅楼的分布及二至日住宅楼影子的朝向。
地理实践力:物体影子的朝向与太阳方位相反;我国统一采用北京时间(东八区区时),然后结合北京时间进行计时。
综合思维:太阳高度越小,物体的影子越长,反之则影子越短。
思路引导第一步,读图文材料,明设问。
(1)材料分析:材料中提及“图2中四个方向的阴影分别为小区内某栋住宅楼二至日8:00和16:00的日影”,8:00太阳方位可能为东南或东北,16:00太阳方位可能是西南或西北。
(2)图表分析:
图1 图2
第二步,调知识,求答案:
知识整合技能提升
1.太阳视运动:以北半球为例(极昼、极夜地区除外)
(1)二分日时,太阳直射赤道,全球各地太阳正东升、正西落。太阳在天空中位置的变化为:正东→东南→正南→西南→正西。
(2)北半球的夏半年,太阳直射点在北半球。太阳在天空中位置的变化为:东北→正东→东南→正南→西南→正西→西北。
(3)北半球的冬半年,太阳直射点在南半球。太阳在天空中位置的变化为:东南→正南→西南。
2.日影朝向及长短变化规律
(1)日影朝向、长短与太阳位置的关系
①太阳在天空的方向与日影朝向相反。如太阳在西北天空,则日影朝向东南。
②太阳高度角越大,日影越短。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。
(2)正午日影朝向及长短变化
①正午日影朝向取决于太阳直射点的位置。太阳直射点以北地区,日影朝北;太阳直射点以南地区,日影朝南。
②太阳直射点处,日影与物体本身重合。
③利用正午太阳高度计算垂直物体的正午日影的公式:影长=物体长度×cot
H。(H为当地正午太阳高度)
(3)日出、日落的方向及日影朝向
①北半球春秋二分日,全球各地日出正东,日落正西。此时日出时日影朝西,日落时日影朝东。
②北半球夏半年,全球各地(极昼区除外)日出东北,日落西北。日出时日影朝向西南,日落时日影朝向东南。
③北半球冬半年,全球各地(极昼区域除外)日出东南,日落西南,日出时日影朝向西北,日落时日影朝向东北。
④从冬至日至夏至日,随着太阳直射点北移,太阳升起和落下的方向逐渐北移,日影朝向逐渐偏南;从夏至日至冬至日,太阳直射点南移,太阳的升落方向也逐渐南移,日影朝向逐渐偏北。
(4)极点的日影朝向
北极点的任何方向都是南,南极点的任何方向都是北,所以北极点的影子永远朝向南,南极点的影子永远朝向北。
对点训练迁移巩固
下图为我国某省级行政中心城市某日的日出日落(视运动轨迹图)时刻图(北京时间)。读图,完成1~2题。
1.该城市所在省区是( )
A.琼
B.新
C.川
D.黑
2.当日,若在该城市一空旷操场上垂直于地面立一木杆,木杆顶端日影运动轨迹正确的是( )
2020年春季,我国某地返校的高三毕业班学生,于北京时间12:00,在教室里观测到自己立在书桌面上的钢笔的影子并不朝向正北,而是与南北方向的书桌边线有4°夹角(如图)。据此完成3~5题。
3.该同学所在的省份是
( )
A.山东
B.新疆
C.湖北
D.云南
4.若在一周后的同时刻再进行观察,则与上次比较( )
A.影长变长
B.夹角增大
C.影长不变
D.夹角不变
5.观察钢笔影子时,该同学朝向大致是( )
A.面向正东
B.面向正南
C.面向正西
D.面向正北
知识体系网络构建
微专题(一) 太阳视运动与影子问题
典型例题·剖析指导
思路引导第二步,调知识,求答案:
第(1)题,由图2可以看出,该栋住宅楼在二至日8:00和16:00的日影的朝向有西北、东北、西南和东南四个方向。因影子朝向西北时,太阳位于东南方向,影子朝向东北时,太阳位于西南方向,影子朝向西南时,太阳位于东北方向,影子朝向东南时,太阳位于西北方向,所以该地二至日8:00和16:00时,太阳的方位分别有东北、东南、西南、西北四个方向。因是我国某地,题中所提的时间为北京时间。北京(116°E)的地方时与北京时间相差16分钟,银川(106°E)的地方时与北京时间相差约1小时,杭州(120°E)与北京时间一致,海口(110°E)的地方时与北京时间相差40分钟。北京时间8:00时,北京、银川、杭州、海口的地方时分别为7:44、7:00、8:00、7:20。夏至日时,太阳直射北半球,北京、银川、杭州、海口四地,都在地方时6:00之前日出,并且日出东北。当地方时为6:00时,北京、银川、杭州因位于北回归线以北,太阳位于正东方向,6:00之后,太阳位于东南方向,日影只能朝向西北。因北京时间8:00时,北京、银川、杭州地方时分别为7:44、7:00、8:00,那么太阳位于这三个地点的东南方向,日影则朝向西北。海口因位于北回归线以南,此时太阳直射点位于北回归线上,北京时间8:00时,海口的地方时7:20,太阳位于东北方向,日影朝向西南方向。也就是说四个城市中只有海口在夏至日北京时间8:00时,太阳位于东北方向上,日影朝向西南。所以只有海口符合题意。冬至日北京时间8:00时,这四地中银川没有日出,北京、杭州、海口三地太阳方位均位于东南,日影朝向西北。冬至日北京时间16:00时,太阳均位于四地的西南方向,日影朝向东北。夏至日时,北京、银川、杭州三地因位于北回归线以北,在地方时18:00之后日落,但是地方时18:00时,太阳位于正西方向。北京时间16:00,北京、银川、杭州三地的地方时分别为15:44、15:00、16:00,太阳均位于西南方向,日影朝向东北。因海口位于北回归线以南,北京时间16:00时,其地方时为15:20,太阳位于西北方向,日影朝向东南,也是只有海口符合题意。所以,四地中只有海口在二至日8:00和16:00的日影的朝向有西北、东北、西南和东南四个方向。其他三个城市只有西北和东北两个方向。第(2)题,楼影遮挡面积的大小与太阳高度有关,太阳高度越大,楼影越短,反之则楼影越长。海口(20°N,110°E)冬至日时正午太阳高度小于夏至日,冬至日时日影较长,休闲广场被楼影遮挡面积冬至日大于夏至日。海口使用的时间为北京时间,当北京时间为8:00~12:00时,当地地方时约为7:20~11:20,当北京时间为12:00~16:00时,当地地方时约为11:20~15:20。11:20~15:20因包含地方时12:00(地方时12:00太阳高度最大,影子最短),所以平均太阳高度大于地方时7:20~11:20的太阳高度,故冬至日8:00~12:00休闲广场被楼影遮挡面积最大。
答案(1)D (2)C
对点训练·迁移巩固
1~2.1.B 2.C 解析第1题,从图中可读出该地北京时间8:20日出、20:17日落,可算出该地昼长约为12小时,日出时间约为6时,也就是说当地时间6时时北京时间为8:20,根据地方时计算公式:所求地地方时=已知地地方时±4分钟×所求地与已知地经度差,可算出该地位于85°E附近,该城市所在省区为新疆,B正确。第2题,从图中可读出该地北京时间8:20日出、20:17日落,可算出该地昼长不到12小时,说明太阳直射点在南半球,应东南日出,西南日落,正午太阳在正南,因此日出后影子在西北、正午影子在正北、日落前影子在东北,C正确。
3~5.3.A 4.D 5.A 解析第3题,材料信息表明,北京时间12:00立在书桌面上的钢笔的影子并不朝向正北,读图可知,钢笔影子朝向西北方向,则太阳此时位于东南方向,即当地地方时应在上午,比北京时间晚,即位于120°E以西。图文信息表明,北京时间12时,钢笔影子与南北方向的书桌边线有4°的夹角,影子转动的速度大致与地球自转速度相当,因此该地应位于120°E以西4°左右,即116°E。山东省大致位于115°E~123°E之间,因此该同学所在的省区可能是山东省,A符合题意;新疆最东边经度在95°E附近,因此该同学所在的省区不可能是新疆,排除B;湖北省位于116°E以西,该同学所在的省区不可能是湖北,排除C;云南省最东边的经度在106°E左右,该同学所在的省区不可能是云南,排除D。第4题,材料信息表明,观察时间在春季,直射点向北运动,当地正午太阳高度应增加,则在一周后的同时刻再进行观察,影子长度应变短,A、C错误;由于使用的时间系统没有变化,当地的经度不可能发生改变,因此钢笔影子与南北方向的书桌边线的夹角也会相对稳定,B错误、D正确。第5题,材料和图像信息表明,书桌横边呈南北走向,根据图中影子朝向判断,面对书桌左侧为北,右侧为南,由此判断,观察钢笔影子时,该同学朝向正东,后面为正西,因此A正确,B、C、D错误。
知识体系·网络构建
提示①应用 ②昼夜交替 ③昼夜长短 ④正午太阳高度微专题(一) 太阳视运动与影子问题
中国第35次南极科考队昆仑队在抵达南极昆仑站(80°5'01″S,77°6'58″E)后,于2019年1月5日全面展开天文、冰川和测绘等项目的科研工作。下图为1月5日当地时间10时在昆仑站上拍摄的自动监测设备及其周边景观图。据此完成1~2题。
1.图示时刻( )
A.北京时间约为6时
B.伦敦和上海日期相同
C.赤道上东半球大部分为黑夜
D.我国东部沿海吹陆风
2.图中自动监测设备的日影朝向再次出现时,可能为( )
A.6月9日
B.7月5日
C.次年10月5日
D.次年12月9日
下图是某旅游者2020年5月1日即时发布在微信朋友圈的照片,下方显示的拍摄时间是北京时间。据此完成3~4题。
3.该旅游者所在的旅游地是( )
A.阿根廷
B.南非
C.加拿大
D.澳大利亚
4.照片中地物的日影此刻指向( )
A.正北
B.东北
C.正南
D.西南
某游记记载:“我驾车离开P地时,太阳已经在巴尔喀什湖的水面上了。在约200千米的行程中,车的影子始终在我的右侧一路伴行,快到终点时远处的雪山开始出现在我的视野中,雪峰在远处闪耀着亮的白光。”读图,完成5~6题。
5.游记中的P地最可能位于图中的( )
A.①地
B.②地
C.③地
D.④地
6.此段旅行发生的时间最可能在( )
A.3月
B.7月
C.9月
D.12月
2019年12月16日,具有巨大意义的徐宿淮盐铁路、连淮铁路正式开通运营。连云港的李教授18日乘坐动车到徐州出差,12月26日原路返回。下图为徐宿淮盐铁路、连淮铁路示意图,下表为李教授乘车的班次信息。据此完成7~8题。
车次
起点站及发车时间
终点站及到达时间
D5683
连云港9:55
淮安东10:57
D5682
淮安东11:17
徐州东12:26
D5685
徐州东12:49
淮安东13:57
D5688
淮安东14:17
连云港15:20
7.往返途中李教授均坐在动车前进方向的右侧。为避免阳光照射,大部分时间需要拉上窗帘的是( )
A.D5683
B.D5682
C.D5685
D.D5688
8.李教授出差期间,徐州( )
A.正午树影逐日变长
B.白昼时间短于宿迁
C.冬小麦已开始返青
D.尼罗河正进入汛期
青岛(36°N,120°E)的小明同学计划在2020年五一期间到乌鲁木齐(44°N,88°E)探亲,下图示意小明打算预定的2020年4月30日车票信息(车票时间均为北京时间)。据此完成9~10题。
9.从青岛北站出发及到达乌鲁木齐车站时,小明看到两地的太阳方位分别是( )
A.西南方向、东南方向
B.西北方向、西南方向
C.西南方向、正南方向
D.西北方向、正南方向
10.Z105列车到达乌鲁木齐车站时,小明马上给在青岛的妈妈打电话报平安,小明和妈妈手表显示的时间是
( )
A.9:52、10:00
B.10:00、10:00
C.10:00、12:00
D.12:00、12:00
下图为某企业生产的一种智能“风光互补路灯”,“风光互补路灯”发电系统的主要部件包括风力发电机、太阳能电池板、风光互补路灯控制器、蓄电池以及LED光源等。读图,完成11~12题。
11.在我国安装的“风光互补路灯”,一年中太阳能电池板左右翻转幅度最大的季节是( )
A.春季
B.夏季
C.秋季
D.冬季
12.目前,下列省区中最适宜布局“风光互补路灯”企业生产基地的是( )
A.粤
B.藏
C.滇
D.内蒙古
我国某中学一地理学习小组,利用太阳—标杆进行定向,标杆与地面垂直放置,把一块石头放在标杆影子的顶点P处,至少过10分钟以后,标杆影子的顶点移到Q点时再放一块石头。读图,完成13~14题。
13.图中从P点到Q点所指的方向是( )
A.东
B.北
C.南
D.西
14.太阳—标杆定向的原理是( )
A.一天中,太阳在天空中的运动方向是自西向东
B.一年中,太阳在天空中的运动方向是南北往返
C.一天中,地球的运动方向是自西向东
D.一年中,地球的运动方向是自西向东
北京时间2015年1月14日16:00,在澳大利亚布里斯班体育场(东十区)举行亚洲杯B组小组赛,中国队对阵乌兹别克斯坦队,中国队2∶1逆转战局,小组提前出线。据此完成15~16题。
15.布里斯班体育场共有甲、乙、丙、丁四个入口,下图是这场赛事当天日落时的光照图,球迷刘先生的入场券上注明从北面入口入场,他应该走的入口是( )
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
16.以下日期与1月14日昼夜状况相同的是( )
A.3月21日
B.5月26日
C.9月23日
D.11月30日
杭州西湖文化景观是浙江省境内的首例世界文化遗产,同时也是继江山江郎山后,浙江省内的第二处世界遗产。下图为2020年2月6日摄影师在西湖拍摄到的日出景象。太阳从城隍阁正后方升起,金色的阳光勾勒出城隍阁的形状,投向湖面,呈现出非常优美的景观。读图,完成17~18题。
17.拍摄该日出照片时,摄影师位于城隍阁的什么方向
( )
A.东南
B.西北
C.东北
D.西南
18.下列日期中,在同一地点也可能拍到上图所示日出景观的是( )
A.5月6日
B.11月7日
C.8月5日
D.12月22日
微专题专项练
微专题(一) 太阳视运动与影子问题
1~2.1.B 2.D 解析第1题,昆仑站所在经度(77°6'58″E)与120°E相差约43°,计算可知,北京时间约为13时。图示时刻,73°W向东至180°为1月5日的范围,180°向东至73°W为1月4日的范围,伦敦和上海所用时间为0°和120°E的地方时,故图示时刻两地属于1月5日范围内。图示时刻赤道上白昼范围约为:17°E向东至163°W,东半球所占据的白昼范围约为17°E向东至160°E,故此时东半球大部分在白昼范围内,此时我国东部沿海为正午前后,吹海风。第2题,1月5日为南半球夏半年,在当地(地方时)10时时,太阳位于东北方向,日影朝向西南方向。而要再次出现图示日影状况,太阳直射点的纬度位置应与1月5日的太阳直射点纬度一致,日期应在南半球夏季范围内,且与1月5日距离12月22日的天数与该日期与12月22日的天数大致相等,次年12月9日符合题目要求,故选D。
3~4.3.D 4.C 解析第3题,拍照时日影达到一天中最短,说明该地地方时是12:00,此时北京时间是10:08,说明该地位于120°E以东28°,即148°E。春分太阳直射赤道,夏至太阳直射北回归线,根据估算5月1日太阳直射点约15°N,此时正午日影与身高相等,说明正午太阳高度角为45°,所以该地的纬度为60°N或30°S。(60°N,148°E)位于俄罗斯远东,景观明显与图不符合,(30°S,148°E)位于澳大利亚。第4题,由上题分析可知,此时太阳直射点约15°N,该地位于30°S,太阳直射点位于其北侧,正午时分日影指向为正南。
5~6.5.C 6.B 解析第5题,材料信息显示,“我驾车离开P地时,太阳已经在巴尔喀什湖的水面上了……快到终点时远处的雪山开始出现在我的视野中,雪峰山在远处闪耀着亮的白光”,表明离开P地时,正值日出,太阳日出方位在偏东方向,太阳在巴尔喀什湖水面上,说明出发的P地偏东方向临近湖泊,图中①②③④四地中,偏东方向临近湖泊的地点只有①地和③地,因此P地不可能位于②地和④地;读图可知,该区域河流大致由东南流向西北注入巴尔喀什湖,因此东南部地势较高,雪山和雪峰应在图示区域的东南部,材料信息表明,“快到终点时远处的雪山开始出现在视野中,雪峰在远处闪耀着亮的白光”,说明驾车行驶200千米(根据图中比例尺判断在图中移动2厘米)后,车应沿公路向该区域的东南方行驶,图中显示,如果从①地出发,行驶200千米后,行车方向为向西南,不可能在远处能见到雪山和雪峰;如果从③地出发,行驶200千米后,行车方向为向东南,有可能在远处见到雪山和雪峰,因此游记中的P地最可能位于图中的③地。第6题,根据第5题的分析可知,驾车出发地为③地,材料信息表明,“我驾车离开P地时,太阳已经在巴尔喀什湖的水面上了”,图中显示,③地东北方向临近湖泊,由此推知,该日当地日出东北,直射点在北半球,为北半球的夏季,且该地位于中亚地区,7月气温相对较高,适合驾车旅行;3月和9月大致接近正东方向日出,12月东南方向日出,且气温较低,因此此段旅行发生的时间最可能在7月。
7~8.7.C 8.B 解析第7题,李教授出差时间为12月份,该月日出东南,日落西南,上午太阳光从偏东方向照过来,正午从偏南方向照过来,下午则从偏西方向照过来,根据车辆靠右行驶规则,李教授在往返途中均坐在前进方向的右侧,结合车次时间和前进方向,车次D5682从12:00到12:26受阳光照射,车次D5685全程均受阳光照射,车次D5683和D5688不受阳光照射。第8题,李教授出差时间为12月18—26日,此时太阳直射点在南半球,从12月18日至12月22日,太阳直射点向南移动,12月22日至12月26日太阳直射点向北移动。徐州正午太阳高度先变小,后变大,树影先渐长后渐短;太阳直射南半球,白昼时长由南向北递减,徐州在宿迁西北,白昼短于宿迁;此时正值冬季,气温低,冬小麦未返青;尼罗河河水夏季进入汛期,主要受热带草原气候区的水源补给,此时尼罗河为冬季,处于枯水期。
9~10.9.A 10.D 解析第9题,北京时间为东八区中央经线上的时间,即120°E的地方时。青岛的经度是120°E,地方时即为北京时间。小明从青岛站出发的时间为4月30日17:25,此时太阳直射北半球,还未到18时,因此太阳位于西南方向。小明到达乌鲁木齐时的北京时间12:00,而乌鲁木齐的经度是88°E,相差近2小时,因此乌鲁木齐的时间约为10:00,此时太阳位于其东南方向。第10题,列车到达乌鲁木齐时的北京时间为12:00。为了方便,我国统一采用东八区区时,因此小明和妈妈手表的显示时间都是北京时间,即12:00。
11~12.11.B 12.A 解析第11题,由题意可知太阳能板位置的左右摆动是随着太阳位置的变化而变化,一年中夏季太阳东北升西北落,正午太阳高度最大,从日出到中午再到日落,太阳的方向转动幅度最大,高度变化最大,太阳能板的左右摆动幅度最大。第12题,据材料可知,“风光互补路灯”发电系统的主要部件包括风力发电机、太阳能电池板、风光互补路灯控制器、蓄电池以及LED光源等,说明该产业技术含量较高,涉及的工业部门多、工业基础好,企业间的协作条件好,广东省改革开放早、工业化程度高,与西藏、云南、内蒙古对比,技术力量强,工业生产水平高。
13~14.13.A 14.C 解析第13题,图中标杆影子顶点由P到Q过程中,太阳高度在升高,说明是日出到中午的时间段,结合太阳东升西落,可知此时间段太阳向西运动,则标杆影子顶点应该向东移动。第14题,地球自西向东自转运动,是太阳东升西落的原因,故太阳—标杆定向的原理是地球的自西向东运动。
15~16.15.D 16.D 解析第15题,该地日落时太阳位于西南方向,根据图中阴影的位置可以确定乙、丙之间为西南方向,则图中丁位于北方,刘先生应从此处进入。第16题,太阳直射纬度相同的两个日期,地球上同一地区的昼夜状况相同,而太阳直射纬度相同的日期是关于夏至日或冬至日对称,故与1月14日昼夜状况相同的日期是11月30日,故选D。
17~18.17.B 18.B 解析第17题,2月6日为北半球冬半年,北半球日出东南方向,摄影师必须在城隍阁西北方向才能拍摄到太阳从城隍阁正后方升起,故选B。第18题,太阳直射点的回归运动使全球各地日出(落)方位不断变化,但在太阳直射纬度相同的两个日期,日出(日落)方位应相同。2月6日在冬至日后约6周时间,则冬至日前6周即11月7日的日出方位与2月6日相同,故选B。
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