高考地理宇宙中的地球1.3地球自转运动及其地理意义课件+教案

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第3讲　地球自转运动及其地理意义
考点一　地球自转的特征和物体运动偏向
1.地球自转的方向、速度、周期
2.水平运动物体的偏转现象
1.南北半球自转方向相同还是相反 
(1)从侧视图看,地球自西向东自转(图甲)。(2)从北极上空俯视,地球呈逆时针方向旋转(图乙);从南极上空俯视,地球呈顺时针方向旋转(图丙)。(3)再结合图甲比较,可得出图乙的逆时针箭头指向东方,图丙的顺时针箭头也指向东方。故不可能存在“南北半球自转方向相反”的现象。
2.恒星日与太阳日 (1)恒星日(地球自转真正周期):以距离无限远的恒星为标准,指某地经线连续两次通过同一恒星与地心连线的时间间隔,为23时56分4秒。
(2)太阳日(地球昼夜交替周期):以太阳为标准,指某地经线连续两次与日地中心连线相交的时间间隔,为24时。恒星日和太阳日存在差异的原因:与地球的距离一个无限远而一个相对较近;地球同时存在公转和自转。
3.地球自转速度的差异 (1)地球自转速度分为角速度和线速度。(2)除南北两极点外,地球任何地点自转角速度都相等,均为15°/时。
(3)地球各地点自转线速度不尽相等,从赤道向两极递减,两极为0,关于赤道对称的同纬度两地点地球自转线速度相同,60°纬线上的地球自转线速度约是赤道上的一半。(4)赤道上空的地球同步卫星运行的角速度与地面对应点的角速度相同,均为每小时15°;其运行的线速度大于地面对应点的线速度。
 
水平运动物体的偏转现象
考点二　昼夜交替
1.昼夜交替现象(1)昼夜交替的原因①地球自转。②地球自身不发光且不透明,太阳只能照到半个地球,产生昼夜半球(如下图)。
(2)昼夜交替的周期:24小时,即一个太阳日。(3)昼夜交替的意义①导致各地温度发生昼夜变化:最高气温出现在14时左右,最低气温出现在日出前后。②生物形成昼夜节律(又称“生物钟”现象)。
2.晨昏线的特点与判断(1)晨昏线的特点①昼夜半球分界线:晨昏线是以地球球心为圆心的大圆,将地球平分为昼半球和夜半球。晨昏线上太阳高度为0°。②与太阳光线的关系:晨昏线所在的平面与太阳光线始终垂直。③晨昏线平分赤道:晨线与赤道的交点地方时为6:00,昏线与赤道的交点地方时为18:00。④晨昏线与经线圈的关系:晨昏线与经线圈的夹角与太阳直射点的纬度数相等,其变化范围为0°~23.5°。春分日、秋分日时晨昏线与经线圈重合,夏至日、冬至日时晨昏线与经线圈的夹角为23.5°。
⑤晨昏线与纬线圈的切点:若切点位于极昼区,则地方时为0:00(24:00),若切点位于极夜区,则地方时为12:00。⑥晨昏线的移动:晨昏线的移动与地球自转速度相同,都是15°/时,方向相反,为自东向西。
(2)晨昏线的判断
①自转法:顺着地球自转方向 ②时间法:赤道与晨昏线交点的地方时 
③方位法 由此可知,上左图中弧BAC为晨线;上右图中弧AB为晨线,弧BC为昏线。
1.昼夜现象与昼夜交替的原因昼夜现象:地球是一个不发光、不透明的球体,太阳照射到的半个地球为昼半球,另一半为夜半球。昼夜交替的原因:地球有昼夜现象;地球自转。
2.晨线和昏线的交点是0时还是12时下图中B点为太阳直射点,地方时为12时,B点与C点位于同一条经线,地方时相同,均为12时。A点与B点经度相差180°,时差为12小时,故A点地方时为0时(24时)。故结论如下:晨线和昏线的交点(下图A点),若位于极昼区,则地方时为0时(24时)。晨线和昏线的交点(下图C点),若位于极夜区,则地方时为12时。
晨昏线的作用
考点三　地方时、区时和日期变更
1.地方时与区时的区别及计算
2.日界线与日期变更(1)日界线
(2)日期的范围地球上新一天开始于0时经线,随0时经线西移,“今天”的范围逐渐扩大,“昨天”的范围逐渐缩小,0时经线和国际日界线(180°经线)把全球分为两个日期区,如下图所示: 若180°经线地方时恰好为0点,则全球处于同一天。若180°经线地方时恰好为6点,则新的一天范围占全球的6/24,即1/4。
若180°经线地方时恰好为12点,则新的一天范围占全球的12/24,即1/2。所以,若180°经线地方时恰好为n点,则新的一天范围占全球的n/24。 
1.向东越过180°,地方时计算是加还是减,日期如何变化?(1)根据“15°/时的空间换时间”规律,结合“东加西减”,向东越过180°经线,就要将两地的经度差转化为时间差,做加法,但日期要减一天。如下图: 
图中N为北极点,NA所在经线地方时为0时,NB所在经线为180°经线(即阴影部分为新的一天,非阴影部分为旧的一天),C、D两点的经度差为30°,若C点的地方时为10月1日9时,则C点的地方时为9月30日11时。其计算方法如下:方法一(向东):10月1日9时+2时-1天=9月30日11时方法二(向西):10月1日9时-22时=9月30日33时-22时=9月30日11时(2)一艘航行于太平洋上的轮船于2020年9月15日14时13分(区时)出发,经过17分钟越过了180°经线,则此时它到达地点的区时有几种可能性?分别是什么?
【思路】从向东还是向西,是否越过国际日期变更线(与180°经线不完全重合)两方面考虑,会有以下几种可能:①向东越过180°经线,且越过国际日期变更线,则到达地点的区时为9月14日14时30分。②向西越过180°经线,且越过国际日期变更线,则到达地点的区时为9月16日14时30分。③向东越过180°经线,但没有越过国际日期变更线,则到达地点的区时为9月15日14时30分。④向西越过180°经线,但没有越过国际日期变更线,则到达地点的区时为9月15日14时30分。
2.180°经线为12点,全球新的一天范围占全球1/2还是1/2多一点?要从地方时和区时两个角度予以判断:(1)从地方时角度分析,若180°经线地方时恰好为12点,则新的一天范围占全球12/24,即1/2。(2)若180°经线地方时恰好为12点,从区时的角度,则要考虑国际日期变更线和180°经线的关系以及中时区跨越15°W向东至0°经线的区域,故新的一天范围占全球1/2多一点。 
1.地方时的计算 
2.区时的计算 
地球自转的地理意义◆典题例证    下图阴影部分表示6月7日,非阴影部分表示6月8日,每条经线之间的间隔相等,箭头表示地球自转方向。据此完成下面两题。
1.此时,a点所在经线的地方时是 (　　)A.6月8日12时　　B.6月7日24时C.6月8日6时　　D.6月8日16时
解析    国际日界线和自然日界线分别为180°经线和0时所在经线。顺地球自转方向,过180°经线,日期减一天,反之,加一天;顺地球自转方向,过0时所在经线,日期加一天,反之,减一天。已知阴影部分表示6月7日,非阴影部分表示6月8日,每条经线之间的间隔相等,则0时所在经线为90°W,a点所在经线(0°)地方时为6时。
C
2.此时,北京时间是 (　　)A.6月8日15时　　B.6月8日14时C.6月8日20时　　D.6月7日14时
解析    90°W为6月8日0时, 则北京时间(120°E地方时)为6月8日14时。
B
◆跟踪训练    世界金融市场面临着金融危机的挑战,投资者也在想尽方法规避风险。据此完成下面两题。
1.假如世界各金融市场均在当地时间上午9时开市,下午5时闭市。如果某投资者上午9时在法兰克福(8.5°E)买进欧元,12小时后欧元上涨,投资者想尽快卖出欧元,他最好选择下列哪个金融市场     (　　)A.东京(139.5°E)　    B.香港(114°E)C.伦敦　     D.纽约(74°W)
D
解析    结合材料及所学知识可知,法兰克福位于东一区,东京位于东九区,香港位于东八区,伦敦位于中时区,纽约位于西五区。当法兰克福为9时时,东京为17时,香港为16时,伦敦为8时,纽约为3时,故12小时后东京为第二天5时,香港为第二天4时,伦敦为20时,纽约为15时,所以投资者想尽快卖出欧元,最好选择纽约金融市场。
2.在上述假定的营业时间内(在当地时间上午9时开市,下午5时闭市),下列各组金融中心能保证24小时都可以进行金融交易的是　     (　　)A.法兰克福、新加坡(104°E)、伦敦B.伦敦、香港、旧金山(122.5°W)C.伦敦、东京、纽约D.东京、洛杉矶(118°W)、纽约
B
解析    此题判断、推理的核心是“下列各组金融中心能保证24小时都可以进行金融交易”,要想保证24小时都可以进行金融交易,必须选择金融市场营业时间具有互补性的城市,即某城市下午5时闭市时,另外一个城市正处于开市时间。所以我们可以假定某一地点的时间固定,看三地时间总和是否为全天24小时。当法兰克福(东一区)时间为9—17时时,新加坡(东七区)时间为15—23时,伦敦(中时区)时间为8—16小时,三地时间总和并非一天24小时,排除A;当伦敦(中时区)时间为9—17时时,香港(东八区)时间为17—24时和0—1时,旧金山(西八区)时间为1—9时,三地时间总和为24小时,选B;当伦敦(中时区)时间为9—17时时,东京(东九区)时间为18—24时和0—2时,纽约(西五区)
时间为4—12时,三地时间总和并非一天24小时,排除C;当东京(东九区)时间为9—17时时,洛杉矶(西八区)时间为16—24时,纽约(西五区)时间为19—24时和0—3时,三地时间总和并非一天24小时,排除D。
◆技法归纳    巧算地方时在地方时和区时的计算过程中,常规方法是先判断东西位置,再运用“东加西减”原则来进行计算,有时需要考虑日期变更的问题。如何能准确计算出某地的地方时或区时?以下两个技巧值得学习。技巧一:“绝对东西”法。在判断方位时,由于北极是地球最北端,南极是最南端,因此南北方位是绝对方位,而东西方位是相对方位。两地的东西位置有三种情况:(1)同为东经,度数大的在东;(2)同为西经,度数小的在东;(3)一为东经,一为西经,首先应找到两地之间的劣弧段,再依据地球自转方向判断。但是这样进行地方时和区时
的计算就比较复杂。“绝对东西”法,顾名思义,就是把东经180°(东十二区)定为最东,西经180°(西十二区)定为最西,然后再按照“东加西减”原则计算,不必考虑日期变更的问题。巧用“绝对东西”法可以避免因考虑东西位置和日期变更而带来的烦琐计算,从而更便捷准确地进行时间计算。技巧二:“时空转换”法。根据两地的经度差,计算两地的时间差,且遵循同步加减法的计算法则,即加空间则加时间,减空间则减时间。图1中,N为北极点,A、C两点的经度差为135°,C、D两点的经度差为30°,且从NA段经线向东至ND段经线没有经过国际日期变更线。若告知A点的地方时为2020年11月22日22点,计算C点的地方时,则135°的经度差可转换为9小时的时间差(具体计算过程见图2),可直接得
      
出tC为2020年11月22日31点,即2020年11月23日7点。同理,此刻D点的地方时为2020年11月23日9点。如果NB段经线的经度为180°,则此刻D点的地方时为2020年11月22日9点,与C点相比,时刻不变,日期减一天。
图1 图2
1.晨昏线判读的几个关键点(1)识别晨线与昏线无论俯视图、侧视图还是其他局部图,顺地球自转方向由夜半球进入昼半球的为晨线,反之为昏线。 
 (2)关注四个时间点晨线与赤道的交点,地方时为6时;昏线与赤道的交点,地方时为18时。晨线与昏线的交点(春分日和秋分日除外),地方时为0时(24时)或12时,其中位于极昼区的交点地方时为0时(24时),位于极夜区的交点地方时为12时。
2.日期范围的确定方法(1)180°经线和0时经线的判断方法顺着地球自转方向(自西向东),日期增加一天的界线为0时经线,日期减少一天的界线为180°经线,如下图所示: 
(2)确定日期范围“今天”的范围是0时经线向东到180°经线之间的范围;“昨天”的范围是0时经线向西到180°经线之间的范围。①当0°经线为0时时,180°经线则为12时,全球正好两个日期各半。 
③当0时经线在东经时,“今天”占全球少于一半,“昨天”占全球多于一半。
②当0°经线为12时时,180°经线则为0时或24时,全球只有一个日期。
④当0时经线在西经时,“今天”占全球多于一半,“昨天”占全球少于一半。 
3.时区划分 
“天问一号”探测器北京时间2020年7月23日12时41分,我国海南文昌航天发射场成功发射首次承担火星探测任务的“天问一号”探测器。飞行2 000多秒后,探测器成功进入预定轨道,开启火星探测之旅,迈出了我国自主开展行星探测的第一步。“天问一号”探测器将在地火转移轨道飞行约7个月后,到达火星附近,通过“刹车”完成火星捕获,进入环火轨道,并择机开展着陆、巡视等任务,进行火星科学探测。
◆预测考向    1.“天问一号”探测器成功发射时,计算地球上某座城市(至少告知经度)的地方时、所在时区的区时,以及地表新旧一天的范围。2.估算“天问一号”探测器到达火星附近时的时间。3.计算某颗卫星绕地球一圈经历的日出、日落次数。
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。下图为该日日出、日落的位置示意图。完成下面两题。 
1.(2021浙江1月选考,19,2分)若乙为该日日出位置,则该窗朝向 (　　)A.正南　　B.东北　　C.正北　　D.西南
解析    本题考查日出、日落方向的判断。根据日出、日落时间基本关于中午或子夜对称,并结合材料中“每年仅有一天通过窗户既可观察到日出也可看到日落”这一信息,可判断图中观测点正对方向应为正南或正北;由题所知,乙为该日日出位置,则乙为偏东方向(即窗户右侧为东),可判断该窗朝向正北,即该日日出东北、日落西北。
C
2.(2021浙江1月选考,20,2分)若该日日出为北京时间6点56分,日落地方时为18点59分,正午太阳高度为83.8°,则该学生所在地最可能是 (　　)A.济南　　B.广州　　C.武汉　　D.拉萨
解析    本题考查地方时的计算与地理位置判断。该地该日日落地方时为18:59,根据日落时间=12+昼长/2,可计算出该地该日昼长为13时58分,则该地该日日出地方时为5:01。根据日出为北京时间6:59可计算出该地经度为90.5°E,由该经度即可判断该地为拉萨。根据北纬30度夏至日昼长约14小时,可计算出该地正午太阳高度约为83.5度,论证拉萨的正确性。
D
图Ⅰ为某飞机在甲、乙、丙间沿地球大圆周飞行轨迹示意图。图Ⅱ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点。完成下题。
图Ⅰ 图Ⅱ
3.(2020浙江7月选考,20,2分)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    根据图Ⅰ体现的甲、乙、丙的相对位置关系,可以推断出:图Ⅱ中经过乙地的水平线段表示经线,弧线表示纬线,经过甲、乙、丙三地的竖直线段为晨昏线。此时丙地地方时为17点,且位于晨昏线上,则丙地日落的地方时为17点,可以计算出丙地日出地方时为7点;甲、丙两地位于同一纬线上,则昼夜长短以及日出、日落的地方时相同,故甲地日出地方时为7点。
C
4.[2018浙江4月选考,28(4)节选,2分]阅读材料,完成下题。材料    图Ⅰ为东南亚部分区域略图。该区域火山众多,火山活动频繁,火山喷发往往会将大量的气体和火山灰喷入大气。图Ⅱ是正午太阳光线与直立杆子位置关系示意图。某经线上①、②两地秋分日测得:α为5°, β为7°。 
图Ⅰ   图Ⅱ　
若测量在北京时间12时40分进行,计算两地的地理坐标,并判定两地是否在图示区域内。
答案　①地(110°E,7°S),位于图示区域;②地(110°E,5°N),不在图示区域。解析　①、②两地在同一条经线上,秋分日这一天测得的α为5°,β为7°。观察两地正午太阳方位,可以推测两地分别位于赤道南北两侧;①地位于南纬7度,②地位于北纬5度。根据北京时间12时40分,当地(经线地方时)为正午12点整,计算出当地的经度是东经110度。对照图Ⅰ,判断①地位于图内的爪哇海附近,②地不位于图示区域。