在文科綜合能力測試中,光照圖試題是難點中的難點,同時也是高頻考點。解答光照圖問題除要具備經(jīng)緯網(wǎng)的基礎(chǔ)知識外,關(guān)鍵在于對晨昏線上特殊“點”的特征的理解和運用,因此晨昏線上的“點”往往是解題的突破點。
一、各類“點”的特征分析
1.晨昏線與緯線圈的切點(以下簡稱切點)特征
切點是晨昏線與某條緯線的切點,結(jié)合圖1、圖2和圖3,可以總結(jié)出切點具有以下特征:(1)兩切點所在經(jīng)線經(jīng)度差為180°。(2)切點緯度與太陽直射點緯度互余。(3)切點擺動幅度與太陽直射點相對赤道移動的緯度差相等。(4)與極晝緯線圈相切,切點所在經(jīng)線的地方時為0時。(5)與極夜緯線圈相切,切點所在經(jīng)線地方時為12時。(6)切點的最小太陽高度為0°,最大太陽高度(地方時12時)為太陽直射點緯度的2倍。(7)切點所在緯線圈出現(xiàn)極晝或極夜現(xiàn)象。(8)切點的緯度是極晝(或極夜)緯線的緯度最低點。(9)切點的緯度是晨昏線上所有點的緯度最高點。(10)切點是晨線和昏線的端點。(11)切點以地球自轉(zhuǎn)速度向西運動。(12)隨著太陽直射點的南北移動,兩切點在南北方向上呈相反方向移動。(13)在兩切點位置看到太陽所在方向相同,太陽直射點在北半球時,兩切點位置看到太陽位于北方地平線,反之,看到太陽位于南方地平線。
2.晨昏線與赤道的交點(以下簡稱赤道交點)特征
赤道交點有兩個,結(jié)合圖4可概括出以下特征:(1)兩交點經(jīng)度差為180°。(2)太陽高度為0°。(3)赤道交點為晨線和昏線的中點。(4)晨線上赤道交點地方時為6時,昏線上赤道交點地方時為18時。(5)具備緯度最低、自轉(zhuǎn)線速度最大等赤道上各點所具備的特征。(6)赤道交點以地球自轉(zhuǎn)速度向西運動。
3.晨昏線與任一經(jīng)緯線的交點特征
結(jié)合圖5可以概括出晨昏線與任一經(jīng)緯線的交點(不含切點和赤道交點)具有以下特征:(1)晨昏線與經(jīng)緯線交點的地方時為日出、日落時刻。(2)晨昏線與經(jīng)緯線的交點和太陽直射點位于同一半球(南半球或北半球)時,晨線交點地方時小于6時,昏線交點地方時大于18時;晨昏線和經(jīng)緯線的交點與太陽直射點位于不同半球(南半球或北半球)時,晨線交點地方時大于6時,昏線交點地方時小于18時。(3)同一緯線上,順著地球自轉(zhuǎn)方向,由晨線交點至昏線交點所夾的弧長為晝弧,對應(yīng)的時間為晝長;其余為夜弧,對應(yīng)的時間為夜長。(4)晨昏線與經(jīng)緯線的交點自西向東運動。
二、“點”關(guān)系分析
結(jié)合圖6可以看出點與點之間具有下列關(guān)系:(1)切點與赤道交點時間差為6小時,經(jīng)度差為90°。(2)切點、相鄰的赤道交點和晨昏線與任一經(jīng)緯線的交點之間的經(jīng)度差小于90°,時間差小于6小時。
三、“點”應(yīng)用舉例
切點與交點的價值在于其相關(guān)特征在解題時可作為已知條件直接應(yīng)用,以提高解題效率。近年高考中,光照圖命題越來越趨向于圖示的抽象化、簡潔化,即用最簡單的“點”、“線”組合來考查考生對光照圖隱性知識的掌握程度。此類抽象圖形主要是從不同觀察角度獲得的局部視覺差異圖像,由于視點的不同,直線可以看成曲線,曲線也可以看成直線。因此,平時一定要糾正“晨昏線是曲線,緯線是直線”的錯誤認識,培養(yǎng)全方位、立體式、多角度觀察光照圖的能力,并掌握將抽象光照圖中的“點”、“線”還原到立體直觀圖中的方法。下面列舉幾個代表性的創(chuàng)新題型,供同學們參考。
題型一:“點”與單一直線組合型
圖7為南半球的一段緯線,圖中M、N兩點為北半球夏至日晨昏線與該緯線的交點。讀圖回答1~2題。
1.此時,北京時間為()
A.9時20分B.11時20分C.21時20分D.23時20分
2.如果黃赤交角增大,則此日由M點向西到N點的經(jīng)度差將()
A.變小B.變大C.不變 D.不確定
【解析】第1題:北半球夏至日時,南半球晝長達一年中最小值,小于12小時,晝弧經(jīng)度差小于180°,而圖7中順地球自轉(zhuǎn)方向,由N至M的經(jīng)度差為120°,小于180°,故由N至M的弧線應(yīng)為晝弧,將晝弧平分的經(jīng)線度數(shù)應(yīng)為70°+120°÷2=130°E。結(jié)合上述分析,可將抽象的圖7轉(zhuǎn)化成直觀的圖8,此時太陽直射北回歸線(直射點位置①)和130°E。由130°E的地方時為12時,可計算出北京時間為11:20,故B正確。
第2題:如果黃赤交角增大,夏至時太陽直射點會由位置①移動到位置②,與此對應(yīng)的晨昏線與該緯線的交點將由原來的N、M分別移動到N′、M′,晝弧變短,經(jīng)度差變小。故A正確。
題型二:“點”與兩條以上直線組合型
圖9表示北半球冬至日地球上的三條線,其中ac表示完整的一條經(jīng)線,mn表示一條完整的昏線,ede表示一條完整的緯線。b為ac線的中點,Q為mn線的中點,三條線交匯于d點。若該日d處的日出時間為3:15,日落時間為8:45(均為國際標準時間)。讀圖回答3~4題。
3.ede線上最大太陽高度及b、Q兩點間的經(jīng)度差可能為()
A.6°34′,48.75° B.6°34′,52.5°
C.15°26′,15.25°D.23°26′,30.5°
4.全球變暖對d處所在地區(qū)帶來的變化是()
A.導致海平面上升,大部分地區(qū)將被海水淹沒
B.氣候變暖使該地區(qū)變得適宜溫帶作物生長
C.因蒸發(fā)強烈而變得干旱
D.導致該地區(qū)陸地原有的水平自然帶范圍擴大
【解析】圖9比較抽象,解題時必須將其轉(zhuǎn)化成直觀立體圖。根據(jù)題意作立體示意圖,如圖10所示。
第3題:北半球冬至日d地的晝長為8:45-3:15=5.5小時,夜長為18.5小時,晝最短,結(jié)合已學“地球上冬至日不同緯度晝長與夜長的時間表”可知d位于60°N的緯線上。ede所在緯線的最大太陽高度即為正午太陽高度=90°-(60°+23°26′)=6°34′。晝弧fgd的度數(shù)為5.5小時×15°/小時=82.5°,故弧長gd的度數(shù)=弧長hb的度數(shù)=82.5°÷2=41.25°;b、Q的經(jīng)度差=90°-41.25°=48.75°。故A正確。
第4題:d地的日落時間是國際標準時間(0°經(jīng)線)8:45,經(jīng)線ahc的地方時為12:00,可求出經(jīng)線ahc的度數(shù)是48.75°E,經(jīng)線adbc的度數(shù)=48.75°+(90°-b、Q的經(jīng)度差)=90°E,所以d處的地理坐標為(60°N,90°E)。據(jù)此判斷該地在俄羅斯的西伯利亞地區(qū)。結(jié)合教材所講的知識可知,氣候變暖使該地區(qū)變得適宜溫帶作物生長。故選B。
題型三:“點”與單一曲線組合型
圖11中弧abc為地球某時刻晨昏圈的一半,b為該段圓弧的中點,也是晨線與昏線的交點。讀圖完成5~7題。
5.下列說法正確的是()
A.a點在晨線上,c點在昏線上
B.a點正午太陽高度大于c點
C.如果a點在北半球,則c點在南半球,且兩點的緯度相等
D.a點正午太陽高度與b點的緯度值相等
6.如果a點日出時,某飛機從a點出發(fā),向東低空飛行(不考慮飛行高度),6小時后飛行員看到日落,則這架飛機的飛行速度大約是()
A.837km/hB.1 447km/hC.1 667km/hD.3 333km/h
7.如果b點在極圈上,且地方時為0時,下列說法正確的是()
A.武漢比北京日出早
B.北京日出時間在4點35分左右
C.長江流域正經(jīng)歷一次寒潮
D.此日武漢(31°N)晝長比??冢?0°N)長兩小時以上
【解析】第5題:由題意無法確定a點和c點哪個在晨線上、哪個在昏線上,故A錯。因為弧abc是晨昏圈的一半,b為中點,也是晨線和昏線的交點,所以a、c在赤道上,同一緯線上各點正午太陽高度相同,故B錯。選項C中的假設(shè)不成立,故C錯。a位于赤道上,其正午太陽高度為:90°-太陽直射點緯度;b點為晨昏線與緯線的切點,其緯度也是:90°-太陽直射點緯度。故D正確。
第6題:結(jié)合題意可知,a點地方時為6時,當飛機從a點起飛向東飛行6小時,飛行員看到日落時,即飛機所到地的地方時為18時,飛機實際飛行的距離為180°減去地球自轉(zhuǎn)6小時所轉(zhuǎn)過的90°,即90個經(jīng)度差。飛行速度為90×111/6(km/h)=1 665km/h,與C最接近,故C正確。
第7題:根據(jù)“b點在極圈上,且地方時為0時”可判斷此時為北半球夏至日,據(jù)此畫出圖12。
北半球緯度位置越高,晝越長,日出時間越早。北京的緯度位置高于武漢,故日出時間北京早于武漢。長江流域為夏季,不會出現(xiàn)寒潮天氣。武漢雖然晝長比海口長,但由于二者緯度位置較低,晝長之差不會超過兩小時(實際上,夏至日時,30°N晝長為13小時56分,20°N晝長為13小時13分,二者相差不到1小時)。夏至日時,40°N晝長為14小時51分,日出時間約為4:35,因此北京日出地方時在4點35分左右是可信的(平時牢記二至日主要緯度晝長有助于提高解題速度),故B正確。
題型四:“點”與兩條以上曲線組合型
圖13所示區(qū)域在南半球,弧線M為緯線,弧線N為晨昏線,陰影表示黑夜;甲、乙兩地所在經(jīng)線的經(jīng)度為120°E;甲地此日正午太陽高度為40°。讀圖回答8~10題。
8.此時太陽直射點的地理坐標是()
A.(120°E,20°S)
B.(60°W,20°S)
C.(120°E,23°26′S)
D.(60°W,20°26′S)
9.若圖中乙點此時的太陽高度是10°,則乙點的地理緯度和正午太陽高度為()
A.76°34′S,36°52′ B.80°S,10°
C.76°34′S,10°D.80°S,30°
10.一架飛機自①地起飛,沿圖中直線飛行至②地,其飛行方向是 ()
A.自西向東
B.自東向西
C.先東南,后東北
D.先東北,后東南
【解析】根據(jù)題干信息,可以將抽象的圖13轉(zhuǎn)化為圖14或圖15的形式。
第8題:甲、乙所在經(jīng)線的經(jīng)度為120°E,則太陽直射點經(jīng)線度數(shù)為60°W。設(shè)太陽直射點緯度為α,根據(jù)切點的特征,甲地的緯度應(yīng)為:90°-α。根據(jù)正午太陽高度計算公式,甲地正午太陽高度為:40°=90°-[(90°-α)-α]=2α,由此可計算出α=20°S。故B正確。
第9題:在解答本題前,可進行如下推導:如圖16所示,設(shè)太陽直射點緯度為α、乙地此時太陽高度為β,根據(jù)幾何圖中角度關(guān)系,可得到結(jié)論:乙地的地理緯度=90°-(α-β)。
應(yīng)用到本題中就是:乙地的地理緯度=90°-(20°-10°)=80°S。乙地的正午太陽高度=90°-(80°-20°)=30°。故D正確。
第10題:結(jié)合圖14或圖15能很容易從圖中直觀讀出飛機的飛行方向是:先向東南,后向東北。故C正確。
通過以上實例分析可以看出,解答抽象光照圖中的“點”、“線”組合問題關(guān)鍵在于把握兩點:一是必須深刻理解光照圖中的特殊“點”的特征;二是必須會將抽象的圖形轉(zhuǎn)化成常見的圖形,即具備“圖轉(zhuǎn)圖”的能力。
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