“對(duì)稱性”是人們?cè)谟^察和認(rèn)識(shí)自然的過(guò)程中產(chǎn)生的一種觀念,是自然界中存在的一個(gè)普遍現(xiàn)象。利用“對(duì)稱性”原理破解地理試題,尤其是自然地理中的難題,可化復(fù)雜為簡(jiǎn)單、化抽象為直觀、化難題為容易。
一、以日期對(duì)稱
圖1是太陽(yáng)直射點(diǎn)移動(dòng)過(guò)程中二分二至日期示意圖:①關(guān)于夏至日或冬至日對(duì)稱的兩個(gè)日期,其晝長(zhǎng)、夜長(zhǎng)、日出時(shí)間、日落時(shí)間是相等的,圖1中a與b兩個(gè)日期關(guān)于夏至日對(duì)稱,c與d兩個(gè)日期關(guān)于冬至日對(duì)稱;②關(guān)于秋分日或春分日對(duì)稱的兩個(gè)日期,其晝長(zhǎng)等于夜長(zhǎng),夜長(zhǎng)等于晝長(zhǎng),圖1中b與c兩個(gè)日期關(guān)于秋分日對(duì)稱,d與a兩個(gè)日期關(guān)于春分日對(duì)稱。
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例1:(2012年山東卷)某科考隊(duì)結(jié)束了兩個(gè)月的海上考察,于4月21日返回P地。圖2為P地所在地區(qū)當(dāng)日某時(shí)地面形勢(shì)圖??瓶缄?duì)出發(fā)日P地晝長(zhǎng)為11小時(shí),返回P地時(shí),P地當(dāng)日的晝長(zhǎng)約為:
A.10小時(shí) B.11小時(shí)
C.13小時(shí) D.14小時(shí)
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解析:題目中“某科考隊(duì)結(jié)束了兩個(gè)月的海上考察,于4月21日返回P地”,說(shuō)明某科考隊(duì)大約是從2月21日開始科考的,4月21日和2月21日兩個(gè)日期以春分日(3月21日)為對(duì)稱,對(duì)于同一地點(diǎn)P而言,2月21日的晝長(zhǎng)等于4月21日的夜長(zhǎng),2月21日的夜長(zhǎng)等于4月21日的晝長(zhǎng)。題目中“科考隊(duì)出發(fā)日P地晝長(zhǎng)為11小時(shí)”,即2月21日的晝長(zhǎng)11小時(shí),夜長(zhǎng)13小時(shí),所以4月21日的晝長(zhǎng)約為13小時(shí),故答案選C。
二、以時(shí)刻對(duì)稱
圖3以地方時(shí)正午12時(shí)為對(duì)稱,把一天的白晝平分成相等的兩份:晝長(zhǎng)時(shí)數(shù)=(12-日出時(shí)間)×2=(日落時(shí)間-12)×2,夜長(zhǎng)時(shí)數(shù)=(日出時(shí)間-0)×2=(24-日落時(shí)間)×2。
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例2:(2013年安徽卷)圖4表示我國(guó)某地某日測(cè)試記錄到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射日變化。該地可能位于:
A.祁連山地 B.大興安嶺
C.南沙群島 D.帕米爾高原
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解析:因?yàn)槿魏蔚攸c(diǎn)的日出、日落地方時(shí)刻是以該地地方時(shí)正午12點(diǎn)為對(duì)稱的,由圖中信息分析得出該地地方時(shí)正午12點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖上的北京時(shí)間約是13時(shí)30分,由此可算出該地的經(jīng)度約為97.5°E,結(jié)合所學(xué)知識(shí),排除選項(xiàng)B和D。又因?yàn)樵摰乇本r(shí)間約6時(shí)日出,20時(shí)40分日落,其晝長(zhǎng)約為14小時(shí)40分鐘,說(shuō)明該地緯度較高,不可能是我國(guó)南沙群島,故答案選A。
三、以點(diǎn)對(duì)稱
以點(diǎn)對(duì)稱的“點(diǎn)”,在地球上較多,如圖5中的太陽(yáng)直射點(diǎn)、極晝切點(diǎn)、極夜切點(diǎn)、地心點(diǎn)等。以不同的“點(diǎn)”其對(duì)稱內(nèi)容不同,如以太陽(yáng)直射點(diǎn)為對(duì)稱的任何兩點(diǎn),其太陽(yáng)高度(包括正午太陽(yáng)高度)都是相等的;以極晝切點(diǎn)為對(duì)稱的兩邊分別是晨線和昏線。
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例3:(2013年山東卷)氣溫的日變化一般表現(xiàn)為最高值出現(xiàn)在14時(shí)左右,最低值出現(xiàn)在日出前后。圖6示意某區(qū)域某日某時(shí)刻的等溫線分布,該日丙地的正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中最大值。該日:
A. 日落時(shí)刻甲地早于乙地
B .日落時(shí)刻甲地晚于乙地
C .正午太陽(yáng)高度甲地大于乙地
D.正午太陽(yáng)高度甲地小于乙地
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解析:由圖示信息可知,該區(qū)域位于北半球,乙、丙、甲三地分別位于19°N 、20°N 、 21°N三條緯線上。由“該日丙地的正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中最大值”可知該日太陽(yáng)直射在20°N。乙、甲兩地所在緯線以太陽(yáng)直射點(diǎn)所在的緯線為對(duì)稱,因此,乙、甲兩地正午太陽(yáng)高度相等,所以選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。又因?yàn)樘?yáng)直射在20°N,北半球緯度越高晝?cè)介L(zhǎng),所以,甲地的晝比乙地的晝要長(zhǎng),晝長(zhǎng)日落時(shí)刻就晚,故答案選B。
四、以線對(duì)稱
地球表面可以作為對(duì)稱的“線”有赤道、本初子午線、180°經(jīng)線、零時(shí)經(jīng)線、12時(shí)經(jīng)線、地軸等。以不同的線對(duì)稱,其對(duì)稱內(nèi)容不同,如南北半球緯度數(shù)相同的地區(qū)以赤道為對(duì)稱,其晝夜長(zhǎng)短對(duì)稱分布,即北半球各地的晝長(zhǎng)(夜長(zhǎng))與南半球同緯度地區(qū)的夜長(zhǎng)(晝長(zhǎng))相等;以地軸為對(duì)稱的任何兩條經(jīng)線,其經(jīng)線相差180°。
例4:(2010年四川卷)圖7是某日同一經(jīng)線日出時(shí)刻(地方時(shí))隨緯度變化圖。圖內(nèi)三條曲線,其中一條是正確的。請(qǐng)閱讀正確曲線,若圖7表示6月22日狀況,則南緯40°~50°地區(qū)的夜長(zhǎng)約為:
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A.15小時(shí)~16小時(shí)20分
B.17小時(shí)~19小時(shí)20分
C.19小時(shí)20分~21小時(shí)20分
D.22小時(shí)40分~23小時(shí)20分
解析:根據(jù)題目中的文字和圖示信息,結(jié)合所學(xué)知識(shí),可判斷出三條曲線中右上方的一條是正確的。若圖所示6月22日狀況,根據(jù)圖中曲線變化,可以算出北緯40°日出的地方時(shí)約為4時(shí)30分,北緯50°日出的地方時(shí)約為3時(shí)50分,因此北緯40°~50°地區(qū)晝長(zhǎng)大約為15小時(shí)~16小時(shí)20分,而南緯40°~50°地區(qū)與北緯40°~50°關(guān)于赤道對(duì)稱,即北半球的晝長(zhǎng)就是南半球的夜長(zhǎng)。所以答案選A。
對(duì)稱性地理知識(shí),除本文上述幾點(diǎn)外,還有南北半球的三圈環(huán)流、氣壓帶、風(fēng)帶、大洋洋流等。地理知識(shí)之所以具有許多對(duì)稱性:其一,地球是個(gè)球體,本身就具有對(duì)稱性;其二,地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)是周期性的運(yùn)動(dòng),因而產(chǎn)生許多對(duì)稱性的自然現(xiàn)象。在教學(xué)過(guò)程中注意向?qū)W生強(qiáng)調(diào)這方面知識(shí)的對(duì)稱性,讓學(xué)生能根據(jù)“對(duì)稱性”原理思考問(wèn)題,從而起到化難為易、事半功倍之效。