深入挖掘一组教材图像 轻松解决“地球运动”难题

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　　地球运动是地理环境的形成以及地理环境各要素运动变化的基础。“分析地球运动的地理意义”是高中地理重要的学习目标之一。在历年的高考试题中，地球运动知识也是重点考查的对象之一。由于地球运动知识较为抽象，对学生空间思维能力要求较高，因此成为教学中的难点和考试中的易失分点。笔者在教学中曾尝试采用过多种方法突破此难点。对比各种方法发现，深入挖掘一组教材图像，灵活运用解读图像得到的结论，能够轻松有效地解决“地球运动”难题。
        　　一、教材图像
        　　人教版新课标教材必修Ⅰ第19页“图1.23 北半球二分二至日全球的昼长和正午太阳高度分布”（注：其它各版本教材也有类似图像）
       

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        1.23 北半球二分二至日全球的昼长和正午太阳高度分布a　
       

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        1.23 北半球二分二至日全球的昼长和正午太阳高度分布b
       

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        1.23 北半球二分二至日全球的昼长和正午太阳高度分布c
        　　二、解读图像，得出结论
        　　在教学中，师生共同解读该图像，可以得出众多实用的结论，归纳如下。
        　　1．与昼夜长短有关的结论

直观结论	引申结论
太阳直射的半球，昼长夜短，且纬度越高，昼越长夜越短，极地附近出现极昼现象。二至日达到极值。	恰好出现极昼（夜）的纬度和太阳直射纬度互余。
自6月22日至12月22日，太阳直射点向南移动，南半球各地昼渐长，夜渐短；自12月22日至6月22日，太阳直射点向北移动，北半球各地昼渐长，夜渐短。	太阳直射点向南（北）移动，南（北）半球各地昼渐长，夜渐短。
赤道上各地昼长始终为12小时。非赤道上各地只有二分日时昼长才为12小时。	同一地点，昼长越接近12小时（或日出时刻越接近6:00，或日落时刻越接近18:00）的日期，距离春（秋）分日越近。
同一地点，夏至日和冬至日的昼长之和为24小时	同一地点，在关于夏（冬）至日对称的两个日期，昼长相等。
同一地点，在关于春（秋）分日对称的两个日期，昼长之和为24小时。
同一日期，南北半球纬度度数相等的两地，一地的昼长等于另一地的夜长。	同一日期，南北半球纬度度数相等的两地，其昼长为24小时。
同一纬线圈上，昼弧被12:00经线平分为上午和下午，夜弧被0:00经线平分为前半夜和后半夜。	昼长=24小时－夜长=昼弧÷15°/h=日落时刻－日出时刻=（12－日出时刻）×2=（日落时刻－12）×2
一年中，20°纬线上各地的昼（夜）长最大值为13小时13分，最小值为10小时47分；40°纬线上各地的昼（夜）长最大值为14小时51分，最小值为9小时9分；60°纬线上各地的昼（夜）长最大值为18小时29分，最小值为5小时31分。	纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大。
同一日期，昼长越接近12小时（或日出时刻越接近6:00，或日落时刻越接近18:00）的地区，其纬度越低。

        　　2．与正午太阳高度和太阳直射点有关的结论

直观结论	引申结论
正午太阳高度自直射纬度向南北两侧递减。	关于直射纬线南北对称的两条纬线上各地正午太阳高度相等。
在太阳直射的纬线上，正午太阳高度为90°。	在直射纬线以北，各地的正午太阳在正南方；在直射纬线以南，各地的正午太阳在正北方。
在太阳直射的经线上，地方时为正午（12：00） 。	太阳直射经线平分昼半球，对应经线圈上另一经线地方时为0:00，平分夜半球。
一年中，温带地区各地的正午太阳高度最大差值（即某地一年中正午太阳高度最大值－最小值）均为46°52′；热带地区各地的正午太阳高度最大差值均为23°26′+当地纬度。
某地正午太阳高度＝90°－当地纬度与太阳直射纬度的差值（同半球相减，异半球相加）。

        　　3．其它结论
        　　晨昏圈与纬线圈的切点有多种意义：①是晨昏圈所有点中纬度最高的两点，一年中，其纬度变化范围为66°34′～90°。它们平分晨昏圈为晨线和昏线两部分。②所在纬线是恰好出现极昼（夜）现象的纬线。③两个切点中，一个时间为0:00，恰好出现极昼；另一个恰好时间为12:00，恰好出现极夜。
        　　太阳直射北半球，全球各地（极昼极夜区除外）日出东北，日落西北；太阳直射南半球，全球各地（极昼极夜区除外）日出东南，日落西南；太阳直射赤道，全球日出正东，日落正西。
        　　出现极昼的地方（除极点），若位于北半球，太阳从正北升起，正北落下；若位于南半球，则正南升起，正南落下。极昼期间的极点太阳高度一直不变，只有方位变化，而无所谓升落。
        　　太阳直射点大约每4天移动纬度1°。太阳直射点向某地所在纬线靠近，则该地正午太阳高度逐渐增大，远离则减小。
        　　三、应用举例
        　　例1.（2010年高考四川省文综卷第10题）下图是某日同一经线日出时刻（地方时）随纬度变化图。图内三条曲线，其中一条是正确的。请阅读正确曲线，回答10题。

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        　　10.若该图表示6月22日状况，则南纬40°～50°地区的夜长约为
        　　A.15小时～16小时20分　　　　　　　　　　 B.17小时～19小时20分
        　　C.19小时20分～21小时20分　　　　　　　　 D.22小时40分～23小时20分
        　　解析：如果按照常规方法解答本题，难度较大，考生首先需要判断三条曲线哪一条是正确曲线，然后再正确读出北纬40°～50°地区的昼长约为15小时～16小时20分，最后再根据结论——同一日期，南北半球纬度度数相等的两地，一地的昼长等于另一地的夜长——判断出正确答案。但是，如果运用上述解读教材图像得出的结论——40°纬线上各地的昼（夜）长最大值为14小时51分（约为15小时）——解题，则根据题意，6月22日南纬40°～50°地区的夜长达到一年中的最大值，可以迅速得出选项A是正确的，其它选项的数据与14小时51分差距太大。
        　　13．若Q地5时30分日出，a的纬度为15°，这时的月份可能是
        　　A．12月　　　　　　 B．2月　　　　　　　　　C．6月　　　　　　　　　D． 10月
        　　解析：由“P、Q两地经度相同，相距800千米”可以计算出P、Q两地之间的纬度跨度约为7.2°，因此Q地的纬度不超过20°。Q地5时30分日出，说明该地昼长13小时。运用上述解读教材图像得出的结论——20°纬线上各地的昼（夜）长最大值为13小时13分——可知，只有该区域为南半球且Q地纬度接近20度附近时，其昼长才可能在12月22日前后达到13小时。
        　　例3．(2006年高考全国文综Ⅱ卷第4～5题)下图四条曲线分别示意四地3月21日6月30日的日出时间。读图，回答4～5题。

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        　　4．④地位于
        　　A．南半球中纬度　　 B．北半球低纬度　　　　 C．副热带高压带　　　　 D．副极地低压带
        　　5．8月23日，②地的昼长约为
        　　A．24小时　　　　　 B．22小时　　　　　　　 C．20小时　　　　　　　 D．18小时
        　　解析：第4题，④地在6月22日前后大约2:40日出，昼长为18小时40分钟。运用上述解读教材图像得出的结论可以得出该地在60°N附近，位于副极地低压带。第5题，根据解读教材图像得出的结论——同一地点，在关于夏（冬）至日对称的两个日期，昼长相等——得出，8月23日关于夏至日对称的两个日期是4月21日。又由图上信息可知，4月21日②地的日出时刻约为2:00，得出其昼长为20小时。
        　　例4.（2010年高考全国文综Ⅱ卷第9～11题）据报道，某年3月9日，我国科考队员在中国北极黄河站（78°55′N,11°56′E）观看了极夜后的首次日出。完成9～11题。
        　　9．当日，科考队员在黄河站看出日出时，北京时间约为
        　　A．10时　　　　　　 B．13时　　　　　　　　 C．16时　　　　　　　　 D．19时
        　　10．当日，日落于黄河站的
        　　A．东方　　　　　　 B．西方　　　　　　　　 C．南方　　　　　　　　 D．北方
        　　11．据此推算，黄河站此次极夜开始的时间约在前一年的
        　　A．9月21日～30日 B．10月1日～10日　　　C．10月11日～20日　　 D．10月21日～30日
        　　解析：这组题用到的图像结论主要有三个：①晨昏圈与纬线圈的两个切点中，一个时间为0:00，恰好出现极昼；另一个恰好时间为12:00，恰好出现极夜。②在直射纬线以北，各地的正午太阳在正南方；在直射纬线以南，各地的正午太阳在正北方。③同一地点，在关于夏（冬）至日对称的两个日期，昼长相等。3月9日，“极夜后的首次日出”意味着极夜期结束，它和极夜期开始时的日期（10月5日前后）大致关于夏（冬）至日对称。此日12:00时，是一天中唯一可以看到太阳的时刻。此时既是日出时刻，又是日落时刻，太阳高度为0°。即正午时，太阳在正南方地平线上露了一下脸就马上消失了。
        　　例5．下表是日出地方时时刻表，据此完成1～2题。
         

	甲	乙	丙	丁
日出时间（时）	2	5	8	11

        　　1.若甲乙丙丁代表某一天不同纬度的四地的在某一天中的日出时间，则四地纬度由高到低顺序为
        　　A．甲乙丙丁　　　　 B．丁丙乙甲　　　　　　 C．乙丙甲丁　　　　　　 D．丁甲丙乙
        　　2.若甲乙丙丁分别表示某一地点从12月22日到次年6月22日期间某四天的日出时刻，则甲乙丙丁代表的四个日期据春分日的时间间隔由短到长的顺序为
        　　A．甲乙丙丁　　　　 B．丁丙乙甲　　　　　　 C．乙丙甲丁　　　　　　 D．丁甲丙乙
        　　解析：根据图像结论——同一日期，昼长越接近12小时（或日出时刻越接近6:00，或日落时刻越接近18:00）的地区，其纬度越低。同一地点，昼长越接近12小时（或日出时刻越接近6:00，或日落时刻越接近18:00）的日期，距离春（秋）分日越近——直接得出答案分别为D和C。