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日志

两地正午太阳高度差值变化规律的不完全归纳

热度 1已有 176 次阅读2020-2-7 20:12 |个人分类:教学杂谈|系统分类:教育教学| 德勤地理, 做题随感

不说废话,直接看题!


例题(苏州市高三地理2020年1月试题):

图为苏州某校(31°N,120°E)与我国甲地正午太阳高度角之差的年变化示意图(黄赤交角取23.5°)。读图完成3~4题。

3.甲地的纬度为

A. 36ºN       B. 26ºN          

C. 21ºN       D. 11ºN

4. P至Q时段

A.地球公转速度先变快后变慢

B.甲地旗杆正午影长先变短后变长

C.苏州日出方位由东北转向东南

D.苏州昼长夜短且昼先变长后变短

此题组通过图像的方式,把两地正午太阳高度一年中的差值变化绘制了出来。需要我们通过对这一变化规律理解来推断两地的位置及相关地理现象。那么,地表两地正午太阳高度一年中差值的变化有无规律可循?


关于两地正午太阳高度差值变化规律的不完全探究

一、正午太阳高度的计算公式


从春秋分昼夜示意图上各地太阳高度的分布及其与纬度的相互关系可知:

规律一:离太阳直射点越近,正午太阳高度越大,反之越小。

规律二:直射点正午太阳高度为90°,其他某地甲处的正午太阳高度计算方式:H=90°-|δ直-δ甲|
注:δ表示纬度,“直”表示直射点所在纬线,“甲”表示任意一条纬线。

为了对正午太阳高度公式进行进一步简化,我们引入“纬度距”的概念。


所谓纬度距,是指两地在纬度上相间的距离。
如图1:8°N与40°N之间的纬度距Δ1为32°;8°N与30°S之间的纬度距Δ2为38°。
由此我们从图2上可以观察得出,此时北回归线上的正午太阳高度等于90°减去北回归线与赤道(直射点所在纬度)之间的纬度距Δ1(23°26′),为66°34′;同样,此时南极圈上的正午太阳高度等于90°减去南极圈与赤道的纬度距Δ2(66°34′),为23°26′。

所以,如果我们用Δδ表示纬度距的话,则正午太阳高度的计算公式就可以简化为:H=90°-Δδ

二、两地正午太阳高度的差值


由于两地正午太阳高度一年中的差值受两地所在纬度和太阳直射点移动的影响,其变化是比较复杂的,所以,我们从以下几个方面进行不全面探究:

1.两地正午太阳高度的差值不变

图1中,40°N和50°N两地一年中的正午太阳高度的差值都是10°。如下图所示。


规律三:如果两地在同一半球且都不在南北回归线之间,则两地正午太阳高度的差值一年中不会变化(极昼极夜除外),即:ΔH=Δδ

2.两地正午太阳高度一年中的最大差值


图1中8°N和40°N的正午太阳高度的差值变化:当太阳直射点在南回归线至8°N之间时,两地正午太阳高度差值Δδ=32°;当太阳直射点在8°N至北回归线之间移动时,两地的Δδ有大小变化:Δδ=32°,变小到当太阳直射点在北回归线上时,Δδ=(40°-23°26′)-(23°26′-8°)=1°08′。
同理,图1中8°N与30°S,当太阳直射点在北回归线至8°N之间时,两地的ΔHmax=Δδ=38°。当太阳直射点位于11°S时,两地的正午太阳高度相等,差值为0°。
规律四:如果两地中有一地或都在南北回归线之间,则:ΔHmax=Δδ


图1中40°N和30°S两地的正午太阳高度差值,当太阳直射点位于南回归线上时,ΔHmax=40°+23°26′-(30°-23°26′)=10°+23°26′×2。当太阳直射点位于5°N时,两地正午太阳高度的差值为变小至0°。
规律五:如果两地不在同一半球,且都不在南北回归线之间,则:ΔHmax=|δ甲-δ乙|+46°52′

3.两地正午太阳高度一年中的最小差值

规律六:两地正午太阳高度一年中的最小差值(ΔHmin)比较复杂,但当ΔHmin不为0°时,则最小差值出现时,太阳直射点位于南回归线或北回归线上。

诸位看官如果还能看出其他新的或更为简练的规律,恳请留言交流或加微信shazhou-sun交流!


再回到例题:
图为苏州某校(31°N,120°E)与我国甲地正午太阳高度角之差的年变化示意图(黄赤交角取23.5°)。读图完成3~4题。


3.甲地的纬度为

A. 36ºN       B. 26ºN          

C. 21ºN       D. 11ºN

4. P至Q时段

A.地球公转速度先变快后变慢

B.甲地旗杆正午影长先变短后变长

C.苏州日出方位由东北转向东南

D.苏州昼长夜短且昼先变长后变短


解析:

第3题,根据上述规律四,即可计算出甲地的纬度为C选项。如下图所示:


第4题,根据规律六并结合第3题可以得出,两地正午太阳高度最小差值为4°时,太阳直射点位于北回归线上,故P到Q期间,为太阳直射点先由21°N向北移至北回归线后再先南移到21°N。地球公转速度一直变快,甲地正午日影先变长后变短,苏州日出方位始终在东北。D选项正确。


变式训练(南京、盐城市高三地理2020年1月试题):

位于同一经线上的甲、乙两点,其中甲地位于35°N,下图是连续三个月的甲、乙两地正午太阳高度角之差的变化示意图,读图完成1-2题。


1.乙地的纬度是

A.2°N             B.16°N     

C.22.5°N     D.8°S

2.图中Q点的时间是

A.5月下旬   B.7月下旬   

C.9月上旬   D.11月中旬

参考答案:B、B

解题思考可以结合上述规律与下图。


几句闲话:

有人或许会认为,如此复习,会不会加重学生负担?

当然,首先要考虑学生的接受能力。

从知识考查的角度,目前试题切入主要有以下四个方面:一是知识的宽广与理解;二是知识的记忆与运用;三是规律的演绎与归纳;四是逻辑的推理与论证。


当试题中出现以某一知识规律为背景切入时,高三复习教学中就应当以此为“内核”,通过对规律的分析、梳理与归纳,在抽丝剥茧中认识规律的同时,获得分析问题能力的提升,而这,正是复习教学所要培养的。


张亚南等认为:“试题的设计和编制是一个意义重大的创新过程,是为了实现考试目标而对学科知识不断深化、对考生思维能力不断开拓的过程。”在高三地理复习教学过程中,你是在重复以往、记忆规律、形成套路(模式),还是在温故知新、发现规律、形成能力?

陶行知先生说:“接知如接枝”,意思是:我们要有自己的经验做根,以这经验所发生的知识做枝,然后别人的知识方才可以接得上去,别人的知识方才成为我们知识的一个有机部分。

知识是有根的!我们要做的是要让知识在学生心中扎根,并能成长,形成“再生殖”的能力,如此,我们所学的知识才是活的!

“知识是有生命力的,它能被人类一代代地传承,并在此过程中不断生长和深入,增加新的内容,引领探寻方向;当它与个体的经验需求结合起来时,还能幻化出新的智能增长点,成为创新能力的源泉。而如果把活的知识学’死‘了,实在是教育的失败与耻辱。”(张亚南、史晨曦,2013)

发表评论 评论 (2 个评论)

回复 geonet 2020-2-7 22:04
有点理科情结了。老师能读出生活情境,但学生似有欠缺。生活情境如(安徽卷)操场“树影”到(全国卷)坐车选座,为什么考?为什么学?生活情境如何进一步深入或者转化成问题探究?
回复 chinasun 2020-2-8 10:31
我从心底认为,这就是一道数学题

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