专题复习二　地球和地球运动
一、高考展望
1、通过地球光照图及其变式，考查学生计算时间、判断昼夜长短等能力。
2、由单纯考查地球知识转向考查这些知识的应用，由单一视角切入向多视角综合考查转变。
二、知识总结
（一）地球知识
1． 形状和大小。地球形状是一个两极部位略扁的不规则的球体。地球的平均半径为6371千米，赤道半径6378千米，极半径6357千米。赤道周长约为4万千米。
2． 纬线和纬度、经线和经度。
（1）纬线：纬线都是圆，也称为纬线圈，长度不等。赤道最长，由赤道向两极逐渐缩短，最后成一点。纬线指示东西方向。纬度：赤道是零度纬线。赤道以北的纬度，叫北纬，用“N”作代号；赤道以南的纬度叫南纬，用“S”作代号。北纬、南纬各有90°。低纬、中纬和高纬。南北半球划分。
（2）经线：也叫子午线。经线是半圆，所有经线长相等。经线指示南北方向。经度：零度经线叫做本初子午线。从本初子午线向东、向西各分作180度，以东的180°属于东经，用“E”作代号；以西的180°属于西经，用“W”作代号。东西180°经线合为一条经线。用20°W和160°E的经线圈，将地球分为东、西,两个半球。
（二）根据经纬网确定地理坐标的方法
利用经纬网可以准确地确定地球表面上任何一点的地理坐标，中学生常见的经纬网图(图1)有以下三种形式：
①确定纬线与纬度
在侧视图和圆柱投影图上，纬线为直线。纬度数值向北增大的为北纬，向南增大的为南纬；在俯视图上纬线为一组同心圆，若圆心为北极点，各纬线均表示北纬，且数值向北极点增大。
②确定经线与经度
在侧视图上，经线是连接南北两极的线；在俯视图上经线是由极点向四周呈放射状的一组线段；在圆柱投影图上经线是与各纬线垂直的线段。不论在哪种经纬网上，东经度数值随着地球自转方向增大，西经度数值随地球自转方向减少。
（三）利用经纬网计算距离
在经纬网图上可以根据经纬度量算两点之间的距离。纬度1°对应在地面上的弧长（即经线长度）大约是111km，赤道上经度1°对应在地面上的弧长大约也是111km，因此只要知道了任意两地间的纬度差，或者是赤道上任何两地的经度差，就可以计算它们之间的实际距离。
全球各地纬度1°的间隔长度都相等（因为所有经线的长度都相等），大约是111km/1°。
赤道上经度1°的间隔长度最大，约为111千米，由于各纬线从赤道向两极递减，南北纬60°纬线上的长度为赤道上的一半，所以在各纬线上经度差1°的弧长就不相等。在同一条纬线上（假设此纬线的纬度为α）经度1°对应的实际弧长大约为111cosαkm。因此，两地若在同一条纬线上，只要知道两点经度差就可以计算出两点间的弧长。
（四）时区与日界线问题　
全球划分为24个时区，每时区跨经度15度。各时区内统一使用的标准时间称区时，相邻两时区的区时相差1小时。地方时因经度而不同。日界线是地球上新的一天的起点和终点，日界线与180º经线并不完全重合。
①地方时和区时的关系
某时区的区时实际上就是该地区中央经线上的地方时。如北京时间是东八区的区时，也就是采用东八区中央经线（120°E）的地方时。知道了这个关系就可以进行地方时与区时之间的换算。
②日期变更线
在地球上日期变更的界线有两类（图2）：
自然界线：即地方时0点所在的经线，它是不断变化的，自西向东过0点所在经线日期要加一天，自东向西过0点所在经线日期要减一天。
人为界线：即国际上规定，原则上以180°经线为国际日期变更线，简称日界线。自西向东过日界线要减一天，自东向西过日界线要加一天。
自然界线与人为界线有可能重合，即当180°经线地方时为0点时，此时全球为一个日期。
（五）日照图上地方时的确定
基本规律是：①晨线与赤道交点所在经线上的地方时为 6 时 ,昏线与赤道上的交点所在经线上的地方时是18 时；②太阳直射点所在经线上的地方时为 12 时,和正午相对的另一条经线地方时是24时或 0 时；③从西向东顺地球自转方向经度每增加1º,地方时增加4分钟；④同一经线上的各点地方时相同。
（六）昼夜长短的计算
在日照图上,晨昏线将地球上的纬线分为昼弧和夜孤两部分,昼弧和夜弧的长短,决定昼长和夜长。弧长15º为 1 小 时。求昼长一般从晨线与经线的交点起到昏线与经线的交点止之间的弧度就是昼长 , 即昼弧÷15º = 昼长时数 ,24 小时 -昼长时数 = 夜长。
（七）太阳高度角的确定
①正午太阳高度在直射点为90º,由直射点向南、北逐渐降低。晨昏线上太阳高度为零。②各地正午太阳高度等于90º减去该地地理纬度与太阳直射点地理纬度差。
三、重难点知识解析
1.地球存在生命物质的原因
地球在太阳系中的特殊性是贵在它是惟一一颗适于生物生存的行星。究其原因，要从地球所处的宇宙环境因素和地球自身条件去分析。从恒星际空间看，太阳周围的恒星际空间比较有利于太阳的稳定，太阳的稳定又有利于地球生命的出现。从行星际空间看，大小行星的共面性、同向性公转特征，使它们各行其道，互不干扰，使地球处于一种较安全的宇宙环境。在地球自身的条件中，除从地球在太阳系的位置、体积、质量、内部物质运动等方面分析外，还要考虑地球昼夜更替的周期和地球大气的热力作用对地球表面温度的影响，地球昼夜更替的周期是一个太阳日，时间不长，使整个地表增温、冷却不至于过分剧烈，从而保证地球上生命有机体的存在与发展。地球外围大气的热力作用减小了气温的日较差，形成适于生物生存的温度环境。
2.太阳活动
太阳活动规律及其影响：太阳活动变化周期的平均值大致是11年。太阳色球爆发抛出的带电粒子流和剧烈的电磁波辐射像狂风暴雨一般向着周围的行星际空间倾泻，使地球所处的空间环境甚至地球本身的物理状态都发生一些相应的扰动和变化，从而对人类活动产生影响。
⑴扰乱电离层，干扰短波通讯；⑵扰动地球磁场，产生“磁暴”；⑶激发高层大气，在两极地区产生极光现象；⑷扰动臭氧层，破坏大气的热平衡；⑸影响地球上的天气和气候；⑹直接威胁宇航飞行；⑺破坏高压输电网设备和石油输送管道；⑻诱发干旱、洪涝、台风、雷暴、酷热、寒潮、地震等自然灾害，并可危害人类健康，甚至出现瘟疫等。
3.如何判别时间要素和南北半球
⑴判别南北半球：A.看纬度数值的分布。B.自转方向。C.等温线数值的分布和气温年变化规律。D.物体水平运动的偏转。E.洋流流向。F.自然带的更替次序。G.特殊动物种类的分布。H.正午日影。I.昼夜长短和正午太阳高度的变化规律。J.北极星。K.日出日落方位。L.极点附近所见天体周日视运动方向。
⑵判别时间的要素：A.太阳直射纬度。B.太阳光照图。C.地球公转图。D.昼夜长短情况。E.海陆气压配置。F.季风风向。G.海陆气温差异。H.气压带、风带的季节移动。I.气候特征。J.印度洋的季风洋流。K.等温线的弯曲方向。
4.有关地理计算。
⑴时间的计算
①地方时：不同经度的时间。掌握东加西减、东早西晚的原则，每相差15度，时间上相差1小时，4分钟相差1度。根据已知时间求经度时，注意用时间的早晚来确定经度的东西方位。
②区时：各地没有特殊说明情况下使用的时间。先掌握时区的计算，区时的计算方法与地方时的原则相同，每相差一个时区时间相差一个小时。注意地方时与区时的相互转换。
③标准时：各国统一使用的时间。绝大部分国家只有一个标准时，多采用这个国家东部时区的区时，也有采用半区时的国家，如印度等；少数大国有两个标准时，如中国、美国、俄罗斯等。注意一个国家的任何地区，所使用的时间都为标准时，除非有特别说明是所在时区的区时或所在经线的地方时时例外。
④北京时间：我国全国统一使用的时间，即东八区的区时，东经120度的地方时。注意北京时间不等于北京地方时，在有关日出日落时间的题目中多采用的是地方时。
⑤世界时：即格林威治时间，零度经线的地方时。
⑵日期的计算。
①日期的变换有两种变换，即自然变换和人为变换。
自然变换是某地区时间为24点时，其日期事实上已是新的一天。
人为变换是指日界线，过日界线日期变换的原则是向东减一天，向西加一天。东、西十二区这两个半时区，在区时上是相同的，但日期上相差一天，东十二区是全球时间最早的地方，而西十二区是全球时间最晚的地方，即全球最东和最西的地方。
②全球总是被两条经线分割为两个日期，分割日期的经线分别是日界线和地方时为0时的经线，这两条经线可以重合，当二者重合的一瞬间，全球只有一个日期。注意真实的情况下，日界线和180度经线并非完全重合，在俄罗斯、阿留申群岛、南太平洋等地有明显弯曲。
今天范围的计算，采用的多为地方时。180度时间如果为T，那么地球上新的一天范围为T/124，旧的一天范围为（24－T）/24。也可以把T转化为北京时间Q，即Q＝T－4。
如果使用的区时，那么新的一天范围可用时区数表示，时区数为180度经线的区时T＋0.5个时区。注意一般情况下没有24点，它可表示第二天的0点。
⑶昼夜长短的记算
①可以利用一个地区昼弧所跨的经度范围来计算，方法是在日照图上某条纬度与晨昏线有两上交点，两点之间在昼半球的部分即是白昼的时间。
②可以利用已知的日出和日落时间来求算。方法是：白昼长＝2×（12－日出时间）或白昼长＝2×（日落时间－12）。
③同一半球相同纬度地区昼长相同。而南北半球相同纬度地区的昼夜长短相反，如北纬40度的昼长是15时，那么南纬40度的地区夜长为15时。
④注意极昼区、极夜区的昼长分别是24时和0时。赤道地区的昼长永远是12时。
⑷正午太阳高度的计算
①正午太阳高度的计算公式是：H＝［900－β（当地纬度和太阳直射点纬度）］，其中β的求采用同一半球相减、不同半球相加的原则，永远取正值。
②利用垂直物体的日影计算：cotH＝影长/物体长度。
③太阳能热水器的采光面与楼房顶面的夹角＝β（β同①）
④南北半球中纬度地区楼房间隔L的计算：L＝楼高×cotH’（ H’即当地全年最小的正午太阳高度角，北半球为冬至日的正午太阳高度，南半球为夏至日的正午太阳高度）。在楼房布局时建议采用东北－西南向或西北－东南向。
⑤一个地区年正午太阳高度最大差值：
赤道地区是23026’
南北半球热带地区介于23026’和46052’之间，具体度数是（当地纬度＋23026’）。
南北半球温带地区是46052’。
南北半球寒带地区是46052’，但也可以当作当地最大正午太阳高度的数值。
⑸日出、日落时间的计算
①利用已知昼长计算：日出时间＝12－昼长/2；日落时间＝12＋昼长/2。
②利用日照图上晨昏线与当地纬度交点的经度地方时确定。
③北京天安门广场升旗时间＝北京当时日出时间，（注意这个时间是北京的地方时）。
⑹某地区纬度的计算
①利用正午太阳高度计算。注意首先判断该地所处的南北半球和纬度范围（热带范围还是温、寒带范围）
②利用北极星的仰角计算：北极星的仰角＝当地纬度；北极星与天顶的角距离＝900－当地纬度（只能是北半球）。
③利用昼长确定：当北（南）半球某纬度的昼长是X小时，而所求地区的夜长也是X小时时，当地纬度即与上述纬度相同，当半球相反。
⑺经度的计算
某地区的经度求算大多采用地方时等时间来确定。
5.日照图的解题内容和步骤
⑴确定南、北半球或南、北极。
①侧视图，通常是上北下南（特例除外，如专题三中例6中图B）。
②从自转方向上看，逆时针自转为北半球，顺时针自转为南半球。
③从经度数排列上看，自转方向与东经度数由小到大的排列方向相同。
⑵确定太阳直射点的地理坐标。
①太阳直射经线的确定：
A.地方时12时的经线。
B.平分昼半球的经线。
C.根据已知某经线的时间来计算。
D.直立物体影长为零的地区所在的经线。
②直射纬线的确定。
A.利用某地的正午太阳高度计算。
B.直立物体影长为零的地区所在的纬线。
C.利用晨昏线相切的纬度计算：直射纬度＝900－相切纬度（北半球昼长长则该直射北半球）。
⑶时间的确定
①晨昏线与赤道的交点时间：晨线与赤道交点所在经线的地方时是6时，昏线与赤道交点所在经线的地方时是18时。
②晨昏线与纬线圈切点时间：切点所在经线通过赤道地区位于昼半球则经线时间为12时，切点所在经线通过赤道地区位于夜半球则经线时间为24（0）时。
⑷季节或日期的确定
①利用北半球的昼夜长短情况来判定：北半球昼长夜短或北极地区是极昼，则是北半球的夏半年；反之则为冬半年。
②利用太阳直射点的位置确定。
⑸太阳高度
①晨昏线上太阳高度是0度。（并非正午太阳高度）
②太阳直射点的太阳高度是90度（也是正午太阳高度）。
③正午太阳高度从太阳直射纬线向南北两侧递减。
④某一时刻，太阳高度相同的点有无数个，即以直射点为圆心，以（900－高度角）的角距离为半径的圆。
⑤某一时刻，正午太阳高度相同的点可能有两个，也有可能只有一个。（位于同一经线上，与直射纬线之间的角距离相同）。
⑹昼夜长短
①太阳直射北半球，则北半球各地昼长夜短，北极地区出现极昼［极昼范围是（900－直射纬度）N以北地区］；南半球各地昼短夜长，南极地区出现极夜［极夜范围是（900－直射纬度）S以南地区］。太阳直射南半球相反。
②太阳直射点向北移动，北半球各地昼渐长，夜渐短；如果此时北半球昼长夜短，则北极地区极昼范围扩大，如果此时北半球昼短夜长，则北极地区极夜范围缩小。南半球相反；直射点向南移相反。
⑺变式图
无论是什么样的变式图，都利用上述方法的中某一种或几种来确定所隐含的要素。抓住关键点，不要被图的变化所迷惑。
对于无图的资料题，同样需采用上述方法。