2022年高考地理二轮复习(新高考1) 专题1 微专题2　日晷学案

这是一份2022年高考地理二轮复习(新高考1) 专题1 微专题2　日晷学案，共5页。

日晷作为古代的计时工具，是人们充分利用地球公转规律而产生的发明。
日晷通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针”，垂直穿过圆盘中心，起着圭表中立竿的作用，因此，晷针又叫“表”。石制的圆盘叫做“晷面”，安放在石盘上，呈南高北低，使晷面平行于天赤道面，这样，晷针的上端正好指向北天极(这根指时针与地平面的夹角必须与当地的地理纬度相同，并且正确的指向北极星，也就是都有一根与地球自转轴平行的指针)，下端正好指向南天极。在晷面的正反两面刻画出12个大格，每个大格代表两个小时。当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷面，太阳由东向西移动，投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动。于是，移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针，晷面则是钟表的表面，以此来显示时刻。由于日晷必须依赖日照，不能用于阴天和黑夜。日晷题大多与太阳方位、物影方位、纬度、太阳高度等有关。我们要注意以下内容：
1．阳光或晷针投影在我国日晷北侧面上应是夏半年，南侧面上应为冬半年。
2．晷针上端指向北极星，晷针与水平面的夹角即为当地纬度。
3．由于北极星的仰角等于当地地理纬度，故日晷(晷面)与地面的倾角θ＝90°－当地纬度。
日晷是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器，通常由铜制的指针、与指针垂直的石盘组成。其工作的原理是：将指针朝向北极星固定，通过观察指针投影在石盘上的刻度来判断时间。下图为“我国某地某日日晷影像照片”。据此完成1～2题。
1．图示时刻太阳的方位为( )
A．东北方向 B．西北方向
C．东南方向 D．西南方向
2．若图中晷面与地平面的夹角为49°，日晷指针阴影与图中虚线完全重合时北京时间为12：12，则日晷所在地的经纬度为( )
A．(49°N,120°E) B．(41°N,117°E)
C．(49°N,116°E) D．(41°N,121°E)
答案 1.C 2.B
解析 第1题，由题可知，日晷指针朝向北极星固定，所以日晷晷面朝北，相反方向为南，此时图中日晷指针的影子朝向西北方向，所以太阳位于东南方向，C正确。第2题，若图中晷面与地平面的夹角为49°，则日晷指针与地平面的夹角为41°，则北极星的仰角为41°，根据北半球某地北极星仰角和当地纬度相等的规律，判断该地纬度为41°N。日晷指针阴影与图中虚线完全重合时，日影朝向正北，当地地方时为12时，此时北京时间即120°E的地方时为12：12，当地比北京时间晚12分钟，两地经度差3°，所以该地经度为117°E，日晷所在地的经纬度为(41°N,117°E)。故选B。
赤道式日晷是中国古代最经典和传统的天文观测仪器。赤道式日晷的晷面为赤道面，依照使用地的纬度，使赤道式日晷的晷面平行于赤道面。晷盘上的刻度是等分的，不同季节，晷针投影在晷盘上的影子会分别出现在晷盘的北侧面和南侧面，如下图所示。读图，完成3～5题。
3．赤道式日晷晷针指向北极星附近，其目的是( )
①调整晷盘的方向 ②调整晷盘与地平面的夹角 ③减少日晷计时的误差 ④调整晷盘和晷针之间的夹角
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．②③④
4．赤道式日晷晷针与地平面的夹角θ( )
A．随纬度的升高而增大
B．随纬度的升高而减小
C．随纬度的升高先升高后降低
D．随纬度的升高先降低后升高
5．一年中利用晷盘北侧面观测的时间段应当是( )
A．冬至—次年夏至 B．夏至—冬至
C．春分—秋分 D．秋分—次年春分
答案 3.A 4.A 5.C
解析 第3题，赤道式日晷的晷针指向北极星时，能保证赤道式日晷晷盘面朝正北方向，晷盘与地平面的夹角与当地的纬度数互余，始终保持晷盘与赤道平行，利于减少日晷计时时产生的误差，①②③正确。晷盘和晷针始终保持垂直，不用调整，④错误。故选A。第4题，依据赤道式日晷的摆放原理，赤道式日晷晷针与地平面的夹角θ与当地的纬度数相同，因此，夹角θ 随纬度的升高而增大。故选A。第5题，一年中利用晷盘北侧面观测的时间段应当是太阳直射北半球时的时间，即春分—秋分。故选C。
日晷指的是人类古代利用日影测得时刻的一种计时仪器。其原理就是利用太阳的投影方向来测定并划分时刻，通常由晷针(表)和晷面(带刻度的表座)组成。下图为“2020年10月21日12时28分某游客在河南登封某地(34.5°N,113°E)拍摄到的仙鹤日晷景观图(此时仙鹤头部的影子恰好处于水池最外边缘)”。据此完成6～8题。
6．若该日是晴天，则拍照时图中横梁①的日影落在仙鹤两翅刻度中的( )
A．11上 B．12上 C．1上 D．2上
7．此时拍照者的朝向为( )
A．正北 B．正南 C．东北 D．西南
8．此日后一个月内图中仙鹤头部的正午日影离水池最外边缘的距离( )
A．越来越远 B．越来越近
C．先远后近 D．先近后远
答案 6.B 7.C 8.A
解析 第6题，当北京时间为12：28时，可推算河南登封某地(34.5°N,113°E)的地方时为12：00，即正午时刻，此时日影为一天中最短。根据仙鹤日晷构造的特点，图中横梁①连接仙鹤的头和尾，指示的是南北方向，且仙鹤头部朝向正北，故正午时横梁①的日影应落在仙鹤两翅的正中位置，即刻度12上。故选B。第7题，结合上题，图中左西右东，仙鹤面北背南，据此再结合图中的影子位置可知，拍照者的朝向为东北，故选C。第8题，图示时间为10月21日，此日后一个月内为10月21日至11月21日，太阳直射点越来越靠南，该地的昼长越来越短，正午太阳高度越来越小，故正午时仙鹤头部的正午日影离水池最外边缘的距离会越来越远，故选A。
9．(2021·天津滨海新区期末)结合图文资料，完成下列问题。(16分)
日晷是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器。某同学去北京故宫参加社会实践活动，观察了安放在太和殿前的日晷，并绘制了日晷计时示意图(图乙) 。图甲为某极点俯视图。
(1)读图甲，此时太阳直射点的坐标是______，天津此时昼夜长短状况是______。A、B、C三地正午太阳高度由大到小依次为______。(6分)
(2)根据图乙可以判断，该同学观测日晷的时刻为______。一天中从日出到日落，晷针投影长度变化的规律是______。(4分)
(3)图甲所示节气过后，故宫日晷正午时晷针影长开始______。(2分)
(4)说出影响北京故宫日晷计时效果的自然因素。(4分)
答案 (1)(23°26′S,180°) 昼短夜长，且昼最短、夜最长 B、C、A
(2)11：00 由长变短再变长
(3)变短
(4)昼夜状况，天气阴晴状况等。
解析 (1)读图甲，根据地球呈顺时针方向自转可判断该图为以南极点为中心的俯视图，此时南极圈及其以南地区出现了极昼现象，为北半球的冬至日，太阳直射南回归线。图中平分昼半球的经线为太阳直射的经线，经度为180°。因此，此时太阳直射点的坐标是(23°26′S,180°)。此时天津昼短夜长，且昼最短、夜最长。此时正午太阳高度从南回归线向南北两侧递减，因此A、B、C三地正午太阳高度由大到小依次为B、C、A。(2)读图乙可以看出，晷针投影在巳时和午时之间，应为11时。日出时太阳高度小，晷针影子长，正午时太阳高度大，晷针影子短，日落时太阳高度小，晷针影子长，因此一天中从日出到日落，晷针投影长度变化的规律是由长变短再变长。(3)图甲表示的节气为北半球冬至日，冬至日过后，太阳直射点北移，北京正午太阳高度逐渐变大，因此故宫日晷正午时晷针影长开始变短。(4)日晷计时是利用晷针投影的变化实现的，因此主要取决于太阳光照的状况。昼夜状况和天气阴晴状况都会直接影响太阳光照，因此影响北京故宫日晷计时效果的自然因素有昼夜状况、天气阴晴状况等。