第3讲 地球的自转及其地理意义
一、地球自转的基本规律
1．自转轴：地轴，北端始终指向北极星附近。
2．自转方向
由上图可知，地球自转方向为自西向东。从北极上空俯视呈逆时针方向旋转；从南极上空俯视呈顺时针方向旋转。
3．自转周期
代表含义
参照物
时间长度
自转角度
意义
A
恒星日
遥远恒星
23时56分4秒
360°
自转真正周期
B
太阳日
太阳
24时
360°59′
日常所用
4.自转速度
由上图可知，地球自转角速度除南北两极点外，均为15°/时；自转线速度因纬度不同而有差异，纬度越高，线速度越小，极点为0，南北纬60°的线速度约为赤道的一半。
特别提示 同步卫星与地面对应点相比，自转速度的差异同步卫星的自转角速度与地面对应点相等，其自转线速度大于地面对应点。
二、地球自转的地理意义
1．地球自转导致昼夜交替现象。
2．地球上水平运动的物体受到地球自转偏向力的作用，运动方向向一侧偏转。
3．为我们度量时间找到了一个很好的尺度
(1)地方时：不同经度具有不同的地方时，经度相差15°，地方时相差1小时，经度相差1°，地方时相差4分钟。
(2)时区和区时
①时区：全球共划分24个时区，每个时区占15个经度。
②区时：每个时区中央经线的地方时为本时区区时。
③区时的换算：相邻时区的时间相差1个小时；同一日期内，东早西晚。
(3)日期和国际日期变更线：人为规定原则上以180°经线作为国际日期变更线。
误区警示 (1)“东边的时刻总比西边早”中的“早”与日常生活中的“早”有所不同。前者中的“早”应看东西方位相对位置偏东的地点的时间数值比相对位置偏西的地点大，即时间较早。
(2)北京的地方时不等同于北京时间，它是指北京所在116°E的地方时，而北京时间是指120°E的地方时。
(3)国际标准时间(世界时)是指中时区的区时或0°经线的地方时。
考点一 地球自转速度的分布规律及应用
1．读“地球表面自转线速度等值线分布图”，回答(1)～(2)题。
(1)图中区域大部分位于 ( )
A．北半球中纬度 B．北半球低纬度
C．南半球中纬度 D．南半球低纬度
(2)图中a、b两点纬度相同，但地球自转的线速度明显不同，原因是 ( )
A．a点地势高，自转线速度大
B．b点地势低，自转线速度大
C．a点地势低，自转线速度大
D．b点地势高，自转线速度大
答案 (1)A (2)A
解析 第(1)题，图中自转线速度由南向北减小，故知其处于北半球，再根据图中数值范围可知其大部分位于中纬度。第(2)题，图中a点的线速度比同纬度其他地区大，故可知a点的海拔较高。
【考向立意】
地球自转线速度的分布规律及其影响因素。
【思维过程】
读图并准确获取其中的自转线速度的分布特征→调运所学知识并与图示相关信息相结合→结合选择项得出正确结论。
【误区警示】
不能把图示中自转线速度等值线分布特征与所学知识有机结合。
【预测展望】
结合地理事象分布，判断地球运动速度的分布规律及影响因素；结合航天基地选建，考查地球自转线速度在现实实践中的意义。
地球自转速度的分布及影响总结
(1)极点的角速度和线速度均为0。
(2)纬度相同的两点，自转的速度相同(海拔相同的情况下)。
(3)60°纬线上的线速度是赤道上线速度的一半。
(4)赤道上空的同步卫星运行的角速度与地面对应点的角速度相同，均为每小时15°，卫星运行的线速度大于地面上的对应点的线速度。
(5)影响地球自转线速度变化的因素
因素
影响
关系
纬度
纬度相同，线速度相同
纬度越低，线速度越大
负相关
海拔
海拔越高，线速度越大
正相关
(6)航天发射基地应选择在自转线速度较大、纬度低、海拔高的地区，并且向东发射。
1．读下图，回答(1)～(2)题。
(1)关于图示信息的分析，正确的是 ( )
A．从图示N极点上空看，地球自转方向呈顺时针
B．②地所在经线两侧分属东西半球
C．①地位于⑤地的东北方向
D．⑤地位于③地的西南方向
(2)与②地相比，⑤地自转的速度 ( )
A．角速度和线速度都大
B．角速度和线速度都小
C．角速度相等，线速度小
D．角速度小，线速度相等
答案 (1)D (2)C
解析 第(1)题，从北极上空看，地球呈逆时针方向自转；结合图示信息知，②地所在经线为135°E，不是东西半球分界线；结合经纬网知①地位于⑤地的西北方向，⑤地位于③地的西南方向。第(2)题，⑤地纬度比②地高，所以线速度小于②地，角速度与②地相同。
考点二 时间的计算及日期范围的判定
2．(2012·天津文综)第30届奥运会将于2012年7月27日19时12分(零时区区时)在伦敦开幕。各国学生若计算在本地观看奥运会开幕式现场直播的日期、时刻，可依据下图中的 ( )
答案 A
解析 根据题干，可知零时区时间在2012年7月27日19时12分时，全球两个日期(7月27日与7月28日)的分界线是180°与0时所在经线，即72°E向东至180°之间为7月28日，其余范围为7月27日。由此可判断B项错误；而此时太阳直射的经度是西经108°(地方时12时)，北极点周围有极昼，而C项图中地方时为12时的经线为150°E，故C项错误，D项图中北极点周围出现极夜，不合乎要求，故D项错误。只有A项中的图符合上述要求。
【考向立意】
区时计算和日期范围的确定。
【思维过程】
结合题干第30届奥运会开幕时间“2012年7月27日19时12分(零时区区时)”确定0时所在经线→结合日期范围分布的规律推知各国学生所在地的日期和时刻→结合图示最终确定出结论。
【误区警示】
一是不能准确掌握国际日界线两侧的日期变化规律；二是不能准确判断图示中的晨线和昏线，进而不能利用晨线、昏线与赤道交点所在经线的地方时估算伦敦的时间与图中时间是否一致。
【预测展望】
结合国内外重大时事进行地方时、区时计算及日期范围的确定。
主题1 地方时与区时
1．地方时的计算
地方时的计算依据：“地球自转，东早西晚，1度4分，东加西减，经经计较，分秒必算。”计算时具体可分为四个步骤：一定时，二定向，三定差，四定值。
(1)一定时：即确定计算时可作为条件用的已知地方时。光照图中，特殊经线地方时的确定。以下图为例：
①昼半球中央经线的地方时为12时，如ND。
②夜半球中央经线的地方时为24时或0时，如NB。
③晨线与赤道交点所在经线的地方时为6时，如NC。
④昏线与赤道交点所在经线的地方时为18时，如NA。
(2)二定向：即确定所求点与已知时间点的相对东、西方向，如图中求E点的地方时，以D点作为已知时间点，则E点位于D点以东，应“东加”；若求F点地方时，以B点作为已知时间点，则F点位于B点以西，应“西减”。
(3)三定差：即确定所求点与已知时间点的经度差，以确定时差，如E点所在经线与ND经度相差45°，时差为3小时。
(4)四定值：即根据前面所确定的条件来计算出所求时间，如E点地方时为12：00＋＝15：00，F点地方时为24：00－＝21：00。
2．区时的计算
第一步：如果已知该地经度，求时区数。该地所在时区数＝该地经度÷15°(余数若小于7.5，则直接舍去；余数若大于7.5，则在结果上加一个时区)。
第二步：求时差，即求时间间隔，每相隔一个时区，时间相差一小时。
第三步：求区时。
所求区时＝已知区时±时区差×1小时
注：①“＋、－”号的选取同地方时的运算。②若求出时间大于24小时，则减去24小时，日期加一天；若所求时间为负值，则加上24小时，日期减一天。
[预测演练] 2.一个旅游团从广州出发飞越浩瀚的太平洋到美国观光。在行程中发生了一些地理事件。结合所学知识，完成(1)～(2)题。
(1)飞机在飞越太平洋中部时，由于时差的缘故，空中小姐在广播中要求旅客把自己的手表 ( )
A．调快1小时 B．调慢1小时
C．调快24小时 D．调慢24小时
(2)到达美国后，酒店大堂悬挂着三个大钟(如下图所示)，这时广州时间可能为( )
A．5时 B．8时 C．16时 D．21时
答案 (1)D (2)B
解析 第(1)题，飞机在飞越太平洋中部时，空中小姐要求旅客把自己的手表调整时间，说明跨越了国际日期变更线。从广州出发到美国观光是自西向东跨越了国际日期变更线，需调慢24小时。第(2)题，美国东部时间是西五区的区时，此时是19：00，格林尼治时间是0：00，计算北京时间是8：00。
主题2 地球上日期变更的判断
1．日界线的概念
国际上规定，把东西十二区之间的180°经线作为“国际日期变更线”，也称“国际日界线”，简称日界线。
2．日界线的特征
日界线西侧
日界线东侧
时区
东十二区
西十二区
经度
东经度
西经度
时刻
相同
相同
日期
今天
昨天
日期变更
见图
见图
地球自
转方向
―→
―→
3.日期变更的判断
(1)在地球上日期变更的界线
①自然界线：即0(或24)时所在的经线，它是不断变化的，自西向东过0(或24)时所在经线日期要加一天，自东向西过0(或24)时所在经线日期要减一天。
②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。
(2)图解日期变更
a．经线展开图
b．极地投影图
注意：①自然界线与人为界线有可能重合，即当180°经线地方时为零时时。
②为了照顾180°经线附近一些地区和国家日期的统一，人为日界线避免通过陆地，有三处偏离了180°经线，从北极点开始通过白令海峡，绕过阿留申群岛西侧，经过萨摩亚、斐济、汤加群岛之间，经过新西兰东侧，继续沿180°经线到达南极点。
[预测演练] 3.下图中D地此时为2012年12月21日的正午时刻，此时一艘轮船从A地出发，航行6天后到达B地，然后又继续航行10天，到达目的地C地(32°N)。据图回答(1)～(2)题。
(1)轮船出发时，与A地处在同一天的日期范围约占全球的比例 ( )
A．等于1/2 B．大于1/2
C．小于1/2 D．全球同在一天
(2)轮船到达C地时，该地的时间为 ( )
A．2013年1月6日16时
B．2013年1月5日8时
C．2013年1月5日16时
D．2013年1月6日8时
答案 (1)A (2)C
解析 (1)图示时刻，180°经线为12时，0°经线为0时，0时经线与国际日界线相对，全球两个日期各占一半。(2)C地位于120°W，C地时间计算步骤如下：轮船到达B地时，用时6天，又因跨越了日界线，日期应减一天，故到达B地时的时间为2012年12月26日12时；C地在B地以东，相差4个时区，故此时C地时间为2012年12月26日16时，期间轮船由B航行到C用时10天，故到达C地时的时间为2013年1月5日16时。
晨昏线的判读及应用
1．昼夜半球：被太阳照射的半球为昼半球，太阳照不到的半球为夜半球。昼、夜半球的分界线，叫做晨昏线(圈)。其中顺着地球自转方向，由夜半球变为昼半球的为晨线；由昼半球变为夜半球的为昏线。据此可知，图中的晨昏线为晨线。
2．晨昏圈是一个大圆，将地球平分成昼半球和夜半球两部分。
3．晨昏线上各地太阳高度为0°；昼半球太阳高度>0°，夜半球太阳高度<0°。
4．晨昏线(圈)所在平面始终与太阳光线垂直。
5．晨昏线和极昼圈(极夜圈)的切点的纬度与太阳直射点的纬度之和等于90°(如上图中α＋θ＝β＋θ＝90°)。晨昏线和极昼圈的切点(如上图中C)地方时为24时(0时)；晨昏线和极夜圈的切点(如上图中D)地方时为12时。
6．晨昏线(圈)在二分日时与经线圈重合，二至日时与极圈相切。
7．晨昏线以15°/小时的速度自东向西移动。
1．晨昏线的判断
(1)自转法：顺地球自转方向
(2)时间法：赤道上地方时
(3)方位法
如上图中，AC为晨昏线，据东经增加方向为地球自转方向知地球呈逆时针方向旋转，可判断A为昏线，C为晨线。
2．晨昏线的应用
(1)确定地方时
(2)确定日期和季节
①晨昏线经过南、北极点(与经线重合)时：可判定这一天为3月21日或9月23日前后，节气是春分或秋分。
②晨昏线与极圈相切时：北极圈及其以北出现极昼(南极圈及其以南出现极夜)，日期是6月22日前后，节气是夏至；北极圈及其以北出现极夜(南极圈及其以南出现极昼)，日期是12月22日前后，节气是冬至。
(3)确定太阳直射点的位置
①确定纬度：与晨昏线相切的纬线度数与太阳直射点的纬线度数互余；晨昏线与地轴夹角的度数等于太阳直射点的纬度。
②确定经线：与晨线(昏线)和赤道交点相差90°且大部分或全部在昼半球一侧的经线是太阳直射的经线；过晨昏线与纬线的切点，且大部分在昼半球的经线是太阳直射的经线。
(4)确定昼夜长短
晨昏线将地球上的纬线分成昼弧和夜弧两部分，昼长等于该纬线昼弧所跨经度除以15°的商，夜长是夜弧所跨经度除以15°的商。
(5)确定日出、日落时间
某地的日出时间就是该地所在纬线与晨线的交点上的时间，日落时间就是该地所在纬线与昏线的交点上的时间。某地日落、日出时间的计算公式是12±昼长/2。
(6)确定极昼、极夜的范围
晨昏线与哪个纬线圈相切，该纬线圈与极点之间的纬度范围内就会出现极昼或极夜现象，南北半球的极昼、极夜现象正好相反。
下图中Q、P是晨昏线与纬线交点。读下图，回答(1)～(2)题。
(1)当P点地方时为5：45时，Q点的地方时为 ( )
A．17：45 B．18：15 C．18：45 D．19：15
(2)一年中，Q、P重合点所处的纬度范围是 ( )
A．0°～23°26′ B．23°26′～66°34′
C．66°34′～90° D．0°～90°
答案 (1)B (2)C
解析 第(1)题，结合题干信息知P点位于晨线上，其夜长为11时30分，由此可计算其日落时间为18：15，即Q点的地方时为18：15。第(2)题，Q、P分属于晨线和昏线，只有在晨昏线与纬线的切点上二者才重合，即在66°34′～90°之间。
一、选择题
下图是“一位天文摄影爱好者在某地用连续曝光拍摄的北极星空照片”。读图，回答1～2题。
1．该照片能证明 ( )
A．地球自转 B．地球公转
C．流星现象 D．恒星运动
2．如果拍摄时所用仰角为55°，那么拍摄的地点一定在 ( )
A．赤道 B．热带 C．南寒带 D．北温带
答案 1.A 2.D
解析 图中天体绕北极星运动，这是地球自转的反映。北极星的地平高度(仰角)就是当地的地理纬度(南半球看不到北极星)，因此该观测地位于55°N，处于北温带。
读下图，完成第3题。
3．关于图中abcd四地自转角速度和线速度的叙述，正确的是 ( )
A．四地的自转线速度由小到大依次是adbc
B．四地的角速度都不同
C．四地的角速度都相同
D．四地的自转线速度由大到小依次是bcad
答案 D
解析 地球自转线速度因纬度而异，纬度越高，线速度越慢，由图可知纬度由低到高的排序是bcad，即线速度由大到小的顺序。地球表面除南北两极点外，任何地点的自转角速度相等。
北京时间2011年9月29日晚21时16分00秒，中国全新研制的首个目标飞行器“天宫一号”发射升空。9月29日21时25分，天宫一号进入近地点约200公里，远地点346.9公里，周期5 382秒的运行轨道。根据材料及图回答4～6题。
4．当“天宫一号”进入运行轨道时，纽约(西五区)当地的时间为 ( )
A．9月30日18时25分
B．9月29日15时25分
C．9月29日16时25分
D．9月29日8时25分
5．右图为“天宫一号”飞行器轨道在地球表面上的投影，则飞行器连续两次在赤道上的投影间距约为 ( )
A．2 100千米 B．2 500千米
C．2 700千米 D．2 800千米
6．“天宫一号”在近地点时，则 ( )
A．角速度较小，线速度较大
B．角速度较大，线速度较小
C．角速度和线速度都较大
D．角速度和线速度都较小
答案 4.D 5.B 6.C
解析 第4题，北京时间为东八区的区时，结合区时的计算方法可知该小题结论。第5题，结合“天宫一号”的运行周期知相邻两轨道间的时间差约为1.5小时，经度差大约为22.5°，据此计算出连续两次在赤道上的投影间距。第6题，根据地球绕日公转的规律知，“天宫一号”在近地点时角速度和线速度都较大。
下图中O为极点，弧PR为晨昏线一部分，且与极圈相切于P点；R点地方时为8时。完成7～8题。
7．有关图中各点自转速度的叙述，正确的是 ( )
A．O、P、Q三点角速度相同，线速度不同
B．P、Q两点角速度相同，线速度也相同
C．P点线速度大于R点
D．R点角速度大于Q点
8．若P点经度为45°W，则北京时间是 ( )
A．6月22日9时 B．12月22日9时
C．6月22日19时 D．12月22日19时
答案 7.B 8.C
解析 第7题，O为极点，自转角速度和线速度均为0；地球上除极点以外的各点自转角速度相同，P、Q在同一纬线上，自转线速度也相同。P点的纬度比R点高，自转线速度小于R点。第8题，PR为晨昏线的一部分，R点的地方时为8时，PR为晨线。根据题干内容和图示分析，O点应为南极点，南极圈内为极夜，该日为6月22日。45°W为8时，北京时间为19时。
下图是 “地球表面自转线速度与海拔高度关联图”，据图完成9～10题。
9．根据图中a、b、c、d各点判断，正确的是 ( )
A．a点纬度比c点低 B．b点纬度比c点高
C．c点纬度比d点低 D．b点纬度比d点低
10．若某地自转线速度约为赤道上自转线速度的一半，地方时比格林尼治时间晚2小时，则该地地理坐标可能为 ( )
A．30°E 30°N B．30°E 60°S
C．30°W 30°S D．30°W 60°N
答案 9.B 10.D
解析 第9题，同纬度地区，海拔越高，自转线速度越大；相同的海拔，纬度越低，自转线速度越大。第10题，南北纬60°纬线上的自转线速度等于赤道上自转线速度的一半，其纬度为60°；地方时比格林尼治时间晚2小时，其经度为30°W。
下图为“我国南方某平直河段的剖面示意图”，读图，回答第11题。
11．此河段河流流向为 ( )
A．自西向东 B．自东向西
C．自东南向西北 D．自东北向西南
答案 A
解析 本题考查地转偏向力和河流流向的判读。由于河流横剖面垂直于河流流向，根据图中横剖面是南北方向，可以推测出河流是东西流向，再根据河流横剖面显示南岸受侵蚀，可判断河流流向是自西向东。
2012年1月22日20时中央电视台龙年春节联欢晚会隆重上演，精彩的节目吸引了全世界华人的目光。据此回答12～13题。
12．在美国纽约(74°W)的华人华侨开始收看春节联欢晚会现场直播的当地时间(区时)是( )
A．1月21日7时 B．1月22日7时
C．1月23日7时 D．1月22日19时
13．联欢晚会开始时，全球处于1月22日的理论范围是 ( )
A．一半 B．三分之一
C．四分之三 D．全球
答案 12.B 13.D
解析 第12题，北京时间采用的是东八区的区时，而美国纽约的经度为74°W，计算可知在西五区，两地相差13个时区，故春节联欢晚会开始时，纽约时间应为1月22日20时－13＝1月22日7时。第13题，此时东经120°为1月22日20时，180°为24时即0时，两个日期界线重合，全球处于同一日期。
右图中MON表示晨昏线，非阴影部分与阴影部分的日期不同，读图回答14～15题。
14．下列叙述正确的是 ( )
A．线速度：P＝Q＝M＝O＞N
B．所在半球河流右岸侵蚀严重
C．MO为晨线
D．NO为晨线
15．此时关于日期和时间的说法，正确的是 ( )
A．Q点的地方时为17：00
B．N地地方时为6：00
C．若阴影部分日期是5日，则非阴影部分是4日
D．再过8小时全球为同一日期
答案 14.D 15.D
解析 第14题，结合线速度分布规律知，线速度P＝Q＝M＝N＞O；根据地球自转方向可知该半球为南半球，所在半球左岸侵蚀严重；根据日期的特点可以判断过极点与 P点的经线为0时所在经线，南极点附近出现极夜现象，NO为晨线。第15题，结合试题，过 Q点的经线为 180°经线，过 P 点的经线即60°W地方时为0时，那么北京时间为12时，再过8小时全球为同一日期。Q 点即180°地方时为16：00；图示中纬线圈上昼夜不平分，N地不在赤道，地方时不可能为6：00；若阴影部分日期是5日，则非阴影部分是6日。
二、综合题
16．2012年6月16日18时37分，神舟九号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。2012年6月18日11时左右转入自主控制飞行，14时左右与天宫一号实施自动交会对接，这是中国实施的首次载人空间交会对接。并于2012年6月29日10点00分安全返回。结合“世界主要航天发射场及发射平台分布图”，回答下列问题。
(1)分析图中的两个海上发射场及发射平台建在赤道地区的原因。
(2)世界各国大多采取向东发射的方式将航天器送入轨道，主要考虑的因素是什么？
(3)据材料计算神舟九号发射时的国际标准时间及神舟九号安全返回时全球新旧日期比例。
答案 (1)地球自转的线速度最大，在发射过程中可获得较大的初速度，节省燃料。
(2)地球的自转方向。
(3)2012年6月16日10时37分。 7∶5。
解析 第(1)、(2)题，赤道地区建设发射平台，各国大多采取向东发射都是为了充分利用地球自转具有的线速度，以节省燃料。第(3)题，结合区时计算方法，在已知北京时间的条件下计算国际标准时间；首先结合北京时间计算出0时所在经线，然后结合日期分布规律计算出新旧日期的比例。
17．下图中阴影部分为黑夜，根据图中信息，回答下列问题。
(1)选择恰当符号并在图中适当位置标注出图示所在半球的极点。
(2)判断CE是晨线还是昏线并说明它的移动方向。
(3)分别判断图示A、B、D、E线速度和角速度的大小。
(4)分别判断或计算A、C的地方时。
答案 (1)用“S”在图示顶点(90°附近)标注出来即可。
(2)晨线。 自东向西。
(3)线速度：A＞B＞D＞E；角速度：A＝B＝D＝E。
(4)A点的地方时为4时，F点的地方时为6时。
解析 第(1)题，结合地球自转方向判断图示区域在南半球，其绕转中心为南极点，用符号“S”表示。第(2)题，晨昏线运动方向和地球自转方向相反。第(3)题，结合地球自转的速度变化确定答案。第(4)题，晨线与赤道交点为6时，A点在C点以西相差30°的地方，时间晚2个小时，为4时。
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