第一部分 專題一 微專題2　日晷

第一部分專題一地球的運(yùn)動(dòng)微專題2日晷精講點(diǎn)撥

“晷”即日影，“日晷”是人類古代利用日影測(cè)得時(shí)刻的一種計(jì)時(shí)儀器，其原理就是利用太陽(yáng)的投影方向來(lái)測(cè)定并劃分時(shí)刻。由于日晷必須依賴日照，因此不能用于陰雨天和黑夜。日晷有地平式、赤道式等多種類型，赤道式日晷是最常見(jiàn)、最精準(zhǔn)和傳統(tǒng)的天文觀測(cè)儀器(不特別說(shuō)明，一般指的就是赤道式日晷)。(1)組成：赤道式日晷通常由金屬指針“晷針”和石制的圓盤“晷面”組成，晷針垂直于晷面，上端指向北極星，晷針與水平面的夾角即為當(dāng)?shù)鼐暥?。由于北極星的仰角等于當(dāng)?shù)氐乩砭暥?，故晷面與地面的傾角θ＝90°－當(dāng)?shù)鼐暥取?2)計(jì)時(shí)原理在晷面的正反兩面刻畫(huà)出12個(gè)大格，每個(gè)大格代表兩個(gè)小時(shí)，子時(shí)在上，午時(shí)在下。太陽(yáng)每天東升西落，投向晷面的晷針影子也慢慢地由西向東移動(dòng)。晷針影子好像是現(xiàn)代鐘表的指針，晷面則是鐘表的表面，以此來(lái)顯示時(shí)刻。(3)應(yīng)用①與地面上的日影規(guī)律不同，一天之中，晷針的影子等長(zhǎng)，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每小時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)15°；一年之中，不同日期的影長(zhǎng)在變化，夏至日和冬至日晷針的影子最短。注：地面上的日影一天中正午最短，前后對(duì)稱；日影的移動(dòng)角速度不勻速；一年中正午的影長(zhǎng)取決于每天的正午太陽(yáng)高度大小，北回歸線以北地區(qū)夏至日最短、冬至日最長(zhǎng)。②夏半年，太陽(yáng)光照在晷盤北面，晷針日影順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；冬半年相反，太陽(yáng)光照在晷盤南面，晷針日影逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。二分日太陽(yáng)光線與晷面平行，不能使用。(2023·湖南衡陽(yáng)模擬)日晷是我國(guó)古代利用日影測(cè)定時(shí)刻的一種計(jì)時(shí)儀器，主要由晷盤、晷針和底座組成。圖1為“赤道式日晷示意圖”，圖2為“清華大學(xué)日晷景觀和某日某時(shí)刻晷影(晷針的影子)位置圖”。完成1～2題。1.某地晷盤與底座的夾角α＝50°，則該地夏至日正午太陽(yáng)高度為A.53°26′

B.63°26′

C.73°26′

D.83°26′√12345678910對(duì)點(diǎn)強(qiáng)化12345678910根據(jù)圖示信息可知，α的度數(shù)與當(dāng)?shù)鼐暥鹊亩葦?shù)互余，所以當(dāng)α＝50°時(shí)，當(dāng)?shù)氐木暥葹?0°，日晷的晷針要指向北極星，由于南半球無(wú)法觀測(cè)北極星，所以日晷應(yīng)位于北半球，該地的緯度應(yīng)為40°N。夏至日太陽(yáng)直射北回歸線(23°26′N)，所以該地夏至日的正午太陽(yáng)高度H＝90°－(40°－23°26′)，即為73°26′，故選C。123456789102.清華大學(xué)日晷的晷影A.長(zhǎng)短在一年中基本不變B.夏至日呈逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)C.夏至日轉(zhuǎn)過(guò)的角度一年

中最大D.圖示時(shí)刻約為北京時(shí)間16時(shí)√12345678910由于太陽(yáng)直射點(diǎn)的回歸運(yùn)動(dòng)，清華大學(xué)當(dāng)?shù)氐恼缣?yáng)高度不斷變化，所以其日晷的晷影長(zhǎng)短在一年中也在不斷變化，A錯(cuò)。夏至日，當(dāng)?shù)厝粘鰱|北，正午太陽(yáng)在正南方天空，日落西北。圖2中晷針指向?yàn)檎狈较?，由此可確定圖中晷面的方向，如圖：12345678910日出時(shí)，晷影在圖中的西南方向，正午時(shí)，晷影在圖中的正北方向，日落時(shí)晷影在圖中的東南方向，所以夏至日晷影呈順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，當(dāng)?shù)叵闹寥諘冮L(zhǎng)最長(zhǎng)，晷影轉(zhuǎn)動(dòng)的角度在一年中最大，B錯(cuò)誤，C正確。圖示時(shí)刻，晷影在盤面的西北方向，表明太陽(yáng)在東南方向，而北京時(shí)間16：00時(shí)太陽(yáng)在西南方向，D錯(cuò)誤。12345678910日晷是古代的一種測(cè)時(shí)工具。“日晷”的意思為“太陽(yáng)的影子”，其測(cè)時(shí)原理是利用太陽(yáng)照射下物影的移動(dòng)來(lái)指示時(shí)間。日晷由晷盤和晷針組成，一般可分為赤道式日晷、地平式日晷等。赤道式日晷的晷盤面與地球赤道面平行，晷針垂直穿過(guò)晷盤中心。據(jù)此完成3～5題。3.2022年5月1日，當(dāng)夕陽(yáng)的余暉灑滿烏蘇里江江面時(shí)，北京天文臺(tái)日晷的晷針投影應(yīng)最靠近A.戌

B.寅

C.申

D.辰√123456789105月1日太陽(yáng)直射點(diǎn)位于北半球，北半球晝長(zhǎng)夜短，日落時(shí)間在地方時(shí)18時(shí)之后。烏蘇里江的緯度位置較高，當(dāng)夕陽(yáng)的余暉灑滿烏蘇里江江面時(shí)，為當(dāng)?shù)氐胤綍r(shí)18時(shí)之后較長(zhǎng)之間。北京與烏蘇里江的經(jīng)度差異不大，所以此時(shí)北京的地方時(shí)也應(yīng)該在18時(shí)之后。圖中，戌位于19～21時(shí)之間，A正確；寅位于3～5時(shí)之間，B錯(cuò)誤；申位于15～17時(shí)之間，C錯(cuò)誤；辰位于7～9時(shí)之間，D錯(cuò)誤。123456789104.我國(guó)某地設(shè)置赤道式日晷，晷盤面與地面夾角為48°。當(dāng)北京時(shí)間12：28時(shí)，該日晷晷針的投影落在“午”字上，則該地的地理坐標(biāo)可能是A.(48°N,118°E) B.(48°S,127°E)C.(42°N,113°E) D.(42°S,127°E)√12345678910晷盤面與地面夾角為48°。則晷針與地面的夾角為42°，即當(dāng)?shù)鼐暥葹?2°N。北京時(shí)間12：28時(shí)，當(dāng)?shù)氐胤綍r(shí)為12時(shí)，則當(dāng)?shù)氐慕?jīng)度為113°E，C正確。5.北京天文臺(tái)與南京紫金山天文臺(tái)的赤道式日晷(假設(shè)二者規(guī)格相同)相比①二者晷針上端指向相同②夏至日正午，北京日晷的晷影比南京的短③冬至日正午，北京日晷的晷影比南京的短④夏至日，太陽(yáng)照射晷盤的時(shí)間北京長(zhǎng)于南京A.②④

B.①③

C.②③

D.①④12345678910√12345678910北京天文臺(tái)與南京紫金山天文臺(tái)的赤道式日晷晷針上端都指向北極星，①正確；夏至日與冬至日，南京的正午太陽(yáng)高度都大于北京，日晷影長(zhǎng)更短，②③錯(cuò)誤；夏至日，北京的晝長(zhǎng)長(zhǎng)于南京，太陽(yáng)照射晷盤的時(shí)間更長(zhǎng)，④正確，選D。12345678910(2023·黑龍江大慶模擬)赤道式日晷的晷面和赤道面平行，晷盤上的刻度是等分分布的，正反兩面都有刻度。如圖為某日故宮的赤道式日晷照片。完成6～7題。√6.2月9日該日晷晷針投影的移動(dòng)方向正確的是123456789109日屬于北半球冬半年，應(yīng)該觀察日晷的反面來(lái)顯示時(shí)間。北半球冬半年，北京直射點(diǎn)位于南半球，北京日出東南，日落西南，正午時(shí)刻太陽(yáng)位于正南方。結(jié)合判斷出的方向和日出、日落、正午太陽(yáng)方位可知，日出時(shí)晷針的投影在晷面的左下方，正午時(shí)位于正下方，日落時(shí)位于右下方，移動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，D正確。結(jié)合所學(xué)可知，日晷的晷針朝向北極星(正北方向)，且該日晷位于北京，因此圖中日晷正面朝向北方，其背面為南方，圖片中偏左側(cè)為東方，偏右側(cè)為西方。結(jié)合所學(xué)可知，2月12345678910(2023·黑龍江大慶模擬)赤道式日晷的晷面和赤道面平行，晷盤上的刻度是等分分布的，正反兩面都有刻度。如圖為某日故宮的赤道式日晷照片。完成6～7題。7.當(dāng)北京故宮(116°E)晷針投影指向晷盤正下方的刻度時(shí)，與故宮處于同一天的日期范圍約占全球的A.1/2

B.3/4

C.1/3

D.2/3√12345678910180°經(jīng)線為新的一天，對(duì)應(yīng)的時(shí)區(qū)從西四區(qū)向東到東十二區(qū)，約占全球的2/3，D正確。結(jié)合上題分析可知，當(dāng)晷針投影指向晷盤正下方的刻度時(shí)，太陽(yáng)位于正南方，應(yīng)為當(dāng)?shù)卣?2時(shí)，可算出此時(shí)64°W地方時(shí)為0時(shí)，結(jié)合日期的定義可知，此時(shí)由64°W向東至12345678910(2023·河北邢臺(tái)市模擬)日晷由晷盤和晷針組成，一般可分為赤道式日晷、地平式日晷等。赤道式日晷主要由一根指向北極星并用于投射太陽(yáng)陰影的指針(晷針)、承受指針投影的投影面(即晷面，器面上有刻度線)組成，晷針和晷面是垂直的關(guān)系。下面圖1示意赤道式日晷的放置及部分節(jié)氣的太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)軌跡，圖2為“安放在北京故宮太和殿前的日晷示意圖”。據(jù)此完成8～9題。123456789108.關(guān)于安放在北京故宮的赤道式日晷，敘述錯(cuò)誤的是A.一年中晷影在夏至日轉(zhuǎn)過(guò)的角度最大B.晷盤與地平面的夾角a等于當(dāng)?shù)氐乩砭暥鹊挠嘟荂.晷針投影的運(yùn)動(dòng)方向在晷盤正反面均為自西向東D.一天中，當(dāng)?shù)卣鐣r(shí)晷針投影的長(zhǎng)度最短√12345678910太陽(yáng)在空中轉(zhuǎn)過(guò)的角度、晷影在晷盤上轉(zhuǎn)過(guò)的角度大小均與晝長(zhǎng)呈正相關(guān)，結(jié)合所學(xué)可知，夏至日是北京一年中白晝最長(zhǎng)的一天，故晷影在夏至日轉(zhuǎn)過(guò)的角度最大，A正確；12345678910讀圖并結(jié)合所學(xué)可知，北極星仰角等于當(dāng)?shù)鼐暥?，圖中北極星仰角和晷盤與地平面之間的夾角a互余，故晷盤與地平面的夾角a等于當(dāng)?shù)氐乩砭暥鹊挠嘟?，B正確；12345678910日晷的影子與太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的方向相反，太陽(yáng)自東向西運(yùn)動(dòng)，則日晷r影子自西向東運(yùn)動(dòng)，C正確；結(jié)合圖1可知，一天中太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)軌跡與晷面平行，故一天中晷針投影的長(zhǎng)度不變，D錯(cuò)誤。題目要求選擇錯(cuò)誤的選項(xiàng)，故選D。9.根據(jù)圖2日晷晷影位置，可推測(cè)當(dāng)?shù)卮藭r(shí)為A.冬半年上午

B.夏半年上午C.冬半年下午

D.夏半年下午12345678910√12345678910結(jié)合日晷原理可知，夏半年時(shí)，晷針的影子出現(xiàn)在晷盤的正面(面向北極星的一面)，冬半年時(shí)，晷針的影子出現(xiàn)在晷盤的反面，故可判斷圖示時(shí)間為夏半年，排除A、C；讀圖可知，晷盤上表示的時(shí)間尚未到達(dá)12時(shí)，故應(yīng)為當(dāng)?shù)厣衔?，B正確，D錯(cuò)誤。故選B。答案晷針與地面夾角為30°。晷盤上表面朝北。10.閱讀圖文材料，完成下列要求。(14分)《說(shuō)文解字》中有“晷，日影也?！比贞芯褪抢锰?yáng)的位置來(lái)指示時(shí)間的一種儀器。赤道式日晷是日晷中最簡(jiǎn)單、最常見(jiàn)的一種，其晷盤面平行于赤道平面，晷針與晷盤面垂直且晷盤上刻度等分。為了加深對(duì)日晷的了解，位于杭州(30°N,120°E)的地理研學(xué)小組采用泡沫材料自制了一個(gè)赤道式日晷。(1)請(qǐng)指出組裝日晷時(shí)，晷針與地平面的