地球运动知识呈现于高中地理教材中必修第一册中的第一章,它涉及地球的自转、公转运动,以及伴随而来的各种地理现象——全球时差昼夜交替、黄赤交角、四季变化等等,是中学地理教学的基础内容,是历年高考的重要单元。
由于地球自西向东自转,经度不同的世界各地时刻均不相同,这种因经度不同的时刻称为地方时。为了统一标准,全球划分为24个时区,各时区都以本区中央经线为时间线,把180°经线附近定为国际日期变更线。教材中用时区和日界线图正确地叙述了上述内容,美中不足的是这张图只是静态的反应了时差关系,事实上地球转动是动态的,时间是变化的,为使人们理解时间的变化过程,动态的时区和日界线图即世界钟表应运而生。下面就用世界钟表来解答近年来的高考有关试题。
我国第四个南极科学考察站-泰山站(73°51'S,76°58'E)于2014年2月8日正式建成开站。下图表示某科考队员当日拍摄的一天太阳运动轨迹合成图。读图回答11~12题。

11.该日太阳位于图示F位置时
| A、泰山(36°N,117°E)旭日东升 | B、东京(36°N,141°E)夕阳西斜 |
| C、纽约(41°N,74°W)烈日当空 | D、开普敦(34°S,18°E)夜色深沉 |

由泰山站经度(76°E)可知泰山站位于东5时区内(76除以15等于5余1,余数小于7.5)。图上F位置在一天中太阳高度角最大值附近,即当地时间大致为正午12点。 转动世界钟表中心红盘把12点对准E5,可以看出:A选泰山E8的时间是15点;B选东京E9为16点;C选纽约W5为2点;D选开普敦E1为8点。应选答案B
6.北京时间2012年12月21日19:18,北半球迎来冬至。此刻,日期为2012年12月22日的地区约占全球面积的:
| A、0 | B、1/3 | C、1/2 | D、2/3 |

左上图是一个普及型的世界钟表,转动内圈19点对准北京(全球各地分秒相同),我们看到日界线处是23点,即日界线西侧是21日23:18,日界线东侧是20日23:18,(由东向西跨日界线减一天),我们再看在W11时区,恰好是20日的24:18即21日的0:18,一直到E8都是21日,所以应选A。
怎样带进考场呢?学生们可以用圆规划两个同心圆,记住排解方法,两个同心圆一转,一切迎刃而解 (如图5所示)。
5、假定世界各金融市场均在当地时间上午9时开市,下午5时闭市。世界某投资者上午9时在法兰克福(东经8.5°)市场买进欧元,12小时后欧元上涨,投资者想尽快卖出欧元,选择的金融市场位于
| A、东京(东经139.5°) | B、香港(114°) |
| C、伦敦 | D、纽约(西经74°) |
12小时后欧元上涨时,法兰克福当时时间是21点,转动世界钟表,让1E对准21点,显而易见,东京的当地时间是5点,香港是4点,伦敦是20点,都不在工作时间内,只有纽约是15点,在工作时间内,那么D是对的。
演示视频如下:
国家主席胡锦涛于当地时间2006年4月18日10时50分左右(以10时50分计)到达西雅图(西八区,当地采用夏令时,即比区时提早1小时的时间),开始了为期12天的对美国等国的国事访问,据此回答1-3题:
1、此时北京时间为:
| A、4月18日 1时50分 | B、4月18日 18时50分 |
| C、4月19日 1时50分 | D、4月19日 2时50分 |
转动世界钟表外环,让8W(黑色为西W,红色为东E)对准9时50分,从右图可以看出8E也就是北京时间对准的是1时50分,又由于从8W过日界线至8E,日期应加1天,那么应选“C”。
标准答案:西八区夏令时10时50分,即当地区时9时50分。与北京时间相差16个时区,因此北京时间为次日1时50分(9时50分+16时),答案C正确。
某国际机构在美国首都华盛顿(西五区)主持视频会议,请中国的王教授在北京给远在非洲(西一区至东三区)的同行介绍经验,下列时段中对三方最合适的是:
| A、华盛顿时间 14:00-16:00 | B、北京时间 14:00-16:00 |
| C、华盛顿时间 21:00-23:00 | D、北京时间 21:00-23:00 |
这道题考的知识点是地球的时间计算,即在某时段内要保证三地都较合适。转动世界钟表外环,分别将答案中地点对应的时区对准表盘上的时间,就可以直观的观察到那个时刻其他地点对应时区的时间。比如让北京(8E)对准表盘上的21点位置(如右图所示),可以直观的看出处于5W的纽约的时间是上午8点,西一区(1W)对的是12点,东三区(3E)是16点。再让8E对准23点,可以看出纽约是上午10点,西一区14点,东三区是18点,可知答案D是正确的。
标准答案:本题考察考生时间计算及关联分析能力,涉及到时区换算、区时计算。“三方最合适”透过表象分析本质,即会议时间要符合三方各自地区的作息规律(各自处于上午或下午尽量避开晚上或凌晨)。则有:
| 时区 | 西五区 | 东八区 | 西一区 | 东三区 |
|---|---|---|---|---|
| 选项A | 14点~16点 | 3点~5点 | 18点~20点 | 22点~24点 |
| 选项B | 1点~3点 | 14点~16点 | 5点~7点 | 9点~11点 |
| 选项C | 21点~23点 | 10点~12点 | 1点~3点 | 5点~7点 |
| 选项D | 8点~10点 | 21点~23点 | 12点~14点 | 16点~18点 |
运用上表中简单的时区换算方法,即可甄别真确选项选项D时间最佳。筛选、验证是该题的最佳解题途径。
地球运动知识呈现于中学地理教材中必修(I)第一章,它涉及地球的自转、公转运动,以及伴随而来的各种地理现象——昼夜交替、全球时差、黄赤交角、太阳直射点移动、五带划分四季变化等等。教材中采用了多幅彩图清楚地介绍了上述知识,这些彩图正是晨昏仪动态演示的结果。晨昏仪的动盘是昼半球、夜半球,晨昏线和太阳高度角的彩图,静盘是一幅五带划分彩图,下面我们试用晨昏仪来解答历年高考有关试题。
我国第四个南极科学考察站-泰山站(73°51'S,76°58'E)于2014年2月8日正式建成开站。下图表示某科考队员当日拍摄的一天太阳运动轨迹合成图。读图回答11~12题。

12.次日泰山站
| A、日出正南 | B、太阳高度变大 |
| C、白昼变短 | D、极昼即将开始 |


转动晨昏仪,至上面左图位置可见,在春分日和秋分日,太阳直射赤道,全球各地昼夜等长,正午太阳高度自赤道向两极递减。
再转动晨昏仪到右图位置可见,在冬至日太阳直射南归线上,南极圈及其以南地区,太阳整日不落,出现极昼现象。
题目日期为2月8日,位于冬至与春分之间,即南极地区正从昼长夜短向昼夜等长变化,故排除B,D。应选C。
在地球公转过程中,若以地球为参照系,可看到太阳在黄道上运行。下图1是天赤道与黄道的示意图,下图2是太阳在黄道上的视运行轨迹图。读图回答3~4题。

3. 6月初,太阳在黄道上的位置是
| A、甲 | B、乙 | C、丙 | D、丁 |
4. 太阳处于甲、乙位置时
| A、地球公转速度相同 | B、同一地点昼长变化趋势相同 |
| C、日地距离相同 | D、同一地点日出方位相同 |


3题的解法:
转动晨昏仪,至上面左图位置可见,在春分日和秋分日,太阳直射赤道,全球各地昼夜等长,正午太阳高度自赤道向两极递减。
再转动晨昏仪到右图位置可见,在夏至日太阳直射北归线上,北半球各纬度的昼长达到一年中的最大值。
转动晨昏仪可知,3月21日春分时,太阳直射赤道,6月21日夏至时,太阳直射北回归线,应选D。

4题的解法:由题图可知,位于甲乙两点时太阳的高度角相同,转动晨昏仪可发现在同一地点日出方位相同,应选D

一艘海轮从上海出发驶往美国旧金山。当海轮途径图1中P点时正值日出,图中EF线表示晨昏线。读图回答1~2题。
1. 此时太阳直射点的位置最接近:
| A、15°N,135°E | B、15°S,135°W | C、23°26'N,0° | D、23°26'S,180° |
2. 下列现象发生时间与海轮途径P点的日期相近的是:
| A、江淮平原地区正播种冬小麦 | B、长江中下游地区正值梅雨季节 |
| C、北京一年中昼长最短 | D、塔里木河一年中流量最大 |


1、解法:
转动晨昏仪,至上面左图位置可见,在春分日和秋分日,太阳直射赤道,全球各地昼夜等长,正午太阳高度自赤道向两极递减。
再转动晨昏仪到右图位置可见,在冬至日太阳直射南归线上,北半球各纬度的昼长达到一年中的最小值,而且北极圈及其以北地区,太阳整日不出,出现极夜现象。
观察题图1可知,晨昏线EF经过北极圈接近极夜,南极圈接近极昼,由图可知,排除A、C,又因南极圈不全是极昼(北极圈处的p点正值日出应是6点,冬至日北极圈处的日出是5点31分),排除D,应选B。
2、解法:由图可知,该时间应是秋分至冬至之间, 应选A

图中a是经线,Q点为晨昏线与该经线的交点,完成8-11题。
8、若Q地的地方时为5时30分,则Q是所处位置和月份可能是:
| A、北半球10月 | B、南半球5月 | C、北半球5月 | D、南半球8月 |
根据题图所示,看图5可知Q地的昼长应是2×(12-5.5)=13小时,转动晨昏仪,当太阳直射北回归线时,北回归线的昼长应是13小时13分钟,时间应是6月21日左右,当太阳直射赤道时,昼和夜是相等的应是12小时,时间在3月21日左右,那么只能是3月至6月中间来选,只能选C北半球5月,南半球5月是冬季,昼短夜长,不符合题意,只有答案C是正确的。
标准答案:a是经线,Q点为晨昏线与该经线交点,地方时为5:30(12点之前,只能是晨线与该经线交点),说明Q点处于日出,由此可推出其昼长(12-5:30)×2=13小时>12时,昼大于夜,当地为夏半年,所以C最符合。5月8月为南半球冬半年,故B、D错误;10月虽是北半球夏半年,但离秋分(9月23日,当天各地昼夜等长,昼均为12时)只差几天,昼长不至于增加近一个小时,故A错误。
10、当Q地位于北半球低纬时,可能的月份及时刻是:
| A、12月17时30分 | B、9月17时 | C、6月4时30分 | D、4月5时 |
同理得出Q地的昼长2×(17.5-12)=11小时,转动晨昏仪(如图)可以看出,当太阳直射南回归线时,北半球低纬度的昼长为11小时左右,时间应答A、12月17时30分。
标准答案:9月接近秋分(9月23),4月接近春分(3月21),春秋分昼长12时,各地日出6:00,日落18:00,题目条件当地是低纬,周长变化应较小,也就是说日出日落在9月或4月昼长也应近6时和18时,B(17时)、D(5时)均差近1小时,不符合题意,错误。转动晨昏仪可以发现,如在6月,则低纬度地区昼长不可能有15小时,故C错误(C点昼长为2×(12-4.5)=15小时)。只有A昼长接近12小时,因此A正确。
以上标准答案均有安徽马鞍山市第22中学高级地理教师曹捷提供,曹捷老师使用世界钟表及晨昏仪解题后他的的观点如下:
使用“世界钟表”及“晨昏仪”,也是新课程标准的客观要求
1、新课程标准的课程理念提出:重视对地理问题的探究,倡导自主学习、合作学习和探究学习,开展地理观测、地理考察、地理实验、地理调查和地理专题研究等实践活动。有关地方时的计算问题,纯理论的计算,有些同学可能无法理解,也就谈不上灵活运用。借助世界钟表,可以让学生们在“玩”中领悟地方时随经度的变化,通过自主学习、探究学习掌握有关知识。进而“逐步学会运用基本的地理原理探究地理过程、地理成因以及地理规律等。”
2、学生在使用世界钟表,可以在一定程度上“激发探究地理问题的兴趣和动机,养成求真、求实的科学态度”,并“尝试从学习和生活中发现地理问题,提出探究方案,与他人合作,开展调查研究,提出解决问题的对策。”
地球晨昏仪是多帮科教新推出的产品,以地球仪的形式更直观的演示多种地球运动中的现象,如太阳高度角的变化、二分二至和季节的更替等。

2001年中国东方航空公司穿越北极的国际航线试飞成功,从上海(31°N,121°E)至芝加哥(42°N,88°W)仅用15小时35分钟。读图2、图3及相关材料,回答3-6题。
3.若飞机北京时间5月20日5时55分从上海飞往芝加哥
| A、一路上都是白天 | B、伦敦会位于飞机的正北方向 |
| C、北极星的高度保持不变 | D、经极点附近机罗盘不受干扰 |
判断一路上都是白天,就是要求起点、中点及落点都是白天。
从地球晨昏仪上看,5月20日太阳即将直射北回归线,起点上海5点55分为白昼,中点北极也为白昼。途中用时15时35分,为0.646天,应转动地球晨昏仪外壳232度,可看出降落时芝加哥当地也是白昼,所以飞机从上海到芝加哥是一路白天,这道题又是12分的大分题。
演示视频如下: