利用“對(duì)稱性”巧解地理難題

“對(duì)稱性”是人們?cè)谟^察和認(rèn)識(shí)自然的過(guò)程中產(chǎn)生的一種觀念，是自然界中存在的一個(gè)普遍現(xiàn)象。利用“對(duì)稱性”原理破解地理試題，尤其是自然地理中的難題，可化復(fù)雜為簡(jiǎn)單、化抽象為直觀、化難題為容易。

一、以日期對(duì)稱

圖1是太陽(yáng)直射點(diǎn)移動(dòng)過(guò)程中二分二至日期示意圖：①關(guān)于夏至日或冬至日對(duì)稱的兩個(gè)日期，其晝長(zhǎng)、夜長(zhǎng)、日出時(shí)間、日落時(shí)間是相等的，圖1中a與b兩個(gè)日期關(guān)于夏至日對(duì)稱，c與d兩個(gè)日期關(guān)于冬至日對(duì)稱；②關(guān)于秋分日或春分日對(duì)稱的兩個(gè)日期，其晝長(zhǎng)等于夜長(zhǎng)，夜長(zhǎng)等于晝長(zhǎng)，圖1中b與c兩個(gè)日期關(guān)于秋分日對(duì)稱，d與a兩個(gè)日期關(guān)于春分日對(duì)稱。

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例1：（2012年山東卷）某科考隊(duì)結(jié)束了兩個(gè)月的海上考察，于4月21日返回P地。圖2為P地所在地區(qū)當(dāng)日某時(shí)地面形勢(shì)圖?？瓶缄?duì)出發(fā)日P地晝長(zhǎng)為11小時(shí)，返回P地時(shí)，P地當(dāng)日的晝長(zhǎng)約為：

A.10小時(shí) B.11小時(shí)

C.13小時(shí) D.14小時(shí)

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解析：題目中“某科考隊(duì)結(jié)束了兩個(gè)月的海上考察，于4月21日返回P地”，說(shuō)明某科考隊(duì)大約是從2月21日開始科考的，4月21日和2月21日兩個(gè)日期以春分日（3月21日）為對(duì)稱，對(duì)于同一地點(diǎn)P而言，2月21日的晝長(zhǎng)等于4月21日的夜長(zhǎng)，2月21日的夜長(zhǎng)等于4月21日的晝長(zhǎng)。題目中“科考隊(duì)出發(fā)日P地晝長(zhǎng)為11小時(shí)”，即2月21日的晝長(zhǎng)11小時(shí)，夜長(zhǎng)13小時(shí)，所以4月21日的晝長(zhǎng)約為13小時(shí)，故答案選C。

二、以時(shí)刻對(duì)稱

圖3以地方時(shí)正午12時(shí)為對(duì)稱，把一天的白晝平分成相等的兩份：晝長(zhǎng)時(shí)數(shù)=（12-日出時(shí)間）×2=（日落時(shí)間-12）×2，夜長(zhǎng)時(shí)數(shù)=（日出時(shí)間-0）×2=（24-日落時(shí)間）×2。

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例2：（2013年安徽卷）圖4表示我國(guó)某地某日測(cè)試記錄到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射日變化。該地可能位于：

A.祁連山地 B.大興安嶺

C.南沙群島 D.帕米爾高原

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解析：因?yàn)槿魏蔚攸c(diǎn)的日出、日落地方時(shí)刻是以該地地方時(shí)正午12點(diǎn)為對(duì)稱的，由圖中信息分析得出該地地方時(shí)正午12點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖上的北京時(shí)間約是13時(shí)30分，由此可算出該地的經(jīng)度約為97.5°E，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，排除選項(xiàng)B和D。又因?yàn)樵摰乇本r(shí)間約6時(shí)日出，20時(shí)40分日落，其晝長(zhǎng)約為14小時(shí)40分鐘，說(shuō)明該地緯度較高，不可能是我國(guó)南沙群島，故答案選A。

三、以點(diǎn)對(duì)稱

以點(diǎn)對(duì)稱的“點(diǎn)”，在地球上較多，如圖5中的太陽(yáng)直射點(diǎn)、極晝切點(diǎn)、極夜切點(diǎn)、地心點(diǎn)等。以不同的“點(diǎn)”其對(duì)稱內(nèi)容不同，如以太陽(yáng)直射點(diǎn)為對(duì)稱的任何兩點(diǎn)，其太陽(yáng)高度（包括正午太陽(yáng)高度）都是相等的；以極晝切點(diǎn)為對(duì)稱的兩邊分別是晨線和昏線。

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例3：（2013年山東卷）氣溫的日變化一般表現(xiàn)為最高值出現(xiàn)在14時(shí)左右，最低值出現(xiàn)在日出前后。圖6示意某區(qū)域某日某時(shí)刻的等溫線分布，該日丙地的正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中最大值。該日：

A. 日落時(shí)刻甲地早于乙地

B .日落時(shí)刻甲地晚于乙地

C .正午太陽(yáng)高度甲地大于乙地

D.正午太陽(yáng)高度甲地小于乙地

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解析：由圖示信息可知，該區(qū)域位于北半球，乙、丙、甲三地分別位于19°N 、20°N 、 21°N三條緯線上。由“該日丙地的正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中最大值”可知該日太陽(yáng)直射在20°N。乙、甲兩地所在緯線以太陽(yáng)直射點(diǎn)所在的緯線為對(duì)稱，因此，乙、甲兩地正午太陽(yáng)高度相等，所以選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。又因?yàn)樘?yáng)直射在20°N，北半球緯度越高晝?cè)介L(zhǎng)，所以，甲地的晝比乙地的晝要長(zhǎng)，晝長(zhǎng)日落時(shí)刻就晚，故答案選B。

四、以線對(duì)稱

地球表面可以作為對(duì)稱的“線”有赤道、本初子午線、180°經(jīng)線、零時(shí)經(jīng)線、12時(shí)經(jīng)線、地軸等。以不同的線對(duì)稱，其對(duì)稱內(nèi)容不同，如南北半球緯度數(shù)相同的地區(qū)以赤道為對(duì)稱，其晝夜長(zhǎng)短對(duì)稱分布，即北半球各地的晝長(zhǎng)（夜長(zhǎng)）與南半球同緯度地區(qū)的夜長(zhǎng)（晝長(zhǎng)）相等；以地軸為對(duì)稱的任何兩條經(jīng)線，其經(jīng)線相差180°。

例4：（2010年四川卷）圖7是某日同一經(jīng)線日出時(shí)刻（地方時(shí)）隨緯度變化圖。圖內(nèi)三條曲線，其中一條是正確的。請(qǐng)閱讀正確曲線，若圖7表示6月22日狀況，則南緯40°～50°地區(qū)的夜長(zhǎng)約為：

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A.15小時(shí)～16小時(shí)20分

B.17小時(shí)～19小時(shí)20分

C.19小時(shí)20分～21小時(shí)20分

D.22小時(shí)40分～23小時(shí)20分

解析：根據(jù)題目中的文字和圖示信息，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，可判斷出三條曲線中右上方的一條是正確的。若圖所示6月22日狀況，根據(jù)圖中曲線變化，可以算出北緯40°日出的地方時(shí)約為4時(shí)30分，北緯50°日出的地方時(shí)約為3時(shí)50分，因此北緯40°～50°地區(qū)晝長(zhǎng)大約為15小時(shí)～16小時(shí)20分，而南緯40°～50°地區(qū)與北緯40°～50°關(guān)于赤道對(duì)稱，即北半球的晝長(zhǎng)就是南半球的夜長(zhǎng)。所以答案選A。

對(duì)稱性地理知識(shí)，除本文上述幾點(diǎn)外，還有南北半球的三圈環(huán)流、氣壓帶、風(fēng)帶、大洋洋流等。地理知識(shí)之所以具有許多對(duì)稱性：其一，地球是個(gè)球體，本身就具有對(duì)稱性；其二，地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)是周期性的運(yùn)動(dòng)，因而產(chǎn)生許多對(duì)稱性的自然現(xiàn)象。在教學(xué)過(guò)程中注意向?qū)W生強(qiáng)調(diào)這方面知識(shí)的對(duì)稱性，讓學(xué)生能根據(jù)“對(duì)稱性”原理思考問(wèn)題，從而起到化難為易、事半功倍之效。