金衛(wèi)東
地理計算題主要考查考生的邏輯思維能力,而許多考生由于邏輯思維欠佳,難以進(jìn)行準(zhǔn)確的計算。綜觀2014年的高考地理試題,計算題的考查已經(jīng)普遍化。本文筆者就對2014年高考地理試題中的計算題進(jìn)行解析,以使考生掌握地理計算題的命題規(guī)律和解題技巧。
一、試題解析
1.推算經(jīng)度和緯度。
一般可利用地方時(特別是正午時刻)、正午太陽高度、晝夜分布、晨昏線位置等推算太陽直射點的地理坐標(biāo)。
例1.(2014年高考海南卷地理)某緯度φ的正午太陽高度H=90°-|φ-δ|,其中δ為太陽直射點緯度,夏半年取正值,冬半年取負(fù)值。下圖示意某地北京時間18時的太陽位置。據(jù)此完成(1)~(2)題。
(1)該地的經(jīng)度為 ( )
A.30°E
B.30°W
C.60°E
D.60°W
(2)該地的緯度可能為 ( )
A.10°N B.10°S C.50°N D.50°S
思路導(dǎo)航:該題主要考查考生利用正午太陽高度計算公式和北京時間(120°E經(jīng)線的地方時)推算某地經(jīng)度和緯度的能力。
參考答案及解析:(1)A 題干沒有直接表明圖示的時刻為當(dāng)?shù)氐恼鐣r刻,但由圖可知,地平線是南北方向,即在同一條經(jīng)線上,此刻太陽正好位于當(dāng)?shù)氐恼?,說明是正午時刻。據(jù)此將該地與北京的時差轉(zhuǎn)換為經(jīng)度差,再利用兩地的東西位置關(guān)系,計算出該地經(jīng)度為30°E。
(2)C 如果題干沒有說明圖示為哪一天的太陽位置,我們一般可先將其看作是二分日或二至日,利用正午太陽高度計算公式分別計算出當(dāng)?shù)氐木暥?,再進(jìn)行選擇。由圖可知,正午時太陽位于當(dāng)?shù)卣?,該地?yīng)位于北半球。經(jīng)計算,若為二分日,當(dāng)?shù)鼐暥葹?5°N;若為夏至日,當(dāng)?shù)鼐暥葹?8°26′N;若為冬至日,當(dāng)?shù)鼐暥葹?1°34′N,故當(dāng)?shù)鼐暥冉橛?1°34′N和68°26′N之間。
2.推斷日期或節(jié)氣、計算太陽直射點地理坐標(biāo)。
我們可利用晨昏線位置、極晝或極夜范圍、太陽直射點位置推斷日期或節(jié)氣;利用與晨昏線相切的緯線的緯度(太陽直射點的緯度和當(dāng)日與晨昏線相切的緯線的緯度互余)和極晝或極夜范圍計算當(dāng)日太陽直射點所在的緯度;利用地方時計算正午時刻經(jīng)線的經(jīng)度。
例2.(2014年高考上海卷地理)讀極地投影示意圖回答問題。圖中小虛線圓為極圈,大虛線圓為回歸線;弧線ACB為晨昏線,且AC段為昏線;C點為晨昏線與極圈的切點,也是晨昏線與120°E經(jīng)線的交點。
(1)圖示的日期可能是 ( )
A.3月21日
B.6月22日
C.9月23日
D.12月22日
(2)該日正午太陽直射點的位置是 ( )
A.120°E、23°26′S B.120°E、23°26′N
C.60°W、23°26′S D.60°W、23°26′N
思路導(dǎo)航:該題主要考查考生利用經(jīng)度遞增或遞減方向判斷地球自轉(zhuǎn)方向、利用晨線或昏線判斷晝夜半球、利用晨昏線的位置判斷日期(節(jié)氣)、利用晝半球或夜半球的中央經(jīng)線和晨昏線位置推算太陽直射點地理坐標(biāo)的能力。
參考答案及解析:(1)D 東經(jīng)度遞增的方向為地球自轉(zhuǎn)方向,依據(jù)上圖中0°經(jīng)線和120°E經(jīng)線的位置可判斷該投影旋轉(zhuǎn)方向為順時針,故該圖為南極俯視圖;根據(jù)“AC段為昏線”和地球自轉(zhuǎn)方向可判斷晝夜半球(如右圖),故120°E為夜半球的中央經(jīng)線(子夜0時);根據(jù)“C點為晨昏線與極圈的切點”可推出南極圈以內(nèi)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象。
(2)C 南極圈出現(xiàn)極晝現(xiàn)象的時間為北半球冬至日,太陽直射南回歸線(23°26′S),120°E經(jīng)線地方時為子夜0時,故60°W經(jīng)線地方時為正午12時,所以此刻太陽直射點位于上圖中的D點,其地理坐標(biāo)為(60°W,23°26′S)。
3.利用正午太陽高度計算日影長度。
根據(jù)某地某日的正午太陽高度,將太陽光線、物體、日影構(gòu)建在一個直角三角形中,就可利用三角函數(shù)計算日影長度。
例3.(2014年高考全國卷Ⅰ文綜)太陽能光熱電站(下圖)通過數(shù)以十萬計的反光板聚焦太陽能,給高塔頂端的鍋爐加熱,產(chǎn)生蒸汽,驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。據(jù)此完成(1)~(3)題。
(1)我國下列地區(qū)中,資源條件最適宜建太陽能光熱電站的是 ( )
A.柴達(dá)木盆地 B.黃土高原
C.山東半島 D.東南丘陵
(2)太陽能光熱電站可能會 ( )
A.提升地表溫度 B.干擾飛機(jī)電子導(dǎo)航
C.誤傷途經(jīng)飛鳥 D.提高作物產(chǎn)量
(3)若在北回歸線上建一太陽能光熱電站,其高塔正午影長與塔高的比值為P,則( )
A.春、秋分日P=0 B.夏至日P=1
C.全年P(guān)<1 D.冬至日P>1
思路導(dǎo)航:該題主要考查我國太陽能的分布狀況、太陽能光熱電站的建設(shè)對地理環(huán)境的影響、正午太陽高度的計算、日影長度與塔高比值的計算。
參考答案及解析:(1)A 柴達(dá)木盆地位于青藏高原,緯度較低,地勢高,空氣稀薄,大氣對太陽輻射的削弱作用弱,到達(dá)地面的太陽輻射能豐富,光照強(qiáng),最適宜建太陽能光熱電站。
(2)C 太陽能光熱電站由太陽能反光板、高塔等部件構(gòu)成,眾多的反光板聚焦太陽能給鍋爐加熱產(chǎn)生蒸汽,驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電,可能會誤傷途經(jīng)飛鳥。太陽能反光板可減少地面吸收的太陽輻射能,使地表降溫,作物減產(chǎn);太陽能光熱電站不會產(chǎn)生電磁干擾,影響飛機(jī)導(dǎo)航。
(3)D 右圖中H為正午太陽高度角,L為塔影長度,h為塔高。P=cot(H)=L/h,當(dāng)H=45°時,P=1;當(dāng)H=90°時,P=0;當(dāng)H>45°時,P<1;當(dāng)H<45°時,P>1。利用正午太陽高度計算公式“H=90°-(某地所在緯線與當(dāng)日太陽直射緯線之間的緯度差)”計算北回歸線上二分日、夏至日、冬至日的正午太陽高度分別為66°34′、90°、43°08′,故北回歸線上冬至日時P>1。
4.計算區(qū)時或地方時。
地方時或區(qū)時計算的關(guān)鍵是根據(jù)兩地間的經(jīng)度差和地球自轉(zhuǎn)角速度,將經(jīng)度差轉(zhuǎn)換為時差或區(qū)時差,然后根據(jù)未知地方時或區(qū)時的地方與已知地方時或區(qū)時的地方之間的東西位置關(guān)系,利用“東加西減”的方法,在已知的地方時或區(qū)時上加上或減去時差或區(qū)時差。
例4.(2014年高考四川卷文綜地理)我國嫦娥三號月球探測器于北京時間2013年12月2日1時30分,在四川西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。據(jù)此回答(1)~(2)題。
(1)發(fā)射時刻的國際標(biāo)準(zhǔn)時間(世界時)是2013年12月 ( )
A.1日17時30分 B.1日21時30分
C.2日1時30分 D.2日9時30分
(2)發(fā)射時,發(fā)射場及其周圍地區(qū)可能處于 ( )
A.冷鋒過境時 B.暖鋒過境時
C.低壓控制下 D.高壓控制下
思路導(dǎo)航:該題主要考查區(qū)時的計算和適合衛(wèi)星發(fā)射的天氣條件。
參考答案及解析:(1)A 已知甲地的時區(qū)序號和區(qū)時分別為T甲、t甲,乙地的時區(qū)序號為T乙,求乙地的區(qū)時t乙,設(shè)甲、乙兩地的區(qū)時差為△t,則t乙=t甲±△t。若乙地位于甲地東邊,公式中取“+”號;若乙地位于甲地西邊,公式中取“-”號。
若甲、乙兩地同在東時區(qū)或同在西時區(qū),或一地在東時區(qū)或西時區(qū),另一地在中時區(qū)時,則△t=︱T乙-T甲︱;若甲、乙兩地一地在東時區(qū),另一地在西時區(qū)時,則△t=T乙+T甲(甲地到乙地經(jīng)過0°經(jīng)線)。
如果計算結(jié)果為:0時≤t乙<24時,則為當(dāng)日;若t乙≥24時,則為明天,區(qū)時減去24小時,日期進(jìn)一天;若t乙<0時,則為昨天,區(qū)時加24小時,日期退一天。
北京時間為東八區(qū)的區(qū)時,國際標(biāo)準(zhǔn)時間為中時區(qū)的區(qū)時,兩個時區(qū)間的區(qū)時差為8小時,中時區(qū)位于東八區(qū)以西,利用上述計算公式經(jīng)計算可知,國際標(biāo)準(zhǔn)時間為2013年12月1日17時30分。
(2)D 衛(wèi)星發(fā)射時要求天氣晴朗,能見度高,風(fēng)速較小。冷鋒或暖鋒過境時、低氣壓控制下,都可能出現(xiàn)陰雨天氣,而高壓控制下,盛行下沉氣流,天氣晴朗,能見度高。
5.劃分日期比例圖。
劃分日期比例圖的關(guān)鍵是判斷零時經(jīng)線(自然日界線)位置,先利用零時經(jīng)線和國際日界線(180°經(jīng)線)將全球日期分為兩天,再根據(jù)零時經(jīng)線和國際日界線的位置判斷不同日期的范圍。
例5.(2014年高考天津卷文綜地理部分)結(jié)合圖文材料,回答(1)~(2)題。
假設(shè)一架客機(jī)于北京時間6月22日12時從北京(116°E,40°N)起飛,7小時后途徑a地(165°W,67°N)上空,14小時后抵達(dá)芝加哥(87.5°W,42°N)。
(1)結(jié)合圖文信息判斷,與該客機(jī)飛行過程中實際情況相符的是 ( )
A.客機(jī)的飛行路線比H路線長
B.客機(jī)航向與太陽視運動方向相同
C.飛經(jīng)a點時,乘客能看到太陽位于正北方
D.飛經(jīng)a點時,客機(jī)受到向北的地轉(zhuǎn)偏向力
(2)客機(jī)抵達(dá)芝加哥時,屬于6月22日的地區(qū)范圍約占全球的 ( )
A.1/4 B.1/3 C.1/2 D.3/4
思路導(dǎo)航:該題涉及的知識點多,綜合性強(qiáng),主要考查地表兩點間的最短距離、太陽視運動方向、處在極晝期并位于夜半球中央經(jīng)線上的點的太陽方位、地轉(zhuǎn)偏向力的作用方向、利用零時經(jīng)線和國際日界線確定今天和昨天的范圍以及各自所占的比例。
參考答案及解析:(1)C 客機(jī)于北京時間(120°E經(jīng)線的地方時)6月22日12時從北京起飛,7小時后北京時間為當(dāng)日19時,a點經(jīng)度為165°W,經(jīng)計算此時a點所在經(jīng)線的地方時為6月22日0時。a點位于北極圈和夜半球中央經(jīng)線的交點上,由于6月22日為北半球夏至日,a點出現(xiàn)極晝現(xiàn)象,太陽從正北升起、正北落下,0時太陽位于a點正北方;地表上兩點間的最短距離是經(jīng)過這兩點的球面大圓上的劣弧,北京到芝加哥沿著飛行方向的經(jīng)度差為156.5°,處在劣弧的一面,北半球經(jīng)過地表任意兩點的大圓所在的劣弧凸向北極方向,故客機(jī)的飛行路線比H路線短;由于地球自西向東自轉(zhuǎn),在地球上看太陽是東升西落,即太陽視運動方向,由圖可知,客機(jī)航向大體向東,而太陽視運動方向向西;飛經(jīng)a點時是向東飛行,故地轉(zhuǎn)偏向力向南。
(2)D 客機(jī)于北京時間6月22日12時從北京起飛,14小時后抵達(dá)芝加哥,故抵達(dá)芝加哥時,北京時間為6月23日2時,此時6月23日0時所在的經(jīng)線為90°E。屬于6月22日的范圍是從90°E向西經(jīng)過0°經(jīng)線直至180°經(jīng)線,共270°,占全球(360°)的3/4。
下面是一道計算“東半球處在白晝的范圍”的試題,請同學(xué)們借鑒例5中的方法自己解答,其正確選項為D。
北半球春分日,當(dāng)某地(120°E,30°N)剛進(jìn)入白晝這一時刻,東半球(20°W向東至160°E)處于白晝的范圍約占全球面積的 ( )
A.1/2 B.1/3 C.1/6 D.1/9
6.計算總?cè)丝凇?/p>
人口統(tǒng)計和計算是一個高頻考點,解答這類試題的關(guān)鍵是正確讀取數(shù)據(jù),明確各類數(shù)據(jù)之間的數(shù)量關(guān)系和實際意義,通過數(shù)量關(guān)系建立計算公式,用已知的數(shù)據(jù)計算出未知的數(shù)據(jù)。
例6.(2014年高考全國卷Ⅰ文綜)下圖顯示某國移民人數(shù)及其占總?cè)丝诒壤淖兓?。讀下圖,完成(1)~(2)題。
(1)下圖所示的①、②、③、④四幅圖中,符合該國人口增長特征的是( )
A.① B.② C.③ D.④
(2)該國人口自然增長數(shù)量最多的時段為 ( )
A.1910~1930年 B.1930~1950年
C.1950~1970年 D.1970~1990年
思路導(dǎo)航:該題主要考查考生對直角坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的讀取、利用移民人數(shù)及其占總?cè)丝诒壤嬎憧側(cè)丝跀?shù)、利用直角坐標(biāo)系中曲線的傾斜角度推斷人口增長特征的能力。
參考答案及解析:(1)A 人口增長包括自然增長和機(jī)械增長,人口自然增長是由出生率和死亡率決定的,人口機(jī)械增長是由人口遷移造成的。該國某時期移民人數(shù)占總?cè)丝诘谋壤秊椋阂泼袢藬?shù)/該國同期總?cè)丝凇?00%。由此可得,該國某時期總?cè)丝?移民人數(shù)/該國同期移民人數(shù)占總?cè)丝诘谋壤?。在圖中分別讀取1910年、1930年、1950年、1970年、1990年、2010年的移民人數(shù)和移民占總?cè)丝诘谋壤?,并計算出相?yīng)年份的總?cè)丝诤筒挥嬕泼竦娜丝跀?shù)量(見下表),再將不同年份的總?cè)丝谂c第(1)題圖中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對可得,正確選項為A。
(2)C 人口自然增長數(shù)量不包括移民人數(shù),即上表中的“不計移民的人口數(shù)量”,1910~1930年、1930~1950年、1950~1970年、1970~1990年的人口自然增長數(shù)量(單位為百萬)分別為33.5、22.5、57.6、39.4。
二、備考策略
地理計算主要包括地方時和區(qū)時的計算,尤其是北京時間;比例尺的計算、放大和縮?。焕帽壤哂嬎憔嚯x;圖幅面積的計算和大小比較;經(jīng)度和緯度的計算;兩點間最短距離的計算;地理坐標(biāo)的確定,尤其是太陽直射點的地理坐標(biāo);日出、日落時刻的計算;晝夜長短的計算;正午太陽高度、日影長度、樓間距、太陽能熱水器傾角的計算;日期或節(jié)氣的推算;等高線地形圖上絕對高度、相對高度、陡崖高度、陡崖頂端海拔、陡崖底部海拔的計算;對流層中氣溫、溫差、海拔高度、相對高度的計算;人口統(tǒng)計計算;等等。
復(fù)習(xí)時,我們要有意識地訓(xùn)練地理計算能力,明確地理要素間的相互關(guān)系,掌握計算公式。審題時,我們要從試題所給的材料和圖中細(xì)致、準(zhǔn)確地讀取數(shù)據(jù),把握每一個細(xì)節(jié),如數(shù)據(jù)單位、坐標(biāo)軸的等分段、數(shù)據(jù)大小等,理清數(shù)據(jù)間的相互關(guān)系,構(gòu)建計算關(guān)系式。解題時,我們要通過圖文轉(zhuǎn)換將問題直觀化、形象化,對讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確計算,對計算的結(jié)果進(jìn)行反復(fù)驗證,然后將計算結(jié)果和實際地理問題進(jìn)行結(jié)合,理解其地理意義。