图2天空中北斗七星与北极星的位置关系

由于地球自转

且北极星位于地球自转轴

的延长线上

因此

它相对其他恒星静止不动

图3 图中央位置为北极星

2

什么是仰角？

在进行观测过程中

视线在水平线以上时

视线与水平线的夹角

即为仰角

图4 仰角示意图

在天文学上

主要指

所观察天体

与

观察者所处位置地平线

之间的夹角

图5 该地仰角为90°

3

当地纬度是如何划定的？

纬度是

该地垂直于地平线的法线

与赤道面的夹角

是一个线面角

例如：北京纬度大约是40°N

图6 经纬度示意图

kai

开

shi

始

zheng

证

ming

明

三个基本问题已经解决

那为什么

观察北极星

仰角=当地纬度

因观察点不同

一共有三种情况

01

观察点在北极点上

图7 北极点仰望北极星示意图

我们看到

该地仰角为90°

而北极点纬度为90°

02

观察点在赤道上

图8 赤道仰望北极星示意图

在赤道上

视线方向与地平线平行

角度为0°

而赤道纬度为0°

思考

南半球

能否看到北极星

03

观察点在北半球任意一点A

图9 北半球任意点仰望北极星示意图

设A地纬度为∠4

而∠1为观察北极星的仰角

∠4+∠3=90°

∠2+∠3=90°

∴∠2=∠4

又∵∠2=∠1（互为内错角）

∴∠1=∠4

得出

在北半球观察北极星的仰角=当地纬度

的结论

注：第二种情况中北极星的位置发生了变化，是由于北极星距离地球约445.3光年，这个距离可以忽略地球直径的影响（相当于你观察非常遥远的一个事物，你的移动距离对观察该事物的角度影响可以忽略），因此，北半球所有地点看北极星的视线都应该和地轴平行。南半球则看不到北极星。

我国某学校开展野外研学活动，出发前的晚上测得北极星仰角为30°，出发时正值日出（正东方向，北京时间7:00），到达第一个考察地时正值日落（北京时间19:04）测得北极星仰角为30.2°。据此完成1~2题。

1、该学校位于我国的（　）

A．东北平原 B．华北平原

C．柴达木盆地 D．四川盆地

2、野外研学活动的前进方向可能是（　）

A．西偏北 B．西偏南

C．东偏北 D．东偏南

答案：1.D 2.A

精讲精析：

1.分析该学校的地理位置。①该学校位于我国，即位于北半球，北半球北极星的仰角=当地纬度，该学校北极星的仰角为30°，因此该地的纬度为30°N；②该学校北京时间7:00日出，而北京（以120°E计算）为6:00日出，即该地日出更晚，因此位于北京的西侧，用减法，则该地的经度=120°E-（7:00-6:00）×15°=105°E，即该学校的经纬度为（105°E，30°N），即该学校位于我国的四川盆地。

2.分析野外研学活动的前进方向。①由题干可知，出发时该学校为7:00正东方向日出，正东日出，则此时为春分或者秋分，因此昼长=12小时，因此该学校为7:00+12h=19:00日落；②到达第一个考察地时，为19:02日落，即日落更晚，因此该地位于学校的西边；③出发时该学校的北极星仰角为30°N，即学校纬度为30°N；到达第一个考察地时北极星仰角为30.2N，即第一个考察地的纬度为30.2N，即该地位于学校的北边。因此综合来看，该地位于学校的西北边，选项A正确。

北回归线标志塔坐落在广东省汕头市(23°26′N,116°35′E)鸡笼山，主体为地球模型，模型正中竖直穿过一根中空钢管。下图拍摄于2015年，图中地面上模型影子中心的亮点为阳光照射的光斑。据此完成3～4题。

3．照片拍摄的日期为

A. 3月21日 B. 6月22日

C. 9月23日 D. 12月22日

简述：这一题大多数同学都会，无需多言。

4．图中地球模型的北极点正对北极星。地球模型的南极点一年中能被阳光照射的时间是

A. 春分日至秋分日 B. 夏至日至冬至日

C. 秋分日至次年春分日　 D. 冬至日至次年夏至日

简述：这一题大多数都蒙圈。

点睛：“北极点正对北极星”。北半球某地北极星的仰角即为当地的地理纬度。那么，模型的地轴与地面的夹角是23°26′，要使地球模型的南极点B点，一年中能被太阳光照射，太阳高度要小于66°34′，即当地正午太阳高度小于66°34′，根据正午太阳高度的计算公式H=90°-纬度差。得出，当太阳直射南半球时，汕头的正午太阳高度小于66°34′，所以时间是从秋分日至次年春分日。

最大的难点在于能不能吃透题目中的北极点指向北极星，而且要是正午，才有以上解题。因此题目中的要求要加上“地球模型的南极点一年中能被正午阳光照射的时间是……”

下图所示照片，为某摄影师在夜晚采用连续曝光技术拍摄的。照片中的弧线，为恒星视运动轨迹。读图回答5~6题。

5、根据上图判断，摄影师拍摄的地点位于

A. 低维地区 B. 中纬地区

C. 北极附近 D. 南极附近

6、上图中 a 恒星视运动转过的角度约为50°，据此判断摄影师连续拍摄的时间为

A. 1个多小时 B. 3个多小时

C. 5个多小时 D. 7个多小时

答案：5.A 6.B

精讲精析：

5.分析拍摄北极星的地点。①在北半球，北极星与地面的夹角（仰角）=该地的纬度。图中的北极星接近地面，与地面的夹角较小，因此拍摄地点应该位于北半球的低纬度地区，因此选项A正确；②南半球看不到北极星，因此不讨论南半球的情况。

6.分析拍摄的时间。①在天空中看到恒星的移动（夜晚天空中，星星的移动），其实是地球本身的自转导致的，恒星本身没有动（距离地球遥远，移动距离忽略不计）；②天空中的恒星移动了50°，其实是地球自转了50°；③地球自转一周为360°，耗时24个小时，即15°/小时。因此转过50°需要3个多小时，因此选项B正确。

(2020·郑州模拟)甲、乙两地的夜晚北极星的仰角同为60°，甲、乙两地经度如下图所示，读图，完成7～8题。

7.甲地位于乙地的

A.东方 B.西方

C.西北方向 D.东南方向

8.甲、乙两地的距离大约是

A.20000千米 B.15 000千米

C.10000千米 D.5 000千米

解析：第7题，北半球某地的地理纬度等于该地北极星的仰角，因为两地的仰角相同，所以两地纬度相同，故必然是东西方向。甲为(160°W，60°N)，乙为(110°E，60°N)，东西方向是以劣弧方向为准，所以甲地位于乙地的东方。第8题，任意纬线上相差一个经度的距离为111千米×cos θ(θ为纬度)，然后乘以两地劣弧的经度差。

答案：7.A 8.D

据记载，公元724年我国唐代天文学家张遂设计了一把拐尺（图1），AB为长边空心管，BC为短边，并在B点系一重锤。通过空心管观测北极星，实测并计算了地球上北极星高度相差一度的南北两地距离（图2）。据此完成下面小题。

9．张遂测量时除使用拐尺外，最有可能使用到的测量工具是

A．司南 B．测绳 C．日晷 D．浑天仪

10．当观测点由Q地向P地移动时，下列说法正确的是

A．昼夜变化幅度减小

B．白昼时长逐渐减小

C．正午太阳高度增大

D．正午太阳方位不变

11．根据上述测量，最有可能测算地球的

A．半径 经度 B．经度 海拔

C．海拔 纬度 D．纬度 半径

答案：9．B 10．A 11．D

【解析】

9．司南可以指示南北方向不能测距离，故A错误；根据材料可知除了观测北极星仰角外还需要实测并计算北极星高度相差一度的南北两地距离，测绳可以测量距离，故B正确；日晷可以观测地方时，故C错误；浑天仪用来测量天体在地球球面的坐标，故D错误。因此选择B。

10．P、Q两地同在北半球且Q纬度较高，P纬度较低。纬度越高昼夜变化幅度越大，故A正确；根据材料不能判断太阳直射点位置，因此白昼时长无法判断谁更长，正午太阳方位无法判断，故B、D错误；正午太阳高度根据直射点纬度和所求点纬度差来求，直射点位置无法判断因此正午太阳高度是否增大也无法判断，故C错误。因此选择A。

11．利用柺尺观测北极星，在P地，AB边空心管对准北极星观测，所以AB边平行于地轴，如图2所示，重锤所受重力指向地心，所以P地的纬度=90°-α；Q地的纬度为=90°-β，故可以测量当地地理纬度；据图2所示，实测并计算了地球上北极星高度相差一度的南北P和Q两地距离L，由圆的知识可知弧长公式 = n(圆心角)×π(圆周率)× r(半径)/180，可得L=π(β-α)R/180° ，所以可能测算地球的半径；故选D。

到达地面的总辐射只有一部分被地面吸收，另一部分被地面反射，地面反射的这部分太阳总辐射，称地面反射辐射。

1

不同性质地面反射率

地面对人射太阳辐射反射的能力，用地面反射率r来表示。r的大小取决于地面的性质(水面、陆面)和状态(颜色深浅、粗滑、干湿)(表4. 7)。陆地表面的反射率约为10%~ 30%，随太阳高度的减小而增大，其中深色土比浅色土小，粗糙土比平滑土小，潮湿土比干燥土小，雪面反，射率最大，平均约60%，洁白的新雪反射率可90%~95%。

水面反射率随水的平静程度和太阳高度而变，太阳高度愈小，其反射率愈大。对于波浪起伏的水面，其平均反射率为10%，比陆地稍小。

地面反射率的大小取决于地面的性质和状态。一般来说：

深色土壤的反射率比浅色土壤小，

潮湿土壤的反射率比干燥土壤小，粗糙表面的反射率比平滑表面小，

陆地表面的平均反射率为10—35%，新雪面反射率最大，可达95%。

水面反射率随太阳高度角而变，太阳高度角愈小反射率愈大。

深色土壤的反射率比浅色土壤小，

潮湿土壤的反射率比干燥土壤小，粗糙表面的反射率比平滑表面小，

陆地表面的平均反射率为10—35%，新雪面反射率最大，可达95%。

水面反射率随太阳高度角而变，太阳高度角愈小反射率愈大。

2

地面反射率影响气温

在同样的太阳辐射条件下，由于反射率不同，地面所获得的太阳辐射有很大差异，这就是地面温度分布不均匀的原因。下垫面的反射率可以通过人为措施来改变，从而影响地面辐射能的收入，以改变气候，解决生产上的问题。由空气质点的逆散射、反射、云的反射，以及地面反射所组成的整个地球反射率，称地球行星反射率，据计算，全球平均约为31%。

3

地理试题中的反射率

（2023·湖南岳阳·统考一模）地表反照率是指地面反射辐射量与入射辐射量之比，表示地面对太阳辐射的吸收和反射能力。下图为我国辽宁省某地地表反照率的日变化曲线，读图完成下面小题。

1．有关地表反照率的叙述合理的是

A．一天中，同一下垫面反照率不变

B．一般来说，清晨和傍晚反照率高

C．一天中，太阳高度角越大，反照率越低

D．反照率越高，地面吸收的热量越多

2．关于该地12月份反照率与8月份反照率差异的原因，描述合理的是

A．12月份地表有积雪，反照率低

B．12月份昼短夜长，反照率高

C．8月份地表植被覆盖率高，反照率低

D．8月份降水多，土壤湿度较高，反照率高

【答案】1．B 2．C

【解析】1．结合图中地表反照率的日变化曲线可知，一天中，同一下垫面反照率在清晨和傍晚反照率高，B正确A错误；由地表反照率的日变化曲线可知，下垫面反照率在清晨和傍晚反照率高，因而不是随太阳高度角的增大而降低，C错误；结合地表反照率的概念可知，反照率越高，地面吸收的热量越少，D错误。故答案选B。

2．结合图中地表反照率的日变化曲线可知，12月份反照率高，A错误；12月份地表有积雪，反照率高，B错误；植被的反射率低，因而8月份地表植被覆盖率高，反照率低，C正确D错误。故答案选C。谭老师地理工作室综合整理

（2022·四川成都·二模）下图示意不同天气条件下，祁连山某冰川区地面反射的太阳短波辐射量与到达地面的太阳短波辐射量的比值变化。据此完成下面小题。

3．与阴天相比，该比值晴天低的主要原因是晴天

A．冰川积雪消融量大

B．到达地面的太阳辐射多

C．冰川积雪消融量小

D．到达地面的太阳辐射少

4．该比值7、8月最低的根本原因是

A．太阳高度大，日照时间长

B．降水量大，云层厚度较大

C．气温较高，植被覆盖率高

D．风力强劲，积雪不易保留

5．随着气候变暖，该比值的变化趋势是

A．阴天增大，晴天减小

B．阴天和晴天都增大

C．阴天减小，晴天增大

D．阴天和晴天都减小

【答案】3．B 4．A 5．D

【解析】3.地面反射的太阳辐射量是指由于地面反射率较高（如冰雪水域）等对太阳辐射的反射作用，反射走的短波的太阳辐射量，一般来说地面反射率越低，反射走的短波的太阳辐射量越少。到达地面的太阳短波辐射是指经过大气削弱作用后到达地面的太阳短波辐射量，一般来说大气对太阳辐射的削弱作用越弱，到达地面的太阳短波辐射量多。根据题干和图中信息可知，与阴天相比，晴天的地面反射的太阳短波辐射量与到达地面的太阳短波辐射量的比值更低，推出地面反射的太阳短波辐射量越小，到达地面的太阳短波辐射量越大，则两者比值越小。冰雪积雪消融量越大，则冰雪面积越小，地面反射率越低，地面反射的太阳短波辐射量越小，C选项错误。但高海拔地区气温低，阴天与晴天的冰雪面积差异不会太大，因此不是主要原因，A选项错误。晴天由于大气透明高，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳短波辐射量多，使晴天比值更小，因此B选项正确，D选项错误。故选B。

4.7、8月份为祁连山的夏季，太阳直射北半球，太阳高度大，日照时间长，气温相对较高，因此冰川积雪消融量大，导致地面反射的太阳短波辐射量小，因此比值最低，A选项正确。降水量大，云层厚度较大会使到达地面的太阳短波辐射量减少，比值增大，B选项错误。植被对太阳辐射的反射能力较小，因此植被覆盖率不是主要因素，C选项错误。7、8月份不是祁连山风力最大的时候，因此风力不是主要因素，D选项错误。故选A。

5.全球气候变暖的主要表现为气温升高，冰川积雪消融量会增大，地面反射的太阳辐射量减少，因此会使阴天和晴天的地面反射的太阳短波辐射量与到达地面的太阳短波辐射量的比值都减小，D选项正确，A、B、C选项错误。故选D。

地表反照率是指地面反射的太阳辐射与到达地面的太阳辐射之比。研究表明，影响地表反照率的因素主要有地表土壤颜色、土壤湿度、地表粗糙度和太阳高度角等。下图为青藏高原某观测站不同季节一天中地表反照率的变化。据此完成下面小题。

6. 该观测站的经度约为

A. 72°E B. 92°E C.102°E D.110°E

7. 不同季节反照率对应正确的是

A. 甲——春季 B. 乙——冬季

C.丙——夏季 D.丁——夏季

8. 近几十年来，青藏高原的地表反照率呈递减趋势，这一现象可能会导致

A.东亚季风和南亚季风加强

B.东亚季风和南亚季风削弱

C.南亚季风加强，东亚季风削弱

D.南亚季风削弱，东亚季风加强

【答案】6 B 7.D 8. B

【6题详解】根据地表反照率的定义，地表反照发生在白天。结合图可知，该地的正午（白天的中点时间）对应的时间是北京时间的14：00，北京时间的经度为120°E，可知该地经度约为90°E，排除A、C、D选项，故选B。

【7题详解】根据地表反照率的定义，地表反照发生在白天。结合图可知，丁白天最长为夏季，甲白天最短为冬季，乙丙白天差不多，为春秋季节。排除A、B、C选项，故选D。

【8题详解】青藏高原夏季冰川融化，土壤湿度增大，植被增加，地表粗糙度增加，冰雪少，反照率较低。冬季太阳高度小，冰雪覆盖，反照率较高。故近几十年来青藏高原的地表反照率呈递减趋势，主要表现为冬季降低。正常情况下，高原面冬季降温快，近高原面大气与同高度周围大气相比，气温低，气压高，加强了东亚和南亚季风，但若冬季反照率降低，导致高原面吸收的太阳辐射增多，气温升高，气压降低，使得东亚季风和南亚季风减弱。故选B。

9.阅读图文材料，完成下列要求。

材料一：季节性积雪的时空变化与气温、降水、日照、风速等密切相关。青藏高原积雪分布广泛,对气候变化反应敏感、反馈强烈,气候变暖加速积雪消融,导致地面反照率(内涵与反射率相近)降低,地面吸收的太阳辐射增多,地面温度进一步升高,从而进一步加速积雪消融,这一过程被称为积雪反照率反馈。

材料二︰不同性质的地面对太阳辐射的平均反照率(见下表)。

材料三:青藏高原1980——2016年多年平均积雪覆盖日数图(见下图)与青藏高原地形图。

（1）说明青藏高原1980—2016年多年平均积雪覆盖日数的分布特征，并指出最主要的影响因素。

（2）研究发现,青藏高原高海拔山区季节性积雪覆盖率一年中冬季最小,分析其形成原因。

（3）研究表明,近几十年来青藏高原与北极地区的升温速率是全球平均速率的两倍，对此作出合理解释。

（4）全球变暖背景下青藏高原大部分湖泊的变化趋势。

【答案】

（1）特征：分布极不均衡,西南部（雅鲁藏布江谷地等）、柴达木盆地（青海湖等）多年平均积雪覆盖日数较少，高海拔山区多年平均积雪覆盖日数多；主导因素:地形（气温）。

（2）青藏高原高海拔山区全年气温极低,以降雪为主;全年冬季降雪最少,积雪量小,且冬季风力更为强劲，降低了积雪覆盖率。

（3）北极地区和青藏高原积雪面积广；北极地区积雪融化后，海洋裸露面积扩大，反照率极低海洋出露；青藏高原纬度低，太阳高度大，太阳辐射强；两地积雪反照率反馈特别强烈，升温速率更快。

（4）青藏高原大部分湖泊以冰川积雪融水补给为主，全球气候变暖导致积雪和冰川融化，前期湖泊水量和面积增加，后期部分冰川积雪萎缩（甚至消失）导致湖泊水量减少（甚至消失）

10.阅读图文材料，完成下列要求。（15分）

四川省雅安市素有“天漏”之称，年降水日数多在200天以上。图7示意四川盆地部分地区多年平均年降水量分布。

（1）分析地形对雅安“天漏”形成的影响。（6分）

（2）分析青衣江径流量的特点。（4分）

地面反射率是指地面反射辐射量与入射辐射量之比。一般而言，草地的反射率为15%～25%，深色土壤的反射率为5%～15%。近年来，青衣江流域的草地、林地大面积恢复，裸露的深色土壤变为绿地。

（3）运用大气受热过程原理，说明青衣江流域地表植被变化对近地面气温的影响。（5分）

答案：

（1）雅安位于四川盆地西缘，地势北、西、南三面高，东部较低，形成了喇叭形的地形（或三面环山的河谷地形）（2分），来自太平洋的暖湿气流在此集聚，不易扩散（2分），遇地形抬升，利于形成降水（或地形雨）（2分）。

（2）青衣江流域地处亚热带季风气候区，降水量大且季节、年际变化大（2分），造成青衣江径流量大且有明显的季节和年际变化（2分）。

（3）植被增加会导致地面反射率增大，地面吸收的太阳辐射量减少（2分），地面升温幅度减小，地面辐射减弱（2分），使大气吸收的地面辐射减少，气温较之前低（1分）。

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