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微专题03:月相变化
〖备考指导〗
月相变化的相关知识应属于“生活中的地理和有用地理”的范畴,同时也与“地球运动的意义”密切相关,且教材(湘版教材地理I)中有相关活动题目的设计。在天文学中,月相是指地球上观测者所见到的月球被太阳照亮部分的形状。月球围绕地球公转,产生了周期变化的月相。月球本身不发光,被太阳照射的部分会向外反射太阳光,月球只有向阳这一半能被照亮,另一半则是阴影面,而在地球上只能看到被照亮的部分。另一方面,由于视线的遮挡,在地球上只能看到朝向地球这一半月球。月球和月相的知识在教材中涉及较少,但由于贴近生活,又有一定的难度,在近些年的高考中涉及比较多,在复习月相知识时教师可以提供月相的变化原理示意图,并与教材中的图像相结合,帮学生更好的认识月相的成因,提升地理实践力。
〖真题回顾〗
(2023年1月浙江高考真题)某中学地理社团组织成员开展月相观测。2021年2月19日农历正月初八,有同学用肉眼在湛蓝的天空中观测到了日、月同天景象,并作记录。同时,部分同学还从网上查到,位于(0°,105°W)的地点可观测到月球正在地平线落下。完成下面小题。
19. 同学记录的日、月位置和月相正确的是( )
A.① B.② C.③ D.④
20. 此时,赤道与晨、昏线交点的经度最接近的分别是( )
A. 15°W、165°E B. 105°W、75°E C. 165°E、15°W D. 75°E、105°W
【答案】19. B 20. A
【解析】
【19题详解】农历上半月的月相黄昏日落后可见,月面朝西,CD错误,2021年2月19日,太阳直射南半球,日落西南,太阳高度角小(日落时太阳高度角为0),B正确,A错误。故选B。
【20题详解】上弦月出现在农历月的上半月的上半夜,月面朝西,位于西半天空,在105°W看到月球正在地平线落下,说明105°W地方时为24时(0时),赤道与晨、昏线交点的地方时为6时、18时,与105°W相差90°(6*15)、270°(18*15),根据东加西减的原则,分别向东90°、270°,赤道与晨、昏线交点的经度最接近的分别是15°W、165°E,A正确,BCD错误。故选A。
【点睛】月球绕地球运动,使太阳、地球、月球三者的相对位置在一个月中有规律地变动。因为月球本身不发光,且不透明,月球可见发亮部分是反射太阳光的部分。只有月球直接被太阳照射的部分才能反射太阳光。我们从不同的角度上看到月球被太阳直接照射的部分,这就是月相的来源。
〖基础知识〗
1.月相的概念:月相是指天文学中对于地球上看到的月球被太阳照明部分的称呼。月球绕地球运动,使太阳、地球、月球三者的相对位置在一个月中有规律地变动。因为月球本身不发光,且不透明,月球可见发亮部分是反射太阳光的部分。只有月球直接被太阳照射的部分才能反射太阳光。我们从不同的角度上看到月球被太阳直接照射的部分,这就是月相的来源。月相不是由于地球遮住太阳所造成的(这是月食),而是由于我们只能看到月球上被太阳照到发光的那一部分所造成的,其阴影部分是月球自己的阴暗面。
2、月相成因:月球靠反射阳光发亮,它与太阳相对位置不同(黄经差),便会呈现出各种形状。
由于月球本身不发光, 在太阳光照射下,向着太阳的半个球面是亮区, 另半个球面是暗区(被自己挡住的)。随着月亮相对于地球和太阳的位置变化,就使它被太阳照亮的一面有时 对向地球,有时背向地球;有时对向地球的月亮部分大一些, 有时小一些,这样就出现了不同的月相。
可以简单的归纳为两条:(1)月球不发光,不透明。(2)与月、地、日三者的相对位置有关。
朔:如图所示,在位置新月,日月黄经差为0°,这时月球位于地球和太阳之间,以黑暗面朝向地球,且与太阳几乎同时出没,故地面上无法见到,这就是朔,这一天为农历的初一。
上弦月:月球继续朝前旋转,到了农历初七、八,也就是图中的位置上弦月,黄经差为90°,太阳落山,月球已经在头顶,到了半夜,月球才落下去,这时被太阳照亮的月球,恰好有一半给你看到,称之为“上弦月”。
满月:到了农历十五、十六,月球转到地球的另一面,也就是图中的位置满月,黄经差为180°。这时地球在太阳和月亮的中间,月球被太阳照亮的那一半正好对着地球,此时我们看到的是满月,或称之为“望”。由于月球正好在太阳的对面故太阳在西边落下,月球则从东边升起,到了月球落下,太阳又从东边上升了,一轮明月整夜可见。
下弦月:满月以后,月球升起的时间一天比一天迟了,月球亮的部分也一天比一天看到的小了,到了农历二十三,也就是图中的位置下弦月,黄经差270°。满月亏去了一半,这时的半月只在下半夜出现于东半天空中,这就是“下弦”。
快到月底的时候,月球又将旋转到地球和太阳中间,在日出之前不久,残月才又由东方升起。到了下月初一,又是朔,开始新的循环。
3、月相识别
a、月相识别:假设满月是一个圆形, 那么无论月相如何变化, 它的上下两个顶点的连线都一定是这个 圆形的直径(月食的时候月相是不规则的)。当我们看到的月相外边缘是接近反C字母形状时,那么这时的月相则是农历十五日以前的月相,相反,当我们看到的月相外边缘是接近 C字母形状时,那么这时的月相则是农历十五日以后的月相。
b、月相变化歌:
初一新月不可见,只缘身陷日地中。
初七初八上弦月,半轮圆月面朝西。
满月出在十五六,地球一肩挑日月。
二十二三下弦月,月面朝东下半夜。
一个口诀(方便记忆):上上上西西、下下下东东——意思是:上弦月出现在农历月的上半月的上半夜,月面朝西,位于西半天空; 下弦月出现在农历月的下半月的下半夜, 月面朝东,位于东半天空。
附:月相变化图(注:星空图上方位为上北下南 左东右西。)
c、月相变化规律
①约在农历每月三十或初一,月球位于太阳和地球之间。地球上的人们正好看到月球背离太阳的暗面,因而在地球上看不见月亮,称为新月或朔,其视形状见图1中A位置。此月相与太阳同升同落,即清晨月出,黄昏 月落,只有在日食时才可觉察它的存在。
②新月过后,月球向东绕 地球公转,从而使月球 离开地球 和太阳中间而向旁边偏了一些,即月球位于太阳的东边。月球被太阳照亮的半个月面朝西, 地球上可看到其中有一部分 呈镰刀形,凸面对着西边的太阳,称为蛾眉月,其视形状见图 1中B位置。蛾眉月日出后月出,日落后月落,与太阳同在天空,在明亮的天空中,故看不到月相。只有当太阳落山后的一段时间才能在西方天空看到蛾眉月。
③约在农历每月初七、初八,由于月球绕地球继续向东运行,日、地、月三者的相对位置成为直角,即月地连线与日地连线成 90。地球上的观察者正好看到月球是西半边亮,亮面朝西,呈半圆形叫上弦月,其视形状见图1中C位置。上弦月约正午月出,黄昏时,它出现在正南天空,假设观察者位于北半球中纬度,(下同)子夜从西方落入地平线之下,上半晚可见。
④约在农历每月十一、十二,在地球上的观察者看到月球西边被太阳照亮部分大于一半,月相变成 凸月,其视形状见图1中D位置。凸月正午后月出,黄昏时在东南部天空,月 面朝西,然后继续西行,黎明前从西方地平线落下,大半晚可见。
⑤农历每月十五、十六,月球运行到地球的外侧,即太阳、月球位于地球的两侧。由于白道面与黄道面 有一夹角0 (0平均值为5° 09')通常情况下,地球不能遮挡住日光, 月球亮面全部对着地球,人们能看到 一轮明月,称为满月或望,其视形状见图 1中E位置。
满月在傍晚太阳落山时的东方地平线上升起, 子夜时位于正南天空, 清晨时从西方地平线落下,整夜都可以看到月亮。
⑥再过几天,农历每月十八、十九,月相又变成凸月,月面朝东,其视形状见图1中F 位置。此时为黄昏后月出,正午前月落,大半晚可见。
⑦农历每月二十二、二十三,太阳、地球和月球 之间的相对位置再次变成直角,月球 在日地连线的西边90。。这时我们看到月球东半边亮呈半圆形,月面朝东,称为下弦月, 其视形状见图1中G位置。它在子夜时升起在东方地平线上,黎明,日出,时高悬,于南方 天空,正午时从西方地平线落下,下半晚可见。
⑧再过几天,农历每月二十五、二十六,月相又变成蛾眉月,亮面朝东,其视形状见 图1中H位置。此时子夜后月出,黄昏前月落,黎明前可见。
月球随后继续向东运行,又运行到太阳和地球之间即A点,月相变为朔。
可见,月相的变化依次为新月娥眉月上弦月r凸月r满月r凸月r下弦月r娥眉月 残月。月球由A点经B点C点D点E点F点G点H点,月球绕地球公转一周, 月相由朔到下一次朔所经历的 时间间隔,即月相变化的周期,叫做朔望月。
4、月相意义
(1)潮汐:月相和海洋的潮汐有关系,因为潮汐和月球的引力作用有直接关系,比如在满月的时候会引起大潮。
潮汐变化直接影响着人们的生活,像军事、旅游、远洋航海、海洋渔业、海水养殖,海洋工程、科学实验及沿岸各种生产活动都要受到潮汐的影响。
(2)照明:因为夜晚天空中照明主要是靠月亮,所以,月相也是人们夜间活动时必须考虑的,尤其是在边远荒芜的地区。
(3)宗教:和某些宗教活动有关系,特别是伊斯兰教,伊斯兰教中有斋月一说。
(4)寓意:中国自古就有花好月圆的讲究,月有阴晴圆缺,而满月往往代表着圆满、顺利和吉祥的意味。
(5)其他:因地球纬度不同,在南北半球看月相的左右是颠倒的,这个其实也不难理解,如果你在北半球上,倒立拿大顶,看到月亮的情况就是在南半球的样子,月亮的脸它真会“偷偷的在改变”。
(6)阴历与月相:阴历在天文学中主要指按月亮的月相周期来安排的历法。以月球绕行地球一周(以太阳为参照物,实际月球运行超过一周)为一月,即以朔望月作为确定历月的基础,一年分为十二个历月的一种历法。在农业气象学中,阴历俗称农历、殷历、古历、旧历,是指中国传统上使用的夏历。而在天文学中认为夏历实际上是一种阴阳历,这是由于阴阳历比传统的阴历要额外地增设闰月和节气、节令类信息。
〖押题预测〗
我国唐代诗人李白在《峨眉山月歌》中描述到,“峨眉山月半轮秋,影入平羌江水流。夜发清溪向三峡,思君不见下渝州。”诗人借峨眉山上半夜出现的秋月,来表达自己思念家乡亲友的情感。据此完成下面小题。
1.诗中提到的秋月对应图中的字母和月相为( )
A.A点,新月 B.B点,上弦月
C.C点,新月 D.D点,上弦月
2.月球公转到图中D点时月面朝向及出现的潮汐现象( )
A.朝西;大潮 B.朝东,小潮 C.朝西,小潮 D.朝东、大潮
【答案】1.B 2.B
【解析】1.读图文可知,此时上半夜可见半轮月,说明是上弦月,上弦月出现在上半月的上半夜。月球运动到A点时,月球在太阳和地球之间,为新月,在地球上看不见月亮,A、C错误;月球自西向东绕地球运动,运动到B点时,月球、地球、太阳成90°夹角,是上弦月,B正确;月球运动到C点时,是满月,月球运动到D点时,是下弦月,出现在下半月的下半夜,D错误;故选B。
2.由图文可知,月球公转到图中D点时,是下弦月,月球、地球、太阳成90°夹角,此时,月球和太阳的引潮力相互抵消,潮汐现象微弱,不明显,形成小潮,A、D错误;下半月开始,从地球上看,月球的西边逐渐变暗,当月球公转到图中D点时,月面朝向东面,B正确;排除C。故选B。
【点睛】月相变化及观测规律:“上上西西,下下东东”,意思是上弦月出现在上半夜,出现在西方天空,凸面朝西;下弦月出现在下半夜,出现在东方天空,凸面朝东。太阳、地球、月球的位置关系影响潮汐变化,新月和满月时,形成大潮,上弦月和下弦月,形成小潮。
2023年11月10日(农历二十七),荆门市某中学进行高一年级上学期期中地理考试。完成下面小题。
3.这一天的月相(阴影为黑暗部分)可能是( )
A. B.
C.
D.
4.这一天能看到月亮的时刻和方位分别是( )
A.6时,东部天空 B.6时,西部天空 C.18时,东部天空 D.18时,西部天空
【答案】3.B 4.A
【解析】3.结合所学可知,农历初一左右形成的月相为新月,之后形成的是蛾眉月,初七或初八形成的是上弦月,之后形成凸月,农历十五或十六形成的是满月,之后形成的是凸月,农历二十二或二十三形成的是下弦月,之后形成的是残月蛾眉月。此时是2023年11月10日(农历二十七),月相是残月蛾眉月,排除CD的凸月。农历二十七,月面朝西,呈正C状,故选B。
4.根据上题可知,该月相为残月的峨眉月,它出现在农历月末的黎明,出现在东部天空,A正确,BCD错误,故选A。
【点睛】蛾眉月分为新月蛾眉月和残月蛾眉月。新月蛾眉月是在月初的傍晚,出现在西方天空,月面朝西,呈反C状。残月蛾眉月是在月末的黎明,出现在东方天空,月面朝东,呈C状。
“超级月亮”是用于描述月球在轨道上位于近地点时发生的满月现象。2023年9月29日正值中秋,夜晚浙江某中学学生观测到“超级月亮”天文现象。完成下面小题。
5.此日月球的位置是( )
A.a B.b C.c D.d
6.从该日起经过8天,清晨可观测到的月相是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】5.C 6.C
【解析】5.根据材料““超级月亮”是用于描述月球在轨道上位于近地点时发生的满月现象”可知出现超级蓝月亮时为满月。满月时,地球上位于夜半球的人观测到全部的月球昼半球,月球被照亮的一半正面向地球,即地球位于太阳和月球之间,即月亮位于c位置。C正确,ABD错误。故选C。
6.一般人们把月亮最圆的一天称为望日,把当天的月亮称为望月,为每月阴历十五,从该日起经过8天,为阴历二十三,是下弦月,下弦月的月相对应的是半个月亮,①②④错误;下弦月在日出前观测到,亮面朝东部天空,③正确。C正确,ABD错误,故选C。
【点睛】月相歌 :初一新月不可见,只缘身陷日地中。 初七初八上弦月,半轮圆月面朝西。 满月出在十五六,地球一肩挑日月。 二十二三下弦月,月面朝东下半夜。北半球观察月相时,要面向南方而立,左手为东、右手为西。
读2023年11月8日9点在浙江某地朝西边天空观察到的月相图,完成下面小题。
7.该日农历最可能是( )
A.初四 B.初十 C.十八 D.廿五
8.第二天,同一时刻(也能看到月亮)观测到的月相高度与形态( )
A.变高——变小 B.变低——变小
C.变高——变大 D.变低——变大
【答案】7.D 8.A
【解析】7.结合所学可知,农历初一左右形成的月相为新月,之后形成的是娥眉月,初七或初八形成的是上弦月,之后形成凸月,农历十五或十六形成的是满月,之后形成的是凸月,农历二十二或二十三形成的是下弦月,之后形成的是残月;结合图片可知,月球的亮面一半背向地球且亮面朝东,应为下弦月之后,结合选项,该日应为廿五,D正确。初四是娥眉月、初十是凸月,十八是凸月,ABC错误。故选D。
8.根据上题分析,该月相是下弦月之后,第二天面积会继续变小,朝着残月发展,月球公转方向为自西向东,未来一周内月球绕地球向东移,离该地较远,高度变高,故选A。
【点睛】月相就是月亮的各种形状, 它的变化是由于 月球本身不发光也不透明,只靠反射太阳光而发亮;日地月三者位置不断变化的结果。
9.阅读图文材料,完成下列要求。
钱塘江天天有潮汐,月月有大潮,但以每年秋季大潮最为壮观。2023年9月15日,农历八月初一,钱塘江迎来最佳观潮期,江面上翻起了一层层波浪,煞是壮观。下图为夏季长江口盐度分布以及钱塘江口位置示意图。
(1)指出钱塘江迎来最佳观潮期时,日地月三者的位置关系及对应月相。
(2)分析9月15日迎来钱塘江最佳观潮期的原因。
(3)分析夏季长江口海域盐度等值线的分布特点与原因。
【答案】(1)日地月三者接近同一条直线,且月亮位于太阳与地球之间;月相为新月。
(2)农历初一,日地月三者接近同一条直线,引力叠加,形成大潮;此时钱塘江水量丰富,水位较高;逢东南风盛行,潮水西进,江水与大潮相互顶托。
(3)特点:等盐度线从河口地区向外呈舌状凸出,数值从近岸向外海递增。成因:夏季长江淡水径流量大,离入海口越近,河水与海水交换越多,盐度越低;离长江口越远,河水对海水的影响就越小,盐度越高。
【分析】本题以钱塘江大潮为背景材料,涉及到潮汐的成因、影响盐度的因素等知识点,主要考查学生调动知识、运用知识解决问题的能力。
【详解】(1)在朔日,望日,月球,太阳和地球三者近乎于处于一直线上,月球和太阳能引起的潮汐相互迭加,使海水面的升降幅度较大,因此,钱塘江迎来最佳观潮期时,日地月三者接近同一条直线,因为观潮日期为农历八月初一,所以月亮位于太阳与地球之间,其月相为新月。
(2)9月15日为农历初一,日地月三者接近同一条直线,引力叠加,引力最大,使海水面的升降幅度较大,形成大潮;此时钱塘江水量丰富,水位较高,受河水的阻挡,潮差高;这时正逢东南风,在东南风的吹拂下,潮水西进,江水与大潮相互顶托,使潮差更大。
(3)由图可知,等盐度线从河口地区向外呈舌状凸出,数值从近岸向外海递增。说明离陆地越近,盐度越低;离河口越近,盐度越低。说明河流淡水径流的注入是影响该地等盐度线分布的主要因素。夏季长江处于汛期,长江径流量大,离入海口越近,河水与海水交换越多,受河流淡水稀释,盐度越低;离长江口越远,河水对海水的稀释作用越弱,河水对海水的盐度影响就越小,盐度越高。
10.阅读图文材料,完成下列要求。
材料一2023年3月24日的傍晚,天空上演了月掩金星天象,中央电视台也进行了现场报道(左图)。这次月掩金星在非洲南部、印度洋、亚洲南部可以看到。我国南部地区可以在西方夜空看见月掩金星现象,当时金星的亮度在-3.9等,月相为蛾眉月。随着时间的推移,月亮慢慢遮住了金星,让明亮的长庚星消失在了月亮的“背后”。据悉,如果错过这次机会,在我国可能要等到2063年才有机会再次见到。右图为蛾眉月示意图。
材料二仔细观察蛾眉月,月亮除被太阳光照亮的月牙部分外,其余部分也不是全黑的,而是发着暗淡的光芒,好像月牙拥抱着微弱的“灰光”,而且“灰光”有时为淡蓝色,有时又为浅黄色。人们把这种现象叫做“新月抱旧月”。
(1)尝试在下图中,用相关图例画图表示“月掩金星”发生时日、地、月、金星四者的位置关系。
(2)科学家通过计算机数学建模的方式推算出了一个观点——如果错过这次机会,在我国可能要等到2063年才有机会再次见到。对于这一观点的推算,我们需要考虑的因素有哪些?
(3)你能对材料二的现象做出合理的解释吗?
【答案】(1)如图所示:
(2)金星的公转速度;地球的公转速度;月球的公转速度;金星、地球、月球的公转方向;地球自转的速度和方向。
(3)不仅月亮能够反射太阳光照亮地球,而且地球也能反射太阳光照亮月面,灰光就是地球把太阳光反射到月面,再由月面反射回地面。
灰光的颜色的变化:当地球上辽阔的海洋部分面向月亮的时候,灰光是浅蓝色的;而当地球上大陆部分朝着月亮的时候,灰光就变成淡黄色的。
【分析】本题以“月掩金星”为材料,设置3道小题,涉及天体观测相关知识点,考查学生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识的能力,体现区域认知、综合思维的学科素养。
【详解】(1)根据材料可知,“月掩金星”发生时月亮慢慢遮住了金星,让明亮的长庚星消失在了月亮的“背后”,因此地、月、金星三者位于同一条直线上,且月球位于地球和金星之间;月掩金星现象出现在西方夜空,且月相为蛾眉月,因此月球位于新月月相和上弦月月相之间,即太阳和地球的连线与地球和月球的连线呈一锐角。如图所示:
(2)根据上题可知,“月掩金星”发生时日、地、月、金星四者的位置关系要恰好具备上题所属特点才能出现,而天体处于不断地运动之中,因此需要金星的公转速度、地球的公转速度、月球的公转速度、金星、地球、月球的公转方向、地球自转的速度和方向这些信息才能准确计算出下次出现的时间。
(3)材料二的现象主要有两个,①是除被太阳光照亮的月牙部分外,其余部分也不是全黑的,而是发着暗淡的光芒。原因是不仅月亮能够反射太阳光照亮地球,而且地球也能反射太阳光照亮月面,但是地球通过反射太阳光照到月球的光亮较暗,灰光就是地球把太阳光反射到月面,再由月面反射回地面的光。②是灰光的颜色会发生变化,有时为淡蓝色,有时又为浅黄色。原因是地球上有海陆之分,当地球上辽阔的海洋部分面向月亮的时候,灰光是浅蓝色的;而当地球上大陆部分朝着月亮的时候,灰光就变成淡黄色的。