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地球概论思考与练习题参考答案第一章 地理坐标与天球坐标已知纬度30N,恒星时S = 6h30m,试推算下列各点的地平坐标和赤道坐标。坐标点高度方位赤纬时角赤经天顶903006h30m天底-90-3012h18h30m北天极3018090南天极-300-90东点0270018h12h30m西点09006h30m南点00-6006h30m北点01806012h18h30m上点600006h30m下点-60180012h18h30m在北京(=40N),黄道与地平圈的交角,最大与最小各为多少?那时春分点位于什么位置?试绘图表示之。 当春分点与东点重合时,图中A点距天北极10,填空:A点的 90; 80;90;5634;夏至点的t 12h ;2326;h -2634;A(方位) 180 。解:黄道与地平圈的交角,最大为90-40+2326=7326,春分点位于西点。最小为90-40-2326=2634,春分点位于东点。我国古代有人在同一点观测到夏至日的太阳高度是7338,冬至日的太阳高度是2622,求此人所在地的纬度和当时的黄赤交角。 解:黄赤交角:(7338-2622)/2=2338此人所在地的纬度:纬度等于天顶的赤纬(90-7338)+2338=40N有人在北半球某地观测到一恒星上中天时的高度为50度,下中天时的高度为20度。试绘图求出此人所在地的纬度和恒星的赤纬分别是多少?解:该恒星的赤纬:90-(50-20)/2 = 75观测地的纬度: 20+(50-20)/2 = 35N或该恒星的赤纬:90-(70+40)/2 = 35观测地的纬度: 20+(70+40)/2 = 75N北半球某地子夜时,观测到太阳中心的高度为411,而太阳的赤纬为+228,求该地的纬度,试绘图表示出该地当天太阳的周日运动路线来。 解:该地的纬度为:(90-2208)+411=7203N绘出30N所见天球图,请按下述要求填图:绘出太阳赤纬为-10时的周日经天路线图,注明日出、日没点和上中天位置及高度。求北京(40N)二分日、二至日太阳上中天高度? 天狼星(=100)在一年中何日午夜上中天?解:S=100=6h40m午夜太阳时为0h,太阳时角t=12hS=t+,则太阳的赤经=6h40m-12h+24h=18h40m在新年之初午夜上中天在图中,假定某日太阳沿周日圈ABCDF从下中天位置升至上中天位置,且B、C、D将这半个周日圈四等分,问:(1)太阳在A、B、C、D、F诸位置时,时角和赤纬各为多少?当地时间约分别为几点钟?(2)在图中勾画出表示B点的时角t,赤纬的两大圆弧。 解:太阳在A、B、C、D、F诸位置时:时角分别为12h,15h,18h,21h,24h赤纬相等,等于弧QF当地时间分别为0h,3h,6h,9h,12h4月下旬初某日,太阳在天赤道南还是北?太阳在春分点以东还是以西?距春分点约多少度?对某观测地点,这天下午二时(地方视太阳时),太阳在当地子午圈以东还是以西? 约多少度?根据上述结果,绘图标明:(1)4月下旬某日下午二时太阳和春分点在当地天球上的大致位置;(2)下午二时以后至日落,太阳和春分点周日视运动轨迹;(3)约一天后,当春分点周日旋转一周后回到原处时,太阳所应到达的位置相对一天前位置的变动方向。 20. 某彗星在沈阳(4146N)中天的恒星时为18h32m08s,天顶距(在天顶以南)为1526。试求该彗星的赤经和赤纬值。解:由于S(恒星时)= a*(恒星中天的赤经),则该彗星的赤经为18h32m08s该彗星的中天高度为90-1526=7434 上点的高度为90-4146=4814该彗星的赤纬为7434-4814=+2620答:该彗星的赤经为18h32m08s,赤纬为+2620。第二章 地球的宇宙环境 解释以下名词:恒星,恒星的自行,亮度,光度,太阳常数,太阳大气,太阳风,天文单位,太阳活动,太阳系,流星现象,流星体,月相变化,白道。 天体的亮度与视星等有何关系? 银河系结构如何? 简述大爆炸学说的基本含义和它所解释的天文问题,并提出自己的看法。 说明开普勒行星运动三定律的内容。 太阳的基本结构如何?有何特点? 冥王星为什么不算大行星了? 地月系绕转有何特征? 什么是恒星月?什么是朔望月?两者有何不同? 绘图并用文字说明月相变化规律。 据史书记载,公元1054年天空出现一颗新星,其亮度为-6等,距离为2000秒差距,求其绝对星等是多少?其实际爆炸时间距今多少年?解:M=m+5-5lgd=-6+5-5lg2000=-1-5*3.3=-17.52000秒差距=2000*3.26光年=6520光年2011-1054=957(年),所以距2011年有6520+957=7477年答:绝对星等-17.5等,实际爆炸时间距2008年有7477年。 比5等星亮100倍的恒星,其星等为几等?(0等) 织女星(天琴座)的视星等为0.1,若其距离增加为10倍,这时,它的星等将是几等?肉眼还能看到它吗? 设某行星距太阳为25天文单位,那么,它绕太阳公转的周期应有多长? 太阳系中一颗行星,其绕太阳公转周期为8年,求它与太阳的距离是多少? 求6月22日晚上9时的可见星区。若观测日期改在4月22日,问:同样的星空状况将在什么时刻出现? 秋分后一个月,当天津四(=21h),是几点钟? 夏至后一个月,当北京时间为晚上9:00时,内江(30N,105E)的恒星时是多少?第三章 地球的运动解释下列名词:极移,地轴进动,恒星周年视差,秒差距,光行差位移,太阳周年运动,行星同太阳的会合运动。傅科摆实验怎样证明了地球的自转?地轴进动的具体情况、原因和表现如何?说明地球自转周期和地球自转速度及其变化。恒星的周日视运动怎样反映了地球的自转?几种天文距离单位的换算关系(天文单位、光年和秒差距)如何?不同纬度的天体的周日运动表现为恒显星区、恒隐星区和出没星区的不同,其范围如何确定?作出30N的天球周日视运动图,表达恒显星区、出没星区和恒隐星区的范围。并绘出太阳赤纬=10时的太阳周日运动路线(标出太阳出没方位、周日运动方向,中天位置及高度)。什么是真太阳日?什么是平太阳日?造成太阳赤经差的季节变化因素有哪两个方面?水平运动偏转的规律如何?设某恒星的周年视差为0.1,其视星等为0.1等,那么,它的距离为多少秒差距?它的绝对星等是几等?由观测得知,太阳的最大视直径P = 3226,最小视直径q = 3131,据此,确定地球轨道的偏心率e的大小(提示:太阳视直径的大小与日地距离成反比)。什么是地球公转轨道?一年中,地球什么时候过远日点?什么时候过近日点?比较四种地球公转周期的差异。什么是行星的会合运动?会合周期长短决定于什么?在会合运动中,地内行星与地外行星的表现,有何不同?已知火星的会合周期为780日,试确定其公转的恒星周期。什么是行星的逆行?行星在什么时候发生逆行?第四章 地球运动的地理意义解释下列名词:太阳的回归运动、晨昏蒙影、白夜、历法、时差、地方时、区时、法定时、北京时间、世界时、协调世界时已知太阳黄经,求对应的太阳赤纬。理解黄赤交角与太阳回归运动及太阳直射点的关系;按半昼弧公式:cost = -tgtg,回答下列问题:公式中的t指什么?昼夜等长的条件是什么?昼长夜短和昼长夜短的条件是什么?极昼和极夜的条件是什么? 说明黄道十二宫的划分及名称。 说明二十四节气的划分及名称,各节气和中气对应的黄经。简要说明昼夜长短的变化规律(纬度分布和季节变化)。影响昼夜长短的主要因素有哪些?次要因素有哪些?按正午太阳高度公式:H = 90-+,回答下列问题:式中的“90-”可理解为什么?在何种条件下,正午太阳当顶?在何种条件下,正午太阳高度为零?6月22日,北极圈上的正午太阳高度多大?列式推算之。这时,南半球与之相应正午太阳高度纬度是多少?在30N地方,测得正午太阳高度H = 3634,问:这次观测是在何日进行的?9月23日,一根竖直的杆子,在正午时的影长与杆高恰好相等,试确定该地的地理纬度。黑龙江省的漠河( = 53.5N),素有“中国的北极”之称。问:该地6月22日正午太阳高度多大?夜半太阳“低度”呢?是否有白夜,为什么?简要说明正午太阳高度的变化规律(纬度分布和季节变化)。根据昼夜长短的纬度分布规律,按“五一”节的昼长,将下列各地排列序次(从长到短):北京(40N)、上海(30N)、哈尔滨(45N)、新加坡(1N)、雅加达(1S)、墨尔本(37S)和开普敦(34S)。根据昼夜长短的季节变化规律,把各月1日按内江(30N)的昼长排列序次(从长到短):1/1,1/2,1/12。我国、西方的天文四季分别是如何划分的?气候上的四季如何划分?2006年夏历各月初一和有关中气的公历日期,试定各该月份的月序和大小月(按中气定月序,据两朔间隔日数定前月的大小)。 夏历月序初一的阳历日期有关中气(阳历日期)大小月( 3 ) 月3月29日谷雨(4月20日)大月( 4 ) 月4月28日小满(5月21日)小月( 5 ) 月5月27日夏至(6月21日)大月( 6 ) 月6月26日大暑(7月23日)小月( 7 ) 月7月25日处暑(8月23日)大月( 闰7 ) 月8月24日(月日)小月( 8 ) 月9月22日秋分(9月23日)某年9月25日逢中秋节,问:第二年的这个日子呈什么月相?(新月)假如回归年长度为364.2000日,按编历原则,你认为阳历的大小月及闰年,应如何安排才合理?18. 2001年夏历各月初一和有关中气的公历日期,试定各该月份的月序和大小月(按中气定月序,据两朔间隔日数定前月的大小)。 夏历月序初一的阳历日期有关中气(阳历日期)大小月( 正 ) 月1月24日雨水(2月18日)大月( 2 ) 月2月23日春分(3月20日)大月( 3 ) 月3月25日谷雨(4月20日)小月( 4 ) 月4月23日小满(5月21日)大月( 闰4 ) 月5月23日(月日)小月( 5 ) 月6月21日夏至(6月21日)大月( 6 ) 月7月21日大暑(7月23日)19. 6月14日,某船上用六分仪测得太阳中天时刻是格林尼治恒星时8h23m,中天时日面中心的天顶距为2202。按照天文年历,此刻太阳赤经为5h26m,赤纬为+1825。试求该船所在的经度和纬度?解:(1)求纬度:直射点纬度:j=1825N该船所在地正午太阳高度为H = 90-2202= 6758由于正午太阳高度从直射纬度向南北递减,纬度相差1度,正午太阳高度相差1度,可求得该船所在地纬度:j=1825+2202=4027N或j=1825-2202=-337即337S(2)求经度:已知格林尼治恒星时8h23m,经度为0该船所在地视太阳时12h,求出对应恒星时:S=t+=12h-12h+5h26m=5h26m根据任何二地的时刻差,等于其经度差,且较东地点时刻较快,求得该地经度为0-(8h23m -5h26m)=-2h57m,即4415W答:该地的地理坐标为(4027N,4415W)或(337S,4415W)20.某野外考察队于6月20日格林尼治恒星时11h54m测得太阳中天天顶距为182142,按照天文年历,这一天太阳的赤经为5h51m50s,赤纬为+232523。试确定该考察队所处的经度和纬度。解:(1)求该考察队所处纬度(3分)正午太阳高度为:90-182142=713818根据正午太阳高度差等于与直射点的纬度差求得纬度为232523+(90-713818)= 414705N或232523-(90-713818)= 50341N(2)求该考察队所处经度(2分)根据恒星时=太阳时+太阳赤经12时求得考察队所在地的恒星时S=12h+5h51m50s12h=5h51m50s根据任何二地的时刻差,等于其经度差,且较东地点时刻较快求得该考察队所处经度为:11h54m-5h51m50s=6h02m10sW=903230W答:该考察队所处的经度为903230W,纬度为414705N。21. 甲、乙两人同时在北至日北京时间13h,分别在天顶以南和天顶以北测得正午太阳高度均为6526,已知此日的时差为-1m28s,求两人所在地的地理坐标。解:(1)求两人所在地的纬度甲所在地的纬度为90-6526+2326=48N乙所在地的纬度为90-6526-2326=108S(2)求两人所在地的经度根据时差=视时-平时,求得两人所在地的地方平时为12h-(-1m28s)=12h01m28s根据任何二地的时刻差,等于其经度差,且较东地点时刻较快求得两人所在地的经度为:120E-(13h-12h01m28s)=7h01m28sE=10522E答:甲、乙两人所在地的地理坐标分别为(48N,10522E)、(108S,10522E)。22. 1986年9月23日北京时间16h10m秋分时,在北半球某地测得正午太阳高度为20,已知当日时差为+7m35s,试求该地的地理坐标。解:(1)求纬度:根据公式H90jd求得纬度为90-20=70N(2)求经度:根据时差=视时-平时,求得该地平时为12h-7m35s=11h52m25s根据任何二地的时刻差,等于其经度差,且较东地点时刻较快,求得该地经度为120E-(16h10m-11h52m25s)=3h42m25sE=553615E答:该地的地理坐标为(70N,553615E)。第五章 地球和月球概念:日食,月食,食分,食限,食季,潮汐,引潮力日月食种类有哪些?为何没有月环食?在地球上,有可能在午夜观测到日食吗?在哪里?绘图并说明日全食和月全食过程。什么叫食限?食限的大小决定于什么?什么叫食季?食季的长短取决于什么?发生日食的次数比
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