知识背景
1912 年 4 月 15 日凌晨,泰坦尼克号在北大西洋撞上冰山。报务员拍出的求救电报里,最关键的不是「我们要沉了」,而是两串数字:北纬 41 度 46 分,西经 50 度 14 分。
这两串数字救了七百多条命。收到电报的卡帕西亚号并不需要知道泰坦尼克号在哪座岛旁边——大海上什么都没有。它只需要把这两个数字输进海图,就能算出航向。
给一颗球定位置,是个真正的难题。纬度好办,古人看北极星的高度就能测出来;经度却折磨了航海家几百年,直到 1884 年国际会议才定下:以通过英国格林尼治天文台的那条线作为本初子午线,即 0 度经线,全世界从此有了统一的起算点。
有了这张网,人类还需要把球面搬到纸上——这就是地图。从良渚人在陶片上刻的水系草图,到今天手机里的实时导航,地图始终在回答同一个问题:我在哪,怎么去。
知识讲解
地球仪:地轴、两极、赤道
地球仪是地球的模型。人们假想有一根轴穿过地心、连接南北两极,叫地轴;地轴与地球表面相交的两点是北极和南极;与地轴垂直、把地球平分成南北两半球的大圆是赤道。
注意:地轴、经线、纬线在真实的地球上都不存在,它们是为了研究方便而假想出来的线。
纬线与纬度
纬线是与赤道平行的圆圈,指示东西方向;纬线长度不等,赤道最长,越靠两极越短,两极缩成一点。赤道是 0 度纬线,向南北各分 90 度,用 N(北纬)、S(南纬)表示。低纬度为 到 ,中纬度为 到 ,高纬度为 到 。
杭州约在北纬 30 度,正好处在低纬与中纬的分界线附近。
经线与经度
经线(子午线)是连接南北两极的半圆弧,指示南北方向;所有经线长度都相等。通过格林尼治天文台的经线为 0 度经线(本初子午线),向东、向西各分 180 度,用 E(东经)、W(西经)表示。
| 对比项 | 纬线 | 经线 |
|---|---|---|
| 形状 | 圆圈 | 半圆弧 |
| 长度 | 不等,赤道最长 | 全部相等 |
| 指示方向 | 东西 | 南北 |
| 起始线 | 赤道() | 本初子午线() |
| 度数范围 | 到 | 到 |
| 半球分界 | 赤道分南北半球 | 西经 与东经 分东西半球 |
特别注意:东西半球的分界不是 0 度和 180 度经线,而是西经 20 度和东经 160 度组成的圆圈,这样划分是为了不把非洲和欧洲的大陆切开。
地图三要素
地图三要素:方向、比例尺、图例和注记。比例尺 ,比值越大(分母越小)表示比例尺越大,表示的范围越小、内容越详细。
方向的判读:一般地图上北下南、左西右东;有指向标的按指向标定方向;有经纬网的按经纬线定方向。
比例尺大小怎么比? 与 相比,前者分母小,所以比例尺更大。杭州市区图(比例尺大)能标出拱宸桥、湘湖每一条小路;中国地图(比例尺小)连杭州都只是一个点。口诀:大比例尺 = 小范围 + 详内容,小比例尺 = 大范围 + 略内容。
实验与探究
在地球仪上找到杭州,读出它的经纬度,并说明读数的方法。
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第一步:先看它在赤道的哪一侧。杭州在赤道以北 → 用北纬(N);找到穿过杭州的纬线,读出度数约为 。第二步:再看它在本初子午线的哪一侧。杭州在东侧 → 用东经(E);读出经线度数约为 。结论:杭州大致位于 、。书写顺序通常是先纬度后经度,且必须带 N/S/E/W,只写数字要扣分。
剥一个橘子,把完整的半块橘子皮压平在桌面上,观察边缘。
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现象与分析:橘皮无论怎么按,边缘都会裂开或起皱,不可能完全平整。球面是不可展曲面,把球面画到平面上必然产生变形。所以世界地图上格林兰岛看着比中国还大,实际面积只有中国的四分之一左右——高纬度地区被拉伸放大了。可见地图是有取舍的模型。
经典例题
在一幅比例尺为 的杭州西湖景区图上,量得断桥到白堤西端的图上距离为 4 厘米。两地实地距离是多少米?若换用比例尺为 的图,同一段距离在图上是多少厘米?
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第一步:明确公式,依据比例尺定义:实地距离 。第二步:代入计算:实地距离 厘米。
第三步:单位换算,依据 1 米 = 100 厘米: 米,即 2 千米。第四步:换图后图上距离 厘米。可见同一段实地距离,比例尺越小,图上量得越短。
难点与易错点
- 经线纬线的形状与方向记反:纬线是圆、指示东西;经线是半圆、指示南北。可用「经线像瓣、纬线像圈」帮助记忆。
- 东西半球分界记成 0 度和 180 度:正确是西经 20 度与东经 160 度,这是中考高频陷阱。
- 比例尺大小比较搞错:比例尺是分数,分母越大比例尺越小。 大于 。
- 写经纬度漏掉方向字母:只写「30 度、120 度」无法确定位置,必须写成 、。
- 忽略指向标:有指向标的地图不能想当然按上北下南判读。
- 忘记换算单位:比例尺算出的实地距离单位是厘米,问「多少千米」时要连除两次(先除 100 得米,再除 1000 得千米)。
生活中的应用
- 手机导航:定位显示的一串数字就是经纬度;放大地图时能看到每家店铺,正是切换到了更大的比例尺。
- 杭州亚运场馆指引图:场馆平面图比例尺大、图例详细,能标出每个看台入口。
- 钱塘江航道浮标:每个浮标都有登记的经纬度,船舶靠比对经纬度确认自己没有偏离航道。
生活应用题 1 · 从校门到亚运场馆有多远
小杭在一幅比例尺为 的滨江区地图上,量得学校到某亚运场馆的图上直线距离是 6.4 厘米。他步行速度约 5 千米每小时,走直线的话需要多久?
分步解:
- 实地距离 厘米。
- 换算: 米 千米。
- 用时依据 : 小时。
- 换成分钟: 分钟,约 19 分钟。实际走路要绕路口,时间会更长——这就是地图直线距离与导航距离的差别。
生活应用题 2 · 千岛湖游船的经纬度报位
一艘千岛湖游船报位为 、。请判断它位于杭州市区(约 、)的哪个方向,并说出它在哪个半球。
分步解:
- 比纬度: 小于 ,且都是北纬,纬度小说明离赤道近,所以在杭州市区以南。
- 比经度: 小于 ,且都是东经,所以在杭州市区以西。
- 合起来:游船在杭州市区的西南方向。
- 半球判断:北纬 → 北半球;东经 在西经 与东经 之间 → 东半球。
考点
- 选择题:比较经线与纬线的形状、长度、指示方向
- 选择题:判断东西半球、南北半球、高中低纬度
- 填空题:读图写出某点的经纬度(必须带 N/S/E/W)
- 计算题:比例尺、图上距离、实地距离三者互求
- 选择题:比较两幅地图比例尺大小及其范围详略
- 判读题:根据指向标或经纬网确定两点相对方向
中考真题
下列关于经线和纬线的说法,正确的是( )
A. 所有纬线长度都相等 B. 经线指示东西方向 C. 本初子午线是 0 度经线 D. 赤道是最长的经线
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逐项分析:
- A 错:纬线长度不等,赤道最长,向两极递减。
- B 错:经线指示南北方向,纬线才指示东西。
- C 对:通过格林尼治天文台的经线是 0 度经线,即本初子午线。
- D 错:赤道是纬线,不是经线。
答案:C。
甲、乙两幅图幅大小相同的地图,甲图比例尺为 ,乙图比例尺为 。哪幅图表示的范围大?哪幅图内容更详细?请说明理由。
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第一步:比较比例尺大小。 大于 ,所以甲图比例尺大。第二步:图幅相同时,比例尺越小,表示的实地范围越大、内容越粗略。所以乙图表示的范围大,甲图内容更详细。
易错:看到 500000 比 10000 大就说乙比例尺大——比例尺是分数,要看整体数值。