飞机上的昼夜交替问题

 

原文公开发表于2006.02.25《教育时报·考试周刊》（高考版）第2088期第7版

 芮闵

（安徽省亳州市第一中学, 安徽 亳州 236810）

 

这一类地理测试题,常常令很多同学感到茫然无所适从。其实这类题目的解决关键是要弄清以下三个问题：

（1）地球的自转方向及角速度Φ₀；

（2）以地面为参照物的飞机绕地飞行方向及角速度Φ_地；

（3）以太阳为参照物的飞机绕地飞行方向及角速度Φ_阳。

 

下略举数例予以说明。

 

 例题1. (潍坊市四县(市)2004—2005学年度第一学期期中考试) 在30°N纬线上，若飞机向东以15°/小时的速度飞行，那么飞机上的人将经历

 

　　A、昼夜长短相等            B、昼夜长度均增加了一倍

    C、昼夜长度均减小了一半    D、太阳永不西落或东升

解析：以地面为参照物的飞机绕地飞行角速度Φ_地=15°/小时；由于Φ_地与

Φ₀方向一致，因而以太阳为参照物的飞机绕地飞行角速度Φ_阳=Φ_地与Φ₀的

叠加=Φ_地+Φ₀=15°/小时+15°/小时=30°/小时。以太阳为参照物看到的飞

机绕地飞行一周（即完成一个昼夜更替周期）所需的时间=360°÷30°/小时=12小时。在飞机上一个昼夜更替周期变成了地面上的1/2，由于飞机运动是匀速的，所以飞机的昼夜各变为地面上的1/2。答案为C。

 

例题2. 一飞机沿赤道以555km/小时的速度向西飞行，乘客感觉到的昼夜长短是

A、昼长约12小时，夜长约12小时

B、昼长约9小时，夜长约15小时

C、昼长约18小时，夜长约18小时

D、昼长约18小时，夜长约6小时

解析：赤道上经度相差1°的弧长为111km，那么以地面为参照物的该飞机绕地飞行角速度Φ_地=（555÷111）°/小时=5°/小时；地球自转的角速度

Φ₀=15°/小时。但由于飞机的飞行方向与地球自转方相反，且Φ_地﹤Φ₀，

因此以太阳为参照物看到的飞机绕地飞行情况为：飞机绕地向东飞行，角速度Φ

_阳=Φ₀-Φ_地=（15-5）°/小时=10°/小时。在飞机上一个昼夜更替周期

=360°÷10°/小时=36小时。在赤道上昼夜等长，所以乘客感觉到的昼长=夜长=36÷2=18小时。答案为C。 

例题3. (江苏省海安中学2005届高三年级调研考试)某飞机于2004年9月23日下午6时从北京机场起飞,自西向东环球一周,48小时后飞回北京机场。下列说法可信的是：

A、飞行员在飞行途中看到太阳一直在西边的地平线上

B、在经过120°E、120°W和0°经线时都能看到日出

C、在经过180°经线时看到了日落

D、该飞机在飞行过程中经历了三个昼夜

解析：以地面为参照物的该飞机绕地飞行角速度Φ_地=360°÷48小时=7.5°/

 

小时,飞行方向与地球自转方向一致。以太阳为参照物看到的飞机绕地飞行情

 

况为：飞机绕地向东飞行，角速度Φ_阳=Φ_地+Φ₀ =（7.5+15）°/小时

 

=22.5°/小时。在飞机上感觉到的昼夜更替周期=360°÷22.5°/小时=16小

 

时，该飞机在飞行过程中经历的昼夜个数=48小时÷16小时=3。答案为D。