步步高版高考地理大一轮复习 第2章 宇宙中的地球 第6讲 地球的公转及其地理意义讲义 湘教版必修1.docx

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第6讲地球的公转及其地理意义

考点一 地球公转特征与黄赤交角

1.公转的基本特征

(1)定义:

绕太阳的运动。

(2)方向

自西向东

(3)周期:

一个恒星年。

(4)轨道与速度

提示

 地球公转轨道示意图的判读

在判读地球公转轨道示意图时,无论其公转方向是顺时针还是逆时针,均为自西向东。

当地球公转方向为逆时针时,地球的地轴上端指向北;反之上端指向南,下端指向北。

2.黄赤交角及其影响

(1)含义

地球公转轨道面(即黄道面)同赤道面的交角。

目前,其大小是23.5°。

(2)黄赤交角的影响

太阳直射点在南、北回归线之间往返移动,形成四季和五带。

反思归纳

 黄赤交角的判读与影响

1.对黄赤交角的内涵的深度挖掘

(1)“一轴两面三角度”

“一轴”指地轴;“两面”指黄道平面和赤道平面;“三角度”指黄道平面和赤道平面的夹角为23°26′;地轴与黄道平面的夹角为66°34′;地轴与赤道平面的夹角为90°。

(2)“三个基本不变”

指地球在运动过程中,地轴的空间指向基本不变,北极始终指向天空的北极星附近;黄赤交角的大小基本不变,约保持23°26′;地球运动的方向不变,总是自西向东。

2.与黄赤交角相关的几组数据关系

理解黄赤交角变化带来的影响,关键是弄清几组数据间的关系。

如图:

(1)黄赤交角=回归线的度数。

(2)黄赤交角与极圈度数互余。

(3)黄赤交角=晨昏线与地轴的最大夹角。

3.黄赤交角的影响

(1)黄赤交角的大小决定太阳直射点的移动范围:

在南北纬23°26′之间。

(2)黄赤交角变化的影响

题组一 地球的公转特征

(2015·重庆文综)二十四节气是我国独有的农业物候历,是我国优秀传统文化之一。

寒露节气在每年公历10月8日左右。

据此回答第1题。

1.地球绕太阳运行一周为360°,以春分日地球在黄道上的位置为0°,则寒露日地球在黄道上的位置为(  )

A.15°B.105°C.195°D.285°

答案 C

解析 地球绕太阳运行一周为360°,也就是我们所说的恒星年,全年为24个节气,每个节气绕行约15°。

春分日至寒露为13个节气,则寒露日地球在黄道上的位置为195°。

题组二 黄赤交角及其影响

地球运动分为自转运动和公转运动,而两种运动之间的关系可以用黄赤交角来表示。

据此回答2~3题。

2.为了研究黄赤交角对地球自然环境的影响,假设黄赤交角变为0°,这时,在地球上不可能会出现的自然现象是(  )

A.太阳终年直射赤道

B.各地全年都昼夜平分

C.各地气温都无日变化

D.各地都无四季变化

3.若黄赤交角变为30°,下列说法正确的是(  )

A.北极出现极昼的天数减少

B.温带范围变大

C.7月,南半球中低纬度地区昼长与夜长的差值加大

D.地轴与黄道平面的夹角增大

答案 2.C 3.C

解析 第2题,黄赤交角变为0°,太阳直射点始终在赤道上,各地昼夜等长,也不会发生四季变化。

第3题,具体分析如下:

考点二 昼夜长短的变化规律及其计算

1.典型图示(以北半球为例)

2.变化规律

时间

变化特点

北半球夏半年

(春分日至秋分日)

北半球各纬度昼长夜短,纬度越高,昼越长,夜越短。

图1代表日期是6月22日前后,此时北半球各地昼长达到一年中最大值,北极圈及其以北出现极昼现象

北半球冬半年

(秋分日至次年春分日)

北半球各纬度昼短夜长,纬度越高,昼越短,夜越长。

图2代表日期是12月22日前后,此时北半球各地昼长达到一年中最小值,南极圈及其以南出现极昼现象

春、秋分日

全球各地昼夜等长(如图3所示)

深化整合

1.昼夜长短时空分布规律

(1)对称规律

①同一纬线上各点昼夜长短相同(同线等长)。

②纬度相同的南北半球两地,在同一天,北半球一地的昼长等于南半球另一地的夜长。

例如,夏至日60°N纬线上各地昼长为18小时29分,则当日60°S纬线上各地夜长为18小时29分。

(2)递增规律:

太阳直射点所在的半球为夏半年,昼长夜短,且纬度越高,昼越长。

另一半球为冬半年,昼短夜长,且纬度越高,夜越长。

北半球夏至日,北半球的各纬度昼长达到一年中的最大值,极昼的范围也达到最大,南半球反之。

北半球冬至日,北半球各纬度的昼长达到一年中的最小值,极夜的范围达到最大,南半球反之。

太阳直射赤道时(即春分、秋分),全球各地昼夜平分。

(3)变幅规律:

赤道全年昼夜平分;纬度越高,昼夜长短的变化幅度越大。

(4)极昼、极夜规律:

太阳直射点位于北半球时,北极四周出现极昼(南极四周出现极夜);太阳直射点位于南半球时,南极四周出现极昼(北极四周出现极夜);太阳直射位于赤道时,全球没有极昼极夜现象发生。

极昼(极夜)的起始纬度=90°—太阳直射点的纬度。

南、北极圈上,一年中只有一天极昼(极夜),南、北极点各约有半年极昼、半年极夜,纬度愈高,极昼(极夜)出现的天数愈多。

北极地区极昼天数多于南极地区,主要是因为北半球冬半年,地球公转经过近日点附近,角速度、线速度较大,公转需时间较少,此时正值北极地区极夜,南极地区极昼;而在北半球夏半年时,公转速度较慢,运行时间较长,此时正值北极地区极昼,南极地区极夜。

2.昼夜长短的计算与判断

(1)根据昼(夜)弧的长度计算

昼长=

,夜长=

(2)根据日出、日落地方时计算

昼长=(12-日出时间)×2=(日落时间-12)×2

夜长=(24-日落时间)×2=日出时间×2

题组一 昼夜长短的变化规律

(2015·四川文综改编)2013年4月5日,我国帆船手驾驶“青岛号”帆船荣归青岛港,实现了中国人首次单人不间断环球航海的壮举。

下图为“此次航行的航线图”。

据材料回答第1题。

1.帆船返回青岛港当日,青岛(  )

A.日出东南方向B.于地方时6时前日出

C.昼长较广州短D.昼长较春分日短

答案 B

解析 帆船返回青岛港当日,太阳直射北半球,北半球昼长夜短,日出东北方向且于地方时6时前日出,青岛纬度较广州高,昼长较广州长;春分过后青岛昼长较春分日长。

方法技巧

 日出、日落太阳方位的确定

(1)二分日,太阳直射赤道,全球各纬度,太阳正东升,正西落。

(2)太阳直射北半球某地时,未出现极昼极夜地区,太阳东北升,西北落。

(3)太阳直射南半球某地时,未出现极昼极夜地区,太阳东南升,西南落。

题组二 昼夜长短的计算

(2012·山东文综)某科考队结束了两个月的海上考察,于4月21日返回到P地。

下图为“P地所在区域当日某时地面形势图”,据此回答第2题。

2.科考队出发日P地昼长为11小时,返回到P地时,P地当日的昼长约为(  )

A.10小时B.11小时

C.13小时D.14小时

答案 C

解析 由题干可知,科学考察经历了两个月,出发时昼长为11小时,时间是2月21日,到3月21日(春分日,全球昼夜平分),昼长是12小时,即一个月昼长增加了一个小时,由此推断,4月21日的昼长为13小时(符合北半球昼长于夜的特点)。

考点三 正午太阳高度的变化规律及其计算

1.纬度变化规律

正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。

(1)夏至日:

正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减,如图中c折线所示。

(2)冬至日:

正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减,如图中a折线所示。

(3)春秋分日:

正午太阳高度由赤道向南北两侧递减,如图中b折线所示。

2.季节变化规律

北半球节气

达最大值的地区

达最小值的地区

夏至

北回归线及其以北各纬度

南半球各纬度

冬至

南回归线及其以南各纬度

北半球各纬度

春、秋分

赤道

南北两极点

反思归纳

 正午太阳高度的变化规律及应用

1.正午太阳高度的空间变化规律

(1)文字描述:

从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减;离直射点距离越近(纬度差越小),正午太阳高度越大。

(2)图形描述

(3)特别说明

①同线相等规律:

同一纬线上正午太阳高度相等。

②对称规律:

以直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线,正午太阳高度相等。

2.正午太阳高度的季节变化规律

(1)文字描述

北回归线及其以北地区

6月22日前后达最大值,12月22日前后达最小值

南回归线及其以南地区

12月22日前后达最大值,6月22日前后达最小值

南北回归线之间(除赤道外)

一年有两次最大值(太阳直射时最大),一次最小值(南半球出现在6月22日前后、北半球出现在12月22日前后)

赤道地区

一年有两次最大值(春分、秋分)、两次最小值(夏至、冬至)

(2)图形描述

(3)正午太阳高度的变化幅度分布特点

①南北回归线之间:

纬度越高,正午太阳高度变化幅度越大(由23°26′增大到46°52′),赤道上为23°26′,回归线上为46°52′。

②回归线至极圈之间:

各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)。

③极圈以内地区:

纬度越高,正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小到23°26′),极圈上为46°52′,极点上为23°26′。

3.正午太阳高度的应用

(1)确定地方时

当某地太阳高度达一天中的最大值时,此时日影最短,当地的地方时是12时。

(2)确定房屋的朝向

为了获得更充足的太阳光照,确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。

在北回归线以北地区,正午太阳位于南方,房屋朝南;在南回归线以南地区,正午太阳位于北方,房屋朝北。

(3)判断日影长短及方向

正午太阳高度越大,日影越短,正午太阳高度越小,日影越长,且日影方向背向太阳。

(4)确定当地的地理纬度

纬度差多少度,正午太阳高度就差多少度。

根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度,可判断该地区纬度大小。

(5)确定楼距、楼高:

为了更好地保证各楼层都有良好的采光,楼与楼之间应当保持适当距离。

以我国为例,见下图,南楼高度为h,该地冬至日正午太阳高度为H,则最小楼间距L为:

L=hcotH。

(6)太阳能热水器的倾角调整:

为了更好地利用太阳能,应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角,使太阳光与受热板成直角。

其倾角和正午太阳高度角的关系为α+h=90°(如下图)。

题组一 正午太阳高度的分布与应用

(2013·福建文综)福建某中学研究性学习小组,设计了可调节窗户遮阳板,实现教室良好的遮阳与采光。

下图示意遮阳板设计原理,据此回答1~2题。

1.遮阳板收起,室内正午太阳光照面积达一年最大值时(  )

A.全球昼夜平分B.北半球为夏季

C.太阳直射20°SD.南极圈以南地区极昼

2.济南某中学生借鉴这一设计,若两地窗户大小形状相同,则应做的调整是(  )

①安装高度不变,加长遮阳板 ②安装高度不变,缩短遮阳板 ③遮阳板长度不变,降低安装高度 ④遮阳板长度不变,升高安装高度

A.①③B.①④C.②③D.②④

答案 1.D 2.A

解析 第1题,当遮阳板收起且室内正午太阳光照面积达到一年最大值时,也就是正午太阳高度最小时,福建位于北回归线以北,冬至日正午太阳高度最小,冬至日太阳直射点位于南回归线,此时南极圈及其以内为极昼。

第2题,济南较福建纬度高,在夏季为减少到达室内光照面积,需加长遮阳板;同样,在遮阳板长度不变的情况下,需降低安装高度。

题组二 正午太阳高度的计算

3.(2015·浙江文综)右图为“某地地方时12时的太阳周年位置轨迹示意图”。

若甲、乙两个位置的太阳高度之和为90°,则乙位置太阳高度为(  )

A.47°B.43°

C.23.5°D.21.5°

答案 D

解析 根据题意,该地不可能为南北回归线及其之间,因为在南北回归线及其之间的最大正午太阳高度为90°,最小也大于0°,故该地为北回归线以北或南回归线以南。

以北回归线以北为例,甲是该地夏至日的正午太阳高度,乙是冬至日的正午太阳高度,设该地纬度为x,列公式计算:

H甲+H乙=90°,H甲=90°-(x-23.5°),H乙=90°-(x+23.5°),最后得出H乙=21.5°。

考点四 四季更替和五带

1.成因:

2.四季的划分:

1天文四季

(2)北温带许多国家的四季:

3、4、5月为春季,依次类推,每三个月为一个季节。

3.五带的划分:

以回归线和极圈为界限,将全球划分为南北寒带、南北温带和热带。

提示

 若黄赤交角为零,地球上将不存在四季的更替现象,也不会出现五带。

题组一 季节分布和季节更替

下图为“我国北京、广州、武汉、哈尔滨四个城市的季节分配示意图”。

读图回答1~2题。

1.图示季节分配自上而下依次对应(  )

A.北京、广州、武汉、哈尔滨

B.北京、武汉、哈尔滨、广州

C.广州、武汉、哈尔滨、北京

D.广州、北京、哈尔滨、武汉

2.下列关于季节更替的叙述,错误的是(  )

A.低纬度地区季节更替不明显

B.中纬度地区季节更替明显

C.高纬度地区季节更替明显

D.季节更替取决于昼夜长短和正午太阳高度的季节变化

答案 1.D 2.C

解析 第1题,根据图示信息可知,自上而下最上面的城市夏季最长,春秋季相连,为纬度最低、热量条件最好的广州;第二个城市春秋季较短,冬季较长,故其为纬度比哈尔滨稍低的北京;第三个城市冬季漫长,夏季短促,为纬度最高的哈尔滨;第四个城市夏季较长,冬季较短,因此其纬度也较低,是武汉。

第2题,高纬度地区全年正午太阳高度都较小,因此冬季漫长、夏季短促,季节更替不明显;低纬度地区全年正午太阳高度都较大,因此夏季漫长而无冬季,季节更替不明显;只有中纬度地区一年中正午太阳高度变化幅度大,地表获得太阳辐射的季节变化也大,故四季更替最为明显。

题组二 季节的判断与变化

小明随爸爸一道去北京游玩,游玩期间他观看了天安门升旗仪式。

如图示意升旗时的时钟读数(北京时间)。

据此回答3~4题。

3.此时(  )

A.成都昼短夜长

B.开普敦附近海面风高浪急

C.全球各地昼夜平分

D.小明一家人还可以到附近湖面滑冰

4.若黄赤交角变小,则此季节,北京大气上界接受到的太阳辐射理论上比往年同季节(  )

A.难以确定B.变多C.不变D.变少

答案 3.B 4.D

解析 第3题,从钟面上的指针可以看出北京时间(120°E地方时)为6时,根据天安门升旗要求(与日同升),推知此时北京当地正值日出,因此北京当地(116°E)日出早于6时,此时北半球处于夏半年,南半球处于冬半年。

第4题,若黄赤交角变小,太阳直射点移动速度变慢,在此季节太阳直射点偏南,北京的太阳高度比往年同期偏小,大气上界接受到的太阳辐射理论上比往年同季节变少。

知识拓展

 地球运动中关于季节判断的依据

北半球冬季(1月)

北半球夏季(7月)

地球公转规律

位于近日点附近,公转速度快

位于远日点附近,公转速度慢

直射点位置

太阳直射南半球,向赤道方向移动

太阳直射北半球,向赤道方向移动

昼夜长短变化

12月22日前后,北半球昼最短,夜最长

6月22日前后,北半球昼最长,夜最短

正午太阳高度

12月22日前后,由南回归线向南北两侧递减;南回归线及其以南地区达一年中最大值,物影最短

6月22日前后,由北回归线向南北两侧递减;北回归线及其以北地区达一年中最大值,物影最短

太阳升落方位

东南升西南落(极昼区域除外)

东北升西北落(极昼区域除外)

日出、日落时间

北半球各地日出时间晚于6时,日落时间早于18时

北半球各地日出时间早于6时,日落时间晚于18时

一、两类基础图

光照图中侧视图和俯视图是判断其他各类光照图的基础图示,熟练基础图的判断方法是判读其他变式图的前提。

下面以极地俯视图为例说明光照图的综合判读内容:

二、突破变式图的关键在于“图图转化”

光照图的变式图类型多样,如斜侧(俯)视图、矩形图和局部图等。

任何变式图,都可以根据其特征转化为基本图示。

例如下面展示的局部图向矩形图、侧视图和俯视图的转化。

三、光照图判读中的“五个关键”

抓住重要的点、线、面、角和方向是判读光照图的关键。

1.光照图判读中的点

(1)太阳直射点

①位于南北回归线上或南北回归线之间,所在经线地方时为12时。

②直射点的纬度和晨昏线与纬线圈相切点的纬度互余。

③所在经线各地太阳高度达一天中最大(正午太阳高度);全球太阳高度的分布:

从太阳直射点所在纬线向四周依次递减;全球正午太阳高度的分布:

从太阳直射点所在纬线向南北两侧递减。

(2)晨昏线与赤道的交点

晨线与赤道的交点所在经线的地方时为6时,昏线与赤道的交点所在经线的地方时为18时。

(3)晨昏线和纬线圈的切点

所在纬线纬度是出现极昼或极夜现象的最低纬度;所在经线圈中一条是太阳直射经线(昼半球中央经线)、另一条是0时或24时经线(夜半球中央经线)。

(4)极点

无东西方向,只有南北方向;无地方时,无明显太阳高度的日变化;大致每年3月21日前后至9月23日前后,北极圈内出现极昼,南极圈内出现极夜。

只在每年春分日和秋分日,晨昏线经过极点,与某一经线圈重合。

2.光照图判读中的线

(1)晨昏线

①沿地球自转方向由夜到昼的界线为晨线,昏线则相反。

②晨昏圈是地球表面的大圆,晨昏面与太阳光线始终垂直,始终平分赤道。

③与晨线相交的经线的地方时就是交点所在地的日出时刻,与昏线相交的经线的地方时就是交点所在地的日落时刻。

④晨昏线上太阳高度为0°。

(2)日期分界线

界线:

0时或24时所在经线和180°经线(理论上);沿地球自转方向,0时所在经线向东至180°为今天,向西至180°为昨天。

(3)东西半球的分界线

20°W~0°~160°E为东半球;160°E~180°~20°W为西半球。

3.光照图判读中的面——南北极圈内极昼和极夜的范围

越向北,昼越长,则北半球处于夏半年,反之,北半球处于冬半年;北极圈出现极昼的时间为6月22日前后;出现极夜的时间为12月22日前后。

只在每年3月21日或9月23日前后,南、北极点周围无极昼、极夜现象。

南、北极出现极昼和极夜现象是相反的。

4.光照图判读中的角——晨昏圈和地轴夹角

晨昏圈和地轴夹角的度数等于太阳直射点的纬度数,变化范围为0°~23°26′。

5.光照图判读中的方向——地球自转方向

东经度增大或西经度减小的方向为地球自转方向;反之,顺地球自转方向,经度数变大为东经度,经度数变小为西经度。

1.(2013·上海地理)读“地球晨昏线示意图”,回答问题。

下图为晨昏线通过极点A后,与AC所在的经线相交于B点的示意图,图中阴影部分表示黑夜,其余部分表示白昼,最大的圆为赤道,大虚线圈为回归线,小虚线圈为极圈,C为极圈上的一点,B为经线AC段的中点。

(1)晨昏线通过极点A之日,日期约为________月22日;通过B点之日,日期约为________月7日。

(2)晨昏线通过B点之时,(如图所示)一艘位于赤道上的邮轮上的游客恰好看见日出,该邮轮所处的经度位置是________;此时太阳直射点的纬度位置是________。

(3)晨昏线通过B点之日,与北京(40°N)所处纬度不同,正午太阳高度却相同的纬度是________。

(4)在晨昏线经B点至C点期间,上海的白昼时间逐渐________,地球的公转速度逐渐________。

答案 

(1)3 5 

(2)135°W 11°43′N (3)16°34′S (4)延长 减慢

解析 第

(1)题,根据图中经度值的变化,可知图中极点为北极点,再根据题干的提示“下图为晨昏线通过极点A后,与AC所在的经线相交于B点的示意图”,说明晨昏线通过极点A(北极点)之后,北极出现极昼现象,所以晨昏线通过极点A之日,日期约为3月22日,通过C点之日时,北极圈内出现极昼,为6月22日,B点位于AC的中点位置,所以通过B点之日,日期约为5月7日。

(2)题,晨昏线通过B点之时,45°W平分白昼,则其地方时为12时,一艘位于赤道上的邮轮上的游客恰好看见日出,则该邮轮所处的地方时为6时,比45°W晚6小时,通过计算可得出该邮轮所处的经度为135°W。

由于B点位于AC的中点位置,则此时太阳直射点的纬度位置是赤道到北回归线的中间纬度,约为11°43′N。

第(3)题,结合上题可知,晨昏线通过B点之日,太阳直射点的纬度位置为11°43′N,与北京(40°N)所处纬度不同,正午太阳高度却相同的纬度是16°34′S。

第(4)题,根据上题的结论,在晨昏线经B点至C点期间,为5月7日到6月22日,在此期间,太阳直射点向北移动,上海的白昼时间逐渐延长,地球的公转速度逐渐减慢。

(2012·福建文综)右图中N为北极点,A、M、B位于地球表面,NP为经线,NM的球面最短距离为2553千米。

据图完成第2题。

2.若AM为昏线,则此时节(  )

A.巴黎香榭丽舍大道落叶遍地

B.日本富士山樱花烂漫

C.阿根廷潘帕斯草原牧草枯黄

D.北京颐和园雪飞冰封

答案 D

解析 结合题干材料信息,可将材料图示转化为以下基本图示:

根据同一条经线上纬度相差1°,距离相差111km可知N、M两地相差23°,故M地纬度是67°N;由AM为昏线可以判断67°N及其以北是极夜,为北半球冬季。

A项出现在北半球秋季,B项出现在北半球春季,C项出现在南半球冬季即北半球夏季,D项出现在北半球冬季。

练出高分

模拟题组

读“地球公转的二分二至图(以北半球节气为例)”,回答1~2题。

1.图中字母C所代表的节气名称是(  )

A.春分B.秋分C.冬至D.夏至

2.有关我国国庆节前后太阳直射点和地球公转速度的叙述,正确的是(  )

A.地球公转到AB之间,且速度减慢

B.地球公转到BC之间,太阳直射点在北半球

C.地球公转到CD之间,且速度逐渐加快

D.地球公转到DA之间,太阳直射点在南半球

答案 1.D 2.D

解析 第1题,根据图中地轴的倾斜方向和太阳光线的照射状况,可以判断A为冬至日,B为春分日,C为夏至日,D为秋分日。

第2题,我国国庆节前后介于秋分日与冬至日之间,太阳直射南半球,公转速度逐渐加快。

2016年2月8日是中国传统节日——春节。

春节,是中国最具文化内涵和传统魅力的节日,也是最有凝聚力的节日。

据此完成3~4题。

3.下列最有可能表示中华民族欢度春节时的光照图的是(  )

4.当新年钟声敲响时,小华收到了在外国留学的表兄于当地时间2016年2月7日8时发来的短信祝福,小华的表兄最有可能留学在(  )

A.美国B.巴西C.瑞典D.澳大利亚

答案 3.A 4.A

解析 第3题,2月8日南极圈内部分地区出现极昼现象。

第4题,由题意可知,北京时间是2月8日0时,小华的表兄留学地的当地时间是2月7日8时,两地相差16小时,已知北京时间为东八区区时,经计算求得小华的表兄留学地应位于西八区。

下图示意某项地理要素(Y)随时间(X)的变化曲线。

读图,完成5~7题。

5.上图中X轴表示日期,Y轴表示太阳直射点的纬度,a=23°26′N,b=0°,则从c日期到d日期过程中(  )

A.莫斯科昼长逐渐变短

B.极昼极夜范围将缩小

C.地球公转速度逐渐变快

D.北京正午日影逐渐变短

6.若上图示意南半球某地某段时间内的太阳高度变化,a=30°,b=20°,X轴表示北京时间,c=12时,d=18时,则该地的地理坐标为(  )

A.70°S,30°EB.80°S,30°E

C.70°S,150°WD.80°S,150°W

7.若上图示意某地日落时间的年变化曲线,X轴表示

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