第三课时 地球公转运动的意义
【考纲要求】
1. 高考要求：地球公转的地理意义
2. 热点：（1）以重大时政事件为背景，结合光照图综合考查昼夜长短、正午太阳高度及季节的判断。
（2）以实际生活知识，如楼间距、太阳能热水器等为切入点，考查太阳高度的计算。
【考情分析】
1．考点分布：2012广东卷文综?6；2012浙江卷文综11；2012 北京卷文综1；2012山东卷基测40～42；2012 山东卷文综4～6；2012上海卷地理（十七）。
2． 高考命题趋势：正午太阳高度角、昼夜长短等一直都是较难的考点，从考核形式上看，多以选择题组形式出现。在图形上由光照图、完整图等方式向抽象的局部图变化，一般以新情景来作为切入点。
【自主学习】
1．昼夜长短的变化
时间
太阳直射点的位置
变化特点
特殊日期
图示
北半球夏半年(春分日至秋分日)
__半球
北半球各纬度昼长夜短，纬度越高，___________
北半球夏至日，北半球各地昼长达一年中______，北极圈及其以内出现______现象
北半球冬
半年(秋分
日至次年春分日)
__半球
北半球各纬度昼短夜长，纬度越高，__________
北半球冬至日，北半球各地昼长达一年中______，南极圈及其以内出现______现象
春秋分日
赤道
全球各地昼夜等长
误区警示 昼夜现象、昼夜交替与昼夜长短的区别
(1)昼夜现象与地球为不透明球体有关，昼夜交替的主要原因是地球自转；昼夜长短和正午太阳高度变化的主要原因是地球公转，它们都是地球运动的结果。
(2)全球各地昼夜长短的变化幅度赤道地区最小，纬度越高，变化越大，极圈内有极昼、极夜现象。
2．正午太阳高度的变化
(1)纬度变化：由____________所在纬度向南北两侧递减。
(2)季节变化
①北半球夏至日
②北半球冬至日
③春、秋分日：______上达一年中最大值，其他地区介于最大值与最小值之间。
3．四季更替和五带
(1)形成原因：__________和正午太阳高度的时空变化导致太阳辐射的时空变化。
(2)四季的划分
(3)五带的划分
【学习探究】
〖互助学习〗
1．假如地轴与赤道面相交的角度为90°，那么当地球自转和公转时，昼夜长短和季节如何变化？
2．南、北半球纬度数相同的地方，昼夜状况有何特点？
3. 太阳直射点所在半球与该半球昼夜长短有何关系？太阳直射点所在纬度与恰好出现极昼极夜现象的纬度有何关系？
4. 北回归线及其以北地区正午太阳高度何时达到最大？南北回归线之间的地区正午太阳高度何时达到最大，能否同时达到最大？最小呢？
〖思路点拨〗
点拨点一 昼夜长短的变化规律
1.昼夜长短时空分布规律
(1)纬度分布规律
①对称规律：同一纬线上各点昼夜长短相同(同线等长)；南北半球同纬度昼夜长短相反。
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，北极点附近出现极昼(南极点附近出现极夜)；直射点位于南半球，南极点附近出现极昼(北极点附近出现极夜)；直射赤道时，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)季节变化规律图示(以北半球为例)
以上可概括为：太阳直射赤道，全球各地昼夜平分；太阳直射点在哪一半球，则该半球处于夏半年，昼长夜短；太阳直射点向北回归线(南回归线)移，则北半球(南半球)昼渐长，夜渐短。由于大气的散射作用，实际的昼长比理论昼长要长。
例1.下表为三地连续两日日出与日落时刻(北京时间)。据此回答下题。
时间
地点
当日
次日
日出
日落
日出
日落
①
9：00
23：00
8：58
23：02
②
7：19
18：41
7：20
18：40
③
5：40
18：48
5：39
18：49
三地按纬度由高到低排列正确的是…………………………………………………………………（ ）
A．①②③ B．①③② C．②①③ D．③①②
解析：
答案：
点拨点二 正午太阳高度的变化
1．正午太阳高度的纬度分布规律
由图可知：
(1)太阳直射点的正午太阳高度最大，为90°，由此分别向南北两侧递减，即近大远小(离直射的纬线越近越大，越远越小)。
(2)二分日，正午太阳高度由赤道向南北两侧递减；夏至日，正午太阳高度由23°26′N向南北两侧递减；冬至日，正午太阳高度由23°26′S向南北两侧递减。
(3)同一纬线上正午太阳高度相等；同一日期，距直射点所在纬线纬度差相等的两条纬线上正午太阳高度相等。
2．正午太阳高度的季节变化规律
(1)不同地区正午太阳高度的季节变化空间图示
(2)不同地区正午太阳高度的季节变化曲线图示
Ⅰ.北回归线及其以北地区
图甲中：①北回归线；②代表23°26′N～66°34′N之间的地区；③代表北极圈；④代表北极点。
Ⅱ.南回归线及其以南地区
图乙中：①代表南回归线；②代表23°26′S～66°34′S之间的地区；③代表南极圈；④代表南极点。
Ⅲ.南北回归线之间地区
图丙中：①代表赤道到南回归线之间的地区；②代表赤道到北回归线之间的地区。
3．正午太阳高度的年变化规律
在南北回归线之间的地区，其正午太阳高度的年变化幅度ΔH＝23°26′＋Φ(Φ为当地纬度)；在回归线与极圈之间的地区，其正午太阳高度的年变化幅度恒为46°52′；从极圈到极点之间的地区，其正午太阳高度年变化幅度从46°52′逐渐降低至23°26′。
4．正午太阳高度变化规律的应用
(1)确定地方时
当某地正午太阳高度达到一天中最大值时，此时日影最短，当地地方时为12点。
(2)确定房屋朝向
为了冬季获得更充足的太阳光照，房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。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，反之越长，且日影方向总是背向太阳。
(4)根据正午太阳高度判断所在地区，进而判断该地区的其他地理特征。
(5)判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度
一般情况下，由于向阳坡正午太阳高度大，获得太阳光热多，背阴坡得到太阳光热少，因此在相同高度，阳坡温度较高，阴坡温度较低，从而使同一自然带在阳坡的分布高度较高，在阴坡的分布高度较低。
例 2.图1为“甲、乙、丙三地旗杆正午影长变化曲线和朝向示意图”，图2为“①②③④四地正午太阳高度的变化示意图”，读图完成(1)～(2)题。
(1)有关图1中甲、乙、丙三地地理现象的判断，正确的是………………………………………（ ）
A．甲、乙两地有阳光直射现象
B．一年中昼夜长短变化幅度最大的是乙地
C．自转线速度甲地＜丙地＜乙地
D．一年中正午太阳高度变化幅度最小的是甲地
(2)图2中四条曲线能够反映乙地正午太阳高度变化的是…………………………………………（ ）
A．① B．② C．③ D．④
解析：
答案：
点拨点三 昼夜长短与日出日落方位
1．日出、日落时日影朝向
(1)在北半球春秋二分日，全球各地太阳从正东升起，正西落下。因此日出时日影朝西，日落时日影朝东。
(2)北半球夏半年，太阳直射北半球，北半球各地昼长于夜，南半球反之。北半球各地(极昼区域除外)太阳从东北方升起，西北方落下，因而日出时日影朝向西南，日落时日影朝向东南。
(3)北半球冬半年，太阳直射南半球，北半球各地昼短于夜，南半球反之。北半球各地(极夜区域除外)太阳从东南方升起，西南方落下，因而日出时日影朝向西北，日落时日影朝向东北。
2．日出、日落的方位与昼夜长短变化的关系(北半球)
时间
春分日
夏半年
秋分日
冬半年
昼夜长短状况
昼＝夜
昼>夜
昼＝夜
昼<夜
日出
时刻(地方时)
6时
早于6时，夏至日最早
6时
晚于6时，冬至日最晚
方位
正东方
东北方
正东方
东南方
日落
时刻(地方时)
18时
晚于18时，夏至日最晚
18时
早于18时，冬至日最早
方位
正西方
西北方
正西方
西南方
例3. 6月22日，“网络天文爱好者协会”的四位成员展示了各自所在地当日的太阳视运动状况，如下图所示。读图回答(1)～(2)题。
(1)对纬度介于甲、乙之间的地区来说……………………………………………………………（ ）
A．正午时，太阳位于当地北方天空
B．正午时，太阳直射当地
C．6月22日这一天，太阳从东南方向升起，从西南方向落下
D．6月22日这一天，太阳从东北方向升起，从西北方向落下
(2)下列关于昼夜长短的说法，正确的是……………………………………………………………（ ）
A．此日，乙、丙、丁三地昼长为一年中最大值
B．此日从乙地向北，昼越来越长
C．在一年中，丙地的夜长一直短于丁地
D．在一年中，甲、乙、丙三地不可能同时出现昼夜平分的现象
解析：
答案：
点拨点四 与地球公转运动相关的主要计算问题
1． 昼夜长短的计算
（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
（3）昼夜长短的判断应注意以下几点
① 同一纬线上各点的昼夜长短相等。
② 南北半球纬度数相同的地区昼夜长短“对称”分布，即北半球各地的昼长与南半球相同纬度的夜长相等，例如40°N的昼长等于40°S的夜长。
③ 春、秋分日，全球各地昼夜平分，均为12小时。
④ 赤道上终年昼夜平分，均为12小时。
例 4.下图是“巴黎(采用东一区区时)6月22日太阳高度随时间变化曲线图”，读图回答(1)～(2)题。
(1)从图中可判断出巴黎的经度是……………………………………………………………………（ ）
A．27°30′W B．27°30′E C．2°30′W D．2°30′E
(2)这一天巴黎的夜长约是……………………………………………………………………………（ ）
A．8小时 B．10小时 C．12小时 D．16小时
解析：
答案：
2．正午太阳高度的计算
（1）正午太阳高度的计算
正午太阳高度＝90°－纬度差。
其中当所求地点与太阳直射点在同一半球时，该纬度差即为所求点与直射点纬度差的绝对值；不在同一半球时，该纬度差为二者纬度数之和。
（2）与正午太阳高度相关的其他计算
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计算楼距：一般来说，纬度较低的地区，楼距较近；纬度较高的地区，楼距较远。解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度，并计算影长。以我国为例，见图甲，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＝h·cotH。
③计算热水器安装角度：应使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直。其倾角和正午太阳高度角的关系为α+h=90°(如图乙)。
例5.下图中L表示北半球某地太阳高度角的日变化状况。读图回答(1)～(2)题。
(1)此日北半球某中学校园内(约36.5°N)的正午太阳高度角约是……………………………………………………………………………（ ）
A．32.5° B．75.5° C．45.5° D．66.5°
(2)假设图示太阳高度角为该地一年中最大太阳高度角，则……………………………………………………………………………（ ）
A．地球上的温带范围将会缩小
B．济南的正午太阳高度年变化幅度将会减小
C．回归线将穿过我国的海南岛
D．夏至日北半球所有地点白昼时间都将变短
解析：
答案：
〖变式达标〗
1. 下列地理事物的数据中，与黄赤交角目前度数相同的是………………………………………（ ）
①寒带的纬度范围 ②晨昏线与纬线相切时，相切纬线的最低度数
③晨昏线与经线圈之间的最大夹角 ④太阳直射点南北移动的最大范围
A．④ B. ①③ C. ①③④ D. ①②④
2. 假如地轴与黄道面相交的角度为90°,那么当地球自转和公转时,可能发生的现象是………（ ）
A. 全球任何地方得到的太阳热量相等 B. 沿地球表面做水平运动的物体不存在偏向现象
C. 全球任何纬度都昼夜平分 D. 地球上任何地方的正午太阳高度都相等
3. 若地球公转轨道是正圆形,则会出现 ……………………………………………………………（ ）
A. 地球上不会有昼夜更替现象的发生
B. 日地距离的长短不会有变化
C. 地球公转的角速度不会变化,线速度由赤道向两极递减
D. 地球公转的周期一定与现在不同
读右图,回答4～5题
4. 当地球公转至图中所示位置时,下列说法正确的是 ……………………………………………（ ）
A. 极昼极夜的范围呈扩大趋势 B. 晨昏圈与地轴之间的交角呈缩小趋势
C. 太阳直射在北半球,并且直射点向北移动 D. 我国岭南地区的河流水量有所增加
5. 若图中的自转轴由“∕”变为“\”，其他条件不变，此时………………………………………（ ）
A．北京正午的太阳高度越来越大 B．洛杉矶的降水越来越少
C．地球公转的速度越来越慢 D．悉尼的日出时间越来越早
读某地正午太阳高度变化情况图，回答6～7题
6. 该地位于……………………………………（ ）
A．南半球温带地区 B. 北回归线以北地区
C. 0°～23°26′N之间 D. 0°～23°26′S之间
7. 图中P点表示的这一天……………………（ ）
A. 太阳直射点位于南回归线
B. 北半球纬度越高昼越长
C. 太阳直射赤道
D. 地球公转速度最慢
僧一行在受唐玄宗之命编制《大衍历》时发现“日南至(冬至)，其行最急，急而渐损，至春分及中，而后迟，迨北至(夏至)，其行最舒，而渐益之，以至秋分又及中，而后益急”。据此回答8～9题。
8．僧一行的发现，实际上是……………………………………………………………………………（ ）
A．昼夜长短的季节变化 B．在一年中地球公转速度的变化
C．正午太阳高度的变化 D．太阳直射点的季节移动
9．下列地理现象与僧一行的发现有因果关联的是…………………………………………………（ ）
A．地表水平运动物体的偏转 B．气压带、风带的季节移动
C．北半球冬半年短于夏半年 D．南极地区比北极地区更寒冷
右图是“40°N某地二分二至日太阳视运动示意图”，K、L、M三条曲线为二分二至日太阳视运动曲线。读图完成10～11题。
10．图中a、b、c、d分别表示地平圈上的四个方位，其中代表南方的是……………………………（ ）
A．a B．b
C．c D．d
11．有关K、L、M所对应的日期的说法，正确的是……………（ ） ( )
A．K——天安门广场升旗时刻为一年中最迟
B．L——南京白昼时间比北京长
C．M——此时该地太阳从东南方向升起
D．L——长江口外海域盐度达一年中最小值
12.下图中AO和BO分别为昏线和晨线，阴影所在的经度范围与全球其他地区日期不同。读图回答问题。
(1)据图判断，图示日期在北半球二分二至日中的 日前后，地球上出现极昼现象的地区是 。
(2)B地地方时是 点，O地地方时是 点。
(3)A地经度是________，该日A地的夜长约________小时。
(4)此时太阳直射点的经度是________，纬度是________。
(5)一年中，A地正午太阳高度最大值与最小值之差是________________。
〖课堂小结〗
黄赤交角度数等于回归线度数，与极圈度数互余。
由于黄赤交角的存在和地球的公转，引起了太阳直射点的移动，要掌握太阳直射点的移动规律。
3. 太阳直射点所在半球为夏半年，昼长夜短，越往高纬度昼越长、夜越短；太阳直射点所在纬度与恰好出现极昼的纬度互余，且在同一半球。
4.正午太阳高度由直射点所在纬度向南北两侧递减；太阳高度由直射点向四周递减。
【课后巩固】
右图各线示意不同纬度①～⑤地的白昼长度变化，读图回答1～2题
1. 若图中①地位于北半球，则a点时刻应为 ………………………（ ）
A．春分 B. 夏至 C. 秋分 D. 冬至
2. 图中五地………………………………………………………………（ ）
A. ③地纬度高于②地纬度 B. ④地位于赤道附近
C. ①地、⑤地白昼长度变幅最大 D．②地位于极圈之内
下图示意不同纬度四地白昼长度变化。读图完成3～5题
3. 若该图表示上半年a、b两月（a月早于b月），则①、②、③、④四地纬度依次是…………（ ）
A．66.5°N、66°N、40°N、40°S B．66.5°S、66°S、40°S、40°N
C. 66.5°N、66°N、0°、40°S D. 66.5°S、66°S、0°、40°N
4. 根据图中各地的白昼长度变化可知………………………………………………………………（ ）
A．a月内①～④各地的夜长均长于昼长 B．b月内①～④各地的昼长均长于夜长
C．③地较②地昼夜长短的年变幅大 D．③地与④地之间的某一纬度上昼夜长短变化为零
5. ①地在a月与b月的平均昼长变化Pa与Pb的关系应符合………………………………………（ ）
A．01
右图中AB为昏线，C为AB的中点，此时北京时间为20时。读图回答6～8题。
6. C点的经度是………………………………………………………………………………………（ ）
A. 90°E B. 150°E
C. 165°E D. 90°W
7. 下列叙述正确的是 ………………………………………………………………………………（ ）A. 此日为二分日中的一天
B. 此日C点昼短夜长
C. 此时ACB所在的平面与经过C点的经线圈平面间的夹角（锐角）为20°
D. AB的长度与赤道等长
8. 若上题中的AB为某纬线圈上的昼弧，C为AB的中点，则北京时间可能为 …………………（ ）
A. 6时 B. 8时 C. 20时 D. 8时或20时
9. 40°N纬线上A、B两地在同一时间杆影的指向
如图所示，则可知A点位于B点何方……………………（ ）
A．东 B. 南 C. 西 D. 北
图11为某地住宅建筑冬夏正午日照示意图，完成10～11题
10.该地可能是…………………………………………………………………………………………（ ）
A.刚果盆地 B.撒哈拉沙漠南缘 C.巴西高原 D.北美洲五大湖地区
11.仅考虑地球运动,图示窗户、屋檐搭配对室内光热的影响有……………………………………（ ）
①利于夏季遮阳，冬季采光 ②冬至到春分，正午室内的日照面积逐渐增大 ③春分到夏至，正午屋檐的遮阳作用逐渐增强 ④利于减少室内能源消耗
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
托勒密大约于公元90年出生在希腊。下图是他描述的成角日晷仪，它被用来测量每天的正午太阳高度。据此回答12～13题。
12．根据图中信息确定当时黄赤交角大约为……………………（ ）
A．24°11′ B．22°51′
C．23°26′ D．23°51′
13．当日晷仪指针如α所示时，下列说法正确的是
A．北印度洋海域吹东北风 B．全球昼夜等长
C．华北平原返盐现象严重 D．中国东北冰天雪地
北京时间2009年10月9日19时左右，美国宇航局连续用一枚半人马座运载火箭和月球陨坑观测与传感卫星撞击月球南极附近的一个陨石坑，以探测月球上是否有水资源。据此完成14～15题。
14．若右图中L表示太阳直射点的周期移动轨迹，X轴表示北方，Y轴表示日
期。则此日太阳直射点在 ……………………………………………………（ ）
A．甲区 B．乙区 C．丙区 D．丁区
15．纽约(西五区)的天文爱好者欲观测此盛况，则开始观测的最早时间是……………………………………………………………………………………（ ）
A．10月8日18时左右 B．10月9日6时左右
C．10月9日17时左右 D．10月8日6时左右
16．读“地球公转示意图及A位置放大图”，回答下列问题。
(1)在乙图中用不同的符号标出哪段是晨线、哪段是昏线；在乙图右上角粗线上画箭头表示地球的自转方向。
(2)该日，Q地的昼长为 小时，日出地方时为 时，日落时直立物体的影子指向 。
(3)当地球公转到C位置时，该日全球昼夜长短的分布规律是什么？
(4)画出M点一年中正午太阳高度变化情况。
17．图甲中弧线ABC为晨昏线的一段，阴影部分为黑夜。图乙为“地球极地俯视图”。读图回答问题。
(1)请把图甲中的晨昏线转绘到图乙中，并用表示夜半球。
(2)此日，全球正午太阳高度的分布规律是_______________________。
(3)此时，地球公转速度较________(快、慢)，该季节南京的气候特征是________。
(4)此日，a点昼长为________小时，b点日出为________时，a点在b点的________方向。
【课后反思】
第三课时 地球公转运动的意义
〖思路点拨〗 例1．B 例2． (1)C (2)C 例3．(1)D (2)A 例4．(1)D (2)A 例5．(1)B (2)B
〖变式达标〗 1. B 2. C 3. B 4. B 5. D 6. D 7. A 8.B 9.C 10.A 11.A
12．(1)冬至(12月22日) 南纬70°及其以南地区 (2)6 0 (3)180° 8 (4)60°E 20°S (5)46°52′
〖课后巩固〗1. A 2. C 3. A 4. D 5. A 6. A 7. C 8. D 9. C 10. D 11. C 12.D 13.C 14.C 15.B
16．(1)图略(PM为晨线，MN为昏线；逆时针方向自转)
(2)18 3 东南
(3)北半球昼短夜长，且纬度越高昼越短、夜越长，北极圈及其以北发生极夜现象；南半球反之；赤道上昼夜平分。
(4)如下图。
17．(1)如图所示。
(2)由南回归线向南北两侧递减，南回归线及其以南各地区达一年中最大值，北半球地区达一年中最小值 (3)快 温和少雨 (4)0 6 东北
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