必修1 第二章 第4讲地球的公转及其地理意义.docx

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必修1第二章第4讲地球的公转及其地理意义

第4讲　地球的公转及其地理意义

最新考纲

地球运动的地理意义。

考纲解读

1.掌握地球公转的轨道、方向、周期和速度。

2.理解黄赤交角的产生及其影响。

3.理解正午太阳高度和昼夜长短的季节变化、纬度变化及其成因。

考点一　地球公转的基本特征

1．公转特征

（1）方向：

自西向东。

（2）周期（一恒星年）：

365日6时9分10秒。

（3）速度

公转位置

时间

公转速度

A点

近日点

1月初

最快

B点

远日点

7月初

最慢

2．黄赤交角及其影响

（1）黄赤交角

（2）影响：

引起太阳直射点在南北回归线之间往返运动。

1．黄赤交角及其影响

黄赤交角的产生原因要注意两点。

一是地球在公转时，总是斜着绕太阳转，即地轴与黄道（地球公转轨道）之间不垂直，而是有一个小于90°的夹角，使黄道平面与赤道平面之间产生了一个23°26′的夹角，即黄赤交角。

二是地球在公转轨道上的任何地点地轴的倾斜方向都保持不变，使黄赤交角始终存在。

黄赤交角产生的地理意义是导致太阳直射点的南北移动。

2．黄赤交角的大小变化及其影响

（1）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。

（2）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

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”。

）

（1）（2009·重庆文综）根据下图地球公转轨道示意图，当地球从甲运行到乙期间，重庆的正午太阳高度先减小后增大；当地球在甲位置时三峡水库处于“排浑”期。

（　×　）

解析　根据图中地球公转轨道的形状首先确定甲、乙位置所代表的节气，是进行解题的前提。

从图中可以看出，甲处日地距离较小，乙处地球还未公转到远日点附近，根据轨道划分状况可知，甲为近日点附近，刚过冬至日，乙有向远日点靠近的运动趋势且已过春分日。

由于重庆位于北回归线以北，在近日点处正午太阳高度最小，夏至日正午太阳高度最大，故地球从甲运行到乙期间，重庆的正午太阳高度逐渐增大。

图中甲为近日点附近，时值1月初，北半球为冬季，南半球为夏季。

三峡“排浑”期在北半球夏季。

（2）（2009·福建文综）下图中若EF为赤道，P点出现极昼现象，则太阳直射的范围是0°～20°N。

（　×　）

解析　出现极昼和极夜现象的最低纬度与太阳直射点的纬度互余，从图中可以看出，若EF为赤道，则P点的纬度为70°N，该地出现极昼，则表明太阳直射点的位置在20°N及其以北。

读图，完成2～3题。

2．P、Q表示地球公转轨道上的两个特殊点，则图中字母L和S代表的角的度数为（　　）

　A．20°B．23°26′

C．30°D．66°34′

3．P、Q表示地球公转轨道上的两个特殊点，地球超过P点后的一段时间内，太阳直射点（　　）

A．在北半球向北移动B．在南半球向北移动

C．在北半球向南移动D．在南半球向南移动

答案　2.B　3.C

解析　第2题，读图中信息可知，P、Q分别为夏至日和冬至日，L和S代表的是黄赤交角。

第3题，夏至日，太阳直射点仍在北半球，但开始向南移动。

考点二　昼夜长短的变化

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）

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，北极四周出现极昼（南极四周出现极夜）；

直射点位于南半球，南极四周出现极昼（北极四周出现极夜）；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）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。

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

（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。

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”。

）

（1）（2013·海南地理）某海洋考察船的航行日志记录：

北京时间8时太阳从正东方海面升起；日落时北京时间为19时45分。

那么该船可能向西南方向航行。

（　×　）

解析　由“太阳从正东方海面升起”知该日太阳直射赤道，全球昼夜平分。

根据题干信息知考察船上的昼长为11时45分，小于12小时，比实际昼长变短，应向偏东方向航行。

（2）（2012·天津文综）第30届奥运会于2012年7月27日19时12分（零时区区时）在伦敦开幕。

开幕当天，英国昼长长于巴西。

（　√　）

解析　本题考查昼夜长短分布规律。

7月份时太阳直射点位于北半球，北半球昼长夜短，且纬度越高，昼越长、夜越短。

下图为“某日120°E经线上日出时刻随纬度的变化关系示意图”。

据此完成2～4题。

2．下列推断正确的是（　　）

A．该日，可能在7月初

B．该日，长春日出方向为东南

C．该季节，正值尼罗河枯水期

D．该季节，马达加斯加岛昼长于夜

3．甲地日落时刻为（　　）

A．19时B．17时C．18时D．20时

4．某地的昼长比甲地略短，且两地同时迎来日出，则该地位于甲地的（　　）

A．东北方向B．西南方向

C．东南方向D．西北方向

答案　2.A　3.B　4.C

解析　第2题，由图可知越往北日出越早，为北半球夏季。

该季节长春日出方向为东北；正值尼罗河丰水期；马达加斯加岛昼短于夜。

第3题，该日甲地日出7时，上午时长5小时，据此可知日落时刻为12＋5＝17时。

第4题，此日越往北昼越长，日出时间越早。

画出晨线即可得出答案。

考点三　正午太阳高度的变化

1．正午太阳高度的变化

（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：

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

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

2．四季更替和五带

（1）形成原因：

昼夜长短和正午太阳高度的季节变化，导致太阳辐射随季节有规律的变化。

（2）天文四季

（3）北温带国家的四季：

3、4、5月为春季，夏、秋、冬以此类推。

（4）五带的划分

1．正午太阳高度的变化规律

（1）纬度变化规律

①同一时刻，由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。

②地球上，同一纬线上正午太阳高度相等，直射点所在纬度上的正午太阳高度最大（90°）。

（2）季节变化规律：

同一地点，正午太阳高度随着季节作有规律的变化。

其数值具有“来增去减”的特点，即直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度增大，移去则减小。

如下图所示：

各纬度变化具体如下：

地区

最大值

最小值

北回归线及其以北地区

一次最大值（6月22日前后）

一次最小值（12月22日前后）

南回归线及其以南地区

一次最大值（12月22日前后）

一次最小值（6月22日前后）

南北回归线之间（除赤道外）

两次最大（太阳直射时最大）

一次最小（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

两次最大（3月21日前后和9月23日前后）

两次最小（6月22日前后和12月22日前后）

2．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。

[特别提示]　正午太阳高度的年变化幅度

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′。

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。

如右图中各点旗杆日影长短及日影所在方向（图中是6月22日前后，经

线和纬线的交点是直射点）。

（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）。

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”。

）

（1）（2012·浙江文综）地表点Q与太阳直射点所在纬线之间的纬度差为α，其正午太阳高度为H。

若H等于α，则Q点的纬度变化范围是11.5°至45°。

（　×　）

解析　根据正午太阳高度H＝90°－纬度差，已知纬度差为α，H＝α，得出α为45°。

则太阳直射点最北端和最南端是23.5°，因Q的纬度－23.5°＝45°或Q的纬度－（－23.5°）＝45°，得出Q点的纬度变化范围是21.5°至68.5°。

（2）2012年6月8日，科学家在某地观测一物体的日光成影状况，根据其影长的变化绘成示意图。

据图判断，该地位于北极圈内。

（　√　）

解析　由图示知该地0～24时均有日影，为极昼区域，6月8日为北半球夏半年，极昼

出现在北极圈以内。

（2013·山东文综）气温的日变化一般表现为最高值出现在14时左右，最低值出现在日出前后。

下图示意某区域某日某时刻的等温线分布，该日丙地的正午太阳高度达一年中最大值。

读图回答第2题。

2．该日（　　）

A．日落时刻甲地早于乙地

B．日落时刻甲地晚于乙地

C．正午太阳高度甲地大于乙地

D．正午太阳高度甲地小于乙地

答案　B

解析　题干信息：

“该日丙地正午太阳高度达一年中最大值”，即该日太阳直射在20°N纬线上，该日该地区（北半球）由南向北，昼渐长夜渐短，日出时刻提前，日落时刻推迟，故甲地（21°N）日落时刻晚于乙地（19°N），A项错，B项对；甲、乙两地距直射点纬差相等（均相差1°），所以，该日甲、乙两地正午太阳高度相等，C、D项错误，正确选项为B。

（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3～4题。

3．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

4．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　3.D　4.A

解析　第3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4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。

下图为“地球某时刻太阳高度分布示意图”，图中粗线为等太阳高度线。

读图，回答5～7题。

5．此时北京时间为（　　）

A．7时B．15时

C．17时D．21时

6．若①②两点经度相同，②③两点纬度相同，则此刻的太阳高度（　　）

A．①＜③B．①＜②

C．②＜③D．①＞②

7．此日Q点太阳高度的日变化图是（　　）

答案　5.C　6.D　7.A

解析　据图可以判断此图是以北极为中心的俯视图。

此时太阳高度等值线以①点为中心向四周递减，即①点为太阳直射点。

结合图中已经注明度数的两条经线可以确定①点所在经线为45°E，该经线地方时为12时，①点的纬度是23°26′N。

第5题，根据45°E地方时，结合地方时计算方法计算北京时间。

第6题，由题干知①②此刻太阳高度均为正午太阳高度，由于①地为直射点，所以此刻太阳高度①＞②；同一纬线上的各点，在某一固定时刻的太阳高度以正午太阳高度最大。

②点此刻为正午太阳高度，结合“②③两点纬度相同”知此刻太阳高度②＞③。

第7题，图中Q点为北极点，这一天太阳高度始终不变，是一个定值，结合正午太阳高度计算公式得出其值约为23°26′。

　等太阳高度线图的判读方法

太阳高度等值线图即为昼半球太阳高度相同的点形成的等值线图。

其特点是（以下图为例）：

（1）圆心（O）为太阳直射点，同心圆为太阳高度等值线。

数值从圆心90°向外围降到0°，最大的圆为晨昏线。

（2）晨昏线上最北点（A）和最南点（B）把晨昏线分为晨线和昏线，东面为昏线，西面为晨线。

（3）赤道上昼弧长为180°（即赤道上从晨线到昏线，经度差为180°）。

（4）圆心所在经线地方时为12时，该经线上太阳高度为各点所在纬线上的正午太阳高度。

（5）注意图上太阳直射点的经纬线、赤道、北极点或南极点在图上的位置、晨昏圈最南点和最北点的经纬度位置。

考点四　光照图的综合判读

一、光照图的常见类型及判读内容

1．主要类型

2．以极地投影图为例说明光照图的综合判读内容

二、光照图的判读及绘制

1．光照图的判读中的“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，具体判读要点见下表：

解题关键

主要特征与相关现象

点

太阳直射点

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

直射点的纬度和晨昏线与纬线圈相切点的纬度互余

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：

从太阳直射点向四周依次递减；全球正午太阳高度的分布：

从太阳直射点向南北两侧递减

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

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）

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

线

晨昏线

沿地球自转方向由夜到昼的界线为晨线，昏线则相反

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

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

晨昏线上太阳高度为0°

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

东西半球的分界线

20°W以东为东半球，其西侧为西半球；160°E以东为西半球，其西侧为东半球

面

南北极圈内极昼和极夜的范围

若越向北，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

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′

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

2．光照图的绘制技巧

（1）先在太阳光直射点处画一个垂直于球面的箭头，表示直射光线。

以夏至日图为例说明直射光线的画法：

用直尺对好圆心与北回归线的一个端点，垂直于晨昏线，在圆的外侧画一条线段，即直射光线。

（2）用若干条彼此平行、带箭头的线段表示太阳光线。

（3）任何节气的光照图，晨昏线与太阳光线都是垂直的。

（4）冬、夏至日的光照图上，晨昏线与南北极圈相切。

（5）在冬、夏至日图上画黄道平面（要用一条直线表示，不必用平行四边形表示），将太阳光线延长即可。

黄道平面要经过的三个重要的点是：

北回归线的一个端点、圆心、南回归线的另一个端点。

（6）地球的地轴和黄道平面可以延长到圆的外边，其他的线（经纬线、晨昏线）都不要画出圆外。

（7）画冬、夏至日光照图时，如果地轴是倾斜的，太阳光线应画水平，如右图所示：

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”。

）

（1）（2013·江苏地理）图中EF线表示晨昏线。

当P点正值日出时，塔里木河一年中流量最大。

（　×　）

解析　结合题干信息知EF为晨线，太阳直射点位于南回归线以北的某点，此时为北半球冬半年，而塔里木河受冰川融水补给主要发生在夏季，河流进入汛期，流量最大。

（2）（2012·大纲全国文综）6月上旬某地约5时（地方时）日出。

6月份该地看到的日出和日落方向分别为东北和西北。

（　√　）

解析　6月份太阳直射北半球，全球（除极昼和极夜区外）各地日出东北，日落西北。

（2012·四川文综）下图是以极点为中心的东半球图。

此刻，曲线MN上各点太阳高度为0°，MN与EP相交于N点；该季节，北美大陆等温线向南凸出。

读图，回答2～3题。

2．由图文信息可知（　　）

A．M位于N的西北方向

B．悉尼正值少雨的季节

C．此季节是南极考察的最佳时期

D．这一天甲地日出时刻早于乙地

3．图示时刻（　　）

A．东经10°各地处于夜

B．澳大利亚与巴西不在同一日

C．全球属于夜的范围大于昼

D．地球位于公转轨道远日点附近

答案　2.C　3.B

解析　解答本题组的关键首先是要明确等温线的凸出规律，其次是要明确晨昏线与极昼最外围纬线的切点问题。

第2题，图中显示极点位于大陆上且周围分布着澳大利亚和非洲，故该极点为南极点。

M点位于赤道上且在N的东侧，故M位于N的东北方；由于该季节北美大陆等温线向南（低纬）凸出，说明北半球是冬季，南半球是夏季，悉尼在南半球属于亚热带季风性湿润气候，故正值高温多雨季节；由于南半球是夏季，南极地区出现极昼现象，有利于去南极考察；南半球是夏季，纬度越高，白昼越长，日出越早，图中甲、乙两地位于同一经线上，且甲地纬度低于乙地，故甲地日出时刻晚于乙地。

第3题，图示时刻，所有经线都经过南极附近的极昼区域，故图示同一条经线上不可能所有地区都为夜。

根据题意，N点是晨昏线与出现极昼现象最外围纬线的切点，过该切点的经线地方时是0时；根据已知条件推知过该切点的经线为40°E，因此从40°E向东到180°为地球上新的一天范围，可见澳大利亚位于新的一天，而巴西则明显属于旧的一天。

不管什么时刻，全球昼半球和夜半球的范围总是相等的。

北半球冬季时，地球应位于公转轨道的近日点附近。

（2013·四川文综）下图是亚洲中纬度地区一种适应环境、别具地方特色的民居，称为土拱。

这种民居较高大，屋顶为拱顶或平顶，墙体由土坯砌成，厚度很大。

据此回答第4题。

4．6月8日当地地方时15时，照射土拱的太阳光来自（　　）

A．东北方向B．东南方向

C．西北方向D．西南方向

答案　D

解析　6月8日应为北半球的夏半年，太阳直射点在北半球，地球上（除极昼和极夜区外）日出方位均在东北，日落于西北。

（地方时）6时前太阳位于东北，6时时太阳在正东，6时后向东南天空运行，12时位于正南，12时后位于西南，18时在正西，18时后在西北。

所以当地地方时15时，太阳位于西南。

5．2013年2月中旬，普查专家飞往乌鲁木齐（44°N,88°E）做前期调研，于北京时间12：

50抵达。

读“乌鲁木齐不同日期太阳升落路线、太阳高度、日出日落时间示意图”，专家抵达乌鲁木齐时当地太阳高度情况大约为（　　）

A．①B．②

C．③D．④

答案　A

解析　9月21日与3月21日太阳运动情况大致相同，故图中①②所在太阳运动情况与2月中旬相吻合；依据乌鲁木齐经度可知，该地