学年人教版高中地理必修1第一章 第三节 课时3.docx

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学年人教版高中地理必修1第一章第三节课时3

课时3　地球公转的地理意义

[学习目标]　1.熟练掌握正午太阳高度和昼夜长短变化的规律，提高判读光照图的能力。

2.学会运用地球公转的地理意义解决实际问题。

3.培养通过日常地理现象探究地理原理的意识，树立正确的宇宙观。

一、昼夜长短的变化

1.昼夜长短：

反映了日照时间的长短。

2.变化规律（以北半球为例）

（1）夏半年

（2）冬半年

（3）春、秋分日：

全球各地昼夜等长，都是12小时。

判断

1.太阳直射点所在的半球，昼长大于夜长。

（√）

2.太阳直射某地时，该地一定昼最长、夜最短。

（×）

3.纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大。

（√）

二、正午太阳高度的变化

1.随纬度变化

同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点向南、北两侧递减。

（1）夏至日：

由北回归线向南、北两侧递减。

（2）冬至日：

由南回归线向南、北两侧递减。

（3）春、秋分日：

自赤道向南、北两极递减。

2.随季节变化

（1）北回归线及其以北地区：

夏至日正午太阳高度最大，冬至日最小。

（2）南回归线及其以南地区：

冬至日正午太阳高度最大，夏至日最小。

（3）南北回归线之间的地区：

太阳直射时最大，一年有两次直射。

判断

1.同一纬线上各地正午太阳高度相等。

（√）

2.极昼现象出现时，极点的太阳高度无日变化，其太阳高度的大小等于太阳直射点的纬度。

（√）

三、四季更替和五带

1.四季更替

（1）成因

（2）划分（北温带地区）

类型

范围

春季

夏季

秋季

冬季

天文四季

过渡季节

白昼最长太阳最高的季节

过渡季节

白昼最短太阳最低的季节

气候四季

3、4、5月

6、7、8月

9、10、11月

12、1、2月

2.五带

（1）划分依据：

太阳辐射总量从低纬地区向高纬地区递减。

（2）五带的划分

探究点一　昼夜长短

“日出而作，日落而息”，是我们大多数人的生活状态。

但有那么一些人，他们生活在极地地区，要面对极昼或极夜的困扰。

极昼期，人的生物钟紊乱；极夜期，长时间的黑暗给人们带来心理上的负面影响。

1.在下列图中画出太阳光线及晨昏线，用阴影标注夜半球。

（提示：

晨昏线与太阳光线垂直。

）

答案　

2.下图为“北半球春分日和秋分日全球的昼长分布图”，总结二分日全球昼夜长短分布规律。

答案　全球昼夜平分。

3.下图为“北半球夏至日全球的昼长分布图”，总结夏至日全球昼夜长短分布规律。

答案　北半球昼长夜短，纬度越高，昼越长、夜越短，北极圈及其以北地区出现极昼；南半球昼短夜长，纬度越高，昼越短、夜越长，南极圈及其以南地区出现极夜现象。

4.下图为“北半球冬至日全球的昼长分布图”，总结冬至日全球昼夜长短分布规律。

答案　北半球昼短夜长，纬度越高，昼越短、夜越长，北极圈及其以北地区出现极夜；南半球昼长夜短，纬度越高，昼越长、夜越短，南极圈及其以南地区出现极昼。

5.指出太阳直射点位置与极昼、极夜范围的关系。

答案　出现极昼、极夜的最低纬度＝90°－太阳直射点所在纬度。

昼夜长短的变化

昼夜长短的变化是地球运动的重要地理意义之一，突破此考点应主要抓住“两看”：

（1）昼夜长短状况——看“位置”

太阳直射点的位置决定昼夜长短状况。

太阳直射点在哪个半球，哪个半球昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。

如下图所示：

（2）昼夜长短变化——看“移动”

太阳直射点的移动方向决定昼夜长短的变化趋势，纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。

太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球昼变长、夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。

如下图所示：

昼夜长短的计算方法

（1）根据昼弧或夜弧的长度进行计算：

昼（夜）长时数＝昼（夜）弧度数/15°。

（2）根据日出或日落时间进行计算：

地方时正午12时把一天的白昼平均分成相等的两份。

①昼长＝日落时间－日出时间

②昼长＝（12－日出时间）×2

③昼长＝（日落时间－12）×2

注意：

公式①中的日出、日落时间可以不是地方时，只要两者统一标准即可。

公式②③中的日出、日落时间必须是地方时。

（3）根据相关性计算

①相同纬度地区昼长相同。

②分别位于南、北半球但纬度数相同的两地，一地的昼长等于另一半球同纬度地区的夜长。

如北纬40°昼长是14小时，那么南纬40°夜长是14小时。

③同一纬线的昼夜长短，在一年中有两个日期相同（赤道和极昼、极夜区除外），且这两个日期近似关于二至日对称。

读“某地昼长季节变化图”，回答1～2题。

1.该图反映的地点位于（　　）

A.北极点B.北极圈

C.南极点D.南极圈

2.下列日照图所示日期与上图中A点所代表的日期相同的是（图中阴影表示黑夜）（　　）

答案　1.D　2.C

解析　第1题，该地在6月22日时昼长为0,12月22日时昼长为24小时，可判断为南极圈上某点。

第2题，A点日期为6月22日，北极圈内出现极昼，南极圈内出现极夜，根据自转方向可判断A、C图为南半球，B图为北半球，D图昼夜平分。

其中C图南极圈内出现极夜，与A点所示日期相同。

探究点二　正午太阳高度

根据2017最新楼间距国家标准规定，房屋前后间距为：

普通小区居住用房可以用“楼高/楼间距＝1/1.2”比值计算。

并按以冬至日日照时间不低于1小时（楼房最底层窗户）为标准。

小区业主可根据该标准判断楼间距是否合理。

1.小区业主为什么这么重视楼间距问题？

答案　楼间距与太阳光照相关，在太阳高度一定的情况下楼间距的大小会影响到采光条件的好坏。

2.在下图中画出二分二至日时的正午太阳高度空间变化曲线，并总结变化规律。

答案

变化规律：

正午太阳高度从太阳直射点所在纬线向南北两侧递减。

3.下表为正午太阳高度的季节变化规律，把表格补充完整。

北回归线及其以北地区

一年有一次最大值（________日前后），一次最小值（________日前后）

南回归线及其以南地区

一年有一次最大值（________日前后），一次最小值（________日前后）

南北回归线之间（除赤道外）

一年有______最大值（________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（________、________）、两次最小（夏至日、冬至日）

递变规律

来增去减（直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度增________，移去则减________）

答案　6月22　12月22　12月22　6月22　两次　太阳直射　春分日　秋分日　大　小

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

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

（3）判断日影长短及方向

太阳高度越大，影子越短，太阳高度越小，影子越长。

一天中日影的变化规律：

日出最长

正午最短

日落最长，且日影方向与太阳方向相反。

（4）计算楼间距

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一年中最小的正午太阳高度，并计算影长。

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＝h·cotH。

（5）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的关系为α＋H＝90°（如下图）。

正午太阳高度的计算方法

（1）公式：

H＝90°－两点纬度差

（2）含义

①H：

观测点的正午太阳高度。

②两点：

太阳直射点、观测点。

③纬度差：

若两点在同一半球，用较高纬度减去较低纬度；若两点分属于南、北半球，将两点的纬度求和。

如下图所示：

当太阳直射B点（10°N）时，A点（30°N）正午太阳高度：

HA＝90°－两点纬度差＝90°－（30°－10°）＝70°。

当太阳直射B点（10°N）时，C点（23°26′S）正午太阳高度：

HC＝90°－两点纬度差＝90°－（10°＋23°26′）＝56°34′。

我国《物权法》指出，住宅间距必须保证北面楼房底层窗台面日照时间不少于1小时（如下图）。

据此回答3～4题。

3.“日照时间不少于1小时”的日期指的是（　　）

A.春分日B.夏至日

C.秋分日D.冬至日

4.按照采光要求，下列四个城市相邻同高楼房的间距最宽的应该是（　　）

A.北京（40°N）B.哈尔滨（45°N）

C.广州（23°N）D.台州（29°N）

答案　3.D　4.B

解析　第3题，我国大部分地区在冬至日北面楼房底层最易被南面楼房遮住太阳光。

第4题，冬至日时，选项中四个城市越靠北其楼房的影子越长，楼间距就越宽。

下图为“某日150°E经线上日出时刻随纬度的变化关系示意图”。

读图完成1～2题。

1.太阳直射点位于（　　）

A.0°B.23°26′N

C.20°SD.20°N

2.甲地昼长为（　　）

A.8小时B.10小时

C.14小时D.16小时

答案　1.D　2.B

解析　第1题，读图分析出70°N以北的地区为极昼，太阳则直射20°N。

第2题，甲地地方时7：

00日出，则17：

00日落，昼长为10小时。

读“某地正午太阳高度年变化折线图”，完成3～4题。

3.根据该地正午太阳高度年变化规律，判断该地可能位于（　　）

A.北温带

B.南温带

C.0°～23°26′N之间

D.0°～23°26′S之间

4.图中A处所表示的这一天，该地（　　）

A.黑夜最短

B.正午旗杆的影子最短

C.气温最高

D.受太阳活动影响强烈

答案　3.D　4.B

解析　第3题，该地12月22日前后有两次正午太阳高度达到90°，说明有两次太阳直射。

根据正午太阳高度变化规律可以判定该地位于赤道至南回归线之间。

第4题，A处表示太阳直射，正午旗杆的影子最短。

5.下图为“某日某时刻半球昼夜分布示意图”，阴影部分为黑夜。

读图回答下列问题。

（1）写出该日的日期：

____________。

（2）该时刻太阳直射的纬度为__________，北京时间是________。

（3）此时B点旗杆影长为一天中的________值（填“最大”或“最小”），旗杆影子的方向为________方向。

（4）该日C地的昼长是________，该日后，D点将向N地靠近，C地的昼长将变________（填“长”或“短”），B地的正午太阳高度将变________（填“大”或“小”）。

（5）该日A地体育场馆的太阳能电池板与建筑物外墙（墙面与地面垂直，见右图）之间最合适的夹角约为________，若此夹角可以调节，那么其一年中的变化幅度（一年中最大夹角与最小夹角之差）为________。

答案　

（1）12月22日

（2）23°26′S　15：

40

（3）最小　正北

（4）14小时　短　大

（5）36°34′　46°52′

解析　

（1）图示北极圈以北出现极夜，南极圈以南出现极昼，是北半球的冬至12月22日。

（2）北极圈以北出现极夜，太阳直射南回归线，即23°26′S。

图示65°E是12：

00，北京时间120°E是15：

40。

（3）B点在赤道上，此时是正午时刻，太阳在其正南，B点的旗杆影子朝向正北，影长是一天中最小。

（4）C地在30°S，其昼长与同纬度北半球A点的夜长相等；A点在晨线上且在10°W经线上，已知65°E是12：

00，A点的日出时间是7：

00，由日出时间可算出A点的昼长＝（12：

00－7：

00）×2＝10小时，即C的昼长＝24－10＝14小时。

该日是12月22日，此日后，太阳直射点北移，北极的极夜范围变小，C地昼长将变小，B地的正午太阳高度将变大。

（5）太阳能电池板与建筑物外墙的夹角与太阳高度是相等关系，当日A点的正午太阳高度＝90°－30°－23°26′＝36°34′，所以太阳能电池板与建筑物外墙最大夹角是36°34′。

该地一年中最大太阳高度是夏至日，最小太阳高度是冬至日，所以一年中最大夹角与最小夹角之差＝夏至日太阳高度－冬至日太阳高度＝46°52′。

2017年6月21日，太阳直射北回归线。

读下图完成1～2题。

1.甲、乙、丙、丁四条曲线中表示该日北京太阳视运动路线的是（　　）

A.甲曲线B.乙曲线C.丙曲线D.丁曲线

2.下列有关北回归线的说法，正确的是（　　）

A.北回归线不是一成不变的

B.北回归线的纬度数值与黄赤交角度数互余

C.若黄赤交角度数变大，则北回归线向南移动

D.太阳直射北回归线时，全球各地昼夜平分

答案　1.C　2.A

解析　第1题，北半球夏至日时，北京昼长夜短，日出时间早于6点，但不可能出现极昼现象。

第2题，北回归线的纬度数值等于黄赤交角度数，所以北回归线随黄赤交角的变化而变化，黄赤交角目前认为是23°26′，但并不是一成不变的，黄赤交角每年都会缓慢变动；黄赤交角度数变大，北回归线向北移动；只有当太阳直射赤道时，全球各地昼夜平分。

下图为“北半球某地某日太阳高度变化图”。

读图回答3～4题。

3.下列叙述正确的是（　　）

A.此日该地昼长为16小时

B.该日过后，太阳直射点将向北移动

C.该地地方时与北京时间相差10小时

D.北京时间12点时该地太阳高度达最大值

4.该地的时区是（　　）

A.东二区B.西二区C.东四区D.西四区

答案　3.A　4.D

解析　第3题，由图示可知，北京时间8～16时为当地的夜晚，所以其昼长为16个小时。

北京时间24时，当地太阳高度达最大值，当地的地方时为12时，所以两地相差12个小时。

不知当地的昼长是否达到最大值，因此无法判断太阳直射点的移动方向。

第4题，两地相差12小时，北京时间为东八区区时，所以该地位于西四区。

下图为“山东省某地停车场示意图”，箭头①②③代表二分二至日的正午太阳光线。

读图，回答5～6题。

5.下列节气，正午时能够遮阳的车位最多的是（　　）

A.春分日B.夏至日

C.秋分日D.冬至日

6.当太阳光线为③时，该日山东省（　　）

A.正处梅雨季节B.全省草木葱绿

C.一年中日出最晚D.各地昼夜等长

答案　5.B　6.C

解析　第5题，由于该停车场位于山东省（北半球），一年中夏至日正午太阳高度最高，冬至日正午太阳高度最低，所以，在夏至日时正午能够遮阳的车位最多。

第6题，由上题的分析可知，图中箭头①代表夏至日，箭头②代表春分日、秋分日，箭头③代表冬至日，故当太阳光线为③时，该日山东省在一年中日出最晚。

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7～8题。

7.图示季节分配自上而下依次为（　　）

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

8.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　7.D　8.C

解析　第7题，纬度越低的地区热量越充足，夏季时间应越长，故夏季时间由长到短的顺序为纬度由低到高的顺序。

第8题，低纬度地区由于接受太阳辐射较多，热量变化较小，故季节变化不明显，故A项说法正确；中纬度地区热量差异明显，季节性较强，故B项说法正确；高纬度地区接受太阳辐射较少，温度较低，季节变化不明显，故C项说法错误；季节更替取决于昼夜长短和正午太阳高度的季节变化，故D项说法正确。

本题符合的为C项。

北京（40°N）某中学高中生开展地理课外活动，在连续三个月内三次测量正午太阳高度，获得测量的数据（见下表）。

据此回答9～10题。

第一次

第二次

第三次

60°

50°

40°

9.从第一次到第三次测量期间，该地昼夜长短状况及其变化是（　　）

A.先昼短夜长，后昼长夜短，昼渐短

B.先昼长夜短，后昼短夜长，夜渐短

C.先昼短夜长，后昼长夜短，夜渐短

D.先昼长夜短，后昼短夜长，昼渐短

10.三次测量中，其中一次测量的当天，正值（　　）

A.春分日B.夏至日

C.秋分日D.冬至日

答案　9.D　10.C

解析　第9题，由题干可知，在连续3个月内，该地太阳高度在递减；由公式正午太阳高度＝90°－（当地纬度±直射点的纬度），第一次测量时，太阳直射北半球，第二次测量时太阳直射赤道，第三次测量时太阳直射南半球，故北京昼长变化是先昼长夜短，后昼渐短夜渐长，至昼短夜长。

选D正确。

第10题，第一次测量时太阳直射北半球，第二次测量时太阳直射赤道，第三次测量时太阳直射南半球；太阳直射点由北向南移动，第二次测量时是当地的秋分日。

选C正确。

图①是“我国北方某小镇的太阳能路灯景观图”。

该镇中学课外实践小组对路灯的能源装置——太阳能集热板进行了长时间的观测研究，并提出了改进的设想。

下表为“该小组观测记录简表”，集热板倾角如图②所示。

据此完成11～12题。

（表中时间为北京时间）

夏至日日出时间：

4：

43

夏至日日落时间：

19：

33

夏至日集热板倾角：

16°34′

秋分日集热板倾角：

40°

11.该小镇的位置在（　　）

A.124°E,40°NB.118°E,40°N

C.116°E,36°34′ND.4°E,36°34′N

12.该小组拟设计一自动调控装置，通过电脑调控使集热板每天正午正对太阳，以获得更多的太阳辐射能，则该集热板一年中调整角度为（　　）

A.90°B.180°C.23°26′D.46°52′

答案　11.B　12.D

解析　第11题，根据夏至日日出时间4：

43，日落时间19：

33，可知该地昼长为14小时50分，当地地方时为12：

00时，北京时间为12：

08，即该地地方时比北京时间晚8分钟，经度比120°E偏西2°，所以该地的经度为118°E。

秋分日时集热板倾角为40°，可计算出秋分日该地正午太阳高度为50°，太阳此时直射赤道，所以当地纬度为40°N，B项正确。

第12题，最大限度利用太阳能，要保持集热板与阳光垂直，集热板一年中调整幅度等于正午太阳高度的变化幅度，40°N正午太阳高度的变化幅度为46°52′，故D项正确。

读“五带分布图”，完成13～14题。

13.下列地区四季变化最明显的是（　　）

A.热带B.北温带

C.北寒带D.低纬度地区

14.假设黄赤交角为30°时，地球上（　　）

A.寒带的范围变大B.温带的范围变大

C.热带的范围变小D.寒带的范围变小

答案　13.B　14.A

解析　第13题，热带地区终年正午太阳高度大，气温高，全年皆夏，四季变化不明显；位于南北两极地区的寒带终年正午太阳高度小，气温低，全年皆冬，四季变化不明显；只有位于中纬度地区的南北温带，一年中冬、夏季正午太阳高度和昼夜长短变化大，气温变化大，因而季节更替最明显。

第14题，如果黄赤交角变为30°，热带的纬度范围就变为从赤道到南北纬30°，那么寒带的纬度范围就为从南北纬60°到南北纬90°。

由此可知：

黄赤交角变大，热带、寒带范围变大，温带范围变小。

15.读“地球光照图”，图中阴影部分表示黑夜，回答下列问题。

（1）此时，北半球的节气为__________________，日期是__________，太阳直射点所在纬线是__________。

（2）这一天，①②③④四点中，昼夜等长的是________点，处于极夜的是______点。

（3）此日正午太阳高度达到一年中最大值的范围是________；最小值的范围是________。

（4）图中①②③④四点自转线速度最大的是________点，②③的角速度关系是______。

（5）此日后，我国昼将变____（填“长”或“短”），正午太阳高度将变____（填“大”或“小”）。

答案　

（1）冬至　12月22日前后　23°26′S（南回归线）

（2）③　①

（3）南回归线及其以南地区　北半球各地

（4）③　相等

（5）长　大

解析　

（1）图中晨昏线与极圈相切，必为二至日。

北极圈内为极夜，则为北半球的冬至日，时间是12月22日前后，此日，太阳直射点在南回归线上，即23°26′S。

（2）这一天，①②③④四点中，昼夜等长的是赤道上的③，处于极夜的是北极圈及其以北地区的①地。

（3）这一天，太阳直射点在南回归线，所以正午太阳高度达到一年中最大值的范围是南回归线及其以南地区，正午太阳高度达到一年中最小值的范围是北半球各地。

（4）自转线速度自赤道向两极递减，所以图中①②③④四点自转线速度最大的是③，除极点外，全球各地角速度都相等。

（5）此日后，太阳直射点北移，我国昼将变长，正午太阳高度将变大。

16.读图（阴影部分表示黑夜），回答下列问题。

（1）图示日期为______月______日前后。

（2）此时太阳直射点的地理坐标是__________。

（3）图中晨线是弧________，昏线是弧________。

（4）A、D、E三点的自转线速度从大到小的排列顺序为________。

有一发炮弹从D点射向乙点方向，炮弹将落在D、乙所在经线的________（填“东”或“西”）侧。

（5）此时E点的地方时为________时，乙点的日出时间是______时，日落时间是________时。

（6）A点的昼长为________小时，乙点的昼长为________小时。

（7）从甲到乙最短距离的行进方向是（　　）

A.自东向西B.先向东南再向东北

C.自西向东D.先向西南再向西北

（8）此时全球与E点属于同一天的地区所占的范围（　　）

A.等于1/2B.等于1/3

C.小于1/2D.大于1/2

答案　

（1）12　22　

（2）（90°W,23°26′S）　（3）AB　BC　（4）A、D、E　东　（5）12　3　21　（6）12　18　（7）D　（8）D

解析　

（1）根据图中地球自转方向可知，该图表示南半球俯视图；南极圈出现极昼，所以该日为12月22日前后。

（2）E点所在的经线为太阳直射点所在的经线，即90°W，该日为冬至日，太阳直射点纬度为23°26′S，所以太阳直射点坐标为（90°W,23°26′S）。

（3）根据地球自转方向和图中昼夜半球分布可知，弧AB为晨线，弧BC为昏线。

（4）纬度越高，线速度越小，故A、D、E三点的自转线速度依次减小。

地转偏向力在南半球左偏，所以炮弹将落在D、乙所在经线的东侧。

（5）根据以上分析可知，E点所在经线为90°W，其地方时为12时；乙所在纬线此时昼弧长为270°，所以昼长为18小时，故而日出时间为3时，日落时间为21时。

（6）A点位于赤道上，昼夜平分，所以昼长为12小时；乙点所在纬线的昼弧长与夜弧长比例为3∶1，所以昼长为18小时。

（7）从甲到乙最短距离为过这两点大圆的劣弧距离，即先向西南再向西北。

（8）与E点属于同一天的地区所占的范围为90°E～0°～180°，其范围占全球的比例为3/4。