必修1 第二章 地球的公转及其地理意义.docx

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必修1第二章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

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。

微专题一　地球公转特征与黄赤交角

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

特别提示

　在判读地球公转轨道示意图时，不管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）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。

【方法技巧】

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

【题组训练】

考向一　地球公转特征及其应用

（2014·江苏地理）在地球公转过程中，若以地球为参照系，可看到太阳在黄道上运行。

图1是天赤道与黄道的示意图，图2是太阳在黄道上的视运行轨迹图。

读图，回答1～2题。

1．6月初，太阳在黄道上的位置是（　　）

A．甲B．乙C．丙D．丁

2．太阳处于甲、乙位置时（　　）

A．地球公转速度相同B．同一地点昼长变化趋势相同

C．日地距离相同D．同一地点日出方位相同

答案　1.D　2.D

考向二　太阳直射点的判断及其意义

（2013·江苏地理）一艘海轮从上海出发驶向美国旧金山。

当海轮途经图中P点时正值日出，图中EF线表示晨昏线。

读图，回答3～4题。

3．此时太阳直射点的位置最接近（　　）

A．15°N,135°EB．15°S,135°WC．23°26′N,0°D．23°26′S,180°

4．下列现象发生时间与海轮途经P点的日期相近的是（　　）

A．江淮平原地区正播种冬小麦B．长江中下游地区正值梅雨季节

C．北京一年中昼长最短D．塔里木河一年中流量最大

答案　3.B　4.A

【方法技巧】　太阳直射点坐标的确定

（1）纬度的确定

方法一：

“太阳直射点的纬度”和“晨昏圈与纬线相切处的纬度”（出现极昼极夜的最低纬度）互余。

如下面四幅图，均表示太阳直射北回归线。

方法二：

通过节气来判断，夏至日太阳直射23°26′N，冬至日太阳直射23°26′S，春秋分日太阳直射赤道。

方法三：

根据某地正午太阳高度的计算公式H＝90°－（纬度间隔）计算。

纬度间隔指所求地与太阳直射点之间的纬度间隔。

已知某地的纬度及正午太阳高度，由公式即可算出太阳直射点的纬度。

方法四：

“赤道处晨昏线与经线的交角（锐角）”等于“太阳直射点的纬度”。

（2）经度的确定

基本原则：

地方时为12点的经线即为太阳直射经线。

方法一：

晨线和赤道的交点（经度）向东90°或昏线和赤道的交点（经度）向西90°即为太阳直射点的经度。

方法二：

“太阳直射点的经度”与“晨昏圈与纬线相切处的经度”和为180°，且东西经相反。

微专题二　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）

【方法技巧】

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。

【题组训练】

考向一　昼夜长短的变化

下图示意不同纬度三地白昼长度变化。

读图，完成1～2题。

1．若此图表示南半球三地的白昼变化，则a、b两月分别是（　　）

A．1月、2月B．3月、4月C．6月、7月D．11月、12月

2．在图示月份中（　　）

A．②地夜长超过10小时B．三地中①地昼长最长

C．三地昼长变化率在a月相等D．三地中③地昼长变化最大

答案　1.A　2.D

【读图技巧】　昼夜长短的时空变化常通过坐标图来考查，而坐标图其实都是地球光照图的再现，即通过坐标关系反映某一地球原理知识，判读该类型试题技巧有：

第一步，通过光照图理解昼夜长短的时间变化。

太阳直射点

晨昏线移动

昼夜状况及变化

（以北半球为例）

北半球

向北移动

逆时针摆动

昼长夜短，昼增长

向南移动

顺时针摆动

昼长夜短，昼缩短

南半球

向南移动

顺时针摆动

昼短夜长，昼缩短

向北移动

逆时针摆动

昼短夜长，昼增长

第二步，通过光照图理解昼夜长短的空间变化。

太阳直射哪个半球哪个半球昼长夜短，且纬度越高昼越长；同一纬线上的地方昼夜长短相同；南北半球纬度数相同的两个地方，一地的昼长等于另一地的夜长。

考向二　昼长的分布与计算

3．（2014·广东文综）北半球春分日，当某地（30°N,120°E）刚进入白昼这一时刻，东半球（20°W向东至160°E）处于白昼的范围约占全球面积的（　　）

A．1/2B．1/3C．1/6D．1/9

答案　D

4．下图所示地区为北半球，P、Q为某日晨昏线n与纬线m（80°N）的交点，且两点间经度差为120°，已知此时W地（位于PWQ的中点）的地方时为12时。

该日，P地的昼长是（　　）

A．6小时B．8小时C．16小时D．18小时

答案　B

【思维建模】　有关昼夜长短时间计算的三个规律

（1）对称规律：

日出日落的时间以当地时间12时为中心对称。

已知日出或日落时间，可据此推算出昼长。

若观测到的日出、日落时间不以12时为中心对称，说明观测点不位于所在时区的中央经线上。

以春分日为例，如果观测到的日出、日落的区时早于6时和18时，说明观测点在时区中央经线的东侧；反之，则在时区中央经线的西侧。

（2）反对称规律：

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。

（3）等值规律：

由于太阳直射点的回归运动，一年中地球上同一地点的正午太阳高度、昼夜长短、日出日落方位会出现两次等值。

微专题三　太阳高度角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：

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

特别提示

（1）正午太阳高度是指当地地方时12：

00的太阳高度，即一天中最大的太阳高度。

（2）能够指示“正午”的信息很多，如一地的太阳高度达到最大、当地地方时为12：

00、太阳位于一天中最南或最北（极夜地区除外）、物影最短时的太阳高度等。

【方法技巧】

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。

（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）。

【题组训练】

考向一　正午太阳高度的分布规律

1．下图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。

四地自北向南排列，依次是（　　）

A．甲、乙、丙、丁B．甲、丙、丁、乙C．丁、乙、丙、甲D．甲、丙、乙、丁

答案　D

考向二　正午太阳高度的相关计算

（2014·海南地理）某纬度φ的正午太阳高度H＝90°－|φ－δ|，其中δ为太阳直射点纬度，夏半年取正值，冬半年取负值。

下图示意某地北京时间18时的太阳位置。

据此完成2～3题。

2．该地的经度为（　　）

A．30°EB．30°WC．60°ED．60°W

3．该地的纬度可能为（　　）

A．10°NB．10°SC．50°ND．50°S

答案　2.A　3.C

考向三　正午太阳高度的判断与应用

（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4～5题。

4．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

5．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　4.D　5.A

微专题四　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

【方法技巧】

1．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，北半球昼最短，夜最长

6月22日，北半球昼最长，夜最短

正午太

阳高度

12月22日，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，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点，日落时间早于18点

北半球各地日出时间早于6点，日落时间晚于18点

2.其他判断季节的依据

判断季节的依据，除地球运动相关规律外，还有气温和气压、季风、天气和气候、洋流和水文特征、山地植被和雪线变化、农事活动和极地考察等。

【题组训练】

考向一　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

考向二　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

微专题五　光照图中基础图的判读与变式图突破

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。

（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。

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。

【题组训练】

考向一　基础光照图的判读

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，但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

考向二　通过“图图转化”解答变式图

下图为“局部日照图”，图中O为南极点，阴影部分表示黑夜，OP为本初子午线，∠POQ＝60°，∠POM＝30°。

读图，完成2～4题。

2．图示时刻太阳直射点的地理坐标可能是（　　）

A．20.5°S,60°WB．23°26′S,60°WC．20.5°N,60°ED．23°26′N,120°E

3．图示时刻，M点物体的日影朝向为（　　）

A．正东B．正西C．东北D．西南

4．图示时期，下列地理现象可信的是（　　）

A．伏尔加河航运繁忙B．拉普拉塔河正值丰水期

C．长江三峡水库正值泄洪期D．密西西比河出现凌汛现象

答案　2.A　3.C　4.B