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湘教版湘教版必修1第三节 地球的运动备课课件ppt
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这是一份湘教版湘教版必修1第三节 地球的运动备课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了宇宙中的地球，第一章，第三节地球的运动，课时目标·导航，课堂导学·探究，基础训练·达标，能力提升·巩固，公转轨道，自西向东，日6时9分等内容，欢迎下载使用。
第2课时 地球的公转
1．知道地球公转的方向、轨道、速度变化和周期等基本规律。2．理解黄赤交角的影响；正午太阳高度、昼夜长短变化规律及成因。3．根据有关材料会分析昼夜长短与正午太阳高度的变化规律。
一、地球的公转●基础梳理(1)概念：地球绕太阳运行，其路径叫_________。(2)轨道特点：是一个_____，太阳位于其中一个_____上。(3)方向：_________。(4)周期：为1年，约为_______________。
●合作探究读教材P21图1—14“地球公转轨道示意”，据图探究以下问题：(1)从图中可知，地球的公转方向是呈________方向。(2)图中所示的节气位于近日点附近的是________，位于远日点附近的是________。(3)夏至日时，地球公转的速度______，原因是______。(4)从夏至日(6月22日前后)至冬至日(12月22日前后)，地球在公转轨道上的运行速度如何？________________提示：(1)逆时针 (2)冬至日 夏至日 (3)较慢 此时地球位于公转轨道的远日点附近 (4)自6月22日前后至7月初，公转速度渐慢；自7月初至12月22日前后，公转速度变快。
●归纳提升1．地球公转的方向、周期和速度地球绕太阳运行叫公转，其路径叫公转轨道。地球公转的相关情况见下表：
特别提醒：地球在近日点时“走”得快，远日点时“走”得慢。根据开普勒第三定律(如下图)：日地连线在单位时间内扫过的面积是相等的。近日点附近时，要使面积相等，单位时间内转过的角度要大，弧长要长，即此时公转角速度、线速度较快。远日点时，则公转角速度、线速度较慢。如下图：
2．判读地球公转示意图的方法判读时一般有以下五个步骤：①先确定出地球公转方向，如图1。(可根据地球自转、南北极指向等来确定地球公转方向)②在图中，过球心做地轴的垂线，即赤道，如图2。③做条直线连接左右两个球心，如图3。④如果直线指向北半球(北回归线)，为北半球夏至日，图3中的A；如果直线指向南半球(南回归线)，为北半球冬至日，图3中的C。
⑤再根据二至日的位置和公转方向，确定D为春分日，B为秋分日。
3．近、远日点与冬、夏至日的区别①时间上的区别：近日点为1月初，冬至日为12月22日前后；远日点为7月初，夏至日为6月22日前后。②在公转轨道位置上的区别：近日点的位置较冬至日靠东，远日点位置较夏至日靠东。可用下图形象地表示它们之间的关系。
(2014·重庆质检)我国“嫦娥三号”探测器于北京时间2013年12月2日凌晨1：30分在四川省西昌卫星发射中心发射，并于12月14日21：11软着陆在月球上。一般来说，纬度越低，地球自转线速度越大，越节省火箭燃料。据此并读地球公转速度变化示意图，完成第(1)～(2)题。
(1)“嫦娥三号”发射时，地球公转速度接近图中的( )A．甲点 B．乙点 C．丙点 D．丁点(2)仅从节省燃料角度考虑，我国最佳的航天发射场位于( )A．西昌 B．太原C．海南 D．酒泉
解析：第(1)题，发射时为12月2日，地球公转接近近日点，公转速度较快，应接近丁点。第(2)题，纬度越低，地球自转线速度越大，越节省燃料，四地中海南纬度最低。答案：(1)D (2)C
读“地球公转的二分二至图”，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)有关国庆节地球在公转轨道的位置和地球公转速度的叙述正确的是( )A．地球公转到AB之间，公转速度减慢B．地球公转到BC之间，公转速度逐渐加快C．地球公转到CD之间，公转速度逐渐加快D．地球公转到DA之间，公转速度逐渐加快解析：第(1)题，C位于地球公转图中的西侧，且太阳直射点在北半球，故为夏至。第(2)题，10月1日前后，已过秋分日，故地球公转到DA之间，且公转速度逐渐加快。答案：(1)D (2)D
二、地球公转的地理意义●基础梳理1．太阳直射点的南北移动地球公转过程中，太阳直射点在南、北回归线之间往返运动，如下图所示(在图中填出节气名称)。
3．正午太阳高度的变化(1)太阳高度：太阳相对于_______的高度角。(2)正午太阳高度：当地地方时____时的太阳高度。其分布规律是由直射点向南、北两侧_________。4．昼夜长短的变化除_________昼夜等长外，其他纬度昼夜长短均随时间发生变化。当太阳直射北半球时，北半球昼____夜____，纬度越高，昼越____，夜越____，在北极圈内出现_____现象(南半球相反)。春、秋分：全球昼夜_____。
●合作探究1．读教材P22图1—16“太阳光直射赤道示意”，据图探究以下问题：(1)此日是________日，判断的依据是_____________。(2)此时，赤道上的正午太阳高度是________，北极点上的太阳高度是________；此日，正午太阳高度的分布规律是_________________________________________________。(3)此日北京的昼夜长短状况是__________________。提示：(1)春分(或秋分) 太阳直射赤道(或晨昏线与经线圈重合) (2)90° 0° 从赤道向南北两极递减 (3)昼夜等长(或昼夜平分)
2．读教材P22图1—18“太阳光直射南回归线示意”，据图探究以下问题：(1)此图表示的是________日，判断依据是____________(2)此时，南回归线上的正午太阳高度是________，赤道上的正午太阳高度是________，北极圈上的正午太阳高度是________。(3)此日，北半球的昼夜长短状况是________________。(4)此日，正午太阳高度达最大值的纬度范围是_________ ______________，正午太阳高度达最小值的纬度范围是____________。
提示：(1)冬至 太阳直射23.5°S，南极圈及其以南出现极昼现象 (2)90° 66.5° 0°(3)昼最短，夜最长，纬度越高，昼越短，夜越长，北极圈及其以北出现极夜现象 (4)南回归线及其以南的地区 赤道及其以北的地区
●归纳提升一、黄赤交角和太阳直射点的南北移动1．黄赤交角(1)含义：指地球的赤道面与黄道面之间的夹角，约为23.5°。见下表所示：
(2)影响：由于黄赤交角的存在，地球位于公转轨道的不同位置时，太阳光线直射点的纬度位置不同，从而导致太阳直射点的南北移动、各地正午太阳高度的变化、昼夜长短的变化以及四季的更替、五带的划分等一系列地理现象。(3)规律：a．黄赤交角的大小决定了太阳直射点的范围和五带的范围。b．黄赤交角的度数＝南北回归线的度数＝太阳直射点能到达的最北、最南界线纬度数
c．90°－黄赤交角的度数＝地轴倾角的度数＝极圈的度数d．若黄赤交角的度数发生改变，回归线和极圈的度数也相应发生变化，从而引起太阳直射点移动范围和五带范围的变化。其变化规律如下表所示：
特别提醒：(1)掌握“黄赤交角”的“一轴两面三角度”和“三个基本不变两个变”，即“一轴”指地轴，“两面”指黄道面和赤道面，“三角度”指黄道面和赤道面的夹角为23.5°，地轴与黄道面的夹角为66.5°、地轴与赤道面的夹角为90°。“三个基本不变”是指地球在运动过程中，地轴的空间指向基本不变，始终指向北极星附近；黄赤交角的大小基本不变；地球运动的方向不变，总是自西向东。“两个变”是指地球在公转轨道的不同位置，黄道面与赤道面的交线、地轴与太阳光线的相对位置是变化的。
(2)歌诀记忆黄赤交角对五带及极昼(夜)范围的影响。角大寒热大，角小寒热小。角大极昼(夜)范围大，角小极昼(夜)范围小。不管角变大或变小，两极极昼(夜)天数不动摇。(3)黄赤交角是形成地球上四季变化的根本原因。若黄赤交角等于零，就没有太阳直射点的南北移动，也就没有正午太阳高度和昼夜长短的周年变化，也就不可能形成四季变化。
3．太阳直射点移动规律示意图的妙用①根据日期判定太阳直射点的位置及移动方向。例如，我国国庆节这一天太阳直射的半球及移动方向，在示意图上，找出10月1日对应的点，可知这一天太阳直射南半球，并向南移动。②根据太阳直射点的纬度可以大致估算日期。太阳直射点以一个回归年为周期在南北回归线之间来回移动，故直射点大约每个月移动纬度为8°，每移动1°大约需要4天，每天大约移动0.26°。
特别提醒：赤道、南回归线、北回归线、南极圈、北极圈是地球上的特殊纬线。赤道是最长的纬线，也是地球上昼夜永远等长的地方。南、北回归线，是地球公转过程中，太阳直射点到达的最南端和最北端，它们的纬度分别是23.5°S和23.5°N。南、北极圈，是一年中因为地球公转导致昼夜交替现象消失的最大范围的界线，它们的纬度分别是66.5°S和66.5°N。
(2014·四川3月调研)下图是太阳系某行星的自转方向和公转轨道示意图，该行星自转轴与公转轨道平面的夹角为R°。依据地球运动的相关知识，读图，完成第(1)～(2)题。
(1)该行星的自转方向是( )A．自西向东 B．逆时针C．自东向西 D．顺时针(2)该行星绕太阳公转一周，太阳可直射的纬度范围是( )A．南北纬23°26′之间 B．大于南北纬66°34′C．南北纬R°之间 D．南北纬90°－R°之间
解析：第(1)题，注意图中的“N”，该行星自转方向在北极上空看为逆时针，为自西向东。第(2)题，结合黄赤交角的知识可知，太阳直射的最南、最北的纬度值与自转轴与公转轨道平面的夹角之和为90°，选项D正确。答案：(1)A (2)D
下图中甲、乙分别表示地球公转轨道上两个节气所处时间。读图回答(1)～(2)题。
(1)当地球公转到甲位置时，下列说法正确的是( )A．此时为春分日，太阳直射赤道并向北移动B．此时为秋分日，太阳直射赤道并向南移动C．此时地轴与黄道面的夹角为90°D．此时黄赤交角变为0°(2)地球由甲处公转到乙处的过程中，太阳直射点移动的纬度范围( )A．等于23°26′ B．小于23°26′C．大于23°26′ D．等于46.5°
解析：第(1)题，由图可知，地球公转到乙位置时，北极圈及其以北地区为极夜，为北半球的冬至日；根据地球绕日公转方向可知，当地球公转至甲位置时，北半球为秋分日，太阳直射赤道并向南移动。第(2)题，地球由甲处公转到乙处的过程中，太阳直射点从赤道移至南回归线，移动了23°26′。答案：(1)B (2)A
昼夜交替表现为太阳高度的日变化，在昼半球(即白天)上的各地，太阳高度大于0°，太阳直射点的太阳高度为90°；在晨昏线(即早晨或黄昏)上的各地，太阳高度等于0°；在夜半球(即黑夜)上的各地，太阳高度小于0°。因为地球是球体，太阳高度(h)的分布由直射点的90°向四周减小，在晨昏线上为0°，如下图。
②正午太阳高度：一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度。(如下图所示)
(2)正午太阳高度的变化规律①正午太阳高度的纬度变化
地球上，同一纬线上正午太阳高度相同。太阳直射点所在的纬线上正午太阳高度最大(90°)。正午太阳高度由直射点所在的纬线向南北两侧递减。②正午太阳高度的季节变化
a．北回归线及其以北地区：夏至日达最大值，冬至日最小b．南回归线及其以南地区：冬至日达最大值，夏至日最小c．回归线之间的地区：每年有两次最大值(直射时)(3)正午太阳高度角的计算正午太阳高度(H)的计算公式：H＝90°一两点纬度差“两点”指观测点、太阳直射点。若两点同在北(南)半球，两点纬度差为大数减去小数；若两点分属于南北不同半球，两点纬度差为两点的纬度之和。
(4)正午太阳高度在生活中的常见应用①阳光照射方向、日影长短的问题A．影子出现的方向与太阳所在方向相反；B．太阳高度越大，影子越短；反之，越长。一天中日影的变化规律是日出最长→变短→正午最短→变长→日落最长；C．正午日影的朝向和长短变化，具体如下：a．北回归线以北：北回归线以北太阳终年南射，正午日影始终朝北；纬度越高，日影越长；6月22日达一年中最短，12月22日达一年中最长。
b．南回归线以南：南回归线以南太阳终年北射，正午日影始终朝南；纬度越高，日影越长；12月22日达一年中最短，6月22日达一年中最长。c．南北回归线之间的地区：正午时在南、北回归线内太阳有直射、南射和北射三种情况。正午是否有日影，朝向南、北，日影长短等都要结合具体情况进行分析。d．极点：极昼期，北(南)极点日影始终朝南(北)，且日影无日变化。
②楼房间距问题以北回归线以北地区建房为例，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离L与楼高h的关系如图所示(H为冬至日当地的正午太阳高度)，L应大于h·ctH。
③太阳能热水器的角度问题太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度的季节变化来调整角度，集热板与地面之间的夹角α应等于当天正午太阳高度的余角。如图所示，α＋H＝90°时效果最佳。太阳能热水器的安装倾角＝两点纬度差(即当地纬度和太阳直射点纬度的差值)。
④有前檐的窗户与屋顶之间距离L的设定：L＝前檐长度×tanH。如图所示：
特别提醒：(1)巧记正午太阳高度的分布规律①正午太阳高度的纬度分布规律 某日太阳直射某纬线，则该纬线的正午太阳高度为90°，离该纬线越远，正午太阳高度越小。②正午太阳高度的季节变化规律——来增去减：任一地点，一年中离太阳直射点所在纬线最近时，正午太阳高度达最大值，反之达最小值；太阳直射点向所在纬线移来，该地正午太阳高度增大，反之减小。
(2)夏至日这一天，是否是整个北半球正午太阳高度角最大的一天？不是。赤道和北回归线之间的地区有直射现象，直射时正午太阳高度最大，而并非夏至日直射北回归线时才达到最大。(3)夏至日正午太阳高度从北回归线向南北两极递减，这样说对吗？不对。应该是“夏至日正午太阳高度从北回归线向南北两侧递减”。
(2014·课标Ⅰ)太阳能光热电站(下图)通过数以十万计的反光板聚焦太阳能，给高塔顶端的锅炉加热，产生蒸汽，驱动发电机发电。据此完成(1)～(3)题。
(1)我国下列地区中，资源条件最适宜建太阳能光热电站的是( )A．柴达木盆地 B．黄土高原C．山东半岛 D．东南丘陵(2)太阳能光热电站可能会 ( )A．提升地表温度 B．干扰飞机电子导航C．误伤途经飞鸟 D．提高作物产量
(3)若在北回归线上建一太阳能光热电站，其高塔正午影长与塔高的比值为P，则( )A．春、秋分日P＝0B．夏至日P＝1C．全年P<1 D．冬至日P>1解析：第(1)题，柴达木盆地位于青藏高原，地势高、空气稀薄，光照强烈，太阳能资源丰富，故从资源条件看最适宜建太阳能光热电站。第(2)题，依题意，太阳能光热电站由众多反光板、高塔等构成，而众多反光板聚焦太阳能给锅炉加热产生蒸汽，有可能对途经此处的飞鸟造成伤害，故C正确。
反光板可使到达地面的太阳辐射减少，则会降低地表温度，从而降低作物产量，故A、D两项错误；飞机飞行高度一般远高于高塔高度，故该电站的建设不会干扰飞机电子导航，故B不正确。第(3)题，在北回归线上建太阳能光热电站，夏至日时太阳光线直射北回归线，正午电站高塔影长为0，比值P亦为0；正午影长与塔高的比值P为1时，影长与塔高等长，此时北回归线正午太阳高度为45°，太阳光线直射21°34′S；冬至日时太阳光线直射南回归线，此时电站塔正午太阳高度小于45°，影长大于塔高，故比值P>1。答案：(1)A (2)C (3)D
某地有一幢楼，我国冬至日时正午影长与楼房高度相同。据此回答(1)～(2)题。(1)该地正午太阳高度是( )A．23.5°B．66.5°C．90° D．45°(2)该地的纬度是( )①23.5°N ②21.5°N ③25°N ④68.5°SA．①②B．②③C．③④D．②④
解析：第(1)题，要借用数学三角函数公式求正午太阳高度。从图中可以看出如果楼高h与影长s相等，tanα＝h/s＝1，α＝45°，即太阳高度等于45°。第(2)题，要结合计算某地正午太阳高度公式绘出示意图。
计算某地正午太阳高度公式H＝90°一纬度差。冬至日南回归线上正午太阳高度是90°，21.5°N与南回归线之间纬度差是45°；因此21.5°N正午太阳高度是45°；同理，68.5°S与南回归线之间的纬度差是45°，故68.5°S正午太阳高度也是45°。答案：(1)D (2)D
四、昼夜长短的变化及四季更替1．昼夜长短的变化(1)纬度变化①北半球夏半年(春分日至秋分日)：北半球昼长夜短，纬度越高，昼越长，夜越短，北极圈内出现极昼现象；南半球昼短夜长，纬度越高，昼越短，夜越长，南极圈内出现极夜现象。②北半球冬半年(秋分日至次年的春分日)：与夏半年情况相反。
(2)季节变化①夏至日：北半球各地昼长达一年中最大值，极昼范围达最大；南半球相反。②冬至日：北半球各地夜长达一年中最大值，极夜范围达最大；南半球相反。
③二分日：全球昼夜相等。具体情况如图所示：
(3)关于昼夜长短的几点特殊规律①昼夜长短与日出日落时刻白昼长度是指日出日落这一段时间，日出日落时刻关于正午对称(以地方时为标准)，如右图所示。②在同一天中，θ°N的昼弧等于θ°S的夜弧，θ°N的夜弧等于θ°S的昼弧。如右图所示：
③关于夏至日、冬至日对称的两个日期，其昼长、夜长、日出时间、日落时间相等。因为关于夏至日或冬至日对称的两个日期，其太阳直射点在同一条纬线上。如下图所示：(a与b这两个时期关于夏至日对称，c与d这两个时期关于冬至日对称。)
④关于春分日、秋分日对称的A、B两天，A昼长等于B夜长，A夜长等于B昼长。因为关于春分日或秋分日对称的两个日期，其太阳直射点所在纬线关于赤道对称。如下图所示：(a与b这两个日期关于秋分日对称，c与d这两个日期关于春分日对称。)
特别提醒：(1)全球昼夜长短的变化，可借助下图进行直观形象地记忆：
(2)日照图上昼长(夜长)的计算方法①判定晨线和昏线。②确定已知经线的地方时，以下地方时确定一个即可：找到直射点，确定节气和直射经线的地方时(12时)；晨线与赤道交点所在经线地方时为6时；昏线与赤道交点所在经线地方时为18时；昼半球中央经线为12时；夜半球中央经线为0时。根据上述已知经线地方时，根据经度差，确定光照图上要求点的地方时。
③计算昼长或夜长。赤道上各点昼夜相等，即昼长、夜长都是12小时；晨线上的点代表日出，可计算所在点的地方时，即日出时间，利用公式：昼长＝(12－日出时间)×2；昏线上的点表示日落，计算该点的地方时，运用公式：夜长＝(24－日落时间)×2。如果不在晨昏线上，根据同一条纬线上昼长相等，计算该纬线与晨昏线交点的昼长或夜长时间即可。
下图为“某半年四个不同纬度地区日出时间变化图”。读图回答(1)～(2)题。
(1)若图中①地位于北半球，则甲点对应的节气为( )A．春分B．夏至C．秋分 D．冬至(2)图中( )A．①②③三地都位于北半球B．②地四季变化最明显C．③地最短昼长约为10小时D．④地昼夜长短变化幅度最太
解析：第(1)题，①地位于北半球，f月昼长达到最短，故该地应处于冬至，故甲点对应的节气为秋分。第(2)题，甲节气过后，①地日出时间晚于6时，②③④三地日出时间早于6时，因此①地与②③④三地分属于不同的半球；②地最早日出时间约为5：30，最大昼长约为13小时，应位于热带，四季变化不明显；③地最长昼长约为15小时，故最短昼长约为9小时；④地纬度最高，昼夜长短变化幅度最大。答案：(1)C (2)D
(2015山西太原3月)山西太原某中学从2014年10月11日起使用冬季作息时间表，并计划待到昼长恢复到与此日等长时再重新使用原作息时间表。回答(1)～(2)题。(1)按该计划重新使用原作息时间的日期应在2015年( )A．2月25日前后B．3月4日前后C．3月20日前后 D．4月5日前后(2)两次作息时间调整的日期，出现的地理现象相同的是( )A．太阳直射点的移动方向B．地球公转速度 C．气温高低 D．正午太阳高度角
解析：第(1)题，昼长与2014年10月11日等长的日期，应该是太阳直射与该日相同的纬度时。其日期相对于太阳直射赤道的时间9月23日相差18天左右，第二年太阳距离直射赤道的日期3月21日相差18天左右的时间在3月4日前后。第(2)题，两次作息时间调整的日期时，太阳直射的纬度相同，该地正午太阳高度相同。太阳移动的方向正好相反，地球的公转速度相对于1月初时间对称，10月11日速度较慢；气温相对来说10月份温度较高。答案：(1)B (2)D
一、单项选择题(2014·海南)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，Q为地理纬度，永远取正值。下图示意某地北京时间18时的太阳位置。据此完成1～2题。
1．该地的经度为( )A．30°E B．30°WC．60°E D．60°W2．该地的纬度可能为( )A．10°N B．10°SC．50°N D．50°S
解析：第1题，从图上可以看出，太阳位于正南方，说明图示时刻正值正午，该地地方时为12时，此时北京时间为18时，根据地方时可以计算出该地经度为30°E。第2题，由上题分析可知，此时正值正午，故该地当日的正午太阳高度为45°，根据正午太阳高度计算公式可知，当地纬度与太阳直射点纬度之差为45°。太阳直射点纬度范围为23°26′S～23°26′N，因此当地地理纬度范围为21°34′～68°26′，由于图示正午太阳位于正南方，故该地的纬度可能为50°N。答案：1.A 2.C
(2014·济南二模)读“某地一年内某时段正午太阳高度变化图(其中A对应的日期为6月22日)”，回答3～4题。
3．该地的纬度可能是( )A．0° B．10°NC．10°S D．23°26′N解析：该地有两次太阳直射现象，且正午太阳高度变化曲线波谷A和波谷C不对称，故该地的纬度应位于0°－23°26′。又较大波谷值出现时为太阳直射23°26′N的6月22日，故该地位于0°－23°26′N。答案：B
4．在AB区间内( )A．该地一直昼长夜短B．地球的公转速度一直在变快C．太阳直射点在南半球D．太阳直射点正在向北移动解析：在AB区间内太阳直射点从23°26′N南移至该地，北半球一直是昼长夜短，且太阳直射点在北半球；6.22日至7月初公转速度变慢，7月初至1月初公转速度变快。答案：A
(2013·福建)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。
5．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6．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．①③ B．①④ C．②③ D．②④
解析：第5题，室内正午太阳光照面积达一年最大值，可知此时为北半球冬至日，太阳直射23°26′S，故D正确。第6题，济南地理纬度比福建高，北半球夏季正午太阳高度角济南比福建小，济南夏季室内光照面积大，应加长遮阳板，降低安装高度，才能有效的起到遮阳作用。答案：5.D 6.A
二、综合题7．读下图，回答以下问题。
(1)将左图中的A、B、C、D标在右图适当的位置，并标出二至日。(2)在右图中画出地球自转和公转的方向。(3)地球公转运行到图中________点时，接近远日点位置，其公转速度较慢。(4)A→B期间太阳直射点在________半球，并且逐渐向________移动，此期间北京的白昼在不断变______。
第2课时 地球的公转
1．知道地球公转的方向、轨道、速度变化和周期等基本规律。2．理解黄赤交角的影响；正午太阳高度、昼夜长短变化规律及成因。3．根据有关材料会分析昼夜长短与正午太阳高度的变化规律。
一、地球的公转●基础梳理(1)概念：地球绕太阳运行，其路径叫_________。(2)轨道特点：是一个_____，太阳位于其中一个_____上。(3)方向：_________。(4)周期：为1年，约为_______________。
●合作探究读教材P21图1—14“地球公转轨道示意”，据图探究以下问题：(1)从图中可知，地球的公转方向是呈________方向。(2)图中所示的节气位于近日点附近的是________，位于远日点附近的是________。(3)夏至日时，地球公转的速度______，原因是______。(4)从夏至日(6月22日前后)至冬至日(12月22日前后)，地球在公转轨道上的运行速度如何？________________提示：(1)逆时针 (2)冬至日 夏至日 (3)较慢 此时地球位于公转轨道的远日点附近 (4)自6月22日前后至7月初，公转速度渐慢；自7月初至12月22日前后，公转速度变快。
●归纳提升1．地球公转的方向、周期和速度地球绕太阳运行叫公转，其路径叫公转轨道。地球公转的相关情况见下表：
特别提醒：地球在近日点时“走”得快，远日点时“走”得慢。根据开普勒第三定律(如下图)：日地连线在单位时间内扫过的面积是相等的。近日点附近时，要使面积相等，单位时间内转过的角度要大，弧长要长，即此时公转角速度、线速度较快。远日点时，则公转角速度、线速度较慢。如下图：
2．判读地球公转示意图的方法判读时一般有以下五个步骤：①先确定出地球公转方向，如图1。(可根据地球自转、南北极指向等来确定地球公转方向)②在图中，过球心做地轴的垂线，即赤道，如图2。③做条直线连接左右两个球心，如图3。④如果直线指向北半球(北回归线)，为北半球夏至日，图3中的A；如果直线指向南半球(南回归线)，为北半球冬至日，图3中的C。
⑤再根据二至日的位置和公转方向，确定D为春分日，B为秋分日。
3．近、远日点与冬、夏至日的区别①时间上的区别：近日点为1月初，冬至日为12月22日前后；远日点为7月初，夏至日为6月22日前后。②在公转轨道位置上的区别：近日点的位置较冬至日靠东，远日点位置较夏至日靠东。可用下图形象地表示它们之间的关系。
(2014·重庆质检)我国“嫦娥三号”探测器于北京时间2013年12月2日凌晨1：30分在四川省西昌卫星发射中心发射，并于12月14日21：11软着陆在月球上。一般来说，纬度越低，地球自转线速度越大，越节省火箭燃料。据此并读地球公转速度变化示意图，完成第(1)～(2)题。
(1)“嫦娥三号”发射时，地球公转速度接近图中的( )A．甲点 B．乙点 C．丙点 D．丁点(2)仅从节省燃料角度考虑，我国最佳的航天发射场位于( )A．西昌 B．太原C．海南 D．酒泉
解析：第(1)题，发射时为12月2日，地球公转接近近日点，公转速度较快，应接近丁点。第(2)题，纬度越低，地球自转线速度越大，越节省燃料，四地中海南纬度最低。答案：(1)D (2)C
读“地球公转的二分二至图”，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)有关国庆节地球在公转轨道的位置和地球公转速度的叙述正确的是( )A．地球公转到AB之间，公转速度减慢B．地球公转到BC之间，公转速度逐渐加快C．地球公转到CD之间，公转速度逐渐加快D．地球公转到DA之间，公转速度逐渐加快解析：第(1)题，C位于地球公转图中的西侧，且太阳直射点在北半球，故为夏至。第(2)题，10月1日前后，已过秋分日，故地球公转到DA之间，且公转速度逐渐加快。答案：(1)D (2)D
二、地球公转的地理意义●基础梳理1．太阳直射点的南北移动地球公转过程中，太阳直射点在南、北回归线之间往返运动，如下图所示(在图中填出节气名称)。
3．正午太阳高度的变化(1)太阳高度：太阳相对于_______的高度角。(2)正午太阳高度：当地地方时____时的太阳高度。其分布规律是由直射点向南、北两侧_________。4．昼夜长短的变化除_________昼夜等长外，其他纬度昼夜长短均随时间发生变化。当太阳直射北半球时，北半球昼____夜____，纬度越高，昼越____，夜越____，在北极圈内出现_____现象(南半球相反)。春、秋分：全球昼夜_____。
●合作探究1．读教材P22图1—16“太阳光直射赤道示意”，据图探究以下问题：(1)此日是________日，判断的依据是_____________。(2)此时，赤道上的正午太阳高度是________，北极点上的太阳高度是________；此日，正午太阳高度的分布规律是_________________________________________________。(3)此日北京的昼夜长短状况是__________________。提示：(1)春分(或秋分) 太阳直射赤道(或晨昏线与经线圈重合) (2)90° 0° 从赤道向南北两极递减 (3)昼夜等长(或昼夜平分)
2．读教材P22图1—18“太阳光直射南回归线示意”，据图探究以下问题：(1)此图表示的是________日，判断依据是____________(2)此时，南回归线上的正午太阳高度是________，赤道上的正午太阳高度是________，北极圈上的正午太阳高度是________。(3)此日，北半球的昼夜长短状况是________________。(4)此日，正午太阳高度达最大值的纬度范围是_________ ______________，正午太阳高度达最小值的纬度范围是____________。
提示：(1)冬至 太阳直射23.5°S，南极圈及其以南出现极昼现象 (2)90° 66.5° 0°(3)昼最短，夜最长，纬度越高，昼越短，夜越长，北极圈及其以北出现极夜现象 (4)南回归线及其以南的地区 赤道及其以北的地区
●归纳提升一、黄赤交角和太阳直射点的南北移动1．黄赤交角(1)含义：指地球的赤道面与黄道面之间的夹角，约为23.5°。见下表所示：
(2)影响：由于黄赤交角的存在，地球位于公转轨道的不同位置时，太阳光线直射点的纬度位置不同，从而导致太阳直射点的南北移动、各地正午太阳高度的变化、昼夜长短的变化以及四季的更替、五带的划分等一系列地理现象。(3)规律：a．黄赤交角的大小决定了太阳直射点的范围和五带的范围。b．黄赤交角的度数＝南北回归线的度数＝太阳直射点能到达的最北、最南界线纬度数
c．90°－黄赤交角的度数＝地轴倾角的度数＝极圈的度数d．若黄赤交角的度数发生改变，回归线和极圈的度数也相应发生变化，从而引起太阳直射点移动范围和五带范围的变化。其变化规律如下表所示：
特别提醒：(1)掌握“黄赤交角”的“一轴两面三角度”和“三个基本不变两个变”，即“一轴”指地轴，“两面”指黄道面和赤道面，“三角度”指黄道面和赤道面的夹角为23.5°，地轴与黄道面的夹角为66.5°、地轴与赤道面的夹角为90°。“三个基本不变”是指地球在运动过程中，地轴的空间指向基本不变，始终指向北极星附近；黄赤交角的大小基本不变；地球运动的方向不变，总是自西向东。“两个变”是指地球在公转轨道的不同位置，黄道面与赤道面的交线、地轴与太阳光线的相对位置是变化的。
(2)歌诀记忆黄赤交角对五带及极昼(夜)范围的影响。角大寒热大，角小寒热小。角大极昼(夜)范围大，角小极昼(夜)范围小。不管角变大或变小，两极极昼(夜)天数不动摇。(3)黄赤交角是形成地球上四季变化的根本原因。若黄赤交角等于零，就没有太阳直射点的南北移动，也就没有正午太阳高度和昼夜长短的周年变化，也就不可能形成四季变化。
3．太阳直射点移动规律示意图的妙用①根据日期判定太阳直射点的位置及移动方向。例如，我国国庆节这一天太阳直射的半球及移动方向，在示意图上，找出10月1日对应的点，可知这一天太阳直射南半球，并向南移动。②根据太阳直射点的纬度可以大致估算日期。太阳直射点以一个回归年为周期在南北回归线之间来回移动，故直射点大约每个月移动纬度为8°，每移动1°大约需要4天，每天大约移动0.26°。
特别提醒：赤道、南回归线、北回归线、南极圈、北极圈是地球上的特殊纬线。赤道是最长的纬线，也是地球上昼夜永远等长的地方。南、北回归线，是地球公转过程中，太阳直射点到达的最南端和最北端，它们的纬度分别是23.5°S和23.5°N。南、北极圈，是一年中因为地球公转导致昼夜交替现象消失的最大范围的界线，它们的纬度分别是66.5°S和66.5°N。
(2014·四川3月调研)下图是太阳系某行星的自转方向和公转轨道示意图，该行星自转轴与公转轨道平面的夹角为R°。依据地球运动的相关知识，读图，完成第(1)～(2)题。
(1)该行星的自转方向是( )A．自西向东 B．逆时针C．自东向西 D．顺时针(2)该行星绕太阳公转一周，太阳可直射的纬度范围是( )A．南北纬23°26′之间 B．大于南北纬66°34′C．南北纬R°之间 D．南北纬90°－R°之间
解析：第(1)题，注意图中的“N”，该行星自转方向在北极上空看为逆时针，为自西向东。第(2)题，结合黄赤交角的知识可知，太阳直射的最南、最北的纬度值与自转轴与公转轨道平面的夹角之和为90°，选项D正确。答案：(1)A (2)D
下图中甲、乙分别表示地球公转轨道上两个节气所处时间。读图回答(1)～(2)题。
(1)当地球公转到甲位置时，下列说法正确的是( )A．此时为春分日，太阳直射赤道并向北移动B．此时为秋分日，太阳直射赤道并向南移动C．此时地轴与黄道面的夹角为90°D．此时黄赤交角变为0°(2)地球由甲处公转到乙处的过程中，太阳直射点移动的纬度范围( )A．等于23°26′ B．小于23°26′C．大于23°26′ D．等于46.5°
解析：第(1)题，由图可知，地球公转到乙位置时，北极圈及其以北地区为极夜，为北半球的冬至日；根据地球绕日公转方向可知，当地球公转至甲位置时，北半球为秋分日，太阳直射赤道并向南移动。第(2)题，地球由甲处公转到乙处的过程中，太阳直射点从赤道移至南回归线，移动了23°26′。答案：(1)B (2)A
昼夜交替表现为太阳高度的日变化，在昼半球(即白天)上的各地，太阳高度大于0°，太阳直射点的太阳高度为90°；在晨昏线(即早晨或黄昏)上的各地，太阳高度等于0°；在夜半球(即黑夜)上的各地，太阳高度小于0°。因为地球是球体，太阳高度(h)的分布由直射点的90°向四周减小，在晨昏线上为0°，如下图。
②正午太阳高度：一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度。(如下图所示)
(2)正午太阳高度的变化规律①正午太阳高度的纬度变化
地球上，同一纬线上正午太阳高度相同。太阳直射点所在的纬线上正午太阳高度最大(90°)。正午太阳高度由直射点所在的纬线向南北两侧递减。②正午太阳高度的季节变化
a．北回归线及其以北地区：夏至日达最大值，冬至日最小b．南回归线及其以南地区：冬至日达最大值，夏至日最小c．回归线之间的地区：每年有两次最大值(直射时)(3)正午太阳高度角的计算正午太阳高度(H)的计算公式：H＝90°一两点纬度差“两点”指观测点、太阳直射点。若两点同在北(南)半球，两点纬度差为大数减去小数；若两点分属于南北不同半球，两点纬度差为两点的纬度之和。
(4)正午太阳高度在生活中的常见应用①阳光照射方向、日影长短的问题A．影子出现的方向与太阳所在方向相反；B．太阳高度越大，影子越短；反之，越长。一天中日影的变化规律是日出最长→变短→正午最短→变长→日落最长；C．正午日影的朝向和长短变化，具体如下：a．北回归线以北：北回归线以北太阳终年南射，正午日影始终朝北；纬度越高，日影越长；6月22日达一年中最短，12月22日达一年中最长。
b．南回归线以南：南回归线以南太阳终年北射，正午日影始终朝南；纬度越高，日影越长；12月22日达一年中最短，6月22日达一年中最长。c．南北回归线之间的地区：正午时在南、北回归线内太阳有直射、南射和北射三种情况。正午是否有日影，朝向南、北，日影长短等都要结合具体情况进行分析。d．极点：极昼期，北(南)极点日影始终朝南(北)，且日影无日变化。
②楼房间距问题以北回归线以北地区建房为例，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离L与楼高h的关系如图所示(H为冬至日当地的正午太阳高度)，L应大于h·ctH。
③太阳能热水器的角度问题太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度的季节变化来调整角度，集热板与地面之间的夹角α应等于当天正午太阳高度的余角。如图所示，α＋H＝90°时效果最佳。太阳能热水器的安装倾角＝两点纬度差(即当地纬度和太阳直射点纬度的差值)。
④有前檐的窗户与屋顶之间距离L的设定：L＝前檐长度×tanH。如图所示：
特别提醒：(1)巧记正午太阳高度的分布规律①正午太阳高度的纬度分布规律 某日太阳直射某纬线，则该纬线的正午太阳高度为90°，离该纬线越远，正午太阳高度越小。②正午太阳高度的季节变化规律——来增去减：任一地点，一年中离太阳直射点所在纬线最近时，正午太阳高度达最大值，反之达最小值；太阳直射点向所在纬线移来，该地正午太阳高度增大，反之减小。
(2)夏至日这一天，是否是整个北半球正午太阳高度角最大的一天？不是。赤道和北回归线之间的地区有直射现象，直射时正午太阳高度最大，而并非夏至日直射北回归线时才达到最大。(3)夏至日正午太阳高度从北回归线向南北两极递减，这样说对吗？不对。应该是“夏至日正午太阳高度从北回归线向南北两侧递减”。
(2014·课标Ⅰ)太阳能光热电站(下图)通过数以十万计的反光板聚焦太阳能，给高塔顶端的锅炉加热，产生蒸汽，驱动发电机发电。据此完成(1)～(3)题。
(1)我国下列地区中，资源条件最适宜建太阳能光热电站的是( )A．柴达木盆地 B．黄土高原C．山东半岛 D．东南丘陵(2)太阳能光热电站可能会 ( )A．提升地表温度 B．干扰飞机电子导航C．误伤途经飞鸟 D．提高作物产量
(3)若在北回归线上建一太阳能光热电站，其高塔正午影长与塔高的比值为P，则( )A．春、秋分日P＝0B．夏至日P＝1C．全年P<1 D．冬至日P>1解析：第(1)题，柴达木盆地位于青藏高原，地势高、空气稀薄，光照强烈，太阳能资源丰富，故从资源条件看最适宜建太阳能光热电站。第(2)题，依题意，太阳能光热电站由众多反光板、高塔等构成，而众多反光板聚焦太阳能给锅炉加热产生蒸汽，有可能对途经此处的飞鸟造成伤害，故C正确。
反光板可使到达地面的太阳辐射减少，则会降低地表温度，从而降低作物产量，故A、D两项错误；飞机飞行高度一般远高于高塔高度，故该电站的建设不会干扰飞机电子导航，故B不正确。第(3)题，在北回归线上建太阳能光热电站，夏至日时太阳光线直射北回归线，正午电站高塔影长为0，比值P亦为0；正午影长与塔高的比值P为1时，影长与塔高等长，此时北回归线正午太阳高度为45°，太阳光线直射21°34′S；冬至日时太阳光线直射南回归线，此时电站塔正午太阳高度小于45°，影长大于塔高，故比值P>1。答案：(1)A (2)C (3)D
某地有一幢楼，我国冬至日时正午影长与楼房高度相同。据此回答(1)～(2)题。(1)该地正午太阳高度是( )A．23.5°B．66.5°C．90° D．45°(2)该地的纬度是( )①23.5°N ②21.5°N ③25°N ④68.5°SA．①②B．②③C．③④D．②④
解析：第(1)题，要借用数学三角函数公式求正午太阳高度。从图中可以看出如果楼高h与影长s相等，tanα＝h/s＝1，α＝45°，即太阳高度等于45°。第(2)题，要结合计算某地正午太阳高度公式绘出示意图。
计算某地正午太阳高度公式H＝90°一纬度差。冬至日南回归线上正午太阳高度是90°，21.5°N与南回归线之间纬度差是45°；因此21.5°N正午太阳高度是45°；同理，68.5°S与南回归线之间的纬度差是45°，故68.5°S正午太阳高度也是45°。答案：(1)D (2)D
四、昼夜长短的变化及四季更替1．昼夜长短的变化(1)纬度变化①北半球夏半年(春分日至秋分日)：北半球昼长夜短，纬度越高，昼越长，夜越短，北极圈内出现极昼现象；南半球昼短夜长，纬度越高，昼越短，夜越长，南极圈内出现极夜现象。②北半球冬半年(秋分日至次年的春分日)：与夏半年情况相反。
(2)季节变化①夏至日：北半球各地昼长达一年中最大值，极昼范围达最大；南半球相反。②冬至日：北半球各地夜长达一年中最大值，极夜范围达最大；南半球相反。
③二分日：全球昼夜相等。具体情况如图所示：
(3)关于昼夜长短的几点特殊规律①昼夜长短与日出日落时刻白昼长度是指日出日落这一段时间，日出日落时刻关于正午对称(以地方时为标准)，如右图所示。②在同一天中，θ°N的昼弧等于θ°S的夜弧，θ°N的夜弧等于θ°S的昼弧。如右图所示：
③关于夏至日、冬至日对称的两个日期，其昼长、夜长、日出时间、日落时间相等。因为关于夏至日或冬至日对称的两个日期，其太阳直射点在同一条纬线上。如下图所示：(a与b这两个时期关于夏至日对称，c与d这两个时期关于冬至日对称。)
④关于春分日、秋分日对称的A、B两天，A昼长等于B夜长，A夜长等于B昼长。因为关于春分日或秋分日对称的两个日期，其太阳直射点所在纬线关于赤道对称。如下图所示：(a与b这两个日期关于秋分日对称，c与d这两个日期关于春分日对称。)
特别提醒：(1)全球昼夜长短的变化，可借助下图进行直观形象地记忆：
(2)日照图上昼长(夜长)的计算方法①判定晨线和昏线。②确定已知经线的地方时，以下地方时确定一个即可：找到直射点，确定节气和直射经线的地方时(12时)；晨线与赤道交点所在经线地方时为6时；昏线与赤道交点所在经线地方时为18时；昼半球中央经线为12时；夜半球中央经线为0时。根据上述已知经线地方时，根据经度差，确定光照图上要求点的地方时。
③计算昼长或夜长。赤道上各点昼夜相等，即昼长、夜长都是12小时；晨线上的点代表日出，可计算所在点的地方时，即日出时间，利用公式：昼长＝(12－日出时间)×2；昏线上的点表示日落，计算该点的地方时，运用公式：夜长＝(24－日落时间)×2。如果不在晨昏线上，根据同一条纬线上昼长相等，计算该纬线与晨昏线交点的昼长或夜长时间即可。
下图为“某半年四个不同纬度地区日出时间变化图”。读图回答(1)～(2)题。
(1)若图中①地位于北半球，则甲点对应的节气为( )A．春分B．夏至C．秋分 D．冬至(2)图中( )A．①②③三地都位于北半球B．②地四季变化最明显C．③地最短昼长约为10小时D．④地昼夜长短变化幅度最太
解析：第(1)题，①地位于北半球，f月昼长达到最短，故该地应处于冬至，故甲点对应的节气为秋分。第(2)题，甲节气过后，①地日出时间晚于6时，②③④三地日出时间早于6时，因此①地与②③④三地分属于不同的半球；②地最早日出时间约为5：30，最大昼长约为13小时，应位于热带，四季变化不明显；③地最长昼长约为15小时，故最短昼长约为9小时；④地纬度最高，昼夜长短变化幅度最大。答案：(1)C (2)D
(2015山西太原3月)山西太原某中学从2014年10月11日起使用冬季作息时间表，并计划待到昼长恢复到与此日等长时再重新使用原作息时间表。回答(1)～(2)题。(1)按该计划重新使用原作息时间的日期应在2015年( )A．2月25日前后B．3月4日前后C．3月20日前后 D．4月5日前后(2)两次作息时间调整的日期，出现的地理现象相同的是( )A．太阳直射点的移动方向B．地球公转速度 C．气温高低 D．正午太阳高度角
解析：第(1)题，昼长与2014年10月11日等长的日期，应该是太阳直射与该日相同的纬度时。其日期相对于太阳直射赤道的时间9月23日相差18天左右，第二年太阳距离直射赤道的日期3月21日相差18天左右的时间在3月4日前后。第(2)题，两次作息时间调整的日期时，太阳直射的纬度相同，该地正午太阳高度相同。太阳移动的方向正好相反，地球的公转速度相对于1月初时间对称，10月11日速度较慢；气温相对来说10月份温度较高。答案：(1)B (2)D
一、单项选择题(2014·海南)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，Q为地理纬度，永远取正值。下图示意某地北京时间18时的太阳位置。据此完成1～2题。
1．该地的经度为( )A．30°E B．30°WC．60°E D．60°W2．该地的纬度可能为( )A．10°N B．10°SC．50°N D．50°S
解析：第1题，从图上可以看出，太阳位于正南方，说明图示时刻正值正午，该地地方时为12时，此时北京时间为18时，根据地方时可以计算出该地经度为30°E。第2题，由上题分析可知，此时正值正午，故该地当日的正午太阳高度为45°，根据正午太阳高度计算公式可知，当地纬度与太阳直射点纬度之差为45°。太阳直射点纬度范围为23°26′S～23°26′N，因此当地地理纬度范围为21°34′～68°26′，由于图示正午太阳位于正南方，故该地的纬度可能为50°N。答案：1.A 2.C
(2014·济南二模)读“某地一年内某时段正午太阳高度变化图(其中A对应的日期为6月22日)”，回答3～4题。
3．该地的纬度可能是( )A．0° B．10°NC．10°S D．23°26′N解析：该地有两次太阳直射现象，且正午太阳高度变化曲线波谷A和波谷C不对称，故该地的纬度应位于0°－23°26′。又较大波谷值出现时为太阳直射23°26′N的6月22日，故该地位于0°－23°26′N。答案：B
4．在AB区间内( )A．该地一直昼长夜短B．地球的公转速度一直在变快C．太阳直射点在南半球D．太阳直射点正在向北移动解析：在AB区间内太阳直射点从23°26′N南移至该地，北半球一直是昼长夜短，且太阳直射点在北半球；6.22日至7月初公转速度变慢，7月初至1月初公转速度变快。答案：A
(2013·福建)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。
5．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6．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．①③ B．①④ C．②③ D．②④
解析：第5题，室内正午太阳光照面积达一年最大值，可知此时为北半球冬至日，太阳直射23°26′S，故D正确。第6题，济南地理纬度比福建高，北半球夏季正午太阳高度角济南比福建小，济南夏季室内光照面积大，应加长遮阳板，降低安装高度，才能有效的起到遮阳作用。答案：5.D 6.A
二、综合题7．读下图，回答以下问题。
(1)将左图中的A、B、C、D标在右图适当的位置，并标出二至日。(2)在右图中画出地球自转和公转的方向。(3)地球公转运行到图中________点时，接近远日点位置，其公转速度较慢。(4)A→B期间太阳直射点在________半球，并且逐渐向________移动，此期间北京的白昼在不断变______。
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