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第4讲地球公转及其地理意义1.地球公转的基本特征。2.昼夜长短的变化规律及计算。3.正午太阳高度的计算和应用。一、地球的公转1.公转特征(1)方向:。(在上图中用箭头标出)(2)周期:恒星年,。(3)速度公转位置时间公转速度A点近日点1月初最B点远日点7月初最2.黄赤交角及其影响(1)黄赤交角(2)影响:引起太阳直射点在之间往返运动。(1)地轴总是与赤道平面垂直,地轴与黄道平面的夹角为6634,与黄赤交角二者互余。(2)南北回归线的度数=黄赤交角的度数;南北极圈度数=90-黄赤交角度数。(3)春、秋分日太阳直射赤道,但春分日后太阳直射点北移,秋分日后大阳直射点南移。(4)南、北回归线太阳每年各直射一次,回归线之间的地点,太阳每年都直射两次。二、地球公转的地理意义1.昼夜长短的变化时间太阳直射点的位置变化特点特殊节气图示北半球夏半年(春分日至秋分日)北半球北半球各纬度昼长夜短,纬度越高,夜越短北半球夏至日,北半球各地昼长达一年中,北极圈及其以内出现现象时间太阳直射点的位置变化特点特殊节气图示北半球冬半年(秋分日至次年春分日)南半球北半球各纬度,纬度越高,昼越短,夜越长北半球冬至日,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续表(1)太阳直射某地,该地不一定昼最长夜最短。北半球各地夏至日这一天昼最长,南半球各地冬至日这一天昼最长。(2)昼变长夜变短不等于昼长夜短,如北半球昼变长说明太阳直射点向北移动,但其可能直射南半球,此时北半球昼短夜长;也可能直射北半球,此时北半球昼长夜短。昼变短夜变长与昼短夜长亦是同样道理。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)季节变化北半球夏至日一年中最大值及其以北地区一年中最小值南半球各纬度北半球冬至日一年中最大值及其以南地区一年中最小值北半球各纬度春、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:和的时空变化导致太阳辐射的时空变化。(2)四季的划分a.天文四季:把一年中白昼最长,太阳最高的季节定为夏季。b.北温带国家的四季:3、4、5月为春季,依次每3个月为一个季节。(3)五带的划分【答案】自西向东365日6时9分10秒快慢黄道南北回归线昼越长最大值极昼昼短夜长最小值极昼昼夜等长太阳直射点北回归线南回归线赤道昼夜长短正午太阳高度直射南寒带北京时间2013年6月11日17时38分,“神舟十号”载人飞船在酒泉(39.7N,98.5E)卫星发射中心发射升空。“神舟十号”飞船在轨飞行15天后返回,这是我国开展载人天地往返运输系统的首次应用性飞行。据此回答13题。1.“神舟十号”载人飞船发射升空时,美国东部时间(西五区)为()。A.11日22时38分B.11日12时38分C.11日4时38分D.12日6时38分2.“神舟十号”载人飞船发射升空时,地球在其公转轨道上的位置大致位于图中的()。A.处B.处C.处D.处3.“神舟十号”载人飞船从发射升空到返回地面期间,江苏淮安(33.6N,119.0E)()。A.白昼渐短,黑夜渐长B.自转线速度逐渐减小C.正午太阳高度始终比酒泉大D.日出时刻一天比一天延迟【解析】第1题,根据两地相差13个时区可知,北京时间较美国东部时间早13小时,计算出美国东部时间为6月11日4时38分。第2题,据图中地球昼夜状态和地球公转方向判断出接近夏至日,为夏至日后,接近冬至日,为冬至日后。6月11日,地球公转至附近。第3题,“神舟十号”运行期间,淮安白昼先变长、后变短;自转线速度不变;日出时刻先变早,后变迟;由于淮安纬度低于酒泉,其正午太阳高度始终比酒泉大。【答案】1.C2.A3.C下图为我国温带某地区地下室采光示意图,箭头表示某日正午太阳光线照射情况,箭头表示通过反光镜反射到地下室的光线。回答45题。4.下列节日中,地下室地面被反射光照射面积最大的是()。A.清明节B.五一节C.国庆节D.元旦5.图中角由最小变为最大的过程中,下列说法正确的是()。A.光线渐长B.该地昼渐长C.光线投影到地面的面积增大D.该地日出时间渐晚【解析】第4题,据图可知,光线与地面的夹角越小地下室地面反射光照射面积越大,由于光线与地面的夹角等于图中正午太阳高度,则正午太阳高度越小,地下室地面反射光照射面积越大,故选元旦。第5题,该地位于北半球,角由最小变为最大是在冬至日到夏至日这一时段,该地昼渐长。【答案】4.D5.B1.昼夜长短变化5年8次。2.正午太阳高度变化5年7次。一、昼夜长短变化规律近几年主要考查昼夜长短的计算和日出、日落方位。【真题1】(2013年海南卷)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;桅杆的影子在正南方时,太阳高度为60;日落时北京时间为19时45分。据此完成(1)(2)题。(1)日志记录当天,该船航行在()。A.北太平洋B.南太平洋C.北印度洋D.南印度洋(2)日志记录当天,该船的航向可能是()。A.正北B.东北C.正南D.西南【答案】(1)D(2)B【真题2】(2012年山东卷)某科考队结束了两个月的海上考察,于4月21日返回到P地。下图为P地所在区域当日某时地面形势图。读图回答下题。科考队出发日P地昼长为11小时,返回到P地时,P地当日的昼长约为()。A.10小时B.11小时C.13小时D.14小时【答案】C二、正午太阳高度的变化规律近几年主要联系生活中的实际,考查正午太阳高度的计算和影子问题。【真题3】(2013年福建卷)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。(1)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20SD.南极圈以南地区极昼(2)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()。安装高度不变,加长遮阳板安装高度不变,缩短遮阳板遮阳板长度不变,降低安装高度遮阳板长度不变,升高安装高度A.B.C.D.【答案】(1)D(2)A【真题4】(2013年山东基本能力)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()。A.北极圈内B.南极圈内C.北回归线D.南回归线【答案】A探究一黄赤交角的影响1.明确黄赤交角与几组数据的关系(1)=黄赤交角=回归线的纬度数=太阳直射点移动的纬度范围=极昼(夜)的最大纬度跨度范围=热带范围。(2)=90-2=北(南)温带范围。(3)=90-极圈的纬度数=晨昏线移动的纬度范围=北(南)寒带的范围。2.黄赤交角的影响地球公转及黄赤交角的存在引起了太阳直射点的季节移动,其角度的大小,决定了太阳直射点的移动范围。因此黄赤交角发生变化,直接导致了太阳直射点的移动范围的变化,进而影响昼夜长短和正午太阳高度的变化。(1)引起太阳直射点的季节移动在公转过程中,引起太阳直射点在南北回归线之间进行往返运动,运动规律见下图。(2)黄赤交角的变化带来的影响太阳直射点移动范围和速度及五带范围的影响若黄赤交角为0,则太阳始终直射赤道,不会有太阳直射点的南北移动,两极地区不再出现极昼极夜现象;气压带和风带将不再发生季节移动,地中海气候、热带季风气候、热带草原气候等将不存在;地球上将不存在四季的更替现象,也不会出现五带。【例1】若黄赤交角由现状变为2331,下列现象不会出现的是()。A.北极圈的度数变为6629B.地球上太阳光直射的范围增大C.地球上出现极昼极夜的天数增加,范围增大D.地球上温带范围减小【解析】黄赤交角的存在及其大小,决定了太阳直射点的移动与移动范围。若黄赤交角由现在的2326变为2331,就会导致南、北回归线的纬度数由2326变至2331,所以太阳直射的范围会增大。晨昏圈平面是永远垂直于太阳光线的,因而南、北极圈的度数=90-回归线纬度数,所以黄赤交角(其度数与回归线纬度数相等)增大,致使南、北极圈度数变小,也就使极圈范围增大,即两极地区出现极昼极夜的范围增大,但黄赤交角的大小变化不影响地球公转的周期,故极昼极夜的天数不变。热带、寒带范围增大,温带范围减小。【答案】C探究二昼夜长短的变化规律及计算1.昼夜长短变化的原因及时空变化规律夏半年(北半球)春、秋分冬半年(北半球)图示直射点光照图续表夏半年(北半球)春、秋分 冬半年(北半球)纬度变化北半球昼长夜短,纬度越高,昼越长,北极圈内出现极昼现象;南半球相反全球昼夜平分北半球昼短夜长,且纬度越高,昼越短,北极圈内出现极夜现象;南半球相反季节变化北半球太阳直射点处于段时:昼长夜短,昼渐长,夜渐短;太阳直射点处于段时:昼长夜短,昼渐短,夜渐长;南半球相反全球昼夜平分北半球太阳直射点处于段时;昼短夜长,昼渐短,夜渐长;太阳直射点处于段时:昼短夜长,昼渐长,夜渐短;南半球相反2.极昼、极夜规律(1)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。(2)极昼(极夜)的起始纬度=90-太阳直射点的纬度。(3)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。(4)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。3.昼夜长短的计算及注意的问题(1)在日照图上计算昼长:昼长时间=昼弧弧度15(每小时转15,每4分钟转1)。(2)已知日落时间和日出时间求昼长:地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份(如下图所示)。昼长时间=日落时间-日出时间=(12-日出时间)2=(日落时间-12)2。(推理:日出时间=12-昼长的一半;日落时间=12+昼长的一半。)(3)昼夜长短的判断应注意以下几点:同一纬线上各点的昼长相等,夜长也相等。同一纬线上冬至日的昼长等于夏至日的夜长。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40N的昼长等于40S的夜长。春、秋分日,全球各地昼夜平分,均为12小时。赤道上终年昼夜平分,均为12小时;纬度越高,昼夜长短的变化幅度越大。【例2】下表为三地连续两日日出与日落时刻(北京时间)。据此回答(1)(2)题。(1)三地自转线速度由慢到快排列正确的是()。时间地点当日次日日出日落日出日落9:0023:008:5823:027:1918:417:2018:405:4018:485:3918:49A.B.C.D.(2)若地为北京,则此时()。A.太阳直射点位于南半球且向北移B.地球公转速度逐渐加快C.北极圈内极昼的范围逐渐扩大D.各地昼夜长短相差最小【解析】第(1)题,三地纬度的高低取决昼夜长短的变化情况,即昼长(或夜长)与赤道昼长的差值,差值越大,纬度越高(极昼、极夜现象地区除外)。根据表中数据得出,地当日昼长为14小时,其与赤道昼长差值为2小时;同理得出,地的当日昼长与赤道昼长的差值为38分钟,地为1小时8分钟。所以纬度由高到低依次为,自转线速度与纬度呈正相关。第(2)题,根据表中数据计算得出,地的昼长大于12小时,可判断地(北京)此时应为北半球的夏半年,太阳直射北半球。再比较表中次日与当日昼长可知,昼长渐长,此时应为春分到夏至之间,且太阳直射点向北移动,北极圈内极昼的范围逐渐扩大,全球昼夜长短相差越来越大。此时地球公转趋向远日点,速度逐渐变慢。【答案】(1)B(2)C探究三正午太阳高度的时空变化规律及应用1.正午太阳高度及计算公式(1)正午太阳高度就是一天中最大的太阳高度,也就是太阳直射当地子午线时的太阳高度(如下图所示)。H表示当地的正午太阳高度。(2)正午太阳高度=90-两点纬度差。(“两点”指观测点、太阳直射点。若两点同在北或南半球,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。)2.正午太阳高度的变化规律(1)正午太阳高度的纬度变化规律从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减;到直射点距离越近(纬度差越小),正午太阳高度越大。如下图所示。夏至日:正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。冬至日:正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。春秋二分日:正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。(2)正午太阳高度的年变化规律回归线之间的地区:正午太阳高度最大值为90,全年有两次太阳直射现象,即一年中有两个正午太阳高度最大值。如上图A。回归线上:正午太阳高度的最大值为90,全年有一次太阳直射现象,即一年中有一个正午太阳高度最大值。如上图B。回归线至极点之间的地区:正午太阳高度最大值小于90,全年没有太阳直射现象,一年中有一个正午太阳高度最大值。如上图C(回归线与极圈之间)和D(极圈与极点之间)。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(图中日期是6月22日,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的关系为:+h=90(如下图)。【例3】某校地理小组,根据当地各朝向楼房外墙面接受太阳辐射热量的实测值,计算出1月和7月的太阳辐射热日总量,并绘出下图。读图,回答(1)(2)题。(1)1月接受太阳辐射热量最多的墙面朝向是()。A.朝东B.朝西C.朝南D.朝北(2)下列对图中信息进行的判断,正确的是()。A.该地的太阳能热水器,7月应安装成朝东或朝西向为最佳B.该地的太阳能热水器,1月应安装成朝南向为最佳C.7月南墙接受的太阳辐射少是因为日照时间短D.7月北墙接受的太阳辐射少是因为太阳高度角小【解析】第(1)题,读图可知1月南墙面接受到的太阳辐射热量最多。第(2)题,1月南墙面接受到的太阳辐射热量最多,1月太阳能热水器安装成朝南向为最佳;7月太阳直射在该地附近,因此南、北墙接受的太阳辐射都少。【答案】(1)C(2)B我国某中学生于某晚上观测到北极星的地平高度为10。读图,回答12题。1.下列选项能正确反映该地二至日太阳光照的是()。2.该地在春分日至秋分日期间观测到的正午太阳高度的变化是()。A.先增大后减小B.一直增大C.增大减小增大减小D.先减小后增大【解析】第1题,根据北半球某地北极星的地平高度等于当地的地理纬度可知,该地位于10N,当地有两次直射,冬至日太阳从南面照射过来,夏至日太阳从北面照射过来,且冬至日的太阳高度要小于夏至日的太阳高度。第2题,由于该地位于10N,所以在太阳直射点自赤道向10N移动期间正午太阳高度增大;自10N至2326N移动期间正午太阳高度减小;自北回归线至10N移动期间正午太阳高度增大;自2326N至赤道移动期间正午太阳高度减小。【答案】1.C2.C右图为太阳光照示意图,图中阴影部分表示夜,虚线圆圈表示极圈,晨昏线此刻正好与该虚线圆圈相切,相邻经线间经度差相同。读图,回答34题。3.下列对于点的分析,正确的是()。A.这一天昼长24小时B.此刻地方时为正午12时C.太阳即将在1小时后升起D.经度为150E4.若虚线圆圈为70,其他条件不变,则()。A.北半球夏半年时间增长B.长江汛期缩短C.香港(纬度在22.9至22.37之间)将属于温带范围D.南半球的寒带范围扩大,北半球的热带范围缩小【解析】第3题,地位于晨昏线与纬线圈的切点处,且所在经线平分昼弧,为地方时12时。第4题,若北极圈为70N,意味着黄赤交角为20,回归线度数则为南北纬20,故香港属于温带地区。【答案】3.B4.C下图为某地甲、乙、丙三日太阳行程图(太阳行程图是以高度角和方位为坐标表示某地点从日出至日落太阳运行轨迹的一种图示),若甲、乙两日为该地一年中白昼最短与最长的两个日期。读图,回答56题。5.该地位于()。A.热带B.北温带C.南温带D.寒带6.图中丙线表示的日期最可能在()。A.5月B.9月C.10月D.2月【解析】第5题,该地甲日的昼长为11个小时,结合材料信息可得出甲日为冬至日,图中甲日的正午太阳高度为50,根据正午太阳高度计算公式算出该地的纬度大小,就不难判断该地位于哪个热量带了。第6题,乙日的昼长为13个小时,结合冬至日昼长为11个小时,说明靠近北回归线,这四个月份中只有5月最靠近北回归线。【答案】5.A6.A右图为我国某地区一建筑局部结构示意图,冬至日北京时间12:20时,该地某中学地理兴趣小组成员发现图中太阳光线恰好与朝向正南、且与水平面的夹角为50的窗户垂直。读图,回答78题。7.该地所在的地形区为()。A.黄土高原B.东南丘陵C.云贵高原D.塔里木盆地8.此日后一周内,地球与太阳之间的距离将()。A.越来越近B.越来越远C.先变近后变远D.先变远后变近【解析】第7题,根据窗户与地平面的夹角、太阳光线与窗户的朝向可知,此时该地处于正午时刻,正午太阳高度为40,且地方时为12时。根据时间和正午太阳高度的计算可知,该地的地理坐标为(2634N,115E),故该地位于我国东南丘陵。第8题,1月初地球位于公转轨道的近日点,此日为冬至日,此日后一周内离1月初越来越近,故地球与太阳之间的距离将越来越近。【答案】7.B8.A9.下图为某日部分地区昼夜示意图,阴影部分表示黑夜,其余部分表示白昼。读图,回答下列问题。(1)如果晨昏线与甲地所在经线的夹角为12,则该日正午时分杭州(30N)休博会场馆的太阳能电池板与建筑物外墙(墙面与地面垂直)之间最合适的夹角约为。(2)此时太阳直射点的经度是;该日乙地的日落时间为。(3)一年中甲地正午太阳高度大于乙地约有个月;判断甲、乙两地一年中正午太阳高度的变化幅度值是:甲、乙。【答案】(1)72(2)60E17:30(3)92326(或23.5)47(或4652)10.下列四幅图,是同一时刻从不同位置上空观测到的昼夜情况(阴影部分代表黑夜,非阴影部分代表白昼),此时杭州(30N,120E)正值正午时刻。读图,回答下列问题。(1)下列说法正确的是()。A.图是从(0,120E)上空观测到的B.图是从(2326N,120E)上空观测到的C.图是从(2326N,30E)上空观测到的D.图是从(0,120E)上空观测到的(2)若甲、乙、丙、丁的纬度分别是:56N、0、45N、5S,比较图中甲、乙、丙、丁四点这一天的昼长(用“”、“”、“丙乙丁丙乙丁甲(3)先东北,后东南
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