2024-2025學(xué)年新教材高中地理第一章地球的運(yùn)動(dòng)第二節(jié)地球的公轉(zhuǎn)學(xué)案湘教版選擇性必修一

PAGE17-其次節(jié)地球的公轉(zhuǎn)必備學(xué)問·自主學(xué)習(xí)一、地球公轉(zhuǎn)1.繞轉(zhuǎn)中心:太陽。2.方向:自西向東。3.公轉(zhuǎn)軌道及速度:是近似正圓的橢圓,太陽位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。4.周期:365日6時(shí)9分10秒,即一個(gè)恒星年。[辨一辨]地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)產(chǎn)生一系列地理現(xiàn)象,推斷下列有關(guān)運(yùn)動(dòng)特征的正誤。①公轉(zhuǎn)方向是自東向西繞日運(yùn)動(dòng)。 (×)②地球位于近日點(diǎn)時(shí),北半球是夏季;地球位于遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí),北半球是冬季。 (×)③公轉(zhuǎn)周期是365日6時(shí)9分10秒,叫1恒星年。 (√)④在近日點(diǎn)地球公轉(zhuǎn)速度慢。 (×)【思索】北半球夏半年的日數(shù)是186天,冬半年的日數(shù)是179天,造成這種日數(shù)差異的緣由是什么?提示:北半球夏半年地球距離太陽較遠(yuǎn),公轉(zhuǎn)速度慢,故時(shí)間較長;冬半年地球距離太陽較近,公轉(zhuǎn)速度快,故時(shí)間較短。二、黃赤交角及其影響1.黃赤交角:[填圖]2.太陽直射點(diǎn)的回來運(yùn)動(dòng):[填圖]將二分二至日(春分、秋分、夏至、冬至)填至下圖適當(dāng)位置。[辨一辨]推斷下列說法的正誤。①太陽直射點(diǎn)是固定不變的。 (×)②太陽直射的范圍在南北緯23.5°之間。 (√)③元旦太陽直射點(diǎn)在南半球向南移動(dòng)。 (×)④1回來年=365日5時(shí)48分46秒。 (√)【思索】若黃赤交角變?yōu)?°,太陽直射點(diǎn)會(huì)有什么改變?提示:太陽終年直射赤道,直射點(diǎn)不再南北來回移動(dòng),全球始終晝夜平分。三、地球公轉(zhuǎn)的地理意義1.正午太陽高度的改變:(1)太陽高度角與正午太陽高度。①太陽高度角:太陽光線與地平面之間的夾角。②正午太陽高度:一天中太陽高度最大值出現(xiàn)在正午。(2)改變緣由:黃赤交角的存在,太陽直射點(diǎn)的南北移動(dòng)。(3)改變規(guī)律。①緯度分布。同一時(shí)刻,各地正午太陽高度,從太陽直射點(diǎn)所在的緯度向南北兩側(cè)遞減。[連一連]將二分二至日及其對(duì)應(yīng)的正午太陽高度分布規(guī)律連線。②季節(jié)改變。節(jié)氣最大值地區(qū)最小值地區(qū)夏至日北回來線及其以北地區(qū)南半球各緯度冬至日南回來線及其以南地區(qū)北半球各緯度二分日赤道極點(diǎn)【思索】理論上我國南方的樓間距比北方小,為什么?提示:因?yàn)槲覈戏降恼缣柛叨冉且荒晁募?尤其冬季都比北方的正午太陽高度角大,遮陰樓層少。2.晝夜長短的改變:(1)晝弧、夜弧與晝夜長短。[連一連]將圖示時(shí)間的晝夜長短狀況連線。(2)晝夜長短的改變規(guī)律。①赤道上:全年晝夜等長。②北半球。時(shí)間晝夜長短分布規(guī)律特別節(jié)氣夏半年(春分日至秋分日)晝長夜短緯度越高,晝?cè)介L,北極四周出現(xiàn)極晝現(xiàn)象夏至日,北半球各地晝長達(dá)一年中最大值,極晝范圍達(dá)最大冬半年(秋分日至次年春分日)晝短夜長緯度越高,晝?cè)蕉?北極四周出現(xiàn)極夜現(xiàn)象冬至日,北半球各地夜長達(dá)一年中最大值,極夜范圍達(dá)最大③南半球的狀況與北半球相反。[連一連]將下列日期與北半球晝長及其改變狀況連線?！舅妓鳌咳A北地區(qū)一年中晝夜長短是如何改變的?提示:春分、秋分晝夜等長;春分到夏至,晝長夜短,晝漸長夜?jié)u短;夏至到秋分,晝長夜短,晝漸短夜?jié)u長;秋分到冬至,晝短夜長,晝漸短夜?jié)u長;冬至到其次年春分,晝短夜長,晝漸長,夜?jié)u短。3.四季的更替:(1)四季改變明顯的地區(qū)——中緯度地區(qū)。季節(jié)獲得太陽輻射能量的多少氣溫狀況夏季正午太陽高度最大,白晝最長,獲得太陽輻射能量多氣溫較高冬季正午太陽高度最小,白晝最短,獲得太陽輻射能量少氣溫較低(2)四季劃分。①目的:使季節(jié)劃分與氣候改變吻合。②北溫帶國家的四季。季節(jié)春夏秋冬月份3-5月6-8月9-11月12月-次年2月③南半球與北半球季節(jié)恰好相反?！舅妓鳌恳暡禳S赤交角與南北回來線、南北極圈的度數(shù)有什么關(guān)系?若黃赤交角變大,對(duì)五帶會(huì)有什么影響?提示:黃赤交角等于南北回來線的度數(shù),與南北極圈的度數(shù)互余。黃赤交角變大,熱帶變大,寒帶變大,溫帶變小。關(guān)鍵實(shí)力·合作學(xué)習(xí)實(shí)力1黃赤交角與太陽直射點(diǎn)回來運(yùn)動(dòng)1.黃赤交角的特點(diǎn):黃赤交角的特點(diǎn),可以概括為“一軸、兩面、三角度”和“三個(gè)基本不變”。其含義如下:含義一軸兩面三角度一軸地軸(自轉(zhuǎn)軸,與赤道面垂直)黃道面地球公轉(zhuǎn)的軌道面赤道面地球自轉(zhuǎn)的平面,與地軸垂直黃赤交角黃道面與赤道面的夾角,為23.5°地軸與黃道面夾角與黃赤交角互余,為66.5°地軸與赤道面夾角90°三個(gè)基本不變地軸指向地球在公轉(zhuǎn)過程中,地軸的空間指向基本不變,北極始終指向北極星旁邊黃赤交角大小黃赤交角的大小基本不變,目前保持23.5°運(yùn)動(dòng)方向地球運(yùn)動(dòng)的方向不變,總是自西向東2.黃赤交角改變帶來的影響:(1)理解黃赤交角改變的影響,最主要的是理解幾個(gè)數(shù)據(jù)間的關(guān)系。如圖:①α=黃赤交角=回來線的緯度數(shù)=1/2太陽直射點(diǎn)移動(dòng)的緯度范圍=1/2熱帶范圍。②β=90°-2α=北(南)溫帶范圍。③μ=α=90°-極圈的緯度數(shù)=北(南)寒帶的緯度范圍。(2)黃赤交角改變帶來的影響。(2024·長沙高二檢測(cè))黃赤交角是產(chǎn)生四季的緣由。黃赤交角并非固定不變,現(xiàn)在約為23.5°,最大時(shí)可達(dá)24°14′,最小時(shí)為22°6′,變動(dòng)周期約4萬年。讀黃赤交角變動(dòng)時(shí)回來線和極圈的變動(dòng)示意圖,回答(1)、(2)題。(1)黃赤交角為24°14′時(shí) ()A.熱帶的范圍比現(xiàn)在小B.溫帶的范圍比現(xiàn)在小C.寒帶的范圍比現(xiàn)在小D.極晝和極夜出現(xiàn)的范圍比現(xiàn)在小(2)地球上的太陽直射點(diǎn) ()①移動(dòng)周期約4萬年②隨著季節(jié)的改變而改變③在南、北回來線之間來回移動(dòng)④最小緯度為22°6′A.①② B.①④ C.②③ D.③④【思路點(diǎn)撥】解答該類題應(yīng)從以下幾點(diǎn)入手:題目(1)題目(2)問黃赤交角為24°14′時(shí)的改變太陽直射點(diǎn)特點(diǎn)思黃赤交角變大對(duì)五帶的影響太陽直射點(diǎn)的范圍、周期、改變規(guī)律答黃赤交角變大,則回來線度數(shù)變大,極圈度數(shù)變小,相應(yīng)五帶改變?yōu)?熱帶、寒帶變大,溫帶變小仍舊在南北回來線之間以回來年為周期移動(dòng),最小緯度為赤道,即0°【解析】(1)選B,(2)選C。第(1)題,當(dāng)黃赤交角為24°14′時(shí),即黃赤交角變大時(shí),回來線度數(shù)增大,極圈度數(shù)減小,回來線與極圈之間(溫帶地區(qū))范圍縮小;南、北回來線之間(熱帶地區(qū))范圍擴(kuò)大;極圈與極點(diǎn)之間(寒帶地區(qū))范圍擴(kuò)大;地球上存在極晝和極夜的范圍擴(kuò)大。第(2)題,黃赤交角是產(chǎn)生四季的緣由,同時(shí)也影響太陽直射點(diǎn)的移動(dòng)范圍,即太陽直射點(diǎn)的緯度位置隨季節(jié)改變而改變,呈現(xiàn)出在南、北回來線之間的周年移動(dòng)規(guī)律,②③正確;太陽直射點(diǎn)移動(dòng)的周期是一個(gè)回來年,4萬年是黃赤交角的變動(dòng)周期;太陽直射點(diǎn)最小的緯度應(yīng)是赤道,即0°?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】數(shù)九又稱冬九九,是一種漢族民間節(jié)氣。數(shù)九從每年冬至起先,每九天算一“九”,始終數(shù)到“九九”八十一天,“九盡桃花開”,天氣就溫煦了。如圖表示“地球公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軌道示意圖”,圖中甲、乙、丙、丁表示二分二至日地球在公轉(zhuǎn)軌道上所處的位置。讀圖完成(1)、(2)題。(1)“九盡桃花開”時(shí),地球運(yùn)行在公轉(zhuǎn)軌道的 ()A.甲乙之間 B.乙丙之間C.丙丁之間 D.丁甲之間(2)當(dāng)?shù)厍蚬D(zhuǎn)到丁位置時(shí),下列說法正確的是()A.此時(shí)黃赤交角變?yōu)?°B.此時(shí)地軸與黃道面的夾角為90°C.此時(shí)為秋分日,太陽直射赤道并向南移D.此時(shí)為春分日,太陽直射赤道并向北移【解析】(1)選C,(2)選D。第(1)題,“數(shù)九從每年冬至起先,每九天算一“九”,始終數(shù)到“九九”八十一天,“九盡桃花開”?？梢?12月22日向后數(shù)81天就是“九盡桃花開”時(shí),此時(shí)也許為3月11日前后。甲在遠(yuǎn)日點(diǎn)之前,遠(yuǎn)日點(diǎn)為7月初,所以甲應(yīng)當(dāng)為夏至6月22日。依據(jù)地球公轉(zhuǎn)方向,可以推斷出乙為秋分9月23日前后,丙為冬至,12月22日,丁為春分,3月21日。所以“九盡桃花開實(shí)力2正午太陽高度的改變分析1.正午太陽高度的計(jì)算:H=90°-兩點(diǎn)緯度差說明:“兩點(diǎn)”指所求地點(diǎn)與太陽直射點(diǎn)。兩點(diǎn)緯度差的計(jì)算遵循“同減異加”原則,即兩點(diǎn)同在北(南)半球,則兩點(diǎn)緯度“大數(shù)減小數(shù)”;兩點(diǎn)分屬南北不同半球,則兩點(diǎn)緯度相加。如圖所示:當(dāng)太陽直射B點(diǎn)(10°N)時(shí):A點(diǎn)(40°N)正午太陽高度:H=90°-AB緯度差=90°-(40°-10°)=60°C點(diǎn)(23.5°S)正午太陽高度:H=90°-BC緯度差=90°-(10°+23.5°)=56.5°2.正午太陽高度的改變規(guī)律:(1)空間改變規(guī)律。①由公式H=90°-兩點(diǎn)緯度差可知,正午太陽高度大小取決于各地距太陽直射點(diǎn)的緯度差,近大遠(yuǎn)小。②同一時(shí)刻,正午太陽高度由太陽直射點(diǎn)所在緯線分別向南、北兩側(cè)遞減。如圖:a、b、c為冬至日、春秋分日、夏至日正午太陽高度的空間分布規(guī)律。(2)季節(jié)改變規(guī)律。①由公式H=90°-兩點(diǎn)緯度差可知,正午太陽高度改變?nèi)Q于當(dāng)?shù)鼐嗵栔鄙潼c(diǎn)的緯度差的改變,具有“來增去減”的特點(diǎn),即直射點(diǎn)向本地所在緯線移來,則正午太陽高度增大,移去減小。如圖示意北回來線以北及南回來線以南地區(qū)正午太陽高度的季節(jié)改變。②不同緯度正午太陽高度年改變規(guī)律。回歸線之間正午太陽高度最大值為90°,每年有兩次太陽直射現(xiàn)象,即一年中有兩個(gè)正午太陽高度最大值回歸線上正午太陽高度最大值為90°,一年中只有一次太陽直射現(xiàn)象,即一年中只有一個(gè)正午太陽高度最大值回來線至極點(diǎn)之間正午太陽高度最大值小于90°,一年中只有一個(gè)正午太陽高度最大值(3)不同緯度正午太陽高度年變幅。①南北回來線之間:ΔH=23.5°+φ緯度越高,正午太陽高度改變幅度越大(由赤道上的23.5°增大到回來線的47°)。②回來線至極圈之間:ΔH=47°各緯度正午太陽高度改變幅度相同,均為47°。③極圈以內(nèi)地區(qū):ΔH=23.5°+(90°-φ)緯度越高,正午太陽高度改變幅度越小(由極圈上的47°減小到極點(diǎn)的23.5°)。3.正午太陽高度規(guī)律在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用:(1)確定地方時(shí)。當(dāng)某地太陽高度達(dá)一天中的最大值時(shí),此時(shí)日影最短,當(dāng)?shù)氐牡胤綍r(shí)是12時(shí)。(2)確定房屋的朝向。確定房屋的朝向與正午太陽所在位置有關(guān)。為了獲得更足夠的太陽光照,在北回來線以北地區(qū)正午太陽位于南方,因此房屋坐北朝南;在南回來線以南地區(qū)正午太陽位于北方,因此房屋坐南朝北。(3)確定當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥取＂佼?dāng)太陽直射點(diǎn)位置肯定時(shí),可依據(jù)兩地緯度差多少度,正午太陽高度就差多少度。②依據(jù)某地某日(二分二至日)正午太陽高度,可推斷該地區(qū)緯度大小。(4)推斷日影長短及方向。太陽直射點(diǎn)上,物體的影子縮短為0;正午太陽高度越大,日影越短;反之,日影越長。正午是一天中日影最短的時(shí)刻。①北回來線以北的地區(qū),正午的日影全年朝向正北(北極點(diǎn)除外),冬至日日影最長,夏至日最短。②南回來線以南的地區(qū),正午的日影全年朝向正南(南極點(diǎn)除外),北半球夏至日日影最長,冬至日最短。③南北回來線之間的地區(qū),正午日影北半球夏至日朝向正南,冬至日朝向正北;直射時(shí)日影最短(等于0)。(5)確定樓間距、樓高。為了更好地保證各樓層都有良好的采光,樓與樓之間應(yīng)當(dāng)保持適當(dāng)距離。以我國為例,南樓高度為h,該地冬至日正午太陽高度為H,則最小樓間距L為:L=hcotH。如圖:(6)計(jì)算太陽能熱水器的安裝角度。為了更好地利用太陽能,應(yīng)不斷調(diào)整太陽能熱水器與樓頂平面之間的傾角,使太陽光與集熱板成直角。集熱板與地面之間的夾角(α)和當(dāng)天的正午太陽高度角(H)互余,即α+H=90°時(shí)效果最佳。如圖:又由于H=90°-兩點(diǎn)緯度差,所以α=緯度差。例如,北緯40°在夏至日時(shí)太陽能熱水器與地面的傾角應(yīng)當(dāng)調(diào)整為40°-23.5°,在冬至日時(shí)傾角應(yīng)當(dāng)調(diào)整為40°+23.5°。正午太陽高度圖解(教材P15圖1—20)圖中A點(diǎn)為太陽直射點(diǎn),其緯度為δ,B點(diǎn)的緯度為φ,H為B點(diǎn)的正午太陽高度。(1)(綜合思維)求證H=90°-|φ-δ|。提示:如下圖左圖太陽直射點(diǎn)A與B點(diǎn)位于北半球時(shí),H=90°-∠1,∠1=∠2=|φ-δ|,故H=90°-|φ-δ|。右圖太陽直射點(diǎn)A與B點(diǎn)分別位于南半球和北半球,H=90°-∠1,∠1=∠2=φ-δ(δ取負(fù)值),故H=90°-|φ—δ|。(2)(綜合思維)利用公式求北京(40°N)、海口(20°N)二分二至日正午太陽高度。提示:夏至日太陽直射北回來線,春分日、秋分日太陽直射赤道,冬至日太陽直射南回來線,代入公式計(jì)算可得:夏至日春分日、秋分日冬至日北京73.5°50°26.5°海口86.5°70°46.5°(2024·浙江1月選考)下圖為甲地觀測(cè)到的正午、半夜太陽高度年內(nèi)改變示意圖。若h為11°,則該地夏至日正午太陽高度為()A.18° B.23.5° C.29° D.34.5°【思路點(diǎn)撥】解該類題應(yīng)從以下幾點(diǎn)入手。題目問夏至日正午太陽高度思極晝期正午太陽高度和0時(shí)太陽高度與緯度的關(guān)系答所求地點(diǎn)緯度=90°-正午太陽高度和0時(shí)太陽高度之差/2;夏至日正午太陽高度=90°-(所求地點(diǎn)的緯度-23.5°)【解析】選C。甲的緯度=90°-11°/2=84.5°。甲地夏至日正午太陽高度=90°-(84.5°-23.5°)=29°。【易錯(cuò)提示】某地正午太陽高度角和半夜太陽高度角的關(guān)系。在太陽直射點(diǎn)的同側(cè),緯差相差多少度,正午太陽高度就相差多少度。在極地旁邊的極晝期,與極點(diǎn)緯度相差多少度,半夜時(shí)的太陽高度就比極點(diǎn)相差多少度。半夜太陽高度角=正午太陽高度-與極點(diǎn)緯度差的2倍。實(shí)力3晝夜長短的改變與計(jì)算1.晝夜長短的推斷:(1)看太陽直射點(diǎn)位置→定晝夜長短分布。太陽直射點(diǎn)的位置確定晝夜長短的狀況。太陽直射在哪個(gè)半球(南、北半球),哪個(gè)半球晝長夜短,且越向該半球的高緯度地區(qū)白晝時(shí)間越長。(如圖所示)(2)看太陽直射點(diǎn)移動(dòng)方向→定晝夜長短改變。太陽直射點(diǎn)的移動(dòng)方向,確定晝夜長短的改變趨勢(shì),緯度的凹凸確定晝夜長短的改變幅度。太陽向哪個(gè)半球(南、北)移動(dòng),哪個(gè)半球晝將變長,夜將變短;且緯度越高,晝夜長短的改變幅度越大。(如圖所示)(3)看太陽直射點(diǎn)的位置和移動(dòng)方向→定極晝、極夜范圍和改變。①太陽直射點(diǎn)緯度與出現(xiàn)極晝、極夜的最低緯度互余。②太陽直射點(diǎn)向北移,北極點(diǎn)四周極晝范圍變大;太陽直射點(diǎn)向南移,南極點(diǎn)四周極晝范圍變大。(見圖)2.晝夜長短的計(jì)算方法:(1)依據(jù)晝弧或夜弧的長度進(jìn)行計(jì)算:晝(夜)長時(shí)數(shù)=晝(夜)弧度數(shù)/15°。(2)依據(jù)日出或日落時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。地方時(shí)正午12時(shí)把一天的白晝平分成相等的兩份(如圖所示)。晝長時(shí)數(shù)=(12-日出時(shí)間)×2=(日落時(shí)間-12)×2夜長時(shí)數(shù)=(日出時(shí)間-0)×2=(24-日落時(shí)間)×2(3)依據(jù)對(duì)稱性規(guī)律計(jì)算。①利用緯度的對(duì)稱性計(jì)算。北半球某度數(shù)緯線上各地的晝長=南半球同度數(shù)緯線上各地的夜長。②利用時(shí)間的對(duì)稱性計(jì)算。相對(duì)于夏至日或冬至日對(duì)稱的兩個(gè)時(shí)間,某地的晝長、夜長都是相等的;相對(duì)于春分日或秋分日對(duì)稱的兩個(gè)時(shí)間,某地一個(gè)時(shí)間的晝長等于另一個(gè)時(shí)間的夜長。如圖:a與b兩個(gè)時(shí)間的晝長、夜長是相同的,c與d兩個(gè)時(shí)間的晝長、夜長也是相同的;b與c兩個(gè)時(shí)間中,b時(shí)間的晝長(夜長)等于c時(shí)間的夜長(晝長)。3.太陽直射點(diǎn)位置與日出日落方向剛好間、晝夜長短的對(duì)應(yīng)關(guān)系(以北半球?yàn)槔?:直射點(diǎn)位置日出方向日落方向晝夜長短北半球東北(早于6時(shí)日出)西北(晚于18時(shí)日落)北半球晝長夜短赤道正東(6時(shí)日出)正西(18時(shí)日落)晝夜等長南半球東南(晚于6時(shí)日出)西南(早于18時(shí)日落)北半球晝短夜長圖表是我國四城市連續(xù)兩日的日出、日落時(shí)刻(北京時(shí)間),據(jù)此完成(1)、(2)題。城市第一日其次日日出日落日出日落①06:04:5017:25:5406:03:0017:26:17②07:25:3119:04:5807:24:2219:05:40③06:45:0318:31:5206:44:0918:32:18④08:16:4119:57:1108:15:3419:57:50(1)表中日期最接近的節(jié)氣是 ()A.春分 B.夏至 C.秋分 D.冬至(2)關(guān)于表中四城市位置的說法,正確的是 ()A.自西向東依次是④③②①B.自東向西依次是①③④②C.自南向北依次是③④②①D.自北向南依次是②①③④【思路點(diǎn)撥】解答該類題應(yīng)從以下幾點(diǎn)入手:題目(1)題目(2)問表中日期最接近的節(jié)氣表中四城市位置思須要計(jì)算表中四城市的晝長時(shí)間,推斷晝長與12時(shí)的關(guān)系依據(jù)四城市晝長大小推斷大體位置答四城市晝長都接近12時(shí)但比12時(shí)短,晝長變長,說明太陽直射點(diǎn)位于南半球且接近赤道,且向北移動(dòng),故接近春分四城市晝長③>④>②>①,從南向北的依次為③④②①【解析】(1)選A,(2)選C。第(1)題,據(jù)公式“晝長=日落時(shí)間-日出時(shí)間”計(jì)算可得①地第一日晝長11:21:04,其次日晝長為11:23:17;②地第一日晝長11:39:27,其次日晝長為11:41:18;③地第一日晝長11:46:49,其次日晝長為11:48:09;④地第一日晝長11:40:30,其次日晝長為11:42:16;由此可知,四地晝長均接近12小時(shí),并且其次天晝變長,說明日期接近春分。第(2)題,據(jù)上述分析可知,太陽直射在南半球,越向北晝長越短,四個(gè)城市自南向北依次是③④②①;利用日出和日落時(shí)間可以計(jì)算出正午的時(shí)間,第一日,①地的正午時(shí)間是11:45:22,②地的正午時(shí)間是13:15:14,③地的正午時(shí)間是12:38:27,④地的正午時(shí)間是14:06:56,由此可知,自西向東依次④②③①,自東向西依次是①③②④。【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖為某一日期甲、乙、丙、丁四個(gè)地點(diǎn)的晝長狀況圖。讀圖完成(1)～(3)題。(1)從南北半球來看,甲、乙、丙、