新步步高学年高一地理鲁教版必修一学案与检测第一单元 第三节 课时1 地球的公转 正午太阳.docx
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新步步高学年高一地理鲁教版必修一学案与检测第一单元第三节课时1地球的公转正午太阳
第三节 地球公转的地理意义
课时1 地球的公转 正午太阳高度的变化
[学习目标] 1.了解地球公转的方向、速度和周期。
理解黄赤交角及太阳直射点的回归运动。
2.区分太阳高度和正午太阳高度,理解正午太阳高度的时间和空间分布规律。
一、地球的公转
自主预习
1.概念:
地球围绕①太阳运动叫公转。
2.运动特征
(1)方向:
自西向东。
(2)轨道:
接近正圆的椭圆轨道,太阳位于其中的一个②焦点上。
(3)周期:
365日6时9分10秒,叫做③1恒星年。
3.黄赤交角及其意义
(1)黄赤交角(如下图):
赤道平面与黄道平面之间的交角,图中表示黄赤交角的是字母B。
目前其数值为⑧23°26′。
(2)影响:
引起太阳直射点在⑨南北回归线之间往返移动。
a.太阳直射点的移动规律。
b.周期:
⑭1回归年,即365日5时48分46秒。
合作交流
(一)黄赤交角及其影响
阅读下面材料,分析下列问题。
材料一 黄赤交角示意图和太阳直射点的移动示意图。
材料二 英国古文明研究作家葛瑞姆·汉卡克在《上帝的指纹》中写道:
“黄赤交角会发生周期性的变化,这个周期是41000年,交角改变在22.1°到24.5°之间,准确性和可预测性不亚于瑞士钟表。
”这个周期变化早在1911年巴黎国际天文学大会上就已经公布了。
(1)什么是黄赤交角?
(2)黄赤交角的数值和地轴倾斜的角度(地轴倾角)有何关系?
二者和回归线、极圈的数值又有什么关系?
(3)太阳直射的范围与黄赤交角有何关系?
若黄赤交角变为24.5°,太阳直射范围将会如何变化?
若黄赤交角为0呢?
答案
(1)赤道平面和黄道平面之间的夹角。
(2)二者之和为90°(互余)。
黄赤交角数值=回归线数值,地轴倾角数值=极圈数值。
(3)太阳直射的范围相当于黄赤交角的二倍。
若黄赤交角变为24.5°,则太阳直射点在24.5°N~24.5°S之间移动,太阳直射范围变大。
若黄赤交角变为0,地球公转过程中将不会存在太阳直射点的移动,太阳将一直直射在赤道上。
反思归纳
黄赤交角的特点
黄赤交角是地球的自转轨道平面和地球的公转轨道平面的夹角,其本质是一个面面角,其在静止和绕日的运动中具有不同的特点,具体如下:
(1)静态特征:
一轴、两面、三角度
特点
含义
一轴
地轴(自转轴,与赤道平面垂直)
两面
黄道平面
地球公转的轨道平面
赤道平面
地球自转的平面,与地轴垂直
三角度
黄赤交角
黄道平面与赤道平面的夹角为23°26′
地轴与黄道平面夹角
与黄赤交角互余,为66°34′
地轴与赤道平面夹角
90°
(2)动态特征:
两个变、三个基本不变
特点
含义
体现区域
两个变
黄道平面与赤道平面的交线
地球的公转过程中
地轴与太阳光线的相对位置
三个基本不变
地轴的空间指向,北极始终指向北极星附近
黄赤交角的大小,基本保持23°26′
地球的运动方向
练习巩固
下图中,XOY为地轴,MN为赤道,EF、E′F′为回归线,ST、S′T′为极圈。
读图回答下列问题。
(1)目前黄赤交角在图上是( )
A.∠XOFB.∠TOFC.∠FOND.∠TON
(2)若黄赤交角增大,图中哪些度数将增大( )
A.∠XONB.EF的纬度
C.ST的纬度D.∠XOF
(3)若此图为北半球夏至日,则太阳光线与图中哪条线平行( )
A.MNB.EFC.E′FD.ST
答案
(1)C
(2)B (3)C
解析 第
(1)题,考查黄赤交角的概念。
图中MN为赤道平面,E′F为黄道平面,所以∠MOE′或∠FON应为黄赤交角。
第
(2)题,若黄赤交角增大,则南北回归线的度数增大,即图中EF或E′F′的度数将增大。
第(3)题,若此图为北半球夏至日,则太阳光线应与ST′(晨昏线)所在平面垂直,太阳直射北回归线,故直射光线还应经过地心,即太阳光线与图中E′F平行。
(二)公转轨道图示的判读
读“二分二至时地球的位置图”,探究下列问题。
(1)每年的1月初地球离太阳最近,7月初离太阳最远,为什么1月我国是严寒季节,而7月是酷热季节?
(2)将地球公转轨道的二分二至转绘到下图,注意填出轨道位置(填字母)、节气和日期。
并分析图中太阳直射北半球的时段是______________,太阳直射点南移的时段是________________。
答案
(1)日地距离的远近引起的太阳辐射的差异很小,并不对四季的变化起主要作用,而太阳直射点的位置移动是决定四季更替的主要原因,越靠近直射点,正午太阳高度越大,昼长越长,则是夏季;冬季相反。
(2)
A-B-C B-C-D
反思归纳
公转轨道上二分二至日的判断
方法
判断过程和依据
连线法(连接日心和地心)
①连接日心和地心,将该线作为太阳光线;②该线与地球表面的交点为太阳直射点(因为太阳光线与该点的地球表面垂直);③观察该点所在的南北半球位置,若在北半球则为北半球夏至日(太阳直射北回归线),若在南半球则为北半球冬至日(太阳直射南回归线)
垂线法(作晨昏线)
①过地心(图中圆心)作太阳光线的垂线;该线为晨昏线(晨昏线与太阳光线始终垂直,且其所在平面通过地心);②观察南北极的极昼极夜状况,若北极圈内出现极昼、南极圈内出现极夜(阴影代表黑夜),则为北半球夏至日,反之为北半球冬至日
地轴倾向法
观察地球自转图,若地轴的北极倾向太阳(即北极离太阳较近),则为北半球夏至日;若地轴的南极倾向太阳(即南极离太阳较近),则为北半球冬至日
练习巩固
2013年6月11日17时38分,长征运载火箭托举着“神舟十号”载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。
读图回答
(1)~
(2)题。
(1)该飞船发射时,太阳直射点在甲图的( )
A.DA段并向北移动B.AB段并向南移动
C.BC段并向南移动D.CD段并向北移动
(2)在该飞船发射后的四天里,地球在乙图中的运动叙述正确的是( )
A.地球距离③处越来越近
B.地球距离②处越来越近
C.地球公转速度越来越快
D.地球公转速度先变慢后变快
答案
(1)A
(2)B
解析 第
(1)题,该飞船发射是在夏至日之前,太阳直射点应在甲图的DA段并向北移动。
第
(2)题,在该飞船发射后的四天里,地球应该在乙图的①和②之间,并远离③,距离②越来越近,地球公转速度也越来越慢。
二、正午太阳高度的变化
自主预习
1.概念
(1)太阳高度角:
⑮太阳光线与⑯地平面之间的夹角。
(2)正午太阳高度:
一天中太阳高度的⑰最大值,出现在正午。
2.变化原因:
黄赤交角的存在,⑱太阳直射点的南北移动。
3.变化规律
(1)纬度分布
同一时刻,各地正午太阳高度,从⑲太阳直射点所在的纬度向南北两侧递减。
春秋分日
由⑳赤道向南北两侧递减
夏至日
由
北回归线向南北两侧递减
冬至日
由
南回归线向南北两侧递减
(2)季节变化
合作交流
阅读材料,完成下列问题。
材料一 近年来,随着城市建设速度加快,住宅建设用地供应紧张,加之一些城市在对新建住宅楼规划审批环节中存在漏洞,有些开发商违规施工,超规划建设,导致新建住宅楼层数过多,密度过大,影响相邻建筑的通风、采光,使基于“阳光权”引发的纠纷日益增多。
我国《物权法》规定:
“建造建筑物,不得违反国家有关工程建设标准,妨碍相邻建筑物的通风、采光和日照。
”
材料二 济南在二分二至日的正午太阳高度示意图。
(1)材料一中影响建筑物采光和日照的主要因素是什么?
(2)从材料二看出,济南正午太阳高度的变化有何规律?
(3)归纳回归线之间的各地,正午太阳高度在一年中何时达到最大值,何时达到最小值?
答案
(1)正午太阳高度。
(2)济南位于北回归线以北,正午太阳高度在夏至日最大,从夏至日到冬至日递减,冬至日最小。
(3)北回归线与赤道之间:
当太阳直射时,正午太阳高度在一年中达到最大值,为90度,冬至日正午太阳高度在一年中达到最小值。
南回归线与赤道之间:
当太阳直射时,正午太阳高度在一年中达到最大值,为90度,夏至日正午太阳高度在一年中达到最小值。
反思归纳
正午太阳高度的概念、变化
(1)概念
正午太阳高度,也就是太阳直射当地经线时的太阳高度,此时当地的地方时为12时。
如下图所示:
(2)计算
公式:
H=90°-直射点与所求地点纬度之差。
注:
①公式中的H为所求的正午太阳高度;若直射点与所求地点同在南半球或者同在北半球,两点纬度差为大数减去小数;若直射点与所求地点分属于南北不同半球,两点纬度差为两点纬度之和。
②若计算出某地正午太阳高度等于零,说明此点在晨昏线上;若小于零,说明此点此时为黑夜。
(3)变化——从纬度和季节变化两角度说明
①正午太阳高度随纬度的变化
地球上,同一纬度上正午太阳高度相同。
太阳直射的纬线正午太阳高度最大为90°,从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减;离直射点距离越近(纬度差越小),正午太阳高度越大。
a.春、秋分日:
由赤道向南北两侧递减。
b.夏至日:
由北回归线向南北两侧递减。
c.冬至日:
由南回归线向南北两侧递减。
②正午太阳高度的季节变化
太阳直射点
达最大值地区
达最小值地区
北半球夏至日
北回归线
北回归线及其以北地区
南半球的各地
北半球冬至日
南回归线
南回归线及其以南地区
北半球的各地
春、秋分日
赤道
赤道
练习巩固
我国西部地区某校地理兴趣小组在平地上用“立竿测影”的方法,测算正午太阳高度α,如甲图所示。
乙图为该小组绘制的“春分日至冬至日正午竿影长度变化图”。
据此回答下列问题。
(1)乙图中的数码代号分别表示二分二至日的竿影长度。
其中反映北半球夏至日(6月22日前后)正午竿影长度的数码代号是________。
(2)该地从春分日到秋分日的正午竿影长度变化情况是______________;对应的正午太阳高度α的变化是______________。
(3)如果一年中测得的正午竿影均朝向北方,那么该学校位于( )
A.南回归线以南B.南回归线与赤道之间
C.北回归线以北D.北回归线与赤道之间
(4)如果出现正午竿影长度等于竿长,则表明此时正午太阳高度是( )
A.0°B.25°C.45°D.90°
答案
(1)②
(2)先逐日变短,夏至日最短,后逐日变长 先逐日变大,夏至日最大,后逐日变小
(3)C (4)C
解析 本题考查正午太阳高度与影子的长短、朝向之间的关系。
第
(1)题,从乙图纵坐标可知,二分二至时影子朝向都一样,推出②影子最短,正午太阳最高,即为夏至日,④影子最长,为冬至日,根据时间推理,①为春分日,③为秋分日。
第
(2)题,影子长度与正午太阳高度成反比关系。
第(3)题,一年中正午竿影均朝向北方,说明太阳直射点一直在此地的南方,即此地在北回归线以北。
第(4)题,根据甲图示意,若正午竿影长度等于竿长,正午太阳高度α=45°。
课堂小结
课堂检测
1.下列四幅表示地球绕日公转的示意图,有可能正确的是哪两幅( )
A.①②B.②④C.②③D.①④
答案 C
解析 本题考查公转轨道的近、远日点和节气组合状况。
①②地球位置为近日点,太阳应直射南半球,故②正确;③④地球位置为远日点,太阳应直射北半球,故③正确。
读“地球公转的二分二至图”,回答2~4题。
2.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
3.有关我国国庆节前后太阳直射点和地球公转速度的叙述,正确的是( )
A.地球公转到AB之间,且速度减慢
B.地球公转到BC之间,太阳直射点在北半球
C.地球公转到CD之间,且速度逐渐加快
D.地球公转到DA之间,太阳直射点在南半球
4.地球公转由B到D位置时段北京的正午太阳高度的变化是( )
A.变大B.变小
C.先变大后变小D.先变小后变大
答案 2.D 3.D 4.C
解析 第2题,根据太阳直射点的位置判断,A、B、C、D依次为冬至、春分、夏至、秋分。
第3题,国庆节(10月1日)地球公转到秋分和冬至之间,太阳直射南半球,且速度在逐渐加快。
第4题,由B到D位置,太阳直射点由赤道移到北回归线,再由北回归线移到赤道,北京与太阳直射纬度的距离是先变小后变大,故其正午太阳高度是先变大后变小。
5.读“地球公转运行位置图”,完成下列问题。
(1)在图中适当位置标出地球自转的方向。
(2)地球公转到A点时的节气是________,日期是________前后。
(3)地球公转到C点时,正午太阳高度的季节分布规律是______________________________________。
这时堪培拉的季节是________,北京的季节是________。
(4)在A、B、C、D四点中,地球公转速度较快的是________点,每年7月初地球位于________点附近。
(5)地球自B点经C、D、A再运行至B点所需时间为____________________,这叫1个________年。
答案
(1)略。
(2)冬至 12月22日
(3)太阳直射北回归线,北回归线及其以北地区正午太阳高度达到一年中的最大值,南半球的各纬度达到一年中的最小值 冬季 夏季
(4)A C (5)365日5时48分46秒 回归
解析 第
(1)题,图示地球自转方向和公转方向均为逆时针。
第
(2)题,根据太阳直射的位置及地轴的倾斜方向,判断A点节气是冬至,为12月22日前后。
第(3)题,地球公转到C点时为夏至日,太阳直射北回归线,北回归线及其以北地区正午太阳高度达到一年中的最大值,南半球的各纬度达到一年中的最小值。
堪培拉位于南半球中纬度,应处于冬季,北京(位于北半球)季节为夏季。
第(4)题,A点距近日点最近,公转速度最快,每年7月初地球位于远日点(C点)附近。
第(5)题,从春分到第二年春分为1回归年,时间长度为365日5时48分46秒。
40分钟课时作业
[基础过关]
山东省中小学的暑假时间大约为每年的7月10日~8月31日。
读图,完成1~2题。
1.山东省开始放暑假时,地球可能位于图中的( )
A.甲B.乙C.丙D.丁
2.暑假期间,太阳直射点的位置及移动方向为( )
A.北半球 北移B.北半球 南移
C.南半球 南移D.南半球 北移
答案 1.B 2.B
解析 第1题,开始放暑假的时间是7月10日,此时已过夏至,图中乙最符合,故选B。
第2题,整个暑假处于夏至到秋分,太阳直射点在北半球向南移。
下图是“黄赤交角和太阳光照射地球示意图”。
读图回答3~4题。
3.关于黄赤交角的叙述,正确的是( )
①图中角α是黄赤交角 ②图中角β是黄赤交角 ③黄赤交角目前度数为23°26′ ④黄赤交角目前度数为66°34′
A.①②B.②③C.①③D.③④
4.此时北半球正值( )
A.春分B.夏至C.秋分D.冬至
答案 3.B 4.B
下图所示是“地球公转的轨道图”,图中甲、乙、丙、丁四点将轨道均分成四等份。
读图回答5~6题。
5.地球在公转轨道上运动所用时间最多的一段是( )
A.甲→乙B.乙→丙
C.丙→丁D.丁→甲
6.2015年2月19日,中国传统节日“春节”时,地球在公转轨道的位置距甲、乙、丙、丁四点最近的是( )
A.甲B.乙C.丙D.丁
答案 5.C 6.B
解析 第5题,首先据图判断P处为近日点附近,地球公转速度较快,即甲乙段地球公转速度较快,用时最短。
丙丁段包含远日点,地球公转速度较慢,用时最长。
第6题,2月19日,地球距离乙点最近。
7.读下图,能够正确表示北半球中纬度某地正午太阳高度年变化状况的是( )
答案 C
解析 北半球中纬度正午太阳高度夏至日(6月22日前后)最大,冬至日(12月22日前后)最小,且最大太阳高度不会达到90°,故选C项。
8.读“二分二至时地球在公转轨道上的位置示意图”,回答下列问题。
(1)地球由A位置公转到B位置的过程中,太阳直射点移动的方向为________,纬度变化的范围是________。
(2)地球公转至B位置时,①点(北回归线上)的正午太阳高度是________。
①点与②点相比,线速度大的是________。
(3)地球由B位置公转到C位置的过程中,地球公转速度的变化特点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)北半球夏半年与冬半年时间哪个更长些?
为什么?
答案
(1)向北移动 0°到23°26′N
(2)90° ①
(3)公转速度渐慢,经过远日点后逐渐变快(或快—慢—快)
(4)北半球夏半年比冬半年更长些。
原因:
地球公转速度在北半球夏半年(经过远日点),较慢,用的时间长,而冬半年(经过近日点)公转速度较快,用的时间短。
解析 本题综合考查地球公转的基本规律。
首先从“二分二至图”中的某一至点(B或D)入手,判断出是北半球的夏至日或冬至日。
B的位置看两极点离太阳的距离远近,北极距太阳近即太阳直射北回归线,B为夏至日,然后根据公转方向判断出A、C、D的节气,那么下面的题便可迎刃而解了。
解答该题的关键是正确判断二分二至的位置。
9.读“某日正午太阳高度纬度分布图”,回答下列问题。
(1)该日为________月________日前后太阳高度分布图。
此日全球正午太阳高度的分布规律是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)此日,南回归线太阳高度是________。
北极圈上的太阳高度是________。
(3)此日后,地球公转速度越来越________,接近________点。
(4)此日后,天安门广场上旗杆正午影子长短如何变化?
答案
(1)12 22 从南回归线向南北两侧递减
(2)90° 0°
(3)快 近日
(4)影子越来越短。
解析 此题是把太阳高度纬度分布光照图变成了坐标图,关键是根据坐标找到此日太阳高度最大时位于南回归线,时间是12月22日前后,其他问题就会迎刃而解。
[能力提升]
下图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。
读图回答10~11题。
10.四地按地球自转线速度由大到小排列,依次是( )
A.甲、乙、丙、丁B.乙、丙、丁、甲
C.丙、丁、甲、乙D.丁、甲、乙、丙
11.四地自北向南排列,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 10.B 11.D
解析 第10题,丙地6月22日正午太阳高度达90°,位于北回归线上;乙地12月22日正午太阳高度接近90°,且6月22日的正午太阳高度也较大,故它位于南回归线以北不远处,比丙更靠近赤道;甲地6月22日正午太阳高度在52°左右,12月22日正午太阳高度在6°左右,且为四地中最小,可判断甲地位于北回归线以北,丁地12月22日正午太阳高度在62°左右,夏至日正午太阳高度为四地中最小,可判断丁地位于南回归线以南,丁地12月22日太阳高度比甲地6月22日太阳高度大,说明丁地比甲地更接近回归线,纬度比甲地低。
四地纬度由低到高:
乙、丙、丁、甲。
第11题,结合两个日期正午太阳高度的大小和上题的分析可知,甲位于北回归线以北较远处,丙位于北回归线上,乙位于南回归线以北不远处,丁位于南回归线以南;故四地自北向南依次为甲、丙、乙、丁。
下图为“甲乙两地太阳高度变化图”。
读图回答12~13题。
12.图中a与b的差值是( )
A.66°34′B.23°26′C.46°52′D.90°
13.当甲地正午太阳高度为b时,乙地太阳高度如右图所示,则乙地的坐标为( )
A.70°N,90°WB.70°N,90°E
C.70°S,90°WD.70°S,90°E
答案 12.C 13.B
解析 第12题,从左图可以看出,该地一年中夏至日正午太阳高度最小,冬至日最大,都大于0°,说明甲地位于南半球温带地区,其正午太阳高度的年变化幅度为太阳直射点的移动幅度,即46°52′。
第13题,甲地正午太阳高度为b时,太阳直射23°26′N,为夏至日,乙地一天中最小太阳高度为3°26′,出现于北京时间2时,由一天中最小太阳高度为3°26′可知该地出现极昼,且距离极昼圈(刚好出现极昼的纬度:
66°34′N)3°26′,故其纬度为70°N。
根据其最小太阳高度(当地地方时为0时)出现于北京时间2时,可知其在120°E西侧相差30°的经线上,即90°E。
14.如右图中N为北极点,A、M、B位于地球表面,NP为经线,NM的球面最短距离为2553千米。
若在M地垂直立竿,则下图中MM′所示日照竿影朝向正确的是( )
A.甲B.乙C.丙D.丁
答案 D
解析 根据同一条经线上纬度相差1°距离相差111km,可知MN两地相差23°,故M地纬度是67°N;然后逐项分析,如下所示:
选项
内容分析
结论
A
夏至日时M地为极昼,地方时0时时,太阳位于正北方,日照竿影朝正南
错误
B
5月1日M地昼长夜短,日出方位为东北,日照竿影朝西南
错误
C
10月1日正午太阳位于正南,日照竿影朝正北
错误
D
秋分日地方时12时时,太阳位于正南,日照竿影朝正北
正确
15.读下图,完成下列问题。
(1)在甲图中画出晨昏线,并用阴影标出夜半球。
(2)甲图是________(日期)前后的地球光照图,北半球的节气是________,对应在乙图中的位置应该是①②③④中的________。
(3)此时A地的太阳高度为________。
此日A地的正午太阳高度为________。
(4)在乙图中________点附近时,地球公转的角速度和线速度较快,在乙图中________点附近时,地球公转的角速度和线速度较慢。
(5)在②点时,地轴与公转轨道间的夹角为________,此时,黄赤交角为________。
答案
(1)略。
(2)12月22日 冬至 ④ (3)0° 66°34′ (4)④ ② (5)66°34′ 23°26′
解析 第
(1)题,晨昏线应与太阳光线垂直并且平分赤道。
第
(2)题,由甲图判断为冬至日,对应乙图中④位置,④为冬至日,①为春分日,②为夏至日,③为秋分日。
第(3)题,甲图中的A点位于赤道与晨昏线的交点上,此时的太阳高度为0°,A地的正午太阳高度应为:
90°-23°26′=66°34′。
第(4)题,在④点(冬至日)附近接近近日点,公转速度较快,在②点(夏至日)附近接近远日点,公转速度较慢。
第(5)题,地球在公转轨道上的任何地点地轴与地球公转轨道平面的夹角都是66°34′,黄赤交角是23°26′。
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- 新步步高学年高一地理鲁教版必修一学案与检测第一单元 第三节 课时1 地球的公转 正午太阳 步步高 学年 地理 鲁教版 必修 一学案 检测 第一 单元 三节 课时 地球 公转 正午 太阳