高中地理一轮复习 专题 地球的运动 地球的公转及其地理意义复习 导学案

专题地球的运动地球的公转运动及其地理意义

【思维导图】

【互动导学】

导学1 地球公转的基本特征

1.地球公转的基本特征

（1）定义：地球绕太阳的运动。

（2）方向：自西向东

（3）周期：一个恒星年(365日6时9分10秒)。

（4）轨道与速度

从时间上看，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。从在公转轨道的位置上看，近日点比冬至日靠东，远日点比夏至日靠东。

例题1

读太阳直射点周年变化示意图，回答下面三题。

导学2 黄赤交角及其影响

1．掌握线线关系、线面关系和面面关系的方法

（1）地轴与赤道平面是垂直的。

（2）太阳光线始终与晨昏线垂直。

（3）地轴与黄道平面成66°34′交角。

（4）赤道平面与黄道平面成23°26′交角。

2．黄赤交角存在的地理意义

黄赤交角的大小决定着太阳直射点移动的范围，即南、北回归线之间的范围，决定着回归线与极圈的度数。

太阳直射点的移动：黄赤交角的存在以及地球公转时地轴的北端始终指向北极星附近，使得太阳直射点在南、北回归线之间往返运动(如下图)。

3．黄赤交角变化带来的影响

例题2

黄赤交角是产生四季的原因。黄赤交角并非固定不变，现在约为23°26′，最大时可达24°14′，最小时为22°6′，变动周期约4万年。读黄赤交角变动时回归线和极圈的变动示意图，回答下面两题。

（1）黄赤交角为24°14′时（）

A．热带的范围比现在小B．温带的范围比现在小

C．寒带的范围比现在小D．极昼和极夜出现的范围比现在小

（2）地球上的太阳直射点（）

①移动周期约4万年②随着季节的

变化而变化

③在南北回归线之间来回移动④最小纬度为22°6′

导学3 昼夜长短的变化规律及计算技巧

1.昼夜长短的变化

昼夜长短的变化是地球运动的重要地理意义之一，突破此考点应主要抓住“三看”：

（1）昼夜长短的判读——看“弧长”

晨昏线把所经过的纬线圈分割成昼弧和夜弧。同一纬线圈上，若昼弧长于夜弧，则昼长夜短，反之昼短夜长；赤道上全年昼夜等长。

（2）昼夜长短分布——抓“直射点位置”

太阳直射点所在的半球位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。如下图所示：

（3）昼夜长短变化——抓“移动方向”

此处的“移动方向”主要是指太阳直射点的移动方向，它决定昼长、夜长的变化趋势，纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球就昼变长夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。如下图所示：

例题3

某同学对居住地每天的日出时间进行了一段时间的持续观测与记录，绘成下图。读图完成下列问题。

（1）a～b期间，该地的昼夜长短及其变化趋势是（）

A．昼长夜短，且昼渐长夜渐短B．昼长夜短，且昼渐短夜渐长

C．昼短夜长，且昼渐长夜渐短D．昼短夜长，且昼渐短夜渐长

下表中所列的是12月22日甲、乙、丙、丁四地的白昼时间，根据表中数据回答下面两题。

（1）四地中属于南半球的是（）

A、甲地

B、乙地

C、丙地

D、丁地

（2）所处纬度从高到低顺序排列的是（）

A、甲乙丙丁

B、甲乙丁丙

C、丙丁乙甲

D、丁丙乙甲

导学4 日出日落与昼夜长短计算

太阳视运动是指一天中肉眼所见太阳在天空中东升西落的运行状况。其中日出东方，日落西方，正午12点(地方时)时位于观察者的正南方或正北方。上图反映的是北纬40°附近某地在二分二至日的太阳视运动轨迹。该图可反映日出日落时间与昼夜长短、日出日落方位、正午太阳高度等。

太阳视运动轨迹

1．太阳直射点位置、日出日落方位与昼夜长短的对应关系

注：当极圈内有地区出现极昼时，若是北半球，则出现极昼的地区正北日出，正北日落(0时日出，24时日落)；若是南半球，则出现极昼的地区正南日出，正南日落(0时日出，24时日落)。

2．昼夜长短的计算

(1)利用已知的日出或日落的地方时来求算

一个地区一天的日出和日落时间反映了该日的昼夜长短状况。白昼以12点为界，上午与下午时间间隔相等；黑夜以午夜(0时或24时)为界，上半夜与下半夜时间间隔相等。

因此已知某地某一天的昼长，可求出该日的日出、日落时间(地方时)，其方法为：

日出时间＝12－日落时间＝12＋

相反，根据某地某一天日出日落时间可计算昼长、夜长，其方法为：

某地昼长＝日落时间－日出时间＝(正午12点－日出时间)×2＝(日落时间－正午12点)×2 某地夜长＝(子夜24点－日落时间)×2＝(日出时间－子夜0点)×2

(2)利用一个地区昼弧所跨的经度范围来计算

方法：昼长＝白昼弧度数/15°(单位：小时)，即在日照图上某条纬线与晨昏线有两个交点，两点之间在昼半球的弧度数/15°，就是白昼的小时数。

3．有关昼夜长短时间计算的三个规律

(1)对称规律：日出日落时间以当地时间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间的中央经线上。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时29分，则当日60°S纬线上各地夜长为18小时29分。

如下图，在同一天中，θ°N的昼长等于θ°S的夜长；θ°N的夜长等于θ°S的昼长。

(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。

①关于夏至、冬至对称的两个日期，其昼夜分布是一样的。因为关于夏至或冬至对称的两个日期，其太阳直射点在同一条纬线上。如下图：

(a与b这两个日期关于夏至日对称，c与d这两个日期关于冬至日对称)

②关于春分、秋分对称的A、B两天，其昼夜分布关于赤道对称，即A昼长等于B夜长，A 夜长等于B昼长。因为关于春分或秋分对称的两个日期，其太阳直射点所在纬线关于赤道对称。如下图：

（a与b这两个日期关于秋分对称，c与d这两个日期关于春分对称）

例题4

下图是一位驴友在别德马(40°30′S，64°W)拍摄的景观图片。据此，完成下面各题。

（1）图片拍摄日期最有可能是（）

A．1月1日B．4月1日C．7月1日D．10月1日（2）此时，太阳位于拍摄者的（）

A．东北方B．西北方C．东南方D．西南方

（3）这一天，北京的昼长大约是（）

A．10小时B．11小时C．13小时D．14小时区下图示意A地地理位置，某年12月22日在A地海边拍摄的日出风光照片。读图完成

（1）图示时刻太阳所处方位是( )

A．东南B．东北C．西南D．西北

（2）图示时刻北京时间大约是( )

A．12月21日18时10分B．12月22日7时20分

C．12月22日16时40分D．12月23日5时50分

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。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

导学5 正午太阳高度的变化规律、计算方法及应用

二分二至日正午太阳高度随纬度变化示意图

正午太阳高度随季节变化示意图

1．正午太阳高度的纬度变化规律

（1）同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点所在纬线向南北两侧递减。

（2）同一纬线上正午太阳高度相同。

（3）与太阳直射点所在纬线纬度差相等的两条纬线上的正午太阳高度相同。

2．正午太阳高度的季节变化规律

（1）太阳直射点位置与昼夜长短的关系

太阳直射点所在的半球，昼长夜短，且越向该半球的高纬地区白昼越长，极圈内有极昼现象。另一半球情况相反。

（2）太阳直射点移动方向与昼夜长短变化的关系

太阳直射点向本地所在纬线移来，正午太阳高度增大，反之减小(简记为“来增去减”)。3．正午太阳高度的年变化规律

（1）南、北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越大(由23°26′增大至46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′。

（2）南回归线至南极圈之间和北回归线至北极圈之间：各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)。

（3）南极圈以南和北极圈以北：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小至23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。

（4）一个地区年正午太阳高度最大差值

赤道地区为23°26′，热带地区为(当地纬度＋23°26′)；回归线至极圈之间地区为46°52′。

4．太阳直射点的确定方法

（1）纬度的确定

方法1：“太阳直射点的纬度”和“晨昏圈与纬线相切点的纬度(出现极昼极夜的最低纬度)”互余。

方法2：通过节气来判断。夏至，太阳直射23°26′N；冬至，太阳直射23°26′S；春、秋分，太阳直射赤道。

方法3：根据某地正午太阳高度的计算公式H＝90°－两地纬度差计算。

方法4：“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时的经线即为太阳直射的经线。

方法1：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2：根据晨昏线与纬线相切点所在经线的地方时判断太阳直射的经线。

5．正午太阳高度的计算

正午太阳高度的计算公式：H＝90°－两点纬度差。（说明：“两点”是指所求地点与太阳直射点）

两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即两点同在北(南)半球，则两点纬度“大数减小数”；两点分属南北不同半球，则两点纬度相加。如图所示：

当太阳直射B点(10°N)时：

A点(40°N)正午太阳高度：

H＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。

C点(23°26′S)正午太阳高度：

H＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。

例题5

下图为某地某时段正午物影变化示意图。读图，完成下面三题。

（1）图中N点日期可能为（）

导学6 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

确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。为了获得更充足的太阳光照，在北回归线以北地区正午太阳位于南方，因此房屋坐北朝南；在南回归线以南地区正午太阳位于北方，因此房屋坐南朝北。

3.确定当地的地理纬度

当太阳直射点位置一定时，可根据两地纬度差多少度，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。

4.判断日影长短及方向

太阳直射点上，物体的影子缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。

正午是一天中日影最短的时刻。

日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日日影最长，夏至日日影最短；南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日日影最长，冬至日日影最短；南北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南，冬至日朝向正北；直射时日影最短(等于0)。

5.确定楼间距、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，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。如下图：

（6）计算太阳能热水器的安装角度

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，使太阳光与集热板成直角。

集热板与地面之间的夹角(α)和当天的正午太阳高度角(H)互余，即α＋H＝90°时效果最佳。如下图：

例题6

（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20°S D．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（）

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

太阳能光热电站（下图）通过数以十万计的反光版聚焦太阳能，给高塔顶端的锅炉加

导学7 四季的更替

1．地球运动中关于季节判断的依据

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、季节、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。

例题7

道上的位置示意图”。关于图示内容叙述正确的是（）

A、P点位于①位置时，西安的节气最可能是寒露

B、P点由b移向c期间，西安太阳从东北方升起

C、P点由b移向c期间，地球公转速度逐渐变慢

D、立春、春分反映的是季节变化

导学8 光照图的的阅读

光照图的图形变化很多，除了常见的侧视图与俯视图之外，还有很多形式多样的变式图，但只要抓住光照图中特殊点、线、面、角和方向这些关键，就能找到解题的突破口。典型图示如下：

光照图判读中的“五个关键”：

1．判读光照图中的点

（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；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；从太阳直射点所在纬线向南北两侧递减。

（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，其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．判读光照图中的线

（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

0时或24时所在经线和180°经线。沿地球自转方向，0时所在经线向东至180°经线为新一天，向西至180°经线为旧一天。

（3）东、西半球的分界线

20°W—0°—160°E为东半球；160°E—180°—20°W为西半球。

3．判读光照图中的面

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、北极圈内出现极昼和极夜现象是相反的。

4．判读光照图中的角——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．判读光照图中的方向——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。

例题7

下图为极地投影示意图，图中小虚线圈为极圈，大虚线圈为回归线；弧线ACB为晨昏线，且AC段为昏线；C点为晨昏线与极圈的切点，也是晨昏线与120°E的交点。读图，回答下面两题。

（1）图示的日期可能是（）

A．3月21日B．6月22日

C．9月23日D．12月22日

（2）此时正午太阳直射点的位置是（）

A．120°E、23°26′S B．120°E、23°26′N

C．60°W、23°26′S D．60°W、23°26′N

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。读图回答下面两题。

（1）此时太阳直射点的位置最接近（）

A．15°N，135°E B．15°S，135°W

C．23°26′N，0°D．23°26′S，180°（2）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

【能力展示】

1. 某日，小明在互联网上看到世界各地好友当天发来的信息：

甲：温暖的海风夹着即将到来的夏天的味道扑面而来。

乙：冬季临近，金黄的落叶铺满了一地。

丙：又一次入秋失败了，这还是我四季分明的家乡吗？

丁：又是黑夜漫长的季节，向北望去，小城上空的极光如彩色帷幕般挂在夜空。

据此完成下面两题。

（1）以上四人所在地从北到南的排列顺序是（）

A．甲乙丙丁B．丁乙丙甲C．丁丙甲乙D．甲丙乙丁

（2）当天可能是（）

A．4月28日B．6月28日C．9月2日D．11月2日

2. 我国A市某中学（下图所示）的旗杆影子在北京时间14:08为一天中最短。冬至前后，师生们能在学校升国旗时（北京时间10:00）看到日出。学生发现，日落时旗杆影子的指向随日期而移动。结合图文材料，回答下面两题。

（1）A市位于天津市（39°N，117°E）的（）

A．东北B．东南C．西北D．西南

（2）下列时段中，日落时杆影的指向由排球场逐渐移向篮球场的是（）A．惊蛰到立夏B．立夏到小暑C．白露到立冬D．立冬到小寒

3. 下图为某年内我国地跨10个经度区域的降水量变化图，则芒种至小暑期间（）

A．该区域南北气温差异大

B．塔里木河蒸发量大，出现断流

C．白昼时间北京比上海长

D．“雪龙号”科考船抵达南极大陆

4. 2011年7月17日，我国南极中山站(69°22′S，76°22′E)越冬科考队的队员们迎来了极夜后的第一次日出。据材料回答下面两题。

（1）当中山站“第一次日出”时，若在天津观测太阳，太阳位于观测者的（）A．东北方向B．东南方向C．西北方向D．西南方向