第3讲地球公转及其地理意义.docx
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第3讲地球公转及其地理意义
第3讲 地球公转及其地理意义
考点一 昼夜长短的变化规律
[学生用书P12]
1．黄赤交角存在（大小、变化带来的影响）→太阳直射点南北移动（位置、方向、范围、影响）→昼夜长短（计算、分布规律、变化规律、与太阳直射点的关系）→季节变化。
2．光照图→判读→南北半球→晨昏线→日期（二分二至日）→地方时（区时）→直射点和位置→昼夜长短（分布规律、变化规律、昼长计算、日出和日落地方时等）。
3．北半球冬（夏）半年（时间起止点）→太阳直射点（南北半球位置、南北移动方向）→昼夜长短变化规律（极昼极夜范围的变化、某地昼夜长短变化、昼夜长短最值）。
（2014·高考福建卷）我国第四个南极科学考察站—泰山站（73°51′S，76°58′E）于2014年2月8日正式建成开站。
下图示意某科考队员当日拍摄的一天太阳运动轨迹合成图。
读图，回答
（1）～
（2）题。
（1）该日太阳位于图示F位置时（ ）
A．泰山（36°N，117°E）旭日东升
B．东京（36°N，141°E）夕阳西斜
C．纽约（41°N，74°W）烈日当空
D．开普敦（34°S，18°E）夜色深沉
（2）次日泰山站（ ）
A．日出正南 B．太阳高度变大
C．白昼变短D．极昼即将开始
[思路分析]
1．读文字材料，抓住核心词语
题干中的核心词语有：
“泰山站（73°51′S，76°58′E）”“2014年2月8日”“一天太阳运动轨迹合成图”等。
2．审图表材料，把握关键信息
[标准答案]
（1）B
（2）C
[变式训练]
我国首个北极科考站——黄河站（78°55′N，11°56′E）成立于2004年7月28日，下图示意该日某科考队员拍摄的一天太阳运动轨迹合成图。
读图回答
（1）～
（2）题。
（1）该日太阳位于图示F位置时（ ）
A．泰山（36°N，117°E）旭日东升
B．东京（36°N，141°E）夜色渐深
C．纽约（41°N，74°W）烈日当空
D．开普敦（34°S，18°E）夜色深沉
（2）次日黄河站（ ）
A．出现极夜现象
B．白昼变短
C．昼短夜长
D．日出正南
解析：
（1）F点应为该日黄河站12时的太阳高度，即11°56′E的地方时为12时，由此可求出泰山（117°E）地方时约为19时，东京（141°E）地方时约为21时，纽约（74°W）地方时约为6时，开普敦（18°E）地方时约为12时多，故选B。
（2）次日，太阳直射点位于北半球且向南运动，北半球白昼变短，故B正确；次日黄河站不会出现极夜，故A错；次日黄河站仍昼长夜短，故C错；次日黄河站日出东北方向，故D错。
答案：
（1）B
（2）B
1．太阳直射点与昼夜长短及其变化的关系
（1）太阳直射点移动图——“一向”“三线”和“六点”
一向：
太阳直射点移动方向。
三线：
南、北回归线和赤道。
六点：
二分日、二至日和近、远日点。
（2）太阳直射点位置与昼夜长短的关系——点北北长，点南南长
太阳直射点所在的半球，昼长夜短，且该半球纬度越高，昼越长夜越短。
极圈内有极昼现象；另一半球正好相反，与太阳直射点移动方向无关。
（3）太阳直射点移动方向与昼夜长短变化的关系——北移北长，南移南长
太阳直射点向哪个半球（南、北）移动，哪个半球昼变长夜变短，且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大，与太阳直射点位置无关。
（4）直射点纬度与出现极昼、极夜的纬度互余。
（5）太阳直射点位置与日出、日落方位的关系
①太阳直射点在北半球，全球东北日出，西北日落。
②太阳直射点在南半球，全球东南日出，西南日落。
③太阳直射点在赤道上，全球正东日出，正西日落。
（6）昼夜长短差值的大小分布
①赤道上，全年昼夜差值最小且为零。
②纬度越高，昼夜差值越大；纬度越低，昼夜差值越小，越接近零。
③春、秋分日，全球昼夜差值最小且为零；冬、夏至日，全球（赤道除外）昼夜差值最大。
2．昼夜长短的相关计算方法
（1）根据日出、日落时间计算昼长、夜长
昼长＝日落时间－日出时间＝24－2×日出时间＝2×（日落时间－12）。
夜长＝2×日出时间＝2×（24－日落时间）。
（2）根据昼（夜）弧跨越的经度计算昼（夜）长
昼（夜）长＝昼（夜）弧跨越的经度数÷15°/时。
（3）赤道上永远昼夜等长：
昼长＝夜长＝12小时。
（4）二分日，全球昼夜等长：
昼长＝夜长＝12小时。
（5）南、北半球纬度值相同的纬线上，昼夜长短情况相反。
即北纬X度的昼长等于南纬X度的夜长，北纬X度的夜长等于南纬X度的昼长。
（6）日出、日落时间计算方法
日出时间就是该地所在纬线与晨线交点的地方时，日落时间为该地所在纬线与昏线交点的地方时。
同一条纬线上，日出、日落的地方时相同。
其中，日出时间＝12－昼长/2＝夜长/2；日落时间＝12＋昼长/2＝24－夜长/2。
昼夜长短的变化规律
下图为某地一年中日出时间统计图（其中M表示6月22日、N表示12月22日）。
读图完成1～2题。
1．该地最可能位于（ ）
A．北京的西北方B．低纬度地区
C．北半球D．极圈内
2．从M到N期间，该地（ ）
A．白昼不断增长B．正午杆影不断加长
C．日出于东北方向D．日落时间逐渐提前
解析：
第1题，该地一年内日出时间相差不大，说明它最可能位于赤道附近、低纬度地区；该地春秋分时，日出于北京时间5：
30，说明该地的地方时比北京时间早30分钟，故该地位于127.5°E，不可能位于北京的西方；该地6月22日的日出时间最晚，故该地位于南半球。
第2题，从图中可以看出，从M到N期间，该地日出时间不断提前，白昼不断增长，正午杆影不断变短，日出方向变化为东北—正东—东南。
答案：
1.B 2.A
昼夜长短的计算
（2015·合肥质检）下表为2014年12月22日H、K两地日出日落时刻（北京时间）表。
据此完成3～4题。
日出
日中
日落
H地
07：
11：
40
11：
31：
52
15：
52：
04
K地
07：
50：
14
13：
07：
40
18：
25：
06
3．H地位于K地的（ ）
A．东北方向B．东南方向
C．西北方向D．西南方向
4．H地可能位于（ ）
A．美国东海岸B．我国东北地区
C．南极半岛D．澳大利亚西海岸
解析：
第3题，12月22日太阳直射点位于南半球，越向南的地方昼长越长，根据两地日出日落时刻计算可知，K地昼更长，故K地较H地位置靠南；H地正午时刻早于K地，说明H地的位置更靠东。
综上所述，H地位于K地的东北方向。
第4题，根据表格中信息计算可知，H地此日的昼长约为8小时40分钟，此日太阳直射点位于南回归线，故该地位于北半球中纬度；北京时间11：
32时H地地方时约为12时，计算可知当地的经度约为127°E。
综上可知，该地可能位于我国东北地区。
答案：
3.A 4.B
考点二 正午太阳高度的变化规律
[学生用书P14]
1．黄赤交角（变化及影响）→太阳直射点移动（位置、范围、方向）→正午太阳高度变化。
2．二分二至日→太阳直射点的位置→正午太阳高度分布（最大值、最小值分布范围）。
3．直射点的移动（时间、方向）→正午太阳高度的季节变化。
（2014·高考海南卷）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。
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°W
C．60°ED．60°W
（2）该地的纬度可能为（ ）
A．10°NB．10°S
C．50°ND．50°S
[思路分析]
1．读文字材料，抓住核心词语
（1）题干中的核心词语有：
“正午太阳高度H＝90°－|φ－δ|”“北京时间18时的太阳位置”等。
（2）第
（1）题题干中的核心词语有：
“该地的经度”等。
（3）第
（2）题题干中的核心词语有：
“该地的纬度”等。
2．审图表材料，把握关键信息
[标准答案]
（1）A
（2）C
[变式训练]
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。
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）若图中为冬至日某地的正午太阳高度，则该地经纬度是（ ）
A．30°E，21.5°SB．30°E，21.5°N
C．30°W，68.5°SD．30°W，68.5°N
（2）关于该地现象的叙述正确的是（ ）
A．该地每年有两次直射现象
B．该地有极昼、极夜现象
C．冬至日（12月22日）时，该地正午太阳高度达一年中的最大值
D．夏至日（6月22日）时，该地正午太阳高度达一年中的最大值
解析：
（1）从图中可知该地冬至日正午太阳高度为45°且太阳位于正南方向，说明该地一定位于南回归线以北地区；根据正午太阳高度计算公式可知该地纬度为21.5°N，根据正午时北京时间为18时可计算出该地经度为30°E，故选B。
（2）由上题可知该地位于赤道与北回归线之间，每年有两次直射现象，冬至日时该地正午太阳高度达一年中的最小值，直射时正午太阳高度达一年中的最大值。
答案：
（1）B
（2）A
1．正午太阳高度的分布规律
（1）纬度分布规律：
同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧递减，如夏至日太阳直射点在北回归线上，正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。
（2）季节分布规律：
夏至日北回归线及其以北各纬度，正午太阳高度达到一年中的最大值，南半球各纬度正午太阳高度达到一年中的最小值；冬至日南回归线及其以南各纬度，正午太阳高度达到一年中的最大值，北半球各纬度正午太阳高度达到一年中的最小值。
如下图所示：
2．巧判正午太阳高度的分布、变化特点
（1）分布看“远近”——远小近大
距离太阳直射点所在的纬线越近，正午太阳高度越大，反之则越小。
（2）变化看“移动”——来增去减
太阳直射点向某地移来时，该地的正午太阳高度逐渐增大；太阳直射点远离某地移去时，该地的正午太阳高度逐渐减小。
（3）位置看“数值”——90°的出现
3．正午太阳高度的计算
要明确两个纬度——太阳直射点的纬度和所求地的纬度。
根据以下公式计算：
某地正午太阳高度＝90°－|该地和太阳直射点间的纬度差|。
4．应用技巧
（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）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。
正午太阳高度
（2015·黄冈期末）下图为同一条经线上①②③三地6月22日一天中相同高度旗杆（杆长为2m）影子朝向和长度变化示意图。
读图完成1～2题。
1．据图判断，①②③三地昼长由短到长的顺序是（ ）
A．①②③B．①③②
C．③②①D．③①②
2．③地日出时间为一年中最早时（ ）
A．北极进入最佳考察时期
B．直布罗陀海峡盛行西风
C．潘帕斯草原草木枯黄
D．江淮地区出现伏旱天气
解析：
第1题，根据6月22日①②③三地正午影长及朝向可以判断，②地位于北回归线上，①地位于北回归线以北；③地正午杆影朝南、正午时影长为杆长的2倍（可由此计算出正午太阳高度，从而获知当地所在纬度），说明该地位于南回归线以南。
6月22日，太阳直射北回归线，昼长由南向北变长。
故选C。
第2题，由上题分析可知，③地位于南半球，故③地日出时间为一年中最早时为南半球夏季。
直布罗陀海峡由于气压带、风带南移，盛行西风；潘帕斯草原草木繁茂；北极最佳考察时期和江淮地区出现伏旱天气均在北半球夏季。
故选B。
答案：
1.C 2.B
正午太阳高度的分布规律及应用
下图为北半球某地一天内太阳高度变化示意图，读图回答3～4题。
3．该日出现极昼的范围是（ ）
A．70°N及其以北地区
B．80°N及其以北地区
C．北极圈及其以北地区
D．40°N及其以北地区
4．该日正午，为获取最佳的集热效果，北京某一小区（纬度约为40°N）楼顶太阳能集热板与地平面的夹角应约为（ ）
A．10°B．20°
C．30°D．40°
解析：
第3题，由图可知，该地该日的最小太阳高度为0°，则表明该地正好出现极昼现象，该地该日的最大太阳高度为该地的正午太阳高度（40°），根据“刚好出现极昼地区的正午太阳高度为太阳直射点纬度的两倍”的规律可知，该日太阳直射点位于20°N，该日出现极昼的范围是70°N及其以北地区。
第4题，由上题分析可知，该日太阳直射点位于20°N，北京某小区纬度约为40°N，则正午太阳高度约为70°，集热板与正午太阳光线垂直时才能获得最佳的集热效果，故集热板与地面的夹角应约为20°。
答案：
3.A 4.B
（建议用时：
40分钟）
一、选择题
下表示意甲、乙、丙、丁四地12月至次年1月正午太阳高度和昼长变化状况，据此回答1～3题。
地点
正午太阳高度变化状况
昼长变化状况
甲
减小→增大
增长→减短
乙
增大→减小
不变
丙
增大→减小
增长→减短
丁
减小→增大
减短→增长
1.四地中，属于同一半球的是（ ）
A．甲、乙、丙 B．乙、丙、丁
C．甲、丙、丁D．甲、乙、丁
2．乙地的纬度最可能是（ ）
A．0°B．62°N
C．66°34′SD．86°S
3．如果地球的自转轴与黄道平面（地球绕日公转的轨道平面）的夹角为α，地球公转一周，太阳直射点在地球上移动的范围是（ ）
A．小于南北纬23°B．南北纬α之间
C．大于南北纬66°D．南北纬90°－α之间
解析：
第1题，12月初至冬至日，太阳直射点南移，最终移至南回归线上；冬至日至次年1月，太阳直射点从南回归线北移，且该时期太阳直射点一直位于南半球。
甲地昼长先增长、后减短，故甲地位于南半球；乙地正午太阳高度先增大、后减小，但昼长不变，位于南极圈到南极点之间的地区，且比较接近南极点；丙地正午太阳高度先增大、后减小，昼长先增长、后减短，表明丙地一定在南回归线及其以南至南极圈之间的地区；丁地昼长先减短、后增长，故其位于北半球。
第2题，由上题分析可知，乙地位于南极圈到南极点之间的地区，且比较接近南极点，故选D。
计算方式如下：
12月初，太阳直射点约位于18°S，72°S及其以南出现极昼；1月底，太阳直射点约位于13°S，77°S及其以南出现极昼；由于乙地在此期间昼长不变，故其大约位于72°S及其以南地区。
第3题，地球公转一周，太阳直射点在回归线之间移动一个周期，因为地球的自转轴与黄道平面的夹角为α，所以赤道平面与黄道平面的夹角即回归线的纬度等于90°－α，所以太阳直射点在地球上移动的范围是南北纬90°－α之间。
答案：
1.A 2.D 3.D
（2015·湖北仙桃一中阶段性考试）读某地竿影端点日运动轨迹图，回答4～5题。
4．图中立竿处（O点）（ ）
A．位于北极圈以内，竿影端点按顺时针方向移动
B．位于北极圈以内，竿影端点按逆时针方向移动
C．位于南极圈以内，竿影端点按顺时针方向移动
D．位于南极圈以内，竿影端点按逆时针方向移动
5．同一日期竿长不变，若O点的纬度变高，则（ ）
A．OA变长，OB变长B．OA变长，OB变短
C．OA变短，OB变短D．OA变短，OB变长
解析：
第4题，读图可知，该地立竿全天都有日影，表明该地发生了极昼现象；又因为OA小于OB，说明OA表示正午日影且指向南，进而推知该地位于南极点附近；再根据太阳视运动特点可知，竿影端点按逆时针方向移动。
故D正确。
第5题，若O点纬度变高，正午太阳高度会变小，则OA变长；根据发生极昼地区的正午太阳高度和子夜（零时）太阳高度之和等于太阳直射点纬度的2倍这个规律可知，零时的太阳高度会变大，因而OB会变短。
故B正确。
答案：
4.D 5.B
下图是北半球某地一年中6个偶数月昼长（本月昼长之和）曲线分布图，据图完成6～7题。
6．在第⑥个偶数月，下列说法正确的是（ ）
A．地球绕太阳公转的速度达到一年中的最大值
B．北回归线及其以北地区的正午太阳高度达一年中的最大值
C．北半球各地的昼长在不断变长
D．太阳直射点正在向南移动
7．在第④个偶数月，下列说法正确的是（ ）
A．我国天山的牧民正在把羊群往天山山脚下迁移
B．开普敦炎热干燥
C．我国珠江流域已进入汛期
D．蒙古－西伯利亚地区气压值达一年中的最大值
解析：
第6题，从图中可知北半球某地第①个偶数月昼长最小，说明该月为12月，第④个偶数月昼长最长，说明该月为6月，由此可知第⑥个偶数月为10月，此时太阳直射点正向南移。
第7题，第④个偶数月为6月，天山牧民把羊群往山上迁移；开普敦开始温和多雨；蒙古－西伯利亚地区气压值达一年中的最小值。
答案：
6.D 7.C
下图是某日甲、乙两地太阳高度的最大与最小状况示意图。
读图完成8～9题。
8．此日太阳直射点最接近（ ）
A．①B．②
C．③D．④
9．甲地位于（ ）
A．22°NB．北极点
C．68°SD．南极点
解析：
根据图中甲地一天中太阳始终在南方，最大、最小太阳高度均为22°，可知甲地为北极点。
根据极点上的太阳高度等于太阳直射点的纬度，可知此日太阳直射点在22°N，①点最接近。
答案：
8.A 9.B
（2015·屯溪月考）甲图为乙图（阴影部分为海洋）中M地一年内正午太阳高度的变化规律，已知a－b＝38.5°，且M地3月21日4：
15（北京时间）日出，读图回答10～11题。
10．关于甲图中N点所示时间，下列地理现象描述正确的是（ ）
A．南亚易出现洪涝灾害
B．南非昼长夜短，且昼渐短
C．此后数天内，黄山各地正午日影继续变长
D．M地此时为一年中日出时间最早的一天
11．根据图示信息和所学知识判断，下面描述正确的是（ ）
A．M地自然植被类型为热带雨林
B．M地沿海地区受洋流影响降温减湿
C．M地所在国经济发达，但矿产缺乏
D．M所在国工业多为劳动力密集型
解析：
第10题，根据甲图可知，N点所示时间接近冬至日，此时为北半球冬季，南亚盛行东北风，降水稀少，故A错；此时太阳直射点位于南半球，南半球各地昼长夜短，而且昼越来越长，故B错；黄山各地位于北半球，冬至日正午日影最长，N点的时候太阳直射点在南回归线以北地区，而且继续向南移动，因此此后数天内，黄山各地正午日影继续变长，故C正确；根据M地一年内正午太阳高度的变化规律可知，M地一年中在冬至日附近出现两次直射现象，据此可以判断M地位于赤道至南回归线之间的地区，因此M地冬至日时昼最长、日出时间最早，故D错。
第11题，3月21日为春分，全球各地6点（当地地方时）日出，而M地3月21日4：
15（北京时间）日出，据此可以推断M地经度约为146°E；根据甲图信息可知，M地冬至日和夏至日正午太阳高度角相差38.5°，据此可以推断M地纬度为19.25°S。
结合所学世界地理知识可知，M地位于澳大利亚东北部地区，其气候类型为热带雨林气候，其植被类型为热带雨林带，故A正确。
答案：
10.C 11.A
二、综合题
12．（2015·滕州月考）我国一艘海洋考察船于12月3日12时（北京时间）从上海启航，航行20天零3小时到达位于（120°W，75°S）的考察地点，一个月后，航经澳大利亚的悉尼，再继续航行考察，又经两个月后回到上海（如图），据此回答下列问题。
（1）考察船到达考察地点时，当地是几日几时？
是白天还是夜间？
为什么？
（2）考察船航经悉尼时，悉尼是什么季节？
为什么？
（3）考察船回到上海时，上海的昼夜长短如何？
为什么？
解析：
第
（1）题，由题意可知，考察船于北京时间12月3日12时从上海启航，航行20天零3小时后到达考察地点，此时北京时间为12月23日15时，然后再求出此时考察地点（120°W）的时间，从图中可知该地与120°E相差8个小时，中间自西向东穿过日界线，因此要减去一天，故此时考察地点的时间为12月22日23时，该考察地点位于75°S，此时有极昼现象。
（2）考察船再经一个月即1月22日左右，悉尼正值夏季。
（3）再航行2个月（3月22日前后），考察船回到上海，此时正值春分日前后，上海昼夜等长。
答案：
（1）到达时间是12月22日23时，处于白天。
因为此时太阳直射南回归线附近，75°S有极昼现象。
（2）悉尼正值夏季。
因为此时为1月22日，太阳直射南回归线附近（北侧），南半球的悉尼正午太阳高度角大，昼长夜短，获得的太阳辐射量多，为夏季。
（3）上海昼夜等长。
考察船回到上海正值春分日前后，太阳直射点位于赤道附近，所以上海昼夜等长。
13．（2015·湖北重点高中联考）阅读下列材料，分析回答问题。
材料一 武汉市（约30°N，114°E）青山花园小区是一所集欧美建筑精华的住宅小区，小区内设施齐全，环境优美，豪华典雅，当地居民争相购买，然而一年后底层住户以采光条件差将开发商告上法庭。
（已知tan35°≈0.70）
材料二 图甲为青山花园小区分布平面图，图乙为某学校研究性学习小组绘制的某日该小区内旗杆杆影轨迹示意图（O为立杆处，虚线为杆影，曲线为杆影端点轨迹）。
（1）图乙中F、G、H、I四个杆影中最接近日落时段的是________，该日前后小区住户客厅内的正午阳光照射面积较________。
（2）该小区底层住户因采光条件差将开发商告上法庭。
请你用所学知识为住户们拿出有力的证据。
（3）为保证武汉市住宅一年内均可获得充足的太阳光照，在楼高相同的情况下，该城市住宅楼群的楼房间距与广州市相比有何差异？
对你的结论作出合理解释。
解析：
第
（1）题，根据题目信息“武汉市（约30°N，114°E）”可知，武汉位于北回归线以北地区，正午日影最短并朝北。
由图乙可知，F与G日影最长，应为日出或日落时刻。
F位于西南，G位于东南，日影与太阳方位相反，即太阳方位对应为东北和西北；由图乙可知该图是北半球夏半年某天日影变化，东南方向的日影表示日落时段状况，杆影最接近日落时段的应为G；图示时间为夏半年，此时正午太阳高度较大，故进入室内光照面积较小。
第
（2）题，该地位于北半球中纬度地区，冬至日时正午太阳高度角最小，只要计算出冬至日楼间距即可。
冬至日时，该小区正午太阳高度α＝90°－（30°＋23°26′）＝36°34′，tan35°≈0.70，tanα＝20米/L，L＝20/0.70≈28.57米，在楼间距为28.57米情况下，楼房最底层正午可以得到阳光照射，但是小区目前设计的楼间距只有20米，故底层楼房得不到阳光照射。
第（3）题，在楼高相同的情况下，住宅楼群的楼房间距取决于正午太阳高度，北回归线以北地区，取决于冬至日的正午太阳高度，正午太阳高度越小，因此楼间距应该越大。
武汉市纬度比广州高，冬至日正午太阳高度比广州小，因此楼间距应该比广州大。
答案：
（1）G 小
（2）该小区位于30°N，12月22日正午太阳高度最小为36°34′；正午时，楼的影长达28.57米，远大于楼间距20米。
（3）楼房间距应比广州宽。
原因：
武汉纬度比广州高，冬至日正午太阳高度比广州小，同样高度的楼房影子比广州长。
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