1.3.1地球的公转　正午太阳高度的变化 学案（含答案）

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1、第三节第三节 地球公转的地理意义地球公转的地理意义 课时课时 1 1 地球的公转地球的公转 正午太阳高度的变化正午太阳高度的变化 学习目标 1.理解地球公转的方向、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 1概念：地球围绕太阳运动叫公转。 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焦点上。 (3)周期：365 日 6 时 9 分 10 秒，叫做 1 恒星年。 4速度 每年1月初，地球位于近日点附近，公转 速度较快 每年7月初，地球位于远日点附近，公转 速度

2、较慢 3黄赤交角及其意义 (1)黄赤交角(如下图)：黄道平面与赤道平面之间的夹角，图中表示黄赤交角的是字母 B。目 前其数值为 23 26。 (2)影响：引起太阳直射点在南北回归线之间往返移动。 太阳直射点的移动规律。 周期：1 回归年，即 365 日 5 时 48 分 46 秒。 判断 1黄赤交角的度数决定了回归线的度数。( ) 2极圈的度数90 黄赤交角的度数。( ) 3夏至日时，我们感觉天气较热，是因为此时地球距太阳较近。( ) 二、正午太阳高度的变化 1概念 (1)太阳高度角：太阳光线与地平面之间的夹角。 (2)正午太阳高度：一天中太阳高度的最大值出现在正午。 2变化原因：黄赤交角的存

3、在，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，从太阳直射点所在的纬度向南北两侧递减。 春、秋分日 由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 判断 1同一纬线上正午太阳高度相等。( ) 2 极昼现象出现时， 极点的太阳高度无日变化， 其太阳高度角的大小等于太阳直射点的纬度。 ( ) 3地球公转至近日点附近时，公转速度较快。( ) 4北半球夏至到秋分，地球的公转速度是先变慢，后变快。( ) 5黄赤交角的度数与南北回归线的度数相同，与极圈的度数互余。( ) 6一天中的正午太阳高度的最大值出现在午后

4、2 时。( ) 7冬至日，正午太阳高度从南回归线向南北两侧递减。( ) 探究点一 黄赤交角及其影响 据研究，几十亿年前，一颗接近太阳的恒星牵引正在形成之中的地球，使地球“站立不 稳”， 偏向一侧， 最终使地球的赤道面与公转轨道面之间形成一个倾斜角， 这就是黄赤交角。 由于地球公转时斜着身子，地轴的空间指向(指向北极星附近)基本不变，地轴与黄道面的夹 角(66 34)也就基本不变，故黄赤交角(目前 23 26)也基本不变。黄赤交角的存在，决定了 太阳直射的范围，进而对地球的自然地理环境产生了巨大的影响。 1在下图中，标出黄道平面、赤道平面、黄赤交角()和地轴与黄道平面的夹角()的数 值，用标注有

5、太阳直射现象的范围。 答案 2在下图中标注地球公转方向、自转方向和二分二至日。 答案 3画出太阳直射点回归运动的示意图和曲线图。 示意图 曲线图 答案 示意图 曲线图 1“一轴两面三角度” 一轴 地轴 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，与赤道平面相交 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，目前为 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太阳直射点的回归运动 黄赤交角的存在， 引起了太阳直射点在南北回归线之间的周期性往返运动， 其运动周期为 365 日 5 时 4

6、8 分 46 秒，叫做 1 回归年。太阳直射点的位置和季节移动可用下图来表示： 公转轨道上二分二至日的判断 (1)日地距离法 如下图，A 点距日较近，时间为 1 月初，应为冬至日稍后，B 点距日较远，时间为 7 月初， 应为夏至日稍后，再结合地球的公转方向判断 C 为春分日稍后，D 为秋分日稍后。 (2)地轴倾向法(连线法) 作地球的赤道，赤道所在的平面与地轴垂直。 连接日心和地心，将该线作为太阳光线。 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)。 观察该点所在的南北半球位置：若在北半球(B 点)则为北半球夏至日(太阳直射北回归线)； 若在南半球(D 点)则为北半球冬

7、至日(太阳直射南回归线)。 (3)垂线法(晨昏线法) 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)。 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，则为北半球夏至 日，反之为北半球冬至日。 读“地球赤道面与公转轨道面示意图”，回答 12 题。 1图中代表黄赤交角的是( ) A B C D 2 若黄赤交角扩大， 我国北方地区开阔平地上的新建住宅楼之间的距离与同高度的原住宅楼 之间的距离相比，间距( ) A扩大 B缩小 C不变 D随意 答案 1.A 2.A 解析 第 1 题，黄赤交角为地球公转轨道面与赤道面之间的夹角，从图中

8、可看出为。第 2 题，如果黄赤交角扩大，则一地区在二至日的正午太阳高度差值更大，即在我国北方冬至日 时阳光斜射得更厉害，而要保证后楼在冬至日正午能有阳光照射，则应扩大楼间距。 下图是“太阳直射点在地球表面移动示意图”。读图完成 34 题。 3下列叙述正确的是( ) A直射点在处时，应是 6 月 22 日前后 B直射点位于处时，节气是秋分 C直射点位于处时，节气是春分 D直射点从处到处期间，我国各地得到的太阳辐射能越来越多 4图中，当太阳直射点由向移动时，关于地球公转速度叙述正确的是( ) A越来越快 B越来越慢 C慢快慢 D快慢快 答案 3.C 4.D 解析 第 3 题，太阳直射点在南北回归线

9、间做回归运动。图中对应的节气和时间 分别为春分(3 月 21 日前后)、夏至(6 月 22 日前后)、秋分(9 月 23 日前后)、冬至(12 月 22 日 前后)、次年春分(3 月 21 日前后)。故 C 正确。直射点由处到处期间，我国各地得到的太 阳辐射能越来越多，由到期间我国各地得到的太阳辐射能越来越少。第 4 题，直射点由 到期间，地球经过远日点(7 月初)，在远日点时公转速度较慢，之后逐渐加快，故D 正确。 探究点二 正午太阳高度及其影响 冲着“小区楼房间距有 50 m”的宣传广告， 我国华北某市一些市民先后在此购买了商品 房。岂料两年后开发商改变建筑方案，楼层数没变，但楼房的间距仅

10、剩下 30 m。为此，该小 区的业主们将开发商告上法庭。 1你认为小区业主投诉开发商的原因是什么？ 答案 因为开发商缩小了楼间距。在楼层高度一定的情况下，楼间距的大小会影响到采光条 件的好坏。楼间距缩小，北面的低层楼房在冬季很可能不能得到太阳光的照射，影响采光。 2该小区的楼房一年四季的采光效果一样吗？为什么？ 答案 不一样。因为一年四季的正午太阳高度不同，夏季的正午太阳高度最大，南面的楼层 对北面的楼层遮挡阳光最少；而冬季正午太阳高度最小，北面的楼房最容易被南面的楼房遮 住阳光，影响采光效果。 3下表为正午太阳高度的季节变化规律，把表格补充完整。 北回归线及其以北地区 一年有一次最大值(_日

11、前后)， 一次最小值 (_日前后) 南回归线及其以南地区 一年有一次最大值(_日前后)， 一次最小值 (_日前后) 南北回归线之间(除赤道外) 一年有_最大值(_时最大)， 一次 最小值(南半球出现在 6 月 22 日前后，北半球出 现在 12 月 22 日前后) 赤道地区 一年有两次最大值(_、 _)、两次最小值(夏至、冬至) 递变规律 来增去减(直射点向本地所在纬线移来，则正午太 阳高度增_，移去则减_) 答案 北回归线及其以北地区 一年有一次最大值(6 月 22 日前后)，一次最小值(12 月 22 日前后) 南回归线及其以南地区 一年有一次最大值(12 月 22 日前后)，一次最小值(

12、6 月 22 日前后) 南北回归线之间(除赤道外) 一年有两次最大值(太阳直射时最大)， 一次最小值(南半球 出现在 6 月 22 日前后，北半球出现在 12 月 22 日前后) 赤道地区 一年有两次最大值(春分日、 秋分日)、 两次最小值(夏至日、 冬至日) 递变规律 来增去减(直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度 增大，移去则减小) 4.我国南方和北方对楼间距的要求一样吗？为什么？ 答案 不一样。因为南北方纬度不同，同一时期的正午太阳高度也不相同。南方纬度低，正 午太阳高度比北方要高，楼间距设置的小一些也可以保证良好的采光效果。 5在下图中画出二分二至日时的正午太阳高度空间变化曲线，并

13、总结变化规律。 答案 变化规律：正午太阳高度从太阳直射点所在纬线向南北两侧递减。 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 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 太阳高度越大， 影子越短， 太阳高度越小， 影子越长。 一天中日影的变化规律： 日出最长 逐渐变短 正午最短 逐渐变长日落最长，且日影方向与太阳方位相反。 (4)计算楼间距 一般来说，纬度较低的地区，楼间距较近；纬度较高的地区，楼间距较远。解题关键是计算

14、当地冬至日的正午太阳高度，并计算影长。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 Lh cotH。 (5)计算热水器安装角度 应使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直，其倾角和正午太阳高度角的关系为 h90 (如 下图)。 正午太阳高度的计算方法 (1)公式：H90 两点纬度差 (2)含义 H：观测点的正午太阳高度。 两点：太阳直射点、观测点。 纬度差：若两点在同一半球，用较高纬度减去较低纬度；若两点分属于南、北半球，将两 点的纬度求和。 如下图所示： 当太阳直射B点(10 N)时， A点(30 N)正午太阳高度是HA90 AB90 (30 10 )70 。

15、 当太阳直射 B 点(10 N)时，C 点(23 26S)正午太阳高度是 HC90 BC90 (10 23 26)56 34。 某同学将太阳能热水器支架改造成可以升降的活动方式。据下图回答 56 题。 5将支架改造成可以升降的活动方式后，可以保证更充分地利用太阳能，其主要依据的地理 原理是( ) A正午太阳高度的纬度变化规律 B正午太阳高度的季节变化规律 C昼夜长短的日变化规律 D昼夜长短的季节变化规律 6下列地区中，使用太阳能热水器的效果最好的应该是( ) A海南岛 B四川盆地 C青藏高原 D东北平原 答案 5.B 6.C 解析 第 5 题，该太阳能热水器将支架改造成可以升降的活动方式后，可

16、以调节支架高度， 适应太阳高度的变化，保证更充分地利用太阳能，其主要依据的地理原理是正午太阳高度的 季节变化规律，选项 B 正确。第 6 题，四个选项中，青藏高原是我国太阳能最丰富的地区。 7下图中是甲、乙、丙、丁四地二分二至日的正午太阳光线。如果只考虑日照条件， 则甲、乙、丙、丁四地楼间距最近的是( ) A甲 B乙 C丙 D丁 答案 B 解析 只考虑日照情况，则当地冬至日正午太阳高度越大，楼间距越近。图中正午太阳高度 最小值为当地冬至日的数值。比较可发现，冬至日正午太阳高度最大的是乙地，则乙地楼间 距最近。 2017 年 1 月 28 日是中华民族的传统节日“春节”，下图为“地球绕日公转示意

17、图”。 据此回答 13 题。 1“春节”这一天太阳直射点( ) A位于北半球，在向南移动 B位于北半球，在向北移动 C位于南半球，在向北移动 D位于南半球，在向南移动 2“春节”这一天地球的绕日公转位置最接近图中的( ) Aa 点 Bb 点 Cc 点 Dd 点 3地球公转速度逐渐变慢的时段是( ) A B C D 答案 1.C 2.D 3.D 解析 第 1 题，在图示中位置的地球上画出垂直于地轴的赤道，画直线连接地球和太阳的 球心，观察直线与地球表面的交点在赤道以北，说明位置太阳直射北回归线，为夏至日， 时间为 6 月 22 日前后；同理可知，位置为冬至日，太阳直射南回归线，时间为 12 月

18、22 日前后，根据地球的公转方向可以判断为秋分日，为春分日；1 月 28 日为春节，位于冬 至日与春分日之间，太阳直射点在南半球，同时在向北移，故答案选 C 项。第 2 题，由上题 分析可知，春节期间太阳直射南半球并且向北移，应该位于冬至日和春分日之间，对应轨道 的与之间的 d 点， 故选 D 项。 第 3 题， 地球公转的速度， 在近日点最快， 时间为 1 月初， 远日点最慢，时间为 7 月初，由近日点到远日点速度逐渐变慢，近日点在冬至日之后，远日 点在夏至日之后，为冬至日，为夏至日，由到，速度先变快再变慢，由到速度 逐渐变慢，故答案选 D 项。 4 杭州(30 N)某中学研究性学习小组设计

19、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。 遮阳板收起，室内正午太阳光照面积达一年最大值时( ) A我国正午太阳高度达一年最大值 B北半球为夏季 C太阳直射 23 26S D地球公转至远日点附近 答案 C 解析 遮阳板收起， 室内正午太阳光照面积达一年最大， 则正午太阳高度达到一年中最小值， 为北半球的冬至日，地球公转至近日点附近。 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

20、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_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，根据太阳直射点的位置 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 C 点附近。第(5) 题，从春分日到第二年春分日为 1 个回归年，所需时间为 365 日 5 时 48 分 46 秒。