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1、第第4講地球公轉及其地理意義講地球公轉及其地理意義 2015權威預測2015年高考對本講內容的考查仍將圍繞正午太陽高度、晝夜長短變化規(guī)律兩大核心命題，以生活中的實際問題(樓房采光、熱水器安裝角度等)為背景，考查地球運動規(guī)律在生活中的應用。題型延續(xù)選擇題的形式。01 教材基礎夯實一、公轉的基本特征1定義：地球繞的運動。太陽太陽3周期：周期：一個一個。 恒星年恒星年4軌道與速度巧學妙記1月近則快，7月遠則慢。即1月初，地球位于近日點，公轉速度快；7月初，地球位于遠日點，公轉速度慢。二、太陽直射點的移動1黃赤交角2移動規(guī)律(1)移動軌跡(如下圖)(2)周期：周期：1，即，即365日日5時時48分分4
2、6秒。秒。 回歸年回歸年 特別提醒近、遠日點與冬、夏至日的區(qū)別 近、遠日點與冬、夏至日的區(qū)別：從時間上看近日點為1月初，冬至日為12月22日；遠日點為7月初，夏至日為6月22日。從在公轉軌道的位置上看，近日點比冬至日靠東，遠日點比夏至日靠東。三、地球公轉的地理意義1晝夜長短的變化2正午太陽高度的變化(1)緯度變化 正午太陽高度從太陽所在緯度向南北兩側遞減。圖中折線a、b、c分別表示日、 日和日。直射點直射點冬至冬至春秋分春秋分夏至夏至 (2)季節(jié)變化1.北半球1月份距太陽最近，而季節(jié)卻是嚴寒的冬天，這是為什么呢？提示：日地距離的遠近對地球四季的變化并不重要，因為一年中日地距離最遠是1.521億
3、千米，最近是1.471億千米，這個變化引起一年中全球得到太陽熱能的極小值與極大值之間僅差7%。而由于太陽直射點的變化，南北半球各自所得太陽的熱能，最大可相差57%?？梢?，太陽直射點的位置是決定地球四季變化的重要原因。2如何利用正午太陽高度確定地方時？提示：一天中，太陽高度由直射點向四周遞減，呈同心圓狀分布。當某地太陽高度達到一天中的最大值時，就是一天的正午時刻，此時該地的地方時為12時。春秋分時，太陽高度為0處的地方時為6時或18時，任何一天赤道上太陽高度為0處的地方時為6時或18時。 特別提醒南北半球日期相同，但季節(jié)相反。4五帶的劃分3.黃赤交角數(shù)值變大或變小，五帶范圍如何變化？提示：若黃赤
4、交角數(shù)值變大，會導致熱帶、寒帶范圍擴大，溫帶范圍減?。蝗酎S赤交角變小，會導致熱帶、寒帶范圍減小，溫帶范圍擴大。02 核心要點研究考點一晝夜長短的變化及計算 知識必備1晝夜長短的緯度變化規(guī)律太陽直射點的位置決定晝夜長短狀況。太陽直射點在哪個半球，哪個半球晝長夜短，且越向該半球的高緯度地區(qū)白晝時間越長。如下圖所示： 太陽直射點所在半球緯度越高晝越長，極圈內有極晝；另一半球相反。2晝夜長短的時間變化規(guī)律太陽直射點的移動方向決定晝夜長短的變化趨勢，緯度高低決定晝夜長短的變化幅度。太陽直射點向哪個半球移動，哪個半球晝變長夜變短；且緯度越高，晝夜長短變化幅度越大。如下圖所示： 某半球受太陽直射時晝長夜短，
5、直射該半球回歸線時該半球晝長達最長，夜最短，且該半球極圈內全部為極晝；另一半球相反。赤道上永遠晝夜平分；在二分日時，全球晝夜平分。技法點撥1晝夜長短的計算方法(1)根據(jù)晝弧或夜弧的長度進行計算晝(夜)長時數(shù)晝(夜)弧度數(shù)/15(2)根據(jù)日出或日落時間進行計算地方時正午12時把一天的白晝平分成相等的兩份(如下圖所示)。 晝長時數(shù)(12日出時間)2(日落時間12)2 夜長時數(shù)(日出時間0)2(24日落時間)2 (3)根據(jù)分布特點進行計算 同緯度各地的晝長相等，夜長相等。 南北半球緯度數(shù)相同的地區(qū)晝夜長短對稱分布，即北半球各地的晝長(夜長)與南半球同緯度地區(qū)的夜長(晝長)相等。例如，40N的晝長等于
6、40S的夜長。2利用太陽直射點判斷晝夜長短的方法(1)太陽直射點所在半球晝長夜短，緯度越高、晝越長，極圈內有極晝現(xiàn)象。(2)太陽直射點向南北半球哪個半球移動，哪個半球白晝變長，黑夜變短。3利用“對稱法則”突破地球運動規(guī)律的技巧(1)同一天中，南北半球同一緯度的兩點晝夜長短相反。如40N晝長為13個小時，則40S夜長為13個小時。(2)一年中，同一緯度的地方，二至日前后相同的時間，晝夜長短相同，即日出日落時刻相同。如某地7月22日前后日出5時，則5月22日前后日出5時。 (3)一年中，同一緯度的地方，二分日前后相同的時間，晝夜長短相反，如春分日后一個月(4月21日左右)和前一個月(2月21日左右
7、)晝夜長短大致相反。 (4)以太陽直射的緯線為對稱軸，在南北對稱分布的緯線上，正午太陽高度相等。如太陽直射20N，則50N和10S正午太陽高度相等。落實體驗1下圖為四地年內晝長變化曲線圖。讀圖回答(1)(2)題。 (1)四地緯度由高到低的順序是() AB C D (2)有關四地的描述正確的是() A地一年中無極晝極夜現(xiàn)象 B地一年中晝夜長短變化幅度最大 C地一年中正午太陽高度不變 D地一年中無太陽直射【解析】(1)據(jù)圖可知，地夏至晝長為0小時，冬至晝長為24小時，故地在南極圈及其以內；地全年晝長均為12小時，故地在赤道上，緯度最低，由此可排除C、D選項；地晝長變化幅度大于地，故地緯度高于地，因
8、此A選項正確。(2)地位于南極圈及其以內地區(qū)，有極晝極夜現(xiàn)象，且晝夜長短變化幅度最大；地正午太陽高度隨太陽直射點的移動而變化；地年內晝長變化幅度接近24小時，故應接近北極圈，一年中無太陽直射，因此D選項正確?！敬鸢浮?1)A(2)D考點二正午太陽高度的計算及應用 知識必備1正午太陽高度正午太陽高度就是一天中最大的太陽高度，也就是太陽直射當?shù)厮诮浘€時的太陽高度(如下圖所示)。H表示當?shù)氐恼缣柛叨取?正午太陽高度的計算正午太陽高度角90兩點緯度差?！皟牲c”指觀測點、太陽直射點。若兩點同在北(南)半球，兩點緯度差為大數(shù)減去小數(shù)；若兩點分屬于南北不同半球，兩點緯度差為兩點的緯度數(shù)之和。3正午太陽
9、高度的應用(1)確定地方時當某地太陽高度達一天中的最大值時，此時日影最短，當?shù)氐牡胤綍r是12時。 (2)確定房屋的朝向 為了獲得更充足的太陽光照，確定房屋的朝向與正午太陽所在位置有關。在北回歸線以北地區(qū)，正午太陽位于南方，房屋朝南；在南回歸線以南地區(qū)，正午太陽位于北方，房屋朝北。 (3)判斷日影長短及方向 正午太陽高度越大，日影越短；正午太陽高度越小，日影越長，且日影方向背向太陽。 (4)確定當?shù)氐牡乩砭暥?根據(jù)某地某日(如二分、二至日)正午太陽高度，結合正午太陽高度的計算公式可判斷該地緯度。 (5)確定樓距、樓高 為了更好地保證各樓層都有良好的采光，樓與樓之間應當保持適當距離。以我國為例，如
10、圖所示，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Lhcot H。 (6)太陽能熱水器的傾角調整 為了更好地利用太陽能，應不斷調整太陽能熱水器與樓頂平面之間的傾角，使太陽光與受熱板成直角。其傾角和正午太陽高度角的關系為H90(如下圖所示)。技法點撥利用太陽直射點判斷日出日落的方法(1)太陽直射北半球，全球各地(除極晝、極夜地區(qū)外)日出東北，日落西北。(2)太陽直射南半球，全球各地(除極晝、極夜地區(qū)外)日出東南，日落西南。(3)太陽直射赤道，全球各地日出正東，日落正西。(4)出現(xiàn)極晝地方，北半球日出正北，日落正北；南半球，日出正南，日落正南。落實體驗2下圖為不同緯度四地正午太陽高
11、度季節(jié)變化玫瑰圖，讀圖回答(1)(2)題。 (1)圖示四地緯度由高到低的順序是() A B C D (2)冬至日圖中四地白晝時間由長到短依次是() A B C D【解析】(1)地冬至日的正午太陽高度大于夏至日的，且最大沒有達到90，最小沒有達到0，說明該地地處南回歸線與南極圈之間；地正午太陽高度夏至日最大，冬至日最小且為0，說明地處于北極圈上；地夏至日正午太陽高度最大，為90，說明地處于北回歸線上；地在秋分日到冬至日、冬至日到春分日之間，有兩次正午太陽高度達到90，說明地地處南回歸線與赤道之間。因此緯度由高到低的順序為。(2)冬至日，北半球晝短夜長，緯度越高晝越短、夜越長；南半球晝長夜短，緯度
12、越高晝越長、夜越短。因此白晝時間由長到短的順序為?！敬鸢浮?1)B(2)A考點三光照圖的判讀 知識必備1常見光照圖的類型(1)側視圖一般北極在上，南極在下，赤道為一直線居中，晨昏線與太陽光線垂直，并平分赤道。二分日時，晨昏線起止于南、北兩極點；二至日時，晨昏線起止于與南、北極圈相切的兩切點。 以上三圖在縱切面上晝夜半球平分，下面的圖在縱切面上晝夜半球不等分。 (2)極地俯視圖 中心為極點，外圓為赤道，虛線為南、北回歸線和南、北極圈。 (3)斜側(俯)視圖 觀測點既不在赤道上空，也不在極點上空，觀測到的光照情況即為斜側(俯)視圖。 (4)矩形投影圖 矩形投影圖是將南北極點、南北極圈、南北回歸線放
13、大到與赤道一樣長，它與實際圖相比有很大的變形，離赤道越遠，變形越大。判讀此類圖的關鍵是晨昏線、極晝極夜和赤道上的日出(6時)日落(18時)時間等。 (5)局部圖 解題時把圖像補充完整，可降低解題難度。 (6)地球公轉軌道圖 在地球公轉軌道圖中，完整展現(xiàn)二分二至日的光照圖，一般結合地軸方向、近日點、遠日點進行判讀。 (7)公轉軌道局部圖 結合公轉方向和晝夜分布判讀。圖中陰影為夜半球，太陽直射在赤道上，之后太陽直射點向南移動，可確定為9月23日前后的光照圖。2光照圖的繪制(1)先在太陽光直射點處畫一個垂直于球面的箭頭，表示直射光線。以夏至日圖為例說明直射光線的畫法：用直尺對好圓心與北回歸線的一個端
14、點，垂直于晨昏線，在圓的外側畫一條線段，即直射光線。(2)用若干條彼此平行、帶箭頭的線段表示太陽光線。(3)任何節(jié)氣的日照圖，晨昏線與太陽光線都是垂直的。(4)冬、夏至日的日照圖上，晨昏線與南北極圈相切。 (5)在冬、夏至日圖上畫黃道面(要用一條直線表示，不必用平行四邊形表示)，將太陽光線延長即可。黃道面要經過的三個重要的點是：北回歸線的一個端點、圓心、南回歸線的另一個端點。 (6)地球的地軸和黃道面可以延長到圓的外邊，其他的線(經緯線、晨昏線)都不要畫出圓外。 (7)畫冬、夏至日日照圖時，如果地軸是傾斜的，太陽光線應畫水平，如圖所示：技法點撥1光照圖判讀的基本要求和關鍵(1)光照圖判讀要明確
15、以下幾個方面：太陽光線來自何方。自轉方向。重要的點(如南北極點等)。重要的線(如0和180經線、赤道、回歸線、極圈、晨昏線、太陽直射的緯線和經線等)。重要的面(如東西半球、南北半球、晝半球、夜半球、極晝和極夜范圍等)。(2)判讀的關鍵：關鍵是指出直射點的位置，因為直射的經線反映出經度和時間，而直射的緯線則反映出緯度和季節(jié)。2判讀光照圖的基本思路(1)提取空間信息定位：確定南北極點：若為側視圖或圓柱投影圖，通常是北極在上，南極在下；若為極地俯視圖，可根據(jù)“北逆南順”確定極點；若為立體圖，一般也是北極在上，南極在下，如有自轉方向，應據(jù)其判斷極點。 確定東西經：順著地球自轉方向，度數(shù)依次增大的為東經
16、度，依次減小的為西經度。 確定自轉方向：若為側視圖或圓柱投影圖，左西右東，自西向東自轉；若為極地俯視圖，可根據(jù)“北逆南順”確定自轉方向；若為立體圖，一般也是左西右東，自西向東自轉。若標注經度，則要根據(jù)經度變化規(guī)律判斷自轉方向：東經度數(shù)的遞增方向或西經度數(shù)的遞減方向為自轉方向。 以上三點可以互相驗證。已知其中一點可以判斷其他兩點。 (2)提取時間信息定時： 日照圖上的時間信息往往是隱藏著的，需要同學們“挖掘”，關鍵在于找出并確定太陽光照圖上重要的七個時間點。如下圖所示： (3)綜合運用： 與地方時相關的運用：計算地方時、區(qū)時、晝夜長短、日出日落時間，確定日界線和日期。 與季節(jié)相關的運用：地球的公
17、轉速度；正午太陽高度的分布及變化；晝夜長短的分布及變化；氣壓分布、某地的 氣候特征、天氣現(xiàn)象；季風洋流流向；河流汛期、河流入?？诘柠}度；植被的生長狀況；動物遷徙；農業(yè)的生產過程、農作物的生長狀況；極地科考時間等。落實體驗3如圖中陰影區(qū)域為夜半球，A、C兩點的地方時相同且所在弧線兩側的日期不同；B、C兩點永遠晝夜等長，且兩點的經度差為90；D為BC的中點。據(jù)此回答(1)(2)題。 (1)此時北京時間為() A8 00 B9 00 C20 00 D0 00 (2)圖中D點的正午太陽高度為() A6634B90 C0D2326【解析】第(1)題，結合材料并讀圖可知，B、C兩點永遠晝夜等長，所以B、C
18、、D三點位于赤道上；A點位于北極圈上，且A、C兩點地方時相同，即位于同一條經線上，由該經線兩側日期不同可知，該經線為日界線；由于該經線處于晝半球，故只能是180經線且為晝半球的中央經線，時刻為12：00，由此可求出120E的時刻為8：00。第(2)題，結合上題可知，此時太陽直射2326S，D點位于赤道上，利用正午太陽高度計算公式即可得出D點正午太陽高度為6634。【答案】(1)A(2)A03 經典考題研究例1晝夜長短的變化【典型例題】2013山東文綜，6氣溫的日變化一般表現(xiàn)為最高值出現(xiàn)在14時左右，最低值出現(xiàn)在日出前后。下圖示意某區(qū)域某日某時刻的等溫線分布，該日丙地的正午太陽高度達一年中最大值
19、。讀圖回答下題。 該日() A日落時刻甲地早于乙地 B日落時刻甲地晚于乙地 C正午太陽高度甲地大于乙地 D正午太陽高度甲地小于乙地【獲取信息】提示20N相同相同長于晚答案B【特別提醒】全球各地晝夜長短的變化幅度與緯度的關系由于赤道上終年晝夜平分，其晝夜長短的變化幅度為0，而極圈及其以內地區(qū)會出現(xiàn)極晝、極夜現(xiàn)象，其晝夜長短的變化幅度為24小時，故從赤道至極圈范圍內，晝夜長短的變化幅度隨緯度的增高而逐步變大，其對應的日出日落地方時也相應會變得越早或越晚。例2正午太陽高度的變化【典型例題】2013 福建文綜，1112福建某中學研究性學習小組，設計了可調節(jié)窗戶遮陽板，實現(xiàn)教室良好的遮陽與采光。下圖示意
20、遮陽板設計原理，據(jù)此回答(1)(2)題。 (1)遮陽板收起，室內正午太陽光照面積達一年最大值時() A全球晝夜平分B北半球為夏季 C太陽直射20S D南極圈及以南地區(qū)極晝 (2)濟南某中學生借鑒這一設計，若兩地窗戶大小形狀相同，則應做的調整是() 安裝高度不變，加長遮陽板安裝高度不變，縮短遮陽板遮陽板長度不變，降低安裝高度遮陽板長度不變，升高安裝高度 ABCD【了解意圖】考查內容：正午太陽高度的變化規(guī)律，正午太陽高度大小與日影面積大小的內在關系?？疾槟芰Γ韩@取圖像信息，調動和運用正午太陽高度的時空變化規(guī)律和原理知識的實踐能力。 【獲取信息】提示2. 大小23.5S冬南極圈3. 高小降低加長4.
21、 不變加長答案(1)D(2)A例3晨昏線【典型例題】2012四川文綜，1011下圖是以極點為中心的東半球圖。此刻，曲線MN上各點太陽高度為0，MN與EP相交于N點，該季節(jié)，北美大陸等溫線向南凸出。讀圖回答(1)(2)題。 (1)由圖文信息可知() AM位于N的西北方向 B悉尼正值少雨的季節(jié) C此季節(jié)是南極考察的最佳時期 D這一天甲地日出時刻早于乙地 (2)圖示時刻() A東經10各地處于夜 B澳大利亞與巴西不在同一日 C全球屬于夜的范圍大于晝 D地球位于公轉軌道遠日點附近【了解意圖】該題以局部經緯圖疊加晨昏線圖，考查了經緯線、晨昏線、太陽高度、等溫線、季節(jié)變化、方位、氣候、晝夜交替、日界線、東
22、西半球的劃分、區(qū)域輪廓圖的辨認等知識，考點多，涉及面廣，讀圖能力，綜合分析能力、邏輯推理能力要求高?！精@取信息】 提示1.南夏短晚2.晨0近答案(1)C(2)B例4四季更替【典型例題】2012山東基本能力“畫九”與“寫九”是我國古代記錄冬至后“一九”至“九九”日期的休閑方式。完成下題。“日冬至，畫素梅一枝，為瓣八十有一，日染一瓣，瓣盡而九九出，則春深矣，曰九九消寒圖?！鄙蠄D是“九九消寒圖”，據(jù)圖判斷即將來臨的節(jié)氣是()A立冬 B立春C春分 D清明【了解意圖】本題難度較小，但命題者立意較好，以“九九消寒圖”設題，形式新穎?！精@取信息】提示1.兩792.2415春分答案C 04 學科素能培優(yōu)地理計
23、算系列2例引與地球運動相關的計算【熱考秀】2012大綱全國卷6月上旬某地約5時(地方時)日出。據(jù)此完成(1)(2)題。(1)該地可能位于()A亞馬孫河河口附近B地中海沿岸C北冰洋沿岸D澳大利亞(2)6月份該地看到的日出和日落方向分別為()A正東、正西 B東南、西南C東北、西北 D東南、西北解析第(1)題，由題目提供的信息可知6月上旬某地約5時日出，則該地晝長(125)214小時，6月上旬太陽直射北半球，北半球各地晝長大于12小時，故D選項錯；亞馬孫河河口附近緯度約為0，晝長應為12小時，故A錯；北冰洋沿岸位于北極圈以北，大部分地區(qū)應出現(xiàn)極晝，故C錯，故選項B正確。第(2)題，6月份，太陽直射北
24、半球，此時全球東北日出，西北日落。答案(1)B(2)C【角度說】1. 時區(qū)、區(qū)時和地方時的計算某地時區(qū)序數(shù)該地經度15(若余數(shù)大于7.5，則時區(qū)數(shù)等于商加1；若余數(shù)小于7.5，則商數(shù)即為時區(qū)數(shù))某地的地方時已知地點的地方時4分鐘/1兩地經度差某地的區(qū)時已知地點的區(qū)時1小時兩地的時區(qū)數(shù)差2. 地球自轉線速度的計算V1670 cos km/h；注意同步衛(wèi)星的角速度與地球上除極點外的任意一點的角速度相同，但線速度比對應地面上的點要大3. 不同日期的分界線及范圍的計算零時經線以東至日界線(180經線)為地球上的“今天”，以西至日界線(180經線)為地球上的“昨天”。如果將地球分為“今天”和“昨天”，那
25、么，“今天”所占地球的比例為180經線的地方時/244. 正午太陽高度的計算方法一：H90緯度差(太陽直射點和所求地點的緯度之差)方法二：利用垂直物體的正午日影計算cot H影長/物體高度5. 晝夜長短的計算方法一：晝(夜)長晝(夜)弧15方法二：日出時刻12晝長2；日落時刻12晝長2(日出日落時刻必須為當?shù)氐胤綍r)方法三：南北半球對應緯度上的晝(夜)長與夜(晝)長的和為24小時6. 太陽直射點坐標的計算太陽直射點的特征：正午太陽高度為90的緯線；太陽高度最大的經線，也是地方時為12時的經線7. 飛行器上晝夜交替周期(T)T360(地球自轉角速度飛行器角速度)(當飛行器飛行方向與地球自轉方向一致取“”號，反之取“”號)8. 中心對稱點的計算地球上某點A(X，Y)關于地心的對稱點坐標(X，Y)，X與X的數(shù)值相等，所在的南北半球相反，Y180Y(與Y相反的經度)
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