2024高中地理第一章宇宙的地球中3-2地球的公轉學案湘教版必修1

PAGE1-第2課時地球的公轉(填一填)一、地球公轉特點1．軌道：地球繞太陽運行的路徑叫公轉軌道。地球公轉軌道面叫黃道面。地球公轉的軌道是一個橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上。2．方向：沿公轉軌道自西向東。3．速度：每天向東移動約59′。4．周期：地球公轉的周期為1年，約為365日6時9分。5．黃赤交角：地球的赤道面與黃道面之間的夾角，叫黃赤交角，約為23.5°。也可以說地軸與黃道面之間約呈66.5°的夾角。二、地球公轉的地理意義1．太陽直射點的移動(1)緣由：黃赤交角的存在引起太陽直射點的南北移動。(2)影響①南、北回來線：太陽光線直射點可能達到的最南和最北的緯度位置。②南、北極圈：一年中因地球公轉導致晝夜交替現(xiàn)象消逝的最大范圍的界線。③五帶劃分：南、北回來線之間為熱帶；南、北極圈之內為寒帶；熱帶與寒帶之間為溫帶。2．正午太陽高度的變更(1)太陽高度：太陽相對于地平面的高度角，最大值為90°。(2)正午太陽高度：各地太陽高度在地方時12時時最大。(3)分布規(guī)律：正午太陽高度在太陽光直射的緯線最大，向南北兩側漸漸降低。3．晝夜長短的變更(以北半球夏季為例)(1)北半球：晝長夜短，緯度越高晝越長，夜越短，北極圈內有極晝現(xiàn)象。(2)南半球：晝短夜長，緯度越高晝越短，夜越長，南極圈內出現(xiàn)極夜現(xiàn)象。(3)赤道上：晝夜等長。4．四季更替(1)夏季是一年內白晝較長、正午太陽高度較大的季節(jié)。(2)冬季是一年內白晝較短、正午太陽高度較小的季節(jié)。(3)春秋兩季是冬夏兩季的過渡季節(jié)。(做一做)1．地表接受太陽垂直照耀的地點變更的緣由主要是(C)A．地球公轉線速度不同B．地球公轉角速度不同C．黃赤交角的存在以及地軸的空間指向在肯定時期內不變D．黃道平面始終與地軸垂直解析：太陽直射點在南北回來線之間來回運動，主要是因為黃赤交角的存在以及地軸的空間指向在肯定時期內不變，C項正確。下圖是黃赤交角和太陽光照耀地球示意圖。讀圖，完成2～3題。2．關于黃赤交角的敘述，正確的是(B)①圖中角α是黃赤交角②圖中角β是黃赤交角③目前黃赤交角度數(shù)約為23.5°④目前黃赤交角度數(shù)約為66.5°A．①④ B．②③C．①③ D．②④解析：黃赤交角指的是地球黃道面與赤道面之間的夾角，目前約為23.5°。3．緯度與圖中α的度數(shù)相等的緯線是(C)A．南北回來線 B．赤道C．南北極圈 D．日界線解析：α的度數(shù)為66.5°，與南北極圈的緯度相等。主題一地球公轉的基本特點讀地球公轉軌道示意圖，探究公轉的基本特點。(1)地球的公轉方向是怎樣的？提示：自西向東(呈逆時針方向)(2)地球從A點繞太陽公轉一周，回到A點的時間間隔是多少？提示：365日6時9分(1個恒星年)。(3)地球處在公轉軌道A點時與處在B點時，公轉速度有什么不同？提示：A點時公轉速度快，B點時公轉速度慢。1．黃赤交角的形成與特點黃赤交角是地球的自轉軌道平面和地球的公轉軌道平面的夾角，其本質是一個面面角，其在靜止和繞日的運動中具有不同的特點，詳細如下：(1)靜態(tài)特征：一軸、兩面、三角度(2)動態(tài)特征：兩個變、三個基本不變2.太陽直射點的回來運動黃赤交角的存在導致地球公轉過程中太陽直射點在南北回來線之間的回來運動，其運動周期為365日5時48分46秒，叫做1回來年。如下所示：地球公轉圖上二分二至日的推斷方法在中學階段對公轉軌道圖進行了肯定的簡化，基本上左右兩個被固定為夏至日和冬至日這兩天；上下兩個被固定為春分日和秋分日這兩天。因此推斷的時候可依據此特點進行判讀。第一步：先確定出地球公轉方向，如圖1。(可依據地球自轉、南北極指向等來確定地球公轉方向)其次步：在圖中過球心作地軸的垂線，即赤道，如圖2。第三步：作條直線連接左右兩個球心，如圖3。第四步：假如直線指向北半球(北回來線)，為北半球夏至日，即圖3中的A；假如直線指向南半球(南回來線)，為北半球冬至日，即圖3中的C。第五步：再依據二至日的位置和公轉方向，確定D為春分日，B為秋分日。第31屆夏季奧林匹克運動會于2024年8月5日～21日在巴西里約熱內盧實行，據此回答1～3題。1．奧運會開幕時，地球的公轉位置最接近圖中的(B)A．aB．bC．cD．d解析：依據圖中信息可知，左側光照圖為夏至日，右側光照圖為冬至日，上下兩個位置分別是春分日和秋分日。奧運會在8月份實行，地球最可能接近圖中的b點。2．地球公轉到圖中四點時，速度最快的是(C)A．aB．bC．cD．d解析：當?shù)厍蚬D到近日點(1月初)時，公轉速度最快，依據上述分析，應當在c處。3．奧運會期間，太陽直射點位置及其移動方向是(B)A．北半球始終北移B．北半球始終南移C．南半球先向北移后向南移D．南半球先向南移后向北移解析：由太陽直射點的位置和移動規(guī)律可知，8月5日～21日期間，太陽直射北半球，且太陽直射點始終南移。主題二正午太陽高度的變更聯(lián)系生活實際，思索下列問題。(1)你留意過冬季和夏季正午時太陽的位置以及日影長度有什么不同嗎？提示：冬季正午時太陽的高度低，日影長；夏季正午時太陽的高度高，日影短。(2)我國太陽能熱水器的運用已經普及。為保證太陽能的有效利用，影響太陽能安裝角度的主要因素是什么？提示：正午太陽高度。1．正午太陽高度的變更規(guī)律(1)正午太陽高度的空間變更規(guī)律從太陽直射點所在緯線分別向南北兩側遞減；離直射點距離越近(緯度差越小)，正午太陽高度越大。如下圖所示。①夏至日：正午太陽高度由北回來線向南北兩側遞減。②冬至日：正午太陽高度由南回來線向南北兩側遞減。③春秋二分日：正午太陽高度由赤道向南北兩側遞減。(2)正午太陽高度的季節(jié)變更由上圖可總結出正午太陽高度的季節(jié)變更規(guī)律：2.正午太陽高度的應用(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足夠的太陽光照，確定房屋的朝向與正午太陽所在位置有關。在北回來線以北地區(qū)，正午太陽位于南方，房屋朝南；在南回來線以南地區(qū)，正午太陽位于北方，房屋朝北。(3)推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)氐牡乩砭暥染暥炔疃嗌俣?，正午太陽高度就差多少度。依據某地某?二分二至日)正午太陽高度，可推斷該地區(qū)緯度大小。(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，見下圖，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：L＝hcotH。(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α＋h＝90°。太陽能熱水器的安裝傾角＝兩點緯度差(當?shù)鼐暥群吞栒缰鄙潼c緯度的差值)。如下圖。正午太陽高度的計算正午太陽高度的計算公式：H＝90°－兩點緯度差。說明：“兩點”是指所求地點與太陽直射點。兩點緯度差的計算遵循“同減異加”原則，即兩點同在北(南)半球，則兩點緯度“大數(shù)減小數(shù)”；兩點分屬南北不同半球，則兩點緯度相加。如圖所示：當太陽直射B點(10°N)時：A點(40°N)正午太陽高度：H＝90°－AB緯度差＝90°－(40°－10°)＝60°。C點(23.5°S)正午太陽高度：H＝90°－BC緯度差＝90°－(10°＋23.5°)＝56.5°。注：在南(北)極圈有極晝現(xiàn)象出現(xiàn)時，南(北)極點的太陽高度無日變更，其太陽高度角的大小等于太陽直射點的緯度。杭州(30°N)某同學對傳統(tǒng)的太陽能熱水器進行改造(如圖)設計：將太陽能熱水器集熱板裝在一個大玻璃箱里，并將熱水器的支架改造成活動形式，正午太陽高度角與集熱板和地面的夾角保持互余。據此回答1～3題。1．12月22日杭州的節(jié)氣及正午太陽高度角為(C)A．正值夏至正午太陽高度角為83.5°B．正值春分正午太陽高度角為60°C．正值冬至正午太陽高度角為36.5°D．正值夏至正午太陽高度角為90°解析：春分日、秋分日時太陽直射赤道，夏至日太陽直射北回來線，冬至日太陽直射南回來線。12月22日為冬至日，杭州的正午太陽高度是90°－(30°＋23.5°)＝36.5°。2．為了充分利用太陽能，盡可能使一年內正午太陽光線與集熱板保持垂直，結合二分二至日正午太陽高度角，則集熱板與地面夾角的調整幅度為(C)A．23.5° B．30°C．47° D．60°解析：杭州正午太陽高度的變更幅度為47°，所以太陽能集熱板與地面夾角的調整幅度為47°。3．一年中，活動支架最矮的日期是(B)A．春分日B．夏至日C．秋分日D．冬至日解析：一年中，活動支架最矮的日期為正午太陽高度最大的日期，為北半球的夏至日。主題三晝夜長短的變更天安門廣場國旗的升降時間，是依據北京的日出日落時間確定的，詳細時間是由北京天文臺的天文學家特地計算的。早晨，當太陽的上部邊緣與天安門廣場所見地平線相平常，為升旗時間，日期不同，國旗的升降時間也有所差異。遇到陰天、雨天和雪天，升旗和降旗的時間與前一天相同。北京的日出日落時間每天不同是由什么緣由造成的？提示：日出日落時間是與晝長干脆相關的。由于地球的公轉運動，北京的晝長是隨季節(jié)而變更的，所以北京的日出日落也隨季節(jié)而變更。晝夜長短的變更黃赤交角的存在，使得地球在運動過程中，除赤道以外的其他地方，晝夜長短都在變更。詳細狀況如下所示(以北半球為例)：(1)晝夜長短分布——抓“直射點位置”太陽直射點所在的半球位置確定晝夜長短狀況。太陽直射點在哪個半球，哪個半球就晝長夜短，且越向該半球的高緯度地區(qū)白晝時間越長。太陽直射點所在半球的極點四周出現(xiàn)極晝現(xiàn)象。如下圖所示：(2)晝夜長短變更——抓“移動方向”此處的“移動方向”主要是指太陽直射點的移動方向，它確定晝長、夜長的變更趨勢，緯度凹凸確定晝夜長短的變更幅度。太陽直射點向哪個半球移動，哪個半球就晝變長夜變短；且緯度越高，晝夜長短變更幅度越大。如下圖所示：晝夜長短的計算方法(1)依據晝弧、夜弧求晝長、夜長(晝弧、夜弧的長短反映晝夜長短)：晨昏線把全部經過的緯線分割成晝弧和夜弧兩部分。假如晝弧等于夜弧，則晝夜平分；假如晝弧大于夜弧，則晝長夜短；假如晝弧小于夜弧，則晝短夜長。晝長時數(shù)＝eq\f(晝弧度數(shù),15°)夜長時數(shù)＝eq\f(夜弧度數(shù),15°)(2)依據日出日落時間求晝長、夜長：晝長＝日落時間－日出時間＝(正午12時－日出時間)×2＝(日落時間－正午12時)×2夜長＝24時－晝長(3)依據相關性計算：①相同緯度地區(qū)晝長相同。②分別位于南北半球但緯度數(shù)相同的兩地，一地的晝長等于另一半球同緯度地區(qū)的夜長。如40°N的地區(qū)晝長是15小時，則40°S的地區(qū)夜長為15小時。讀下圖，完成1～2題。1．圖中A點的晝長為(C)A．24小時B．12小時C．16小時D．8小時解析：圖示為北半球冬至日，太陽直射南回來線，A點晝長夜短，依據晝弧長度，可推斷A點晝長為16小時。2．圖中所示日期，下列各地白晝最長的是(D)A．北京B．哈爾濱C．南京D．廣州解析：冬至日，北半球各地晝短夜長，緯度越高，白晝越短。下表中所列的是12月22日的甲、乙、丙、丁四地白晝時間。依據表中的數(shù)據回答3～4題。3.四地中屬于南半球的是(D)A．甲地B．乙地C．丙地D．丁地解析：12月22日(冬至日)，太陽直射南回來線，南半球各地晝長夜短，即晝長超過12小時，北半球各地晝長均小于12小時。4．四地所處緯度從高到低依次排列正確的是(B)A．甲乙丙丁B．甲乙丁丙C．丙丁乙甲D．丁丙乙甲解析：緯度越高晝夜長短變更幅度越大，赤道上終年晝夜平分(即為12小時)。丙、丁兩地相對來說離赤道較近，晝夜長短變更比甲、乙兩地小，而且丙地更接近赤道，緯度更低。甲地晝夜長短變更最大，緯度最高。主題四四季更替和五帶的劃分“天地有大美而不言，四時有明法而不儀，萬物有成理而不說?！碧斓氐拇竺?、四時的序列、萬物的榮枯，都是自然的偉力所致，非人為所能變更。西方人只有春夏秋冬，中國人卻通過觀天獨創(chuàng)了二十四節(jié)氣，從驚蟄到芒種，從霜降到大雪，24個如詩如畫的名字串起了我們別出心裁的四季。——《中華遺產》2010年第12期四季的成因是什么？我國別出心裁的四季是如何劃分的？提示：四季的形成與正午太陽高度和晝夜長短的變更有關。我國的四季與歐美四季的劃分有明顯不同，是以二十四節(jié)氣為基礎劃分的。1．四季更替和五帶的成因2．五帶的劃分3．不同的四季劃分方法1．若黃赤交角由現(xiàn)狀變?yōu)?2°時(B)A．熱帶范圍縮小，寒帶范圍擴大B．熱帶范圍縮小，寒帶范圍縮小C．熱帶范圍擴大，寒帶范圍擴大D．熱帶范圍擴大，寒帶范圍縮小解析：黃赤交角的大小與南、北回來線的度數(shù)相等。結合地球上五帶劃分的標準，當黃赤交角變小時，回來線的度數(shù)亦變小，則熱帶范圍縮??；極圈的度數(shù)與回來線的度數(shù)互余即極圈的度數(shù)變大，則寒帶范圍縮小。下圖為我國北京、廣州、武漢、哈爾濱四個城市的季節(jié)安排示意圖，讀圖回答2～3題。2．圖示季節(jié)安排自上而下依次為(D)A．北京、廣州、武漢、哈爾濱B．北京、武漢、哈爾濱、廣州C．廣州、武漢、哈爾濱、北京D．廣州、北京、哈爾濱、武漢解析：時間長短不同；廣州緯度最低，夏季起先最早，夏季時間最長，哈爾濱緯度最高，夏季起先最晚，夏季時間最短；北京緯度高于武漢，夏季時間短于武漢，結合圖示，季節(jié)安排從上到下的城市為廣州、北京、哈爾濱、武漢，D項符合。3．關于季節(jié)更替的敘述，錯誤的是(C)A．低緯度地區(qū)季節(jié)更替不明顯B．中緯度地區(qū)季節(jié)更替明顯C．高緯度地區(qū)季節(jié)更替明顯D．季節(jié)更替取決于晝夜長短和正午太陽高度的季節(jié)變更解析：高緯度冬季較長，夏季短促，季節(jié)更替不明顯。下圖是地球公轉的軌道示意圖，圖中甲、乙、丙、丁四點將軌道勻稱分成四等份。讀圖回答1～2題。1．地球在公轉軌道上運動所用時間最少的一段是(A)A．甲→乙B．乙→丙C．丙→丁D．丁→甲解析：從圖中看出P點是地球在近日點旁邊。甲、乙、丙、丁四點將地球公轉的軌道勻稱分成四等份，依據圖中太陽的位置可以判定甲→乙段地球經過近日點，運動速度最快，用時最少。2．每年的11月11日被稱為“光棍節(jié)”，這一天也是網購最集中的日子。此時地球在公轉軌道的位置距甲、乙、丙、丁四點最近的是(A)A．甲點B．乙點C．丙點D．丁點解析：11月11日地球在秋分后大約一個半月，故應靠近甲點。下圖是地球赤道與公轉軌道的示意圖。讀圖回答3～5題。3．圖中能表示黃赤交角的是(