中图版高考地理一轮总复习第2章第4节第2课时地球公转的地理意义学案

第2课时　地球公转的地理意义

一、正午太阳高度角的变化

1．正午太阳高度角的纬度变化规律：从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。

❶

2．正午太阳高度角的季节变化规律

二、昼夜长短的变化 ❹

1．典型图示

2．昼弧和夜弧：晨昏线将地球上的纬线圈分成两部分，位于昼半球的部分叫昼弧，位于夜半球的部分叫夜弧。

3．昼夜长短的变化规律(以北半球为例)　❺

三、季节更替 ❻

1．成因：一年中昼夜长短和正午太阳高度角随季节的变化而变化。

2．划分：根据有无极昼、极夜和有无阳光直射，可分为：

四、五带的划分

1．成因：由于黄赤交角的存在，使太阳直射点有回归运动，从而使各纬度的昼夜长短和正午太阳高度各不相同，进而形成不同的热量带。

2．划分：根据有无极昼极夜和有无太阳直射，可分为：

❶①同一纬线上正午太阳高度角相等。②同一日期，距直射点所在纬线纬度差相等的两条纬线上正午太阳高度角相等。③距离太阳直射点所在纬线越近的地点，正午太阳高度角越大。④极点上的正午太阳高度角等于直射点的纬度数。

❷距离直射点所在纬线1度，正午太阳高度就低1度；距离直射点所在纬线多少纬度，正午太阳高度就比90度低多少度。

❸南、北回归线之间的地区，一年中有两次太阳直射机会；其他地区分别在夏至日和冬至日达到最大值或最小值。

❹判断昼夜长短变化需注意的“三点”

(1)从春分日到秋分日期间，无论昼长变大或变小，北半球昼长均大于12小时。从秋分日到春分日期间，无论昼长变大或变小，北半球昼长均小于12小时。

(2)赤道全年昼夜等长，故除春、秋分日外，某地点昼长或夜长越接近12小时，就越靠近赤道，纬度也就越低。

(3)同一地点，距春分日或秋分日越近的日期，昼夜差值越小。

❺易错易混：误认为太阳高度就是正午太阳高度

(1)太阳高度即太阳高度角，指太阳光线与地平面切线的夹角。如下图所示：

(2)正午太阳高度就是一天中最大的太阳高度，也就是太阳直射当地所在经线某点时的太阳高度，此时当地地方时为12时。

❻二十四节气与四季图(北半球)

(1)关于夏至日或冬至日对称的节气，北半球同一地点昼夜长短相同，正午太阳高度角相同，日出日落方位相同，如小暑与芒种，小雪与大寒等。

(2)关于春分日或秋分日对称的节气，北半球同一地点昼夜长短相反，日出日落方位不同，如惊蛰与清明，处暑与霜降等。

考点一　昼夜长短的计算及变化规律

(2019·江苏高考)雾灵山位于北京与承德交界处，海拔2 118米，素有“京东第一峰”的美称，是观赏日出和日落的理想之地。下表为“雾灵山部分日期的日出和日落时刻表”。据此完成(1)、(2)题。

(1)四个日期中，太阳直射点最靠近赤道的是(　　)

A．①　　 B．②　　　　

C．③　　　 　D．④

(2)一游客于7月某日去雾灵山旅游，当日的太阳视运动轨迹是(　　)

【获取信息】

①雾灵山的位置、地势、美称。

②雾灵山部分日期的日出和日落时刻。

【尝试解答】(1)B　(2)B　解析：第(1)题，当太阳直射赤道时，全球昼夜等分，昼长为12个小时，当太阳直射点最靠近赤道的时候，昼长应当接近12个小时，因此四个日期的昼长时间中，最接近12个小时的即太阳直射点最靠近赤道的日期。①昼长为9小时36分，②昼长为11小时44分，③昼长为14小时54分，④昼长为9小时27分。第(2)题，雾灵山位于北半球，7月是北半球夏季，北半球日出东北日落西北；太阳直射北半球，北半球昼长大于12个小时。

　昼夜长短的计算及判断方法

1．计算方法

(1)根据昼弧或夜弧的长度进行计算：昼(夜)长时数＝昼(夜)弧度数/15°

(2)根据日出或日落时间进行计算：地方时(正午)12时(0时)把一天的白昼(黑夜)平分成相等的两份(如下图所示)。

①昼长时数＝日落时间－日出时间＝(12－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2

②夜长时数＝(日出时间－0)×2＝(24－日落时间)×2

2．判断方法——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)昼夜长短状况——看“位置”

①太阳直射点的位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球，哪个半球昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。如下图所示：

②太阳直射点的纬度与出现极昼极夜的最低纬度互余。

(3)昼夜长短变化——看“移动”

太阳直射点的移动方向决定昼夜长短的变化趋势，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。

　昼夜长短的变化规律

1．季节变化规律(以北半球为例)

2．纬度变化规律

(1)对称规律：同一纬线上各点昼夜长短相同(同线等长)；南北半球同纬度昼夜长短相反。

(2)递增规律

(3)变幅规律：赤道全年昼夜平分；纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大，纬度越低，变化幅度越小。

(2020·江苏高考)2020年4月8日22时，小明在上海观赏了“超级月亮”。下图为“月亮视直径最大与最小时的对比示意图”。据此完成1、2题。

1．从天体运动位置看，此时(　　)

A．月球位于远地点附近

B．月球位于近地点附近

C．地月系位于远日点附近

D．地月系位于近日点附近

2．与此时全球昼夜分布状况相符的是(　　)

1．B　2．A　解析：第1题，月球围绕地球公转，其公转轨道是椭圆形轨道，地球位于其中一个焦点上，“超级月亮”比平常看起来更大、更亮，说明此时月球位于公转轨道的近地点附近，离地球距离较近；地月系位于近日点或远日点对“超级月亮”没有影响。第2题，4月8日为北半球夏半年，北极圈以内小范围出现极昼，南极圈以内小范围出现极夜；此时北京时间为22时，即120°E的地方时为22时，所以150°E为0时，且为夜半球的中央经线，大致与A图对应。综上分析，与此时全球昼夜分布状况相符的是A图。

考点二　正午太阳高度的变化规律

(2020·天津等级考)图Ⅰ为我国某地一住宅小区示意图，图Ⅱ中四个方向的阴影分别为小区内某栋住宅楼二至日8：00和16：00的日影。读图文材料，回答(1)、(2)题。

(1)该小区最可能位于(　　)

A．北京 B．银川

C．杭州 D．海口

(2)小区内各住宅楼楼高一致，休闲广场被楼影遮挡面积最大的时段是(　　)

A．夏至日8：00—12：00

B．夏至日12：00—16：00

C．冬至日8：00—12：00

D．冬至日12：00—16：00

【获取信息】

①住宅楼二至日8时和16时的影子。

②最长的影子朝向西北，其余按顺时针，分别朝向东北、东南和西南。

【尝试解答】(1)D　(2)C　解析：第(1)题，把四个楼影编号如下图，仔细观察下图，楼房西侧的影子1最长，是冬至日8：00的楼影；影子2是冬至日16：00的楼影；影子3是夏至日8：00的楼影；影子4是夏至日16：00的楼影。影子3和影子4是判断城市的关键，当地8：00影子朝向西南，16：00影子朝向东南，则判定当地夏至日正午太阳一定位于当地正北，即夏至日太阳直射点所在纬线——北回归线在当地以北，结合选项可知只有海口符合，故答案选D。

第(2)题，住宅楼的高度一致，则主要看楼房的位置和影子的长度。冬至日的太阳高度角小，楼房影子更长。排除A、B项。冬至日8：00－12：00 的太阳高度角小，楼房影子为上图中影子1，而且此期间太阳位于东南天空，休闲广场呈西南—东北方向延伸，此时被东南侧三栋楼的影子遮挡面积最大，C正确。

　正午太阳高度角的计算

1．公式：H＝90°－两点纬度差。

2．说明：“两点”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。

3．图示

如图所示，太阳直射10°N，A地(42°N)、B地(23°26′N)、C地(23°26′S)三地的正午太阳高度分别为90°减三地与太阳直射点的纬度差(a、b、c)。

A地正午太阳高度角＝90°－a＝90°－(42°－10°)＝58°

B地正午太阳高度角＝90°－b＝90°－(23°26′－10°)＝76°34′

C地正午太阳高度角＝90°－c＝90°－(23°26′＋10°)＝56°34′

　正午太阳高度角在实际生活中的应用

1．确定地方时

当某地太阳高度角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

为了获得更充足的太阳光照，房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。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。(注意一年中室内光照面积最大的日期为冬至日)。

3．判断日影长短及方向

4．确定当地的地理纬度

两地纬度差多少度，正午太阳高度角就差多少度。根据正午太阳高度角计算公式计算出某地区纬度数值。

5．室内光照面积大小判断

北回归线以北地区，夏至日正午太阳高度角大，室内光照面积小；冬至日，正午太阳高度角小，室内光照面积大。

6．确定楼间距、楼高——做一个明白的“小业主”

家里买楼房，除了价格、环境、交通之外，很多人都要考虑采光的问题，但怎样才算不挡光？运用地理知识我们就可以做一个明白的“小业主”。

(1)看房时间：以北回归线以北地区为例，选择在冬至前后看房，因为冬至日是一年中正午太阳高度角最小的时候，如果冬至日有足够的光照，其他时间即能保证光照充足。

(2)会计算楼高与楼间距

图中光线为冬至日太阳光线，具体计算如下：

7．太阳能热水器的调整

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，使太阳光与受热板成直角。太阳能与地平面之间的夹角α＝90°－h(正午太阳高度角)，结合正午太阳高度角公式h＝90°－纬度差，可以计算太阳能与地平面之间的夹角α＝纬度差(当地纬度与直射点的纬度差)

(2020·潍坊模拟)读某地一年内某时段正午太阳高度角变化图(其中A对应的日期为6月22日)，完成1、2题。

1．该地的纬度可能是(　　)

A．0°　     B．10°N　　　C．10°S　　　D．23°26′ N

2．在AB区间内(　　)

A．该地一直昼长夜短

B．地球的公转速度一直在变快

C．太阳直射点在南半球

D．太阳直射点正在向北移动

1．B　2．A　解析：第1题，该地每年有两天正午太阳高度角达到90°，则该地每年有两次太阳直射现象，应位于南北回归线之间，6月22日的正午太阳高度角并不是一年中最小值，其最小值应在12月22日，则可判断该地位于北半球，选项只有10°N符合。第2题，在AB区间内太阳直射点从23°26′N南移至该地，北半球一直是昼长夜短；太阳直射点开始南移时，时间靠近7月初，地球公转速度变慢。

常见的光照图

1．极地侧视图

一般北极在上，南极在下，赤道为一直线居中，晨昏线与太阳光线垂直，并平分赤道。二分日时，晨昏线起止于南、北两极点；二至日时，晨昏线起止与南、北极圈相切的两切点。

以上三图在纵切面上昼夜半球平分，下面的图在纵切面上昼夜半球不等分。

2．极地俯视图

中心为极点，外圆为赤道，虚线为南、北回归线和南、北极圈。

3．斜侧(俯)视图

观测点既不在赤道上空，也不在极点上空，观测到的光照情况即斜侧(俯)视图。

4．矩形投影图

矩形投影图是将南北极点、南北极圈、南北回归线放大到与赤道一样长，它与实际图相比有很大的变形，离赤道越远，变形越大。判读此类图的关键是晨昏线、极昼极夜和赤道上的日出(6时)日落(18时)时间等。

5．局部图

解题时把图像补充完整，可降低解题难度。

6．地球公转轨道图

在地球公转轨道图中，完整展现二分二至日的光照图，一般结合地轴方向、近日点、远日点进行判读。

7．公转轨道局部图

结合公转方向和昼夜分布判读。图中阴影为夜半球，太阳直射在赤道上，之后太阳直射点向南移动，可确定为9月23日前后的光照图。

【案例应用】

读下面光照图，完成1、2题。

1．若此时北京时间为9时，则A地经度为(　　)

A．30°E 

B．30°W

C．60°E 

D．60°W

2．此时，赤道上东半球范围内处于夜晚的那一段经度差(　　)

A．小于90° 

B．大于90°

C．等于90° 

D．等于180°

1．A　2．B　解析：第1题，根据图示，地球自转方向为顺时针，图示区域为南半球，晨线与赤道交点为6时，A地地方时为3时。若北京时间为9时，A地时间比北京时间晚6小时，所以A地经度为30°E。第2题，赤道上终年昼夜平分，因赤道上处于夜晚的经度是地方时18时到次日的6时，根据图示，经度应该是105°W向东到75°E，而东半球指从20°W向东到160°E，取二者交集，可得经度差为95°。