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《新坐标》2019届高三地理人教版一轮复习学案：第1章第5节地球的公转及其地理意义
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第五节 地球的公转及其地理意义
本节复习脉络：
考点一| 地球的公转特征与黄赤交角
(对应学生用书第22页)
[识记—基础梳理]
1．地球公转特征
探究地球公转轨道示意图，填写下列内容。
(1)方向：自西向东，从北极上空看呈逆时针方向，从南极上空看呈顺时针方向。
(2)周期：1恒星年＝365日6时9分10秒。
(3)速度
公转位置
时间
公转速度
A点
近日点
1月初
最快
B点
远日点
7月初
最慢
2.黄赤交角及影响
(1)填图，认识黄赤交角
(2)黄赤交角的影响
引起太阳直射点在南、北回归线之间往返运动。
(3)太阳直射点回归运动的周期：365日5时48分46秒，叫做1回归年。
[易误点拨]
(1)地球公转到达近日点、远日点的时间不是冬至日和夏至日。
(2)地球公转过程中时刻自转，但地轴的指向始终不变。
(3)黄赤交角并不是一成不变的，只是目前的角度为23°26′。
[理解—要点突破]
1．地球公转示意图的判读
(1)公转方向的判读——看南极上空还是北极上空。
南极上空看，公转方向为顺时针；北极上空看，公转方向为逆时针。
(2)先判断“二至”再判断“二分”。
①看是近日点还是远日点：近日点为1月初，接近冬至日；远日点为7月初，接近夏至日。
②看地轴的指向：“左倾左冬，右倾右冬”，即地轴向左倾斜，左面为冬至，向右倾斜，右面为冬至。
③看太阳直射点的位置：连接太阳光线与地心，可以看出太阳直射点所在的半球。
确定了二至点后，结合地球公转的方向即可判断春分和秋分。
2．黄赤交角的深度分析
(1)理解几个数据间的关系
①α＝黄赤交角＝回归线的纬度数＝1/2太阳直射点移动的纬度范围＝1/2热带范围。
②β＝90°－2α＝北(南)温带范围。
③μ＝α＝90°－极圈的纬度数＝1/2晨昏线移动的纬度范围＝北(南)寒带的范围。
(2)理解黄赤交角存在的地理意义
①太阳直射点的移动：黄赤交角的存在以及地球公转时地轴的北端始终指向北极星附近，使得太阳直射点在南、北回归线之间往返运动(如下图)。
②五带的划分：以南、北回归线和南、北极圈为界，把地球表面划分为热带、北温带、南温带、北寒带和南寒带5个温度带，回归线的度数＝黄赤交角的度数，极圈的度数＝90°－黄赤交角的度数。如下图所示：
(3)黄赤交角变化的影响
影响
若黄赤交角变大(小)
太阳直射范围
扩大(缩小)
极昼和极夜现象范围
扩大(缩小)
五带的范围
热带和寒带的范围扩大(缩小)温带的范围缩小(扩大)
正午太阳高度角的年变化
年变化幅度增大(减小)
昼夜长短的年变化
年变化幅度增大(减小)(赤道与寒带除外)
季节的变化
变化明显(不明显)
[运用—考向对练]
⊙考向1 地球公转特征的分析
在地球公转过程中，若以地球为参照系，可看到太阳在黄道上运行。图1是天赤道与黄道的示意图，图2是太阳在黄道上的视运行轨迹图。读图，回答1～2题。
【导学号：21490020】
图1
图2
1．6月初，太阳在黄道上的位置是( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
2．太阳处于甲、乙位置时( )
A．地球公转速度相同
B．同一地点昼长变化趋势相同
C．日地距离相同
D．同一地点日出方位相同
1．D 2.D [若以地球为参照系，则太阳在黄道上的位置及其运动方向与以太阳为参照系地球在黄道上的位置及其运动方向相反，所以图2中太阳在黄道上的视运动方向应为自右向左。第1题，6月初，太阳在黄道上的位置应在夏至(6月22日)之前且靠近6月22日处，故应为丁。第2题，图中显示，甲、乙两点关于冬至点对称，而非关于近日点对称，所以日地距离不同；而地球公转速度与日地距离相关，故公转速度也不同，所以A、C错；冬至日为昼长的极值点，而甲、乙分居冬至日两侧，所以同一个地点在这两个日期昼长相同，昼长变化趋势相反，日出方位相同，故B错、D对。]
⊙考向2 黄赤交角及其影响
读图，完成3～4题。
3．若EF为赤道，P点出现极昼现象，则太阳直射的范围是 ( )
A．0°～20°N B．0°～20°S
C．20°N～23°26′N D．20°S～23°26′S
4．若EF为地球公转轨道平面，PQ为地轴，下列变化可信的是( )
A．福州冬季均温升高
B．北温带范围变小
C．全球极夜范围扩大
D．悉尼(约34°S)夏季昼变长
【思维流程】 从图表中获取信息
【尝试解答】 3.C 4.A
[规律方法]_______________________________________________________
太阳直射点位置的判断方法
1．根据太阳直射点运动规律判断
下图为太阳直射点的回归运动图，牢记此图可有效判定太阳直射点的位置，方法如下：
(1)可根据日期大体计算出太阳直射点所在纬度：由图可知，三个月的时间，太阳直射点大约移动23.5°；平均每月，太阳直射点大约移动8°；每四天，直射点大约移动1°。
(2)可根据对称原则确定太阳直射点的纬度：关于两至日对称的两日期，太阳直射点位于同一纬度；关于两分日对称的两日期，太阳直射不同半球的同一纬度。
2．根据极点及其周围的昼夜状况判断
(1)北极点及其周围出现极昼，说明直射点位于北半球；南极点及其周围出现极昼，说明直射点在南半球。
(2)晨昏线过极点，说明直射点在赤道。但无法确定太阳直射点的移动方向。
3．侧视图根据晨昏线的倾斜方向判断
如右图：若甲所在为晨线，则左夜右昼，据其走向可知，越往北夜越短，昼越长，直射点位于北半球。若甲所在为昏线，左昼右夜，据其走向可知，越往北昼越短，夜越长，则直射点位于南半球。
考点二| 昼夜长短的变化与计算
(对应学生用书第24页)
[识记—基础梳理]
昼夜长短的变化规律
读二分二至日的光照图示，填写下表。
时间
变化特点
重要节气
北半球
夏半年
北半球各地昼长夜短，纬度越高，昼越长，夜越短
图1中北半球各地昼长达到一年中的最大值，北极圈及其以北出现极昼现象
北半球
冬半年
北半球各地昼短夜长，纬度越高，昼越短，夜越长
图3中北半球各地昼长达到一年中的最小值，北极圈及其以北出现极夜现象
春、秋
分日
图2代表的时间是每年的3月21日或9月23日前后，全球各地昼夜平分
[轻巧记忆]
不同季节日出、日落方位
(1)春秋分日：全球(除极点外)日出正东，日落正西。
(2)北半球夏半年：全球(极昼、极夜地区外)日出东北，日落西北。
(3)北半球冬半年：全球(极昼、极夜地区外)日出东南，日落西南。
[理解—要点突破]
正确理解昼夜长短的变化规律
1．抓住直射点的位置，分析昼夜长短的分布特点
太阳直射点所在的半球位置，决定了全球昼夜长短的分布状况，太阳直射点在哪个半球， 哪个半球就昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。如下图所示：
2．抓住直射点的移动，分析昼夜长短的变化特点
太阳直射点的移动方向，决定了昼夜长短的变化趋势，太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球昼变长，夜变短，如下图所示：
3．抓住特殊现象，突破昼夜长短纬度分布特点
(1)对称现象
南北半球纬度数相同的地区昼夜长短“对称”分布，即北半球各地的昼长与南半球相同纬度的夜长相等，例如，23°26′N的昼长等于23°26′S的夜长。
(2)昼夜长短的变化幅度
赤道上全年昼夜平分；纬度越高(主要指赤道与极圈之间)，昼夜长短的变化幅度越大，变化区间为0～24小时。
(3)极昼、极夜现象
极昼(极夜)的起始纬度＝90°－太阳直射点的纬度。纬度越高，极昼(极夜)出现的天数越多。
[运用—考向对练]
⊙考向1 昼夜长短的变化规律
(2017·江苏高考)某乘客乘航班从悉尼起飞，约9小时后抵达广州。下图为“航班起飞时的全球昼夜状况图”。读图回答1～2题。
【导学号：21490021】
1．乘客抵达广州时的北京时间大约是( )
A．12点 B．15点
C．18点 D．21点
2．该日悉尼和广州( )
A．日出同为东南方向
B．正午树影朝向相同
C．正午太阳高度相同
D．昼夜长短状况相同
【思维流程】
[解析] 第1题，图示为航班起飞时的全球昼夜状况，根据晨线与赤道交点(75°E，0°)的地方时为6点，位于东五区，可判断起飞时广州为9点，约9小时后飞机抵达广州，因此抵达广州时的北京时间大约是18点。第2题，A对：读图可知，南极地区有极昼现象，太阳直射点位于南半球，悉尼和广州的日出方向相同，都为东南方向。B错：晨昏线与南极圈相交，说明太阳直射点位于赤道和南回归线之间，悉尼位于南回归线以南，该日正午树影朝向为南方；广州位于北半球，该日正午树影朝向为北方。C错：太阳直射点接近南回归线，离悉尼更近，故悉尼正午太阳高度较高。D错：太阳直射点位于南半球，悉尼昼长夜短，广州昼短夜长。
【尝试答案】 1.C 2.A
[变式训练](教师备用题)
某地位于30°N上，航班起飞的当天，该地日出的时间是( )
A．7时 B．5时 C．8时 D．6时
A [从图中看，30°N上的夜长约为14小时，由此可以推知30°N线上各地的日出时间是7时。]
⊙考向2 昼夜长短的计算
(2018·湘中名校联考)下图为某晨昏圈图，CAD为晨线，CBD为昏线，A为(20°E，0°)，C为(70°W，70°N)。完成3～4题。
3．若P的经度为145°，此日P地的昼长约为( )
A．8小时 B．10小时
C．14小时 D．16小时
4．下列四幅图能正确反映此时世界各地地理现象的是( )
A B C D
3．C 4.C [第3题，CAD为晨线，CBD为昏线，故C、D为晨昏线的交点，即晨昏圈纬度最高的点，C为(70°W，70°N)，则D为(110°E，70°S)；A、B为晨昏线和赤道的交点，A为(20°E，0°)，则B为(160°W，0°)；若P的经度为145°，P位于B、C之间，则P为145°W，根据A点的地方时为6：00，经度为20°E，利用地方时“东加西减、东早西晚”的计算法则，可得出P地的地方时为19：00，所以P地的昼长为(19－12)×2＝14小时，C对。第4题，由上题解析可知，P地昼长夜短，故此时为北半球的夏半年，北半球昼长于夜，北半球日出早于6：00，A错；北半球地中海气候区夏季受副热带高压控制，冬季受西风控制，B错；受海陆热力性质差异的影响，夏季亚欧大陆形成低压，C对；海洋等温线向北凸出表明该地气温高于同纬度陆地，受海陆热力性质差异影响，夏季海洋气温应低于同纬度陆地，D错。]
[规律方法]_______________________________________________________
昼夜长短的计算方法
(1)根据某纬线的昼弧或夜弧弧度计算。
昼(夜)长时数＝昼(夜)弧度数/15°
(2)根据日出日落的地方时计算地方时，正午12时把一天的白昼平分成相等的两份。
①昼长时数＝(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
(3)根据纬度的分布特点进行计算。
①同纬度各地的昼长相等，夜长相等。
②南、北半球纬度数相同的地区昼夜长短对称分布，即北半球各地的昼长(夜长)与南半球同纬度地区的夜长(昼长)相等。例如，40°N的昼长等于40°S的夜长。
考点三| 正午太阳高度的变化及应用
(对应学生用书第26页)
[识记—基础梳理]
1．正午太阳高度
(1)概念
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时的太阳高度(如下图所示，H表示当地的正午太阳高度)，此时当地地方时为12时。
(2)计算
公式：H＝90°－两点纬度差。“两点”指所求地点与太阳直射点。
2．正午太阳高度的变化
(1)纬度变化
由太阳直射的纬线向南、北两侧递减。
(2)季节变化
北半球节气
达最大值的地区
达最小值的地区
夏至日
北回归线及其以北各纬度
南半球各纬度
冬至日
南回归线及其以南各纬度
北半球各纬度
二分日
赤道
[知识补遗]
1．四季更替
(1)成因：昼夜长短和正午太阳高度的时空变化，导致了太阳辐射的时空变化。
(2)四季的划分
①天文四季
夏季：一年内白昼最长、太阳最高的季节。
冬季：一年内白昼最短、太阳最低的季节。
②北温带许多国家的四季：3、4、5月为春季，依次类推，每三个月为一个季节。
2．五带划分：以南、北回归线和南、北极圈为界线，将全球划分为热带、北温带、南温带、北寒带和南寒带五个热量带。
[理解—要点突破]
1．巧析正午太阳高度的分布与变化
(1)远小近大——判正午太阳高度的空间分布
同一时间、不同地区的正午太阳高度的大小比较，主要看其距离太阳直射点所在纬度的远近：即距离太阳直射点所在纬线越远，正午太阳高度越小，距离越近，则越大。
(2)来增去减——判正午太阳高度的时间变化
同一地区不同时间的正午太阳高度的变化分析，主要看其太阳直射点的移动方向，即太阳直射点向本地所在纬度移来，则正午太阳高度增大，移去则减小，如下图所示：
正午太阳高度的周年变化规律
2．图像分析不同区域正午太阳高度年变化规律
回归线
之间
正午太阳高度最大值为90°，每年有两次太阳直射现象，即一年中有两个正午太阳高度最大值
回归
线上
正午太阳高度最大值为90°，一年中只有一次太阳直射现象，即一年中只有一个正午太阳高度最大值
回归
线至
极点
之间
正午太阳高度最大值小于90°，一年中只有一个正午太阳高度最大值
3.正午太阳高度的变化幅度分布特点
(1)南北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越大(由23°26′增大到46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′。
(2)回归线至极圈之间：各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)。
(3)极圈以内地区：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小到23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。
4．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，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。
(4)计算楼距。北回归线以北地区建楼房时，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离与楼高的关系如右图所示(H为冬至日当地的正午太阳高度)，L应大于等于h·cotH。
(5)计算太阳能热水器安装角度。太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度的季节变化调整角度，集热板与地面之间的夹角应等于当天正午太阳高度的余角。如下图所示，α＋H＝90°时效果最佳。
[运用—考向对练]
⊙考向1 正午太阳高度的变化规律
(2018·洛阳模拟)下图为利用观测杆影粗略测量经纬度示意图，其中，影子在A点时，北京时间为11：32，B点时，北京时间为13：00，当杆影出现在OC线时，与杆长相等。据此完成1～2题。
1．该地纬度范围可能是( )
A．21.5°N～68.5°N B．21.5°S～68.5°S
C．21.5°S～21.5°N D．21.5°S～68.5°N
2．若该地为我国某地，则可能是( )
A．哈尔滨 B．成都
C．北京 D．乌鲁木齐
1．A 2.C [第1题，杆影出现在OC线时，该地地方时为12时，此时影长与杆长相等，说明该地正午太阳高度为45°。根据正午太阳高度的计算公式推断，要保证该地正午太阳高度能达到45°，太阳直射点位于该地南部，且影子朝北，则当太阳直射南回归线时，该地纬度最低为21.5°N；当太阳直射北回归线时，该地纬度最高为68.5°N。因此该地纬度范围为21.5°N～68.5°N。第2题，OA和OB关于OC对称，且OC为正午，可求得当地正午时，北京时间为(11：32＋13：00)÷2＝12：16，该地地方时比北京时间晚16分钟，则经度为116°E。选项中只有北京符合。]
⊙考向2 正午太阳高度的应用
(2016·江苏高考)住宅的环境设计特别关注树种的选择与布局，不同树种对光照与风有不同影响。下图为华北某低碳社区(40°N)住宅景观设计示意图。读图，回答3～4题。
【导学号：21490022】
3．仅考虑阳光与风两种因素，树种与房屋组合最好的设计是( )
A．① B．② C．③ D．④
4．为保证冬季太阳能最佳利用效果，图中热水器安装角度合理的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
3．C 4.D [第3题，读图可知，太阳能热水器朝向的一侧，应为向阳的一侧，即南面。我国华北地区，冬季气候寒冷，盛行偏北风，为更好地采光，其南面应种植落叶阔叶树，为更好地挡风，北面应种植常绿针叶树。①②④南面均有常绿针叶树，影响采光，排除；③南面种植的是落叶阔叶树，北面种植的是常绿针叶树，符合要求。故选C项。第4题，太阳能利用效果最佳时，热水器集热板应与太阳光线垂直。根据图中太阳能热水器安装的角度判读可知，①③图太阳能热水器使用效果最佳时，太阳直射北半球，为华北地区的夏半年。②图使用效果最佳时，太阳直射赤道，为华北地区的春季或秋季；④图使用效果最佳时，太阳直射南半球，为华北地区的冬季。故选D项。]
[加餐训练](教师备用题)
福建某中学研究性学习小组，设计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。读图，回答(1)～(2)题。
(1)遮阳板收起，室内正午太阳光照面积达一年最大值时( )
A．全球昼夜平分
B．北半球为夏季
C．太阳直射20°S
D．南极圈以南地区极昼
(2)济南某中学生借鉴这一设计，若两地窗户大小形状相同，则应做的调整是( )
①安装高度不变，加长遮阳板 ②安装高度不变，缩短遮阳板 ③遮阳板长度不变，降低安装高度 ④遮阳板长度不变，升高安装高度
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
【解题关键】 知道正午太阳高度越小，阳光通过窗户照射到室内的面积越大这一规律。
(1)D (2)A [第(1)题，由题意可知，遮阳板收起时室内正午太阳光照面积最大，说明当地正午太阳高度最小，而福建位于北回归线以北地区，太阳直射南回归线时当地正午太阳高度最小，对应的时间应该是北半球冬至日，南极圈以南地区出现极昼。选D。第(2)题，济南比福建纬度高，正午太阳高度比福建小，若要起到遮阳及加强采光的效果，只有加长遮阳板(高度不变)或降低安装高度(遮阳板长度不变)。选A。]
地理图表专攻(三)| 光照图的综合判读
(对应学生用书第27页)
光照图是综合反映地球自转、公转运动地理意义的重要载体，通过对其图中的点、线、面、角等的解读分析，可以判断推知时间和季节分布、昼夜长短变化、正午太阳高度分布等内容，巧妙解读光照图是正确解答地球运动类题目的有效途径。
[识记—常考图示]
全图
1/2图
1/4图
局部图
极
点
俯
视
图
侧
视
图
矩
形
投
影
图
[领悟—判读技巧]
1．以极地俯视光照图来掌握光照图的基本判读
图1
2．理清光照图中的关键判读
(1)确定光照图中地球自转方向
①看经度的分布变化特点：东经度增大或西经度减小的方向为地球自转方向；反之，顺地球自转方向，经度数变大为东经度，经度数变小为西经度。
②看南、北极点的标识：通常“N”代表北极点，“S”代表南极点，按“北逆南顺”定自转方向。
③看海陆分布状况：通过海陆分布，可确定南北极点的位置，进而定自转方向。
(2)抓住光照图中的“五点”
图2
①晨线与赤道的交点，地方时为6：00。如图2中C点。
②昏线与赤道的交点，地方时为18：00。如图2中A点。
③晨线与昏线在北半球的交点，也是晨(昏)线上最北的点。当该点为0：00时，其北方为极昼；当该点为12：00时，其北方为极夜。
④晨线与昏线在南半球的交点，也是晨(昏)线上最南的点。当该点为0时，其南方为极昼；当该点为12时，其南方为极夜。
⑤太阳直射点：即日心和地心的连线与地球表面的交点(如图2中B点)。太阳高度为90°，地方时为12：00。
3．弄懂光照图中的“点线关系”
(1)晨昏线与纬线相切于晨昏线的纬度最高点。晨昏线与赤道相互平分。
(2)只在春分日和秋分日时，晨昏线为南北走向，即晨昏线与经线圈重合(如图3)；太阳直射北半球时，晨线为西北—东南走向(如图4中AB)，昏线为东北—西南走向；太阳直射南半球时，晨线为东北—西南走向，昏线为西北—东南走向。
(3)晨昏北点到北极点的纬度差＝晨昏南点到南极点的纬度差＝直射点到赤道的纬度差＝直射点的纬度度数。
(4)太阳直射点的纬度与切点的纬度之和始终等于90°(互余)。
4．牢记光照图中的“面面关系”“角度关系”
(1)二至日时晨昏圈平面与赤道面的夹角为66°34′。
(2)二分日时晨昏圈平面与赤道面的夹角为90°。晨昏圈平面与某一经线圈所在平面重合。
(3)地球公转轨道面始终与赤道面呈23°26′的夹角。
(4)二至日，晨昏圈与地轴夹角为23°26′。
(5)二分日，晨昏圈与地轴夹角为0°。
(6)地球公转轨道面与地轴夹角为66°34′。
[运用—母题迁移]
[母题示例] 2015年某日出现了日食现象。在四幅日照图中，深色阴影为夜半球，浅色阴影为当时可观测到日食的地区范围。读图，回答(1)～(2)题。
(1)发生日食的这天，在图中所示四地中，正午太阳高度角最大的是( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
(2)在图中所示四地中，观测者正朝西南方向观测日食的是( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
【解图流程】
[尝试解答] (1)A (2)D
[迁移应用]
下图为M地上空的俯视日照图(阴影部分表示黑夜)，M地为晨昏线上的最北点，且M地的正午太阳高度为40°；AMB为经线圈的一部分，且M地经度为120°E。据此完成1～2题。
1．下列叙述正确的是( )
A．A、B两地昼夜情况相同
B．C、D两地位于同一纬线
C．A、M两地位于同一经线
D．A、B两地正午太阳高度相等
2．B点的地理坐标为( )
A．(20°S，60°W) B．(20°S，120°E)
C．(20°N，120°E) D．(20°N，60°W)
1．B 2.B [第1题，从M地上空俯视，可看到晨昏线的一半，且M地为晨昏线上的最北点，则C、D两地均位于赤道。选B。第2题，由题干可知，M地为晨昏线上最北点，则M地刚好出现极昼现象，由M地的正午太阳高度为40°可知，M地的纬度为70°N，且北极点位于A、M之间；B、M两地的纬度差为90°，则B地的纬度为20°S；北极点位于A、M之间，B、M两地位于同一经线，则B地的经度为120°E。选B。]
本节复习脉络：
考点一| 地球的公转特征与黄赤交角
(对应学生用书第22页)
[识记—基础梳理]
1．地球公转特征
探究地球公转轨道示意图，填写下列内容。
(1)方向：自西向东，从北极上空看呈逆时针方向，从南极上空看呈顺时针方向。
(2)周期：1恒星年＝365日6时9分10秒。
(3)速度
公转位置
时间
公转速度
A点
近日点
1月初
最快
B点
远日点
7月初
最慢
2.黄赤交角及影响
(1)填图，认识黄赤交角
(2)黄赤交角的影响
引起太阳直射点在南、北回归线之间往返运动。
(3)太阳直射点回归运动的周期：365日5时48分46秒，叫做1回归年。
[易误点拨]
(1)地球公转到达近日点、远日点的时间不是冬至日和夏至日。
(2)地球公转过程中时刻自转，但地轴的指向始终不变。
(3)黄赤交角并不是一成不变的，只是目前的角度为23°26′。
[理解—要点突破]
1．地球公转示意图的判读
(1)公转方向的判读——看南极上空还是北极上空。
南极上空看，公转方向为顺时针；北极上空看，公转方向为逆时针。
(2)先判断“二至”再判断“二分”。
①看是近日点还是远日点：近日点为1月初，接近冬至日；远日点为7月初，接近夏至日。
②看地轴的指向：“左倾左冬，右倾右冬”，即地轴向左倾斜，左面为冬至，向右倾斜，右面为冬至。
③看太阳直射点的位置：连接太阳光线与地心，可以看出太阳直射点所在的半球。
确定了二至点后，结合地球公转的方向即可判断春分和秋分。
2．黄赤交角的深度分析
(1)理解几个数据间的关系
①α＝黄赤交角＝回归线的纬度数＝1/2太阳直射点移动的纬度范围＝1/2热带范围。
②β＝90°－2α＝北(南)温带范围。
③μ＝α＝90°－极圈的纬度数＝1/2晨昏线移动的纬度范围＝北(南)寒带的范围。
(2)理解黄赤交角存在的地理意义
①太阳直射点的移动：黄赤交角的存在以及地球公转时地轴的北端始终指向北极星附近，使得太阳直射点在南、北回归线之间往返运动(如下图)。
②五带的划分：以南、北回归线和南、北极圈为界，把地球表面划分为热带、北温带、南温带、北寒带和南寒带5个温度带，回归线的度数＝黄赤交角的度数，极圈的度数＝90°－黄赤交角的度数。如下图所示：
(3)黄赤交角变化的影响
影响
若黄赤交角变大(小)
太阳直射范围
扩大(缩小)
极昼和极夜现象范围
扩大(缩小)
五带的范围
热带和寒带的范围扩大(缩小)温带的范围缩小(扩大)
正午太阳高度角的年变化
年变化幅度增大(减小)
昼夜长短的年变化
年变化幅度增大(减小)(赤道与寒带除外)
季节的变化
变化明显(不明显)
[运用—考向对练]
⊙考向1 地球公转特征的分析
在地球公转过程中，若以地球为参照系，可看到太阳在黄道上运行。图1是天赤道与黄道的示意图，图2是太阳在黄道上的视运行轨迹图。读图，回答1～2题。
【导学号：21490020】
图1
图2
1．6月初，太阳在黄道上的位置是( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
2．太阳处于甲、乙位置时( )
A．地球公转速度相同
B．同一地点昼长变化趋势相同
C．日地距离相同
D．同一地点日出方位相同
1．D 2.D [若以地球为参照系，则太阳在黄道上的位置及其运动方向与以太阳为参照系地球在黄道上的位置及其运动方向相反，所以图2中太阳在黄道上的视运动方向应为自右向左。第1题，6月初，太阳在黄道上的位置应在夏至(6月22日)之前且靠近6月22日处，故应为丁。第2题，图中显示，甲、乙两点关于冬至点对称，而非关于近日点对称，所以日地距离不同；而地球公转速度与日地距离相关，故公转速度也不同，所以A、C错；冬至日为昼长的极值点，而甲、乙分居冬至日两侧，所以同一个地点在这两个日期昼长相同，昼长变化趋势相反，日出方位相同，故B错、D对。]
⊙考向2 黄赤交角及其影响
读图，完成3～4题。
3．若EF为赤道，P点出现极昼现象，则太阳直射的范围是 ( )
A．0°～20°N B．0°～20°S
C．20°N～23°26′N D．20°S～23°26′S
4．若EF为地球公转轨道平面，PQ为地轴，下列变化可信的是( )
A．福州冬季均温升高
B．北温带范围变小
C．全球极夜范围扩大
D．悉尼(约34°S)夏季昼变长
【思维流程】 从图表中获取信息
【尝试解答】 3.C 4.A
[规律方法]_______________________________________________________
太阳直射点位置的判断方法
1．根据太阳直射点运动规律判断
下图为太阳直射点的回归运动图，牢记此图可有效判定太阳直射点的位置，方法如下：
(1)可根据日期大体计算出太阳直射点所在纬度：由图可知，三个月的时间，太阳直射点大约移动23.5°；平均每月，太阳直射点大约移动8°；每四天，直射点大约移动1°。
(2)可根据对称原则确定太阳直射点的纬度：关于两至日对称的两日期，太阳直射点位于同一纬度；关于两分日对称的两日期，太阳直射不同半球的同一纬度。
2．根据极点及其周围的昼夜状况判断
(1)北极点及其周围出现极昼，说明直射点位于北半球；南极点及其周围出现极昼，说明直射点在南半球。
(2)晨昏线过极点，说明直射点在赤道。但无法确定太阳直射点的移动方向。
3．侧视图根据晨昏线的倾斜方向判断
如右图：若甲所在为晨线，则左夜右昼，据其走向可知，越往北夜越短，昼越长，直射点位于北半球。若甲所在为昏线，左昼右夜，据其走向可知，越往北昼越短，夜越长，则直射点位于南半球。
考点二| 昼夜长短的变化与计算
(对应学生用书第24页)
[识记—基础梳理]
昼夜长短的变化规律
读二分二至日的光照图示，填写下表。
时间
变化特点
重要节气
北半球
夏半年
北半球各地昼长夜短，纬度越高，昼越长，夜越短
图1中北半球各地昼长达到一年中的最大值，北极圈及其以北出现极昼现象
北半球
冬半年
北半球各地昼短夜长，纬度越高，昼越短，夜越长
图3中北半球各地昼长达到一年中的最小值，北极圈及其以北出现极夜现象
春、秋
分日
图2代表的时间是每年的3月21日或9月23日前后，全球各地昼夜平分
[轻巧记忆]
不同季节日出、日落方位
(1)春秋分日：全球(除极点外)日出正东，日落正西。
(2)北半球夏半年：全球(极昼、极夜地区外)日出东北，日落西北。
(3)北半球冬半年：全球(极昼、极夜地区外)日出东南，日落西南。
[理解—要点突破]
正确理解昼夜长短的变化规律
1．抓住直射点的位置，分析昼夜长短的分布特点
太阳直射点所在的半球位置，决定了全球昼夜长短的分布状况，太阳直射点在哪个半球， 哪个半球就昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。如下图所示：
2．抓住直射点的移动，分析昼夜长短的变化特点
太阳直射点的移动方向，决定了昼夜长短的变化趋势，太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球昼变长，夜变短，如下图所示：
3．抓住特殊现象，突破昼夜长短纬度分布特点
(1)对称现象
南北半球纬度数相同的地区昼夜长短“对称”分布，即北半球各地的昼长与南半球相同纬度的夜长相等，例如，23°26′N的昼长等于23°26′S的夜长。
(2)昼夜长短的变化幅度
赤道上全年昼夜平分；纬度越高(主要指赤道与极圈之间)，昼夜长短的变化幅度越大，变化区间为0～24小时。
(3)极昼、极夜现象
极昼(极夜)的起始纬度＝90°－太阳直射点的纬度。纬度越高，极昼(极夜)出现的天数越多。
[运用—考向对练]
⊙考向1 昼夜长短的变化规律
(2017·江苏高考)某乘客乘航班从悉尼起飞，约9小时后抵达广州。下图为“航班起飞时的全球昼夜状况图”。读图回答1～2题。
【导学号：21490021】
1．乘客抵达广州时的北京时间大约是( )
A．12点 B．15点
C．18点 D．21点
2．该日悉尼和广州( )
A．日出同为东南方向
B．正午树影朝向相同
C．正午太阳高度相同
D．昼夜长短状况相同
【思维流程】
[解析] 第1题，图示为航班起飞时的全球昼夜状况，根据晨线与赤道交点(75°E，0°)的地方时为6点，位于东五区，可判断起飞时广州为9点，约9小时后飞机抵达广州，因此抵达广州时的北京时间大约是18点。第2题，A对：读图可知，南极地区有极昼现象，太阳直射点位于南半球，悉尼和广州的日出方向相同，都为东南方向。B错：晨昏线与南极圈相交，说明太阳直射点位于赤道和南回归线之间，悉尼位于南回归线以南，该日正午树影朝向为南方；广州位于北半球，该日正午树影朝向为北方。C错：太阳直射点接近南回归线，离悉尼更近，故悉尼正午太阳高度较高。D错：太阳直射点位于南半球，悉尼昼长夜短，广州昼短夜长。
【尝试答案】 1.C 2.A
[变式训练](教师备用题)
某地位于30°N上，航班起飞的当天，该地日出的时间是( )
A．7时 B．5时 C．8时 D．6时
A [从图中看，30°N上的夜长约为14小时，由此可以推知30°N线上各地的日出时间是7时。]
⊙考向2 昼夜长短的计算
(2018·湘中名校联考)下图为某晨昏圈图，CAD为晨线，CBD为昏线，A为(20°E，0°)，C为(70°W，70°N)。完成3～4题。
3．若P的经度为145°，此日P地的昼长约为( )
A．8小时 B．10小时
C．14小时 D．16小时
4．下列四幅图能正确反映此时世界各地地理现象的是( )
A B C D
3．C 4.C [第3题，CAD为晨线，CBD为昏线，故C、D为晨昏线的交点，即晨昏圈纬度最高的点，C为(70°W，70°N)，则D为(110°E，70°S)；A、B为晨昏线和赤道的交点，A为(20°E，0°)，则B为(160°W，0°)；若P的经度为145°，P位于B、C之间，则P为145°W，根据A点的地方时为6：00，经度为20°E，利用地方时“东加西减、东早西晚”的计算法则，可得出P地的地方时为19：00，所以P地的昼长为(19－12)×2＝14小时，C对。第4题，由上题解析可知，P地昼长夜短，故此时为北半球的夏半年，北半球昼长于夜，北半球日出早于6：00，A错；北半球地中海气候区夏季受副热带高压控制，冬季受西风控制，B错；受海陆热力性质差异的影响，夏季亚欧大陆形成低压，C对；海洋等温线向北凸出表明该地气温高于同纬度陆地，受海陆热力性质差异影响，夏季海洋气温应低于同纬度陆地，D错。]
[规律方法]_______________________________________________________
昼夜长短的计算方法
(1)根据某纬线的昼弧或夜弧弧度计算。
昼(夜)长时数＝昼(夜)弧度数/15°
(2)根据日出日落的地方时计算地方时，正午12时把一天的白昼平分成相等的两份。
①昼长时数＝(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
(3)根据纬度的分布特点进行计算。
①同纬度各地的昼长相等，夜长相等。
②南、北半球纬度数相同的地区昼夜长短对称分布，即北半球各地的昼长(夜长)与南半球同纬度地区的夜长(昼长)相等。例如，40°N的昼长等于40°S的夜长。
考点三| 正午太阳高度的变化及应用
(对应学生用书第26页)
[识记—基础梳理]
1．正午太阳高度
(1)概念
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时的太阳高度(如下图所示，H表示当地的正午太阳高度)，此时当地地方时为12时。
(2)计算
公式：H＝90°－两点纬度差。“两点”指所求地点与太阳直射点。
2．正午太阳高度的变化
(1)纬度变化
由太阳直射的纬线向南、北两侧递减。
(2)季节变化
北半球节气
达最大值的地区
达最小值的地区
夏至日
北回归线及其以北各纬度
南半球各纬度
冬至日
南回归线及其以南各纬度
北半球各纬度
二分日
赤道
[知识补遗]
1．四季更替
(1)成因：昼夜长短和正午太阳高度的时空变化，导致了太阳辐射的时空变化。
(2)四季的划分
①天文四季
夏季：一年内白昼最长、太阳最高的季节。
冬季：一年内白昼最短、太阳最低的季节。
②北温带许多国家的四季：3、4、5月为春季，依次类推，每三个月为一个季节。
2．五带划分：以南、北回归线和南、北极圈为界线，将全球划分为热带、北温带、南温带、北寒带和南寒带五个热量带。
[理解—要点突破]
1．巧析正午太阳高度的分布与变化
(1)远小近大——判正午太阳高度的空间分布
同一时间、不同地区的正午太阳高度的大小比较，主要看其距离太阳直射点所在纬度的远近：即距离太阳直射点所在纬线越远，正午太阳高度越小，距离越近，则越大。
(2)来增去减——判正午太阳高度的时间变化
同一地区不同时间的正午太阳高度的变化分析，主要看其太阳直射点的移动方向，即太阳直射点向本地所在纬度移来，则正午太阳高度增大，移去则减小，如下图所示：
正午太阳高度的周年变化规律
2．图像分析不同区域正午太阳高度年变化规律
回归线
之间
正午太阳高度最大值为90°，每年有两次太阳直射现象，即一年中有两个正午太阳高度最大值
回归
线上
正午太阳高度最大值为90°，一年中只有一次太阳直射现象，即一年中只有一个正午太阳高度最大值
回归
线至
极点
之间
正午太阳高度最大值小于90°，一年中只有一个正午太阳高度最大值
3.正午太阳高度的变化幅度分布特点
(1)南北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越大(由23°26′增大到46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′。
(2)回归线至极圈之间：各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)。
(3)极圈以内地区：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小到23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。
4．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，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。
(4)计算楼距。北回归线以北地区建楼房时，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离与楼高的关系如右图所示(H为冬至日当地的正午太阳高度)，L应大于等于h·cotH。
(5)计算太阳能热水器安装角度。太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度的季节变化调整角度，集热板与地面之间的夹角应等于当天正午太阳高度的余角。如下图所示，α＋H＝90°时效果最佳。
[运用—考向对练]
⊙考向1 正午太阳高度的变化规律
(2018·洛阳模拟)下图为利用观测杆影粗略测量经纬度示意图，其中，影子在A点时，北京时间为11：32，B点时，北京时间为13：00，当杆影出现在OC线时，与杆长相等。据此完成1～2题。
1．该地纬度范围可能是( )
A．21.5°N～68.5°N B．21.5°S～68.5°S
C．21.5°S～21.5°N D．21.5°S～68.5°N
2．若该地为我国某地，则可能是( )
A．哈尔滨 B．成都
C．北京 D．乌鲁木齐
1．A 2.C [第1题，杆影出现在OC线时，该地地方时为12时，此时影长与杆长相等，说明该地正午太阳高度为45°。根据正午太阳高度的计算公式推断，要保证该地正午太阳高度能达到45°，太阳直射点位于该地南部，且影子朝北，则当太阳直射南回归线时，该地纬度最低为21.5°N；当太阳直射北回归线时，该地纬度最高为68.5°N。因此该地纬度范围为21.5°N～68.5°N。第2题，OA和OB关于OC对称，且OC为正午，可求得当地正午时，北京时间为(11：32＋13：00)÷2＝12：16，该地地方时比北京时间晚16分钟，则经度为116°E。选项中只有北京符合。]
⊙考向2 正午太阳高度的应用
(2016·江苏高考)住宅的环境设计特别关注树种的选择与布局，不同树种对光照与风有不同影响。下图为华北某低碳社区(40°N)住宅景观设计示意图。读图，回答3～4题。
【导学号：21490022】
3．仅考虑阳光与风两种因素，树种与房屋组合最好的设计是( )
A．① B．② C．③ D．④
4．为保证冬季太阳能最佳利用效果，图中热水器安装角度合理的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
3．C 4.D [第3题，读图可知，太阳能热水器朝向的一侧，应为向阳的一侧，即南面。我国华北地区，冬季气候寒冷，盛行偏北风，为更好地采光，其南面应种植落叶阔叶树，为更好地挡风，北面应种植常绿针叶树。①②④南面均有常绿针叶树，影响采光，排除；③南面种植的是落叶阔叶树，北面种植的是常绿针叶树，符合要求。故选C项。第4题，太阳能利用效果最佳时，热水器集热板应与太阳光线垂直。根据图中太阳能热水器安装的角度判读可知，①③图太阳能热水器使用效果最佳时，太阳直射北半球，为华北地区的夏半年。②图使用效果最佳时，太阳直射赤道，为华北地区的春季或秋季；④图使用效果最佳时，太阳直射南半球，为华北地区的冬季。故选D项。]
[加餐训练](教师备用题)
福建某中学研究性学习小组，设计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。读图，回答(1)～(2)题。
(1)遮阳板收起，室内正午太阳光照面积达一年最大值时( )
A．全球昼夜平分
B．北半球为夏季
C．太阳直射20°S
D．南极圈以南地区极昼
(2)济南某中学生借鉴这一设计，若两地窗户大小形状相同，则应做的调整是( )
①安装高度不变，加长遮阳板 ②安装高度不变，缩短遮阳板 ③遮阳板长度不变，降低安装高度 ④遮阳板长度不变，升高安装高度
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
【解题关键】 知道正午太阳高度越小，阳光通过窗户照射到室内的面积越大这一规律。
(1)D (2)A [第(1)题，由题意可知，遮阳板收起时室内正午太阳光照面积最大，说明当地正午太阳高度最小，而福建位于北回归线以北地区，太阳直射南回归线时当地正午太阳高度最小，对应的时间应该是北半球冬至日，南极圈以南地区出现极昼。选D。第(2)题，济南比福建纬度高，正午太阳高度比福建小，若要起到遮阳及加强采光的效果，只有加长遮阳板(高度不变)或降低安装高度(遮阳板长度不变)。选A。]
地理图表专攻(三)| 光照图的综合判读
(对应学生用书第27页)
光照图是综合反映地球自转、公转运动地理意义的重要载体，通过对其图中的点、线、面、角等的解读分析，可以判断推知时间和季节分布、昼夜长短变化、正午太阳高度分布等内容，巧妙解读光照图是正确解答地球运动类题目的有效途径。
[识记—常考图示]
全图
1/2图
1/4图
局部图
极
点
俯
视
图
侧
视
图
矩
形
投
影
图
[领悟—判读技巧]
1．以极地俯视光照图来掌握光照图的基本判读
图1
2．理清光照图中的关键判读
(1)确定光照图中地球自转方向
①看经度的分布变化特点：东经度增大或西经度减小的方向为地球自转方向；反之，顺地球自转方向，经度数变大为东经度，经度数变小为西经度。
②看南、北极点的标识：通常“N”代表北极点，“S”代表南极点，按“北逆南顺”定自转方向。
③看海陆分布状况：通过海陆分布，可确定南北极点的位置，进而定自转方向。
(2)抓住光照图中的“五点”
图2
①晨线与赤道的交点，地方时为6：00。如图2中C点。
②昏线与赤道的交点，地方时为18：00。如图2中A点。
③晨线与昏线在北半球的交点，也是晨(昏)线上最北的点。当该点为0：00时，其北方为极昼；当该点为12：00时，其北方为极夜。
④晨线与昏线在南半球的交点，也是晨(昏)线上最南的点。当该点为0时，其南方为极昼；当该点为12时，其南方为极夜。
⑤太阳直射点：即日心和地心的连线与地球表面的交点(如图2中B点)。太阳高度为90°，地方时为12：00。
3．弄懂光照图中的“点线关系”
(1)晨昏线与纬线相切于晨昏线的纬度最高点。晨昏线与赤道相互平分。
(2)只在春分日和秋分日时，晨昏线为南北走向，即晨昏线与经线圈重合(如图3)；太阳直射北半球时，晨线为西北—东南走向(如图4中AB)，昏线为东北—西南走向；太阳直射南半球时，晨线为东北—西南走向，昏线为西北—东南走向。
(3)晨昏北点到北极点的纬度差＝晨昏南点到南极点的纬度差＝直射点到赤道的纬度差＝直射点的纬度度数。
(4)太阳直射点的纬度与切点的纬度之和始终等于90°(互余)。
4．牢记光照图中的“面面关系”“角度关系”
(1)二至日时晨昏圈平面与赤道面的夹角为66°34′。
(2)二分日时晨昏圈平面与赤道面的夹角为90°。晨昏圈平面与某一经线圈所在平面重合。
(3)地球公转轨道面始终与赤道面呈23°26′的夹角。
(4)二至日，晨昏圈与地轴夹角为23°26′。
(5)二分日，晨昏圈与地轴夹角为0°。
(6)地球公转轨道面与地轴夹角为66°34′。
[运用—母题迁移]
[母题示例] 2015年某日出现了日食现象。在四幅日照图中，深色阴影为夜半球，浅色阴影为当时可观测到日食的地区范围。读图，回答(1)～(2)题。
(1)发生日食的这天，在图中所示四地中，正午太阳高度角最大的是( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
(2)在图中所示四地中，观测者正朝西南方向观测日食的是( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
【解图流程】
[尝试解答] (1)A (2)D
[迁移应用]
下图为M地上空的俯视日照图(阴影部分表示黑夜)，M地为晨昏线上的最北点，且M地的正午太阳高度为40°；AMB为经线圈的一部分，且M地经度为120°E。据此完成1～2题。
1．下列叙述正确的是( )
A．A、B两地昼夜情况相同
B．C、D两地位于同一纬线
C．A、M两地位于同一经线
D．A、B两地正午太阳高度相等
2．B点的地理坐标为( )
A．(20°S，60°W) B．(20°S，120°E)
C．(20°N，120°E) D．(20°N，60°W)
1．B 2.B [第1题，从M地上空俯视，可看到晨昏线的一半，且M地为晨昏线上的最北点，则C、D两地均位于赤道。选B。第2题，由题干可知，M地为晨昏线上最北点，则M地刚好出现极昼现象，由M地的正午太阳高度为40°可知，M地的纬度为70°N，且北极点位于A、M之间；B、M两地的纬度差为90°，则B地的纬度为20°S；北极点位于A、M之间，B、M两地位于同一经线，则B地的经度为120°E。选B。]
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