高中地理中图版 (2019)选择性必修1 自然地理基础第一章 地球的运动第一节 地球的自转和公转导学案及答案

第一节　地球的自转和公转

一、地球的自转

1．概念：地球围绕其自转轴旋转的运动。

2．地轴：地球的自转轴叫地轴，是一根假想的轴线。地轴的北端始终指向北极星附近。

3．自转方向：自西向东(如图A)。

A　　　　B　　　　　　C

(1)从北极上空观察，地球呈逆时针方向旋转(如图B)。

(2)从南极上空观察，地球呈顺时针方向旋转(如图C)。

4．速度

(1)角速度：除南北极点为0外，其余各地均为每小时15°。

(2)线速度：赤道上最大，由赤道向两极递减，两极点为0。

[微思考]　为什么航天发射基地选址尽量选择低纬度地区且向东发射？

[提示]　低纬度地区，地球自转线速度大，且地球自转方向为自西向东，有利于节省燃料。

5．周期： 由于参照点的不同，地球的周期可分为恒星日和太阳日。

　把恒星日和太阳日的参照物、长度、特点用线连接起来。

二、地球的公转

1．定义：地球围绕太阳旋转的运动。

2．方向：自西向东，如图中箭头所示。

3．轨道：近似正圆的椭圆形轨道，椭圆有两个焦点，太阳位于其中的一个焦点上。

4．速度

[特别提醒]　由于地球绕日公转的速度随日地距离不同而略有变化，北半球的夏半年公转速度较慢，用时多；而北半球的冬半年公转速度较快，用时较少。故北半球夏半年比冬半年时间长。

5．周期

(1)恒星年：365天6时9分10秒，地球公转的真正周期。

(2)回归年：365天5时48分46秒，太阳直射点的回归运动周期。

6．黄赤交角

(1)概念：黄道面与赤道面之间的夹角，即上图中B。

(2)大小：目前黄赤交角是23°26′。

7．太阳直射点的回归运动

(1)轨迹(以北半球为例)

(2)周期：1回归年。

　判断下列说法的正误。

1．我们日常生活中的一年是指一个恒星年。 (　　)

2．我国大部分地区天气炎热的时候是地球公转距离太阳最近的时候。

  (　　)

3．我国国庆假期期间，地球公转的速度在变慢。 (　　)

4．黄赤交角是固定不变的。  (　　)

[提示]　1．×　我们日常生活中的一年是指一个回归年。

2．×　我国大部分地区天气炎热的时候是盛夏时节，此时地球公转到远日点附近，距离太阳较远。

3．×　我国国庆假期期间，处于已过远日点但未到近日点的时期，故地球公转的速度在逐渐变快。

4．×　黄赤交角并不是固定不变的，目前度数为23°26′。

2020年6月23日上午9时43分许，是我国第55颗北斗卫星，即北斗全球卫星导航系统最后一颗组网卫星发射的日子。位于大凉山腹地的西昌卫星发射中心成了世人瞩目的焦点。在此前的20年，也是在这里，我国先后发射了54颗北斗卫星。西昌卫星发射中心是北斗卫星的“母港”，20年来，所有的北斗卫星均在此处发射升空。

问题1　(区域认知)我国目前有四大航天发射基地，分别是山西太原、甘肃酒泉、四川西昌、海南文昌，与其他三个基地相比，文昌发射基地选址建设的最突出的优势条件是什么？

[提示]　人类的航天发射需要借助地球自转的线速度，纬度越低自转线速度越大，越有利于发射。四大基地中，文昌的纬度最低，是其突出的优势条件。

问题2　(综合思维)从地球自转的角速度看，我国四大航天发射基地的角速度有何特点？

[提示]　四大航天发射基地的自转角速度相等，均约为15°/时。

问题3　(综合思维)此次西昌卫星发射中心发射第55颗北斗卫星时，地球在公转轨道上的位置及公转的线速度如何变化？

[提示]　此时地球在公转轨道上正向远日点靠近，线速度逐渐变慢。

　地球自转和公转运动的特征

地球自转和公转运动的特征既有相同点也有不同点，还有相关性，具体如下表所示：

1．地球自转方向的判断方法

(1)常规法：地球自转方向是自西向东，由此判断地球自转方向。

(2)极点法：从北极上空看呈逆时针方向旋转，从南极上空看呈顺时针方向旋转；同理，看到地球呈逆时针方向旋转的在北极上空，看到地球呈顺时针方向旋转的在南极上空。

(3)经度法：东经度增大的方向就是地球自转方向，西经度减小的方向也是地球自转方向。

　极点局部图西经法　　　　　极点局部图东经法

(4)海陆法：根据大洲和大洋的相对位置也可以判断地球的自转方向。如沿某一纬线从欧洲到亚洲的方向或从太平洋经巴拿马运河到大西洋的方向就是地球自转方向。

2．近日点、远日点的判定方法

(1)从日期判断。每年1月初，地球位于近日点附近，每年7月初，地球位于远日点附近。

(2)从公转速度判断。地球在近日点附近时，公转速度(线速度、角速度)较快，反之则较慢。

(3)从地球公转轨道的长轴和短轴判断。近日点和远日点位于长轴两端。距离太阳最近的点为近日点，反之为远日点。

(4)从直射位置判断。连接太阳和地球的中心，观察太阳直射的位置，若直射南回归线附近则位于近日点附近，若直射北回归线附近则位于远日点附近。

1．下图分别为地球自转线速度随纬度变化图(甲)和地球公转速度变化图(乙)。据此完成(1)～(2)题。

甲　　　　　　　　　乙

(1)下列关于地球运动速度的描述，正确的有(　　)

①地球自转的线速度自赤道向两极递减

②地球自转的角速度各处都相等

③地球公转的线速度是均匀分布的

④地球公转的线速度和角速度都是7月初最慢，1月初最快

A．①②  B．③④  C．①④  D．②③

(2)甲图M点的纬度，乙图N点的月份分别是(　　)

A．30°　1月   B．60°　7月

C．60°　1月   D．30°　7月

(1)C　(2)B　[地球自转线速度由赤道向两极递减，赤道上最大，大约为1 670 km/h；60°纬线上大约是赤道上的一半，大约为837 km/h，M点为60°(纬度)。地球自转的角速度除极点外各处都相等，极点上为0。地球公转的角速度和线速度都是7月初最慢，1月初最快，由此可知，N点的月份为7月初。]

汕头北回归线标志塔位于广东省汕头市鸡笼山南麓。塔的上部是一个直径5米的空心地球模型，球心垂直贯穿一直径40厘米、长5米的不锈无缝钢管，可仰窥蓝天；塔的下半部四面以“北”字形的钢筋混凝土柱为依托；塔基是二层圆形平台，平台上从东向西用黑色大理石铺设一道黑线，象征着北回归线。标志塔设计新颖、造型独特，把地理科学和视觉形象有机地结合起来。当夏至正午时，立竿不见影，管窥睹骄阳，天象奇观任由探究。

问题1　(综合思维)南北回归线的纬度是根据什么确定的？

[提示]　因地球自转与公转的轨道平面不重合，二者之间存在着23°26′的夹角，由此确定了南北回归线的纬度数。

问题2　(综合思维)站在北回归线标志塔下，从立竿不见影到下次立竿不见影的时间间隔是多少？

[提示]　应是一个回归年，即365天5时48分46秒。

问题3　(地理实践力)游客参观北回归线标志塔时，在平台上站在黑色大理石铺设的黑线南北两侧时，正午影子朝向有何差异？

[提示]　站在黑线北侧的游客的正午影子一年中始终朝北，而站在黑线南侧的游客的正午影子一年中有时朝向北方，有时朝向南方。

1．黄赤交角的特点

黄赤交角的特点，可以概括为“一轴、两面、三角度”和“三个基本不变”。其含义如下：

2．太阳直射点的回归运动

由于黄赤交角的存在，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天5时48分46秒，叫作1个回归年。太阳直射点的位置和季节移动可用以下图来表示：

在公转轨道图上判断二分二至日的方法

第一步：先确定出地球公转方向，如图1(可根据地球自转、南北极指向等来确定地球公转方向)。

第二步：在图中过球心作地轴的垂线，即赤道，如图2。

第三步：作条直线连接左右两个球心，如图3。

第四步：如果直线指向北半球(北回归线)，则为北半球夏至日，即图3中的A；如果直线指向南半球(南回归线)，则为北半球冬至日，即图3中的C。

第五步：再根据二至日的位置和公转方向，确定D为春分日，B为秋分日。

图1　　　　　图2　　　　　图3

2．读黄道平面与赤道平面的交角图，回答(1)～(2)题。

(1)下列说法正确的是(　　)

A．目前的黄赤交角是66°34′

B．图中角α是黄赤交角

C．地轴与黄道平面的交角就是黄赤交角

D．黄赤交角度数即南北回归线的度数

(2)为了研究黄赤交角对地球自然环境的影响，假设黄赤交角变为0°，不可能出现的是(　　)

A．太阳终年直射赤道 B．全球全年无四季变化

C．全球无温度变化   D．全球无五带划分

(1)D　(2)C　[第(1)题，黄赤交角是黄道平面与赤道平面的交角，目前的黄赤交角的度数为23°26′，图中角β表示黄赤交角。第(2)题，即使黄赤交角变为0°，地球上不同纬度地区获得的太阳辐射也是存在差异的，温度从赤道向两极递减。]

人地协调观——航天发射场选址条件

(1)纬度条件：纬度低，地球自转线速度大，航天器的初始速度大，节省燃料，降低发射成本。

(2)气象条件：晴天多、阴雨天少，风速小，湿度低，有利于发射和跟踪。

(3)地形、地势条件：地形平坦开阔，有利于跟踪观测；地势越高，地球自转线速度越大。

(4)交通条件：内外交通便利，有利于大型航天装备的运输。

(5)海陆位置：大陆内部气象条件好，隐蔽性强，人烟稀少，安全性强；海上人类活动少，安全性强。

(6)安全因素：出于国防安全考虑，有的建在山区、沙漠地区，有的建在地广人稀处。

发射地球同步卫星与地球自转密切相关。根据所学知识回答1～3题。

1．下列发射场中最有利于卫星发射的是(　　)

A．拜科努尔(46°N)   B．肯尼迪(28°N)

C．酒泉(40°N)   D．库鲁(5°N)

2．地球同步卫星发射时方向是向(　　)

A．东方  B．西方  C．南方  D．北方

3．地球同步卫星绕地球公转的速度与地面对应点的地球自转速度比较，它们(　　)

A．角速度和线速度都相同   B．角速度和线速度都不同

C．角速度相同，线速度不同   D．角速度不同，线速度相同

本题组通过发射地球同步卫星的案例，主要考查了卫星发射与地球速度、方向等特征在航天发射场选址上的应用，体现了地理学科的地理实践力。为了充分利用地球自转的线速度，卫星发射场应尽量选择低纬度，且向东发射。

1.D　2.A　3.C　[第1题，地球同步卫星需借助地球自转线速度，发射地点地球自转线速度越大，越有利于地球同步卫星的发射。上述四个选项中，库鲁纬度最低，其自转线速度最大，最有利于卫星发射。第2题，地球的自转方向为自西向东，为借助地球自转线速度，卫星发射一般向东发射。第3题，地球同步卫星在地球某点上空飞行，在飞行过程中相对于地球表面某点静止，角速度相同；圆周运动物体运行线速度与转动半径呈正比，地球同步卫星绕地球公转的半径大于地球半径，线速度较地面对应点大。]

题组1　地球的自转

读图，回答1～3题。

A　　　　 B　　　　C　　　　　D

1．上面的四幅图中能正确表示地球自转方向的是(　　)

A．A图  B．B图  C．C图  D．D图

2．①②③④四点中，线速度最大的是(　　)

A．①点  B．②点  C．③点  D．④点

3．(生活中的地理)在②地某天文台观察一恒星，于2020年9月23日20时将天文望远镜对准该恒星，若望远镜不做任何变动，则9月24日再次观测到该星的时间是(　　)

A．20时   B．20时3分56秒

C．19时3分56秒  D．19时56分4秒

1.A　2.A　3.D　[第1题，A图为地球侧视图，根据图中“N”的标注位置，自转方向为逆时针方向；A图对，B图不对。C、D为俯视图，以北极点为中心，地球呈逆时针方向旋转，以南极点为中心，地球呈顺时针方向旋转；C、D图都不对。第2题，①点位于赤道附近，纬度低，线速度大。第3题，再次观测到该恒星的时间间隔为1恒星日，即地球自转的真正周期，时长是23时56分4秒。]

题组2　地球的公转

读地球公转的二分二至日图，回答4～5题。

4．图中字母C所代表的节气名称是(　　)

A．春分  B．秋分  C．冬至  D．夏至

5．下列有关我国国庆节前后太阳直射点和地球公转速度的叙述，正确的是(　　)

A．地球公转到AB之间，且速度减慢

B．地球公转到BC之间，太阳直射点在北半球

C．地球公转到CD之间，且速度逐渐加快

D．地球公转到DA之间，太阳直射点在南半球

4.D　5.D　[第4题，根据太阳直射点的位置判断，A、B、C、D依次为北半球冬至、春分、夏至、秋分。第5题，我国国庆节(10月1日)前后，地球公转到秋分与冬至之间，太阳直射南半球，且公转速度在逐渐加快。]

6．地轴与地球公转轨道面之间的夹角并不是一直不变的，它一直有着微小的变化。若地轴与地球公转轨道面之间的夹角如下图所示，则下列说法正确的是(　　)

A．寒带范围缩小   B．温带范围会扩大

C．热带范围保持不变   D．热带范围会扩大

D　[若地轴与地球公转轨道面之间的夹角如图所示，则黄赤交角是23°28′，黄赤交角变大，热带范围扩大；黄赤交角变大，极圈的度数减小，则寒带的范围会扩大；热带、寒带范围扩大，温带范围会缩小。]

教材P4探索

地球自转：天空中日月星辰东升西落是地球自西向东自转产生的。太阳东升带来了白昼，西落带来黑夜，白天太阳先是持续上升，然后持续下降，则黑夜太阳先是持续下降，然后持续上升，太阳的周日运动产生的昼夜更替现象也说明了地球的自转。

地球公转：温带一年春夏秋冬四季更替，说明地球围绕太阳以一年为周期进行公转运动。一年中正午太阳高度的变化，也说明地球围绕太阳以一年为周期进行公转运动。

教材P5阅读

太阳同人类生活关系最密切，古代人“日出而作，日落而息”，昼夜交替的周期是太阳日，因此人们最关心的时间是太阳日。恒星日同人们日常生活、自然昼夜变化的规律关联不大。

教材P6思考

地球自转和公转的方向及地轴指向相同；地球自转和公转的周期、速度等不同。

教材P6阅读

四季温度决定于太阳照射角度和照射时间，对于北半球而言，远日点时，北半球中午阳光照射地面角度大，光热集中，且白昼时间较长，地表接收太阳辐射能量多，故北半球为夏季；近日点时，北半球中午阳光照射地面角度小，且白昼时间短，地表接收太阳辐射能量少，故北半球为冬季。

教材P7活动

恒星年是以遥远的恒星为参照物，地球围绕太阳公转一周(360°)所需要的时间为365天6时9分10秒，是地球公转的真正周期；回归年以黄道面上的春分点为参照物，太阳连续两次通过春分点的时间间隔，春分点每年在黄道面上向西移，速度每年50.24角秒，故回归年地球围绕太阳公转不到360°，因此回归年时长比恒星年短。

教材P8读图

教材P9思考

石英钟的发明，使人们能更准确地测量和记录时间。通过石英钟计时观测日地的相对运动，发现在一年内地球自转存在着时快时慢的周期性变化：春季自转变慢，秋季加快。科学家经过长期观测认为，引起这种周期性变化的原因是与地球上的大气和冰的季节性变化有关。此外，地球内部物质的运动，如重元素下沉，向地心集中，轻元素上浮、岩浆喷发等，都会影响地球的自转速度。

除了地球的自转外，地球的公转也不是匀速运动。这是因为地球公转的轨道是椭圆形，最远点与最近点相差约500万千米。当地球从远日点向近日点运动时，离太阳越近，受太阳引力的作用越强，速度越快。由近日点到远日点运动时则相反，运动速度减慢。

教材P10作业题

1．略。

2．(1)北回归线穿过的非洲国家有西撒哈拉、毛里塔尼亚、马里、阿尔及利亚、利比亚和埃及，都属于热带沙漠气候。穿过的亚洲国家有沙特阿拉伯、阿拉伯联合酋长国、阿曼，属于热带沙漠气候；印度、孟加拉国、缅甸，属于热带季风气候；中国属于亚热带季风气候。穿过北美洲的国家是墨西哥，气候类型有热带沙漠气候和热带草原气候。

(2)北回归线穿过我国台湾、广东、广西和云南。这些省份的主要气候类型是亚热带季风气候，与其他国家相比，我国的气候类型属于亚热带，其他国家都属于热带。

3．2018年8月21日19时56分4秒。