第7讲　地球的公转（二）

这是一份第7讲　地球的公转（二），共17页。


积 累 必备知识——基础落实 赢得良好开端
一、正午太阳高度的变化
1.太阳高度和正午太阳高度
太阳光线与地平面之间的夹角（即太阳在当地的仰角），叫作太阳高度角，简称太阳高度（如图甲所示）。一天中太阳高度 值出现在正午，称为正午太阳高度（如图乙所示）。
【特别提醒】
正午太阳高度是某地区一天中最大的太阳高度，但不一定是90°。只有在南北回归线之间才会有正午太阳高度为90°的现象。
2.正午太阳高度的纬度变化规律
同一时刻，正午太阳高度由太阳 所在纬度向南北两侧递减。
（1）夏至日：正午太阳高度由 向南北两侧递减，如图中 折线所示。
（2）冬至日：正午太阳高度由 向南北两侧递减，如图中 折线所示。
（3）春、秋分日：正午太阳高度由 向南北两侧递减，如图中 折线所示。
【特别提醒】
（1）同一纬线上正午太阳高度相等。
（2）同一日期，与直射点所在纬度距离相等的两条纬线上正午太阳高度相等。
（3）距离太阳直射点所在纬线越近的地点，正午太阳高度越大。
（4）极点上的正午太阳高度等于直射点的纬度数。
3.正午太阳高度的季节变化规律
二、四季和五带
1.四季的更替
（1）四季的成因：一年中 和昼夜长短的季节变化。
（2）四季的划分
① eq \a\vs4\al\c1(天文,四季) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(夏季：一年中白昼较长、正午太阳高, 度较大的季节,冬季：一年中白昼较短、正午太阳高, 度较小的季节,春季和秋季：冬夏两季的过渡季节))
②北温带许多国家的四季：3、4、5月为 ，依次类推，每三个月为一个季节。
2.五带的划分
（1）五带成因：一年中昼夜长短和正午太阳高度随 的变化而变化。
（2）五带划分：
【高效速记】 不同温度带的季节变化
四季更替最明显的是温带。热带地区有阳光直射现象，长夏无冬；寒带地区有极昼、极夜现象，长冬无夏，四季更替不明显。
提 升 关键能力——能力突破 掌握解题技法
关键能力一 正午太阳高度的分布和应用
【典题精研】
[典例1] [2020·天津卷，14～15]图1为我国某地一住宅小区示意图，图2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
[图解思路]
[答案] （1） （2）
[感悟核心素养]
【考点精析】
一、正午太阳高度的变化规律
1.看直射点的位置，比较正午太阳高度大小
记忆口诀“远小近大”：即距离太阳直射点所在的纬线越远，正午太阳高度越小；距离越近，则正午太阳高度越大。
2.看直射点的移动，确定正午太阳高度的变化
记忆口诀“来增去减”：即直射点向本地所在纬线移来，正午太阳高度增大，移去则减小。如下图所示：
3.看区域位置，归纳不同区域的正午太阳高度年变化规律
4.看纬度位置，总结正午太阳高度的年变化幅度
（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23.5°增大到47°），赤道上为23.5°，回归线上为47°。
（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47°）。
（3）极圈以内地区：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小（由47°减小到23.5°），极圈上为47°，极点上为23.5°。
二、正午太阳高度的计算
公式：H＝90°－两点纬度差。
说明：“两点”是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。如下图所示：
当太阳直射B点（10°N）时：
A点（40°N）正午太阳高度：
H＝90°－AB纬度差＝90°－（40°－10）＝60°。
C点（23.5°S）正午太阳高度：
H＝90°－BC纬度差＝90°－（10°＋23.5°）＝56.5°。
三、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最大值时，就是一天的正午时刻，此时当地的地方时是12时。
2.判断所在地区的纬度
当太阳直射点位置一定时，如果知道当地的正午太阳高度，就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度”的规律，求出当地的地理纬度。
3.确定房屋的朝向
为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。
（1）北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南。
（2）南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
4.判断日影长短及方向
太阳直射点上，物体的影子缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北（北极点除外），冬至日日影最长，夏至日日影最短；南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南（南极点除外），夏至日日影最长，冬至日日影最短；南、北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南，冬至日朝向正北，直射时日影最短（等于0）。
5.计算楼间距、楼高
为了保证一楼全年有阳光照到，北回归线以北地区建楼房时，两楼之间的最短距离应大于L＝ eq \f(h,tan H) （H：冬至日正午太阳高度）。
6.计算热水器的安装角度
如上图所示，集热板与地面之间的夹角和当天正午太阳高度角互余，当α＋H＝90°时，热水器使用效果最佳。
【题组精练】
读正午太阳高度年变化幅度图（极夜期不考虑负值），回答1～2题。
1.满足①至②区间变化幅度的最大纬度范围为（ ）
A．23.5°～66.5° B．0°～23.5°
C．66.5°～90° D．0°～90°
2.①处不可能（ ）
A．四季分明
B．二至日正午太阳高度相同
C．半年极昼，半年极夜
D．全年昼夜平分
[2021·山东卷，12～13]某日，小李在某地（110°E，40°N）广场游玩时，发现广场平面图中的指向标模糊不清（图a）。他通过观测广场石柱影子的长度和方向（图b），确定了平面图的指向标。据此完成3～4题。
3.该广场平面图的指向标应该是图c中的（ ）
A．① B．② C．③ D．④
4.一周后的相同时刻，小李再次测量发现该石柱的影长变长，则第二次观测日期可能在（ ）
A．2月16日前后 B．5月8日前后
C．8月20日前后 D．11月10日前后
关键能力二 四季更替及五带划分
【典题精研】
[典例2] 某日，小明在互联网上看到世界各地好友当天发来的信息：
甲：温暖的海风夹着即将到来的夏天的味道扑面而来。
乙：冬季临近，金黄的落叶铺满了一地。
丙：又一次入秋失败了，这还是我四季分明的家乡吗？
丁：又是黑夜漫长的季节，向北望去，小城上空的极光如彩色帷幕般挂在夜空。据此完成（1）～（2）题。
（1）以上四人所在地从北到南的排列顺序是（ ）
A．甲乙丙丁 B．丁乙丙甲
C．丁丙甲乙 D．甲丙乙丁
（2）当天可能是（ ）
A．4月28日 B．6月28日
C．9月2日 D．11月2日
[图解思路]
[答案] （1） （2）
[感悟核心素养]
【考点精析】
1.四季与二十四节气图
（1）关于夏至或冬至对称的节气，北半球同一地点昼夜长短相同，正午太阳高度相同，日出日落方位相同，如小暑与芒种，立夏与立秋，小雪与大寒，寒露与惊蛰等。
（2）关于春分或秋分对称的节气，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，立春与立夏，处暑与霜降等。
2.地球运动规律的季节变化
【题组精练】
[2021·北京卷]下图示意北纬27°附近部分地点某年的平均气温。读图完成第1题。
1.某地理小组连续多日在该纬线附近同一地点用木杆测量正午太阳高度角，记录的木杆影长数值先增大、后减小。该小组测量影长的时间段是（ ）
A．立春—惊蛰 B．芒种—小暑
C.白露—寒露 D．大雪—小寒
气候学上通常以候平均温度（每5天的平均气温）来划分四季。候温>22 ℃为夏季，<10 ℃为冬季，介于二者之间的为春季和秋季。据中国天气网站报道，2013年我国曾出现“三季同现”的奇妙景象，即冬、春、夏同时出现在中国版图上（如下图所示），a、b两地所在区域与周围季节不同。据此完成2～4题。
2.出现图示现象的时间，最有可能介于（ ）
A.大寒与春分之间 B．春分与小满之间
C.小满与大暑之间 D．小暑与白露之间
3.图中a、b两地相比（ ）
A.候温a＝b B．气压aC.夜长ab
4.与同纬度的东部地区相比，c处入夏早的主导因素是（ ）
A.太阳辐射 B．地貌形态
C.大气环流 D．人类活动
关键能力三 光照图的综合判读（18类基础图像专项突破❺）
地球光照图常借用某时的昼夜分布状况，依靠一些特殊的点、线、面等要素的有机组合，综合考查地球运动的地理意义，并以此进行季节判断、计算时间、分析昼夜长短和正午太阳高度的变化特点等内容。
【常见图示】
【判读技巧】
1.分清昼夜半球，确定晨线和昏线
（1）晨线：顺地球自转进入昼半球，以西为夜半球，以东为昼半球。
（2）昏线：顺地球自转进入夜半球，以西为昼半球，以东为夜半球。
2.确定地球自转方向
（1）根据地球自转方向判断：北极上空看呈逆时针，南极上空看呈顺时针。
（2）根据晨昏线判断
若图中 eq \(AB,\s\up8(︵)) 为昏线， eq \(BC,\s\up8(︵)) 为晨线，则地球呈逆时针方向自转，中心为北极点；若 eq \(AB,\s\up8(︵)) 为晨线， eq \(BC,\s\up8(︵)) 为昏线，则地球呈顺时针方向自转，中心为南极点。
3.确定太阳直射点的位置
（1）确定经度
①根据光照图中已知经线的地方时找到地方时为12时的经线。
②从光照图中直观看出平分昼半球的经线。
（2）确定纬度
根据与晨昏线相切的纬线的纬度来确定。直射点纬度与该纬线的纬度互余。若与晨昏线相切的纬线的纬度为α，则太阳直射点的纬度为90°－α。
4.确定日期和季节
（1）利用北半球昼夜长短：昼长夜短或北极四周有极昼现象，则为北半球夏半年，反之为冬半年；若昼夜等长，则为春分日或秋分日。
（2）特殊日期的判定
①晨昏线与经线重合（或晨昏线经过极点），为3月21日或9月23日前后。
②晨昏线与极圈相切，若北极圈内为夜，则为12月22日前后；若为昼，则为6月22日前后。
③根据晨昏线与经线的斜交关系。
5.确定日出日落
（1）确定时间
①晨线上的各地同时日出，昏线上的各地同时日落。
②某地经线与晨线交点的地方时，为该地日出地方时；某地经线与昏线交点的地方时，为该地日落地方时。
（2）确定方向
①太阳直射赤道时，即春、秋分日，全球各地（除极点外），日出正东，日落正西。
②太阳直射点位于北半球时，全球各地（除极昼、极夜地区外），日出东北，日落西北。
③太阳直射点位于南半球时，全球各地（除极昼、极夜地区外），日出东南，日落西南。
④正好出现极昼的地方，北半球正北升起，正北落下；南半球正南升起，正南落下。
6.确定地方时
（1）经过赤道与晨线交点的那条经线上的地方时为6时，经过赤道与昏线交点的那条经线上的地方时为18时。
（2）太阳直射点所在经线上的地方时为正午12时，与之相对组成经线圈的那条经线上的地方时为0时（或24时）。
（3）过晨昏线与纬线圈相切点的那条经线的地方时，要么是0时，要么是12时。切点附近出现极昼现象的是0时，切点附近出现极夜现象的是12时。
7.确定昼夜长短
（1）确定昼长和夜长
光照图中，晨昏线将地球上的纬线分成昼弧和夜弧两部分，昼长等于该纬线昼弧所跨的时间数，夜长等于该纬线夜弧所跨的时间数。
（2）确定昼夜长短
同一纬线上的各地昼弧（或夜弧）是等长的，若昼弧大于夜弧，则昼长夜短，若昼弧小于夜弧，则昼短夜长。
（3）确定极昼极夜范围
晨昏线与哪个纬线圈相切，该纬线圈与极点之间的纬度范围内就会出现极昼或极夜现象，南北半球的极昼、极夜现象出现时间正好相反。
8.确定正午太阳高度
太阳直射的纬线正午太阳高度为90°，其他各地的正午太阳高度从这条纬线向南北递减。
【典题精研】
[典例3] 右图为极地投影示意图，图中小虚线圆为极圈，大虚线圆为回归线；弧线ACB为晨昏线，且AC段为昏线；C点为晨昏线与极圈的切点，也是晨昏线与120°E经线的交点。据此回答（1）～（2）题。
（1）图示的日期可能是（ ）
A．3月21日 B．6月22日
C．9月23日 D．12月22日
（2）该日正午太阳直射点的位置是（ ）
A．120°E、23.5°S B．120°E、23.5°N
C．60°W、23.5°S D．60°W、23.5°N
[审题析题] （在“ ”上填关键点）
（1）从文字材料中获取信息
由“弧线ACB为晨昏线”可知， eq \(ACB,\s\up8(︵)) 两侧分别为昼、夜半球。由“AC段为昏线”“C点为晨昏线与极圈的切点”可知，“BC段为晨线”，且极圈内发生极昼或极夜。
（2）从图中获取信息
[答案] （1） （2）
【题组精练】
如图为局部日照图，图中O为南极点，阴影部分表示黑夜，OP为本初子午线，∠POQ＝60°，∠POM＝30°。读图完成1～2题。
1.图示时刻太阳直射点的地理坐标可能是（ ）
A．（20.5°S，60°W） B．（23.5°S，60°W）
C．（20.5°N，60°E） D．（23.5°N，120°E）
2.图示时刻，M点物体的日影朝向为（ ）
A．正东 B．正西 C．东北 D．西南
读光照图，回答3～4题。
3.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
4.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°

第7讲 地球的公转（二）正午太阳高度的变化、四季和五带
必备知识
一、
1．最大
2．直射点 （1）北回归线 c （2）南回归线 a （3）赤道 b
3．北回归线 南半球 南回归线 北半球
二、
1．（1）正午太阳高度 （2）春季
2．（1）纬度 （2）北寒 北温 热 南温 南寒
关键能力
关键能力一
[典题精研]
[典例1] 答案：（1）D （2）C
[题组精练]
1～2.解析：第1题，若极夜期不考虑负值，赤道上与极点上的正午太阳高度年变化幅度均为23.5°，回归线至极圈的正午太阳高度年变化幅度为47°，其他纬度的正午太阳高度年变化幅度均为23.5°至47°。所以，满足①至②区间变化幅度的最大纬度范围为0°～90°。第2题，根据正午太阳高度年变化幅度值可知，①处可能为赤道或者极点。如果是赤道，则会昼夜平分，二至日正午太阳高度相同；若为极点，则会半年极昼、半年极夜。但都不可能四季分明。
答案：1.D 2.A
3～4.解析：第3题，该广场位于110°E，当北京时间12点10分时，当地地方时为11点30分，太阳位于南偏东，影子朝北偏西方向，指向标为图中的②，B正确，A、C、D错。故选B。第4题，该地位于40°N，太阳直射点位于赤道上时，该地正午太阳高度为50°，根据图中石柱高度和影长可算出此时太阳高度略大于60°，大于春分日的正午太阳高度50°，说明太阳直射点在北半球，2月16日和11月10日前后，太阳直射点在南半球，A、D可排除；影长变长，说明正午太阳高度减小，太阳直射点向南移，5月8日前后，太阳直射点向北移，B错；8月20日前后，太阳直射点向南移，正午影子变长，C正确。故选C。
答案：3.B 4.C
关键能力二
[典题精研]
[典例2] 答案：（1）B （2）D
[题组精练]
1．解析：结合学过的知识，影长和正午太阳高度角成反比，太阳高度角越小，影子越长，从夏至日到冬至日，太阳直射点从北回归线向南回归线移动，北回归线以北的地区正午太阳高度逐渐变小，冬至日达最小值，木杆影长数值先增大到最长，然后太阳直射点从南回归线向北移动，北半球正午太阳高度逐渐变大，木杆影长数值减小，到夏至日达最小值，故木杆影长数值先增大、后减小的时间段必须经历冬至日。大雪（12月6～8日）—冬至（12月22日前后）—小寒（1月5～7日），故D正确；立春（ 2月3～5日）—惊蛰 （3月5～7日），芒种（6月5～7日）—小暑（7月6～8日），白露 （9月7～9日）—寒露 （10月8～9日），显然都没经过冬至日，故A、B、C错。
答案：D
2～4.解析：第2题，“三季同现”的奇妙景象，即冬、春、夏同时出现在中国版图上。图示我国大部分地区是春季，南方出现夏季，东北和青藏地区存在冬季。出现图示现象的时间，最有可能介于春分与小满之间，B对。大寒与春分之间无夏，A错。小满与大暑之间、小暑与白露之间无春，C、D错。第3题，图中a位于东北平原，属于中温带，b位于塔里木盆地，属于暖温带，两地相比候温ab，B错。此时北半球是夏半年，纬度越高，昼越长，夜长a答案：2.B 3.C 4.B
关键能力三
[典题精研]
[典例3] 审题析题：顺 昼 12月22日 南 0 60°W
答案：（1）D （2）C
[题组精练]
1～2.
解析：本题图可转化为如图所示。
第1题，该图为南半球俯视图，因此地球自转方向为顺时针，M点为昏线与赤道的交点，地方时为18时，OP为本初子午线，∠POM＝30°，则30°E的地方时为18时，则太阳直射点的经度为60°W；南极附近出现极昼，昏线与极圈没有相切，则太阳直射点的纬度可能为20.5°S。故选A项。第2题，由图可知，南极地区出现极昼，则南半球为夏半年，全球除极昼、极夜区以外，均日出东南，日落西南，因此M地日落西南，物体的日影朝向为东北。故选C项。
答案：1.A 2.C
3～4.解析：第3题，根据图示可知，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地时刻为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4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，根据图示可知，经度应该是105°W向东到75°E，而东半球是从20°W向东到160°E，取二者交集，可得经度差为95°。
答案：3.A 4.B
核心素养解读
知识体系导学
1.区域认知：结合区域位置，认知区域的正午太阳高度和季节变化特点。
2.综合思维：分析光照图，理解正午太阳高度的变化规律，四季和五带的形成与划分。
3.地理实践力：观察生活中的影子变化、楼间距、太阳能热水器安装等，分析其与正午太阳高度变化的关系。
北半球节气
达最大值的地区
达最小值的地区
夏至
及其以北各纬度
各纬度
冬至
及其以南各纬度
各纬度
春、秋分
赤道
南北两极点
区域
认知
根据我国某地一住宅小区及四个方向的日影，确定该小区所在的城市，考查区域认知能力
综合
思维
结合正午太阳高度变化规律及应用等知识进行综合分析。确定小区内各住宅楼楼高一致，分析休闲广场被楼影遮挡面积最大的时段
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
区域
认知
甲、乙、丙、丁四地季节特征不同，体现了区域认知
综合
思维
结合季节变化相关知识，运用综合思维分析四地的季节特征，从而确定四地从北到南的排列顺序及当天可能的日期
北半球冬季（1月）
北半球夏季（7月）
地球公
转规律
位于近日点附近，公转速度快
位于远日点附近，公转速度慢
太阳直射
点位置
太阳直射南半球
太阳直射北半球
昼夜长
短变化
冬至日（12月22日前后），北半球昼最短、夜最长
夏至日（6月22日前后），北半球昼最长、夜最短
正午太
阳高度
冬至日（12月22日前后），由南回归线向南北两侧递减；南回归线及其以南地区达一年中最大值，物影最短
夏至日（6月22日前后），由北回归线向南北两侧递减；北回归线及其以北地区达一年中最大值，物影最短
太阳升
落方位
东南升，西南落（极昼、极夜区域除外）
东北升，西北落（极昼，极夜区域除外）
日出、日
落时间
北半球各地日出时间晚于6时，日落时间早于18时
北半球各地日出时间早于6时，日落时间晚于18时
全图
1/2图
1/4图
局部图
极点俯视图
侧视图
矩形投影图
公转轨道图