湘教版 (2019)选择性必修1 自然地理基础第一章 地球的运动第二节 地球的公转精品学案
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第一章 地球的运动 第二节 地球的公转
(公转特征和正午太阳高度的变化 ) 导学案
【学习目标】
- 了解地球公转在方向、周期、速度、轨道等方面的规律和特点。
- 理解地球公转轨道形状及其影响。
2. 理解黄赤交角及其影响。
3. 理解正午太阳高度的变化规律。
4. 理解正午太阳高度的计算与应用.
【重点关注】
- 地球公转轨道、方向、速度、周期 2.黄赤交角
3.正午太阳高度的变化规律 4.正午太阳高度的计算与应用
【知识清单】
一、地球公转：
- 地球公转：地球绕 运行。
2.轨道（黄道平面）：近似正圆的 形。
3.方向：自 向 。从北极上空俯视，为逆时针；从南极上空俯视，为顺时针。
4.速度：近日点最 ，远日点最 。
- 周期：一个 年，365天6时9分10秒。
二、黄赤交角及其影响：
- 黄道面：地球 轨道面。
- 赤道面：过地心并与地轴 的平面。
- 黄赤交角是黄道平面和赤道平面的夹角，目前为 。
- “一轴、两面、三角度”:
“一轴”指地轴；“两面” 指黄道平面和赤道平面；“三角度”指黄道平面和赤道平面的夹角为23°26′。地轴与黄道平面的夹角为66°34′；地轴与赤道平面的夹角为90°；
5.“三个基本不变”：
指地球在运动过程中，地轴的空间指向基本不变，北极始终指向天空的北极星附
近：黄赤交角的大小基本不变，约保持 23°26”；地球运动的方向不变，总是自西向东。
6.黄赤交角的大小决定太阳直射点的移动范围：在南北纬23°26”之间
三、正午太阳高度的变化：
1.太阳高度：太阳光线与 所形成的的夹角。
2.正午太阳高度：一天中太阳高度最大值出现在 ，地方时为中午12点。
3.正午太阳高度的空间变化规律：
（1）正午太阳高度的空间变化规律：
（2）有关正午太阳高度空间分布的两个规律：
①同线相等规律：同一纬线上正午太阳高度相等。
②对称规律：以太阳直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线，正午太阳高度相等。
4.正午太阳高度的时间变化规律：
(1)太阳高度日变化：
①极点上：在极昼期间，极点上见到的太阳高度在一天之内是没有变化的，其太阳高度始终等于太阳直射点的纬度。
②非极点地区：太阳高度在一日之内是有变化的，一天之内有一个最大值（地方时12时），即当地的正午太阳高度 。
(2) 正午太阳高度年变化规律：
①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。
②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，即一年中有一个正午太阳高度最大值。
③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。
5.正午太阳高度的计算与应用：
（1）正午太阳高度的计算：
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。
（2）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：房屋朝向与正午太阳所在位置有关。为了获得充足的太阳光照，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确定当地的地理坐标：
纬度：已知太阳直射点纬度和当地正午太阳高度，利用正午太阳高度的计算公式可计算出当地纬度。
经度：已知某经线地方时，又已知另一条经线为正午（地方时为12：:0），可利用时间差，求出另一条经线经度。
④判断日影长短及方向：太阳直射点上，物体的影长为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。
⑤确定楼间距、楼高：
为了更好地保证各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。一般来说，纬度较低的地区，楼距较小；纬度较高的地区，楼距较大。以我国为例，南楼高度为h,该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L=h·cotH。如下图所示。
特别提醒：为保证采光，在计算楼间距时，需先计算出该地一年中最小正午太阳高度，因此此时楼影长度最长。
⑥计算太阳能热水器的安装角度：
集热板与水平地面夹角 α＝（ϕ ± θ ）（ϕ当地纬度，θ为太阳直射点纬度。两者位于同一半球时用“一”，位于不同半球时用“＋”）如下图所示。
【课上检测】
读“北半球‘二分二至’时地球公转位置示意图”，完成下列小题。
1.下列对图中四个位置节气的判断，正确的是( )
A． ①为秋分 B． ②为冬至
C． ③为秋分 D． ④为夏至
读黄赤交角示意图，完成下列小题。
2．对图中①②③④的描述，正确的是（ ）
A．①为黄赤交角，②角度为66.5°，③为赤道平面
B．①为黄赤交角，③为黄道平面，④为赤道平面
C．②为黄赤交角，③为黄道平面，④为赤道平面
D．②为黄赤交角，③为赤道平面，④为黄道平面
3．下列关于黄赤交角的说法，最正确的是（ ）
A．黄赤交角是太阳直射纬线面和赤道面的夹角
B．黄赤交角与地轴的空间倾斜度无关
C．黄赤交角决定了太阳直射点在回归线之间移动
D．黄赤交角随太阳直射点移动而变化
春分日，我国某地学生对当地部分时间的太阳高度和日影朝向进行了测量，并绘制出下图，图中OA为北京时间8：30测得的太阳高度，OB为北京时间10：00测得的太阳高度，OC、OD、OE、OF为四个不同时间测得的日影朝向。读图，完成下列小题。
4.当日该地正午太阳高度为( )
A．30° B．50° C．60° D．90°
5.当日该地地方时为15时，日影朝向为( )
A．OC方向 B．OD方向 C．OE方向 D．OF方向
6.该地的经纬度为( )
A．30°N,105°E B．40°N,105°E
C．30°N,135°E D．40°N,135°E
下图为浙江省某地的汽车停车场示意图，箭头①②③代表二分二至日的正午太阳光线。读图，完成下列小题。
7.正午车位上遮阳棚的影子达到最大时，正值当地( )
A．春季 B．夏季 C．秋季 D．冬季
8.图中地面上箭头P指示的方位是( )
A．东 B．南 C．西 D．北
太阳能热水器集热板与地面的夹角可调节。为使集热效率达到最高，应保持正午太阳光与集热板垂直，若当地的正午太阳高度为H，则集热板与地面的夹角应为900-H，如下图所示。读图完成下列小题。
9.郑州一年中集热板和地面夹角最大的月份是（ ）
A．3月 B．6月 C．9月 D．12月
10.同一时间，为使集热效率达到最高，集热板和地面夹角最大的城市是（ ）
A．哈尔滨 B．北京 C．郑州 D．上海
【知识清单答案】
一、1，太阳 2.椭圆3.西、东4.快、慢5.恒星
二、1.公转2.垂直3.23°26′
三、1.地面2.正午
【课上检测答案】
1.C 读图，根据图中地轴北极的倾斜方向，地轴北极靠近太阳是夏至日，在北极上空看地球公转是逆时针方向，按照春夏秋冬的顺序，判断图中四个位置节气①为春分，A错。②为夏至，B错。③为秋分，C对。④为冬至，D错。
2．B 读图可知，①为黄赤交角，②角度为66.5°③为黄道平面，④为赤道平面，B对。
3．C 黄赤交角决定了太阳直射点在回归线之间移动，C对；黄赤交角是地球绕太阳公转的轨道平面黄道平面和赤道面的夹角，A错；黄赤交角与地轴的空间倾斜度有关，B错；黄赤交角随太阳直射点移动而不会变化，D错。故选C。
4.C 由材料可知，图中该日该地每1.5小时，太阳高度升高15°，北京时间8：30时太阳高度为15°，则该地北京时间7时应为日出时间(太阳高度为0)，当地地方时为6时，说明当地正午12时，该地太阳高度为60°，故选C项。
- C该日为春分日，全球昼夜平分，6时日出，18时日落，因此15时为(12时～18时)的中间时刻；太阳视运动方向从东边升起，西边落下，正午时刻在南边；故15时太阳的方位应为正南偏西45°，日影应当在正北偏东45°，与图中OE线重合，故选C项。
- A读图并结合以上分析，该地春分日正午太阳高度为60°，则该地位于30°N，且该地比北京时间晚1小时，说明该地经度为105°E，故选A项。
7.D .箭头①②③分别代表二分二至日的正午太阳光线，其中①示意正午太阳高度最大，应为夏至日，③示意正午太阳高度最小，应为冬至日，②居中，应为春分日和秋分日。冬至日，该地正午太阳高度最小，正午时车位上遮阳棚的影子最大，此时浙江为冬季，故D项正确。
8.D 杭州位于北回归线以北，对于北回归线以北地区而言，正午太阳光线应从正南方向照射过来，射向正北方。因此图中地面上箭头P指示的方位是北。
9.D 集热板与地面的夹角为900-H，与正午太阳高度为H互余；当集热板和地面夹角最大时，正午太阳高度为H应该最小。根据北半球正午太阳高度的时间变化规律可知，当冬至日时，太阳直射南回归线，北半球正午太阳高度最小，故选项D正确。
10.A 集热板和地面夹角最大的城市，应该是正午太阳高度为最小的城市；根据正午太阳高度的地区变化规律可知，在同一时间，纬度越高，与直射点所在纬度差距越大，正午太阳高度越小，在四个选项城市中，哈尔滨纬度最高，故选项A符合题意。
