第05讲 地球的公转及其地理意义-备战2025年高考地理一轮复习课件（新高考通用）

这是一份第05讲 地球的公转及其地理意义-备战2025年高考地理一轮复习课件（新高考通用），共53页。PPT课件主要包含了地球公转的基本特征，地球公转的地理意义，h×cotH，昼夜长短的变化，四季更替，判读内容，5判读影子的变化，五带的划分等内容，欢迎下载使用。
03 地球的宇宙环境、演化历史与圈层结构
04 地球的自转及其地理意义
05 地球的公转及其地理意义
05 地球的公转及其地理意义
1.定义：地球绕太阳的运动，叫作地球公转。
2.方向：自西向东，北极上空看，呈逆时针；南极上空看，成顺时针。
一、地球公转的基本特征
地球公转的真正周期是1个恒星年：365日6时9分10秒
近日点角速度和线速度都要大于远日点
冬至日12月22日前后
2.大小：黄赤交角是一个相对稳定的角度，当前为23°26′
1.定义：黄赤交角就是地球黄道平面（公转平面）与地球赤道平面（自转平面）之间的夹角
①引起太阳直射点在南北回归线之间往返运动。
③决定了五带的范围南北回归线之间有直射现象，形成热带；南北极圈以内有极昼极夜现象，形成寒带；回归线和极圈之间的区域，既无太阳直射现象，也无极昼极夜现象，形成温带。
②决定了回归线与极圈的度数：回归线度数=黄赤交角的度数，极圈的度数=90°-黄赤交角的度数。
1、正午太阳高度及其变化
正午太阳高度由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
北半球夏至日（c）：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。
（1）正午太阳高度的纬度变化规律
离太阳直射点越近，正午太阳高度越大；越远则正午太阳高度越小。
春、秋分日(b)正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。
北半球冬至日（a）：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。
三、地球公转的地理意义
（2）正午太阳高度的季节变化规律
夏至:北回归线及其以北达最大值，南半球各纬度达最小值
二分日：赤道达最大值，南北两极点达最小值
冬至：南回归线及其以南达最大值，北半球各纬度达最小值
(3)不同区域正午太阳高度的年变化规律
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
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
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
某中学地理课外活动小组的学生在学校进行天文观测活动。下图为根据学生观测数据绘制的当日北极星仰角和正午太阳高度示意图。据此完成下面小题。
1．学校所在地理位置一年中可以获得太阳直射的次数为（ ）A．零次B．一次C．二次D．四次
解析：根据图文材料可知，当地可见北极星，说明当地位于北半球。北极星仰角26°，可知该地纬度是26°N，在北回归线以北地区，太阳直射次数为0，故选A。
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°。
(4)正午太阳高度的年变化幅度
③极圈到极点之间：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°(只考虑极昼期)。
②回归线与极圈之间：各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为47°)。
1．正午太阳高度的计算
H为正午太阳高度；φ为当地地理纬度，永远取正值；δ为太阳直射点纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值。
计算公式：H＝90°－|φ－δ︳H＝90°－该地纬度与太阳直射点所在纬度的纬度差
例：2023年9月23日是秋分日，黑龙江省某地（130°E，45°N）的正午太阳高度角是（ ）A．21.5°B．45°C．68.5°D．90°
解析：秋分太阳直射赤道，黑龙江省某地纬度为45°N，根据正午太阳高度计算公式：H=90º-|当地纬度±直射点纬度｜，可得正午太阳高度为45°，B正确，ACD错误，故选B。
正午太阳高度的计算和应用
(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。
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。
(2)确定房屋的朝向确定房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。为了获得更充足的太阳光照
(3)确定当地的地理纬度当太阳直射点位置一定时，所求地与直射点纬度相差多少度，正午太阳高度就相差多少度。根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度，可判断该地纬度大小。
如图表示某地一天中两个不同时刻太阳光线与地面的夹角，据此完成下面小题。
1．这一天，太阳直射点的纬度是（ ）A．15°NB．20°NC．15°SD．20°S
解析：该地一天中太阳既有从正北照射，也有从正南照射，并且太阳高度都大于0度，说明该地处于极昼区内，太阳从正南照射时，太阳高度大，说明该地位于北极圈以北，从正南照射时的太阳高度为正午太阳高度。此时最小太阳高度为5°；而当该地刚好出现极昼时，太阳位于正北时，太阳高度角为0°，两者的太阳高度角相差5°，即此时太阳直射点距离此地正好出现极昼时的太阳直射点纬度差5°，则此地正好出现极昼时的正午太阳高度为30°，并且直射点纬度+出现极昼极夜的最低纬度=90°，设该地纬度为a，根据正午太阳高度角的计算公式可得，30°=90°- [a- (90°-a)]，计算出纬度为75°，又位于北半球，故为75°N。该地位于75°N，正午太阳高度为35°，太阳直射点位于北半球，通过计算可以知道此时，直射点位于20°N，B正确，ACD错误。故选B。
2．该地的地理纬度是（ ）A．70°N B．75°N C．70°S D．75°S
解析：该地一天中太阳既有从正北照射，也有从正南照射，并且太阳高度都大于0度，说明该地处于极昼区内，太阳从正南照射时，太阳高度大，说明该地位于北极圈以北，从正南照射时的太阳高度为正午太阳高度。此时最小太阳高度为5°；而当该地刚好出现极昼时，太阳位于正北时，太阳高度角为0°，两者的太阳高度角相差5°，即此时太阳直射点距离此地正好出现极昼时的太阳直射点纬度差5°，则此地正好出现极昼时的正午太阳高度为30°，并且直射点纬度+出现极昼极夜的最低纬度=90°，设该地纬度为a，根据正午太阳高度角的计算公式可得，30°=90°- [a- (90°-a)]，计算出纬度为75°，又位于北半球，故为75°N，B正确，ACD错误。故选B。
(4)判断日影长短及方向太阳直射点上，物体的影子长度缩短为0；正午太阳高度越大，正午日影越短；反之，正午日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。
③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，太阳直射时正午日影最短(等于0)。
①北回归线以北的地区，正午日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日正午日影最长，夏至日正午日影最短；
②南回归线以南的地区，正午日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日正午日影最长，冬至日正午日影最短；
(5)确定楼间距、楼高
目的：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。
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＝
为避免采光纠纷，房地产开发商在建楼时，应该使北楼所有朝南房屋在正午时终年都能被太阳照射。某房地产开发商在某城市（30°N）建造了两幢商品住宅楼。读图完成下面小题。注：tan35°≈0.7，tan45°=1，tan60°≈1.732
1．北楼房子一年中正午太阳光线被南楼挡住的时间大约有（ ）A．1个月B．3个月C．6个月D．9个月
解析：利用图示计算出正南的太阳光刚好照射在北楼底部时，光线与地面的夹角度数，经计算可知该正午太阳高度约为60°，结合当地纬度30°N，根据正午太阳高度的计算，可算出正午太阳高度为60°时，太阳直射赤道，当太阳直射点向南移动到冬至日然后北移到赤道时，南楼影子都会遮住北楼底部，故被南楼挡住的时间大约有6个月，C正确，ABD错误；故选C。
2．要使北楼一层终年被太阳照射，在两幢楼间距不变的情况下，南楼的高度最高约为（ ）A．25米B．35米C．45米D．55米
解析：在一年中，该地正午楼影冬至日最长，只要冬至日北楼不被南楼影子遮住，则北楼正午时终年都有太阳照射。根据当地纬度30°N，和冬至日太阳直射南回归线，可计算出冬至日的正午太阳高度大约为36.5°，若楼间距不变为35米，可根据正切函数计算处南楼楼高大致25米。A正确，BCD错误；故选A。
(6)计算太阳能热水器的安装角度为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与地平面之间的倾角，使太阳光与集热板呈直角。
集热板与地平面之间的夹角(α)和当天的正午太阳高度角(H)互余，即α＋H＝90°，即α＝|当地纬度－太阳直射点所在纬度|时，集热效果最佳。
在光伏电站工程中，绝大多数支架为固定支架，固定支架光伏组件的倾角一般为14°，且朝向正南方向。目前湖北省某地（31．5°N，113．5°E）将部分光伏组件改成可转动支架（如下图所示）以提高对太阳辐射的利用率（sin14°≈0．24、cs14°≈0．97、sin35°≈0．57、cs35°≈0．82）。据此完成下面小题。
1．若不考虑天气变化，该地固定支架光伏组件获得太阳辐射能最多的月份是（ ）A．3月B．5月C．9月D．1月
解析：固定支架光伏组件的倾角一般为14°，且朝向正南方向，不考虑天气变化，该地固定支架光伏组件获得太阳辐射能最多的月份正午太阳高度约为76°。当地位于31.5°N，由正午太阳高度计算公式"H=90°－纬度差"计算可知，此时太阳直射点的纬度约为17.5°N，5月份太阳直射点的纬度最为接近17.5°N，B正确，ACD错误。故选B。
2．若将支架改为可转动型，则北京时间12：15时光伏组件应朝向（ ）A．西北B．西南C．东北D．东南
解析：当地经度为113.5°E，当北京时间为12：15时时，两地经度相差6.5°，地方时相差26分钟，该地地方时约为11时49分，太阳此时位于东南方向，为获得最好的发电效果，光伏组件应朝向东南，D项正确，ABC错误。故选D。
3．为避免遮蔽阳光和浪费土地，改为可转动支架后两组光伏组件的距离L大约为（ ）A．2．1米B．2．4米 C．3．5米D．8．3米
解析：改为可转动支架后两组光伏组件的距离L应为冬至日正午光伏组件的影长。冬至日太阳能组件倾角＝90°-H（正午太阳高度）=55°，光伏组件长度为2m，因此影长L=2/sin(90-55)°=3.5米。C正确，ABD 错误。故选C。
(7)判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度
一般情况下，阳坡正午太阳高度相对较大，得到的太阳光热多，阴坡得到的太阳光热少；因此在相同高度，阳坡温度较高，阴坡温度较低，从而影响自然带在阳坡和阴坡的分布高度。
特点分析(以北半球为例)
(1)看“昼夜弧长”，定昼夜长短
①晨昏线把经过的纬线圈分割成昼弧与夜弧。
③赤道上全年昼夜等长。
②若昼弧长于夜弧，则昼长夜短；反之则昼短夜长。
昼夜长短的分布及变化规律
①太阳直射点所在的半球位置决定昼夜长短状况。
(2)看“直射点位置”，定昼夜长短分布
③太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。
②太阳直射点所在半球昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区，白昼时间越长
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(南、北)方向移动，哪个(南、北)半球的昼变长、夜变短；且纬度越高，昼夜变化幅度越大。
(3)看“移动方向”，定昼夜长短变化
(4)看“直射点位置”，定极昼极夜范围
(4)极昼、极夜规律：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。
(1)对称规律：同一纬线上各地昼夜长短相同(同线等长)；南北半球同纬度昼夜长短相反;二分日前后间隔时间相同的两日期，昼夜长短相反；二至日前后间隔时间相同的两日期，昼夜长短相同。
(2)递增规律：太阳直射点所在半球昼长夜短，且纬度越高，昼越长；另一半球相反。
(3)变幅规律：赤道处全年昼夜平分；纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大。
归纳提升-昼夜长短变化的规律
提醒：当极圈内有地区出现极昼时，若是北极圈，则出现极昼的地区(除了北极点)一天中最高太阳方位在正南(12时)，最低太阳方位在正北(0时或24时)；若是南极圈，则出现极昼的地区(除了南极点)一天中最高太阳方位在正北(12时)，最低太阳方位在正南(0时或24时)。
东北(北半球早于6时日出)
西北(北半球晚于18时日落)
北半球昼长夜短，南半球昼短夜长
东南(北半球晚于6时日出)
西南(北半球早于18时日落)
北半球昼短夜长，南半球昼长夜短
太阳直射点、日出和日落方位、昼长之间的关系
(1)根据昼夜弧的弧度数计算：昼(夜)长＝昼(夜)弧/15°(2)根据日出、日落时间计算
昼长时数＝日落时间－日出时间＝2×(12－日出时间)＝2×(日落时间－12)＝24－夜长时数
(3)根据昼夜长短的分布规律计算
①同一纬线上各点的昼夜状况、日出和日落时间相同。②南、北半球纬度数相同的两条纬线昼夜时长互等，即南半球某地的昼(夜)长＝北半球同纬度数某地的夜(昼)长。
3.判断日出日落时间：
①昼夜等长，太阳直射赤道；②北半球昼长夜短，太阳直射北半球；③南半球昼长夜短，太阳直射南半球
①昼夜长短差值越大，纬度越高②赤道地区，昼夜长短差值等于0
①日出时间=12-1/2昼长②日落时间=12+1/2昼长
北京时间2024年2月10日（农历大年初一）7时10分，小明同学在海南著名景点五指山（19°N，110°E）观看日出，并拍摄了日出的壮观景象。据此完成下面小题。1．该日，五指山的昼长最接近（ ）A．9小时55分B．10小时15分C．11小时10分D．12小时20分2．小明同学计划在同一年、同一地点、同一时刻再次拍摄五指山日出景观，其日期应选择在（ ）A．4月22日前后B．5月2日前后C．11月3日前后D．12月13日前后
解析：1．2024年2月10日五指山日出时，北京时2间（120°E的地方时）为7时10分，则五指山（110°E）的地方时为7:10－（120°－110°）×4 =6:30，则该日五指山的昼长约为（12:00－6:30）×2=11小时，最接近11小时10分，C正确，ABD错误。所以选C。2．一年中在同一地点同一时刻再次拍摄到同样的日出景观，说明这一天的昼长和2月10日的昼长相同，所以两次拍摄日期太阳直射点的纬度位置相同，应该关于夏至日或冬至日对称，2月10日距离夏至日大约4个月零12天，则6月22日之后的4个月零12天，也就是11月3日前后太阳直射点的纬度与2月10日大致相同，C正确，ABD错误。所以选C。
(1)成因：昼夜长短和正午太阳高度的时空变化，造成太阳辐射的时空变化。(2)天文四季①夏季：一年中白昼最长、正午太阳高度最高的季节，也是获得太阳辐射最多的季节。②冬季：一年中白昼最短、正午太阳高度最低的季节，也是获得太阳辐射最少的季节。③春季和秋季：冬、夏两季的过渡季节。
(3)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。
最典型的代表区域：河南省。形成：二十四个时节和气候，是中国古代订立的一种用来指导农事的补充历法，是中华民族劳动人民长期经验的积累成果和智慧的结晶。
春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连。秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。
第一类：反映季节。立春、立夏、立秋、立冬用来表明季节，划分一年为（农历）四季。
第二类：反映太阳高度变化的。春分、秋分、夏至、冬至反映了太阳高度变化的转折点
第三类：反映气候特征的。小暑、大暑、处暑、小寒、大寒反映气温变化和热量状况；雨水、谷雨、小雪、大学反映降水状况；白露、寒露、霜降反映水汽凝结、凝华现象。
第四类：反映物候现象的。芒种反映有关作物的生长状况；惊蛰、清明反映自然物候现象，惊蛰预示万物惊醒复苏，清明表示空气清新，草木返青，是农作物播种的大好时光。
拓展提升-太阳视运动轨迹图
1．太阳视运动是指一天中肉眼所见太阳在天空中东升西落的运动状况。
其中日出，日落，正午12时(地方时)时太阳位于观察者的
北纬40°附近某地在二分二至日的太阳视运动轨迹
正南方、正北方或正上方
(2)判读观测点的纬度位置图中春分、秋分时当地的正午太阳高度为，夏至时正午太阳高度为，冬至时正午太阳高度为，结合公式可计算出当地位于。
(1)判读时间(季节)正午太阳高度大，太阳在地平面上的轨迹长，为当地的夏季；正午太阳高度小，太阳在地平面上的轨迹短，为当地的冬季。
①北半球夏半年太阳升，落；②冬半年太阳升，落；③春、秋二分日，升，落。
(3)判读方位(日出、日落方位)
①在北半球，昼越长，日出越早，日落越晚，日出、日落的位置越偏北，太阳视运动弧度越大；
(4)判读昼长与日出、日落时间
②在北半球昼越短，日出越晚，日落越早，日出、日落位置越偏南，太阳视运动的弧度越小。
③根据日出、日落时间计算昼长。如冬至时日出7：30，日落16：30，昼长则为9小时。
例：我国某中学张老师于北京时间7：00在户外晨跑时，正好看到太阳从地平线上升起张老师希望第二天仍能欣赏到日出，查阅了当地第二天的日出时间为北京时间6：59。
已知张老师家经度约为118°30′E，则当天该地的昼长约为（ ）A．10小时40分B．10小时12分C．9小时36分D．9小时32分
影子变化：根据太阳高度的大小判断影长，例如。日出时影子最长，之后缩短，正午时最短，之后变长；日落时影子又最长，直射点上影子长度为0。
影子方位变化：影子位于太阳相反方位，根据太阳方位即可推知影子方位。
例：我国某中学张老师于北京时间7：00在户外晨跑时，正好看到太阳从地平线上升起张老师希望第二天仍能欣赏到日出，查阅了当地第二天的日出时间为北京时间6：59。据此判断，此后的一周内（ ）
A．当地正午旗杆影子先变短，后变长B．当地昼短夜长，昼渐短，夜渐长C．当地昼短夜长，昼渐长，夜渐短D．当地正午旗杆影子越来越长
北京时间2024年5月21日12时15分，我国在酒泉卫星发射中心使用快舟十一号遥四运载火箭，成功将武汉一号卫星、超低轨技术试验卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。完成下列小题。1．武汉一号卫星发射时，下列现象可能出现的是（ ）A．地球自转速度正在变慢B．地球自转速度正在加快C．地球公转速度正在变慢D．地球公转速度正在加快2．相对于海南文昌发射中心，甘肃酒泉发射中心的优势在于（ ）A．铁路连接，运载量大B．纬度较高，线速度大C．靠近首都，科技发达D．降水量少，晴天较多
解析：1．5月21日靠近7月初，地球公转的远日点，速度越来越慢，C正确，D错误；地球的自转角速度除南北极，各地都是15°/h，线速度从赤道向两极逐渐递减，地球自转速度不存在明显的季节变化，AB错误。故选C。2．海南文昌为为热带季风气候，降水丰富，甘肃为温带大陆性气候，降水稀少，晴天较多，D正确；文昌可以海运大型火箭，运载量更大，A错误；纬度越高，线速度越小，B错误；甘肃酒泉发射中心不靠近首都北京，而且西部科技不如东部发达，C错误。故选D。
北京时间2023年9月23日晚9时16分，中华人民共和国主席习近平宣布：杭州第19届亚洲运动会开幕！据此完成下面小题。3．美国旧金山（122°25′W）的华人同步收看此新闻直播，当地区时为（ ）A．9月22日17时16分B．9月22日17时24分C．9月23日5时16分D．9月23日5时24分4．材料中所示时刻，赤道上东半球处在白天的范围约占赤道的（ ）A．1/3B．1/4C．1/5D．1/6
解析：3．北京位于东八区，旧金山（122°25′W）位于西八区，东八区比西八区早16小时，西八区当地的区时=21：16-16：00=5：16，美国旧金山（122°25′W）的华人同步收看此新闻直播，当地区时为9月23日5时16分，C正确，ABD错误。故选C。4．东半球的范围20°W-0°-160°E，地方时为6：00的经线为109°W，地方时为18：00的经线为71°E，经计算赤道上昼半球的范围109°W-0°-71°E，两者取交集，赤道上东半球处在白天的范围为20°W-0°-71°E，赤道上东半球处在白天的范围约占赤道的91°/360°≈1/4，B正确，ACD错误。故选B。
为更好的落实“五育并举”系列举措，进一步丰富师生校园生活，洪山区南望山小学于2024年3月11日开展了“走进二十四节气——跟着节气学种植·诵诗词”系列活动。图1示意二十四节气的划分，图2为活动宣传画。据此完成下面小题。
5．二十四节气的制定依据是（ ）A．北极星周年视运动B．地球自转的日变化C．太阳的周年视运动D．星空结构的日变化6．活动当日(3月11日)所处的时间段是（ ）A．立夏→小满B．夏至→小暑 C．惊蛰→春分D．小暑→大暑7．该时间段，南望山小学的昼夜长短及变化是（ ）A．昼短夜长，昼逐渐增长B．昼短夜长，夜逐渐增长C．昼长夜短，昼逐渐增长D．昼长夜短，夜逐渐增长
解析：5．由已学可知，现行的“二十四节气”是依据太阳在回归黄道上的位置制定，即把太阳周年运动轨迹划分为24等份，每15°为1等份，每1等份为一个节气，因此二十四节气反映了太阳的周年视运动，C正确；与北极星周年视运动、地球自转的日变化及星空结构的日变化无关，ABD错误。故选C。6．读图1可知，3月11日最接近惊蛰（3月6日前后）→春分（3月21日），C正确；立夏（5月7日前后）→小满（5月22日前后），A错误；夏至（6月22日）→小暑（7月7日前后），B错误；小暑（7月7日前后）→大暑（7月22日前后）D错误。故选C。7．读图2及材料可知，该时间段是指3月11日，太阳直射点在南半球且向北移，位于北半球的南望山小学昼短夜长，昼渐长夜渐短，A正确，BCD错误。故选A。
2023年12月12日，我国成都（30°N,104°E）某中学地理兴趣小组开展太阳方位观测活动。下图为“该小组绘制的当日日落时太阳位置示意图”。完成下面小题。
8．该日当地日出地方时为（ ）A．6:58B．7:02C．7:06D．7:109．该日后未来10天（ ）A．教学楼影子将遮挡花坛 B．教学楼日照时间将变长C．日落时刻α角将会逐渐变小 D．正午时刻教学楼影子将变长
解析：8．由图可知，当地日落的北京时间是17：58，成都的经度是104°E，与北京时间（120°E）的经度相差16度，相差64分钟，故可推出当地的日落地方时是16：54；故日出时间为7：06，C正确，ABD错误，故选C。9．未来10天，太阳落下的方位偏向西南方，教学楼影子向东北偏东方向移动，不会遮挡花坛，A错误；太阳直射点继续向南移动，昼长变短，日照时间将会缩短，B错误；由于日落时刻越来越早，α角将会逐渐变大，C错误；太阳直射点继续向南移动，正午太阳高度变小，正午时刻教学楼影子将变长，D正确，故选D。