2020地理同步导学提分教程人教必修一讲义+测试：第一章行星地球第三节第三课时

第三课时　地球公转的地理意义  一、昼夜长短和正午太阳高度的变化1．昼夜长短的变化(以北半球为例) 2．正午太阳高度的变化(1)纬度(空间)变化规律：由太阳直射点向南、北两侧递减。(2)季节(时间)变化规律(以北半球为例)节气 最大值地区   最小值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   极点 [自我探究]　正午太阳高度达到最大，昼长一定最长吗？为什么？[提示]　不一定。回归线到极点之间的区域是这样的，但是回归线之间的区域不是。二、四季更替和五带1．四季更替(1)成因(2)划分(以北半球为例) 2．五带(1)划分依据：太阳辐射总量从低纬地区向高纬地区递减。(2)五带的划分[自我探究]　五带划分的界线是什么？[提示]　南北回归线和南北极圈。『自我反馈』1．6月22日，下列城市白昼最长的是(　　)A．北京(约40°N)   B．上海(约31°N)C．哈尔滨(约45°N)   D．广州(约23°N)答案　C解析　6月22日，太阳直射北回归线，北半球越往北白昼越长。2．春分日，下列城市正午太阳高度最大的是(　　)A．开罗(约31°N)   B．伦敦(约51°N)C．里约热内卢(约23°S)   D．新加坡(约1°N)答案　D解析　春分日，太阳直射赤道，正午太阳高度由赤道向南北两侧递减，越靠近赤道的地区，正午太阳高度越大。3．下列城市中，一年有两次直射的是(　　)A．天津  B．海口  C．西安  D．长春答案　B解析　位于南北回归线之间的地区一年有两次直射。探究点　昼夜长短的变化规律下表是我国某中学不同日期起床时间(北京时间)，阅读表格，探究下列问题。日期9月1日10月1日12月31日起床时间6：006：307：00(1)该校调整作息时间的主要依据是什么？(2)从9月1日到12月31日，该地昼夜长短状况是什么？(3)从9月1日到12月31日，该地昼长的变化规律是什么？[答案]　(1)昼夜长短。(2)9月1日到9月23日，该地昼长夜短；9月23日，该地昼夜等长；9月23日到12月31日，该地昼短夜长。(3)9月1日到12月22日，该地昼长变短；12月22日到12月31日，该地昼长变长。1．昼夜长短的分布规律(1)空间(纬度)分布规律(以北半球为例) (2)季节变化规律(以北半球为例)2．昼夜长短的计算(1)根据昼弧、夜弧所跨经度数计算昼长时数＝×1小时；夜长时数＝×1小时。(2)根据日出、日落时间计算地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两等份(如下图所示)。也可以利用日出和日落时间计算昼长。①昼长＝日落时间－日出时间。②昼长＝(12－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2。(3)根据相关性计算①相同纬度地区昼长相同。②分别位于南北半球但纬度数相同的两地，一地的昼长等于另一半球同纬度地区的夜长。如北纬40°的地区某日昼长是14小时，那么该日南纬40°的地区夜长为14小时。下表中所列的是12月22日甲、乙、丙、丁四地的白昼时间，根据表中数据回答(1)～(2)题。  甲地乙地丙地丁地白昼时间6小时9小时11小时14小时 (1)四地中位于南半球的是(　　)A．甲地  B．乙地  C．丙地  D．丁地(2)四地所处纬度由北向南按顺序排列是(　　)A．甲乙丙丁   B．甲乙丁丙 C．丙丁乙甲   D．丁丙乙甲[解析]　第(1)题，根据材料，此时为12月22日，为北半球的冬至日，此时太阳直射南回归线，南半球昼长夜短，且昼长达一年中的最大值，北半球各地昼短夜长，且白昼达到一年中的最小值。表中只有丁地的昼长大于12小时，故它位于南半球。第(2)题，丁地位于南半球，位置最南。此时为北半球的冬至日，越往北白昼越短，故甲地的位置最北，其次是乙地，最后是丙地，故四地所处纬度由北向南按顺序排列是甲乙丙丁。[答案]　(1)D　(2)A[方法指导]　昼夜长短的潜在规律(1)太阳直射点所在的半球，昼长夜短；纬度越高，昼越长，夜越短。(2)太阳直射点的纬度越高，地球上(除赤道地区以外)各地昼夜相差越大，出现极昼极夜的范围越大。(3)赤道上全年昼夜等长；春、秋分日全球各地昼夜等长。(4)南北半球相同纬度的地方昼长与夜长刚好相等。(5)同一地区相对于夏至日(或冬至日)对称的两个日期的昼长相同。(6)同一纬度上的各点，日出、日落的时间(地方时)相同，昼夜长短相同。(7)纬度越高，昼夜长短的年变化幅度越大；赤道地区，全年昼夜长短无变化。(8)太阳直射点向北移动，北半球昼变长；向南移动，南半球昼变长。(9)太阳直射点纬度与极昼、极夜纬度的关系①若某日太阳直射点的纬度为δ，则该日发生极昼、极夜的最低纬度φ＝90°－δ。例如，太阳直射10°N，则这一天出现极昼的范围为80°N及其以北的地区，出现极夜的范围为80°S及其以南的地区。②若出现极昼极夜的最低纬度为φ，则直射点的纬度为δ＝90°－φ。例如70°N及其以北出现极昼，则太阳直射点纬度为90°－70°＝20°，太阳直射点纬度为20°N。若80°S及其以南出现极夜，则太阳直射点纬度为90°－80°＝10°，此时太阳直射点纬度为10°N。探究点　正午太阳高度的变化规律下图为我国北方某城市二分二至日的正午太阳高度示意图、两楼间距和楼高关系示意图。读图探究下列问题。(1)影响建筑物采光和日照的主要因素是什么？(2)①②③分别表示哪一日期的正午太阳高度？决定楼间距大小的是哪一个？[答案]　(1)主要是楼高和正午太阳高度。(2)①表示夏至日，②表示春、秋分日，③表示冬至日。其中，③决定楼间距的大小。1．正午太阳高度的含义太阳光线与地平面之间的夹角，叫太阳高度角，简称太阳高度。一个地点一天中最大的太阳高度角，称为正午太阳高度。如下图所示：2．正午太阳高度的变化(1)随纬度变化规律从太阳直射点所在纬线向南北两侧递减；距直射点距离越近(纬度差越小)，正午太阳高度越大。如下图所示。①夏至日：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。②冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。③春秋二分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。(2)随季节变化规律3．正午太阳高度的计算(1)公式：H＝90°－两点纬度差。(2)说明H：观测点的正午太阳高度。两点：太阳直射点、观测点。纬度差：若两点在同一半球，用高纬度减去低纬度；若两点分属于南、北半球，将两点的纬度相加。如下图所示：当太阳直射B点(10°N)时，A点(30°N)正午太阳高度是：HA＝90°－＝90°－(30°－10°)＝70°；当太阳直射B点(10°N)时，C点(23°26′S)正午太阳高度是：HC＝90°－＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。 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，据此回答(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．南极圈以南地区极昼C．太阳直射20°S    D．北半球为夏季(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．①④      B．①③  C．②③      D．②④[解析]　第(1)题，遮阳板收起，室内正午太阳光照面积达一年最大值时，也就是正午太阳高度最小时。福建位于北半球且位于北回归线以北，冬至日正午太阳高度最小。第(2)题，济南的纬度高于福建，冬季和夏季正午太阳高度始终小于福建，冬季遮阳板收起，无论高低长短都不影响采光，夏季为了增加遮阳效果，只能延长遮阳板或者降低遮阳板的高度，如下图所示。[答案]　(1)B　(2)B[方法指导]　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，房屋朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。(3)判断日影长短及方向太阳高度越大，影子越短。一天中日影的变化规律是：日出最长正午最短日落最长，且日影方向与太阳方向相反。(4)计算楼距一般来说，纬度较低的地区，楼距较近；纬度较高的地区，楼距较远。解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度，并计算影长。以我国为例(见下图)，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：L＝h·cotH。(5)计算热水器安装角度应使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直。其倾角和正午太阳高度的关系为α＋h＝90°(如下图)。探究点　四季更替和五带下表为我国四个省会城市的几位同学的网上对话。小王我这里四季如春小李我这里一年有两天阳光能直射井底小陈我这里冬季寒冷漫长，夏季温暖短暂小林我这里长夏无冬，四季温暖小文四季长度应该是相等的据此探究下列问题：(1)你能判断出哪几位同学的学校位置？(2)小文与小王、小陈、小林三位同学对四季的认识不同，他们的科学依据分别是什么？[答案]　(1)小王：昆明；小李：海口；小陈：哈尔滨；小林：广州(海口)。(2)小文：依据正午太阳高度和昼夜长短划分，形成天文四季；依据气候统计的需要，形成气候四季。小王、小陈、小林：依据实际气温划分四季。1．四季和五带的形成 2．五带的划分下图为我国北京、广州、武汉、哈尔滨四个城市的季节分配示意图。读图回答(1)～(2)题。(1)图示季节分配自上而下依次为(　　)A．北京、广州、武汉、哈尔滨B．北京、武汉、哈尔滨、广州C．广州、武汉、哈尔滨、北京D．广州、北京、哈尔滨、武汉(2)关于季节更替的叙述，错误的是(　　)A．低纬度地区季节更替不明显B．中纬度地区季节更替明显C．高纬度地区季节更替明显D．季节更替取决于昼夜长短和正午太阳高度的季节变化[解析]　第(1)题，纬度越低的地区热量越充足，夏季时间越长，故夏季时间由长到短的顺序为纬度由低到高的顺序。第(2)题，低纬度地区由于接受太阳辐射较多，热量变化较小，故季节变化不明显；中纬度地区不同季节热量差异明显，季节性较强；高纬度地区接受太阳辐射较少，温度较低，季节变化不明显；季节更替取决于昼夜长短和正午太阳高度的变化。[答案]　(1)D　(2)C[方法指导]　四季划分的几种方法(1)天文四季这是以正午太阳高度和昼夜长短为依据划分的四季。夏季是一年中白昼最长、太阳高度最高的季节；冬季是一年中白昼最短、太阳高度最低的季节；春秋两季是过渡季节。(2)我国传统划分的四季以“四立”(立春、立夏、立秋、立冬)分别为四季之首。这种四季，符合天文条件，但这样划分与实际情况差别较大。(3)西方国家的四季在西方国家习惯上以“两分”“两至”(即春分、夏至、秋分、冬至)为四季之首，这种四季在一些地区与实际气候基本一致。(4)气候统计学的四季北温带的许多国家在气候统计上一般把3～5月定为春季；6～8月定为夏季；9～11月定为秋季；12～2月定为冬季。这种四季，比较接近西方国家的四季。(5)候温四季以实际气温作为四季划分的依据。五日为一候。每候日平均气温的平均值称为“候温”，候温稳定在22 ℃以上时为夏季；低于10 ℃时为冬季；介于两者之间则为春季、秋季。这种划分使不同地区四季有很大差异，如“全年皆夏”“长夏无冬，秋去春来”“冬冷夏热，四季分明”“长冬无夏，春秋相连”“四季如春”“全年皆冬”等形式。 探究点　昼夜长短的变化规律读下图，回答1～2题。1．图中A点的昼长为(　　)A．24小时   B．12小时C．10小时 D．20小时答案　D解析　从图中的信息可知图中A点所在的纬线上昼弧与夜弧的比例是5∶1，昼夜之和是24小时，所以其昼长是20小时。2．该图所示日期，下列各地白昼最长的是(　　)A．太原 B．长春C．南昌 D．昆明答案　B解析　图中所示日期为夏至日，夏至日时，太阳直射北回归线，北回归线及其以北地区白昼时间达到一年中最大值，且越往北，白昼时间越长。探究点　正午太阳高度的变化规律如图为我国某地春分日时正午太阳与头顶夹角示意图。据此回答3～4题。3．该地此日正午太阳高度是(　　)A．28° B．62°  C．90° D．0°答案　B解析　读图可知，此地正午太阳高度是：90°－28°＝62°，B项符合。4．该地所在地理纬度是(　　)A．18°N B．28°N  C．32°N D．52°N答案　B解析　春分日，太阳直射赤道，正午太阳高度由赤道向南北两侧递减，结合公式H＝90°－纬度差，可知纬度差为28°，即位于28°N，B项符合。探究点　四季更替和五带5．下列地区四季变化最明显的是(　　)A．热带  B．北温带C．北寒带 D．低纬度地区答案　B解析　热带地区终年正午太阳高度大，气温高，全年皆夏，四季变化不明显；位于南、北两极地区的寒带终年正午太阳高度小，气温低，全年皆冬，四季变化不明显；只有位于中纬度地区的南、北温带，一年中冬、夏季正午太阳高度和昼夜长短变化大，气温变化大，因而季节更替最明显。6．假设黄赤交角为30°时，地球上(　　)A．寒带的范围变大  B．温带的范围变大C．热带的范围变小 D．寒带的范围变小答案　A解析　黄赤交角变大，太阳直射点的移动范围变大，则热带范围变大；极昼极夜的范围也变大，则寒带范围变大；温带的范围变小。　　时间：40分钟　　　满分：100分[考点分布表]一、选择题(每小题4分，共44分。每题只有一个选项符合题意。) [基础巩固]下表为我国某地连续几天日出时间(地方时)。读下表，回答1～2题。1．该地21日的昼长是(　　)A．13小时 B．12小时C．10小时 D．8小时答案　C解析　昼长时间＝(正午时间－日出时间)×2。该地21日的日出地方时为7时，故昼长是10小时，C项正确。2．此段时间内(　　)A．太阳直射南半球B．地球公转速度最慢C．该地昼长夜短D．该地正午太阳高度逐渐减小答案　A解析　我国位于北半球，此段时间内，我国日出时间晚于6时，说明是冬半年，太阳直射点位于南半球，A项正确；该地昼短夜长，C项错误；日出时间越来越早，说明太阳直射点在北移，该地正午太阳高度逐渐增大，D项错误；地球公转速度可能在减慢，但不是最慢，B项错误。某日，在我国南方某中学上学的小郑发现一个奇怪的现象：前几天正午放学，正午太阳还在正南，今天正午放学，正午太阳却在正北了。据此完成3～5题。3．该中学可能位于(　　)A．海口 B．济南  C．杭州 D．合肥答案　A解析　该地正午太阳方位由正南转为正北，说明该地能出现阳光直射现象，应位于北回归线以南，故A项正确。4．从理论上说，当地该日日落时太阳的方位是(　　)A．正西 B．西南  C．西北 D．正南答案　C解析　当日太阳直射北半球，日落时，太阳位于西北方向，C项正确。5．该时间段内，当地学校操场的旗杆正午影长的变化情况是(　　)A．一直变长 B．一直变短C．先变短，后变长 D．先变长，后变短答案　C解析　正午太阳高度越大，正午影长越短，该时间段内，该地正午太阳高度先变大后变小，因而影长先变短后变长，故C项正确。6．广州从化北回归线标志塔是目前世界上南北回归线上高度最高、规模最大的一座标志塔。塔底中央嵌有一颗铜心与顶球相对，塔身是空心的，北回归线正从这里通过，游人立于塔底铜心，抬头仰望，从塔心及铜球的一个圆孔窥见苍穹。一年中在某天正午可观察到阳光从顶部圆孔直射到地面的景象。请问这一天应该是(　　)A．3月21日前后 B．6月22日前后 C．9月23日前后 D．12月22日前后答案　B解析　6月22日前后太阳直射北回归线；3月21日前后和9月23日前后太阳直射赤道；12月22日前后太阳直射南回归线。7．若黄赤交角由现状变为22°，则(　　)A．热带范围缩小，寒带范围扩大B．热带范围缩小，寒带范围缩小C．热带范围扩大，寒带范围扩大D．热带范围扩大，寒带范围缩小答案　B解析　目前黄赤交角是23°26′，若黄赤交角由现状变为22°，即黄赤交角变小，则热带范围缩小，寒带范围缩小，温带的范围变大。[能力提升]读我国某地(110°E,19.5°N)某日日出时旗杆影子示意图，θ为影子与经线的夹角，该日θ达到最小值。据此完成8～9题。8．该日为(　　)A．冬至日 B．夏至日 C．春分日 D．秋分日答案　B解析　该日日出，日影朝西南，则日出东北方向；由于θ为旗杆影子与经线夹角的最小值，判断日出方向最偏北，即昼最长，夜最短，故该日为夏至日，B项正确。9．该日后三个月内，当地昼夜状况为(　　)A．昼长夜短，且昼渐长夜渐短B．昼短夜长，且昼渐短夜渐长C．昼长夜短，且昼渐短夜渐长D．昼短夜长，且昼渐长夜渐短答案　C解析　结合上题分析可知，夏至日后三个月内太阳直射点自北回归线向赤道移动，该地昼长夜短，且昼渐短夜渐长，故C项正确。为了冬季采光，居住区规划设计标准对不同纬度带的住宅间的合理间距有明确规定。分析下表(表中H是住宅的高度)，回答10～11题。我国部分城市住宅的日照间距10．表中的四个城市所处纬度从低到高依次是(　　)A．①②③④    B.①④③②C．②①③④    D.②③④①答案　D解析　冬至日，太阳直射南回归线，北半球纬度越低，正午太阳高度越大。11．根据表中信息，在北京修建两栋20米高的住宅楼，其理论日照间距约为(　　)A．23米    B.28米  C．37米    D.40米答案　C解析　根据北京冬至日正午太阳高度H＝90°－(40°＋23°26′)＝26°34′，可用城市④数据计算。二、综合题(共56分)12．读“地球光照图”，回答下列问题。(32分)(1)此时北半球的节气为________，地球公转速度较________。(4分)(2)此时上海的昼夜长短状况是________，出现极昼的地区是________，图中A、B、D昼长最长的是__________，昼长最短的是________。(8分)(3)若C点的经度是180°，太阳直射点的地理坐标为________________。(4分)(4)此日B点的正午太阳高度是________，北京的正午太阳高度是________，全球正午太阳高度的分布规律是__________________。(6分)(5)此日，A点的夜长为________小时，日出时间是________时。(4分)(6)图中一年有一次直射的点有________，A地地处五带中的________带。(6分)答案　(1)冬至　快(2)昼短夜长(昼最短，夜最长)　南极圈及其以南的地区　B　A(3)23°26′S,60°E(4)90°　26°34′　由南回归线向南北两侧递减(5)20　10(6)B和D　北温解析　第(1)题，读图可知，此时北极圈及其以北地区有极夜现象，故北半球的节气为冬至；地球位于公转轨道的近日点附近，公转速度较快。第(2)题，冬至日，上海昼短夜长，南极圈及其以南的地区出现极昼；此时越往北，白昼越短。第(3)题，太阳直射点的纬度为23°26′S，太阳直射点的经度就是找地方时为12时的经线，根据昏线与赤道交点所在经线的地方时为18：00，可判断C点的地方时为20时，C点的经度为180°，所以地方时为12时的经线为60°E。第(4)题，B点位于南回归线上，其正午太阳高度为90°；北京的纬度为40°N，其正午太阳高度为90°－(23°26′＋40°)＝26°34′。第(5)题，A点位于昏线上，正值日落，其地方时为14时，故夜长为20小时，日出时间为10时。第(6)题，南北回归线上一年有一次直射；A地位于北回归线与北极圈之间，位于北温带。13．读不同地点昼长随季节变化曲线图，回答下列问题。(24分)(1)判断A、C、D三地的地理纬度：A________，C________，D________。(6分)(2)昼夜长短因季节而变化，但________地区例外，这里全年昼夜________。(4分)(3)A、B、C、D四地中四季分明的是________，位于热带的是________。(4分)(4)从A到D四幅图中可以发现，昼夜长短变化幅度的规律是________________________。(4分)(5)判断一年中正午太阳高度的变化幅度值：A____________，C____________。(4分)(6)当太阳直射10°N时，D地一天中太阳高度的变化特征是________。(2分)答案　(1)0°　66°34′S　90°N(2)赤道　平分(3)B　A(4)纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大(5)23°26′　46°52′(6)太阳高度始终为10°解析　第(1)题，读图可知，A地一年中昼长始终为12小时，应为赤道；C地冬至昼长为24小时，夏至昼长为0小时，应为南极圈；D地从秋分到次年春分昼长为0小时，从春分到秋分昼长为24小时，应为北极点。第(2)题，赤道上始终昼夜平分。第(3)题，读图可知，B地无极昼极夜现象，且昼夜长短变化幅度较大，应位于温带地区，四季分明。第(4)题，纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。第(5)题，A地位于赤道上，最大正午太阳高度为90°，最小正午太阳高度为66°34′，正午太阳高度变化幅度为23°26′；C地位于南极圈上，最大正午太阳高度为90°－(66°34′－23°26′)＝46°52′，最小正午太阳高度为0°，正午太阳高度变化幅度为46°52′。第(6)题，出现极昼时，极点的太阳高度等于太阳直射点的纬度。