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高中地理第二节 地球运动的地理意义导学案
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这是一份高中地理第二节 地球运动的地理意义导学案，共24页。学案主要包含了课程标准等内容，欢迎下载使用。
素养目标
1．理解昼夜长短的纬度变化及季节变化规律。(综合思维)
2．理解正午太阳高度角的空间和时间分布规律。(综合思维)
3．了解四季更替现象和五带划分标准。(综合思维)
4．能够运用正午太阳高度角的变化规律解释楼间距、太阳能热水器倾角等生活问题，学会分析与季节变化有关的自然现象。(地理实践力)
知识导引
一、正午太阳高度角的变化
1．正午太阳高度角的概念：________与________的夹角。一天中，太阳高度角的最大值出现在________。
2．正午太阳高度角的空间(纬度)变化规律
正午太阳高度角的大小是随着太阳直射点的________移动而变化的。距直射点所在纬度越近，正午太阳高度角越________；距直射点所在纬度越远，正午太阳高度角越________。具体如表所示：
3.影响：正午太阳高度角的差异和变化造成地球表面不同地区太阳辐射的________不同。
正午太阳高度的分布规律
二、昼夜长短的变化
1．特点：地球自转一周所经历的昼弧长，夜弧短，则白昼长，黑夜短；反之，则黑夜长，白昼短。
2．全球昼夜长短的变化规律
(1)纬度变化：赤道上全年昼夜平分；其他地区随纬度的增高，昼夜长短变化幅度加大；极圈内出现极昼、极夜现象。
(2)时间变化(以北半球为例)
(3)南半球的情况与北半球正好________。
(4)每年3月21日前后和9月23日前后，太阳直射赤道，全球各地昼夜________，均为12小时。
3．影响：昼夜长短的差异和变化导致地球表面不同地区接受太阳辐射的时间长短不同。
1．某地如果日出时间(地方时)早于6时，则它的昼长必大于12小时，晚于6时日出，则它的昼长必小于12小时。
2．太阳的升落方向(日影的朝向与升落方向相反)不仅随空间变化，而且随时间的变化而变化。从赤道开始，随着纬度的升高，太阳的升落在南北方向上的变化幅度也逐渐增大。
3．太阳在一天中的东升西落，称为太阳的周日视运动。天体的周日视运动是由于地球绕地轴自转形成的。
三、季节更替
1．成因：地球上的季节变化，是昼夜长短和正午太阳高度角的季节变化，这种变化取决于太阳直射点在纬度上的________变化。
2．纬度变化
3.四季划分
(1)季节特点eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(夏季：一年内白昼最长、太阳高度角最 的季节,冬季：一年内白昼最短、太阳高度角最 的季节,春秋二季：冬夏的过渡季节))
(2)eq \a\vs4\al\c1( 气候四季北半球)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(春季： 月,夏季： 月,秋季： 月,冬季： 月))
欧美四季与我国四季
(1)欧美四季：欧美国家习惯以二分二至作为四季的开始：春分之后为春季；夏至之后为夏季；秋分之后为秋季；冬至之后为冬季。
(2)我国四季：我国习惯以四立作为四季的开始：立春之后为春季；立夏之后为夏季；立秋之后为秋季；立冬之后为冬季。这样我国的四季开始时间恰好比欧美四季早了一个半月。
四季中的月份均是公历月份；南北半球所用月份相同，但是季节相反。
四、五带的划分
1．原因：由于________的存在，使太阳直射点有回归运动，从而使各纬度的昼夜长短和正午太阳高度各不相同，进而形成不同的________带。
2．划分依据：有无________和有无太阳直射现象。
3.五带的划分
(1)热带(如图)：南北回归线之间有太阳直射，获得热量最多。
(2)寒带(如图)：南北极圈内有极昼极夜现象，获得热量少，气温很低。
(3)南温带和北温带(如图)：南北极圈和南北回归线之间既无极昼极夜现象，也无太阳直射现象，气温适中，四季分明。
中纬度地区四季变化最明显的原因
不同纬度地区四季的状况不同。低纬度地区，正午太阳高度的全年平均值较大，昼夜长短变化较小，所以获得的太阳辐射较多，全年皆夏。高纬度地区则全年正午太阳高度的平均值较小，获得的太阳辐射较少，没有真正意义上的夏季。中纬度地区昼夜长短和正午太阳高度的变化均较大，不同季节获得的太阳辐射差别较大，所以，四季变化最明显。
探究点一 正午太阳高度角的变化
核心归纳
1.正午太阳高度角变化
(1)概念：各地太阳高度在地方时12时时最大，称为正午太阳高度。
注意：太阳高度并非就是指正午太阳高度，一天中只要有太阳就有太阳高度，可以说一天中有无数个太阳高度值，但正午太阳高度只有一个，它是一天中无数太阳高度中最大的一个值，此时地方时为12点。
(2)正午太阳高度的变化规律：同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点所在纬线向南北两侧递减。
同一纬度上，正午太阳高度相同，太阳直射点所在的纬线上正午太阳高度最大(90°)。具体如下表所示：
(3)正午太阳高度的季节变化过程(以北回归线以北的地区为例)
(4)图示正午太阳高度的极值变化
(5)正午太阳高度的计算
某地的正午太阳高度H＝90°－该地与太阳直射点的纬度差。即某地与太阳直射点相差多少度，正午太阳高度就相差多少度。
状元随笔 (1)太阳高度角的日变化规律
①极点：在极昼期间，极点上的太阳高度在一天之内是没有变化的，始终等于太阳直射点的纬度(如图A)。
②非极点地区：非极点地区的太阳高度在一天之内是有变化的。一天之内有一个最大值，即当日的正午太阳高度(如图B)。
③全球范围：太阳直射点上，太阳高度角为90 °；从直射点开始，太阳高度向四周降低，呈同心圆分布(即等太阳高度线)；晨昏线上太阳高度为0 °。例如，太阳直射在15 °S、60 °W时，太阳高度的分布如图C所示：
(2)特殊纬度的正午太阳高度
①赤道的正午太阳高度与直射点的纬度互余。
②刚出现极昼的纬度，其正午太阳高度等于两倍的直射点纬度。
③极点地区太阳高度一天不变，等于直射点的纬度。
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
为了获得更充足的太阳光照，确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。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
正午太阳高度越大，日影越短，正午太阳高度越小，日影越长，且日影方向背向太阳。如图中各点旗杆日影长短及日影所在方向(图中是6月22日，经线和纬线的交点是直射点)。
(4)确定当地的地理纬度
纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度。根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度，可判断该地区纬度大小。
(5)计算楼间距：一般来说，纬度较低的地区，楼间距较小；纬度较高的地区，楼间距较大。解题关键是计算当地一年中最小的正午太阳高度，并计算影长。以我国为例，如图，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＝eq \f(h,tan H)。
(6)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°(如图)。
状元随笔 正午太阳方位
太阳直射点以北地区，正午时太阳位于观测地的正南方向。太阳直射点以南地区，正午时太阳位于观测地的正北方向。极昼、极夜地区除外。
太阳直射点所在纬线，正午时太阳位于观测地的正上方。
应用体验
如图为某日不同地点太阳高度日变化情况图，且甲地位于40°N。读图回答1～2题。
1．太阳直射点的纬度是( )
A．0° B．20°N
C．20°S D．23°26′N
2．乙地的纬度是( )
A．10°N B．50°N
C．10°S D．50°S
为了冬季采光，居住区规划设计标准对不同纬度带的住宅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3～5题。
我国部分城市住宅的日照间距
3.表中的四个城市所处纬度从低到高依次是( )
A．①②③④ B．①④③②
C．②①③④ D．②③④①
4．冬至日，四个城市中白昼最长的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
5．上表反映出我国建筑物的日照间距( )
A．由南向北逐渐缩小 B．由南向北逐渐扩大
C．由西向东逐渐缩小 D．由西向东逐渐扩大
探究点二 昼夜长短的变化
核心归纳
1.昼夜长短的纬度分布及变化规律
状元随笔 昼夜长短的纬度分布规律
(1)对称规律：同一纬线上各点昼夜长短相同(同线等长)；南北半球同纬度昼夜长短相反。
(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)极昼、极夜规律：极昼(极夜)的起始纬度＝90 °－太阳直射点的纬度；极昼(极夜)发生地区，纬度越高，极昼(极夜)出现的天数越多；太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象，另一半球的极点周围出现极夜现象。
2．昼夜长短的季节变化(北半球)
3．太阳直射点与昼夜长短的关系
(1)太阳直射点所在的半球(该半球为夏半年)，昼长夜短，纬度越高，白昼越长；另一半球(冬半年)昼短夜长，纬度越高，白昼则越短。
(2)直射点的纬度越高，地球上各地昼夜相差越大，出现极昼极夜的范围越大。太阳直射北回归线时，北半球各地昼最长，夜最短，北极圈及其以北出现极昼现象，而南半球则昼最短，夜最长，南极圈及其以南出现极夜现象。太阳直射南回归线时则北半球昼最短，夜最长，北极圈及其以北出现极夜现象，而南半球则昼最长，夜最短，南极圈及其以南出现极昼现象。太阳直射赤道时全球各地昼夜等长。
特别提醒
(1)昼夜长短的计算
①在日照图上，晨昏线将地球上的纬线分为昼弧和夜弧两部分，昼弧和夜弧的长短决定昼长和夜长。弧度15°为1小时。求昼长一般从晨线与经线的交点(即日出)起到昏线与经线的交点(即日落)止之间的弧度就是昼长，即昼弧弧度÷15°＝昼长时数(每小时转15°，每4分钟转1°)。
②昼长时间＝日落时间－日出时间＝(12－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2＝24－夜长时间。
同理，日出日落时刻：白昼长，则日出早日落晚；白昼短，则日出晚日落早。计算公式如下：
日出时间：12－昼长2
日落时间：12＋昼长2
(2)昼夜长短与日出日落方位
运用如图所示，可以帮助我们迅速地作出日出、日落方位和昼夜长短的判断。
例如北半球的夏半年，太阳从东北方(a处)升起，在西北方(b处)落下，日出时刻早于6点，日落时刻晚于18点，昼长夜短。
状元随笔 理解昼夜长短应注意的几个问题
(1)太阳直射某地，该地不一定昼最长、夜最短。如北半球各地夏至日这一天昼最长。
(2)昼变长、夜变短不等于昼长夜短。如北半球昼变长说明太阳直射点向北移动，可能直射南半球，此时北半球昼短夜长。
(3)太阳直射点的纬度越高，地球上各地昼夜相差越大，出现极昼和极夜的范围越大。
(4)同一纬线上各地同一天的昼夜长短相等(日出、日落地方时也相同)；同一纬线(除赤道)的昼夜长短在一年中有两个日期相同(除二分日)，且这两个日期近似关于二至日对称。
应用体验
读太阳直射点周年变化示意图，回答1～2题。
1．下列纬度全年昼夜平分的是( )
A．90° B．60°
C．30° D．0°
2．某地某日地方时5时日出，则该地该日的昼长是( )
A．10小时 B．12小时
C．14小时 D．16小时
下表为我国某城市政府机关作息时间表(表中时间均为北京时间)。据此回答3～4题。
3.根据表中信息推断，该城市可能是( )
A．哈尔滨 B．北京
C．上海 D．乌鲁木齐
4．该城市政府机关制订不同季节的作息时间表，主要依据的是( )
A．日平均气温的季节变化 B．昼夜长短的季节变化
C．正午太阳高度的季节变化 D．降水量的季节变化
探究点三 四季和五带
核心归纳
1.四季和五带的形成
2．四季的划分
(1)天文四季的划分
中国以“四立”日作为四季的开始；西方国家以“二分二至”日作为四季的开始。
(2)气候四季(北半球温带地区大多数国家采用)
状元随笔
从二十四节气的命名可以看出，节气的划分充分考虑了季节、气候、物候等自然现象的变化。其中，立春、立夏、立秋、立冬、春分、秋分、夏至、冬至是用来反映季节的，将一年划分为春、夏、秋、冬四个季节。春分、秋分、夏至、冬至是从天文角度来划分的，反映了太阳高度变化的转折点。而立春、立夏、立秋、立冬则反映了四季的开始。
3．五带的划分
应用体验
如图为我国北京、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．季节更替表现为昼夜长短和正午太阳高度的季节变化
二十四节气是我国劳动人民在生产实践中创造的文化遗产，这不仅反映季节的变化，也深刻影响着千家万户的衣食住行。读图，完成第3题。
3．二十四节气中与近日点的时间最临近的是( )
A．小寒 B．小雪
C．小暑 D．大暑
1．如图表示12月22日a、b、c、d四城市昼夜长短情况示意图，阴影部分为黑夜，由南向北排出a、b、c、d四城市的顺序( )
A．acbd B．acdb
C．cadb D．dcab
某同学将太阳能热水器支架改造成可以升降的活动方式。据此完成2～3题。
2．将支架改造成可以升降的活动方式，主要依据的地理原理是( )
A．正午太阳高度的纬度变化规律
B．正午太阳高度的季节变化规律
C．昼夜长短的日变化规律
D．昼夜长短的季节变化规律
3.春分日这一天，海南省某地(20°N,110°E)的正午太阳高度是( )
A．90° B．70°
C．20° D．0°
下表示意12月21日甲、乙、丙、丁四地的白昼时长。根据表中数据完成4～5题。
4.甲、乙、丙、丁四地中位于南半球的是( )
A．甲地 B．乙地
C．丙地 D．丁地
5．甲、乙、丙、丁四地按所处纬度从高到低的排序，正确的是( )
A．甲、乙、丙、丁 B．甲、乙、丁、丙
C．丙、丁、乙、甲 D．丁、丙、乙、甲
6．如图中斜线部分表示黑夜。读图，完成下列问题。
(1)该图表示的是每年________(节气)日的情况，此时太阳直射点的地理坐标是________。
(2)此日甲地的昼长为________小时，乙地的昼夜长短状况为________________________。
(3)图示这一天，甲、乙两地正午太阳高度较大的是________地。
(4)乙地地处五带中的________带，此时澳大利亚的季节为________季。
第2课时 地球公转与自转共同作用下产生的地理意义新知梳理自主探究
一、
1．太阳光线 地平面 正午
2．南北 大 小 赤道 北回归线 北 南回归线 南
3．强度
二、
2．(2)昼长夜短 大 极昼 昼短夜长 短 极夜 (3)相反 (4)平分
三、
1．周年
2．中纬度
3．(1)大 小 (2)3、4、5 6、7、8 9、10、11 12、1、2
四、
1．黄赤交角 热量
2．极昼极夜
3．北温带 热带 南温带
课堂互动合作探究
探究点一
1～2.解析：第1题，由图可知，位于40°N的甲地正午太阳高度为70°，故该日甲地与太阳直射点的纬度相差20°，即该日太阳直射20°N纬线。第2题，乙地的正午太阳高度为60°，故该日它与太阳直射点的纬度相差30°，乙地可能位于10°S或50°N。若乙地位于北半球，其昼长应大于12小时，而图中显示该地的昼长不足12小时，故乙地的纬度是10°S。
答案：1.B 2.C
3～5.解析：第3题，本题中太阳直射点在南回归线上，则①～④各点中离直射点越近的点即纬度越低的点，正午太阳高度越大，因此排序为②③④①。故选D。第4题，冬至日这一天乃至整个冬季，北半球都是昼短夜长，所以本题要在①～④中找出白昼最长的城市，即纬度最低的城市。故选B。第5题，日照间距只与南北变化的正午太阳高度有关，所以答案在A、B项中。纬度从低到高的顺序为②③④①，日照间距(理论)变化顺序为1.18 H、1.41 H、1.86 H、2.02 H，可以看出从南到北日照间距逐渐扩大。故选B。
答案：3.D 4.B 5.B
探究点二
1～2.解析：第1题，赤道全年昼夜平分。第2题，该地该日的昼长＝(12时－日出时间)×2，通过计算可知，应为14小时。
答案：1.D 2.C
3～4.解析：第3题，从表中时间可以看出，该城市正午时，北京时间为14：00左右，该城市地方时比北京时间晚约2小时，故该城市在90°E附近，位于我国西部，四个选项中，只有乌鲁木齐符合。第4题，由于太阳直射点的回归运动，中纬度各地昼夜长短的季节变化显著。为了更符合人们的工作与生活习惯，特制订不同季节的作息时间表。
答案：3.D 4.B
探究点三
1～2.解析：第1题，纬度越低的地区热量越充足，夏季时间应越长，故夏季时间由长到短的顺序为纬度由低到高的顺序，即广州、武汉、北京、哈尔滨，根据题意可知应选D项。第2题，低纬度地区接受太阳辐射较多，热量变化较小，故季节更替不明显；中纬度不同地区热量差异明显，季节更替明显；高纬度地区接受太阳辐射较少，温度较低，季节更替不明显；季节更替表现为昼夜长短和正午太阳高度的季节变化。
答案：1.D 2.C
3．解析：地球位于近日点时为每年的1月初，为冬至(12月22日)过后一段时间，应为小寒。
答案：A
随堂集训学业达标
1．解析：本题考查昼夜长短的变化。12月22日，北半球昼短夜长，纬度越高，夜越长，北极圈及其以北出现极夜；南半球昼长夜短。赤道上全年昼夜平分。据此排序。
答案：C
2～3.解析：第2题，该方式依据的原理是正午太阳高度的季节变化规律，B项正确。第3题，春分日，太阳直射点位于赤道(0°)；该地(20°N)与赤道相距20个纬度；根据正午太阳高度计算公式可算出当天该地的正午太阳高度为70°。
答案：2.B 3.B
4～5.解析：第4题，12月21日，太阳直射点位于南半球，南半球各地昼长夜短，即昼长大于12小时，所以丁地位于南半球。第5题，纬度越高，昼夜长短的差值越大，甲、乙、丙、丁四地的昼夜差值分别是13小时、5小时42分、1小时10分、3小时52分，故纬度从高到低的排序为甲、乙、丁、丙。
答案：4.D 5.B
6．解析：第(1)题，晨昏线与北极圈相切，北极圈内出现极昼，所以为夏至；太阳直射23°26′N,180°经线上为12：00。第(2)题，甲在赤道上，永远昼夜平分。第(3)题，距离太阳直射点所在纬度越近，正午太阳高度越大。第(4)题，乙位于极圈与北回归线之间，地处北温带；南北半球季节相反。
答案：(1)夏至 (180°，23°26′N)
(2)12 昼最长夜最短
(3)甲
(4)北温 冬
日期
变化
最大值地区
最小值地区
春分日和
秋分日
太阳直射赤道，赤道的正午太阳高度角为90°，由________向两极正午太阳高度角递减
赤道
极点
北半球
夏至日
太阳直射北回归线，北回归线的正午太阳高度角为90°，由________向南北两侧正午太阳高度角递减
北回归线及其以________地区
南半球
各纬度
北半球
冬至日
太阳直射南回归线，南回归线的正午太阳高度角为90°，由________向南北两侧正午太阳高度角递减
南回归线及其以________地区
北半球
各纬度
时间
昼夜长短
分布规律
特殊现象
夏半年(3月21日前后至9月23日前后)
________
纬度越高，昼越长，夜越短
夏至日时，北半球昼最长夜最短，极昼范围达到最________，北极圈及其以内都有________现象
冬半年(9月23日前后至来年3月21日前后)
________
纬度越高，昼越________，夜越长
冬至日时，北半球昼最短夜最长，极夜范围达到最大，北极圈及其以内都有________现象
纬度
原因
表现
赤道附近的低纬度地区
一年中昼夜长短和正午太阳高度角变化不大，全年正午太阳高度角都较大
季节更替现象不明显
极地附近的高纬度地区
昼夜长短变化最大，南北极圈内有极昼和极夜现象，且全年正午太阳高度角都很小
________地区
一年中昼夜长短和正午太阳高度角变化都很大
四季更替现象明显
日期
太阳直射的纬线
正午太阳高度的变化规律
达全年最大值地区
达全年最小值地区
春秋分日
赤道
由赤道向南北两极递减
赤道(90°)
—
夏至日
北回归线
由北回归线向南北两侧递减
北回归线
及其以北
南半球
冬至日
南回归线
由南回归线向南北两侧递减
南回归线
及其以南
北半球
图示
城市
冬至正午太阳高度
日照间距
理论
实际采用
①
24°45′
2.02 H
1.7 H
②
40°28′
1.18 H
1.2 H
③
35°21′
1.41 H
1.1～1.2 H
④
26°36′
1.86 H
1.6～1.7 H
时间
光照图示
昼弧、夜弧的
纬度变化
昼夜长短的
纬度变化
特殊节气
夏半年
北半球各昼弧长于夜弧，随纬度增高，昼弧越长，夜弧越短，北极附近出现纬线全为昼弧现象；南半球反之
北半球各地昼长夜短，随纬度增高，昼越长夜越短，北极附近出现极昼现象；南半球反之
夏至日时，北半球各地昼弧达一年中最长，夜弧最短，极昼范围达最大
春分、秋分
各纬度地区昼弧等于夜弧
全球各纬度昼夜等长
——
冬半年
北半球各地昼弧短于夜弧，随纬度增高，昼弧越短，夜弧越长，北极附近出现纬线全为夜弧现象；南半球反之
北半球各地昼短夜长，随纬度增高，昼越短夜越长，北极附近出现极夜现象；南半球反之
冬至日时，北半球各地昼弧达一年中最短，夜弧最长，极夜范围达最大
夏季(5月1日～9月30日)
冬季(10月1日～次年4月30日)
上午
9：30～13：30
上午
10：00～14：00
午休
午休
下午
15：30～19：30
下午
15：30～19：30
季节
月份
平均气温
春季
3、4、5
10 ℃～22 ℃
夏季
6、7、8
≥22 ℃
秋季
9、10、11
10 ℃～20 ℃
冬季
12、1、2
≤10 ℃
甲地
乙地
丙地
丁地
白昼时长
5小时30分
9小时9分
11小时25分
13小时56分
素养目标
1．理解昼夜长短的纬度变化及季节变化规律。(综合思维)
2．理解正午太阳高度角的空间和时间分布规律。(综合思维)
3．了解四季更替现象和五带划分标准。(综合思维)
4．能够运用正午太阳高度角的变化规律解释楼间距、太阳能热水器倾角等生活问题，学会分析与季节变化有关的自然现象。(地理实践力)
知识导引
一、正午太阳高度角的变化
1．正午太阳高度角的概念：________与________的夹角。一天中，太阳高度角的最大值出现在________。
2．正午太阳高度角的空间(纬度)变化规律
正午太阳高度角的大小是随着太阳直射点的________移动而变化的。距直射点所在纬度越近，正午太阳高度角越________；距直射点所在纬度越远，正午太阳高度角越________。具体如表所示：
3.影响：正午太阳高度角的差异和变化造成地球表面不同地区太阳辐射的________不同。
正午太阳高度的分布规律
二、昼夜长短的变化
1．特点：地球自转一周所经历的昼弧长，夜弧短，则白昼长，黑夜短；反之，则黑夜长，白昼短。
2．全球昼夜长短的变化规律
(1)纬度变化：赤道上全年昼夜平分；其他地区随纬度的增高，昼夜长短变化幅度加大；极圈内出现极昼、极夜现象。
(2)时间变化(以北半球为例)
(3)南半球的情况与北半球正好________。
(4)每年3月21日前后和9月23日前后，太阳直射赤道，全球各地昼夜________，均为12小时。
3．影响：昼夜长短的差异和变化导致地球表面不同地区接受太阳辐射的时间长短不同。
1．某地如果日出时间(地方时)早于6时，则它的昼长必大于12小时，晚于6时日出，则它的昼长必小于12小时。
2．太阳的升落方向(日影的朝向与升落方向相反)不仅随空间变化，而且随时间的变化而变化。从赤道开始，随着纬度的升高，太阳的升落在南北方向上的变化幅度也逐渐增大。
3．太阳在一天中的东升西落，称为太阳的周日视运动。天体的周日视运动是由于地球绕地轴自转形成的。
三、季节更替
1．成因：地球上的季节变化，是昼夜长短和正午太阳高度角的季节变化，这种变化取决于太阳直射点在纬度上的________变化。
2．纬度变化
3.四季划分
(1)季节特点eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(夏季：一年内白昼最长、太阳高度角最 的季节,冬季：一年内白昼最短、太阳高度角最 的季节,春秋二季：冬夏的过渡季节))
(2)eq \a\vs4\al\c1( 气候四季北半球)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(春季： 月,夏季： 月,秋季： 月,冬季： 月))
欧美四季与我国四季
(1)欧美四季：欧美国家习惯以二分二至作为四季的开始：春分之后为春季；夏至之后为夏季；秋分之后为秋季；冬至之后为冬季。
(2)我国四季：我国习惯以四立作为四季的开始：立春之后为春季；立夏之后为夏季；立秋之后为秋季；立冬之后为冬季。这样我国的四季开始时间恰好比欧美四季早了一个半月。
四季中的月份均是公历月份；南北半球所用月份相同，但是季节相反。
四、五带的划分
1．原因：由于________的存在，使太阳直射点有回归运动，从而使各纬度的昼夜长短和正午太阳高度各不相同，进而形成不同的________带。
2．划分依据：有无________和有无太阳直射现象。
3.五带的划分
(1)热带(如图)：南北回归线之间有太阳直射，获得热量最多。
(2)寒带(如图)：南北极圈内有极昼极夜现象，获得热量少，气温很低。
(3)南温带和北温带(如图)：南北极圈和南北回归线之间既无极昼极夜现象，也无太阳直射现象，气温适中，四季分明。
中纬度地区四季变化最明显的原因
不同纬度地区四季的状况不同。低纬度地区，正午太阳高度的全年平均值较大，昼夜长短变化较小，所以获得的太阳辐射较多，全年皆夏。高纬度地区则全年正午太阳高度的平均值较小，获得的太阳辐射较少，没有真正意义上的夏季。中纬度地区昼夜长短和正午太阳高度的变化均较大，不同季节获得的太阳辐射差别较大，所以，四季变化最明显。
探究点一 正午太阳高度角的变化
核心归纳
1.正午太阳高度角变化
(1)概念：各地太阳高度在地方时12时时最大，称为正午太阳高度。
注意：太阳高度并非就是指正午太阳高度，一天中只要有太阳就有太阳高度，可以说一天中有无数个太阳高度值，但正午太阳高度只有一个，它是一天中无数太阳高度中最大的一个值，此时地方时为12点。
(2)正午太阳高度的变化规律：同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点所在纬线向南北两侧递减。
同一纬度上，正午太阳高度相同，太阳直射点所在的纬线上正午太阳高度最大(90°)。具体如下表所示：
(3)正午太阳高度的季节变化过程(以北回归线以北的地区为例)
(4)图示正午太阳高度的极值变化
(5)正午太阳高度的计算
某地的正午太阳高度H＝90°－该地与太阳直射点的纬度差。即某地与太阳直射点相差多少度，正午太阳高度就相差多少度。
状元随笔 (1)太阳高度角的日变化规律
①极点：在极昼期间，极点上的太阳高度在一天之内是没有变化的，始终等于太阳直射点的纬度(如图A)。
②非极点地区：非极点地区的太阳高度在一天之内是有变化的。一天之内有一个最大值，即当日的正午太阳高度(如图B)。
③全球范围：太阳直射点上，太阳高度角为90 °；从直射点开始，太阳高度向四周降低，呈同心圆分布(即等太阳高度线)；晨昏线上太阳高度为0 °。例如，太阳直射在15 °S、60 °W时，太阳高度的分布如图C所示：
(2)特殊纬度的正午太阳高度
①赤道的正午太阳高度与直射点的纬度互余。
②刚出现极昼的纬度，其正午太阳高度等于两倍的直射点纬度。
③极点地区太阳高度一天不变，等于直射点的纬度。
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
为了获得更充足的太阳光照，确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。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
正午太阳高度越大，日影越短，正午太阳高度越小，日影越长，且日影方向背向太阳。如图中各点旗杆日影长短及日影所在方向(图中是6月22日，经线和纬线的交点是直射点)。
(4)确定当地的地理纬度
纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度。根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度，可判断该地区纬度大小。
(5)计算楼间距：一般来说，纬度较低的地区，楼间距较小；纬度较高的地区，楼间距较大。解题关键是计算当地一年中最小的正午太阳高度，并计算影长。以我国为例，如图，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＝eq \f(h,tan H)。
(6)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°(如图)。
状元随笔 正午太阳方位
太阳直射点以北地区，正午时太阳位于观测地的正南方向。太阳直射点以南地区，正午时太阳位于观测地的正北方向。极昼、极夜地区除外。
太阳直射点所在纬线，正午时太阳位于观测地的正上方。
应用体验
如图为某日不同地点太阳高度日变化情况图，且甲地位于40°N。读图回答1～2题。
1．太阳直射点的纬度是( )
A．0° B．20°N
C．20°S D．23°26′N
2．乙地的纬度是( )
A．10°N B．50°N
C．10°S D．50°S
为了冬季采光，居住区规划设计标准对不同纬度带的住宅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3～5题。
我国部分城市住宅的日照间距
3.表中的四个城市所处纬度从低到高依次是( )
A．①②③④ B．①④③②
C．②①③④ D．②③④①
4．冬至日，四个城市中白昼最长的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
5．上表反映出我国建筑物的日照间距( )
A．由南向北逐渐缩小 B．由南向北逐渐扩大
C．由西向东逐渐缩小 D．由西向东逐渐扩大
探究点二 昼夜长短的变化
核心归纳
1.昼夜长短的纬度分布及变化规律
状元随笔 昼夜长短的纬度分布规律
(1)对称规律：同一纬线上各点昼夜长短相同(同线等长)；南北半球同纬度昼夜长短相反。
(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)极昼、极夜规律：极昼(极夜)的起始纬度＝90 °－太阳直射点的纬度；极昼(极夜)发生地区，纬度越高，极昼(极夜)出现的天数越多；太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象，另一半球的极点周围出现极夜现象。
2．昼夜长短的季节变化(北半球)
3．太阳直射点与昼夜长短的关系
(1)太阳直射点所在的半球(该半球为夏半年)，昼长夜短，纬度越高，白昼越长；另一半球(冬半年)昼短夜长，纬度越高，白昼则越短。
(2)直射点的纬度越高，地球上各地昼夜相差越大，出现极昼极夜的范围越大。太阳直射北回归线时，北半球各地昼最长，夜最短，北极圈及其以北出现极昼现象，而南半球则昼最短，夜最长，南极圈及其以南出现极夜现象。太阳直射南回归线时则北半球昼最短，夜最长，北极圈及其以北出现极夜现象，而南半球则昼最长，夜最短，南极圈及其以南出现极昼现象。太阳直射赤道时全球各地昼夜等长。
特别提醒
(1)昼夜长短的计算
①在日照图上，晨昏线将地球上的纬线分为昼弧和夜弧两部分，昼弧和夜弧的长短决定昼长和夜长。弧度15°为1小时。求昼长一般从晨线与经线的交点(即日出)起到昏线与经线的交点(即日落)止之间的弧度就是昼长，即昼弧弧度÷15°＝昼长时数(每小时转15°，每4分钟转1°)。
②昼长时间＝日落时间－日出时间＝(12－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2＝24－夜长时间。
同理，日出日落时刻：白昼长，则日出早日落晚；白昼短，则日出晚日落早。计算公式如下：
日出时间：12－昼长2
日落时间：12＋昼长2
(2)昼夜长短与日出日落方位
运用如图所示，可以帮助我们迅速地作出日出、日落方位和昼夜长短的判断。
例如北半球的夏半年，太阳从东北方(a处)升起，在西北方(b处)落下，日出时刻早于6点，日落时刻晚于18点，昼长夜短。
状元随笔 理解昼夜长短应注意的几个问题
(1)太阳直射某地，该地不一定昼最长、夜最短。如北半球各地夏至日这一天昼最长。
(2)昼变长、夜变短不等于昼长夜短。如北半球昼变长说明太阳直射点向北移动，可能直射南半球，此时北半球昼短夜长。
(3)太阳直射点的纬度越高，地球上各地昼夜相差越大，出现极昼和极夜的范围越大。
(4)同一纬线上各地同一天的昼夜长短相等(日出、日落地方时也相同)；同一纬线(除赤道)的昼夜长短在一年中有两个日期相同(除二分日)，且这两个日期近似关于二至日对称。
应用体验
读太阳直射点周年变化示意图，回答1～2题。
1．下列纬度全年昼夜平分的是( )
A．90° B．60°
C．30° D．0°
2．某地某日地方时5时日出，则该地该日的昼长是( )
A．10小时 B．12小时
C．14小时 D．16小时
下表为我国某城市政府机关作息时间表(表中时间均为北京时间)。据此回答3～4题。
3.根据表中信息推断，该城市可能是( )
A．哈尔滨 B．北京
C．上海 D．乌鲁木齐
4．该城市政府机关制订不同季节的作息时间表，主要依据的是( )
A．日平均气温的季节变化 B．昼夜长短的季节变化
C．正午太阳高度的季节变化 D．降水量的季节变化
探究点三 四季和五带
核心归纳
1.四季和五带的形成
2．四季的划分
(1)天文四季的划分
中国以“四立”日作为四季的开始；西方国家以“二分二至”日作为四季的开始。
(2)气候四季(北半球温带地区大多数国家采用)
状元随笔
从二十四节气的命名可以看出，节气的划分充分考虑了季节、气候、物候等自然现象的变化。其中，立春、立夏、立秋、立冬、春分、秋分、夏至、冬至是用来反映季节的，将一年划分为春、夏、秋、冬四个季节。春分、秋分、夏至、冬至是从天文角度来划分的，反映了太阳高度变化的转折点。而立春、立夏、立秋、立冬则反映了四季的开始。
3．五带的划分
应用体验
如图为我国北京、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．季节更替表现为昼夜长短和正午太阳高度的季节变化
二十四节气是我国劳动人民在生产实践中创造的文化遗产，这不仅反映季节的变化，也深刻影响着千家万户的衣食住行。读图，完成第3题。
3．二十四节气中与近日点的时间最临近的是( )
A．小寒 B．小雪
C．小暑 D．大暑
1．如图表示12月22日a、b、c、d四城市昼夜长短情况示意图，阴影部分为黑夜，由南向北排出a、b、c、d四城市的顺序( )
A．acbd B．acdb
C．cadb D．dcab
某同学将太阳能热水器支架改造成可以升降的活动方式。据此完成2～3题。
2．将支架改造成可以升降的活动方式，主要依据的地理原理是( )
A．正午太阳高度的纬度变化规律
B．正午太阳高度的季节变化规律
C．昼夜长短的日变化规律
D．昼夜长短的季节变化规律
3.春分日这一天，海南省某地(20°N,110°E)的正午太阳高度是( )
A．90° B．70°
C．20° D．0°
下表示意12月21日甲、乙、丙、丁四地的白昼时长。根据表中数据完成4～5题。
4.甲、乙、丙、丁四地中位于南半球的是( )
A．甲地 B．乙地
C．丙地 D．丁地
5．甲、乙、丙、丁四地按所处纬度从高到低的排序，正确的是( )
A．甲、乙、丙、丁 B．甲、乙、丁、丙
C．丙、丁、乙、甲 D．丁、丙、乙、甲
6．如图中斜线部分表示黑夜。读图，完成下列问题。
(1)该图表示的是每年________(节气)日的情况，此时太阳直射点的地理坐标是________。
(2)此日甲地的昼长为________小时，乙地的昼夜长短状况为________________________。
(3)图示这一天，甲、乙两地正午太阳高度较大的是________地。
(4)乙地地处五带中的________带，此时澳大利亚的季节为________季。
第2课时 地球公转与自转共同作用下产生的地理意义新知梳理自主探究
一、
1．太阳光线 地平面 正午
2．南北 大 小 赤道 北回归线 北 南回归线 南
3．强度
二、
2．(2)昼长夜短 大 极昼 昼短夜长 短 极夜 (3)相反 (4)平分
三、
1．周年
2．中纬度
3．(1)大 小 (2)3、4、5 6、7、8 9、10、11 12、1、2
四、
1．黄赤交角 热量
2．极昼极夜
3．北温带 热带 南温带
课堂互动合作探究
探究点一
1～2.解析：第1题，由图可知，位于40°N的甲地正午太阳高度为70°，故该日甲地与太阳直射点的纬度相差20°，即该日太阳直射20°N纬线。第2题，乙地的正午太阳高度为60°，故该日它与太阳直射点的纬度相差30°，乙地可能位于10°S或50°N。若乙地位于北半球，其昼长应大于12小时，而图中显示该地的昼长不足12小时，故乙地的纬度是10°S。
答案：1.B 2.C
3～5.解析：第3题，本题中太阳直射点在南回归线上，则①～④各点中离直射点越近的点即纬度越低的点，正午太阳高度越大，因此排序为②③④①。故选D。第4题，冬至日这一天乃至整个冬季，北半球都是昼短夜长，所以本题要在①～④中找出白昼最长的城市，即纬度最低的城市。故选B。第5题，日照间距只与南北变化的正午太阳高度有关，所以答案在A、B项中。纬度从低到高的顺序为②③④①，日照间距(理论)变化顺序为1.18 H、1.41 H、1.86 H、2.02 H，可以看出从南到北日照间距逐渐扩大。故选B。
答案：3.D 4.B 5.B
探究点二
1～2.解析：第1题，赤道全年昼夜平分。第2题，该地该日的昼长＝(12时－日出时间)×2，通过计算可知，应为14小时。
答案：1.D 2.C
3～4.解析：第3题，从表中时间可以看出，该城市正午时，北京时间为14：00左右，该城市地方时比北京时间晚约2小时，故该城市在90°E附近，位于我国西部，四个选项中，只有乌鲁木齐符合。第4题，由于太阳直射点的回归运动，中纬度各地昼夜长短的季节变化显著。为了更符合人们的工作与生活习惯，特制订不同季节的作息时间表。
答案：3.D 4.B
探究点三
1～2.解析：第1题，纬度越低的地区热量越充足，夏季时间应越长，故夏季时间由长到短的顺序为纬度由低到高的顺序，即广州、武汉、北京、哈尔滨，根据题意可知应选D项。第2题，低纬度地区接受太阳辐射较多，热量变化较小，故季节更替不明显；中纬度不同地区热量差异明显，季节更替明显；高纬度地区接受太阳辐射较少，温度较低，季节更替不明显；季节更替表现为昼夜长短和正午太阳高度的季节变化。
答案：1.D 2.C
3．解析：地球位于近日点时为每年的1月初，为冬至(12月22日)过后一段时间，应为小寒。
答案：A
随堂集训学业达标
1．解析：本题考查昼夜长短的变化。12月22日，北半球昼短夜长，纬度越高，夜越长，北极圈及其以北出现极夜；南半球昼长夜短。赤道上全年昼夜平分。据此排序。
答案：C
2～3.解析：第2题，该方式依据的原理是正午太阳高度的季节变化规律，B项正确。第3题，春分日，太阳直射点位于赤道(0°)；该地(20°N)与赤道相距20个纬度；根据正午太阳高度计算公式可算出当天该地的正午太阳高度为70°。
答案：2.B 3.B
4～5.解析：第4题，12月21日，太阳直射点位于南半球，南半球各地昼长夜短，即昼长大于12小时，所以丁地位于南半球。第5题，纬度越高，昼夜长短的差值越大，甲、乙、丙、丁四地的昼夜差值分别是13小时、5小时42分、1小时10分、3小时52分，故纬度从高到低的排序为甲、乙、丁、丙。
答案：4.D 5.B
6．解析：第(1)题，晨昏线与北极圈相切，北极圈内出现极昼，所以为夏至；太阳直射23°26′N,180°经线上为12：00。第(2)题，甲在赤道上，永远昼夜平分。第(3)题，距离太阳直射点所在纬度越近，正午太阳高度越大。第(4)题，乙位于极圈与北回归线之间，地处北温带；南北半球季节相反。
答案：(1)夏至 (180°，23°26′N)
(2)12 昼最长夜最短
(3)甲
(4)北温 冬
日期
变化
最大值地区
最小值地区
春分日和
秋分日
太阳直射赤道，赤道的正午太阳高度角为90°，由________向两极正午太阳高度角递减
赤道
极点
北半球
夏至日
太阳直射北回归线，北回归线的正午太阳高度角为90°，由________向南北两侧正午太阳高度角递减
北回归线及其以________地区
南半球
各纬度
北半球
冬至日
太阳直射南回归线，南回归线的正午太阳高度角为90°，由________向南北两侧正午太阳高度角递减
南回归线及其以________地区
北半球
各纬度
时间
昼夜长短
分布规律
特殊现象
夏半年(3月21日前后至9月23日前后)
________
纬度越高，昼越长，夜越短
夏至日时，北半球昼最长夜最短，极昼范围达到最________，北极圈及其以内都有________现象
冬半年(9月23日前后至来年3月21日前后)
________
纬度越高，昼越________，夜越长
冬至日时，北半球昼最短夜最长，极夜范围达到最大，北极圈及其以内都有________现象
纬度
原因
表现
赤道附近的低纬度地区
一年中昼夜长短和正午太阳高度角变化不大，全年正午太阳高度角都较大
季节更替现象不明显
极地附近的高纬度地区
昼夜长短变化最大，南北极圈内有极昼和极夜现象，且全年正午太阳高度角都很小
________地区
一年中昼夜长短和正午太阳高度角变化都很大
四季更替现象明显
日期
太阳直射的纬线
正午太阳高度的变化规律
达全年最大值地区
达全年最小值地区
春秋分日
赤道
由赤道向南北两极递减
赤道(90°)
—
夏至日
北回归线
由北回归线向南北两侧递减
北回归线
及其以北
南半球
冬至日
南回归线
由南回归线向南北两侧递减
南回归线
及其以南
北半球
图示
城市
冬至正午太阳高度
日照间距
理论
实际采用
①
24°45′
2.02 H
1.7 H
②
40°28′
1.18 H
1.2 H
③
35°21′
1.41 H
1.1～1.2 H
④
26°36′
1.86 H
1.6～1.7 H
时间
光照图示
昼弧、夜弧的
纬度变化
昼夜长短的
纬度变化
特殊节气
夏半年
北半球各昼弧长于夜弧，随纬度增高，昼弧越长，夜弧越短，北极附近出现纬线全为昼弧现象；南半球反之
北半球各地昼长夜短，随纬度增高，昼越长夜越短，北极附近出现极昼现象；南半球反之
夏至日时，北半球各地昼弧达一年中最长，夜弧最短，极昼范围达最大
春分、秋分
各纬度地区昼弧等于夜弧
全球各纬度昼夜等长
——
冬半年
北半球各地昼弧短于夜弧，随纬度增高，昼弧越短，夜弧越长，北极附近出现纬线全为夜弧现象；南半球反之
北半球各地昼短夜长，随纬度增高，昼越短夜越长，北极附近出现极夜现象；南半球反之
冬至日时，北半球各地昼弧达一年中最短，夜弧最长，极夜范围达最大
夏季(5月1日～9月30日)
冬季(10月1日～次年4月30日)
上午
9：30～13：30
上午
10：00～14：00
午休
午休
下午
15：30～19：30
下午
15：30～19：30
季节
月份
平均气温
春季
3、4、5
10 ℃～22 ℃
夏季
6、7、8
≥22 ℃
秋季
9、10、11
10 ℃～20 ℃
冬季
12、1、2
≤10 ℃
甲地
乙地
丙地
丁地
白昼时长
5小时30分
9小时9分
11小时25分
13小时56分
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