1、第一章 行星地球1.4 地球公转及其地理意义第三节 地球自转、公转及其地理意义 地球的圈层结构【高考目标定位】最新考纲特别关注地球运动的地理意义1.以重大时政事件为背景，结合光照图，综合考查地球公转的特点、昼夜长短的计算及季节的判断等内容。2.以实际生活知识，如楼间距、太阳能热水器等为切入点，考查正午太阳高度的计算。3.黄赤交角变化带来的影响是难点，但近三年考查较少。【基础知识梳理】一、地球公转的地理意义1、黄赤交角：黄道平面与赤道平面的夹角，目前是2326由于黄赤交角的存在，使太阳直射点在南北回归线之间来回移动。如图4-14。2、昼夜长短的变化（1）昼夜长短的变化规律：太阳直射哪个半球，那个
2、半球就昼长夜短。（2）昼夜长短的计算昼长=日落时间日出时间=（正午12点日出时间）2，还可以根据昼狐和夜狐所跨的经度来推算。3、正午太阳高度的变化（1）纬度分布规律：同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧递减。春秋分，太阳直射点由赤道向南北递减；夏至日，由北回归线向南北递减；冬至日，由南回归线向南北递减。（2）季节变化：同一纬度，正午太阳高度的大小随季节而变化。北回归线以北的地区：夏至日达到最大值，冬至日最小；南回归线以南的地区：冬至日达到最大值，夏至日最小；回归线之间的地区：太阳两次直射，直射时达最大值。（3）正午太阳高度的计算 公式H90，为所求点的纬度，为太阳直射点的纬度。（4）正
3、午太阳高度的应用 计算楼距、判断日影长短及方向等。4、四季和五带（1）四季 ：欧美：以“二分二至”划分 我国：以“四立”划分 北温带国家：春季：3、4、5月；夏季：6、7、8月；秋季：9、10、11月;冬季：12、1、2月（2）五带：热带（南北回归线之间）、北温带（北回归线北极圈）、南温带（南回归线南极圈）、北寒带（北极圈北极点）、南寒带（南极圈南极点）(5)、地球公转和自转的地理意义示意图【要点名师透析】一、黄赤交角变化带来的影响1.理解黄赤交角变化带来的影响，关键是弄清几种数据间的关系。如图： （1）黄赤交角=回归线的度数。（2）黄赤交角与极圈度数互余。（3）黄赤交角=晨昏线与地轴的最大夹
4、角。2.黄赤交角变化带来的具体影响影响的方面黄赤交角变大（小）太阳直射范围扩大（缩小）极昼和极夜现象范围扩大（缩小）五带的范围热带和寒带的范围扩大（缩小）温带的范围缩小（扩大）正午太阳高度角的年变化年变化幅度增大（减小）昼夜长短的年变化年变化幅度增大（减小）（赤道与寒带除外）季节的变化变化明显（不明显）二、昼夜长短的变化及计算1.昼夜长短的规律太阳直射点的位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球，哪个半球昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。如下图所示： 2.昼夜长短的变化规律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。太阳直射点向哪个半球移动，哪个
5、半球昼变长夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。如下图所示： 3.昼夜长短的计算方法（1）根据昼弧或夜弧的长度进行计算昼（夜）长时数=昼（夜）弧度数/15（2）根据日出或日落时间进行计算地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份（如下图所示）。 昼长时数=（12-日出时间）2=（日落时间-12）2夜长时数=（日出时间-0）2=（24-日落时间）2（3）根据分布特点进行计算同纬度各地的昼长相等，夜长相等。南北半球纬度数相同的地区昼夜长短对称分布，即北半球各地的昼长（夜长）与南半球同纬度地区的夜长（昼长）相等。例如，40N的昼长等于40S的夜长。 三、正午太阳高度的计算及其应用1.图示正午太
6、阳高度正午太阳高度就是一天中最大的太阳高度，也就是太阳直射当地所在经线时的太阳高度（如下图所示）。H表示当地的正午太阳高度。 2.正午太阳高度的计算正午太阳高度角=90-“两点”纬度差。“两点”指观测点和太阳直射点。若“两点”同在北（南）半球，“两点”纬度差为大数减去小数；若“两点”分别属于南北不同半球，“两点”纬度差为两点的纬度之和。 3.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,日影最短,当地的地方时是12时。（2）确定房屋的朝向合理设置房屋的朝向获得更充足的太阳光照，在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋门窗朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋门
7、窗朝北。（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；日影方向背向太阳。 （4）确定当地的地理纬度根据某地某日（如二分二至日）正午太阳高度，结合正午太阳高度的计算公式可判断该地区纬度大小。 （5）确定楼距、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。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= 。 （6）太阳能热水器的倾角调整：为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角，使太阳光与受热板呈直角。其倾角和正午太阳高度角的关系为+h=90（为倾角，h为正午太阳高度）。 【感悟
8、高考真题】（2011安徽文综T29-308分）图11为某地住宅建筑冬夏正午日照示意图，完成1011题.10该地可能是A.刚果盆地 B.撒哈拉沙漠南缘C.巴西高原 D.北美洲五大湖地区11仅考虑地球运动,图示窗户、屋檐搭配对室内光热的影响有利于夏季遮阳，冬季采光冬至到春分，正午室内的日照面积逐渐增大春分到夏至，正午屋檐的遮阳作用逐渐增强利于减少室内能源消耗A. B. C. D.【思路点拨】该地房屋的朝向和“冬夏正午”是思考第29题的关键点；正午太阳高度大小与照射屋内光斑大小间的关系是解决30题的关键点。【精讲精析】10选D，11选C。第10题，该地冬夏正午时分太阳在正南方，说明该地位于北回归线以
9、北，排除南半球的刚果盆地、撒哈拉沙漠和巴西高原三个地区。第11题，具体思路分析如下图所示： 这样的窗户、屋檐搭配利于夏季遮阳、冬季采光：冬至到春分，该地正午太阳高度逐渐增加，正午时室内日照面积逐渐缩小；春分到夏至，正午太阳高度逐渐增加，正午屋檐遮阳作用逐渐增强；冬季光照充足可以减少采暖能源消耗，夏季室内光照少可以减少制冷能源消耗。（2010四川文综T10、11）下图是某日同一经线日出时刻（地方时）随纬度变化图，图内三条曲线，其中一条是正确的。请阅读正确曲线，回答（1）、（2）题。 （1）若图表示6月22日状况，则南纬4050地区的夜长约为 （ ）A.15小时16小时20分 B.17小时19小时
10、20分C.19小时20分21小时20分 D.22小时40分23小时20分（2）若图表示南半球的状况，当北京时间12点时，下列四图中与之相符的是（ ）（1）选A，（2）选D。第（1）题，若该图表示6月22日状况，0时日出的地区会出现极昼现象，由此可判断出左下方的曲线错误；再根据图中另两条曲线的形状，结合地球表面为球面的特征可确定最上面一条曲线是正确的。南纬4050地区的夜长与北纬4050地区的昼长应该相等，从图中可以看出北纬4050地区的日出时间应该是4:30到3:50之间，根据昼长的计算公式可计算出，其昼长为15小时到16小时20分钟之间。第（2）题，题目中假设是表示南半球的状况，其中的纬度应
11、该是南纬度，越往南日出越早，白昼越长，答案只能在A、D中进行选择；当北京时间为12点时，150W的地方时为18时，D项符合题意。（2010天津文综T2）下列四座城市正午太阳高度季节变化的示意图，接近实际的是（ ）【思路点拨】选D。新加坡位于赤道附近，春分和秋分时正午太阳高度接近最大，故A错；巴西利亚位于南纬15度多一些，一年有两次最大值90度，时间位于秋分到冬至之间和冬至到次年春分之间，夏至为最小值，故B错；伦敦位于北纬50多度，冬至正午太阳高度最小，但不能为零，故C错；纽约位于北纬40度附近，冬至正午太阳高度最小，夏至最大，D图较符合实际情况。（2010海南地理T19、20）北京时间6时40
12、分，在南半球轮船上的船员看见太阳从东南方的海面升起。据此完成（1）、（2）题。（1）该轮船所在位置的经度可能是（ ）A.95E B.110E C.135E D.170W（2）这段时间内，下列地理现象可能出现的是（ ）A.地球接近公转轨道的远日点 B.东北信风带纬度位置最高C.东北平原雪花飞舞 D.北极地区冰面缩小 【思路点拨】（1）选A，（2）选C。第（1）题，太阳从东南方升起，说明太阳直射南半球，南半球日出地方时早于6时。已知北京时间6时40分，经计算可知四选项中只有A项的地方时早于6时。第（2）题，南半球的夏半年即北半球的冬半年，地球接近公转轨道的近日点，东北信风带向南移动，东北平原可能出
13、现降雪天气，北极地区冰面扩大。 （2009福建文综T101212分）读图，完成13题。1.若EF为赤道，P点出现极昼现象，则太阳直射的范围是（ ）A.020N B.020SC.20N2326N D.20S2326S2.若EF为地球公转轨道平面，PQ为地轴，下列变化可信的是 （ ）A.福州冬季均温升高 B.北温带范围变小C.全球极夜范围扩大 D.悉尼（约34S）夏季昼变长3.若O为北极点，H、P为晨昏线与某纬线的两个交点，则E点的时间可能为（ ）A.5月23日8时 B.6月22日18时C.11月23日6时 D.12月22日18时【命题立意】本题组采用一图多问的形式，主要考查昼夜长短分布和变化规律
14、及黄赤交角变化带来的影响。本题要求学生要有较强的空间想像力和思维转换能力，问题设置综合性强，对基本知识的把握要融会贯通。【精析精讲】第1题，若EF为赤道，PQ线与地轴夹角为20，P点的纬度为北纬70；P点出现极昼现象说明北纬70以北肯定是极昼，但不能确定北极圈与北纬70之间极昼范围的大小，只能判定出现极昼的最低纬度在6634N70N之间；因此，利用太阳直射点纬度与出现极昼极夜的最低纬度互余的规律，可确定直射点的纬度范围为20N2326N。第2题，当EF为地球公转轨道平面，PQ为地轴时，黄赤交角减小到了20，太阳只能直射在南、北纬20之间，因而福州冬至日时的太阳高度比现在大，冬季地面获得的太阳辐
15、射能相应增加，均温将升高。第3题，当H、P为晨昏线与某纬线的两个交点时，劣弧HP可能是夜弧，也可能是昼弧。若劣弧HP是夜弧，则昼长远大于夜长，北半球为夏半年，劣弧HP中点的时刻为0时，E点为6时，但日期11月23日与北半球为夏半年不符合；若劣弧HP是昼弧，则昼长远小于夜长，北半球为冬半年，劣弧HP中点的时间为12时，E点的时间为18时，但日期6月22日与北半球为冬半年不符合。故选D。【参考答案】1.C 2.A 3.D6.（2009浙江文综T114分）下图中，当a、c值相差20时，该地的纬度值是（ ）A.23N B.63N C.43.5N D.27N【命题立意】本题以“某地一年内正午太阳高度的变
16、化曲线示意图”为背景，考查正午太阳高度的纬度分布和季节变化规律，以及计算公式的变式应用。【精析精讲】解答本题的关键是对正午太阳高度纬度分布规律和季节变化特征的理解和把握。根据图中夏至日正午太阳高度达一年中最大，而冬至日达一年中最小可判断出该地位于北回归线及其以北地区。根据曲线变化规律，可以看出，c值可表示春分日和夏至日的正午太阳高度差值（即太阳直射点在春分日和夏至日之间的移动幅度）为23.5，且图中a小于c，a与c相差20，则a为3.5，即该地区冬至日正午太阳高度为3.5。结合正午太阳高度计算公式：H=90-纬度差，可计算出当地纬度为63N。【参考答案】B （2009海南地理T799分）一些课
17、外活动小组，分别观测了其所在学校旗杆日出时的影子OM和正午的影子ON之间夹角MON的变化情况。据此完成79题。7.某校一年之内绝大部分时间MON接近直角，该校可能位于（ ）A.中亚 B.西亚 C.东南亚 D.南欧 8.我国某学校，每年有两天不存在MON，该校可能位于的省区（简称）是（ ）A.滇 B.湘 C.皖 D.鄂9.江苏某学校，在一个月内观测到MON发生了小大小的变化，该月是（ ）A.3月 B.6月 C.9月 D.12月【命题立意】本题以活动观察材料为背景，考查正午太阳高度的季节变化和纬度分布规律，命题形式较新颖，难度不大。【精析精讲】第7题，由题干信息可知，MON接近直角，表示该地一年之
18、内绝大部分时间，太阳从正东升起，因而该地应在赤道附近，只有东南亚在赤道地区有分布。第8题，“有两天不存在MON”，说明有两天正午无影子，即该地一年内有两次直射现象，选项中只有滇有直射现象。第9题，在夏至日时，MON达到最大，所以在6月份可能观测到MON发生小大小的变化。【参考答案】7.C 8.A 9.B10.（2009天津文综T54分）科考队员在北极点附近某处一天中不同时刻拍摄了太阳照片。太阳位于a所指位置时，拍摄者看到的太阳方位和他所在地的地方时分别是（ ）A.正北 0：00 B.正北 12：00C.正南 0：00 D.正南 12：00【命题立意】本题命题形式新颖，以太阳照片为背景，考查学生
19、对太阳视运动的观察能力和极昼现象的理解判读。【精析精讲】解答本题的关键是对极昼现象的准确认识和太阳视运动的空间想像能力。根据太阳视运动特点，可以推断该处出现了极昼现象。a点时刻太阳高度最低，此时地方时应为0时；该地位于北极点附近，正午（12时）太阳位于正南方，因而0时时太阳位于正北方。【参考答案】A【考点精题精练】一、选择题僧一行在受唐玄宗之命编制大衍历时发现“日南至，其行最急，急而渐损，至春分及中而后迟，迨北至，其行最舒，而渐益之，以至秋分又及中而后益急”。据此回答1、2题。1僧一行的发现，实际上是（ ）A昼夜长短的季节变化B在一年中地球公转速度的变化 C正午太阳高度的变化D太阳直射点的季节
20、移动 2下列地理现象与僧一行的发现有因果关联的是（ ）A地表水平运动物体的偏转B气压带、风带的季节移动 C北半球冬半年短于夏半年D南极地区比北极地区更寒冷【解析】1选B，2选C。僧一行描述的是一年中地球公转速度的变化。近日点（一月初）附近，地球公转速度快，而远日点（七月初）附近，地球公转速度慢。冬至日接近近日点，夏至日接近远日点。由于冬夏季节地球公转的速度不同，北半球冬半年短于夏半年。下图示意某半年四个不同纬度地区日出时间变化（a、b、c、d、e、f代表月份，且数值abcdef）。读图回答3、4题。3.根据图中信息判断，四地大致纬度可能是（ ）A.20N、20S、45N、55SB.20S、20
21、N、45N、55NC.20N、20S、45S、55ND.20S、20N、45S、55S4.图中四地中（ ）A.地正午太阳高度变幅最大B.地四季变化最明显C.地在a月到c月中旬前日出时间最早D.地昼夜长短变幅最大【解析】3选B，4选D。第3题，由题干可知f为6月，a为11月，四地中在f都是6点之前日出，且依次日出时间越早，说明三地都在北半球，且纬度越来越高。与日出时间以赤道为界对称，说明二者纬度相同，但南北相反。第4题，地纬度低，正午太阳高度变幅不大，故A错。两地四季变化都很明显，故B错。地在a月到c月中旬前日出最早，故C错。地纬度最高，故昼夜长短变幅最大，D正确。（2011江苏百校大联考）图1
22、为“M、N两地太阳辐射的年变化示意图”。读图回答57题。 图15.M地最可能位于A赤道 B回归线 C极圈 D极点6.N地5月1日时昼夜状况是A昼长夜短 B昼短夜长 C极昼 D极夜7.5一7月间，N地获得的太阳辐射较M地多，最主要的影响因素是A太阳高度角 B昼夜长短 C天气状况 D地面状况【解析】5选A，6选C，7选B。第5题，M地太阳辐射年变化很小，且全年太阳辐射都比较大。第6题，N 地从 9 月中下旬一次年 3 月中旬太阳辐射为零，可见有极夜现象，相对时段内应该有极昼。第7题，N 地在极点附近， 5 一 7 月正午太阳高度角肯定小于 M 地， N 地的晴天肯定多于 M 地，地面多雪，对太阳辐
23、射的反射率肯定大于 M 地，所以排除选项 A 、 C 、 D 。日影有日变化和年变化。某地一天中日影最短时，北京时间为12时40分，且为一年中正午日影最长，人们发现旗杆（a）与杆影（b）等长（如下图所示），回答810题。8.该地的地理坐标为（ ）A. 110E，2134NB.110E，45NC.130E，45ND.130E，2134S9.下列关于该地所属地区的叙述，正确的是（ ）A.自然条件优越，煤铁资源丰富B.地理区位优越，海运便利C.土质疏松多孔，水土流失严重D.黑土肥沃，大豆种植面积广10.此日前后，有可能（ ）A.天街小雨润如酥，草色遥看近却无B.黄梅时节家家雨，青草池塘处处蛙C.停车
24、坐爱枫林晚，霜叶红于二月花D.欲渡黄河冰塞川，将登太行雪满山【解析】8选A，9选B，10选D。第7题，根据题干影子最短时，北京时间为12时40分，可以求出此地经度为110E；根据正午影子为一年中最长，且旗杆与杆影等长，可知为当地冬至日，此日正午太阳高度为45，可以求出该地纬度为2134。第8题，根据经纬度位置，可知该地位于我国广东沿海地区。第9题，此日为12月22日前后。（2011临沂模拟）我国某学校地理兴趣小组利用“立竿测影”的方法（如图所示）测算当地经纬度，在3月21日11：44测得影长（s）与竿长（h）相等，且竿影为一天中最短。读图完成11、12题。11.该兴趣小组在测量中必须观测和记录
25、的数据（当天太阳直射点纬度与竿长已知）是（ ）A.北京时间、竿影长度 B.竿影长度、竿影方位C.竿影方位、北京时间 D.白昼长度、太阳高度12.该学校可能位于（ ）A.山东 B.新疆 C.云南 D.吉林【解析】11选A，12选D。第11题，通过观察记录竿影对应的北京时间，可用来帮助计算当地的经度；通过记录竿影最短时的长度，可用来帮助计算当地的纬度。第12题，当地竿影最短时为其正午12时，对应的北京时间为11：44，可计算出其经度为124E；其影长与竿长相等，可知该日其正午太阳高度角为45，3月21日太阳直射赤道，由此可知该地的纬度为45N；结合该地的经纬度位置可知其位于吉林。 （2011宿州模
26、拟）图1为天气网某日天气预报的截图。据此完成13-14题。13.此时正值A.黄山毛峰刚刚上市 B.江南小镇和风细雨C.华北平原寒潮来袭 D.好望角海浪滔天14.此时太阳直射点的位置和移动方向是A.南半球，向北移B.北半球，向北移C.北半球，向南移D.南半球，向南移【答案】13选C，14选D。二、非选择题15.下图是某房地产公司在聊城市（约36N）开发的一梯两户式多层商品房平面示意图和地球公转示意图，读图回答下列问题。（27分）（1）该幢商品房阳台朝向为_方向（南或北），这样设计的目的是_。（6分）（2）若在该楼的南面再建一幢新楼，并要求新楼全年不能遮挡北楼底层的阳光，那么设计时需要考虑哪些因素
27、？（6分）（3）当地球公转到A位置时，太阳直射点的纬度为_，此时北半球的节气为_。（9分）（4）当地球从A公转到C位置时，正午屋内的光照面积的变化情况是_。从C公转到D时，聊城的昼夜长短情况是_。（6分）【解析】第（1）题，一年中聊城市（约36N）正午的太阳在正南方，为了获得更多的太阳光照，阳台应朝向南方。第（2）题，为了保证北楼底层全年都能得到阳光，要考虑当地最小的正午太阳高度（即冬至日）和两楼之间的距离。第（3）题，下图中A位置为夏至，太阳直射在2326N。第（4）题，从A到C，即从夏至到冬至，聊城的正午太阳高度逐渐变小，正午屋内的光照面积逐渐增大；从C到D，即从冬至到春分，聊城昼短夜长。
28、答案： （1）南 为了获得更多的太阳光照（2）两楼的间距、冬至日的正午太阳高度。（3）2326N 夏至（4）由小变大 昼短夜长16.下面四幅图，是同一时刻从不同位置上空观测到的昼夜情况（阴影部分代表黑夜，非阴影部分代表白昼），此时杭州（30N，120E）正值正午时刻。回答下列问题。（1）下面说法正确的是（ ）A.A图是从（0，120E）上空观测到的B.B图是从（2326N，120E）上空观测到的C.C图是从（2326N，30E）上空观测到的D.D图是从（0，120E）上空观测到的（2）若甲、乙、丙、丁的纬度分别是：56N、0、45N、5S，比较图中甲、乙、丙、丁四点这一天的昼长_（用“、”表示
29、）；比较图中甲、乙、丙、丁四点这一天的正午太阳高度_（用“、”表示）。（3）有一架飞机此刻要从A图中的甲点沿最近距离飞到C图中的丙点，飞机的飞行方向是_。（4）把此刻的昼夜分布情况转绘至下图。【解析】第（1）题，根据图形可以知道是从2326N俯视图，故A、D错；又根据题干已知120E为中午12点，因C图中央经线地方时为6点，可知其经度为30E，只有C图正确。第（2）题，这一天为6月22日，越向北白昼越长，离2326N越近，正午太阳高度越大。第（3）题，由图可知甲、丙位于晨昏线大圆圈上且在北半球，最近距离为大圆劣弧，可得知飞机飞行方向。第（4）题，绘图要求的隐含条件是绘制以南极点为中心投影图，南极圈以内为极夜，120E为正午12点。答案：（1）C（2）甲丙乙丁 丙乙丁甲（3）先东北，后东南（4）见下图。（弧线经过图中A、B、C三点，上半部着色）