1.1 地球的自转和公转(word教参)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中地理选择性必修第一册（人教版2019）

第一章　地球的运动 第一节　地球的自转和公转 课程标准 任务目标 核心素养 结合实例，说明地球运动的地理意义 1.理解地球自转和公转的方向、周期、角速度和线速度的变化等基本特征。 2.结合示意图和动画，理解黄赤交角的形成及其影响。 3.掌握太阳直射点的回归运动的规律 1.综合思维：运用教具演示黄赤交角的产生，综合分析黄赤交角及其影响。 2.地理实践力：运用地球的自转和公转规律，解释生产、生活中的地理现象，指导人们的生产生活。 3.人地协调观：绘制图示，了解太阳直射点的移动规律，并探讨其对人类活动产生的影响 （见学生用书P4） 一、地球的自转 1.概念：地球绕其　①　自转轴　的旋转运动。地球的自转轴叫作　②　地轴　，它的北端始终指向　③　北极星　附近。 2.方向：地球自转方向为　④　自西向东　（如图A）。【注1】若从北极上空俯视，其自转方向呈逆时针（如图B）；若从南极上空俯视，其自转方向呈　⑤　顺　时针（如图C）。简说为“北逆南顺”。 3.周期【注2】 周期 时间长度 旋转角度 参照物 意义 　⑥　太阳日　 24时 360°59' 　⑦　太阳　 昼夜交替周期 恒星日 　⑧　23时56分4秒　 360° 距地球遥远的同一恒星 地球自转的　⑨　真正周期　 4.速度【注3】 （1）角速度：地球表面除南北两极点外，任何地点的自转角速度都　⑩　相等　，约为　⑪　15°/h　。 （2）线速度：自赤道向两极递减；　⑫　赤道　最大（1 670 km/h），极点为0。【注4】 二、地球的公转 1.概念：地球绕　⑬　太阳　的运动。 2.方向：　⑭　自西向东　。从北极上空 看，呈　⑮　逆　时针方向绕日公转；从南极上空看，呈顺时针方向绕日公转。 3.周期 周期 参照物 时间长度 意义 　⑯　回归年　 太阳 365日5时48分46秒 太阳回归周期 恒星年 　⑰　恒星　 365日6时9分10秒 地球公转的真正周期 4.公转轨道与速度：地球公转轨道是近似正圆的　⑱　椭圆　轨道，太阳位于椭圆的一个焦点上。如下图。【注5】 三、黄赤交角及其影响 1.黄赤交角【注6】 （1）赤道平面：过地心并与地轴垂直的平面。 （2）黄道平面：地球公转轨道平面。 （3）黄赤交角：赤道平面与黄道平面之间的交角，目前是　㉓　23°26'　。 （4）影响：引起太阳直射点在　㉔　南北回归线　之间做往返运动。 2.二分二至日地球的位置：春分日时地球在图中的　㉕　②　位置，　㉖　夏至　日时地球在图中的③位置，秋分日时地球在图中的　㉗　④　位置，　㉘　冬至　日时地球在图中的①位置。 3.黄赤交角的影响——太阳直射点的回归运动 （1）太阳直射点：地表接受太阳　㉙　垂直照射　的点。 （2）太阳直射点的移动规律 （3）周期：一个　㉚　回归　年。 1.（判断）我们日常生活中的一天是指一个太阳日。 （　√　） 2.（判断）纬度越低，地球自转速度越快。 （　×　） 3.（判断）黄赤交角的度数决定了回归线的度数。 （　√　） 4.（判断）极圈的度数＝90°－黄赤交角的度数。 （　√　） 5.（单选）下列有关地球自转速度的叙述，正确的是（　A　） A.南极洲的长城考察站、开普敦、北京三地的地球自转角速度相同 B.广州、上海、北京、哈尔滨四地的地球自转线速度依次增大 C.南、北纬30°处，地球自转线速度为赤道上的一半 D.南、北极点的自转线速度为0，角速度为15°/h 解析： 除南北极点外，地球上各地的自转角速度都相等，均为15°/h。地球自转线速度是从赤道向两极递减，两极点为0。广州、上海、北京、哈尔滨四地的纬度越来越高，故自转线速度应该越来越小。南、北纬60°处，地球自转线速度约是赤道上的一半。 【注1】 思考1：能证明地球自西向东自转的生活事例有哪些？ 提示 日月星辰的东升西落、科技馆中的傅科摆等。 【注2】 辨析：太阳日与恒星日 地球自转周期中的太阳日是人们日常的计时单位，是指太阳东升西落再东升的周期，对人类活动影响明显，而恒星日是地球自转的真正周期。 【注3】 点拨：地球自转的角速度和线速度 （1）纬度相同，线速度相同；纬度越低，线速度越大。同一纬度，海拔越高，线速度越大。 （2）赤道上空的地球同步卫星运行的角速度与地面对应点的角速度相同，均为15°/h；线速度大于地面对应点的线速度。 （3）某地自转线速度计算公式：v＝1 670 km/h×cosα（α为当地纬度）。 （4）极点的角速度和线速度均为0。 【注4】 思考2：“坐地日行八万里，巡天遥看一千河。”这两句诗主要反映了地球运动的哪种形式？与诗句最吻合的地点在哪里？ 提示 地球的自转。与诗句最吻合的地点是赤道。因为赤道周长约四万千米，随着地球自转一周，赤道上转过的距离就是八万里（1里＝500米）。 【注5】 深化：近日点、远日点的判定 （1）从日期判断：1月初，地球位于近日点附近；7月初，地球位于远日点附近。 （2）从公转速度判断：地球在近日点附近时，公转速度较快，反之则较慢。 （3）从地球公转轨道的长轴和短轴判断：近日点和远日点位于长轴两端。距离太阳最近的点为近日点，反之为远日点。 （4）从直射位置判断：连接太阳和地球的中心，观察太阳直射的位置，若直射南回归线附近则位于近日点附近，若直射北回归线附近则位于远日点附近。 （5）从节日判断：元旦时接近近日点。 【注6】 深化：黄赤交角相关数据关系 （1）黄赤交角＝回归线的纬度数＝1/2太阳直射点移动的纬 度范围＝1/2热带范围＝北（南）寒带跨度范围 （2）黄赤交角＝90°－极圈纬度数＝晨昏线与地轴的最大夹角 （3）地轴与黄道平面的夹角为66°34'，其与黄赤交角互余。 [教材P3（上）思考] 从北极上空看，地球自转呈逆时针方向旋转。从南极上空看，地球自转呈顺时针方向旋转。 [教材P3（中）思考] 1.地球自转线速度由赤道向两极递减，赤道最大，极点为0。 2.南北两极点的角速度和线速度均为0。 [教材P4（中）思考] 由于地球绕日公转的速度随日地距离不同而略有变化，在北半球夏半年，地球位于公转轨道的远日点附近，公转速度较慢，用时较多，所需天数多；而在北半球冬半年，地球位于公转轨道的近日点附近，公转速度较快，用时较少，所需天数少。 [教材P6活动] 绘图略。 （见学生用书P6） 探究点1　地球自转和公转的特点 　　舜以天下让善卷。善卷曰：“余立于宇宙之中，冬日衣皮毛，夏日衣葛絺；春耕种，形足以劳动；秋收敛，身足以休食；日出而作，日入而息，逍遥于天地之间而心意自得。吾何以天下为哉！悲夫，子之不知余也！”遂不受。于是去而入深山，莫知其处。 ——《庄子·让王》 1.（综合思维）“日出而作，日入而息，逍遥于天地之间而心意自得”是我国古代劳动人民辛勤劳作的真实写照，这其中暗含了怎样的地理信息？ 提示 “日出”“日入”是太阳视运动的表现，它是地球作为行星绕太阳这颗恒星自转的反映。 2.（地理实践力）地球自转周期的长短对我们日常生活有何影响？ 提示 地球自转周期为24小时，它使地球表面昼夜温差不是很大，对生物生存有利；一天之内最高气温出现在地方时14时左右，最低气温出现在日出前后，对我们的作息时间以及生物的活动影响较大。 1.地球自转和公转运动的特征 地球自转和公转运动的特征既有相同点也有不同点，还有相关性，具体如下表所示： 自转 公转 方向 自西向东（从北极上空俯视——逆时针；从南极上空俯视——顺时针） 地轴空 间指向 空间指向不变，北端始终指向北极星附近 运动周期 以遥远的 恒星为参 照点 1恒星日＝23时56分4秒 1恒星年＝365日6时9分10秒 以太阳 为参照点 1太阳日＝24小时 1回归年＝365日5时48分46秒 速度 角速度 除南北极点外，各地均约为15°/时（或1°/4分） 平均约1°/天 近日点快（1月初），远日点慢（7月初） 线速度 因纬度而异，自赤道（1 670 km/h）向两极（0 km/h）递减 平均约30 km/s 关系 地球自转的平面（赤道平面）与公转轨道平面（黄道平面）目前存在23°26'的交角（黄赤交角） 2.地球自转线速度的影响因素及其应用 影响因素 变化规律 关系 纬度（同一海拔） 纬度相同，线速度相同；纬度越低，线速度越大 负相关 海拔（同一纬度） 海拔越高，线速度越大 正相关 （1）判断南、北半球：由北向南，自转线速度越来越大的为北半球；反之，为南半球。 （2）判断纬度带：自转线速度0—837 km/h→高纬度；837—1 447 km/h→中纬度；1 447—1 670 km/h→低纬度。 （3）判断地势高低：某地自转线速度等值线凸向低值处，说明该地线速度比同纬度其他地区大，即地势较高；线速度等值线凸向高值处，说明该地线速度比同纬度其他地区小，即地势较低。下图中，A可能为山地、高原，B可能为谷地、盆地。 　　下图为世界某区域图，图中纬线L1在地球表面自转线速度大约是1 300千米/时，纬线L2在地球表面自转线速度大约是1 320千米/时。据此完成（1）—（3）题。 （1）图示区域大部分位于（　　） A.北半球中纬度 B.北半球低纬度 C.南半球中纬度 D.南半球低纬度 （2）图中a、b两点地球自转线速度的差异和原因为（　　） A. a点地势高，自转线速度大 B. b点地势低，自转线速度大 C. a点纬度高，自转线速度大 D. b点地势平坦，自转线速度大 （3）该地某人连续两次看到太阳最高的时间间隔为（　　） A.23时56分4秒 B.24时 C.23时3分56秒 D.一个恒星年 答案：（1）A　（2）A　（3）B　 解析： 第（1）题，地球自转的线速度由赤道向两极递减，赤道的线速度最大，约为1 670千米/小时，其他纬度的线速度＝赤道的线速度×该纬度的余弦值。由此可知，30°纬线处的线速度约是1 447千米/小时，60°纬线处的线速度约是837千米/小时。低纬度范围是0°—30°，中纬度是30°—60°，高纬度是60°—90°。已知纬线L1在地球表面自转线速度大约是1 300千米/小时，纬线L2在地球表面自转线速度大约是1 320千米/小时，且L1在L2的北侧，可判断图示区域大部分在北半球中纬度，A项正确。第（2）题，读图可知，a、b两点海拔不同，a点地势高，自转线速度大，A项正确。第（3）题，该地某人连续两次看到太阳最高的时间间隔，就是以太阳作参照物，地球自转一周的时间，为太阳日，即24时，B项正确。如果以距地球遥远的恒星作参照物，地球自转一周的时间为恒星日，时间为23时56分4秒。 　　读地球自转线速度随纬度变化图（图甲）和地球公转速度变化图（图乙），完成（4）—（5）题。 （4）下列关于地球运动速度的描述，正确的是（　　） ①地球自转的线速度自赤道向两极递减　②地球自转的角速度各处都相等　③地球公转的线速度是均匀的　④地球公转的线速度和角速度都是近日点最快、远日点最慢 A.①② B.③④ C.①④ D.②③ （5）图甲M点的纬度、图乙N点的月份分别是（　　） A.30°　1月 B.60°　7月 C.60°　1月 D.30°　7月 答案：（4）C　（5）B　 解析： 第（4）题，由图可知，不考虑地形起伏的条件下，地球自转线速度赤道处最快，向两极逐渐减小，极点为0，①描述正确。地球自转角速度除两极点外各处相等，②描述错误。地球公转速度1月初最快，此时地球位于近日点，单位时间内所经过的角度也大，即角速度大；地球公转速度7月初最慢，此时地球处于远日点，单位时间内所经过的角度也小，即角速度小，③描述错误，④描述正确。综上所述，C项正确。第（5）题，N点表示地球处于公转速度最慢的时候，所以处在7月初。地球60°纬线上的自转线速度大约是837 km/h。M点自转线速度为835 km/h，所以M点纬度为60°。综上所述，B项正确。 探究点2　黄赤交角及其影响 　　美国《自然》杂志发表的一项研究报告指出：在地球形成初期，一颗偏离正轨的年轻恒星接近太阳，这颗恒星牵引形成之中的地球，最终使地球轨道与太阳轨道之间形成一个倾斜角。这个倾斜角就是黄赤交角，它影响太阳直射的范围，对地球的自然地理环境产生了巨大的影响。 1.（地理实践力）在下图中，标出黄道平面、赤道平面和黄赤交角（∠α）的数值，用斜线标注有太阳直射现象的范围。 提示 如下图。 2.（综合思维）太阳直射的范围与黄赤交角有何关系？若黄赤交角变为24°，太阳直射范围将会如何变化？ 提示 太阳直射的范围为23°26'N—23°26'S，其跨越的纬度大小相当于黄赤交角的二倍。若黄赤交角变为24°，太阳直射点将在24°N—24°S移动，太阳直射范围变大。 3.（地理实践力）在下图中绘制出太阳直射点随季节变化在地球表面的移动轨迹曲线和二分二至日时太阳直射光线和直射点所在纬度。 　 提示 如下图。 1.黄赤交角的特点 黄赤交角的特点可概括为“一轴、两面、三角度”和“三个不变与两个变”。 特点 含义 一轴 两面 三角 度 一轴 地轴 两 面 黄道平面 地球公转的轨道平面 赤道平面 地球自转的平面，与地轴垂直 三 角 度 黄赤交角 黄道平面与赤道平面的夹角，目前为23°26' 地轴与黄道 平面夹角 与黄赤交角互余，为66°34' 地轴与赤道 平面夹角 90° 三个 不变 与两 个变 三个不变 地球在公转过程中，地轴的北端始终指向北极星附近 地球自转和公转方向不变 目前黄赤交角大小基本不变，为23°26' 两个变 地球在公转轨道的不同位置，黄道平面与赤道平面的交线、地轴与太阳光线的相对位置是变化的 2.黄赤交角的影响 （1）引起太阳直射点的季节移动。在地球公转过程中，引起太阳直射点在南北回归线之间的往返运动，运动规律见下图： （2）决定五带的范围。有太阳光直射的区域（南北回归线之间）为热带，有极昼极夜的区域（南北极圈到相应极点）为寒带，既无太阳光直射也无极昼极夜的区域为温带。 （3）黄赤交角变化对太阳直射点移动范围、速度及五带范围等的影响。 3.太阳直射点南北移动 （1）太阳直射点回归运动的速度：在一个回归运动周期里，太阳直射点南北往返移动的纬度距离为23°26'×4＝93°44'，即可估算出其平均速度约为每月8个纬度，或者约每4天1个纬度。据此可推算出具体某天太阳直射点的大致纬度。 （2）太阳直射点的南北移动方向 日期 太阳直射点位置及移动方向 春分日 3月21日前后 位于赤道，直射点向北移动 夏至日 6月22日前后 位于北回归线，直射点开始向南移动 秋分日 9月23日前后 位于赤道，直射点向南移动 冬至日 12月22日前后 位于南回归线，直射点开始向北移动 4.地球公转轨道上二分二至日的判断 （1）日地距离法。如下图，A点日地距离较近，时间为1月初，应为北半球冬至日稍后；B点日地距离较远，时间为7月初，应为北半球夏至日稍后。再结合地球的公转方向判断C为北半球春分日稍后，D为北半球秋分日稍后。 （2）地轴倾向法（连线法） ①连接日心和地心，将该线作为太阳光线。 ②该线与地球表面的交点为太阳直射点（因为太阳光线与该点的地球表面垂直）。 ③观察该点所在的南北半球位置：若在北半球则为北半球夏至日（太阳直射北回归线）；若在南半球则为北半球冬至日（太阳直射南回归线）。 　　读太阳直射点的移动示意图，完成（1）—（2）题。 （1）若移动轨迹是③，则与②相比，太阳直射点南北移动的纬度数每日比②（　　） A.约少2' B.约多2' C.约少4' D.约多4' （2）若移动轨迹是①，则（　　） A.热带范围将缩小6个纬度 B.温带范围将扩大6个纬度 C.6月22日极昼范围将缩小6个纬度 D.寒带范围将扩大6个纬度 答案：（1）A　（2）D　 解析： 第（1）题，读图分析，从春分日到夏至日大约需要3个月即90天的时间，再根据太阳直射点移动的纬度范围，可估算出每日太阳直射点平均移动的纬度数。若移动轨迹是③，与②相比，回归线的度数减小了3°，因此平均到每一天，移动的纬度大约减少了3×60'/90＝2'，A项正确。第（2）题，若移动轨迹是①，则回归线的度数比现在增大了3°，热带的范围将增加6个纬度，A项错误。温带的范围将缩小12个纬度，B项错误。极圈的度数将比现在缩小3°，因此寒带范围将扩大6个纬度，6月22日极昼范围将扩大3个纬度，C项错误，D项正确。 　　国务院批复设立的“中国农民丰收节”，定在每年的秋分日，到2024年已连续举办七届。下图为地球公转示意图。据此完成（3）—（5）题。 （3）“中国农民丰收节”这天，地球位于图中（　　） A.甲处 B.乙处 C.丙处 D.丁处 （4）“中国农民丰收节”过后，我国即将迎来（　　） A.挂国旗，欢度国庆 B.放风筝，踏青插柳 C.放鞭炮，守岁迎春 D.望双星，鹊桥相会 （5）设立“中国农民丰收节”的主要意义是（　　） A.提高农产品的销售价格 B.增加粮食单位面积产量 C.改变农作物的耕作制度 D.传承弘扬中华农耕文明 答案：（3）B　（4）A　（5）D　 解析： 第（3）题，“中国农民丰收节”在每年的秋分日。读图可知，乙处为秋分日，B项正确。第（4）题，北半球秋分日为9月23日前后，秋分日过后，太阳直射点向南移，逐渐接近我国的国庆节（10月1日），A项正确。第（5）题，我国农耕文明历史悠久，设立“中国农民丰收节”有利于传承弘扬中华农耕文明，D项正确。 （见学生用书P10） 1.区域认知——探究航天基地建设 【素养培优】 　　下图为世界主要航天发射场及发射平台分布图。 （1）指出世界各国航天发射场纬度分布的共同特征。 （2）说明海上发射场及发射平台建在赤道地区的原因。 （3）世界各国大多采取向东发射的方式将卫星送入轨道，说出其主要目的。 提示 （1）多分布在中低纬度地区。 （2）赤道地区地球自转的线速度最大，航天器在发射过程中可获得较大的初始速度，节省燃料。 （3）地球自转的方向为自西向东；向东发射，顺地球自转方向，利于节省燃料。 【热点解读】 （1）航天发射基地选址的条件 气象条件 晴天多、阴雨天少，风速小，湿度低，有利于发射和跟踪 纬度因素 纬度低，自转线速度大，可以节省燃料，降低成本 地势因素 地势越高，地球自转线速度越大 地形因素 地形平坦开阔，有利于跟踪观测 海陆位置 大陆内部气象条件好，隐蔽性强，人烟稀少，安全性强；海上人类活动少，安全性强 交通条件 内外交通便利，有利于大型航天装备的运输 安全因素 出于国防安全考虑，有的建在山区、沙漠地区，有的建在地广人稀处 （2）航天器发射时间、方向的选择 时间 一天中一般选择在晴朗无云的夜晚，主要是便于定位和跟踪观测 我国发射时间主要选择在北半球冬季，是为了避开南半球恶劣的海况（冬季西风带势力更强，风力大），以便航天测控网对飞船的监控、管理、回收 方向 一般与地球运动方向一致，向东发射可充分利用自转线速度，节约能源 （3）航天回收基地选址的条件 ①地形平坦，视野开阔，便于搜救。 ②人烟稀少，有利于疏散人群，保证安全。 ③气候干旱，多晴朗天气，能见度高。 ④地质条件好。 ⑤无大河、湖泊，少森林的地区。我国的回收场地就选在了内蒙古自治区的中部地区。 2.地理实践力——观测天体运动 【素养培优】 　　我国两个中学的天文爱好小组成员，分别在两学校附近用天文望远镜观测北极星附近的星空。图甲为甲中学天文望远镜放置状况及其拍摄的星空照片，图乙为乙中学天文望远镜放置状况及其拍摄的星轨照片。 （1）比较甲、乙两中学纬度位置的高低，并说明判断理由。 （2）两个中学的天文爱好小组成员都发现恒星似乎围绕北极星附近的某点做圆周运动，而观察不到北极星做圆周运动，请解释该现象。 （3）乙中学天文爱好小组成员在整个观察期间发现某颗恒星围绕北极星附近的某点呈逆时针方向转动了90°。推测天文爱好小组此次观察星空活动所用的时间，并阐述理由。 提示 （1）甲中学纬度较低，乙中学纬度较高。原因：观察天文望远镜的放置状况，图甲中天文望远镜与地平面夹角较小，说明北极星高度较低，因此甲中学纬度较低；图乙中天文望远镜与地平面夹角较大，说明北极星高度较高。 （2）地轴北端指向北极星附近的某点，由于地球不停自转，因此在北半球观察，恒星似乎围绕该点做圆周运动；由于北极星距离恒星绕转的某点很近，看起来似乎位于地轴北端的延长线上，且北极星距离地球极其遥远，因此从地球上观察难以发现北极星做圆周运动。 （3）约6小时。理由：某颗恒星围绕北极星附近的某点呈逆时针方向转动，是地球自西向东自转的反映。因地球自转角速度约为15°/小时，受其影响，恒星呈逆时针方向转动的角速度也是约15°/小时，因此，观察期间某恒星转动了90°，用时约6小时。 【热点解读】 恒星视运动 （1）在北半球看，恒星在视轨迹上以北极星附近的某点（北天极）为中心做圆周运动。恒星距离地球无限远，其视位置始终不变，而地轴北端永远指向北极星附近，因此随着地球自转，星辰的运动看上去是以北极星为中心。 （2）北半球的纬度越高，北极星相对地平线的高度越高。从北半球观测北极星的仰角等于当地地理纬度。 （3）视运动速度：恒星视运动实质为地球自转运动的反映。地球自西向东自转角速度为15°/小时，故恒星视运动角度变化也是15°/小时。 （4）地球自西向东自转，则恒星视运动为自东向西。故恒星视运动为绕北天极逆时针旋转，绕南天极顺时针旋转。例如，北半球地平面上看北极星附近（视位置）的a恒星视运动就是自东向西（逆时针），故a恒星的视轨迹图上1、2、3三点中，摄影师的曝光点依次是1、2、3。 学科网（北京）股份有限公司 $$