1.2 第1课时 地球公转的特征 太阳直射点的回归运动 正午太阳高度角的变化(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中地理选择性必修第一册（鲁教版）

第二节　地球公转的意义 第1课时　地球公转的特征　太阳直射点的 回归运动　正午太阳高度角的变化 课标展示 素养考查 　　结合实例，说明地球运动的地理意义。 1.借助多媒体课件了解地球公转的基本特征，并解释黄赤交角大小与太阳直射点的关系。(区域认知、地理实践力、综合思维) 2.结合太阳直射点移动轨迹示意图，说明太阳直射点的移动规律。 (综合思维) 3.能够正确区分太阳高度与正午太阳高度，理解正午太阳高度的纬度和季节变化规律并能进行相关的计算。 (区域认知、综合思维) 4. 能够运用正午太阳高度变化规律解释相关的现象，并说明在生产、生活中如何合理利用太阳能为人类服务。(人地协调观、地理实践力) 一、地球的公转 1．概念：地球绕太阳的运动。 2．方向：自西向东。 3．周期：1恒星年＝365日6时9分10秒 4．轨道：接近正圆的椭圆。 5．速度 图中位置 时间 速度 公转位置 A点 1月初 较快 近日点 B点 7月初 较慢 远日点 二、太阳直射点的回归运动 1．几个基本概念 (1)黄道平面：地球绕太阳公转的轨道平面。 (2)赤道平面：通过地心与地球自转轴垂直的平面。 (3)黄赤交角：黄道平面与赤道平面的夹角。 2．黄赤交角的大小及影响 (1)目前，黄赤交角是23°26′。 (2)影响：使太阳直射点在南、北回归线之间往返移动。 3．太阳直射点的回归运动 (1)周期：1回归年即365日5时48分46秒。 (2)表现 ①夏至日时，太阳直射点位于北纬23°26′；此后太阳直射点逐渐向南移动，秋分日时，太阳直射于赤道上。 ②太阳直射点继续向南移，当移动到南纬23°26′时，即为冬至日。 ③此后太阳直射点开始向北移动，春分日时，太阳又直射于赤道上。 (3)图示 [温馨提示]　如果黄赤交角为0°，则太阳始终直射赤道，全球终年昼夜平分，地球上不再有昼夜长短与正午太阳高度的季节变化。 三、正午太阳高度角的变化 1．太阳高度和正午太阳高度 (1)太阳高度：太阳光线与地平面之间的夹角，叫作太阳高度角，简称太阳高度。 (2)正午太阳高度：一天中太阳高度最大值出现在正午。 2．正午太阳高度的变化原因：黄赤交角的存在、太阳直射点的南北移动。 3．正午太阳高度的纬度(空间)变化规律(以北半球为例) 同一时刻，各地正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。 (1)春、秋分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减，如图中b折线所示。 (2)夏至日：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减，如图中c折线所示。 (3)冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减，如图中a折线所示。 4．正午太阳高度的季节(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 北回归线及其以北地区 南半球各纬度地区 冬至日 南回归线及其以南地区 北半球各纬度地区 二分日 赤道 极点 1．判断题 (1)地球位于近日点时，北半球是夏季；地球位于远日点时，北半球是冬季。(　　) (2)春分日和秋分日时黄赤交角为0。(　　) (3)国庆节之后太阳直射点位于南半球并向南移动。(　　) (4)北半球夏至日时，南回归线及其以南地区正午太阳高度达到一年中的最大值。(　　) [提示] (1)×　每年1月初，地球处于近日点附近，为北半球的冬季；7月初，地球处于远日点附近，为北半球的夏季。 (2)×　地球公转时，地轴的空间指向保持不变，因此黄赤交角的大小不因季节而变化。 (3)√　国庆节位于秋分日和冬至日之间，此时太阳直射点位于南半球并向南移动。 (4)×　北半球夏至日时，太阳直射北回归线，北回归线及其以北地区正午太阳高度达到一年中最大值，南半球达到最小值。 2．连线题 将日期与太阳直射点的位置连线。 要点一　黄赤交角与太阳直射点的移动 材料　广东从化北回归线标志塔位于从化市太平场油麻埔村三甲子坡地上，塔身的形状像一枚火箭，直指蓝天，塔顶是一个直径1.2米的空心铜球，其圆孔的垂线与塔底中央嵌有一颗铜心相对。在每年夏至日的中午12时26分，太阳光线会透过铜球的圆孔直射到塔内正中点，这个时候人立于塔底铜心，抬头仰望，从塔心及铜球的一个圆孔窥见苍穹，你会发现自己的影子消失无踪，一年仅此一次立杆不见影之奇观。 [问题探究] (1)站在北回归线标志塔下，连续两次看到太阳光线透过铜球的圆孔直射到塔内正中点的时间间隔是多少？ [提示] 应是一个回归年，即365日5时48分46秒。 (2)夏至日我们参观从化北回归线标志塔，正午时站在回归线南北两侧的两个人的影子朝向有何差异？ [提示] 站在回归线北侧的正午影子朝北，而此时站在回归线南侧的正午影子朝南。 1．黄赤交角是指黄道平面(地球公转道平面) 与赤道平面的夹角。如图所示： 2．黄赤交角变化的影响 (1)(由图3可以看出)与黄赤交角相关的角度及其关系： 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角。 (2)若黄赤交角出现变化，则引起如下变化： 黄赤交角 回归线 极圈 直射点 热量带 变大 度数变大，向两极移动 度数变小，向赤道移动 南北移动的范围增大 热带、寒带范围变大，温带范围变小 变小 度数变小，向赤道移动 度数变大，向两极移动 南北移动的范围减小 热带、寒带范围变小，温带范围变大 为零 黄道面与赤道面重合，太阳终年直射赤道，地球上无季节变化和昼夜长短变化，以及正午太阳高度的年变化 在地球公转过程中，若以地球为参照系，可看到太阳在黄道上运行。图1是赤道平面与黄道平面的示意图，图2是太阳在黄道上的视运行轨迹图。读图，回答下题。 图1 图2 6月初，太阳在黄道上的位置是(　　) A．甲　　　　　　　 B．乙 C．丙 D．丁 [解题导引]　获取和解读信息 第一步　获取信息 材料信息：以地球为参照系，可看到太阳在黄道上运行。 图示信息：图1显示了黄赤交角；图2显示了黄道上的太阳的视运动轨迹。 第二步　解读信息 由图1中的黄赤交角可知，地球围绕太阳公转的运行轨道与赤道平面不是重合的，由图2显示的视运动轨迹，可知视运动轨迹是自东向西在黄道上移动，结合图中显示的二分二至点可推知6月初在黄道上的位置。 [尝试解答]　______ [解析]　从图1中可看出黄赤交角(23°26′)，因为地球围绕太阳自西向东公转，若以地球为参照系，可看到太阳在黄道上运行，结合图2中太阳在黄道上的运行轨迹可判断运行方向是自右向左，联系图中显示的四个节气点，可知6月初在夏至日之前，对应图2中丁位置。 [答案]　D 读黄赤交角示意图，完成1～2题。 1．图中字母表示黄赤交角的是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 2．当阳光从③处直射地球时，北半球节气为(　　) A．春分 B．夏至 C．秋分 D．冬至 解析　第1题，黄赤交角是黄道面和赤道面的交角，据图可知，①是黄赤交角。第2题，当阳光从③处直射地球时，也就是太阳直射南回归线，日期是12月22日前后，是北半球的冬至日。 答案　1.A　 2.D 2020年10月23日上午10点，纪念中国人民志愿军抗美援朝出国作战70周年大会在北京人民大会堂举行，习近平总书记在纪念大会上发表重要讲话，隆重纪念这一对中国和世界都有着重大而深远意义的正义之战。结合下图，完成3～4题。 3．10月23日太阳直射点的位置大约在(　　) A．①②之间 B．②③之间 C．③④之间 D．④①之间 4．在纪念中国人民志愿军抗美援朝出国作战70周年大会后的十天内，关于太阳直射点移动的叙述正确的是(　　) A．直射点一直在北半球 B．直射点先向北移动再向南移动 C．直射点一直在南半球 D．直射点先向南移动再向北移动 解析　第3题，读图可知，当太阳直射点位于③时，为秋分日(9月23日前后)，当太阳直射点位于④时，为冬至日(12月22日前后)，所以10月23日太阳直射点的位置大约在③④之间。第4题，纪念中国人民志愿军抗美援朝出国作战70周年大会是在2020年10月23日举行的，在此后的十天内，太阳直射点位于南半球并一直向南移动。 答案　3.C　4.C 要点二　正午太阳高度角的变化 材料　根据2018年最新楼间距国家标准规定，房屋前后间距为：普通小区居住用房可以用“楼高/楼间距＝l/1.2”比值计算。并按以冬至日日照时间不低于1小时(楼房最底层窗户)为标准。小区业主可根据该标准判断楼间距是否合理。 [问题探究] (1)小区业主为什么这么重视楼间距问题？ [提示] 楼间距与太阳光照相关，在太阳高度一定的情况下楼间距的大小会影响到采光条件的好坏。 (2)假如你想入手一套楼房，从太阳光照的角度，你会选择哪一天去选房？请说明你的理由。 [提示] 冬至日。冬至日太阳高度达到一年中的最低值，只要这一天楼房窗户的太阳光不被遮挡，其他时间就不会影响采光问题。 1．正午太阳高度的变化规律 (1)正午太阳高度的季节变化规律 北回归线及其以北地区 一年有一次最大值(6月22日前后)，一次最小值(12月22日前后) 南回归线及其以南地区 一年有一次最大值(12月22日前后)，一次最小值(6月22日前后) 南、北回归线之间(除赤道外) 一年有两次最大值(太阳直射时最大)，一次最小值(南半球出现在6月22日前后、北半球出现在12月22日前后) 赤道地区 一年有两次最大值(春分、秋分)，两次最小值(夏至、冬至) 递变规律 来增去减(直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度增大，移去则减小) (2)正午太阳高度的年变化规律 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°26′增大至46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′ 回归线至极圈之间 各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′) 极圈以内地区 纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小至23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′ (3)正午太阳高度的变化幅度 ①赤道地区和南、北两极地区的年正午太阳高度最大差值均为23°26′。 ②0°到南、北纬23°26′之间的地区(或热带地区)，年正午太阳高度最大差值从23°26′增大到46°52′。 ③南、北纬23°26′到南、北纬66°34′之间的地区(或南北温带)，年正午太阳高度最大差值均为46°52′。 ④南、北纬66°34′至极点之间的地区(或南北寒带)，年正午太阳高度最大差值从46°52′减小到23°26′。 2．正午太阳高度的计算公式 H＝90°－两点纬度差。 注：①H：正午太阳高度角。 ②两点：指观测点、太阳直射点。 ③纬度差：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 某地太阳高度达到一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。 (2)确定房屋的朝向 北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；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 正午太阳高度角越大，日影越短；正午太阳高度角越小，日影越长，且日影方向背向太阳。 (4)太阳能热水器的安装 太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度的季节变化而调整角度，集热板与地面之间的夹角应等于当天正午太阳高度的余角，如下图所示，α＋H＝90°时效果最佳。 在集热板(真空管)的倾角α与正午太阳高度H互余的情况下，太阳能热水器的热能利用率最高。为了更有效地利用太阳能，从理论上讲集热板的倾角α应随季节的变化进行调节。 (5)与房间采光的关系 一般情况下，正午太阳高度越大，照射到房间里的面积越小，即夏季照射面积小，冬季照射面积大。北回归线以北的地区，太阳光线正午从南窗射入；南回归线以南的地区，太阳光线正午从北窗射入。 (6)确定地理纬度 根据正午太阳高度计算公式可计算出当地地理纬度。 (7)推算楼间距 纬度较低的地区，楼间距较小；纬度较高的地区，楼间距较大。如下图所示我国某地，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＝h·cot H。 (2022·广东卷)2021年10月16日，神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，将我国3名航天员顺利送入距离地表约400 km的中国空间站。2022年4月16日，航天员安全返回地球。据此完成(1)～(2)题。 符合航天员驻留期间空间站绕太阳运动角速度大小变化的是(　　) (1)A.①　　　　　 B．② C．③ D．④ (2)驻留期间，酒泉卫星发射中心发射塔与广州市区广州塔两地每天正午太阳高度的差值(　　) A．先变大后变小 B．先变小后变大 C．持续不断变大 D．始终保持不变 [解题导引]　获取和解读信息 第一步　获取信息 驻留期间→2021年10月16日至2022年4月16日。 第二步　解读信息 (1)地球在远日点附近时(7月初)，公转速度最慢；在近日点附近时(1月初)，公转速度最快。 (2) [尝试解答]　(1)______　(2)______ [解析]　第(1)题，空间站绕着地球在转动，它们之间构成一个与地月系等级相同的天体系统，所以空间站绕太阳运动的角速度就是地球绕太阳公转的角速度，在航天员驻留期间，地球绕日公转经过了1月初，也就是近日点，近日点时地球的公转速度最快，所以空间站绕太阳运动角速度先变快再变慢。第(2)题，在航天员驻留期间，太阳直射点始终位于两地以南，两地与太阳直射点的距离变化始终一致，那么两地正午太阳高度变化也一致，所以两地每天正午太阳高度的差值不变。 [答案]　(1)A　(2)D (2023·济南高二检测)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。据此完成5～6题。 5．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．北半球为夏季 C．太阳直射20°S D．南极圈及其以南地区出现极昼 6．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．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 解析　第5题，正午太阳光线与窗户的夹角越小，室内正午太阳光照的面积越大，由此可知，室内正午太阳光照面积达一年中最大值时为北半球的冬至日，太阳直射南回归线，南极圈及其以南地区出现极昼现象。第6题，济南与福建相比，正午太阳高度更小，因而在设计时，若安装高度不变，应加长遮阳板；若遮阳板长度不变，应降低安装高度。 答案　5.D　6.A 我国《物权法》指出，住宅间距必须保证北面楼房底层窗台面日照时间不少于1小时(如下图)。据此完成7～8题。 7．按照采光要求，下列四个城市相邻同高楼房的间距最宽的应该是(　　) A．广州(23°N) B．台湾(29°N) C．北京(40°N) D．哈尔滨(45°N) 8．“日照时间不少于1小时”的节气是(　　) A．春分日 B．夏至日 C．秋分日 D．冬至日 解析　第7题，太阳光与地面的夹角，即太阳高度角，太阳高度角越小，影子越长，则距离会越远。而纬度越高，太阳高度角越小，影子越长，哈尔滨纬度最高，故相邻同高楼房的间距最宽。第8题，冬至日时太阳直射南回归线，北半球正午太阳高度角最小，影子最长，我国北面楼房底层最容易被南面楼房遮住太阳光，所以应该在冬至日时至少保证1小时日照。在冬至日保证了至少1小时日照，就保证了春分日、夏至日、秋分日该纬度的日照时间都会超过1小时。 答案　7.D　 8.D 学科网（北京）股份有限公司 $$