1.2 第1课时 太阳直射点的回归运动 正午太阳高度角的变化（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中地理选择性必修一（鲁教版2019）

第二节　地球公转的意义 第1课时　太阳直射点的回归运动　正午太阳高度角的变化 课程标准 核心素养 思维导图 结合实例，说明地球运动的地理意义。 1.利用光照图，结合地球公转的轨道特点，理解黄赤交角的形成和太阳直射点的移动规律，培养地理综合思维的核心素养。 2．结合材料，综合分析正午太阳高度的分布及变化规律，以培养地理综合思维和区域认知的核心素养。 [对应学生用书P14] 1．地球的公转 (1)概念：地球围绕太阳运动叫公转。 (2)特征 ①方向：自西向东，下图中箭头表示地球公转方向。 ②轨道：接近正圆的椭圆，太阳位于其中一个焦点上。 ③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 ④周期：365日6时9分10秒，称为1恒星年。 [点拨]　近、远日点不等于冬、夏至日 地球公转轨道上的六个点及公转速度变化如图所示： 时间上的区别：位于近日点时为1月初，冬至日为12月22日前后；位于远日点时为7月初，夏至日为6月22日前后。 在公转轨道上的区别：近日点的位置较冬至日靠东，远日点的位置较夏至日靠东。 2．太阳直射点的回归运动 (1)黄赤交角 ①定义：地球绕太阳公转的轨道平面叫黄道平面；通过地心与地球自转轴垂直的平面叫赤道平面。黄道平面与赤道平面的夹角简称黄赤交角，其度数为23°26′。 ②影响：黄赤交角的存在引起太阳直射点在南北回归线之间往返移动。 (2)太阳直射点的移动规律 ①移动轨迹 ②周期：1回归年，即365日5时48分46秒。 [点拨]　太阳直射点的移动过程 太阳直射点在地球表面的移动及其光照范围，如下图所示： 日期 春分日夏至日秋分日冬至日春分日 太阳直射点 赤道北回归线赤道南回归线赤道 1．概念 (1)太阳高度角：太阳光线与地平面之间的夹角。 (2)正午太阳高度：一天中太阳高度最大值出现在正午。 2．变化原因 黄赤交角的存在，太阳直射点的南北移动。 3．变化规律 (1)纬度分布 同一时刻，各地正午太阳高度，从太阳直射点所在的纬度向南、北两侧递减。 春秋分日 由赤道向南北两侧递减 夏至日 由北回归线向南北两侧递减 冬至日 由南回归线向南北两侧递减 (2)季节变化 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 冬至日 南回归线及其以南地区 北半球各纬度 二分日 赤道 极点 [点拨]　太阳高度与正午太阳高度 (1)太阳高度变化与正午太阳高度变化 太阳高度变化和正午太阳高度变化不同，如图所示，A为太阳直射点，故A点所在经线的太阳高度即为正午太阳高度，其他太阳高度从直射点向四周呈同心圆减小，到晨昏线减小为0°，此图示意不同地点的太阳高度不同。 (2)太阳高度的日变化规律 太阳高度表示太阳光线与当地地平面的倾角；正午太阳高度是一天中太阳最高时的高度角。昼半球太阳高度大于0°(太阳位于地平线以上)；夜半球太阳高度小于0°(太阳位于地平线以下)；晨昏线上太阳高度等于0°(太阳刚好位于地平线上)；在一天当中，由日出至正午太阳高度增加，正午至日落太阳高度减小，不同地区太阳高度的日变化具有不同特点。 下图是“地球公转的轨道示意图”，图中甲、乙、丙、丁四点将轨道均匀分成四等份。读图，回答1～3题。 1．地球在公转轨道上运动所用时间最少的一段是(　　) A．甲→乙　　　　　　 B．乙→丙 C．丙→丁 D．丁→甲 2．每年的11月11日被称为“光棍节”，这一天也是网购最集中的日子。此时地球在公转轨道的位置距甲、乙、丙、丁四点最近的是(　　) A．甲点 B．乙点 C．丙点 D．丁点 3．地球在公转轨道上从P位置开始至第二次到P位置运动所需要的时间是(　　) A．365日5时48分46秒 B．365日6时9分10秒 C．365日5时46分48秒 D．365日6时10分9秒 1．A　2.A　3.B　[第1题，从图中看出P点是地球在近日点附近。甲、乙、丙、丁四点将地球公转的轨道均匀分成四等份，根据图中太阳的位置可以判定甲→乙段地球经过近日点，运动速度最快，用时最少。第2题，11月11日地球在秋分后大约一个半月，故应靠近甲点。第3题，地球在公转轨道上运动一周所用时间为1恒星年，即365日6时9分10秒。] 下图所示的是位于120°E经线上不同纬度三地夏至日的正午太阳高度角。读图，回答4～5题。 4．三地的纬度从高到低排序是(　　) A．①②③ B．①③② C．③②① D．③①② 5．此日三地昼长从短到长的排序是(　　) A．①②③ B．②①③ C．③②① D．③①② 4．A　5.C　[第4题，夏至日是北回归线以北各地正午太阳高度最高的一天，正午太阳高度从北回归线向南北两侧递减，此时赤道上的正午太阳高度为66°34′，看三地正午太阳高度的角度和方向，三地纬度由高到低的顺序，就是正午太阳高度由小到大的顺序。第5题，夏至日北半球昼长夜短，并且纬度越高，昼越长，夜越短，由正午太阳高度的变化可知，图中三地的纬度由低到高的顺序是③②①，昼长由短到长的顺序也是如此。] [对应学生用书P16] 探究点一　太阳直射点的回归运动 阅读下列材料，探究下列问题。 材料　英国古文明研究作家葛瑞姆·汉卡克在《上帝的指纹》中写道：“黄赤交角会发生周期性的变化，这个周期是41 000年，交角改变在22.1°到24.5°之间，准确性和可预测性不亚于瑞士钟表。”这个周期变化早在1911年巴黎国际天文历大会上就已经公布了。 (1)黄赤交角对太阳直射点有何影响？ 提示　黄赤交角的存在，使太阳直射点在南、北回归线之间往返移动。 (2)若黄赤交角变为24.5°，太阳直射的范围将会如何变化？ 提示　太阳直射点在24.5°N～24.5°S之间移动，太阳直射的范围将变大。 1．黄赤交角的特点 黄赤交角的特点，可以概括为“一轴两面三角度”和“三个基本不变两个变”。其含义如下： 含义 一轴 两面 三角度 一轴 地轴(自转轴，与赤道面垂直) 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 黄赤交角 黄道平面与赤道平面的夹角，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° 三个基本不变两个变 三个基本不变 地球在公转过程中，地轴的空间指向基本不变，北极始终指向北极星附近 黄赤交角的大小基本不变，目前保持23°26′ 地球运动的方向不变，总是自西向东 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.太阳直射点的回归运动 由于黄赤交角的存在，引起了太阳直射点在南北回归线之间的周期性往返运动，其运动周期为365日5时48分46秒，叫做1个回归年。 太阳直射点的位置和季节移动可用以右上栏图表来表示： 日期 位置 移动规律 3月21日至6月22日 北半球 向北移动 6月22日至9月23日 向南移动 9月23日至12月22日 南半球 12月22日至次年3月21日 向北移动 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Ⅰ是天赤道与黄道的示意图，图Ⅱ是太阳在黄道上的视运行轨迹图。读图，回答下题。 图Ⅰ 图Ⅱ 6月初，太阳在黄道上的位置是(　　) A．甲　　　　 B．乙　　　　 C．丙　　　　 D．丁 解析　春分点为每年的3月21日前后，夏至点为每年的6月22日前后，6月初太阳应位于春分点与夏至点之间且接近夏至点的位置。 答案　D 公转轨道图上二分二至日的判断方法 在高中阶段对公转轨道图进行了一定的简化，基本上左右两个被固定为夏至日和冬至日这两天；上下两个被固定为春分日和秋分日这两天。因此判断的时候可根据此特点进行判读。 (1)先确定出地球公转方向，如图1(可根据地球自转、南北极指向等来确定地球公转方向)。 (2)在左右两幅图中，过球心做地轴的垂线，即赤道，如图2。 (3)做条直线连接左右两个球心，如图3。 (4)如果直线指向北半球(北回归线)，为夏至日，如图3中的A；如果直线指向南半球(南回归线)，为冬至日，如图3中的C。 (5)再根据二至日的位置和公转方向，按春、夏、秋、冬的顺序确定D为春分日，B为秋分日。 探究点二　正午太阳高度角的变化 阅读下列材料，探究下列问题。 材料　冲着小区楼房间距有50 m、小区绿化率为50%的宣传广告，我国北方某市一些市民先后购买了位于曹家渡的静安丽舍——恒辉阁商品房。岂料两年后开发商改变建筑方案，楼房的间距仅为30.4 m。为此，该小区的38户业主们将开发商告上法庭。 (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)在北京购买商品住宅时，如果想验证开发商关于“全年都可见到阳光”的销售宣传语的真实性，我们应选择在什么时间去看房？并说明理由。 提示　选择在冬季冬至前后去看房。因为北半球冬至日前后正午太阳高度角最小，正午的日影最长。 (3)每年的夏至日至冬至日我国北方正午太阳高度如何变化？ 提示　正午太阳高度逐渐降低。 1．正午太阳高度的空间变化规律 (1)文字描述：从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减；离直射点距离越近(纬度差越小)，正午太阳高度越大。 (2)图形描述 2．正午太阳高度的季节变化规律 (1)文字描述 北回归线及其以北地区 6月22日前后达最大值，12月22日前后达最小值 南回归线及其以南地区 12月22日前后达最大值，6月22日前后达最小值 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) (2)图形描述 3．正午太阳高度的计算 公式：H＝90°－两点纬度差。 说明：“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即两点同在北(南)半球，则两点纬度“大数减小数”；两点分属南北不同半球，则两点纬度相加。如下图所示： 当太阳直射B点(10°N)时，A点(40°N)正午太阳高度：H＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。 C点(23°26′S)正午太阳高度：H＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。 4．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，因此房屋坐北朝南；在南回归线以南地区正午太阳位于北方，因此房屋坐南朝北。 (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。 (4)计算楼距。北回归线以北地区建楼房时，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离与楼高的关系如下图所示(H为冬至日当地的正午太阳高度)，L应大于等于h·cotH。 (5)计算太阳能热水器安装角度。太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度的季节变化调整角度，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。 读四地正午太阳高度季节变化示意图，回答(1)～(2)题。 (1)四地由南向北排列正确的一组是(　　) A．①②③④　　　　　　 B．①④③② C．②③①④ D．④①②③ (2)四地中(　　) A．①地位于热带 B．②地有极昼现象 C．③地一年出现两次太阳直射现象 D．④地自转线速度最大 解析　第(1)题，①地冬至日正午太阳高度最大，且小于90°，说明其位于南回归线以南；②地夏至日正午太阳高度最大，且在四地中最小，说明其位于北半球且纬度较高(位于北回归线以北)；③地夏至日正午太阳高度达90°，说明其位于北回归线上；④地夏至正午太阳高度最小，说明其位于南半球，且该地有两次太阳直射现象，说明其位于南回归线与赤道之间。综合判断四地由南到北分别是①④③②。第(2)题，由上题分析可知，①地位于南回归线以南，不位于热带；出现极昼现象的最低纬度是66°34′，其出现极昼时最大太阳高度值为46°52′，②地不会出现极昼现象；③地位于北回归线上，一年中只有一次太阳直射现象；④地纬度最低，所以其自转线速度最大。 答案　(1)B　(2)D [对应学生用书P20] 读图(图中阴影表示黑夜)，回答1～3题。 1．图中C点的昼长为(　　) A．24小时 B．12小时 C．20小时 D．10小时 2．图中所示日期，下列各地白昼最长的是(　　) A．太原 B．长春 C．南昌 D．昆明 3．图中C点在半年后夜长为(　　) A．4小时 B．10小时 C．20小时 D．24小时 1．C　2.B　3.C　[第1题， 从图中信息可知， C点所在纬线上昼弧与夜弧的比例是5∶1，昼夜之和是24小时，所以其昼长为20小时。第2题，图中所示日期为北半球夏至日，此时，太阳直射北回归线，北半球白昼时间达到一年中最大值，且位置越往北，白昼时间越长。第3题，半年后，时间为北半球冬至日，C点的夜长等于其在夏至日时的昼长。] 下图为“山东省某地停车场示意图”，箭头①②③代表二分二至日的正午太阳光线。读图，回答4～5题。 4．下列节气，正午时能够遮阳的车位最多的是(　　) A．春分日 B．夏至日 C．秋分日 D．冬至日 5．当太阳光线为③时，该日山东省(　　) A．正处梅雨季节 B．全省草木葱绿 C．一年中日出最晚 D．各地昼夜等长 4．B　5.C　[第4题，由于该停车场位于山东省(北半球)，在一年中夏至日正午太阳高度最高，冬至日正午太阳高度最低，所以，在夏至日时正午能够遮阳的车位最多。第5题，由上题中的分析可知，图中箭头①代表夏至日，箭头②代表春分日、秋分日，箭头③代表冬至日，故当太阳光线为③时，该日山东省在一年中日出最晚。] 学科网（北京）股份有限公司 $$