内容正文:
第3讲 地球的公转
考点一 黄赤交角与昼夜长短的变化
一、地球公转特征
1.方向:自西向东。从北极上空俯视呈①__逆__时针方向旋转,从南极上空俯视呈②__顺__时针方向旋转。
2.轨道:近似正圆的椭圆。近日点③__1__月初,远日点7月初。
3.周期:一个恒星年:④__365天6时9分10秒__。
4.速度:近日点最⑤__快__,远日点最⑥__慢____。
二、昼夜长短的变化
昼夜长短的变化规律
时间
太阳
直射
点的
位置
变化特点
特殊日期
图示
北半球夏半年(春分日至秋分日)
北半球
北半球各纬度⑦__昼长夜短__纬度越高,昼越长,夜越短
夏至日,北半球各地昼长达一年中⑧__最大值__,北极圈及其以北出现⑨__极昼__现象
北半球冬半年(秋分日至次年春分日)
南半球
北半球各纬度昼短夜长,纬度越高,⑩__昼越短,夜越长__
冬至日,北半球各地昼长达一年中⑪__最小值__,南极圈及其以南出现⑫__极昼__现象
春、秋分日
赤道
全球各地昼夜等长
—
三、黄赤交角
1.图示
2.影响:导致太阳直射点在南、北回归线之间做往返运动。如图:
3.黄赤交角的变化及其影响
一、地球公转特征
1.黄赤交角的概念
地球绕太阳公转的轨道面叫黄道面,通过地心与地球自转轴垂直的平面叫赤道面,它们之间的夹角称为黄赤交角(如图所示)。
2.黄赤交角的影响
影响:引起太阳直射点在南北回归线之间往返运动。
3.黄赤交角变化的影响
(1)黄赤交角的大小决定太阳直射点的移动范围:在南北纬23°26′之间。
(2)黄赤交角的大小决定着回归线与极圈的度数。
黄赤交角的度数=回归线的度数
极圈的度数=90°-黄赤交角的度数
(3)黄赤交角变化的其他影响
二、昼夜长短的分布及变化规律
1.昼夜长短变化中的“看”与“定”
(1)看“位置”,定状况
太阳直射点所在的半球位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球,哪个半球就昼长夜短,且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。如图所示:
(2)看“移动”,定变化
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。太阳直射点向哪个方向移动,哪个半球昼变长夜变短;赤道全年昼夜平分,纬度越高,昼夜长短变化幅度越大(日期上,越接近春秋二分日,昼夜长短变化幅度越小)。如图所示:
►规律总结 (1)太阳直射点直射某地(除赤道外),该地昼长夜短,但不一定昼最长夜最短。北半球各地夏至日这一天昼最长,南半球各地冬至日这一天昼最长。
(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,但其可能直射南半球,此时北半球昼短夜长。昼变短夜变长与昼短夜长亦是同样道理。
2.日出、日落方位与昼夜长短变化的对应关系(北半球)
时间
春分日
夏半年
秋分日
冬半年
昼夜状况
昼=夜
昼>夜
昼=夜
昼<夜
日出
时刻
(地方时)
6时
早于6时,
夏至日最早
6时
晚于6时,
冬至日最晚
方位
正东方
东北方
正东方
东南方
日落
时刻
(地方时)
18时
晚于18时,
夏至日最晚
18时
早于18时,
冬至日最早
方位
正西方
西北方
正西方
西南方
误区警示 当极圈内有地区出现极昼时,若是北极圈,则出现极昼的地区日出正北,日落正北(0时日出,24时日落);若是南极圈,则出现极昼的地区日出正南,日落正南(0时日出,24时日落)。
(2024·广东卷)距今约3 000年前的金沙遗址(30°41′N,104°01′E)是古蜀国时期的一处大型聚落遗址。在该遗址祭祀区的东部,有一处九柱建筑基址,其9个柱洞呈“田”字形分布。研究发现,这些柱洞分布具有一定的天文属性。左图为九柱建筑的复原示意图;右图示意该建筑柱洞平面分布及当时冬至日的日出方位。据此完成下面小题。
1.如果当时祭祀人员站在右图中的D5处,他在夏至日看到的日出方位位于( B )
A.D5→D6连线方向 B.D6和D9之间
C.D5→D9连线方向 D.D8和D9之间
2.已知3 000年前的黄赤交角比现今大,与现在遗址地居民相比,则当时金沙先民在( D )
A.春分日看到日出时间更早
B.夏至日经历更长的夜长
C.秋分日看到日落时间更晚
D.冬至日经历更短的昼长
解析:第1题,根据图示信息可知,正北方向与D5→D6连线方向有27.17°的夹角,冬至日日出方位位于D5→D8连线方向,该地位于北半球,冬至日日出方位位于东南,则图中D5→D9连线方向大致为正东方向,该地位于北半球,夏至日太阳直射点位于北半球,当地日出方向位于东北,应位于D6和D9之间,B正确,ACD错误。故选B。第2题,黄赤交角变大后,冬至和夏至时的太阳直射点的纬度变大,各地昼夜长短的年变化幅度增大,冬至日北半球各地昼更短、夜更长,夏至日北半球各地昼更长、夜更短,B错误,D正确;春秋分太阳直射点位于赤道,全球昼夜平分,该地日出日落时间不会变化,AC错误。故选D。
考点二 正午太阳高度的变化、四季与五带
一、读图
图甲
图乙
1.结合甲图信息可知,正午太阳高度是①__一日内最大的太阳高度__。
2.正午太阳高度是太阳直射当地所在经线时的太阳高度(如甲图所示,H表示当地的正午太阳高度),此时当地地方时为②__12__时。
3.正午太阳高度的纬度变化规律:从③__太阳直射点__所在纬度向南北两侧递减。
(1)夏至日:正午太阳高度由④__北回归线__向南北两侧递减,如图乙⑤__c__折线所示。
(2)冬至日:正午太阳高度由⑥__南回归线__向南北两侧递减,如图乙⑦__a__折线所示。
(3)春、秋分日:正午太阳高度由⑧__赤道__向南北两侧递减,如图乙⑨__b__折线所示。
(4)季节变化
北半球节气
达最大值的地区
达最小值的地区
夏至日
⑩__北回归线__及其以北各纬度
⑪__南半球__
各纬度
冬至日
⑫__南回归线__及其以南各纬度
⑬__北半球__
各纬度
春、秋分日
赤道
南北两极点
二、读地球公转运动与四季及节气形成示意图,回答问题。
1.形成原因:⑭__昼夜长短__和正午太阳高度的时间变化,导致全球同纬度地区(除赤道外),⑮__太阳辐射__在一年中呈现有规律的变化,形成四季;全球不同纬度地区,⑯__太阳辐射__从低纬度向高纬度呈有规律的递减,据此可划分为五带。
3.北温带国家的四季:3、4、5月为春季,其余类推。
三、读五带划分示意图,完善图中相关内容
1.结合所学知识,完善图中内容。
2.五带的划分
一、正午太阳高度的变化规律
1.纬度变化规律
(1)同一时刻,由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
(2)地球上,同一日同一纬线上正午太阳高度相等,直射点所在纬线上的正午太阳高度最大(90°)。
2.季节变化规律
同一地点,正午太阳高度随着季节变化发生有规律的变化。其数值具有“来增去减”的特点,即若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。如图所示:
各纬度变化具体如下:
地区
最大值
最小值
北回归线及
其以北地区
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)
两次最大值
(太阳直射时)
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
两次最大值
(3月21日前后和
9月23日前后)
两次最小值(6月22日前后和12月22日前后)
3.正午太阳高度应用技巧
(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。确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。为了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,因此房屋大都坐北朝南;在南回归线以南地区正午太阳位于北方,因此房屋大都坐南朝北。
(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)根据正午太阳高度判断所在的地区纬度,并进而判断该地区的其他地理特征。
(5)计算楼距。为了使楼房底层获得充足的太阳光照,一般来说,纬度较低的地区,楼距较小,纬度较高的地区,楼距较大。解答关键是计算当地冬至日的正午太阳高度,并计算影长。
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右图所示(H为冬至日当地的正午太阳高度),L应大于等于h·cotH。
(6)计算太阳能热水器安装角度。要最大限度地利用太阳能资源,应该合理设计太阳能热水器的倾斜角度,使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直,提高太阳能热水器的效率。
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。如图所示,α+H=90°时效果最佳。
(7)判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度。一般情况下,由于阳坡正午太阳高度大,得到的光热多,阴坡得到的太阳光热少,因此在相同高度,阳坡温度较高,阴坡温度较低,从而影响到自然带在阳坡和阴坡的分布高度。
二、四季更替与五带划分
二十四节气是根据太阳在黄道上的位置变化而制定的,把太阳周年运动轨迹划分为24等份,每15°为1等份,每一等份为一个节气,始于立春,终于大寒,周而复始。
(2022·福建卷)非对称结构保温大棚的保温被通常白天收卷至顶部,以便棚内作物进行光合作用,收卷的保温被在棚内地面形成遮阴带(下图)。陕西省某地理研学小组观测当地大棚正午地面遮阴带的年内变化(忽略收卷的保温被厚度影响),发现棚内地面遮阴带在2月26日出现,3月29日面积最大,一段时间后变小。据此完成下面小题。
1.棚内正午地面遮阴带面积开始变小的日期出现在( B )
A.6月29日前后 B.9月15日前后
C.10月16日前后 D.12月14日前后
2.仅支撑柱高度增加1米,则棚内正午地面最大遮阴带( D )
A.出现日期提前,面积减小
B.出现日期提前,面积不变
C.出现日期推迟,面积增大
D.出现日期推迟,面积不变
解析:第1题,根据所学知识,同一地区,太阳直射点纬度相同的日期,正午太阳高度角相同,根据材料2月26日棚内出现遮阴带,此后遮阴带面积逐渐增大,3月29日面积最大,此日后遮阴带面积不变,6月22日(夏至日)以后,太阳直射点南移,由于3月29日为春分日后8天左右,与该日正午太阳高度相同的日期为秋分日前8天左右,因此9月15日前后遮阴带面积最大,之后,随着太阳高度角继续降低,遮阴带移至棚外,棚内遮阴带开始变小,故B正确,ACD错误。该题选B。第2题,根据材料棚内最大遮阴带的面积和南北屋面保温被的宽度有关,南北保温被,宽度范围越大,最大遮阴带面积最大,和支撑柱的高度无关,支撑柱变高时,最大遮阴带面积不变,但遮阴带全部移动到保温棚底部(此时面积最大)时的正午太阳高度角变大,出现的日期应比之前推迟,D正确,ABC错误。故选D。
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