自然地理基础第一章地球的运动知识点2025-2026学年高中地理湘教版选择性必修一

选择性必修一 自然地理基础 第一章 地球的运动 【教材梳理】 第一节 地球的自转 一、地球的自转 1. 地球自转的旋转中心是地轴，延长方向指向北极星； 【注意】地轴永远指向北极星方向，北极星仰角=当地纬度数。 【阅读】傅科摆演示生动地说明：地球绕地轴运动。 2. 地球自西向东旋转，从北极上空俯视呈逆时针，从南极上空俯视呈顺时针，即南顺北逆； 3. 地球自转的周期： 项目 含义 时间 转过角度 地理意义 恒星日 以遥远的恒星为参照自转一周的时间 23时56分4秒 360° 科学研究 太阳日 以太阳为参照自转一周的时间 24时 360°59′ 日常生活 4. 地球自转的速度： 项目 含义 大小 角速度 作圆周运动的物体单位运动时间内转过的角度 除极点为0外，地球上任何地方的角速度都为15°/h 线速度 作圆周运动的物体单位运动时间内转过的弧长 极点线速度=0，非极点线速度=该地所在纬线圈长度/24h，不考虑海拔的情况下，由赤道向两极递减 5. 不同纬度角速度和线速度大小： 纬度 0° 30° 45° 60° 90° 线速度 1670 1447 1181 837 0° 角速度 15° 【探究】我国建设酒泉、太原、西昌三大内陆卫星发射基地后，又在海南文昌新建了航天发射基地。2016年11月3日20时，我国新一代重型运载火箭“长征五号”在文昌发射升空。“长征五号”是目前我国运载能力最强、推力最大的火箭，也是运载能力居世界第三位的火箭。 （1）通常来说，在火箭升空后，火箭助推器和部分箭体会被剥离，形成火箭残骸。火箭残骸一般坠落在发射点以东1000千米的范围内。想一想，火箭残骸坠落在发射点以东的原因是什么？从提高火箭残骸坠落的安全性方面考虑，文昌发射基地有何地理位置优势？ 参考答案：由于地球自西向东自转，火箭残骸会坠落在发射点以东。文昌地处海南省，四面环海，火箭残骸坠落点位于海洋，安全性有保障。 （2）与酒泉、太原、西昌等较高纬度的发射基地相比，从文昌基地发射运载火箭，同型号火箭的推力会增加10%左右。议一议，造成这一现象的原因是什么？ 参考答案：海南文昌相对其他三个航天发射中心地理纬度低，可充分借助地球自转动力，节省燃料，降低发射成本。 【总结】卫星发射基地的选址： 项目 内容 气象条件 风速小，晴天较多，云雾少，大气透明度好，便与跟踪目标并进行观察 地形地质 地势平坦开阔，地质结构稳定，海拔高，自转线速度大，节约燃料 纬度因素 最好接近赤道（纬度低，惯性离心力大且地转偏向力小。航天器自转线速度大，利于发射，节约燃料） 人口分布 人烟稀少，有建禁区的可能；在海上发射，可避免火箭飞越有人居住区，安全性好 交通条件 交通便利，符合国防安全的要求 【延伸思考一】为什么照片上的恒星会呈现出这样的运动轨迹？ 参考答案：恒星相对于地球可看作是固定不动的，由于地球自转，照相机也跟着地球转动，结果恒星看似在围绕北极星做圆弧形运动。 【延伸思考二】今晚20:00，小王从天文望远镜中欣喜地看到织女星，若保持望远镜位置和方向不变，明晚小王想再次在望远镜中看到织女星，应该什么时刻看？ 参考答案：19：56：04，因为恒星日比太阳日少了3分56秒。 【延伸思考三】根据对珊瑚化石生长纹的研究，在距今3.7亿年前，1年约有400天。议一议，这一地理现象表明地球自转速度在怎样变化?导致其变化的主要原因可能是什么? 参考答案：减慢。对于地球自转速度变慢的原因，至今科学家还未有定论，导致其变化的原因可能有潮汐运动、地壳运动、海平面变化、人类发射人造卫星等。 二、地球自转的地理意义 （一）导致昼夜交替现象 1. 成因：地球是一个不发光、不透明的球体。在同一时间里，太阳只能照亮地球表面的一半。向着太阳的半球是白昼，称为昼半球；背着太阳的半球是黑夜，称为夜半球。 2. 晨昏线： 项目 内容 晨线 顺着地球自转方向，即将进入夜半球的界线 昏线 顺着地球自转方向，即将进入昼半球的界线 特点 （1）是过地心的大圆，平分地球，永远平分赤道； （2）晨昏线平面与太阳光线垂直，与地轴的夹角等于太阳直射点的纬度； （3）晨昏线以15°/h自东向西运动； （4）晨（昏）线上所有点均处于日出（日落）时刻； （5）晨线与赤道的交点为6:00，昏线与赤道的交点为18:00，平分昼半球的经线时间为12:00，平分夜半球的经线为0:00； （6）晨昏线在春秋分时与经线圈重合，二至日时与极圈相切。 判断方法 （1）自转法：顺地球自转方向，由夜进入昼的分界线是晨线；顺地球自转方向，由昼进入夜的分界线是昏线。 （2）时间法：经过赤道上地方时6时的那条昼夜分界线是晨线，经过赤道上地方时18时的那条昼夜分界线是昏线。 （3）方位法：夜半球东侧（昼半球的西侧）的昼夜分界线是晨线，夜半球西侧（昼半球的东侧）的昼夜分界线是昏线。 【活动】在一张较大的桌子上，将一盏台灯放置在桌面中央代表太阳，在离台灯约一米远的桌边，放上一个地球仪代表地球。关闭房间门窗、拉上窗帘、熄灭灯光，在黑暗的房间里，打开台灯，看一看地球仪哪些部分被照亮，哪些部分照不到，观察昼半球、夜半球和晨昏线。在地球仪上标注你所在的大致位置，自西向东匀速转动地球仪，大约每5秒钟旋转1周。观察你所在的位置什么时候是亮的，什么时候是暗的。 （1）在上面的演示中，昼夜交替的现象是怎样产生的？多少秒钟代表1日。 参考答案：昼夜交替随着地球仪的自转而产生。5秒钟代表一日。 （2）用地球仪演示地球自转，观察晨昏线位置的变化，说明晨昏线的移动方向，并解释昼夜形成和昼夜交替的原因。 参考答案：感受晨（昏）线的分布与移动特点，顺着地球自转的方向，由夜入昼，为晨线；由昼入夜，为昏线。地球自西向东自转，晨（昏）线自东向西推进。 （3）在地球仪上找到北京和纽约，调整地球仪在桌子上的摆放方位，自西向东拨动地球仪，看一看，两地是否可以同时处在昼半球或夜半球? 参考答案：可以 （二）物体水平运动方向发生偏转 1. 偏转规律：南左北右赤道无； 2. 纬度越大，偏转越明显。 3. 原理运用： （1）导弹的发射及物品空投方位的确定； （2）根据天气资料图判断风向及其变化； （3）根据风或水流的偏转方向判断南北半球； （4）河流沿岸人类活动的选址受地转偏向力的影响，北半球河流冲蚀右岸，在左岸淤积，故港口、防洪堤坝一般建于右岸，聚落、挖沙场宜选在左岸。 （三）产生时差 1. 成因：地球自西向东自转，在同一纬度地区，相对而言，东边的地点比西边的地点先看到日出。东边比西边时刻要早。 2. 地方时：因经度不同而出现的不同时刻，称为地方时。不同经线的地方，地方时不同。同一经线上的点地方时相同。经度每差15°，时间相差1小时；经度每隔1°，时间相隔4分钟。 3. 关于时间的计算： （1）已知两地经度，求地方时差：地方时差=经度距离×4分钟（同减异加） （2）已知某地地方时，求另一地地方时：所求地方时=已知地方时±地方时差（东加西减） （3）计算结果≥24，日期加上1天，时间减去24小时；计算结果＜0，日期减去1天，时间加上24小时； （4）时区：为了统一标准，国际上规定每隔15°划分为一个时区，全球共分为24个时区； （5）各时区都以本时区中央经线的地方时作为本区的统一时间，这叫作区时，又称标准时。中央经线经度=时区号×15°； （6）经度所在区时的计算： 经度÷15= 余数<7.5，商即为所在时区 余数>7.5，商+1 即为所在时区 （7）区时的计算公式：所求区时＝已知区时±时区差×1小时。 4. 常用时区：北京时间（东8区），国际标准时间 （0时区），美国时间（西5区）等。 5. 国际日期变更线：大致是180°经线，时间不固定，从0时~24时，日期变更线的东侧为旧的一天，西侧为新的一天。 6. 自然日期变更线：不固定，可以是任意经线，时间固定，0时或24时，日期变更线的东侧为新的一天；西侧为旧的一天。 7. 与行程有关的时间计算方法： 【情境】一轮船在太平洋海域自西向东航行，一孕妇产下一名男婴“哥哥”，时间是2019年1月5日11：30。20分钟后，又产一男婴“弟弟”。奇怪的是，“弟弟”的年龄却比“哥哥”的大。 根据材料，计算出“哥哥”“弟弟”的生日，并解释“弟弟”年龄比“哥哥”大的理由。 参考答案：答案：“哥哥”出生的日期是2019年1月5日，是在国际日期变更线以西出生的；“弟弟”的出生日期是2019年1月4日，是轮船自西向东穿过国际日期变更线之后变更的日期。单纯按照日期数值，“弟弟”比“哥哥”大。 第二节 地球的公转 一、地球公转 1. 地球绕太阳的运动，叫作地球的公转。同地球自转方向一致，地球公转的方向也是自西向东，南顺北逆。 2. 地球公转一周的时间是1年，恒星年是以其他恒星作为参照物，1年的时间长度为365日6时9分10秒，是地球公转的真正周期。 【跨学科·物理】开普勒行星运动第二定律，也称面积定律，是指行星的向径（太阳中心到行星中心的连线）在相同时间内所扫过的面积相等。 3. 近日点与远日点： 项目 时间 日地距离 角速度 线速度 地理现象 近日点 1月初 1.471亿千米 61′/天 30.3千米/秒 太阳直射南半球，北半球为冬季 远日点 7月初 1.521亿千米 57′/天 29.3千米/秒 太阳直射北半球，北半球为夏季 【思考】北半球每年夏半年（自春分日至秋分日）的日数是186天，冬半年（自秋分日至次年春分日）的日数是179天。分析北半球夏半年比冬半年多出7天的原因。 参考答案：夏半年，地球公转经过远日点，速度较慢，经历时间长，天数多；冬半年，地球公转经过近日点，速度较快，经历时间短，天数少。 【笔记】近1远7，近快远慢。 4. 地球公转的轨迹叫作公转轨道，它是近似正圆的椭圆轨道，太阳位于椭圆的一个焦点上。 5. 夏半年，地球公转经过远日点，速度较慢，时间长，天数多；冬半年：地球公转经过近日点，速度较快，时间短，天数少。 二、黄赤交角及其影响 1. 基本特征： 项目 内容 图示 定义 黄道面与赤道面之间的夹角 度数 约23.5° 地轴与黄道面 二者之间夹角约66.5° 赤道平面 过地心并与地轴垂直的平面 黄道平面 地球公转轨道平面 与太阳直射点的关系 由于黄赤交角的存在，地球在公转轨道上的不同位置，地表接受太阳垂直照射的点（简称太阳直射点）是有变化的，太阳直射点最北到北纬23.5°，最南到南纬23.5° 【笔记】黄赤交角=回归线度数=晨昏线与地轴的最大夹角，黄赤交角+极圈度数=90°。 2. 太阳直射点的季节变化： （1）太阳直射点的回归运动：太阳直射点在南、北纬23.5°之间的往返运动。 （2）特殊纬线：北纬23.5°称为北回归线，南纬23.5°称为南回归线。 （3）回归年：太阳直射点回归运动的周期为365日48分46秒。 3. 黄赤交角变大或变小的影响： 影响的方面 黄赤交角变大（小） 太阳直射范围 扩大（缩小） 极昼（夜）现象范围 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 赤道和寒带除外，年变化幅度增大（减小） 季节的变化 变化明显（不明显） 【图示】黄赤交角变大或变小的影响： 二、地球公转的地理意义 （一）正午太阳高度的变化 1. 太阳光线与地平面的交角（即太阳在当地的仰角），叫作太阳高度角，简称太阳高度。一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度； 2. 在太阳直射点上，太阳高度为90°，在晨昏线（圈）上，太阳高度为0°； 3. 季节变化：在北回归线及以北的纬度带，正午太阳高度夏至达到最大值，冬至达最小值；在南回归线及以南的纬度带，情况正好相反。在南北回归线之间各地，每年受到太阳直射两次。 4. 纬度分布规律： （1）春分和秋分，太阳直射赤道，正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。 （2）夏至，太阳直射北回归线，正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。 （3）冬至，太阳直射南回归线，正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。 【图示】纬度分布规律： 5. 正午太阳高度角的计算：H=90°- |φ-δ|，H为正午太阳高度，φ为当地的纬度，δ为太阳直射的纬度（当地夏半年取正值，冬半年取负值）。 6. 正午太阳高度角的应用： （1）确定地方时：当某地太阳高度达一天中最大值时，就是一天的正午时刻，此时日影最短，当地的地方时是12时。 【延伸思考】地方时为12时的其他表达： ① 直射点；正午；昼半球的中央经线。 ② 日影最短；白昼无日影 ③ 除南北极点外日影朝正南或正北等 （2）判断所在地区的纬度：当太阳直射点位置一定时，如果知道当地的正午太阳高度，就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度”的规律，求出当地的地理纬度。 （3）确定房屋的朝向：为了获得最充足的太阳光照，北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋多朝南，南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋多朝北。 （4）判断日影长短及方向：太阳直射点上，物体的影子缩短为0，太阳高度越大，日影越短，正午是一天中日影最短的时刻。 【延伸】日影的朝向：日影永远朝向背离太阳的方向，位于直射点以北，则太阳在南，影子朝北（北极点除外）；位于直射点以南，则太阳在北，影子朝南（南极点除外） （5）计算楼间距、楼高：为了保证一楼全年有阳光照到，北回归线以北地区建楼房时，两楼之间的最短距离L＝h·cot H（H：冬至日正午太阳高度）。 （6）计算太阳能热水器的安装角度：当集热板与地面之间的夹角（α）和当天正午太阳高度（H）互余时，太阳能热水器使用效果最佳，即α＋H＝90°。 （7）判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度：一般情况下，阳坡正午太阳高度相对较大，得到的太阳光热多，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。 【图示】正午太阳高度角的应用： （二）昼夜长短变化 1. 一个地方的昼夜长短，与它所在纬线昼弧与夜弧的长度有关。地球自转一周，所经历的昼弧长于夜弧，则昼长夜短；所经历的昼弧短于夜弧，则昼短夜长；赤道与晨昏线（圈）始终相互平分，昼弧等于夜弧，因而赤道上终年昼夜等长。 【笔记】同纬等长，同经等时。 2. 北半球夏半年（自春分日至秋分日），太阳直射北半球，北半球各纬度昼弧大于夜弧，昼长大于夜长。纬度越高，昼越长，夜越短，至北极四周为极昼现象。 3. 冬至日太阳直射南回归线，北半球昼最短、夜最长；北极圈及以北地区皆为极夜。南半球则反之。 4. 北半球冬半年（自秋分日至次年春分日），太阳直射南半球，北半球各纬度昼短夜长。纬度越高，昼越短，夜越长，至北极四周为极夜现象。 5. 夏至日太阳直射北回归线，北半球昼最长、夜最短；北极圈及其以北地区皆为极昼。南半球则反之。春分日和秋分日太阳直射赤道，全球各地昼夜等长，均为12时。 【图示】昼夜长短的时间分布规律： 【活动】绘制在地球公转过程中太阳直射赤道和南(北)回归线的示意图，并用图解法求出地球上另外两条特殊纬线的纬度，完成下表内容。 太阳直射的纬度 白昼消失的地区 黑夜消失的地区 简要说明 北回归线 南极圈及其以南 北极圈及其以北 出现极昼极夜 南回归线 北极圈及其以北 南极圈及其以南 6. 昼夜长短的空间分布规律： （1）对称规律：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与南半球相同纬度的夜长相等。 （2）递增规律：太阳直射点所在半球昼长夜短，且纬度越高，昼越长。另一半球昼短夜长，且纬度越高，夜越长。 （3）变幅规律：赤道处全年昼夜平分；纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大。 （4）极昼、极夜规律：极昼（极夜）的起始纬度=90°—太阳直射点的纬度。纬度越高，极昼（极夜）出现的天数越多。 7. 昼夜长短的计算： （1）昼长＝昼弧度数÷15°，夜长=夜弧度数÷15°； （2）日出时间=12:00—½昼长，日落时间=12:00+½昼长； （3）昼长时数=（12—日出时间）×2=（日落时间—12:00）×2，夜长时数=（日出时—0）×2=（24—日落时间）×2。 （三）四季更替 1. 地球公转导致地球中纬度地区出现明显的四季变化。作为一种天文现象，四季更替表现为一年中正午太阳高度和昼夜长短的季节变化。夏季是一年内白昼最长、正午太阳高度最高的季节；冬季是一年内白昼最短、正午太阳高度最低的季节；春秋两季是冬、夏季节的过渡季节。 2. 四季的时间：春季是三、四、五月，夏季是六、七、八月，秋季是九、十、十一月，冬季是十二、一、二月。 3. 二十四节气：二十四节气是我国先民通过观察太阳周年运动，认知一年中时令、气候、物候等方面变化规律所形成的知识体系。二十四节气用来指导农业生产和日常生活，是我国传统历法的重要组成部分。我国传统上以二十四节气中的立春、立夏、立秋、立冬为起点，划分春、夏、秋、冬四季。西欧、北美国家多以春分、夏至、秋分、冬至为起点，划分春、夏、秋、冬四季。欧美四季的划分，比我国传统四季要推迟一个半月左右。 【跨学科·语文】二十四节气歌： 春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连。秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。 每月两节不变更，最多相差一两天。上半年来六廿一，下半年是八廿三。 【延伸】太阳视运动图： 太阳视运动是以观测点为中心，目视太阳在天球上运行所形成的轨迹，是地球自转的反映。它能直观地反映出某地全年正午太阳高度、昼夜长短的变化，也能反映某地全年日出日落方向的变化。下图为北纬40°附近某地在二分二至日的太阳视运动轨迹图。 （1）极昼期间极点的太阳视运动轨迹图： （2）南北半球刚出现极昼的地区： 【表格】日出日落太阳方位： 直射点位置 极圈外 极圈内 日出 日落 日出 日落 北半球 东北 西北 正北 正北 赤道 正东 正西 无 南半球 东南 西南 正南 正南 【笔记】正午太阳方位： （1）位于直射点：正上空； （2）位于直射点以南：正北； （3）位于直射点以北：正南。 学科网（北京）股份有限公司 $