第四单元 地球的运动（期末知识清单）五年级科学下学期（湘科版）

第四单元 地球的运动（知识清单） 湘科版 第一部分：思维导图 第二部分：知识巩固 第1课 昼夜的交替 核心概念 昼夜交替现象是地球自转形成的，地球绕地轴自西向东自转，自转一周的时间为24小时（一天），被太阳照亮的半球为白昼，未被照亮的半球为黑夜。 关于昼夜形成的两种学说 学说 提出者 核心观点 对昼夜交替的解释 地心说 希腊科学家托勒密（公元2世纪） 地球处于宇宙中心，静止不动，太阳、月亮等星球围绕地球转动 太阳绕地球转动，导致地球上出现昼夜交替 日心说相关自转观点 波兰天文学家哥白尼（1473-1543） 地球不是宇宙中心，绕自身轴自转，同时围绕太阳公转 地球自转，使得地球上不同区域轮流被太阳照亮，形成昼夜交替 地球自转的实验证明 1.傅科摆实验： 实验背景：1851年法国科学家傅科为证实地球自转设计。 实验装置：67米长绳索悬挂28千克重摆锤。 实验现象：摆动几小时后，摆锤轨迹偏离原来位置。 实验结论：摆锤轨迹的偏离是地球自转导致的，直接证实了地球在自转。 昼夜交替的形成与规律 1.形成原理：地球是不透明的球体，自转过程中，朝向太阳的半球被照亮为白昼，背向太阳的半球为黑夜，随着地球持续自转，昼夜不断交替。 2.黎明与黄昏的判断： 晨昏线：昼与夜的交汇处。 判断标准：由夜转昼为黎明，由昼转夜为黄昏，地球自转方向决定了某一地点是黎明还是黄昏。 3.地球自转的关键信息： 自转方向：自西向东。 自转周期：自转一周定义为“一天”，划分为24小时。 判断自转一周的方法：在晨昏线的黎明位置固定一点（插牙签），地球自转后该点再次迎来黎明，即为自转一周。 实践与应用 1.设计模拟昼夜形成的实验： 材料：地球仪（模拟地球）、手电筒（模拟太阳）。 步骤：①将手电筒对准地球仪，照亮地球仪的一半；②缓慢转动地球仪（自西向东），观察地球仪上不同区域的明暗变化。 现象：转动过程中，地球仪上的区域交替处于明亮（白昼）和黑暗（黑夜）状态。 2.结合傅科摆实验，解释地球自转如何导致摆锤轨迹偏离。 3.观察生活中太阳东升西落的现象，用地球自转知识解释其成因。 反思与评价 1.能区分地心说和日心说中关于昼夜形成的不同观点。 2.能描述傅科摆实验的装置、现象和结论，理解其对地球自转的证明作用。 3.能通过模拟实验验证昼夜交替的形成，说出地球自转的方向、周期。 拓展与迁移 查阅资料，了解北极圈和南极圈的极昼、极夜现象，结合地球自转和公转知识，分析极昼、极夜现象的形成原因。 第2课 四季的变化 核心概念 一年中气温和昼夜长短会发生规律性变化，昼夜长短的变化与冷暖变化密切相关，人们根据这些变化划分出四季。 一年中气温的变化规律 1.数据来源：北京古观象台2017年气象观测记录。 2.变化规律： 最低温：1月温度最低（平均-1.7℃）；最高温：7月温度最高（平均27.9℃）。 变化趋势：从1月到7月温度逐渐升高，从8月到12月温度逐渐降低。 3.呈现方式：将每月平均气温数据绘制成折线图，能更直观地看出气温变化规律。 一年中昼夜长短的变化规律 1.数据来源：北京古观象台2017年气象观测记录。 2.变化规律： 昼最长：6月白昼时间最长（平均14.9时）；昼最短：12月白昼时间最短（平均9.4时）。 变化趋势：从1月到6月，白昼时间逐渐增长；从7月到12月，白昼时间逐渐变短。 3.呈现方式：将每月平均昼长数据绘制成折线图，能清晰呈现昼夜长短变化规律。 气温与昼夜长短的对应关系 1.核心关联：白昼时间越长，地面接受太阳照射的时间越长，获得的太阳光能量越多，气温相对越高；反之，白昼时间越短，气温相对越低。 2.具体对应： 夏季（6-8月）：昼长夜短，气温高；冬季（12-2月）：昼短夜长，气温低；春季（3-5月）和秋季（9-11月）：昼夜长短适中，气温介于冬夏之间。 四季的划分 1.天文划分依据：昼夜长短和太阳照射情况。 2.关键节气： 春分：3月21日左右，昼夜长短相等； 夏至：6月22日左右，昼最长、夜最短； 秋分：9月23日左右，昼夜长短相等； 冬至：12月22日左右，昼最短、夜最长。 3.四季规定： 春季：春分到夏至； 夏季：夏至到秋分； 秋季：秋分到冬至； 冬季：冬至到春分。 4.月份划分（与公历吻合）：3-5月为春季，6-8月为夏季，9-11月为秋季，12月至来年2月为冬季。 古代对四季太阳照射的研究 1.圭表的作用：古人用圭表测量正午时日影长度的变化，判断季节变化。 2.影长与季节的关系： 夏季：太阳接近直射，竖直物体的影子短，地面单位面积接受的热量多，温度高； 冬季：太阳斜射，竖直物体的影子长，地面单位面积接受的热量少，温度低； 春秋季：影子长度介于冬夏之间，气温适中。 3.登封观星台：1276年元代科学家郭守敬创建，通过横梁影子在“长堤”上的投影，观测正午日影长度变化，辅助判断季节。 实践与应用 1.收集本地一年的月平均气温和昼长数据，绘制成折线图，分析变化规律。 2.观察身边的动植物在不同季节的变化（如植物发芽、开花、结果，动物迁徙、冬眠），结合四季气温和昼夜长短变化，解释这些现象。 3.利用圭表模型（简易立竿），连续观察并记录不同日期正午时影子的长度变化，验证影长与季节的关系。 反思与评价 1.能说出一年中气温和昼夜长短的变化规律，并用折线图呈现数据。 2.能明确四季的划分标准（节气、月份），理解气温与昼夜长短的关联。 3.能解释古代圭表测量日影长度判断季节的原理。 拓展与迁移 对比赤道地区和两极地区的昼夜长短变化规律，分析其与四季变化的关系，撰写简单的对比报告。 第3课 四季的形成 核心概念 四季的形成与地球的公转和地轴的倾斜有关，地球绕太阳公转时，地轴始终倾斜且指向北极星，导致北半球和南半球接受太阳光的直射程度不同，获得的能量不同，从而形成四季，且南北半球季节相反。 地球的运动方式 1.自转： 定义：地球绕自身假想轴（地轴）的转动。 地轴特点：倾斜状态，与地球公转平面的夹角约23.5°，始终指向北极星。 2.公转： 定义：地球绕太阳的转动，公转轨道近似圆形。 公转方向：逆时针（从北极上空俯视）。 公转周期：约365天（一年），12个月。 3.公转与自转的关系：地球在自转的同时围绕太阳公转，地轴倾斜方向保持不变。 四季形成的模拟实验探究 研究一：地轴不倾斜时的照射情况 1.实验材料：地球仪、手电筒、橡皮泥、牙签。 2.实验步骤： ①用橡皮泥将牙签垂直固定在北半球某处（模拟观测点）； ②以桌面为地球公转轨道平面，让地轴垂直桌面（不倾斜）； ③用手电筒直射地球仪中部（模拟太阳光）； ④让地球仪从“春分”开始，依次通过“夏至” “秋分” “冬至”各点，观察正午时牙签影子的长度和南北半球昼夜长短变化。 3.实验现象：各节气时，牙签影子长度变化不大，南北半球昼夜长短始终相等。 4.实验结论：地轴不倾斜时，地球公转过程中各地接受太阳照射的情况无明显差异，不会形成四季。 研究二：地轴倾斜（方向不变）时的照射情况 1.实验材料：与研究一相同。 2.实验步骤： ①同样在北半球固定牙签观测点； ②将地球仪平放在桌面（地轴自然倾斜，始终指向北极星方向）； ③用手电筒直射地球仪中部； ④让地球仪按公转轨道依次通过“春分” “夏至” “秋分” “冬至”，观察牙签影子长度和南北半球昼夜长短变化。 3.实验现象： 夏至：北半球牙签影子最短，昼最长夜最短；南半球影子最长，昼最短夜最长； 冬至：北半球牙签影子最长，昼最短夜最长；南半球影子最短，昼最长夜最短； 春分、秋分：南北半球影子长度适中，昼夜长短相等。 4.实验结论：地轴倾斜是四季形成的关键因素，地球公转时，北半球夏季阳光直射程度大、照射时间长，获得能量多，温度高；冬季则相反，从而形成四季。 四季形成的关键结论 1.能量差异：北半球夏季阳光直射程度大、照射面积广，获得太阳光能量多，温度高；冬季阳光直射程度小、照射面积小，获得能量少，温度低。 2.公转周期：地球公转一周（回到冬至时正午影子长度）为一年，约365天，12个月。 3.南北半球季节：由于地轴倾斜，南北半球接受太阳照射的情况相反，因此季节正好相反（北半球夏季时，南半球为冬季）。 实践与应用 1.完成地轴倾斜与不倾斜的对比模拟实验，详细记录实验现象和数据。 2.结合实验结论，解释“为什么北半球6月昼最长、气温最高，12月昼最短、气温最低”。 3.绘制地球公转示意图，标注出春分、夏至、秋分、冬至四个节气的位置，以及地轴倾斜方向、太阳直射点和南北半球的季节。 反思与评价 1.能准确描述地球自转和公转的特点（方向、周期、地轴状态）。 2.能规范完成四季形成的模拟实验，通过对比分析得出实验结论。 3.能解释四季形成的原因，说明地轴倾斜和公转的作用，以及南北半球季节相反的现象。 拓展与迁移 查阅资料，了解“回归线” “极圈”的含义，结合地球公转和地轴倾斜知识，分析回归线与太阳直射范围、极圈与极昼极夜现象的关系。 第三部分：实验探究题 1．太阳东升西落、昼夜交替变换，是我们每天都会看到的现象，兴趣小组设计了如图所示实验模拟昼夜变化。 (1)用发光的电灯来模拟 ，用地球仪来模拟 。（两空选填“地球”或“太阳”） (2)用发光的电灯水平照射地球仪，会发现向着电灯的甲点处于一天中的 ，背着电灯的乙点处于一天中的 。（两空选填“白天”或“黑夜”） (3)由该实验可以得出：地球 （填“自转”或“公转”）产生了昼夜交替现象。 2．某科学小组利用下面四个不同的地球运动模型，研究地球的运动及其产生的现象。     (1)若图中四个模型分别表示“昼夜交替现象的成因”的四种不同假设。模型①表示的假设是 。 (2)在现实世界中，地球上有昼夜交替现象，主要因为是 。 (3)同学们控制模型的运动速度，在短时间内观察到“地球”上的昼夜交替现象。事实上，地球昼夜交替的周期一般是（    ）。 A．一个月 B．一年 C．24小时 D．12小时 (4)要研究“四季变化与地球运动的关系”，可以采用（    ）。 A．模型① B．模型② C．模型③ D．模型④ 3．如图，为解释“谁先迎来黎明”，老师带领同学们来到操场上进行模拟实验。 (1)同学们手拉手转成圆圈代表 ，老师举一个红色的气球代表 。 (2)我们知道太阳的运动方向是自东向西，根据相对运动原理，推理得出地球自转的方向是 。 (3)住在北京的小明正在看日出，而此时家住新疆的小新很有可能 （选填字母：A还在睡觉；B．出发上学），请说一说造成这种现象的理由。 答： 4．如图，小雪通过实验探究昼夜交替现象产生的原因。 (1)小雪想验证太阳与地球运动的假设是： 。 (2)这种实验方法在科学上称为（    ）。 A．模拟实验 B．对比实验 C．理想实验 (3)小雪用手电筒代表 ，用地球模型代表 。 (4)小雪最终得出结论：这种假设 （选填“能”或“不能”）产生昼夜交替现象。 (5)假如地球模型坏了，下列做法正确的是（    ）。 A．放弃实验 B．使用透明的水晶球代替地球模型，继续实验 C．使用乒乓球代替地球模型，继续实验 5．为了探究地球、太阳怎样运动才会产生昼夜交替现象，小科学习小组提出了几种假设，并利用模拟实验进行验证。 (1)请把假设和对应的模拟实验用线连接起来。 (2)经过实验验证，上面A、B、C三种假设中，不会产生昼夜交替现象的是 。 请你再写一个可以解释昼夜交替现象的假设： 。 (3)下图模型中，A点即将进入（    ）。 A．白天 B．黑夜 C．不能判断 (4)在探究昼夜交替现象时，下列做法不正确的是（    ）。 A．可以用透明塑料球模拟地球进行实验 B．在没有新证据出来之前，能解释昼夜交替现象的各种假设暂时都是正确的 C．可以通过查阅资料的方法进一步验证有关昼夜交替现象的假设 6．下图是模拟昼夜的形成实验。 (1)实验中用 模拟太阳，用 模拟地球。 (2)地球上A．B两个区域中 是白天， 是黑夜。（填字母） (3)由于地球 ，形成了昼夜交替现象。地球自转的方向是 ，地球自转一周大约需要 小时。 7．2024年9月22日是秋分时节，是二十四节气中的一个重要的节气，中国古籍《春秋繁露 阴阳出入上下篇》中说：“秋分者，阴阳相半也，故昼夜均而寒暑平。”秋分之“分”为“半”之意。“秋分”的意思有二：一是，昼夜时间均等；二是，气候由热转凉。 (1)我国古代利用“圭表”测量四季的影长变化，小灵利用下面材料自制“圭表”，请你画出设计图，并标注“圭表”相应的结构名称。 实验材料 设计图 (2)使用圭表进行观测时，应将表立在圭的 端（选填“南”或“北”），在 （选填“清晨”“正午”或“傍晚”）时测量影长最为准确。 (3)如下是小灵根据数据记录的结果，请你画一画夏至和冬至的太阳位置和影长。 时间 春分 夏至 秋分 冬至 影长 (4)秋分日这一天，地球在示意图⑨中的“ ”（填“A”“B”“C”或“D”）处。 (5)秋分过后，气温逐渐降低，主要原因是（    ）。 A．地球离太阳越来越远 B．太阳直射点向南移动，北半球获得太阳辐射减少 C．阴雨天气增多，云层反射太阳辐射 D．大气逆辐射减弱，地面热量散失加快 (6)下列现象中，与秋分时节特点相符的是（    ）。 A．白天时间比晚上时间要短 B．正午物体影长一年中最短 C．天气由热转凉，开始进入秋季 D．北极地区出现极昼现象 参考答案 1．(1) 太阳 地球 (2) 白天 黑夜 (3)自转 详解：（1）实验是为了还原“太阳照射地球产生昼夜”的现象： 发光的电灯能持续提供光（类似太阳发光），因此用它模拟太阳； 地球仪的形状与地球一致，且可转动，因此用它模拟地球。 （2）太阳（电灯）是光源，光线只能照射到地球（地球仪）的一侧： 向着电灯的甲点，能直接接收到光线，对应实际地球中被太阳照射的区域，处于白天； 背着电灯的乙点，无法接收到光线，对应实际地球中背对太阳的区域，处于黑夜。 （3）地球的自转（绕自身地轴自西向东转动），会让地球的不同区域依次转向太阳、再转离太阳——原本处于黑夜的区域（如乙点），随地球自转逐渐转向太阳，变成白天；原本处于白天的区域（如甲点），转离太阳后变成黑夜。正是这种自转运动，导致了昼夜交替现象。 2．(1)地球不动，太阳围着地球转 (2)地球自转 (3)C (4)D 详解：（1）“昼夜交替现象的成因”的四种不同假设分别是地球不动太阳围着地球转，太阳不动地球围着太阳转，地球自转，地球围着太阳转同时地球自转。模型①中太阳围绕地球运动，地球静止不动，符合 “地球不动，太阳围着地球转” 的假设。 （2）现实中，地球是不发光、不透明的球体，且地球绕地轴自西向东自转，导致地球上的地点依次被太阳照射，形成昼夜交替。 （3）地球自转的方向是自西向东 ，自转一周就是昼夜交替的一个周期，也就是一天，即24小时。故选C。 （4）四季变化的原因是地球公转且地轴倾斜。模型④中地球绕太阳公转的同时保持地轴倾斜，符合公转产生四季的条件。故选D。 3．(1) 地球 太阳 (2)自西向东 (3) A 地球自西向东自转，东边城市先迎来黎明 详解：（1）同学们手拉手转成圆圈代表①地球（模拟地球的球体形态），老师举的红色气球代表②太阳（模拟太阳提供光源）。 （2）太阳的视运动方向是“自东向西”，这是地球自转的相对运动效果，因此地球实际的自转方向是自西向东。 （3）A还在睡觉，理由：地球自西向东自转，东边的地区会先迎来黎明。北京位于新疆的东边，所以北京先看到日出（小明看日出）时，新疆（小新）还处于黑夜，因此小新很可能还在睡觉。 4．(1)昼夜交替现象是由地球自转形成的 (2)A (3) 太阳 地球 (4)能 (5)C 详解：（1）实验中，小雪用“手电筒（固定）照射地球模型，同时转动地球模型”，对应的假设是：太阳保持静止，地球绕自身轴线自转，地球的自转导致了昼夜交替现象（即地球自转时，不同区域会交替朝向/背向太阳，从而形成昼夜变化）。 （2）模拟实验：通过构建与实际事物相似的模型，模仿其运动或变化过程，来研究实际现象的方法。 A．本实验用手电筒、地球模型分别模拟太阳、地球，用转动模型模拟地球自转，属于模拟实验。 B．对比实验需控制变量做对比，此实验无对比组； C．理想实验是逻辑推理式的抽象实验，并非实物模拟。 故选A。 （3）手电筒能发出光，对应实际中提供光和热的天体，因此代表太阳；地球模型的形状、运动方式对应实际的地球，因此代表地球。 （4）当转动地球模型时，模型的某一区域会交替处于“手电筒照射下（模拟白天）”和“模型自身的阴影中（模拟黑夜）”，这与实际的昼夜交替现象一致，因此这种假设能产生昼夜交替现象。 （5）A． 实验器材损坏后应寻找替代物，而非直接放弃实验； B． 透明水晶球会透光，无法形成“被照亮区域”和“阴影区域”的对比，不能模拟地球的昼夜变化； C． 乒乓球是不透明的球形物体，与地球模型的核心特征（球形、不透明）一致，可替代地球模型继续实验。 故选C。 5．(1) (2) B 太阳不动，地球绕着太阳转 (3)B (4)A 详解：（1）模拟实验中，手电筒代表太阳，乒乓球代表地球： Ａ．地球不动，太阳围着地球转→对应“乒乓球不动，手电筒绕着乒乓球转动”，这样手电筒的光线会依次照射乒乓球的不同区域，模拟“太阳绕地球转导致的昼夜交替”； Ｂ．地球不动，太阳不动→对应“乒乓球不动，手电筒不动”，此时手电筒的光线只会固定照射乒乓球的一个区域，无交替照亮的效果； Ｃ．太阳不动，地球自转→对应“手电筒不动，乒乓球转动”，乒乓球转动时，其不同区域会交替朝向手电筒（被照亮），模拟“地球自转导致的昼夜交替”。 （2）昼夜交替的核心是“地球与太阳的相对运动，使地球不同区域交替被照亮”： 假设Ｂ（地球、太阳都不动）：无相对运动，地球某一区域会持续被照亮或持续黑暗，不会产生昼夜交替； 新假设：例如“太阳不动，地球既自转又公转”（只要地球与太阳有相对运动，就能解释昼夜交替）。 （3）模型中，手电筒代表太阳，光线照射的一侧是白天，未照射的一侧是黑夜。Ａ点位于“即将离开光照区域”的位置，因此即将进入黑夜。故选Ｂ。 （4）Ａ．透明塑料球可模拟地球（能观察光线照射情况），做法正确； Ｂ．科学假设需符合证据，不能“暂时都正确”（例如“地球不动、太阳绕地球转”已被证据否定），做法不正确； Ｃ．查阅资料是验证假设的合理方法，做法正确。 故选B。 6．(1) 手电筒 地球仪 (2) A B (3) 自转 自西向东 24 详解：（1）太阳是照亮地球的光源，实验中左侧的手电筒能发出光线，模拟太阳的光照功能；地球是被照亮的天体，实验中使用的地球仪（带有经纬线、南北极的球体），模拟真实的地球结构。 （2）由于地球是不透明的球体，太阳（手电筒）的光线只能照亮地球（地球仪）的一半：图中区域A朝向手电筒（光源），能接收到光线照射，因此是白天；图中区域B背对手电筒（光源），无法接收到光线，因此是黑夜。 （3）昼夜交替现象的核心原因是地球的自转： 地球绕自身的地轴（连接南北极的假想轴）持续转动，称为“自转”；自转过程中，地球表面的同一区域会交替朝向/背对太阳，从而形成“白天→黑夜→白天”的循环（昼夜交替）;地球自转的固定方向是自西向东（从北极上空观察，地球呈逆时针转动）;地球自转一周的时间约为24小时。 7．(1) (2) 北 正午 (3)； (4)C (5)B (6)C 详解：（1）圭表是我国古代测量正午日影长度的仪器，由两部分组成：表：直立的标杆（用彩色纸裁剪成细长条，垂直固定）；圭：水平的标尺（用彩色纸裁剪成横条，与“表” 垂直连接）。设计图绘制要求：将“表”垂直立在“圭”的一端，清晰标注“表”（直立标杆）和“圭”（水平标尺）的结构名称。 （2）我国位于北半球，正午时太阳位于南方天空，因此“表”需立在“圭”的北端（这样影子会落在“圭”的水平标尺上，便于测量长度）；一天中，正午时太阳高度角最稳定（影子长度的测量误差最小），因此在正午时测量影长最准确。 （3）太阳高度角与影长呈反比关系（太阳高度角越大，影长越短；反之则越长）：夏至：太阳直射北回归线，北半球太阳高度角最大，因此影子最短，太阳位置偏高；冬至：太阳直射南回归线，北半球太阳高度角最小，因此影子最长，太阳位置偏低。绘图时，夏至需画“短影+高太阳”，冬至需画“长影+低太阳”，体现两者的差异。 （4）地球公转轨道中，秋分日太阳直射赤道，对应图中的C处（结合公转方向和太阳直射点位置，C位置符合秋分的轨道特征）。 （5）秋分过后，太阳直射点向南回归线移动，北半球获得的太阳辐射（光热）逐渐减少，气温随之降低。 A.地球与太阳的距离变化对气温影响极小，排除； B.太阳直射点南移，北半球光热减少，符合原理，当选； C.阴雨天多少是天气现象，不是气温降低的主要原因，排除； D.大气逆辐射减弱是气温降低的结果而非原因，排除。 故选B。 （6）秋分的核心特征是“昼夜平分、气候转凉”： A.秋分昼夜时间基本相等（“昼夜均而寒暑平”），不符合； B.正午物体影长最短出现在夏至（太阳高度角最大），不符合； C.秋分后天气由热转凉，正式进入秋季，符合； D.北极极昼出现在夏至，秋分北极无极昼现象，不符合。 故选C。 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $