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第5讲地球公转的意义
基础知识必备
考点呈现
知识线索
黄赤
直射点
正午太阳
现实
1.昼夜长短的变化规律。
交角
的移动
高度变化
应用
2.正午太阳高度的变化规律。
昼夜长短
影响
3.正午太阳高度的应用。
地球
变化、正午
四季和五
气候
运动
带划分
4.四季与五带的划分。
太阳高度
变化
变化
一、地球公转的基本特征
1.方向:自西向东
2.周期:365日6时9分10秒,称为1恒星年。
3.轨道与速度
7月初
1月初
公转速度最慢
远
近
公转速度最快
777
太阳直射北半球
点
太阳
点
太阳直射南半球
北半球夏季
北半球冬季
从地球北极上空看公转方向
二、太阳直射点的回归运动
1.黄赤交角的概念及大小:A黄道平面同B赤道平面的交角。目前是2326。
北极星
B平面
北极6634
A平面
23°26
7
南极
2.黄赤交角的影响:引起太阳直射点在南北回归线之间往返运动。具体如下图所
示:
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夏至日(6月22日前后)
------23°26'N
秋分日(9月23日前后)
0°
春分日(3月21日前后)
…-23°26′S
冬至日(12月22日前后)》
3.太阳直射点回归运动的周期:365日5时48分46秒,叫作1回归年。
三、正午太阳高度角的变化
1.纬度变化
冬至
日
正午太阳高度
正午太阳高度
909
汝
r90°
60°
-60°
30°
30
23°26
23°26
0
0°
909
60°301
0°
130°60°1
90
南
南
銮
北
圈
缇
线
夏至日:正午太阳高度由北回归线向
南北两侧递减
从太阳直射点
所在纬度向南
春、秋分日:正午太阳高度由赤道向
北两侧递减
南北两侧递减
冬至日:正午太阳高度由南回归线向
南北两侧递减
2.季节变化
节气
达最大值的地区
达最小值的地区
夏至日
北回归线及其以北各纬度
南半球各纬度
冬至日
南回归线及其以南各纬度
北半球各纬度
春、秋分
赤道
南北两极点
四、昼夜长短的变化
1.赤道上:终年昼夜等长。
2.北半球昼夜长短的变化
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图1
图2
图3
夏至
春、秋分日
冬至日
时间
变化特点
重要节气
图1中北半球各地昼长达到一年中的
北半球
北半球各地昼长夜短,纬度
最太值,北极圈及其以北地区出
夏半年
越高,昼越长,夜越短
现极昼现象
图3中北半球各地昼长达到一年中的
北半球
北半球各地昼短夜长,纬度
最小值,北极圈及其以北地区出
冬半年
越高,昼越短,夜越长
现极夜现象
春、秋
图2代表的时间是每年的3月21日或9月23日前后,全球各地昼夜平分
分日
3.南半球情况:与北半球情况相反。
五、五带与四季的形成
1.五带的形成
()成因:地表不同纬度地区一年中接受的太阳辐射能量不同。
(2)划分:
有极昼极夜1
北寒带
北极圈
无阳光直射
北温带
极
北回归线
有阳光直射
热带
极
夜
南温带
南回归线
无阳光直射
南寒带
南极圈
有极昼极夜
2.四季的形成
1)四季变化明显的地区一一温带
获得太阳辐射能量的多少
气温状况
正午太阳高度角大,白昼时间较长,所获太阳辐射
夏季
气温较高
能量多
冬季
正午太阳高度角小,白昼时间较短,所获太阳辐射
气温较低
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能量少
(2)四季更替不明显的地区一一热带和塞带
①热带地区:正午太阳高度终年较大,全年气温较高。
②寒带地区:昼夜长短变化大,全年正午太阳高度很小,全年气温较低。
课堂要点诠释
要点1昼夜长短变化规律
1.昼夜长短的有关判断
(1)根据昼弧夜弧确定昼夜长短
晨线和昏线与经线圈的两个交点把纬线圈分割成昼弧与夜弧两部分,所求地所在的纬线
圈上,若昼弧长于夜弧,则昼长夜短;反之则昼短夜长。赤道上全年昼夜等长。(如下图所
示)
晨昏线北极
六
阳
线
南极晨昏线
(2)根据直射点的移动方向确定昼夜长短变化与极昼极夜范围增减
①太阳直射点的移动方向,决定昼夜长短的变化趋势,纬度的高低决定昼夜长短的变化
幅度。太阳直射点向哪个半球(南、北)移动,哪个半球昼将变长,夜将变短;且纬度越高,
昼夜长短的变化幅度越大。(如下图所示)
北移北昼变长
北极点周围极昼范围变大
太阳直射点北移过程,北半球各纬度昼P)变长,夜变短
-P
太阳直射点南移过程,南半球各纬度昼P)变长,夜变短
南移南昼变长
南极点周围极昼范围变大
②太阳直射点的纬度与出现极昼、极夜的最低纬度互余。
(3)根据直射点的位置确定日出日落方位
直射点位置
日出方位
日落方位
昼夜长短状况
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北半球昼长夜短,南半
北半球
东北(早于6时日出)
西北(晚于18时日落)
球昼短夜长
赤道
正东(6时日出)
正西(18时日落)
昼夜等长
北半球昼短夜长,南半
南半球
东南(晚于6时日出)
西南(早于18时日落)
球昼长夜短
注:当极圈内某地区出现极昼时,若是北半球,则出现极昼的地区正北日出,正北日落
(0时日出,24时日落);若是南半球,则出现极昼的地区正南日出,正南日落(0时日出,24
时日落)。
2.昼夜长短的有关计算
(1)根据昼弧或夜弧的长度进行计算:昼(夜)长时数=昼(夜)弧度数/15°。
(②)根据日出或日落时间进行计算
地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份(如下图所示)。
地方时12时
日出
日落
昼长时数=12一日出时间)×2=(日落时间一12)×2
夜长时数=(日出时间一0)×2=(24一日落时间)×2
(3)根据对称性规律计算
①利用纬度的对称性计算
北半球某度数纬线上各地的昼长=南半球同度数纬线上各地的夜长。
②利用时间的对称性计算
相对于夏至日或冬至日对称的两个时间,某地的昼长、夜长都是相等的:相对于春分日
或秋分日对称的两个时间,某地的昼长等于对称地的夜长。如下图:
夏至日(6月22日前后)
23°26N
a
、b
秋分日(9月23日前后)
春分日(3月21日前后)
----------☆--23°26S
冬至日(12月22日前后)
a与b两个时间的昼长、夜长是相同的,c与d两个时间的昼长、夜长也是相同的;b与
c两个时间中,b时间的昼长(夜长)等于c时间的夜长(昼长)。
[考题例析]
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例1(2023·海南卷)对日影和太阳高度变化的观测可以判断地理位置、地方时等要素。
左图为甲地某日日出至日落期间标杆的日影变化示意图,当日影朝正北方向时,标杆长度与
其日影长度相等。右图为乙地同一日正午时刻的太阳高度示意图。图中时间均为北京时间。
据此完成下面小题。
少
太阳光线
12:20
W---
---E
甲地
乙地
5:40
1.观测当日()
A.甲地昼长夜短
B.乙地昼短夜长
C.甲地昼长大于乙地
D.甲乙两地昼夜等长
2.甲地位于乙地()
A.东南
B.西南
C.东北
D.西北
【解析】第1题,读图可知,甲地太阳从正东升起,正西落下,昼夜平分;甲地正午
日影朝北,说明太阳直射点没有直射甲地。据此可知,该日为春秋分日,太阳直射赤道,全
球昼夜平分,甲乙两地昼夜等长。D正确,ABC错误,故选D。第2题,根据上题分析可知,
此日为春秋分日,太阳直射赤道,全球昼夜平分,地方时6时日出,18时日落。甲地北京
时间5:40日影朝正西,正值日出,因此可推知甲地位于125E;乙地日影朝正北方向时为
正午12:00,对应北京时间12:20,可知乙地位于115E,因此甲地位于乙地偏东方。甲
乙两地该日正午日影均朝北,说明两地位于北半球。甲地当日影朝正北方向时,标杆长度与
其日影长度相等,说明其正午太阳高度为45°,而乙地正午太阳高度为30°,小于甲地正午
太阳高度,因此甲地纬度更低,位于乙地偏南方。综上所述,甲地位于乙地的东南方。A正
确,BCD错误。故选A。
【答案】1.D2.A
[对点练习]
暑假期间小明同学去我国东南沿海某海湾游览,下图为该海湾示意图。小明拍摄了一张
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“落日碧海、渔船,点点”的照片,拍照的时间是19:01,当地经纬度约为(2353N,
116。据此完成1~2题。
回山地
海湾
外海
☑丘陵台地
☐滨海平原
盗湾口岛屿
1.小明拍摄照片时的位置应在图中(
A.①
B.②
C.③
D.④
2.拍摄照片的当天,当地昼长约为(
A.14小时2分钟
B.14小时34分钟
C.13小时30分钟
D.12小时0分钟
【解析】第1题,暑假期间,我国东南沿海为夏季,太阳直射点在北半球,日落西北
方向,小明应朝向西北才能拍到日落,再根据“碧海”“渔船”这些信息可知,只有④才符
合条件,其他三地西北方向均不会出现“碧海”“渔船”。第2题,当地经度与120E相差
约4°,地方时比北京时间约晚16分钟,由此可以算出当地日落时间约为18:45,根据昼长
时间计算公式:昼长=(日落时间一12)×2,可以算出昼长时间约为13小时30分钟。
【答案】1.D2.C
要点2正午太阳高度变化规律
1.正午太阳高度的计算
要明确两个纬度一一太阳直射点的纬度和所求地的纬度。
根据以下公式计算:
某地正午太阳高度=90°一所求地和太阳直射点间的纬度差。
2.正午太阳高度变化规律的判断
(1)看直射点的位置,比较正午太阳高度大小
记忆口诀“远小近大”:即距离太阳直射点所在的纬线越远,正午太阳高度越小;距离
越近,则越大。
(2)看直射点的移动,确定正午太阳高度的变化
记忆口诀“来增去减”:即直射点向本地所在纬线移来,则正午太阳高度增大,移去则
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减小。如图所示:
北回归线及其以北
正午太阳高度渐增
非捍买餐股渐减
北回归线及其以北
夏至日
北回归线
秋分日
赤道
春分日
冬
南回归线
”12月22日前后3月21日前后6月22日前后9月23日前后12月22日前后
南回归线及其以南
南回归线及其以南
正午太阳高度渐减
正午太阳高度渐增
正午太阳高度的周年变化规律
3.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)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。
(3)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
高的关系如下图甲所示H为冬至日当地的正午太阳高度),L应大于等于h cotH。
y
N
集热板
阳光
H
mom
图甲
图乙
(4)计算太阳能热水器安装角度。为了提高太阳能热水器的效率,应使太阳能热水器集
热面与太阳光线垂直,即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。如上图
乙所示,十H=90时效果最佳。
[考题例析]
例2(2026山东卷)家住山东省某地的小明,在课外书中看到利用“等影”法测定本地
子午线的介绍(下图)。小明对“等影”法进行了系列探究。据此完成下面小题。
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北
等影”法示例(×地×月×日)
…在室外开阔的水平地面上
绘制半径分别为50cm、75cm、100cm
125cm、150cm的5个同心圆,并在圆
东
心处垂直竖起一根50cm长的立杆。白
天,立杆的影尖轨迹会与每个圆相交
于两点,在每个圆上标出这两点并用
线段连接。经过这些线段的中点和圆
心的直线就是本地子午线…
测定当日的
影尖轨迹
1.下列操作中,会导致小明测定本地子午线的结果出现偏差的是()
A.未绘制半径为50cm的圆
B.使用60cm长的立杆
C.将每个同心圆的半径增加5cm
D.将立杆向日出方向倾斜10°
2.小明利用“等影”法准确地绘制了当地二至日的立杆影尖轨迹。他绘制的影尖轨迹
图是()
冬至日
冬至日
东
西
夏至日
夏至日
A
B
必
冬至日
X夏至日
东
复至日
C
D
【解题步骤】第1题:步骤一:抓核心原理:“等影”法测定子午线的核心要求是立
杆垂直于地面,以保证影尖轨迹关于正午对称,中点与圆心的连线为正南北方向。
步骤二:逐一排除选项:A.未绘制半径为50cm的圆:其他同心圆仍可完成取,点、连线、
找中点的操作,不会影响结果。B.使用60c长的立杆:立杆长度只改变影长整体大小,影
尖在同心圆上的交点仍对称,不影响子午线测定。C.将每个同心圆的半径增加5c:同心
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圆半径统一增加,影尖交点依然对称,不影响结果。D.将立杆向日出方向倾斜I0°:立杆不
再垂直地面,影尖轨迹失去对称性,导致测定的子午线出现偏差。结论:选D。
第2题:步骤一:抓核心图像与区域:山东省位于北回归线以北,正午太阳始终在南方,
正午影尖始终指向北方。
步骤二:逐一排除选项:A:正午影尖在北方;冬至日东南日出、西南日落,影尖分别
指向西北、东北;夏至日东北日出、西北日落,影尖分别指向西南、东南,与A图一致。
B:正午影尖不在北方,不符合山东位于北回归线以北的特征。C:日出日落方向与影尖方
位组合错误。D:正午影尖不在北方。结论:选A。
【易错提醒】
1.北回归线以北地区,正午太阳始终在正南方,正午影尖始终指向正北方。
2.日出日落方位规律:太阳直射北半球时,全球(极昼极夜区除外)东北日出、西北日
落;太阳直射南半球时,东南日出、西南日落。
3.实验器材安装必须保证立杆垂直地面,任何倾斜都会导致影尖轨迹不对称,产生系
统误差。
【答案】1.D2.A
[对点练习]
(2025湖南卷)中欧地区城市夏季常出现热浪天气,街道两侧建筑物和树木的阴影可缓解
行人的热感,行人热感可用生理等效温度P)衡量。图1示意中欧地区某市(48N,8°E)一条
东西向街道行道树布置,图2示意该街道某年夏至日(天气晴朗、风力微弱)当地时间9一15
时P平均值的分布。tan65.5°≈2.19。据此完成下面小题。
建
筑
物
4m
行道树
图1
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7777I7777777777777
N
,建筑物(高40m)
P平均值(℃)
器10
☐<37
☐37-41
77777
717777
☐41-45
/律筑物(高40m)
☐>45
4444444444444444444A
0
10203040
50
街道长度(m)
图2
1.甲、乙两处P平均值的差异主要源于()
A.全时段两侧建筑物的遮阴
B.上午西侧行道树的遮阴
C.全时段东侧行道树的遮阴
D.下午西侧行道树的遮阴
2.同样情境下,若降低两侧建筑物高度至10米,乙、丙两处P平均值的差异将()
A.变小
B.变大
C.不变
D.不确定
【解析】第1题,结合图2可知,甲处P平均值低于乙处,反映甲处生理等效温度低
于乙处。主要原因是与乙处相比,甲处受到建筑物和行道树的遮阴更明显。结合材料,街道
为东西走向,行道树排列方向与街道走向一致。当天为夏至日,该市(48)东北日出、西北
日落,正午太阳位于正南。当地时间9一15时太阳的视运动轨迹为东南一正南一西南。由此
分析,甲处上午受到东侧行道树遮阴、下午受到西侧行道树遮阴,D正确,B、C错误。甲
处全时段受到南侧建筑物的遮阴,A错误。故选D。
第2题,结合材料,当地位于欧洲48N,夏至日太阳直射23.5N。根据正午太阳高度
的计算公式,可以得出夏至日当天当地的正午太阳高度H=90°-(48°-23.5)=65.5°。若当
地南侧建筑物高度减小为10米,正午时南侧建筑物的影子长度大致为10米2.19=4.57米。
根据图2,乙处位于南侧建筑物北方,距离约为6米,大于4.57米。正午时南侧建筑物不能
为乙处遮阴,可以为丙处遮阴。因此乙处P平均值将变大,丙处P平均值无明显变化,乙、
丙两处P平均值的差异将变大,B正确,A、C、D错误。故选B。
【答案】1.D2.B
要点3四季和五带
1.四季
北温带国家四季:3一5月为春季,6一8月为夏季,9一11月为秋季,12一次年2月为冬
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季。
2.五带
北寒带
190
(北极圈)6634
有极昼极夜
北温带
无极昼极夜、直射
(北回归线)23°26
(赤道)0°
热带
有阳光直射
(南回归线)23°26
南温带
无极昼极夜、直射
(南极圈)6634
年
有极昼极夜
90
南寒带
[考题例析]
例3(2025河北邢台市模拟)二十四节气对应着太阳黄道上的24个位置(相邻节气之间
太阳黄经相差15),可反映季节、物候现象、气候变化等。下图为2023年我国某地相邻节
气平均气温变量(本月与上月平均气温的差值)曲线图。据此完成1~3题。
平均气温变量/℃
5.0r
4.0
20
1.
0
-1.0
-2.0
-30
-4.0
5.0
架暖珍明高登斋第圣清接复醉著牌馨空杏整茶
1.下列节气中,反映季节、物候现象、气候变化的节气分别是(
)
A.清明、立春、小暑
B.雨水、小满、大寒
C.冬至、白露、惊蛰
D.立秋、芒种、小雪
2.据图判断该地2023年平均气温最高和最低的节气分别是()
A.清明、立冬
B.小暑、大寒
C.夏至、冬至
D.大暑、大寒
3.该地一年中气温最高时(
A.太阳直射点向北移
B.日出东北,日落西北
C.白昼最长,黑夜最短
D.午间日照入室最多
【解析】第1题,立秋反映季节变化,芒种反映物候现象,小雪反映气候变化,D正
确;清明反映物候现象,立春反映季节变化,A错误;雨水反映气候变化,B错误;白露反
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映气候变化,惊蛰反映物候现象,C错误。第2题,读图可知,从立春到小暑平均气温变量
均大于0℃,说明气温是逐渐上升的,而小暑以后平均气温变量小于0℃,说明气温下降了,
由此可以判断小暑时平均气温最高;同理可以判断大寒时平均气温最低。故选B。第3题,
该地一年中大暑气温最高,此时为7月,我国日出东北,日落西北,B正确;太阳直射点向
南移动,A错误;北半球白昼最长、黑夜最短是在夏至,C错误;该地位于北回归线以北,
午间日照入室最多是在正午太阳高度角最小的冬至,D错误。
【答案】1.D2.B3.B
[对点练习]
由于黄赤交角的存在,太阳直射点在南北回归线之间不断往返运动,使得地表获得的太
阳辐射能量随纬度和季节而发生变化,形成了四季和五带。下图为五带分布图,据此完成下
面小题。
北极圈
北寒带
有极昼、极夜
EE-
无阳光直射
北温带
北回归线}
有阳光直射
热带
整
南回归线
极
夜
无阳光直射
南温带
,南极圈
南寒带
1有极昼、极夜
1.连云港立秋后的地理景象正确的是(
)
A.正午太阳高度角增大
B.日出时间越来越早
C.正午旗杆影子变长
D.日落时间越来越晚
2.假设黄赤交角增大1°,地球上五带范围的变化()
A.南温带范围缩小1°
B.北寒带的范围变大1
C.热带的范围变大1
D.各带范围不变
【解析】第1题,立秋后连云港正午太阳高度角逐渐减小,A错误;日出时间越来越
晚,B错误;正午旗杆影子变长,C正确;日落时间越来越早,D错误。故选C。第2题,
假设黄赤交角增大1°,回归线纬度将变大一度,极圈纬度减小一度,则南温带范围缩小
2°,A错误;北寒带的范围变大1°,B正确;热带的范围变大2°,C错误;各带范围均发生
变化,D错误。故选B。
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【答案】1.C2.B
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