太阳直射点的移动与地球公转的地理意义

第2课太阳直射点的移动与地球公转的地理意义知识整合知识点1太阳直射点的移动

知识点2地球公转的地理意义地球公转的地理意义深化拓展1.图解黄赤交角的变化带来的影响根据上图：通过α＋γ＝90°、γ＋β＝90°，可知

α＝β，进而可推出如下关系：2.图示昼长的纬度变化3．图示正午太阳高度的纬度变化考点探究探究一：太阳直射点的纬度值＝太阳直射点所在半球的极点的正午太阳高度值如右图，太阳直射点的纬度值为δ，北极点的正午太阳高度值为H，L1、L2为平行的太阳光线，L3为过北极点的圆的切线，L5垂直于L3(过切点的圆的半径或直径垂直于圆的切线)，L4(赤道)垂直于L5(地轴)。求证δ＝H。答案：证明：∵∠1＝∠2(同位角相等)，δ为∠1的余角，H为∠2的余角，∴δ＝H。即太阳直射点的纬度值＝太阳直射点所在半球的极点的正午太阳高度值。探究二：确定地理坐标某中学开展研究性学习，坚持观测太阳高度的日变化，并作详细记录。以下是6月22日(夏至日)观测记录。据此分析下列问题。

(1)请分析该学校的地理坐标。

(40°N,110°E)

(2)12月22日，该校所在地的昼长约为多长？

9小时

(3)当该校于北京时间6时整日出时，太阳直射北半球，对吗？正确

解析：第(1)题，此题解题关键是根据日出、日落时间算出昼长，然后得出当地时间12时时的北京时间，根据计算经度差从而得出经度，再根据正午太阳高度算纬度。解题过程为：根据日出、日落时间可计算出该学校昼长为15小时，又知该学校正午太阳高度最大时时间为北京时间12∶40，应位于北京西侧，与北京时间相差40分，那么，其经度＝

120°E－＝120°－10°＝110°E，据H＝90°－|φ

－δ|，即73°26′＝90°－|φ－23°26′|则其纬度应为

40°N。第(2)题，此日(6月22日)该点昼长为20∶10－5∶10

＝15小时，则夜长为24－15＝9小时，则12月22日其昼长为9

小时。第(3)题，当北京时间是6时时，该地地方时为5时20分，则该地昼长夜短，太阳直射北半球。探究三：地球运动及其产生的地理现象分析深圳一研究性学习小组，对地球运动及其产生的地理现象进行探究时遇到了一些问题，请结合所学地理知识予以解答。(1)他们认为：在当地一个窗户朝正南的房间里，全年正午阳光都能照射到房内。你认为是否正确？为什么？答案：不正确；深圳位于北回归线以南，夏至日前后，正午阳光不能照射到房内。(2)右图是他们绘制的冬至日旗杆影子在日出、正午、日落时的示意图。该图是否正确？为什么？答案：不正确；正午旗杆影长应短于日出与日落时旗杆影长。(3)他们在进行图像转换时遇到了困难，请将左下图所示内容按要求转绘在右下图中。(要求：在右上图中绘出晨昏线，用阴影表示夜半球部分，标出直射点所在经线的经度)答案：核心解读重难点1昼夜长短时空变化规律

(1)纬度变化规律：①赤道处始终昼夜平分；春分日、秋分日全球各地昼夜平分。②同一纬线上各点昼夜长短相同；南、北半球纬度数相同的地方，昼夜状况相反，时间长短相同。③太阳直射点所在半球昼长夜短，且纬度越高，昼越长；另一半球相反。

(2)季节变化规律图示：(以北半球为例)北半球昼夜长短随季节变化图(3)昼夜长短与日出日落时刻一个地区一天的日出和日落时间反映了该日的昼夜长短状况，一天中上午和下午的时间是等长的，因此已知某地一天的昼长可求出该日的日出、日落时间，其方法为：日出时间＝12

－昼长/2，日落时间＝12＋昼长/2。

(4)极圈内的昼与夜①极圈内有极昼和极夜现象，所以昼夜更替的周期并不都是

24小时，纬度越高，昼夜更替的周期越长，极点附近为一年。②由于地球公转的速度不同，在远日点附近较慢、近日点附近较快，所以北极圈内的极昼日数比南极圈内的极昼日数多；南极圈内的极夜日数比北极圈内的极夜日数多。

重难点2正午太阳高度的变化规律

季节变化规律纬度变化规律易误点太阳高度的变化

(1)太阳高度的分布规律：太阳直射点的太阳高度为90°，由此向四周呈同心圆状递减。太阳直射点所在经线上的太阳高度值为各点对应纬度上的最大太阳高度，即正午太阳高度，其变化特点是由太阳直射点向南北两侧递减。其值大小如下公式计算：H＝90°－(φ±δ)(H为某地正午太阳高度，φ为该地纬度，δ为太阳直射点纬度，若φ与δ同在南半球或同在北半球，则取“－”，相异则取“＋”)。(2)南北极点太阳高度的变化：极昼时期，太阳高度全天都不变(如下图甲)，始终等于直射点纬度，其值的年变化幅度介于0°到23°26′之间。(3)极圈及其以内地区太阳高度的变化：从日变化看，极昼期间，全天太阳高度始终都大于或等于零度，其中极圈上在0时太阳高度为0°(如图乙)，极圈到极点之间的地区，其太阳高度全天始终都大于0°(如图丙)；从年变化看，北极圈内太阳高度是随太阳直射点北移而增大，南极圈反之，其最大值由公式H＝90°－(φ±δ)决定。(4)其他地区的太阳高度变化：都是日出日落时为0°，12时最大，12时前递增，12时后递减。特殊之处是：赤道上的太阳高度是6时和18时为0°(如图丁)，其最大太阳高度的年变化范围是(66°34′，90°)。经典借鉴试题：(2009·广东地理卷)读下图，回答(1)～(3)题。(双选)

某日甲、乙、丙、丁四地的昼长或夜长示意图

(1)若图中有两地位于南半球，这两地是(

)

A．甲地B．乙地C．丙地D．丁地(2)关于甲地的叙述，正确的是(

)A．日落时刻为地方时18时

B．水平运动的物体向右偏转

C．一年中正午太阳高度角只有一次最大值

D．甲地的地球自转线速度大于丙地

(3)若甲地位于东八区的中央经线上，乙地位于东西半球分界线上，当甲地日出时，可能乙地的地方时是(

)A．4时40分B．8时40分

C．16时40分D．20时40分

纠错分析：本题组重点考查考生对地球运动相关原理的理解与应用。据图可知甲地昼夜等长，应位于赤道；乙发生极昼；丙、丁此刻都是昼短夜长，应位于同一半球。甲地日出时地方时为6点，日落时地方时为18点；无地转偏向力，一年中正午太阳高度有两次达90度，自转线速度大于其他非赤道地区。当位于东八区中央经线上的甲地日出时即120°E为6点时，

20°W、160°E(东西半球分界线)的地方时分别是20时40分、

8时40分。

答案：(1)CD

(2)AD

(3)BD

答题启示：如何根据昼夜长短判定半球位置，如何根据正午太阳高度判定半球位置需要整理。命题视角考查目标：日照图的综合考查【例1】(2010·启东模拟)读右图，完成(1)～(3)题。

(1)若EF为赤道，P点出现极昼现象，则太阳直射的范围是(

)A．0°～20°NB．0°～20°SC．20°N～23°26′ND．20°S～23°26′S(2)若EF为地球公转轨道平面，PQ为地轴，下列变化可信的是(

)A．福州冬季均温升高B．北温带范围变小

C．全球极夜范围扩大D．悉尼(约34°S)夏季昼变长(3)若O为北极点，H、P为晨昏线与某纬线的两个交点，则E点的时间可能为(

)A．5月23日8时B．6月22日18时

C．11月23日6时D．12月22日18时

解析：(1)若EF为赤道，PQ线与地轴夹角为20°，P点的纬度为北纬70°；P点出现极昼现象说明北纬70°以北肯定是极昼，但不能确定北极圈与北纬70°之间极昼范围的大小，只能判定出现极昼的最低纬度在66°34′N～70°N之间，因此，我们利用太阳直射点纬度与出现极昼、极夜的最低纬度互余的规律，可确定直射点的纬度范围为20°N～23°26′N。(2)当EF为地球公转轨道平面，PQ为地轴时，黄赤交角减小到了20°，太阳只能直射在南、北纬20°之间，福州冬至日时的太阳高度比现在大，冬季地面获得的太阳辐射能相应增加，均温将升高。

(3)当H、P为晨昏线与某纬线的两个交点时，劣弧HP可能是夜弧，也可以是昼弧。若劣弧HP是夜弧，则昼长远大于夜长，北极点O周围为极昼，劣弧HP中点的时间为0时，E点的时间为6时，但日期11月23日与北极点O周围为极昼不符合；若劣弧

HP是昼弧，则昼长远小于夜长，北极点O周围为极夜，劣弧HP

中点的时间为12时，E点的时间为18时，但日期6月22日与北极点O周围为极夜不符合。

答案：(1)C

(2)A

(3)D规律·方法·技巧光照图的判读一、判定南、北半球或南、北极1．侧视图，通常是上北下南(特例除外)。本例题第(1)题就要据此判定EF以上为北半球，以下为南半球。2．从自转方向上看，从北极上空看为逆时针自转，从南极上空看为顺时针自转。第(3)题要据此确定极地俯视图上的东西方向。3．从经度数排列上看，自转方向与东经度数由小到大的排列方向相同。二、判定太阳直射点的地理坐标1．太阳直射经线的确定(①地方时为12时的经线；②平分昼半球的经线；③根据已知某经线的时间来计算；④直立物体影长为零的地点所在的经线)。2．太阳直射纬线的确定(①利用某地的正午太阳高度计算；②直立物体影长为零的地区所在的纬线；③利用晨昏线相切的纬度计算：直射点的纬度＝90°－切点的纬度)。第(1)题要利用(直射点的纬度＝90°－切点的纬度)来判定太阳直射的范围。三、判定时间1.晨昏线与赤道的交点时间：晨线与赤道交点所在经线的地方时是6时，昏线与赤道交点所在经线的地方时是18时。2.晨昏线与纬线圈的切点时间：切点所在经线平分昼弧，则该经线时间为12时，切点所在经线平分夜弧，则该经线时间为24时(0时)。第(3)题需要用此规律确定劣弧HP中点的时间为0时或12时，这是计算E点时间的突破口。四、判定季节或日期1.利用北半球的昼夜长短情况来判定：北半球昼长夜短或北极地区是极昼，则此时是北半球的夏半年；反之则为北半球的冬半年。2.利用太阳直射点的位置确定。五、判定太阳高度1．晨昏线上的太阳高度是0°。2．太阳直射点的太阳高度是90°。3．正午太阳高度从太阳直射点向南北两侧递减。六、判定昼夜长短1.太阳直射北半球，则北半球各地昼长夜短，北极地区出现极昼[极昼范围是(90°－直射纬度)N及以北地区]；南半球各地昼短夜长，南极地区出现极夜[极夜范围是(90°－直射纬度)S及以南地区]。太阳直射南半球时情况相反。2.太阳直射点向北移动，北半球各地昼渐长，夜渐短，如果此时北半球昼长夜短，则北极地区极昼范围扩大，如果此时北半球昼短夜长，则北极地区极夜范围缩小；南半球相反。太阳直射点向南移动情况相反。1.读图，回答下列问题。

(1)本题图示的大致日期是________。这时太阳直射点的坐标是______、______

。

(2)A点这时正值日出还是日落？____。该地当日夜长约__小时。

(3)北京(39°54′N)当日正午太阳高度是_______。这天全球正午太阳高度最大值的范围是______________

。

(4)C点的时刻是____，A点在C点的_____方向。

12月22日70°E23°26′S日落1626°40′南回归线及其以南10时东北即学活用解析：这是一道以光照示意图形式出现的综合性较强的读图分析题，涉及知识面广，能力要求高，关键是根据基础知识，确定经度、时刻，否则稍有疏漏，便容易导致一连串的失误。根据晨昏线与北极圈相切和昼夜半球，看出日期为冬至日。但进一步回答太阳直射点的坐标，如果没有熟练的经度知识，则很难找出太阳直射的经线的度数。第(2)题中晨线、昏线的辨认，昼长、夜长的计算，以及第(3)题中正午太阳高度的计算及空间分布规律，都能反映出学生基础知识、基本技能的水平。解答此类命题，首先要通过空间想像，弄懂光照的空间、时间状况，然后以找准太阳直射点的地理坐标为突破口，直射点的经度可帮助我们确定时刻，直射点的纬度可帮助我们确定节气、季节。考查目标：正午太阳高度的变化及应用【例2】

近年来，我国房地产业发展迅速，越来越多的居民乔迁新居，居住条件和环境显著改善。读图，运用以下公式及相关知识回答(1)～(2)题：

①某地正午太阳高度的大小：H＝90°－|φ－δ|式中H为正午太阳高度，φ为当地纬度，取正值，δ为太阳直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值。②tan35°≈0.7，tan45°＝1，tan60°≈1.732

(1)房地产开发商在某城市(北纬30°)建造了两幢商品住宅楼

(如图)，某户居民买到了北楼一层的一套房子，于春节前住进后发现正午前后太阳光线被南楼挡住。请问，该房子一年中正午太阳光线被南楼挡住的时间大约是(

C

)A．1个月B．3个月C．6个月D．9个月(2)为避免纠纷，房地产开发商在建楼时，应该使北楼所有朝南房屋在正午时终年都能被太阳照射。那么在两幢楼间距不变的情况下，南楼的高度最高约为(

B

)

A．20米B．30米C．40米D．50米

解析：第(1)题，解答该题的关键是要充分利用图文信息，特别是要先根据图中的楼高和楼间距，直接算出要保证北楼阳光不被遮挡的最低太阳高度为69/40＝1.725，由tan60°≈1.732，可知约为60°，加上题干中的信息——该地为北纬30°，通过太阳高度的计算可知当该地正午太阳高度为60°时，太阳直射在赤道上，即可知从秋分到冬至到次年春分的半年间(太阳直射点在南半球)，该地的正午太阳高度

小于60°，即北楼正午太阳光线将被南楼挡住。第(2)题，仍然是考正午太阳高度、楼高与楼间距的关系。根据全年正午太阳高度最低时(即12月22日)，假设两楼间距不变，求南楼不挡住北楼太阳时的最大高度。该城位于北纬30°，冬至时正午太阳高度为36.5°，也就是南楼高与两楼的楼距之比(即正切函数)必须大于0.7(tan35°≈0.7)。只有当南楼达30米时，南楼高与楼间距(40米)比大于0.7(即0.75)。

规律·方法·技巧太阳高度的应用

(1)推算纬度：根据正午太阳高度公式H＝90°－(φ±δ)，可求地理纬度。

(2)推算地方时：一天中太阳高度达最大值时地方时为12时；春秋分时，太阳高度为0°处的地方时为6时或18时，任何一天赤道上太阳高度为0°处的地方时为6时或18时。

(3)推算楼间距：一般来说，为了获取充分的日照，纬度较低的地区，楼距较小，纬度较高的地区，楼距较大。

(4)确定房屋的朝向：为了获得更充足的太阳光线，确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋多朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋多朝北。

(5)判断日影长短及方向：太阳高度越大，日影越短；太阳高度越小，日影越长。日影方向背向太阳。

(6)计算热水器安装角度：为最大限度地利用太阳能资源，太阳能热水器集热面应尽量与太阳光线垂直，以提高太阳能热水器的效率。

即学活用2.(2010·济宁质检)下图中，当a、c值相差20°时，该地的纬度值是(

B

)某地一年内正午太阳高度的变化曲线示意图

A．23°NB．63°NC．43.5°ND．27°N

解析：由曲线图可知，该地夏至日正午太阳高度最大，冬至日正午太阳高度最小，说明该地位于北回归线及其以北地区。利用正午太阳高度的分布规律可知，该地夏至日正午太阳高度与冬至日正午太阳高度之差为47°，即可知c＝23.5°，求得a＝3.5°。由a为该地冬至日正午太阳高度可计算出该地纬度为63°N。一、选择题

(2010·曲阜统考)读某日a、b、c、d四地的太阳高度日变化图，完成1～2题。1.下列关于图中a、c两地的说法正确的是(

)A．不在同一经线上，且a的纬度比c高

B．不在同一经线上，且a的纬度比c低C．在同一经线上，且a的纬度比c高

D．在同一经线上，且a的纬度比c低2.下列关于图中b、d两地的说法正确的是(

)

A．正午太阳高度相同，昼夜长短不同

B．在同一经线上，正午太阳高度相同

C．在同一纬线上，且b在d的正东

D．在同一纬线上，且b在d的正西解析：由图分析，a、c两地正午时刻相同，说明二者位于同一经线上，a昼长为12小时，位于赤道上；C地昼长为24

小时，有极昼现象。故a纬度比c低。b、d两地昼长相同，说明二者位于同一纬线上，b地12时时，北京时间为9时，可计算出b地经度为165°E，同理可计算出d地经度为15°E，故b地位于d地的正东。

答案：1.D

2.C

读甲、乙两图，回答3～5题。甲乙3.晨昏圈与北半球纬线圈相切于某一点，甲图是该点纬度的年变化示意图。当该点的纬度变化时，下列各时段只能出现的现象是(

)A．该点位于①和③时，全球昼夜平分

B．该点由①到②时，北京昼长逐日变长

C．该点由③到④时，悉尼昼长逐日变长

D．该点由④到⑤时，太阳直射点向北移动解析：该点位于①和③时，晨昏圈经过南北极点，全球昼夜平分。没有审清题意易错选。题中要求“只能出现的现象”，②④两点不能确定日期。

答案：A4.乙图为太阳直射点在地表的年运动轨迹图，abcd各点的位置与甲图中各点对应正确的是(

)

A.a和①B.b和②C.c和③D.d和⑤

解析：c点表示太阳直射赤道，为春秋分日，和③点相对应。不会从图中获取有效信息易错选。甲图中①、③、⑤三点表示太阳直射赤道时晨昏线与北半球纬线圈切点的分布情况，乙图中a、b、d分别表示太阳直射南回归线，赤道和北回归线的情况。

答案：C5.当太阳直射点在d位置时，下列说法正确的是(

)A.a地正值夏季

B.b地正午太阳高度为一年中最小值

C.c地昼长夜短

D.d地出现极昼现象

解析：当太阳直射点在d位置即北回归线时，b地即赤道上，正午太阳高度为一年中的最小值66°34′。不会正确运用光照图判断季节。当太阳直射d位置时，a地南回归线上正值冬季，赤道上的c地昼夜等长，北回归线上的d地更不可能出现极昼现象。

答案：B(2010·济宁一模)如表是四地一年中昼长最大差值(R)和正午太阳高度最大差值(H)资料。据此回答6～7题。6.四地按纬度由高到低的排列，正确的是(

)A．②④①③B．③②①④

C．④③①②D．①③④②

解析：由表中数据可知，②地有极昼极夜现象，③地位于赤道，昼长差值由赤道向两极愈来愈长。

答案：A7．④地的最短昼长为(

)A．8小时21分