1.2地球公转的地理意义（第2课时）学案高二地理选择性必修1

第二节地球的公转第2课时地球公转的地理意义【学习目标】一、正午太阳高度1.概念:当地地方时为①的太阳高度。

2.变化规律(1)同一时刻:由太阳直射点所在纬度向南北两侧②。

(2)夏至日:北回归线及其以北各纬度达到一年中的③。

(3)冬至日:南回归线及其以南各纬度达到一年中的④。

(4)春分日和秋分日:自赤道向南北两侧⑤。

3.正午太阳高度的计算:两地(直射点、所求地点)的正午太阳高度差=两地的⑥。

二、昼夜长短1.变化规律(北半球)(1)夏半年(自春分日至秋分日):太阳直射北半球,北半球昼长⑦夜长,纬度越高,昼⑧;夏至日时,昼长达到一年中的⑨,北极圈及其以北地区出现极昼现象。

(2)冬半年(自秋分日至次年春分日):太阳直射南半球,北半球昼长⑩夜长,纬度越高,昼;冬至日时,昼长达到一年中的,北极圈及其以北地区出现极夜现象。

(3)春分日和秋分日:太阳直射,全球各地昼夜等长,各为12小时。

2.昼长的计算(1)昼弧度数÷15°。(2)24小时×昼弧长占整个纬线圈长的比例。(3)[12日出时间(地方时)]×2。(4)日落时间日出时间。三、四季1.夏季:白昼长,正午太阳高度大。2.冬季:白昼短,正午太阳高度小。3.春、秋季:冬、夏两季的过渡季节。【答案】①12时②递减③最大值④最大值⑤递减⑥纬度差⑦大于⑧越长⑨最大值⑩小于越短最小值赤道【合作探究】情境导入北京天安门广场国旗的升降时间是根据北京的日出日落时间确定的,其具体时间由北京天文台的天文专家专门计算。早晨,当太阳的上部边缘与天安门广场所见地平线重合时,为升旗时间。天安门广场升旗时间为什么要不断调整?产生该现象的根本原因是什么?主题1：昼夜长短的变化规律及推算主题探究情境12022年夏季,小明在从新加坡去北欧旅游的过程中,发现新加坡昼长为12小时左右,越向北走,一日之中白昼就越长,到了斯堪的纳维亚半岛北部时,竟然出现了极昼现象。下图示意二分二至日不同纬度昼夜长短的变化。任务1观察对比三图,思考晨昏线与太阳光线的关系。【答案】晨昏线与太阳光线是相互垂直的。任务2结合图,分析春、秋分日时全球昼夜长短的分布规律。【答案】春、秋分日时全球各地昼夜等长。任务3结合图,分析北半球夏至日时昼夜长短的分布规律。哪个范围的昼夜长短达到一年中的最大值,哪个范围达到一年中的最小值?【答案】北半球夏至日,北极圈及其以北地区出现极昼现象,南极圈及其以南地区出现极夜现象。从北极圈向南到南极圈昼渐短、夜渐长;此时北半球昼长夜短,南半球昼短夜长。北半球昼长达到一年中的最大值,夜长达到一年中的最小值;南半球相反。任务4结合图,分析北半球冬至日时全球昼夜长短的分布规律。哪个范围的昼夜长短达到一年中的最大值,哪个范围达到一年中的最小值?【答案】北半球冬至日时,北极圈及其以北地区出现极夜现象,南极圈及其以南地区出现极昼现象,从北极圈向南到南极圈昼渐长、夜渐短,此时的北半球昼短夜长,南半球昼长夜短。南半球昼长达到一年中的最大值,夜长达到一年中的最小值;北半球相反。任务5总结太阳直射点的半球位置和昼夜长短、极昼极夜分布的关系。【答案】太阳直射的半球昼长夜短,昼长随纬度升高而变长,极点附近出现极昼;另一半球昼短夜长,昼长随纬度升高而变短,极点附近出现极夜。情境2晨昏线将地球上的纬线分成昼弧和夜弧两部分。位于昼半球的部分称为昼弧,位于夜半球的部分称为夜弧。经过昼弧中点经线的地方时为12时,日出、日落时间关于正午12时对称;经过夜弧中点经线的地方时为0时,日出、日落时间关于0时对称。任务1如图Ⅰ所示,如果利用昼(夜)弧所跨的经度数来计算昼(夜)长,那么图Ⅱ中D点昼弧、夜弧所跨经度数分别是多少?昼长、夜长分别为多少小时?【答案】D点昼弧度数=240°,昼长=240°/15°=16小时;D点夜弧度数=120°,夜长=120°/15°=8小时。任务2结合材料及图Ⅲ,思考同一地点的上午时长与下午时长有什么关系?前半夜时长与后半夜时长有什么关系?根据上题所计算出的D点的昼(夜)长,用D点日出地方时计算D点的昼长和夜长,并计算出D点日落地方时,再用日落地方时来计算D点的昼长和夜长。【答案】同一地点的上午时长与下午时长相等,前半夜时长与后半夜时长也相等。D点日出:4时(121/2昼长),昼长=(正午12时日出时间)×2=(124)×2=16小时;夜长=(日出时间0时)×2=(40)×2=8小时。D点日落:20时(日出+日落=24时),昼长=(日落时间12)×2=(2012)×2=16小时;夜长=(24日落时间)×2=(2420)×2=8小时。素养培育升国旗与日出——培育地理实践力情境天安门广场国旗的升降时间,是根据北京市的日出日落时间确定的。日期不同,国旗的升降时间也有所差异。每年1月11日到6月6日,升旗由早晨7时36分逐渐提前到凌晨4时46分,平均每天依次提前约1分钟;6月22日至12月30日,升旗时间由4时46分逐渐推迟到7时36分,平均每天推迟52秒钟。12月31日到1月10日与6月7日到6月21日,每天的升旗时间分别为恒定的7时36分与4时46分。国旗的降旗时间同样分为逐渐推迟和逐渐提前的两个时段。遇到阴天、雨天和雪天,升旗和降旗的时间与前一天相同。任务1从游览时间上看,我们中学生去北京旅游,应选择暑假去,还是寒假去?为什么?【答案】最好选择暑假去。因为暑假时为夏季,白天时间长,游览时间充足。任务2天安门广场升国旗的时间随不同季节调整的原因是什么?【答案】天安门广场的升旗时间是根据北京的日出时间确定的,日出日落时间是与昼长直接相关的。由于地球的公转,昼长随季节有规律地变化。任务3每年1月11日至6月6日和6月22日至12月30日两个时段,北京的昼长如何变化?【答案】每年1月11日至6月6日北京的昼长逐渐变长,每年6月22日至12月30日北京的昼长逐渐变短。知识小结1.昼夜长短分布——抓“直射点位置”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。如下图所示:2.昼夜长短变化——抓“移动方向”此处的“移动方向”主要是指太阳直射点的移动方向,它决定昼长、夜长的变化趋势,纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。太阳直射点向哪个半球移动,哪个半球就昼变长夜变短;且纬度越高,昼夜长短变化幅度越大。如下图所示:3.昼夜长短的季节变化4.昼夜长短的纬度变化5.昼夜长短的计算方法(1)根据昼弧、夜弧求昼长、夜长(昼弧、夜弧的长短反映昼夜长短)昼长时数=昼弧度数15°(2)根据日出日落时间求昼长、夜长①昼长=日落时间日出时间=(正午12时日出时间)×2=(日落时间正午12时)×2②夜长=24时昼长(3)根据相关性计算①相同纬度地区昼长相同。②分别位于南北半球但纬度度数相同的两地,一地的昼长等于另一半球同纬度地区的夜长。如40°N地区昼长为15小时,则40°S地区夜长也为15小时。6.昼夜长短与太阳的方位(与日影朝向相反)(1)日出、日落太阳的方位①太阳直射北半球,除晨昏线上纬度最高点(晨昏线与极昼、极夜边缘纬线的切点)外,全球其余各地均是东北日出,西北日落。晨昏线上纬度最高点,则是正北日出,正北日落。②太阳直射南半球,除晨昏线上纬度最高点外,全球其余各地均是东南日出,西南日落。晨昏线上纬度最高点则是正南日出,正南日落。③太阳直射赤道,全球均是正东日出,正西日落。④时间变化规律:同一地点日出、日落方位的变化同直射点的移动一致。(2)正午太阳的方位正午日影朝向取决于太阳直射点的位置。①太阳直射的纬线上,太阳处于天顶(正上方)上。②太阳直射纬线以北的地区,太阳处于正南方。③太阳直射纬线以南的地区,太阳处于正北方。对点训练下表中所列的时间是12月22日甲、乙、丙、丁四地的白昼时长。读表,回答1~2题。甲地乙地丙地丁地白昼时长5小时30分9小时09分11小时25分13小时56分1.四地所处位置从南到北排列正确的是()。A.甲、乙、丙、丁B.甲、乙、丁、丙C.丙、丁、乙、甲D.丁、丙、乙、甲【答案】D【解析】12月22日,太阳直射南回归线,越向南白昼时间越长,所以自南向北依次为丁、丙、乙、甲。2.四地中位于南半球的是()。A.甲地B.乙地C.丙地D.丁地【答案】D【解析】12月22日,太阳直射南半球,南半球昼长夜短,所以昼长大于12小时,四地中白昼时长大于12小时的只有丁地。主题2：正午太阳高度的变化规律与应用主题探究情境1二分二至日不同纬度正午太阳高度示意图。任务1表示春分日和秋分日不同纬度的正午太阳高度变化的是哪幅图?表示夏至日不同纬度正午太阳高度变化的是哪幅图?表示冬至日不同纬度正午太阳高度变化的是哪幅图?说出判断的理由。【答案】表示春、秋分日的是图甲。理由:春分日和秋分日时,太阳直射赤道,赤道的正午太阳高度为90°,正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。表示夏至日的是图乙。理由:夏至日时,太阳直射北回归线,北回归线的正午太阳高度为90°,正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。表示冬至日的是图丙。理由:冬至日时,太阳直射南回归线,南回归线的正午太阳高度为90°,正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。任务2总结正午太阳高度的变化规律。【答案】从太阳直射点所在的纬度向南北两侧递减。任务3总结北回归线以北、南回归线以南的各地正午太阳高度在一年中何时达到最大值,何时达到最小值。【答案】北回归线以北的各地区,夏至日正午太阳高度达到一年中的最大值,冬至日正午太阳高度达到一年中的最小值;南回归线以南的各地区,冬至日正午太阳高度达到一年中的最大值,夏至日正午太阳高度达到一年中的最小值。任务4归纳回归线之间的各地,正午太阳高度在一年中何时达到最大值,何时达到最小值。【答案】北回归线与赤道之间:当太阳直射时,正午太阳高度在一年中达到最大值,为90°,冬至日正午太阳高度在一年中达到最小值。南回归线与赤道之间:当太阳直射时,正午太阳高度在一年中达到最大值,为90°,夏至日正午太阳高度在一年中达到最小值。情境2对于太阳能热水器来说,当集热板与太阳光线垂直时,集热效果最好。洛阳一学生对太阳能热水器进行了改造(如下图),把热水器装在一个大玻璃箱中,并将支架改造成活动方式,为使热水器有最好的效果,可适时调节支架改变热水器集热板与地面的夹角。任务19月23日,测得洛阳的正午太阳高度为55°,请利用公式计算洛阳的地理纬度。此时与洛阳正午太阳高度相等的另一地的纬度是多少?【答案】H=90°(洛阳纬度0°)=55°,可知洛阳纬度=35°N。另一地的纬度为35°S。任务2若要使太阳光线与集热板垂直,则正午太阳高度(H)和集热板与地面夹角(α)之间的关系如何?【答案】正午太阳高度(H)与夹角(α)之和为90°。任务39月23日,如何调节支架可以使集热效果最好?【答案】根据H+α=90°,求得α=35°,即集热板与地面夹角调节为35°,集热效果最好。素养培育生活应用——培育地理实践力情境材料一近年来,随着城市建设速度加快,住宅建设用地供应紧张,加之一些城市在新建住宅楼规划审批环节中存在漏洞,有些开发商违规施工,超规划建设,导致新建住宅楼层数过多,密度过大,影响相邻建筑的通风、采光,使基于“阳光权”引发的纠纷日益增多。《中华人民共和国民法典》规定:“建造建筑物,不得违反国家有关工程建设标准,不得妨碍相邻建筑物的通风、采光和日照。”材料二下图为济南在二分二至日的正午太阳高度示意图。任务1材料所示影响建筑物采光和日照的主要因素有哪些?【答案】正午太阳高度、楼间距、楼高等。任务2材料二中,①②③分别表示哪一日的正午太阳高度?其中,决定济南楼间距大小的是哪一个?这一天,全球正午太阳高度的变化规律是怎样的?【答案】①表示夏至日,②表示春、秋分日,③表示冬至日。其中,③决定济南楼间距的大小。冬至日,全球正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。任务3根据材料二判断济南正午太阳高度的季节变化规律。【答案】济南位于北回归线以北,正午太阳高度夏至日最大,冬至日最小。知识小结1.正午太阳高度随纬度的变化——“近大远小”从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减;离直射点距离越近(纬度差越小),正午太阳高度越大。如下图所示:夏至日:正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。冬至日:正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。春分日和秋分日:正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。2.正午太阳高度随季节的变化——“来增去减”北半球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分日和秋分日赤道南、北极点即直射点向本地所在纬线移来,则正午太阳高度增大,远去则减小。如下图所示:3.正午太阳高度的计算H=90°纬度差式中H是指正午太阳高度,纬度差指所求地点的纬度与太阳直射点的纬度的差值。纬度差的求法:若两地同在北(南)半球,两地纬度差为大数减去小数;若两地分别属于南北不同半球,两地纬度差为两地的纬度之和。4.正午太阳高度的应用(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:在北回归线以北地区,正午太阳位于南方,房屋朝南;在南回归线以南地区,正午太阳位于北方,房屋朝北。(3)判断日影长短及方向:太阳高度越大,影子越短,太阳高度越小,影子越长。一天中日影的变化规律:日出最长正午最短日落最长,且日影方向与太阳方位相反。(4)楼房间距问题以北回归线以北地区建房为例,为保证一楼全年均有阳光照到,两楼之间的最短距离L与楼高h的关系如上图所示(H为冬至日当地的正午太阳高度),L应大于h·cotH。(5)太阳能热水器的角度问题太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度的变化来调整角度,集热板与地面之间的夹角α应等于当天正午太阳高度的余角。如下图所示,α+H=90°时效果最佳。太阳能热水器的安装倾角=两点纬度差(即当地纬度和太阳直射点纬度的差值)。对点训练济南市(36.5°N)高中某班组织了一次地理研学活动,活动以考察某房地产公司的楼盘(楼层为32层,层高3m,楼间距为55m)为主,目的是培养学生的地理实践力,运用所学地理知识解决生活中的实际问题。考察过程中,班级被分成了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个小组,各小组的任务不同。据此回答1~2题。1.Ⅰ组的任务是帮购房者选择最优楼层,购房者想以最经济实惠的价格购入一套一年四季采光都不受影响的房子(中间楼层以上会随楼层的升高价格逐渐递增),通过计算得出,购房者的最优楼层是(tan30°≈0.58)()。A.20层B.22层C.24层D.26层2.Ⅲ组的任务是帮购房者选择合适的车位,停车场(长度与楼宽—致)现只剩下甲、乙、丙、丁四个车位,需选择夏季被晒时间最短的车位,最合适的车位是()。A.甲B.乙C.丙D.丁【答案】1.B2.D【解析】第1题,为保证楼层一年四季采光不受影响,需计算冬至日阳光不被遮挡的楼层范围。冬至日的正午太阳高度H=90°(36.5°+23.5°)=30°,计算冬至日不被遮挡的楼高h,tanH=X/L(H=30°,L=55m),X≈32m,则h=(32×3)32=64m,因为63(21层)<64<66(22层),且均处在中间楼层以上范围,故选择22层最为经济实惠。第2题,夏季北半球日出东北、日落西北,正午太阳高度为一年中最大,停车场位于楼房正北侧且停车场长度与楼宽一致,因此中部靠南的位置遮阴时间最长,被晒时间最短,故最合适的车位是丁。【随堂检测】思维构建【答案】①昼夜长短②正午太阳高度③四季即时训练读12月22日甲、乙、丙、丁四个城市昼夜长短(阴影部分表示黑夜)示意图,回答1~2题。1.四个城市中位于南半球的是()。A.甲B.乙C.丙D.丁2.下列关于四个城市的说法,正确的是()。A.甲城市只有春秋分日是昼夜