新教材2025版高中地理第一章地球的运动第二节地球的公转第2课时地球公转的地理意义学生用书湘教版选择性必修1

第2课时地球公转的地理意义课程标准结合实例，说明地球运动的地理意义。素养目标1.理解正午太阳高度的改变、昼夜长短的改变规律。(综合思维)2．理解四季的更替。(综合思维)3．能运用正午太阳高度的计算公式指导实践生活，了解季节的划分。(地理实践力)学问导引学问梳理·自主探究——新知全解一遍过一、正午太阳高度的改变1．太阳高度(1)概念：太阳光线与________之间的夹角(即太阳在当地的仰角)，叫作太阳高度角，简称太阳高度。(2)在太阳直射点上，太阳高度为________；在晨昏线(圈)上，太阳高度为________。一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度。2．正午太阳高度的改变(1)同一时刻，正午太阳高度由____________所在纬度向南北两侧递减。1．某地假如日出时间(地方时)早于6时，则它的昼长必大于12小时；晚于6时日出，则它的昼长必小于12小时。2．太阳的升落方向(日影的朝向与升落方向相反)不仅随空间改变，而且随时间的改变而改变。从赤道起先，随着纬度的上升，太阳的升落在南北方向上的改变幅度也渐渐增大。四季中的月份均是公历月份；南北半球所用月份相同，但是季节相反。(2)夏至日，正午太阳高度由________向南北两侧递减，________________各纬度，正午太阳高度达到一年中的最大值；________各纬度，正午太阳高度达到一年中的最小值。冬至日，正午太阳高度由________向南北两侧递减，__________________各纬度，正午太阳高度达到一年中的最大值；________各纬度，正午太阳高度达到一年中的最小值。春分日和秋分日，太阳直射赤道，正午太阳高度由________向南北两侧递减。1．太阳高度、太阳直射、正午太阳高度的对比(1)太阳高度：太阳入射光线与观测者所在地平面的夹角。(2)太阳直射：太阳入射光线与观测者所在地平面夹角为90°时的状况。(3)正午太阳高度：一日中太阳高度的最大值。(4)太阳高度为90°的时间和地点条件：时间为当地正午(地方时为12时)，地点为太阳直射点。2．太阳在一天中的东升西落，称为太阳的周日视运动。天体的周日视运动是由于地球绕地轴自转形成的。二、昼夜长短的改变1．赤道上终年昼夜________。2．不同时间，各地昼夜长短状况时间太阳直射点昼夜长短状况极昼、极夜春、秋分日赤道全球各地昼夜________无北半球夏半年(春分日至秋分日)北半球北半球各纬度昼____夜____，纬度越高，昼越____，夜越____北极四周，出现极昼现象夏至日北回来线北半球各纬度的昼长达到一年中的最____值北极圈及其以北各纬度出现极昼(极昼范围达到最大)北半球冬半年(秋分日至次年春分日)南半球北半球各纬度昼____夜____，纬度越高，昼越____，夜越____北极四周，出现极夜现象冬至日南回来线北半球各纬度的昼长达到一年中的最____值北极圈及其以北各纬度出现极夜(极夜范围达到最大)三、四季的更替1．夏季是一年中正午太阳高度________、白昼________的季节；冬季是一年中正午太阳高度________、白昼________的季节；春秋两季是冬夏两季的过渡季节。2．为了使季节划分与气候改变相吻合，北温带国家多把3、4、5月确定为________，6、7、8月确定为________，9、10、11月确定为________，12月和次年1、2月确定为________。南半球与北半球的季节恰好相反。课堂互动·合作探究——学科素养大提升探究点一正午太阳高度的改变[核心归纳]1．正午太阳高度改变(1)概念：各地太阳高度在地方时12时时最大，称为正午太阳高度。留意：太阳高度并非就是指正午太阳高度，一天中只要有太阳就有太阳高度，可以说一天中有多数个太阳高度值，但正午太阳高度只有一个，它是一天中多数太阳高度中最大的一个值，此时地方时为12点。(2)正午太阳高度的改变规律：同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点所在纬线向南北两侧递减。同一纬度上，正午太阳高度相同，太阳直射点所在的纬线上正午太阳高度最大(90°)。详细如下表所示：日期太阳直射的纬线正午太阳高度的改变规律达全年最大值地区达全年最小值地区春秋分日赤道由赤道向南北两极递减赤道(90°)—夏至日北回来线由北回来线向南北两侧递减北回来线及其以北南半球冬至日南回来线由南回来线向南北两侧递减南回来线及其以南北半球图示(3)正午太阳高度的季节改变过程(以北回来线以北的地区为例)(4)图示正午太阳高度的极值改变(5)正午太阳高度的计算某地的正午太阳高度H＝90°－该地与太阳直射点的纬度差。即某地与太阳直射点相差多少度，正午太阳高度就相差多少度。状元随笔(1)太阳高度的日改变规律①极点：在极昼期间，极点上的太阳高度在一天之内是没有改变的，始终等于太阳直射点的纬度(如图A)。②非极点地区：非极点地区的太阳高度在一天之内是有改变的。一天之内有一个最大值，即当日的正午太阳高度(如图B)。③全球范围：太阳直射点上，太阳高度角为90°；从直射点起先，太阳高度向四周降低，呈同心圆分布(即等太阳高度线)；晨昏线上太阳高度为0°。例如，太阳直射在15°S、60°W时，太阳高度的分布如图C所示：(2)特殊纬度的正午太阳高度①赤道的正午太阳高度与直射点的纬度互余。②恰好出现极昼的纬度，其正午太阳高度等于两倍的直射点纬度。③极点地区太阳高度一天不变，等于直射点的纬度。2．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)确定房屋的朝向为了获得更足够的太阳光照，确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。在北回来线以北地区，正午太阳位于南方，窗户朝南；在南回来线以南地区，正午太阳位于北方，窗户朝北。(3)推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。如图中各点旗杆日影长短及日影所在方向(图中是6月22日，经线和纬线的交点是直射点)。(4)确定当地的地理纬度纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度。依据某地某日(二分二至日)正午太阳高度，可推断该地区纬度大小。(5)计算楼间距：一般来说，纬度较低的地区，楼间距较小；纬度较高的地区，楼间距较大。解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度，并计算影长。以我国为例，如图，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L为：L＝h。(6)计算热水器安装角度：应使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直。其倾角和正午太阳高度的关系为α＋h＝90°(如图)。状元随笔正午太阳方位太阳直射点以北地区，正午时太阳位于观测地的正南方向。太阳直射点以南地区，正午时太阳位于观测地的正北方向。极昼、极夜地区除外。太阳直射点所在纬线，正午时太阳位于观测地的正上方。[应用体验]如图所示，位于北纬36°34′的某疗养院，安排在一幢20米高的楼房北面新建一幢楼房。(cot30°＝1.735)读图，完成1～2题。1．因为疗养的须要，要求新楼的每一层一年四季都能晒到太阳，新楼至少要距原楼约为()A．11.53米 B．20米C．40米 D．34.7米2．若黄赤交角变为23°34′，两楼之间的距离将应如何改变才能保证各楼层均有较好的采光()A．间隔应增大B．间隔应变小C．间隔应不变D．无法推断下图为地球某时刻太阳高度分布示意图，图中粗线为等太阳高度线。读图，完成3～4题。3．图示时间，我国北京所处的季节是()A．春季B．夏季C．秋季D．冬季4．图中甲地此时的太阳高度角为()A．0°B．15°C．30°D．45°探究点二昼夜长短的改变[核心归纳] 1．昼夜长短的纬度分布及改变规律时间光照图示昼弧、夜弧的纬度改变昼夜长短的纬度改变特殊节气夏半年北半球各昼弧长于夜弧，随纬度增高，昼弧越长，夜弧越短，北极四周出现纬线全为昼弧现象；南半球反之北半球各地昼长夜短，随纬度增高，昼越长夜越短，北极四周出现极昼现象；南半球反之夏至日时，北半球各地昼弧达一年中最长，夜弧最短，极昼范围达最大春分、秋分各纬度地区昼弧长等于夜弧长全球各纬度昼夜等长——冬半年北半球各地昼弧短于夜弧，随纬度增高，昼弧越短，夜弧越长，北极四周出现纬线全为夜弧现象；南半球反之北半球各地昼短夜长，随纬度增高，昼越短夜越长，北极四周出现极夜现象；南半球反之冬至日时，北半球各地昼弧达一年中最短，夜弧最长，极夜范围达最大状元随笔昼夜长短的纬度分布规律(1)对称规律：同一纬线上各点昼夜长短相同(同线等长)；南北半球同纬度昼夜长短相反。(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；另一半球相反。(3)极昼、极夜规律：极昼(极夜)的起始纬度＝90°­太阳直射点的纬度；极昼(极夜)发生地区，纬度越高，极昼(极夜)出现的天数越多；太阳直射点所在半球的极点四周出现极昼现象，另一半球的极点四周出现极夜现象。2．昼夜长短的季节改变(北半球)3．太阳直射点与昼夜长短的关系(1)太阳直射点所在的半球(该半球为夏半年)，昼长夜短，纬度越高，白昼越长；另一半球(冬半年)昼短夜长，纬度越高，白昼则越短。(2)直射点的纬度越高，地球上各地昼夜相差越大，出现极昼极夜的范围越大。太阳直射北回来线时，北半球各地昼最长，夜最短，北极圈及其以北出现极昼现象，而南半球则昼最短，夜最长，南极圈及其以南出现极夜现象。太阳直射南回来线时则北半球昼最短，夜最长，北极圈及其以北出现极夜现象，而南半球则昼最长，夜最短，南极圈及其以南出现极昼现象。太阳直射赤道时全球各地昼夜等长。特殊提示,(1)昼夜长短的计算①在日照图上，晨昏线将地球上的纬线分为昼弧和夜弧两部分，昼弧和夜弧的长短确定昼长和夜长。弧度15°为1小时。求昼长一般从晨线与经线的交点(即日出)起到昏线与经线的交点(即日落)止之间的弧度就是昼长，即昼弧弧度÷15°＝昼长时数(每小时转15°，每4分钟转1°)。②昼长时间＝日落时间－日出时间＝(12－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2＝24－夜长时间。同理，日出日落时刻：白昼长，则日出早日落晚；白昼短，则日出晚日落早。计算公式如下：日出时间：12－昼长日落时间：12＋昼长(2)昼夜长短与日出日落方位运用如图所示，可以帮助我们快速地作出日出、日落方位和昼夜长短的推断。例如北半球的夏半年，太阳从东北方(a处)升起，在西北方(b处)落下，日出时刻早于6点，日落时刻晚于18点，昼长夜短。状元随笔理解昼夜长短应留意的几个问题(1)太阳直射某地，该地不肯定昼最长、夜最短。如北半球各地夏至日这一天昼最长。(2)昼变长、夜变短不等于昼长夜短。如北半球昼变长说明太阳直射点向北移动，可能直射南半球，此时北半球昼短夜长。(3)太阳直射点的纬度越高，地球上各地昼夜相差越大，出现极昼和极夜的范围越大。(4)同一纬线上各地同一天的昼夜长短相等(日出、日落地方时也相同)；同一纬线(除赤道)的昼夜长短在一年中有两个日期相同(除二分日)，且这两个日期近似关于二至日对称。[应用体验]下表为长春市某日发布的日出、日落时间(北京时间)状况统计。结合材料，完成1～2题。长春市今日日出时间今日日落时间06：15：2519：25：12明日日出时间明日日落时间06：14：3919：25：451．该日可能是()A．3月21日B．5月1日C．9月23日D．10月1日2．该日太阳直射点位置及随后一周直射点移动方向是()A．北半球、向北移B．南半球、向北移C．北半球、向南移D．南半球、向南移探究点三四季的更替[核心归纳]1．四季的形成全球除赤道外，同一纬度地区，昼夜长短和正午太阳高度随季节改变而改变，使太阳辐射具有季节改变规律。一年中，地球上各地正午太阳高度角和昼夜长短随着时间的改变，导致到达地面的太阳辐射能存在多少的不同，造成地球表面的季节更替，就形成了四季。如图所示：2．季节的纬度差异赤道两侧的低纬度地区，全年皆夏，没有真正意义上的冬季；极地旁边的高纬度地区，全年皆冬，没有真正意义上的夏季；中纬度地区，四季改变最为明显。3．四季的划分(1)天文四季的划分中国以“四立”日作为四季的起先；西方国家以“二分二至”日作为四季的起先。(2)气候四季(北半球温带地区大多数国家采纳)季节月份平均气温春季3、4、510℃～22℃夏季6、7、8≥22℃秋季9、10、1110℃～20℃冬季12、1、2≤10℃状元随笔从二十四节气的命名可以看出，节气的划分充分考虑了季节、气候、物候等自然现象的改变。其中，立春、立夏、立秋、立冬、春分、秋分、夏至、冬至是用来反映季节的，将一年划分为春、夏、秋、冬四个季节。春分、秋分、夏至、冬至是从天文角度来划分的，反映了太阳高度改变的转折点。而立春、立夏、立秋、立冬则反映了四季的起先。[应用体验]如图为我国北京、广州、武汉、哈尔滨四个城市的季节安排示意图。读图，回答1～2题。1．图示季节安排自上而下依次为()A．北京、广州、武汉、哈尔滨B．北京、武汉、哈尔滨、广州C．广州、武汉、哈尔滨、北京D．广州、北京、哈尔滨、武汉2．关于季节更替的叙述，错误的是()A．低纬度地区季节更替不明显B．中纬度地区季节更替明显C．高纬度地区季节更替明显D．季节更替表现为昼夜长短和正午太阳高度的季节改变二十四节气是中华民族古老文明和才智的结晶，现已正式列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产名录。读二十四节气示意图，完成3～4题。3．我国国庆节(10月1日)期间，最接近的节气是()A．立秋B．白露C．寒露D．小雪4．下面的时间段中，太阳直射点在南半球且向北移动的是()A．春分→清明B．小暑→大暑C．霜降→立冬D．小寒→大寒随堂集训·学业达标——基础知能全通关2016年11月30日，中国申报的“二十四节气——中国人通过视察太阳周年运动而形成的时间学问体系及其实践”被列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。我国古人将太阳周年运动轨迹划分为24等份(如下图所示)，视太阳从春分点动身，在黄道上每前进15°为一个“节气”。据此完成1～2题。1．从立秋到立冬，哈尔滨市可能出现()A．白昼时间不断变短B．日出时刻越来越早C．正午日影渐渐变短D．正午日影朝向正南2．下列节气中，哈尔滨市的正午日影长度最接近且较长的是()A．春分与秋分B．大雪与小寒C．夏至与冬至D．芒种与小暑“光线是建筑的魂。”随着生活水平的提高，人们对住宅小区的要求已经不是仅仅满意于基本的住的功能，对自然采光也提出了越来越高的要求。如图为住宅小区楼间距与太阳高度之间关系示意图。读图，完成3～4题。3．为了使我国北方住宅区一楼正午也终年有阳光照耀，最好的视察日期是()A．夏至日B．春分日C．冬至日D．秋分日4．我国南方住宅区的楼间距，理论上比北方的要小，缘由是()A．南方地势平坦B．南方气候更暖和潮湿C．南方的白昼时间比北方长D．南方正午太阳高度比北方大近年来，山地自行车运动风靡全国，华北平原某地区建有一山地自行车车道供市民骑行。下图为7月10日北京时间6：00某市民骑行照片。读图，完成5～6题。5．图中，太阳光恰好在骑行者左后方，此时自行车行驶的方向大致为()A．向南B．向西C．向北D．向东6．7月10日这天，骑行者看到日落时太阳在正西方向，这主要是因为()A．当天昼夜平分 B．地形阻挡视线C．有云彩遮挡 D．时间推断错误7．读地球在公转轨道上甲、乙两处的昼夜分布放大图，回答下列问题。(1)甲处放大图为________(南极或北极)俯视图，弧线AC为________(晨线、昏线)，此时甲位于________(近日点、远日点)旁边。(2)地球公转到甲处时，B点的地方时为____时；A点的昼夜状况为________。(3)地球公转到甲处时，开普敦比北京市的白昼________(长、短)；由甲处公转到乙处过程中，北京市昼夜长短的改变是________________。(4)地球公转到乙处时，太阳直射点在____半球并向____移动C点的日出时刻是________。[教材活动点拨]P14·活动[参考答案]1．黄赤交角的存在导致太阳直射点的南北移动，从而引起正午太阳高度的大小随纬度和季节呈现有规律的改变。夏至日：正午太阳高度由北回来线向南、北两侧降低。冬至日：正午太阳高度由南回来线向南、北两侧降低。2．H＝arctanb/a3．(1)略(2)地点纬度正午太阳高度夏至日春分日、秋分日冬至日北京约40°N73.5°50°26.5°海口约20°N86.5°70°46.5°(3)略。P16·活动[参考答案]1．世界各地昼夜等长。2．有，在南北极圈及其以内没有昼夜交替现象，会出现极昼(极夜)现象。3.太阳直射纬度白昼消逝的地区黑夜消逝的地区简要说明北回来线南极圈及其以南北极圈及其以北出现极昼极夜南回来线北极圈及其以北南极圈及其以南出现极昼极夜P17·活动[参考答案]1．(1)(2)二分日，太阳直射赤道时，全球昼夜平分；夏至日，北半球昼大于夜，纬度越高，昼越长，北极圈及其以内发生极昼，南半球夜大于昼，纬度越高，夜越长，南极圈及其以内发生极夜；冬至日，南半球昼大于夜，纬度越高，昼越长，南极圈及其以内发生极昼，北半球夜大于昼，纬度越高，夜越长，北极圈及其以内发生极夜。2．丹霞：因为不同的季节，昼长不同，日出日落时间不同。经纬：就地方时来说，赤道各地日出日落时刻每天一样，6：00日出，18：00日落。P19·活动[参考答案]1．(1)太阳直射点的移动。(2)主要与太阳直射点的位置有关。地球经过近日点时，太阳直射南半球，北半球为冬季；地球经过远日点时，太阳直射北半球，北半球为夏季。2．(1)晨昏线移动方向与地球自转方向相反，为自东向西，角速度为15°/时。(2)画图略。晨昏线(圈)上太阳高度为0°。(3)P1、P2纬度改变范围为66.5°～90°，Q纬度位置改变范围为23.5°N～23.5°S，P1、P2纬度值与Q点纬度值互余。3．神庙大门朝向一个方位，一年中有两天太阳直射在南北回来线之间(不包括南北回来线)的同一纬度上，故一年中有两天早晨太阳的入射方向是一样的，并从神庙大门射入。第2课时地球公转的地理意义学问梳理·自主探究一、1．(1)地平面(2)90°0°2．(1)太阳直射点(2)北回来线北回来线及其以北南半球南回来线南回来线及其以南北半球赤道二、1．等长2．等长长短长短大短长短长小三、1．最大最长最小最短2．春季夏季秋季冬季课堂互动·合作探究探究点一应用体验1～2.解析：第1题，位于北纬36°34′的某疗养院，安排在一幢20米高的楼房北面新建一幢楼房，当太阳直射南回来线时，北半球正午太阳高度角达一年中最小值，若此时该楼的一层能被太阳照耀，则各楼层一年四季都能被阳光照耀，依据正午太阳高度H＝90°－纬度差，可计算出此时正午太阳高度角为30°。因此间距至少＝20×cot30°≈20×1.735≈34.7米。故D正确，A、B、C错误。第2题，若黄赤交角变为23°34′即黄赤交角变大，则冬至日北纬36°34′全年正午太阳高度角的最小值会变小，楼影更长，两楼间距会变长才能保证各楼层均有较好的采光。故A对，B、C、D错误。答案：1.D2.A3～4.解析：第3题，依据图示经度可知，地球自转方向呈逆时针，为北半球。有太阳高度分布的地方即意味着是白天，进而可知，北极圈及其以北出现极昼，可知太阳直射北回来线，为北半球夏至日，我国北京处于夏季，B正确，A、C、D错误。第4题，甲地位于北极圈，其所在经线为夜弧中点，为0时，因此甲地此时地方时也为0时。夏至日北极圈为刚刚出现极昼的纬线圈，0时太阳高度角为0°，A正确，B、C、D错误。答案：3.B4.A探究点二应用体验1～2.解析：第1题，依据表中日出、日落时间，可以计算出长春市今日、明日昼长大于12小时，且今日昼长小于明日昼长，说明该两日属于太阳直射点位于北半球且向北运动的时段，为3月21日至6月22日之间的时间，B正确。3月21日和9月23日昼夜等长，10月1日昼短夜长，A、C、D错误。第2题，依据图中日出、日落时间，可以计算出长春市今日、明日昼长大于12小时，北半球昼长大于夜长，说明是夏季，太阳直射点位于北半球，今日昼长小于明日昼长，说明太阳直射点位于北半球且接着向北移动，A正确，B、C、D错误。答案：1.B2.A探究点三应用体验1～2.解析：第1题，纬度越低的地区热量越足够，夏季时间应越长，故夏季时间由长到短的依次为纬度由低到高的依次，即广州、武汉、北京、哈尔滨，依据题意可知应选D项。第2题，低纬度地区接受太阳辐射较多，热量改变较小，故季节更替不明显；中纬度不同地区热量差异明显，季节更替明显；高纬度地区接受太阳辐射较少，温度较低，季节更替不明显；季节更替表现为昼夜长短和正午太阳高度的季节改变。答案：1.D2.C3～4.解析：第3题，立秋、白露、寒露、小雪分别是8月8日左右、9月6日前后、10月7日前后、1月4日左右，最接近国庆节的节气是寒露。C正确，A、B、D项错误。第4题，从春分→清明，太阳直射点在北半球和赤道且向北移动，A项错误；从小暑→大暑，太阳直射点在北半球且向南移动，B项错误；从霜降→立冬，太阳直射点在南半球并向南移动，C项错误；从小寒→大寒，太阳直射点在南半球并向北移动，D项正确。答案：3.C4.D随堂集训·学业达标1～2.解析：第1题，读图可知，从立秋到立冬，太阳直射点从赤道以北向南移到赤道以南的地点。哈尔滨市白昼时间不断变短，A正确；日出时刻越来越晚，B错误；正午太阳高度角变小，日影渐渐变长，C错误；正午太阳始终在正南，日影朝向正北，D错误。第2题，哈尔滨市的正午日影长度最接近且较长的时间应是冬半年关于冬至日对称的两天，B正确；春分和秋分，日影长度仅为一年中平均长度，A错误；夏至日时日影长度最短，冬至日时日影长度最长，C错误；芒种与小暑正午日影长度接近但是正午日影长度较短，D错误