2025年高三地理二轮复习学案：地球公转及其地理意义

专题一宇宙中的地球

•大专题知识框架构建

第3讲地球公转及其地理意义

一、学习导航

课程标准1.结合实例，说明地球运动的地理意义

1.地球公转的特征

2.昼夜长短变化规律

考点概括

3.正午太阳高度角变化规律及应用

4.太阳视运动规律

二、考点突破

考点一：地球公转的特征

【必备知识】

知识点1地球公转的基本特征

L方向：自西向东

2.周期：恒星年365日6时9分10秒（真正周期）

回归年365日5时48分46秒

3.轨道：近似正圆的椭圆轨道，太阳位于，腌圆的一个焦点上

4.速度：1月初近日点，最快

7月初远日点，最慢

知识点2黄赤交角及其影响

1.黄赤交角（23°26，）

2.太阳直射点的回归运动

【典例剖析】

典例1：（2022年广东卷）2021年10月169,神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心

成功发射,将我国3名航天员顺利送入距离地表约400km的中国空间站。2022年4月16日，

航天员安全返回地球。据此完成下面小题。

1.符合航天员驻留期间空间站绕太阳运动角速度大小变化的是（

大大大

眄旭

图馔-

小小小L

时间时间时间

A.B.C.D.

【针对训练】

受新冠肺炎疫情的影响，原定于2020年7月24日开幕的第32届夏季奥林匹克运动会

（东京奥运会）推迟到2021年7月23日至8月8日举行。下图示意地球公转的二分二至日

轨道位置。读图，完成1〜2题。

1.本届奥运会期间，地球在公转轨道上的位置最可能位于（）

A.①一②B.②一③C.③一④D.④一①

2.开幕式这一天，太阳直射点所在半球、移动方向和地球公转速度的描述正确的是（）

A.北半球北移渐快B.南半球北移渐慢

C.北半球南移渐快D.南半球南移渐慢

考点二：昼夜长短变化

【必备知识】

知识点1昼夜长短的分布规律

太阳直射点所在的半球：昼长夜短，且纬度越高，昼越长。

1.夏至日，北半球昼最长，夜最短，北极圈及以内出现极昼现象；南半球与之相反。

2.冬至日，北半球昼最短，夜最长，北极圈及以内出现极夜现象，南半球与之相反。

3.春秋分，全球各地昼夜平分。

4.赤道上，全年昼夜平分。

知识点2昼夜长短的变化规律

直射点向哪个半球移动，哪个半球的昼变长，夜变短。

夏至日到冬至日期间：太阳直射点向南移动，南半球白昼变长，北半球白昼变短；

冬至日到次年夏至日期间：太阳直射点向北移动，北半球白昼变长，南半球白昼变短。

知识点3昼夜长短的其他规律

L同一纬线上各点昼夜状况、日出和日落的地方时相同；

2.南、北半球同纬线昼夜时长相反（对称性），

即:南半球某地的昼（夜）长=北半球同纬度某地的夜（昼）长；

3.赤道全年昼夜平分（赤道上任何时候都是6点日出，18点日落）;

春秋分日全球各地昼夜平分。

4.纬度越高，昼夜长短变化幅度越大，纬度越低，变化幅度越小。

知识点4昼长的相关计算

L昼长=日落-日出

2.昼长=（12:00-日出时间）X2

昼长=（日落时间T2:00）X2

昼长

上午：下午

日正，午I日

I--------------1--------------1——J-------------------1

0点出；12点;落。点

下半夜长；;上半夜长

V-------|r------------»

【典例剖析】

典例2：（2021•河北高考真题）家住某城（36.5°N,116°E）的小明，秋分时节搬进了新楼

房，站在书房2.6米高的落地窗前，远处公园美景尽收眼底。下图示意书房平面布局。

N

2.从入住到次年春分，书房的日采光时间变化趋势是（）

A.一直增加B.先增后减

C.一直减少D.先减后增

【针对训练】

（2021年全国甲卷）2011年日本福岛核泄漏事件之后，德国宣布逐步放弃核电而重点发展

光伏发电。下图示意2014年某日德国电力总需求和电力净需求的变化（电力净需求量;电力

总需求量-光伏发电量）。据此完成下面小题。

3.图中所示这一天所在的月份是（）

A.3月B.6月C.9月D.12月

（2023北京卷）图为亚洲局部地区海平面气压分布图（图中为北京时间），读图完成下

题。

③®

4.最可能在钓鱼岛见到日出的是（）

A.①B.②C.③D.④

考点三：正午太阳高度变化

【必备知识】

概念

1.太阳高度：太阳光线与地平面的交角。

日出、日落时（晨昏线上）太阳高度=0°,白天＞0°，黑夜〈0°

2.正午太阳高度：一天中最大的太阳高度即地方时12时的太阳高度，反映太阳辐射的强

弱。

（正午太阳高度只有在太阳直射当地所在纬线时才能达到90°,其他时候都〈90°；南

北回归线外全年正午太阳高度都〈90°）

例：下图分别可能表示的纬度位置是？

日期日期日期

知识点1正午太阳高度的分布规律

近大远小：离太阳直射点越近，正午太阳高度越大，反之则越小。

正66°34'

午

太

阳

高

度23。26,

MOS0°

66°34'S23°26'S0°23°26'N66°34'N90°N

知识点2正午太阳高度的变化规律

来增去减：直射点靠近，当地正午太阳高度变大；

直射点远离，正午太阳高度变小。

知识点3正午太阳高度的计算

公式：正午太阳高度H=90°-当地与直射点的纬度差

求纬度差（同减异加）相同半球：大减小不同半球：相加

例：当太阳直射10°S时，求北京（40°N）的正午太阳高度。

知识点4正午太阳高度的应用

1.确定地方时：

一天中太阳高度达最大时，地方时为12时。

2.确定纬度：

根据正午太阳高度计算公式可计算出当地纬度。

3.确定房屋门窗的朝向：

北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋门窗多朝南；

南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋门窗多朝北。

4.推断正午日影长短：

正午太阳高度越大，日影越短；正午太阳高度越小，日影越长。且日影方向与太阳方

位相反。

太阳

物物、工物、、、、、

_______||”|IL-、

'~V~'------V-------------'

影子长度影子长度

5.推算楼间距：纬度较低的地区，楼间距较小；纬度较高的地区，楼间距较大。如下图

所示，冬至日我国某地，最小楼间距L=h•cotH。

例：我国《物权法》指出，住宅间距必须保证北面楼房底层窗台面日照时间不少于1小

时。

按照采光要求，下列四个城市相邻同高楼房的间距最宽的应该是（）

A.北京（40°N）B.哈尔滨（45°N）

C.广州（23°N）D.台州（29°N）

6.计算太阳能热水器安装角度

①热水器的倾角：太阳能热水器的倾角a与当地正午太阳高度互余，即等于该地与太

阳直射点的纬度差。

②一年内调整的幅度：等于所在地正午太阳高度的年变化幅度。

例：当太阳直射10°S时，求北京(40°N)太阳能热水器的安装角度。

太阳光线

77^^777777^7^77

【典例剖析】

典例3：(2022年广东卷)2021年10月16日，神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心

成功发射,将我国3名航天员顺利送入距离地表约400km的中国空间站。2022年4月16日，

航天员安全返回地球。据此完成下面小题。

3.驻留期间，酒泉卫星发射中心发射塔与广州市区广州塔两地每天正午太阳高度的差值

()

A.先变大后变小B.先变小后变大

C.持续不断变大D.始终保持不变

典例4：(2022年海南卷)1909年5月，广东水师提督李准率领水师官兵乘伏波舰、琛航

舰巡查南海诸岛。在今三沙市西沙区测绘地图，勘察岛屿，勒石竖旗，逐一命名，其中琛

航岛(16°277N,111°42'E)以琛航舰命名。李准滩(7°48zN,110°28'E)位于三

A.夏至日都达到最大值B.始终大于琛航岛

C.冬至日都达到最小值D.达到90°的次数多

【针对训练】

（2023福建卷）局部强降雨后，在某些角度，光通过水汽的折射，形成彩虹奇观。结合下

图完成下面小题。

5.暑假某日，小明同学来到武夷山游玩，降雨过后，看见了彩虹，则小明看见彩虹时最可

能的时间与朝向是（）

A.7：00~8：30面朝太阳B.10：00~11：30面朝太阳

C.13：00~14：30背对太阳D.16：00~17：30背对太阳

6.我国北方夏季彩虹出现频率高于南方的可能原因是（）

A.降雨较多B.太阳高度角大C.白昼时间长D.可见度较高

（2022年浙江卷）我国某中学生在学校附近通过天文观测，绘制出北极星光线与正午太阳光

线之间夹角a的年变化曲线，下图为该曲线示意图。完成下面小题。

7.符合“昼变短，夜比昼长”条件的时段是（）

A.甲至乙B.乙至丙C.丙至丁D.丁至戊

8.丙日，对应的北极星光线和正午太阳光线位置关系正确的是（）

A.①B.②C.③D.@

考点四：太阳视运动

知识点1日出日落方位

1.太阳直射北半球时，日出东北、日落西北。

2.太阳直射南半球时，日出东南、日落西南。

3.太阳直射赤道时，日出正东、日落正西。

夏至

图1.15北纬40。地区二分二至日正午太阳高度和日

出日落的大致时间

知识点2正午太阳方位

1.直射点以北地区：正午太阳在正南。

2.直射点以南地区：正午太阳在正北。

3.在直射点上：正午太阳位于正头顶。

【典例剖析】

典例5：（2023山东卷）某文化广场（37°N,105°E）上的十二生肖石像均匀排列成圆

形，生肖鼠位于正北方，小明在圆中心竖立一根细杆，以观察太阳周日视运动变化。图示

意夏至日两个时刻的杆影指向。完成下面小题。

®细杆位置——日出时杆影指向

•生肖石像位置…北京时间9:20杆影指向

5.该地夏至日地方时16：00时，杆影指向（）

A.生肖虎B.生肖虎与兔之间

C.生肖兔D.生肖兔与龙之间

6.11月至次年2月，一日内被杆影指向的生肖石像个数最多为（）

A.5个B.6个C.7个D.8个

【针对训练】

（2021河北卷）家住某城（36.5°N,116°E）的小明，秋分时节搬进了新楼房，站在书房2.6

米高的落地窗前，远处公园美景尽收眼底。下图示意书房平面布局。

9、冬至日天气晴朗，小明在书房于北京时间（）

A.6：30看到当日第一缕阳光B.9：30沐浴着阳光伏案读书

C.12：30估算阳光进深2.6米D.15：30看到阳光照到书柜上

（2023浙江卷）塔式光热发电是利用成千上万个独立跟踪太阳的定日镜，将阳光聚集到镜场

中心的集热塔，通过能量转换来发电。下图1为青海某地塔式光热发电场景观图，图2为

定日镜工作原理示意图。完成下面小题。

10.定日镜工作期间，镜面朝向（图2所示）的水平和垂直转动方向分别是（）

A.顺时针、先逆时针后顺时针B.顺时针、先顺时针后逆时针

C.逆时针、先顺时针后逆时针D.逆时针、先逆时针后顺时针

三、课堂小结一请用思维导图完成本节课的知识点整理

四、课后训练

（2022浙江卷）摄影爱好者在南半球某地朝西北固定方向拍摄太阳照片，拍摄时间为K日

及其前、后第8天的同一时刻。图左为合成后的照片，图右为地球公转轨道示意图。完成下

面小题。

（2022湖北卷）风云三号E星是全球第一颗在晨昏轨道运行的太阳同步气象卫星，与在轨

的风云三号C星、D星形成“晨昏、上午、下午”三星组网格局，可实现全球观测资料的100%

覆盖。E星装载最先进的微光成像仪，可大幅提高弱光条件下的监测精度。图示意晨昏轨道、

上午轨道和下午轨道。据此完成下面小题。

2.与上午轨道卫星和下午轨道卫星相比，晨昏轨道卫星（）

A.两侧温度差异小B.对地观测时，当地的太阳高度角小

C.太阳能补充不足D.对地观测时，成像仪太阳光入射少

3.E星的运行轨道相对于地轴（）

A.年变化幅度为23°26'B.日变化幅度为180°

C.年变化幅度为46°52'D.日变化幅度为360°

（2022年海南卷）1909年5月，广东水师提督李准率领水师官兵乘伏波舰、琛航舰巡查南

海诸岛。在今三沙市西沙区测绘地图，勘察岛屿，勒石竖旗，逐一命名，其中琛航岛（16°

27'N,111°42'E）以琛航舰命名。李准滩（7°48'N,110°28'E）位于三沙市南沙区,

是为了纪念李准当年巡查南海诸岛而命名（下图）。据此答题。11O°E12O°E

4.依据所学地理知识推断（）湾沙群岛

20°N

A.琛航岛的昼夜长短变化幅度比李准滩大

B.琛航岛与李准滩的直线距离约1200千米

C.李准滩较琛航岛更易受台风影响西沙区

D.李准滩附近海域表层海水盐度较琛航岛高

1O°N

沙，区

李准滩，’

•省会

母暗沙.•城市

F岛礁

H国界

（2021年浙江卷）我国某中学组织学生对直立物日影变化进行观测，具体做法是：先在一块

平坦的地面上直立一根标杆，再以此杆直立点（甲）为圆心，以杆长为半径绘一半圈。下图

为某日杆影变化图,图中阴影部分为标杆影子范围。完成下面小题。

5.甲地位于（）

A.东北平原B.华北平原C.四川盆地D.珠江三角洲

6.若从甲地垂直上方朝下看,一年中某时刻地面上昼夜状况与经纬线位置关系最有可能是

①②③④

图例匚二I夜□昼

C.③D.④

（2021天津卷）科考队在北极圈内某地进行科考时，于北京时间6月22日16时测得了当

地一天中太阳高度的最小值为10°o完成下面小题。

7.该地的纬度为（）

A.83°26'NB.80°34'NC.76°34'ND.72°34'N

（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。

N

太阳光线

12:20

W--p2----E

甲地NS

乙地

5:40

s

8.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

9.甲地位于乙地（）

A.东南B.西南C.东北D.西北

（2021北京卷）下图示意北纬27°附近部分地点某年的平均气温。读图，完成下面小题。

喇(℃)

23

21

19

17

15

116117120121S®(°)

10.某地理小组连续多日在该纬线附近同一地点用木杆测量正午太阳高度角，记录的木杆

影长数值先增大、后减小。该小组测量影长的时间段是（）

A.立春-惊蛰B.芒种-小暑C.白露-寒露D.大雪-小寒

答案与解析

考点突破

【典例剖析】

典例1:1.A

【详解】空间站绕地球在绕转，则地球与空间站构成一个天体系统，该天体系统绕太阳旋

转，这样空间站绕太阳运动角速度大小变化也就是地球绕日公转角速度大小变化，在航天

员驻留期间，地球绕日公转经过了近日点，近日点公转角速度较快，所以在10月16日到

1月初，空间站绕太阳运动角速度在变快，1月初到4月16日空间站绕太阳运动角速度在

变慢。故A正确，BCD错误。故答案选A。

典例2:2.D

【详解】根据材料信息，此地为(36.5°N,116°E),秋分时入住到次年春分，为北半球

的冬半年，当地的昼短夜长，太阳直射点先向南移动再向北移动，该地昼长先变短再变

长，根据图示信息，可知该书房窗子朝向正南，冬半年日出日落方位偏南，所以整个白天

都有采光，则书房的采光时间随着昼长的变化而变化，先减后增，在冬至日达到最小值，D

正确；ABC错误。所以选D。

典例3:3.D

【详解】正午太阳高度角为90°一所求点与直射点的纬度差值，在航天员驻留期间，两地

始终都位于太阳直射点的以北，则两地与太阳直射点的距离变化始终一致，则两地正午太

阳高度角的变化始终一致，保持不变，两地正午太阳高度角的变化始终为两地纬度之差。

故选Do

典例44.C

【详解】两地处于回归线之间，正午太阳高度最大值为太阳直射当地纬线的时候，并不是

夏至日，A错误。夏至日时太阳直射北回归线，由于李准滩的纬度较低，李准滩的正午太

阳高度比琛航岛要低，B错误。冬至日，太阳直射南回归线，北半球各地正午太阳高度角

达到一年中的最小值，两地都属于北半球，所以冬至日都达到最小值，C正确。两地每年

都有两次太阳直射，正午太阳高度达到90°的次数一样多，D错误。故选C。

典例5:5.D6.D

【5题详解】图中信息可知，北京时间9:20杆影指向正西，当地经度为105。E,此时当地

地方时应为8:20,太阳位于正东，一天之中太阳方位关于地方时正午(正南)对称，此日

当地地方时15:40太阳应位于正西，则地方时16:00太阳应位于西北方向，杆影应指向东

南，读图可知，生肖虎、生肖虎与兔之间均在东北方向，生肖兔在正东，只有生肖兔与

龙之间在东南，D符合题意，排除ABC。故选D。

【6题详解】11月至次年2月，太阳直射南半球，当地太阳东南升、正午在正南、西南

落，杆影日出指向西北、正午指向正北、日落指向东北，因此一日内被杆影转过的角度小

于180。，指向的生肖石像个数少于6个，最多为5个，A正确，BCD错误，故选A。

【针对训练】

l.B2.C

【1题详解】根据地球公转特征判读图中①是春分3.21,②是夏至6.22,③是秋分9.23,

④是冬至12.22,本届奥运会期间2021年7月23日至8月8日，在夏至6.22之后，秋分

9.23之前，故位于②③之间，选B。

【2题详解】开幕式这一天2021年7月23日，直射点在北半球，且向南移动；7月初在远

日点速度最慢，过这天后速度渐快，选C。

3.B

【3题详解】根据材料，电力净需求量=电力总需求量一光伏发电量，当电量总需求量等于

电量净需求量时，光伏发电量为0,说明此时为黑夜；读图可知，电量总需求量等于电量

净需求量的时段为格林尼治时间大约19点到凌晨3点多，远小于12个小时，昼长夜短，

为北半球夏季，德国位于北半球，B正确；3月和9月昼夜大致等长，12月昼长远小于夜

长，ACD错误。故选B。

4.B

【4题详解】钓鱼岛位于123。E,其地方时与北京时间相差不大。图①为6月8日

08:00,钓鱼岛昼长夜短，6点前就已日出，A错误；图②为7月8日05:00,钓鱼岛昼长

夜短，6点前日出，05:00可能在钓鱼岛见到日出，B正确；图③为9月4日05:00,接近

秋分日，钓鱼岛昼长略长于12小时，应此略早于6点日出，05:00距离6:00相差1小

时，此时还未日出，C错误;图④为4月8日08:00,钓鱼岛昼长夜短，6点前就已日出，

D错误。故选B。

5.D6.C

【5题详解】由图可知，要观测到彩虹必须背对太阳，AB错误；由图可知，13：00~14：

30,武夷山太阳高度角大于42°,不能形成彩虹，C错误；16：00^17：30太阳高度角较

小，可能会形成彩虹，D正确。故选D。

【6题详解】北方降雨少于南方，A错误；北方太阳高度角小于南方，B错误；夏季北方昼

长较南方长，昼长时间长，出现彩虹的频率高，C正确；南方北方的能见度差异小，D错

误。故选C。

7.D8.C

【7题详解】根据所学知识可知，北极星光线与地面的夹角为当地的纬度，也是北极星光

线与正北方向的夹角，正午太阳光线与正南方向的夹角在夏至日达到最大值，冬至日达到

最小值，所以北半球北极星光线与正午太阳光线的夹角a,在夏至日达到最小值，冬至日

达到最大值，根据图示信息可知，丙为夏至日，甲、戊为冬至日，乙为春分日，丁为秋分

日，北半球符合“昼变短，夜比昼长”的是秋分日到冬至日，应是图中的丁至戊，D选项

正确，ABC选项错误，所以选D。

【8题详解】根据上题分析可知，丙为夏至日，太阳直射点位于北回归线，北极星光线与

地面的夹角为当地纬度，正午太阳高度为90°减去所在地与北回归线的纬度差，所以夏至

日北极星光线与正午太阳高度的和为113.5。，①④错误；②图，北极星光线与地面的夹

角为58°,当地纬度为58°N,我国最北端纬度位置约为53°N,不符合，②错误；③图

北极星光线与正午太阳高度的和为113.5。，且北极星与地面的夹角为36°,纬度位置为

36°N,符合我国的纬度范围，③正确。所以选C。

9.D

【9题详解】该城市位于(36.5°N,116°E),当地冬至日昼长接近9小时，冬至日日出

北京时间应在7:00以后，A错误；9:30时，太阳位于东南方位，书房接近正方形，书桌书

房对角线的东北一侧，位于窗子的正北方位，阳光受东南0.5米的墙的遮挡照射不到书

桌，B错误；冬至日时，正午太阳高度=90°-(36.5°+23.5°)=30°,则室内光照面积

应大于落地窗面积，落地窗为2.6米，且北京时间12:30,当地时间接近12:14,太阳斜

射，阳光进深应该大于2.6米，C错误；15:30时，当地时间接近15:14,太阳斜射，太阳

位于西南方位，日影朝向东北方位，书柜位于落地窗的东北方位，阳光正好照射到书柜

上，D正确。所以选D„

10.B

【10题详解】定日镜随太阳方位的变化而变化的，而太阳在一天之中方位的变化是顺时针

的，所以定日镜面的水平转动方向也为顺时针的，CD错误；定日镜为了准确反射太阳光到

集热塔，当太阳高度角变大时，镜面与地面之间的夹角应该变大，以保持一定的太阳光入

射角度(如图示)。太阳高度角减小时，镜面与地面之间的夹角应该变小。故镜面在垂直方

向上与地面的夹角先增大，后减小，所以在垂直于地面的剖面图上看，镜面在垂直方向的

变化应为：先为顺时针，后为逆时针，B正确，A错误。故答案选B。

课后训练

1.B

【1题详解】阅读图文材料，结合知识，K日前后八天太阳位置重合，证明K日处于中间，

能拍摄这种现象只能是在太阳直射点南北回归线前后，但是材料中显示拍摄的是西北方

向，故太阳直射的是北半球，因此K日应为太阳直射北回归线当日，为夏至日；观察右

图，①处于近日点1月初，对应的②③之间为远日点7月初，结合地球公转方向，②为夏

至日，故选择B。

2.B3.A

【2题详解】晨昏轨道卫星一侧为白昼，一侧为黑夜，两侧温度差异较大，A项错误；对地

观测时，地面为凌晨或傍晚，太阳高度角小于上午和下午的太阳高度角，B项正确；大部

分卫星运行的动力来自太阳能，三颗轨道卫星均可接触阳光，太阳能补充均充足，C项错

误；对地观测时，与上午轨道卫星和下午轨道卫星相比，成像仪太阳光入射角度小，但太

阳光入射并不少，D项错误。故选B。

【3题详解】材料信息表明，E星为晨昏轨道太阳同步卫星，即沿晨昏圈环绕地球运行，晨

昏圈与地轴的夹角与直射点的纬度数相同，直射点一年之中移动的最大纬度数为23°

26',E星的运行轨道相对于地轴年变化幅度为23°26',A正确，C错误；一天之中晨昏圈

与地轴的夹角变化很小，不可能达到180。和360。，BD错误。故选A。

4.A

【4题详解】琛航岛的纬度比李准滩