4.3 地球的绕日运动(1)
学习指要
一、知识要点
1．地球的公转
(1)定义：地球绕太阳的运动称为公转。
(2)特点：地球的公转方向是自西向东。公转时地轴的方向不变，其北端始终指向北极星附近，公转轨道面与地轴成66.5°的夹角。地球公转一周所需的时间约为365.2422天，即通常所说的一年。
(3)产生的现象：正午太阳高度的变化，四季更替，昼夜长短变化等。
2．太阳光线和地平面的交角叫做太阳高度角。一天中，旗杆影子的长度最短的时间是太阳在最高的位置——正午的时候，此时太阳光线与地平面的夹角最大，称正午太阳高度。
3．在同一天里，纬度不同，正午的影子长度也不同。
太阳高度随着太阳直射点向南北两侧递减，影子也越来越长。
4．正午太阳高度是随着太阳直射点的移动而变化的，一年中太阳直射点的变化如下表：
节气
日期
太阳直射点
季节
(北半球)
季节
(南半球)
春分
3月21日前后
赤道
春季
秋季
夏至
6月22日前后
北回归线
夏季
冬季
秋分
9月23日前后
赤道
秋季
春季
冬至
12月22日前后
南回归线
冬季
夏季
5．在同一天里，正午太阳高度角的分布规律是从直射点向南北两侧递减。如夏至日正午太阳高度角的分布规律就是从北回归线向南北两侧递减。
6．一个地方的正午太阳高度随季节变化。北半球的中高纬度地区，夏季的正午太阳高度较大，夏至日最大；冬季的正午太阳高度较小，冬至日最小。
二、重要提示
1．地球在公转的时候，其自转轴——地轴的指向始终不变，再加上地球在倾斜着公转，所以才会导致直射点南北移动。
2．受地球公转轨道面(黄道平面)与地球自转面(赤道平面)之间23.5°夹角的影响，太阳直射点只会在北纬23.5°和南纬23.5°之间来回移动。
杆影的长度在一天中发生变化的原因是由于地球自转使太阳直射点发生变化；而同一地点的杆影长度在一年中的不同季节发生变化的原因是由于地球的公转导致太阳直射点发生移动所致。杆影方向与太阳所在方位相反，杆影的长短跟太阳高度角有关，一天中太阳高度角不断地在变化，正午太阳高度角随季节和地点的变化而不断变化。
科学广场
日晷
日晷是我国古代利用日影测量时刻的一种计时仪器。通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针”，垂直地穿过圆盘中心，起着圭表中立竿的作用，因此，晷针又叫“表”，石制的圆盘叫做“晷面”，安放在石台上，呈南高北低，使晷面平行于天赤道面，这样，晷针的上端正好指向北天极，下端正好指向南天极。在晷面的正反两面刻划出l2个大格，每一个大格代表两个小时。当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投在晷面上，太阳由东向西移动，投在晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动。于是，移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针，晷面则是钟表的表面，以此来显示时刻(如图4.3—1所示)。
由于从春分到秋分期间，太阳总是在天赤道的北侧运行，因此，晷针的影子投向晷面上方；从秋分到春分期间，太阳在天赤道的南侧运行，因此，晷针的影子投向晷面的下方。所以在观察日晷时，首先要了解不同时期晷针的投影位置。
解题指导
【例l】如图4.3—2所示为中纬度某地在夏季和冬季的中午杆影长度。下列有关结论正确的是( )
A．正午的太阳高度具有夏低冬高的规律
B．正午的杆影长度具有夏短冬长的特点
C．太阳高度越高，杆影就越长
D．太阳高度越低，杆影就越短
【解析】本题考查太阳高度随季节变化的规律及太阳高度与杆影长短之间的关系。解题关键是清楚太阳高度与季节、杆影之间的关系。一年中，一个地方的正午太阳高度是随季节变化的，夏季高，冬季低。因此，正午杆影也随季节而变化，夏季短，冬季长。
【答案】B
【例2】读图4.3～3，完成下列问题：
(1)2010年6月14日，台州市正在进行全市中考，这一天地球在图中的公转位置在 ( )
A．A点附近 B．B点附近
C．C点附近 D．D点附近
(2)当地球运行到A点位置时 ( )
A．台州的中学生正值暑假
B．北京的白昼时间最长
C．南半球处于冬季
D．南极附近有极昼现象
【解析】地球的公转产生了四季的变化。由图可知，在A点位置时太阳直射南回归线，为北半球的冬至日，昼最短，南半球则相反。在B、D点位置时太阳直射赤道，为北半球的春分日和秋分日，在C点位置时太阳直射北回归线，为北半球的夏至日，日期是6月22目前后。
【答案】(1)C (2)D
同步训练 A组
1．小红同学发现：在阳光照射下，家里窗户影子的大小和位置会随时间发生变化。于是她就提出了下列问题，请你帮助她分析并回答。
(1)一天中，太阳高度最大的时间是在_________。
(2)深圳市的纬度约为22.5°N，则深圳_________(填“有”或“无”)阳光直射机会。
(3)为了使居民楼底层住户的窗台全年都有阳光照射到，两幢居民楼之间的距离应依据_________日的楼影长度来计算。
2．太阳光照射到地球的情形如图所示，此时浙江所处的季节是 ( )
A．春季 B．夏季
C．秋季 D．冬季
3．在北半球，一天中的杆影朝着什么方向时，杆影最短 ( )
A．东西 B．南北
C．东南 D．西北
4．引起太阳直射点南北移动的原因是 ( )
A．地球是不透明的球体、
B．地球斜着身子不停地公转
C．地球一刻不停地自转
D．地球被厚厚的大气层包围
5．下列节日中，符合“太阳直射点在南半球，且向北移动”的是 ( )
A．元旦 B．劳动节
C．儿童节 D．国庆节
6．如图为地轴与地球公转轨道面的交角图，请据图回答下列问题：
(1)平面A是________，平面B是________。
(2)角C的度数是________。
(3)地球在公转过程中，地轴总是指向________附近。
(4)如果角C为90°，那么同一地区还有没有季节变化? _______；有无昼夜更替?_______。
7．在空旷的操场上竖起一根木杆，则在太阳照射下杆影最短的时刻是 ( )
A．上午 B．正午
C．下午 D．傍晚
8．在北半球北回归线以北，观察当地人们居住的房子，会发现房子的大门、阳台和主卧室一般朝 ( )
A．东 B．南
C．西 D．北
9．读地球公转示意图，完成下列问题。
(1)地球公转的周期大约是________年。
(2)当地球公转到________点(填字母)，此时太阳直射点在________(填“南回归线”或“北回归线”)上，北半球获得的太阳光热最多，这一日称为北半球的夏至日。
(3)当地球在公转轨道上由C向D转动时，浙江的季节变化由________季向________季过渡。
10．太阳刚刚到达水平面的时候，此时的太阳高度角为________度；白天太阳高度角________(填“大 于”或“小于”)这个角度。太阳高度角最大可以达到________度，此时地表受到太阳垂直照射，接受太阳垂直照射的点叫________。太阳高度随太阳直射点向南北两侧________，影子也越来越长。
11．你观察过射人室内的阳光吗?如图所示为从南面窗户直接射进室内的阳光，可知图_______(填“甲”或“乙”)显示的是冬季射人的光线情况，因为此时太阳高度较________(填“大”或“小”)。
12．如图所示是某日太阳的东升西落(A、B、C分别表示不同时间太阳的位置)，读图并回答下列问题：
(1)该图反映的是人影的长度与________有关。
(2)B点反映的是该日的正午，此时太阳位于观察者的________方向，影子朝向________方向。
(3)请据图推测：日落时，太阳位于观察者的________方向，影子朝向 ________方向。
(4)一天之中，太阳高度的变化规律是________。
(5)一天之中，影子长短的变化规律是________。
同步训练 B组
13．2008年8月8日，第29届奥运会在北京开幕，这一天地球在公转轨道上的位置在图中的( )
A．①②之间 B．②③之间 C．③④之间 D．①④之间
14．读地球公转示意图，回答下列问题：
(1)在图中用箭头标出地球公转方向。
(2)当阳光照射在C处时，我国正处在________季，正午旗杆的影子长短应是下列图中的_________。
(3)即将要放暑假时太阳直射点在________(填“南”和“北”)半球，地球运行到图中________点附近。
15．如图①是某观测者在当地时间6月22日时，根据观测到的竖直标杆的杆影绘制的示意图。请回答下列问题。
(1)图中表示正午的杆影的是 ( )
A．① B．②
C．③ D．④
(2)观测地当天的日出方向和日落方向为( )
A．东北、西北 B．东南、西南
C．正东、正西 D．东北、西南
(3)如图②中甲、乙两地的同学通过互联网在同一天的正午测定杆影，并用照相机记录后将 图片传送给对方，A、B、C、D是两位同学得到的一组图片，你认为正确的是 ( )
16．夏日下午，为了防止自行车被曝晒，浙江台州某学校的四层教学楼边有如图所示的四个露天停车区，你认为停车的最佳位置是 ( )
A．停车区① B．停车区②
C．停车区③ D．停车区④
17．读图回答问题。
(1)该图是北半球的 ( )
A．夏至日 B．冬至日
C．春分日 D．秋分日
(2)此时太阳直射在 ( )
A．北回归线 B．南回归线
C．赤道 D．北极圈
(3)此时，浙江杭州的太阳高度的大小为( )
A．一年中的最大值
B．一年中的最小值
18．为了研究影子长度与哪些因素有关，某科学兴趣小组的同学做了如图所示的实验：在水平地面上竖直固定一根长杆，长杆上装有一个可以上下移动的点光源A，再在地面上竖立一根短木条(短木条始终低于点光源A)。保持短木条的长度和位置不变，该同学将点光源A从图示位置逐渐向上移动，测得数据如下表：
点光源的高度h/厘米
20
30
40
50
60
影子长度l/厘米
30
15
lO
7.5
5
(1)该科学兴趣小组同学做此实验，想要验证的假设是________________。
(2)分析上述实验数据还可得出：在点光源逐渐上移的过程中，若点光源高度的增加量相同，则影子长度2的变化量_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)图中s可表示点光源到短木条放置处的水平距离，如果要研究影子长度l与点光源到短木条的距离s的关系，应如何操作?____________________________。
19．如图所示为北半球某地在夏季、冬季两个不同季节的正午时分测得杆影的情况，回答下列问题：
(1)太阳高度为A时，应该是_______季，此时太阳高度_______，杆影长度_______。
(2)太阳高度为B时，应该是_______季，此时太阳高度_______，杆影长度_______。
(3)说明正午时分的太阳高度随_______的变化而变化。
参考答案
4．3 地球的绕日运动(1)
(1)正午l2点 (2)有 (3)冬至 2．B 3．B 4．B 5．A 6．(1)地球公转轨道面赤道面 (2)66.5° (3)北极星 (4)没有 有 7．B 8．B 9．(1)1 (2)A 北回归线 (3)冬 春 l0．0 大于90 太阳直射点 递减 ll． 甲 小 12．(1)太阳高度 (2)正南正北 (3)西南 东北 (4)先变大后变小 (5)先变短后变长 l3．A 14．(1)图略 (2)夏 A (3)北C l5．(1)C (2)A (3)A 16．D l7．(1)B (2)B (3)B 18．(1)点光源的高度越高，杆的影子越短 (2)减小 (3)保持点光源位置和短木条长度不变，将短木条沿水平方向向左(或向右)移动 l9．(1)冬 小 长 (2)夏 大 短 (3)季节
4.3 地球的绕日运动(2)
学习指要
一、知识要点
地球绕日运动引起的昼夜长短变化，具体表现如下：
(1)除赤道外，地球上各地的昼夜长短都会随季节的变化而发生变化。对于北半球的各地来说，一年中自昼最长的是夏至日，白昼最短的是冬至日，南半球则刚好相反。而赤道上全年白昼和黑夜都是等长的。
(2)在春分日至秋分日的夏半年中，北半球由于受阳光直射，白昼总是长于黑夜。在秋分日至次年春分日的冬半年中，南半球受阳光直射，北半球白昼总是短于黑夜。
二、重要提示
1．昼夜长短的变化越靠近极地，变化越大；越靠近赤道，变化越小；赤道上不变。对于南北极点而言，一年中半年为白昼，半年为黑夜。
2．学习昼夜变化规律的时候，可以采用两个步骤来理解。首先，地点固定，研究当地一年中的昼夜变化规律；其次，时间固定，研究这一天，全球的昼夜分布情况如何。
科学广场
极昼和极夜
北极和南极都有永昼和永夜之分。一年内大致连续六个月是白昼(这种永昼现象，叫极昼)，六个月是黑夜(这种永夜现象，叫极夜)。在一个月的永夜(极夜)时期里，有15天可见月亮，另外l5天见不到月亮。
“北极昼”的景色是十分奇妙的。它每天二十四小时始终是白天，要是碰上晴天，即使是午夜时刻也是阳光灿烂，就像大白天一样的明朗。在“北极昼”的日子里，街上的路灯都是通夜不亮的，汽车前的照明灯也暂时失去了作用。家家户户的窗户上都低垂着深色的窗帷，这是人们用来遮挡光线的。
可是，当“北极夜”到来的时候，那里又是另一番景象了。在漫漫长夜中，除中午略有光亮外，白天也要开着电灯!因为在“北极夜”里，太阳始终不会升上地平线来，星星也一直在黑洞洞的天空闪烁。一个月中有半个月的时间，可以看见或圆或缺的月亮整天在天际四周旋转，另外半个月的时间，则连月亮也看不见。这种奇特的景象，在北极中央地带要从九
月中旬到第二年三月中旬，持续半年的时间。
解题指导
【例题】读图4.3—4，回答下列问题：
(1)这幅图表示的是________(填日期)前后太阳光照射情况，直射点的纬度是________纬度。
(2)A点的昼长_______小时，B点的昼长_______小时，C点的昼长_______小时。
(3)这一天，你家的昼夜长短情况是______________。
(4)此时南、北半球哪个半球得到的光热多?___________________________________。
(5)此时南、北半球各进入什么季节?__________________________________________。
【解析】本题解答的关键在于找到阳光直射点的纬度，可以直接找到，也可以通过南北极圈确定。然后根据晨昏线判断昼夜长短的情况。
【答案】(1)6月22日 北 23.5 (2)24 12 0 (3)昼长夜短 (4)北半球 (5)南半球进入冬季，北半球进入夏季
同步训练 A组
1．下列四幅图中，表示南半球夏至日的是 ( )
2．2011年7月1日是中国共产党建党90周年纪念日，全国各地举行了各种庆祝活动。在当天的活动中，下列四个城市中白昼最长的城市是( )
A．北京 B．杭州
C．广州 D．哈尔滨
如图所示为北纬40°昼夜长短的年变化。
(1)该地白昼最长的两个月分别是_______月和_______月；白昼平均约为4小时。
(2)该地白昼最短的两个月分别是_______月和_______月，白昼平均约为_______小时。
(3)该地白昼最长和最短的日期与你居住的地方相同吗?____________________________。
4．当整个南极圈出现极昼时，你的学校正处于 ( )
A．春季 B．夏季
C．秋季 D．冬季
5．春分、秋分时全球昼夜分布情况是 ( )
A．北半球昼短夜长
B．南半球昼长夜短
C．全球昼夜等长
D．自赤道向两极，白昼越来越长
6．如图所示，此时关于浙江的白昼长短的表述正确的是 ( )
①昼长于夜 ②昼为一年中最长 ③昼短于夜 ④昼夜平分 ⑤昼为一年中最短
A．① B．①②
C．③⑤ D．④
7．学校的作息时间会根据季节的不同进行相应的调整，以适应昼夜长短的变化。6月12日这一天，浙江的白昼时间比黑夜时间_______，造成地球昼夜长短变化的主要原因是_______。
同步训练 B组
8．在北半球中纬度地区，下列日期中白昼与黑夜长短相差最小的是 ( )
A．国庆节 B．劳动节
C．儿童节 D．教师节
9．读太阳照射地球示意图，回答下列问题：
(1)图示时间为_________，北半球的节气为_________。
(2)图中A点的正午太阳高度为_________。
(3)此时正午太阳高度随纬度变化的规律为_________。
(4)此时A点昼长为_________小时，B点昼长为_________小时。
(5)由此图所示时间向后，北半球昼夜长短如何变化? _________。极昼或极夜范围如何变化?_________。
10．读地球公转(地球位于两分两至位置)示意图，回答问题：
(1)用箭头在图上标出地球公转与自转方向。
(2)地球位于A处时，日期是_________前后；地球位于B处时，北半球的节气是_________(填“春分”或“秋分”)。
(3)地球位于_________(填字母)处时，北极圈以北到处有极昼现象。
(4)从A处运行到C处，太阳直射点在地球表面移动的方向是_________(填“向南”或“向北”)。
(5)地球公转至_________点时，我国的白昼最长。
(6)当南北回归线上正午太阳高度角相等时，地球的位置可能在_________(填字母)处。
(7)地球的公转周期是_________天。(保留四位小数)
参考答案
4．3 地球的绕日运动(2)
C 2．D 3．(1)6 7 16 (2)12 1 11 (3)基本相同 4．D 5．C 6．C 7．长地球倾斜绕日公转 8．A 9．(1)6月22日前后 夏至 (2)66.5° (3)由北纬23.5°向南北两侧递减 (4)12 24 (5)昼变短，夜变长 变小 l0．(1)图略 (2)12月22日 春分 (3)C (4)向北 (5)C (6)B(或D) (7)365.2422
