湘教版(2019) 选择性 必修一
第一章 地球的运动 第二节 地球的公转
(公转特征和正午太阳高度的变化 ) 导学案
【学习目标】
了解地球公转在方向、周期、速度、轨道等方面的规律和特点。
理解地球公转轨道形状及其影响。
2. 理解黄赤交角及其影响。
3. 理解正午太阳高度的变化规律。
4. 理解正午太阳高度的计算与应用.
【重点关注】
地球公转轨道、方向、速度、周期 2.黄赤交角
3.正午太阳高度的变化规律 4.正午太阳高度的计算与应用
【知识清单】
地球公转：
地球公转：地球绕 运行。
2.轨道（黄道平面）：近似正圆的 形。
3.方向：自 向 。从北极上空俯视，为逆时针；从南极上空俯视，为顺时针。
4.速度：近日点最 ，远日点最 。
周期：一个 年，365天6时9分10秒。
黄赤交角及其影响：
黄道面：地球 轨道面。
赤道面：过地心并与地轴 的平面。
黄赤交角是黄道平面和赤道平面的夹角，目前为 。
“一轴、两面、三角度”:
“一轴”指地轴；“两面” 指黄道平面和赤道平面；“三角度”指黄道平面和赤道平面的夹角为23°26′。地轴与黄道平面的夹角为66°34′；地轴与赤道平面的夹角为90°；
5.“三个基本不变”：
指地球在运动过程中，地轴的空间指向基本不变，北极始终指向天空的北极星附
近：黄赤交角的大小基本不变，约保持 23°26”；地球运动的方向不变，总是自西向东。
6.黄赤交角的大小决定太阳直射点的移动范围：在南北纬23°26”之间
三、正午太阳高度的变化：
1.太阳高度：太阳光线与 所形成的的夹角。
2.正午太阳高度：一天中太阳高度最大值出现在 ，地方时为中午12点。
3.正午太阳高度的空间变化规律：
（1）正午太阳高度的空间变化规律：
（2）有关正午太阳高度空间分布的两个规律：
①同线相等规律：同一纬线上正午太阳高度相等。
②对称规律：以太阳直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线，正午太阳高度相等。
4.正午太阳高度的时间变化规律：
(1)太阳高度日变化：
①极点上：在极昼期间，极点上见到的太阳高度在一天之内是没有变化的，其太阳高度始终等于太阳直射点的纬度。
②非极点地区：太阳高度在一日之内是有变化的，一天之内有一个最大值（地方时12时），即当地的正午太阳高度 。
正午太阳高度年变化规律：
①回归线之间：正午太阳高度最大值为90°，每年有两次太阳直射现象，即一年中有两个正午太阳高度最大值。
②回归线上：正午太阳高度最大值为90°，一年中只有一次太阳直射现象，即一年中有一个正午太阳高度最大值。
③回归线至极点之间：正午太阳高度最大值小于90°，一年中只有一个正午太阳高度最大值。
5.正午太阳高度的计算与应用：
（1）正午太阳高度的计算：
正午太阳高度的计算公式：H＝90°－两点纬度差。
说明：“两点”是指所求地点与太阳直射点。
两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即两点同在北（南）半球，则两点纬度“大数减小数”；两点分属南北不同半球，则两点纬度相加。
（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：房屋朝向与正午太阳所在位置有关。为了获得充足的太阳光照，在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，因此房屋坐北朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，因此房屋坐南朝北。
③确定当地的地理坐标：
纬度：已知太阳直射点纬度和当地正午太阳高度，利用正午太阳高度的计算公式可计算出当地纬度。
经度：已知某经线地方时，又已知另一条经线为正午（地方时为12：:0），可利用时间差，求出另一条经线经度。
④判断日影长短及方向：太阳直射点上，物体的影长为0；正午太阳高度越大，日影越短，反之，日影越长；正午是一天中日影最短的时刻。
日影永远朝向背离太阳的方向。
⑤确定楼间距、楼高：
为了更好地保证各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。一般来说，纬度较低的地区，楼距较小；纬度较高的地区，楼距较大。以我国为例，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=h·cotH。如下图所示。
特别提醒：为保证采光，在计算楼间距时，需先计算出该地一年中最小正午太阳高度，因此此时楼影长度最长。
⑥计算太阳能热水器的安装角度：
集热板与水平地面夹角 α＝（ ± θ ）（ 当地纬度，θ为太阳直射点纬度。两者位于同一半球时用“一”，位于不同半球时用“＋”）如下图所示。
【课上检测】
读“北半球‘二分二至’时地球公转位置示意图”，完成下列小题。
1.下列对图中四个位置节气的判断，正确的是( )
A． ①为秋分 B． ②为冬至
C． ③为秋分 D． ④为夏至
读黄赤交角示意图，完成下列小题。
2．对图中①②③④的描述，正确的是（ ）
A．①为黄赤交角，②角度为66.5°，③为赤道平面
B．①为黄赤交角，③为黄道平面，④为赤道平面
C．②为黄赤交角，③为黄道平面，④为赤道平面
D．②为黄赤交角，③为赤道平面，④为黄道平面
3．下列关于黄赤交角的说法，最正确的是（ ）
A．黄赤交角是太阳直射纬线面和赤道面的夹角
B．黄赤交角与地轴的空间倾斜度无关
C．黄赤交角决定了太阳直射点在回归线之间移动
D．黄赤交角随太阳直射点移动而变化
春分日，我国某地学生对当地部分时间的太阳高度和日影朝向进行了测量，并绘制出下图，图中OA为北京时间8：30测得的太阳高度，OB为北京时间10：00测得的太阳高度，OC、OD、OE、OF为四个不同时间测得的日影朝向。读图，完成下列小题。
4.当日该地正午太阳高度为( )
A．30° B．50° C．60° D．90°
5.当日该地地方时为15时，日影朝向为( )
A．OC方向 B．OD方向 C．OE方向 D．OF方向
6.该地的经纬度为( )
A．30°N,105°E B．40°N,105°E
C．30°N,135°E D．40°N,135°E
下图为浙江省某地的汽车停车场示意图，箭头①②③代表二分二至日的正午太阳光线。读图，完成下列小题。
7.正午车位上遮阳棚的影子达到最大时，正值当地( )
A．春季 B．夏季 C．秋季 D．冬季
8.图中地面上箭头P指示的方位是( )
A．东 B．南 C．西 D．北
太阳能热水器集热板与地面的夹角可调节。为使集热效率达到最高，应保持正午太阳光与集热板垂直，若当地的正午太阳高度为H，则集热板与地面的夹角应为900-H，如下图所示。读图完成下列小题。
9.郑州一年中集热板和地面夹角最大的月份是（ ）
A．3月 B．6月 C．9月 D．12月
10.同一时间，为使集热效率达到最高，集热板和地面夹角最大的城市是（ ）
A．哈尔滨 B．北京 C．郑州 D．上海
【知识清单答案】
一、1，太阳 2.椭圆3.西、东4.快、慢5.恒星
二、1.公转2.垂直3.23°26′
三、1.地面2.正午
【课上检测答案】
1.C 读图，根据图中地轴北极的倾斜方向，地轴北极靠近太阳是夏至日，在北极上空看地球公转是逆时针方向，按照春夏秋冬的顺序，判断图中四个位置节气①为春分，A错。②为夏至，B错。③为秋分，C对。④为冬至，D错。
2．B 读图可知，①为黄赤交角，②角度为66.5°③为黄道平面，④为赤道平面，B对。
3．C 黄赤交角决定了太阳直射点在回归线之间移动，C对；黄赤交角是地球绕太阳公转的轨道平面黄道平面和赤道面的夹角，A错；黄赤交角与地轴的空间倾斜度有关，B错；黄赤交角随太阳直射点移动而不会变化，D错。故选C。
4.C 由材料可知，图中该日该地每1.5小时，太阳高度升高15°，北京时间8：30时太阳高度为15°，则该地北京时间7时应为日出时间(太阳高度为0)，当地地方时为6时，说明当地正午12时，该地太阳高度为60°，故选C项。
C该日为春分日，全球昼夜平分，6时日出，18时日落，因此15时为(12时～18时)的中间时刻；太阳视运动方向从东边升起，西边落下，正午时刻在南边；故15时太阳的方位应为正南偏西45°，日影应当在正北偏东45°，与图中OE线重合，故选C项。
A读图并结合以上分析，该地春分日正午太阳高度为60°，则该地位于30°N，且该地比北京时间晚1小时，说明该地经度为105°E，故选A项。
7.D .箭头①②③分别代表二分二至日的正午太阳光线，其中①示意正午太阳高度最大，应为夏至日，③示意正午太阳高度最小，应为冬至日，②居中，应为春分日和秋分日。冬至日，该地正午太阳高度最小，正午时车位上遮阳棚的影子最大，此时浙江为冬季，故D项正确。
8.D 杭州位于北回归线以北，对于北回归线以北地区而言，正午太阳光线应从正南方向照射过来，射向正北方。因此图中地面上箭头P指示的方位是北。
9.D 集热板与地面的夹角为900-H，与正午太阳高度为H互余；当集热板和地面夹角最大时，正午太阳高度为H应该最小。根据北半球正午太阳高度的时间变化规律可知，当冬至日时，太阳直射南回归线，北半球正午太阳高度最小，故选项D正确。
10.A 集热板和地面夹角最大的城市，应该是正午太阳高度为最小的城市；根据正午太阳高度的地区变化规律可知，在同一时间，纬度越高，与直射点所在纬度差距越大，正午太阳高度越小，在四个选项城市中，哈尔滨纬度最高，故选项A符合题意。
春秋分日，正午太阳高度由赤道向南北两侧递减
夏至日，正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减，北回归线及其以北地区正午太阳高度达一年中最大值，南半球各地正午太阳高度达一年中最小值
冬至日，正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减，南回归线及其以南地区正午太阳高度达一年中最大值，北半球各地正午太阳高度达一年中最小值
南北回归线上，每年太阳直射一次，南北
回归线之间的地区每年太阳直射两次湘教版(2019) 选择性 必修一
第一章 地球的运动
第二节 地球的公转 (昼夜长短的变化和四季的更替）导学案
【学习目标】
1. 通过观察昼夜长短变化示意图，能够说出昼夜长短变化的原因。
2. 括出昼夜长短随纬度的变化规律和昼夜长短随季节的变化规律。
3.学会昼夜长短的计算方法。
【重点关注】
1.昼夜长短随纬度和季节的变化规律。 2.昼夜长短的计算方法。
【知识清单】
昼夜长短的变化：
1.昼夜长短变化：指地球各纬度带上昼夜长短的 变化。
2.昼夜长短状况的判断--------看“弧长”
晨昏圈把经过的纬线圈分割成 弧和 弧。同一纬线圈上，若昼弧长于夜弧，则昼 夜 ，反之昼短夜长；赤道上全年昼夜 。
3.昼夜长短分布——抓“直射点位置”：
太阳直射点所在的 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 夜 ，且越向该半球的高纬度地区 时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现 现象。如上图所示：
4.昼夜长短时空分布规律：
（1）对称规律：
①同一纬线上各点昼夜长短 （同线等长）。
②纬度相同的南北半球两地，在同一天，北半球一地的 等于南半球另一地的 。
（2）递增规律:
太阳直射点所在的半球为 半年,昼长夜短,且纬度越高,昼越长。另一半球为
半年,昼短夜长,且纬度越高,夜越长。
北半球夏至日,北半球的各纬度昼长达到一年中的 值,极昼的范围也达到最南半球反之。
北半球冬至日,北半球各纬度的昼长达到一年中的 值,极夜的范围达到最大,南半球反之。
太阳直射赤道时(即春分,秋分),全球各地昼夜 。
特别提醒：除春、秋分日外，昼长越接近12小时，则表明此地靠近赤道。
赤道上永远昼夜等长。
夏半年(北半球) 春、秋分日 冬半年(北半球)
图示
纬度变化 北半球各地昼长夜短,纬度越高昼越长,北极圈及其以北地区出现极昼现象;南半球相反 全球昼夜平分 北半球昼短夜长,且纬度越高,昼越短,北极圈及其以北地区出现极夜现象;南半球相反
季节变化 北半球:春分日~秋分日,昼长夜短;春分日~夏至日,昼渐长、夜渐短;夏至日~秋分日,昼渐短、夜渐长。南半球相反 全球昼夜平分 北半球:秋分日~次年春分日,昼短夜长;秋分日~冬至日,昼渐短、夜渐长;冬至日至次年春分日,昼渐长、夜渐短。南半球相反
(3)变幅规律:
赤道全年昼夜平分;纬度越高,昼夜长短的变化幅度 。
(4)极昼,极夜规律:
极昼(极夜)的起始纬度＝90°一太阳直射点的纬度。
南、北极圈上,一年中只有 极昼(极夜),南,北极点各约有 极昼、
极夜,纬度愈高,极昼(极夜)出现的天数愈 。
北极地区极昼天数多于南极地区,主要是因为北半球冬半年,地球公转经过近日点附近,角速度、线速度较大,公转需时间 ,此时正值北极地区极夜,南极地区极昼;而在北半球夏半年时,公转速度较慢,运行时间 ,此时正值北极地区极昼,南极地区极夜。
太阳直射点 极昼（夜）分布、变化规律
太阳直射点位于哪一个半球，则此半球极圈内有极昼，另一半球极圈内有极夜
北半球 位于北半球且向北移 极昼由北极点向北极圈方向扩大，极夜由南极点向南极圈方向扩大
位于北半球且向南移 极昼由北极圈向北极点方向缩小，极夜由南极圈向南极点方向缩小
南半球 位于南半球且向南移 极昼由南极点向南极圈方向扩大，极夜由北极点向北极圈方向扩大
位于南半球且向北移 极昼由南极圈向南极点方向缩小，极夜由北极圈向北极点方向缩小
5.昼夜长短的计算与判断:
(1)根据某纬线的昼弧或夜弧特点进行计算：
昼(夜)长时数=昼(夜)弧度数/15°
(2)根据日出、日落地方时进行计算：
地方时正午 12 时把一天的白昼平分成相等的两份。
①昼长一(12一日出时间)×2=(日落时间一12)×2
②夜长=(24一日落时间)×2一日出时间×2
二、四季更替和五带：
（一）四季的划分：
1、天文四季：
夏季：一年中白昼 ，太阳高度 的季节
冬季：一年中白昼 ，太阳高度 的季节
2、北温带许多国家的四季：3、4、5月为 ，依次类推，每三个月为一个季节。
3、地球运动中关于季节判断的依据：
北半球冬季(1月) 北半球夏季(7月)
地球公转规律 位于近日点附近,公转速度快 位于远日点附近,公转速度慢
直射点位置 太阳直射南半球,向赤道方向移动 太阳直射北半球,向赤道方向移动
昼夜长短变化 12 月 22日,北半球昼最短,夜最长 6 月 22日,北半球昼最长,夜最短
正午太阳高度 12月 22日,由南回归线向南北两侧递减;南回归线及其以南地区达一年中最大值,物影最短 6 月 22 日,由北回归线向南北两侧递减;北回归线及其以北地区达一年中最大值,物影最短
太阳升落方位 东南升西南落(极昼区域除外) 东北升西北落(极昼区域除外)
日出,日落时间 北半球各地日出时间晚于 6 时,日落时间早于 18时 北半球各地日出时间早于 6时,日落时间晚于 18 时
4.其他判断季节的依据：
判断季节的依据,除地球运动相关规律外,还有气温和气压、季风、天气和气候、洋流和水文特征、山地植被和雪线变化、农事活动和极地考察等。
（二）五带的划分：
以回归线和极圈为界线,将全球划分为南北 ,南北 和 。
【课上检测】
该图为二分二至日地球公转轨道示意图，读图完成下列小题。
1.当上海的白昼达到一年中最长时，地球公转到图中( )
A．A B．B C．C D．D
2.当地球公转到图中A点时( )
A．太阳直射赤道 B．北半球进入夏季
C．南极圈内出现极昼 D．南回归线的正午太阳高度是90°
3.极昼现象从北极点扩大到北极圈的时期是( )
A.春分至夏至 B.秋分到冬至 C.夏至到秋分 D.冬至到春分
下表中所列的是12月22日甲、乙、丙、丁四地的白昼时间，根据表中数据完成下列小题。
4．四地自北向南依次按顺序排列的是( )
A.甲乙丙丁 B.甲乙丁丙 C.丙丁乙甲 D.丁丙乙甲
读某半球日照图（左图），完成下列小题。
5．图示日期，下列城市的白昼由长到短的排列顺序是( )
A．汕头、上海、北京、哈尔滨 B．汕头、北京、哈尔滨、上海
C．哈尔滨、汕头、上海、北京 D．哈尔滨、北京、上海、汕头
读“太阳光照示意图”,完成下列小题。
6．图中①②③④四地( )
A．白昼由长到短依次是①②③④
B．正午太阳高度由高到低依次是②③④①
C．该日后三个月内白昼逐渐变长的有③④
D．该日后三个月内正午太阳高度增大的有②③
读“五带分布图”，完成下列小题。
7．下列地区四季变化最明显的是( )
A．热带 B．北温带 C．北寒带 D．低纬度地区
“二十四节气”是中华民族古老文明和智慧的结晶，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。下图为我国二十四节气时地球在公转轨道上的位置示意图（相邻两个节气之间约为15天）。据此完成下列小题。
8．下列相邻的节气间，地球公转速度最快的是（ ）
A.春分到清明 B.夏至到小暑
C.秋分到寒露 D.冬至到小寒
9．从立冬到立春，哈尔滨市（ ）
A.白昼时间不断变短 B.日出方位在东南方
C.正午日影逐渐变短 D.正午日影朝向正南
10．2019年11月22日是二十四节气中的小雪，与小雪的白昼时间长度最接近的节气是（ ）
A.大雪 B.立冬 C.小满 D.大寒
【知识清单答案】
一、1.周年2.昼、夜、长、短、等长
3.半球、长、短、白昼、极昼
4.（1）①相同②昼长、夜长（2）夏、冬、最大、最小、平分
(3)越大
(4)一天、半年、半年、多、较少、较长
二、（一）1、较长、较大 、较短、较小2、春季（二）寒带、温带、热带
【课上检测答案】
1.D上海位于北半球，白昼最长为北半球夏至日；根据图示的太阳直射点位置判断，D位于太阳直射点位于北回归线上，表示北半球夏至日；B位置太阳直射点位于南回归线上，表示北半球冬至日，则A表示秋分日，C表示春分日。
2.A当地球公转到A位置表示秋分日，太阳直射点位置赤道。
3.A北极圈内出现极昼为北半球夏至日，故从春分到夏至日极昼现象由北极点扩大到北极圈。
4．A 12月22日是北半球的冬至日，北半球昼短夜长，南半球昼长夜短，12月22日北半球时间白天都小于12小时，南半球白天都大于12小时，读表可得，甲、乙、丙都位于北半球，丁地位于南半球。而根据北半球冬至日纬度越高昼越短，夜越长的规律进行判断，纬度由高到低依次甲乙丙，因此由北到南依次为甲乙丙丁，据此选择A。
5．A 根据地球自转方向顺时针可以判断图为南极上空俯视图，又依据南极圈内为极昼现象，可以判断该节气为冬至日，所以对于北半球的地区昼短夜长且纬度越高昼越短夜越长，根据四地纬度的高低，可以判断白昼由长到短的排列顺序为：汕头、上海、北京、哈尔滨，所以答案为A。
6．B图中四点，白昼由长到短依次是④③②①；正午太阳高度由高到低依次是②③④①，B正确；该日为12月22日，三个月内太阳直射点向北移，位于北半球的①白昼逐渐变长，正午太阳高度不断增大。故选B。
7.B 温带四季变化最明显,故选B。
8.D 地球公转速度最快的是1月初，接近1月初，应该选D.冬至到小寒
9.B 从立冬到立春，哈尔滨市为冬半年，日出方位在东南方。
10. D 小雪到冬至和冬至到大寒时间相同白昼时间长度最接近。
