1.1 地球的自转和公转-以问天实验舱的发射为例 高二选择性必修一 学案（含答案）

第一章第一节《地球的自转和公转——以问天实验舱发射为例》导学案
【课标要求】1.1 结合实例，说明地球运动的地理意义。
【学习目标】
结合示意图，明确地球自转中心和轨道，掌握地球自转的方向、周期和速度等规律及判断方法。(区域认知、地理实践力)
结合示意图，明确地球公转的中心和轨道，掌握地球公转的方向、周期和速度等规律及判断方法。(地理实践力)
结合图文材料，说明黄赤交角的产生，分析黄赤交角的存在对太阳直射点在南北回归线之间移动的影响。(综合思维)
【学习关键词】地球的自转；地球的公转；黄赤交角。
【学习任务】
预习： 阅读教材P1-P6，完成《金版学案》P1-6“课前预习 双基落实”部分。
中国文昌航天发射场位于中国海南省文昌市，隶属于西昌卫星发射中心。2022年7月24日14时22分，起飞重量约23吨的问天实验舱由“胖五”长征五号系列运载火箭搭载，在中国文昌航天发射场点火升空。来自广东的天文爱好者陈老师一家到现场观看了发射过程。
【课堂探究1】地球的自转
材料一：在到现场观看火箭发射前，陈老师提前到海南岛进行游玩。并在一个晴朗的晚上在文昌市北部（约20°N）的海边朝北极星方向拍摄星轨照片（左图）。右图为陈老师以前在河北省坝上草原（约41°N）所拍的星轨照。
探究问题1：为什么恒星看起来都在围绕北极星附近做圆周运动？
探究问题2：对比两张星轨图，说明北极星的地平高度与拍摄地点的纬度有什么关系？
探究问题3：恒星在天空中转一圈需要多长时间？
自转周期 参照物 旋转角度 时间 应用价值
恒星日
太阳日
【课堂探究1】地球的自转
材料二：24日中午，在等待问天实验舱发射时，陈老师趁着空闲通过手机查阅我国航天发射基地的相关资料。下图为我国五大航天发射基地的位置图。
探究问题4：文昌和酒泉两地的地球自转速度相同吗？
【课堂探究1】地球的自转
材料三：14时22分，问天实验舱由长征五号B遥二运载火箭搭载发射。长征五号B遥二运载火箭，起飞重量约849吨，近地轨道运载能力大于22吨，是中国现役近地轨道运载能力最大的运载火箭。
探究问题5：从地球自转的角度来看，文昌与其他几个航天发射场相比有什么突出优势？
探究问题6：除此之外，文昌航天发射场还有哪些优势？
【课堂探究2】地球的公转
材料四：在看完火箭发射当晚，陈老师和儿子在酒店里看着日历规划接下来的假期作业和活动安排，儿子忽然问道：“为什么7月和8月两个月连着有31日，而2月份只有28天？”
探究问题7：北半球夏半年天数为186天，而冬半年为179天，相差7天。为什么？
地球公转速度的变化：
轨道位置 近日点到远点 之间 远日点到近日点 之间 跨过近日点 跨过远日点
速度变化
【课堂探究3】黄赤交角的影响
材料五：在问天实验舱处于总装和测试工作阶段的6月份和7月份，文昌出现了两次中午时分“立杆不见影”的现象。
探究问题8：说明文昌为什么出现“立杆不见影”的现象。
【课堂活动】黄赤交角
在空框内完成课本P6的“绘制太阳直射点回归运动示意图”的活动内容并完成表格填写：
太阳直射点的回归运动：
日期 太阳直射点直射的半球 太阳直射点移动的方向
3月21日—6月22日
6月22日—9月23日
9月23日—12月22日
12月22日—3月21日
【课堂小结】请用思维导图的形式总结本节课内容，并谈谈你的启示。
下图所示照片是摄影师在夜晚采用连续曝光技术拍摄的。照片中的弧线为恒星视运动轨迹。读图，完成1～2题。
1.a恒星的视运动方向，在图中应示为（ ）
A.自上而下 B.自下而上 C.顺时针 D.逆时针
2.图中a恒星视运动转过的角度约为50°，据此判断摄影师连续拍摄的时间为（ ）
A.1个多小时 B.3个多小时 C.5个多小时 D.7个多小时
（2022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400 km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：
3.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（ ）
① B．② C．③ D．④
留尼汪岛是印度洋西部马斯克林群岛中的火山岛,除沿岸有狭窄平原外,均属山地和高原。每年的5—11月为其旅游旺季。下图示意留尼汪岛部分地理要素分布。读图,完成4～5题。
4.与圣但尼相比,圣约瑟夫（ ）
A.自转线速度大,角速度相同
B.自转线速度相同,角速度大
C.自转线速度小,角速度相同
D.自转线速度相同,角速度小
5.留尼汪岛旅游旺季,太阳直射点位置或移动方向（ ）
A.在北半球 B.在南半球
C.先向北，再向南移动 D.先向北，再向南移动
2022年12月4日,神舟十四号完成空间站舱内外设备及空间应用任务相关设施设备的安装和调试,返回舱成功降落东风着陆场。中国空间站的公转周期是1.5小时,每天日出日落16次。下图为地球绕日公转轨道示意图,据此完成6~7题。
6.神舟十四号载人飞船返回舱成功降落时,地球位于公转轨道的（ ）
A.①④之间,在向②方向运动
B.①②之间,在向①方向运动
C.②③之间,在向③方向运动
D.③④之间,在向④方向运动
7.中国空间站昼夜交替频繁的原因是（ ）
A.空间站自转 B.绕地球公转 C.绕地球自转 D.绕太阳公转
【课堂任务参考答案】
探究问题1答案：
恒星：各星体在天空中相对于北极星的位置可以视为固定不动的；北极星附近：该点位于地球自转轴（地轴）的延伸方向上，即旋转中心；当地球自转时，恒星看起来都在围绕北极星附近做圆周运动。
探究问题2答案：
北半球纬度越高，北极星相对地平线的高度（地平高度）越高；北极星地平高度等于当地纬度，南半球看不到北极星。
探究问题3答案：
恒星在天空中转一圈的时长为一恒星日：23小时56分4秒，是地球自转真正周期。
探究问题4答案：
两地自转角速度相等；两地自转线速度不相等，因文昌纬度更低，故文昌的线速度更大。
探究问题5答案：
文昌的纬度更低，自转的线速度比较大，火箭的初速度更大；发射所需能耗较低，可以增加火箭的载荷。
探究问题6答案：
文昌位于滨海地区，具有海运优势，方便运输大型设备；周边都是大海，人口少，对人们的生产生活影响小，安全性好。
探究问题7答案：
夏半年，公转速度较慢，公转时间较长；冬半年，公转速度较快，公转时间较短。
探究问题8答案：
太阳直射文昌地区时，文昌地区中午时分太阳位于头顶正上方垂直向地面照射，此时日影从正上方垂直向下投射，出现“立杆不见影”的现象。
【课后任务参考答案】
1.【答案】D
【解析】从北极上空看地球呈逆时针方向自转；北极星在宇宙空间位置相对不变，所以人们观测a恒星绕北极星呈逆时针方向运动。
2.【答案】B
【解析】 恒星视运动的实质是地球自转运动的反映。地球每小时自转15°，当恒星视运动转过的角度约为50°时，连续拍摄需要3个多小时。
3.【答案】A
【解析】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。
4.【答案】C
【解析】纬度越低,地球自转线速度越大,该岛位于南半球,圣约瑟夫纬度较圣但尼纬度高,自转线速度小;除两极点外,全球各地角速度都相等。C正确。
5.【答案】D
【解析】留尼汪岛旅游旺季,即5—11月,太阳直射点在5月-秋分在北半球,秋分-11月在南半球；5月-夏至向北移，夏至-11月向南移。D正确。
6.【答案】B
【解析】读图可知,①是冬至日,②是秋分日,③是夏至日,④是春分日,12月4日位于秋分日和冬至日之间,即①②之间,在向①方向运动。B正确。
7.【答案】B
【解析】日出日落是绕地球自转运动的结果,地球上昼夜交替的周期是24小时,但是因为中国空间站的公转周期是1.5小时(约90分钟绕地球一圈),快于地球自转,在中国空间站里,24小时大约可以看到16次日出日落,B正确;与空间站自转、绕地球自转、绕太阳公转无关。