第2课时 地球公转与自转共同作用下产生的地理意义
课程标准 结合实例，说明地球运动的地理意义。
学习目标 1．掌握正午太阳高度角的变化、昼夜长短的变化规律。(综合思维) 2．掌握正午太阳高度角的变化、昼夜长短的变化在现实生活中的应用。(地理实践力) 3．了解四季的更替和五带的划分。(区域认知)
一、正午太阳高度角的变化
1．概念
太阳高度角：太阳光线与地平面的夹角。一天中，太阳高度角的最大值出现在正午。
2．正午太阳高度角的变化规律
(1)空间(纬度)变化规律。以北半球为例，总结如下：
节气 空间变化
春、秋分 由赤道向两极正午太阳高度角递减
夏至 由北回归线向南北两侧正午太阳高度角递减
冬至 由南回归线向南北两侧正午太阳高度角递减
(2)季节(时间)变化规律。以北半球为例，总结如下：
时间 最大值地区 最小值地区
二分日 赤道 两极点
夏至日 北回归线及其以北地区 南半球
冬至日 南回归线及其以南地区 北半球
(3)影响：正午太阳高度角的差异和变化造成地球表面不同地区太阳辐射的强度不同。
判断下列说法的正误。
1．太阳高度角越大，影子越长。 ( )
2．夏至日，北半球正午太阳高度角达到最大值。 ( )
3．春分日和秋分日，正午太阳高度角从南回归线向南北两侧递减。 ( )
提示：1．× 太阳高度角越大，影子越短。
2．× 夏至日，太阳直射北回归线，北回归线及其以北地区正午太阳高度角达到最大值。
3．× 冬至日，太阳直射南回归线，南回归线上正午太阳高度角最大，并由此向南北两侧递减。
二、昼夜长短的变化
1．昼夜长短取决于昼弧和夜弧的长度
2．变化规律
(1)纬度(空间)变化规律
①赤道上：全年昼夜平分。
②从赤道向南北两侧：随纬度的增高，昼夜长短变化幅度加大。
③极圈之内：出现极昼、极夜的现象。
(2)季节(时间)变化规律
①北半球
时间 昼夜长短 分布规律 特殊日期
夏半年(3月21日前后至9月23日前后) 昼长夜短 纬度越高，昼越长，北极附近出现极昼现象 夏至日，北半球各地昼长达一年中最大值，极昼范围达最大
冬半年(9月23日前后至来年3月21日前后) 昼短夜长 纬度越高，昼越短，北极附近出现极夜现象 冬至日，北半球各地夜长达一年中最大值，极夜范围达最大
②南半球的情况与北半球正好相反。
③每年3月21日前后和9月23日前后，太阳直射赤道，全球各地昼夜平分。
[易误点拨] (1)太阳直射某地，该地不一定昼最长、夜最短，北半球各地夏至日这一天昼最长，南半球各地冬至日这一天昼最长。
(2)太阳直射点的纬度越高，地球上各地昼夜长短相差越大(除赤道外)，出现极昼、极夜的范围就越大。
(3)同一条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)；同一条纬线上的昼夜长短在一年中有两个日期相同(二至日除外)，且这两个日期近似并关于二至日对称。
3．影响
昼夜长短的差异和变化导致地球表面不同地区接受太阳辐射的时间长短不同。
判断下列说法的正误。
1．赤道地区全年昼夜等分。 ( )
2．太阳直射某地，该地一定昼最长、夜最短。 ( )
3．某地正午太阳高度角最大时，昼最长、夜最短。 ( )
提示：1．√ 赤道上全年地方时6时日出，18时日落，因此全年昼夜平分。
2．× 太阳直射某地时，该地所在半球一定昼长夜短，但不一定昼最长、夜最短。只有当太阳直射该地所在半球的回归线时，该地才会昼最长、夜最短。
3．× 位于南北回归线之间的区域，太阳直射时，正午太阳高度角最大，但并不是昼最长、夜最短。
三、季节更替
1．成因
2．不同纬度地区的季节变化不同
(1)赤道附近的低纬度地区：季节更替现象不明显。
(2)极地附近的高纬度地区：季节更替现象也不明显。
(3)中纬度地区：四季更替明显。
3．四季的划分
(1)天文四季
①夏季：白昼最长、太阳高度角最大的季节。
②冬季：白昼最短、太阳高度角最小的季节。
③春季和秋季：冬夏的过渡季节。
(2)传统四季：以立春、立夏、立秋和立冬为起点划分四季。
(3)气候四季
(中国大部
分地区)
纬度越高，季节变化越明显吗？
提示：不是。中纬度地区季节变化明显，高纬度地区长冬无夏，季节变化不明显。
四、五带的划分
1．成因
2．划分：以南北回归线和南北极圈为界，划分为热带、北温带、南温带、北寒带和南寒带。
正午太阳高度角的变化
我国北方某市一些市民冲着小区楼房间距有50米、小区绿化率为50%的宣传广告，先后购买了某商品房。岂料两年后开发商改变建筑方案，楼房的间距仅为30.4米。为此，该小区的38户业主们将开发商告上法庭。
问题1 (区域认知)在我国的大部分地区，楼高一定的情况下，室内的采光状况与楼间距有何关系？
提示：我国大部分地区都位于北回归线以北，楼高一定的情况下，南北方向上的楼间距越小，室内采光时间越短；反之则越长。
问题2 (综合思维)小区业主为什么这么重视楼间距问题？
提示：楼间距与太阳光照相关，在太阳高度角一定的情况下，楼间距的大小会影响到采光条件的好坏。
问题3 (地理实践力)在北京购买商品住宅时，如果想验证开发商关于“全年都可见到阳光”的销售宣传语的真实性，我们应选择在什么时间去看房？
提示：选择在冬至日前后去看房。
1．正午太阳高度角的空间变化规律
从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减；到直射点距离越近(纬度差越小)，正午太阳高度角越大。如图所示：
(1)夏至日：正午太阳高度角由北回归线向南北两侧递减。
(2)冬至日：正午太阳高度角由南回归线向南北两侧递减。
(3)二分日：正午太阳高度角由赤道向南北两侧递减。
2．正午太阳高度角的季节变化规律
同一地点，正午太阳高度角随着季节作有规律的变化。其数值具有“来增去减”的特点，即直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度角增大，移去则减小。如下图所示：
各纬度变化具体如下：
北回归线及其以北地区 一年有一次最大值(6月22日前后)，一次最小值(12月22日前后)
南回归线及其以南地区 一年有一次最大值(12月22日前后)，一次最小值(6月22日前后)
南、北回归线之间(除赤道外) 一年有两次最大值(太阳直射时最大)，一次最小值(南半球出现在6月22日前后、北半球出现在12月22日前后)
赤道地区 一年有两次最大值(春分日、秋分日)，两次最小值(夏至日、冬至日)
递变规律 来增去减(直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度角增大，移去则减小)
3．正午太阳高度角的年变化规律
(1)南、北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度角变化幅度越大(由23°26′增大至46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′。
(2)回归线至极圈之间：各纬度正午太阳高度角变化幅度相同(均为46°52′)。
(3)南极圈以南和北极圈以北：纬度越高，正午太阳高度角变化幅度越小(由46°52′减小至23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。
4．正午太阳高度角的计算方法
公式：H＝90°－两点纬度差。
说明：“两点”指观测点、太阳直射点。若两点同在北(南)半球，两点纬度差为大数减去小数；若两点分别属于南北半球，两点纬度差为两点的纬度之和。
如下图所示：
当太阳直射B点(10°N)时，A点(40°N)正午太阳高度角：HA＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。
当太阳直射B点(10°N)时，C点(23°26′S)正午太阳高度角：HC＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。
5．正午太阳高度角的应用
(1)确定地方时
某地太阳高度角达到一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。
(2)确定房屋的朝向
北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋一般朝南；南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋一般朝北。
(3)判断日影长短及方向
正午太阳高度角越大，日影越短；正午太阳高度角越小，日影越长，且日影方向背向太阳。
(4)太阳能热水器的安装
太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度角的季节变化而调整角度，集热板与地面之间的夹角应等于当天正午太阳高度角的余角，如下图所示，α＋H＝90° 时效果最佳。
在集热板(真空管)的倾角(α)与正午太阳高度角(H)互余的情况下，太阳能热水器的热能利用率最高。为了更有效地利用太阳能，从理论上讲，集热板的倾角(α)应随季节的变化进行调节。
(5)与房间采光的关系
一般情况下，正午太阳高度角越大，照射到房间里的面积越小，即夏季照射面积小，冬季照射面积大。北回归线以北的地区，太阳光线正午从南窗射入；南回归线以南的地区，太阳光线正午从北窗射入。
(6)计算楼间距
为了使楼房底层获得充足的太阳光照，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。计算楼间距的关键是求出当地冬至日的正午太阳高度角。北回归线以北地区建房时，为保证一楼全年正午均有阳光照到，两楼之间的最短距离与楼高的关系应满足L≥h·cot H(h为楼高，H为冬至日当地正午太阳高度角)(如图所示)。
1．下图是北欧维京人使用的一种航海工具，用来指引航行方向。将木盘置于盛满水的木桶中，利用木棍影子的变化来确定方向。读图并结合所学知识，完成(1)～(2)题。
注：小木棍的高度等于其与凹槽之间的距离。
(1)夏半年某月，维京人在从欧洲向西南航行的过程中，木棍正午影长变化幅度最小的月份是( )
A．7月 B．5月
C．4月 D．1月
(2)若该月份木棍的正午影长恰好与凹槽重合，则航线所经海域的纬度范围为( )
A．63°N～68°N B．58°N～66°N
C．54°N～60°N D．45°N～66°34′N
(1)A (2)B [第(1)题，注意题干关键词“夏半年某月”， 该地位于北半球，排除D；船只在航行中，木棍正午影长变化幅度小，说明正午太阳高度角变化不大，所以船只与太阳直射点的纬度差变化不大。由于船只向西南方向航行，所以在此期间，太阳直射点应向南移动，才会使得船只与太阳直射点的纬度差保持稳定，7月太阳直射点向南移动，A正确；4月、5月太阳直射点均向北移动，B、C错误。第(2)题，材料显示木棍的高度等于其与凹槽之间的距离，所以当木棍的正午影长恰好与凹槽重合时，说明正午太阳高度角为45°，由此可知，船只所在纬度与太阳直射点所在纬度之差为45°，由上题分析可知，船只航行的时间为7月，太阳直射点的纬度范围大致为13°～21°(太阳直射点每月移动约8°，一天移动约0.27°)，所以航线所经海域的纬度范围大致为58°N～66°N(北欧位于北半球)。]
昼夜长短的变化
天安门广场国旗的升降时间，是根据北京的日出日落时间确定的，日期不同，国旗的升降时间也有所差异。每年1月11日到6月6日，升旗由早晨7时36分逐渐提前到凌晨4时46分，平均每天依次提前约1分钟；6月22日至12月30日，升旗时间由4时46分逐渐推迟到7时35分，平均每天推迟52秒钟。国旗的降旗时间同样分为逐渐推迟和逐渐提前的两个时段。遇到阴天、雨天和雪天，升旗和降旗的时间与前一天相同。
问题1 (综合思维)北京的日出日落时间每天不同是由什么造成的？
提示：日出日落时间是与昼长直接相关的。由于地球的公转，北京的昼长随季节有规律变化。
问题2 (区域认知)每年1月11日至6月6日和6月22日至12月30日两个时段，北京的昼长如何变化？
提示：每年1月11日至6月6日，北京的昼长逐渐变长；每年6月22日至12月30日，北京的昼长逐渐变短。
1．昼夜长短的变化
昼夜长短的变化是地球运动的重要地理意义之一，突破此要点应主要抓住“两看”。
(1)昼夜长短分布——看“直射点位置”
太阳直射点所在的半球位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。如下图所示。
(2)昼夜长短变化——看“移动方向”
此处的“移动方向”主要是指太阳直射点的移动方向，它决定昼长、夜长的变化趋势，纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球就昼变长夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。如下图所示：
2．昼夜长短变化的规律
(1)对称规律：同一纬线上各地昼夜长短相同(同线等长)；南北半球同纬度昼夜长短相反。二分日前后时间相同的两日期，昼夜长短相反。二至日前后时间相同的两日期，昼夜长短相同。
(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)变幅规律：赤道处全年昼夜平分；纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大。
(4)极昼、极夜规律：极昼(极夜)的起始纬度＝90°－太阳直射点的纬度。纬度越高，极昼(极夜)出现的天数越多。
3．昼夜长短的计算
(1)根据昼(夜)弧的长度计算
昼长＝
夜长＝
(2)根据日出、日落时间计算
昼长＝(12－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2
夜长＝(24－日落时间)×2＝日出时间×2
注：“日出时间”“日落时间”均为当地地方时
(3)根据相关性计算
①相同纬度地区，昼长相同。
②分别位于南北半球但纬度数相同的两地，一地的昼长等于另一半球同纬度地区的夜长。如北纬40°的地区昼长是15小时，则南纬40°的地区夜长为15小时。
昼夜长短与太阳的方位(与日影朝向相反)
1．日出、日落太阳的方位
(1)未出现极昼或极夜现象的地区：太阳直射北半球时，日出、日落都偏北(太阳从东北升起、西北落下)；太阳直射南半球时，日出、日落都偏南(太阳从东南升起、西南落下)；太阳直射赤道时，日出正东、日落正西。
(2)出现极昼的地区(除极点)：一天内太阳不落，正午太阳高度最大，0时(24时)太阳高度最小。若位于北半球，太阳升落方位均为正北；若位于南半球，太阳升落方位均位于正南。
(3)时间变化规律：同一地点日出、日落方位的变化同直射点的移动一致。
2．正午太阳的方位
正午太阳方位取决于太阳直射点的位置。
(1)太阳直射的纬线上，正午太阳处于天顶(正上方)处。
(2)太阳直射纬线以北的地区，正午太阳处于正南方。
(3)太阳直射纬线以南的地区，正午太阳处于正北方。
2．下图为甲、乙、丙、丁四地二至日昼长示意图。读图，完成(1)～(2)题。
(1)四地的地理位置由北到南的排序正确的是( )
A．丁—乙—丙—甲 B．甲—乙—丁—丙
C．丁—乙—甲—丙 D．丙—丁—甲—乙
(2)冬至日丁地的日出时间为( )
A．2时30分 B．3时30分
C．8时30分 D．9时30分
(1)C (2)D [第(1)题，甲地、丙地夏至为最小昼长，说明其位于南半球，丙地夏至昼长短于甲地，说明丙地位于甲地以南；乙地、丁地夏至为最大昼长，说明其位于北半球，丁地夏至昼长大于乙地，说明丁地位于乙地以北，故四地由北到南排序是丁—乙—甲—丙。第(2)题，读图分析可知，冬至日丁地最小昼长为5小时，根据地方时12时平分白天，可知其日出时间＝12－昼长/2＝12－2.5＝9时30分。]
四季更替和五带的划分
“天地有大美而不言，四时有明法而不议，万物有成理而不说。”天地的大美、四时的序列、万物的枯荣，都是自然的力量所致，非人为所能改变。西方人只有春夏秋冬，中国人却通过观天发明了二十四节气，从惊蛰到芒种，从霜降到大雪，24个如诗如画的名字串起了我们与众不同的四季。下列的诗句中带给了我们许多浪漫的意境：
春至细雨如丝，杨花飞舞；
夏则傍流水亭轩，赏芙蓉花开；
秋来隔窗听雨，小扇扑萤；
冬可踏绵柔雪地，闻暗香浮动。
问题1 (综合思维)文中描述的季节更替在我国的北方和南方，哪个表现更明显？
提示：在北方更明显。
问题2 (地理实践力)寒冬腊月，许多东北的老人愿意到海南三亚过冬，主要原因是什么？
提示：海南三亚纬度较低，属于热带，冬季气温较高。
问题3 (综合思维)老北京人对四季的感受是“春季温暖，夏季炎热，秋季干燥，冬季寒冷”，试分析形成北京四季分明的气候特征的主要原因是什么？
提示：由于昼夜长短和正午太阳高度角的周年变化，使得太阳辐射在一年内呈现有规律的变化，形成了四季。
1．四季产生的原因
从天文现象上看，地球上的四季变化是昼夜长短和正午太阳高度角的季节变化，这种变化取决于太阳直射点在纬度上的周年变化。如下图所示：
2．季节变化的纬度差异及五带的划分
黄赤交角的变化带来影响的分析方法
黄赤交角的大小变化带来的影响，主要从直射点移动范围的变化分析昼夜长短与正午太阳高度角的变化，具体如下图所示：
3．如图为我国北京、广州、武汉、哈尔滨四个城市的季节分配示意图。读图，完成(1)～(2)题。
(1)图示季节分配自上而下依次为( )
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)下列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．季节更替取决于昼夜长短和正午太阳高度角的季节变化
(1)D (2)C [第(1)题，纬度越低的地区，热量越充足，夏季时间应越长，故夏季时间由长到短的顺序为纬度由低到高的顺序，结合选项可知，D正确。第(2)题，低纬度地区由于获得太阳辐射能较多，热量变化极小，季节变化不明显，故A正确，但不符合题意；中纬度不同地区热量差异明显，季节性较强，故B正确，但不符合题意；高纬度地区获得太阳辐射能较少，温度较低，季节变化不明显，故C错误，符合题意；季节更替取决于昼夜长短和正午太阳高度角的变化，故D正确，但不符合题意。]
1．正午太阳高度角的纬度和季节分布规律是什么？ 2．昼夜长短的纬度和季节分布规律是什么？ 3．地球上四季和五带的形成原因是什么？
题组1 正午太阳高度角的变化
上海市(约31°N)业主李某发现所购商品房居室里日照时间极短且达不到满窗，随即向法院起诉退房，法院依据《上海市城市规划管理技术规定》中“受遮挡的居住建筑的居室，满窗日照的有效时间不少于连续1小时”的有关规定，责令房产公司退还其各类费用。据此完成1～2题。
1．(生活中的地理)材料“满窗日照的有效时间不少于连续1小时”的指标，应选择在 ( )
A．春分日 B．夏至日
C．秋分日 D．冬至日
2．(生活中的地理)为了达到上述要求，房产公司在建楼时，应使南北楼房有一定距离。理论上，楼高相同的情况下，北京的楼房间距应比上海宽些，原因是 ( )
A．北京比上海地形复杂
B．北京比上海正午太阳高度角小
C．北京比上海年太阳辐射总量少
D．北京比上海天气干燥
1．D 2．B [第1题，上海市位于31°N附近，处在北回归线以北，全年阳光不能直射；受遮挡的居住建筑的居室与太阳高度角有密切关系，太阳高度角越小，受遮挡的时间越长；冬至日时，北回归线以北地区的太阳高度角最小。第2题，北京的地理纬度比上海高，正午太阳高度角终年比上海小，理论上，楼高相同的情况下，北京楼房间距应比上海宽些。]
题组2 昼夜长短的变化
下表为某三地连续两日日出与日落时刻表(北京时间)。据此完成3～4题。
地点 当日 次日
日出 日落 日出 日落
① 9：00 23：00 8：58 23：02
② 7：19 18：41 7：20 18：40
③ 5：40 18：48 5：39 18：49
3．三地按纬度由高到低排列正确的是( )
A．①②③ B．①③②
C．②①③ D．③①②
4．若③地为北京，则此时( )
A．地球直射点位于南半球且向北移
B．地球公转速度逐渐加快
C．北极圈内极昼的范围逐渐扩大
D．各地昼夜长短相差最小
3．B 4．C [第3题，通过对表中三地相比较可知，①地昼夜变化幅度最大，②地昼夜变化幅度最小，三地按纬度由高到低排列正确的是①③②。第4题，若③地为北京，则此时北京昼长夜短，并且昼渐长，故此时北极圈内极昼的范围逐渐扩大。]
题组3 四季更替和五带的划分
读五带分布图，完成5～6题。
5．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
6．假设黄赤交角为30°时，地球上( )
A．寒带的范围变大 B．温带的范围变大
C．热带的范围变小 D．寒带的范围变小
5．B 6．A [第5题，热带地区终年正午太阳高度角大，气温高，全年皆夏，四季变化不明显；位于南北两极地区的寒带终年正午太阳高度角小，气温低，全年皆冬，四季变化不明显；只有位于中纬度地区的南、北温带，一年中冬、夏季正午太阳高度角和昼夜长短变化大，气温变化大，因而季节更替最明显。第6题，黄赤交角的大小对五带划分影响很大。如果黄赤交角变为30°，那么热带的纬度范围变为由赤道到南北纬30°，寒带开始的纬度就变为90°－30°＝60°，即从南北纬60°到南北纬90°为寒带。由此可知，黄赤交角变大，热带、寒带范围变大，温带范围变小。]
[教学活动点拨]
教材P14上思考
如济南市夏至日正午太阳高度角最大，冬至日正午太阳高度角最小。
教材P14下思考
(1)太阳直射点所在的半球位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球(南半球或北半球)，哪个半球(南半球或北半球)就昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。另外一半球则相反。
(2)太阳直射点的移动方向决定昼长、夜长的变化趋势。太阳直射点向哪个半球(南半球或北半球)移动，哪个半球(南半球或北半球)就昼变长夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。另外一半球则相反。
教材P16思考
地球的自转形成日，公转形成年。推算年、月、日的时间长度和它们之间的关系，判定时间序列的法则称为历法。不同历法制定的依据不同，由于不同历法中的年和月采用不同的标准来协调年和月之间的相应关系，所以年和月的时间长度有所不同。
P17思考
略。
教材P18作业题
1．
项目 名称 具体表现 地理意义
地球自转的地理意义 昼夜更替 地球自转，昼半球和夜半球不断更替 产生昼夜更替现象
地方时 地球自转，经度不同造成的地方时不同 使不同经度地方产生地方时
物体水平运动的方向发生偏转 地球自转，导致地球上水平运动的物体在北半球向右偏，在南半球向左偏，赤道上无偏转 使物体水平运动的方向发生偏转
地球公转与自转共同作用下产生的地理意义 正午太阳高度角的变化 (1)纬度变化：正午太阳高度角从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减。 (2)季节变化：①北回归线及其以北地区，正午太阳高度角夏至日达到最大值，冬至日达到最小值；②南回归线及其以南地区，正午太阳高度角冬至日达到最大值，夏至日达到最小值；③南、北回归线之间(除赤道外)地区，一年有两次最大值(太阳直射时最大)，一次最小值(南半球出现在夏至日、北半球出现在冬至日)；④赤道地区，正午太阳高度角一年有两次最大值(春分日、秋分日)，两次最小值(夏至日、冬至日) 正午太阳高度角随纬度和季节而变化
地球公转与自转共同作用下产生的地理意义 昼夜长短的变化 (1)纬度变化：①赤道上全年昼夜平分；②从赤道向南北两侧地区，随纬度的增高，昼夜长短变化幅度加大；③极圈以内地区，出现极昼、极夜现象。(2)季节变化：①北半球夏半年，北半球各地昼长大于夜长；纬度越高，昼越长，夜越短，北极四周出现极昼现象；夏至日，北半球各地昼最长，夜最短，北极圈及其以北地区出现极昼现象；南半球与北半球相反；②北半球冬半年，北半球各地昼长小于夜长；纬度越高，昼越短，夜越长，北极四周出现极夜现象；冬至日，北半球各地昼最短，夜最长，北极圈及其以北地区出现极夜现象；南半球与北半球相反；③春、秋分日，全球各地昼夜等长，都是12小时 昼夜长短随纬度和季节而变化
季节更替 天文四季划分，夏季是一年中白昼时间最长、太阳高度角最大的季节；冬季相反；春秋二季是过渡季节。中国传统上以立春、立夏、立秋、立冬为起点划分四季。气候统计工作一般把3、4、5三个月划分为春季，6、7、8三个月划分为夏季，9、10、11三个月划分为秋季，12、1、2三个月划分为冬季 一年中春季、夏季、秋季、冬季四季更替
五带的划分 地球上太阳直射点的回归运动，导致各纬度的昼夜长短和正午太阳高度角的不同，形成了热带、北温带、南温带、北寒带、南寒带 地球上划分为热带、北温带、南温带、北寒带、南寒带
2．
因为，H＋＝90°，H＝90°—纬度差(“纬度差”为该地所在纬线与该日直射点所在纬线之间的纬度差值)，所以＝纬度差。
3．(1)北半球春分到秋分的半年里，太阳直射北半球，因此太阳照射晷盘的上方，因此看晷盘上面的刻度；北半球秋分到来年春分的半年里，太阳直射南半球，因此太阳照射晷盘的下方，因此看晷盘下面的刻度。
(2)因为日晷晷针指向南北极，因此日晷晷针与地面的夹角等于当地的地理纬度。如下图所示：
课时分层作业(三) 地球公转与自转共同作用下产生的地理意义
房地产开发是城市建设的重点项目之一。下图为住宅区楼间距与太阳高度角之间的关系示意图。读图，完成1～2题。
1．为了使我国北方住宅区一楼正午也终年有阳光照射，最好的观察日期是( )
A．夏至日 B．春分日
C．冬至日 D．秋分日
2．我国南方住宅区的楼间距，理论上比北方的要小，原因是( )
A．南方地势平坦
B．南方气候更温暖潮湿
C．南方的白昼时间比北方长
D．南方正午太阳高度角比北方大
1．C 2．D [第1题，我国北方住宅区位于北回归线以北，夏至日正午太阳高度角最大，住宅楼的影子较短，冬至日正午太阳高度角最小，住宅楼的影子最长，为了使住宅区的一楼正午始终有阳光照射，最好的观察日期是冬至日。第2题，纬度越高，正午太阳高度角越小，影子越长，楼间距越大；我国南方地区纬度较低，正午太阳高度角比北方大，影子较短，所以住宅区的楼间距比北方要小。]
我国某校地理兴趣小组的同学，把世界上四地年内正午太阳高度角的变化及方向绘成简图。读图，完成3～4题。
3．下列可能反映该学校所在地正午太阳高度年变化及方向的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
4．当②地正午太阳高度角达到最大值时( )
A．地球公转的速度较慢
B．其他三地正午太阳所在方向不同
C．该学校所在地天气炎热
D．太阳在地球上的直射点将北返
3．C 4．D [第3题， ①地有太阳直射，且年内正午太阳高度变化对称分布，所以该地位于赤道；②地有太阳直射，且全年正午太阳都位于正北方向，所以该地位于南回归线；③地有太阳直射，且全年正午太阳都位于正南方向，所以该地位于北回归线；④地无太阳直射，并且有极夜现象，全年正午太阳都位于正南方向，所以该地位于北极圈。我国位于北半球且没有寒带分布，赤道也没有穿过我国。故选C。第4题，根据上题分析可知，②地位于南回归线，南回归线上正午太阳高度达到最大值时是12月22日前后，位于北半球的我国气候寒冷；地球公转的速度较快(在近日点附近)；其他三地都位于太阳直射点以北，正午太阳所在方向相同，都位于正南方向；太阳在地球上直射点将北返。故选D。]
下表中所列的是12月22日甲、乙、丙、丁四地的白昼时间。据此完成5～6题。
甲地 乙地 丙地 丁地
白昼时间 5小时30分 9小时09分 11小时25分 13小时56分
5．四地所处位置自南到北排列的是( )
A．甲、乙、丙、丁 B．甲、乙、丁、丙
C．丙、丁、乙、甲 D．丁、丙、乙、甲
6．四地中位于南半球的是( )
A．甲地 B．乙地
C．丙地 D．丁地
5．D 6．D [第5题，12月22日，太阳直射南回归线，越向南白昼时间越长，所以自南向北依次为丁、丙、乙、甲。第6题，太阳直射南半球，南半球昼长夜短，昼长大于12小时；丁地昼长大于12小时，所以位于南半球。]
下图是北京时间2024年11月18日甲、乙、丙、丁四地的昼夜长短分布示意图，图中阴影部分表示黑夜。读图，完成7～8题。
7．四地自北向南排列正确的是( )
A．甲、乙、丙、丁 B．丙、丁、乙、甲
C．乙、甲、丁、丙 D．甲、乙、丁、丙
8．四地中最有可能为石家庄的是( )
A．甲地 B．乙地
C．丙地 D．丁地
7．D 8．B [第7题，北京时间2024年11月18日，北半球昼短夜长，越往北昼越短、夜越长。结合题目可知，四地自北向南排列正确的是甲、乙、丁、丙。第8题，北京时间2024年11月18日，石家庄昼短夜长，排除丙和丁；石家庄位于北京附近，故当地的正午(白昼的平分线)应在北京时间12点附近，乙地最符合。]
读某地昼长季节变化图，完成9～10题。
9．该图反映的地点是( )
A．北极点 B．北极圈
C．南极点 D．南极圈
10．下列日照图所示日期与上图中B点所代表的日期相同的是(图中阴影处表示黑夜)( )
A B C D
9．B 10．B [第9题，图示中6月22日昼长为24小时，12月22日昼长为0小时，可知该地位于66°34′N。第10题，B点是12月22日，北极圈及其以北出现极夜。]
11．(9分)读下图，完成下列要求。
(1)在图上画出晨昏线，并指出所画的是晨线还是昏线。(2分)
(2)此时太阳直射的纬度是________，北半球是________(节气)。(2分)
(3)此时，________________的正午太阳高度角达一年中的最大值。(2分)
(4)此时在赤道上，正午太阳高度角是________，北极圈上的正午太阳高度角是________，晨昏线上的太阳高度角是________。(3分)
[解析] 第(1)题，根据地球自转的方向可知，在图中画出的部分晨昏线附近的地区正由昼转向夜，因此是一条昏线。第(2)题，从图中看出，此时太阳直射南回归线，北半球是冬至日。第(3)题，此时太阳直射南回归线，南回归线及其以南地区的正午太阳高度角达到一年中最大值。第(4)题，赤道与南回归线(H＝90°)的纬度差是23°26′，因此赤道的正午太阳高度角为66°34′，北极圈与南回归线的纬度差是90°，正午太阳高度角则为0°。在晨昏线上，太阳与地平面的夹角为0°。
[答案] (1)画图略。 昏线。
(2)23°26′S 冬至日
(3)南回归线及其以南地区
(4)66°34′ 0° 0°
表格为四地一年中昼长最大差值(R)和正午太阳高度角最大差值(H)资料。据此完成12～13题。
① ② ③ ④
R 2小时26分 24小时 0小时 5小时42分
H 46°52′ 46°52′ 23°26′ 46°52′
12．四地按纬度由高到低排列，正确的是( )
A．②④①③ B．③②①④
C．④③①② D．①③④②
13．④地的最短昼长为( )
A．8小时21分 B．9小时9分
C．10小时42分 D．11小时22分
12．A 13．B [第12题，纬度越高，昼夜变化幅度越大，根据表格中的数据可知，纬度由高到低的是②④①③，且③终年昼夜平分，应是赤道。第13题，昼长最大差值出现的时间点分别是夏至日和冬至日。而④地夏至日的昼长和冬至日的夜长是相等的，因此可以计算出④地的最短昼长为12小时－5小时42分/2＝9小时9分。故选B。]
“一线天”是我国名山奇峰中常见的石景，因两壁夹峙，缝隙所见蓝天如一线而得名。下图中的“一线天”一年中有两次(2月21日和A日)清晨日出时，阳光能穿过夹缝照到“一线天”的尽头。读图，完成14～15题。
14．(易错题)该“一线天”的走向为( )
A．东南—西北走向 B．东北—西南走向
C．东西走向 D．南北走向
15．(易错题)A日可能为( )
A．4月21日 B．6月22日
C．8月23日 D．10月21日
14．A 15．D [第14题，“一线天”是我国名山奇峰中常见的石景，2月 21日太阳从东南方升起，该日阳光能穿过夹缝照到“一线天”的尽头，说明该“一线天”的走向为东南—西北走向。第15题，据材料可知，2 月 21 日和 A日的清晨日出时，阳光能穿过夹缝照到“一线天”的尽头。2月21日距离春分日有28天左右，则秋分日之后的28天左右是10 月 21 日，一年中这两日的太阳升起的方向与高度相同。]
16．(12分)甲、乙两图为同一时刻的太阳光照图，甲图中的阴影部分为夜半球，图乙中的EFG为晨昏线。读图，完成下列要求。
甲 乙
(1)此时太阳直射点的坐标为________。(2分)
(2)图中B、D、G、H四点，白昼由长到短依次是_____________，正午太阳高度角由高到低依次是_____________。(4分)
(3)A点日出为__________时，D点日落为______时，B点昼长为________小时，E点的正午太阳高度角为________。(6分)
[解析] 第(1)题，根据甲图北极圈及其以北地区出现极昼现象，判断太阳直射点所在纬线为23°26′N，根据乙图判断EFG为昏线，则太阳直射点所在经线为90°W，所以直射点的坐标是(23°26′N，90°W)。第(2)题，太阳直射北回归线，全球昼夜长短状况为越往北白昼时间越长，所以白昼由长到短依次是B、D、H、G。距离直射点越近正午太阳高度角越大，所以正午太阳高度角由高到低依次是D、B、H、G。第(3)题，A点位于赤道，日出6时；D点昼长为18小时，日出3时，日落21时；B点出现极昼现象，所以昼长为24小时；E点位于北极圈，正午太阳高度角H＝90°－(66°34′－23°26′)＝46°52′。
[答案] (1)(23°26′N，90°W)
(2)B、D、H、G D、B、H、G
(3)6 21 24 46°52′
专题强化练(一) 光照图的判读
一、选择题
下图为同一时刻不同日期昼夜分布图，图中最外圈纬线为60°S，阴影区域为T1日期黑夜范围，斜线区域为T1日期过后的T2日期黑夜范围。据此完成1～2题。
1．T1日期该时刻，世界时为( )
A．5月6日6：00 B．5月6日20：00
C．11月7日6：00 D．11月7日20：00
2．北京再次出现与T1日期昼长相同的日期为( )
A．12月7日前后 B．2月6日前后
C．5月7日前后 D．8月7日前后
1．C 2．B [第1题，由材料“图中最外圈纬线为60°S”可知，该半球为南半球，T2日期黑夜范围与南极圈相切，南极圈及其以南地区出现极昼现象，故其应为12月22日前后；斜线区域为T1日期过后的T2日期黑夜范围，因此T1日期在9月23日和12月22日之间，A、B错误；读图可知，90°E为昼半球的中央经线，地方时为12：00；世界时为0°经线的地方时，90°E与0°经线时差为6小时，则0°经线的地方时为6：00，因此T1日期该时刻世界时为11月7日6：00，C正确，D错误。第2题，根据昼夜长短的分布规律：同一纬线的昼夜长短在一年中有两个日期相同(除二至日)，且这两个日期近似并关于二至日对称。北京再次出现与T1日期昼长相同的日期，应该是关于冬至日对称的两个日期，即与冬至日间隔的日期相同，T1时期在冬至日之前，另一日期应在冬至日之后、春分日之前。由上题分析可知，T1日期为11月7日，与其关于冬至日对称的日期为2月6日前后。故选B。]
图1为2024年二分二至日及2月初晨线位置示意图，图2为二十四节气图。据此完成3～5题。
3．图1中表示冬至日晨线的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
4．下列传统节日中，其晨线位置与二月初最接近的节气是( )
A．清明 B．芒种
C．寒露 D．立冬
5．图1中②至③的三个月期间，成都昼夜长短情况是( )
A．昼短夜长，昼渐短，正午太阳高度减小
B．昼短夜长，昼渐长，正午太阳高度减小
C．昼长夜短，昼渐短，正午太阳高度增大
D．昼长夜短，昼渐长，正午太阳高度增大
3．C 4．D 5．A [第3题，根据材料和所学知识可知，晨线以东为昼半球，晨线以西为夜半球，夏至日北半球各地昼长达一年中最长，故根据晨线倾斜角度可以推测①为夏至日晨线位置；冬至日北半球各地昼长达一年中最短，故③为冬至日；2月初和春、秋分日相比，2月初太阳直射南半球，北半球各地昼短夜长，春、秋分日太阳直射赤道，南、北半球昼夜等分，故可以推测④为2月初晨线，②为春、秋分日晨线位置。第4题，根据所学知识可知，太阳直射同一条纬线时，晨昏线倾斜角度一致，二月初大致在立春前后，结合二十四节气图可知，立冬和立春关于冬至日(即南回归线)对称，两个节气对应的太阳直射点位置大致相同，故其晨线位置也最为接近。第5题，结合上题可知，②为春、秋分日，③为冬至日，②至③三个月期间，表明②表示秋分日，秋分日至冬至日期间太阳直射点在南半球且不断向南移动，故成都昼短夜长，昼渐短，太阳直射点和成都两地之间的纬度差不断变大，其正午太阳高度不断减小。]
下图为某日北京时间7：00的昼半球等太阳高度线示意图，虚线为北半球某纬线圈。读图，完成6～8题。
6．太阳直射点的地理坐标为( )
A．(10°N，165°W) B．(10°S，45°E)
C．(20°N，165°W) D．(20°S，45°E)
7．关于图中各点的叙述正确的是( )
A．该日P、Q、R、S四点昼长依次逐渐变小
B．该日S、T、U、V四点昼长依次逐渐变小
C．此时Q点与X点的地方时相同
D．该日R点与W点的昼长相同
8．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( )
A．① B．②
C．③ D．④
6．C 7．B 8．B [第6题，结合材料可知，图中所示虚线表示的北半球纬线上各点的太阳高度均大于0°，说明该纬线上出现了极昼现象，极点应位于QR的中点；根据P、Q、R之间的太阳高度度数差及极点的位置可知，P点正午太阳高度与极点相差20°，则纬度相差20°，故P点纬度为70°N，即70°N恰好出现极昼，故太阳应直射20°N；且太阳直射点所在经度的地方时应为12：00，根据此时北京时间为7：00，可推算出太阳直射点的经度为165°W。第7题，结合所学知识可知，当太阳直射北半球，位置越偏北，距离北极点越近，昼长越长。根据P、Q、R、S四点与北极点的太阳高度差，即纬度差，可判断其昼长由短至长依次为：S
图中ACB为晨昏线，C为其中点。下图阴影区为黑夜，其他地区为白天。据此完成9～10题。
9．C点地方时可能是( )
A．8：40 B．9：00
C．18：40 D．22：20
10．当天北极圈昼长最长可达( )
A．19小时40分 B．20小时40分
C．21小时40分 D．22小时40分
9．A 10．D [第9题，本题只显示部分光照图，解答时可将图进行补充扩展，通过对图示进行补充可以得出下图。从图上可以看出，此时A点为120°W，是赤道和晨线的交点，故其地方时为6：00，20°W的地方时为12：40，30°W的地方时为12：00。根据图示分析可知，B点关于30°W与E点对称，20°W位于30°W～EF之间，E点的地方时大于或等于12：40，B点的地方时约为11：20，C为ACB的中点，故C点的地方时约为8：40。
第10题，根据图示分析可知，20°W与66°34′S的交点位于D、E之间，故D、E两点的经度差大于或等于10°，B、E两点的经度差大于或等于20°，E点的地方时比B点的地方时最少早1小时20分，故此时66°34′S的夜长小于或等于22小时40分，根据南、北极圈昼夜长短的关系可以判断出北极圈的昼长。]
下图中相邻两条经线的经度差为90°，a、b为昏线上的两点。据此完成11～12题。
11．图示日期和b点时间分别是( )
A．6月22日 12时
B．12月22日 12时
C．6月22日 24时
D．12月22日 24时
12．此时，北京时间为( )
A．16时 B．18时
C．20时 D．22时
11．D 12．D [第11题，a、b为昏线上的两点，说明线段ab西侧为白昼，东侧为夜晚；a点为昏线与赤道的交点，当地时间为18时，相邻两条经线的经度差为90°，故b点时间为24时，即b点所在经线为夜半球中央经线，结合图中纬度信息可知，图示区域表示南半球，所以此时南极圈内为极昼现象，太阳直射南回归线，该日为北半球冬至日，故图示日期为12月22日，b点的时间为12月22日24时，故选D。第12题，由上题分析可知，a点位于东四区(且为东四区的中央经线)，且为昏线与赤道的交点，当地时间为18时，即东四区区时为18时，所以东八区区时(北京时间)为18＋4＝22时，故选D。]
读北京时间10：00的日照图(阴影部分表示夜半球)，完成13～14题。
13．A点最可能位于( )
A．德国 B．美国
C．巴西 D．澳大利亚
14．此时，与B点日期相同的经度范围约占全球的( )
A．3/4 B．5/7
C．5/9 D．7/12
13．B 14．D [第13题，读图可知，A点位于昏线上，地方时为20：00，此时北京时间为10：00，据此可推知，A点经度为90°W，故最可能位于美国。第14题，夜半球中央经线为0时经线，其与北京时间的时差为10小时，可推知其经度为30°W。0时经线向东到180°经线为今日的经度范围，共210°，B点位于今日范围内，故今日范围约占全球的7/12(即210°/360°)。]
二、综合题
15．(11分)阅读图文材料，完成下列要求。
下图示意某日地球光照状况，图中阴影部分表示夜半球，非阴影部分表示昼半球。
(1)说出该日北半球的节气及此时太阳直射点的地理坐标。(4分)
(2)分析比较该日图中甲、乙、丙三地的昼长。(3分)
(3)为了最大限度地利用太阳能，计算该日丙地太阳能热水器集热面板的倾角α的大小。(4分)
[解析] 第(1)题，根据地球自转方向可知，此时南半球极圈以内皆为夜晚，推测为北半球夏至日；图中夜半球的平分线为0°经线，故昼半球的平分线为180°经线，即太阳直射点的坐标为(23°26′N，180°)。第(2)题，此时南极圈范围内都为极夜，说明太阳直射点位于北半球，则越往北白昼越长，越往南白昼越短，即昼长丙地＞甲地＞乙地。第(3)题，由光照图可知，南极圈内全部为极夜，为北半球夏至日，太阳直射点在北回归线上；丙地位于赤道上，从而可计算出丙地的正午太阳高度角；要使集热面板获取的能量最多，需使太阳光线与集热面板垂直，从而计算出集热面板与水平面夹角的大小。
[答案] (1)夏至日 (23°26′N，180°)。
(2)该日南、北极圈之间越往北昼越长，三地由南到北排序为乙地、甲地、丙地，即昼长丙地>甲地>乙地。
(3)因为正午太阳高度角H＝90°－23°26′，则倾角α＝90°－H，所以α＝23°26′。
1 / 33第2课时 地球公转与自转共同作用下产生的地理意义
课程标准 结合实例，说明地球运动的地理意义。
学习目标 1．掌握正午太阳高度角的变化、昼夜长短的变化规律。(综合思维) 2．掌握正午太阳高度角的变化、昼夜长短的变化在现实生活中的应用。(地理实践力) 3．了解四季的更替和五带的划分。(区域认知)
一、正午太阳高度角的变化
1．概念
太阳高度角：太阳光线与________的夹角。一天中，太阳高度角的________出现在正午。
2．正午太阳高度角的变化规律
(1)空间(纬度)变化规律。以北半球为例，总结如下：
节气 空间变化
春、秋分 由________向两极正午太阳高度角递减
夏至 由________向南北两侧正午太阳高度角递减
冬至 由________向南北两侧正午太阳高度角递减
(2)季节(时间)变化规律。以北半球为例，总结如下：
时间 最大值地区 最小值地区
二分日 ________ 两极点
夏至日 北回归线及其以北地区 ________半球
冬至日 ________及其以南地区 北半球
(3)影响：正午太阳高度角的差异和变化造成地球表面不同地区________________不同。
判断下列说法的正误。
1．太阳高度角越大，影子越长。 ( )
2．夏至日，北半球正午太阳高度角达到最大值。 ( )
3．春分日和秋分日，正午太阳高度角从南回归线向南北两侧递减。 ( )
二、昼夜长短的变化
1．昼夜长短取决于昼弧和夜弧的长度
2．变化规律
(1)纬度(空间)变化规律
①赤道上：全年________。
②从赤道向南北两侧：随纬度的增高，昼夜长短变化幅度加大。
③极圈之内：出现极昼、极夜的现象。
(2)季节(时间)变化规律
①北半球
时间 昼夜长短 分布规律 特殊日期
夏半年(________日前后至________日前后) 昼长 夜短 纬度越高，昼______，北极附近出现________现象 ________日，北半球各地昼长达一年中最大值，极昼范围达最大
冬半年(________日前后至来年________日前后) 昼短 夜长 纬度越高，昼越短，北极附近出现________现象 ________日，北半球各地夜长达一年中最大值，极夜范围达最大
②南半球的情况与北半球正好相反。
③每年3月21日前后和9月23日前后，太阳直射赤道，全球各地________。
[易误点拨] (1)太阳直射某地，该地不一定昼最长、夜最短，北半球各地夏至日这一天昼最长，南半球各地冬至日这一天昼最长。
(2)太阳直射点的纬度越高，地球上各地昼夜长短相差越大(除赤道外)，出现极昼、极夜的范围就越大。
(3)同一条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)；同一条纬线上的昼夜长短在一年中有两个日期相同(二至日除外)，且这两个日期近似并关于二至日对称。
3．影响
昼夜长短的差异和变化导致地球表面不同地区接受太阳辐射的________长短不同。
判断下列说法的正误。
1．赤道地区全年昼夜等分。 ( )
2．太阳直射某地，该地一定昼最长、夜最短。 ( )
3．某地正午太阳高度角最大时，昼最长、夜最短。 ( )
三、季节更替
1．成因
2．不同纬度地区的季节变化不同
(1)赤道附近的低纬度地区：季节更替现象________。
(2)极地附近的高纬度地区：季节更替现象也不明显。
(3)中纬度地区：四季更替________。
3．四季的划分
(1)天文四季
①夏季：白昼________、太阳高度角______的季节。
②冬季：白昼________、太阳高度角______的季节。
③春季和秋季：冬夏的过渡季节。
(2)传统四季：以立春、立夏、立秋和立冬为起点划分四季。
(3)气候四季
(中国大部
分地区)
纬度越高，季节变化越明显吗？
四、五带的划分
1．成因
2．划分：以________和南北极圈为界，划分为热带、________、南温带、北寒带和________。
正午太阳高度角的变化
我国北方某市一些市民冲着小区楼房间距有50米、小区绿化率为50%的宣传广告，先后购买了某商品房。岂料两年后开发商改变建筑方案，楼房的间距仅为30.4米。为此，该小区的38户业主们将开发商告上法庭。
问题1 (区域认知)在我国的大部分地区，楼高一定的情况下，室内的采光状况与楼间距有何关系？
问题2 (综合思维)小区业主为什么这么重视楼间距问题？
问题3 (地理实践力)在北京购买商品住宅时，如果想验证开发商关于“全年都可见到阳光”的销售宣传语的真实性，我们应选择在什么时间去看房？
1．正午太阳高度角的空间变化规律
从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减；到直射点距离越近(纬度差越小)，正午太阳高度角越大。如图所示：
(1)夏至日：正午太阳高度角由北回归线向南北两侧递减。
(2)冬至日：正午太阳高度角由南回归线向南北两侧递减。
(3)二分日：正午太阳高度角由赤道向南北两侧递减。
2．正午太阳高度角的季节变化规律
同一地点，正午太阳高度角随着季节作有规律的变化。其数值具有“来增去减”的特点，即直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度角增大，移去则减小。如下图所示：
各纬度变化具体如下：
北回归线及其以北地区 一年有一次最大值(6月22日前后)，一次最小值(12月22日前后)
南回归线及其以南地区 一年有一次最大值(12月22日前后)，一次最小值(6月22日前后)
南、北回归线之间(除赤道外) 一年有两次最大值(太阳直射时最大)，一次最小值(南半球出现在6月22日前后、北半球出现在12月22日前后)
赤道地区 一年有两次最大值(春分日、秋分日)，两次最小值(夏至日、冬至日)
递变规律 来增去减(直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度角增大，移去则减小)
3．正午太阳高度角的年变化规律
(1)南、北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度角变化幅度越大(由23°26′增大至46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′。
(2)回归线至极圈之间：各纬度正午太阳高度角变化幅度相同(均为46°52′)。
(3)南极圈以南和北极圈以北：纬度越高，正午太阳高度角变化幅度越小(由46°52′减小至23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。
4．正午太阳高度角的计算方法
公式：H＝90°－两点纬度差。
说明：“两点”指观测点、太阳直射点。若两点同在北(南)半球，两点纬度差为大数减去小数；若两点分别属于南北半球，两点纬度差为两点的纬度之和。
如下图所示：
当太阳直射B点(10°N)时，A点(40°N)正午太阳高度角：HA＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。
当太阳直射B点(10°N)时，C点(23°26′S)正午太阳高度角：HC＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。
5．正午太阳高度角的应用
(1)确定地方时
某地太阳高度角达到一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。
(2)确定房屋的朝向
北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋一般朝南；南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋一般朝北。
(3)判断日影长短及方向
正午太阳高度角越大，日影越短；正午太阳高度角越小，日影越长，且日影方向背向太阳。
(4)太阳能热水器的安装
太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度角的季节变化而调整角度，集热板与地面之间的夹角应等于当天正午太阳高度角的余角，如下图所示，α＋H＝90° 时效果最佳。
在集热板(真空管)的倾角(α)与正午太阳高度角(H)互余的情况下，太阳能热水器的热能利用率最高。为了更有效地利用太阳能，从理论上讲，集热板的倾角(α)应随季节的变化进行调节。
(5)与房间采光的关系
一般情况下，正午太阳高度角越大，照射到房间里的面积越小，即夏季照射面积小，冬季照射面积大。北回归线以北的地区，太阳光线正午从南窗射入；南回归线以南的地区，太阳光线正午从北窗射入。
(6)计算楼间距
为了使楼房底层获得充足的太阳光照，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。计算楼间距的关键是求出当地冬至日的正午太阳高度角。北回归线以北地区建房时，为保证一楼全年正午均有阳光照到，两楼之间的最短距离与楼高的关系应满足L≥h·cot H(h为楼高，H为冬至日当地正午太阳高度角)(如图所示)。
1．下图是北欧维京人使用的一种航海工具，用来指引航行方向。将木盘置于盛满水的木桶中，利用木棍影子的变化来确定方向。读图并结合所学知识，完成(1)～(2)题。
注：小木棍的高度等于其与凹槽之间的距离。
(1)夏半年某月，维京人在从欧洲向西南航行的过程中，木棍正午影长变化幅度最小的月份是( )
A．7月 B．5月
C．4月 D．1月
(2)若该月份木棍的正午影长恰好与凹槽重合，则航线所经海域的纬度范围为( )
A．63°N～68°N B．58°N～66°N
C．54°N～60°N D．45°N～66°34′N
昼夜长短的变化
天安门广场国旗的升降时间，是根据北京的日出日落时间确定的，日期不同，国旗的升降时间也有所差异。每年1月11日到6月6日，升旗由早晨7时36分逐渐提前到凌晨4时46分，平均每天依次提前约1分钟；6月22日至12月30日，升旗时间由4时46分逐渐推迟到7时35分，平均每天推迟52秒钟。国旗的降旗时间同样分为逐渐推迟和逐渐提前的两个时段。遇到阴天、雨天和雪天，升旗和降旗的时间与前一天相同。
问题1 (综合思维)北京的日出日落时间每天不同是由什么造成的？
问题2 (区域认知)每年1月11日至6月6日和6月22日至12月30日两个时段，北京的昼长如何变化？
1．昼夜长短的变化
昼夜长短的变化是地球运动的重要地理意义之一，突破此要点应主要抓住“两看”。
(1)昼夜长短分布——看“直射点位置”
太阳直射点所在的半球位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。如下图所示。
(2)昼夜长短变化——看“移动方向”
此处的“移动方向”主要是指太阳直射点的移动方向，它决定昼长、夜长的变化趋势，纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球就昼变长夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。如下图所示：
2．昼夜长短变化的规律
(1)对称规律：同一纬线上各地昼夜长短相同(同线等长)；南北半球同纬度昼夜长短相反。二分日前后时间相同的两日期，昼夜长短相反。二至日前后时间相同的两日期，昼夜长短相同。
(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)变幅规律：赤道处全年昼夜平分；纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大。
(4)极昼、极夜规律：极昼(极夜)的起始纬度＝90°－太阳直射点的纬度。纬度越高，极昼(极夜)出现的天数越多。
3．昼夜长短的计算
(1)根据昼(夜)弧的长度计算
昼长＝
夜长＝
(2)根据日出、日落时间计算
昼长＝(12－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2
夜长＝(24－日落时间)×2＝日出时间×2
注：“日出时间”“日落时间”均为当地地方时
(3)根据相关性计算
①相同纬度地区，昼长相同。
②分别位于南北半球但纬度数相同的两地，一地的昼长等于另一半球同纬度地区的夜长。如北纬40°的地区昼长是15小时，则南纬40°的地区夜长为15小时。
昼夜长短与太阳的方位(与日影朝向相反)
1．日出、日落太阳的方位
(1)未出现极昼或极夜现象的地区：太阳直射北半球时，日出、日落都偏北(太阳从东北升起、西北落下)；太阳直射南半球时，日出、日落都偏南(太阳从东南升起、西南落下)；太阳直射赤道时，日出正东、日落正西。
(2)出现极昼的地区(除极点)：一天内太阳不落，正午太阳高度最大，0时(24时)太阳高度最小。若位于北半球，太阳升落方位均为正北；若位于南半球，太阳升落方位均位于正南。
(3)时间变化规律：同一地点日出、日落方位的变化同直射点的移动一致。
2．正午太阳的方位
正午太阳方位取决于太阳直射点的位置。
(1)太阳直射的纬线上，正午太阳处于天顶(正上方)处。
(2)太阳直射纬线以北的地区，正午太阳处于正南方。
(3)太阳直射纬线以南的地区，正午太阳处于正北方。
2．下图为甲、乙、丙、丁四地二至日昼长示意图。读图，完成(1)～(2)题。
(1)四地的地理位置由北到南的排序正确的是( )
A．丁—乙—丙—甲 B．甲—乙—丁—丙
C．丁—乙—甲—丙 D．丙—丁—甲—乙
(2)冬至日丁地的日出时间为( )
A．2时30分 B．3时30分
C．8时30分 D．9时30分
四季更替和五带的划分
“天地有大美而不言，四时有明法而不议，万物有成理而不说。”天地的大美、四时的序列、万物的枯荣，都是自然的力量所致，非人为所能改变。西方人只有春夏秋冬，中国人却通过观天发明了二十四节气，从惊蛰到芒种，从霜降到大雪，24个如诗如画的名字串起了我们与众不同的四季。下列的诗句中带给了我们许多浪漫的意境：
春至细雨如丝，杨花飞舞；
夏则傍流水亭轩，赏芙蓉花开；
秋来隔窗听雨，小扇扑萤；
冬可踏绵柔雪地，闻暗香浮动。
问题1 (综合思维)文中描述的季节更替在我国的北方和南方，哪个表现更明显？
问题2 (地理实践力)寒冬腊月，许多东北的老人愿意到海南三亚过冬，主要原因是什么？
问题3 (综合思维)老北京人对四季的感受是“春季温暖，夏季炎热，秋季干燥，冬季寒冷”，试分析形成北京四季分明的气候特征的主要原因是什么？
1．四季产生的原因
从天文现象上看，地球上的四季变化是昼夜长短和正午太阳高度角的季节变化，这种变化取决于太阳直射点在纬度上的周年变化。如下图所示：
2．季节变化的纬度差异及五带的划分
黄赤交角的变化带来影响的分析方法
黄赤交角的大小变化带来的影响，主要从直射点移动范围的变化分析昼夜长短与正午太阳高度角的变化，具体如下图所示：
3．如图为我国北京、广州、武汉、哈尔滨四个城市的季节分配示意图。读图，完成(1)～(2)题。
(1)图示季节分配自上而下依次为( )
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)下列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．季节更替取决于昼夜长短和正午太阳高度角的季节变化
1．正午太阳高度角的纬度和季节分布规律是什么？ 2．昼夜长短的纬度和季节分布规律是什么？ 3．地球上四季和五带的形成原因是什么？
题组1 正午太阳高度角的变化
上海市(约31°N)业主李某发现所购商品房居室里日照时间极短且达不到满窗，随即向法院起诉退房，法院依据《上海市城市规划管理技术规定》中“受遮挡的居住建筑的居室，满窗日照的有效时间不少于连续1小时”的有关规定，责令房产公司退还其各类费用。据此完成1～2题。
1．(生活中的地理)材料“满窗日照的有效时间不少于连续1小时”的指标，应选择在 ( )
A．春分日 B．夏至日
C．秋分日 D．冬至日
2．(生活中的地理)为了达到上述要求，房产公司在建楼时，应使南北楼房有一定距离。理论上，楼高相同的情况下，北京的楼房间距应比上海宽些，原因是 ( )
A．北京比上海地形复杂
B．北京比上海正午太阳高度角小
C．北京比上海年太阳辐射总量少
D．北京比上海天气干燥
题组2 昼夜长短的变化
下表为某三地连续两日日出与日落时刻表(北京时间)。据此完成3～4题。
地点 当日 次日
日出 日落 日出 日落
① 9：00 23：00 8：58 23：02
② 7：19 18：41 7：20 18：40
③ 5：40 18：48 5：39 18：49
3．三地按纬度由高到低排列正确的是( )
A．①②③ B．①③②
C．②①③ D．③①②
4．若③地为北京，则此时( )
A．地球直射点位于南半球且向北移
B．地球公转速度逐渐加快
C．北极圈内极昼的范围逐渐扩大
D．各地昼夜长短相差最小
题组3 四季更替和五带的划分
读五带分布图，完成5～6题。
5．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
6．假设黄赤交角为30°时，地球上( )
A．寒带的范围变大 B．温带的范围变大
C．热带的范围变小 D．寒带的范围变小
[教学活动点拨]
教材P14上思考
如济南市夏至日正午太阳高度角最大，冬至日正午太阳高度角最小。
教材P14下思考
(1)太阳直射点所在的半球位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球(南半球或北半球)，哪个半球(南半球或北半球)就昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。另外一半球则相反。
(2)太阳直射点的移动方向决定昼长、夜长的变化趋势。太阳直射点向哪个半球(南半球或北半球)移动，哪个半球(南半球或北半球)就昼变长夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。另外一半球则相反。
教材P16思考
地球的自转形成日，公转形成年。推算年、月、日的时间长度和它们之间的关系，判定时间序列的法则称为历法。不同历法制定的依据不同，由于不同历法中的年和月采用不同的标准来协调年和月之间的相应关系，所以年和月的时间长度有所不同。
P17思考
略。
教材P18作业题
1．
项目 名称 具体表现 地理意义
地球自转的地理意义 昼夜更替 地球自转，昼半球和夜半球不断更替 产生昼夜更替现象
地方时 地球自转，经度不同造成的地方时不同 使不同经度地方产生地方时
物体水平运动的方向发生偏转 地球自转，导致地球上水平运动的物体在北半球向右偏，在南半球向左偏，赤道上无偏转 使物体水平运动的方向发生偏转
地球公转与自转共同作用下产生的地理意义 正午太阳高度角的变化 (1)纬度变化：正午太阳高度角从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减。 (2)季节变化：①北回归线及其以北地区，正午太阳高度角夏至日达到最大值，冬至日达到最小值；②南回归线及其以南地区，正午太阳高度角冬至日达到最大值，夏至日达到最小值；③南、北回归线之间(除赤道外)地区，一年有两次最大值(太阳直射时最大)，一次最小值(南半球出现在夏至日、北半球出现在冬至日)；④赤道地区，正午太阳高度角一年有两次最大值(春分日、秋分日)，两次最小值(夏至日、冬至日) 正午太阳高度角随纬度和季节而变化
地球公转与自转共同作用下产生的地理意义 昼夜长短的变化 (1)纬度变化：①赤道上全年昼夜平分；②从赤道向南北两侧地区，随纬度的增高，昼夜长短变化幅度加大；③极圈以内地区，出现极昼、极夜现象。(2)季节变化：①北半球夏半年，北半球各地昼长大于夜长；纬度越高，昼越长，夜越短，北极四周出现极昼现象；夏至日，北半球各地昼最长，夜最短，北极圈及其以北地区出现极昼现象；南半球与北半球相反；②北半球冬半年，北半球各地昼长小于夜长；纬度越高，昼越短，夜越长，北极四周出现极夜现象；冬至日，北半球各地昼最短，夜最长，北极圈及其以北地区出现极夜现象；南半球与北半球相反；③春、秋分日，全球各地昼夜等长，都是12小时 昼夜长短随纬度和季节而变化
季节更替 天文四季划分，夏季是一年中白昼时间最长、太阳高度角最大的季节；冬季相反；春秋二季是过渡季节。中国传统上以立春、立夏、立秋、立冬为起点划分四季。气候统计工作一般把3、4、5三个月划分为春季，6、7、8三个月划分为夏季，9、10、11三个月划分为秋季，12、1、2三个月划分为冬季 一年中春季、夏季、秋季、冬季四季更替
五带的划分 地球上太阳直射点的回归运动，导致各纬度的昼夜长短和正午太阳高度角的不同，形成了热带、北温带、南温带、北寒带、南寒带 地球上划分为热带、北温带、南温带、北寒带、南寒带
2．
因为，H＋＝90°，H＝90°—纬度差(“纬度差”为该地所在纬线与该日直射点所在纬线之间的纬度差值)，所以＝纬度差。
3．(1)北半球春分到秋分的半年里，太阳直射北半球，因此太阳照射晷盘的上方，因此看晷盘上面的刻度；北半球秋分到来年春分的半年里，太阳直射南半球，因此太阳照射晷盘的下方，因此看晷盘下面的刻度。
(2)因为日晷晷针指向南北极，因此日晷晷针与地面的夹角等于当地的地理纬度。如下图所示：
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