/ 让教学更有效 高效备课 | 科学学科
核心素养
科学观念：了解地球公转的基本特征，包括轨道形状、方向和周期等；
科学思维：掌握不同季节地球在公转轨道上的位置以及太阳直射点的位置对季节的影响；
探究实践：通过一些有趣的小活动，初步感受科学就在身边，科学与生活息息相关，初步感悟合作学习和交流分享是学习科学的重要方法；
态度责任：理解太阳高度角的概念，知道不同季节太阳高度角和杆影长度的变化。
【课前预习】
一 地球绕太阳公转
1、太阳光直射与斜射
因为太阳光 不同，所以地球表面单位面积接受的太阳光多少也不同。同一束太阳光斜射到地表的面积比直射（垂直入射）时 ，所以相同地表面积上所接受太阳的能量比直射时 。
因此地球以倾斜姿态绕太阳公转，使得地球上大部分地区在一年中会有太阳照射角度的变化和照射时间长短的差异。
2、地球公转的含义：地球沿近似 的轨道不停地绕着太阳转动，这种运动称为 。
3、地球公转的方向： 。
4、公转周期： （ 天）。
5、特征：地球公转时 ，公转轨道平面与地轴之间总保持66.5°的夹角，并且地轴的北端始终指向 （如图所示）。
4、四季的变化
（1）产生原因：地球运行到公转轨道的不同位置，太阳光会直射地球不同的 ，这是地球上 的主要原因。
（2）一般来说，赤道附近地区接受的太阳辐射较多，而随着纬度增加，地表接受的太阳辐射减少。地表接受的太阳辐射能量分布不均匀，使得大气及水产生循环运动与变化。
二 正午太阳高度变化
1、太阳在不同季节的运动轨迹并 。
2、太阳高度及特点
太阳高度指 和 之间的 。 太阳高度角是不断变化的，日出日落时角度都为 ， 角最大（如下图∠α）。
3、正午太阳高度
在一日内，太阳位于正南或正北方向时，太阳光和地面夹角最大，称为 。
（1）在同一时间，正午太阳高度随纬度不同而 。
（2）在同一地点，正午太阳高度角的大小随 变化而发生有规律的 。
其中，地球上中、高纬度地区的正午太阳高度，夏季较 ，冬季较 。北半球中、高纬度地区的正午太阳高度， 最高， 最低。
4、太阳直射点
（1）概念：有的地方正午会受到太阳光垂直照射，简称直射。地表接受太阳垂直照射的点叫做太阳直射点。
（2）太阳直射点的变化规律
夏至日太阳直射在 上（北纬23.5°）（图1）；冬至日太阳直射在 上（南纬23.5°）； 和 太阳直射在 上。一年中太阳直射点在南北回归线之间往返移动（图2）。
5、正午太阳高度的纬度分布规律
（1）在夏至日，正午太阳高度由 （如上图1）；
（2）在冬至日，正午太阳高度由 ；
（3）在 、 ，正午太阳高度由 向南北两侧递减（如下图）。
<名师指点>：①一年中只有一次太阳直射的地方：南回归线和北回归线。
②一年中有两次太阳直射的地方：南回归线和北回归线之间。
③一年中无太阳直射的地方：南回归线以南和北回归线以北的区域。
6、杆影的变化
杆影的长度与 有关，太阳高度越 ，影子 ；太阳高度越 ，影子越 。
（1）一天中杆影的长度和方向的变化（与地球的自转运动有关）
同一地点的杆影的长度在一天中的变化：一天中的正午，杆影朝着正北或正南方向时，杆影最短，此时太阳位于该地的正南或正北方向，太阳光和地面的夹角最大（即太阳高度最大）。
（2）一年中正午杆影的长度和方向的变化
同一地点的杆影长度年变化 同一时间不同纬度杆影变化
北半球中、高纬度，夏季正午的杆影要比冬季正午的杆影短。 同一天，不同纬度正午杆影的长度不一样。正午太阳高度随着太阳直射点向南、北两侧递减，杆影也随之越来越长。
【课中研学】
一、地球绕太阳公转
因为太阳光入射角度不同，所以地球表面单位面积接受的太阳辐射量也不同。
同一束太阳光斜射到地表的面积比直射（垂直入射）时大，所以斜射时相同地表面积上所接受太阳辐射量比直射时少。
1、地球的公转运动
（1）定义：地球沿近似圆形的轨道不停地绕着太阳转动，这种运动称为公转。
（2）公转周期：约为365天，即通常所说的一年。
（3）公转方向：自西向东
①地轴呈倾斜状态，地轴的北端始终指向北极星附近
②地轴与地球公转轨道面之间的夹角为66.5°
地球以倾斜姿态绕太阳公转，使得地球上大部分地区在一年中会有太阳照射角度的变化和照射时间长短的差异。
2、地球公转与四季变化
地球运行到公转轨道的不同位置，太阳光会直射地球不同的纬度，这是地球上四季变化的主要原因。
3、地球公转与太阳直射点
一年中，太阳直射点在南、北回归线之间来回移动。
一般来说，赤道附近地区接受的太阳辐射较多，而随着纬度增加，地表接受的太阳辐射减少。地表接受的太阳辐射能量分布不均匀，使得大气及水产生循环运动与变化。
思考与讨论：
操场上旗杆的杆影一天中有明显的长短变化，一年四季中正午杆影也有明显的长短变化。引起杆影一天中变化的原因是什么？引起杆影季节变化的原因又是什么？
二、正午太阳高度变
在一天中，学校操场上旗杆的杆影长短是在变化的。日出时的杆影较长，随着太阳逐渐升高，杆影则渐渐变短。当杆影最短时，即为正午，而随着太阳偏西，杆影又逐渐变长。
探索活动：
1.取描有不同时刻杆影的记录纸，将铁钉由杆影记录纸的背面穿过中央立杆点O，并用胶带固定。
2.将固定好中央立杆的杆影记录图平放在桌面上，将标示太阳轨迹的透明半球盖在记录图上，调整记录图的东西方位，待其与透明半球的东西方位吻合，用胶带固定其位置。
3.一名同学将手电筒光源打开，并将手电筒紧贴透明半球上所标示的东南侧最低位置。
4.此时光源照射中央立杆出现杆影，立杆尖端的影子应与下方轨迹图中7 : 00的杆影顶点重合，另一名同学在手电筒出光口旁用笔标记杆影时间（7 : 00）。
5.依杆影记录图上的时间顺序，重复步骤4，并将时间记录在模型上。
6.依照时间顺序，将透明半球上的标示点连接起来，此轨迹线即为记录杆影当日的“太阳运行轨迹”。
7. 更换不同节气的杆影记录图纸，并分别将手电筒出光口紧贴透明半球上所标示的东侧与东北侧最低位置，重复步骤4～6，观察并记录太阳的方位。
8. 若探索活动中的3张杆影记录图分别代表杭州市春分日、夏至日及冬至日的杆影记录，你如何判断哪一张是春分日、夏至日或冬至日？一年有春、夏、秋、冬四个季节，为何本活动中仅提供3张杆影记录图？
答：
1、太阳高度
（1）太阳光线与地面的夹角叫作太阳高度角，简称太阳高度。
（2）正午太阳高度：一天中，正午时刻的太阳光和地面的夹角最大。
2、正午太阳高度变化
随着太阳直射点的移动，同一地区的太阳高度也不断发生变化。
（1）地球上中、高纬度地区的正午太阳高度，夏季较大，冬季较小
（2）北半球中、高纬度地区的正午太阳高度，夏至日最大，冬至日最小
3、杆影的长度与太阳高度的关系
一年中，一个地方的正午太阳高度随季节不断发生变化，夏季大，冬季小。因此，正午杆影长度也随季节而变化，夏季短，冬季长。
方法与技能：模拟实验
在科学探究中，模仿实验对象制作替代物，利用替代物进行实验，或模仿实验的某些条件进行实验，叫作模拟实验。例如，探索太阳运动轨迹的活动就是一种模拟实验。
【课堂总结】
【课堂练习】
1．（2025七上·金东）观察地球公转示意图，以下说法错误的是（ ）。
A．四季变化与地轴倾斜有关
B．去北极考察的最佳时间，地球公转到图中的C位置
C．地球绕太阳公转一周，赤道被直射2次
D．从B公转到D，要经过6个月
2．（2025七上·金东）右图是某地区一年中的正午太阳高度变化折线图，关于A处所表示的日期时，下列说法正确的是 （ ）。
A．此时该地区是冬季 B．此时该地区正午太阳高度最高
C．此时该地区是夏季 D．此时该地区的气温全年最高
（2题图） （3题图）
3．（2025七上·乐清期末）下图为乐清(北纬28°)春季正午的杆影，则能表示乐清冬季正午杆影的是（）
A． B． C． D．
4．（2025七上·余姚期末）2024年11月7日，余姚市民生项目——四明山千里登山步道建设已全面完工，游客可以深入四明山区畅享运动之乐。
（1）四明山区让贤村有著名景观“白水冲瀑布”。一帘飞瀑从 53 米高度的峭壁奔泻而下形成瀑潭景观，飞流而下的瀑布具有什么能____。
A．化学能 B．光能 C．机械能 D．电磁能
（2）如图甲所示，山顶的旗杆一年中正午时形成的影子长度变化范围在OA 到OB 之间。杆影从OA变化到OB 期间，地球在公转轨道上运动的轨迹是图乙中的 (填“②→④”、“③→①”、“④→②”或“①→③”)。
5．（2025七上·钱塘期末）近年来，我国大力推行太阳能光伏发电。细心的小塘发现杭州地区的太阳能光伏板（如图甲）有一个可调节的支架，随着季节不同倾斜角度也作相应调整。查阅资料：太阳能光伏板与地面的倾斜角度α与正午太阳高度角β之和等于90°时（如图乙），太阳能的利用率最高。小塘制作如图丙所示的太阳高度测量仪，开展了测量太阳高度的实践活动：
（1）已知太阳到地球的直线距离是1.5×108km，光速为3.0×108m/s，则太阳光到地球大概需要多少时间 ？
（2）小塘自制了图丙工具来测量太阳高度角，测量前下边的木条应水平放置，小塘判断下边的木条已经水平放置的依据是： 。
（3）太阳能光伏板与地面的倾斜角度α，可通过调节支架进行适当调节，在杭州为了更好接收太阳能，从夏至日到冬至日的时间段，可将倾斜角度α适当 （选填“增大”、“减小”或者“不变”）。
【课后练习】
1．（2025七上·镇海区期末）下图为太阳直射点的纬度年变化曲线图，图中甲为春分日。下列说法正确的是( )
A．2025年小寒节气在1月5日，这一天太阳直射点位于图中的丙丁段
B．当太阳直射点在①处时，宁波市的节气是冬至
C．太阳直射点由①向②移动时，宁波市昼变短、夜变长
D．引起太阳直射点变化的主要原因是地球的自转
2．（2025七上·德清期末）哥白尼“日心说”的主要观点有：位于宇宙中心的太阳和其他恒星是固定不动的，地球和其他各颗行星都在不停地自转和以不同的周期在各自的轨道上绕太阳公转。现今经过科学观测和计算，“日心说”也有它的局限性，并非完全正确。以下“日心说”的观点中错误的是
①太阳是宇宙的中心 ②太阳是固定不动的 ③地球自转和绕太阳公转 ④太阳系其他行星也自转和绕太阳公转
A．①④ B．①② C．③④ D．②③
3．（2025七下·浦江月考）小科发现学校有夏令时和冬令时两套作息时间表，夏令时上学时间比冬令时早，放学时间又比冬令时晚。导致学校每年要有两套作息时间表的原因是
A．地球自转 B．地球公转 C．月球自转 D．月球公转
4．（2025七上·钱塘期末）2024年10月30日，“神州十九号”飞船成功发射，入轨后与空间站成功对接，从“天宫”空间站可以观测到地球在转动，已知飞船绕地球一周大约需要90分钟（如图）。下列有关叙述中正确的是（ ）
A．可以发现地球是一个球体
B．地球表面布满纵横交错的经纬网
C．在“天宫”中24小时只看到一次日出日落
D．以地球为参照物，“天宫”做匀速直线运动
5．（2025七上·上虞期末）在科学研究中，模仿实验对象制作替代物，利用替代物进行实验，或模仿实验的某些条件进行实验，叫模拟实验。下列课本中的实验不属于模拟实验的是（ ）
A．如图甲，对表面贴有小圆纸片的气球充气，研究星系的运动
B．如图乙，将手电筒在半球圆盖上移动，研究一天内竿影的变化
C．如图丙，将激光笔照射到装有浓糖水的玻璃容器中，研究光的传播路径
D．如图丁，将小球从A向B移动，研究月食的成因
6．（2025九下·温州开学考） 一年中，太阳直射点在南、北回归线之间移动。某地学生发现一年中操场上旗杆顶端正午的影子总在 ab 之间移动(如图甲所示)，该地可能位于图乙中的 ( )
A．① B．② C．③ D．④
7．（2024七上·嘉兴期末）如图甲所示为嘉兴市某学生用铅笔代替圭杆进行“观杆测影”的实验，实验当天是2023年3月28日上午9：51记录铅笔影长变化，如图乙所示为地球的公转运动示意图。下列说法中，正确的是( )
A．此时铅笔的影子朝西北方向
B．一天内，杆影移动是由地球公转造成的
C．记录当天，地球正运行到图乙中③的位置
D．这天以后的一个月内，正午时的杆影将会逐日变长
8．（2024七上·浙江月考）如图所示为杭州某小区内两幢南北分列的高层公寓，前面一幢楼(A楼)常会遮住后面的(B楼)部分楼层正午时的阳光。下列日子中，若天气晴朗，则B楼阳光被遮挡的楼层最多的一天是 ( )
A．春分日 B．夏至日 C．秋分日 D．冬至日
（8题图） （9题图）
9．（2024七上·台州期末）我国广东省汕头市有座北回归线塔，刚好坐落在北回归线上，它既是景点，又是科研基地。夏至日，一天内北回归线塔影长变化的图像为( )
A． B． C． D．
10．（2025七上·浙江期末）图a是地球公转示意图，图b为宁波的小宁记录的“二分二至日”正午时刻教室的光照情况，据图，回答下列问题。
（1）如图b中①②③表示的太阳光线照进教室的范围，判断符合图a中丙处这一天宁波教室内正午光照情况的是 (填数字序号)，宁波的昼夜长短表现为 ，此后的一个月内宁波的昼夜长短变化情况为 。
（2）如图c中AN、BN属于两条相对的经线，N为北极，BC处于夜半球，C纬度是66.5°，图c中数据为纬度。读图，下列说法正确的是 ____。
A．此时北半球昼长夜短
B．此时太阳直射23.5°S
C．此时D地的影子长度为一年内最短
D．A和B地方时相同
11．（2025七上·鄞州期末）飞檐是指屋檐的檐部向上翘起，是中国特有的建筑结构，兼顾室内光照和建筑美观。如图甲为飞檐景观，图乙反映飞檐的光照原理。
（1）从室内光照的角度考虑， “飞檐”设计的主要目的是____。
A．扩大夏季遮阳面积 B．缩小夏季遮阳面积
C．扩大冬季采光面积 D．缩小冬季采光面积
（2）对于飞檐在不同地区考虑室内采光取暖的不同设计，若屋顶高度不变，浙江的飞檐设计与北京飞檐相比，可以采取的调整方案是 。
12．（2025七上·黄岩期末）2024年台州马拉松于12月1日早上8：00在黄岩区人民政府鸣枪开跑。
（1）12月1日开跑当天地球最接近图中 位置，当天黄岩昼夜长短情况是 （选填“昼长夜短”、“昼短夜长”或“昼夜等长”）。
（2）如图是参赛选手小黄参加甜蜜跑比赛的部分配速信息，图中的“配速”是指选手每跑1千米所用的时间。
①在比赛过程中，以小黄为参照物，路边的树木是 的。
②根据图中信息判断小黄跑得最快的路段是CD，请说明判断依据： 。
13．（2024七上·萧山月考） 读图回答下列问题。
（1）当光照情况如图甲所示时，地球运行至图乙中的 (填字母)。
（2）下列选项中，与图乙中D日期同月的是____(填字母)。
A．儿童节 B．元旦 C．国庆节 D．教师节
（3）图乙中地球从A处运行到C处的过程中，太阳直射点在地球表面的移动方向是 (填“向南”或“向北”)。
14．（2025七上·金华期末）兴趣小组同学在学校操场开展观察杆影的变化特点的系列探究活动。
【活动材料】1米长的木杆1 根、卷尺1 把、绘图板及绘图工具1套
【活动过程】①观察冬至日一天中不同时间的杆影，用卷尺测量影子的长度，并绘图记录。
②观察夏至日正午12点的杆影，用卷尺测量影子的长度，并绘图记录。
③对比夏至日与冬至日正午12点的杆影的长度。
（1）【观测结果】
在冬至日的金华，一天中旗杆杆顶影子所留下的轨迹最有可能的是图中的 。
（2）图甲中A和B 是同学们记录的夏至日和冬至日正午12点的测绘情况，则夏至日记录的应该是 (选填“图A”或“图B”) 。
（3）【原理应用】
金华地区的居民在购买房子的时候，为了保证后排房屋中午时间的采光，必须考虑前、后楼南北方向上的楼间距(如图乙)，最好选择一年中在哪一天去观察房子的阳光是否被遮挡比较合适，请说明理由 。
（4）【拓展延伸】
建造居民楼时，为了保证后排居民楼的采光，必须考虑前后楼在南北方向上的纬度差异。按上述理论设计，已知金华市的纬度为北纬29°，而哈尔滨市的纬度为北纬45°，相同高度的房子，哈尔滨的楼间距应 (填“大于”、 “等于”或“小于”)金华的楼间距。
15．（2025七上·上虞期末）某班级工程实践小组的同学制作日地月三球运动演示模型。
（1）确定标准。下列因素中，确定标准时不需要考虑的有 。
A．天体运动周期的比例 B．天体间距离的比例
C．模型材料的颜色 D．模型的大小
（2）设计方案。
图甲是常见的摩擦型带传动方式，若在传动轮定位轴上安装大小不同的球代表太阳、地球及月球，模拟日地月的相对运动。
①大轮和小轮的周长之比应为 。
②图甲大轮定位轴上安装的球模拟太阳，小轮定位轴上安装的球模拟地球。
（3）实施方案。
（4）检验作品。
①演示绕日公转：如图乙所示，转动手柄，自上往下观察时，使球B绕球A以 （选填“顺时针”“逆时针”）方向转动。
②演示日食：小球C运动至 （选填“a”“b”“c”或“d”）位置来模拟日食。
（5）改进完善。
（6）发布成果。
16．（2025七上·临海期末）2024年11月4日，神舟十八号返回舱在东风着陆场着陆，标志着神舟十八号载人飞行任务取得圆满成功。请回答：
（1）11月3日16时12分，神舟十八号载人飞船与空间站组合体成功分离，如图甲。以空间站为参照物，神舟十八号是 (填“运动”或“静止”)的。
（2）11月4日，北京 (东八区，如图乙)时间01时02分，多人拍摄到返回的神舟十八号途径新疆上空的壮丽画面，并进行了直播，位于日本东京(东九区)的市民也观看了直播，此时他显示的时间为 。
（3）图丙为地球公转示意图，飞船着陆这天，地球位于图中的 (填序号)。
（4）图丁中①②③处为中国的三个航天发射场，其中最早迎来黎明的发射场是 。
17．（2025七上·黄岩期末）路面电网检修的时候，太阳能交通信号灯经常会来“指挥”交通。细心的同学们发现太阳能电池板可以改变朝向和倾斜角度。
（1）太阳能收集板将太阳能转化为 能。
（2）为最大限度地接受阳光，根据黄岩的地理位置，应将太阳能电池板的正面朝 （选填“东”、“南”、“西”或“北”）。
（3）查阅资料可知，当太阳能电池板的倾斜角度α与正午太阳高度H之和等于90°时（如图），太阳能的利用率最高。为了获得更大的太阳能利用率，冬天太阳能电池板的倾斜角度（填“大于”、“小于”或“等于”）夏天。
18．（2025七上·上虞期末）“数九”是我国古代民间一种计算寒天的方法，从冬至日算起，每九天算“一九”。民间有描画九九消寒的习俗，每过一天，就用墨笔晕染一瓣梅花，如图甲是九九消寒图，图中每朵梅花各有九瓣花瓣。图乙是太阳直射点移动路线图。
（1）当九九消寒图晕染第一瓣梅花时，阳光直射在 。（填“北半球”或“南半球”）
（2）当九九消寒图晕染最后一瓣梅花时，太阳直射点位置在 之间。（填图乙中的字母）
19．（2025七上·苍南期末）河南登封告城镇的观星台(如图甲)是中国现存最早的古天文台，由梯台体建筑和底部石圭组成。不同季节正午梯台体“横梁”的影子正好落在圭面上(如图乙)。观星台顶放置有天文观测仪器——仰仪(如图丙)。它的主体是一个铜质半球面，球面上方放置一中央带孔的璇玑板。将璇玑板正对太阳，就会在半球面上呈现出一个太阳的像。
（1）为使正午影子正好落在圭面上，石圭应从台身底部向 (填“南”或“北”)方向延伸。
（2）经过观测可以得到一年中 (填节气名称)正午“横梁”影子距台身底部最近。
（3）仰仪成像即小孔成像，其原理是 。
（4）借助仰仪对日食进行观察时，若在半球铜面上观察到像如图丁，则日食实际形状为 。
参考答案
课前预习
入射角度 大 少 圆形 公转 自西向东 一年 365.2422 地轴是倾斜的 北极星附近
纬度 四季变化 不相同 太阳光 地面 夹角 同一地点一天内 0 正午时太阳高度
正午太阳高度 不同 季节 变化 大 小 夏至日 冬至日 北回归线 南回归线
春分日 秋分日 赤道 北纬23.5°向南北两侧递减 南纬23.5°向南北两侧递减
春分日 秋分日 赤道 太阳高度 大 越短 小 长
课中研学
一、地球绕太阳公转
思考与讨论：
引起杆影一天中变化的原因是地球自转，引起杆影季节变化的原因是地球公转。
二、正午太阳高度变
8. 答：在北回归线上观察，春分、秋分时太阳由正东方升起，正西方落下；夏至时，太阳由东偏北方向升起，西偏北方向落下；冬至时，太阳由东偏南 方向升起，西偏南方向落下。
课堂练习
1．【答案】B
【知识点】地球公转；阳历和地球公转的关系
【解析】【分析】（1）地球公转是指地球按一定轨道围绕太阳转动，地球公转的方向是自西向东，公转一周的时间是一年。
（2）地球公转时，地轴是倾斜的，而且它的空间指向保持不变，这样就使得太阳直射点在南北回归线之间移动，从而产生了四季变化、昼夜长短变化等现象。
【解答】A、四季变化是由于地球公转时地轴倾斜，太阳直射点在南北回归线之间移动导致的，故该选项正确。
B、去北极考察的最佳时间是北半球的夏季，此时地球公转到图中的 A 位置（夏至日附近），而不是 C 位置，故该选项错误。
C、地球绕太阳公转一周，太阳直射赤道两次，分别是春分日和秋分日，故该选项正确。
D、从 B（秋分日附近）公转到 D（春分日附近），经过了冬至日和春分日，要经过 6 个月，故该选项正确。
故答案为：B。
2．【答案】A
【知识点】正午太阳高度变化
【解析】【分析】（1）正午太阳高度角是指从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角，它的大小会随着季节的变化而变化。
（2）一般来说，在北半球，夏至日时正午太阳高度角较大，冬至日时较小；南半球则相反。读某地正午太阳高度角年变化折线图，正午太阳高度角两次取得90°且日期离12月22日很近，说明该点位于赤道与南回归线之间且离南回归线较近，图中A处所表示的日期为6月22日。
【解答】A、从折线图中可以看出 A 处对应的日期不是正午太阳高度角最小的时候，所以是冬季，故该选项正确。
B、A 处对应的日期在折线图中不是正午太阳高度角最高的点，故该选项错误。
C、该点位于赤道与南回归线之间且离南回归线较近，此时该地区是冬季，故该选项错误。
D、气温的变化不仅与正午太阳高度角有关，还与其他因素如大气环流等有关，不能仅根据正午太阳高度角就判断此时气温全年最高，故该选项错误。
故答案为：A。
3．【答案】B
【知识点】地球公转；正午太阳高度变化
【解析】【分析】 太阳高度角是指对地球上的某个地点太阳光入射方向和地平面的夹角。 冬至日，是北半球各地白昼时间最短、黑夜最长的一天，并且越往北白昼越短，北极出现极夜现象。冬至日太阳光直射南回归线，太阳光对北半球最为倾斜，太阳高度角最小。冬至日是太阳直射点南返的转折点，这天过后它将走“回头路”，太阳直射点开始从南回归线向北移动，北半球白昼将会逐日增长。
【解答】 下图为乐清(北纬28°)春季正午的杆影，则能表示乐清冬季正午杆影的是 B，因为冬天太阳直射点在南半球，离我们最远，所以太阳高度角最小，影子最长；
故答案为：B
4．【答案】（1）C
（2）③→①
【知识点】能的多种形式；地球公转；冬至、夏至、春分、秋分
【解析】【分析】 机械能是动能与势能的总和，这里的势能分为重力势能和弹性势能。我们把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。决定动能的是质量与速度；决定重力势能的是质量和高度；决定弹性势能的是劲度系数与形变量。机械能只是动能与势能的和。机械能是表示物体运动状态与高度的物理量。物体的动能和势能之间是可以转化的。在只有动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量保持不变，即机械能是守恒的。
【解答】（1）机械能是动能与势能的总和，这里的势能分为重力势能和弹性势能。四明山区让贤村有著名景观“白水冲瀑布”。一帘飞瀑从 53 米高度的峭壁奔泻而下形成瀑潭景观，飞流而下的瀑布具有机械能_；
（2） 如图甲所示，山顶的旗杆一年中正午时形成的影子长度变化范围在OA 到OB 之间。杆影从OA变化到OB 期间，影子变长，说明太阳折射点在往南走，所以地球在公转轨道上运动的轨迹是图乙中的 ③夏至日→①冬至日；③为夏至日，此时太阳直射点在北回归线，北半球的影子一年中最短；
故答案为：（1）C（2） ③→①
5．【答案】（1）500s
（2）重物静止时，木条上的刻度线与竖直线重合。
（3）增大
【知识点】正午太阳高度变化
【解析】【分析】 （1）根据速度的计算公式计算即可；
（2）根据重力及其方向的关系分析。
（3）根据正午太阳高度的变化分析。
【解答】 （1）已知太阳到地球的距离s =1.5×108km =1.5×1011m，光速v = 3.0×108m/sm则太阳光到地球所需时间。
（2）小塘判断下边木条已经水平放置的依据可以是：重物静止时，木条上的刻度线与竖直线重合。
（3）杭州位于北半球，从夏至日到冬至日，太阳高度角逐渐减小。为了更好地接收太阳能，太阳能光伏板应尽量与太阳光线垂直，所以倾斜角度α应适当增大。
（1）太阳与地球之间的平均距离约为1.5×108km，而光速为每秒3.0×108m/s。通过计算，1.5×108km除以3.0×108m/s，得出时间为500秒，即8分钟20秒。
（2）当小塘制作的太阳高度测量仪中的重物静止时，说明木条处于水平位置，此时木条上的刻度线和竖直线会相互重合。因此，小塘可以通过观察木条上的刻度线和竖直线是否重合来判断木条是否水平放置。
（3）在杭州，从夏至日到冬至日，太阳的高度角逐渐减小，因此为了更好地接收太阳能，光伏板与地面的倾斜角度α应当适当增大，以保持与太阳光的最佳夹角。
课后练习
1．【答案】C
【知识点】地球公转；昼夜长短变化；阳历和地球公转的关系；冬至、夏至、春分、秋分
【解析】【分析】在夏至日，太阳直射北回归线，这天北半球白天最长；冬至日太阳直射南回归线，北半球夜晚最长，春分和秋分太阳直射赤道、全球昼夜等长。
【解答】甲是春分，时间约为3月23日；乙是夏至，约为6月22日；丙是秋分，约为9月21日；丁是冬至，约为12月21日，戊是下一年的春分。
A、1月5日在冬至和春分之间，在丁和戊之间，故A错误；
B、当太阳直射点在①处时，宁波市的节气是夏至，故B错误；
C、太阳直射点由①向②移动，直射点逐渐南移，宁波昼变短、夜变长，故C正确；
D、太阳直射点变化一年为一个周期，可知引起太阳直射点变化的主要原因是地球的公转，故D错误。
故答案为：C。
2．【答案】B
【知识点】地球自转；地球自转的方向和周期；地球公转
【解析】【分析】天体之间相互吸引和绕转形成天体系统，天体系统分为不同的级别和层次，最高一级是总星系，总星系包括银河系和河外星系；银河系包括太阳系和其它恒星系；太阳系包括太阳、地月系和其它行星系；地月系包括地球和月球。一般而言，围绕恒星公转的是行星，围绕行星公转的是卫星。
【解答】太阳是太阳系的中心，不是宇宙的中心，①错误。
太阳在绕着银河系的中心转动，②错误。
地球在自转的同时绕着恒星太阳公转，③正确。
太阳系的其他行星在自转的同时绕着太阳公转，④正确。
故答案为：B。
3．【答案】B
【知识点】地球公转；阳历和地球公转的关系
【解析】【分析】地球绕太阳公转时，由于地轴是倾斜的，而且它的空间指向保持不变，使得太阳直射点在南北回归线之间有规律地移动，从而产生了四季的变化、昼夜长短的变化等。
【解答】A、地球自转产生的地理现象主要有昼夜交替、地方时等。昼夜交替是指地球面向太阳的一面是白天，背向太阳的一面是黑夜，随着地球的自转，白天和黑夜不断交替；地方时是指因经度不同而不同的时刻。地球自转并不直接导致学校设置夏令时和冬令时两套作息时间表，该选项错误。
B、地球绕太阳公转时，由于地轴是倾斜的，而且它的空间指向保持不变，使得太阳直射点在南北回归线之间有规律地移动，从而产生了四季的变化、昼夜长短的变化等。
在夏季，北半球昼长夜短，白天时间较长；在冬季，北半球昼短夜长，白天时间较短。学校设置夏令时和冬令时两套作息时间表，是为了更好地利用白天的时间，适应昼夜长短的变化，这是地球公转导致的结果，该选项正确。
C、月球自转是指月球绕自身轴线的转动，月球自转的周期与它绕地球公转的周期相同，所以我们总是只能看到月球的同一面。月球自转与学校设置夏令时和冬令时两套作息时间表没有关系，该选项错误。
D、月球公转是指月球绕地球的转动，月球公转产生了月相的变化等现象。月球公转与学校设置夏令时和冬令时两套作息时间表无关，该选项错误。
故答案为： B。
4．【答案】A
【知识点】地球的形状和大小；经纬网；地球自转；地球公转
【解析】【分析】A.根据地球形状的知识判断；
B.根据经纬网的定义判断；
C.将空间站的公转时间和地球的自转时间比较即可；
D.根据参照物的知识判断。
【解答】A.从“天宫”空间站可以观测到地球在转动，这一现象能够证明地球是一个球体，故A正确；
B.经纬网本身并不存在，这是人类为了方便定位而设定的，故B错误；
C.在“天宫”中，由于空间站绕地球一周大约需要90分钟，因此24小时内可以看到多次日出日落，而不是一次，故C错误；
D.以地球为参照物，“天宫”空间站是在做近似圆周运动，故D错误。
故选A。
5．【答案】C
【知识点】光的折射现象及应用；正午太阳高度变化；日食和月食的成因；人类对宇宙的认识
【解析】【分析】模拟实验可用于展现不易观察到的实验现象，但不能退出对应的结论，例如小圆片之间的距离变远，不能说明星系之间的距离也在变远。【解答】A、用气球做关于星系运动特点的模拟实验，用小圆纸片模拟宇宙中的星系，属于模拟实验，故A不符合题意；
B、将手电筒在半球圆盖上移动，研究一天内竿影的变化，用半球圆盖模拟地球，手电筒模拟太阳，属于模拟实验，故B不符合题意；
C、将激光笔照射到装有浓糖水的玻璃容器中，研究光的传播路径，不属于模拟实验，故C符合题意；
D、模拟月食的过程，小球模拟月球的运动，大球模拟太阳，属于模拟实验，故D不符合题意。
故答案为：C。
6．【答案】D
【知识点】地球公转；正午太阳高度变化
【解析】【分析】地球围绕太阳公转时，地轴与公转轨道的平面成66.5°的固定夹角，这就使得一年内太阳光线的直射点有规律地在南北回归线之间移动。当太阳光线直射赤道时是北半球的春分日（日期是3月21日前后）或秋分日（日期是9月23日前后）；当太阳光线直射北回归线时是北半球的夏至日（日期是6月22日前后）；当太阳光线直射南回归线时是北半球的冬至日（日期是12月22日前后）。
【解答】读图可得，①位于赤道上，②位于赤道与北回归线之间，③位于北回归线上，④位于北回归线与北极圈之间。该地一年中操场上旗杆顶端正午的影子总在ab之间移动，其影子朝北，说明该地无太阳直射现象，该地位于北温带。图中④地位于北温带，故D正确。
故答案为：D。
7．【答案】A
【知识点】正午太阳高度变化；阳历和地球公转的关系
【解析】【分析】夏至日（6月22日左右），太阳直射在北回归线上，北半球昼最长夜最短；
冬至日（12月21日左右），太阳直射在南回归线上，北半球昼最短夜最长；
春分（3月21日左右）和秋分（9月21日左右），太阳直射赤道，全球昼夜等长。
【解答】A、嘉兴位于北回归线以北，3月28日，太阳直射北半球，日出东北，向南移动，正午位于正南，上午9：51分，此时太阳位于东南方，可知铅笔的影子在西北方，故A正确；
B、一天内，杆影移动是由地球自转造成的，故B错误；
C、记录当天，地球正运行到图乙中②的位置，在春分和夏至之间，故C错误；
D、这天以后的一个月内，太阳直射点继续向北移动，正午时的杆影将会逐日变短，夏至日最短，故D错误。
故答案为：A。
8．【答案】D
【知识点】地球公转；正午太阳高度变化；昼夜长短变化；阳历和地球公转的关系；冬至、夏至、春分、秋分
【解析】【分析】 地球公转，是指地球按一定轨道围绕太阳转动。像地球的自转具有其独特规律性一样，由于太阳引力场以及自转的作用，而导致的地球公转，也有其自身的规律。地球公转造成的现象有四季的变化，五带的划分，二十四节气的划分；
【解答】 如图所示为杭州某小区内两幢南北分列的高层公寓，前面一幢楼(A楼)常会遮住后面的(B楼)部分楼层正午时的阳光。下列日子中，若天气晴朗，则B楼阳光被遮挡的楼层最多的一天是冬至日，因为冬至日太阳直射点离我们最远，太阳高度角最小，影子最长；
故答案为：D
9．【答案】A
【知识点】正午太阳高度变化
【解析】【分析】影长与太阳高度刚好相反，太阳高度角越大，影长越短。
【解答】早上影长长，中午影长短，夏至日太阳直射北回归线，北回归线上影长为0。
故答案为：A。
10．【答案】（1）①；昼短夜长；昼渐长，夜渐短
（2）A
【知识点】地球公转；阳历和地球公转的关系
【解析】【分析】当太阳光直射在南回归线上时，这一天称为冬至日，为12月22日前后，北半球昼短夜长，北极圈以内地区有极夜现象；当太阳光直射在北回归线上时，这一天称为夏至日，为6月22日前后，北半球昼长夜短，北极圈以内地区有极昼现象。太阳光线的直射点有规律的在南北回归线之间来回移动，各地正午太阳高度也随之发生有规律的变化。东西经度的判定方法为：经度度数向东变大为东经，经度度数向西变大为西经；南北纬度的判定：纬度度数向北变大为北纬，纬度度数向南变大为南纬。据图中信息解答。
【解答】（1）如图b中①②③表示的太阳光线照进教室的范围，判断符合图a中丙北半球冬至日这一天宁波教室内正午光照情况的是①，此时太阳直射南回归线，北半球太阳高度最小，宁波的昼夜长短表现为昼短夜长，此后的一个月内太阳直射点向北移动，宁波的昼夜长短变化情况为昼渐长，夜渐短。
（2）如图d中AN、BN属于两条相对的经线，N为北极，BC处于昼半球，C纬度是66.5°，图d中数据为纬度，此时北极圈以内全部是极昼现象，北半球昼长夜短，此时太阳直射23.5°N纬线，此时南半球的D地的影子长度最长；A和B位于两条相对的经线，其时间不相同。
11．【答案】（1）C
（2）加大飞檐翘起角度(或缩短飞檐长度，合理即可)
【知识点】正午太阳高度变化
【解析】【分析】屋檐具有挡雨、遮阳等作用。夏季正午太阳高度大、光照强烈，气温高，这时需要遮阳来降低室内温度；冬季正午太阳高度小，气温低，需要让更多的阳光进入室内提高室内温度。
【解答】（1）屋檐具有挡雨、遮阳等作用。夏季正午太阳高度大、光照强烈，气温高，这时需要遮阳来降低室内温度；冬季正午太阳高度小，气温低，需要让更多的阳光进入室内提高室内温度。
（2）结合室内采光常识，再通过对比图乙中两种屋顶的光照原理图，我们明显发现两种屋顶对夏季正午阳光的光线几乎没有影响，夏季遮阳面积几乎没有发生变化，飞檐屋顶可以使更多的冬季太阳光线进入室内，扩大了冬季室内采光的面积；不同纬度位置正午太阳高度角不同，低纬度地区（浙江）比高纬度地区（北京）同一时间正午太阳高度角要大，浙江的飞檐设计，目的是冬季增大室内光照范围有利于保暖。
12．【答案】（1）④；昼短夜长
（2）运动；相同的路程，时间最短，运动得越快
【知识点】参照物及其选择；速度与物体运动；地球公转
【解析】【分析】（1）夏至太阳直射北回归线，北半球白天最长，冬至太阳直射南回归线，黑夜最长。
（2）运动和静止是相对的，物体与参照物之间的空间位置没有发生改变，则物体是静止的，物体与参照物之间的空间位置发生改变，则物体是运动的。
【解答】（1）读图甲，①是春分（3月21日前后），②是夏至（6月22日前后），③是秋分（9月23日前后），④是冬至（12月22日前后）。12月1日开跑当天地球最接近图中④冬至日。当天太阳直射点位于南半球，北半球的黄岩昼短夜长。
（2）在比赛过程中，以小黄为参照物，路边的树木和小黄之间的距离发生变化，所以树木是运动的；
在图中的三段路程中，每段的距离相同，时间越短，说明运动得越快。所以小黄跑得最快的路段是CD。
（1）[1][2]读图甲，①是春分（3月21日前后），②是夏至（6月22日前后），③是秋分（9月23日前后），④是冬至（12月22日前后）。12月1日开跑当天地球最接近图中④冬至日。当天太阳直射点位于南半球，北半球的黄岩昼短夜长。
（2）[1]在比赛过程中，以小黄为参照物，路边的树木和小黄之间的距离发生变化，所以树木是运动的；
[2]在图中的三段路程中，每段的距离相同，时间越短，说明运动得越快。所以小黄跑得最快的路段是CD。
13．【答案】（1）A
（2）D
（3）向南
【知识点】地球公转；阳历和地球公转的关系；冬至、夏至、春分、秋分
【解析】【分析】（1）从北极上空看，地球沿逆时针方向转动。
（2）（3）A处为夏至，太阳直射北回归线，时间在6月22日前后，D处为秋分，太阳直射赤道，时间在9月23日前后；C处为冬至，太阳直射南回归线，时间在12月21日左右；B处为春分，太阳直射赤道，时间为3月23日左右。
【解答】（1）由图甲中地球自转方向可知，属于北半球，北极圈内出现极昼现象，说明此时太阳直射北回归线，该天是北半球的夏至日，地球运行至图乙中的 A位置。
（2）D位置是北半球的秋分，在9月23日前后。
A、儿童节在6月1日，故A错误；
B、元旦在1月1日，故B错误；
C、国庆节在10月1日，故C错误；
D、教师节在9月10日，故D正确。
故答案为：D。
（3）地球运行到A处，太阳直射北回归线，地球运行至C处，太阳直射南回归线，所以从A到C，太阳直射点在地球表面一直向南运动。
14．【答案】（1）A
（2）图B
（3）一年中冬至日的太阳高度角最小，影子最长
（4）大于
【知识点】地球公转；正午太阳高度变化；冬至、夏至、春分、秋分
【解析】【分析】 地球围绕太阳公转时，地轴与地球公转轨道的平面约成66.5°的固定夹角。这就使得一年内，太阳光线的直射点有规律地在南北回归线之间移动，各地正午的太阳高度也随之发生有规律的变化。除了赤道，地球其他地方一年中都有昼夜长短的变化。在南北极圈以内，甚至会出现“极昼”和“极夜”现象。冬季正午太阳高度小，夏季正午太阳高度大。据题干中信息解答。
【解答】（1）冬至日太阳在南回归线直射，金华位于北回归线以北，因此太阳高度全年最低，杆影在正午最短且偏北；一整天的杆影变化会呈现从早到晚先缩短后变长，且影子偏北的轨迹。A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
（2）在夏至日，太阳在正中天时太阳高度角最大，杆子的影子最短，因此夏至日记录的是图B。
（3）在冬至日太阳处于南回归线以南，金华地区的太阳高度角最小，造成正午时间太阳照射最斜，影子最长且最靠北。选择冬至日观察房子的阳光是否被遮挡较为合适，因为这天影子最长，采光条件最差，若这天太阳不被遮挡，以后任何一天的采光条件都能得到保障。
（4）哈尔滨纬度高于金华，冬至日的太阳高度角更小，影子更长，因此在相同房屋高度下，哈尔滨应大于金华的楼间距来保证采光。
15．【答案】（1）C；（2）12：1；（4）逆时针；b
【知识点】地球公转；日食和月食的成因
【解析】【分析】（1）模型之间的距离和大小以及天体运动周期的比例对于实验探究有影响，所以在确定标准时需要考虑，模型材质的颜色对研究没有需要，所以不需要考虑。
（2）月球公转一周的时间约为一个月，地球公转一周的时间约为十二个月，可知大轮与小轮的周长之比为12：1。
（4）地球自西向东公转，即沿逆时针方向转动。
日食的成因是月球运行到地球和太阳之间，月球挡住了太阳。【解答】（1）在确定“日‐地‐月”演示模型的标准时，需要考虑天体间的周期与距离比例以及模型的大小，而模型材料的“颜色”并不影响运动规律的演示，因此在确定标准时不需要考虑，故选C。（2）①为了准确模拟日地月三球的相对运动，大轮和小轮的周长之比应与地球公转周期和月球公转周期的比值一致。常见简化演示中，为模拟“地球绕日一周、月球绕地球约12周”，大轮与小轮的周长之比通常取12∶1。
（4）①俯视太阳系时，地球绕太阳公转的方向是逆时针的，因此，如图乙所示，转动手柄，自上往下观察时，使球B绕球A以逆时针方向转动。②当月球位于地球和太阳之间时，会形成日食，因此小球C应运动到b位置来模拟日食。
16．【答案】（1）运动
（2）02时02分
（3）②
（4）②(或“太原”)
【知识点】地球公转；阳历和地球公转的关系
【解析】【分析】（1）物体相对于参照物的位置变化了，物体就是运动的；物体相对于参照物的位置不变，物体就是静止的。
（2）（4）地球绕地轴自西向东转动，先经过东九区，再经过东八区，两区时间相差1h。
（3）由图丙知，左图为夏至日，右图为冬至日，上图为春分日，下图为秋分日。
【解答】（1）神舟十八号载人飞船与空间站组合体成功分离，神舟十八号与空间站位置发生改变，以空间站为参照物，神舟十八号是运动的。
（2）地球绕地轴自西向东转动，先经过东九区，再经过东八区，两区时间相差1h，当北京（东八区，如图乙）时间01时02分时，日本东京（东九区）的时间为02时02分。
（3）由图丙知，左图为夏至日，右图为冬至日，上图为春分日，下图为秋分日，11月4日处于从秋分日到冬至日之间，地球位于图中的②。
（4）地球绕地轴自西向东转动，图丁中①②③处为中国的三个航天发射场，其中最早迎来黎明的发射场是②即太原。
17．【答案】（1）电
（2）南
（3）大于
【知识点】能量的相互转化和转移；正午太阳高度变化
【解析】【分析】（1）太阳能收集板可以将太阳能转化为电能，供给路灯照明时使用。
（2）为了产生更多的电能，应尽可能多的吸收太阳光，即收集板应面对阳光，即朝南。
（3）根据冬天太阳高度角更小的特点可知，在冬天应将倾斜角度加大。
【解答】（1）太阳能电池板是太阳能收集板的主要组成部分，它的作用就是将太阳能直接转化为电能 。
（2）黄岩位于北半球，为了最大限度地接受阳光，太阳能电池板的正面应该朝向阳光最充足的方向。在北半球，太阳主要在南方天空运行，因此太阳能电池板的正面应该朝南。
（3）在冬天，太阳高度角相对较小，即太阳在天空中的位置较低。为了使太阳能电池板的倾斜角度与正午太阳高度之和达到90°，太阳能电池板的倾斜角度需要相对较大。相反，在夏天，太阳高度角相对较大，太阳在天空中的位置较高，因此太阳能电池板的倾斜角度需要相对较小。冬天太阳能电池板的倾斜角度大于夏天。
（1）太阳能电池板是太阳能收集板的主要组成部分，它的作用就是将太阳能直接转化为电能 。
（2）黄岩位于北半球，为了最大限度地接受阳光，太阳能电池板的正面应该朝向阳光最充足的方向。在北半球，太阳主要在南方天空运行，因此太阳能电池板的正面应该朝南。
（3）在冬天，太阳高度角相对较小，即太阳在天空中的位置较低。为了使太阳能电池板的倾斜角度与正午太阳高度之和达到90°，太阳能电池板的倾斜角度需要相对较大。相反，在夏天，太阳高度角相对较大，太阳在天空中的位置较高，因此太阳能电池板的倾斜角度需要相对较小。冬天太阳能电池板的倾斜角度大于夏天。
18．【答案】（1）南半球
（2）a与b
【知识点】地球公转；阳历和地球公转的关系
【解析】【分析】（1）冬至太阳直射南回归线，即直射点在南半球。
（2）根据数九的规则，计算时间，约为3月13日，在春分前几天，由图乙可知，太阳直射点在ab之间，属于南半球。
【解答】（1）由材料分析，从冬至日算起，每九天算“一九”，当九九消寒图晕染第一瓣梅花时，太阳直射南回归线附近，即直射在南半球。
（2）数九是从冬至日算起，每九天算“一九”，九九八十一天后，梅花点遍，春回大地，日期大致是3月13日，太阳直射点在南回归线到赤道之间；冬至日，太阳直射南回归线，位于右图中的a处；b处的日期是3月21日前后。可知，“数九”期间，太阳直射点位于右图中的a一b。
（1）由材料分析，从冬至日算起，每九天算“一九”，当九九消寒图晕染第一瓣梅花时，太阳直射南回归线附近，即直射在南半球。
（2）数九是从冬至日算起，每九天算“一九”，九九八十一天后，梅花点遍，春回大地，日期大致是3月13日，太阳直射点在南回归线到赤道之间；冬至日，太阳直射南回归线，位于右图中的a处；b处的日期是3月21日前后。可知，“数九”期间，太阳直射点位于右图中的a一b。
19．【答案】（1）北
（2）夏至
（3）光在均匀的介质中沿直线传播
（4）C
【知识点】正午太阳高度变化；日食和月食的成因
【解析】【分析】（1）为使正午影子正好落在圭面上，石圭应从台身底部向北延伸；
（2）北半球的夏至日影子最短；
（3）光在同种均匀介质中是沿直线传播的；
（4）日食是由于光的直线传播形成的。
【解答】（1）为使正午影子正好落在圭面上，在北半球，石圭应从台身底部向北方向延伸。
（2）经过观测可以得到一年中夏至正午“横梁”影子距台身底部最近，因为在北半球，夏至日节气影子最短。
（3）仰仪成像即小孔成像，其原理是光在均匀的介质中沿直线传播。
（4）借助仰仪对日食进行观察时，若在半球铜面上观察到像如图丁，则日食实际形状是倒立的实像，上下左右相反，故选：C。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)/ 让教学更有效 高效备课 | 科学学科
核心素养
科学观念：了解地球公转的基本特征，包括轨道形状、方向和周期等；
科学思维：掌握不同季节地球在公转轨道上的位置以及太阳直射点的位置对季节的影响；
探究实践：通过一些有趣的小活动，初步感受科学就在身边，科学与生活息息相关，初步感悟合作学习和交流分享是学习科学的重要方法；
态度责任：理解太阳高度角的概念，知道不同季节太阳高度角和杆影长度的变化。
【课前预习】
一 地球绕太阳公转
1、太阳光直射与斜射
因为太阳光 不同，所以地球表面单位面积接受的太阳光多少也不同。同一束太阳光斜射到地表的面积比直射（垂直入射）时 ，所以相同地表面积上所接受太阳的能量比直射时 。
因此地球以倾斜姿态绕太阳公转，使得地球上大部分地区在一年中会有太阳照射角度的变化和照射时间长短的差异。
2、地球公转的含义：地球沿近似 的轨道不停地绕着太阳转动，这种运动称为 。
3、地球公转的方向： 。
4、公转周期： （ 天）。
5、特征：地球公转时 ，公转轨道平面与地轴之间总保持66.5°的夹角，并且地轴的北端始终指向 （如图所示）。
4、四季的变化
（1）产生原因：地球运行到公转轨道的不同位置，太阳光会直射地球不同的 ，这是地球上 的主要原因。
（2）一般来说，赤道附近地区接受的太阳辐射较多，而随着纬度增加，地表接受的太阳辐射减少。地表接受的太阳辐射能量分布不均匀，使得大气及水产生循环运动与变化。
二 正午太阳高度变化
1、太阳在不同季节的运动轨迹并 。
2、太阳高度及特点
太阳高度指 和 之间的 。 太阳高度角是不断变化的，日出日落时角度都为 ， 角最大（如下图∠α）。
3、正午太阳高度
在一日内，太阳位于正南或正北方向时，太阳光和地面夹角最大，称为 。
（1）在同一时间，正午太阳高度随纬度不同而 。
（2）在同一地点，正午太阳高度角的大小随 变化而发生有规律的 。
其中，地球上中、高纬度地区的正午太阳高度，夏季较 ，冬季较 。北半球中、高纬度地区的正午太阳高度， 最高， 最低。
4、太阳直射点
（1）概念：有的地方正午会受到太阳光垂直照射，简称直射。地表接受太阳垂直照射的点叫做太阳直射点。
（2）太阳直射点的变化规律
夏至日太阳直射在 上（北纬23.5°）（图1）；冬至日太阳直射在 上（南纬23.5°）； 和 太阳直射在 上。一年中太阳直射点在南北回归线之间往返移动（图2）。
5、正午太阳高度的纬度分布规律
（1）在夏至日，正午太阳高度由 （如上图1）；
（2）在冬至日，正午太阳高度由 ；
（3）在 、 ，正午太阳高度由 向南北两侧递减（如下图）。
<名师指点>：①一年中只有一次太阳直射的地方：南回归线和北回归线。
②一年中有两次太阳直射的地方：南回归线和北回归线之间。
③一年中无太阳直射的地方：南回归线以南和北回归线以北的区域。
6、杆影的变化
杆影的长度与 有关，太阳高度越 ，影子 ；太阳高度越 ，影子越 。
（1）一天中杆影的长度和方向的变化（与地球的自转运动有关）
同一地点的杆影的长度在一天中的变化：一天中的正午，杆影朝着正北或正南方向时，杆影最短，此时太阳位于该地的正南或正北方向，太阳光和地面的夹角最大（即太阳高度最大）。
（2）一年中正午杆影的长度和方向的变化
同一地点的杆影长度年变化 同一时间不同纬度杆影变化
北半球中、高纬度，夏季正午的杆影要比冬季正午的杆影短。 同一天，不同纬度正午杆影的长度不一样。正午太阳高度随着太阳直射点向南、北两侧递减，杆影也随之越来越长。
【课中研学】
一、地球绕太阳公转
因为太阳光入射角度不同，所以地球表面单位面积接受的太阳辐射量也不同。
同一束太阳光斜射到地表的面积比直射（垂直入射）时大，所以斜射时相同地表面积上所接受太阳辐射量比直射时少。
1、地球的公转运动
（1）定义：地球沿近似圆形的轨道不停地绕着太阳转动，这种运动称为公转。
（2）公转周期：约为365天，即通常所说的一年。
（3）公转方向：自西向东
①地轴呈倾斜状态，地轴的北端始终指向北极星附近
②地轴与地球公转轨道面之间的夹角为66.5°
地球以倾斜姿态绕太阳公转，使得地球上大部分地区在一年中会有太阳照射角度的变化和照射时间长短的差异。
2、地球公转与四季变化
地球运行到公转轨道的不同位置，太阳光会直射地球不同的纬度，这是地球上四季变化的主要原因。
3、地球公转与太阳直射点
一年中，太阳直射点在南、北回归线之间来回移动。
一般来说，赤道附近地区接受的太阳辐射较多，而随着纬度增加，地表接受的太阳辐射减少。地表接受的太阳辐射能量分布不均匀，使得大气及水产生循环运动与变化。
思考与讨论：
操场上旗杆的杆影一天中有明显的长短变化，一年四季中正午杆影也有明显的长短变化。引起杆影一天中变化的原因是什么？引起杆影季节变化的原因又是什么？
二、正午太阳高度变
在一天中，学校操场上旗杆的杆影长短是在变化的。日出时的杆影较长，随着太阳逐渐升高，杆影则渐渐变短。当杆影最短时，即为正午，而随着太阳偏西，杆影又逐渐变长。
探索活动：
1.取描有不同时刻杆影的记录纸，将铁钉由杆影记录纸的背面穿过中央立杆点O，并用胶带固定。
2.将固定好中央立杆的杆影记录图平放在桌面上，将标示太阳轨迹的透明半球盖在记录图上，调整记录图的东西方位，待其与透明半球的东西方位吻合，用胶带固定其位置。
3.一名同学将手电筒光源打开，并将手电筒紧贴透明半球上所标示的东南侧最低位置。
4.此时光源照射中央立杆出现杆影，立杆尖端的影子应与下方轨迹图中7 : 00的杆影顶点重合，另一名同学在手电筒出光口旁用笔标记杆影时间（7 : 00）。
5.依杆影记录图上的时间顺序，重复步骤4，并将时间记录在模型上。
6.依照时间顺序，将透明半球上的标示点连接起来，此轨迹线即为记录杆影当日的“太阳运行轨迹”。
7. 更换不同节气的杆影记录图纸，并分别将手电筒出光口紧贴透明半球上所标示的东侧与东北侧最低位置，重复步骤4～6，观察并记录太阳的方位。
8. 若探索活动中的3张杆影记录图分别代表杭州市春分日、夏至日及冬至日的杆影记录，你如何判断哪一张是春分日、夏至日或冬至日？一年有春、夏、秋、冬四个季节，为何本活动中仅提供3张杆影记录图？
答：
1、太阳高度
（1）太阳光线与地面的夹角叫作太阳高度角，简称太阳高度。
（2）正午太阳高度：一天中，正午时刻的太阳光和地面的夹角最大。
2、正午太阳高度变化
随着太阳直射点的移动，同一地区的太阳高度也不断发生变化。
（1）地球上中、高纬度地区的正午太阳高度，夏季较大，冬季较小
（2）北半球中、高纬度地区的正午太阳高度，夏至日最大，冬至日最小
3、杆影的长度与太阳高度的关系
一年中，一个地方的正午太阳高度随季节不断发生变化，夏季大，冬季小。因此，正午杆影长度也随季节而变化，夏季短，冬季长。
方法与技能：模拟实验
在科学探究中，模仿实验对象制作替代物，利用替代物进行实验，或模仿实验的某些条件进行实验，叫作模拟实验。例如，探索太阳运动轨迹的活动就是一种模拟实验。
【课堂总结】
【课堂练习】
1．（2025七上·金东）观察地球公转示意图，以下说法错误的是（ ）。
A．四季变化与地轴倾斜有关
B．去北极考察的最佳时间，地球公转到图中的C位置
C．地球绕太阳公转一周，赤道被直射2次
D．从B公转到D，要经过6个月
2．（2025七上·金东）右图是某地区一年中的正午太阳高度变化折线图，关于A处所表示的日期时，下列说法正确的是 （ ）。
A．此时该地区是冬季 B．此时该地区正午太阳高度最高
C．此时该地区是夏季 D．此时该地区的气温全年最高
（2题图） （3题图）
3．（2025七上·乐清期末）下图为乐清(北纬28°)春季正午的杆影，则能表示乐清冬季正午杆影的是（）
A． B． C． D．
4．（2025七上·余姚期末）2024年11月7日，余姚市民生项目——四明山千里登山步道建设已全面完工，游客可以深入四明山区畅享运动之乐。
（1）四明山区让贤村有著名景观“白水冲瀑布”。一帘飞瀑从 53 米高度的峭壁奔泻而下形成瀑潭景观，飞流而下的瀑布具有什么能____。
A．化学能 B．光能 C．机械能 D．电磁能
（2）如图甲所示，山顶的旗杆一年中正午时形成的影子长度变化范围在OA 到OB 之间。杆影从OA变化到OB 期间，地球在公转轨道上运动的轨迹是图乙中的 (填“②→④”、“③→①”、“④→②”或“①→③”)。
5．（2025七上·钱塘期末）近年来，我国大力推行太阳能光伏发电。细心的小塘发现杭州地区的太阳能光伏板（如图甲）有一个可调节的支架，随着季节不同倾斜角度也作相应调整。查阅资料：太阳能光伏板与地面的倾斜角度α与正午太阳高度角β之和等于90°时（如图乙），太阳能的利用率最高。小塘制作如图丙所示的太阳高度测量仪，开展了测量太阳高度的实践活动：
（1）已知太阳到地球的直线距离是1.5×108km，光速为3.0×108m/s，则太阳光到地球大概需要多少时间 ？
（2）小塘自制了图丙工具来测量太阳高度角，测量前下边的木条应水平放置，小塘判断下边的木条已经水平放置的依据是： 。
（3）太阳能光伏板与地面的倾斜角度α，可通过调节支架进行适当调节，在杭州为了更好接收太阳能，从夏至日到冬至日的时间段，可将倾斜角度α适当 （选填“增大”、“减小”或者“不变”）。
【课后练习】
1．（2025七上·镇海区期末）下图为太阳直射点的纬度年变化曲线图，图中甲为春分日。下列说法正确的是( )
A．2025年小寒节气在1月5日，这一天太阳直射点位于图中的丙丁段
B．当太阳直射点在①处时，宁波市的节气是冬至
C．太阳直射点由①向②移动时，宁波市昼变短、夜变长
D．引起太阳直射点变化的主要原因是地球的自转
2．（2025七上·德清期末）哥白尼“日心说”的主要观点有：位于宇宙中心的太阳和其他恒星是固定不动的，地球和其他各颗行星都在不停地自转和以不同的周期在各自的轨道上绕太阳公转。现今经过科学观测和计算，“日心说”也有它的局限性，并非完全正确。以下“日心说”的观点中错误的是
①太阳是宇宙的中心 ②太阳是固定不动的 ③地球自转和绕太阳公转 ④太阳系其他行星也自转和绕太阳公转
A．①④ B．①② C．③④ D．②③
3．（2025七下·浦江月考）小科发现学校有夏令时和冬令时两套作息时间表，夏令时上学时间比冬令时早，放学时间又比冬令时晚。导致学校每年要有两套作息时间表的原因是
A．地球自转 B．地球公转 C．月球自转 D．月球公转
4．（2025七上·钱塘期末）2024年10月30日，“神州十九号”飞船成功发射，入轨后与空间站成功对接，从“天宫”空间站可以观测到地球在转动，已知飞船绕地球一周大约需要90分钟（如图）。下列有关叙述中正确的是（ ）
A．可以发现地球是一个球体
B．地球表面布满纵横交错的经纬网
C．在“天宫”中24小时只看到一次日出日落
D．以地球为参照物，“天宫”做匀速直线运动
5．（2025七上·上虞期末）在科学研究中，模仿实验对象制作替代物，利用替代物进行实验，或模仿实验的某些条件进行实验，叫模拟实验。下列课本中的实验不属于模拟实验的是（ ）
A．如图甲，对表面贴有小圆纸片的气球充气，研究星系的运动
B．如图乙，将手电筒在半球圆盖上移动，研究一天内竿影的变化
C．如图丙，将激光笔照射到装有浓糖水的玻璃容器中，研究光的传播路径
D．如图丁，将小球从A向B移动，研究月食的成因
6．（2025九下·温州开学考） 一年中，太阳直射点在南、北回归线之间移动。某地学生发现一年中操场上旗杆顶端正午的影子总在 ab 之间移动(如图甲所示)，该地可能位于图乙中的 ( )
A．① B．② C．③ D．④
7．（2024七上·嘉兴期末）如图甲所示为嘉兴市某学生用铅笔代替圭杆进行“观杆测影”的实验，实验当天是2023年3月28日上午9：51记录铅笔影长变化，如图乙所示为地球的公转运动示意图。下列说法中，正确的是( )
A．此时铅笔的影子朝西北方向
B．一天内，杆影移动是由地球公转造成的
C．记录当天，地球正运行到图乙中③的位置
D．这天以后的一个月内，正午时的杆影将会逐日变长
8．（2024七上·浙江月考）如图所示为杭州某小区内两幢南北分列的高层公寓，前面一幢楼(A楼)常会遮住后面的(B楼)部分楼层正午时的阳光。下列日子中，若天气晴朗，则B楼阳光被遮挡的楼层最多的一天是 ( )
A．春分日 B．夏至日 C．秋分日 D．冬至日
（8题图） （9题图）
9．（2024七上·台州期末）我国广东省汕头市有座北回归线塔，刚好坐落在北回归线上，它既是景点，又是科研基地。夏至日，一天内北回归线塔影长变化的图像为( )
A． B． C． D．
10．（2025七上·浙江期末）图a是地球公转示意图，图b为宁波的小宁记录的“二分二至日”正午时刻教室的光照情况，据图，回答下列问题。
（1）如图b中①②③表示的太阳光线照进教室的范围，判断符合图a中丙处这一天宁波教室内正午光照情况的是 (填数字序号)，宁波的昼夜长短表现为 ，此后的一个月内宁波的昼夜长短变化情况为 。
（2）如图c中AN、BN属于两条相对的经线，N为北极，BC处于夜半球，C纬度是66.5°，图c中数据为纬度。读图，下列说法正确的是 ____。
A．此时北半球昼长夜短
B．此时太阳直射23.5°S
C．此时D地的影子长度为一年内最短
D．A和B地方时相同
11．（2025七上·鄞州期末）飞檐是指屋檐的檐部向上翘起，是中国特有的建筑结构，兼顾室内光照和建筑美观。如图甲为飞檐景观，图乙反映飞檐的光照原理。
（1）从室内光照的角度考虑， “飞檐”设计的主要目的是____。
A．扩大夏季遮阳面积 B．缩小夏季遮阳面积
C．扩大冬季采光面积 D．缩小冬季采光面积
（2）对于飞檐在不同地区考虑室内采光取暖的不同设计，若屋顶高度不变，浙江的飞檐设计与北京飞檐相比，可以采取的调整方案是 。
12．（2025七上·黄岩期末）2024年台州马拉松于12月1日早上8：00在黄岩区人民政府鸣枪开跑。
（1）12月1日开跑当天地球最接近图中 位置，当天黄岩昼夜长短情况是 （选填“昼长夜短”、“昼短夜长”或“昼夜等长”）。
（2）如图是参赛选手小黄参加甜蜜跑比赛的部分配速信息，图中的“配速”是指选手每跑1千米所用的时间。
①在比赛过程中，以小黄为参照物，路边的树木是 的。
②根据图中信息判断小黄跑得最快的路段是CD，请说明判断依据： 。
13．（2024七上·萧山月考） 读图回答下列问题。
（1）当光照情况如图甲所示时，地球运行至图乙中的 (填字母)。
（2）下列选项中，与图乙中D日期同月的是____(填字母)。
A．儿童节 B．元旦 C．国庆节 D．教师节
（3）图乙中地球从A处运行到C处的过程中，太阳直射点在地球表面的移动方向是 (填“向南”或“向北”)。
14．（2025七上·金华期末）兴趣小组同学在学校操场开展观察杆影的变化特点的系列探究活动。
【活动材料】1米长的木杆1 根、卷尺1 把、绘图板及绘图工具1套
【活动过程】①观察冬至日一天中不同时间的杆影，用卷尺测量影子的长度，并绘图记录。
②观察夏至日正午12点的杆影，用卷尺测量影子的长度，并绘图记录。
③对比夏至日与冬至日正午12点的杆影的长度。
（1）【观测结果】
在冬至日的金华，一天中旗杆杆顶影子所留下的轨迹最有可能的是图中的 。
（2）图甲中A和B 是同学们记录的夏至日和冬至日正午12点的测绘情况，则夏至日记录的应该是 (选填“图A”或“图B”) 。
（3）【原理应用】
金华地区的居民在购买房子的时候，为了保证后排房屋中午时间的采光，必须考虑前、后楼南北方向上的楼间距(如图乙)，最好选择一年中在哪一天去观察房子的阳光是否被遮挡比较合适，请说明理由 。
（4）【拓展延伸】
建造居民楼时，为了保证后排居民楼的采光，必须考虑前后楼在南北方向上的纬度差异。按上述理论设计，已知金华市的纬度为北纬29°，而哈尔滨市的纬度为北纬45°，相同高度的房子，哈尔滨的楼间距应 (填“大于”、 “等于”或“小于”)金华的楼间距。
15．（2025七上·上虞期末）某班级工程实践小组的同学制作日地月三球运动演示模型。
（1）确定标准。下列因素中，确定标准时不需要考虑的有 。
A．天体运动周期的比例 B．天体间距离的比例
C．模型材料的颜色 D．模型的大小
（2）设计方案。
图甲是常见的摩擦型带传动方式，若在传动轮定位轴上安装大小不同的球代表太阳、地球及月球，模拟日地月的相对运动。
①大轮和小轮的周长之比应为 。
②图甲大轮定位轴上安装的球模拟太阳，小轮定位轴上安装的球模拟地球。
（3）实施方案。
（4）检验作品。
①演示绕日公转：如图乙所示，转动手柄，自上往下观察时，使球B绕球A以 （选填“顺时针”“逆时针”）方向转动。
②演示日食：小球C运动至 （选填“a”“b”“c”或“d”）位置来模拟日食。
（5）改进完善。
（6）发布成果。
16．（2025七上·临海期末）2024年11月4日，神舟十八号返回舱在东风着陆场着陆，标志着神舟十八号载人飞行任务取得圆满成功。请回答：
（1）11月3日16时12分，神舟十八号载人飞船与空间站组合体成功分离，如图甲。以空间站为参照物，神舟十八号是 (填“运动”或“静止”)的。
（2）11月4日，北京 (东八区，如图乙)时间01时02分，多人拍摄到返回的神舟十八号途径新疆上空的壮丽画面，并进行了直播，位于日本东京(东九区)的市民也观看了直播，此时他显示的时间为 。
（3）图丙为地球公转示意图，飞船着陆这天，地球位于图中的 (填序号)。
（4）图丁中①②③处为中国的三个航天发射场，其中最早迎来黎明的发射场是 。
17．（2025七上·黄岩期末）路面电网检修的时候，太阳能交通信号灯经常会来“指挥”交通。细心的同学们发现太阳能电池板可以改变朝向和倾斜角度。
（1）太阳能收集板将太阳能转化为 能。
（2）为最大限度地接受阳光，根据黄岩的地理位置，应将太阳能电池板的正面朝 （选填“东”、“南”、“西”或“北”）。
（3）查阅资料可知，当太阳能电池板的倾斜角度α与正午太阳高度H之和等于90°时（如图），太阳能的利用率最高。为了获得更大的太阳能利用率，冬天太阳能电池板的倾斜角度（填“大于”、“小于”或“等于”）夏天。
18．（2025七上·上虞期末）“数九”是我国古代民间一种计算寒天的方法，从冬至日算起，每九天算“一九”。民间有描画九九消寒的习俗，每过一天，就用墨笔晕染一瓣梅花，如图甲是九九消寒图，图中每朵梅花各有九瓣花瓣。图乙是太阳直射点移动路线图。
（1）当九九消寒图晕染第一瓣梅花时，阳光直射在 。（填“北半球”或“南半球”）
（2）当九九消寒图晕染最后一瓣梅花时，太阳直射点位置在 之间。（填图乙中的字母）
19．（2025七上·苍南期末）河南登封告城镇的观星台(如图甲)是中国现存最早的古天文台，由梯台体建筑和底部石圭组成。不同季节正午梯台体“横梁”的影子正好落在圭面上(如图乙)。观星台顶放置有天文观测仪器——仰仪(如图丙)。它的主体是一个铜质半球面，球面上方放置一中央带孔的璇玑板。将璇玑板正对太阳，就会在半球面上呈现出一个太阳的像。
（1）为使正午影子正好落在圭面上，石圭应从台身底部向 (填“南”或“北”)方向延伸。
（2）经过观测可以得到一年中 (填节气名称)正午“横梁”影子距台身底部最近。
（3）仰仪成像即小孔成像，其原理是 。
（4）借助仰仪对日食进行观察时，若在半球铜面上观察到像如图丁，则日食实际形状为 。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
