第二节 地球公转的意义
第1课时 太阳直射点的回归运动 正午太阳高度角的变化
课程标准
素养目标
任务设定
结合实例，说明地球公转运动的地理意义
1.通过模拟演示，了解地球公转的特征。(地理实践力)2.理解黄赤交角和太阳直射点的移动规律。(综合思维)3.结合二分二至日太阳照射地球示意图，理解正午太阳高度的空间和时间分布规律。(综合思维)4.能够运用地球公转和太阳直射点的移动规律解释生活中的一些现象。(人地协调观)
1.什么是地球的公转？地球公转的方向、周期和速度各有何特点？2.什么是黄赤交角？黄赤交角的存在对太阳直射点有何影响？3.太阳直射点的移动有何规律？4.正午太阳高度角变化的原因是什么？5.正午太阳高度角的变化规律是什么？
一、地球公转的特征
1．定义：地球绕太阳运行。
2．特征
(1)方向：自西向东，箭头表示地球公转方向。
(2)轨道：接近正圆的椭圆，太阳位于其中的一个焦点上。
(3)周期：365日6时9分10秒，称为1恒星年。
(4)速度
公转位置
时间
公转特征
近日点
1月初
速度较快
远日点
7月初
速度较慢
[图表点拨] 教材第7页图1?2?2，该图展示出：
(1)地球自西向东围绕太阳逆时针公转；(2)地球公转轨道为接近正圆的椭圆，太阳位于其中的一个焦点上；(3)随着地球公转，日地距离不断变化，在近日点距太阳14
710万km，远日点距太阳15
210万km。
[微思考] 北半球夏半年的天数是186天，冬半年的天数是179天。造成这种天数差异的原因是什么？
提示：北半球夏半年，地球运动至离太阳较远的位置，地球公转速度较慢，天数较长；北半球冬半年，地球运动至离太阳较近的位置，地球公转速度较快，天数较短。
二、太阳直射点的回归运动
1．黄赤交角
(1)概念：黄道平面与赤道平面的夹角。
(2)图示：黄赤交角(如下图)。
(3)影响：太阳直射点在南、北回归线之间往返移动。
[特别提醒] 黄赤交角的大小决定了太阳直射点的移动范围；决定了太阳直射点移动的最北界和最南界，即南北回归线；决定了南北回归线、南北极圈的度数。具体如下所示：
(1)黄赤交角度数＝回归线的度数
(2)黄赤交角度数＋极圈度数＝90°
(3)黄赤交角度数＝晨昏线与地轴的最大夹角
2．太阳直射点的回归运动
(1)移动轨迹
(2)周期：365日5时48分46秒，叫作1回归年。
[图表点拨] 教材第8页图1?2?4，该图展示出：
(1)地球的公转方向与地球的自转方向一致，为逆时针；(2)二分二至日的位置和时间；地轴北端倾向太阳(或地轴南端偏离太阳)为夏至日，日期是6月22日前后；反之为冬至日，日期是12月22日前后。根据地球的公转方向和冬至日或夏至日的位置可以确定出春、秋分日的位置，春分日为3月21日前后，秋分日为9月23日前后；(3)二分二至日太阳直射点的位置：夏至日直射在北半球(北回归线)，冬至日直射在南半球(南回归线)，春、秋分日直射在赤道。
判断下列说法的正误。
1．回归年是地球公转的真正周期。
( )
2．春分日和秋分日时黄赤交角为0。
( )
3．国庆节之后太阳直射点位于北半球但开始向南移动。
( )
4．黄赤交角度数变大会使温带的范围变大。
( )
提示：1.× 恒星年是地球公转的真正周期。
2．× 地球公转时，地轴的空间指向保持不变，因此黄赤交角的大小不因季节变化而变化。
3．× 国庆节位于秋分日和冬至日之间，此时太阳直射点位于南半球并向南移动。
4．× 黄赤交角度数变大时，热带和寒带范围变大，温带范围变小。
三、正午太阳高度角的变化
1．概念
(1)太阳高度角：太阳光线与地平面之间的夹角。
(2)正午太阳高度：一天中太阳高度最大值出现在正午。
2．变化原因：黄赤交角的存在、太阳直射点的南北移动。
3．变化规律
(1)纬度分布
同一时刻，各地正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
春、秋分日
由赤道向南北两侧递减
夏至日
由北回归线向南北两侧递减
冬至日
由南回归线向南北两侧递减
(2)季节变化
节气
最大值地区
最小值地区
夏至
北回归线及其以北地区
南半球的各纬度地区
冬至
南回归线及其以南地区
北半球的各纬度地区
春分、秋分
赤道
极点
[特别提醒] 太阳高度与正午太阳高度不同。太阳高度是太阳光线与地面所成的夹角，在一天当中是不断变化的。在晨昏线上的各地太阳高度为0°，昼半球上的各地太阳高度大于0°，夜半球上的各地太阳高度小于0°。太阳高度最大值为90°；正午太阳高度是一日内最大的太阳高度，即当地地方时12时的太阳高度。
太阳高度的日变化是由地球自转运动产生的，而正午太阳高度的年变化是由地球公转运动产生的。
将二分二至日及其对应的正午太阳高度分布规律连线。
黄赤交角及其影响
美国《自然》杂志发表了康斯坦丁·巴特金的一项研究报告，该报告指出：在地球形成初期，一颗偏离正轨的年轻恒星接近太阳，这颗恒星牵引正在形成之中的地球，最终使地球轨道与太阳轨道之间形成一个倾斜角。这个倾斜角就是黄赤交角，它影响太阳直射的范围，对地球的自然地理环境产生了巨大的影响。
问题1 (地理实践力)在下图中标出黄道平面、赤道平面和黄赤交角的数值，用■标注具有太阳直射现象的范围。
提示：
问题2 (地理实践力)在下图中画出太阳直射点回归运动的曲线图。
提示：
问题3 (综合思维)若黄赤交角变为24.5°，太阳直射点的范围将会如何变化？
提示：太阳直射点在24.5°N～24.5°S之间移动，太阳直射的范围将变大。
1．黄赤交角的特点
黄赤交角的特点可以概括为“一轴、两面、三角度”和“三个基本不变”。其含义如下：
含义
一轴两面三角度
一轴
地轴(自转轴，与赤道平面垂直)
黄道平面
地球公转的轨道平面
赤道平面
地球自转的平面，与地轴垂直
黄赤交角
黄道平面与赤道平面的夹角，为23°26′
地轴与黄道平面夹角
与黄赤交角互余，为66°34′
地轴与赤道平面夹角
90°
三个基本不变
地轴指向
地球在公转过程中，地轴的空间指向基本不变，地轴始终指向北极星附近
黄赤交角大小
黄赤交角的大小基本不变，目前保持为23°26′
运动方向
地球运动的方向不变，总是自西向东
2.黄赤交角的影响
引起太阳直射点在南、北回归线之间的周期性往返运动，其运动周期为365日5时48分46秒，叫作1回归年。太阳直射点的位置和季节移动可用以下图表来表示：
位置
移动规律
3月21日至6月22日
北半球
向北移动
6月22日至9月23日
向南移动
9月23日至12月22日
南半球
12月22日至次年3月21日
向北移动
3.黄赤交角变化带来的具体影响
影响的方面
黄赤交角变大(小)
太阳直射范围
扩大(缩小)
极昼和极夜现象范围
扩大(缩小)
五带的范围
热带和寒带的范围扩大(缩小)，温带的范围缩小(扩大)
1．下图中，XOY为地轴，MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′T′为极圈。读图，回答(1)～(3)题。
(1)目前黄赤交角在图上是( )
A．∠XOF
B．∠TOF
C．∠FON
D．∠TON
(2)若黄赤交角增大，图中哪些度数将增大( )
A．∠XON
B．EF的纬度
C．ST的纬度
D．∠XOF
(3)若此图为北半球夏至日，则太阳光线与图中哪条线平行( )
A．MN
B．EF
C．E′F
D．ST
(1)C (2)B (3)C [第(1)题，图中MN所在的平面为赤道平面，E′F所在的平面为黄道平面，所以∠MOE′或∠FON为黄赤交角。第(2)题，若黄赤交角增大，则南、北回归线的度数增大，即图中EF或E′F′的度数将增大。第(3)题，若此图为北半球夏至日，则太阳光线应与ST′(晨昏线)所在平面垂直，太阳直射北回归线，故直射光线还应经过地心，即太阳光线与图中E′F平行。]
正午太阳高度角的变化
在我国，无论是城市还是农村，使用太阳能热水器的家庭越来越多。某太阳能热水器厂家宣传自己的太阳能热水器设计的是黄金角度，安装后可以大大提高太阳能的利用率。小明的父母听了广告宣传便购买了一台，小明却说这个太阳能热水器厂家广告有夸大宣传的嫌疑。
问题1 (综合思维)小明的说法有道理吗？为保证太阳能的利用率，影响太阳能安装角度的主要因素是什么？
提示：有道理。正午太阳高度是影响太阳能利用的重要因素。正午太阳高度是有纬度和季节变化的，太阳能安装角度主要受季节与纬度等因素的影响。
问题2 (综合思维)为了更好地利用太阳能，北京与上海的太阳能热水器在安装中，哪个城市集热板地面的倾角应该更大一点，为什么？
提示：北京。因为北京纬度高，正午太阳高度角比上海小。
问题3 (综合思维)你能说出北京正午太阳高度的年变化规律吗？
提示：北京位于北回归线以北，其正午太阳高度夏至日最大，冬至日最小，从夏至日到冬至日递减，从冬至日到夏至日递增。
1．正午太阳高度的变化
(1)正午太阳高度的纬度变化规律
同一纬度，正午太阳高度相同。同一时刻从太阳直射纬度向南北两侧递减，具体如下图所示：
(2)正午太阳高度的季节变化规律
同一地点，正午太阳高度的大小随季节变化而变化。如下图所示：
2．正午太阳高度的计算
某地正午太阳高度H的大小，可用下面的公式来计算：H＝90°－|φ±δ|(同半球减，异半球加)。其中φ为当地地理纬度，δ为直射点的纬度。|φ±δ|为某地纬度与直射点纬度的差值。
3．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
在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
(3)判断日影长短及方向
正午太阳高度越大，影子越短，正午太阳高度越小，影子越长。一天中日影的变化规律是日出最长正午最短日落最长，且日影方向与太阳方向相反。
(4)计算楼间距
一般来说，纬度较低的地区，楼间距较近；纬度较高的地区，楼间距较远。解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度，并计算影长。以我国为例(见下图)，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·cot
H。
(5)计算热水器安装角度
应使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直。其倾角和正午太阳高度角的关系为α＋h＝90°(如下图)。
不同地区正午太阳方位
地区
正午太阳方位
北回归线以北地区
全年在正南方
北回归线上
夏至日在上中天，其他时间在正南方
南北回归线之间
太阳直射时，在上中天；直射点位于当地以北，在正北方；直射点位于当地以南，在正南方
南回归线上
冬至日在上中天，其他时间在正北方
南回归线以南地区
全年在正北方
2．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90°－H，如下图所示。读图，回答(1)～(2)题。
(1)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
(2)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
(1)D (2)A [第(1)题，根据图中信息可知，郑州一年中集热板和地面夹角最大的月份是该地正午太阳高度角最小的月份，即冬至日前后。第(2)题，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该天正午太阳高度角最小，即纬度最高的地区，结合选项可知，哈尔滨纬度最高。]
地理实践力——城市规划中的日照问题
随着经济建设的不断深入，我国的城市建设也得到了空前的发展。光照是城市建设在任何时期都必须考虑的一个重要因素。尤其是在城市大型小区的规划方面，建筑的采光更是影响到居民的日常生活。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。以我国为例(见下图)，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为：L＝h·cot
H。
城市住宅小区规划时，对采光条件有明确的规定。下表反映了我国部分城市住宅地日照间距要求(表中H为住宅楼高度，适用于住宅呈南北朝向的平原地区)。据此回答(1)～(3)题。
城市
冬至日正午太阳高度
日照间距
甲
24°45′
2.02H
乙
40°28′
1.18H
丙
35°21′
1.41H
丁
26°36′
1.86H
(1)在我国多数城市的居住建筑日照标准中，都以冬至日作为标准日，原因是( )
A．冬至日气温低
B．冬至日降水多
C．冬至日白昼时间最短
D．冬至日正午太阳高度最小
(2)位于北纬30°的杭州某住宅小区在规划建设两幢楼高均为30
m的住宅时，其楼间距应不小于(tan35°≈0.7，tan45°＝1，tan
60°≈1.732)( )
A．35
m
B．40
m
C．50
m
D．55
m
(3)根据表中信息可判断，四地中纬度最高的是( )
A．甲
B．乙
C．丙
D．丁
(1)D (2)B (3)A [第(1)题，我国绝大多数地区位于北回归线以北，每年冬至日这天，正午太阳高度角最小，楼房的影子达一年中最长，因而以冬至日作为标准日。第(2)题，冬至日时，杭州的正午太阳高度H＝90°－(30°＋23°26′)＝36°34′，楼间距＝H/tan36°34′，可以计算出楼间距应不小于40
m。第(3)题，表中四地中，甲地冬至日正午太阳高度最小，因此纬度最高。]
本题组通过城市住宅小区规划时对采光条件的要求，考查了正午太阳高度变化规律的实际应用，体现了地理学科的地理实践力。
课
堂
小
结
课
堂
速
记
1.地球公转方向为自西向东，周期为365日6时9分10秒，称为1恒星年。2.1月初，地球位于近日点附近，公转速度较快；7月初，地球位于远日点附近，公转速度较慢。3.黄赤交角是23°26′，它的存在使太阳直射点在南、北回归线之间往返移动，运动周期为365日5时48分46秒，叫作1回归年。4.同一时刻，各地正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。5.同一地点，正午太阳高度随季节作有规律的变化。夏至日时，北回归线及其以北地区正午太阳高度达到一年中的最大值；南半球的各纬度地区达到一年中的最小值。
题组1 地球的公转
下图是地球公转的轨道示意图，图中甲、乙、丙、丁四点将轨道均匀分成四等份。读图，回答1～2题。
1．地球在公转轨道上运动所用时间最少的一段是( )
A．甲→乙
B．乙→丙
C．丙→丁
D．丁→甲
2．每年的11月11日被称为“光棍节”，这一天也是网购最集中的日子。此时地球在公转轨道的位置距甲、乙、丙、丁四点最近的是( )
A．甲点
B．乙点
C．丙点
D．丁点
1．A 2.A [第1题，从图中看出P点表示地球在近日点附近。甲、乙、丙、丁四点将地球公转的轨道均匀分成四等份，根据图中太阳的位置可以判定甲→乙段地球经过近日点，公转速度最快，用时最少。第2题，11月11日在秋分日后大约一个半月，故地球在公转轨道的位置距甲点最近。]
题组2 太阳直射点的回归运动
读甲、乙两图，回答3～4题。
甲 乙
3．下列有关甲、乙两图中时间对应正确的是( )
A．①—c
B．②—b
C．③—a
D．④—b
4．太阳直射点从a→b→c→d运动的周期是( )
A．365日5时48分46秒
B．365日6时9分10秒
C．23时56分4秒
D．29.53天
3．B 4.A [第3题，由图中可以看出A点地轴往右倾斜，应为夏至日，即6月22日前后；根据地球公转方向，可依次推出B、C、D分别是秋分日、冬至日、春分日，②和b都表示从夏至日到秋分日这段时间。第4题，太阳直射点回归运动的周期为一回归年，即365日5时48分46秒。]
题组3 正午太阳高度角的变化
中国某些汉字中蕴含着丰富的地理知识。如“间”字可解读为“门里有日午间到”，午间即正午。读图，回答5～6题。
5．在我国北方，图示房屋门的朝向是( )
A．东
B．南
C．西
D．北
6．在我国北方，一年中屋内正午阳光照射面积达到最大时的日期出现在( )
A．3月
B．6月
C．9月
D．12月
5．B 6.D [第5题，材料表明该地为我国北方，位于北回归线以北地区，则正午太阳在正南方，房门应该朝向正南。第6题，正午太阳高度在不同日期是不同的，射入门内的光照面积也不同，夏至日，正午太阳高度达到了一年中的最大值，太阳高度最大，射入门内的光照面积最小。冬至日，正午太阳高度达到了一年中的最小值，射入门内的光照面积最大。12月份，是我国北方正午太阳高度角最小的月份，因此，屋内正午阳光照射面积在一年中最大。]
(教师用书独具)
教材P9活动
提示：1.先在图中找准二分二至日太阳直射点，再将5个点连成平滑的曲线。
2．元旦(1月1日)，此时太阳直射点位于南半球，并向北移动。
3．由图可知，春分到夏至，直射点在北半球，由赤道向北移动至北回归线；夏至到秋分，直射点在北半球，由北回归线向南移动到赤道；秋分到冬至，直射点在南半球，由赤道移动到南回归线；冬至到第二年春分，直射点在南半球，由南回归线向北移动至赤道。一年中太阳直射点往返于赤道—北回归线—赤道—南回归线—赤道之间。
教材P10活动
提示：物体的影长与正午太阳高度角大小呈负相关。当地夏至日时太阳直射点在北回归线，距离该地最近，正午太阳高度最大；冬至日时太阳直射点在南回归线，距离该地最远，正午太阳高度最小。
15课后素养落实(三)
(建议用时：20分钟)
[合格过关练]
世界女排联赛总决赛于2019年7月3日至7月7日在南京奥体中心举行，下图示意地球公转轨道位置。读图，完成1～2题。
1．本次世界女排联赛总决赛期间，地球在公转轨道上的位置接近图中的( )
A．①
B．②
C．③
D．④
2．7月7日在南京奥体中心争夺本届世界女排联赛总决赛冠军，关于该日太阳直射点所在半球、移动方向和地球公转速度的描述正确的是( )
A．北半球 北移 较快
B．南半球 北移 较快
C．北半球 南移 较慢
D．南半球 南移 较慢
1．B 2.C [第1题，7月3日至7月7日，地球位于夏至日(远日点)附近，为图中②附近。第2题，7月7日，太阳直射点位于北半球且向南移，地球公转速度较慢。]
下图是黄赤交角和太阳光照射地球示意图。读图，回答3～4题。
3．关于黄赤交角的叙述，正确的是( )
①图中角α是黄赤交角 ②图中角β是黄赤交角 ③黄赤交角目前度数为23°26′ ④黄赤交角目前度数为66°34′
A．①②
B．②③
C．①③
D．③④
4．此时北半球正值( )
A．春分
B．夏至
C．秋分
D．冬至
3．B 4.B [第3题，黄赤交角指的是黄道平面和赤道平面的夹角，目前的度数是23°26′。第4题，当太阳直射点位于北回归线时，正值北半球夏至。]
读太阳直射点回归运动图，完成5～6题。
5．若图中①为北半球春分日，则秋分日为( )
A．②
B．③
C．④
D．⑤
6．从5月1日到10月1日，太阳直射点的移动方向是( )
A．先向南再向北
B．一直向北
C．一直向南
D．先向北再向南
5．B 6.D [第5题，若图中①为北半球春分日，根据太阳直射点回归运动规律可知，②为夏至日，③为秋分日，④为冬至日，⑤为春分日。第6题，结合所学知识可知，从5月1日到夏至日(6月22日前后)，太阳直射点位于北半球并向北移动；夏至日(6月22日前后)至10月1日，太阳直射点向南移动。所以从5月1日到10月1日，太阳直射点的移动方向是先向北再向南。]
下图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。读图，回答7～8题。
7．四地按地球自转线速度由大到小排列，依次是( )
A．甲、乙、丙、丁
B．乙、丙、丁、甲
C．丙、丁、甲、乙
D．丁、甲、乙、丙
8．四地自北向南排列，依次是( )
A．甲、乙、丙、丁
B．甲、丙、丁、乙
C．丁、乙、丙、甲
D．甲、丙、乙、丁
7．B 8.D [第7题，丙地6月22日正午太阳高度达90°，应位于北回归线上；乙地12月22日正午太阳高度接近90°，且6月22日的正午太阳高度也较大，故其位于南回归线以北不远处，比丙更靠近赤道；甲地6月22日正午太阳高度在52°左右，12月22日正午太阳高度在6°左右，且为四地中最小，可判断甲地位于北回归线以北；丁地12月22日正午太阳高度在62°左右，6月22日正午太阳高度为四地中最小，可判断丁地位于南回归线以南，丁地12月22日太阳高度比甲地6月22日太阳高度大，说明丁地比甲地更接近回归线，纬度比甲地低。四地纬度由低到高依次为乙、丙、丁、甲，所以四地按地球自转线速度由大到小排列依次为乙、丙、丁、甲。第8题，结合两个日期正午太阳高度的大小和上题的分析可知，甲位于北回归线以北较远处，丙位于北回归线上，乙位于南回归线以北不远处，丁位于南回归线以南，故四地自北向南依次为甲、丙、乙、丁。]
[素养培优练]
9．根据材料，完成下列问题。
材料 为改善农村生活条件，山东省济南地区推行了“阳光工程”，即在农村推广使用太阳能热水器。山东一个农村中学(约36°N)地理学习小组的同学对学校附近村庄的太阳能安装使用情况进行了走访调查，发现太阳能支架是固定的，长度不可调节，于是他们提出了整改方案，将支架改造成可调节的活动支架，如下图。
(1)一年中该地太阳能支架最短的日期是哪一天，为什么？
(2)为了充分利用太阳能，集热板与地面夹角的调节幅度是多少？
[解析] 第(1)题，太阳能支架最短，即集热板与地面夹角最小，正午太阳高度最大。第(2)题，该地夏至日集热板与地面夹角最小，冬至日最大。大小幅度为一年中正午太阳高度的变化幅度。
[答案] (1)6月22日(夏至日)。因为6月22日该地正午太阳高度最大，因此必须调整支架为最短，才能使集热板与太阳光线垂直。
(2)12.5°～59.5°(47°)。
1课后素养落实(四)
(建议用时：20分钟)
[合格过关练]
下表为三地连续两日日出与日落时刻(北京时间)。据此回答1～2题。
时间地点
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
1.三地按纬度由高到低排列正确的是( )
A．①②③
B．①③②
C．②①③
D．③②①
2．若③地为北京，则此时( )
A．太阳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
1．B 2.C [从表中数据可以看出，①地昼长大于12小时，且昼逐渐变长(当日为14小时，次日为14小时04分)；②地昼长小于12小时，且昼逐渐变短(当日为11小时22分，次日为11小时20分)；③地昼长大于12小时，且昼逐渐变长(当日为13小时08分，次日为13小时10分)。第1题，①③两地均昼长夜短，所以在太阳直射的半球，①地纬度高于③地(纬度越高，昼越长)，②地与①③两地虽不在同一个半球，但是昼长最接近12小时，所以纬度最低，因此三地纬度由高到低为①③②。第2题，③地昼长夜短，且昼逐渐变长，如果③地为北京，则太阳直射北半球，直射点继续向北移动；地球越来越接近远日点，公转速度逐渐变慢；北极圈内极昼范围逐渐扩大；除赤道地区外，全球各地昼夜长短相差逐渐变大。]
读图，回答3～4题。
3．图中C点的昼长约为( )
A．24小时
B．12小时
C．20小时
D．10小时
4．图中所示日期，下列各地白昼最长的是( )
A．太原
B．长春
C．南昌
D．昆明
3．C 4.B [第3题，由图中的信息可知，图中C点所在的纬线上昼弧与夜弧的比例约是5∶1，昼夜之和是24小时，所以其昼长约是20小时。第4题，图中所示日期为夏至日，夏至日时，太阳直射北回归线，北回归线及其以北地区白昼时间达到一年中最大值，且位置越往北，白昼时间越长。]
下图为某地昼长年内变化曲线图。读图，完成5～6题。
5．该地的纬度是( )
A．90°N
B．66°34′N
C．90°S
D．66°34′S
6．下列关于地球上昼夜现象的说法正确的是( )
A．夏至日，地球上昼半球大于夜半球
B．冬至日，极圈以内全部是极昼
C．纬度越低，昼夜长短变化幅度越小
D．越靠近直射点，白昼时间越长
5．D 6.C [第5题，由图可知，该地12月22日出现极昼现象，6月22日出现极夜现象，故该地为66°34′S。第6题，地球上昼半球始终等于夜半球，A错；冬至日，北极圈以内全部为极夜，南极圈以内全部为极昼，B错；纬度越低，昼夜长短变化幅度越小，C对；越靠近直射点，白昼时间不一定越长，D错。]
读五带分布图，完成7～8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
8．假设黄赤交角变为30°，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
7．B 8.A [第7题，热带地区终年正午太阳高度大，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小，气温低，全年皆冬，四季变化不明显；低纬度(0°～30°)地区有热带分布，全年皆夏；只有位于中纬度地区的南、北温带，一年中正午太阳高度和昼夜长短变化大，气温变化大，因而季节更替最明显。第8题，黄赤交角的大小对五带的划分影响很大。如果热带
的纬度范围变为从赤道到南、北纬30°，那么寒带的纬度范围为从南、北纬60°到南、北纬90°。由此可知黄赤交角变大，热带、寒带范围变大，温带范围变小。]
[素养培优练]
右图是一位驴友在别德马(40°30′S，64°W)拍摄的日出景观图片，据此完成9～10题。
9．图片拍摄日期最有可能是( )
A．1月1日
B．4月1日
C．7月1日
D．10月1日
10．这一天，北京的昼长大约是( )
A．10小时
B．11小时
C．13小时
D．14小时
9．C 10.D [第9题，北京时间是120°E的地方时，别德马在64°W，由此可知，日出时间约为当地7时，此时别德马昼短夜长，太阳直射北半球，再结合选项最有可能是C。第10题，由上题可知，别德马的昼长约为10小时，因为同一日期，南北纬度数相同的两地昼长之和等于24小时，所以此时北京昼长大约是14小时。]
11．下图为地球某日太阳光照示意图，图中阴影部分为黑夜，其他地区为白昼。读图，回答下列问题。
(1)该日太阳直射点的纬度是________，出现极夜的纬度范围大致是________。
(2)此时，90°E的区时是________月________日________时，北京时间是________时。
(3)此时，赤道与晨昏线交点的经度分别为( )
A．45°E、135°W
B．135°E、45°W
C．60°E、120°W
D．0°、180°
(4)此日，会出现的地理现象是( )
A．黄赤交角略微变小
B．东京白昼时间比悉尼长
C．上海的日出时间比北京晚
D．上海的正午太阳高度达到一年中最小值
E．地球自转线速度从北回归线向南、北两侧递减
[解析] 图中北极圈及其以北地区为极夜，可知太阳直射23°26′S，90°E。晨昏线与赤道的交点分别为6时和18时，经度分别为0°和180°，北京时间(120°E的地方时)为14时。此日为冬至日，北半球地区昼最短，夜最长，且纬度越高，昼越短，夜越长。北半球各地正午太阳高度达到一年中最小值。
[答案] (1)23°26′S(或南回归线) 66°34′N～90°N(或北极圈及其以北地区) (2)12 22 12 14 (3)D (4)D
3第2课时 昼夜长短的变化 五带与四季的形成
课程标准
素养目标
任务设定
结合实例，说明地球公转运动的地理意义
1.结合太阳直射点的移动规律和太阳光照示意图，理解昼夜长短的产生原因和变化规律。(综合思维)2.结合太阳直射点的移动，理解四季的形成和划分以及五带的划分。(综合思维)3.能够运用昼夜长短、季节变化等知识分析解决现实中的地理问题。(人地协调观)
1.昼弧、夜弧的长度与昼夜长短有何关系？2.赤道上昼夜长短有何变化规律？3.北半球的昼夜长短在一年中是如何变化的？南半球呢？4.地球上的五带是如何划分的？各有何特点？5.地球上四季变化的原因是什么？北温带气候上的四季是如何划分的？
一、昼夜长短的变化
1．昼夜长短的产生
(1)昼弧与夜弧：昼弧是纬线圈位于昼半球的部分，夜弧是纬线圈位于夜半球的部分。
(2)昼、夜弧与昼夜长短的关系
①昼长夜短：昼弧长于夜弧(如图中b纬线)。
②昼短夜长：昼弧短于夜弧(如图中a纬线)。
③昼夜等长：昼弧等于夜弧(如图中c纬线)。
2．变化规律
(1)赤道上：终年昼夜等长。
(2)春分日和秋分日：全球昼夜等长。
(3)北半球
时间
昼夜长短
分布规律
特殊节气
夏半年(春分日至秋分日)
昼长夜短
纬度越高，昼越长，北极附近出现极昼现象
夏至日时，北半球各地昼长达一年中最大值，极昼范围也达最大
冬半年(秋分日至次年春分日)
昼短夜长
纬度越高，昼越短，北极附近出现极夜现象
冬至日时，北半球各地夜长达一年中最大值，极夜范围也达最大
(4)南半球情况与北半球相反。
[图表点拨] 教材第11页图1?2?8，该图展示出：晨昏圈将地球上的纬线圈分成昼弧和夜弧两部分。昼弧和夜弧的长度，反映该纬度地区昼夜的长短。同一条纬线上，具有相同的昼弧和夜弧，因此同一条纬线昼夜长短相同，且昼夜长短的变化一样。
[名师点拨] 昼夜长短状况与太阳直射点所在半球有关；昼夜长短的变化取决于太阳直射点的移动。
判断下列说法的正误。
1．太阳直射的纬线上一定昼长夜短。
( )
2．太阳直射某地，该地一定昼最长、夜最短。
( )
3．上海与哈尔滨相比，哈尔滨一年中昼长差距较大。
( )
提示：1.× 赤道上终年昼夜等长，除赤道外，太阳直射的纬线上昼长夜短。
2．× 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。
3．√ 哈尔滨纬度比上海高，夏至日昼长比上海长，而冬至日昼长比上海短，所以与上海相比哈尔滨昼长差距较大。
二、五带与四季的形成
1．五带的形成
(1)成因：地球表面不同纬度地区接受的太阳辐射能量不同。
(2)划分
[名师点拨] 黄赤交角与五带范围的关系
若黄赤交角变化，太阳直射点移动的范围会发生变化，则回归线和极圈的度数会发生变化，从而导致热带、温带、寒带的范围发生变化，如下表所示：
黄赤交角变化
增大
减小
五带范围变化
热带
扩大
减小
温带
减小
扩大
寒带
扩大
减小
2．四季的形成
(1)产生原因：昼夜长短和正午太阳高度的变化。
(2)季节变化的纬度差异
①四季变化明显的是温带地区。
②全年气温较高，四季更替不明显的是热带地区。
③全年气温较低，四季更替不明显的是寒带地区。
3．四季的划分
(1)天文意义上的四季：把一年中太阳高度最大、白昼最长的季节定为夏季，与之相反的为冬季。
(2)我国传统四季：以立春、立夏、立秋、立冬分别作为四季的开始。
(3)欧美传统四季：以春分、夏至、秋分、冬至分别作为四季的开始。
(4)北温带气候四季：3、4、5月为春季；6、7、8月为夏季；9、10、11月为秋季；12、1、2月为冬季。
[微思考] 李白名句“谁挥鞭策驱四运，万物兴歇皆自然。”中，“四运”指的是什么？“谁”指的是什么？
提示：“四运”是指春、夏、秋、冬四季的变化；“谁”指地球公转运动。
昼夜长短的变化
下面两幅表格为某县一中学生作息时间表(节选)。
某县一中学生作息时间表(夏季节选)
时间
内容
备注
7：20～7：40
起床
7：40～8：00
早操
某县一中学生作息时间表(冬季节选)
时间
内容
备注
7：40～8：00
起床
8：00～8：20
早操
问题1 (地理实践力)夏季作息时间为什么比冬季作息时间提前？
提示：夏季白昼时间比冬季长，日出早。
问题2 (综合思维)九月份新学期开学至立冬节气期间，白天和黑夜分别有什么变化？
提示：白天越来越短，黑夜越来越长。
1．昼夜长短状况——看“位置”
太阳直射点的位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球，哪个半球昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。如下图所示：
2．昼夜长短变化——看“移动”
太阳直射点的移动方向决定昼夜长短的变化趋势，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：
3．全球日出、日落方位
太阳直射点位置
非极昼、极夜地区
极昼地区(极点除外)
北半球
东北日出、西北日落
正北日出、正北日落
赤道
正东日出、正西日落
南半球
东南日出、西南日落
正南日出、正南日落
4.昼夜长短的计算方法
(1)根据昼弧或夜弧的长度进行计算
昼(夜)长时数＝昼(夜)弧度数/15°
(2)根据日出或日落时间进行计算
地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份，如下图所示：
昼长时数＝(12－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2
夜长时数＝(日出时间－0)×2＝(24－日落时间)×2
(注意：以上两个计算公式的日出时间、日落时间均为地方时。另外，昼长时数＝日落时间－日出时间，此公式中的日出时间、日落时间统一标准即可。)
(3)根据分布特点进行计算
①同纬度各地的昼长相等，夜长相等。
②南北半球纬度数相同的地区昼夜长短对称分布，即同一日期，北半球各地的昼长(夜长)与南半球同纬度数的夜长(昼长)相等。例如：40°N的昼长等于40°S的夜长。
1．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，回答(1)～(3)题。
白昼时间
甲地
5小时30分
乙地
9小时09分
丙地
11小时25分
丁地
13小时56分
(1)四地中属于南半球的是( )
A．甲地
B．乙地
C．丙地
D．丁地
(2)四地所处纬度按从高到低顺序排列的是( )
A．甲、乙、丙、丁
B．甲、乙、丁、丙
C．丙、丁、乙、甲
D．丁、丙、乙、甲
(3)此时四地正处在夏半年的是( )
A．甲
B．乙
C．丙
D．丁
(1)D (2)B (3)D [第(1)题，题干给出的时间是12月22日，此时太阳直射南回归线，南半球昼长夜短，从表中可看出，只有丁地与此相符。第(2)题，12月22日，纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大，即南半球昼越长、北半球昼越短的地点，其纬度越高，甲地昼长为5小时30分，与12小时差值为6小时30分；乙地昼长为9小时09分，与12小时差值为2小时51分；丙地昼长为11小时25分，与12小时差值为35分；丁地昼长为13小时56分，与12小时差值为1小时56分，故选B。第(3)题，夏半年昼长夜短，四地中只有丁地昼长于夜，故选D。]
五带与四季的形成
庄子在《知北游》里说：“天地有大美而不言，四时有明法而不仪，万物有成理而不说。”天地的大美、四时的序列、万物的荣枯，都是自然的伟力所致，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。
——摘自《中华遗产》2010年第12期
问题1 (综合思维)四季的成因是什么？
提示：四季的形成与正午太阳高度和昼夜长短的时间变化有关。
问题2 (区域认知)我国与欧美国家四季划分有什么不同？
提示：我国是以二十四节气中的“四立”为起点划分四季；欧美以二十四节气中的“二分二至日”为起点划分四季。
1．图示法理解四季和五带的形成
2．五带的划分和季节变化的纬度差异
3．不同的四季划分方法
中国的传统四季划分 欧美的传统四季划分
北温带一些国家采用与气候相结合的四季划分
2．下图为我国北京、广州、武汉、哈尔滨四个城市的季节分配示意图。据此完成(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)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的变化
(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项正确。第(2)题，低纬度地区由于接受太阳辐射较多，热量变化较小，故季节变化不明显；中纬度地区不同地区热量差异明显，季节性较强；高纬度地区接受太阳辐射较少，温度较低，季节变化不明显；季节更替取决于昼夜长短和正午太阳高度的变化。]
地理实践力——天安门广场的升旗时间
2019年恰逢中华人民共和国成立70周年，国庆节去北京旅游，必须打卡的旅游事件是去北京天安门看升国旗。
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，具体时间是由北京天文台的天文学家专门计算的。早晨，当太阳的上部边缘与天安门广场所见地平线相平时为升旗时间。日期不同，国旗的升降时间也有所差异。遇到阴天、雨天或雪天时，升旗和降旗的时间与前一天相同。
2020年10月1日，天安门广场升国旗时间是早上6时10分，降国旗时间是17时56分，据此完成(1)～(2)题。
(1)10月1日这天北京的昼长约是( )
A．12小时
B．11小时46分钟
C．10小时58分钟
D．11小时
(2)北京的日出、日落时间每天不同的原因是( )
A．地球自转
B．地球公转
C．昼夜交替
D．时差
(1)B (2)B [第(1)题，天安门广场升降国旗时间基本与日出、日落同步，由题干中升降国旗的时间可以确定出北京日出、日落时间，用日落时间减去日出时间，即当天昼长约11小时46分钟。第(2)题，日出、日落时间是与昼长直接相关的。由于地球的公转，北京的昼长是随季节有规律地变化的。]
本题组以天安门广场国旗的升降时间为切入点，考查了昼夜长短产生的原因及昼夜长短的计算，体现了地理学科的地理实践力。
课
堂
小
结
课
堂
速
记
1.昼弧和夜弧的长度，反映了该纬度地区昼夜的长短；昼弧占纬线圈总长度的比例越大，则昼越长。2.北半球夏半年，北半球各地昼长夜短，且纬度越高，昼越长，北极附近出现极昼现象；夏至日时，北半球各地昼长达一年中最大值，极昼范围也达最大；南半球相反。3.北半球冬半年，北半球各地昼短夜长，且纬度越高，昼越短，北极附近出现极夜现象；冬至日时，北半球各地夜长达一年中最大值，极夜范围也达最大；南半球相反。4.春秋分日，全球各地昼夜平分。5.根据不同纬度地区接受太阳辐射量的不同，将地球表面划分为热带、南北温带、南北寒带五个热量带。6.温带地区四季变化明显；热带地区全年气温较高，四季更替不明显；寒带地区全年气温较低，四季更替不明显。
题组1 昼夜长短的变化
某校地理兴趣小组的同学，将某一天三地的昼弧长短状况绘成示意图。读图，完成1～2题。
1．①②两地所在的半球是( )
A．①地在北半球，②地在南半球
B．①地在南半球，②地在北半球
C．①②两地同在北半球
D．①②两地同在南半球
2．北京、①②三地纬度高低关系排列正确的是( )
A．北京>①地>②地
B．②地>①地>北京
C．①地>②地＝北京
D．①地<②地＝北京
1．D 2.D [第1题，由图可知，北京昼弧大于180°，故此时为北半球的夏半年，北半球昼长夜短，南半球昼短夜长，故南半球昼弧小于180°，从而可判断①②两地同在南半球。第2题，根据南北半球的对称性可知，与北京纬度值相同的南半球的地点，其昼弧为140°，此时南半球昼越短，其纬度越高，故②地纬度高于①地，三地纬度高低关系为①地＜②地＝北京。]
下图为12月22日a、b、c、d四城市昼夜长短情况示意图，图中阴影部分为黑夜。读图，完成3～4题。
a b c d
3．a、b、c、d四城市中地球自转线速度最大的是( )
A．a
B．b
C．c
D．d
4．a、b、c、d四城市按由南向北的顺序排列，正确的是( )
A．acbd
B．acdb
C．cadb
D．dcab
3．A 4.C [第3题，赤道全年昼夜平分。读图可知，a城市在12月22日昼夜等长，表示赤道地区。赤道地区地球自转线速度最大。第4题，12月22日，南半球纬度越高，昼越长，北半球纬度越高，昼越短，所以四城市由南向北排列依次是cadb。]
题组2 五带与四季的形成
青岛地处约36°N，四季分明。读四季更替成因示意图，回答5～6题。
5．下列关于图中甲、乙含义的判断，正确的是( )
A．甲表示正午太阳高度的季节变化
B．甲表示昼夜长短的季节变化
C．乙表示昼夜长短的季节变化
D．乙表示太阳直射点的回归运动
6．青岛四季分明的原因是( )
①地处中纬度 ②正午太阳高度终年不变 ③昼夜长短季节变化较大 ④昼长和正午太阳高度同时达到最大值或最小值
A．①②④
B．①②③
C．②③④
D．①③④
5．C 6.D [第5题，图中表示地球公转的地理意义，因黄赤交角的存在，地球在公转过程中产生了太阳直射点的回归运动，而直射点的季节移动导致各地正午太阳高度和昼夜长短的变化，因此各地出现季节变化。第6题，中纬度地区昼夜长短与正午太阳高度一年中变化大，且两者数值变化一致，因此四季分明。]
(教师用书独具)
教材P12活动
提示：该活动旨在帮助学生进一步理解昼夜长短的分布规律，同时锻炼学生的读图、析图能力。做这类题目时，一般按下列步骤进行：(1)明确纵、横坐标的含义；(2)看清图例；(3)找出同一节气时，四地的昼长、夜长时间；(4)分析比较得出结论。注意本书所说的节气均是对北半球而言的。
答案：1.四个地点昼夜平分，都是12个小时。
2．C 冬至日(12月22日前后)北半球昼短夜长，南半球昼长夜短，C地昼长夜短，故为南半球。
3．C—B—D—A。
2
