第5講 地球的公轉(zhuǎn)及其意義
【考點(diǎn)整合】
【要點(diǎn)熱點(diǎn)探究】
探究點(diǎn)一 地球公轉(zhuǎn)的軌道與公轉(zhuǎn)速度的變化
例1 (原創(chuàng)題)下圖所示是地球公轉(zhuǎn)的軌道圖，圖中甲、乙、丙、丁四點(diǎn)將軌道均分成四等份，讀圖回答⑴～⑵題。
⑴地球在公轉(zhuǎn)軌道上運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間最少的一段是( )
A．甲→乙 B．乙→丙
C．丙→丁 D．丁→甲
⑵2011年2月3日，中國(guó)傳統(tǒng)節(jié)日“春節(jié)”時(shí)，地球在公轉(zhuǎn)軌道的位置距甲、乙、丙、丁四點(diǎn)最近的是( )
A．甲點(diǎn) B．乙點(diǎn)
C．丙點(diǎn) D．丁點(diǎn)
命題意圖：本題考查了地球公轉(zhuǎn)的運(yùn)行軌跡、二分二至日的判讀，并能能夠掌握地球的公轉(zhuǎn)方向、公轉(zhuǎn)速度等知識(shí)的相互關(guān)系。同時(shí)需要注意與探究點(diǎn)中的要點(diǎn)4中兩幅圖的差異。
解析：⑴甲、乙、丙、丁四點(diǎn)將地球公轉(zhuǎn)的軌道均分成四等份，根據(jù)圖中太陽的位置可以判定甲→乙段地球經(jīng)過近日點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)速度最快，用時(shí)最少。⑵2月3日地球離開近日點(diǎn)(1月初)1個(gè)月，故靠近乙處。
答案：⑴A ⑵B
探究點(diǎn)二 黃赤交角及其影響
1．黃赤交角的影響
如圖，當(dāng)?shù)厍蜻\(yùn)行至a點(diǎn)時(shí)，太陽直射在南回歸線(23°26′S)上，這一天為北半球的冬至日(12月22日前后)；當(dāng)?shù)厍蜻\(yùn)行至b點(diǎn)時(shí)，太陽直射在赤道上，這一天為北半球的春分日(3月21日前后)；當(dāng)?shù)厍蜻\(yùn)行至C點(diǎn)時(shí)，太陽直射在北回歸線上，這一天為北半球夏至日(6月22日前后)；當(dāng)?shù)厍蜻\(yùn)行至d點(diǎn)時(shí)，太陽直射于赤道上，這一天，為北半球的秋分日(9月23日前后)；當(dāng)?shù)厍蛴只氐絘點(diǎn)時(shí)，太陽又重新直射于南回歸線上。由于黃赤交角的存在，太陽直射點(diǎn)就這樣在南北回歸線之間移動(dòng)。
例2 下圖中XOY為地軸，N為赤道，EF、E′F′為回歸線，ST、S′T′為極圈，讀圖回答：
(1)目前黃赤交角在圖上是 ( )
A．∠XOF B．∠TOF C．∠FON D．∠TON
(2)按地球上“五帶”的劃分，圖上ST與EF之間為 帶。
(3)當(dāng)太陽直射點(diǎn)在圖上自N向北移動(dòng)到EF，再由EF向南移動(dòng)到N的過程中，在S′T′及其以南范圍內(nèi)，有極夜現(xiàn)象出現(xiàn)的地區(qū)變化規(guī)律是什么?
(4)(多項(xiàng)選擇)為了研究黃赤交角對(duì)地球自然環(huán)境的影響，假設(shè)黃赤交角為0°，這時(shí)地球上將可能會(huì)出現(xiàn)的自然現(xiàn)象是 ( )
A．太陽終年直射赤道 B．各地全年晝夜平分 C．各地氣溫都五日變化
D．各地都無四季變化 E．無大氣環(huán)流現(xiàn)象 F．自然地理環(huán)境無區(qū)域差異
(5)假設(shè)黃赤交角變?yōu)?5°，這時(shí)，地球上北半球夏至日正午太陽高度將自 緯線向南、北降低；在地球上“五帶”的劃分中，與現(xiàn)在相比，范圍將擴(kuò)大的是 。
命題意圖：本題綜合的考查了黃赤交角、五帶的劃分、當(dāng)太陽直射點(diǎn)移動(dòng)與極晝極夜范圍的關(guān)系、黃赤交角的影響等知識(shí)，綜合性較強(qiáng)且試題比較基礎(chǔ)。同時(shí)需要注意(2)題必須注明南（北）溫帶；(4) 黃赤交角為0°，即地球直起身子運(yùn)行；(4) 大氣環(huán)流一般指“全球氣壓帶、風(fēng)帶和季風(fēng)環(huán)流”。
解析：(1)題中要知道黃赤交角為黃道面與赤道面的夾角。圖中N為赤道面，E′F為黃道面，所以∠OE′和∠FON應(yīng)為黃赤交角。(2)題考查“五帶”劃分。南北回歸線之間為熱帶，南北極圈內(nèi)為寒帶，而極圈與回歸線之間為溫帶，則ST與EF間為北溫帶。(3)題則考查了太陽直射點(diǎn)移動(dòng)與極晝極夜范圍變化的關(guān)系。(4)題當(dāng)黃赤交角變?yōu)?°時(shí)，太陽終年直射赤道，全年都是晝夜平分。由于太陽直射赤道，各地也無四季變化。但一天中太陽高度有變化，因此氣溫仍有日變化。由于熱量存在緯度差異，仍然有大氣環(huán)流現(xiàn)象。各地由于氣溫不同，環(huán)流形勢(shì)不同，則自然地理環(huán)境仍有區(qū)域差異。(5)題，黃赤交角變?yōu)?5°時(shí)，則南北回歸線為35°S和35°N，南北極圈緯度變?yōu)?5°S和55°N，由此知“五帶”中熱、寒帶范圍將擴(kuò)大，溫帶范圍則縮小。
答案：(1)C (2)北溫 (3)開始，出現(xiàn)極夜的地區(qū)逐漸擴(kuò)大，太陽直射點(diǎn)至EF時(shí)南極圈及以南地區(qū)全部為極夜；之后，出現(xiàn)極夜的地區(qū)逐漸縮小 (4)A、B、D
(5)35°N 熱帶和寒帶(或北寒帶、南寒帶)
探究點(diǎn)三 晝夜長(zhǎng)短的變化及應(yīng)用
1．晝夜長(zhǎng)短的變化
觀察下圖a、b、c、d四圖，可得出：①太陽光線和晨昏線垂直；②太陽直射點(diǎn)的緯度與極晝極夜的最低緯度之和為90°；③太陽直射點(diǎn)緯度越高，各地晝長(zhǎng)和夜長(zhǎng)之差越大；④黃赤交角越大，除赤道和有極晝極夜的區(qū)域外，其他區(qū)域的最大晝長(zhǎng)和最長(zhǎng)夜長(zhǎng)差別越大。
面積最大的時(shí)候是北半球的冬至日。
例3 （2011年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試四川卷）下圖為經(jīng)緯網(wǎng)圖。圖中A點(diǎn)位于南緯68度，AB為晨昏線的一段；此刻，北京處于白晝；近期，C地日出時(shí)刻越越早。據(jù)題設(shè)條回答⑴-⑵題。
⑴此刻，與北京日期不相同的是
A.圣保羅 B.華盛頓 C.開普敦 D.莫斯科
⑵下列推斷正確的是
A.該日，大約在7月中旬
B.該日，C地太陽從東南方向升起
C.該季節(jié)，正值尼羅河枯水期
D.該季節(jié)，馬達(dá)加斯加島白晝比塔斯馬尼亞島長(zhǎng)
命題意圖：該題以晨昏線為切入點(diǎn)考查了與地球運(yùn)動(dòng)有關(guān)的日期、晝夜長(zhǎng)短、日出日落時(shí)刻、季節(jié)、日出日落方位、河流補(bǔ)給等知識(shí)⑻綜合性較強(qiáng)，體現(xiàn)了當(dāng)今考考對(duì)宇宙部分考查的方向，應(yīng)引起足夠重視。
解析：⑴圖示區(qū)域在赤道以南，此刻，北京處于白晝，AB線以西是白晝，表明太陽直射22°N，是北半球的夏季，近期，C地日出時(shí)刻越越早，太陽直射向南移動(dòng)，南半球的晝?cè)皆介L(zhǎng)，150°W是昏線與赤道的交點(diǎn)所在的經(jīng)線為18：00，東12區(qū)=16：00，華盛頓（76°W，西五區(qū)）為23：00，不與北京在同一日期內(nèi)（或0點(diǎn)經(jīng)線=60°W，從60°W向東到180°與北京在同一日期內(nèi)，華盛頓不在這經(jīng)度范圍內(nèi)。）。⑵太陽直射22°N接近6月22日，該季節(jié)全球太陽都從東北升起西北落下，正值尼羅河豐水期，馬達(dá)加斯加島白晝比塔斯馬尼亞島長(zhǎng)。
答案：⑴B ⑵D
【變式訓(xùn)練】(2011年浙江省嘉興市高三測(cè)試二，2011.4)圖6中曲線表示某日(除二分日)晨線與同一經(jīng)線相交點(diǎn)的部分變化情況。圖中a為0－6時(shí)之間的某一時(shí)刻。回答⑴－⑵題。
⑴一年內(nèi)x的變化范圍為
A. 0°—23.5°之間 B. 23.5°—66.5°之間
C. 66.5°—90°之間 D. 0º —90º之間
探究點(diǎn)四 正午太陽高度的時(shí)空變化規(guī)律
1．太陽高度和正午太陽高度的含義
⑴太陽高度是太陽高度角的簡(jiǎn)稱，表示太陽光線與當(dāng)?shù)氐仄矫娴膬A角。在晨昏線上，太陽高度等于0°，從空間上看，晨昏線與太陽光線相切，太陽光線與晨昏線所在的大圓垂直。⑵太陽高度的分布規(guī)律：在直射點(diǎn)上，太陽高度為90°，以該點(diǎn)為中心，向四周呈同心圓遞減(如右圖)。⑶一日內(nèi)最大的太陽高度，稱為正午太陽高度，此時(shí)，觀測(cè)者的地方時(shí)為12時(shí)。⑷太陽高度日變化的描述；a．極點(diǎn)上，在極晝期間，極點(diǎn)上見到的太陽高度在一天之內(nèi)是沒有變化的，其太陽高度始終等于太陽直射點(diǎn)的緯度(如下圖甲)。b．非極點(diǎn)地區(qū)，太陽高度在一日之內(nèi)是有變化的，一天之內(nèi)有一個(gè)最大值，即當(dāng)?shù)氐恼缣柛叨?如上圖乙)。
2．正午太陽高度年變化的描述：⑴回歸線之間：正午太陽高度最大值為90°，每年有兩次太陽直射現(xiàn)象，即一年中有兩個(gè)正午太陽高度最大值(如下圖甲)。⑵回歸線上：正午太陽高度最大值為90°，一年中只有一次太陽直射現(xiàn)象，即一年中只有一個(gè)正午太陽最大值(如下圖乙)。⑶回歸線至極點(diǎn)之間：正午太陽高度最大值小于90°，一年中只有一個(gè)正午太陽高度最大值(如圖丙)。
3．某地正午太陽高度H＝90°－某地緯度與直射緯度的緯度間隔。
4．正午太陽高度的應(yīng)用：⑴確定緯度：當(dāng)太陽直射點(diǎn)位置一定時(shí)，如果我們能夠知道當(dāng)?shù)氐恼缣柛叨�，就可以根�?jù)“某地與太陽直射點(diǎn)相差多少緯度，正午太陽高度就相差多少度”的規(guī)律，求出當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥取＂聘鶕?jù)正午太陽高度判斷所在的地區(qū)，進(jìn)而判斷該地區(qū)的其他地理特征。⑶計(jì)算樓距：為了使樓房底層獲得充足的太陽光照，一般說，緯度較低的地區(qū)，樓距較小，緯度較高的地區(qū)，樓距較大。解題關(guān)鍵是計(jì)算當(dāng)?shù)囟寥盏恼缣柛叨�，并�?jì)算影長(zhǎng)。⑷計(jì)算熱水器安裝角度：要最大限度地利用太陽能資，應(yīng)該使太陽能熱水器集熱面與太陽光線垂直，提高太陽能熱水器的效率，太陽陽能熱水器傾斜面與地面的夾角等于太陽直射點(diǎn)所在緯度與所在地之間的緯度間隔。⑸確定地方時(shí)：當(dāng)某地太陽高度達(dá)一年中的最大值時(shí)，此日正午日影最短，此時(shí)當(dāng)?shù)氐牡胤綍r(shí)是12時(shí)。⑹確定房屋的朝向：為了獲得更充足的太陽光線，確定該房屋的朝向與正午太陽所在位置有關(guān)。在北回歸線以北地區(qū)，正午太陽位于南方，房屋朝南。在南回歸線以南地區(qū)，正午太陽位于北方，房屋朝北。⑺判斷日影長(zhǎng)短及方向；正午太陽高度越大，日影越短，正午太陽高度越小，日影越長(zhǎng)，日影方向背向太陽。
例4 (2011•金麗衢十二校聯(lián)考)讀下列太陽高度隨經(jīng)度和緯度變化示意圖，回答⑴～⑶題。
⑴此時(shí)可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是( )
A．北京旭日東升
B．多倫多(45°N,74°W)夕陽西下
C．布宜諾斯艾利斯(33°S,60°W)艷陽高照
D．南極長(zhǎng)城站(60°S,59°W)夜幕深沉
⑵a、b、c、d四點(diǎn)比較( )
A．a(chǎn)點(diǎn)自轉(zhuǎn)線速度比c點(diǎn)小
B．這一天b點(diǎn)比a點(diǎn)晚見日出
C．四點(diǎn)白晝最長(zhǎng)的是b
D．一年中晝夜長(zhǎng)短相差最小的是b點(diǎn)
⑶6月22日，a、b、c三點(diǎn)正午太陽高度的大小順序是( )
A．b>c>a B．a(chǎn)>b>c
C．a(chǎn)>c>b D．b>a>c
命題意圖：本題考查太陽高度隨經(jīng)度和緯度變化的分布規(guī)律，據(jù)圖判斷各點(diǎn)的經(jīng)緯度，同時(shí)需要注意太陽直射點(diǎn)位置，同時(shí)完成此類型題可以培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力。
解析：⑴由圖可知此時(shí)太陽直射點(diǎn)為(15°S,60°W)，此時(shí)北京時(shí)間約為0時(shí)，不可能日出；多倫多市位于(43°N,79°W)大約為11時(shí)，顯然不可能已日落；布宜諾斯艾利斯大致位于(33°S,60°W)，三值正午12時(shí)，所以正艷陽高照；而南極長(zhǎng)城考察站位于(60°S,59°W)，接近正午，也位于晝半球。⑵四地地理坐標(biāo)分別為a(45°N,60°W)、b(15°N,60°W)、c(45°S,60°W)、d(75°S,60°W)。由此可知a、c兩地緯度相同故自轉(zhuǎn)速度相同；此時(shí)直射點(diǎn)在南半球且b點(diǎn)在a點(diǎn)正南方，故b點(diǎn)比a點(diǎn)早見到日出；白晝最長(zhǎng)的是d；四地中b地緯度最低故晝夜長(zhǎng)短變幅也最小。⑶a、b、c三地與北回歸線的緯度差由小到大的順序?yàn)閎、a、c，故6月22日三地正午太陽高度的大小順序?yàn)閎>a>c。
答案：⑴C ⑵D ⑶D
【變式訓(xùn)練】（(2011年深圳市高三年級(jí)第二次調(diào)研考試，2011.4)下表是某地(22°N，114°E)不同日期正午太陽高度。據(jù)此判斷，一年中該地在日出現(xiàn)的現(xiàn)象是
日期3月21日日6月22日6月28日9月23日12月22日
正午太陽高度68°90°88．5°90°68°44．5°
A．白晝最長(zhǎng) B．正午影長(zhǎng)最短 C．氣溫最高 D．氣壓最低
命題意圖：本題考查地球運(yùn)動(dòng)的有關(guān)知識(shí)，考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握的情況。難度中等。
解析：由表可知，日該地正午太陽高度角為90度，則太陽直射在22°N緯線上，這一天該地正午影長(zhǎng)最短。其它的選項(xiàng)均錯(cuò)誤，故本題正確答案是B。
答案：B
【時(shí)作業(yè)】
一、單項(xiàng)選擇題
（原創(chuàng)題）圖甲為地球公轉(zhuǎn)速度變化圖，圖乙為以極點(diǎn)為中心的俯視圖（部分），當(dāng)?shù)厍蚬D(zhuǎn)速度為時(shí)，完成1～3題。
1.此時(shí)太陽直射點(diǎn)的說法正確的是
A．在北半球，并向北運(yùn)動(dòng) B．在北半球，向南運(yùn)動(dòng)
C．在南半球，并向南運(yùn)動(dòng) D．在南半球，向北運(yùn)動(dòng)
2.若乙圖中的AB弧表示夜弧，則乙圖外圓圈的緯度最接近
A．80°S B．50°S C.10°N D．50°N
3.假設(shè)黃赤交角變?yōu)?0°，則B點(diǎn)在12月22日時(shí)的晝夜之比
A．比現(xiàn)在大 B．比現(xiàn)在小 C．無法確定 D．不變
(2011•衡水模擬)下表是北京和地同一天中的天空狀況觀測(cè)記錄，完成4～5題。
天空黑暗結(jié)束晨光日出地平線日落地平線昏影天空昏暗開始
北京5：355：366：1018：2018：4418：45
地0：000：4023：400：00
4．這一天約在( )
A．春分日前后 B．五一勞動(dòng)節(jié)前后
C．夏至日前后 D．冬至日前后
5．地位于( )
A．赤道附近地區(qū) B．副熱帶地區(qū)
C．北極地區(qū) D．南極地區(qū)
2011年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試安徽卷）下圖為某地住宅建筑冬夏正午日照示意圖，完成6-7題。
6．該地可能是
A.剛果盆地 B.撒哈拉沙漠南緣
C.巴西高原 D.北美洲五大湖地區(qū)
7.僅考慮地球運(yùn)動(dòng),圖示窗戶、屋檐搭配對(duì)室內(nèi)光熱的影響有
①利于夏季遮陽，冬季采光
②冬至到春分，正午室內(nèi)的日照面積逐漸增大
③春分到夏至，正午屋檐的遮陽作用逐漸增強(qiáng)
④利于減少室內(nèi)能消耗
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
A．1、N1 B．2、N2
C．1、P2 D．N1、P2
10．三地緯度由高到低排列正確的是( )
A．P、、N B．、N、P
C．N、、P D．P、N、
(2011•聊城模擬)我國(guó)古代人民根據(jù)日月運(yùn)行位置和天氣及動(dòng)植物生長(zhǎng)等自然現(xiàn)象，把一年平分為二十四等份，這就是二十四節(jié)氣。二十四節(jié)氣能反映季節(jié)的變化，指導(dǎo)農(nóng)事活動(dòng)。讀二十四節(jié)氣分布圖(圖甲)，回答11～12題。
11．在下列各組節(jié)氣中，北京的晝長(zhǎng)時(shí)間最接近的是( )
A．清明、雨水 B．立冬、立秋
C．小雪、大寒 D．雨水、處暑
12．圖乙是北半球晨昏線與緯線的切點(diǎn)變化示意圖，圖中四點(diǎn)的日期所處的節(jié)氣正確的是( )
A．①表示大雪 B．②表示立春
C．③表示秋分 D．④表示芒種
(2011年石家莊市高中畢業(yè)班第一次模擬考試)右圖中，a、b為晨昏線與m緯線的交點(diǎn)；弧線apb的中點(diǎn)為p，直線ab的中點(diǎn)為o；a、b兩點(diǎn)的距離不確定，可以為零。讀圖，回答13～15題。
13．若a、b兩點(diǎn)間距離最大，且北京時(shí)間為6月22日15?00，則下列判斷可以確定的是
A．地球上21日的范圍大于1/3
B．m緯線上晝長(zhǎng)于夜
C．此日b點(diǎn)地方時(shí)18?00日落
D．此時(shí)a點(diǎn)正值日出
14．若o、p兩點(diǎn)位于同一條緯線上，則下列判斷可以確定的是
A．m緯線為中緯度緯線 B．m緯線上的晝長(zhǎng)為18小時(shí)
C．此時(shí)P點(diǎn)地方時(shí)為12?00 D．此日P點(diǎn)正午太陽高度≤46°52′
15．若在晨昏線所在平面上，過o點(diǎn)做垂直于直線ab的線，則關(guān)于該線與晨昏線交點(diǎn)的判斷可以確定的是
A．位于p點(diǎn)正北 B．與P點(diǎn)在同一經(jīng)線圈上
C．與P點(diǎn)位于同一半球 D．與p點(diǎn)互為對(duì)跖點(diǎn)(地球同一直徑的兩個(gè)端點(diǎn))
二、綜合題
16．讀地球公轉(zhuǎn)圖(下圖)，回答下列問題。
(1)填寫下表。
地理現(xiàn)象此時(shí)地球在公轉(zhuǎn)軌道上的位置
北京白晝達(dá)一年中最大值
北京天安門升旗時(shí)間為6∶00
正午時(shí)刻北京人的身影最長(zhǎng)
赤道上正午太陽高度達(dá)一年中最小值
(2)地球運(yùn)行到A點(diǎn)時(shí)，正午太陽高度由__________向南北兩極降低，北極圈上晝長(zhǎng)__________小時(shí)；地球公轉(zhuǎn)速度__________，此后幾天公轉(zhuǎn)速度將__________。
(3)C到D太陽直射點(diǎn)由__________向__________移動(dòng)，北極圈內(nèi)極晝范圍__________。
(4)分析B到C北京白晝變化的狀況。
17．（2011•陜西寶雞模擬)讀地球日照?qǐng)D(下圖，陰影部分表示黑夜)，回答下列問題。
(1)此時(shí)北京時(shí)間為__________；太陽直射點(diǎn)所在的經(jīng)度為__________。
(2)此時(shí)地球公轉(zhuǎn)線速度較__________(快或慢)。地球表面自轉(zhuǎn)角速度分布規(guī)律是什么？
(3)簡(jiǎn)述此日北半球晝夜長(zhǎng)短的分布規(guī)律。
(4)此季節(jié)是一年中南京附近長(zhǎng)江水位較_________的季節(jié)，主要原因是_____________。
18．(2011•合肥模擬)讀“北半球某緯度正午太陽高度的年變化圖”，若圖中m、n數(shù)值相差20°，回答下列問題。(20分)
(1)該地的緯度為________。(4分)
(2)P的值為________。(4分)
(3)A日期，該緯度各地日出、正午和日落時(shí)，物影的朝向依次為________、________和________。(12分)
參考答案與試題詳細(xì)解析
12. D 依題意，圖中③表示切點(diǎn)位于北極圈，則可能是冬至或夏至。若為夏至，則①為冬至后、②為春分后、④為冬至前節(jié)氣，結(jié)合題中選項(xiàng)分析都不符合；若為冬至，則①為夏至后、②為秋分后、④為夏至前節(jié)氣，結(jié)合選項(xiàng)分析，唯有④表示芒種合適。
果a、b兩點(diǎn)在北半球，則p點(diǎn)位于北半球，而該線與晨昏線的交點(diǎn)有可能是晨昏線與南半球某緯線的切點(diǎn)，因此有可能位于p點(diǎn)以南；該直線與晨昏線的交點(diǎn)與p點(diǎn)有可能位于同一半球，也可能位于不同半球；由題意僅能判斷該直線與晨昏線的交點(diǎn)與p點(diǎn)位于同一經(jīng)線圈上，而不能確定其與p點(diǎn)互為對(duì)跖點(diǎn)。
答案：(1)自上至下依次為C BD A AC
(2)南回歸線 0 較快 加快
(3)北回歸線(或北) 赤道(或南) 縮小
(4)晝?cè)皆介L(zhǎng)，且晝長(zhǎng)大于夜長(zhǎng)。
故物體的影子朝向依次是西南、正南、東南。
答案：(1)10°N (2)76°34′ (3)西南 正南 東南
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