第5講 地球的公轉(zhuǎn)及其意義
【考點整合】
【要點熱點探究】
探究點一 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)軌道上運動所用時間最少的一段是( )
A．甲→乙 B．乙→丙
C．丙→丁 D．丁→甲
⑵2011年2月3日，中國傳統(tǒng)節(jié)日“春節(jié)”時，地球在公轉(zhuǎn)軌道的位置距甲、乙、丙、丁四點最近的是( )
A．甲點 B．乙點
C．丙點 D．丁點
命題意圖：本題考查了地球公轉(zhuǎn)的運行軌跡、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)速度等知識的相互關(guān)系。同時需要注意與探究點中的要點4中兩幅圖的差異。
解析：⑴甲、乙、丙、丁四點將地球公轉(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，運動速度最快，用時最少。⑵2月3日地球離開近日點(1月初)1個月，故靠近乙處。
答案：⑴A ⑵B
探究點二 黃赤交角及其影響
1．黃赤交角的影響
如圖，當(dāng)?shù)厍蜻\行至a點時，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\行至b點時，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\行至C點時，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\行至d點時，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)厍蛴只氐絘點時，太陽又重新直射于南回歸線上。由于黃赤交角的存在，太陽直射點就這樣在南北回歸線之間移動。
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)太陽直射點在圖上自N向北移動到EF，再由EF向南移動到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)(多項選擇)為了研究黃赤交角對地球自然環(huán)境的影響，假設(shè)黃赤交角為0°，這時地球上將可能會出現(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，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)太陽直射點移動與極晝極夜范圍的關(guān)系、黃赤交角的影響等知識，綜合性較強且試題比較基礎(chǔ)。同時需要注意(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移動與極晝極夜范圍變化的關(guān)系。(4)題當(dāng)黃赤交角變?yōu)?°時，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，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)逐漸擴大，太陽直射點至EF時南極圈及以南地區(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)
探究點三 晝夜長短的變化及應(yīng)用
1．晝夜長短的變化
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太陽直射點的緯度與極晝極夜的最低緯度之和為90°；③太陽直射點緯度越高，各地晝長和夜長之差越大；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)域的最大晝長和最長夜長差別越大。
面積最大的時候是北半球的冬至日。
例3 （2011年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試四川卷）下圖為經(jīng)緯網(wǎng)圖。圖中A點位于南緯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)，馬達加斯加島白晝比塔斯馬尼亞島長
命題意圖：該題以晨昏線為切入點考查了與地球運動有關(guān)的日期、晝夜長短、日出日落時刻、季節(jié)、日出日落方位、河流補給等知識⑻綜合性較強，體現(xiàn)了當(dāng)今考考對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地日出時刻越越早，太陽直射向南移動，南半球的晝越越長，150°W是昏線與赤道的交點所在的經(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，馬達加斯加島白晝比塔斯馬尼亞島長。
答案：⑴B ⑵D
【變式訓(xùn)練】(2011年浙江省嘉興市高三測試二，2011.4)圖6中曲線表示某日(除二分日)晨線與同一經(jīng)線相交點的部分變化情況。圖中a為0－6時之間的某一時刻�；卮稷牛祁}。
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
探究點四 正午太陽高度的時空變化規(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：在直射點上，太陽高度為90°，以該點為中心，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，觀測者的地方時為12時。⑷太陽高度日變化的描述；a．極點上，在極晝期間，極點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的緯度(如下圖甲)。b．非極點地區(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，即一年中只有一個正午太陽最大值(如下圖乙)。⑶回歸線至極點之間：正午太陽高度最大值小于90°，一年中只有一個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)太陽直射點位置一定時，如果我們能夠知道當(dāng)?shù)氐恼缣柛叨龋涂梢愿鶕?jù)“某地與太陽直射點相差多少緯度，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)，進而判斷該地區(qū)的其他地理特征。⑶計算樓距：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)鍵是計算當(dāng)?shù)囟寥盏恼缣柛叨�，并計算影長。⑷計算熱水器安裝角度：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所在緯度與所在地之間的緯度間隔。⑸確定地方時：當(dāng)某地太陽高度達一年中的最大值時，此日正午日影最短，此時當(dāng)?shù)氐牡胤綍r是12時。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，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．南極長城站(60°S,59°W)夜幕深沉
⑵a、b、c、d四點比較( )
A．a(chǎn)點自轉(zhuǎn)線速度比c點小
B．這一天b點比a點晚見日出
C．四點白晝最長的是b
D．一年中晝夜長短相差最小的是b點
⑶6月22日，a、b、c三點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)圖判斷各點的經(jīng)緯度，同時需要注意太陽直射點位置，同時完成此類型題可以培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力。
解析：⑴由圖可知此時太陽直射點為(15°S,60°W)，此時北京時間約為0時，不可能日出；多倫多市位于(43°N,79°W)大約為11時，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，所以正艷陽高照；而南極長城考察站位于(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；此時直射點在南半球且b點在a點正南方，故b點比a點早見到日出；白晝最長的是d；四地中b地緯度最低故晝夜長短變幅也最小。⑶a、b、c三地與北回歸線的緯度差由小到大的順序為b、a、c，故6月22日三地正午太陽高度的大小順序為b>a>c。
答案：⑴C ⑵D ⑶D
【變式訓(xùn)練】（(2011年深圳市高三年級第二次調(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 B．正午影長最短 C．氣溫最高 D．氣壓最低
命題意圖：本題考查地球運動的有關(guān)知識，考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識掌握的情況。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最短。其它的選項均錯誤，故本題正確答案是B。
答案：B
【時作業(yè)】
一、單項選擇題
（原創(chuàng)題）圖甲為地球公轉(zhuǎn)速度變化圖，圖乙為以極點為中心的俯視圖（部分），當(dāng)?shù)厍蚬D(zhuǎn)速度為時，完成1～3題。
1.此時太陽直射點的說法正確的是
A．在北半球，并向北運動 B．在北半球，向南運動
C．在南半球，并向南運動 D．在南半球，向北運動
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點在12月22日時的晝夜之比
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.僅考慮地球運動,圖示窗戶、屋檐搭配對室內(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
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)我國古代人民根據(jù)日月運行位置和天氣及動植物生長等自然現(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。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，北京的晝長時間最接近的是( )
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變化示意圖，圖中四點的日期所處的節(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；弧線apb的中點為p，直線ab的中點為o；a、b兩點的距離不確定，可以為零。讀圖，回答13～15題。
13．若a、b兩點間距離最大，且北京時間為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緯線上晝長于夜
C．此日b點地方時18?00日落
D．此時a點正值日出
14．若o、p兩點位于同一條緯線上，則下列判斷可以確定的是
A．m緯線為中緯度緯線 B．m緯線上的晝長為18小時
C．此時P點地方時為12?00 D．此日P點正午太陽高度≤46°52′
15．若在晨昏線所在平面上，過o點做垂直于直線ab的線，則關(guān)于該線與晨昏線交點的判斷可以確定的是
A．位于p點正北 B．與P點在同一經(jīng)線圈上
C．與P點位于同一半球 D．與p點互為對跖點(地球同一直徑的兩個端點)
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)象此時地球在公轉(zhuǎn)軌道上的位置
北京白晝達一年中最大值
北京天安門升旗時間為6∶00
正午時刻北京人的身影最長
赤道上正午太陽高度達一年中最小值
(2)地球運行到A點時，正午太陽高度由__________向南北兩極降低，北極圈上晝長__________小時；地球公轉(zhuǎn)速度__________，此后幾天公轉(zhuǎn)速度將__________。
(3)C到D太陽直射點由__________向__________移動，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)讀地球日照圖(下圖，陰影部分表示黑夜)，回答下列問題。
(1)此時北京時間為__________；太陽直射點所在的經(jīng)度為__________。
(2)此時地球公轉(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)簡述此日北半球晝夜長短的分布規(guī)律。
(4)此季節(jié)是一年中南京附近長江水位較_________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，物影的朝向依次為________、________和________。(12分)
參考答案與試題詳細解析
12. D 依題意，圖中③表示切點位于北極圈，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)合選項分析，唯有④表示芒種合適。
果a、b兩點在北半球，則p點位于北半球，而該線與晨昏線的交點有可能是晨昏線與南半球某緯線的切點，因此有可能位于p點以南；該直線與晨昏線的交點與p點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與p點位于同一經(jīng)線圈上，而不能確定其與p點互為對跖點。
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)晝越越長，且晝長大于夜長。
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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