第5讲 地球的公转及其意义
【考点整合】

【要点热点探究】
探究点一 地球公转的轨道与公转速度的变化
例1 (原创题)下图所示是地球公转的轨道图，图中甲、乙、丙、丁四点将轨道均分成四等份，读图回答⑴～⑵题。

⑴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
⑵2011年2月3日，中国传统节日“春节”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
命题意图：本题考查了地球公转的运行轨迹、二分二至日的判读，并能能够掌握地球的公转方向、公转速度等知识的相互关系。同时需要注意与探究点中的要点4中两幅图的差异。
解析：⑴甲、乙、丙、丁四点将地球公转的轨道均分成四等份，根据图中太阳的位置可以判定甲→乙段地球经过近日点，运动速度最快，用时最少。⑵2月3日地球离开近日点(1月初)1个月，故靠近乙处。
答案：⑴A ⑵B
探究点二 黄赤交角及其影响
1．黄赤交角的影响
如图，当地球运行至a点时，太阳直射在南回归线(23°26′S)上，这一天为北半球的冬至日(12月22日前后)；当地球运行至b点时，太阳直射在赤道上，这一天为北半球的春分日(3月21日前后)；当地球运行至C点时，太阳直射在北回归线上，这一天为北半球夏至日(6月22日前后)；当地球运行至d点时，太阳直射于赤道上，这一天，为北半球的秋分日(9月23日前后)；当地球又回到a点时，太阳又重新直射于南回归线上。由于黄赤交角的存在，太阳直射点就这样在南北回归线之间移动。

例2 下图中XOY为地轴，N为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′T′为极圈，读图回答：
(1)目前黄赤交角在图上是 ( )
A．∠XOF B．∠TOF C．∠FON D．∠TON
(2)按地球上“五带”的划分，图上ST与EF之间为 带。
(3)当太阳直射点在图上自N向北移动到EF，再由EF向南移动到N的过程中，在S′T′及其以南范围内，有极夜现象出现的地区变化规律是什么?
(4)(多项选择)为了研究黄赤交角对地球自然环境的影响，假设黄赤交角为0°，这时地球上将可能会出现的自然现象是 ( )
A．太阳终年直射赤道 B．各地全年昼夜平分 C．各地气温都五日变化
D．各地都无四季变化 E．无大气环流现象 F．自然地理环境无区域差异
(5)假设黄赤交角变为35°，这时，地球上北半球夏至日正午太阳高度将自 纬线向南、北降低；在地球上“五带”的划分中，与现在相比，范围将扩大的是 。
命题意图：本题综合的考查了黄赤交角、五带的划分、当太阳直射点移动与极昼极夜范围的关系、黄赤交角的影响等知识，综合性较强且试题比较基础。同时需要注意(2)题必须注明南（北）温带；(4) 黄赤交角为0°，即地球直起身子运行；(4) 大气环流一般指“全球气压带、风带和季风环流”。
解析：(1)题中要知道黄赤交角为黄道面与赤道面的夹角。图中N为赤道面，E′F为黄道面，所以∠OE′和∠FON应为黄赤交角。(2)题考查“五带”划分。南北回归线之间为热带，南北极圈内为寒带，而极圈与回归线之间为温带，则ST与EF间为北温带。(3)题则考查了太阳直射点移动与极昼极夜范围变化的关系。(4)题当黄赤交角变为0°时，太阳终年直射赤道，全年都是昼夜平分。由于太阳直射赤道，各地也无四季变化。但一天中太阳高度有变化，因此气温仍有日变化。由于热量存在纬度差异，仍然有大气环流现象。各地由于气温不同，环流形势不同，则自然地理环境仍有区域差异。(5)题，黄赤交角变为35°时，则南北回归线为35°S和35°N，南北极圈纬度变为55°S和55°N，由此知“五带”中热、寒带范围将扩大，温带范围则缩小。
答案：(1)C (2)北温 (3)开始，出现极夜的地区逐渐扩大，太阳直射点至EF时南极圈及以南地区全部为极夜；之后，出现极夜的地区逐渐缩小 (4)A、B、D
(5)35°N 热带和寒带(或北寒带、南寒带)
探究点三 昼夜长短的变化及应用
1．昼夜长短的变化
观察下图a、b、c、d四图，可得出：①太阳光线和晨昏线垂直；②太阳直射点的纬度与极昼极夜的最低纬度之和为90°；③太阳直射点纬度越高，各地昼长和夜长之差越大；④黄赤交角越大，除赤道和有极昼极夜的区域外，其他区域的最大昼长和最长夜长差别越大。

面积最大的时候是北半球的冬至日。
例3 （2011年普通高等学校招生全国统一考试四川卷）下图为经纬网图。图中A点位于南纬68度，AB为晨昏线的一段；此刻，北京处于白昼；近期，C地日出时刻越越早。据题设条回答⑴-⑵题。

⑴此刻，与北京日期不相同的是
A.圣保罗 B.华盛顿 C.开普敦 D.莫斯科
⑵下列推断正确的是
A.该日，大约在7月中旬
B.该日，C地太阳从东南方向升起
C.该季节，正值尼罗河枯水期
D.该季节，马达加斯加岛白昼比塔斯马尼亚岛长
命题意图：该题以晨昏线为切入点考查了与地球运动有关的日期、昼夜长短、日出日落时刻、季节、日出日落方位、河流补给等知识⑻综合性较强，体现了当今考考对宇宙部分考查的方向，应引起足够重视。
解析：⑴图示区域在赤道以南，此刻，北京处于白昼，AB线以西是白昼，表明太阳直射22°N，是北半球的夏季，近期，C地日出时刻越越早，太阳直射向南移动，南半球的昼越越长，150°W是昏线与赤道的交点所在的经线为18：00，东12区=16：00，华盛顿（76°W，西五区）为23：00，不与北京在同一日期内（或0点经线=60°W，从60°W向东到180°与北京在同一日期内，华盛顿不在这经度范围内。）。⑵太阳直射22°N接近6月22日，该季节全球太阳都从东北升起西北落下，正值尼罗河丰水期，马达加斯加岛白昼比塔斯马尼亚岛长。
答案：⑴B ⑵D
【变式训练】(2011年浙江省嘉兴市高三测试二，2011.4)图6中曲线表示某日(除二分日)晨线与同一经线相交点的部分变化情况。图中a为0－6时之间的某一时刻。回答⑴－⑵题。

⑴一年内x的变化范围为
A. 0°—23.5°之间 B. 23.5°—66.5°之间
C. 66.5°—90°之间 D. 0º —90º之间
探究点四 正午太阳高度的时空变化规律
1．太阳高度和正午太阳高度的含义
⑴太阳高度是太阳高度角的简称，表示太阳光线与当地地平面的倾角。在晨昏线上，太阳高度等于0°，从空间上看，晨昏线与太阳光线相切，太阳光线与晨昏线所在的大圆垂直。⑵太阳高度的分布规律：在直射点上，太阳高度为90°，以该点为中心，向四周呈同心圆递减(如右图)。⑶一日内最大的太阳高度，称为正午太阳高度，此时，观测者的地方时为12时。⑷太阳高度日变化的描述；a．极点上，在极昼期间，极点上见到的太阳高度在一天之内是没有变化的，其太阳高度始终等于太阳直射点的纬度(如下图甲)。b．非极点地区，太阳高度在一日之内是有变化的，一天之内有一个最大值，即当地的正午太阳高度(如上图乙)。

2．正午太阳高度年变化的描述：⑴回归线之间：正午太阳高度最大值为90°，每年有两次太阳直射现象，即一年中有两个正午太阳高度最大值(如下图甲)。⑵回归线上：正午太阳高度最大值为90°，一年中只有一次太阳直射现象，即一年中只有一个正午太阳最大值(如下图乙)。⑶回归线至极点之间：正午太阳高度最大值小于90°，一年中只有一个正午太阳高度最大值(如图丙)。

3．某地正午太阳高度H＝90°－某地纬度与直射纬度的纬度间隔。
4．正午太阳高度的应用：⑴确定纬度：当太阳直射点位置一定时，如果我们能够知道当地的正午太阳高度，就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度”的规律，求出当地的地理纬度。⑵根据正午太阳高度判断所在的地区，进而判断该地区的其他地理特征。⑶计算楼距：为了使楼房底层获得充足的太阳光照，一般说，纬度较低的地区，楼距较小，纬度较高的地区，楼距较大。解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度，并计算影长。⑷计算热水器安装角度：要最大限度地利用太阳能资，应该使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直，提高太阳能热水器的效率，太阳阳能热水器倾斜面与地面的夹角等于太阳直射点所在纬度与所在地之间的纬度间隔。⑸确定地方时：当某地太阳高度达一年中的最大值时，此日正午日影最短，此时当地的地方时是12时。⑹确定房屋的朝向：为了获得更充足的太阳光线，确定该房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。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。⑺判断日影长短及方向；正午太阳高度越大，日影越短，正午太阳高度越小，日影越长，日影方向背向太阳。
例4 (2011•金丽衢十二校联考)读下列太阳高度随经度和纬度变化示意图，回答⑴～⑶题。

⑴此时可能出现的现象是(　　)
A．北京旭日东升
B．多伦多(45°N,74°W)夕阳西下
C．布宜诺斯艾利斯(33°S,60°W)艳阳高照
D．南极长城站(60°S,59°W)夜幕深沉
⑵a、b、c、d四点比较(　　)
A．a点自转线速度比c点小
B．这一天b点比a点晚见日出
C．四点白昼最长的是b
D．一年中昼夜长短相差最小的是b点
⑶6月22日，a、b、c三点正午太阳高度的大小顺序是(　　)
A．b>c>a B．a>b>c
C．a>c>b D．b>a>c
命题意图：本题考查太阳高度随经度和纬度变化的分布规律，据图判断各点的经纬度，同时需要注意太阳直射点位置，同时完成此类型题可以培养学生的空间思维能力。
解析：⑴由图可知此时太阳直射点为(15°S,60°W)，此时北京时间约为0时，不可能日出；多伦多市位于(43°N,79°W)大约为11时，显然不可能已日落；布宜诺斯艾利斯大致位于(33°S,60°W)，三值正午12时，所以正艳阳高照；而南极长城考察站位于(60°S,59°W)，接近正午，也位于昼半球。⑵四地地理坐标分别为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两地纬度相同故自转速度相同；此时直射点在南半球且b点在a点正南方，故b点比a点早见到日出；白昼最长的是d；四地中b地纬度最低故昼夜长短变幅也最小。⑶a、b、c三地与北回归线的纬度差由小到大的顺序为b、a、c，故6月22日三地正午太阳高度的大小顺序为b>a>c。
答案：⑴C ⑵D ⑶D
【变式训练】（(2011年深圳市高三年级第二次调研考试，2011.4)下表是某地(22°N，114°E)不同日期正午太阳高度。据此判断，一年中该地在日出现的现象是
日期3月21日日6月22日6月28日9月23日12月22日
正午太阳高度68°90°88．5°90°68°44．5°
A．白昼最长 B．正午影长最短 C．气温最高 D．气压最低
命题意图：本题考查地球运动的有关知识，考查学生对基础知识掌握的情况。难度中等。
解析：由表可知，日该地正午太阳高度角为90度，则太阳直射在22°N纬线上，这一天该地正午影长最短。其它的选项均错误，故本题正确答案是B。
答案：B
【时作业】
一、单项选择题
（原创题）图甲为地球公转速度变化图，图乙为以极点为中心的俯视图（部分），当地球公转速度为时，完成1～3题。

1.此时太阳直射点的说法正确的是
A．在北半球，并向北运动 B．在北半球，向南运动
C．在南半球，并向南运动 D．在南半球，向北运动
2.若乙图中的AB弧表示夜弧，则乙图外圆圈的纬度最接近
A．80°S B．50°S C.10°N D．50°N
3.假设黄赤交角变为30°，则B点在12月22日时的昼夜之比
A．比现在大 B．比现在小 C．无法确定 D．不变
(2011•衡水模拟)下表是北京和地同一天中的天空状况观测记录，完成4～5题。
天空黑暗结束晨光日出地平线日落地平线昏影天空昏暗开始
北京5：355：366：1018：2018：4418：45
地0：000：4023：400：00
4．这一天约在(　　)
A．春分日前后 B．五一劳动节前后
C．夏至日前后 D．冬至日前后
5．地位于(　　)
A．赤道附近地区 B．副热带地区
C．北极地区 D．南极地区
2011年普通高等学校招生全国统一考试安徽卷）下图为某地住宅建筑冬夏正午日照示意图，完成6-7题。

6．该地可能是
A.刚果盆地 B.撒哈拉沙漠南缘
C.巴西高原 D.北美洲五大湖地区
7.仅考虑地球运动,图示窗户、屋檐搭配对室内光热的影响有
①利于夏季遮阳，冬季采光
②冬至到春分，正午室内的日照面积逐渐增大
③春分到夏至，正午屋檐的遮阳作用逐渐增强
④利于减少室内能消耗
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
A．1、N1 B．2、N2
C．1、P2 D．N1、P2
10．三地纬度由高到低排列正确的是(　　)
A．P、、N B．、N、P
C．N、、P D．P、N、
(2011•聊城模拟)我国古代人民根据日月运行位置和天气及动植物生长等自然现象，把一年平分为二十四等份，这就是二十四节气。二十四节气能反映季节的变化，指导农事活动。读二十四节气分布图(图甲)，回答11～12题。

11．在下列各组节气中，北京的昼长时间最接近的是(　　)
A．清明、雨水 B．立冬、立秋
C．小雪、大寒 D．雨水、处暑
12．图乙是北半球晨昏线与纬线的切点变化示意图，图中四点的日期所处的节气正确的是(　　)
A．①表示大雪 B．②表示立春
C．③表示秋分 D．④表示芒种
(2011年石家庄市高中毕业班第一次模拟考试)右图中，a、b为晨昏线与m纬线的交点；弧线apb的中点为p，直线ab的中点为o；a、b两点的距离不确定，可以为零。读图，回答13～15题。

13．若a、b两点间距离最大，且北京时间为6月22日15?00，则下列判断可以确定的是
A．地球上21日的范围大于1/3
B．m纬线上昼长于夜
C．此日b点地方时18?00日落
D．此时a点正值日出
14．若o、p两点位于同一条纬线上，则下列判断可以确定的是
A．m纬线为中纬度纬线 B．m纬线上的昼长为18小时
C．此时P点地方时为12?00 D．此日P点正午太阳高度≤46°52′
15．若在晨昏线所在平面上，过o点做垂直于直线ab的线，则关于该线与晨昏线交点的判断可以确定的是
A．位于p点正北 B．与P点在同一经线圈上
C．与P点位于同一半球 D．与p点互为对跖点(地球同一直径的两个端点)
二、综合题
16．读地球公转图(下图)，回答下列问题。

(1)填写下表。
地理现象此时地球在公转轨道上的位置
北京白昼达一年中最大值
北京天安门升旗时间为6∶00
正午时刻北京人的身影最长
赤道上正午太阳高度达一年中最小值
　(2)地球运行到A点时，正午太阳高度由__________向南北两极降低，北极圈上昼长__________小时；地球公转速度__________，此后几天公转速度将__________。
(3)C到D太阳直射点由__________向__________移动，北极圈内极昼范围__________。
(4)分析B到C北京白昼变化的状况。
17．（2011•陕西宝鸡模拟)读地球日照图(下图，阴影部分表示黑夜)，回答下列问题。

(1)此时北京时间为__________；太阳直射点所在的经度为__________。
(2)此时地球公转线速度较__________(快或慢)。地球表面自转角速度分布规律是什么？
(3)简述此日北半球昼夜长短的分布规律。
(4)此季节是一年中南京附近长江水位较_________的季节，主要原因是_____________。
18．(2011•合肥模拟)读“北半球某纬度正午太阳高度的年变化图”，若图中m、n数值相差20°，回答下列问题。(20分)

(1)该地的纬度为________。(4分)
(2)P的值为________。(4分)
(3)A日期，该纬度各地日出、正午和日落时，物影的朝向依次为________、________和________。(12分)

参考答案与试题详细解析
12. D 依题意，图中③表示切点位于北极圈，则可能是冬至或夏至。若为夏至，则①为冬至后、②为春分后、④为冬至前节气，结合题中选项分析都不符合；若为冬至，则①为夏至后、②为秋分后、④为夏至前节气，结合选项分析，唯有④表示芒种合适。
果a、b两点在北半球，则p点位于北半球，而该线与晨昏线的交点有可能是晨昏线与南半球某纬线的切点，因此有可能位于p点以南；该直线与晨昏线的交点与p点有可能位于同一半球，也可能位于不同半球；由题意仅能判断该直线与晨昏线的交点与p点位于同一经线圈上，而不能确定其与p点互为对跖点。
答案：(1)自上至下依次为C　BD　A　AC
(2)南回归线　0　较快　加快
(3)北回归线(或北)　赤道(或南)　缩小
(4)昼越越长，且昼长大于夜长。
故物体的影子朝向依次是西南、正南、东南。
答案：(1)10°N　(2)76°34′　(3)西南　正南　东南

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