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4.3地球的绕日运动
学习目标
1.了解地球公转运动的方向、周期、地轴的倾斜状态等基本特征。
2.了解地球公转运动产生的正午太阳高度变化、昼夜长短变化。
02预习导学
一、地球的公转
(1)地球公转的定义
地球在不断地绕着太阳运行,这种运动叫公转运动。
(2)地球公转的轨道(黄道)
地球在公转过程中,所经过的路线上的每一点,都在同一个平面上,而且构成一个封闭曲线。这种地球在公转过程中所走的封闭曲线,叫做地球轨道。地球轨道的形状是一个接近正圆的椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。
(3)地球的公转方向
与自转方向一致,即自西向东。
(4)地球的公转周期
约为365.2422天,即通常所说的一年。
(5)黄赤交角
地球自转产生的赤道面与地球公转产生的黄道面之间的夹角为黄赤交角。由于地球公转时斜着身子,地轴与黄道面的夹角(66.5°)基本不变，地轴的空间指向(北端始终指向北极星附近)基本不变,故黄赤交角(目前23.5°)也基本不变。
二、正午太阳高度变化
(1)太阳高度角
对于地球上的某个地点,太阳高度角是指太阳光和地平面之间的夹角,简称太阳高度。
(2)太阳高度的特点
同一地点一天内太阳高度角是不断变化的。日出日落时角度都为0,当太阳位于正南或正北方向时,太阳高度角最大。
(3)正午太阳高度
在一日内,当太阳位于正南或正北方向时,太阳光和地面夹角最大,称为正午太阳高度。
①在同一时间,正午太阳高度随纬度不同而不同。
②在同一地点,正午太阳高度的大小,随季节变化而发生有规律地变化。
(4)太阳直射点
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。
(5)太阳直射点的变化规律
太阳直射点的移动:一年中太阳直射点在南、北回归线之间往返移动。
节气
| 时间
| 太阳直射点位置
| 夏至
| 6月22日前后
| 北回归线
| 秋分
| 9月23日前后
| 赤道
| 冬至
| 12月22日前后
| 南回归线
| 春分
| 3月21日前后
| 赤道
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(6)正午太阳高度的纬度分布规律
太阳高度与太阳直射点的位置有关,太阳直射点是太阳高度最大的地方。正午太阳高度是随着太阳直射点的移动而变化的。
①在夏至日,正午太阳高度由北纬23.5°向南北两侧递减。
②在冬至日,正午太阳高度由南纬23.5°向南北两侧递减。
③在春分日、秋分日,正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。
(7)正午太阳高度的季节变化规律
地球上中、高纬度地区的正午太阳高度,夏季较大,冬季较小。北半球中、高纬度地区的正午太阳高度,夏至日最高,冬至日最低。
三、杆影的变化
杆影的长度和太阳高度角有关,太阳高度角越大,影子越短;太阳高度角越小,影子越长。
(1)一天中杆影的长度和方向的变化
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(即太阳高度角最大)。
(2)一年中正午杆影的长度和方向的变化
①同一地点的杆影长度在一年中的变化:以北半球中纬度某地为例,夏季正午的杆影要比冬季的杆影短,即夏季正午的太阳高度角要比冬季正午的太阳高度角要大。
②同一时间不同纬度杆影的变化:同一天里,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。
四、昼夜长短变化
(1)昼夜长短的变化
一年中白天和夜晚的时间长度有规律变化的现象。
(2)昼夜长短的变化原因
地球公转导致太阳直射点的移动,使得南北半球冬夏两季昼夜长短不一。
(3)昼夜长短的变化规律
①空间变化一在同一时间,昼夜长短随纬度的变化(同时不同地)。地球自转的中心与公转的中心不重合,故太阳直射点的不同导致在同一时间内,全球各地昼夜长短随纬度的不同而不同。当太阳直射点位于北半球时,北半球各地昼长于夜,且越接近北极,昼与夜的时间长度差值越大。南半球与之恰好相反。春分日与秋分日太阳直射点位于赤道上,此时全球各地昼夜等长。
②时间变化一-在同一地点,昼夜长短随季节的变化(同地不同时)。
日期
| 昼夜长短状况
| | 北半球
| 南半球
| 极地地区
| 夏至
| 昼最长夜最短
| 昼最短夜最长
| 北极圈及其以北为极昼,南极圈及其以南为极夜
| 冬至
| 昼最短夜最长
| 昼最长夜最短
| 北极圈及其以北为极夜,南极圈及其以南为极昼
| 春分、秋分
| 昼夜等长
| 昼夜等长
| 昼夜等长
|
(4)极昼和极夜
有些地方有时太阳会整日不落,这种现象称为极昼现象;有时太阳会整日不出,这种现象称为极夜现象。只有在南北极圈内才会出现极昼和极夜现象。
（二）即时练习：
【小试牛刀1】1．在日常生活中，我们能观察到由地球公转产生的现象是 （ ）
A．旭日东升 B．昼夜更替 C．寒来暑往 D．高处不胜寒
【答案】C
【解析】寒来暑往指的是四季的更替，该现象是地球的公转运动所产生的。旭日东升、昼夜交替是地球的自转运动引起的，高处不胜寒指的是海拔越高、气温越低，和地球的公转运动以及自转运动无关。故答案为：C。
【小试牛刀2】如图所示为某天的太阳直射图，从中可以读出的信息有（ ）
A．这一天太阳直射在北回归线
B．此时南半球处于夏季
C．南极圈以南地区出现了极夜现象
D．全年只有这一天赤道上昼夜等长
【答案】B
【解析】读图可得，图中所示南极圈以内全部是极昼现象，此图所示的是北半球的冬至日，此时太阳直射南回归线，南半球是夏季。赤道上的点终年昼夜等长。故答案为：B。
【小试牛刀3】9．地球在公转时，太阳直射点会在地球表面有规律地南北移动。能表示2023年夏至日(6月21日)太阳光(图中用箭头表示)的照射情况的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【解析】2023年夏至日（6月21日），太阳直射在北回归线上，北半球昼最长夜最短，北极圈以内全部是极昼现象。读图可知，A图太阳直射北回归线，2023年夏至日（6月21日）的太阳直射状况与A图相吻合。故答案为：A。
03题型精讲
【题型一】地球公转
【典型例题1】下列不属于地球绕太阳公转运动特点的是（ ）
A．地球公转轨道近似圆形
B．公转一周约需要365.2422天，地轴与公转轨道成66.5°夹角
C．公转过程中，地球北极总是指向北极星附近
D．地球自东向西绕太阳公转
【答案】D
【解析】地球公转的方向是自西向东，周期是一年，地球公转时地轴与公转轨道成66.5°夹角，北极总是指向北极星附近，产生的现象是四季的变化和太阳高度角的变化。依据题意，故答案为：D。
【典型例题2】假如地球绕日公转时，地轴不再倾斜，而是垂直于公转轨道面。下列现象最有可能在地球上出现的是()
A．太阳西升东落 B．没有昼夜交替
C．全球各地气温基本相同 D．没有四季更替
【答案】D
【解析】
A、太阳西升东落，是自转引起的，因地球的自转仍是自西向东，太阳依旧东升西落，不可能出现，A错误；B、没有昼夜交替，昼夜交替是由自转引起的，地球的自转不受影响，所以仍有昼夜交替，B错误；C、全球各地气温基本相同，地轴不倾斜之后，地球表面受到太阳辐射的情况不同，纬度越高热量越少，所以气温不可能相同，C错误；D、没有四季更替，由于太阳直射点不再南北移动，不同纬度带得到的热量不发生变化，所以将没有四季更替，D正确。故选D
【对点训练1】用手电筒照射地球仪，同时按自西向东转动地球仪，则该实验可以模拟（ ）
A．地壳变动 B．四季变化 C．昼夜交替 D．地球公转
【答案】C
【解析】根据题意，用手电筒作为光源照射地球仪来模拟太阳光的照射；并自西向东拨动地球仪使其绕地轴转动来模拟地球的自转；由此我们很清晰的可以看出地球仪上出现了明暗交替的现象。故选D。
【题型二】正午太阳高度变化
【典型例题3】
2020年6月23 日，“北斗三号”最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射成功。下列说法正确的是 （ ）
A．此时西昌正值冬季
B．阳光直射在北回归线附近
C．浙江各地正午太阳高度是一年中最小的
D．西昌卫星发射塔正午的影子一年中最长
【答案】B
【解析】6月23日，太阳光线直射北回归线，是北半球的夏至日，北半球正值夏季，浙江位于北回归线以北，正午太阳高度达到一年之内的最大值，西昌卫星发射塔正午的影子一年中最短。故答案为：B。
【典型例题4】下列有关杆影的叙述不正确的是 （ ）
A．一天中杆影最短的时间出现在正午
B．杆影越长太阳高度越大
C．一年中，每天中午的杆影长度都在不断变化
D．杆影的朝向与太阳的位置相反
【答案】B
【解析】A、一天中，正午的杆影长度最短，太阳高度角最大；故A是正确的，不符合题意；B、杆影长度最短，太阳高度角最高；杆影越长，太阳高度越低；故B不正确，符合题意；C、一年之中杆影长度发生变化的原因是因为地球绕太阳公转，而公转轨道与地球自转轨道有一夹角，该夹角使得一年之中太阳与立杆处的照射角度发生变化；故C正确，不符合题意；D、根据地球自转的方向是自西向东的，日落时，太阳位于观察者的西方；影子朝向东方；杆影的朝向与太阳的位置相反；故D正确，不符合题意。故答案为：B。
【对点训练2】每年12月22日或23日，北半球的昼夜长短和正午太阳高度的情况是（ ）
A．白昼最短，正午太阳高度最大 B．黑夜最长，正午太阳高度最小
C．白昼最长，正午太阳高度最大 D．黑夜最短，正午太阳高度最小
【答案】B
【解析】每年的12月22日或23日，太阳直射在南回归线上，北半球各地的白昼最短，黑夜最长，正午太阳高度达到一年中的最低，故ACD错误，B正确。故答案为：B。
04体系构建
05记忆清单
强化训练
1．下列现象中，由地球公转引起的是（ ）
A．昼夜交替
B．昼夜长短变化
C．从东方迎来黎明的曙光，在西方送走落日的余晖
D．东边的”地方时”总是比西边的”地方时”来得早
【答案】B
【解析】昼夜长短的变化是地球公转运动形成的，选项ACD中的现象都是地球自转运动形成的。故答案为：B。
2．如图所示为某地正午太阳高度年变化折线图，根据该地正午太阳高度年变化规律，判断该地可能位于（ ）
A．20°S B．26°S C．20°N D．26°N
【答案】A
【解析】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，选项中20°S符合。故答案为：A。
3．如图为2020年6月21日的太阳光照图(阴影部分表示黑夜)。下列说法正确的是（ ）
A．此图反映的北半球的节气是冬至
B．图中②地的昼夜长短状况是昼短夜长
C．当日①②③④四地中白昼最长的是③
D．此时图中①②③④四地正午太阳高度角最大的是②
【答案】D
【解析】
A. 此图中太阳直射点在北回归线，所以反映的北半球的节气是夏至，A错误； B. 图中②地在北半球，当太阳直射点在北半球时，北半球任何地方的昼夜长短状况都是昼长夜短，B错误； C. 当日①②③④四地中白昼最长的是①，因为太阳直射点在北回归线时，北极圈出现极昼现象，24小时都是白天，C错误； D. ②位于北回归线上，此正午太阳高度角为90°，他是四个地方中太阳高度角最大的，所以此时图中①②③④四地正午太阳高度角最大的是② ，正确；故答案为：D.
4．北京天安门广场举行升旗仪式的时间是根据北京每天的日出时间确定的，若一年中最早举行升旗仪式的时间为凌晨4时36分，则该日可能是（ ）
A．3月21日 B．6月22日 C．9月23日 D．12月22日
【答案】B
【解析】北京天安门广场每天早晨升国旗的时间是根据日出时刻而定的，6月22日前后的夏至日北半球昼最长，太阳高度最大，日出时间最早，升旗仪式最早。故答案为：B。
5．“二十四节气”是我国劳动人民智慧的结晶，2016年正式列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。“二十四节气歌”对应的节气中，绍兴市全为昼长夜短的一组是 （ ）
A．春雨惊春清谷天 B．夏满芒夏暑相连
C．秋处露秋寒霜降 D．冬雪雪冬小大寒
【答案】B
【解析】根据昼夜长短变化规律可知，太阳直射点所在的半球昼长夜短，绍兴市位于北半球，太阳直射北半球的节气是夏满芒夏暑相连。故答案为：B。
6．杭州亚运会定于2023年9月23日开幕，这一天地球处于公转轨道上的位置是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
【答案】B
【解析】读图可知，2023年9月23日前后为北半球的秋分日，地球运行在公转示意图中的②位置，此时太阳直射赤道，全球昼夜等长。故答案为：B。
7．关于太阳直射点的回归运动说法正确的是（ ）
A．春分日太阳直射在北半球 B．南北回归线上一年有两次直射
C．赤道上一年有一次直射 D．冬至日太阳直射在南回归线上
【答案】D
【解析】A、春分日太阳直射在赤道上，故A错误。B、南北回归线上太阳直射一次，故B错误。C、南北回归线之间太阳直射两次，赤道上太阳直射两次，故C错误。D、冬至日太阳直射南回归线上，故D正确。故答案为：D。
8．杭州市”昼夜等分”现象出现在（ ）
A．立春和立夏 B．夏至和冬至 C．小寒和小暑 D．春分和秋分
【答案】D
【解析】位于北半球的杭州市在春分日或是秋分日时，昼夜等分。此时太阳直射点在赤道上，全球昼夜平分。故答案为：D。
9．正午时，地球上垂直物体的影子只朝北不朝南的地区是（ ）
A．北回归线以北的地区 B．赤道以北地区
C．赤道以南地区 D．南回归线以南的地区
【答案】A
【解析】正午时，地球上垂直物体的影子总是朝北而不朝南的地方在北回归线以北地区，该地区始终位于太阳直射点以北，影子始终朝北。故答案为：A。
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