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第一节　地球的自转和公转
【目标导航】
知识要求 素养目标
结合实例,说明地球运动方式和特点。 1.结合具体材料,分析地球自转和公转的特点。(区域认知)
2.通过示意图,说明黄赤交角形成及其影响。(综合思维)
3.运用地球自转和公转规律,解决实际应用问题。(地理实践力、综合思维)
必备知识·预习导学
一、地球的自转
1.概念:地球绕其 的旋转运动,叫作地球的自转。地球的自转轴叫作
,它的北端始终指向 附近。
[想一想] 为什么恒星在天空中看起来像围绕北极星附近做圆周运动 结合图示分析。
自转轴
地轴
北极星
提示:地球绕地轴旋转,地轴北端始终指向北极星附近。
2.方向
(1)侧视:自西向东。
(2)俯视:在北极上空俯视,呈 时针方向旋转;在南极上空俯视,呈 时针方向旋转。
逆
顺
[绘一绘] 在下面三幅图中的弧线或短线上标注箭头,准确表示地球的自转方向。
答案:
·拓展提升·
北极星的应用
(1)夜晚观测星空,北极星的方向为正北方向。
(2)北半球某地观察北极星的仰角=当地的地理纬度。
3.周期
项目 时间长度 参照物 意义
太阳日 太阳 昼夜交替的周期
恒星日 遥远的恒星 地球自转的真正周期
24时
23时56分4秒
[想一想] 我们日常生活中所说的1天24小时是地球自转真正的周期吗
提示:不是,地球自转的真正周期是23时56分4秒,也就是恒星日。
4.速度:地球自转的速度可以用 速度和 速度来描述。
角
线
(1)角速度:地球表面除南北两极点外,任何地点都相等,均为 。
(2)线速度:由 至 逐渐减小,极点为零。
15°每时
赤道
两极
[想一想] 地球同步卫星与地球表面对应点的速度相等吗
提示:角速度相同,均为每小时15°;线速度大于地面上的对应点。
二、地球的公转
1.概念:地球绕 的运动。地球公转的轨迹叫作 ,是近似正圆的 轨道。
2.方向: 。
太阳
公转轨道
椭圆
自西向东
[想一想] 地球的公转方向都是逆时针方向吗
提示:从北极上空俯视,呈逆时针方向(如左图);从南极上空俯视,呈顺时针方向(如右图)。
3.周期:公转一周的时间是 。
(1)回归年:以 作为参照物,1年的时间长度为365日5时48分46秒。
(2)恒星年:以 作为参照物,1年的时间长度为365日6时9分10秒,是地球公转的真正周期。
1年
太阳
其他恒星
4.速度
位置 日期 日地距离 角速度 线速度
A 点 1月初 1.471亿km 61′/d 30.3 km/s
B 点 7月初 1.521亿km 57′/d 29.3 km/s
近日
远日
[想一想] 为什么北半球夏半年与冬半年的天数存在差异
提示:北半球夏半年,地球运动至远日点附近,地球公转速度较慢,所用天数较多,为186天;北半球冬半年,地球运动至近日点附近,地球公转速度较快,所用天数较少,为179天。
三、黄赤交角及其影响
1.黄赤交角
填出图中数字序号所表示的内容。
数字
序号 所表示的内容
① 星
② 地球公转轨道平面,叫 平面
③ 过地心并与地轴垂直的平面,叫 平面
④ 赤道平面与黄道平面的交角,目前为
⑤ 地轴与公转轨道平面的倾角,为
北极
黄道
赤道
23°26′
66°34′
[想一想] 黄赤交角大小是永恒不变的吗
提示:不是,黄赤交角的大小是在不断变化的,由于变化幅度小,因此在一定时期内可以看作是不变的。
2.黄赤交角的影响
(1)结合图完成表格。
太阳直射点回归运动示意图
字母 太阳直射
点位置 北半球节气 日期
a 春分 3月21日前后
b 23°26′N 6月22日前后
c 赤道 秋分 前后
d 冬至 12月22日前后
赤道
夏至
9月23日
23°26′S
(2)黄赤交角的影响。
①引起太阳直射范围的变化:太阳直射的范围最北到达 ,最南到达 。
②引起太阳直射点的回归运动:太阳直射点在 之间往返运动,周期是一个 年。
北纬23°26′
南纬23°26′
南、北纬23°26′
回归
[想一想] 当黄赤交角增大为25°时,太阳直射点的范围有何变化
提示:太阳直射点的范围最北到达北纬25°,最南到达南纬25°,范围变大。
关键能力·情境导学
学习任务一　地球运动的基本特征
【情境·探究导学】
美丽的星空
“天上的明星现了,好像点着无数的街灯。我想那缥缈的空中,定然有美丽的街市。”美丽的星空充满诱惑,下图是摄影师在夜晚采用连续曝光技术拍摄的照片。照片中的弧线为恒星视运动轨迹。
(1)照片中恒星的运动轨迹为什么以北极星为中心
提示:地轴北端始终指向北极星附近,因此在地球上观察时北极星几乎是不动的。
(2)照片中恒星视运动轨迹所反映的地理现象是怎样产生的
提示:地球的自转。
(3)若图中a恒星视运动转过的角度约为60°,则摄影师连续拍摄的时长约为多少
提示:4小时。
1.地球自转和公转运动比较
【核心·归纳总结】
比较项 自转 公转
概念 地球绕地轴
的旋转运动 地球绕太
阳的运动
运动方向 自西向东
地轴空间指向 始终指向北极星附近
运动
周期 以遥远的恒星为参照物　　 1恒星日=23时56分4秒(地球自转的真正周期) 1恒星年=365日6时9分10秒
(地球公转的真正周期)
以太阳为参照物　　 1太阳日=24时(昼夜交替现象周期) 1回归年=365日5时48分46秒
(太阳直射点回归运动周期)
运动
速度 角速度 除南北极点外,各地均约为15°/时(或1°/4分) 平均约
1°/天 近日点
最快(1月初)
远日点
最慢(7月初)
线速度 因纬度而异,自赤道(1 670 km/h)向两极(0 km/h)递减 平均约
30 km/s
2.地球自转方向的判断方法
(1)常规法:地球自转方向是自西向东,由此判断地球自转方向。
(2)极点法:北极上空看呈逆时针,南极上空看呈顺时针;同理,看到地球是逆时针方向旋转的,极点为北极(如下面左图),看到地球是顺时针方向旋转的,极点是南极(如下面右图)。
(3)经度法:东经度增大的方向就是地球自转方向,西经度减小的方向也是地球自转方向,图示如下。
(4)海陆法:根据大洲和大洋的相对位置也可以判断地球的自转方向。如沿某一纬线从欧洲到亚洲的方向或从太平洋经巴拿马运河到大西洋的方向就是地球自转方向。
3.地球自转线速度的影响因素及其应用
(1)影响地球自转线速度的因素。
因素 影响 关系
纬度 同海拔地区,纬度相同,线速度相同;纬度越低,线速度越大 负相关
海拔 同纬度地区,海拔越高,线速度越大 正相关
(2)地球自转线速度大小的应用。
地球自转等线速度线分布示意图
判断南、北半球 由北向南,线速度越来越大的为北半球,越来越小的为南半球。如上图A、B两点位于北半球
判断纬度带 0~837 km/h→高纬度;837~1 447 km/h→中纬度;1 447~1 670 km/h→低纬度。如上图A、B两点位于中纬度
判断地势高低 地球自转线速度等值线凸向数值低处,说明线速度比同纬度其他地区大,即地势较高(如上图中A处可能为山地、高原等);地球自转线速度等值线凸向数值高处,说明线速度比同纬度其他地区小,即地势较低(如上图中B处可能为谷地、盆地等)
选择航天发射基地位置 航天发射基地应选择在自转线速度较大(纬度低、海拔高)的地区,并且向东发射
下图为我国某中学地理研究性学习小组野外宿营时,同学们把照相机固定,对准北极星附近的星空,长时间曝光得到的北极星附近星辰运动的轨迹。据此回答1~2题。
【实践·学以致用】
1.下列说法正确的是(　　)
[A] 能反映地球围绕太阳公转运动
[B] 星辰围绕北极星逆时针转动
[C] 星辰围绕北极星顺时针转动
[D] 能反映地球自东向西自转运动
B
【解析】 根据图像形态判断其反映的是地球自转。从北极上空看,地球自转为逆时针,地轴北端始终指向北极星附近,B正确;地球自转方向为自西向东。
2.某一遥远的恒星A在该日23:00位于图中的★位置,那么,第二天该恒星处于星空同样位置最接近的时间是(　　)
[A] 23:00 [B] 22:56
[C] 23:04 [D] 21:52
B
【解析】 恒星日是地球自转真正的周期,恒星日的时间比太阳日少3分56秒,为23时56分4秒,则某日23:00位于图中“★”处,第二天该恒星回到同样位置最接近的时间是22时56分4秒,B正确。
高山滑雪是冬奥会的传统项目,风速、地形、地球自转线速度变化都影响运动员的高水平发挥,下图示意崇礼(41°N,海拔500米)某教练训练计划中表示地球表面自转线速度及海拔的关联。读图,回答3~4题。
B
3.a、b、c、d四个训练地中纬度最高的是(　　)
[A] a [B] b
[C] c [D] d
【解析】 同一海拔情况下,纬度越高,线速度越小,同一纬度情况下,海拔越高,线速度越大,a、c海拔相同,线速度c>a,表明a纬度更高;a、b线速度相同,b海拔更高,表明b纬度较a高;b、d海拔相差不大,但自转线速度d>b,说明纬度b>d,故选B。
4.该教练制定的训练计划要向全球教练员推广,为加强运动员对地球自转线速度影响的克服能力,下列说法可信的是(　　)
[A] 奥斯陆(60°N,海拔500米)教练应将训练场地放在低海拔处
[B] 罗马(41°N,海拔100米)教练可将训练场地放在当地
[C] 柏林(52°N,海拔10米)教练应将训练场地移向高纬度处
[D] 悉尼(34°S,海拔100米)教练可将训练场地放在当地
D
【解析】 奥斯陆纬度高,海拔和崇礼一样,需要在低纬度或者高海拔训练场地训练;罗马与崇礼纬度相同,但海拔低,需要在高海拔或者低纬度训练场地训练;柏林纬度高、海拔低,需要在低纬度或者高海拔训练场地训练;悉尼纬度低可以弥补海拔低的缺陷,故可将训练场地放在当地,D正确。
【情境·探究导学】
窥阳孔下睹骄阳
“窥阳孔下睹骄阳”,可真正领会到太阳直射点在南、北回归线之间摆动的大自然奥秘。太阳光经此孔直射在正下方“广西壮族自治区地图”的桂平点上。标志的东西方向嵌有宽5厘米、长20多米的北回归线标志指示线,也是热带与温带的分界线,站在这里,可以一只脚踩在热带上,另一只脚踩在温带上。
学习任务二　黄赤交角及其影响
(1)南、北回归线的纬度是根据什么确定的
提示:地球自转和公转轨道面不重合,形成黄赤交角,目前是23°26′,由此确定了南、北回归线的纬度。
(2)结合所学知识,在下图中绘制出太阳直射点的移动轨迹。
提示:绘图如下。
(3)若黄赤交角变为24°,太阳直射范围会发生怎样变化
提示: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“三个基本不变两个变”。其含义如下。
【核心·归纳总结】
黄赤交角的特点 含义
一轴 地轴 地球自转轴,与赤道平面垂直
两面 黄道平面 地球公转轨道平面
赤道平面 过地心并与地轴垂直的平面
三角度 黄赤交角 黄道平面与赤道平面的交角,目前为23°26′
地轴与黄道平面的夹角 与黄赤交角互余,为66°34′
地轴与赤道平面的夹角 90°
三个基本不变 地球在公转过程中,地轴的空间指向基本不变,地轴北端始终指向北极星附近
黄赤交角的大小在一定时期内基本不变,目前为23°26′
地球运动的方向不变,总是自西向东
两个变 地球在公转轨道的不同位置,黄道平面与赤道平面的交线、地轴与太阳光线的相对位置是变化的
(1)与黄赤交角相关的角度及其关系。
黄赤交角=回归线的度数,黄赤交角与极圈度数互余;黄赤交角=晨昏线与地轴的最大夹角。
(2)黄赤交角变化带来的影响。
2.黄赤交角引起太阳直射点的回归运动
黄赤交角的存在,引起了太阳直射点在南、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个回归年。太阳直射点的位置和季节移动(以北半球为例)可用下图来表示。
读黄赤交角示意图,回答1~3题。
【实践·学以致用】
1.图中数字序号表示黄赤交角的是(　　)
[A] ① [B] ②
[C] ③ [D] ④
A
【解析】 黄赤交角是黄道平面和赤道平面的交角,③为黄道平面,④为赤道平面,①是黄赤交角,②为黄道平面与地轴的夹角,A正确。
2.当太阳直射点在C处时,北半球节气为(　　)
[A] 春分日 [B] 夏至日
[C] 秋分日 [D] 冬至日
【解析】 图示C处为南回归线,当太阳直射点在C处时为北半球冬至日,D正确。
D
3.当黄赤交角变大时,下列说法正确的是(　　)
[A] 寒带范围变大 [B] 温带范围变大
[C] 热带范围变小 [D] 寒带范围变小
【解析】 黄赤交角的存在决定了南北回归线的度数。目前的黄赤交角为23°26′,若黄赤交角变大,南北回归线的度数也变大,热带范围变大;极圈的度数=90°-回归线的度数,回归线度数变大,那么极圈的度数变小,极圈到极点之间的寒带范围则变大,温带范围变小,A正确。
A
读太阳直射点回归运动轨迹图,回答4~5题。
4.自元旦至国庆节,太阳直射点的南北移动方向是(　　)
[A] 一直向北 [B] 一直向南
[C] 先向北后向南 [D] 先向南后向北
C
【解析】 元旦时太阳直射南半球,之后向北移动,6月22日前后移动到北回归线,之后向南移,9月23日前后移动到赤道,继续向南移,在国庆节时,太阳直射点位于南半球,C正确。
5.从五一劳动节到国庆节期间,地球公转的速度变化是(　　)
[A] 持续变快 [B] 先变慢再变快
[C] 逐渐变慢 [D] 先变快再变慢
【解析】 地球公转速度在近日点(1月初)最快,远日点(7月初)最慢,从五一劳动节到国庆节期间,地球经过远日点,地球公转速度先变慢再变快,B正确。
B
图表判读
地球公转示意图的判读
【典图示例】
【技法点拨】
1.在地球公转轨道上判断二分二至日
高中阶段对地球公转轨道图进行了一定的简化,基本上左右两个位置被固定为夏至日和冬至日;上下两个位置被固定为春分日和秋分日。因此判读时可据此特点进行。
(1)利用近日点、远日点判读。
近日点附近为冬至日,远日点附近为夏至日。
(2)太阳画在中间的位置图的判读。
①根据太阳直射点的位置判断。
a.先确定出地球公转方向,如甲图。(可根据地球自转、南北极指向等来确定地球公转方向)
b.在图中过球心作地轴的垂线,即赤道,如乙图。
c.作直线连接左右两个球心,如丙图。
d.如果直线指向北半球(北回归线),为夏至日,即丙图中的A;如果直线指向南半球(南回归线),为冬至日,即丙图中的C。
e.再根据二至日的位置和公转方向,确定D为春分日,B为秋分日。
②根据地轴倾斜方向判断。
地轴的北端倾向太阳一侧时为夏至日(①),地轴的北端背向太阳一侧时为冬至日(③),再根据地球公转的方向判断出②为春分日,④为秋分日。
2.判断地球公转速度的快慢
在能看出近日点、远日点的图中,近日点公转速度快,远日点公转速度慢;在太阳画在居中的位置图中,冬至日后(1月初)公转速度快,夏至日后(7月初)公转速度慢。
3.判断太阳直射点的位置及移动方向
在地球公转示意图上判断出二分二至日后,将公转轨道上的位置与太阳直射点回归运动图(下图)的位置相对应,从而判断出太阳直射点的位置(在南北哪个半球,将向南北哪个方向移动)。
【对点练习】
1.读地球公转示意图(图1)和二分二至图(图2),回答(1)~(2)题。
图1
图2
(1)当地球位于图2中④点时(　　)
[A] 位于近日点
[B] 黄赤交角达到一年中最大值
[C] 地球公转的角速度和线速度较①②③快
[D] 地球自转速度加快
C
图2
【解题思路】 第(1)题,据图可知,地球位于图2中④点时,太阳直射南回归线,时间为12月22日前后,接近近日点(1月初),A错误;黄赤交角目前约为23°26′,不随地球公转而变化,B错误;近日点(1月初)地球公转速度最快,远日点(7月初)地球公转速度最慢。图2中④点接近近日点,②点接近远日点,①③位于近日点和远日点之间,故④点地球公转的角速度和线速度较①②③快,C正确;地球自转速度快慢与地球公转的位置无关,D错误。
图2
(2)图1中地球从甲处经乙、丙、丁回到甲处公转一周(甲、乙、丙、丁之间等距),四段之间用时最少的时候,地球经过的节气是(　　)
[A] 春分 [B] 夏至
[C] 秋分 [D] 冬至
D
图1
【解题思路】第(2)题,地球位于近日点时,地球公转速度最快;依据图中太阳的位置可知,近日点(1月初)位于丁至甲段,因此丁→甲段是四段中用时最少的一段,此时经过的节气是冬至,D正确。
图1
2.2022年女篮世界杯于9月22日至10月1日在澳大利亚悉尼举行。9月22日至27日举行小组赛,9月29日1/4决赛开启,半决赛和决赛分别在9月30日、10月1日举行。右上图示意地球公转轨道。读图,回答(1)~(3)题。
C
(1)本届女篮世界杯期间,地球在公转轨道上的位置接近图中的(　　)
[A] ① [B] ②
[C] ③ [D] ④
【解题思路】 第(1)题,根据地球在公转轨道上二分二至日的判读技巧可知,图中①②③④对应的节气分别为春分、夏至、秋分、冬至。9月22日至10月1日,接近秋分日,与图示中③接近,C正确。
(2)本届女篮世界杯决赛开赛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　较慢
[C] 北半球　南移　较慢
[D] 南半球　南移　较快
D
【解题思路】第(2)题,10月1日,太阳直射点位于南半球且向南移,地球公转速度较快,D正确。
(3)如果在上图中标注地球的自转方向,应该是(　　)
[A] 顺时针 [B] 逆时针
[C] 自东向西 [D] 无法判断
B
【解题思路】第(3)题,图中公转方向是逆时针,说明是北极上空观察所得,地球的自转方向也是自西向东逆时针方向,B正确。
课堂小结·地理视野
课堂小结 地理视野
中国卫星发射基地
中国拥有五大卫星发射基地,分别为酒泉卫星发射中心(始建于1958年),西昌卫星发射中心(始建于1970年),太原卫星发射中心(始建于1967年),文昌卫星发射中心(始建于2009年),中国东方航天港 (母港位于烟台海阳,于2019年启动建设,用于海上卫星发射)。第一节　地球的自转和公转
(时间:30分钟　满分:64分)
选择题均为3分/个
基础达标
　　星轨是拍摄设备在长时间曝光的图片中,由恒星产生的持续移动轨道。拍摄过程中摄像位置保持不动,随着时间的流逝恒星发生移动,由此产生的图片显示了恒星在夜空下的移动轨迹。图1为由2023年春分和秋分在青海冷湖的全天相机夜间监控照片合成的星轨图。据此回答1~3题。
图1
1.图中的星轨呈排列整齐的同心圆(或弧)形,其形成原因是(　　)
[A] 地球的绕轴自转运动
[B] 地球的绕日公转运动
[C] 地球自转运动和公转运动的共同影响
[D] 与地球的自转运动和公转运动无关
【答案】 A
【解析】 拍摄过程中摄像位置保持不动拍摄的恒星轨迹,是地球自转的反映,A正确。
2.位于圆心的点状星轨属于(　　)
[A] 地球 [B] 太阳
[C] 月球 [D] 北极星
【答案】 D
【解析】 地球围绕地轴自转,所以从地球看起来,恒星也都像是绕着地轴(北天极)在转。固定在地面上的观察者抬头看这些恒星,会发现这些恒星轨迹为整圆,圆心的亮点就是北极星,D正确。
3.除北极星外,每一颗恒星完成一个持续的圆周视运动的时间是(　　)
[A] 一个恒星日 [B] 一个太阳日
[C] 一个回归年 [D] 一个恒星年
【答案】 A
【解析】 行星是绕着恒星运动的,地球上看到恒星完成一个持续的圆周视运动轨迹是地球自转的周期,23时56分4秒,即一个恒星日,A正确。
　　第24届冬奥会于2022年2月4—20日在北京市和张家口市举行。据此回答4~6题。
图2
4.在冬奥会期间,地球的公转位置最接近图2中的(　　)
[A] a [B] b
[C] c [D] d
【答案】 C
【解析】 北京冬奥会期间(2022年2月4—20日),地球公转至冬至日与春分日之间。根据地球在公转轨道上的位置,d位于春分日和夏至日之间,a位于夏至日和秋分日之间,b位于秋分日和冬至日之间,c位于冬至日和春分日之间,C正确。
5.地球公转到图2中四点时,速度最快的是(　　)
[A] a [B] b
[C] c [D] d
【答案】 C
【解析】 根据上题分析及读图可知,c点位于冬至日之后春分日之前,最接近近日点(1月初),故速度最快,C正确。
6.下列有关地球公转的叙述,正确的是(　　)
[A] 地球公转方向为a→d→c→a
[B] a点位于近日点附近
[C] a、b、c、d四点分别代表夏至、秋分、冬至和春分
[D] 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
【答案】 D
【解析】 地球公转方向与自转方向相同,均为自西向东,在图中表现为a→b→c→d→a,A错误;a点位于夏至日之后,即远日点附近,B错误;根据上题分析,a、b、c、d四点分别位于夏至日之后、秋分日之后、冬至日之后和春分日之后,C错误;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,D正确。
　　黄赤交角并不是固定不变的,现在约为23°26′,最大时约为24.24°,最小时约为22.1°,变动周期约4万年。据此回答7~8题。
7.黄赤交角变大时(　　)
[A] 热带的范围比现在大
[B] 温带的范围比现在大
[C] 寒带的范围比现在小
[D] 出现太阳直射的范围比现在小
【答案】 A
【解析】 黄赤交角变大时,南北回归线度数变大,极圈度数变小,温带范围缩小,热带范围扩大,寒带范围扩大,A正确,B、C错误;出现太阳直射的范围扩大,D错误。
8.地球上的太阳直射点(　　)
①移动周期约4万年　②随着季节的变化而变化　③回归线之间区域每年直射两次　
④最大时纬度约23°26′
[A] ①② [B] ①④
[C] ②③ [D] ③④
【答案】 C
【解析】 太阳直射点的位置随季节的变化而变化,回归线之间区域每年直射两次,②③正确;太阳直射点移动的周期是一个回归年,4万年是黄赤交角的变动周期,①错误;太阳直射点最大的纬度是24.24°,④错误。故选C。
能力提升
地轴北极在自转和公转中始终指向北极星附近。图3为甲地观测者夜晚观察北极星的示意图。据此回答9~10题。
图3
9.乙树位于甲树的(　　)
[A] 北方 [B] 东方
[C] 南方 [D] 西方
【答案】 B
【解析】 该地位于北纬40°(某地观测北极星的仰角即为当地的地理纬度),北极星所在方向为正北,乙树位于甲树的垂直右侧,为正东方向,B正确。
10.如果甲处观测者在夜间连续观察4小时,会发现(　　)
[A] 北极星与地面夹角将逐渐升高
[B] 北极星与地面夹角将逐渐降低
[C] 图中某恒星沿圆形轨道向M方向移动
[D] 图中某恒星沿圆形轨道向N方向移动
【答案】 C
【解析】 北极星和地面的夹角与当地的地理纬度相同,当地的地理纬度不会发生变化,所以北极星与地面夹角不会发生变化,A、B错误;由于地球自西向东自转,恒星的位置相对固定,因而其视运动方向与地球自转方向相反,所以该恒星向M方向运动,C正确,D错误。
祝融号为天问一号任务火星车,设计寿命为90个火星日,约为地球上3个月。2021年5月15日天问一号着陆器成功着陆于火星乌托邦平原(25°N附近),22日祝融号火星车驶离着陆平台到达火星表面,开始巡视探测。2022年7月中旬为火星北半球冬至前后,为应对可能的恶劣环境,祝融号于2022年5月18日转入休眠模式,在火星表面累计行驶
1 921米,获取了大量宝贵资料,为后续的火星探索提供数据支撑。火星自转与公转轨道平面夹角为25.19°,图4示意火星绕日公转示意图。据此回答11~12题。
图4
11.火星自转周期大约为地球自转周期的(　　)
[A] 1/3倍 [B] 1倍
[C] 2倍 [D] 3倍
【答案】 B
【解析】 材料中90个火星日约为地球上3个月(90天),说明火星自转周期大约为地球自转周期的1倍,B正确。
12.祝融号转入休眠模式时,大致位于公转轨道的位置是(　　)
[A] a→b [B] b→c
[C] c→d [D] d→a
【答案】 A
【解析】 2022年7月中旬为火星北半球冬至日前后(b位置),祝融号于2022年5月18日转入休眠模式,祝融号着陆在火星北半球,当太阳直射火星南半球时,火星北半球处在冬半年,祝融号会转入休眠模式,结合火星绕日公转示意图可知,b位置太阳直射火星南半球,a位置太阳直射火星赤道位置,祝融号转入休眠模式时,大致位于公转轨道的位置是a→b,A正确。
13.(12分)读图5,回答下列问题。
图5
(1)在图5外侧弧线上添画箭头表示地球自转的方向。(2分)
(2)下面四幅图中,能正确表示地球自转方向的是(2分)(　　)
A
B
C
D
(3)地球自转一周360°所需要的时间为　　　　,即一个　　　　　　。(4分)
(4)图5中A、B、C、D四点,线速度最大的为　　 　　点,角速度相同的是　　　　点。(4分)
【答案】 (1)逆时针标注箭头,画图略。(2分)
(2)A(2分)
(3)23小时56分4秒　恒星日(4分)
(4)A　A、B、C、D(4分)
【解析】 第(1)题,根据图中信息可知,俯视图中心点为北极点,地球自转方向应为逆时针。第(2)题,侧视图和极地俯视图中地球自转方向都为自西向东,即东经增大、西经减小的方向,A正确。第(3)题,根据所学知识可知,地球自转一周所用时间为23时56分4秒,即一个恒星日。第(4)题,地球自转的角速度,除极点外都相等,线速度由赤道向两极递减,所以A、B、C、D四点中,线速度最大的为A点(A点在赤道上),角速度四点相等。
14.(16分)根据材料和地球公转示意图(图6),回答下列问题。
一位航天员骄傲地对父亲说:“爸,我已经绕地球转了20圈。”父亲笑着回答:“我比你更了不起,我已经绕太阳转了60圈了!”
图6
(1)图示中,地球自转和公转的方向一致,都是　　　　　　。(2分)
(2)你认为航天员的父亲的话是真的吗 为什么 (4分)
(3)航天员的父亲是　　　　岁,判断理由是什么 (4分)
(4)当地球公转到位置①时,这一天是北半球的　　　　(节气),太阳直射　　　 　　　。(4分)
(5)地球公转速度一直在变快的时段是图中的(2分)(　　)
A.①→② B.②→③
C.③→④ D.④→①
【答案】 (1)自西向东(2分)
(2)是真的,因为人随地球绕太阳公转,每年一圈。(4分)
(3)60　理由:地球绕太阳公转周期为一年,60圈刚好60岁。(4分)
(4)夏至　北回归线(23°26′N)(4分)
(5)B(2分)
【解析】 第(1)题,读图可知,地球自转和公转的方向一致,都是自西向东。第(2)题,航天员父亲的话是指地球绕太阳的公转运动,人随地球绕太阳公转,每年一圈。第(3)题,航天员父亲绕太阳转了60圈,说明他的年龄是60岁。地球绕太阳公转周期为一年,60圈刚好60岁。第(4)题,当地球公转到位置①时,这一天太阳直射北回归线(23°26′N),是北半球的夏至日。第(5)题,地球在公转轨道上近日点(1月初)公转速度最快,远日点(7月初)公转速度最慢;图中①是6月22日前后(夏至日),③是12月22日前后(冬至日),所以地球公转速度②→③段一直在变快,B正确。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第一节　地球的自转和公转
【目标导航】
知识要求 素养目标
　　结合实例,说明地球运动方式和特点。 1.结合具体材料,分析地球自转和公转的特点。(区域认知) 2.通过示意图,说明黄赤交角形成及其影响。(综合思维) 3.运用地球自转和公转规律,解决实际应用问题。(地理实践力、综合思维)
一、地球的自转
1.概念:地球绕其自转轴的旋转运动,叫作地球的自转。地球的自转轴叫作地轴,它的北端始终指向北极星附近。
[想一想] 为什么恒星在天空中看起来像围绕北极星附近做圆周运动 结合图示分析。
提示:地球绕地轴旋转,地轴北端始终指向北极星附近。
2.方向
(1)侧视:自西向东。
(2)俯视:在北极上空俯视,呈逆时针方向旋转;在南极上空俯视,呈顺时针方向旋转。
[绘一绘] 在下面三幅图中的弧线或短线上标注箭头,准确表示地球的自转方向。
答案:
北极星的应用
(1)夜晚观测星空,北极星的方向为正北方向。
(2)北半球某地观察北极星的仰角=当地的地理纬度。
3.周期
项目 时间长度 参照物 意义
太阳日 24时 太阳 昼夜交替的周期
恒星日 23时56分4秒 遥远的恒星 地球自转的真正周期
[想一想] 我们日常生活中所说的1天24小时是地球自转真正的周期吗
提示:不是,地球自转的真正周期是23时56分4秒,也就是恒星日。
4.速度:地球自转的速度可以用角速度和线速度来描述。
(1)角速度:地球表面除南北两极点外,任何地点都相等,均为15°每时。
(2)线速度:由赤道至两极逐渐减小,极点为零。
[想一想] 地球同步卫星与地球表面对应点的速度相等吗
提示:角速度相同,均为每小时15°;线速度大于地面上的对应点。
二、地球的公转
1.概念:地球绕太阳的运动。地球公转的轨迹叫作公转轨道,是近似正圆的椭圆轨道。
2.方向:自西向东。
[想一想] 地球的公转方向都是逆时针方向吗
提示:从北极上空俯视,呈逆时针方向(如左图);从南极上空俯视,呈顺时针方向(如右图)。
3.周期:公转一周的时间是1年。
(1)回归年:以太阳作为参照物,1年的时间长度为365日5时48分46秒。
(2)恒星年:以其他恒星作为参照物,1年的时间长度为365日6时9分10秒,是地球公转的真正周期。
4.速度
位置 日期 日地距离 角速度 线速度
A 近日点 1月初 1.471亿km 61′/d 30.3 km/s
B 远日点 7月初 1.521亿km 57′/d 29.3 km/s
[想一想] 为什么北半球夏半年与冬半年的天数存在差异
提示:北半球夏半年,地球运动至远日点附近,地球公转速度较慢,所用天数较多,为186天;北半球冬半年,地球运动至近日点附近,地球公转速度较快,所用天数较少,为179天。
三、黄赤交角及其影响
1.黄赤交角
填出图中数字序号所表示的内容。
数字 序号 所表示的内容
① 北极星
② 地球公转轨道平面,叫黄道平面
③ 过地心并与地轴垂直的平面,叫赤道平面
④ 赤道平面与黄道平面的交角,目前为23°26′
⑤ 地轴与公转轨道平面的倾角,为66°34′
[想一想] 黄赤交角大小是永恒不变的吗
提示:不是,黄赤交角的大小是在不断变化的,由于变化幅度小,因此在一定时期内可以看作是不变的。
2.黄赤交角的影响
(1)结合图完成表格。
太阳直射点回归运动示意图
字母 太阳直射 点位置 北半球节气 日期
a 赤道 春分 3月21日前后
b 23°26′N 夏至 6月22日前后
c 赤道 秋分 9月23日前后
d 23°26′S 冬至 12月22日前后
(2)黄赤交角的影响。
①引起太阳直射范围的变化:太阳直射的范围最北到达北纬23°26′,最南到达南纬23°26′。
②引起太阳直射点的回归运动:太阳直射点在南、北纬23°26′之间往返运动,周期是一个回归年。
[想一想] 当黄赤交角增大为25°时,太阳直射点的范围有何变化
提示:太阳直射点的范围最北到达北纬25°,最南到达南纬25°,范围变大。
学习任务一　地球运动的基本特征
【情境·探究导学】
美丽的星空
“天上的明星现了,好像点着无数的街灯。我想那缥缈的空中,定然有美丽的街市。”美丽的星空充满诱惑,下图是摄影师在夜晚采用连续曝光技术拍摄的照片。照片中的弧线为恒星视运动轨迹。
(1)照片中恒星的运动轨迹为什么以北极星为中心
提示:地轴北端始终指向北极星附近,因此在地球上观察时北极星几乎是不动的。
(2)照片中恒星视运动轨迹所反映的地理现象是怎样产生的
提示:地球的自转。
(3)若图中a恒星视运动转过的角度约为60°,则摄影师连续拍摄的时长约为多少
提示:4小时。
【核心·归纳总结】
1.地球自转和公转运动比较
比较项 自转 公转
概念 地球绕地轴 的旋转运动 地球绕太 阳的运动
运动方向 自西向东
地轴空间指向 始终指向北极星附近
运动 周期 以遥远的恒星为参照物　　 1恒星日=23时56分4秒(地球自转的真正周期) 1恒星年=365日6时9分10秒(地球公转的真正周期)
以太阳为参照物　　 1太阳日=24时(昼夜交替现象周期) 1回归年=365日5时48分46秒(太阳直射点回归运动周期)
运动 速度 角速度 除南北极点外,各地均约为15°/时(或1°/4分) 平均约 1°/天 近日点 最快(1 月初) 远日点 最慢(7 月初)
线速度 因纬度而异,自赤道(1 670 km/h) 向两极(0 km/h)递减 平均约 30 km/s
2.地球自转方向的判断方法
(1)常规法:地球自转方向是自西向东,由此判断地球自转方向。
(2)极点法:北极上空看呈逆时针,南极上空看呈顺时针;同理,看到地球是逆时针方向旋转的,极点为北极(如下面左图),看到地球是顺时针方向旋转的,极点是南极(如下面右图)。
(3)经度法:东经度增大的方向就是地球自转方向,西经度减小的方向也是地球自转方向,图示如下。
(4)海陆法:根据大洲和大洋的相对位置也可以判断地球的自转方向。如沿某一纬线从欧洲到亚洲的方向或从太平洋经巴拿马运河到大西洋的方向就是地球自转方向。
3.地球自转线速度的影响因素及其应用
(1)影响地球自转线速度的因素。
因素 影响 关系
纬度 同海拔地区,纬度相同,线速度相同;纬度越低,线速度越大 负相关
海拔 同纬度地区,海拔越高,线速度越大 正相关
(2)地球自转线速度大小的应用。
地球自转等线速度线分布示意图
判断南、北半球 由北向南,线速度越来越大的为北半球,越来越小的为南半球。如上图A、B两点位于北半球
判断纬度带 0~837 km/h→高纬度;837~1 447 km/h→中纬度;1 447~1 670 km/h→低纬度。如上图A、B两点位于中纬度
判断地势高低 地球自转线速度等值线凸向数值低处,说明线速度比同纬度其他地区大,即地势较高(如上图中A处可能为山地、高原等);地球自转线速度等值线凸向数值高处,说明线速度比同纬度其他地区小,即地势较低(如上图中B处可能为谷地、盆地等)
选择航天发射基地位置 航天发射基地应选择在自转线速度较大(纬度低、海拔高)的地区,并且向东发射
【实践·学以致用】
下图为我国某中学地理研究性学习小组野外宿营时,同学们把照相机固定,对准北极星附近的星空,长时间曝光得到的北极星附近星辰运动的轨迹。据此回答1~2题。
1.下列说法正确的是(　　)
[A] 能反映地球围绕太阳公转运动
[B] 星辰围绕北极星逆时针转动
[C] 星辰围绕北极星顺时针转动
[D] 能反映地球自东向西自转运动
【答案】 B
【解析】 根据图像形态判断其反映的是地球自转。从北极上空看,地球自转为逆时针,地轴北端始终指向北极星附近,B正确;地球自转方向为自西向东。
2.某一遥远的恒星A在该日23:00位于图中的★位置,那么,第二天该恒星处于星空同样位置最接近的时间是(　　)
[A] 23:00 [B] 22:56
[C] 23:04 [D] 21:52
【答案】 B
【解析】 恒星日是地球自转真正的周期,恒星日的时间比太阳日少3分56秒,为23时56分4秒,则某日23:00位于图中“★”处,第二天该恒星回到同样位置最接近的时间是22时56分4秒,B正确。
　　高山滑雪是冬奥会的传统项目,风速、地形、地球自转线速度变化都影响运动员的高水平发挥,下图示意崇礼(41°N,海拔500米)某教练训练计划中表示地球表面自转线速度及海拔的关联。读图,回答3~4题。
3.a、b、c、d四个训练地中纬度最高的是(　　)
[A] a [B] b
[C] c [D] d
【答案】 B
【解析】 同一海拔情况下,纬度越高,线速度越小,同一纬度情况下,海拔越高,线速度越大,a、c海拔相同,线速度c>a,表明a纬度更高;a、b线速度相同,b海拔更高,表明b纬度较a高;b、d海拔相差不大,但自转线速度d>b,说明纬度b>d,故选B。
4.该教练制定的训练计划要向全球教练员推广,为加强运动员对地球自转线速度影响的克服能力,下列说法可信的是(　　)
[A] 奥斯陆(60°N,海拔500米)教练应将训练场地放在低海拔处
[B] 罗马(41°N,海拔100米)教练可将训练场地放在当地
[C] 柏林(52°N,海拔10米)教练应将训练场地移向高纬度处
[D] 悉尼(34°S,海拔100米)教练可将训练场地放在当地
【答案】 D
【解析】 奥斯陆纬度高,海拔和崇礼一样,需要在低纬度或者高海拔训练场地训练;罗马与崇礼纬度相同,但海拔低,需要在高海拔或者低纬度训练场地训练;柏林纬度高、海拔低,需要在低纬度或者高海拔训练场地训练;悉尼纬度低可以弥补海拔低的缺陷,故可将训练场地放在当地,D正确。
学习任务二　黄赤交角及其影响
【情境·探究导学】
窥阳孔下睹骄阳
“窥阳孔下睹骄阳”,可真正领会到太阳直射点在南、北回归线之间摆动的大自然奥秘。太阳光经此孔直射在正下方“广西壮族自治区地图”的桂平点上。标志的东西方向嵌有宽5厘米、长20多米的北回归线标志指示线,也是热带与温带的分界线,站在这里,可以一只脚踩在热带上,另一只脚踩在温带上。
(1)南、北回归线的纬度是根据什么确定的
提示:地球自转和公转轨道面不重合,形成黄赤交角,目前是23°26′,由此确定了南、北回归线的纬度。
(2)结合所学知识,在下图中绘制出太阳直射点的移动轨迹。
提示:绘图如下。
(3)若黄赤交角变为24°,太阳直射范围会发生怎样变化
提示:变大。
【核心·归纳总结】
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“三个基本不变两个变”。其含义如下。
黄赤交角的特点 含义
一轴 地轴 地球自转轴,与赤道平面垂直
两面 黄道平面 地球公转轨道平面
赤道平面 过地心并与地轴垂直的平面
三角度 黄赤交角 黄道平面与赤道平面的交角,目前为23°26′
地轴与黄道平面的夹角 与黄赤交角互余,为66°34′
地轴与赤道平面的夹角 90°
三个基本不变 地球在公转过程中,地轴的空间指向基本不变,地轴北端始终指向北极星附近
黄赤交角的大小在一定时期内基本不变,目前为23°26′
地球运动的方向不变,总是自西向东
两个变 地球在公转轨道的不同位置,黄道平面与赤道平面的交线、地轴与太阳光线的相对位置是变化的
(1)与黄赤交角相关的角度及其关系。
黄赤交角=回归线的度数,黄赤交角与极圈度数互余;黄赤交角=晨昏线与地轴的最大夹角。
(2)黄赤交角变化带来的影响。
2.黄赤交角引起太阳直射点的回归运动
黄赤交角的存在,引起了太阳直射点在南、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个回归年。太阳直射点的位置和季节移动(以北半球为例)可用下图来表示。
【实践·学以致用】
读黄赤交角示意图,回答1~3题。
1.图中数字序号表示黄赤交角的是(　　)
[A] ① [B] ②
[C] ③ [D] ④
【答案】 A
【解析】 黄赤交角是黄道平面和赤道平面的交角,③为黄道平面,④为赤道平面,①是黄赤交角,②为黄道平面与地轴的夹角,A正确。
2.当太阳直射点在C处时,北半球节气为(　　)
[A] 春分日 [B] 夏至日
[C] 秋分日 [D] 冬至日
【答案】 D
【解析】 图示C处为南回归线,当太阳直射点在C处时为北半球冬至日,D正确。
3.当黄赤交角变大时,下列说法正确的是(　　)
[A] 寒带范围变大 [B] 温带范围变大
[C] 热带范围变小 [D] 寒带范围变小
【答案】 A
【解析】 黄赤交角的存在决定了南北回归线的度数。目前的黄赤交角为23°26′,若黄赤交角变大,南北回归线的度数也变大,热带范围变大;极圈的度数=90°-回归线的度数,回归线度数变大,那么极圈的度数变小,极圈到极点之间的寒带范围则变大,温带范围变小,A正确。
读太阳直射点回归运动轨迹图,回答4~5题。
4.自元旦至国庆节,太阳直射点的南北移动方向是(　　)
[A] 一直向北 [B] 一直向南
[C] 先向北后向南 [D] 先向南后向北
【答案】 C
【解析】 元旦时太阳直射南半球,之后向北移动,6月22日前后移动到北回归线,之后向南移,9月23日前后移动到赤道,继续向南移,在国庆节时,太阳直射点位于南半球,C正确。
5.从五一劳动节到国庆节期间,地球公转的速度变化是(　　)
[A] 持续变快 [B] 先变慢再变快
[C] 逐渐变慢 [D] 先变快再变慢
【答案】 B
【解析】 地球公转速度在近日点(1月初)最快,远日点(7月初)最慢,从五一劳动节到国庆节期间,地球经过远日点,地球公转速度先变慢再变快,B正确。
地球公转示意图的判读
【典图示例】
【技法点拨】
1.在地球公转轨道上判断二分二至日
高中阶段对地球公转轨道图进行了一定的简化,基本上左右两个位置被固定为夏至日和冬至日;上下两个位置被固定为春分日和秋分日。因此判读时可据此特点进行。
(1)利用近日点、远日点判读。
近日点附近为冬至日,远日点附近为夏至日。
(2)太阳画在中间的位置图的判读。
①根据太阳直射点的位置判断。
a.先确定出地球公转方向,如甲图。(可根据地球自转、南北极指向等来确定地球公转方向)
b.在图中过球心作地轴的垂线,即赤道,如乙图。
c.作直线连接左右两个球心,如丙图。
d.如果直线指向北半球(北回归线),为夏至日,即丙图中的A;如果直线指向南半球(南回归线),为冬至日,即丙图中的C。
e.再根据二至日的位置和公转方向,确定D为春分日,B为秋分日。
②根据地轴倾斜方向判断。
地轴的北端倾向太阳一侧时为夏至日(①),地轴的北端背向太阳一侧时为冬至日(③),再根据地球公转的方向判断出②为春分日,④为秋分日。
2.判断地球公转速度的快慢
在能看出近日点、远日点的图中,近日点公转速度快,远日点公转速度慢;在太阳画在居中的位置图中,冬至日后(1月初)公转速度快,夏至日后(7月初)公转速度慢。
3.判断太阳直射点的位置及移动方向
在地球公转示意图上判断出二分二至日后,将公转轨道上的位置与太阳直射点回归运动图(下图)的位置相对应,从而判断出太阳直射点的位置(在南北哪个半球,将向南北哪个方向移动)。
【对点练习】
1.读地球公转示意图(图1)和二分二至图(图2),回答(1)~(2)题。
图1
图2
(1)当地球位于图2中④点时(　　)
[A] 位于近日点
[B] 黄赤交角达到一年中最大值
[C] 地球公转的角速度和线速度较①②③快
[D] 地球自转速度加快
(2)图1中地球从甲处经乙、丙、丁回到甲处公转一周(甲、乙、丙、丁之间等距),四段之间用时最少的时候,地球经过的节气是(　　)
[A] 春分 [B] 夏至
[C] 秋分 [D] 冬至
【答案】 (1)C　(2)D
【解题思路】 第(1)题,据图可知,地球位于图2中④点时,太阳直射南回归线,时间为12月22日前后,接近近日点(1月初),A错误;黄赤交角目前约为23°26′,不随地球公转而变化,B错误;近日点(1月初)地球公转速度最快,远日点(7月初)地球公转速度最慢。图2中④点接近近日点,②点接近远日点,①③位于近日点和远日点之间,故④点地球公转的角速度和线速度较①②③快,C正确;地球自转速度快慢与地球公转的位置无关,D错误。第(2)题,地球位于近日点时,地球公转速度最快;依据图中太阳的位置可知,近日点(1月初)位于丁至甲段,因此丁→甲段是四段中用时最少的一段,此时经过的节气是冬至,D正确。
2.2022年女篮世界杯于9月22日至10月1日在澳大利亚悉尼举行。9月22日至27日举行小组赛,9月29日1/4决赛开启,半决赛和决赛分别在9月30日、10月1日举行。右上图示意地球公转轨道。读图,回答(1)~(3)题。
(1)本届女篮世界杯期间,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)本届女篮世界杯决赛开赛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　较慢
[C] 北半球　南移　较慢
[D] 南半球　南移　较快
(3)如果在上图中标注地球的自转方向,应该是(　　)
[A] 顺时针 [B] 逆时针
[C] 自东向西 [D] 无法判断
【答案】 (1)C　(2)D　(3)B
【解题思路】 第(1)题,根据地球在公转轨道上二分二至日的判读技巧可知,图中①②③④对应的节气分别为春分、夏至、秋分、冬至。9月22日至10月1日,接近秋分日,与图示中③接近,C正确。第(2)题,10月1日,太阳直射点位于南半球且向南移,地球公转速度较快,D正确。第(3)题,图中公转方向是逆时针,说明是北极上空观察所得,地球的自转方向也是自西向东逆时针方向,B正确。
课堂小结 地理视野
中国卫星发射基地 中国拥有五大卫星发射基地,分别为酒泉卫星发射中心(始建于1958年),西昌卫星发射中心(始建于1970年),太原卫星发射中心(始建于1967年),文昌卫星发射中心(始建于2009年),中国东方航天港 (母港位于烟台海阳,于2019年启动建设,用于海上卫星发射)。
(时间:30分钟　满分:64分)
注:全书选择题均为3分/个
基础达标
　　星轨是拍摄设备在长时间曝光的图片中,由恒星产生的持续移动轨道。拍摄过程中摄像位置保持不动,随着时间的流逝恒星发生移动,由此产生的图片显示了恒星在夜空下的移动轨迹。图1为由2023年春分和秋分在青海冷湖的全天相机夜间监控照片合成的星轨图。据此回答1~3题。
图1
1.图中的星轨呈排列整齐的同心圆(或弧)形,其形成原因是(　　)
[A] 地球的绕轴自转运动
[B] 地球的绕日公转运动
[C] 地球自转运动和公转运动的共同影响
[D] 与地球的自转运动和公转运动无关
【答案】 A
【解析】 拍摄过程中摄像位置保持不动拍摄的恒星轨迹,是地球自转的反映,A正确。
2.位于圆心的点状星轨属于(　　)
[A] 地球 [B] 太阳
[C] 月球 [D] 北极星
【答案】 D
【解析】 地球围绕地轴自转,所以从地球看起来,恒星也都像是绕着地轴(北天极)在转。固定在地面上的观察者抬头看这些恒星,会发现这些恒星轨迹为整圆,圆心的亮点就是北极星,D正确。
3.除北极星外,每一颗恒星完成一个持续的圆周视运动的时间是(　　)
[A] 一个恒星日 [B] 一个太阳日
[C] 一个回归年 [D] 一个恒星年
【答案】 A
【解析】 行星是绕着恒星运动的,地球上看到恒星完成一个持续的圆周视运动轨迹是地球自转的周期,23时56分4秒,即一个恒星日,A正确。
　　第24届冬奥会于2022年2月4—20日在北京市和张家口市举行。据此回答4~6题。
图2
4.在冬奥会期间,地球的公转位置最接近图2中的(　　)
[A] a [B] b
[C] c [D] d
【答案】 C
【解析】 北京冬奥会期间(2022年2月4—20日),地球公转至冬至日与春分日之间。根据地球在公转轨道上的位置,d位于春分日和夏至日之间,a位于夏至日和秋分日之间,b位于秋分日和冬至日之间,c位于冬至日和春分日之间,C正确。
5.地球公转到图2中四点时,速度最快的是(　　)
[A] a [B] b
[C] c [D] d
【答案】 C
【解析】 根据上题分析及读图可知,c点位于冬至日之后春分日之前,最接近近日点(1月初),故速度最快,C正确。
6.下列有关地球公转的叙述,正确的是(　　)
[A] 地球公转方向为a→d→c→a
[B] a点位于近日点附近
[C] a、b、c、d四点分别代表夏至、秋分、冬至和春分
[D] 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
【答案】 D
【解析】 地球公转方向与自转方向相同,均为自西向东,在图中表现为a→b→c→d→a,A错误;a点位于夏至日之后,即远日点附近,B错误;根据上题分析,a、b、c、d四点分别位于夏至日之后、秋分日之后、冬至日之后和春分日之后,C错误;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,D正确。
　　黄赤交角并不是固定不变的,现在约为23°26′,最大时约为24.24°,最小时约为22.1°,变动周期约4万年。据此回答7~8题。
7.黄赤交角变大时(　　)
[A] 热带的范围比现在大
[B] 温带的范围比现在大
[C] 寒带的范围比现在小
[D] 出现太阳直射的范围比现在小
【答案】 A
【解析】 黄赤交角变大时,南北回归线度数变大,极圈度数变小,温带范围缩小,热带范围扩大,寒带范围扩大,A正确,B、C错误;出现太阳直射的范围扩大,D错误。
8.地球上的太阳直射点(　　)
①移动周期约4万年　②随着季节的变化而变化　③回归线之间区域每年直射两次　
④最大时纬度约23°26′
[A] ①② [B] ①④
[C] ②③ [D] ③④
【答案】 C
【解析】 太阳直射点的位置随季节的变化而变化,回归线之间区域每年直射两次,②③正确;太阳直射点移动的周期是一个回归年,4万年是黄赤交角的变动周期,①错误;太阳直射点最大的纬度是24.24°,④错误。故选C。
能力提升
地轴北极在自转和公转中始终指向北极星附近。图3为甲地观测者夜晚观察北极星的示意图。据此回答9~10题。
图3
9.乙树位于甲树的(　　)
[A] 北方 [B] 东方
[C] 南方 [D] 西方
【答案】 B
【解析】 该地位于北纬40°(某地观测北极星的仰角即为当地的地理纬度),北极星所在方向为正北,乙树位于甲树的垂直右侧,为正东方向,B正确。
10.如果甲处观测者在夜间连续观察4小时,会发现(　　)
[A] 北极星与地面夹角将逐渐升高
[B] 北极星与地面夹角将逐渐降低
[C] 图中某恒星沿圆形轨道向M方向移动
[D] 图中某恒星沿圆形轨道向N方向移动
【答案】 C
【解析】 北极星和地面的夹角与当地的地理纬度相同,当地的地理纬度不会发生变化,所以北极星与地面夹角不会发生变化,A、B错误;由于地球自西向东自转,恒星的位置相对固定,因而其视运动方向与地球自转方向相反,所以该恒星向M方向运动,C正确,D错误。
祝融号为天问一号任务火星车,设计寿命为90个火星日,约为地球上3个月。2021年5月15日天问一号着陆器成功着陆于火星乌托邦平原(25°N附近),22日祝融号火星车驶离着陆平台到达火星表面,开始巡视探测。2022年7月中旬为火星北半球冬至前后,为应对可能的恶劣环境,祝融号于2022年5月18日转入休眠模式,在火星表面累计行驶
1 921米,获取了大量宝贵资料,为后续的火星探索提供数据支撑。火星自转与公转轨道平面夹角为25.19°,图4示意火星绕日公转示意图。据此回答11~12题。
图4
11.火星自转周期大约为地球自转周期的(　　)
[A] 1/3倍 [B] 1倍
[C] 2倍 [D] 3倍
【答案】 B
【解析】 材料中90个火星日约为地球上3个月(90天),说明火星自转周期大约为地球自转周期的1倍,B正确。
12.祝融号转入休眠模式时,大致位于公转轨道的位置是(　　)
[A] a→b [B] b→c
[C] c→d [D] d→a
【答案】 A
【解析】 2022年7月中旬为火星北半球冬至日前后(b位置),祝融号于2022年5月18日转入休眠模式,祝融号着陆在火星北半球,当太阳直射火星南半球时,火星北半球处在冬半年,祝融号会转入休眠模式,结合火星绕日公转示意图可知,b位置太阳直射火星南半球,a位置太阳直射火星赤道位置,祝融号转入休眠模式时,大致位于公转轨道的位置是a→b,A正确。
13.(12分)读图5,回答下列问题。
图5
(1)在图5外侧弧线上添画箭头表示地球自转的方向。(2分)
(2)下面四幅图中,能正确表示地球自转方向的是(2分)(　　)
A
B
C
D
(3)地球自转一周360°所需要的时间为　　　　,即一个　　　　　　。(4分)
(4)图5中A、B、C、D四点,线速度最大的为　　 　　点,角速度相同的是　　　　点。(4分)
【答案】 (1)逆时针标注箭头,画图略。(2分)
(2)A(2分)
(3)23小时56分4秒　恒星日(4分)
(4)A　A、B、C、D(4分)
【解析】 第(1)题,根据图中信息可知,俯视图中心点为北极点,地球自转方向应为逆时针。第(2)题,侧视图和极地俯视图中地球自转方向都为自西向东,即东经增大、西经减小的方向,A正确。第(3)题,根据所学知识可知,地球自转一周所用时间为23时56分4秒,即一个恒星日。第(4)题,地球自转的角速度,除极点外都相等,线速度由赤道向两极递减,所以A、B、C、D四点中,线速度最大的为A点(A点在赤道上),角速度四点相等。
14.(16分)根据材料和地球公转示意图(图6),回答下列问题。
一位航天员骄傲地对父亲说:“爸,我已经绕地球转了20圈。”父亲笑着回答:“我比你更了不起,我已经绕太阳转了60圈了!”
图6
(1)图示中,地球自转和公转的方向一致,都是　　　　　　。(2分)
(2)你认为航天员的父亲的话是真的吗 为什么 (4分)
(3)航天员的父亲是　　　　岁,判断理由是什么 (4分)
(4)当地球公转到位置①时,这一天是北半球的　　　　(节气),太阳直射　　　 　　　。(4分)
(5)地球公转速度一直在变快的时段是图中的(2分)(　　)
A.①→② B.②→③
C.③→④ D.④→①
【答案】 (1)自西向东(2分)
(2)是真的,因为人随地球绕太阳公转,每年一圈。(4分)
(3)60　理由:地球绕太阳公转周期为一年,60圈刚好60岁。(4分)
(4)夏至　北回归线(23°26′N)(4分)
(5)B(2分)
【解析】 第(1)题,读图可知,地球自转和公转的方向一致,都是自西向东。第(2)题,航天员父亲的话是指地球绕太阳的公转运动,人随地球绕太阳公转,每年一圈。第(3)题,航天员父亲绕太阳转了60圈,说明他的年龄是60岁。地球绕太阳公转周期为一年,60圈刚好60岁。第(4)题,当地球公转到位置①时,这一天太阳直射北回归线(23°26′N),是北半球的夏至日。第(5)题,地球在公转轨道上近日点(1月初)公转速度最快,远日点(7月初)公转速度最慢;图中①是6月22日前后(夏至日),③是12月22日前后(冬至日),所以地球公转速度②→③段一直在变快,B正确。
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