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第一章地球的运动
第一节地球的自转和公转
课程标准
1．结合相关示意图，会判读地球自转的方向、周期、速度等基本特征。
2．结合相关示意图，会判读地球公转的轨道、方向、周期和速度。
3．结合相关示意图，理解黄赤交角的产生及其影响。
基础知识
一、地球的自转
1．自转的概念
(1)地球绕其自转轴的旋转运动，叫作地球的自转。
(2)自转轴又称地轴，北端始终指向北极星附近。
(3)北半球纬度越高，北极星相对地平线的高度越高。
2．自转的方向
(1)侧视图(如上图中的A)自西向东。
(2)俯视图：从北极上空俯视，呈逆时针方向旋转(如图B)；从南极上空俯视，呈顺时针方向旋转(如图C)。
3.自转的周期
时间 意义 参考物
恒星日 23时56分4秒 地球自转的真正周期 距地球遥远的同一恒星
太阳日 24小时 昼夜交替的周期 太阳
4.自转的速度
角速度 地球表面除南北两极点外，任何地点的自转角速度都相等，约为15°/h
线速度 由赤道向两极逐渐减小；赤道最大，极点为0
[思维拓展]航天发射基地为什么多选择在低纬度地区，并且选择海拔较高的地区？
提示：(1)纬度越低，自转线速度越大；(2)海拔越高，线速度越大，发射时节省燃料。
二、地球的公转
地球绕太阳的运动，叫作地球的公转。
1．方向：自西向东。
2．轨道特点：近似正圆的椭圆，近日点为1月初(图中B点)，远日点为7月初(图中A点)。
3.周期：
时间 参考物 意义
恒星年 365日6时9分10秒 太阳以外的其他恒星 地球公转的真正周期
回归年 365日5时48分46秒 太阳 太阳直射点回归运动的周期、四季更替的周期
[特别强调]恒星年是地球公转的真正周期。
4.速度：近日点最快；远日点最慢。
[易误辨析]夏至日与远日点、冬至日与近日点是否重合问题
从时间上看近日点为1月初，冬至日为12月22日前后；远日点为7月初，夏至日为6月22日前后。从在公转轨道的位置上看，近日点比冬至日靠东，远日点比夏至日靠东。
[方法技巧]近日点和远日点的判断方法
①时间判定：1月初，位于近日点附近；7月初位于远日点附近。
②速度判定：公转速度快时位于近日点附近；公转速度慢时位于远日点附近。
三、黄赤交角及其影响
1．相关概念
(1)过地心并与地轴垂直的平面称为赤道平面(B平面)。
(2)地球公转轨道平面称为黄道平面(A平面)。
(3)赤道平面与黄道平面之间存在一个夹角，叫作黄赤交角。
2．影响
(1)引起太阳直射点在南北回归线之间往返运动。
(2)决定了五带的范围：
①回归线度数＝黄赤交角的度数。
②极圈的度数＝90°－黄赤交角的度数。
(3)决定了有无直射现象和极昼极夜现象的范围：
①南北回归线之间有直射现象。
②南北极圈以内有极昼极夜现象。
[特别强调]
①黄赤交角并不是固定不变的，目前的黄赤交角是23 °26 ′。
②太阳直射点在南、北纬23 °26 ′之间的往返运动，称为太阳直射点的回归运动，其周期是365日5时48分46秒，叫作回归年，也就是我们平常所说的一年。
[思维拓展]黄赤交角增加或减少1 °，对五带范围有何影响？
提示：黄赤交角增加(减少)1 °，热带范围增加(减少)2 °，寒带范围增加(减少)2 °，温带范围减小(增加)4 °。
问题探究
地球的自转
地球自转的速度
概念 大小 特殊性
角速度 地表各点在单位时间内转过的角度 约每小时15°，每4分钟为1° 南北极点自转角速度等于0
线速度 地表各点在单位时间内转过的弧长 因各地纬度不同而有差异，纬度越高，线速度越小 赤道线速度最大，约为1 670km/小时；南北纬60°约为赤道处的一半；南北极点，线速度为0
[特别强调]
(1)地球自转的角速度：由于地球是固体球，球面上的各点自转时在单位时间转过的角度相同。由于地球自转周期大约为24小时，自转角度为360°，故角速度每小时大约为15°。
(2)地球自转的线速度：由于纬线圈的长度由赤道向两极减小，赤道处纬线圈最长，自转线速度最快，每小时转1 670千米，到了南北纬60°，纬线圈周长缩短约一半，故自转线速度也约为赤道的一半。
(3)地球上任何一点(纬度为φ)的自转线速度Vφ＝V赤cosφ。随纬度的升高，地球自转线速度逐渐减小。
(4)南北极点由于位于地轴上，故角速度和线速度均为0。
(5)由于地球并非均质球体，同时陆地也有高低起伏，所以同一纬度高海拔处自转线速度大。
2．地球自转方向的判定
地球自转方向是自西向东，但是从北极上空看呈逆时针方向旋转，从南极上空看呈顺时针方向旋转。实际应用中还应注意与经度结合，顺着地球自转方向，东经度数值越来越大，西经度数值越来越小，如图：
3．影响地球自转线速度变化的因素
因素 影响 关系
纬度 (同一海拔)纬度相同，线速度相同；纬度越低，线速度越大 负相关
海拔 (同一纬度)海拔越高，线速度越大 正相关
跟踪检测
1．读“黄赤交角示意图”，回答：
（1）写出图中字母代表的事物名称：A____（恒星）附近B____（度数）C____（度数）D____（平面）E____（平面）
（2）角度C的名称叫____，它可表示地球的____运动和____运动的关系。
（3）在地球上，太阳直射的范围，最北到达____，最南到达____。
（4）太阳直射点在南、北回归线之间的往返运动，称为太阳直射点的____，其周期是____，被叫做一个____年。
【答案】北极星 66°34′ 23°26′ 赤道 黄道 黄赤交角 自转 公转 北回归线 南回归线 回归运动 365日5时48分46秒 回归
2．读二分二至时地球的位置图，回答下列问题。
（1）在公转轨道上标出地球公转方向。
（2）写出①②③④代表的北半球的节气。
①________②________③________④________。
（3）地球转到①位置时，南半球正值________季节。
（4）地球从②位置开始公转，沿③、④、①，又回到②所用的时间是___。
【答案】（1）画图（逆时针）
（2）冬至日；春分日；夏至日；秋分日
（3）夏
（4）回归年（365年5时48分46秒）
【分析】
本题主要考查学生对地球公转运动及其产生的地理现象的理解掌握。
【详解】
（1） 如下图所示，图中箭头表示地球自西向东公转方向。
（2） 读地球公转运动示意图可以看出，当地球转到①位置时，太阳直射南回归线，是北半球的冬至日;当地球转到②位置时，太阳直射赤道，是北半球的春分日;当地球转到③位置时，太阳直射北回归线，是北半球的夏至日;当地球转到④位置时，太阳直射赤道，是北半球的秋分日。
（3）读地球公转运动示意图可以看出，当地球转到①位置时，太阳直射南回归线，是北半球的冬至日，是南半球的夏季。
（4） 读地球公转运动示意图可以看出，地球从②位置开始公转，沿③、④、①又回到②所用的时间是一-回归年(365年5时48分46秒)。
3．下面左图为“地球公转示意图”，下图为“太阳直射点回归运动示意图”，回答下列问题。
（1）左图中A、B、C、D对应的节气名称分别为：A____B____C____D____。
（2）右图中，当太阳直射点位于①点和②点时，分别对应左图中A、B、C、D四个位置中的____和____。
（3）每年____（日期）前后，地球运动到左图中的D处，太阳直射点位于____（纬度）。
（4）10月11日这天太阳直射点位于____（纬度），直射点移动的方向是向____。
【答案】春分 夏至 秋分 冬至 A B 12月22日 23°26′S（或者南回归线） 4°S—5°S 南
【详解】
（1）左图中太阳直射北回归线，B为夏至日；D位置太阳直射南回归线，为冬至日；再根据地球公转方向可判断A为春分日，C为秋分日。
（2）据右图可知，当太阳直射点位于①点时，太阳直射赤道；可能为春分日（A）（因图中未标明太阳直射点移动方向，也可能为秋分日C）。②位于北回归线，夏至日（B）太阳直射北回归线。
（3）据上题分析可知，D为冬至日。每年12月22日前后，太阳直射南回归线（23°26′S）。
（4）太阳直射点一年在南北纬23°26′之间回归运动一次，每个月大约移动8°（23°26′*4/12）；9月23日（秋分日）前后，太阳直射点位于赤道， 9月23日（秋分日）至12月22日（冬至日）太阳直射点位于南半球并向南移动。因此10月11日这天太阳直射点的纬度约为4°S—5°S，并向南移动。
4．下图中纵横相交线分别为经线和纬线，两斜交线为晨昏线。读图，回答下列问题。
（1）图中各点随地球自转的角速度和线速度都相同的分别是________、________。各点中可能同时看到太阳出现在上中天的有____________________。
（2）若A点为黑夜，则该图反映的是________(节气)的日照状况，且图示时刻太阳直射点位于________(经纬度坐标)，北京时间是________(不需填日期)，与北京处于同一日期的经度范围是__________。
（3）若B点为黑夜，则图中各点中地方时为6点的是________，请用阴影线在图中画出极夜范围。
（4）某日A、C、E三点同时看到日出，则该日图中各点中发现太阳从其正东方升起的有________。
（5）某飞机从C地飞往D地，途中飞机上的乘客发现太阳始终处在地平线上不升也不落，则整个飞行历时________小时，共飞行约________千米。
【答案】(1)C与D　A与B　ACE
(2)冬至　(0°，23°26′S)　20：00　全球
(3)D　阴影示意夜半球，如图示：
(4)A、B、C、D、E
(5)6
【解析】
【分析】
本题以经纬网晨昏线图为材料背景，考查地球自转特征、昼夜长短变化状况、太阳直射点的计算、日期的计算、日出日落方向的判读，综合性较强，难度稍大，重在考查学生的读图分析能力和知识的迁移运用能力。
【详解】
（1）地球自转的角速度（除极点外）各地均相等，地球自转的线速度由赤道向两极递减，同一纬度、同一纬线线速度相同，C与D位于同一纬线上，A与B纬度相同，角速度与线速度均相同。同一经线上地方时相同，能同时看到太阳出现在上中天的是同一经线上的A、C、E点。
（2）若A点为黑夜，则该图北半球各地昼短夜长，北极圈以北是极夜，是北半球的冬至日，太阳直射在南回归线上；图示180°经线是夜半球的中央经线，即午夜0:00，则0°经线是正午时刻，太阳直射点是（0°，23°26′S）；北京时间是120°E，此时是20:00；因180°经线是0:00，全球刚好以180°经线为界，即东、西12区新、旧一天的分界线，全球与北京都在同一天内。
（3）若B点为黑夜，图示南极圈以南出现极夜，太阳直射北回归线；D所在斜线是晨线，又在赤道上，日出时刻是6:00；阴影示意夜半球，如图示：
（4）若某日A、C、E三点同时看到日出，则太阳直射赤道，全球各地日出东方。
（5）C、D都在赤道上，CD间经度相差90度，时差是6小时；若某飞机从C地飞往D地，
，途中飞机上的乘客发现太阳始终处在地平线上不升也不落，说明飞机速度与地球自转速度一致，从C到D用的时间也就是6小时。
5．下图XOY为地轴，MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′T′为极圈。据图完成下列问题。
（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）当太阳直射点由MN向北移动到EF，再由EF向南移动到MN的过程中，S′T′及其以南的范围内，极夜现象出现的地区变化规律是____________________。
（4）假定此时为北半球的夏至，据此和图 1-3-12 所提供的相关信息，完成下列问题。
①请在图中合理的表示出此季节全球的昼夜状况，并用阴影表示出夜半球。
②根据你所学的内容，按照自转线速度由大到小的顺序合理排列T、S、F、N四点________________。
③根据你所学的内容，按照正午太阳高度由大到小的顺序合理排列S、F、N、F′四点_____________。
（5）为了研究黄赤交角对地球自然环境的影响，现假设黄赤交角变为0°，这时在地球上将可能出现的自然现象有（ ）
A．太阳终年直射赤道 B．各地全年总是昼夜平分
C．各地气温都无日变化 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
（6）假设黄赤交角由现在的23°26′变为35°，这时，地球上北半球夏至日正午太阳高度将自______（纬度）向南、北降低；在地球上“五带”的划分中，范围将扩大的是_____________________。
【答案】（1）C （2）北温
（3）南极圈及其以南的地区极夜的范围线一直增大至覆盖整个南极圈，然后一直减小至极夜消失
（4）①见下图
②N>F>S=T ③F>N>S>F′ （5）ABD （6）35°N 热带和寒带
【解析】
【分析】
题目通过地球示意图，考查黄赤交角、五带划分及昼夜变化规律等基础知识
【详解】
（1）因为MN为赤道，EF、E′F′为回归线，所以黄赤交角在图上是∠FON，C项正确。
（2）按地球上“五带”的划分，图上ST北极圈与EF北回归线之间既无直射，也无极昼极夜现象，是北温带。
（3）当太阳直射点由MN赤道向北移动到EF北回归线时，S′T′及其以南的范围内极夜现象从无到有并逐渐增大到南极圈；再由EF向南移动到MN的过程中，S′T′及其以南的范围内，极夜现象由南极圈逐渐缩小到消失。
（4）假定此时为北半球的夏至。
①此季节北半球昼最长夜最短，北极圈以北是极昼，南半球则相反。②自转线速度由赤道向两极递减，所以由大到小的顺序合理排列T、S、F、N四点是N>F>S=T。
③按照正午太阳高度自直射点纬度向南北两侧递减规律，因太阳直射北回归线，S、F、N、F′四点由大到小的顺序合理排列是 F>N>S>F′。
（5）假设黄赤交角变为0°，则直射点一直停留在赤道上，这时在地球上太阳终年直射赤道、 各地全年总是昼夜平分、各地无昼夜长短季节变化、无正午太阳高度季节变化，都无四季变化，A、B、D项正确。各地有太阳高度日变化，气温有日变化；因太阳辐射存在纬度差异，冷热不均，所以有大气环流现象，自然地理环境存在区域差异，C、E、F项错误。
（6）假设黄赤交角由现在的23°26′变为35°，这时回归线将变成35°。地球上北半球夏至日正午太阳高度将自北纬35°向南、北降低；在地球上“五带”的划分中，因热带范围由赤道到23.5°扩大到35°，寒带由极点到66.5°扩大到55°，所以将扩大的是热带和寒带。

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