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4.2.2 地球的转动——地球公转效应 学案
班级：________ 姓名：________ 日期：________
一、学习目标
1. 理解太阳高度角的概念，知道正午太阳高度随季节变化的规律。
2. 知道地球公转导致昼夜长短变化，理解太阳直射点位置与昼夜长短的关系。
3. 了解二十四节气的划分依据及其与地球公转的关系，感受古人智慧。
4. 学会模拟实验的方法，能通过实验探究太阳运动轨迹和昼夜长短变化。
二、课前预习
（一）正午太阳高度变化
1. 太阳光线与地面的夹角叫______，简称______。______________________________
2. 一天中，______时杆影最短，此时太阳高度最______。杆影越长说明太阳高度越______。______________________________
3. 北半球中高纬度地区，正午太阳高度______季较大，冬季较______。夏至日最______，冬至日最______。______________________________
4. 杭州（约北纬30°）夏至日正午太阳高度约______°，冬至日约______°，春分秋分约______°。______________________________
5. 一年中，正午杆影______季短，______季长。同一天，纬度越______，同样杆子正午杆影越长。______________________________
（二）昼夜长短变化
6. 地球在自转的同时围绕______公转。除______外，各地夏季昼______夜______，冬季昼______夜______。______________________________
7. 自春分日至秋分日，太阳直射______半球，北半球各地昼______夜______，其中______日昼最长。______________________________
8. 自秋分日至次年春分日，太阳直射______半球，北半球昼______夜______，其中______日昼最短。______________________________
9. 春分日和秋分日，太阳直射______，全球各地______。赤道上全年______。______________________________
10. 北极圈（______°N）及其以北地区，夏至日出现______现象，冬至日出现______现象。______________________________
（三）二十四节气
11. 二十四节气是根据地球在______上的位置来划分的，从春分点出发每前进______°为一个节气，共______个节气。______________________________
12. 古人利用______、______测日影长度，正午日影最长的定为______，最短的定为______。______________________________
13. 2016年，二十四节气被列入联合国教科文组织______代表作名录。______________________________
我的疑问
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
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三、课堂探究
探究一：模拟太阳运动轨迹
图1 透明半球模拟实验装置
在实验中，透明半球代表______，手电筒代表______，铁钉代表______。
将各时刻标记点连接起来，得到的轨迹线就是______。
不同节气太阳运动轨迹不同的根本原因是什么？________________________________
图2 不同节气太阳运动轨迹对比
实验结论（填表）：
节气 日出方位 日落方位 日照时间
春分/秋分
夏至
冬至
探究二：昼夜长短变化规律
图3 昼夜长短演示模型
转动透明薄膜，将太阳光直射点分别对准不同位置，完成下表：
太阳直射位置 日期（约） 北半球昼夜 北极圈现象
北回归线(23.5°N) 夏至6.21
赤道(0°) 秋分9.23
南回归线(23.5°S) 冬至12.22
赤道(0°) 春分3.21
南半球（秋分→春分） 昼____夜____
结论： 太阳直射哪半球 哪半球昼____夜____
探究三：杭州的昼夜长短和太阳高度
图4 杭州(30°N)正午太阳高度
完成杭州一年变化规律表格：
时间 正午太阳高度 昼夜长短情况
夏至日 约______°
冬至日 约______°
春分日 约______°
秋分日 约______°
探究四：二十四节气划分
图5 二十四节气与黄经位置
1. 二十四节气划分的依据是________________________________
2. 从春分点（黄经0°）出发，每______°一个节气；运行一周回到春分点为______年。
3. 一年中太阳直射北回归线时的节气是______，直射南回归线时的节气是______。
4. 你还能说出3个以上不在课本上的二十四节气名称吗？________________________
四、例题学习
例题1
我国科学家去南极考察一般选在什么季节？请说明理由。
我的思路：________________________________________________________
答案：选在______季（北半球），因为此时南极为______季，处于______期，白昼时间______。
例题2
北纬30°地区，夏至日正午太阳高度约为83.5°，冬至日约为36.5°。请说明为什么有这么大的差异。
我的思路：________________________________________________________
夏至太阳直射______，H≈90°-(30°-23.5°)=______°；冬至太阳直射______，H≈90°-(30°+23.5°)=______°。
差异的原因是：____________________________________________________
五、课堂练习
A组 基础巩固
1. 太阳光线与地面的夹角称为（ ）
A．太阳角度　　B．太阳高度角　　C．太阳纬度　　D．太阳经度
______________________________
2. 北半球夏至日，下列说法正确的是（ ）
A．太阳直射南回归线　　B．北半球昼最短夜最长
C．北极圈以内出现极昼　　D．杭州正午太阳高度最小
______________________________
3. 杭州（30°N）冬至日的正午太阳高度约为（ ）
A．83.5°　　B．60°　　C．36.5°　　D．23.5°
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4. 春分日和秋分日的特点是（ ）
A．太阳直射北回归线　　B．全球各地昼夜等长
C．北半球昼长夜短　　D．南半球昼长夜短
______________________________
5. 赤道上昼夜长短的特点是（ ）
A．夏季昼长夜短　　B．冬季昼短夜长
C．全年昼夜等长　　D．随季节变化
______________________________
B组 能力提高
6. 当太阳直射北回归线时，南半球的季节是（ ）
A．春季　　B．夏季　　C．秋季　　D．冬季
______________________________
7. 下列节气中，北半球昼最长的是（ ）
A．春分　　B．夏至　　C．秋分　　D．冬至
______________________________
8. 北半球一个地方的正午杆影，一年中最短出现在（ ）
A．春分日　　B．夏至日　　C．秋分日　　D．冬至日
______________________________
9. 关于太阳直射点与昼夜长短的关系，下列说法错误的是（ ）
A．太阳直射北半球时，北半球昼长夜短
B．太阳直射赤道时，全球昼夜等长
C．太阳直射南回归线时，北半球昼最短
D．太阳直射南半球时，南半球昼短夜长
______________________________
六、课堂小结
请用知识框架的形式，归纳本节课三个核心板块的内容：
一、正午太阳高度：_______________________________________________
二、昼夜长短：___________________________________________________
三、二十四节气：_________________________________________________
______________________________________________________________________
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七、课后作业
1. 画图题：在下面的图中画出夏至日太阳直射北回归线的示意图，标注赤道、北回归线、南回归线、太阳直射点和晨昏线。
留白区：_______________________________________________________
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2. 思考题：如果地球公转轨道面与赤道面的夹角（黄赤交角）变大到30°，杭州的四季变化会有什么不同？
3. 实践活动：连续一周记录你所在城市（杭州）的日出和日落时间，观察昼夜长短的变化趋势。
4. 文化探究：选择3个你最感兴趣的二十四节气，查阅资料了解其代表的物候特征和民俗活动，制作一份节气小报（A4纸即可）。
参考答案
（注意：参考答案仅供学习参考，请先独立完成后再核对。）
二、课前预习 答案
1. 太阳高度角，太阳高度
2. 正午，大，小
3. 夏，小，大，小
4. 83.5，36.5，60
5. 夏，冬，高
6. 太阳，赤道，长，短，短，长
7. 北，长，短，夏至
8. 南，短，长，冬至
9. 赤道，昼夜等长，昼夜等长
10. 66.5，极昼，极夜
11. 黄道，15，24
12. 圭表，日晷，冬至，夏至
13. 人类非物质文化遗产
三、课堂探究 答案
探究一：天空（天体），太阳，立杆；当天太阳运行轨迹；太阳直射点位置不同。
表格：春分/秋分→正东升起，正西落下，昼夜各约12小时；夏至→东偏北升起，西偏北落下，日照最长；冬至→东偏南升起，西偏南落下，日照最短。
探究二：夏至→北回归线→昼最长夜最短→北极圈极昼；秋分→赤道→昼夜等长→无极昼极夜；冬至→南回归线→昼最短夜最长→北极圈极夜；春分→赤道→昼夜等长→无极昼极夜；南半球→昼长夜短；结论：哪半球直射→哪半球昼长夜短。
探究三：夏至=83.5°，昼最长；冬至=36.5°，昼最短；春分=60°，昼夜平分；秋分=60°，昼夜平分。
探究四：地球在黄道上的位置；15°，一回归年；夏至，冬至；示例：惊蛰、清明、小满、芒种、小暑、大暑、处暑、白露、寒露、霜降等。
四、例题学习 答案
例题1：选在北半球冬季（约11月-次年2月），此时南极处于夏季，处于极昼期，白昼时间长（且气温相对较高）。
例题2：夏至太阳直射北回归线(23.5°N)，H≈83.5°；冬至太阳直射南回归线(23.5°S)，H≈36.5°。差异的原因是太阳直射点纬度不同，影响正午太阳高度的大小。
五、课堂练习 答案
A组：1.B　2.C　3.C　4.B　5.C
B组：6.D（南半球季节相反）　7.B　8.B（夏至正午太阳最高→杆影最短）　9.D（太阳直射南半球时南半球应昼长夜短，D说昼短夜长是错的）
七、课后作业 提示
1. 示意图中，太阳直射北回归线23.5°N，晨昏线经过南北极圈，北半球昼>夜，北极圈以内极昼。
2. 黄赤交角变大→热带和寒带范围扩大、温带缩小→杭州夏季更热（正午太阳更高）、冬季更冷→四季更极端。
3. 实践活动：观察记录即可。现正值___（季节），预计日出/日落时间变化趋势为___。
4. 文化探究：开放性题目，答案略。

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