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第 7 讲 地球的公转及其意义
双基回归
一、地球公转的轨道与公转速度的变化
地球在绕太阳公转的过程中，每年1月初地球位于近日点，7月初地球位于远日点。地球的公转速度是不断变化的，日地距离稍近时，要使面积相等，单位时间内转过的角度较大，弧长较长，即地球公转的角速度、线速度较大。也就是说，在近日点公转速度快，在远日点公转速度慢。
二、黄赤交角与太阳直射点的移动
地球自转形成的赤道平面与地球公转形成的黄道平面成23°26′(23．5°)的交角，就是黄赤交角。在地球公转过程中，地轴与黄道平面斜交成66°34′(66．5°)的夹角，地轴的空间指向与黄赤交角的大小在一定时期内可以看作是不变的，所以造成了太阳直射点的南、北移动，其移动的范围在南、北纬23°26′(南、北回归线)之间(如右图)。
黄赤交角的存在决定了太阳直射点的南、北移动，而黄赤交角大小的变化，则会影响到太阳直射点的南、北移动范围(回归线和极圈的纬度)和五带范围的变化。
如：黄赤交角变大→回归线的纬度变高→太阳直射点的南、北移动范围变大→极圈的纬度则变低→出现极昼、极夜现象的范围变大→热带和南、北寒带的范围变大→温带的范围变小。
三、地球公转的地理意义
1．昼夜长短的变化
（1）昼夜长短时间分布规律：①春秋分日：全球昼夜相等（各为12小时）。晨昏线与经线重合，且经过南北极点；②夏至日：晨昏线与经线相交成 23°26′（黄赤交角），北半球昼长夜短，昼长达一年中的最大值，纬度愈高昼愈长；南半球昼短夜长，昼长达一年中的最小值，纬度愈高昼愈短；赤道上昼夜平分。北极圈以北地区出现极昼。③冬至日：晨昏线与经线相交成 23°26′（黄赤交角），北半球昼短夜长，昼长达一年中的最小值，纬度愈高昼愈短；北极圈以北地区出现极夜。
（2）昼夜长短变化幅度的纬度分布规律：昼夜长短变化幅度指昼长与夜长之差。赤道为0小时，极圈及以内为24小时，纬度愈高变化幅度愈大。
（3）极昼、极夜的纬度分布规律：极昼（极夜）的起始纬度=90°-太阳直射点的纬度。纬度愈高，极昼（极夜）出现的天数愈多。3 月 21 日～9 月 23 日期间，北极圈内出现极昼现象。9 月 23 日～次年 3 月21日期间北极圈内出现极夜，与极昼的时空情况相似。南半球正好相反。
2．正午太阳高度的变化及计算
⑴正午太阳高度的变化可用下图来表示夏至日，太阳直射北回归线，正午太阳高度由北回归线向南、北两侧递减。此日，北回归线及其以北地区，正午太阳高度达一年中的最大值，南半球各地达一年中的最小值。冬至日，太阳直射南回归线，正午太阳高度由南回归线向南、北两侧递减。此日，南回归线及其以南地区，正午太阳高度达一年中的最大值，北半球各地达一年中的最小值。春分和秋分日，太阳直射赤道，正午太阳高度由赤道向南、北两侧递减。
⑵正午太阳高度的计算
计算公式为：H＝90°－△，式中 H 为正午太阳高度，△为太阳直射点与所求点的纬度差，同一半球纬度值相减，不同半球纬度值相加；当△≥90°时，太阳高度为零，说明该地发生极夜现象。
3．四季和五带的划分
（1）四季的划分：根据昼夜长短和正午太阳高度的变化，夏季是一年内白昼最长，太阳高度最高的季节；冬季是一年内白昼最短，太阳高度最低的季节。气候上的四季（以北温带为例）是：3、4、5 三个月为春季，6、7、8 三个月为夏季，9、10、11 三个月为秋季，12、1、2 三个月为冬季。气候上四季的纬度分布规律：低纬（热带）和高纬（寒带）地区不明显，低纬度地区长夏无冬，高纬度地区长冬无夏，中纬度（温带）地区春夏秋冬四季明显。
（2）五带的划分：以南北回归线和南北极圈为分界线，把地球表面粗略地划分为热带、南北温带和南北寒带五个热量带。五带反映了太阳辐射总量从低纬向高纬地区减少的规律。五带的范围大小是随着黄赤交角的变化而发生变化的。
细说例话
例1 读下图，回答⑴—⑵题。
⑴图中正确表示2008年元旦地球所在公转轨道位置的是 ( )
A．① B．② C．③ D．④
⑵依据图，当地球位于轨道位置①时，下列叙述可能正确的是 ( )
A．地球公转速度由快转慢
B．地球公转速度达一年中最大值
C．北回归线以北地区正午太阳高度达到最大值
D．海南岛上高大椰子树树干的影子消失
解析：⑴2008年元旦即1月初，位于图中的④。解答本题的关键是注意近日点、远日点在不同图中的位置（如下图），并对其速度变化进行把握。
⑵当地球位于轨道位置①时，即太阳位于北回归线到赤道的移动过程中，地球公转速度由慢转快；地球公转速度较慢；北回归线以北地区正午太阳高度达到最大值的位置是夏至日。海南岛位于北回归线与赤道之间，可能出现太阳直射现象，高大椰子树树干的影子消失。
答案：⑴D ⑵D
例2：右图为某时刻太阳高度分布状况。读图回答：
⑴写出E点的地理坐标
A．70°E，80°N B．70°E，80°N
C．110°W，80°N D．110°W，80°S
⑵①②两地的经度相同，②③两地的纬度相同，则此刻的太阳高度
A．①＞② B．①=② C．①＜③ D．①＝③
⑶E地的昼夜长短情况是
A．昼夜平分 B．昼夜等长 C．极夜 D．极昼
解析：由图可知，太阳直射点的经度为70°E，纬度为10°N，E点与直射点太阳高度相差90°，纬度也相差90°，所以E点的纬度是80°N，不在同一条经线上，有极昼现象。此图中北极点在E以南，因此，E点的经度为110°W。由题干知，②地比①地纬度高，距离太阳直射点远，太阳高度比①地小，即②＜①；同理①③两地纬度相同，正午太阳高度相同，此刻①地位于太阳直射的经线上，达到一天中太阳高度最高，③地位于①的西侧，没有达到一天中太阳高度最高的时刻，因此，①地太阳高度大于③地。
答案：⑴C ⑵A ⑶D
例 3：下图中虚线是地球公转到近日点附近的晨昏线，甲点以东为西半球，甲点与乙、丙两点间的最短距离是3330km。回答⑴—⑵题。
⑴此时北京时间是
A．15:20 B．2:40 C．14:20 D．3:20
⑵图中丁点的昼长约为
A．8小时 B．16小时 C．6小时 D．12小时
解析：欲求北京时间必须找到一个时间切入点，题目中给定晨昏线，可利用其与赤道交点所在经线的地方时确定时间信息，其经度位置信息要利用“甲点以东为西半球”加以确定。此时地球公转到近日点附近，说明此时是1月初北半球昼短夜长，晨昏线与经线的夹角应处在昼半球，故可确定所给晨昏线为昏线，即虚线以东以南地区为夜半球。昏线与赤道的交点（甲点）所在经线的地方时为18点。甲点以东为西半球，根据东半球的范围可确定甲点所在经线为160°E，综上：160°E经线地方时为18点，根据四变量求值可求得北京时间（120°E经线的地方时）为3:20。求丁点昼长主要利用题文中提供的距离信息。甲点与乙、丙两点间的最短距离是3330km，根据赤道上两点长度计算公式L=111千米×Ncos0°求得图中相邻两条经线的经度差为30°，地方时相差两小时，依图甲点18点日出，丁点则20点日出，可求出丁点昼长为8小时。
答案：⑴D ⑵A
方法归纳
1．列表比较地球自转与公转的规律
2．太阳光照图的绘制和应用
⑴太阳光照图的绘制。太阳光照图的绘制要掌握方法，一般的光照图要在图上绘制的内容包括：
①太阳光线 ②晨昏线 ③黑夜和白昼 ④地球自转方向 ⑤地轴和赤道 ⑥主要纬线(南、北回归线和南、北极圈)
⑵地球光照图的类型：地球光照图有俯视图和极地图两大类。下面列出的是一些常见的地球光照图及部分变式图。
⑶太阳光照图的重要信息
“点”——①太阳直射点：所在经线的地方时12时。②晨昏线与赤道的交点：晨线与赤道交点所在经线的地方时为6时，昏线与赤道交点所在经线的地方时为18时。
“线”——①晨昏线：晨线是沿地球自转方向由夜到昼的界线，昏线是沿地球自转方向由昼到夜的界线。晨昏线与太阳光线垂直。春秋分时晨昏线与经线重合，冬、夏至日时晨昏线与极圈相切。②“日期界线” ：180°经线和0时(或24时)所在的经线(即零时线)。
“方向”——已知地球自转方向定经度。即沿着地球自转方向，经度变大则为东经，经度变小则为西经；反之，已知经度可定地球自转方向。
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例 1： (07 宁夏卷) 我国某校地理兴趣小组的同学，把世界上四地年内正午太阳高度变化及方向绘成简图。回答⑴～⑵题。
⑴可能反映学校所在地正午太阳高度年变化及方向的是
A．① B．② C．③ D．④
⑵当②地正午太阳高度达到最大时
A．地球公转速度较慢 B．其他三地正午太阳所在方向不同
C．该学校所在地天气炎热 D．太阳在地球上的直射点将北返
解析：第⑴题，解题的关键是，先根据正午太阳方向，推断其地理位置。分析图中四地的正午太阳方向，可推断出①地位于赤道，②地位于南回归线，③地和④地位于北回归线以北，由此排除 A、B 选项。从图中看出，④地正午太阳高度最低为0°，说明它位于北极圈，由此排除D选项。因此，正确选项是C。第⑵题，首先从题干获取信息，②地位于南回归线， “当②地正午太阳高度达最大时” ，是12月22日前后。此时，地球位于近日点附近，公转速度较快；其他三地正午太阳所在方向相同（在南）；学校所在地天气寒
冷。由此排除A、B、C选项。因此，正确选项是D。
答案：⑴C⑵D
例2： (07江苏卷)某地是我国重要的人工多层经济林区。下图为该地“某日太阳处在最高位置时的示意图” ，此时北京时间为12：40，树影遮档地被植物的面积在一年中达到正午时的最大。读图，回答⑴～⑵题。
⑴该地位于
A．45°N，110°E B．21°34′N，110°E
C．45°N，130°E D．21°34′N，130°E
⑵这一天
A．太阳距离地球最远 B．江苏省各地昼长夜短
C．晨昏线与极圈相切 D．正午太阳高度由赤道向南北两侧递减
解析：本题主要考查学生对地理信息的提取和加工能力。从材料和图给出的信息可推知：①从人工多层经济林推知该地应位于我国南方光热资源充足的地区；②从树高与树影等长，推知正午时太阳高度为45°；③从当地正午时树影面积最大推知太阳直射南回归线，晨昏线与极圈相切，从而计算出该地纬度为 2l °34′N；④从当地正午12点时，北京时间为12：40，可以根据两地地方时差可以推算出当地的经度为110°E。
答案：⑴B ⑵C
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一、单项选择题
读甲图“地球自转速度随纬度变化”和乙图“地球公转速度变化” ，回答1--3题。
1．甲图M点的纬度、乙图N点的月份分别是（ ）
A．30° 1月 B．60° 7月 C．60° 1月 D．30° 7月
2．当公转速度为N时（ ）
A．漠河市民——欢度“白夜” B．新西兰南部海域——冰山座座
C．松花江河畔——银装素裹 D．悉尼——处于雨季
3．6 月 22 日，处于 M 点纬度的天文爱好者在当地正午 12 时观测太阳黑子活动情况，此时天文望远镜镜筒与地面的夹角应约为
A．83．5° B．53．5° C．36．5° D．16．5°
读图，完成4—5题。
4．地球绕太阳公转到图示位置的日期是（ ）
A．3月21日 B．6月22日
C．9月23日 D．12月22日
5．该日的北京 （ ）
A．白昼时间最长 B．平均气温最高 C．昼夜时间平分 D．正午太阳最低
读太阳直射点在地表的年运动轨迹图，回答6--7题。
6．秋分日(9月23日)太阳直射点的位置是（ ）
A．a B．b C．c D．d
7．当太阳直射点在d位置时，下列说法正确的是（ ）
A．a地正值夏季 B．b地昼短夜长
C．c地正午太阳高度为一年中最小值 D．d地出现极昼现象
一架从上海飞往美国洛杉矶的飞机，于日落时分正好飞越日界线(图中 P点)，此时北京时间是下午4点整。据此回答8～10题。
8．该日北京的昼长约为 ( )
A．8小时 B．12小时 C．14小时 D．16小时
9．此时，新的一天约占全球范围的 ( )
A．二分之一 B．三分之一 C．四分之三 D．六分之五
10．该季节可能出现的现象是 ( )
A．洛杉矶正处于多雨季节 B．松花江处在汛期
C．漠河白昼短于黑夜 D．华北平原正忙于播种小麦
图中a、b、c三点表示P点二分二至某时刻的太阳方位和太阳高度(P地位置在圆心处，同心圆上的数值表示太阳高度)。据图回答11—13题。
11．P点的纬度大致是 ( )
A．23．5°N B．O° C．66．5°N D．40°N
12．若太阳位于a点时，国际标准时间是当日的4时16分，则P点的经度是 ( )
A．180° B．116°E C．20°W D．160°E
13．当太阳位于c点时 ( )
A．巴西高原草木枯萎 B．长江下游进入汛期
C．华北平原收割小麦 D．中山站出现极昼现象
我国某校学生在野外用立杆测影的方法测算正午太阳高度，右图为他们绘制的“一年内正午杆影长度变化图” ，图中四点分别表示二分二至日的杆影长度。读图完成14-15题。
14．图中能反映夏至日正午杆影长度的点是
A．① B．② C．③ D．④
15．该地从春分日至秋分日正午太阳高度变化规律是
A．一直变小
B．先逐日变大，夏至日后逐日变小
C．一直变大
D．先逐日变小，夏至日后逐日变大
二、综合题
16．读“黄赤交角示意图” ，回答下列问题：
（l）图中B为_______平面；若地球位于公转轨道甲处时，其日照图为下列三幅图中的______（填序号）。
（2）比较地球位于公转轨道乙、丙两处时的地理现象：
（3）简述②、③两日照图的相同点。
17．根据材料回答下列问题。
材料一 2007年10月24日18时05分(农历九月十四日)，搭载着我国首颗探月卫星“嫦娥一号”的长征三号甲运载火箭在西昌卫星发射中心三号塔架点火发射成功。
材料二 月球的自转周期和公转周期是相等的，平均是27天7小时多；月球上几乎没有大气，白天，在阳光垂直照射的地方，温度高达127℃；夜晚温度可低到-183℃。
材料三 日、地、月三者的关系图(如右下图)。
(1)当地球位于公转轨道的 A 点附近时，地球公转的速度______；当地球位于公转轨道的 B 点时，北半球昼长随纬度分布的规律是______。
(2)当地球由公转轨道的A点到B点时，北京正午太阳高度的变化状况是______。
(3)当月球位于运动轨道上的C点时，地球上可能出现______现象(日食、月食)，当月球位于运动轨道上的D点时，地球上可能出现现象______ (日食、月食)； “嫦娥一号”卫星发射时，月球大致位于运动轨道的______点。
⑷能正确表示“嫦娥一号”探月卫星发射时，西昌昼夜(图中阴影部分表示夜)情况的是（ ）
⑸根据材料分析为什么月球上的昼夜温差比地球上大得多。
18．读图 “地球公转示意图”，完成下列各题。
⑴图一中地球从乙到丙时太阳直射点向______方移动。从丙到丁阳光直射在______ (南或北)半球。
⑵图一中ABCD四处中地球公转速度最快的是______处，此时的日期为____________。
⑶地球南极和北极比较，极昼时间较长的是______极，原因是____________。（提示：地球公转的速度对时间有影响）
⑷当地球光照如图二所示时，则其在公转轨道中应位于图一中的______，（甲乙丙丁）此时，太阳直射点的地理坐标是__________________。
⑸图二中此刻，北京时间是____________时。
第 7 讲 地球的公转及其意义
一、单项选择题
1．B 由 M 点自转线速度约为赤道处的一半可以推断其纬度为南北纬 60°；由 N 点地球公转速度最慢可以推断其位于远日点附近，时间约为7月初。
2．A 乙图中N点地球公转速度最慢，时间约为7月初，为北半球夏季、南半球冬季，此时漠河地区白昼为一年中最长的时期，称之为“白夜” 。
3．B 6 月 22 日，北纬 60°的正午太阳高度角为 53．5°，南纬 60°的正午太阳高度角为 6．5°，B 选项符合题意。
4．B 从地球昼夜分布可以看出北极圈内出现极昼现象，由此可推夏至日左右，因此B选项符合题意。
5．A 此时太阳直射北回归线，北半球昼最长；此时北回归线以北地区与直射点的纬度间隔最小，因此正午太阳高度最大。
6．B 根据地球自转的方向可判断，a位于南回归线，d位于北回归线，b、c位于赤道上；再根据图示太阳直射点的移动方向可判断秋分日(9月23日)太阳直射点的位置是b，此后太阳直射点将向南移动。
7．C 当太阳直射点在d位置时，即北回归线时，为北半球夏季，因此a地正值冬季，b地终年昼夜等长，c地此时离太阳直射点最远，因此正午太阳高度为一年中最小值；d位于北回归线上，不可能出现极昼现象。
8． D 作为常识应明确北京位于 40°N 附近，根据题意可判断 P 点和北京几乎在同一条纬线上。由于此时位于180°经线的P点正值日落且北京时间为下午4点整，可推判P地此时的地方时为20时，几乎位于同一纬度的北京也应于20时日落，即北京的半个昼长为8小时，所以昼长16小时。
9．D 以180°经线为基础的国际日期变更线始终是一条日期界线，解题时只需找出另一条即可。由于此时北京时间为下午 4 时，向西过去 16×15°=240°，即 120°W 的地方时为 0时，也就是说，由120°W向西直到 180°经线的范围内仍处在旧的一天，其所跨经度 60°，占全球的 1／6，即新一天约占全球的 5／6。
10．B 据北京的昼长达16小时可知，此时处于北半球的夏半年，我国东部受夏季风的影响，降水较多，松花江可能处于汛期；而洛杉矶地处北半球，属地中海气候，正处于一年中炎热少雨的季节；漠河昼长夜短；华北平原地区种植冬小麦，其播种季节在秋末。
11．D a、b、c三点均为正南方，意味着正午时P点太阳始终位于正南天空，P地应位于北回归线以北地区；其二分日的正午太阳高度介于30°～60°之间，因此，其纬度也应介于30°～60°之间。
12．B 该地处于正午时，国际标准时间为当日的4时16分，则该地的经度为116°E。
13．D 太阳位于c点时，表示的日期为12月22日前后。
14．B 从影子的朝向始终朝北可以判断，该地位于北回归线以北的地区，因此在夏至日正午太阳高度最大，杆影长度最短，因此②符合题意。
15．B 从上题分析可知该地位于北回归线以北的地区，因此从春分日至夏至日，该地与太阳直射点的纬度间隔越来越小，因此正午太阳高度越来越大；从夏至日到秋分日，该地与太阳直射点的纬度间隔又越来越大，因此正午太阳高度又逐日变小。
16．解析：本题考查了黄赤交角图的判读，以及不同日期的地理现象判读知识。
答案：（1）赤道 ②
（2）左栏从上到下：12月22日 逐渐加快 35.5° 由南极圈向北到北极圈白昼时间由24时逐渐缩减为0时；南极圈内有极昼现象；北极圈内有极夜现象右栏从上到下：9月23日 逐渐加快 59° 全球昼夜平分
（3）晨昏线均与经线斜交成23.5°；太阳直射的经度相同（120°E），日出的标准时相同；赤道上正午太阳高度角相同；赤道上昼夜平分，极圈中均有极昼或极夜现象。
17． 解析：根据材料三可知，当地球位于公转轨道的 A 点附近时，为远日点，地球公转速度较慢；当地球位于公转轨道的 B 点时，太阳直射点在南半球。当月球位于运动轨道的 c 点时，太阳、地球、月球三者位于同一直线土。且月球位于太阳和地球之间，月球可能遮挡地球某一地区的太阳光，地球上可能出现日食现象；当月球位于运动轨道的 D 点时，地球位于太阳和月球之间，地球的影子可能遮挡月球上的太阳光，地球上可能出现月食现象； “嫦娥一号”发射时为农历十五左右，月球位于运动轨道的D点。根据四幅俯视图经度的分布关系，可判断 A、C 为南半球，可先排除。由 D 图可知西昌在晨线附近与北京时间 18 时05分(当地时间17时13分)不符。
答案： (1)较慢 纬度越高，昼越短，北极地区出现极夜 (2)正午太阳高度逐渐变小，冬至日后，逐渐增大 (3)日食 月食 D ⑷B ⑸月球上没有大气，白天没有大气的削弱作用，晚上没有大气的保温作用；月球的自转周期比地球长得多，白天接收太阳辐射的时间比地球长得多，温度升得比地球高，夜间也比地球长得多，温度也比地球低得多；此外，地球上海洋、森林等热容量大，也使温差变化小。
18．解析：本题用公转轨道图和地球光照图对比分析相关地球知识。
答案： （1）北 北 （2）A 1月2－3日
（3）北 此时地球在远日点附近，昼长夜短，与近日点相比，此段时间公转速度最慢， 自转圈数较长，因此极昼时间较长。
⑷乙或丁 0° 180° （5）8时
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