第二章　第2講　課時(shí)7　地球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)特征

第2講地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)[課程標(biāo)準(zhǔn)]結(jié)合實(shí)例，說明地球運(yùn)動(dòng)的地理意義。[基本概念]地球自轉(zhuǎn)、地球公轉(zhuǎn)、恒星日、太陽日、恒星年、回歸年；黃赤交角、太陽直射點(diǎn)回歸運(yùn)動(dòng)。[基本原理]地球自轉(zhuǎn)速度的變化規(guī)律、地球公轉(zhuǎn)速度的變化規(guī)律、太陽直射點(diǎn)回歸運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。[體系架構(gòu)]課時(shí)7地球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)特征一、地球的自轉(zhuǎn)特征1．自轉(zhuǎn)定義：地球繞其自轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2．自轉(zhuǎn)軸(1)地軸——北端始終指向北極星附近。(2)北半球緯度越高，北極星相對地平線的高度越高；北半球某點(diǎn)觀測北極星的仰角等于該地的緯度。3．簡述地球自轉(zhuǎn)方向。答案自西向東；從北極上空看呈逆時(shí)針，從南極上空看呈順時(shí)針。4．周期參照物時(shí)間自轉(zhuǎn)角度意義恒星日恒星23時(shí)56分4秒360°地球自轉(zhuǎn)的真正周期太陽日太陽24時(shí)360°59′晝夜交替的周期5.自轉(zhuǎn)速度讀選擇性必修1教材第3頁圖1.3“地球自轉(zhuǎn)角速度和線速度”，寫出地球自轉(zhuǎn)速度隨緯度變化的規(guī)律。答案角速度：除南北極點(diǎn)外，各地均為15°/h；線速度：由赤道至兩極遞減，極點(diǎn)為0。二、地球的公轉(zhuǎn)特征1．概念：地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)。2．方向：自西向東。從北極上空看呈逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從南極上空看呈順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。3．周期名稱1回歸年1恒星年參照物太陽其他恒星時(shí)長365日5時(shí)48分46秒365日6時(shí)9分10秒本質(zhì)太陽直射點(diǎn)的移動(dòng)周期地球公轉(zhuǎn)的真正周期4.軌道：近似正圓的橢圓軌道，太陽位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。5．速度位置時(shí)間速度A點(diǎn)近日點(diǎn)1月初線速度最快，角速度最快B點(diǎn)遠(yuǎn)日點(diǎn)7月初線速度最慢，角速度最慢思考為什么北半球夏半年與冬半年的天數(shù)存在差異？答案北半球夏半年，地球運(yùn)動(dòng)至遠(yuǎn)日點(diǎn)附近，地球公轉(zhuǎn)速度較慢，所用天數(shù)較多，為186天；北半球冬半年，地球運(yùn)動(dòng)至近日點(diǎn)附近，地球公轉(zhuǎn)速度較快，所用天數(shù)較少，為179天。1．地球自轉(zhuǎn)方向的判斷方法(1)常規(guī)法：地球自轉(zhuǎn)方向是自西向東，由此判斷地球自轉(zhuǎn)方向。(2)極點(diǎn)法：從北極上空看呈逆時(shí)針，從南極上空看呈順時(shí)針；同理，看到地球呈逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的是在北極上空，看到地球呈順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的是在南極上空。(3)經(jīng)度法：東經(jīng)度增大的方向就是地球自轉(zhuǎn)方向，西經(jīng)度減小的方向也是地球自轉(zhuǎn)方向。(4)海陸法：根據(jù)大洲和大洋的相對位置也可以判斷地球的自轉(zhuǎn)方向。如沿某一緯線從歐洲到亞洲的方向或從太平洋經(jīng)巴拿馬運(yùn)河到大西洋的方向就是地球自轉(zhuǎn)方向。2．地球自轉(zhuǎn)速度(1)地球自轉(zhuǎn)速度的分布規(guī)律①極點(diǎn)的角速度和線速度均為0。②60°緯線上的線速度約是赤道上線速度的一半。③赤道上空的地球同步衛(wèi)星運(yùn)行的角速度與地面對應(yīng)點(diǎn)的角速度相同，均為15°/h；其運(yùn)行的線速度大于地面對應(yīng)點(diǎn)的線速度。(2)地球自轉(zhuǎn)的線速度①影響地球自轉(zhuǎn)線速度的因素因素影響關(guān)系緯度(同一海拔)緯度相同，線速度相同；緯度越低，線速度越大負(fù)相關(guān)海拔(同一緯度)海拔越高，線速度越大正相關(guān)②地球自轉(zhuǎn)線速度大小的應(yīng)用判斷南、北半球由北向南，線速度越來越大的為北半球，越來越小的為南半球。如上圖位于北半球判斷緯度帶0～837km/h→高緯度；837～1447km/h→中緯度；1447～1670km/h→低緯度。如上圖位于中緯度判斷地勢高低地球自轉(zhuǎn)線速度等值線凸向數(shù)值低處，說明線速度比同緯度其他地區(qū)大，即地勢較高(如上圖中A處可能為山地、高原等)；地球自轉(zhuǎn)線速度等值線凸向數(shù)值高處，說明線速度比同緯度其他地區(qū)小，即地勢較低(如上圖中B處可能為谷地、盆地等)(天津文綜)下圖所示照片是攝影師在夜晚采用連續(xù)曝光技術(shù)拍攝的。照片中的弧線為恒星視運(yùn)動(dòng)軌跡。讀圖回答1～2題。1．據(jù)圖判斷，攝影師拍攝的地點(diǎn)位于()A．低緯地區(qū) B．中緯地區(qū)C．北極附近 D．南極附近2．圖中a恒星視運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度約為50°，據(jù)此判斷攝影師連續(xù)拍攝的時(shí)間為()A．1個(gè)多小時(shí) B．3個(gè)多小時(shí)C．5個(gè)多小時(shí) D．7個(gè)多小時(shí)[關(guān)鍵信息點(diǎn)撥]能觀察到北極星的地點(diǎn)只能是北半球，且北極星的仰角大小等于當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥?。恒星的視運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的反映，地球自轉(zhuǎn)的角速度是15°/h；同時(shí)間天空中的恒星視運(yùn)動(dòng)的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相等。[地理原理再現(xiàn)]地球自轉(zhuǎn)速度的變化規(guī)律簡述地球自轉(zhuǎn)角速度的變化規(guī)律。答案除南北極點(diǎn)外，各地均為15°/h。答案1.A2.B解析第1題，能看到北極星，說明當(dāng)?shù)卦诒卑肭?；北極星的仰角很小，說明地理緯度較低。第2題，恒星的視運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的反映，天空中的恒星視運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度約為50°，說明地球自轉(zhuǎn)了約50°，地球自轉(zhuǎn)的角速度是15°/h，因此為3個(gè)多小時(shí)?？枷?通過“地球的自轉(zhuǎn)特征”考查“區(qū)域認(rèn)知”下圖為廣東省某中學(xué)天文愛好小組用天文望遠(yuǎn)鏡觀測北極星附近星空的圖片。據(jù)此完成1～3題。1．觀測者在進(jìn)行觀測時(shí)，天文望遠(yuǎn)鏡鏡頭朝向()A．北方B．南方C．東方D．西方2．小組成員經(jīng)長時(shí)間觀測發(fā)現(xiàn)，北極星周圍各恒星繞北極星轉(zhuǎn)動(dòng)，這反映出()A．地球自轉(zhuǎn) B．地球公轉(zhuǎn)C．流星運(yùn)動(dòng) D．恒星運(yùn)動(dòng)3．觀測者于某日20時(shí)用天文望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)北極星附近的某顆恒星，若保持望遠(yuǎn)鏡的位置和方向不變，則第二日天文望遠(yuǎn)鏡再次對準(zhǔn)這顆恒星的時(shí)間是()A．20時(shí)3分56秒 B．20時(shí)56分4秒C．19時(shí)3分56秒 D．19時(shí)56分4秒答案1.A2.A3.D解析第1題，地球地軸的北端指向北極星，北極星在北方，故觀測者在進(jìn)行觀測時(shí)，天文望遠(yuǎn)鏡鏡頭朝向北方，選A。第2題，小組成員經(jīng)長時(shí)間觀測發(fā)現(xiàn)，北極星周圍各恒星繞北極星轉(zhuǎn)動(dòng)，這反映出地球自轉(zhuǎn)，是地球自轉(zhuǎn)引起的視運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，A對。第3題，觀測者于某日20時(shí)用天文望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)北極星附近的某顆恒星，若保持望遠(yuǎn)鏡的位置和方向不變，一個(gè)恒星日(23時(shí)56分4秒)后天文望遠(yuǎn)鏡能再次對準(zhǔn)這顆恒星，則第二日天文望遠(yuǎn)鏡再次對準(zhǔn)這顆恒星的時(shí)間是19時(shí)56分4秒，D對。考向2通過“地球的公轉(zhuǎn)特征”考查“綜合思維”(2024·江蘇部分名校聯(lián)考)某地在一年中有61天極夜，極晝天數(shù)略多于極夜。據(jù)此完成4～5題。4．極夜結(jié)束后的第30天，該地()A．日出東南 B．正午太陽位于正北C．日落西北 D．白晝時(shí)間長于夜晚5．該地極晝和極夜日數(shù)不等，體現(xiàn)出()A．地球自轉(zhuǎn)速度存在季節(jié)差異B．地球公轉(zhuǎn)軌道并非為正圓形C．當(dāng)?shù)啬媳眱蓚?cè)地形差異較大D．當(dāng)?shù)囟膬杉咎柛叨认嗤鸢?.A5.B解析第4題，由題中材料可知，極晝天數(shù)略多于極夜，是因?yàn)樘幱跇O晝時(shí)地球位于公轉(zhuǎn)軌道的遠(yuǎn)日點(diǎn)，公轉(zhuǎn)速度較近日點(diǎn)慢，說明該地位于北半球，一年中有61天極夜，即北半球冬至日前后各30天為極夜。極夜結(jié)束后的30天為冬至后60天，大約為2月20日，此時(shí)仍為北半球冬半年，日出東南，日落西南，正午太陽位于正南，白晝時(shí)間短于夜晚。A正確。第5題，地球公轉(zhuǎn)軌道并非正圓，近日點(diǎn)在1月初，北半球存在極夜現(xiàn)象，公轉(zhuǎn)速度快，因此極夜時(shí)間偏短；遠(yuǎn)日點(diǎn)在7月初，北半球存在極晝現(xiàn)象，公轉(zhuǎn)速度慢，因此極晝時(shí)間偏長。B選項(xiàng)正確。答題指導(dǎo)3航天發(fā)射基地區(qū)位條件評(píng)價(jià)1．航天發(fā)射基地選址的條件氣象條件晴天多、陰雨天少，風(fēng)速小，濕度低，有利于發(fā)射和跟蹤觀測緯度因素緯度低，地球自轉(zhuǎn)線速度大，可以節(jié)省燃料和降低成本地勢因素同一緯度，地勢越高，地球自轉(zhuǎn)線速度越大地形因素地形平坦，利于基地工程建設(shè)海陸位置大陸內(nèi)部氣象條件好，隱蔽性強(qiáng)，人煙稀少，安全性強(qiáng)；海上人類活動(dòng)少，安全性強(qiáng)交通條件對外交通便利，有利于大型航天裝備的運(yùn)輸安全因素出于國防安全考慮，有的建在內(nèi)陸山區(qū)、沙漠地區(qū)等地廣人稀處，隱蔽性強(qiáng)2.我國四大衛(wèi)星發(fā)射基地3．發(fā)射時(shí)間、方向發(fā)射窗口受多種因素影響，如航天器的運(yùn)行軌道、天體運(yùn)行條件、空間碎片規(guī)避、地面跟蹤測控通信和氣象要求等。(1)晴朗的夜晚發(fā)射，便于定位和跟蹤觀測。(2)我國冬季發(fā)射的優(yōu)點(diǎn)是便于航天測控網(wǎng)對航天器的監(jiān)控、管理、回收。為實(shí)現(xiàn)全球監(jiān)測，我國在南半球中緯度大洋上設(shè)有“遠(yuǎn)望號(hào)”監(jiān)測船，南半球中緯西風(fēng)帶冬季風(fēng)大浪急，為避開南半球冬季惡劣的海況，我國多選擇在北半球冬季(南半球夏季)發(fā)射。(3)發(fā)射方向：一般與地球運(yùn)動(dòng)方向一致，向東發(fā)射可充分利用地球自轉(zhuǎn)線速度的作用，節(jié)約能源。4．衛(wèi)星返回基地的選址條件(1)地形平坦，視野開闊，便于搜救。(2)人煙稀少，有利于疏散人群，保證安全。(3)氣候干旱，多晴朗天氣，大氣能見度高。(4)地質(zhì)條件好。(5)無大河、湖泊，少森林的地區(qū)。5．天文觀測基地選址條件1．閱讀圖文材料，完成下列各題。(14分)材料一2020年7月23日12時(shí)41分，在海南文昌航天發(fā)射場，長征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭將我國首次火星探測任務(wù)“天問一號(hào)”探測器送往太空。天問奔火，邁出了我國自主開展行星探測的第一步。衛(wèi)星發(fā)射窗口是允許運(yùn)載火箭發(fā)射的時(shí)間范圍，其寬窄受發(fā)射地的氣象氣候條件影響，文昌發(fā)射基地的發(fā)射窗口很窄。圖1示意文昌航天發(fā)射場位置。材料二北京時(shí)間2021年6月3日0時(shí)17分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功將風(fēng)云四號(hào)02星送入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功，為7月1日建黨100周年慶典活動(dòng)提供服務(wù)保障。圖2為西昌衛(wèi)星發(fā)射中心位置及周邊地區(qū)等高線示意圖。(1)從氣象氣候條件方面，分析文昌航天發(fā)射場發(fā)射窗口窄的原因。(8分)(2)從位置和地形的角度，分析西昌衛(wèi)星發(fā)射中心建立的有利條件。(6分)答案(1)文昌多雷電、強(qiáng)降雨天氣；沿海濕度大，云霧多，能見度較低；地處我國東南沿海，夏季風(fēng)影響時(shí)間長，雨季長；容易受臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害影響。(2)西昌緯度較低，海拔較高，自轉(zhuǎn)線速度大，有利于發(fā)射；地處川西山區(qū)，隱蔽性強(qiáng)；發(fā)射中心位于山谷之中，地勢平坦，利于基地建設(shè)。2．閱讀圖文材料，完成下列要求。(14分)帕瑞納天文臺(tái)是歐洲南方天文臺(tái)在智利建立的天文觀測基地，位于阿塔卡馬沙漠邊緣的帕瑞納山，海拔2632米，是世界上最好的天文觀測基地之一。多年來，智利制定多種優(yōu)惠政策鼓勵(lì)其他國家到智利建立天文觀測基地。作為回報(bào)，在智利的各國天文觀測基地會(huì)給予智利天文工作者10%的望遠(yuǎn)鏡觀測時(shí)間。歐洲、美國等國家長期在此開展天文科研工作。2016年，中國與智利達(dá)成合作協(xié)議，計(jì)劃在智利北部距離帕瑞納天文臺(tái)30千米處建設(shè)天文觀測基地。下圖為帕瑞納天文觀測基地地理位置示意圖。(1)簡析帕瑞納天文臺(tái)成為世界上最好的天文觀測基地之一的原因。(6分)(2)分別說明與智利合作建設(shè)天文觀測基地對我國和智利的有利影響。(8分)答案(1)海拔高，空氣稀薄，大氣透明度高；氣候干燥，云霧少，晴夜天數(shù)多；地廣人稀，人類活動(dòng)影響少，光污染少；緯度較低，天文觀測范圍大。(2)對我國：利用各種優(yōu)惠政策，利于選擇最佳的天文觀測地點(diǎn)建立基地；利于與其他發(fā)達(dá)國家交流合作，促進(jìn)我國天文科學(xué)和技術(shù)進(jìn)一步提升。對智利：與我國合作建設(shè)，減少本國建設(shè)投資成本；借助我國天文觀測設(shè)備，提高本國天文觀測和研究水平。課時(shí)精練(2023·福建廈門模擬)地軸北極在自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)中始終指向北極星附近。下圖為“甲地觀測者夜晚觀察北極星示意圖”。讀圖完成1～2題。1．甲樹位于乙樹的()A．北方B．東方C．南方D．西方2．如果甲處觀察者在夜間連續(xù)觀察2小時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)()A．北極星與地面夾角將逐漸升高B．北極星與地面夾角將逐漸降低C．圖中某恒星沿圓形軌道向M方向移動(dòng)D．圖中某恒星沿圓形軌道向N方向移動(dòng)答案1.D2.C解析第1題，該地位于40°N(該地觀測北極星的角度即為該地的地理緯度)，加之北極星所在方向?yàn)檎?，推知乙樹位于甲樹垂直方向的右?cè)，為正東方向，故甲樹位于乙樹的西方，D正確。第2題，北極星與地面的夾角與當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥认嗤?，?dāng)?shù)氐牡乩砭暥炔粫?huì)發(fā)生變化，所以北極星與地面夾角不會(huì)發(fā)生變化，A、B錯(cuò)誤。甲地能夠觀測到北極星，所以該地位于北半球，北半球恒星運(yùn)動(dòng)方向與地球自轉(zhuǎn)方向相反，該恒星東升西落，所以該恒星向M方向運(yùn)動(dòng)，C正確。(2023·江蘇蘇州模擬)下圖為天文愛好者在浙江某地拍攝的星軌照片，其中最粗的弧線是月亮的移動(dòng)軌跡。完成3～4題。3．星軌體現(xiàn)了()A．恒星的運(yùn)動(dòng) B．地球的運(yùn)動(dòng)C．太陽的運(yùn)動(dòng) D．月球的運(yùn)動(dòng)4．拍攝該星軌期間，月亮位置()A．逐漸下降 B．逐漸上升C．先升后降 D．先降后升答案3.B4.A解析第3題，恒星位置相對恒定，受地球自轉(zhuǎn)(相對)運(yùn)動(dòng)影響，形成恒星星軌圖，恒星星軌圖可真實(shí)地反映出地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，但不能反映恒星、太陽、月球的運(yùn)動(dòng)，B正確。第4題，圖中最粗的弧線是月亮移動(dòng)軌跡，上端沒有位于圖片頂端，下端位于地平線，因此月亮位置逐漸下降，直至在地平線落下不見，A正確。(2024·廣東珠海模擬)“祝融號(hào)”為“天問一號(hào)”任務(wù)火星車，設(shè)計(jì)壽命為90個(gè)火星日，約為地球上3個(gè)月。2021年5月15日“天問一號(hào)”著陸器成功著陸于火星烏托邦平原(25°N附近)，22日“祝融號(hào)”火星車駛離著陸平臺(tái)到達(dá)火星表面，開始巡視探測。2022年7月中旬為火星北半球冬至前后，為應(yīng)對可能的惡劣環(huán)境，“祝融號(hào)”于2022年5月18日轉(zhuǎn)入休眠模式，在火星表面累計(jì)行駛1921米，獲取了大量寶貴資料，為后續(xù)的火星探索提供數(shù)據(jù)支撐?；鹦亲赞D(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)軌道平面夾角為25.19°，下圖示意“火星繞日公轉(zhuǎn)示意圖”。據(jù)此完成5～7題。5．火星自轉(zhuǎn)周期大約為地球自轉(zhuǎn)周期的()A．1/3倍B．1倍C．2倍D．3倍6．“祝融號(hào)”轉(zhuǎn)入休眠模式時(shí)，大致位于火星公轉(zhuǎn)軌道的位置是()A．a(chǎn)→bB．b→cC．c→dD．d→a7．“祝融號(hào)”獲取的雷達(dá)數(shù)據(jù)揭示了其著陸區(qū)表面至80米深度的淺表精細(xì)結(jié)構(gòu)和物性特征，以此為依據(jù)可推斷火星的()①土壤肥力②生物進(jìn)化③地質(zhì)演化④氣候變遷A．①②B．②③C．③④D．①④答案5.B6.A7.C解析第5題，根據(jù)題干信息可知，90個(gè)火星日，約為地球上3個(gè)月(90天)，火星自轉(zhuǎn)周期大約為地球自轉(zhuǎn)周期的1倍，B正確。第6題，根