第一部分　知识结构图

第二部分　教材课本正文（含插图）

一、地球公转

　　地球绕太阳运行叫作公转，其路径称为公转轨道。地球公转轨道是一个近似正圆的椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。地球沿公转轨道自西向东，每天移动约59′。这是地球公转的平均角速度。地球公转的平均线速度约为30千米/秒。地球公转一周所需要的时间为365日6时9分10秒，即一个恒星年。

二、黄赤交角及其影响

　　地球公转轨道面叫作黄道面，过地心并与地轴垂直的平面称为赤道面。黄道面与赤道面之间的夹角叫作黄赤交角。目前的黄赤交角约23.5°，地轴与黄道面之间的夹角约66.5°。

　　地球在公转过程中，地轴的空间指向和黄赤交角的大小，在一定时期内可以看作是不变的。因此，地球在公转轨道的不同位置，地表接受太阳垂直照射的点（简称太阳直射点）是有变化的。太阳直射的范围， 最北到达北纬23.5°，最南到达南纬23.5°。夏至日， 太阳直射北纬23.5°。之后，太阳直射点逐渐南移。秋分日，太阳直射赤道。冬至日，太阳直射南纬23.5°。之后，太阳直射点逐渐北返。春分日，太阳又直射赤道。夏至日，太阳再次直射北纬23.5°。太阳直射点在南北回归线之间的往返运动，称为太阳直射点的回归运动。太阳直射点回归运动的周期为365日5时48分46秒，叫作一个回归年。

三、地球公转的地理意义

　　由于黄赤交角的存在，地球公转过程中引起正午太阳高度、昼夜长短的周年变化，从而在地球上产生了四季的更替。

（一）正午太阳高度的变化

　　太阳光线与地平面之间的夹角（即太阳在当地的仰角），叫作太阳高度角，简称太阳高度。在太阳直射点上，太阳高度为90°；在晨昏线（圈）上，太阳高度为0°。一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度。

　　太阳直射点南北移动，引起正午太阳高度有规律地变化。同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。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，北回归线及其以北各纬度，正午太阳高度达到一年中的最大值；南半球各纬度，正午太阳高度达到一年中的最小值。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，南回归线及其以南各纬度，正午太阳高度达到一年中的最大值；北半球各纬度，正午太阳高度达到一年中的最小值。春分日和秋分日，太阳直射赤道，正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。

　　高度由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。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，北回归线及其以北各纬度，正午太阳高度达到一年中的最大值；南半球各纬度，正午太阳高度达到一年中的最小值。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，南回归线及其以南各纬度，正午太阳高度达到一年中的最大值；北半球各纬度，正午太阳高度达到一年中的最小值。春分日和秋分日，太阳直射赤道，正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。

（二）昼夜长短的变化

　　一个地方的昼夜长短，与它所在纬线昼弧与夜弧的长度有关。地球自转一周，如果所经历的昼弧长于夜弧，则昼长夜短；反之，则昼短夜长。赤道与晨昏线（圈）始终相互平分，昼弧的长度等于夜弧，因而赤道上终年昼夜等长。

　　北半球夏半年（自春分日至秋分日），太阳直射北半球，北半球各纬度昼长夜短。纬度越高，昼越长，夜越短；北极四周，出现极昼现象。其中，夏至日这一天，北半球各纬度的昼长达到一年中的最大值，极昼范围也达到最大。北半球冬半年（自秋分日至次年春分日），太阳直射南半球，北半球各纬度昼短夜长。纬度越高，昼越短，夜越长；北极四周，出现极夜现象。其中，冬至日这一天，北半球各纬度的昼长达到一年中的最小值，极夜范围也达到最大。南半球的情况与北半球相反。春分日和秋分日，太阳直射赤道，全球各地昼夜等长，各为12时。

（三）四季的更替

　　地球公转导致地球中纬度地区出现明显的四季变化。作为一种天文现象，四季更替表现为一年中正午太阳高度和昼夜长短的季节变化。夏季是一年中正午太阳高度最大、白昼最长的季节；冬季是一年中正午太阳高度最小、白昼最短的季节；春秋两季是冬夏两季的过渡季节。

　　为了使季节划分与气候变化相吻合，北温带国家多把3、4、5月确定为春季，6、7、8月确定为夏季，9、10、11月确定为秋季，12月和次年1、2月确定为冬季。南半球与北半球的季节恰好相反。

第三部分　课本阅读材料

二十四节气与四季

　　二十四节气是一年中地球绕太阳运行到二十四个规定位置上的日期。其划分源于我国黄河流域。各节气分别冠以反映自然气候特点的名称。秦汉时，以不违农时为中心，反映一年四季变迁，雨、露、霜、雪等气候变化物候特征的“二十四节气”已完全确立，成为农事活动主要依据。西汉刘安《淮南子·天文》中已有完整二十四节气的最早记载。汉武帝太初元年（公元前 104）实施的《太初历》首次将“二十四节气”订入历法，明确了二十四节气的天文位置。

　　二十四节气是我国先民通过观察太阳周年运动，认知一年中时令、气候、物候等方面变化规律所形成的知识体系。二十四节气用来指导农业生产和日常生活，是我国传统历法的重要组成部分。国际气象界将这一时间认知体系誉为“中国的第五大发明”。2016年，我国“二十四节气”被联合国教科文组织正式列入《人类非物质文化遗产代表作名录》。

　　我国传统上以二十四节气中的立春、立夏、立秋、立冬为起点，划分春、夏、秋、冬四季。西欧、北美国家多以春分、夏至、秋分、冬至为起点，划分春、夏、秋、冬四季。欧美四季的划分，比我国传统四季要推迟一个半月左右。

第四部分　教材探究、活动题答案

P11　探究

1. 拉美西斯二世的生日至春分日的天数为28天，秋分日至登基日的天数为28天。表明在这一年中，这两天日出的方位是一致的。

2. 不会。

P12　活动

1. 北半球夏半年（自春分日至秋分日），经过远日点，公转速度较慢，冬半年（自秋分日至次年春分日），经过近日点，公转速度较快，故夏半年比冬半年多出7天。

2. 主要与太阳直射点的位置有关。近日点时，太阳直射南半球，北半球为冬季；远日点时，太阳直射北半球，北半球为夏季。

P14　活动

1. (1)

(2) 太阳直射在北半球，春分日—夏至日太阳直射点向北移动，夏至日—秋分日太阳直射点向南移动；太阳直射在南半球，秋分日—冬至日太阳直射点向南移动，冬至日—次年春分分日太阳直射点向北移动。

2. 北回归线以北地区，正午太阳方位始终在南方；赤道与北回归线之间，秋分日至春分日正午太阳方位在南方，其他时间正午太阳方位会有在北方的时候。

P15　活动

1. 

2. 

3. (1) 略。

(2) 第一行：73.5°，50°，26.5°；第二行：86.5°，70°，46.5°。

(3) 略。

P17　活动

1. 世界各地昼夜等长。

2. 有，在南北极圈及其以内没有昼夜交替现象，会出现极昼（极夜）现象。

3. 北回归线：南极圈及其以南，北极圈及其以北，出现极昼极夜；南回归线：北极圈及其以北，南极圈及其以南，出现极昼极夜；

P18　活动

1. (1)

(2) 二分日，太阳直射赤道时，全球昼夜平分；夏至日，北半球昼大于夜，纬度越高，昼越长，北极圈及其以内发生极昼，南半球夜大于昼，纬度越高，夜越长，南极圈及其以内发生极夜；冬至日，南半球昼大于夜，纬度越高，昼越长，南极圈及其以内发生极昼，北半球夜大于昼，纬度越高，夜越长，北极圈及其以内发生极夜。

2. 丹霞：因为不同的季节，昼长不同，日出日落时间不同。

经纬：就地方时来说，赤道各地日出日落时刻每天一样，6:00日出，18:00日落。

P20　活动

1. (1) 太阳直射点的移动。

(2) 主要与太阳直射点的位置有关。近日点时，太阳直射南半球，北半球为冬季；远日点时，太阳直射北半球，北半球为夏季。

2. (1) 晨昏线移动方向与地球自转方向相反，为自东向西，角速度为15°/时。

(2) 图略；晨昏线（圈）上太阳高度为0°。

(3) P1、P2纬度位置变化范围为66.5°~90°，Q纬度位置变化范围为23.5°N~23.5°S，P1、P2纬度值与Q点纬度值互余。

3. 神庙大门朝向一个方位，一年中有两天太阳直射在南北回归线之间（不包括南北回归线）的同一纬度上，故一年中有两天清晨太阳的入射方向是一致的并从神庙大门射入。

第五部分　核心概念

　　公转轨道：地球在公转过程中，所经过的路线上的每一点，都在同一个平面上，而且构成一条封闭曲线。地球在公转过程中所走的封闭曲线，叫作地球轨道。如果我们把地球看成一个质点的话，那么地球轨道实际上是指地心的公转轨道。地球轨道的形状是一个接近正圆的椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。

　　公转速度：地球公转是一种周期性的圆周运动，因此，地球公转速度包含着角速度和线速度。如果我们采用恒星年作地球公转周期的话，那么地球公转的平均角速度就是每年360°，也就是经过365.256 4日地球公转360°，即每日约0.986°，亦即每日约59'8"。地球轨道总长度是940 000 000千米，因此，地球公转的平均线速度就是每年9.4亿千米，也就是经过365.2564日地球公转了9.4亿千米，即每秒29.8千米，约每秒30千米。依据开普勒行星运动第二定律可知，地球在过近日点时，公转的速度快，地球在过远日点时，公转的速度慢。

　　地球的自转和公转是同时进行的，在天球上，自转表现为天轴和天赤道，公转表现为黄轴和黄道。天赤道在一个平面上，黄道在另外一个平面上，这两个同心的大圆所在的平面构成一个23°26'的夹角，这个夹角叫作黄赤交角。黄赤交角的存在，实际上意味着，地球在绕太阳公转过程中，自转轴对地球轨道面是倾斜的，在地球公转的过程中，地轴的空间指向在相当长的时间内是没有明显改变的，地轴的北极指向北极星。

　　正午太阳高度：太阳光线与地平面之间的夹角（即太阳在当地的仰角），叫作太阳高度角，简称太阳高度。一天中太阳高度最大值出现在正午，叫作正午太阳高度。正午太阳高度在太阳光直射的纬线最大，向南、北两侧逐渐降低。

第六部分　个人总结（该部分非官方资料，谨慎使用） 

地球公转

地球绕太阳自西向东转。角速度：约59'/天，线速度：约30千米/时；周期：恒星年（真正周期，365日6时9分10秒）、回归年（365日5时48分46秒）；黄赤交角约23.5°。

地球公转的地理意义

正午太阳高度：H=90°-|θ±δ|，太阳视运动图的判读

昼夜时间变化（我目前没有做到过昼夜时长推理题，但课本中确实有介绍两个回归线二至日的昼夜时长，可能以后平常的考试中会出现，高考一般不会，太难了）

四季更替：二十四节气

第七部分　参考资料

1. 开普勒第二定律与公转速度的变化

　　开普勒第二定律：太阳系中太阳和运动中的行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。

　　依据开普勒第二定律可知，地球公转速度与日地距离有关。地球公转的角速度和线速度都不是固定的值，随着日地距离的变化而改变。地球在过近日点时，公转速度快，角速度和线速度都超过它们的平均值，角速度为1°1′11/日 ，线速度为30.3千米/秒；地球在过远日点时，公转速度慢，角速度和线速度都低于它们的平均值，角速度为57 ′11″/日，线速度为29.3千米/秒。地球于每年1月初经过近日点，7月初经过远日点，因此，从1月初到当年7月初，地球与太阳的距离逐渐加大，地球公转速度逐渐减慢；从7月初到来年1月初，地球与太阳的距离逐渐缩小，地球公转速度逐渐加快。

　　春分点和秋分点相对黄道是等分的，如果地球公转速度是均匀的，则视太阳由春分点运行到秋分点所需要的时间，应该与视太阳由秋分点运行到春分点所需要的时间是等长的，各为全年的一半。但是，地球公转速度是不均匀的，则走过相等距离的时间必然是不等长的。视太阳由春分点经过夏至点到秋分点，地球公转速度较慢，约需要186天，长于全年的一半，此时是北半球的夏半年和南半球的冬半年；视太阳由秋分点经过冬至点到春分点，地球公转速度较快，约需要179天，短于全年的一半，此时是北半球的冬半年和南半球的夏半年。由此可见，地球公转速度的变化，是造成地球上四季不等长的根本原因。

2. 正午太阳高度

　　①正午太阳高度公式：H=90°-|θ±δ|，H表示正午太阳高度角，θ表示所求地点的地理纬度，δ表示太阳直射点的地理纬度。当所求地点与太阳直射点在同一半球时取负号，在不同半球时取正号。θ±δ就是所求地点与太阳直射点的纬度距，当所求地点与太阳直射点在同一半球时，它们的纬度距较小，绝对值符号内取负号；反之，当它们不在同一半球时，纬度距较大，绝对值符号内取正号。

　　②太阳高度对太阳辐射强度的影响

　　太阳辐射是地球上最主要的能量来源，而太阳辐射的强弱与太阳高度密切相关，从照射面积看：太阳高度愈大，等量太阳辐射照射的面积愈小，单位面积获得的光热愈多，太阳辐射强度愈大；反之，则愈小。从通过大气的路程看：太阳高度愈大，通过大气的路程愈短，被大气削弱的愈少，地面获得的光热愈多，太阳辐射强度愈大。

　　③太阳高度与物体影长关系

　　当地正午太阳高度越大，离太阳直射点的纬度距越小，地面物体的日影越短，反之越长，即某地正午影长与纬度正相关，与太阳高度角负相关。若高为H的直立地面标杆，其正午影长为L，正午太阳高度角为α，则 L=H·cot α。为了保证采光充足，两幢建筑物之间应保持一定的间隔距离。

　　④太阳能热水器与地面的倾角

　　为保证太阳能热水器获得充足的太阳能，其受热面应与太阳光线保持最大的角度，其受热面的倾斜角度（β）与正午太阳高度（α）呈互余关系，即 α+β=90°。 由于正午太阳高度因纬度而不同、随季节而变化，因此在不同地区和不同季节，太阳能热水器倾斜角度应因地、因时制宜，最好能把支撑杆设计成活动装置，可因地、因时进行调节，保证受热面与太阳光线保持最大的夹角，以获取最大的太阳能（下图所示）。

3. 恒星年

　　地球公转的恒星周期就是恒星年，以恒星为参考点而得到的。在一个恒星年期间，从太阳中心上看，地球中心从以恒星为背景的某一点出发，环绕太阳运行一周，然后回到天空中的同一点；从地球中心上看，太阳中心从黄道上某点出发，这一点相对于恒星是固定的，运行一周，然后回到黄道上的同一点。因此，从地心天球的角度来讲，一个恒星年的长度就是视太阳中心在黄道上连续两次通过同一恒星的时间间隔。

　　恒星年是以恒定不动的恒星为参考点而得到的，所以它是地球公转360°的时间，是地球公转的真正周期。用日作单位表示，其长度为365.256 4日，即365日6时9分10秒。

（4）回归年

　　地球公转的春分点周期就是回归年，以春分点为参考点而得到的。在一个回归年期间，从太阳中心上看，地球中心连续两次过春分点；从地球中心上看，太阳中心连续两次过春分点。从地心天球的角度来讲，一个回归年的长度就是视太阳中心在黄道上连续两次通过春分点的时间间隔。

　　春分点是黄道和天赤道的一个交点，它在黄道上的位置不是固定不变的，每年西移50″.29， 也就是说春分点在以“年”为单位的时间里是个动点，移动的方向是自东向西，即顺时针方向。而视太阳在黄道上的运行方向是自西向东的，即逆时针方向。这两个方向是相反的，所以，视太阳中心连续两次经过春分点所走的角度不足360°，而是360°减50″.29，即 359°59′9″.71，这就是在一个回归年期间地球公转的角度。因此，回归年不是地球公转的真正周期，只表示地球公转了359°59′9″.71的角度所需要的时间，用日作单位表示，其长度为365.242 2日，即365日5时48分46秒。

（5）近点年

　　地球公转的近日点周期就是近点年，以地球轨道的近日点为参考点而得到。在一个近点年期间，地球中心（或视太阳中心）连续两次过地球轨道的近日点。由于近日点是一个动点，它在黄道上的移动方向是自西向东的，即与地球公转方向（或太阳周年视运动的方向）相同，移动的量为每年11″，所以，近点年也不是地球公转的真正周期，一个近点年地球公转的角度为360°+11″，即 360°0′11″，用日的单位来表示，其长度365.259 6日，即365日6时13分53秒。

（6）二十四节气

　　二十四节气，是指干支历中表示季节、物候、气候变化以及确立“十二月建”的特定节令。它最初是以北斗星的斗柄指向确定，斗柄绕东、南、西、北旋转一圈，为一周期，谓之一“岁”（摄提）；每一旋转周期，始于立春，终于大寒。现行的“二十四节气”采用的是“定气法”划分，即每一个节气分别相应于地球在黄道上每运行15°所到达的一定位置；“定气法”把太阳周年运动轨迹划分为24等份，每15°为一等份，每一等份为一个节气，始于立春，终于大寒，周而复始。“二十四节气”表达了人与自然宇宙之间独特的时间观念，蕴含着中华民族悠久的文化内涵和历史积淀。

　　“二十四节气”反映了太阳对地球产生的影响，属阳历范畴。它是通过观察太阳周年运动，认知一年中时令、气候、物候等方面变化规律所形成的知识体系。它不仅在农业生产方面起着指导作用，同时还影响着古人的衣食住行，甚至是文化观念。现在使用的农历吸收了干支历的节气成分作为历法补充，并通过“置闰法”调整使其符合回归年，形成阴阳合历。

（7）晨昏线及其应用

　　地球是一个既不发光也不透明的球体，任一时刻太阳只能照亮地球表面的一半，这样就形成了昼夜现象。地球自转运动导致了昼夜更替现象的产生，昼夜更替的周期是一个太阳日，即24小时。

　　昼夜交替使地球上的白天不至于太热，夜晚不至于太冷，适宜地球上生命有机体的生存和发展。

　　（1）晨昏线特征：上图所示向着太阳的半球叫昼半球，背着太阳的半球叫夜半球，昼半球和夜半球的分界线（圈），叫作晨昏线（圈）。晨昏线具有以下的特点：

　　①晨昏线平分赤道，晨昏圈是经过地心的大圆；

　　②晨昏线自东向西移动（15°/时）；

　　③晨昏线与太阳光线相切，太阳高度角为0°，晨昏圈平面与太阳光线垂直；

　　④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；

　　⑤晨线与昏线分界点的地方时为0时或12时。

　　（2）晨昏线的判断：顺着地球自转方向越过晨线，则从夜半球进入昼半球，所以晨线的东侧是昼半球，西侧是夜半球；顺着地球自转方向越过昏线，则从昼半球进入夜半球，所以昏线的东侧是夜半球，西侧是昼半球。

　　（3）晨昏线的日运动：任何一天，晨昏线都随着地球的自转而不停的移动，由于地球自西向东自转，太阳直射点就自东向西移动，晨昏线也随之自东向西移动，可见，晨昏线的移动方向与地球自转方向相反，但移动速度与地球自转角速度相同，为15°/时。

　　（4）晨昏线与经线的关系：晨昏线与经线有重合、相交两种位置关系。每年春分日和秋分日晨昏线过极点且与经线重合。其他日期晨昏线与经线之间总有一个夹角，夹角的度数与直射点纬度相同。

　　（5）晨昏线和纬线的关系：相交、相离、相切。晨昏线如果和纬线圈相交，就把纬线圈分成两部分：昼弧和夜弧，可以根据昼弧和夜弧所对应的圆心角计算纬线上各地的昼长和夜长；晨昏线如果和纬线圈相离，纬线圈则出现极昼或极夜现象；晨昏线如果和纬线圈相切，晨昏圈则刚好出现极昼或极夜现象。

第八部分　基础训练

2019年10月1日10时整，在北京天安门广场隆重举行庆祝中华人民共和国成立70周年大会，并举行了盛大的阅兵式和群众游行。据此完成1～2题。

1．庆祝中华人民共和国成立70周年大会举行时，地球在公转轨道上的位置最靠近上图中的（  ）

A. ①

B. ②

C. ③

D. ④

2．地球公转从右图中的①到③的过程中，公转线速度将（  ）

A. 变慢

B. 变快

C. 先变快、后变慢

D. 先变慢、后变快

下图为某地区昼夜状况示意图，图中BC为晨昏线，∠ABC为23°26′。据此完成3～4题。

3．在图示状况下，太阳直射点的位置可能是

A. 23°26′S，60°W

B. 23°26′N，150°E

C. 23°26′S，90°W

D. 23°26′N，120°W

4. 当∠ABC由最小值增大至图示状况时

A. 地球公转速度达最大值     

B. 昼半球的范围逐渐扩大     

C. 太阳直射点由南回归线向赤道方向移动      

D. 极圈内的极昼、极夜范围逐渐扩大

武汉某建筑采用大玻璃幕墙的设计方案。为达到最佳遮阳和采光效果，设计师把该地二分二至日正午太阳高度、建筑物玻璃幕墙高度和屋檐外延长度巧妙结合起来（下图所示）。这种设计既可以增加建筑物的美观性，也具有很好的节能性。据此完成5～6题。

5. 一年内，正午室内太阳直接照射面积由最小到最大的变化过程中，该地

A. 昼长逐渐增加

B. 正午太阳高度不断降低

C. 月均温不断降低

D. 月均降水量不断减少

6．为达到最佳遮阳和采光效果，随纬度的变化需调节玻璃幕墙高度和屋檐外延长度。若玻璃幕墙高度不变，在我国北方地区，随着纬度升高，屋檐外延长度应

A. 变长

B. 变短

C. 先变长后变短

D. 先变短后变长

某同学对居住地每天的日出时间进行了一段时间的持续观测与记录，绘成下图。据此完成7～8题。

7. a～b期间，该地的昼夜长短及其变化趋势是

A. 昼长夜短，且昼渐长夜渐短     

B. 昼长夜短，且昼渐短夜渐长     

C. 昼短夜长，且昼渐长夜渐短     

D. 昼短夜长，且昼渐短夜渐长

8. 该地一年中昼夜长短的变化幅度约为

A. 一个恒星日

B. 一个太阳日

C. 比一个恒星日稍短些

D. 比一个太阳日稍长些

2017年11月8日，甲、乙两城市同时看到日落。甲市夜长14小时，乙市夜长比甲市短40分钟。据此完成9～10题。

9. 甲市在乙市的

A. 东北方向

B. 西北方向

C. 东南方向

D. 西南方向

10. 这一天，甲市的日出地方时为

A. 6时

B. 5时

C. 8时

D. 7时

答案：

1. C  2. D  3. A  4. D  5. B  6. A  7. C  8. D  9. B  10. D

1. ③为秋分日，与题干中10月1日最为接近。

2. 据图可知，①为春分日，②为夏至日，③为秋分日，根据开普勒第二定律的规律，①~②的速度变化是越来越快，②~③的速度变化是越来越慢。

3. 据图可知，太阳直射点的纬度只有可能是60°W或120°E，尤其要注意的是，本题中并未给出南北半球，因此不能简单地就认为是南半球。

4. A选项不一定，图示状态并未告知是南北半球。B和C选项明显错误。

5. A选项错误，B选项正确，CD二项为迷惑项，事实上，夏至日并不是最热的那一天，冬至日也不是最冷的那一天；详见二十四节气。

6. 我国北方地区均在北纬23°26′以上，因此，正午太阳高度角在不断减小，所以屋檐外延长度应延长达到最佳采光和遮阳效果。

7. 昼夜长短变化

9. 方位判断，自行作图。

10. 地方时的考查。