4.3 地球的绕日运动（解析版）

4.3地球的绕日运动知识点一、地球的公转定义：地球绕太阳的运动方向：自西向东周期：一年（365.2422天）特征：地球公转时地轴是倾斜的，公转轨道平面与地轴之间总保持66.5°的夹角，并且地轴的北端始终指向北极星附近。如图所示产生的现象：四季的变化，各地昼夜长短的变化，各地正午太阳高度的变化知识点二、正午太阳高度变化太阳高度：太阳高度指太阳光和地面之间的夹角。同一地点一天内太阳高度角是不断变化的，日出日落时角度都为0，正午时太阳高度角最大（如下图∠α）正午太阳高度：在一日内，太阳位于正南或正北方向时，太阳光和地面夹角最大，称为正午太阳高度。在同一时间，正午太阳高度随纬度不同而不同；在同一地点，正午太阳高度角的大小，随季节变化而发生有规律的变化，其中，地球上中、高纬度地区的正午太阳高度，夏季较大，冬季较小。北半球中、高纬度地区的正午太阳高度，夏至日最高，冬至日最低太阳直射点的变化规律：夏至日太阳直射在北回归线上（如图1）（北纬23.5°）；冬至日太阳直射在南回归线上（南纬23.5°）；春分日和秋分日太阳直射在赤道上。一年中太阳直射点在南北回归线之间往返移动（如图2）正午太阳高度的纬度分布规律：在夏至日，正午太阳高度由北纬23.5°向南北两侧递减（如上图1）；在冬至日，正午太阳高度由南纬23.5°向南北两侧递减；在春分日、秋分日，正午太阳高度由赤道向南北两侧递减（如下图）知识点三、昼夜长短变化昼夜长短变化原因：地球公转导致太阳直射点的移动，使得南北半球冬夏两季昼夜长短不一昼夜长短的变化规律日期直射点北半球南半球极地四周夏至日北回归线昼最长，夜最短昼最短，夜最长北极圈及其以北极昼；南极圈及其以南极夜冬至日南回归线昼最短，夜最长昼最长，夜最短北极圈及其以北极夜；南极圈及其以南极昼春秋分日赤道全球昼夜等长春分日至秋分日北半球昼＞夜纬度越高昼越长昼＜夜纬度越高昼越长北极点周围极昼；南极点周围极夜秋分日至春分日南半球昼＜夜纬度越高昼越短昼＞夜纬度越高昼越长北极点周围极夜；南极点周围极昼（2023春•拱墅区期末）下列现象是因为地球公转引起的是（）A．昼夜现象 B．昼夜交替现象 C．昼夜长短变化 D．杭州一天中太阳高度变化【解答】解：昼夜长短的变化是地球的公转运动形成的，昼夜现象、昼夜交替、日月星辰东升西落和一天中正午太阳高度的变化都是地球的自转运动形成的。故选：C。（2023春•金华期末）由于地球公转产生的现象是（）A．昼夜交替 B．日月星辰东升西落 C．昼夜长短的变化 D．一天中正午太阳高度的变化【解答】解：昼夜长短的变化是地球的公转运动形成的，昼夜交替、日月星辰东升西落和一天中正午太阳高度的变化都是地球的自转运动形成的。故选：C。（2023春•温州期末）二十二十四节气是古代劳动人民智慧的结晶，它揭示了天文气象变化的规律。小明查阅资料，利用温州冬至日正午太阳高度角约为38度，夏至日正午太阳高度角约为85度，制作了“二十四节气观测仪”（如甲图），圭上刻度如乙图。回答下面问题。下列关于该“观测仪”的使用说明不合理的是（）A．使用时间：需在观测日的正午使用 B．使用地点：温州及与温州同一纬度地区 C．摆放位置：圭表南北放置，圭在表的南侧 D．组装要求：圭放置在水平面，表与圭垂直【解答】解：A.根据正午日景投射在圭面上的影长，来定二十四节气，因此使用时间需在观测日的正午使用，故A正确；B.“二十四节气观测仪”使用地点需要在一纬度地区，故B正确；C.圭平置于南北方向，表垂直立于圭的南端，故C错误；D.圭放置在水平面，表与圭垂直立于圭的南端，故D正确；故选：C。（2023春•富阳区期末）地球是人类生活的家园，关于地球的说法正确的是（）A．地球上存在昼夜现象是因为地球在不停自转，自转一周时间约为24小时 B．地球上任何一地的杆影都是正午最短，这是因为地球绕太阳公转造成的 C．地球表面不像月球表面那样有众多的环形山，这与地球的大气层有关 D．地球上的晨线和昏线恰好就是地球的两条经线【解答】解：地球上存在昼夜现象是因为地球是一个不透明的球体造成的；地球上任何一地的杆影都是正午最短，这是因为地球自转造成的；地球表面不像月球表面那样有众多的环形山，这与地球的大气层有关；地球上的晨线和昏线不是地球上的两条经线。故选：C。（2023春•开化县期末）善于观察的小科同学发现学校操场上旗杆的影子在不同时间的长短和位置是不同的。为了探究杆影的变化规律，小科分别在夏季和冬季的某日正午测量影子的长度。（1）图1中的影子表示夏季的是乙。（2）衢州市冬至日，旗杆杆顶O点影子所留下的轨迹最有可能的是图2中的A（填写字母）。【解答】解：（1）夏季是一年中太阳高度最大的季节，冬季是一年中太阳高度最小的季节，太阳高度越大，影子越短，所以图1中甲为冬季影子，乙为夏季影子；（2）衢州市在浙江省，在北纬30°左右，太阳直射点在北纬30°南部，所以衢州市的一天中，早上太阳从东南方向升起，正午太阳位于正南方向，下午太阳位于西南方向，所以一天中旗杆杆顶影子所留下的轨迹是西北一正北一东北，故A正确。故答案为：（1）乙；（2）A。（2022•拱墅区一模）地球在公转时，太阳光的直射点会在地球表面有规律的南北移动。能表示2022年夏至日（6月21日）太阳光（图中用箭头表示）照射情况的是（）A． B． C． D．【解答】解：2022年夏至日（6月21日），太阳直射在北回归线上，北半球昼最长夜最短。读图可知，A图太阳直射北回归线，2022年夏至日（6月21日）的太阳直射状况与A图相吻合。故选：A。（2023•拱墅区校级二模）如图所示，地球在公转轨道上沿①→②→③→④绕着太阳公转。下列说法正确的是（）A．地球公转的方向为自东向西 B．地球公转产生了昼夜交替现象 C．6月21日这天地球位置最接近图中的④ D．地球从①处运行到②处，太阳直射点在地球表面向北移动【解答】解：地球公转的方向为自西向东；地球自转产生了昼夜交替现象；6月21日这天地球位置最接近图中的②；地球从①处运行到②处，太阳直射点在地球表面向北移动，北半球昼渐长，夜渐短。故选：D。（2022春•金东区期末）地球公转的轨道面（黄道面）和地球赤道面的夹角称为黄赤交角。黄赤交角的存在是太阳直射点随公转面移动的原因。据科学家观察发现，黄赤交角在缓慢减小，下列描述的变化，不会出现的是（）A．热带范围增大 B．太阳直射点移动范围缩小 C．金华夏至日的太阳高度角最大值将变小 D．地轴与公转轨道面的夹角将变大【解答】A.黄赤交角变大，太阳直射点必定向高纬度移动，地球上能被太阳直射的范围扩大，被太阳直射的范围扩大，热带范围就必然扩大，因此.黄赤交角在缓慢减小，热带范围不会扩大，符合题意；B.黄赤交角的大小决定了太阳直射点移动的范围，黄赤交角在缓慢减小，太阳直射的范围变小，不符合题意；C.黄赤交角在缓慢减小北半球太阳高度角最大值将变小，金华夏至日的太阳高度角最大值将变小，不符合题意；D.地轴与黄道面的夹角与黄赤角互余，当地轴与黄道面的夹角变大时，黄赤交角就相应的变小。黄赤交角在缓慢减小，地轴与公转轨道面的夹角将变大，不符合题意。故选：A。（2022春•丽水期末）下列现象与地球自转无关的是（）A．丽水夏季昼长夜短 B．丽水一天中正午太阳高度角最大 C．丽水白天和黑夜更替一次时间约为24小时 D．丽水中学生早读时，新疆中学生还在睡觉【解答】解：丽水夏季昼长夜短是地球公转运动形成的，选项BCD中的现象都是地球自转运动形成的。故选：A。（2022春•德清县期末）我县某校课外实践小组利用一根垂直插入水平地面的直杆OP，进行为期一年的“观竿测影”活动。2022年6月22日正午时刻，直杆的杆影如图中OA所示，并测得杆影OA长为50厘米。（1）图中杆影从O到A指向北方。（2）预测2022年9月20日正午时刻，该直杆的杆影长度将比50厘米长（选填“长”或“短”）。【解答】解：（1）杆影是由光的直线传播形成的，我国处于北半球，2022年6月22日正午时刻，处于夏至节气，此时的杆影从O到A指向北方。（2）预测2022年9月20日正午时刻，该直杆的杆影长度将比50厘米长，因为从夏至日以后，太阳的直射点逐渐向南移动，影子变长。故答案为：（1）北；（2）长。（2022春•温州期末）如图为我国古代的滴水计时工具……漏刻的模型图。漏水壶通过底部的出水口向受水壶中滴水，受水壶中的箭尺随着壶内液面的升高而升高，壶口处箭尺上的刻度指示的便是当时的时刻。（1）漏刻常用日出、日落作为时间计量的起算点来计量一天的时间，因此，在一年中不同节气需更换不同的箭尺。“漏刻改箭”从根本上是由于地球的公转（填“公转”或“自转”）导致的。（2）为准确计量时间，古人采用多级漏水壶逐级滴水的方式。1号漏水壶中的液面高度恒定能使漏刻计时准确的原理是液体密度一定时，深度越深，压强越大。（3）除利用箭尺沉浮来反映时间变化外，请再提出一种滴水计时中判断时间变化的方法。测量一定时间内，收集到的水的体积【解答】（1）漏刻常用日出、日落作为时间计量的起算点来计量一天的时间，因此，在一年中不同节气需更换不同的箭尺。“漏刻改箭”从根本上是由于地球的公转导致的；（2）液体内部的压强与液体深度有关，液体密度一定时，深度越深，压强越大；（3）测量一定时间内，收集到的水的体积。（2022春•余杭区期末）如图，地球一边绕地轴自转，一边在公转轨道上沿A→B→C→D绕着太阳公转。（1）地球公转、自转和月球绕地球运动具有同向性，它们转动的方向都是自西向东。（2）地球公转产生了四季更替（填“昼夜交替”或“四季更替”）现象。（3）当月球离地球最近，且又最圆时，月亮看上去会比平时大很多，就称为“超级月亮”。今年超级月亮曾出现在3月21日（春分日），这一天地球处于图中的A位置。【解答】解：（1）地球公转、自转和月球绕地球运动具有同向性，它们转动的方向都是自西向东的。（2）地球公转产生了四季更替现象，昼夜交替现象是地球自转运动形成的。（3）3月21日（春分日），这一天地球处于图中的A位置，此时太阳直射赤道，全球昼夜等长。故答案为：（1）自西向东；（2）四季更替；（3）A。（2022春•金东区校级月考）天问圆中国航天梦，迈出了中国自主开展行星探测的第一步。（1）2020年7月23日，长征五号遥四运载火箭搭载天问一号探测器发射升空，启火星探测之旅。火箭升空的原理与鱿鱼喷水推进相似，都是利用了力的作用是相互的力学知识。（2）2021年5月15日，天问一号探测器在火星乌托邦平原南部着陆，5月22日，祝融号火星车安全驶离着陆平台，开始巡视探测。为适应火星表面可能出现的松软复杂地貌，“祝融号”采用6轮驱动，其目的是增大受力面积，减小压强。（3）请分析：“天问一号”从发射到着陆火星，这段时间金华的昼夜长短变化状况。2020.7.23﹣2020.12.21（22）：昼变短；夜变长；2020.12.22（23）﹣2021.5.15：昼变长；夜变短。（均填“变长”或“变短”）【解答】解：（1）火箭利用自身携带的燃料燃烧产生的热气流，以热气流高速向后喷出，利用产生的反作用力向前运动；（2）“祝融号”采用6轮驱动，轮子较大而多，轮子的受力面积增大，因此可以减小压强；（3）根据题干中图：2020.7.23﹣2020.12.21（22）：是北半球由夏至日到冬至日的一段时间，这段时间昼变短，夜变长；2020.12.22（23）﹣2021.5.15：是北半球冬至日到夏至日的一段时间，这段时间昼变长，夜变短。（2022春•义乌市期末）如图，“行星冲日”是指太阳系中的某一行星在绕日公转的过程中，运行到与太阳、地球成一直线的状态，且地球恰好位于太阳和该行星之间的一种天文现象。（1）地球绕日公转一周的时间是365日6时9分10秒。（2）大约每隔26个月就会发生一次火星冲日，在冲日期间地球与火星的距离会达到极近值，图中能准确表示火星冲日现彖的是乙。【解答】解：（1）地球绕日公转的周期是1个恒星年，时长是365日6时9分10秒。（2）火星公转轨道位于地球公转轨道的外侧，当发生火星冲日时，地球与火星的距离会达到极近值，乙图能准确表示火星冲日。（2022春•永嘉县校级月考）飞檐是指屋檐的檐部向上翘起，是一种考虑室内采光取暖的中国传统建筑特色，是我国古代劳动人民智慧的结晶。不同地区的飞檐设计略有不同。资料1：图甲为飞檐景观，图乙反映飞檐光照原理。资料2：浙江的飞檐设计与北京飞檐相比，若屋顶高度不变时：既可以保持飞檐长度不变，加大飞檐翘起角度，也可以保持飞檐翘起角度不变，缩短飞檐。结合上述信息并运用所学知识，对于飞檐在不同地区考虑室内采光取暖的不同设计做出合理的解释。【解答】答：结合室内采光常识，再通过对比图2中两种屋顶的光照原理图，我们明显发现两种屋顶对夏季正午阳光的光线几乎没有影响，夏季遮阳面积几乎没有发生变化，飞檐屋顶可以使更多的冬季太阳光线进入室内，扩大了冬季室内采光的面积；不同纬度位置正午太阳高度角不同，低纬度地区（浙江）比高纬度地区（北京）同一时间正午太