高中地理选择性必修Ⅰ 地球运动知识清单

高中地理选择性必修Ⅰ地球运动知识清单一、地球运动的基本特征（一）地球的自转1、定义与方向地球绕其自转轴（地轴）进行的旋转运动称为地球自转。地轴始终指向北极星附近，是一个假想的轴。从北极上空看，地球呈逆时针方向旋转；从南极上空看，则呈顺时针方向旋转。无论从哪个角度观察，地球自转的方向都是自西向东。这也是我们观察到日月星辰东升西落的根本原因。【基础】2、自转周期地球自转的周期因选取的参考点不同而有所区别，这是初学者容易混淆的【易错点】。（1）恒星日：以遥远的恒星（作为背景参照物）作为参照，地球自转360°所用的时间，长度为23时56分4秒。这是地球自转的真正周期。（2）太阳日：以太阳作为参照，地球自转360°59′所用的时间，长度为24小时。这是我们日常生活中使用的一天。由于地球在自转的同时还在绕日公转，所以相对于太阳而言，地球需要多转动约59′才能再次对准太阳，因此太阳日比恒星日长了约3分56秒。3、自转速度（1）角速度：除南北两极点外，地球表面任何地点的自转角速度都相等，约为15°每小时。极点处角速度为零。（2）线速度：由于纬线圈长度从赤道向两极递减，因此自转线速度也随纬度增高而递减，赤道处最大，约为1670千米/小时，极点处为零。此外，线速度还受海拔影响，同一纬度，海拔越高，线速度越大，如青藏高原的山峰地区，其自转线速度就大于同纬度海平面上的理论值。【拓展·跨学科视野：这与圆周运动线速度公式v=ωr的原理一致，r为自转半径】（二）地球的公转1、定义与方向地球绕太阳的运动，称为地球公转。其公转轨道是一个接近正圆的椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。公转方向与自转方向一致，也是自西向东。从北天极上空看，同样呈逆时针方向。2、公转周期地球公转一周360°所用的时间为一个恒星年，长度为365日6时9分10秒，这是地球公转的真正周期。而我们平时所说的一年，即太阳回归年，是太阳直射点在南北回归线之间往返运动一周所用的时间，长度为365日5时48分46秒。两者差异是由于地球公转的同时，地轴进动（一种缓慢的圆锥运动）导致的。3、公转速度地球公转轨道是一个椭圆，因此公转速度随日地距离的变化而改变，遵循开普勒第二定律（面积定律）【重要原理】。（1）近日点：每年1月初，地球距离太阳最近，此时公转速度最快。（2）远日点：每年7月初，地球距离太阳最远，此时公转速度最慢。从近日点到远日点，公转速度由快变慢；反之，则由慢变快。这一速度变化解释了为什么北半球冬半年（从秋分到次年春分）的日数略短于夏半年（从春分到秋分）。【高频考点】▲▲▲【核心原理】二、黄赤交角及其地理意义（一）黄赤交角的概念地球公转的轨道面（黄道面）与地球的自转轨道面（赤道面）之间存在的夹角，称为黄赤交角，目前的度数约为23°26′。它也是地轴与黄道面夹角（66°34′）的余角。（二）黄赤交角的影响【★★★★★难点与核心】黄赤交角的存在是地球上产生四季和五带的根本原因。由于地轴的指向在北半球上空始终保持不变（指向北极星附近），在公转过程中，太阳直射点就在南北回归线之间做周期性的回归运动。1、太阳直射点的回归运动规律（1）春分日（3月21日前后）：太阳直射赤道。之后向北移动。（2）夏至日（6月22日前后）：太阳直射北回归线（23°26′N）。之后向南移动。（3）秋分日（9月23日前后）：太阳直射赤道。之后继续向南移动。（4）冬至日（12月22日前后）：太阳直射南回归线（23°26′S）。之后向北移动，至次年春分再次直射赤道，完成一个周期。2、黄赤交角变化的影响如果黄赤交角变大，则太阳直射点的范围（南北回归线）会扩大，热带和寒带的范围也随之扩大，温带范围则缩小。反之，如果黄赤交角变小，热带和寒带范围缩小，温带范围扩大。若黄赤交角变为0°，则太阳永远直射赤道，全球各地将没有四季变化和五带之分。【考查方式：通常以假设性题目出现，考查逻辑推理能力】三、地球自转的地理意义（一）产生昼夜交替1、晨昏线（圈）由于地球是一个既不发光、也不透明的球体，太阳只能照亮其一半，从而产生昼夜现象。地球的自转，使得昼夜现象不断更替，形成了昼夜交替现象。昼半球与夜半球的分界线（圈）叫做晨昏线（圈）。它由晨线和昏线组成，顺着地球自转方向，由夜入昼的为晨线，由昼入夜的为昏线。【重要·判断方法】2、晨昏线的主要特征（1）晨昏线所在平面始终与太阳光线垂直。（2）晨昏线始终平分赤道，即赤道上全年昼夜等长。（3）晨昏线只有在春、秋分日才与经线圈重合，其他时间均与经线圈相交。（4）晨昏线在二至日时与极圈相切。（二）产生时差1、地方时由于地球自西向东自转，同一纬度地区，东边比西边先看到日出，因此东边时刻较早，西边时刻较晚。这种因经度不同而不同的时刻，称为地方时。经度每隔15°，地方时相差1小时；每隔1°，相差4分钟。计算公式：某地地方时=已知地方时±经度差×4分钟（东加西减）。【基础·计算】2、时区与区时【★★★★高频考点】为统一时间，国际上采用每隔经度15°划分一个时区的方法，全球共分为24个时区。以0°经线为中央经线的时区为中时区（零时区），向东、向西各划分12个时区，其中东十二区和西十二区各跨7.5°，合为一个时区，称为东西十二区，其中央经线为180°经线。每个时区中央经线的地方时，作为该时区的区时。计算公式：所求地区时=已知地区时±时区差×1小时（东加西减）。计算时需注意日期变更，尤其当时间超过24时或小于0时。3、国际日期变更线大致与180°经线重合。自西向东越过国际日期变更线，日期应减一天；自东向西越过，日期应加一天。在计算跨越大洋的航行或飞行时间时，必须考虑日界线的影响。【易错点·解题要点：先计算区时，再调整日期】（三）使沿地表水平运动物体发生偏转【重要】受地球自转偏向力（地转偏向力）的影响，在地表作水平运动的物体，其运动方向会发生偏转。规律如下：北半球向右偏，南半球向左偏，赤道上不偏转。地转偏向力始终与物体的运动方向垂直，只改变物体运动方向，不改变速度大小。这一现象在河流两岸冲刷差异（北半球右岸冲刷强，左岸沉积）、风向的形成（如信风带、盛行西风带）以及洋流的运动方向中均有体现。【跨学科视野·物理学中的科里奥利力】四、地球公转的地理意义（一）正午太阳高度的变化【★★★★★核心考点】1、太阳高度与正午太阳高度太阳高度是指太阳光线与地平面的夹角。一天中，太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度（H）。它的大小反映了太阳辐射的强弱。2、正午太阳高度的纬度分布规律同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。（1）春、秋分日：由赤道向南北两方递减。（2）夏至日：由北回归线向南北两方递减。（3）冬至日：由南回归线向南北两方递减。3、正午太阳高度的季节变化规律【难点·总结】（1）北回归线及其以北地区：夏至日正午太阳高度达到最大值，冬至日达到最小值。（2）南回归线及其以南地区：冬至日正午太阳高度达到最大值，夏至日达到最小值。（3）回归线之间的地区：太阳直射时正午太阳高度最大，一年中有两个最大值（赤道上两个最大值出现在春、秋分）；最小值出现在离直射点最远的那个半球上的二至日。4、正午太阳高度的计算计算公式：H=90°—纬度差说明：纬度差指所求地点的纬度与太阳直射点纬度之间的差值（同半球相减，异半球相加）。【解题步骤】第一步，确定所求日期对应的太阳直射点纬度。第二步，计算该纬度与所求地纬度的差值。第三步，代入公式计算。5、正午太阳高度的应用（1）确定地方时：当某地正午太阳高度达一天中最大时，当地地方时为12时。（2）确定房屋朝向：在北回归线以北地区，正午太阳始终位于南方，房屋多朝南；在南回归线以南地区，正午太阳始终位于北方，房屋多朝北。（3）判断日影长短及方向：正午太阳高度越大，日影越短；反之越长。日影方向始终背向太阳。（4）计算楼间距、楼高：为了保证一楼全年有阳光照射，北半球楼房最小楼间距（L）应大于前楼高度（H）与冬至日正午太阳高度（h）正切值的乘积，即L≥H×coth。【高频考点·实际应用】（5）计算太阳能热水器安装角度：为了获得最多的太阳能，热水器集热板应与太阳光线垂直。其倾角（α）与当地正午太阳高度（H）互余，即α=90°—H，也等于当地纬度与太阳直射点纬度之差。（二）昼夜长短的变化【★★★★★核心考点】1、昼夜长短的纬度分布规律（1）赤道上：全年昼夜等长。（2）春、秋分日：全球昼夜等长。（3）夏至日：北半球各地昼长夜短，且纬度越高昼越长，夜越短，北极圈及其以北地区出现极昼现象；南半球反之。（4）冬至日：北半球各地昼短夜长，且纬度越高昼越短，夜越长，北极圈及其以北地区出现极夜现象；南半球反之。2、昼夜长短的季节变化规律【重要·动态思维】（1）北半球：从春分日到秋分日（夏半年），太阳直射北半球，北半球昼长夜短，纬度越高昼越长。在此期间，从春分到夏至，昼渐长，夜渐短；从夏至到秋分，昼渐短，夜渐长。（2）北半球：从秋分日到次年春分日（冬半年），太阳直射南半球，北半球昼短夜长，纬度越高昼越短。在此期间，从秋分到冬至，昼渐短，夜渐长；从冬至到春分，昼渐长，夜渐短。（3）极圈内的极昼极夜变化：极昼（夜）的范围从极点向极圈扩大，再从极圈向极点缩小。极昼极夜开始日期并非在二至日当天，而是有一个渐变过程。例如，北极圈内极昼范围从春分后开始出现，在夏至日达到最大，之后缩小，至秋分结束。3、昼夜长短的计算（1）根据昼弧或夜弧长度计算：昼长=昼弧所跨经度数/15°；夜长=夜弧所跨经度数/15°。（2）根据日出、日落时间计算：昼长=日落时间—日出时间=（12—日出时间）×2=（日落时间—12）×2。注意，日出、日落时间必须以地方时或同一标准时区的区时计算。（3）南北半球对应纬度的昼夜长短“对称”关系：相同纬度数的北半球某地昼长等于南半球该纬度数的夜长。（三）四季的更替和五带的划分1、四季的更替从天文含义看四季，夏季就是一年内白昼最长、正午太阳高度最高的季节；冬季就是一年内白昼最短、正午太阳高度最低的季节；春秋二季是冬夏的过渡季节。（1）我国传统四季：以“四立”（立春、立夏、立秋、立冬）作为四季的开始。（2）欧美国家四季：以“二分二至”作为四季的开始。（3）气候统计上的四季：以公历3、4、5月为春季，6、7、8月为夏季，9、10、11月为秋季，12、1、2月为冬季。2、五带的划分以南北回归线和南北极圈为界，将地球表面划分为热带、北温带、南温带、北寒带和南寒带。（1）热带：位于南北回归线之间，有太阳直射现象，获得的太阳辐射能量最多。（2）温带（北温带/南温带）：位于回归线与极圈之间，既无直射也无极昼极夜现象，四季变化分明。（3）寒带（北寒带/南寒带）：位于极圈以内，有极昼极夜现象，获得的太阳辐射能量最少。五、核心考点、考向与解题策略（一）常见题型与考查方式本部分知识在高考中通常以两种形式出现：1、选择题为主：通过给出光照图、坐标统计图、区域经纬网图、生活情境（如楼间距、太阳能安装）等，考查学生对地球运动基本规律的理解和应用能力。2、综合题为辅：往往结合区域地理，考查某地正午太阳高度、昼夜长短的变化及其对生产生活的影响，分值通常占48分。（二）高频考点与解题步骤1、时间的计算与日期变更（1）解题步骤：第一步，根据题目信息（经度、时区）确定已知地和未知地的相对位置（东/西）。第二步，计算经度差或时区差。第三步，应用“东加西减”原则计算出所求地的时间。第四步，判断是否跨越国际日期变更线，若跨越则调整日期。（2）易错点：忽略飞行、航行的时间对到达时间的影响；混淆地方时和区时的计算；日界线两侧日期变更方向记反。2、正午太阳高度的计算与应用（1）解题步骤：第一步，明确题目所求日期，推算太阳直射点纬度。第二步，识别所求对象是高度角、影长还是楼间距。第三步，选择相应公式或几何关系进行计算。（2）常见考向：【★★★热点】结合房地产、城市规划、农业生产（如大棚采光），设计相关计算题或判断题。例如，“为保证一楼全年采光，某小区楼间距是否合理？”3、昼夜长短的时空变化规律（1）解题步骤：第一步，根据日期或直射点位置，判断太阳直射点在哪个半球。第二步，结合“点北北昼长”的规律（即太阳直射点在北半球，北半球昼长夜短），推断某地昼夜长短状况。第三步，结合公转速度变化，分析昼长的变化趋势（是变长还是变短）。（2）易错点：将昼夜长短状况与变化趋势混淆。例如，夏至日后，北半球昼长夜短，但昼逐渐变短，夜逐渐变长。【重要·区分“长短”与“变化”】4、光照图的判读（1）解题步骤（以侧视图或极地俯视图为例）：第一步，找“两线”——晨线和昏线，确定自转方向。第二步，找“四点”——晨昏线与赤道的交点（确定6点和18点）、晨昏线与纬线圈的切点（确定12点或0点，以及极昼极夜范围）。第三步，利用这些点的时间信息，推算其他经线的地方时。（2）思维构建：【核心思维·空间想象】将平面图与立体空间结合，理解太阳光线与地球的相对位置关系。（三）学科思维与方法总结1、空间思维：地球运动部分对空间想象力要求极高。建议学生在脑海中建立“地球仪模型”，随时能