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学习目标1．理解昼夜长短和正午太阳高度及其随季节和纬度的变化。2．理解四季的形成和划分。3．理解五带的形成和划分。知识导引一、昼夜长短和正午太阳高度的变化1．昼夜长短的变化(1)自春分日到秋分日，是北半球的________，太阳直射北半球，北半球各纬度昼长____夜长，纬度越高，昼越____，夜越短。南半球则相反。北极附近出现____现象。(2)自秋分日到次年春分日，是北半球的________，太阳直射南半球，北半球各纬度昼长____夜长，纬度越高，昼越短，夜越长。南半球则相反。北极附近出现____现象。(3)春秋分日：全球各地昼夜____。夏半年大于长极昼冬半年小于极夜等长2．正午太阳高度的变化(1)纬度变化：由太阳直射点所在的纬线向南北两侧递减。(2)季节变化：最值地区北半球节气达最大值地区达最小值地区夏至日北回归线及其以北地区__________________地区(或南半球)冬至日南回归线及其以南地区__________________地区(或北半球)二分日________赤道及其以南赤道及其以北赤道1．某地如果日出时间早于6时，则它的昼长必大于12小时，晚于6时日出，则它的昼长必小于12小时。2．太阳的升落方向(日影的朝向与升落方向相反)不仅随空间变化，而且随时间的变化而变化。从赤道开始，随着纬度的升高，太阳的升落在南北方向上的变化幅度也逐渐增大。3．太阳在一天中的东升西落，称为太阳的周日视运动。天体的周日视运动是由于地球绕地轴自转形成的。二、四季更替和五带的划分1．四季更替(1)成因：全球________地区(除赤道外)，太阳在一年中呈现有规律的变化，形成四季。(2)季节的划分：一类是天文四季：夏季是一年内白昼____、太阳____的季节；冬季是一年内白昼____、太阳____的季节；春、秋季是冬、夏两季的过渡季节。另一类是气候四季：________三个月为春季，________三个月为夏季，________三个月为秋季，________三个月为冬季。同纬度最长最高最短最低3、4、56、7、89、10、1112、1、22．五带的划分四季中的月份均是公历月份；南北半球所用月份相同，但是季节相反。探究点一昼夜长短的变化[核心归纳]1．昼夜长短的纬度分布及变化规律时间光照图示昼弧、夜弧的纬度变化昼夜长短的纬度变化特殊节气夏半年北半球各昼弧长于夜弧，随纬度增高，昼弧越长，夜弧越短，北极附近出现纬线全为昼弧现象；南半球反之北半球各地昼长夜短，随纬度增高，昼越长夜越短，北极附近出现极昼现象；南半球反之夏至日时，北半球各地昼弧达一年中最长，夜弧最短，极昼范围达最大春分、秋分各纬度地区昼弧等于夜弧全球各纬度昼夜等长——冬半年北半球各地昼弧短于夜弧，随纬度增高，昼弧越短，夜弧越长，北极附近出现纬线全为夜弧现象；南半球反之北半球各地昼短夜长，随纬度增高，昼越短夜越长，北极附近出现极夜现象；南半球反之冬至日时，北半球各地昼弧达一年中最短，夜弧最长，极夜范围达最大状元随笔昼夜长短的纬度分布规律(1)对称规律：同一纬线上各点昼夜长短相同(同线等长)；南北半球同纬度昼夜长短相反。(2)递增规律：太阳直射点所在半球昼长夜短，且纬度越高，昼越长；另一半球相反。(3)极昼、极夜规律：极昼(极夜)的起始纬度＝90°－太阳直射点的纬度；极昼(极夜)发生地区，纬度越高，极昼(极夜)出现的天数越多；太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象，另一半球的极点周围出现极夜现象。2．昼夜长短的季节变化(北半球)3．太阳直射点与昼夜长短的关系(1)太阳直射点所在的半球(该半球为夏半年)，昼长夜短，纬度越高，白昼越长；另一半球(冬半年)昼短夜长，纬度越高，白昼则越短。(2)直射点的纬度越高，地球上各地昼夜相差越大，出现极昼极夜的范围越大。太阳直射北回归线时，北半球各地昼最长，夜最短，北极圈及其以北出现极昼现象，而南半球则昼最短，夜最长，南极圈及其以南出现极夜现象。太阳直射南回归线时则北半球昼最短，夜最长，北极圈及其以北出现极夜现象，而南半球则昼最长，夜最短，南极圈及其以南出现极昼现象。太阳直射赤道时同纬度各地的昼长相等，夜长相等。特别提醒(1)昼夜长短的计算①在日照图上，晨昏线将地球上的纬线分为昼弧和夜弧两部分，昼弧和夜弧的长短决定昼长和夜长。弧长15°为1小时。求昼长一般从晨线与经线的交点(即日出)起到昏线与经线的交点(即日落)止之间的弧度就是昼长，即昼弧弧度÷15°＝昼长时数(每小时转15°，每4分钟转1°)。②昼长时间＝日落时间－日出时间＝(12－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2＝24－夜长时间。同理，日出日落时刻：白昼长，则日出早日落晚；白昼短，则日出晚日落早。计算公式如下：日出时间：12－昼长2日落时间：12＋昼长2(2)昼夜长短与日出日落方位运用如图所示，可以帮助我们迅速地作出日出、日落方位和昼夜长短的判断。例如北半球的夏半年，太阳从东北方(a处)升起，在西北方(b处)落下，日出时刻早于6点，日落时刻晚于18点，昼长夜短。状元随笔理解昼夜长短应注意的几个问题(1)太阳直射某地，该地不一定昼最长、夜最短。如北半球各地夏至日这一天昼最长。(2)昼变长、夜变短不等于昼长夜短。如北半球昼变长说明太阳直射点向北移动，可能直射南半球，此时北半球昼短夜长。(3)太阳直射点的纬度越高，地球上各地昼夜相差越大，出现极昼和极夜的范围越大。(4)同一纬线上各地同一天的昼夜长短相等(日出、日落地方时也相同)；同一纬线(除赤道)的昼夜长短在一年中有两个日期相同(除二分日)，且这两个日期近似关于二至日对称。[应用体验]读太阳直射点周年变化示意图，回答1～2题。1．下列纬度全年昼夜平分的是()A．90°B．60°C．30°D．0°2．某地某日地方时5时日出，则该地该日的昼长是()A．10小时B．12小时C．14小时D．16小时解析：第1题，赤道全年昼夜平分。第2题，该地该日的昼长＝(12时－日出时间)×2，通过计算可知，应为14小时。答案：1.D2.C下表为我国某城市政府机关作息时间表(表中时间均为北京时间)。据此回答3～4题。夏季(5月1日—9月30日)冬季(10月1日—次年4月30日)上午9：30—13：30上午10：00—14：00午休午休下午15：30—19：30下午15：30—19：303.根据表中信息推断，该城市可能是()A．哈尔滨B．北京C．上海D．乌鲁木齐4．该城市政府机关制订不同季节的作息时间表，主要依据的是()A．日平均气温的季节变化B．昼夜长短的季节变化C．正午太阳高度的季节变化D．降水量的季节变化解析：第3题，从表中时间可以看出，该城市正午时，北京时间为14：00左右，该城市地方时比北京时间晚约2小时，故该城市在90°E附近，位于我国西部，四个选项中，只有乌鲁木齐符合。第4题，由于太阳直射点的回归运动，中纬度各地昼夜长短的季节变化显著。为了更符合人们的工作与生活习惯，特制订不同季节的作息时间表。答案：3.D4.B探究点二正午太阳高度的变化[核心归纳]1．正午太阳高度变化(1)概念：各地太阳高度在地方时12时时最大，称为正午太阳高度。注意：太阳高度并非就是指正午太阳高度，一天中只要有太阳就有太阳高度，可以说一天中有无数个太阳高度值，但正午太阳高度只有一个，它是一天中无数太阳高度中最大的一个值，此时地方时为12点。(2)正午太阳高度的变化规律：同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧递减。同一纬度上，正午太阳高度相同，太阳直射点所在的纬线上正午太阳高度最大(90°)。具体如下表所示：日期太阳直射的纬线正午太阳高度的变化规律达全年最大值地区达全年最小值地区春秋分日赤道由赤道向南北两极递减赤道(90°)—夏至日北回归线由北回归线向南北两侧递减北回归线及其以北南半球冬至日南回归线由南回归线向南北两侧递减南回归线及其以南北半球图示(3)正午太阳高度的季节变化过程(以北回归线以北的地区为例)(4)图示正午太阳高度的极值变化当太阳直射另一个半球回归线时达到最小值(5)正午太阳高度的计算某地的正午太阳高度H＝90°－该地与太阳直射点的纬度差。即某地与太阳直射点相差多少度，正午太阳高度就相差多少度。状元随笔(1)太阳高度的日变化规律①极点：在极昼期间，极点上的太阳高度在一天之内是没有变化的，始终等于太阳直射点的纬度(如图A)。②非极点地区：非极点地区的太阳高度在一天之内是有变化的。一天之内有一个最大值，即当时的正午太阳高度(如图B)。③全球范围：太阳直射点上，太阳高度角为90°；从直射点开始，太阳高度向四周降低，呈同心圆分布(即等太阳高度线)；晨昏线上太阳高度为0°。例如，太阳直射在15°S、60°W时，太阳高度的分布如图C所示：(2)特殊纬度的正午太阳高度①赤道的正午太阳高度与直射点的纬度互余。②刚出现极昼的纬度，其正午太阳高度等于两倍的直射点纬度。③极点地区太阳高度一天不变，等于直射点的纬度。2．正午太阳高度的应用(1)确定地方时当某地太阳高度达一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。(2)确定房屋的朝向为了获得更充足的太阳光照，确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。(3)判断日影长短及方向正午太阳高度越大，日影越短，正午太阳高度越小，日影越长，且日影方向背向太阳。如图中各点旗杆日影长短及日影所在方向(图中是6月22日，经线和纬线的交点是直射点)。(4)确定当地的地理纬度纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度。根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度，可判断该地区纬度大小。(5)计算楼间距：一般来说，纬度较低的地区，楼间距较小；纬度较高的地区，楼间距较大。解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度，并计算影长。以我国为例，如图，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L为：L＝h·cotH。(6)计算热水器安装角度：应使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直。其倾角和正午太阳高度的关系为α＋h＝90°(如图)。状元随笔正午太阳方位太阳直射点以北地区，正午时太阳位于观测地的正南方向。太阳直射点以南地区，正午时太阳位于观测地的正北方向。极昼、极夜地区除外。太阳直射点所在纬线，正午时太阳位于观测地的上中天。[应用体验]如图为某日不同地点太阳高度日变化情况图，且甲地位于40°N。读图回答1～2题。1．太阳直射点的纬度是()A．0°B．20°NC．20°SD．23.5°N2．乙地的纬度是()A．10°NB．50°NC．10°SD．50°S解析：第1题，由图可知，位于40°N的甲地正午太阳高度为70°，故该日甲地与太阳直射点的纬度相差20°，即该日太阳直射20°N纬线。第2题，乙地的正午太阳高度为60°，故该日它与太阳直射点的纬度相差30°，乙地可能位于10°S或50°N。若乙地位于北半球，其昼长应大于12小时，而图中显示该地的昼长不足12小时，故乙地的纬度是10°S。答案：1.B2.C为了冬季采光，居住区规划设计标准对不同纬度带的住宅的合理间距有明确规定。分析下表(表中H是住宅的高度)，回答3～5题。我国部分城市住宅的日照间距日照间距城市冬至正午太阳高度理论实际采用①24°45′2.02H1.7H②40°28′1.18H1.2H③35°21′1.41H1.1～1.2H④26°36′1.86H1.6～1.7H3.表中的四个城市所处纬度从低到高依次是()A．①②③④B．①④③②C．②①③④D．②③④①4．冬至日，四个城市中白昼最长的是()A．①B．②C．③D．④5．上表反映出我国建筑物的日照间距()A．由南向北逐渐缩小B．由南向北逐渐扩大C．由西向东逐渐缩小D．由西向东逐渐扩大解析：第3题，本题中太阳直射点在南回归线上，则①～④各点中离直射点越近的点即纬度越低的点，正午太阳高度越大，因此排序为②③④①。故选D。第4题，冬至日这一天乃至整个冬季，北半球都是昼短夜长，所以本题要在①～④中找出白昼最长的城市，即纬度最低的城市。故选B。第5题，日照间距只与南北变化