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“地球运动的意义”是《行星地球》（人教版）必修一第一章的核心内容，既是本章的重点，也是难点。这部分内容相当重要，要求同学们必须掌握其基本规律，并能灵活运用。以下就“地球运动的意义”给同学们做一些学法指导，希望同学们能从中得到一些启示和收获。
一、地方时计算
古时候，各地都把当地正午太阳最高的时刻定为12点，这样世界上就有了无数个时间，这样的时间叫地方时。地球一天也就是24个小时自转一周（360°），即每一个小时地球转过经度15°，因此经度相差一度时间相差4分钟，而且东部时间比西部早，可利用 “东加西减”的方法计算。
二、时区划分及区时计算
由于地球不停地自转，地表各地相对于太阳的方向不断发生变化，因而各地的时刻便依次推进。于是，在同一瞬间，地球上各地的时刻不同。为了避免世界各地的时间混乱，国际上规定把全球划分为24个时区，因为地球每24小时自转一周（共360°），即每隔经度15°为一个时区。具体划分方法如下：以本初子午线为基准，从7.5°W到7.5°E划分为一个时区，叫中时区或零时区，在中时区以东依次划分为东1区至东12区，在中时区以西依次划分为西1区至西12区，东12区和西12区各跨7.5个经度，合为一个时区叫东西12区（如下图）。
每个时区的中央经线为该时区的“标准经线”，每个时区标准经线的地方时为整个时区的区时。相邻两个时区的区时，相差1小时。在任意两个时区之间，相差几个时区，就相差几个小时。较东的时区区时较早，即钟点数较大。
区时的计算公式为：所求地的区时=已知地的区时±时区差。（若所求地在已知地之东面，则用“＋”，因为地球自西向东自转，东边时刻总比西边早。反之，若所求地在已知地之西面，则用“－”。）
三、日期和国际日期变更线
在进行日期和时间的计算过程中，如果“穿越”了国际日期变更线，需要对日期进行变更。日界线的西侧是东12区，东侧是西12区；由于在任何时候东12区总比西12区早24小时（1天），所以自西向东过日界线（即由东12区进入西12区），日期要减去一天，自东向西过日界线（即由西12区进入东12区），日期要加上一天（如下图）。
四、昼夜长短变化
1．地球上的纬线
一般被晨昏线分成两个部分。位于昼半球的部分叫昼弧；位于夜半球的部分叫夜弧（见下图）。
2．昼弧和夜弧的长度，分别决定昼长和夜长
昼弧和夜弧的长短，主要决定于两个因素：当地的地理纬度和当时的太阳赤纬（即太阳直射点所在的地理纬度）。某地的昼长或夜长可用下列公式计算：昼长时数=昼弧度数/15°，夜长时数=夜弧度数/15°。
3．不同日期的昼夜长短的纬度分布
春分秋分二日，太阳直射赤道，全球昼夜等长，各12小时。自春分到秋分，北半球昼长夜短，南半球昼短夜长，北极圈内出现极昼，南极圈内出现极夜。
自秋分到来年春分，北半球昼短夜长，南半球昼长夜短，北极圈内出现极夜，南极圈内出现极昼。
在不同的纬度，昼夜长短的季节变化有不同的情况。昼夜长短的季节变化的幅度，随着纬度的增加而增加。在赤道上，昼夜长短，终年不变。在南北纬30°，最长和最短的白昼，相差4小时。在南北纬50°，最长和最短的白昼，相差8小时。在南北纬65°，最长和最短的白昼，相差18小时。在南北极圈，最长的白昼和最长的黑夜都是24小时。
五、正午太阳高度变化和计算
1．太阳高度角和正午太阳高度角
太阳光线与地平面的夹角叫太阳高度角，太阳高度角在正午达到一天中的最大值，叫正午太阳高度角。计算公式为：H=90°-|φ-δ|式中H为正午太阳高度；φ为当地纬度；δ为太阳直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值（夏正冬负）。
2．正午太阳高度角的变化规律
正午太阳高度角随着太阳直射点的变化而变化。太阳直射点所在纬线正午太阳高度角为90°，距太阳直射点所在的纬线越近，正午太阳高度角越大，越远则正午太阳高度角越小。
（1）同时间不同地点：太阳直射纬线的正午太阳高度角为90°，从直射纬线向南北两侧正午太阳高度角逐渐减小。
（2）不同时间同一地点：正午太阳高度角随太阳直射点的移动而变化（以北半球为例）。
（A）北回归线（B）赤道 南回归线
春秋分：太阳直射赤道，正午太阳高度角从赤道向两极递减，对于北回归线以北的某点A，其正午太阳高度角为∠S1AB。
夏至日：太阳直射点在北回归线，正午太阳高度角从北回归线向南北两侧递减，这时北回归线及其以北地区正午太阳高度：达到全年最大值，南半球达到全年最小值。某点A正午太阳高度角为∠S2AB。
冬至日：太阳直射点在南回归线，正午太阳高度角从南回归线向南北两侧递减，这时南回归线及其以南地区正午太阳高度达到全年最大值，北半球达到全年最小值。某点A正午太阳高度角为∠S3AB。显然∠S2AB>∠S1AB>∠S3AB，也即对于北回归线以北的某点A，当夏至日时正午太阳高度角最大，而冬至日时正午太阳高度角最小。南回归线以南正好相反。
例1某地北京时间6月22日6时左右日出，13时太阳高度角达到最大约83°。回答1~2题。
（1）该地最可能是（ ）
A. 北京 B. 沈阳
C. 成都 D. 海口
（2）该地当天上午太阳高度角达到36°时，布宜诺斯艾利斯（西四区）的区时约为（ ）
A. 6月21日9时 B. 6月21日21时
C. 6月22日9时 D. 6月22日21时
解析该地北京时间13时太阳高度达到最大约为83°，即为正午太阳高度，当地时间为正午12时，与北京时间相差1小时，可知该地经度为105°E，题中C项成都的经度符合要求。该地北京时间6月22日6时左右日出，13时太阳高度角达到最大约83°，其昼长为14小时，从太阳升起到正午，太阳高度有0增大到83°，所以，每小时太阳高度增加约12度，当该地太阳高度为36°时，太阳已经升起3小时，北京时间为9时，布宜诺斯艾利斯（西四区）与北京时间（东八区）相差12个时区，且在东八区的西边，其区时应该在北京时间的基础上减去12小时，因此其区时约为6月21日21时。
答案 （1）C （2）B
在这部分内容的学习过程中，需要同学们建立空间逻辑思维及想象能力，掌握地球自转和公转的动态特点。能够读懂地球光照图，根据光照图进行侧视图和俯视图的转化，通过同学们熟悉的侧视、俯视图进行基本理论的归纳，以及时间（地方时和区时）、昼夜长短和正午太阳高度大小等相关推理和计算。
[【练习】]
为了引起人们对地球气候变化的关注，世界自然基金会发起“地球一小时”行动，倡议每年3月最后一个星期六的当地时间20：30~21：30熄灯。
1．若将此行动在一年中再增加一次，仍使世界各国都能参与，建议行动日期应选在（ ）
A．2月的第一个星期六
B．7月的第二个星期六
C．9月的第三个星期六
D．12月的第四个星期六
某一游客在旅游黄金周到青岛（36°06′N，120°18′E）旅游，于北京时间7时整到达某一宾馆，看到宾馆大厅中提供的信息。据下列信息判断2～3题：
[通告
2．该旅游黄金周的时间可能是（ ）
A．劳动节 B．国庆节
C．春节 D．圣诞节
3．图中四个时间，除北京时间外，正确的是（ ）
A．① B．②
C．②③ D．①②
下图所示是地球公转的轨道图，图中甲、乙、丙、丁四点将轨道均分成四等份，读图回答4～5题。
4．地球在公转轨道上运动所用时间最少的一段是（ ）
A．甲→乙 B．乙→丙
C．丙→丁 D．丁→甲
5．2010年2月14日，中国传统节日“春节”时，地球在公转轨道的位置距甲、乙、丙、丁四点最近的是（ ）
A．甲点 B．乙点
C．丙点 D．丁点
读不同地点昼长随季节变化统计曲线图，完成6～8题。
6．图中a、b、c、d四地，位于北半球的是（ ）
A．a B．bC．cD．d
7．图中a、b、c、d四地，自转线速度由快到慢依次是（）
A．a、c、b、d B．a、b、c、d
C．d、c、b、a D．c、d、a、b
8．当c地昼最长时（）
A．地球运行到远日点附近
B．北京昼长夜短
C．上海正午太阳高度达一年中最小值
D．北极出现极昼现象
9．读下图，回答问题：
（1）将右图中的A、B、C、D标在右图适当的位置，并注出两至日。
（2）在右图中画出地球自转和公转方向。
（3）地球公转轨道为近似________的椭圆轨道，地球运行到图中一点时，接近远日点位置，其公转速度________。
（4）A→B期间太阳直射点在 半球，并且正在向 移动，此期间北京白昼在不断变________。
10．读太阳照射地球示意图，完成下列问题。
（1）此时北半球节气是 ________，南极圈内昼夜长短情况是________ 。
（2）此时太阳直射在________上，此时后开始向________ 移动。
（3）A点的正午太阳高度角是________。B点昼长是________小时，________时日落。
（4）此时济南的正午太阳高度角达一年中最________值，过三个月后昼夜长短情况为________。
（5）此时（多项选择）（）
A．太阳入射光线与地轴垂直
B．晨昏线与极圈相切
C．晨昏线与地轴重合
D．太阳直射点上入射光线的延长线过地心且与赤道平面有23°26′的夹角
11．比较下面四幅图（注：乙、丙、丁三图中，阴影区为黑夜），完成下列问题。
（1）各图的晨线分别是：甲：________经线，乙：________弧，丙：________弧，丁________ 弧。
（2）一年之中，晨昏线与经线重合的日子是________ 和 ________。
（3）赤道上晨昏线相距经度________ 度。理论上地球白昼和黑夜范围相等，但由于大气散射太阳光线的结果，地球上“天亮”的范围实际上比黑暗的地方________ 。
（4）这四幅图中，北半球昼大于夜的图是________。
（5）甲图中，北京是________月________日________ 时；丙图中，北京是________月________日________时。
[【参考答案】]
1．C2．B3．A4．A5．B6．D7．B8．C
9. （1）上为A，下为C，左为B，右为D，左为夏至日，右为冬至日（2）均为逆时针（3）正圆B慢（4）北北长
10．（1）冬至极昼（2）23°26′S（南回归线）北 （3）66°34′8 16（4）小等长（5）BD
11. （1）150°EACOAAB（2）春分秋分（3）180大（4）丙、丁（5）3 22 4 6 22 15
一、地方时计算
古时候，各地都把当地正午太阳最高的时刻定为12点，这样世界上就有了无数个时间，这样的时间叫地方时。地球一天也就是24个小时自转一周（360°），即每一个小时地球转过经度15°，因此经度相差一度时间相差4分钟，而且东部时间比西部早，可利用 “东加西减”的方法计算。
二、时区划分及区时计算
由于地球不停地自转，地表各地相对于太阳的方向不断发生变化，因而各地的时刻便依次推进。于是，在同一瞬间，地球上各地的时刻不同。为了避免世界各地的时间混乱，国际上规定把全球划分为24个时区，因为地球每24小时自转一周（共360°），即每隔经度15°为一个时区。具体划分方法如下：以本初子午线为基准，从7.5°W到7.5°E划分为一个时区，叫中时区或零时区，在中时区以东依次划分为东1区至东12区，在中时区以西依次划分为西1区至西12区，东12区和西12区各跨7.5个经度，合为一个时区叫东西12区（如下图）。
每个时区的中央经线为该时区的“标准经线”，每个时区标准经线的地方时为整个时区的区时。相邻两个时区的区时，相差1小时。在任意两个时区之间，相差几个时区，就相差几个小时。较东的时区区时较早，即钟点数较大。
区时的计算公式为：所求地的区时=已知地的区时±时区差。（若所求地在已知地之东面，则用“＋”，因为地球自西向东自转，东边时刻总比西边早。反之，若所求地在已知地之西面，则用“－”。）
三、日期和国际日期变更线
在进行日期和时间的计算过程中，如果“穿越”了国际日期变更线，需要对日期进行变更。日界线的西侧是东12区，东侧是西12区；由于在任何时候东12区总比西12区早24小时（1天），所以自西向东过日界线（即由东12区进入西12区），日期要减去一天，自东向西过日界线（即由西12区进入东12区），日期要加上一天（如下图）。
四、昼夜长短变化
1．地球上的纬线
一般被晨昏线分成两个部分。位于昼半球的部分叫昼弧；位于夜半球的部分叫夜弧（见下图）。
2．昼弧和夜弧的长度，分别决定昼长和夜长
昼弧和夜弧的长短，主要决定于两个因素：当地的地理纬度和当时的太阳赤纬（即太阳直射点所在的地理纬度）。某地的昼长或夜长可用下列公式计算：昼长时数=昼弧度数/15°，夜长时数=夜弧度数/15°。
3．不同日期的昼夜长短的纬度分布
春分秋分二日，太阳直射赤道，全球昼夜等长，各12小时。自春分到秋分，北半球昼长夜短，南半球昼短夜长，北极圈内出现极昼，南极圈内出现极夜。
自秋分到来年春分，北半球昼短夜长，南半球昼长夜短，北极圈内出现极夜，南极圈内出现极昼。
在不同的纬度，昼夜长短的季节变化有不同的情况。昼夜长短的季节变化的幅度，随着纬度的增加而增加。在赤道上，昼夜长短，终年不变。在南北纬30°，最长和最短的白昼，相差4小时。在南北纬50°，最长和最短的白昼，相差8小时。在南北纬65°，最长和最短的白昼，相差18小时。在南北极圈，最长的白昼和最长的黑夜都是24小时。
五、正午太阳高度变化和计算
1．太阳高度角和正午太阳高度角
太阳光线与地平面的夹角叫太阳高度角，太阳高度角在正午达到一天中的最大值，叫正午太阳高度角。计算公式为：H=90°-|φ-δ|式中H为正午太阳高度；φ为当地纬度；δ为太阳直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值（夏正冬负）。
2．正午太阳高度角的变化规律
正午太阳高度角随着太阳直射点的变化而变化。太阳直射点所在纬线正午太阳高度角为90°，距太阳直射点所在的纬线越近，正午太阳高度角越大，越远则正午太阳高度角越小。
（1）同时间不同地点：太阳直射纬线的正午太阳高度角为90°，从直射纬线向南北两侧正午太阳高度角逐渐减小。
（2）不同时间同一地点：正午太阳高度角随太阳直射点的移动而变化（以北半球为例）。
（A）北回归线（B）赤道 南回归线
春秋分：太阳直射赤道，正午太阳高度角从赤道向两极递减，对于北回归线以北的某点A，其正午太阳高度角为∠S1AB。
夏至日：太阳直射点在北回归线，正午太阳高度角从北回归线向南北两侧递减，这时北回归线及其以北地区正午太阳高度：达到全年最大值，南半球达到全年最小值。某点A正午太阳高度角为∠S2AB。
冬至日：太阳直射点在南回归线，正午太阳高度角从南回归线向南北两侧递减，这时南回归线及其以南地区正午太阳高度达到全年最大值，北半球达到全年最小值。某点A正午太阳高度角为∠S3AB。显然∠S2AB>∠S1AB>∠S3AB，也即对于北回归线以北的某点A，当夏至日时正午太阳高度角最大，而冬至日时正午太阳高度角最小。南回归线以南正好相反。
例1某地北京时间6月22日6时左右日出，13时太阳高度角达到最大约83°。回答1~2题。
（1）该地最可能是（ ）
A. 北京 B. 沈阳
C. 成都 D. 海口
（2）该地当天上午太阳高度角达到36°时，布宜诺斯艾利斯（西四区）的区时约为（ ）
A. 6月21日9时 B. 6月21日21时
C. 6月22日9时 D. 6月22日21时
解析该地北京时间13时太阳高度达到最大约为83°，即为正午太阳高度，当地时间为正午12时，与北京时间相差1小时，可知该地经度为105°E，题中C项成都的经度符合要求。该地北京时间6月22日6时左右日出，13时太阳高度角达到最大约83°，其昼长为14小时，从太阳升起到正午，太阳高度有0增大到83°，所以，每小时太阳高度增加约12度，当该地太阳高度为36°时，太阳已经升起3小时，北京时间为9时，布宜诺斯艾利斯（西四区）与北京时间（东八区）相差12个时区，且在东八区的西边，其区时应该在北京时间的基础上减去12小时，因此其区时约为6月21日21时。
答案 （1）C （2）B
在这部分内容的学习过程中，需要同学们建立空间逻辑思维及想象能力，掌握地球自转和公转的动态特点。能够读懂地球光照图，根据光照图进行侧视图和俯视图的转化，通过同学们熟悉的侧视、俯视图进行基本理论的归纳，以及时间（地方时和区时）、昼夜长短和正午太阳高度大小等相关推理和计算。
[【练习】]
为了引起人们对地球气候变化的关注，世界自然基金会发起“地球一小时”行动，倡议每年3月最后一个星期六的当地时间20：30~21：30熄灯。
1．若将此行动在一年中再增加一次，仍使世界各国都能参与，建议行动日期应选在（ ）
A．2月的第一个星期六
B．7月的第二个星期六
C．9月的第三个星期六
D．12月的第四个星期六
某一游客在旅游黄金周到青岛（36°06′N，120°18′E）旅游，于北京时间7时整到达某一宾馆，看到宾馆大厅中提供的信息。据下列信息判断2～3题：
[通告
2．该旅游黄金周的时间可能是（ ）
A．劳动节 B．国庆节
C．春节 D．圣诞节
3．图中四个时间，除北京时间外，正确的是（ ）
A．① B．②
C．②③ D．①②
下图所示是地球公转的轨道图，图中甲、乙、丙、丁四点将轨道均分成四等份，读图回答4～5题。
4．地球在公转轨道上运动所用时间最少的一段是（ ）
A．甲→乙 B．乙→丙
C．丙→丁 D．丁→甲
5．2010年2月14日，中国传统节日“春节”时，地球在公转轨道的位置距甲、乙、丙、丁四点最近的是（ ）
A．甲点 B．乙点
C．丙点 D．丁点
读不同地点昼长随季节变化统计曲线图，完成6～8题。
6．图中a、b、c、d四地，位于北半球的是（ ）
A．a B．bC．cD．d
7．图中a、b、c、d四地，自转线速度由快到慢依次是（）
A．a、c、b、d B．a、b、c、d
C．d、c、b、a D．c、d、a、b
8．当c地昼最长时（）
A．地球运行到远日点附近
B．北京昼长夜短
C．上海正午太阳高度达一年中最小值
D．北极出现极昼现象
9．读下图，回答问题：
（1）将右图中的A、B、C、D标在右图适当的位置，并注出两至日。
（2）在右图中画出地球自转和公转方向。
（3）地球公转轨道为近似________的椭圆轨道，地球运行到图中一点时，接近远日点位置，其公转速度________。
（4）A→B期间太阳直射点在 半球，并且正在向 移动，此期间北京白昼在不断变________。
10．读太阳照射地球示意图，完成下列问题。
（1）此时北半球节气是 ________，南极圈内昼夜长短情况是________ 。
（2）此时太阳直射在________上，此时后开始向________ 移动。
（3）A点的正午太阳高度角是________。B点昼长是________小时，________时日落。
（4）此时济南的正午太阳高度角达一年中最________值，过三个月后昼夜长短情况为________。
（5）此时（多项选择）（）
A．太阳入射光线与地轴垂直
B．晨昏线与极圈相切
C．晨昏线与地轴重合
D．太阳直射点上入射光线的延长线过地心且与赤道平面有23°26′的夹角
11．比较下面四幅图（注：乙、丙、丁三图中，阴影区为黑夜），完成下列问题。
（1）各图的晨线分别是：甲：________经线，乙：________弧，丙：________弧，丁________ 弧。
（2）一年之中，晨昏线与经线重合的日子是________ 和 ________。
（3）赤道上晨昏线相距经度________ 度。理论上地球白昼和黑夜范围相等，但由于大气散射太阳光线的结果，地球上“天亮”的范围实际上比黑暗的地方________ 。
（4）这四幅图中，北半球昼大于夜的图是________。
（5）甲图中，北京是________月________日________ 时；丙图中，北京是________月________日________时。
[【参考答案】]
1．C2．B3．A4．A5．B6．D7．B8．C
9. （1）上为A，下为C，左为B，右为D，左为夏至日，右为冬至日（2）均为逆时针（3）正圆B慢（4）北北长
10．（1）冬至极昼（2）23°26′S（南回归线）北 （3）66°34′8 16（4）小等长（5）BD
11. （1）150°EACOAAB（2）春分秋分（3）180大（4）丙、丁（5）3 22 4 6 22 15