4.2.2地球的轉(zhuǎn)動-太陽高度 晝夜長短變化 二十四節(jié)氣（原卷版）

課時2太陽高度晝夜長短變化二十四節(jié)氣

◆網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

◆課本導(dǎo)學(xué)

一、正午太陽高度變化

二、晝夜長短變化

三、二十四節(jié)氣與地球運動

◆基礎(chǔ)訓(xùn)練

知識點1正午太陽高度變化

知識點2晝夜長短變化

知識點3二十四節(jié)氣與地球運動

◆強化訓(xùn)練

一、正午太陽高度變化

1.太陽高度角

太陽高度角指太陽光線與地面的夾角，簡稱太陽高度。

2.太陽高度的特點

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同一地點一天內(nèi)太陽高度是不斷變化的。日出日落時角度都為0，當(dāng)太陽位于正南或正北

方向時，太陽高度最大。

3.正午太陽高度

在一日內(nèi)，當(dāng)太陽位于正南或正北方向時，太陽光線和地面夾角最大，稱為正午太陽高度。

（1）在同一時間，正午太陽高度隨緯度不同而不同。

（2）在同一地點，正午太陽高度的大小，隨季節(jié)變化而發(fā)生有規(guī)律的變化。

4.太陽直射點

（1）概念：有的地方正午會受到太陽光垂直照射，簡稱直射。地表接受太陽垂直照射的

點叫做太陽直射點。

（2）太陽直射點的變化規(guī)律太陽直射點的移動：一年中，太陽直射點在南、北回歸線之

間往返移動。即太陽直射點最北只能到達(dá)北回歸線，最南只能到達(dá)南回歸線。如下圖所示（以

北半球為例）。

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時間節(jié)氣太陽直射點位置在圖中的位置

3月21日前后春分赤道A

6月22日前后夏至北回歸線B

9月23日前后秋分赤道C

12月22日前后冬至南回歸線D

5.太陽的運動軌跡

太陽在不同季節(jié)的運動軌跡并不相同。例如，在北回歸線上觀察，春分、秋分時太陽由正

東方升起，正西方落下（太陽直射赤道）；夏至?xí)r（太陽直射北回歸線），太陽由東偏北方向升

起，西偏北方向落下（白天長，接受的太陽輻射多）；冬至?xí)r，太陽由東偏南方向升起，西偏

南方向落下（白天短，接受的太陽輻射少）。如圖所示。

6.正午太陽高度的緯度分布規(guī)律

太陽高度與太陽直射點的位置有關(guān)，太陽直射點上是太陽高度最大的地方。正午太陽高度

是隨著太陽直射點的移動而變化的。

（1）在北半球夏至日，太陽直射北回歸線，正午太陽高度由北緯23.5°向南北兩側(cè)遞減。

（2）在北半球冬至日，太陽直射南回歸線，正午太陽高度由南緯23.5°向南北兩側(cè)遞減。

（3）在春分日、秋分日，正午太陽高度由赤道向南北兩側(cè)遞減。

【名師講解】一年中只有一次太陽直射的地方：南回歸線和北回歸線。

一年中有兩次太陽直射的地方：南回歸線和北回歸線之間。

一年中無太陽直射的地方：南回歸線以南和北回歸線以北的區(qū)域。

7.正午太陽高度的季節(jié)變化規(guī)律

地球上中、高緯度地區(qū)的正午太陽高度，夏季較大，冬季較小。北半球中、高緯度地區(qū)的

正午太陽高度，夏至日最大，冬至日最小。如北緯30°地區(qū)的正午太陽高度，夏至日約為83.5°，

冬至日約為36.5°。南緯30°地區(qū)的正午太陽高度，夏至日約為36.5°，冬至日約為83.5°。

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【例1】[湖州中考]太陽是太陽系中最大的天體，是地球表層所需能量的主要來源。圖中

①②③代表二分（春分、秋分）二至（夏至、冬至）日經(jīng)過湖州某中學(xué)旗桿頂端的正午太陽光

線。其中①是北半球__________日的正午太陽光線。

【例2】在杭州西湖，從1月1日到12月31日，其正午太陽高度的變化規(guī)律是（）

A.先變大，再變小B.先變小，再變大

C.先變大，后變小，再變大D.先變小，后變大，再變小

8.桿影的變化

桿影的長度與太陽高度有關(guān)，太陽高度越大，影子越短；太陽高度越小，影子越長。

（1）一天中桿影的長度和方向的變化（與地球的自轉(zhuǎn)運動有關(guān)）

同一地點的桿影的長度在一天中的變化：一天中的正午，桿影朝著正北或正南方向時，桿

影最短，此時太陽位于該地的正南或正北方向，太陽光和地面的夾角最大（即太陽高度最大）。

（2）一年中正午桿影的長度和方向的變化

同一地點的桿影長度年變化同一時間不同緯度桿影變化

北半球中、高緯度，夏季正午的同一天，不同緯度正午桿影的長度不一樣。正午太陽高度

桿影要比冬季正午的桿影短隨著太陽直射點向南、北兩側(cè)遞減，桿影也隨之越來越長

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【名師講解】桿影的長度在一天中發(fā)生變化是由于地球傾斜著身子自轉(zhuǎn)使太陽直射點發(fā)生

變化；而同一地點的正午桿影長度在一年中的不同季節(jié)發(fā)生變化是地球的公轉(zhuǎn)使太陽直射點發(fā)

生移動所致。

探究實踐——模擬實驗：在科學(xué)探究中，模仿實驗對象制作替代物，利用替代物進(jìn)行實驗，

或模仿實驗的某些條件進(jìn)行實驗，叫作模擬實驗。例如，探索太陽運動軌跡的活動就是一種模

擬實驗。

教材<探索活動>8.若探索活動中的三張桿影記錄圖分別代表杭州市春分日、夏至日及冬

至日的桿影記錄，你如何判斷哪一張是春分日、夏至日或冬至日？一年有春夏秋冬四個季節(jié)，

◆

為何本活動中僅提供3張桿影記錄圖？（見課本第152頁）

8.根據(jù)圖中標(biāo)注的時間，或者太陽的軌跡高度進(jìn)行判斷，中間的太陽軌跡（從6時開始的）

代表春分（春分時，6時日出），太陽的軌跡高度最高的代表夏至（這一天太陽照射時間長），

太陽的軌跡高度最低的代表冬至（這一天太陽照射時間短）。春季與秋季的太陽軌跡幾乎是一

樣的，因此雖然一年有春、夏、秋、冬四個季節(jié)，本活動中僅提供3張桿影記錄圖。

【例3】結(jié)合所學(xué)知識及生活經(jīng)驗，回答（1）—（2）題。

（1）一年中正午12時，天安門廣場旗桿的影子最長時出現(xiàn)在（）

A.春分日B.夏至日C.秋分日D.冬至日

（2）下列敘述中，正確的是（）

A.6月22日前后，北半球正午太陽高度最小，白晝時間最短

B.6月22日前后，南半球正午太陽高度最大，白晝時間最長

C.北半球一般把3、4、5三個月劃為夏季

D.3月21日前后，太陽直射赤道，全球各地晝夜平分

【例4】由于地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運動，地球表面產(chǎn)生了很多奇妙的現(xiàn)象。某同學(xué)發(fā)現(xiàn)，在

陽光的照射下，桿影長度會隨時間的變化而發(fā)生變化。于是他設(shè)計了一個實驗（如下圖所示）。

圖1示意一天中桿影長度隨時間的變化，圖2示意不同季節(jié)正午桿影長度的變化。據(jù)此回答下

列問題。

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（1）一天中，桿影長度發(fā)生變化的原因是____________________。

（2）一年中，正午桿影長度發(fā)生變化的原因是______________________________。

（3）從圖1中可以看出，該同學(xué)所在的地方正午的桿影朝向__________方。因此，他處于

__________半球。

（4）據(jù)圖1可推知，一天中，正午的桿影長度最__________，太陽高度最__________。

（5）據(jù)圖2，將此知識運用到建筑學(xué)上，要使北半球居民樓底層住戶的窗臺全年正午都

有陽光照射，則兩幢居民樓之間的距離應(yīng)依據(jù)__________日的正午樓影來計算。

【名師講解】探究實踐——結(jié)合生活現(xiàn)象，探討產(chǎn)生原因：通過觀察不同季節(jié)樓房影子長

短的變化，說明不同季節(jié)正午太陽高度的不同，進(jìn)而理解影響正午太陽高度的因素。二、晝夜

長短變化

1.晝夜長短的變化

一年中白天和夜晚的時間長度有規(guī)律變化的現(xiàn)象。

2.晝夜長短變化的原因

地球公轉(zhuǎn)導(dǎo)致太陽直射點的移動，使得南北半球冬夏兩季晝夜長短不一。

【名師講解】當(dāng)某地所在緯度的緯線處于晝半球的部分比處于夜半球的部分長時，該地晝

長于夜，反之，則夜長于晝。如下圖中A地晝長夜短，B地晝夜等長，C地晝短夜長。

3.晝夜長短變化的規(guī)律

（1）空間變化——在同一時間，晝夜長短隨緯度的變化而變化（同時不同地）。

地球自轉(zhuǎn)的中心與公轉(zhuǎn)的中心不重合，故太陽直射點的不同導(dǎo)致在同一時間內(nèi)，全球各地

晝夜長短隨緯度的不同而不同。

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①當(dāng)太陽直射點位于北半球時（3月21日前后至9月23日前后），北半球各地晝長于夜，

且越接近北極，晝與夜的時間長度差值越大。其中夏至日晝長達(dá)到一年中最大值，北極圈

（66.5°N）及其以北地區(qū)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象。

②當(dāng)太陽直射點位于南半球時（9月23日前后至次年3月21日前后），北半球各地晝短

夜長。其中冬至日晝長達(dá)到一年中最小值，且北極圈及其以北地區(qū)出現(xiàn)極夜現(xiàn)象。南半球與之

恰好相反。

③春分日與秋分日太陽直射點位于赤道上，此時全球各地晝夜等長。

（2）時間變化——在同一地點，晝夜長短隨季節(jié)的變化而變化（同地不同時）。

太陽直射點晝夜長短狀況

節(jié)氣

的位置北半球南半球極地地區(qū)

北極圈及其以北為極晝，

夏至北回歸線晝最長，夜最短晝最短，夜最長

南極圈及其以南為極夜

北極圈及其以北為極夜，

冬至南回歸線晝最短，夜最長晝最長，夜最短

南極圈及其以南為極晝

春分、秋分赤道晝夜等長晝夜等長晝夜等長

教材<探索活動>4.根據(jù)地球公轉(zhuǎn)運動的規(guī)律，轉(zhuǎn)動透明薄膜，依次將太陽光直射位置對

準(zhǔn)北回歸線、赤道、南回歸線、赤道、北回歸線，逐一觀察晝半球和夜半球所在部分的緯線長

◆

短情況。

5.北半球什么時候晝長于夜，什么時候夜長于晝？哪一天晝最長，哪一天夜最長？什么時

候晝夜平分？南半球和赤道上晝夜長短變化情況又怎樣？（見課本第154頁）

4.太陽光直射點對準(zhǔn)北回歸線時，北半球晝半球比夜半球所在部分的緯線長，南半球晝半

球比夜半球所在部分的緯線短；太陽光直射點對準(zhǔn)赤道時，全球晝半球與夜半球所在部分的緯

線等長；太陽光直射點對準(zhǔn)南回歸線時，北半球夜半球比晝半球所在部分的緯線長，南半球夜

半球比晝半球所在部分的緯線短。

5.北半球在春分日（3月21日前后）到秋分日（9月23日前后）之間晝長于夜，北半球

在秋分日（9月23日前后）到次年春分日（3月21日前后）之間夜長于晝。在夏至日（6月

22日前后）晝最長，在冬至日（12月22日前后）夜最長。在春分日（3月21日前后）和秋

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分日（9月23日前后）晝夜平分。南半球在秋分日（9月23日前后）到第二年春分日（3月

21日前后）之間晝長于夜，在春分日（3月21日前后）到秋分日（9月23日前后）之間夜長

于晝，在春分日（3月21日前后）和秋分日（9月23日前后）晝夜平分。赤道終年晝夜平分。

【例5】讀圖，回答下列問題。

（1）圖1是以地球__________極點為中心的投影圖，判斷理由是____________________。

（2）A、B、C、D四地中，A地的時刻是__________，B地的時刻是__________。

（3）6個小時以后，A、C兩地中處于黑夜的是_______________。

（4）圖2所示的日期是此時甲地晝夜長短情況是________________。

4.極晝和極夜

（1）有些地方有時太陽會整日不落，這種現(xiàn)象稱為極晝現(xiàn)象；有時太陽會整日不出，這

種現(xiàn)象稱為極夜現(xiàn)象。

（2）只有在南北極圈及其以內(nèi)（66.5°N及其以北地區(qū)，66.5°S其以南地區(qū)。）才會出

現(xiàn)極晝和極夜現(xiàn)象。

【名師講解】學(xué)習(xí)晝夜變化規(guī)律時，可以通過兩個步驟來理解。首先，地點固定，研究當(dāng)

地一年中的晝夜變化規(guī)律；然后，時間固定，研究這一天全球晝夜分布情況。

教材<思考與討論>我國科學(xué)家去南極考察一般選在什么季節(jié)比較好？說一說你選擇的

理由。（見課本第155頁）

◆

我國科學(xué)家去南極考察一般選在北半球的冬季比較好。此時為南半球的夏季,太陽直射南

半球,南極地區(qū)晝長于夜,且許多地方有極晝現(xiàn)象,有利于科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)考察活動。

【例6】讀地球公轉(zhuǎn)示意圖，回答下列問題。

（1）在圖中用箭頭標(biāo)出地球公轉(zhuǎn)方向。

（2）當(dāng)?shù)厍蚬D(zhuǎn)到Ｂ位置時，正值北半球的__________（填節(jié)氣），此時太陽直射__________

（填重要緯線名稱）。

（3）當(dāng)?shù)厍蚬D(zhuǎn)到C位置時，南極圈及其以南地區(qū)出現(xiàn)__________現(xiàn)象，杭州市的晝夜長

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短情況是__________。

（4）當(dāng)?shù)厍蚬D(zhuǎn)到A位置時，為每年的__________（填日期）。

【例7】讀地球公轉(zhuǎn)示意圖，回答下列問題。

（1）地球在自轉(zhuǎn)的同時還圍繞__________不停地公轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)一周所用的時間是__________，

公轉(zhuǎn)的方向是__________

（2）當(dāng)?shù)厍蜻\行到公轉(zhuǎn)軌道上的②處時，太陽光直射在__________（填“北回歸線”“南

回歸線”或“赤道”）上，北半球正處于__________（填節(jié)氣），此時被太陽直射的地區(qū)，其正

午太陽高度最__________（填“大”或“小”），正午物體影子長度最__________（填“長”或“短”），

此時南極圈內(nèi)出現(xiàn)__________現(xiàn)象。

（3）11月28日，地球位于公轉(zhuǎn)軌道上的__________（填數(shù)碼）之間，北半球各地的白晝

時間比黑夜時間__________（填“長”或“短”），太陽直射點位于__________（填“南半球”“北

半球”或“赤道”）。

三、二十四節(jié)氣與地球運動

1.人類非物質(zhì)文化遺產(chǎn)——二十四節(jié)氣

2016年，中國申報的“二十四節(jié)氣——中國人通過觀察太陽周年運動而形成的時間知識

體系及其實踐”被正式列入聯(lián)合國教科文組織人類非物質(zhì)文化遺產(chǎn)代表作名錄。

2.二十四節(jié)氣的形成與劃分

我國古代，人們利用圭（guī）表、日晷（guǐ）實測日影長度，將每年正午日影最長的一

天定為冬至，日影最短的一天定為夏至。在春、秋兩季各有一天的晝夜時間長短相等，便定為

“春分”和“秋分”。在商朝時只有四個節(jié)氣，到了周朝時發(fā)展到了八個，到秦漢年間，二十

四節(jié)氣已完全確立。公元前104年，《太初歷》中明確了二十四節(jié)氣在歷法中的位置。

3.二十四節(jié)氣的劃分

二十四節(jié)氣是根據(jù)地球在黃道（即地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道）上的位置來劃分的，視地球從

春分點（黃經(jīng)0°，9此刻太陽直射赤道）出發(fā)，每前進(jìn)15°為一個節(jié)氣；運行一周回到春分

點為一回歸年，合360°0因此，一年分為24個節(jié)氣。二十四節(jié)氣的名稱分別是：立春、雨水、

驚蟄、春分、清明、谷雨、立夏、小滿、芒種、夏至、小暑、大暑、立秋、處暑、白露、秋分、

寒露、霜降、立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒。

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【名師講解】助記——二十四節(jié)氣：春雨驚春清谷天：分別指立春、雨水、驚蟄、春分、

清明、谷雨。夏滿芒夏暑相連：分別指立夏、小滿、芒種、夏至、小暑、大暑。秋處露秋寒霜

降：分別指立秋、處暑、白露、秋分、寒露、霜降。冬雪雪冬小大寒：分別指立冬、小雪、大

雪、冬至、小寒、大寒。

拓展——二十四節(jié)氣的命名反映了季節(jié)、氣候現(xiàn)象、氣候變化等。因此二十四節(jié)氣又可以

劃分為如下幾類：（1）表示寒來暑往變化的有：立春、春分、立夏、夏至、立秋、秋分、立冬、

冬至八個節(jié)氣。（2）象征溫度變化的有：小暑、大暑、處暑、小寒、大寒五個節(jié)氣。（3）反映

降水量的有：雨水、谷雨、白露、寒露、霜降、小雪、大雪七個節(jié)氣。（4）反應(yīng)物候現(xiàn)象或農(nóng)

事活動的有：驚蟄、清明、小滿、芒種四個節(jié)氣。

4.二十四節(jié)氣的日期

節(jié)氣的日期在陽歷中是相對固定的，如立春總是在陽歷的2月3日至5日之間。如下表所

示：

二十四節(jié)氣對應(yīng)陽歷時間表

立春雨水驚蟄春分清明谷雨

春季2月4日或2月19日或3月5日或3月20日或4月4日或4月20日或

5日20日6日21日5日21日

立夏小滿芒種夏至小暑大暑

夏季5月5日或5月21日或6月5日或6月21日或7月7日或7月23日或

6日22日6日22日8日24日

立秋處暑白露秋分寒露霜降

秋季8月7日或8月23日或9月7日或9月23日或10月8日或10月23日或

8日24日8日24日924日

立冬小雪大雪冬至小寒大寒

冬季11月7日11月22日或12月7日或12月21日或1月5日或1月20日或

或8日23日8日226日21日

5.二十四節(jié)氣的意義

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二十四節(jié)氣不僅在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面起著指導(dǎo)作用，同時還影響著人們的衣食住行，甚至是文

化觀念，是我國古代勞動人民長期經(jīng)驗的積累和智慧的結(jié)晶。

【例8】2023年4月20日，神舟十五號航天員乘組與上海合作組織國家青少年進(jìn)行了“天

宮對話”。下圖示意地球公轉(zhuǎn)和二十四節(jié)氣圖。此次“天宮對話”時，地球運行最接近的節(jié)氣

是（）

A.立春B.谷雨C.處暑D.霜降

◆知識點1正午太陽高度變化

1.[2023浙江麗水調(diào)研]下圖是杭州某小區(qū)內(nèi)兩幢南北分列的高層公寓，前面的A樓往往把

后面的Ｂ樓部分樓層的正午陽光遮擋住。下列日子中，若天氣晴朗，B樓的樓層被遮擋陽光最

多的一天是（）

A.春分日B.夏至日C.秋分日D.冬至日

2.國慶節(jié)前后，我國大部分地區(qū)正午太陽高度的變化情況是（）

A.最大B.最小C.由大變小D.由小變大

◆知識點2晝夜長短變化

3.下圖是太陽系部分天體的運動模式圖，地球上晝夜長短變化主要與圖中的哪一運動有關(guān)

（）

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A.A運動B.B運動C.C運動D.D運動

4.下列四幅地球自轉(zhuǎn)的俯視圖中(虛線表示南極圈或北極圈，斜線部分表示夜半球，箭頭表

示地球自轉(zhuǎn)方向)，表示太陽直射南回歸線的是（）

◆知識點3二十四節(jié)氣與地球運動

5.[2024浙江杭州調(diào)研，中]九九歌是中國傳統(tǒng)農(nóng)民歌謠。數(shù)九寒天，就是從冬至算起，每

九天算一“九”，一直數(shù)到“九九”。我國某區(qū)域的“九九歌”為：一九二九，不出手；三九四

九，冰上走(指河流結(jié)冰)；五九六九，沿河看柳；七九河開，八九雁來；九九加一九，耕牛遍

地走。下圖為我國二十四節(jié)氣分布圖，我國二十四節(jié)氣中處于該區(qū)域河開時的是（）

A.大寒B.雨水C.春分D.谷雨

6.“二十四節(jié)氣”是我國勞動人民智慧的結(jié)晶，已正式列入聯(lián)合國教科文組織人類非物質(zhì)

文化遺產(chǎn)代表作名錄。“二十四節(jié)氣歌”對應(yīng)的節(jié)氣中，杭州市全為晝長夜短的一組是（）

A.春雨驚春清谷天B.夏滿芒夏暑相連C.秋處露秋寒霜降D.冬雪雪冬小大寒

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1.[2023浙江寧波期末]寧波市某校于十月中旬開展課外實踐活動，圖甲是學(xué)生正在測量正

午時標(biāo)桿的影長變化，圖乙是地球的公轉(zhuǎn)運動示意圖，下列說法正確的是（）

A.地球公轉(zhuǎn)的方向是自東向西

B.開展活動時，地球正運行到圖乙中④的位置

C.地球公轉(zhuǎn)的周期是24小時

D.這天