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新高考地理一轮复习精品学案第6讲 地球的公转及其地理意义（含解析）
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这是一份新高考地理一轮复习精品学案第6讲 地球的公转及其地理意义（含解析），共36页。学案主要包含了地球的公转，黄赤交角及其影响，地球公转的地理意义等内容，欢迎下载使用。
第6讲 地球的公转及其地理意义
新课标·内容要求
新课程·素养要求
新教材·对应节次
2020年新高考·命题统计
结合实例，说明地球运动(公转)的地理意义。
综合思维、区域认知、地理实践力
[选择性必修1]1.2；1.2
山东卷第8题；天津卷第14、15题；上海卷第3题
一、地球的公转
1.概念：绕太阳的运动。
2.方向：自西向东
3.周期
名称
1回归年
1恒星年
参照物
太阳
其他恒星
时长
365日5时48分46秒
365日6时9分10秒
特点
直射点的移动周期
公转的真正周期
4.轨道与速度
从地球北极上空看公转方向
二、黄赤交角及其影响
1.黄赤交角的含义：地球公转轨道平面(即黄道平面)同赤道平面的交角。目前，其大小是23°26′。如图所示：
2.黄赤交角的影响：引起太阳直射点在南、北回归线之间往返运动。
[思考] 黄赤交角增加1°，对五带范围有何影响？
提示 黄赤交角增加1°，热带范围增加2°，寒带范围增加2°，温带范围缩小4°。
三、地球公转的地理意义
1.昼夜长短的变化
(1)典型图示(以北半球为例)
(2)昼夜长短的变化(以北半球为例)
时间
变化特点
重要节气
夏半年
昼长夜短，纬度越高，昼越长，夜越短
图1为夏至，北半球昼最长、夜最短，北极圈及其以北地区皆为极昼
冬半年
昼短夜长，纬度越高，昼越短，夜越长
图3为冬至，北半球昼最短、夜最长，北极圈及其以北地区出现极夜现象
二分日
图2为春分或秋分，全球各地昼夜等长
[易误辨析] 冬季的作息时间和夏季作息时间不同，其影响因素是什么？
提示 受昼夜长短季节变化的影响，作息时间会随季节变化而调整。作息时间的调整还受气温、生活规律等的影响。
2.正午太阳高度的变化
(1)太阳高度：太阳光线与地平面的交角，如图甲中的h。
(2)正午太阳高度：地方时正午时刻(12：00)的太阳高度角，即一日内最大的太阳高度，如图乙中的H。
(3)正午太阳高度的空间(纬度)变化规律：由太阳直射点所在纬线向南、北两侧递减。
(4)正午太阳高度的时间(季节)变化规律(以北半球为例)
节气
最大值地区
最小值地区
夏至
北回归线及其以北地区
南半球
冬至
南回归线及其以南地区
北半球
春分、秋分
赤道
极点
3.四季更替
(1)成因：由于昼夜长短和正午太阳高度的时空变化，太阳辐射在一年中呈现有规律的变化。
(2)四季更替
①天文四季
②气候四季
4.五带划分
[思考] 在我国北方平原地区，房屋大多是坐北朝南，为了便于采光，房屋南侧窗户较大。阳光透过窗户照射面积如何变化？
提示 阳光透过窗户照射面积会发生日变化和年变化。正午太阳高度大，照射面积小于上午和下午；夏季正午太阳高度大，正午时，阳光照射面积小于冬季。
能力一 地球公转特征与二十四节气
[例1] (2015·重庆卷)二十四节气是我国独有的农业物候历，是我国优秀传统文化之一。寒露节气在每年公历10月8日左右。地球绕太阳运行一周为360°，以春分日地球在黄道上的位置为0°，则寒露日(每年公历10月8日左右)地球在黄道上的位置为( )
A.15° B.105°
C.195° D.285°
[尝试自解] ________
[解题步骤]
答案 C
1.公转轨道示意图上判断节气
在地球公转轨道图上判断各点的节气，关键是判断出二至日的位置，判断方法有三种：
(1)根据太阳直射点的位置判定
“北夏南冬”：首先画出太阳与地球中心的连线，标出该线与地球表面的交点(下图中的a点)，该点就表示太阳直射点。该点若在北半球则为夏至日；该点若在南半球则为冬至日，如下图中的b点。
(2)根据地轴的倾斜方向判定
“北倾为夏，南倾为冬”：即南半球地轴倾向太阳时为冬至日，如上图中地球公转至丙位置时的地轴；北半球地轴倾向太阳时为夏至日，如上图中的甲位置。
(3)根据极圈内的极昼和极夜状况判断
“北昼为夏，南昼为冬”：北极圈内为白昼，该处节气为夏至日，如上图中甲位置；南极圈内为白昼，该处节气为冬至日，如上图中丙位置。
二至日的位置确定之后，再根据地球的公转方向，判定春分日、秋分日的位置。如上图中的乙是秋分日，丁是春分日。
2.地球公转与二十四节气
(1)太阳直射点回归运动与二十四节气
(2)二十四节气对应的地球运动位置
(3)二十四节气与人类活动
第一类是反映季节的。立春、立夏、立秋、立冬用来表明季节，划分一年为(农历)四季。
第二类是反映太阳高度变化的。春分、秋分、夏至、冬至用来反映太阳高度变化。
第三类是反映气候特征的。小暑、大暑、处暑、小寒、大寒反映气温变化和热量状况；雨水、谷雨、小雪、大雪反映降水状况；白露、寒露、霜降反映水汽凝结、凝华现象。
第四类是反映物候现象的。小满、芒种反映有关作物的生长状况；惊蛰、清明反映自然物候现象，惊蛰预示万物惊醒复苏，清明表示空气清新，草木返青，是植物播种的大好时光。
1.(经典真题·江苏卷)在地球公转过程中，若以地球为参照系，可看到太阳在黄道上运行。图1是天赤道与黄道的示意图，图2是太阳在黄道上的视运行轨迹图。读图，回答下题。
6月初，太阳在黄道上的位置是( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
答案 D
解析 6月初，太阳在黄道上的位置应在春分日与夏至日之间，在夏至日(6月22日前后)之前且靠近6月22日处，故应为丁。
能力二 昼夜长短的变化与计算
[例2] (2020·7月浙江卷)图1为某飞机在甲、乙、丙间沿地球大圆周飞行轨迹示意图。图2为飞机飞到乙地时，其垂直下方所示的经线、纬线和晨昏线位置关系图，此时丙地地方时为17点。完成下题。
当日，甲地日出的地方时为( )
A.5点 B.6点
C.7点 D.8点
[尝试自解] ________
[解题步骤]
答案 C
1.昼夜长短的分布和变化规律
(1)看昼夜弧长→定昼夜长短
晨昏线把经过的纬线圈分割成昼弧与夜弧，所求地所在的纬线圈上，若昼弧长于夜弧，则昼长夜短；反之则昼短夜长。赤道上全年昼夜等长。(如图1所示)
图1
(2)看太阳直射点位置→定昼夜长短分布
太阳直射点的位置决定昼夜长短的状况。太阳直射在哪个半球(南、北半球)，哪个半球昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。(如图2、图3所示)
(3)看太阳直射点移动方向→定昼夜长短变化
太阳直射点的移动方向，决定昼夜长短的变化趋势，纬度的高低决定昼夜长短的变化幅度。太阳直射点向哪个半球(南、北半球)移动，哪个半球昼将变长，夜将变短；且纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大。(如图4所示)
图4
(4)看太阳直射点的位置和移动方向→定极昼、极夜的范围和变化
①太阳直射点纬度与出现极昼、极夜的最低纬度互余。
②太阳直射点向北移动，北极点周围极昼范围变大；太阳直射点向南移动，南极点周围极昼范围变大。(如图4所示)
(5)看太阳直射点位置→定日出、日落方位
直射点位置
日出方位
日落方位
昼夜长短
北半球
东北(北半球早于6时日出)
西北(北半球晚于18时日落)
北半球昼长夜短，南半球昼短夜长
赤道
正东(6时日出)
正西(18时日落)
昼夜等长
南半球
东南(北半球晚于6时日出)
西南(北半球早于18时日落)
北半球昼短夜长，南半球昼长夜短
注：当极圈内有地区出现极昼时，若是北极圈，则出现极昼的地区正北日出、正北日落(0时日出、24时日落)；若是南极圈，则出现极昼的地区正南日出、正南日落(0时日出、24时日落)。
2.昼夜长短的计算
(1)根据昼夜弧的弧度数计算：昼(夜)长＝昼(夜)弧/15°
(2)根据日出、日落时间计算
地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份，如下图：
昼长时数＝日落时间－日出时间＝2×(12－日出时间)＝2×(日落时间－12)＝24－夜长时数
(3)根据昼夜长短的分布规律计算
①同一纬线上各点昼夜状况、日出和日落时间相同。
②南、北半球纬度数相同的两条纬线昼夜时长互等，即南半球某地的昼(夜)长＝北半球同纬度数某地的夜(昼)长
(4)利用日期的对称性计算
①关于二至日对称的两个时间，如A点和B点，太阳直射点位于同一个位置。
②关于二分日对称的两个时间，如B点和C点，太阳直射点位于不同半球，但纬度数相同。
3.昼夜长短的应用
(1)根据昼夜长短，判断直射点位置：昼夜等长，太阳直射赤道；北半球昼长夜短，太阳直射北半球；南半球昼长夜短，太阳直射南半球。
(2)根据昼夜长短差值，判断纬度高低：昼夜长短差值越大，纬度越高；赤道地区，昼夜长短差值等于0。
(3)根据昼夜长短，判断日出、日落时间：日出时间＝12－1/2昼长；日落时间＝12＋1/2昼长。
2.(2020·山东卷)5月27日位于28°N的温州昼长为13时44分，该日珠峰顶部(28°N，87°E)日出时刻在北京时间( )
A.7：20以前 B.7：20～7：39
C.7：40～8：00 D.8：00以后
答案 A
解析 由题干信息可知，珠峰与温州位于同一纬线上，同一纬线上日出日落地方时相同，根据温州的昼长，可以计算出温州的日出地方时为5：08，温州地方时非常接近北京时间，再根据珠峰(87°E)与120°E之间的经度差为33°，结合经度相差1°，地方时相差4分钟来计算，两者时差为2小时12分钟。珠峰位于120°E以西，日出时刻晚，所以把温州的日出时间加上2小时12分钟，可估算出珠峰所在地日出的北京时间约在7：20，因珠峰海拔高，日出更早，故A正确。
能力三 正午太阳高度的变化与计算
[例3] (2020·天津卷)图1为我国某地一住宅小区示意图，图2中四个方向的阴影分别为小区内某栋住宅楼二至日8：00和16：00的日影。读图文材料，回答(1)～(2)题。
(1)该小区最可能位于( )
A.北京 B.银川
C.杭州 D.海口
(2)小区内各住宅楼楼高一致，休闲广场被楼影遮挡面积最大的时段是( )
A.夏至日8：00～12：00 B.夏至日12：00～16：00
C.冬至日8：00～12：00 D.冬至日12：00～16：00
[尝试自解] (1)________ (2)________
[解题步骤]
第(1)题：
第(2)题：
答案 (1)D (2)C
1.正午太阳高度的变化规律
(1)纬度变化规律
①同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点所在纬线向南、北两侧递减。
②同一纬线上正午太阳高度相同。
③与太阳直射点所在纬线纬度差相等的两条纬线上的正午太阳高度相同。
(2)季节变化规律
南、北回归线之间
纬度越高，正午太阳高度变化幅度越大(由23°26′增大至46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′
北(南)回归线至北(南)极圈之间
各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)
北(南)极圈以北(南)
纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小至23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′
2.太阳直射点的确定方法
(1)纬度的确定
方法一：“太阳直射点的纬度”和“晨昏圈与纬线相切点的纬度(出现极昼、极夜的最低纬度)”互余。
方法二：通过节气来判断。夏至，太阳直射23°26′N；冬至，太阳直射23°26′S；春、秋分，太阳直射赤道。
方法三：根据某地正午太阳高度，用公式计算太阳直射点的纬度。
方法四：“赤道处晨昏线与经线的交角(锐角)”等于“太阳直射点的纬度”。
(2)经度的确定
方法一：晨线和赤道的交点(经度)向东90°或昏线和赤道的交点(经度)向西90°，即为太阳直射点的经度。
方法二：根据晨昏线与纬线相切点所在经线的地方时判断太阳直射的经线。
3.正午太阳高度的计算方法
说明：“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即两点同在北(南)半球，则两点纬度“大数减小数”；两点分属南北不同半球，则两点纬度相加。
如图所示，太阳直射10°N，A地(42°N)、B地(23°26′N)、C地(23°26′S)三地的正午太阳高度分别为90°减三地与太阳直射点的纬度差(a、b、c)。
HA＝90°－a＝90°－(42°－10°)＝58°
HB＝90°－b＝90°－(23°26′－10°)＝76°34′
HC＝90°－c＝90°－(23°26′＋10°)＝56°34′
4.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最大值时，就是一天的正午时刻，此时当地的地方时是12时。
(2)判断所在地区的纬度
当太阳直射点位置一定时，如果已知当地的正午太阳高度，就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度”的规律，求出当地的地理纬度。
(3)确定房屋的朝向
为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。
①北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南。
②南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
(4)判断日影长短及方向
太阳直射点上，物体的影长缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。
地区
正午日影朝向
日影长短
北回归线以北
全年朝向正北(北极点除外)
冬至日日影最长
夏至日日影最短
南回归线以南
全年朝向正南(南极点除外)
夏至日日影最长
冬至日日影最短
南、北回归线之间
夏至日朝向正南
冬至日朝向正北
直射时日影最短
(等于0)
(5)计算楼间距、楼高
为了保证一楼全年都有阳光照射，北回归线以北地区建造楼房时，两楼之间的最短距离应大于L＝h/tan H(H为冬至日正午太阳高度)。
(6)计算热水器的安装角度
集热板与地面之间的夹角和当天正午太阳高度角互余，如图，α＋H＝90°时效果最佳。
3.(2019·4月浙江卷)阅读材料，完成下列问题。
下图为甲地(30°N，101°E)与我国某中学正午太阳高度角之差的年变化示意图。
计算该中学的纬度，说出P至Q时段甲地与该中学直立物正午日影的朝向及长短变化。
答案 20°N；甲地：影子朝北，由短变长；该中学：影子朝南，由长变短。
解析 因为北回归线以北地区的正午太阳高度差值永远相等。该中学与甲地正午太阳高度在较短时间有差值，说明该地位于北回归线与赤道之间，夏至日时二者正午太阳高度角差值最小，计算可得，该地纬度为20°N。二者差值最小时为夏至日，故P以前为春分到夏至，P～Q为夏至日以后的变化，则正午影子朝北，影子逐渐变长，而该中学物影朝南，由长变短。
能力四 太阳的视运动与日出日落方位
[例4] (2019·江苏卷)一游客于7月某日去雾灵山(位于北京与承德交界处)旅游，当日的太阳视运动轨迹是( )
[尝试自解] ________
[解题步骤]
答案 B
1.太阳视运动轨迹图
太阳视运动是指一天中肉眼所见太阳在天空中东升西落的运行状况。其中日出东方，日落西方，正午12点(地方时)时位于观察者的正南方、正北方或正上方。下图反映的是北纬40°附近某地在二分二至日的太阳视运动轨迹。该图可反映日出日落时间与昼夜长短、日出日落方位、正午太阳高度等。
2.全球日出、日落及正午时刻太阳方位的变化规律
(1)未出现极昼或极夜现象的地区，太阳直射北半球时，日出日落都偏北(太阳从东北升起西北落下)；太阳直射南半球时，日出日落都偏南(太阳从东南升起西南落下)；太阳直射赤道时，日出正东、日落正西。
(2)出现极昼的地区(除极点)一天内太阳不落，正午太阳高度最大，0点(24点)太阳高度最小，若位于北半球，太阳升落方位均为正北；若位于南半球，太阳升落方位均位于正南。
(3)极昼期间的极点一天内太阳高度不变。
3.昼长与日出日落时间
在北半球，昼越长，日出越早，日落越晚，日出日落的位置越偏北，太阳视运动的弧度越大；反之，在北半球昼越短，日出越晚，日落越早，日出日落位置越偏南，太阳视运动的弧度越小。
4.影子变化的判读
(1)影长变化：根据太阳高度的大小判断影长，例如，日出时影长最长，之后缩短，正午时最短，之后变长，日落时影子又最长，直射点上无影子。
(2)影子方位的变化：影子位于太阳相反方位，根据太阳方位即可推知影子方位。
4.(2018·江苏卷)下图为“某地二分二至日太阳视运动示意图”。读图回答(1)～(2)题。
(1)线①所示太阳视运动轨迹出现时的节气为( )
A.春分 B.夏至
C.秋分 D.冬至
(2)该地所属省级行政区可能是( )
A.琼 B.新
C.苏 D.赣
答案 (1)D (2)B
解析 第(1)题，根据太阳视运动图，二分二至，太阳高度角最高的时候，太阳方位都位于该地的正南方向，所以该地区位于北回归线以北，①所示节气，日出东南方向，日落西南方向，此时太阳直射南半球，所以其太阳视运动轨迹出现的节气为冬至。故D项正确。第(2)题，根据图示太阳视运动图可知，经过E、W的曲线表示二分日的太阳视运动轨迹，而且二分日的正午太阳高度约为50°，推算出该地纬度约为40°N，选项A、C、D省纬度都低于40°N，40°N穿过新疆，故选B。
能力五 太阳光照图的判读(24类基础图像专项突破5)
[例5] (2020·上海卷)下图为以极点为中心的太阳光照图(阴影部分表示黑夜)，下列四个城市中，该日白昼时间最长的是( )
A.伦敦(约52°N) B.罗马(约42°N)
C.开罗(约30°N) D.东京(约36°N)
[尝试自解] ________
[解题步骤]
答案 A
1.分清昼夜半球，确定晨线和昏线
(1)晨线：顺地球自转进入昼半球，以西为夜半球，以东为昼半球。
(2)昏线：顺地球自转进入夜半球，以西为昼半球，以东为夜半球。
2.确定地球自转方向
(1)根据地球自转方向判断：北极上空看呈逆时针方向，南极上空看呈顺时针方向。
(2)根据晨昏线判断
①若图中为昏线，为晨线，则地球呈逆时针方向自转，中心为北极点。
②若为晨线，为昏线，则地球呈顺时针方向自转，中心为南极点。
3.确定太阳直射点的位置
(1)确定经度
①根据光照图中已知经线的地方时找到地方时为12时的经线。
②从光照图中直观看出平分昼半球的经线。
(2)确定纬度
根据与晨昏线相切的纬线的纬度来确定。直射点纬度与该纬线的纬度互余。若与晨昏线相切的纬线的纬度为α，则太阳直射点的纬度为90°－α。
4.确定日期和季节
(1)利用北半球昼夜长短：昼长夜短或北极附近有极昼现象，则为北半球夏半年，反之为冬半年；若昼夜等长，则为春分日或秋分日。
(2)特殊日期的判定
①晨昏线与经线重合(或晨昏线经过极点)，为3月21日前后或9月23日前后。
②晨昏线与极圈相切，若北极圈内为夜，则为12月22日前后；若北极圈内为昼，则为6月22日前后。
③根据晨昏线与经线的斜交关系。
5.确定日出、日落时间与方向
(1)确定时间
①晨线上的各地同时日出，昏线上的各地同时日落。
②某地经线与晨线交点的地方时，为该地日出地方时；某地经线与昏线交点的地方时为该地日落地方时。
(2)确定方向
太阳直射点
日出、日落方向
直射赤道
全球各地(除极点外)，日出正东、日落正西
直射北半球
全球各地(除极昼、极夜地区外)，日出东北、日落西北
直射南半球
全球各地(除极昼、极夜地区外)，日出东南、日落西南
正好出现极昼的地方，北半球日出正北、日落正北；南半球日出正南、日落正南
6.确定地方时
(1)过晨线与赤道交点的经线的地方时是6：00。
(2)过昏线与赤道交点的经线的地方时是18：00。
(3)过昼弧中点的经线的地方时是12：00。
(4)过夜弧中点的经线的地方时是0：00或24：00。
7.确定昼夜长短
(1)确定昼长和夜长
光照图中，晨昏线将地球上的纬线分成昼弧和夜弧两部分，昼长等于该纬线昼弧所跨的度数，夜长等于该纬线夜弧所跨的度数。
(2)确定昼夜长短
同一纬线上的各地昼弧(或夜弧)是等长的，若昼弧大于夜弧，则昼长夜短，若昼弧小于夜弧，则昼短夜长。
(3)确定极昼、极夜范围
晨昏线与哪个纬线圈相切，该纬线圈与极点之间的纬度范围内就会出现极昼或极夜现象，南北半球的极昼、极夜现象出现时间正好相反。
8.确定正午太阳高度
太阳直射纬线正午太阳高度为90°，其他各地的正午太阳高度从这条纬线向南、向北递减。
5.(2020·江苏卷)2020年4月8日22时，小明在上海观赏了“超级月亮”。下图为“月亮视直径最大与最小时的对比示意图”。据此回答(1)～(2)题。
(1)从天体运动位置看，此时“超级月亮”( )
A.月球位于远地点附近
B.月球位于近地点附近
C.地月系位于远日点附近
D.地月系位于近日点附近
(2)与此时全球昼夜分布状况相符的是( )
答案 (1)B (2)A
解析 第(1)题，“超级月亮”看起来面积大、亮度大，形成时的月相为满月，且月地距离最近，因而月球应位于近地点附近，A错，B对；地月系位于远日点的日期为7月初，位于近日点的日期为1月初，与材料中观赏日期4月8日不符，C、D错。第(2)题，4月8日22时，太阳直射点位于赤道与北回归线之间，北半球昼长夜短，北极点及其附近地区出现极昼现象，南极点及其附近地区出现极夜现象，A对，B、D错；北极圈及其以内地区为极昼、南极圈及其以内地区为极夜时为6月22日前后，C错。
[情境设置] 日晷是一种利用太阳投影指示时间的工具。它由晷盘和晷针组成。晷盘是一个圆盘，晷盘面上有刻度，晷针安装在晷盘中央与盘面垂直。下图中的日晷盘面平行于赤道面，晷针指向北极。从北半球春分到秋分的半年时间里，看晷盘上面(即赤道以北)的刻度；从秋分到来年春分的半年里，看晷盘下面(即赤道以南)的刻度。
[设问角度]
(1)分析该日晷上下盘面使用时间差异的原因。
(2)尝试说出该日晷晷针与地面的夹角，并用简图表达。
[素养体现]
人地协调观
体现人类合理利用自然规律服务于人类活动
综合思维
从时空综合的角度说明日晷的原理
区域认知
从区域视角认识不同纬度地区日晷晷针的指向不同
地理实践力
不同地区安装日晷的方式不同，体现日常的观察与思考
[我的答案] (1)
(2)
[我的设问]
[参考答案] (1)北半球春分到秋分的半年里，太阳直射北半球，因此太阳位于晷盘的上方，因此看晷盘上面的刻度；北半球秋分到次年春分的半年里，太阳直射南半球，因此太阳位于晷盘的下方，因此看晷盘下面的刻度。
(2)因为日晷晷针指向北极，因此日晷晷针与地面的夹角等于当地的地理纬度。如下图所示：
视角一 从综合思维、区域认知、地理实践力的角度，考查地球公转的意义
1.(2019·天津卷)假期里，小明同学外出旅游。某日早晨小明拍摄了日出的照片，随即发到微信朋友圈。在天津(117°E，39°N)的爸爸和在国外甲城市出差的妈妈马上做出了回复(如下图)。结合图文材料，回答(1)～(2)题。
(1)小明拍摄日出照片时所在的城市最可能是( )
A.呼和浩特(112°E，40°N) B.兰州(104°E，36°N)
C.杭州(120°E，30°N) D.南宁(108°E，23°N)
(2)据图文信息，可以推测出甲城市的( )
A.纬度位置 B.经度位置
C.当天日落的方向 D.当日正午太阳高度
答案 (1)D (2)C
解析 第(1)题，根据图示信息，天津的日出时间为北京时间7：31，当地地方时为7：31－(120°－117°)×4分钟＝7：19，天津昼长为(12：00－7：19)×2＝9小时22分钟，昼长远小于夜长，太阳直射南半球，晨线呈东北一西南走向，结合小明拍摄日出时的北京时间为7：29，与天津日出的北京时间相差只有2分钟，故可推测小明所在城市位于天津西南方向，D正确。杭州在天津市东南方向，呼和浩特在天津西北方向，A、C错误；兰州虽然在天津西南方向，但纬度与天津相差较小，经度相差较大，两地日出时间相差较多，B错误。第(2)题，根据上题分析，此时太阳直射南半球，全球除极夜、极昼地区外，应该是日出东南、日落西南，结合图示可知甲城市还有2小时日落，并不位于极昼、极夜区，故日落西南，C正确。因为无法确定当日太阳直射点的纬度位置，故而无法推测甲城市的纬度位置和当日正午太阳高度，A、D错误；根据图示信息无法确定甲城市的地方时，因而也无法计算或推测甲城市的经度位置，B错。
视角二 从综合思维、区域认知、地理实践力的角度，结合乘车选座考查太阳周日视运动
2.(2018·全国卷Ⅰ)小明同学7月从重庆出发到贵州毕节旅游，收集到的相关高速公路信息如下图所示。据此完成下题。
小明若从重庆出发乘长途客车经遵义至毕节，为免受阳光长时间照射且能欣赏窗外风景，以下出发时间和座位较好的是( )
A.6：00出发，左侧靠窗 B.8：00出发，右侧靠窗
C.10：00出发，左侧靠窗 D.12：00出发，右侧靠窗
答案 B
解析 7月份，太阳直射北半球，北半球极昼极夜区除外均为东北方向日出，西北方向日落。从重庆乘长途客车到遵义全长240 km，需用时3个多小时。从遵义乘长途客车到毕节全长205 km，需用时2个多小时。中午之前出发，左侧靠窗的位置会被阳光长时间照射，而右侧靠窗的位置可以免受阳光照射且能欣赏窗外风景，排除A、C选项；若12：00出发，下午有较长的时间太阳位于西南方向，右侧靠窗的位置会受到长时间的阳光照射，排除D选项；8：00出发，从重庆经遵义到毕节的过程中，右侧靠窗的位置可以免受阳光长时间照射且能欣赏窗外风景。故选B。
视角三 从综合思维、区域认知的角度考查正午太阳高度的计算和应用
3.(2018·天津卷)天津广播电视塔(简称“天塔”)高度约415米。读图文材料，回答(1)～(2)题。
(1)拍摄到该照片的时间(北京时间)最可能介于( )
A.5：00～7：00 B.8：00～10：00
C.12：00～14：00 D.15：00～17：00
(2)拍摄到该照片的日期最可能介于( )
A.1月15日到2月15日
B.3月1日到3月30日
C.5月15日到6月15日
D.10月1日到10月30日
答案 (1)B (2)C
解析 第(1)题，由图1可知，“天塔”受太阳照射后在偏北方向形成了明显的塔影，对照图2中的指向标分析塔影与通向“天塔”的道路的关系可确定图1中塔影指向西北方向，逆推太阳位于东南方向，北京时间最可能是8：00～10：00。第(2)题，结合图2中比例尺可以估算8：00～10：00塔影大致为200米，当地正午时塔影一定小于200米，结合“天塔”415米高度，tanH＝415/200＝2.075，可估算出正午太阳高度H超过60°，则太阳直射点距离北回归线比较近，拍摄照片的日期最可能介于5月15日到6月15日。
视角四 从综合思维、区域认知、地理实践力的角度考查昼夜长短的变化规律
4.(2017·全国卷Ⅲ)某日，小明在互联网上看到世界各地好友当天发来的信息。
甲：温暖的海风夹着即将到来的夏天的味道扑面而来。
乙：冬季临近，金黄的落叶铺满了一地。
丙：又一次入秋失败了，这还是我四季分明的家乡吗？
丁：又是黑夜漫长的季节，向北望去，小城上空的极光如彩色帷幕般挂在夜空。
据此完成(1)～(2)题。
(1)以上四人所在地从北到南的排列顺序是( )
A.甲乙丙丁 B.丁乙丙甲
C.丁丙甲乙 D.甲丙乙丁
(2)当天可能是( )
A.4月28日 B.6月28日
C.9月2日 D.11月2日
答案 (1)B (2)D
解析 第(1)题，根据丁的描述可知，向北望去有极光，说明丁位于北半球高纬度地区，并且此时为北半球冬半年。排除答案A、D；而甲逐渐由春到夏，说明该地位于南半球；乙地将由秋入冬说明乙地位于北半球，且较丁纬度低；丙地入秋失败，说明处于由夏到秋的阶段，应位于北半球中纬度地区，且纬度较乙纬度低，所以甲位置更靠南，由此可确定答案为B。第(2)题，由上题分析可知，此时应为北半球冬半年，结合选项可知正确答案为D。
视角五 从综合思维、区域认知的角度考查极地地区的太阳视运动轨迹
5.(经典真题·福建卷)我国第四个南极科学考察站——泰山站(73°51′S，76°58′E)于2014年2月8日正式建成开站。下图示意某科考队员当日拍摄的一天太阳运动轨迹合成图。 读图回答(1)～(2)题。
(1)该日太阳位于图示F位置时( )
A.泰山(36°N，117°E)旭日东升
B.东京(36°N，141°E)夕阳西斜
C.纽约(41°N，74°W)烈日当空
D.开普敦(34°S，18°E)夜色深沉
(2)次日泰山站( )
A.日出正南 B.太阳高度变大
C.白昼变短 D.极昼即将开始
答案 (1)B (2)C
解析 第(1)题，从图上可以看出，当太阳位于图示F点时，太阳高度最大，说明泰山站为正午，地方时为12时，此时东京地方时约是16时16分，刚好夕阳西斜；泰山地方时约是14时40分，已是午后；纽约地方时约是2时；开普敦地方时约是8时。第(2)题，泰山站建成开站的时间是2月8日，此时太阳直射点位于南半球，且向北移动，因此次日南极泰山站白昼变短，没有出现极昼，且正午太阳高度变小；此时全球非极昼(夜)地区都是日出东南。
综合测试
选择题
(2020·北京朝阳区4月联考)下图为十月某日手机屏幕截图。读图，完成1～2题。
1.此时( )
A.晨昏线正好从莫斯科经过
B.莫斯科与北京相差五个时区
C.东京和悉尼不在同一日期内
D.北京与昆明的地方时相同
2.该日之后的一个月内，悉尼( )
A.正午影子逐渐变长
B.日出时间越来越早
C.进入到一年中最热的季节
D.昼夜长短变化幅度逐渐减小
答案 1.B 2.B
解析 第1题，晨线和赤道的交点为6点，昏线和赤道的交点为18点，终年不变。该日为十月某日，太阳直射南半球，莫斯科位于北半球中纬度，昼短夜长，日落早于18点，手机屏幕截图显示，该日莫斯科是18点，显然已经日落，所以晨昏线不可能从莫斯科经过，A错误；此时北京市朝阳区为23点，与莫斯科18点相差5个小时，据此可知，莫斯科与北京相差五个时区，B正确；此时东京为0点，悉尼为2点，两地位于180°以西，两地在同一日期内，C错误；北京经度为116°E，昆明经度为103°E ，两地经度不同，所以地方时不同，D错误。第2题，该日为十月某日，之后的一个月内，大约是10月或11月某日，在此段时间内，太阳直射南半球，并向南移动，南回归线以南地区昼长夜短，昼渐长，夜渐短，正午太阳高度角逐渐变大。悉尼位于34°S附近，随着正午太阳高度角的逐渐增大，正午影子逐渐变短，A错误；随着白昼变长，日出时间越来越早，B正确；南半球一年中最热的季节是夏季12、1、2月，C错误；昼夜长短变化幅度逐渐增大，D错误。
(2020·海南省3月诊断)下图示意江西省南昌市某学校(28.5°N，115.5°E)教学楼面朝正南的窗户某日正午阳光照射教室内的情况，经测得，图示∠1和∠2均为60°。据此完成3～4题。
3.该日太阳直射点的地理纬度约为( )
A.1.5°S B.8.5°S
C.13.5°N D.23.5°S
4.下列古诗句中反映的自然现象，在我国该季节可能发生的是( )
A.万里寒光生积雪，三边曙色动危旌
B.小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头
C.杨花榆荚无才思，惟解漫天作雪飞
D.岁暮阴阳催短景，天涯霜雪霁寒宵
答案 3.A 4.C
解析 第3题，读图可知，∠1和∠2为该日的正午太阳高度，依据正午太阳高度角计算公式：H＝90°－|纬度差|，纬度差为太阳直射点的纬度与当地的纬度差。江西省南昌市某学校的纬度是28.5°N，该日正午太阳高度是60°，据此可知太阳直射点的纬度与南昌的纬度差是30°，因此该日太阳直射点的地理纬度是1.5°S。A项正确。第4题，此时太阳直射南半球低纬地区，因此判断是初春或者深秋季节，A描述的是冬季，B是夏季，C是春季，D是冬季，因此只有C符合。
(2020·北京市适应性测试)读下表，完成5～6题。
成都—北京某次高铁时刻与里程表
站名
到达时间
开车时间
运行时间
里程(千米)
成都东
始发站
10：42
0分
0
西安北
14：37
14：47
3小时55分
658
郑州东
17：07
17：13
6小时25分
1 181
石家庄
19：01
19：05
8小时19分
1 593
北京西
20：38
终点站
9小时56分
1 874
5.成都东站与北京西站所处的纬度之差最接近于( )
A.1° B.5°
C.10° D.20°
6.某日，该次列车驶出郑州东站不久，落日的余晖照亮整个车厢。该日所属月份应为( )
A.3月 B.6月
C.9月 D.12月
答案 5.C 6.D
解析 第5题，由成都东至北京西里程可推算出两地纬度应小于20°；北京位于40°N，成都位于亚热带地区，纬度差大于5°。故两站纬度差最接近10°。第6题，由高铁时刻表可知，列车驶出郑州东站时为17：13，此时落日的余晖照亮整个车厢，可以判断该日郑州昼长约为10小时26分，该日所属月份应为12月，D对。3月、9月郑州昼长接近12小时，6月郑州昼长大于12小时，A、B、C错。
(2020·泰安二模)飞檐是指屋檐的檐部向上翘起，是一种考虑室内光照和建筑美观的中国传统建筑特色，是我国古代劳动人民智慧的结晶。下图为飞檐景观和飞檐光照原理示意图。据此完成7～8题。
7.从室内光照的角度考虑，“飞檐”设计的主要目的是( )
A.扩大夏季遮阳的面积
B.扩大冬季采光的面积
C.缩小夏季遮阳的面积
D.缩小冬季采光的面积
8.某建筑设计师在浙江采用了“飞檐”的设计。若屋顶高度不变，从排泄雨水的角度看，与北京相比，应做的调整是( )
①飞檐长度不变，加大飞檐翘起角度
②飞檐翘起角度不变，缩短飞檐
③飞檐长度不变，缩小飞檐翘起角度
④飞檐翘起角度不变，加长飞檐
A.①② B.②③
C.①④ D.②④
答案 7.B 8.A
解析 第7题，飞檐是指屋檐的檐部向上翘起，是一种考虑室内光照和建筑美观的中国传统建筑特色，读图可知，普通屋顶使冬季射入室内的太阳光线减少，因冬季太阳高度角小，飞檐高度增加，使冬季射入室内的太阳光的面积增加。故选B。第8题，该题设计的目的是从“排泄雨水”的角度分析，浙江属于亚热带季风气候，降水量丰富，北京属于温带季风气候，降水量较浙江少。因此浙江飞檐长度不变，加大飞檐翘起的角度有利于排泄雨水，①正确；或者飞檐翘起的角度不变，缩短飞檐，也有利于雨水的排泄，②正确。故选A。
二十四节气是反映天气气候和物候变化、掌握农事季节的工具，是根据太阳在黄道上的位置来划分的。下左图是天赤道与黄道示意图，下右图是二十四节气在黄道上的位置图。读图完成9～10题。
9.“露从今夜白，月是故乡明”，该节气太阳最接近左图中的( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
10.关于节气与农事、气象的连线，正确的是( )
A.春分——江淮地区播种小麦
B.谷雨——东北地区采摘茶叶
C.大暑——长江流域伏旱天气
D.霜降——天山南北油菜花开
答案 9.B 10.C
解析 第9题，“露从今夜白，月是故乡明”，该节气是白露节气，位于秋分日前约15天。结合左图中地轴的倾斜方向，太阳公转到最右侧时，太阳直射北回归线，北半球节气是夏至。太阳公转方向是顺时针方向，乙、丙之间是秋分日，乙在秋分之前，太阳最接近左图中的乙地，B项正确。第10题，春分，我国东北地区种植小麦，江淮地区是秋分前后播种冬小麦，A项错误。谷雨节气，江南地区采摘茶叶，东北不产茶叶，B项错误；大暑，长江流域受副热带高压影响，是伏旱天气，C项正确；霜降，天山南北大雪封山，D项错误。
(2020·天津市适应性测试)暑假中，天津学生小明到意大利旅游，参观了著名的比萨斜塔(位于44°N，10°E，塔高约55米)。他发现日出时太阳的方向和斜塔倾斜的方向正好垂直，如下图。回答11～12题。
11.推断比萨斜塔的倾斜方向是( )
A.东北 B.西北
C.东南 D.西南
12.该日正午比萨斜塔的日影长度大约是( )
A.15米 B.35米
C.55米 D.75米
答案 11.C 12.B
解析 第11题，暑假时，日出东北，则与图中太阳方向垂直的方向为西北和东南，根据图示判断拍摄者面向东北方向，斜塔向右倾斜，可知比萨斜塔倾斜方向为东南。第12题，暑假中(7～8月)，太阳直射点纬度在23°26′N～0°之间，当地纬度44°N，根据正午太阳高度公式求出正午太阳高度大约在69.5°～46°之间，再根据影长计算公式L＝tan·H，可算出影长为20.5～53米，故选B。
(2020·济南一模)济南(37°N)某高中地理兴趣小组开展有关“林窗知识”的研究性学习活动，他们查阅相关资料了解到，林窗(左图)主要是指林冠乔木衰老死亡或因偶然因素导致成熟阶段优势树种的死亡，从而在林地造成空隙的现象。它可以分为两类：①林冠林窗，指林冠层空隙下的林地；②扩展林窗，指除林冠林窗外，还包括其边缘到周围树木的树干基部所围成的林地。该小组选择晴天，到南部山区进行野外调查，调查时绘制了林窗示意图(右图)，并获取林窗区域地理环境资料。据此完成13～14题。
13.调查当日正午时刻，兴趣小组成员测量获得结果Sd＝H。该日最接近( )
A.秋分(9月23日左右)
B.霜降(10月23日左右)
C.立春(2月4日左右)
D.清明(4月5日左右)
14.上右图中表示林冠林窗的是( )
A.Sa B.Sb
C.Sc D.Sd
答案 13.B 14.A
解析 第13题，根据图示，当Sd＝H时，说明该日正午太阳高度为45°，当地为37°N，可以求出此日太阳直射点位于8°S。再结合太阳直射点移动规律(每天约0.26°)，可推知时间为春分前30天，或者秋分后30天，因此B项最接近。第14题，根据材料可知，林冠林窗是指林冠层空隙下的林地，因此选A。
登封观星台位于河南省登封市(约34°N，113°E)，是中国现存最早的古天文台建筑。观星台上有两间小屋，小屋之间有一横梁，台下正北方有一“长堤”(见图1)，每天正午，横梁的影子会投在“长堤”上，利用它可以了解四季变化。据此完成15～16题。
15.当地球由丙处向乙处运动期间，正午时横梁在“长堤”上的投影逐日移动方向为( )
A.东 B.西
C.南 D.北
16.若黄赤交角变小，则夏至日该地正午时横梁在“长堤”上投影的位置有何变化( )
A.变远 B.变近
C.向东北移动 D.向西北移动
答案 15.D 16.A
解析 第15题，正午太阳高度角越大，投影越短，投影距离长堤南方越近。当地球由丙处向乙处(近日点附近，应为冬至日)运动期间，太阳直射点由赤道向南回归线移动，北半球正午太阳高度角变小，投影往北移动。第16题，若黄赤交角变小，北回归线的纬度变低，该地最大的正午太阳高度变小，投影变长，所以向北变远。
敦煌(北纬39°40′～41°40′，东经92°13′～95°30′)具注历日中，漏刻标注呈现的是昼夜百刻制。漏是指计时用的漏壶，刻是指划分一天的时间单位，它通过漏壶的浮箭来计量一昼夜的时刻。漏箭浮在水面上，上面有刻度，随着水位变化，可以指示时间的流逝。漏箭上刻度固定，不能伸缩，需要经常更换，称为“漏刻改箭”。下图为漏刻示意图。据此回答17～18题。
17.古人“漏刻改箭”是因为( )
A.昼夜不断更替 B.太阳高度变化
C.昼夜长短变化 D.存在黄赤交角
18.如敦煌具注历日显示“昼60夜40”，则该日敦煌日落时的地方时为( )
A.18时 B.19时12分
C.19时28分 D.21时
答案 17.C 18.B
解析 第17题，根据材料信息“刻是指划分一天的时间单位”“可以指示时间的流逝”判断，“漏刻改箭”主要与时间变化有关，昼夜不断更替虽能体现出时间流逝，但是每天24小时是固定的，根本没必要“改箭”，而昼夜长短变化会导致白天和黑夜的时间出现差别，而材料中“漏箭上刻度固定，不能伸缩，需要经常更换”可判断古人“漏刻改箭”是因为昼夜长短变化。第18题，根据材料“漏刻标注呈现的是昼夜百刻制”可知“昼60夜40”的白昼时间大致为14小时24分钟，通过计算可得出该日敦煌日落时的地方时为19时12分。
下表为11月11日部分城市日出、日落时间表。回答19～20题。
地点
北京
哈尔滨
西安
上海
成都
拉萨
日出
7：18
6：54
7：33
6：36
7：44
8：34
日落
16：50
15：51
17：35
16：51
18：02
18：56
19.表中六个城市中，两个城市之间白昼时间差值最大可达( )
A.1小时25分 B.3小时5分
C.2小时6分 D.1小时58分
20.请依据表中信息，判断下列四城市中纬度最高的是( )
A.西安 B.成都
C.上海 D.拉萨
答案 19.A 20.A
解析 第19题，9月23日～12月22日期间，太阳直射点位于南半球，故纬度越往南，昼长越长，故表格中6个城市中，昼长最长的应为最南面的城市，结合计算拉萨的昼长最长为10小时22分；而昼长最短为最北面的城市哈尔滨，其昼长为8小时57分，故两地的白昼时间差值为1小时25分。第20题，结合上题分析，选项中四个城市同在北半球，此时越往南(即纬度越低)昼长越长，越往北，昼长越短，通过计算，四城市中昼长最短为西安，故其纬度最高。
第6讲 地球的公转及其地理意义
新课标·内容要求
新课程·素养要求
新教材·对应节次
2020年新高考·命题统计
结合实例，说明地球运动(公转)的地理意义。
综合思维、区域认知、地理实践力
[选择性必修1]1.2；1.2
山东卷第8题；天津卷第14、15题；上海卷第3题
一、地球的公转
1.概念：绕太阳的运动。
2.方向：自西向东
3.周期
名称
1回归年
1恒星年
参照物
太阳
其他恒星
时长
365日5时48分46秒
365日6时9分10秒
特点
直射点的移动周期
公转的真正周期
4.轨道与速度
从地球北极上空看公转方向
二、黄赤交角及其影响
1.黄赤交角的含义：地球公转轨道平面(即黄道平面)同赤道平面的交角。目前，其大小是23°26′。如图所示：
2.黄赤交角的影响：引起太阳直射点在南、北回归线之间往返运动。
[思考] 黄赤交角增加1°，对五带范围有何影响？
提示 黄赤交角增加1°，热带范围增加2°，寒带范围增加2°，温带范围缩小4°。
三、地球公转的地理意义
1.昼夜长短的变化
(1)典型图示(以北半球为例)
(2)昼夜长短的变化(以北半球为例)
时间
变化特点
重要节气
夏半年
昼长夜短，纬度越高，昼越长，夜越短
图1为夏至，北半球昼最长、夜最短，北极圈及其以北地区皆为极昼
冬半年
昼短夜长，纬度越高，昼越短，夜越长
图3为冬至，北半球昼最短、夜最长，北极圈及其以北地区出现极夜现象
二分日
图2为春分或秋分，全球各地昼夜等长
[易误辨析] 冬季的作息时间和夏季作息时间不同，其影响因素是什么？
提示 受昼夜长短季节变化的影响，作息时间会随季节变化而调整。作息时间的调整还受气温、生活规律等的影响。
2.正午太阳高度的变化
(1)太阳高度：太阳光线与地平面的交角，如图甲中的h。
(2)正午太阳高度：地方时正午时刻(12：00)的太阳高度角，即一日内最大的太阳高度，如图乙中的H。
(3)正午太阳高度的空间(纬度)变化规律：由太阳直射点所在纬线向南、北两侧递减。
(4)正午太阳高度的时间(季节)变化规律(以北半球为例)
节气
最大值地区
最小值地区
夏至
北回归线及其以北地区
南半球
冬至
南回归线及其以南地区
北半球
春分、秋分
赤道
极点
3.四季更替
(1)成因：由于昼夜长短和正午太阳高度的时空变化，太阳辐射在一年中呈现有规律的变化。
(2)四季更替
①天文四季
②气候四季
4.五带划分
[思考] 在我国北方平原地区，房屋大多是坐北朝南，为了便于采光，房屋南侧窗户较大。阳光透过窗户照射面积如何变化？
提示 阳光透过窗户照射面积会发生日变化和年变化。正午太阳高度大，照射面积小于上午和下午；夏季正午太阳高度大，正午时，阳光照射面积小于冬季。
能力一 地球公转特征与二十四节气
[例1] (2015·重庆卷)二十四节气是我国独有的农业物候历，是我国优秀传统文化之一。寒露节气在每年公历10月8日左右。地球绕太阳运行一周为360°，以春分日地球在黄道上的位置为0°，则寒露日(每年公历10月8日左右)地球在黄道上的位置为( )
A.15° B.105°
C.195° D.285°
[尝试自解] ________
[解题步骤]
答案 C
1.公转轨道示意图上判断节气
在地球公转轨道图上判断各点的节气，关键是判断出二至日的位置，判断方法有三种：
(1)根据太阳直射点的位置判定
“北夏南冬”：首先画出太阳与地球中心的连线，标出该线与地球表面的交点(下图中的a点)，该点就表示太阳直射点。该点若在北半球则为夏至日；该点若在南半球则为冬至日，如下图中的b点。
(2)根据地轴的倾斜方向判定
“北倾为夏，南倾为冬”：即南半球地轴倾向太阳时为冬至日，如上图中地球公转至丙位置时的地轴；北半球地轴倾向太阳时为夏至日，如上图中的甲位置。
(3)根据极圈内的极昼和极夜状况判断
“北昼为夏，南昼为冬”：北极圈内为白昼，该处节气为夏至日，如上图中甲位置；南极圈内为白昼，该处节气为冬至日，如上图中丙位置。
二至日的位置确定之后，再根据地球的公转方向，判定春分日、秋分日的位置。如上图中的乙是秋分日，丁是春分日。
2.地球公转与二十四节气
(1)太阳直射点回归运动与二十四节气
(2)二十四节气对应的地球运动位置
(3)二十四节气与人类活动
第一类是反映季节的。立春、立夏、立秋、立冬用来表明季节，划分一年为(农历)四季。
第二类是反映太阳高度变化的。春分、秋分、夏至、冬至用来反映太阳高度变化。
第三类是反映气候特征的。小暑、大暑、处暑、小寒、大寒反映气温变化和热量状况；雨水、谷雨、小雪、大雪反映降水状况；白露、寒露、霜降反映水汽凝结、凝华现象。
第四类是反映物候现象的。小满、芒种反映有关作物的生长状况；惊蛰、清明反映自然物候现象，惊蛰预示万物惊醒复苏，清明表示空气清新，草木返青，是植物播种的大好时光。
1.(经典真题·江苏卷)在地球公转过程中，若以地球为参照系，可看到太阳在黄道上运行。图1是天赤道与黄道的示意图，图2是太阳在黄道上的视运行轨迹图。读图，回答下题。
6月初，太阳在黄道上的位置是( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
答案 D
解析 6月初，太阳在黄道上的位置应在春分日与夏至日之间，在夏至日(6月22日前后)之前且靠近6月22日处，故应为丁。
能力二 昼夜长短的变化与计算
[例2] (2020·7月浙江卷)图1为某飞机在甲、乙、丙间沿地球大圆周飞行轨迹示意图。图2为飞机飞到乙地时，其垂直下方所示的经线、纬线和晨昏线位置关系图，此时丙地地方时为17点。完成下题。
当日，甲地日出的地方时为( )
A.5点 B.6点
C.7点 D.8点
[尝试自解] ________
[解题步骤]
答案 C
1.昼夜长短的分布和变化规律
(1)看昼夜弧长→定昼夜长短
晨昏线把经过的纬线圈分割成昼弧与夜弧，所求地所在的纬线圈上，若昼弧长于夜弧，则昼长夜短；反之则昼短夜长。赤道上全年昼夜等长。(如图1所示)
图1
(2)看太阳直射点位置→定昼夜长短分布
太阳直射点的位置决定昼夜长短的状况。太阳直射在哪个半球(南、北半球)，哪个半球昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。(如图2、图3所示)
(3)看太阳直射点移动方向→定昼夜长短变化
太阳直射点的移动方向，决定昼夜长短的变化趋势，纬度的高低决定昼夜长短的变化幅度。太阳直射点向哪个半球(南、北半球)移动，哪个半球昼将变长，夜将变短；且纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大。(如图4所示)
图4
(4)看太阳直射点的位置和移动方向→定极昼、极夜的范围和变化
①太阳直射点纬度与出现极昼、极夜的最低纬度互余。
②太阳直射点向北移动，北极点周围极昼范围变大；太阳直射点向南移动，南极点周围极昼范围变大。(如图4所示)
(5)看太阳直射点位置→定日出、日落方位
直射点位置
日出方位
日落方位
昼夜长短
北半球
东北(北半球早于6时日出)
西北(北半球晚于18时日落)
北半球昼长夜短，南半球昼短夜长
赤道
正东(6时日出)
正西(18时日落)
昼夜等长
南半球
东南(北半球晚于6时日出)
西南(北半球早于18时日落)
北半球昼短夜长，南半球昼长夜短
注：当极圈内有地区出现极昼时，若是北极圈，则出现极昼的地区正北日出、正北日落(0时日出、24时日落)；若是南极圈，则出现极昼的地区正南日出、正南日落(0时日出、24时日落)。
2.昼夜长短的计算
(1)根据昼夜弧的弧度数计算：昼(夜)长＝昼(夜)弧/15°
(2)根据日出、日落时间计算
地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份，如下图：
昼长时数＝日落时间－日出时间＝2×(12－日出时间)＝2×(日落时间－12)＝24－夜长时数
(3)根据昼夜长短的分布规律计算
①同一纬线上各点昼夜状况、日出和日落时间相同。
②南、北半球纬度数相同的两条纬线昼夜时长互等，即南半球某地的昼(夜)长＝北半球同纬度数某地的夜(昼)长
(4)利用日期的对称性计算
①关于二至日对称的两个时间，如A点和B点，太阳直射点位于同一个位置。
②关于二分日对称的两个时间，如B点和C点，太阳直射点位于不同半球，但纬度数相同。
3.昼夜长短的应用
(1)根据昼夜长短，判断直射点位置：昼夜等长，太阳直射赤道；北半球昼长夜短，太阳直射北半球；南半球昼长夜短，太阳直射南半球。
(2)根据昼夜长短差值，判断纬度高低：昼夜长短差值越大，纬度越高；赤道地区，昼夜长短差值等于0。
(3)根据昼夜长短，判断日出、日落时间：日出时间＝12－1/2昼长；日落时间＝12＋1/2昼长。
2.(2020·山东卷)5月27日位于28°N的温州昼长为13时44分，该日珠峰顶部(28°N，87°E)日出时刻在北京时间( )
A.7：20以前 B.7：20～7：39
C.7：40～8：00 D.8：00以后
答案 A
解析 由题干信息可知，珠峰与温州位于同一纬线上，同一纬线上日出日落地方时相同，根据温州的昼长，可以计算出温州的日出地方时为5：08，温州地方时非常接近北京时间，再根据珠峰(87°E)与120°E之间的经度差为33°，结合经度相差1°，地方时相差4分钟来计算，两者时差为2小时12分钟。珠峰位于120°E以西，日出时刻晚，所以把温州的日出时间加上2小时12分钟，可估算出珠峰所在地日出的北京时间约在7：20，因珠峰海拔高，日出更早，故A正确。
能力三 正午太阳高度的变化与计算
[例3] (2020·天津卷)图1为我国某地一住宅小区示意图，图2中四个方向的阴影分别为小区内某栋住宅楼二至日8：00和16：00的日影。读图文材料，回答(1)～(2)题。
(1)该小区最可能位于( )
A.北京 B.银川
C.杭州 D.海口
(2)小区内各住宅楼楼高一致，休闲广场被楼影遮挡面积最大的时段是( )
A.夏至日8：00～12：00 B.夏至日12：00～16：00
C.冬至日8：00～12：00 D.冬至日12：00～16：00
[尝试自解] (1)________ (2)________
[解题步骤]
第(1)题：
第(2)题：
答案 (1)D (2)C
1.正午太阳高度的变化规律
(1)纬度变化规律
①同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点所在纬线向南、北两侧递减。
②同一纬线上正午太阳高度相同。
③与太阳直射点所在纬线纬度差相等的两条纬线上的正午太阳高度相同。
(2)季节变化规律
南、北回归线之间
纬度越高，正午太阳高度变化幅度越大(由23°26′增大至46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′
北(南)回归线至北(南)极圈之间
各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)
北(南)极圈以北(南)
纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小至23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′
2.太阳直射点的确定方法
(1)纬度的确定
方法一：“太阳直射点的纬度”和“晨昏圈与纬线相切点的纬度(出现极昼、极夜的最低纬度)”互余。
方法二：通过节气来判断。夏至，太阳直射23°26′N；冬至，太阳直射23°26′S；春、秋分，太阳直射赤道。
方法三：根据某地正午太阳高度，用公式计算太阳直射点的纬度。
方法四：“赤道处晨昏线与经线的交角(锐角)”等于“太阳直射点的纬度”。
(2)经度的确定
方法一：晨线和赤道的交点(经度)向东90°或昏线和赤道的交点(经度)向西90°，即为太阳直射点的经度。
方法二：根据晨昏线与纬线相切点所在经线的地方时判断太阳直射的经线。
3.正午太阳高度的计算方法
说明：“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即两点同在北(南)半球，则两点纬度“大数减小数”；两点分属南北不同半球，则两点纬度相加。
如图所示，太阳直射10°N，A地(42°N)、B地(23°26′N)、C地(23°26′S)三地的正午太阳高度分别为90°减三地与太阳直射点的纬度差(a、b、c)。
HA＝90°－a＝90°－(42°－10°)＝58°
HB＝90°－b＝90°－(23°26′－10°)＝76°34′
HC＝90°－c＝90°－(23°26′＋10°)＝56°34′
4.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最大值时，就是一天的正午时刻，此时当地的地方时是12时。
(2)判断所在地区的纬度
当太阳直射点位置一定时，如果已知当地的正午太阳高度，就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度”的规律，求出当地的地理纬度。
(3)确定房屋的朝向
为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。
①北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南。
②南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
(4)判断日影长短及方向
太阳直射点上，物体的影长缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。
地区
正午日影朝向
日影长短
北回归线以北
全年朝向正北(北极点除外)
冬至日日影最长
夏至日日影最短
南回归线以南
全年朝向正南(南极点除外)
夏至日日影最长
冬至日日影最短
南、北回归线之间
夏至日朝向正南
冬至日朝向正北
直射时日影最短
(等于0)
(5)计算楼间距、楼高
为了保证一楼全年都有阳光照射，北回归线以北地区建造楼房时，两楼之间的最短距离应大于L＝h/tan H(H为冬至日正午太阳高度)。
(6)计算热水器的安装角度
集热板与地面之间的夹角和当天正午太阳高度角互余，如图，α＋H＝90°时效果最佳。
3.(2019·4月浙江卷)阅读材料，完成下列问题。
下图为甲地(30°N，101°E)与我国某中学正午太阳高度角之差的年变化示意图。
计算该中学的纬度，说出P至Q时段甲地与该中学直立物正午日影的朝向及长短变化。
答案 20°N；甲地：影子朝北，由短变长；该中学：影子朝南，由长变短。
解析 因为北回归线以北地区的正午太阳高度差值永远相等。该中学与甲地正午太阳高度在较短时间有差值，说明该地位于北回归线与赤道之间，夏至日时二者正午太阳高度角差值最小，计算可得，该地纬度为20°N。二者差值最小时为夏至日，故P以前为春分到夏至，P～Q为夏至日以后的变化，则正午影子朝北，影子逐渐变长，而该中学物影朝南，由长变短。
能力四 太阳的视运动与日出日落方位
[例4] (2019·江苏卷)一游客于7月某日去雾灵山(位于北京与承德交界处)旅游，当日的太阳视运动轨迹是( )
[尝试自解] ________
[解题步骤]
答案 B
1.太阳视运动轨迹图
太阳视运动是指一天中肉眼所见太阳在天空中东升西落的运行状况。其中日出东方，日落西方，正午12点(地方时)时位于观察者的正南方、正北方或正上方。下图反映的是北纬40°附近某地在二分二至日的太阳视运动轨迹。该图可反映日出日落时间与昼夜长短、日出日落方位、正午太阳高度等。
2.全球日出、日落及正午时刻太阳方位的变化规律
(1)未出现极昼或极夜现象的地区，太阳直射北半球时，日出日落都偏北(太阳从东北升起西北落下)；太阳直射南半球时，日出日落都偏南(太阳从东南升起西南落下)；太阳直射赤道时，日出正东、日落正西。
(2)出现极昼的地区(除极点)一天内太阳不落，正午太阳高度最大，0点(24点)太阳高度最小，若位于北半球，太阳升落方位均为正北；若位于南半球，太阳升落方位均位于正南。
(3)极昼期间的极点一天内太阳高度不变。
3.昼长与日出日落时间
在北半球，昼越长，日出越早，日落越晚，日出日落的位置越偏北，太阳视运动的弧度越大；反之，在北半球昼越短，日出越晚，日落越早，日出日落位置越偏南，太阳视运动的弧度越小。
4.影子变化的判读
(1)影长变化：根据太阳高度的大小判断影长，例如，日出时影长最长，之后缩短，正午时最短，之后变长，日落时影子又最长，直射点上无影子。
(2)影子方位的变化：影子位于太阳相反方位，根据太阳方位即可推知影子方位。
4.(2018·江苏卷)下图为“某地二分二至日太阳视运动示意图”。读图回答(1)～(2)题。
(1)线①所示太阳视运动轨迹出现时的节气为( )
A.春分 B.夏至
C.秋分 D.冬至
(2)该地所属省级行政区可能是( )
A.琼 B.新
C.苏 D.赣
答案 (1)D (2)B
解析 第(1)题，根据太阳视运动图，二分二至，太阳高度角最高的时候，太阳方位都位于该地的正南方向，所以该地区位于北回归线以北，①所示节气，日出东南方向，日落西南方向，此时太阳直射南半球，所以其太阳视运动轨迹出现的节气为冬至。故D项正确。第(2)题，根据图示太阳视运动图可知，经过E、W的曲线表示二分日的太阳视运动轨迹，而且二分日的正午太阳高度约为50°，推算出该地纬度约为40°N，选项A、C、D省纬度都低于40°N，40°N穿过新疆，故选B。
能力五 太阳光照图的判读(24类基础图像专项突破5)
[例5] (2020·上海卷)下图为以极点为中心的太阳光照图(阴影部分表示黑夜)，下列四个城市中，该日白昼时间最长的是( )
A.伦敦(约52°N) B.罗马(约42°N)
C.开罗(约30°N) D.东京(约36°N)
[尝试自解] ________
[解题步骤]
答案 A
1.分清昼夜半球，确定晨线和昏线
(1)晨线：顺地球自转进入昼半球，以西为夜半球，以东为昼半球。
(2)昏线：顺地球自转进入夜半球，以西为昼半球，以东为夜半球。
2.确定地球自转方向
(1)根据地球自转方向判断：北极上空看呈逆时针方向，南极上空看呈顺时针方向。
(2)根据晨昏线判断
①若图中为昏线，为晨线，则地球呈逆时针方向自转，中心为北极点。
②若为晨线，为昏线，则地球呈顺时针方向自转，中心为南极点。
3.确定太阳直射点的位置
(1)确定经度
①根据光照图中已知经线的地方时找到地方时为12时的经线。
②从光照图中直观看出平分昼半球的经线。
(2)确定纬度
根据与晨昏线相切的纬线的纬度来确定。直射点纬度与该纬线的纬度互余。若与晨昏线相切的纬线的纬度为α，则太阳直射点的纬度为90°－α。
4.确定日期和季节
(1)利用北半球昼夜长短：昼长夜短或北极附近有极昼现象，则为北半球夏半年，反之为冬半年；若昼夜等长，则为春分日或秋分日。
(2)特殊日期的判定
①晨昏线与经线重合(或晨昏线经过极点)，为3月21日前后或9月23日前后。
②晨昏线与极圈相切，若北极圈内为夜，则为12月22日前后；若北极圈内为昼，则为6月22日前后。
③根据晨昏线与经线的斜交关系。
5.确定日出、日落时间与方向
(1)确定时间
①晨线上的各地同时日出，昏线上的各地同时日落。
②某地经线与晨线交点的地方时，为该地日出地方时；某地经线与昏线交点的地方时为该地日落地方时。
(2)确定方向
太阳直射点
日出、日落方向
直射赤道
全球各地(除极点外)，日出正东、日落正西
直射北半球
全球各地(除极昼、极夜地区外)，日出东北、日落西北
直射南半球
全球各地(除极昼、极夜地区外)，日出东南、日落西南
正好出现极昼的地方，北半球日出正北、日落正北；南半球日出正南、日落正南
6.确定地方时
(1)过晨线与赤道交点的经线的地方时是6：00。
(2)过昏线与赤道交点的经线的地方时是18：00。
(3)过昼弧中点的经线的地方时是12：00。
(4)过夜弧中点的经线的地方时是0：00或24：00。
7.确定昼夜长短
(1)确定昼长和夜长
光照图中，晨昏线将地球上的纬线分成昼弧和夜弧两部分，昼长等于该纬线昼弧所跨的度数，夜长等于该纬线夜弧所跨的度数。
(2)确定昼夜长短
同一纬线上的各地昼弧(或夜弧)是等长的，若昼弧大于夜弧，则昼长夜短，若昼弧小于夜弧，则昼短夜长。
(3)确定极昼、极夜范围
晨昏线与哪个纬线圈相切，该纬线圈与极点之间的纬度范围内就会出现极昼或极夜现象，南北半球的极昼、极夜现象出现时间正好相反。
8.确定正午太阳高度
太阳直射纬线正午太阳高度为90°，其他各地的正午太阳高度从这条纬线向南、向北递减。
5.(2020·江苏卷)2020年4月8日22时，小明在上海观赏了“超级月亮”。下图为“月亮视直径最大与最小时的对比示意图”。据此回答(1)～(2)题。
(1)从天体运动位置看，此时“超级月亮”( )
A.月球位于远地点附近
B.月球位于近地点附近
C.地月系位于远日点附近
D.地月系位于近日点附近
(2)与此时全球昼夜分布状况相符的是( )
答案 (1)B (2)A
解析 第(1)题，“超级月亮”看起来面积大、亮度大，形成时的月相为满月，且月地距离最近，因而月球应位于近地点附近，A错，B对；地月系位于远日点的日期为7月初，位于近日点的日期为1月初，与材料中观赏日期4月8日不符，C、D错。第(2)题，4月8日22时，太阳直射点位于赤道与北回归线之间，北半球昼长夜短，北极点及其附近地区出现极昼现象，南极点及其附近地区出现极夜现象，A对，B、D错；北极圈及其以内地区为极昼、南极圈及其以内地区为极夜时为6月22日前后，C错。
[情境设置] 日晷是一种利用太阳投影指示时间的工具。它由晷盘和晷针组成。晷盘是一个圆盘，晷盘面上有刻度，晷针安装在晷盘中央与盘面垂直。下图中的日晷盘面平行于赤道面，晷针指向北极。从北半球春分到秋分的半年时间里，看晷盘上面(即赤道以北)的刻度；从秋分到来年春分的半年里，看晷盘下面(即赤道以南)的刻度。
[设问角度]
(1)分析该日晷上下盘面使用时间差异的原因。
(2)尝试说出该日晷晷针与地面的夹角，并用简图表达。
[素养体现]
人地协调观
体现人类合理利用自然规律服务于人类活动
综合思维
从时空综合的角度说明日晷的原理
区域认知
从区域视角认识不同纬度地区日晷晷针的指向不同
地理实践力
不同地区安装日晷的方式不同，体现日常的观察与思考
[我的答案] (1)
(2)
[我的设问]
[参考答案] (1)北半球春分到秋分的半年里，太阳直射北半球，因此太阳位于晷盘的上方，因此看晷盘上面的刻度；北半球秋分到次年春分的半年里，太阳直射南半球，因此太阳位于晷盘的下方，因此看晷盘下面的刻度。
(2)因为日晷晷针指向北极，因此日晷晷针与地面的夹角等于当地的地理纬度。如下图所示：
视角一 从综合思维、区域认知、地理实践力的角度，考查地球公转的意义
1.(2019·天津卷)假期里，小明同学外出旅游。某日早晨小明拍摄了日出的照片，随即发到微信朋友圈。在天津(117°E，39°N)的爸爸和在国外甲城市出差的妈妈马上做出了回复(如下图)。结合图文材料，回答(1)～(2)题。
(1)小明拍摄日出照片时所在的城市最可能是( )
A.呼和浩特(112°E，40°N) B.兰州(104°E，36°N)
C.杭州(120°E，30°N) D.南宁(108°E，23°N)
(2)据图文信息，可以推测出甲城市的( )
A.纬度位置 B.经度位置
C.当天日落的方向 D.当日正午太阳高度
答案 (1)D (2)C
解析 第(1)题，根据图示信息，天津的日出时间为北京时间7：31，当地地方时为7：31－(120°－117°)×4分钟＝7：19，天津昼长为(12：00－7：19)×2＝9小时22分钟，昼长远小于夜长，太阳直射南半球，晨线呈东北一西南走向，结合小明拍摄日出时的北京时间为7：29，与天津日出的北京时间相差只有2分钟，故可推测小明所在城市位于天津西南方向，D正确。杭州在天津市东南方向，呼和浩特在天津西北方向，A、C错误；兰州虽然在天津西南方向，但纬度与天津相差较小，经度相差较大，两地日出时间相差较多，B错误。第(2)题，根据上题分析，此时太阳直射南半球，全球除极夜、极昼地区外，应该是日出东南、日落西南，结合图示可知甲城市还有2小时日落，并不位于极昼、极夜区，故日落西南，C正确。因为无法确定当日太阳直射点的纬度位置，故而无法推测甲城市的纬度位置和当日正午太阳高度，A、D错误；根据图示信息无法确定甲城市的地方时，因而也无法计算或推测甲城市的经度位置，B错。
视角二 从综合思维、区域认知、地理实践力的角度，结合乘车选座考查太阳周日视运动
2.(2018·全国卷Ⅰ)小明同学7月从重庆出发到贵州毕节旅游，收集到的相关高速公路信息如下图所示。据此完成下题。
小明若从重庆出发乘长途客车经遵义至毕节，为免受阳光长时间照射且能欣赏窗外风景，以下出发时间和座位较好的是( )
A.6：00出发，左侧靠窗 B.8：00出发，右侧靠窗
C.10：00出发，左侧靠窗 D.12：00出发，右侧靠窗
答案 B
解析 7月份，太阳直射北半球，北半球极昼极夜区除外均为东北方向日出，西北方向日落。从重庆乘长途客车到遵义全长240 km，需用时3个多小时。从遵义乘长途客车到毕节全长205 km，需用时2个多小时。中午之前出发，左侧靠窗的位置会被阳光长时间照射，而右侧靠窗的位置可以免受阳光照射且能欣赏窗外风景，排除A、C选项；若12：00出发，下午有较长的时间太阳位于西南方向，右侧靠窗的位置会受到长时间的阳光照射，排除D选项；8：00出发，从重庆经遵义到毕节的过程中，右侧靠窗的位置可以免受阳光长时间照射且能欣赏窗外风景。故选B。
视角三 从综合思维、区域认知的角度考查正午太阳高度的计算和应用
3.(2018·天津卷)天津广播电视塔(简称“天塔”)高度约415米。读图文材料，回答(1)～(2)题。
(1)拍摄到该照片的时间(北京时间)最可能介于( )
A.5：00～7：00 B.8：00～10：00
C.12：00～14：00 D.15：00～17：00
(2)拍摄到该照片的日期最可能介于( )
A.1月15日到2月15日
B.3月1日到3月30日
C.5月15日到6月15日
D.10月1日到10月30日
答案 (1)B (2)C
解析 第(1)题，由图1可知，“天塔”受太阳照射后在偏北方向形成了明显的塔影，对照图2中的指向标分析塔影与通向“天塔”的道路的关系可确定图1中塔影指向西北方向，逆推太阳位于东南方向，北京时间最可能是8：00～10：00。第(2)题，结合图2中比例尺可以估算8：00～10：00塔影大致为200米，当地正午时塔影一定小于200米，结合“天塔”415米高度，tanH＝415/200＝2.075，可估算出正午太阳高度H超过60°，则太阳直射点距离北回归线比较近，拍摄照片的日期最可能介于5月15日到6月15日。
视角四 从综合思维、区域认知、地理实践力的角度考查昼夜长短的变化规律
4.(2017·全国卷Ⅲ)某日，小明在互联网上看到世界各地好友当天发来的信息。
甲：温暖的海风夹着即将到来的夏天的味道扑面而来。
乙：冬季临近，金黄的落叶铺满了一地。
丙：又一次入秋失败了，这还是我四季分明的家乡吗？
丁：又是黑夜漫长的季节，向北望去，小城上空的极光如彩色帷幕般挂在夜空。
据此完成(1)～(2)题。
(1)以上四人所在地从北到南的排列顺序是( )
A.甲乙丙丁 B.丁乙丙甲
C.丁丙甲乙 D.甲丙乙丁
(2)当天可能是( )
A.4月28日 B.6月28日
C.9月2日 D.11月2日
答案 (1)B (2)D
解析 第(1)题，根据丁的描述可知，向北望去有极光，说明丁位于北半球高纬度地区，并且此时为北半球冬半年。排除答案A、D；而甲逐渐由春到夏，说明该地位于南半球；乙地将由秋入冬说明乙地位于北半球，且较丁纬度低；丙地入秋失败，说明处于由夏到秋的阶段，应位于北半球中纬度地区，且纬度较乙纬度低，所以甲位置更靠南，由此可确定答案为B。第(2)题，由上题分析可知，此时应为北半球冬半年，结合选项可知正确答案为D。
视角五 从综合思维、区域认知的角度考查极地地区的太阳视运动轨迹
5.(经典真题·福建卷)我国第四个南极科学考察站——泰山站(73°51′S，76°58′E)于2014年2月8日正式建成开站。下图示意某科考队员当日拍摄的一天太阳运动轨迹合成图。 读图回答(1)～(2)题。
(1)该日太阳位于图示F位置时( )
A.泰山(36°N，117°E)旭日东升
B.东京(36°N，141°E)夕阳西斜
C.纽约(41°N，74°W)烈日当空
D.开普敦(34°S，18°E)夜色深沉
(2)次日泰山站( )
A.日出正南 B.太阳高度变大
C.白昼变短 D.极昼即将开始
答案 (1)B (2)C
解析 第(1)题，从图上可以看出，当太阳位于图示F点时，太阳高度最大，说明泰山站为正午，地方时为12时，此时东京地方时约是16时16分，刚好夕阳西斜；泰山地方时约是14时40分，已是午后；纽约地方时约是2时；开普敦地方时约是8时。第(2)题，泰山站建成开站的时间是2月8日，此时太阳直射点位于南半球，且向北移动，因此次日南极泰山站白昼变短，没有出现极昼，且正午太阳高度变小；此时全球非极昼(夜)地区都是日出东南。
综合测试
选择题
(2020·北京朝阳区4月联考)下图为十月某日手机屏幕截图。读图，完成1～2题。
1.此时( )
A.晨昏线正好从莫斯科经过
B.莫斯科与北京相差五个时区
C.东京和悉尼不在同一日期内
D.北京与昆明的地方时相同
2.该日之后的一个月内，悉尼( )
A.正午影子逐渐变长
B.日出时间越来越早
C.进入到一年中最热的季节
D.昼夜长短变化幅度逐渐减小
答案 1.B 2.B
解析 第1题，晨线和赤道的交点为6点，昏线和赤道的交点为18点，终年不变。该日为十月某日，太阳直射南半球，莫斯科位于北半球中纬度，昼短夜长，日落早于18点，手机屏幕截图显示，该日莫斯科是18点，显然已经日落，所以晨昏线不可能从莫斯科经过，A错误；此时北京市朝阳区为23点，与莫斯科18点相差5个小时，据此可知，莫斯科与北京相差五个时区，B正确；此时东京为0点，悉尼为2点，两地位于180°以西，两地在同一日期内，C错误；北京经度为116°E，昆明经度为103°E ，两地经度不同，所以地方时不同，D错误。第2题，该日为十月某日，之后的一个月内，大约是10月或11月某日，在此段时间内，太阳直射南半球，并向南移动，南回归线以南地区昼长夜短，昼渐长，夜渐短，正午太阳高度角逐渐变大。悉尼位于34°S附近，随着正午太阳高度角的逐渐增大，正午影子逐渐变短，A错误；随着白昼变长，日出时间越来越早，B正确；南半球一年中最热的季节是夏季12、1、2月，C错误；昼夜长短变化幅度逐渐增大，D错误。
(2020·海南省3月诊断)下图示意江西省南昌市某学校(28.5°N，115.5°E)教学楼面朝正南的窗户某日正午阳光照射教室内的情况，经测得，图示∠1和∠2均为60°。据此完成3～4题。
3.该日太阳直射点的地理纬度约为( )
A.1.5°S B.8.5°S
C.13.5°N D.23.5°S
4.下列古诗句中反映的自然现象，在我国该季节可能发生的是( )
A.万里寒光生积雪，三边曙色动危旌
B.小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头
C.杨花榆荚无才思，惟解漫天作雪飞
D.岁暮阴阳催短景，天涯霜雪霁寒宵
答案 3.A 4.C
解析 第3题，读图可知，∠1和∠2为该日的正午太阳高度，依据正午太阳高度角计算公式：H＝90°－|纬度差|，纬度差为太阳直射点的纬度与当地的纬度差。江西省南昌市某学校的纬度是28.5°N，该日正午太阳高度是60°，据此可知太阳直射点的纬度与南昌的纬度差是30°，因此该日太阳直射点的地理纬度是1.5°S。A项正确。第4题，此时太阳直射南半球低纬地区，因此判断是初春或者深秋季节，A描述的是冬季，B是夏季，C是春季，D是冬季，因此只有C符合。
(2020·北京市适应性测试)读下表，完成5～6题。
成都—北京某次高铁时刻与里程表
站名
到达时间
开车时间
运行时间
里程(千米)
成都东
始发站
10：42
0分
0
西安北
14：37
14：47
3小时55分
658
郑州东
17：07
17：13
6小时25分
1 181
石家庄
19：01
19：05
8小时19分
1 593
北京西
20：38
终点站
9小时56分
1 874
5.成都东站与北京西站所处的纬度之差最接近于( )
A.1° B.5°
C.10° D.20°
6.某日，该次列车驶出郑州东站不久，落日的余晖照亮整个车厢。该日所属月份应为( )
A.3月 B.6月
C.9月 D.12月
答案 5.C 6.D
解析 第5题，由成都东至北京西里程可推算出两地纬度应小于20°；北京位于40°N，成都位于亚热带地区，纬度差大于5°。故两站纬度差最接近10°。第6题，由高铁时刻表可知，列车驶出郑州东站时为17：13，此时落日的余晖照亮整个车厢，可以判断该日郑州昼长约为10小时26分，该日所属月份应为12月，D对。3月、9月郑州昼长接近12小时，6月郑州昼长大于12小时，A、B、C错。
(2020·泰安二模)飞檐是指屋檐的檐部向上翘起，是一种考虑室内光照和建筑美观的中国传统建筑特色，是我国古代劳动人民智慧的结晶。下图为飞檐景观和飞檐光照原理示意图。据此完成7～8题。
7.从室内光照的角度考虑，“飞檐”设计的主要目的是( )
A.扩大夏季遮阳的面积
B.扩大冬季采光的面积
C.缩小夏季遮阳的面积
D.缩小冬季采光的面积
8.某建筑设计师在浙江采用了“飞檐”的设计。若屋顶高度不变，从排泄雨水的角度看，与北京相比，应做的调整是( )
①飞檐长度不变，加大飞檐翘起角度
②飞檐翘起角度不变，缩短飞檐
③飞檐长度不变，缩小飞檐翘起角度
④飞檐翘起角度不变，加长飞檐
A.①② B.②③
C.①④ D.②④
答案 7.B 8.A
解析 第7题，飞檐是指屋檐的檐部向上翘起，是一种考虑室内光照和建筑美观的中国传统建筑特色，读图可知，普通屋顶使冬季射入室内的太阳光线减少，因冬季太阳高度角小，飞檐高度增加，使冬季射入室内的太阳光的面积增加。故选B。第8题，该题设计的目的是从“排泄雨水”的角度分析，浙江属于亚热带季风气候，降水量丰富，北京属于温带季风气候，降水量较浙江少。因此浙江飞檐长度不变，加大飞檐翘起的角度有利于排泄雨水，①正确；或者飞檐翘起的角度不变，缩短飞檐，也有利于雨水的排泄，②正确。故选A。
二十四节气是反映天气气候和物候变化、掌握农事季节的工具，是根据太阳在黄道上的位置来划分的。下左图是天赤道与黄道示意图，下右图是二十四节气在黄道上的位置图。读图完成9～10题。
9.“露从今夜白，月是故乡明”，该节气太阳最接近左图中的( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
10.关于节气与农事、气象的连线，正确的是( )
A.春分——江淮地区播种小麦
B.谷雨——东北地区采摘茶叶
C.大暑——长江流域伏旱天气
D.霜降——天山南北油菜花开
答案 9.B 10.C
解析 第9题，“露从今夜白，月是故乡明”，该节气是白露节气，位于秋分日前约15天。结合左图中地轴的倾斜方向，太阳公转到最右侧时，太阳直射北回归线，北半球节气是夏至。太阳公转方向是顺时针方向，乙、丙之间是秋分日，乙在秋分之前，太阳最接近左图中的乙地，B项正确。第10题，春分，我国东北地区种植小麦，江淮地区是秋分前后播种冬小麦，A项错误。谷雨节气，江南地区采摘茶叶，东北不产茶叶，B项错误；大暑，长江流域受副热带高压影响，是伏旱天气，C项正确；霜降，天山南北大雪封山，D项错误。
(2020·天津市适应性测试)暑假中，天津学生小明到意大利旅游，参观了著名的比萨斜塔(位于44°N，10°E，塔高约55米)。他发现日出时太阳的方向和斜塔倾斜的方向正好垂直，如下图。回答11～12题。
11.推断比萨斜塔的倾斜方向是( )
A.东北 B.西北
C.东南 D.西南
12.该日正午比萨斜塔的日影长度大约是( )
A.15米 B.35米
C.55米 D.75米
答案 11.C 12.B
解析 第11题，暑假时，日出东北，则与图中太阳方向垂直的方向为西北和东南，根据图示判断拍摄者面向东北方向，斜塔向右倾斜，可知比萨斜塔倾斜方向为东南。第12题，暑假中(7～8月)，太阳直射点纬度在23°26′N～0°之间，当地纬度44°N，根据正午太阳高度公式求出正午太阳高度大约在69.5°～46°之间，再根据影长计算公式L＝tan·H，可算出影长为20.5～53米，故选B。
(2020·济南一模)济南(37°N)某高中地理兴趣小组开展有关“林窗知识”的研究性学习活动，他们查阅相关资料了解到，林窗(左图)主要是指林冠乔木衰老死亡或因偶然因素导致成熟阶段优势树种的死亡，从而在林地造成空隙的现象。它可以分为两类：①林冠林窗，指林冠层空隙下的林地；②扩展林窗，指除林冠林窗外，还包括其边缘到周围树木的树干基部所围成的林地。该小组选择晴天，到南部山区进行野外调查，调查时绘制了林窗示意图(右图)，并获取林窗区域地理环境资料。据此完成13～14题。
13.调查当日正午时刻，兴趣小组成员测量获得结果Sd＝H。该日最接近( )
A.秋分(9月23日左右)
B.霜降(10月23日左右)
C.立春(2月4日左右)
D.清明(4月5日左右)
14.上右图中表示林冠林窗的是( )
A.Sa B.Sb
C.Sc D.Sd
答案 13.B 14.A
解析 第13题，根据图示，当Sd＝H时，说明该日正午太阳高度为45°，当地为37°N，可以求出此日太阳直射点位于8°S。再结合太阳直射点移动规律(每天约0.26°)，可推知时间为春分前30天，或者秋分后30天，因此B项最接近。第14题，根据材料可知，林冠林窗是指林冠层空隙下的林地，因此选A。
登封观星台位于河南省登封市(约34°N，113°E)，是中国现存最早的古天文台建筑。观星台上有两间小屋，小屋之间有一横梁，台下正北方有一“长堤”(见图1)，每天正午，横梁的影子会投在“长堤”上，利用它可以了解四季变化。据此完成15～16题。
15.当地球由丙处向乙处运动期间，正午时横梁在“长堤”上的投影逐日移动方向为( )
A.东 B.西
C.南 D.北
16.若黄赤交角变小，则夏至日该地正午时横梁在“长堤”上投影的位置有何变化( )
A.变远 B.变近
C.向东北移动 D.向西北移动
答案 15.D 16.A
解析 第15题，正午太阳高度角越大，投影越短，投影距离长堤南方越近。当地球由丙处向乙处(近日点附近，应为冬至日)运动期间，太阳直射点由赤道向南回归线移动，北半球正午太阳高度角变小，投影往北移动。第16题，若黄赤交角变小，北回归线的纬度变低，该地最大的正午太阳高度变小，投影变长，所以向北变远。
敦煌(北纬39°40′～41°40′，东经92°13′～95°30′)具注历日中，漏刻标注呈现的是昼夜百刻制。漏是指计时用的漏壶，刻是指划分一天的时间单位，它通过漏壶的浮箭来计量一昼夜的时刻。漏箭浮在水面上，上面有刻度，随着水位变化，可以指示时间的流逝。漏箭上刻度固定，不能伸缩，需要经常更换，称为“漏刻改箭”。下图为漏刻示意图。据此回答17～18题。
17.古人“漏刻改箭”是因为( )
A.昼夜不断更替 B.太阳高度变化
C.昼夜长短变化 D.存在黄赤交角
18.如敦煌具注历日显示“昼60夜40”，则该日敦煌日落时的地方时为( )
A.18时 B.19时12分
C.19时28分 D.21时
答案 17.C 18.B
解析 第17题，根据材料信息“刻是指划分一天的时间单位”“可以指示时间的流逝”判断，“漏刻改箭”主要与时间变化有关，昼夜不断更替虽能体现出时间流逝，但是每天24小时是固定的，根本没必要“改箭”，而昼夜长短变化会导致白天和黑夜的时间出现差别，而材料中“漏箭上刻度固定，不能伸缩，需要经常更换”可判断古人“漏刻改箭”是因为昼夜长短变化。第18题，根据材料“漏刻标注呈现的是昼夜百刻制”可知“昼60夜40”的白昼时间大致为14小时24分钟，通过计算可得出该日敦煌日落时的地方时为19时12分。
下表为11月11日部分城市日出、日落时间表。回答19～20题。
地点
北京
哈尔滨
西安
上海
成都
拉萨
日出
7：18
6：54
7：33
6：36
7：44
8：34
日落
16：50
15：51
17：35
16：51
18：02
18：56
19.表中六个城市中，两个城市之间白昼时间差值最大可达( )
A.1小时25分 B.3小时5分
C.2小时6分 D.1小时58分
20.请依据表中信息，判断下列四城市中纬度最高的是( )
A.西安 B.成都
C.上海 D.拉萨
答案 19.A 20.A
解析 第19题，9月23日～12月22日期间，太阳直射点位于南半球，故纬度越往南，昼长越长，故表格中6个城市中，昼长最长的应为最南面的城市，结合计算拉萨的昼长最长为10小时22分；而昼长最短为最北面的城市哈尔滨，其昼长为8小时57分，故两地的白昼时间差值为1小时25分。第20题，结合上题分析，选项中四个城市同在北半球，此时越往南(即纬度越低)昼长越长，越往北，昼长越短，通过计算，四城市中昼长最短为西安，故其纬度最高。
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