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2025高考地理一轮总复习第1部分自然地理第2章宇宙中的地球第4讲地球公转及其地理意义课件
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这是一份2025高考地理一轮总复习第1部分自然地理第2章宇宙中的地球第4讲地球公转及其地理意义课件，共60页。PPT课件主要包含了研析课标·定目标，研清教材·固基础，自西向东，逆时针，不断变化，黄赤交角及其影响，°26′，北回归线，黄赤交角，昼夜长短的变化等内容，欢迎下载使用。
一、地球公转特征1.概念：地球绕 ______的运动。2.方向
3.周期：365日 ____时 ____分 ______秒，叫作恒星年。4.速度：地球在公转过程中，速度(线速度和角速度)是 __________的。
1.黄赤交角的含义。A地球公转轨道平面(即黄道平面)同B ______平面的交角，目前是 ______________。2.影响(1)引起太阳直射点在 ______________之间往返运动。(2)决定了目前南、北回归线(与黄赤交角相等)南、北极圈(与黄赤交角互余)的度数。(3)决定了五带的位置和范围。
3.太阳直射点的回归运动
(1)原因：地球 ______和 __________的存在。(2)范围： ______________之间。(3)周期：1个回归年即365日5时48分46秒。
四、正午太阳高度的变化规律1.概念读图，完成下列内容。
结合图示信息可知：太阳高度(角)是太阳光线与地平面的交角；正午太阳高度是 ______________________。
2.正午太阳高度的纬度变化规律正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
(1)夏至日：正午太阳高度由 __________向南北两侧递减，如图中 ____折线所示。(2)冬至日：正午太阳高度由 __________向南北两侧递减，如图中 ____折线所示。(3)春、秋分日，正午太阳高度由 ______向南北两侧递减，如图中 ____折线所示。
3.正午太阳高度的季节变化规律
五、四季更替和五带划分1.成因由于昼夜长短和 ______________的时空变化，太阳辐射在一年中呈现有规律的变化，形成四季。太阳辐射从低纬度向高纬度呈有规律 ______，据此可划分五带。
考点一 地球公转的基本特征、四季与五带
下图为小明同学演示的地球公转示意图(十字架代表太阳光线)。据此完成(1)～(2)题。
(1)小明同学在演示地球公转过程中，需做到( )①使“地球”自转和公转方向相反②始终保持地轴的空间指向不变③令地轴与公转轨道面夹角成23°26′④令“太阳光线”与地球球心在同一平面上A．①② B.②④ C.①③ D.③④
(2)若黄赤交角增加2°，可能出现的情况是( )A．回归线和极圈的纬度数均会增加2°B．热带和温带范围均会增大C．夏至日大庆的日出时间会提前D．夏至日大庆的正午太阳高度角会变小
归 纳 导 学1.近日点、远日点的判定方法
(1)从日期判断每年1月初，地球位于近日点附近；每年7月初，地球位于远日点附近。
(2)从公转速度判断地球在近日点附近时，公转速度(线速度、角速度)较快，反之则较慢。(3)从地球公转轨道的长轴和短轴判断近日点和远日点位于长轴两端。距离太阳最近的点为近日点，反之为远日点。(4)从太阳直射位置判断连接太阳和地球的中心，观察太阳直射的位置，若直射南回归线附近则位于近日点附近，若直射北回归线附近则位于远日点附近。
【方法技巧】 判读地球公转示意图要把握“四个一致”(1)自转方向和公转方向一致。(2)地轴指向要一致。(3)近远日点与直射半球一致。(近日点时太阳直射南半球，远日点时太阳直射北半球)(4)近远日点与冬夏至日对应要一致。(冬至日靠近近日点，夏至日靠近远日点)
2.黄赤交角及其变化带来的影响(1)黄赤交角的大小决定太阳直射点的移动范围：在南北纬23°26′之间。
(2)黄赤交角变化带来的影响
对 点 训 练黄赤交角并非固定不变，现在约为23°26′，最大时可达24.24°，最小时为22.1°，变动周期约4万年。读黄赤交角变动时回归线和极圈的变动示意图。完成1～2题。
1.黄赤交角为24.24°时( )A．热带的范围比现在小B．北温带的范围比现在大C．北寒带的范围比现在大D．北极出现极昼的范围比现在小
2.地球上的太阳直射点( )A．在南北回归线之间来回移动B．位置保持不变C．回归运动的周期约为4万年D．移动的纬度跨度最大为24.24°
[解析] 第1题，黄赤交角，是指地球公转轨道面(黄道面)与赤道面(天赤道面)的交角，也称为太阳赤纬角或黄赤大距，黄赤交角的范围影响着地球上五带的划分。目前地球的黄赤交角为23°26′，若黄赤交角为24.24°，即比现在的黄赤交角范围变大，故热带的范围变大，寒带的范围变大，温带的范围变小。因寒带范围变大，故极昼极夜的范围比现在的要大，C选项正确，A、B、D选项错误。故选C。第2题，因存在黄赤交角，故地球上的太阳直射点在南北回归线之间来回移动，A选项正确。太阳直射点在南北回归线之间来回运动，其回归周期为一个回归年，B、C选项错误。由于太阳直射点是在南北回归线之间来回运动，故纬度跨度远远超过24度，D选项错误。故选A。
考点二 昼夜长短的变化
归 纳 导 学1.昼夜长短的分布及变化规律(1)昼夜长短变化中的“看”与“定”①看“位置”，定状况太阳直射点所在的半球位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。如下图所示：
②看“移动”，定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。如图所示：
(2)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。(如图上所示)
(3)看太阳直射点位置→定日出、日落方位
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)利用昼夜弧的弧度数计算
计算公式：昼(夜)长＝昼(夜)弧/15°。
(2)利用日出、日落时间计算①依据a．白天：日出、日落时间关于正午12时对称。b．夜间：日出、日落时间关于0时对称。c．上午时长＝下午时长。d．前半夜时长＝后半夜时长。如下图所示：
②计算方法a．昼长时间＝日落时间－日出时间＝2×(12－日出时间)＝2×(日落时间－12)＝24－夜长。b．日出时间＝12－昼长/2＝夜长的一半。(3)利用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。
【方法技巧】 有关昼夜长短时间计算的三个规律(1)对称规律：日出、日落的时间以当地时间12时为中心对称。已知日出或日落时间，可据此推算出昼长。若观测到的日出、日落时间不以12时为中心对称，说明观测点不位于所在时区的中央经线上。以春分日为例，如果观测到的日出、日落的区时早于6时和18时，说明观测点在时区中央经线的东侧；反之，则在时区中央经线的西侧。
(2)反对称规律：纬度相同的南北半球两地，在同一天，北半球一地的昼长等于南半球另一地的夜长。例如，夏至日60°N纬线上各地昼长为18小时29分，则当日60°S纬线上各地夜长为18小时29分。(3)等值规律：由于太阳直射点的回归运动，一年中地球上同一地点的正午太阳高度、昼夜长短、日出日落方位会出现两次等值。
北京时间2023年10月26日11时14分，中国神舟十七号载人飞船在酒泉(98°E)卫星发射中心点火发射，约10分钟后，进入预定轨道。完成3～4题。
考向一 昼夜长短与日出日落方位
3.神舟十七号点火发射时，酒泉当地时间是( )A．12时42分 B.9时46分C．9时56分 D.12时52分
4.神舟十七号进入预定轨道时，晨昏线最接近图中的( )
[解析] 第3题，北京时间2023年10月26日11时14分神舟十七号发射成功，酒泉(98°E)与北京相差22°，在时间上相差1小时28分钟，酒泉位于北京(120°E)的西侧，应减去1小时28分钟，故酒泉的地方时为9时46分，B正确，A、C、D错误。故选B。第4题，北京时间2023年10月26日11时24分神舟十七号进入预定轨道时，39°E地方时约为6时，赤道应与晨线相交，141°W地方时约为18时，赤道应与昏线相交，A、C错误。此时是10月26日，太阳直射南半球，北半球应昼短夜长，即晨线应向右侧倾斜，昏线应向左侧倾斜，D正确，B错误。故选D 。
(2024·兰州高三联考) 下图示意辽宁省某一栋传统民居某日不同时刻的太阳光线。据此完成5～6题。
考向二 昼夜长短的计算
5.后窗正对着的方位是( )A．东北 B.东南C．西南 D.西北6.图示日期该地的昼长约为( )A．15小时 B.14小时C．13小时 D.12小时
[解析] 第5题，据材料可知，辽宁省位于北回归线以北，正午太阳光线位于正南方位，建立以前阳台为坐标原点、与正午太阳光线垂直的坐标轴，可知北窗正对着的方位是在西北方向，D对，A、B、C错。故选D。第6题，辽宁省位于北回归线以北，该地昼长约等于一天中太阳光线在地面转动的角度除以15°。由图可知，正午太阳光线与日出太阳光线之间的夹角为180°－75°＝105°，即从日出到正午，该地该日太阳光线在地面转动的角度为105°，则该地该日昼长＝105°÷15°/时×2＝14小时，B对，A、C、D错。故选B。
考点三 正午太阳高度的变化
归 纳 导 学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。
(3)太阳高度的周日变化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。在此过程中，从日出到正午太阳高度逐渐变大，正午时最大，正午过后太阳高度逐渐变小。
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时(24时)太阳高度最小，因此若位于北半球，太阳升落方位均为正北；若位于南半球，太阳升落方位均为正南。
③极昼期间的极点一天内太阳高度不变。
2.正午太阳高度的计算方法公式：H＝90°－两点纬度差。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：
当太阳直射B点(10°N)时，A点(40°N)正午太阳高度H＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。C点(23°26′S)正午太阳高度H＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。
【方法技巧】 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)经度的确定原则：地方时为12时的经线即为太阳直射的经线方法一：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，如果知道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。北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；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，物体的影子缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日日影最长，夏至日日影最短；南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日日影最长，冬至日日影最短；南、北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南、冬至日朝向正北，直射时日影最短(无日影)。
(5)计算楼间距、楼高为了保证一楼全年有阳光照到，北回归线以北地区建楼房时，两楼之间的最短距离应大于L＝h·ct H(H：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。
(2024·浙江宁波模拟) 2023年10月20日(农历十月初六)，宁波某学校老师用粉笔不断描绘阳光透过窗户照在黑板上的光影位置。下图为老师描绘的三个时间的光影轨迹。完成7～8题。
考向一 正午太阳高度大小的判断
7.下列现象，发生在该老师上课过程中的是( )A．红日西沉 B.日上中天C．月上柳梢 D.灯火阑珊8.此日过后的一个星期内(若均为晴天)，宁波( )A．可观察月相的时间逐渐缩短B．操场旗杆的正午日影变长C．观察日出时间要逐渐提前D．日出方位与纬线夹角变小
[解析] 第7题，由光影移动轨迹可知，在光影出现时间内，其位置不断上移，由投影位置关系可知，此时光源位置较低，且应向下移动，即太阳高度小，且太阳向下运动(太阳高度减小)，红日西沉符合题意，A正确；日上中天为正午时分，太阳高度较大，光影位置较低，与图示情况不一致，B错误；月上柳梢和灯火阑珊为夜晚，没有阳光，C、D错误。故选A。第8题，2023年10月20日(农历十月初六)过后的一个星期内，宁波位于北回归线以北，太阳直射点在南半球且往南移，太阳高度减小，操场旗杆的正午日影变长，B正确；北半球昼变短夜变长，可观察月相的时间逐渐变长，观察日出时间要逐渐推后，A、C错误；根据晨昏线摆动规律，日出方位与纬线夹角变大，D错误。故选B 。
(2024·南宁高三调研) 广西壮族自治区梧州市(23°28′N,111°51′E)某景区文化创意街区面对商业街及相邻的人行道路，设计了一种可根据天气状况及太阳高度角自动收缩和调节角度的智能控制型光伏遮阳构件。下图为梧州市某街区商铺遮阳构件设计模型。完成9～10题。
考向二 正午太阳高度在生产生活中的应用
9.此遮阳构件最适用于( )A．坐东朝西商铺 B.坐北朝南商铺C．坐西朝东商铺 D.坐南朝北商铺10.为达到最佳使用效果，光伏遮阳板的控制策略为( )A．夏至晴天，光伏遮阳板全部展开，与地面平行B．冬至晴天，光伏遮阳板全部收拢，与地面垂直C．暴雨天气，光伏遮阳板全部收拢，与地面垂直D．台风天气，光伏遮阳板全部展开，与地面平行
[解析] 第9题，在梧州市(23°28′N,111°51′E)地区，与其他朝向商铺相比，夏季坐北朝南商铺太阳辐射更强，遮阳需求更大，因此更需要此遮阳构件，B正确，排除A、C、D。故选B。第10题，该地位于北回归线附近，夏至日正午太阳高度约为90°，光伏遮阳板需全部展开且与地面平行，既可为人行区域提供较大的遮阳面积，又能充分利用太阳直接辐射的能量，A正确；冬至日该地正午太阳高度约为43°，遮阳板全部展开且与太阳光入射方向垂直(与水平夹角47°)时使用效果最佳，排除B；暴雨天，光伏遮阳板全部收拢且与地面垂直时不能为行人起到挡雨的作用，排除C；台风天气，为避免遮阳板损坏，需将遮阳板调整至与地面垂直，并将遮阳板收拢到店铺门头上方，排除D。故选A。
典图判读1 光照图的判读
思 维 建 模1.侧视图和俯视图侧视图为在赤道上空观察到的晨昏线投影图，俯视图为在极地上空观察到的晨昏线投影图。观察点既不在赤道上空，也不在极地上空，观察到的晨昏线投影图为斜侧(俯)视图。
2.矩形投影图 矩形投影图将南北极点、南北极圈、南北回归线放大到与赤道一样长，它与实际图相比有很大的变形，离赤道越远，变形越大。判读此类图的关键是注意晨昏线、极昼极夜和赤道上的日出日落时间等。
3.局部图判读局部光照图时把图像补充完整，可降低判读难度。
4.把握光照图判读中的“五个关键”
提 升 训 练下图示意某时刻地球局部光照，其中阴影部分代表黑夜。据此完成1～3题。
1.图示时刻太阳直射点的位置是( )A．(15°W,23°26′N) B.(15°W,0°)C．(0°，0°) D.(15°E,23°26′S)2.该日X点日落的地方时为( )A．18时 B.17时C．16时 D.15时
3.该日( )A．江苏兴化一年中昼最短，夜最长B．江苏兴化正午日影一年中最长C．江苏兴化日落西北方D．Y点一年中昼最长，夜最短
[解析] 第1题，根据图中的经度变化可知，该图中的地球自转方向为顺时针，即该图是以南极点为中心的俯视图，南极圈及其以内全部位于夜半球，出现极夜现象，说明该日是6月22日前后，太阳直射北回归线23°26′N，太阳直射点所在的经线地方时为12时，为昼半球的中央经线，从图中可知，每两条经线间隔45°，所以昼半球中央经线为15°W，A正确，B、C、D错误。故选A。第2题，根据光照图可知，X点所在纬线的昼弧跨越90°经度，夜弧跨越270°经度，可知X地的昼长为6小时，昼长＝(日落时间－12时)×2，可计算得出X点日落的地方时
一、地球公转特征1.概念：地球绕 ______的运动。2.方向
3.周期：365日 ____时 ____分 ______秒，叫作恒星年。4.速度：地球在公转过程中，速度(线速度和角速度)是 __________的。
1.黄赤交角的含义。A地球公转轨道平面(即黄道平面)同B ______平面的交角，目前是 ______________。2.影响(1)引起太阳直射点在 ______________之间往返运动。(2)决定了目前南、北回归线(与黄赤交角相等)南、北极圈(与黄赤交角互余)的度数。(3)决定了五带的位置和范围。
3.太阳直射点的回归运动
(1)原因：地球 ______和 __________的存在。(2)范围： ______________之间。(3)周期：1个回归年即365日5时48分46秒。
四、正午太阳高度的变化规律1.概念读图，完成下列内容。
结合图示信息可知：太阳高度(角)是太阳光线与地平面的交角；正午太阳高度是 ______________________。
2.正午太阳高度的纬度变化规律正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
(1)夏至日：正午太阳高度由 __________向南北两侧递减，如图中 ____折线所示。(2)冬至日：正午太阳高度由 __________向南北两侧递减，如图中 ____折线所示。(3)春、秋分日，正午太阳高度由 ______向南北两侧递减，如图中 ____折线所示。
3.正午太阳高度的季节变化规律
五、四季更替和五带划分1.成因由于昼夜长短和 ______________的时空变化，太阳辐射在一年中呈现有规律的变化，形成四季。太阳辐射从低纬度向高纬度呈有规律 ______，据此可划分五带。
考点一 地球公转的基本特征、四季与五带
下图为小明同学演示的地球公转示意图(十字架代表太阳光线)。据此完成(1)～(2)题。
(1)小明同学在演示地球公转过程中，需做到( )①使“地球”自转和公转方向相反②始终保持地轴的空间指向不变③令地轴与公转轨道面夹角成23°26′④令“太阳光线”与地球球心在同一平面上A．①② B.②④ C.①③ D.③④
(2)若黄赤交角增加2°，可能出现的情况是( )A．回归线和极圈的纬度数均会增加2°B．热带和温带范围均会增大C．夏至日大庆的日出时间会提前D．夏至日大庆的正午太阳高度角会变小
归 纳 导 学1.近日点、远日点的判定方法
(1)从日期判断每年1月初，地球位于近日点附近；每年7月初，地球位于远日点附近。
(2)从公转速度判断地球在近日点附近时，公转速度(线速度、角速度)较快，反之则较慢。(3)从地球公转轨道的长轴和短轴判断近日点和远日点位于长轴两端。距离太阳最近的点为近日点，反之为远日点。(4)从太阳直射位置判断连接太阳和地球的中心，观察太阳直射的位置，若直射南回归线附近则位于近日点附近，若直射北回归线附近则位于远日点附近。
【方法技巧】 判读地球公转示意图要把握“四个一致”(1)自转方向和公转方向一致。(2)地轴指向要一致。(3)近远日点与直射半球一致。(近日点时太阳直射南半球，远日点时太阳直射北半球)(4)近远日点与冬夏至日对应要一致。(冬至日靠近近日点，夏至日靠近远日点)
2.黄赤交角及其变化带来的影响(1)黄赤交角的大小决定太阳直射点的移动范围：在南北纬23°26′之间。
(2)黄赤交角变化带来的影响
对 点 训 练黄赤交角并非固定不变，现在约为23°26′，最大时可达24.24°，最小时为22.1°，变动周期约4万年。读黄赤交角变动时回归线和极圈的变动示意图。完成1～2题。
1.黄赤交角为24.24°时( )A．热带的范围比现在小B．北温带的范围比现在大C．北寒带的范围比现在大D．北极出现极昼的范围比现在小
2.地球上的太阳直射点( )A．在南北回归线之间来回移动B．位置保持不变C．回归运动的周期约为4万年D．移动的纬度跨度最大为24.24°
[解析] 第1题，黄赤交角，是指地球公转轨道面(黄道面)与赤道面(天赤道面)的交角，也称为太阳赤纬角或黄赤大距，黄赤交角的范围影响着地球上五带的划分。目前地球的黄赤交角为23°26′，若黄赤交角为24.24°，即比现在的黄赤交角范围变大，故热带的范围变大，寒带的范围变大，温带的范围变小。因寒带范围变大，故极昼极夜的范围比现在的要大，C选项正确，A、B、D选项错误。故选C。第2题，因存在黄赤交角，故地球上的太阳直射点在南北回归线之间来回移动，A选项正确。太阳直射点在南北回归线之间来回运动，其回归周期为一个回归年，B、C选项错误。由于太阳直射点是在南北回归线之间来回运动，故纬度跨度远远超过24度，D选项错误。故选A。
考点二 昼夜长短的变化
归 纳 导 学1.昼夜长短的分布及变化规律(1)昼夜长短变化中的“看”与“定”①看“位置”，定状况太阳直射点所在的半球位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。如下图所示：
②看“移动”，定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。如图所示：
(2)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。(如图上所示)
(3)看太阳直射点位置→定日出、日落方位
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)利用昼夜弧的弧度数计算
计算公式：昼(夜)长＝昼(夜)弧/15°。
(2)利用日出、日落时间计算①依据a．白天：日出、日落时间关于正午12时对称。b．夜间：日出、日落时间关于0时对称。c．上午时长＝下午时长。d．前半夜时长＝后半夜时长。如下图所示：
②计算方法a．昼长时间＝日落时间－日出时间＝2×(12－日出时间)＝2×(日落时间－12)＝24－夜长。b．日出时间＝12－昼长/2＝夜长的一半。(3)利用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。
【方法技巧】 有关昼夜长短时间计算的三个规律(1)对称规律：日出、日落的时间以当地时间12时为中心对称。已知日出或日落时间，可据此推算出昼长。若观测到的日出、日落时间不以12时为中心对称，说明观测点不位于所在时区的中央经线上。以春分日为例，如果观测到的日出、日落的区时早于6时和18时，说明观测点在时区中央经线的东侧；反之，则在时区中央经线的西侧。
(2)反对称规律：纬度相同的南北半球两地，在同一天，北半球一地的昼长等于南半球另一地的夜长。例如，夏至日60°N纬线上各地昼长为18小时29分，则当日60°S纬线上各地夜长为18小时29分。(3)等值规律：由于太阳直射点的回归运动，一年中地球上同一地点的正午太阳高度、昼夜长短、日出日落方位会出现两次等值。
北京时间2023年10月26日11时14分，中国神舟十七号载人飞船在酒泉(98°E)卫星发射中心点火发射，约10分钟后，进入预定轨道。完成3～4题。
考向一 昼夜长短与日出日落方位
3.神舟十七号点火发射时，酒泉当地时间是( )A．12时42分 B.9时46分C．9时56分 D.12时52分
4.神舟十七号进入预定轨道时，晨昏线最接近图中的( )
[解析] 第3题，北京时间2023年10月26日11时14分神舟十七号发射成功，酒泉(98°E)与北京相差22°，在时间上相差1小时28分钟，酒泉位于北京(120°E)的西侧，应减去1小时28分钟，故酒泉的地方时为9时46分，B正确，A、C、D错误。故选B。第4题，北京时间2023年10月26日11时24分神舟十七号进入预定轨道时，39°E地方时约为6时，赤道应与晨线相交，141°W地方时约为18时，赤道应与昏线相交，A、C错误。此时是10月26日，太阳直射南半球，北半球应昼短夜长，即晨线应向右侧倾斜，昏线应向左侧倾斜，D正确，B错误。故选D 。
(2024·兰州高三联考) 下图示意辽宁省某一栋传统民居某日不同时刻的太阳光线。据此完成5～6题。
考向二 昼夜长短的计算
5.后窗正对着的方位是( )A．东北 B.东南C．西南 D.西北6.图示日期该地的昼长约为( )A．15小时 B.14小时C．13小时 D.12小时
[解析] 第5题，据材料可知，辽宁省位于北回归线以北，正午太阳光线位于正南方位，建立以前阳台为坐标原点、与正午太阳光线垂直的坐标轴，可知北窗正对着的方位是在西北方向，D对，A、B、C错。故选D。第6题，辽宁省位于北回归线以北，该地昼长约等于一天中太阳光线在地面转动的角度除以15°。由图可知，正午太阳光线与日出太阳光线之间的夹角为180°－75°＝105°，即从日出到正午，该地该日太阳光线在地面转动的角度为105°，则该地该日昼长＝105°÷15°/时×2＝14小时，B对，A、C、D错。故选B。
考点三 正午太阳高度的变化
归 纳 导 学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。
(3)太阳高度的周日变化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。在此过程中，从日出到正午太阳高度逐渐变大，正午时最大，正午过后太阳高度逐渐变小。
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时(24时)太阳高度最小，因此若位于北半球，太阳升落方位均为正北；若位于南半球，太阳升落方位均为正南。
③极昼期间的极点一天内太阳高度不变。
2.正午太阳高度的计算方法公式：H＝90°－两点纬度差。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：
当太阳直射B点(10°N)时，A点(40°N)正午太阳高度H＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。C点(23°26′S)正午太阳高度H＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。
【方法技巧】 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)经度的确定原则：地方时为12时的经线即为太阳直射的经线方法一：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，如果知道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。北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；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，物体的影子缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日日影最长，夏至日日影最短；南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日日影最长，冬至日日影最短；南、北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南、冬至日朝向正北，直射时日影最短(无日影)。
(5)计算楼间距、楼高为了保证一楼全年有阳光照到，北回归线以北地区建楼房时，两楼之间的最短距离应大于L＝h·ct H(H：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。
(2024·浙江宁波模拟) 2023年10月20日(农历十月初六)，宁波某学校老师用粉笔不断描绘阳光透过窗户照在黑板上的光影位置。下图为老师描绘的三个时间的光影轨迹。完成7～8题。
考向一 正午太阳高度大小的判断
7.下列现象，发生在该老师上课过程中的是( )A．红日西沉 B.日上中天C．月上柳梢 D.灯火阑珊8.此日过后的一个星期内(若均为晴天)，宁波( )A．可观察月相的时间逐渐缩短B．操场旗杆的正午日影变长C．观察日出时间要逐渐提前D．日出方位与纬线夹角变小
[解析] 第7题，由光影移动轨迹可知，在光影出现时间内，其位置不断上移，由投影位置关系可知，此时光源位置较低，且应向下移动，即太阳高度小，且太阳向下运动(太阳高度减小)，红日西沉符合题意，A正确；日上中天为正午时分，太阳高度较大，光影位置较低，与图示情况不一致，B错误；月上柳梢和灯火阑珊为夜晚，没有阳光，C、D错误。故选A。第8题，2023年10月20日(农历十月初六)过后的一个星期内，宁波位于北回归线以北，太阳直射点在南半球且往南移，太阳高度减小，操场旗杆的正午日影变长，B正确；北半球昼变短夜变长，可观察月相的时间逐渐变长，观察日出时间要逐渐推后，A、C错误；根据晨昏线摆动规律，日出方位与纬线夹角变大，D错误。故选B 。
(2024·南宁高三调研) 广西壮族自治区梧州市(23°28′N,111°51′E)某景区文化创意街区面对商业街及相邻的人行道路，设计了一种可根据天气状况及太阳高度角自动收缩和调节角度的智能控制型光伏遮阳构件。下图为梧州市某街区商铺遮阳构件设计模型。完成9～10题。
考向二 正午太阳高度在生产生活中的应用
9.此遮阳构件最适用于( )A．坐东朝西商铺 B.坐北朝南商铺C．坐西朝东商铺 D.坐南朝北商铺10.为达到最佳使用效果，光伏遮阳板的控制策略为( )A．夏至晴天，光伏遮阳板全部展开，与地面平行B．冬至晴天，光伏遮阳板全部收拢，与地面垂直C．暴雨天气，光伏遮阳板全部收拢，与地面垂直D．台风天气，光伏遮阳板全部展开，与地面平行
[解析] 第9题，在梧州市(23°28′N,111°51′E)地区，与其他朝向商铺相比，夏季坐北朝南商铺太阳辐射更强，遮阳需求更大，因此更需要此遮阳构件，B正确，排除A、C、D。故选B。第10题，该地位于北回归线附近，夏至日正午太阳高度约为90°，光伏遮阳板需全部展开且与地面平行，既可为人行区域提供较大的遮阳面积，又能充分利用太阳直接辐射的能量，A正确；冬至日该地正午太阳高度约为43°，遮阳板全部展开且与太阳光入射方向垂直(与水平夹角47°)时使用效果最佳，排除B；暴雨天，光伏遮阳板全部收拢且与地面垂直时不能为行人起到挡雨的作用，排除C；台风天气，为避免遮阳板损坏，需将遮阳板调整至与地面垂直，并将遮阳板收拢到店铺门头上方，排除D。故选A。
典图判读1 光照图的判读
思 维 建 模1.侧视图和俯视图侧视图为在赤道上空观察到的晨昏线投影图，俯视图为在极地上空观察到的晨昏线投影图。观察点既不在赤道上空，也不在极地上空，观察到的晨昏线投影图为斜侧(俯)视图。
2.矩形投影图 矩形投影图将南北极点、南北极圈、南北回归线放大到与赤道一样长，它与实际图相比有很大的变形，离赤道越远，变形越大。判读此类图的关键是注意晨昏线、极昼极夜和赤道上的日出日落时间等。
3.局部图判读局部光照图时把图像补充完整，可降低判读难度。
4.把握光照图判读中的“五个关键”
提 升 训 练下图示意某时刻地球局部光照，其中阴影部分代表黑夜。据此完成1～3题。
1.图示时刻太阳直射点的位置是( )A．(15°W,23°26′N) B.(15°W,0°)C．(0°，0°) D.(15°E,23°26′S)2.该日X点日落的地方时为( )A．18时 B.17时C．16时 D.15时
3.该日( )A．江苏兴化一年中昼最短，夜最长B．江苏兴化正午日影一年中最长C．江苏兴化日落西北方D．Y点一年中昼最长，夜最短
[解析] 第1题，根据图中的经度变化可知，该图中的地球自转方向为顺时针，即该图是以南极点为中心的俯视图，南极圈及其以内全部位于夜半球，出现极夜现象，说明该日是6月22日前后，太阳直射北回归线23°26′N，太阳直射点所在的经线地方时为12时，为昼半球的中央经线，从图中可知，每两条经线间隔45°，所以昼半球中央经线为15°W，A正确，B、C、D错误。故选A。第2题，根据光照图可知，X点所在纬线的昼弧跨越90°经度，夜弧跨越270°经度，可知X地的昼长为6小时，昼长＝(日落时间－12时)×2，可计算得出X点日落的地方时
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