专题06太阳视运动-2024年高考地理三轮专题复习（全国通用）

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高考中太阳视运动的考查频率较高，主要集中在太阳的方位和影子的方位问题。本质上来看影子的方位问题其实也是太阳的方位问题，总的来说影子的方位与太阳的方位相反；影子的长短与太阳高度角的大小有关，太阳高度角越大影子越短，太阳高度角越小影子越长。太阳视运动的产生是地球自转和公转的结果，地球自西向东自转，假定地球是静止的那么太阳就会出现东升西落的视运动，伴随着太阳直射点的南北移动，昼夜长短随之发生变化，太阳视运动的轨迹呈现出不同的特点。
〖真题回顾〗
（2023·山东·高考真题）某文化广场（37°N，105°E）上的十二生肖石像均匀排列成圆形，生肖鼠位于正北方，小明在圆中心竖立一根细杆，以观察太阳周日视运动变化。图示意夏至日两个时刻的杆影指向。完成下面小题。

1．该地夏至日地方时16：00时，杆影指向（ ）
A．生肖虎B．生肖虎与兔之间C．生肖兔D．生肖兔与龙之间
2．11月至次年2月，一日内被杆影指向的生肖石像个数最多为（ ）
A．5个B．6个C．7个D．8个
【答案】1．D 2．A
【解析】1．图中信息可知，北京时间9:20杆影指向正西，当地经度为105°E，此时当地地方时应为8:20，太阳位于正东，一天之中太阳方位关于地方时正午（正南）对称，此日当地地方时15:40太阳应位于正西，则地方时16:00太阳应位于西北方向，杆影应指向东南，读图可知，生肖虎 、生肖虎与兔之间均在东北方向， 生肖兔在正东，只有生肖兔与龙之间在东南，D符合题意，排除ABC。故选D。
2．11月至次年2月，太阳直射南半球，当地太阳东南升、正午在正南、西南落，杆影日出指向西北、正午指向正北、日落指向东北，因此一日内被杆影转过的角度小于180°，指向的生肖石像个数少于6个，最多为5个，A正确，BCD错误，故选A。
【分析】春秋时分，全球各地的日出日落方位除了南北两极点外均为从正东方向升起、从正西方向落下。太阳光线直射北半球时，全球各地除了极昼、极夜地区以外，太阳从东北方向升起、从西北方向落下。太阳光线直射南半球时，全球各地除了极昼、极夜地区以外，太阳从东南方向升起，从西南方向落下。
〖基础知识〗
1、太阳视运动轨迹图是以观测点为中心，目视太阳在天球上运行所形成的轨迹示意图。它能直观地反映出某地全年正午太阳高度、昼夜长短的变化以及某地全年日出、日落方位的变化。
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。
回归线到赤道之间的地区,日出、日落太阳方位情况符合以上描述,但其正午时刻的太阳方位需要分情况看:如果观察地点位于直射点以南,其正午太阳在正北方;如果观察地点位于直射点以北,其正午太阳在正南方。
(2)出现极昼的地区(不包括极点)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,正午太阳在南;若位于南半球,太阳升落方位均位于正南,正午太阳在北。
3、极昼圈与极点之间地区的太阳视运动状况
(1)极点与极昼圈之间的极昼地带全天太阳高度都大于0°,其中日最小太阳高度与正午太阳高度之和等于太阳直射点纬度度数的2倍,并且日最小太阳高度的度数等于该地纬线与极昼圈之间相隔的纬度数。
例如,当某日太阳直射南(北)纬h°时,极昼圈纬度为南(北)纬90°-h°,此时处于极点与极昼圈之间地带的某地点太阳高度日变化曲线及太阳视运动轨迹如图5-25中图甲、图乙(南半球图)和图丙(北半球图)所示。
(2)极昼期间的极点一天内太阳高度不变。
4、日出、日落的方位与昼夜长短变化的关系
(1)一般地区(北半球)
(2)极昼地区（极点除外）
①南极地区日升正南,日落正南。
②北极地区日升正北,日落正北。
5.正午时日影朝向
(1)北极点:朝正南。
(2)北回归线至北极点(不包括极点):朝正北。
(3)南极点:朝正北。
(4)南回归线至南极点(不包括南极点):朝正南。
(5)南、北回归线之间:因太阳直射点不同而出现朝北或无影子或朝南。影子朝向取决于该地与太阳直射点的相对位置。
〖押题预测〗
2023年9月23日20点，第十九届亚洲运动会开幕式在浙江省杭州市奥体中心隆重举行。杭州奥体中心位于杭州新区的七甲闸村，建设前周围是广阔的河滩地、农田、低矮民房。图示意杭州奥体中心位置。完成下面小题。
1．第19届亚运会开幕时（ ）
A．昆仑站（正值极昼B．达卡（23°N，90°E）昼渐长
C．旧金山（37°N，122°W）旭日东升D．伦敦（52°N，0°）日上中天
2．选择七甲闸村建设奥体中心，主要考虑的是（ ）
①交通便利②地价较低③风景优美④产业发达
A．①②B．②③C．③④D．①④
3．杭州举办亚运会，可以（ ）
①转变城市职能②提升城市形象③促进人口流动④带动相关产业
A．①②③B．②③④C．①②④D．①③④
【答案】1．D 2．A 3．B
【解析】1．第19届亚运会开幕时间为北京时间2023年9月23日20点，直射点位于赤道附近，全球昼夜平分，昆仑站没有极昼，A错误；太阳直射点向南移动，达卡的昼渐短，B错误；此时，旧金山地方时为4时前后（位于西八区，区时晚于北京时间16个小时左右），当天日出时间约6点，C错误；此时，伦敦地方时为12时（中时区，区时晚于北京时间东八区区时8小时），日上中天，D正确。故选D。
2．据图文材料可知，奥体中心临近连接机场的公路，交通便利，①正确：建设前，周围为河滩地、农田、低矮民房，地价较低，②正确；建设前周围是广阔的河滩地、农田、低矮民房，风景并不优美，③错误；乡村地带相关产业一般不发达，④错误。①②组合正确，故选A。
3．举办亚运会，对城市职能影响不大，①错误：可以向外展示杭州，提升城市形象，②正确；短期内可促进人口流动，③正确；可带动文旅、体育等相关产业的发展，④正确。②③④组合正确，故选B。
【分析】七甲闸村建设奥体中心前周围是广阔的河滩地、农田、低矮民房，拆迁成本低；奥体中心位于杭州新区，地价较低；杭州奥体中心是杭州亚运会主会场，带动了新区体育、文化等相关服务业发展；通过场馆建设和亚运会的召开还可以改善基础设施和投资环境。
我国某中学在开展日出观测的跨学科主题研究中，探究影响日出时刻的因素。表为部分观测报告。完成下面小题。
4．该中学所在的省区简称可能为（ ）
A．晋B．浙C．鄂D．川
5．地球公转速度由最慢到最快期间，若不考虑其他因素，该地的日出时刻（ ）
A．一直推迟B．先推迟后提前
C．一直提前D．先提前后推迟
6．该校针对《两小儿辩日》中“日初出大如车盖”展开研究，此现象产生的原因是（ ）
A．日地距离近B．太阳辐射弱C．大气厚度大D．太阳高度小
【答案】4．B 5．B 6．D
【解析】4．结合表中信息可知，北京时间6:14时当地地方时为6:18，因此该地位于121°E。晋代表山西、鄂代表湖北、川代表四川，121°E没有经过这三个省区，ACD错误；浙代表浙江，121°E纵贯浙江省，B正确。故选B。
5．结合上题可知，该地位于浙江省。地球公转速度在近日点（1月）处最快，远日点（7月初）最慢。地球公转速度由最慢到最快期间，太阳直射点先向南移动，后向北移动，若不考虑其他因素，该地的昼长先变短，后变长，日出时刻先推迟后提前，B正确，ACD错误。故选B。
6．日初出即为太阳刚升起时，此时太阳高度小，太阳光线入射角度小，受大气层的折射和散射作用影响，给人一种此时太阳较大的错觉，D正确；日地距离是公转作用的结果，日出日落与自转有关，A错误；太阳辐射弱和大气厚度大均不会导致太阳看起来更大，BC错误。故选D。
【分析】太阳直射点往北移动，北半球昼变长夜变短；太阳直射点往南移动，南半球昼变长夜变短。
北京时间2024年2月26日6点整，双鸭山市（约131°E、46°N）正好日出。完成下面小题。
7．该日双鸭山市日出时（ ）
A．我国杭州市（120°E、30°N）还未日出B．与双鸭山市同一日期的范围超过全球一半
C．美国旧金山（122°W、38°N）正值正午D．阿根廷某城市（60°W、35°S）已经日落
8．该日（ ）
A．双鸭山市昼长为12小时
B．海南省三沙市（112°E、17°N）正午日影朝北
C．北极黄河站（12°E、79°N）正午太阳高度为18°
D．南极中山站（76°E、69°S）正值极夜阶段
9．双鸭山市在该日过后的三个月内（ ）
A．昼长先变长再变短B．正午太阳高度变大
C．日出在东偏北方向D．日落在西偏南方向
【答案】7．A 8．B 9．B
【解析】7．120°E经线的地方时是北京时间，2月26日太阳直射南半球，北半球昼短夜长，地方时6时后日出，故6时杭州尚未日出，A正确；此时东八区是2月26日6时整，则东二区是2月26日0时，与双鸭山市同一日期的范围是从东二区向东到东十二区，不到全球一半，B错误；美国旧金山（西八区）比北京时间（东八区）晚16小时，此时大约下午2时，C错误；阿根廷该城市（60°W）位于西四区，比北京时间（东八区）晚12小时，此时地方时为18时，因为该日为南半球夏季，昼长夜短，故18点时还没有日落，D错误。故选A。
8．该日为2024年2月26日，北半球冬半年，双鸭山市昼长小于12小时，A错误；该日太阳直射点位于南半球，海南省三沙市（17°N）正午日影朝北，B正确；根据正午太阳高度计算公式，90°-|当地纬度-太阳直射点纬度|估算可知，北极黄河站该日正午太阳高度小于18°，C错误；此日太阳直射南半球，南极中山站（69°S）不是极夜，D错误。故选B。
9．该日过后的三个月是从2月26日——5月26日，该时段太阳直射点由南半球向北半球一直向北移动，所以地处北半球的双鸭山市昼长一直变长；正午太阳高度一直变大；日出先在东偏南方向，后移到东偏北方向；日落先在西偏南方向，后移到西偏北方向，B正确，ACD错误。故选B。
【分析】国际上规定全球划分为24个时区，每个时区都以本时区的中央经线的地方时作为本时区的区时。北京时间即东八区的区时和120°E的地方时。所求区时=已知区时±相差时区×1小时。其中“±”确定原则是“东加西减”，“相差时区”确定原则是“同减异加”。
地平式日晷的晷面与所在地面平行，晷针指向北极星。图1为北京长安街古观象台的地平式日晷照片，图2为该晷盘俯视示意图。完成下面小题。
10．冬至日到夏至日，晷针影子在晷盘上一天内的移动角度变化为（ ）
A．持续变小B．持续变大
C．先变大后变小D．先变小后变大
11．若在北极使用，则制作日晷时晷针与晷盘的夹角以及11点和13点刻度线之间的夹角（ ）
A．变大 变大B．变小 变大
C．变大 变小D．变大 不变
【答案】10．B 11．A
【解析】10．依据所学知识可知，从冬至日到夏至日，北半球白昼逐渐变长，日晷只能在白天使用，该地白昼时间变长，使得晷针在晷盘上一天内移动的范围变大，即移动的角度之间变大。B正确，ACD三项错误。故选B。
11．由材料“地平式日晷的晷面与所在地面平行，晷针指向北极星”结合所学知识可知，晷针与晷盘的夹角等于当地的纬度，北极点为90°，所以晷针与晷盘的夹角应当变大。北京纬度较低，晷针指向北极星，向北侧倾斜，11时和13时靠近正午，太阳位于偏南方，投影后使得11时和13时刻度线之间的夹角较小；而北极地平式日晷的晷针指向天顶，竖直摆放，加上太阳视运动轨迹与晷针垂直，因此11时和13时的夹角为30°，要大于北京11时和13时刻度线之间的夹角。综上所述，故选A。
【分析】地平式日晷是一种常见的日晷类型，其基本结构包括晷面、晷针和晷盘。地平式日晷的晷面与所在地面平行，晷针指向北极星。这种日晷的主要原理是利用太阳的光线照射到晷针上，产生投影，投影在晷盘上的位置可以表示出当地时间。
12．阅读图文资料，回答下列问题。
光伏太阳花，作为太阳能清洁能源发电设施，可以利用太阳能跟踪控制器控制太阳能电池板（叶片），随太阳升落的轨迹上下、左右旋转，保证太阳能电池板与太阳光线垂直，提高太阳能利用率。该设备目前已在我国北京、深圳等多个城市使用。下图为光伏太阳花景观图。
(1)描述该光伏太阳花叶片在北京冬至日一天中的朝向变化。
(2)若光伏太阳花用于北京路灯照明，仅考虑昼夜长短状况，说明一年中路灯开启时间的变化。
(3)若光伏太阳花在北京和深圳（22°38’N，114°05’E）使用，说出夏至日两地太阳能电池板“追日”旋转幅度的差异。
【答案】(1)光伏太阳花叶片在冬至日日出时和上午朝向东南，正午朝向正南，下午和日落时朝向西南。
(2)从夏至到冬至，北京昼长逐渐变短，日落时间逐渐提前，路灯开启时间提前；从冬至到次年夏至，北京昼长逐渐变长，日落时间逐渐推迟，路灯开启时间推后。
(3)北京左右/水平旋转的幅度大于深圳；北京上下/垂直旋转的幅度小于深圳。
【分析】本题以光伏太阳花景观图为材料，设置三道试题，涉及昼夜变化、太阳视运动等相关知识，考查学生对材料解读与分析能力、有效信息的提取能力，提高相关知识的迁移应用素养，体现学生综合思维、地理实践力等学科素养。
【详解】（1）冬至日太阳直射点位于南回归线(23°26'S)，北京日出东南，正午太阳在正南，日落西南，因此太阳能电池板“追日”的方向为东南—正南—西南，即光伏太阳花叶片在冬至日日出时和上午朝向东南，正午朝向正南，下午和日落时朝向西南等。
（2）一年中昼夜长短的变化与太阳直射点的变化息息相关，路灯开启时间与日落时间一致。从夏至到冬至，太阳直射点逐渐南移，北京位于北回归线以北地区，北京的昼长逐渐变短，日落时间逐渐提前，因此，路灯开启时间逐渐提前；从冬至到次年夏至，太阳直射点逐渐由南回归线向北回归线移动，北京昼长逐渐变长，日落时间逐渐推迟，因此，路灯开启时间推后。
（3）光伏太阳花利用太阳能跟踪控制器控制太阳能电池板（叶片），随太阳升落的轨迹上下、左右旋转，保证太阳能电池板与太阳光线垂直，其中左右旋转与昼长有关，上下变化与正午太阳高度大小有关。夏至日太阳能电池板会从东北开始旋转，然后朝向正南，最后再转向西北，左右旋转幅度较大。北京纬度高于深圳，夏至日北京的昼长比深圳长，因此，北京太阳能电池板“追日”左右/水平旋转的幅度大于深圳。夏至日，深圳距离太阳直射点较近，正午太阳高度大于北京，因此，北京上下/垂直旋转的幅度小于深圳。
13．读图文资料，回答下列问题。
2023年8月28日，来自北京的小婧跟随旅游团乘大巴到长江中下游地区观光旅游。右图为当日旅游大巴的出行路线示意图。

(1)在左图地球示意图中绘制当日太阳直射光线、晨昏线，并用阴影表示夜半球。
(2)从M地出发前往N地时，为减少阳光照射，小婧应选择哪侧的座位（客车行进方向为前方）？回答并说明理由。
(3)简述小婧出发后一个月内北京正午太阳高度和昼夜长短的变化状况。
小婧发现长江中下游地区与北京地区的建筑均有飞檐的形式，但飞檐的形态特征不同。
飞檐是指屋檐的檐部向上翘起，是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。图（a）为飞檐景观图，图（b）示意飞檐光照原理。
(4)与北京地区相比，结合太阳高度和降水特点分析长江中下游地区建筑飞檐翘起角度更高的原因。
【答案】(1)类似下图即可：（太阳直射北纬10°附近）
(2)左侧。小婧5:40出发，8:40到达，此时太阳的移动方向是自日出东北后向南移动。在8:40，太阳位于东偏南方位，根据客车行驶方向，坐在左侧可以减少阳光照射。
(3) 正午太阳高度不断减小；昼长夜短到昼夜平分到昼短夜长。
(4)长江中下游地区太阳高度角较大，飞檐翘起角度更高可以在冬季获得较大的采光面积；降水更多，飞檐翘起角度更高有利于排泄雨水。
【分析】本题以某学生观光旅游的出行路线示意图为背景，设置4小题，涉及太阳光照图的绘制、太阳方位变化、太阳高度、昼夜长短变化等内容，考查学生获取信息、调动运用知识的能力，体现了综合思维和地理实践力的学科素养。
【详解】（1） 以两至两分日为参照，把直射点的移动看成是匀速运动，得出直射点大约每月走8°、4天1°，以两分日为参照，计算出8月28日太阳直射北纬10°附近。因此北纬80°附近及其以北有极昼现象，南纬80°附近及其以南仍有极夜现象。故绘制图应类似下图：
（2） 太阳直射点在北半球，当地应该东北日出、西北日落。根据“经过此地时，太阳恰好位于正东方向”这一信息可知，太阳视运动方位变化是东北-正东-东南-正南-西南-正西-西北。因此，从M地出发到中途点间，太阳在东北方向，从中途点至N地间，太阳在东南方向。因此在左侧坐，能够减少阳光照射。
（3）由题意可知，小婧出发后一个月内即8月28日到9月28日，直射点由北半球不断南移至南半球，北京与直射点的纬度差不断扩大，依据正午太阳高度的计算公式可知，北京正午太阳高度不断减小；直射点在哪个半球哪个半球就昼长夜短，直射点在赤道上时，全球昼夜平分。由此可知，8月28日——9月23日直射点在北半球，北京昼长夜短，9月23日直射点在赤道北京昼夜平分，9月23日后——9月28日直射点在南北京昼短夜长。
（4） 长江中下游地区纬度较低，与北京相比，长江中下游地区太阳高度角较大，根据飞檐屋顶的光照原理图可知，长江中下游地区建筑飞檐翘起角度更高能够使得冬季房间内获得更多的采光面积。长江中下游地区属亚热带季风气候，降水量更多，北京属于温带季风气候，降水更少，飞檐翘起角度更高有利于排泄雨水。
时间
春分日
夏半年
秋分日
冬半年
昼夜长短状况
昼=夜
昼>夜
昼=夜
昼