备战2025年高考地理精品教案第一部分自然地理第二章地球的运动第3讲地球的公转及其地理意义（Word版附解析）

这是一份备战2025年高考地理精品教案第一部分自然地理第二章地球的运动第3讲地球的公转及其地理意义（Word版附解析），共32页。

考点1 公转特征及黄赤交角
1.地球公转运动的特征
2.黄赤交角的形成及其影响
（1）概念
①赤道平面：过地心并与地轴垂直的平面。
②黄道平面：地球公转轨道平面。
③黄赤交角：赤道平面与黄道平面之间存在一个交角，叫作黄赤交角，目前是23°26'。
（2）影响
3.全球日出、日落方位
（1）非极昼区
①太阳直射赤道时，日出正东、日落正西。
②太阳直射北半球时，日出[3] 东北 ，日落[4] 西北 。
③太阳直射南半球时，日出东南，日落西南。
（2）极昼区
北极附近出现极昼，则出现极昼的地区正北“日出”，正北“日落”（0时“日出”，24时“日落”）；若是南极附近出现极昼，则出现极昼的地区正南“日出”，正南“日落”（0时“日出”，24时“日落”）。
情境 特罗姆瑟太阳日
一位旅行者在游记中写道：在1月21日的11点45分，天边出现一道金色的光芒，太阳又重新露面了，但它仅仅只能停留4分钟，非常准确，特罗姆瑟（约69°38'N，18°57'E）的人们将这一天命名为“太阳日”。
（1）判断1月21日该旅行者看到的太阳所处的大致方位。
【提示】根据日出日落方位的变化规律解答。
【参考答案】 正南。
（2）推断距离上一次特罗姆瑟的人们看到太阳大致间隔的天数。
【提示】该题考查出现极夜的天数，需要利用对称规律解答。
【参考答案】 58天。
命题点1 地球公转位置的判断
[2022浙江1月选考]摄影爱好者在南半球某地朝西北固定方向拍摄太阳照片，拍摄时间为K日及其前、后第8天的同一时刻。图1为合成后的照片，图2为地球公转轨道示意图。完成下题。

图1 图2
1.K日地球位置位于图2中的（ B ）
A.①B.②C.③D.④
【解题思路】 根据题目信息可知，拍摄太阳照片的时间为K日及其前、后第8天的同一时刻，并且图示K日前、后第八天太阳的位置几乎重叠，说明处于中间的K日是地球上太阳直射点移动方向的转折点，因此K日应是太阳直射南或北回归线时。由于拍摄的固定方位是西北方向，且太阳接近海平面，图1应为日落时段的太阳方位，根据日落西北可判定K日太阳直射北回归线，为夏至日。由图2可知，①处于近日点，为1月初，A错。②③的中间点对应的应为远日点，为7月初，结合地球公转方向可确定②为夏至日，应为K日地球的位置，B对，C错。④靠近秋分日，D错。
规律总结 太阳直射点在南、北回归线之间来回移动，所以关于夏至日或冬至日对称的两个日期，其同一时刻太阳的方位几乎相同，正午太阳高度也大体相等。
命题拓展
（1）K日当天在该地拍摄的日出照片中太阳位于（ A ）
A.东北B.东南C.西北D.西南
【解题思路】 根据上述分析可知，K日为夏至日。夏至日除极昼极夜地区外，全球日出东北，日落西北。
（2）K日当天，可能出现的地理现象是（ B ）
A.该地与北京同时日出
B.该地正午太阳高度比上海小
C.地球位于近日点附近
D.该地正午物体影长达一年中最小值
【解题思路】 根据题干内容不能判断该地的日出时间，A错误。该地位于南半球，该日正午太阳高度比上海小，B正确。1月初地球位于近日点，而该日为夏至日，C错误。正午太阳高度越大，物体影长越短，北半球夏至日北回归线及其以北各地正午太阳高度达到一年中的最大值，该地位于南半球，正午太阳高度最小，影长达一年中最长，D错误。故选B。
命题点2 太阳视运动规律的判读
[2023山东地理卷]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。下图示意夏至日两个时刻的杆影指向。据此完成2—3题。
2.该地夏至日地方时16：00时，杆影指向（ D ）
A.生肖虎
B.生肖虎与兔之间
C.生肖兔
D.生肖兔与龙之间
【解题思路】 根据图中信息可知，北京时间9：20杆影指向正西，太阳应位于正东，当地经度为105°E，此时该地地方时为8：20；一天之中太阳方位关于正午（正南）对称，此日该地地方时15：40时太阳应位于正西，则地方时16：00时太阳位于西北方向，杆影应指向东南，故选D。
3.11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 ）
A.5个B.6个
C.7个D.8个
【解题思路】 11月至次年2月，太阳直射南半球，该地昼短夜长，昼长小于12小时，因此一日内太阳视运动的角度小于180°，被杆影指向的生肖石像个数最多为5个，故选A。
命题拓展
春分至秋分期间，该地一日内被杆影指向的生肖石像个数最少为（ C ）
A.5个B.6个
C.7个D.8个
【解题思路】 春分至秋分期间，春、秋分日该地昼夜等长，日出正东、日落正西，一日内杆影从正西移向正北再移向正东，一日内被杆影指向的生肖石像个数为7个；春分至秋分期间，除二分日外，其余时间昼长夜短，一日内太阳转过的角度大于180°，被杆影指向的生肖石像个数不少于7个。故春分至秋分期间，该地一日内被杆影指向的生肖石像个数最少为7个，选C。
考点2 正午太阳高度的变化
1.正午太阳高度的变化规律
（1）正午太阳高度的计算公式
公式：H＝90°－纬度差。
H表示所求地点的正午太阳高度；纬度差是指所求地点的地理纬度与当日太阳直射点所在纬度之间的差值，如果所求地点与太阳直射点在同一半球，纬度差为二者中数值大的减去数值小的；如果不在同一半球，则二者相加。
（2）正午太阳高度的纬度分布规律
正午太阳高度从太阳直射点向南、北两侧[1] 递减 ；离太阳直射点越近（纬度差越小），正午太阳高度越[2] 大 。
（3）正午太阳高度的季节变化规律
（4）正午太阳高度的年变化规律
正午太阳高度的年变化幅度指某纬线一年中最大正午太阳高度与最小正午太阳高度的差值。不同地区变化幅度不同：热带地区为当地纬度＋23°26'，温带地区均为46°52'，寒带地区为90°－当地纬度＋23°26'。
2.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，即[3] 正午 ，此时该地地方时为12时。
（2）确定当地的纬度
根据某地某日（如二分二至日）正午太阳高度，结合正午太阳高度的计算公式可判断出当地的纬度。
（3）确定房屋朝向
合理设置房屋朝向可以获得最充足的太阳光照。北回归线以北的地区，全年正午太阳位于[4] 正南 方，正午太阳光线从南窗射入，房屋门窗应朝南；南回归线以南的地区，全年正午太阳位于正北方，正午太阳光线从北窗射入，房屋门窗应朝北。
（4）判断日影长短及方向
①太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。太阳直射点上，正午日影为零；正午是一天中日影最短的时刻。
②日影方向永远[5] 背向 太阳。北回归线以北到极圈之间的地区，正午日影永远朝向正北方；南回归线以南到南极圈之间的地区，正午日影永远朝向正南方。但是要特别注意的是在南、北回归线之间，正午影子可朝南也可朝北，太阳直射时无影子。
（5）确定楼间距和楼高
为保证各楼层都有良好的采光，南北楼之间应当保持适当距离。以北回归线以北地区为例，见图1，南楼高度为h，当地冬至日正午太阳高度为H，最小楼间距为L，则三者应满足tanH＝h/L。

图1 图2
（6）太阳能热水器的倾角问题
为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角，使太阳光线与集热板成直角。如图2，集热板倾角α和正午太阳高度H的关系为α＋H＝90°。
情境1 干支纪日法
干支纪日法是使用天干（10个）、地支（12个）记录日序的方法。“庚”是“甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸”10个天干中的第7个，每逢有“庚”字的日子叫庚日，庚日每10天出现一次。依照干支纪日法，夏至日后（包括夏至日当天）第3个庚日为初伏第一天，第4个庚日为中伏第一天，立秋后第1个庚日为末伏第一天。下图示意日历上显示的2023年夏至日信息。
推算2023年开始进入“三伏天”的日期。
【提示】根据材料中对“三伏天”的描述推算。
【参考答案】 7月11日。
情境2 神舟十六号
北京时间2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。神舟十六号载人飞船在太空驻留约5个月，于2023年10月31日返回东风着陆场。
神舟十六号载人飞船在太空驻留期间，描述北京正午太阳高度的变化特征。
【提示】根据正午太阳高度的季节变化规律描述。
【参考答案】 先变大—最大—再变小。
情境3 太阳能热水器
下图示意2023年11月23日我国长江中下游地区某中学地理小组成员拍摄的太阳能热水器及其影子的照片，此时发现影长和太阳能热水器吸热管长度相等。
（1）判断该成员拍摄照片时面向的方向。
【提示】根据图片信息，以太阳能热水器底部为基础建立方向标，可判断拍摄者面向的方向。
【参考答案】 东北方向。
（2）推断观测者下一次同一时刻同一地点观测到影长等于管长的大概时间。
【提示】根据太阳直射点的回归运动可推测出下一次同一时刻同一地点观测到影长等于管长的大概时间。
【参考答案】 2个月后。
命题点1 正午太阳高度的计算
[2021江苏地理卷]下图为2016年12月8日游客在悉尼（33°55'S，150°53'E）15时15分拍摄的照片。据此回答1—2题。
1.该日悉尼的正午太阳高度大约是（ D ）
A.32°B.58°C.66°D.79°
【解题思路】 太阳直射点大约4天移动1°。12月22日太阳大致直射23.5°S，故12月8日太阳直射点位于20°S附近，结合正午太阳高度计算公式以及当地纬度可求出该日悉尼正午太阳高度约为76°05'，故选D。
易错提醒 受地球公转速度变化等因素的影响，不同时段太阳直射点在南、北回归线之间的移动速度是变化的，因此我们用太阳直射点平均移动速度估算太阳直射纬度会存在一定偏差。因此本题计算出的悉尼正午太阳高度与实际也存在一定偏差。
2.此时月球的方位（ A ）
A.偏东B.偏南C.偏西D.偏北
【解题思路】 该日悉尼位于太阳直射点以南，拍摄照片的时间为15时15分，结合太阳视运动规律可知，此时太阳应位于西北方，物影位于东南方，结合图中影子朝向可知此时月球的方位应偏东，故选A。
命题拓展
此后一个月内，悉尼正午太阳高度的变化特征是（ C ）
A.逐渐变大B.逐渐变小
C.先变大后变小D.先变小后变大
【解题思路】 悉尼位于南回归线以南，12月22日左右，正午太阳高度达到最大值，之后逐渐减小。
命题点2 正午太阳高度的变化及应用
[2023海南地理卷]对日影和太阳高度变化的观测可以判断地理位置、地方时等要素。图1为甲地某日日出至日落期间标杆的日影变化示意图，当日影朝正北方向时，标杆长度与其日影长度相等。图2为乙地同一日正午时刻的太阳高度示意图。图中时间均为北京时间。据此完成3—4题。
图1 图2
3.观测当日（ D ）
A.甲地昼长夜短B.乙地昼短夜长
C.甲地昼长大于乙地D.甲乙两地昼夜等长
【解题思路】 由图1可知，甲地日出时日影朝向正西方向，正午日影朝向正北方向，日落时日影朝向正东方向，可判断甲地该日昼夜等长，A错误；根据材料可知，当该日甲地日影朝正北方向时，标杆长度与其日影长度相等，可推测该日甲地正午太阳高度为45°，由于赤道上最低正午太阳高度是66°34'，故可判定甲地不在赤道上，而赤道之外地区昼夜等长的日期只有春分日和秋分日，太阳直射点位于赤道，全球各地（除极昼、极夜地区外）昼夜等长，B、C错误，D正确。
4.甲地位于乙地（ A ）
A.东南B.西南C.东北D.西北
【解题思路】 根据材料可知，甲地正午日影朝正北方向时，标杆长度与其日影长度相等，可推测该日正午太阳高度为45°，且太阳位于甲地正南方向；图2中乙地正午太阳高度为30°，太阳位于乙地正南方向，根据甲、乙两地正午太阳高度差异和正午太阳方位，可判断甲地在乙地的偏南方向；根据上题分析可知，甲地昼夜等长，其日出地方时应为6时，结合图1中甲地日出北京时间（即120°E地方时）为5：40可算出甲地经度为125°E；根据图2中乙地正午北京时间为12时20分，结合正午乙地地方时12时，可算出乙地经度为115°E，因此甲地在乙地东南方向，故选A。
命题拓展
一周后在甲地再次测量时发现标杆正午日影的影长变长。试推测本次测量的日期。
【参考答案】 由上述分析可知，第一次测量日期为春分日或秋分日；第二次测量发现标杆正午日影变长，可推测太阳直射点向南移动，应为秋分日后一周，即9月30日前后。
考点3 昼夜长短的变化、四季更替和五带划分
【参考答案】 昼短夜长。
1.昼夜长短的周年变化规律
晨昏线把地球分为昼、夜两个半球。由于黄赤交角的存在，同一纬线上的昼弧长和夜弧长一般不等。随着地球公转，昼夜长短存在时间和纬度变化。根据下图，我们可以认识昼夜长短的周年变化规律。
（1）用阴影表示黑夜，图中②④位置各有一条晨昏线，则④位置的晨昏线为[1] 昏线 。
（2）比较北回归线的昼弧与夜弧长度，②位置昼弧长于夜弧，④位置夜弧长于昼弧。由此可见，北半球昼夜长短状况为夏季昼长夜短，且夏至日昼最长夜最短。
（3）比较赤道与北回归线、北极圈昼弧和夜弧长度，②位置越往北昼弧越长、夜弧越短，④位置越往北昼弧越短、夜弧越长。由此可见，北半球夏季越往北昼越长。6月22日前后，北半球各地昼长达到一年中[2] 最大 值。②位置北极圈内出现极昼，④位置北极圈内出现极夜。由此可见，北半球夏季北极圈内有极昼，且夏至日极昼范围最大。
（4）极圈的度数与黄赤交角的度数互余，它是发生极昼和极夜现象的最低纬度。
（5）比较不同位置赤道上昼弧和夜弧长度，可知赤道上始终昼夜[3] 平分 。
（6）①③位置上全球各地昼夜平分。
2.四季更替
（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天文四季夏季：一年内白昼最长、正午太阳高度最高的季节冬季：一年内白昼最短、正午太阳高度最低的季节春季和秋季：冬、夏季节的过渡季节
②气候四季（北温带）春季：3、4、5月夏季：6、7、8月秋季：9、10、11月冬季：12、1、2月
3.五带的划分
（1）划分依据：太阳辐射从低纬度向高纬度呈有规律递减。
（2）划分：以南北回归线和南北极圈为界，划分为热带、北温带、南温带、北寒带和南寒带。
四季和五带的联系
四季和五带都可以描述太阳辐射热量在地球上的分布规律，但四季描述的是热量在时间上的分布规律，五带描述的是热量在空间上的分布规律。具体区别如下：
情境1 摄影爱好者乘机经历
一位摄影爱好者由成都（约30°39'N，104°30'E）飞往昆明（约25°02'N，102°42'E），途中他拍摄到了日出并对该过程做了记录：“7：00飞机起飞，窗外一片昏暗，飞了约10分钟，从舷窗射进一束红光，我急忙拿出相机准备拍摄……7：20，一轮红日喷薄而出，刹那间万道光芒映红了天空，壮观极了！”下图示意该航班的部分座位。
（1）若可以提前通过网络选座位，推测该摄影爱好者最可能选择的座位，并说明理由。
【提示】飞行途中日出时间为北京时间7：20，结合日出时飞机所在的经度，可以推算出太阳直射点在哪个半球，然后判断摄影爱好者选择的座位。
【参考答案】 25A或28A。理由：根据材料信息可知，飞行途中日出时间为北京时间7：20，结合日出时飞机所在的经度约为102°E—104°E，可以计算出此区域日出地方时晚于6：00，故推断此时太阳直射点位于南半球，日出东南。飞机由成都飞往昆明，大体向西南飞行，可以判断日出时太阳位于飞机前进方向的左侧，为了便于拍摄日出，该摄影爱好者应选择位于飞机左侧的座位。
（2）判断当天该摄影爱好者所经历的昼夜长短状况。
【提示】根据太阳直射点所在的位置判断昼夜长短情况。
情境2 光周期现象
地球运动使地球上的日照长短发生周期性变化。光周期现象影响动物的生殖和迁徙活动。很多哺乳动物是随日照时数的增加而开始进入生殖期的，这类动物可称为长日照动物，反之属短日照动物。
（1）候鸟在不同年份迁离和到达某地的时间相差无几，推测影响候鸟迁徙的主要因素，并说明理由。
【提示】根据材料可知，光周期现象影响动物的生殖和迁徙活动。
【参考答案】 昼长。光周期现象影响动物的生殖和迁徙活动。虽然候鸟迁徙年份不同，但是迁离和到达时间基本一致，其原因是昼长一样，光照时间大致相等，因此影响因素最可能是昼长。
（2）北半球山羊一般随着秋天的到来而进入生殖期，判断山羊属于长日照动物，还是短日照动物。
【提示】根据材料判断山羊属于哪种生物。
【参考答案】 短日照动物。
命题点 四季变化的分析
[2023北京地理卷]某校开展“时空智能，因融至慧”跨学科主题学习系列活动。结合2023年6月10日文化和自然遗产日，同学们展示了有关二十四节气的作品。下图是学生设计创作的网页截图。读图完成1—2题。
1.二十四节气是古人观天察地、认识自然的智慧结晶，客观反映了（ C ）
①太阳活动②四季变化
③降水总量④物候现象
A.①②B.①③
C.②④D.③④
【解题思路】 太阳活动是太阳大气的变化，主要有太阳黑子、耀斑、日珥和太阳风等，而二十四节气是一年中地球绕太阳运行到二十四个规定位置上的日期，太阳活动与二十四节气没有直接联系，①错误；二十四节气客观反映了四季变化，因而我国传统上以二十四节气中的立春、立夏、立秋、立冬为起点，划分春、夏、秋、冬四季，②正确；二十四节气反映了物候和气候的多方面变化，如春生、夏长、秋收、冬藏以及日照、降雨、气温等的变化规律，但无法直接反映降水总量，④正确，③错误。故选C。
2.据图推断（ B ）
A.甲地种冬小麦正值梅雨时节
B.可以通过遥感监测乙地涝灾
C.正午太阳高度甲地比乙地大
D.昼长周年变化甲地小于乙地
【解题思路】 梅雨天气主要发生在长江中下游地区，而图中甲地位于山西省，不是梅雨主要分布区，A错误；遥感卫星可以实时监测洪涝灾害的发展过程，B正确；甲乙两地都处于北温带，且甲地纬度高于乙地，故甲地正午太阳高度始终小于乙地，C错误；纬度越高，昼长周年变化越大，甲地纬度高于乙地，故甲地昼长周年变化大于乙地，D错误。
命题拓展
小满至大暑期间，太阳直射点的移动方向是（ B ）
A.自南向北移动
B.先向北后向南移动
C.自北向南移动
D.先向南后向北移动
【解题思路】 小满至夏至，太阳直射点向北移动，夏至到大暑，太阳直射点向南移动，B正确。
方法技巧 基于太阳地平坐标视运动的一般应用
1.太阳光照角度示意图
例如，下图示意甲、乙、丙三座不同纬度的房屋在二至日时阳光照射情况（a或b），对三座房屋所处地理位置判断如下：
甲地冬至日和夏至日的正午太阳高度都较大，正午太阳分别在正南、正北方向，且正午太阳高度接近相等，因此甲地应当在赤道附近。乙地冬至日和夏至日正午太阳都位于正南方向，乙地应当在北回归线以北地区。丙地冬至日和夏至日正午太阳都位于正北方向，丙地应当在南回归线以南地区。
2.太阳地平坐标视运动示意图结合太阳直射点回归运动图，分析生活中的现象
（1）影子方向、影长问题
下图中，香港春分日到秋分日正午太阳高度变化规律是变大→变小→变大→变小，正午影长变化规律是变短→变长→变短→变长；正午影子方向变化规律为朝北→朝南→朝北，正午阳光可以从南、北方向投入室内。北京春分日到秋分日正午太阳高度变化规律是变大→变小，正午影长变化规律是变短→变长，正午影子方向一直朝北，正午阳光只能从南方投入室内。
下图示意某日太阳高度及方向与物体影子方向及影长的关系。
（2）楼间距和太阳能电池板仰角问题
下面甲图，北半球正午太阳高度最小值出现在冬至日，以此为依据，为防止阴影遮挡建筑物（高度H），北半球建筑物之间的间距L应为Htan α；乙图，此时太阳能电池板的仰角B应与正午太阳高度互余。
热点情境 日晷
日晷是利用太阳的方位变化来指示时间的一种仪器。赤道式日晷是日晷中最简单、最常见的一种，其晷盘面平行于赤道平面，晷针与晷盘面垂直且晷盘上刻度等分。为了加深对日晷的了解，杭州（约30°N，120°E）的地理研学小组采用泡沫材料自制了一个赤道式日晷（下图）。
探究设问 （1）请指出该小组组装日晷时，晷针与地平面的夹角以及摆放时晷盘上表面的朝向。
（2）比较冬至日和夏至日时晷针影子特征的异同。
（3）请说出用日晷指示时间的不足之处。
【解题思路】 （1）由材料可知，赤道式日晷晷盘面平行于赤道平面，晷针与晷盘面垂直，故晷针应与地轴平行，故晷针与地平面的夹角等于当地纬度。晷盘面与赤道面平行，故晷盘上表面朝北。（2）两日晷针影子特征的异同，可从影子的长短、在晷盘面的位置、移动方向及划过的弧度等方面作答。（3）日晷利用物体影子的运动测量时间，必须有太阳照射才可以，阴雨天和夜晚没有太阳照射，日晷不能使用；另外，太阳视运动是地球自转和公转共同作用的结果，故日晷精确度不高。
【参考答案】 （1）晷针与地平面夹角为30°；晷盘上表面朝北。
（2）同：影长相等。
异：冬至日影子在晷盘划过的弧度短（或夏至日长）；夏至日影子在晷盘上表面，顺时针方向运动，冬至日影子在晷盘下表面，逆时针方向运动。
（3）精确度不高；夜晚不能使用；阴雨天不能使用。
[2023天津联考]赤道式日晷的晷面和赤道面平行，晷盘上的刻度是等分的，正反两面都有刻度。下图为天津市某高校校园内的赤道式日晷某日照片，拍摄时间接近当地正午。据此完成1—2题。

1.下列图示中表示3月15日该晷针投影的移动轨迹正确的是（ D ）

A B

C D
【解题思路】 3月15日北半球为冬半年，天津日出东南方向，晷针影子朝向西北；正午时太阳位于正南方向，晷针影子指向正北；日落西南方向，晷针影子朝向东北。北半球冬半年时，应从晷盘下表面读数，B错误，D正确。A、C图中日影移动范围超过晷面的一半，表明昼长夜短，而3月15日该地昼短夜长，A、C错误。
2.当该赤道式日晷晷针投影指向晷盘正下方的刻度时，与天津（116°E）同一天的日期范围约占全球的（ D ）
A.1/2B.3/4C.1/3D.2/3
【解题思路】 当天津（116°E）晷针投影指向晷盘正下方的刻度时，116°E地方时是12时，此时0时经线与其时间差12小时，经度差180°，0时经线是64°W。此时与天津同一天的范围是64°W向东到180°，占全球的比例约为2/3，D正确。
读图归纳 等太阳高度线图的判读方法
等太阳高度线图即为昼半球太阳高度相同的点形成的等值线图。其特点如下（以下图为例）：
1.圆心（O）为太阳直射点，同心圆为太阳高度等值线。数值从圆心90°向外围降到0°，最大的圆为晨昏圈。
2.晨昏圈上最北点（A）和最南点（B）把晨昏圈分为晨线和昏线，东面为昏线，西面为晨线。
3.赤道上昼弧所对的圆心角为180°，即赤道上从晨线到昏线，经度差为180°。
4.圆心所在经线地方时为12时，该经线上太阳高度为与其相交的纬线上的正午太阳高度。
典例 下图为某日某时汕头及周边地区等太阳高度线图。据此回答（1）—（2）题。
（1）a地的纬度为
A.45°NB.45°46'NC.21°34'ND.68°26'N
（2）设b地此日的正午太阳高度为H，c地此刻地方时为T，则下列不等式中，完全正确的一组是
A.H＞60°，T＞13时B.H＜60°，T＜13时
C.H＞60°，T＜13时D.H＜60°，T＞13时
读图指导
【解题思路】 （1）读图可知，此时太阳直射北回归线，a地的正午太阳高度为45°，根据正午太阳高度计算公式：45°＝90°－纬度差，即知a地纬度与23°26'N相差45°，应为68°26'N，选D。（2）b地此时太阳高度等于60°，一天中正午太阳高度最大，所以b地正午太阳高度（H）一定比60°大。c地该日太阳高度的变化是0°—90°—0°，该日c地昼长大于12小时，所以c地该日的太阳高度每变化15°的时间大于1小时。汕头和c地的太阳高度相差15°，所以c地此刻地方时T应大于13时。
【参考答案】 （1）D （2）A
[2023浙江绍兴适应性考试]下图为某半球某日（此刻全球处于同一天）的等昼长线分布图（单位：小时），MA为东西半球分界线，B、C点的纬度分别为12°、71°。读图，完成1—2题。
1.图示时刻，A、C两地的太阳方位分别为（ A ）
A.东南、东北B.东北、东南
C.西南、西北D.西北、西南
【解题思路】 MA为东西半球分界线，东西半球分界线为20°W和160°E，由于MA靠近0°经线，推断其为20°W经线，故图示半球为南半球。此刻全球处于同一天，即0时经线和180°经线重合，推出AC所在经线地方时为10：40。又因C点所在71°S昼长达24小时，是出现极昼的最低纬度，由此判断此刻太阳直射点纬度为19°S。A点昼长为12小时，可知A点位于赤道上，太阳直射点位于A点以南，其日出方向为东南，之后太阳向正南方运行，正午位于正南方向，故10：40时太阳位于东南方向；太阳直射点位于C点以北，C点因出现极昼，0时日出正南方向，之后太阳向东南方向运行，到正东方向之后再向东北方向运行，12时位于正北方向，故10：40时太阳位于东北方向，A正确。
2.图示时刻，B、D两地的太阳高度差值为（ C ）
A.45°B.59°C.83°D.90°
【解题思路】 结合上题分析可知，180°经线为0时，所以B地所在经线地方时为12时，故B点的太阳高度即正午太阳高度，此刻太阳直射19°S，可得B地（12°S）太阳高度为83°；而D地恰好出现极昼现象，且其刚好处于0时，故D地此刻太阳高度为0°，因此两地太阳高度差为83°，C正确。
[2024济南摸底]小明在夏至日这一天外出度假（度假地使用夏令时，即将原区时时间调快1小时）。候机期间，在天文台网站输入度假地经纬度后，得到当日该地的太阳视运动路径图（下图），路径图上每两个相邻的圆圈间隔1小时。据此完成1—2题。
1.该度假地可能位于（ B ）
A.西雅图（48°N，122°W）
B.汉堡（54°N，10°E）
C.朱诺（58°N，134°W）
D.慕尼黑（48°N，12°E）
【解题思路】 读图可知，度假地当地地方时12：00时，北京时间为19：20，两地时差为7小时20分钟，经度相差110°，北京时间是120°E的地方时，故当地的经度接近10°E，A、C错误。读图可知，夏至日当地正午太阳高度是60°，根据正午太阳高度计算公式，可求出度假地纬度为53°26'N或6°34'S，故B正确，D错误。
2.抵达度假地后，小明希望在卧室观看日落地平线景观，最理想的时间（卧室钟表时间）为（ B ）
A.21：24B.21：40
C.20：24D.20：40
【解题思路】 根据材料可知，路径图上每两个相邻的圆圈间隔1小时。读图可知，该日太阳高度大于0°的时长约为17个小时。日落时间＝12：00＋昼长/2，可求出当地日落时间约为20：30。度假地使用夏令时，即将原区时时间调快1小时，即当地时钟时间为21：30时太阳高度为0°，为日落时间。受大气层的折射影响，我们观测到的太阳位于地平线上时，实际的太阳已位于地平线之下，故太阳高度为0°时，我们观测到的太阳位于地平线之上附近。因此最适合观看日落地平线景观的时间应稍晚于日落时间，选B。
立晷是晷面垂直于地面的传统授时工具，东西向放置，南面和北面均有刻度盘可读数。为保证授时的准确性，立晷晷面上的刻度盘需要经常更换。下图为立晷的侧视图。据此完成3—4题。
3.从6月22日到12月22日，每天相同时刻赤道立晷晷针的影长（ C ）
A.维持不变 B.始终变长
C.先变长再变短 D.先变短再变长
【解题思路】 立晷晷面和地面垂直，因此立晷晷面上的阳光照射角度和太阳高度互余，立晷晷面和太阳光线夹角越小，晷针的影子越长，春秋分日赤道上太阳高度最大，晷针影子最长。故选C。
4.12月22日，新西兰使用的立晷北面刻度盘最有可能是（ B ）
A B
C D
【解题思路】 北面刻度盘左东右西，上午太阳在左，影子在右，排除C、D；12月22日，太阳直射南回归线，日出东南，日出之后一段时间太阳到达正东，然后经过东北—正北—西北，到达正西，最后日落西南，所以北面刻度盘只能在一段时间内受到太阳光照，并不能从日出到日落都受到太阳光照，A错误，B正确。
某年12月31日，某研学小组来到云南元阳观测梯田，只见灌满水的梯田反射着金灿灿的阳光。日落时分，研学小组在某观景台恰好观赏到太阳在远处另一个观景台上方落下。下图示意该研学小组所在区域地形。据此完成5—6题。
5.研学小组（ C ）
A.在甲处观赏到太阳在丁处上方落下
B.在乙处观赏到太阳在丙处上方落下
C.在丙处观赏到太阳在乙处上方落下
D.在丁处观赏到太阳在甲处上方落下
【解题思路】 由材料可知，此次研学活动是在某年12月31日，该日日落西南，受地形阻挡，观赏到的日落时间提前，方位比实际的日落方位更偏南，故该研学小组应是在丙处观赏到太阳在乙处上方落下，故选C。
6.研学小组观赏梯田日落的当天（ D ）
A.元阳当地昼长夜短
B.元阳正午太阳高度达一年中最大
C.地球公转速度较慢
D.太阳直射点逐渐北移
【解题思路】 12月31日属于北半球冬半年，元阳昼短夜长，A错误；该日接近北半球冬至日，元阳正午太阳高度在一年中较小，B错误；12月31日地球运动至近日点附近，公转速度较快，C错误；12月31日在冬至日后，太阳直射点逐渐北移，D正确。
考点1 公转特征及黄赤交角
[2023天津和平区二模]日落太阳方位角是指某地日落时的太阳方位与地平线正南方向的夹角，我国某校同学在夏至日19：45测得学校所在地的日落太阳方位角为118.7°，该日昼长为14小时30分钟。据此完成1—2题。
1.推测该校所在地冬至日的日落太阳方位角约为（ B ）
A.91.7°B.61.3°C.38.7°D.28.3°
【解题思路】 夏至日19：45测得学校所在地的日落太阳方位角为118.7°，故该日日落方位为西偏北28.7°，由所学知识推知该地冬至日的日落太阳方位为西偏南28.7°，方位角为61.3°。选B。
2.该校所在城市应为（ C ）
A.沈阳B.西宁C.郑州D.上海
【解题思路】 该地夏至日昼长为14小时30分钟，可计算出日落时地方时为19：15，而该地日落时北京时间为19：45，该地地方时晚于北京时间，所以该地位于120° E以西，排除A、D。该地地方时比北京时间晚30分钟，所以经度相差7.5°，西宁经度与120°E相差太多，排除B。郑州经度约为113°E，故该校所在城市应为郑州。选C。
[生活情境/2023浙江宁波十校联考]圭表通过在南北方向平置的圭上观察记录垂直于地面的表的影长变化来确定季节变化以及一年内的二十四节气。下图为宁波市某中学校园内立冬当天某时刻的圭表示意图及实景图。据此完成3—4题。
3.下列说法正确的是（ A ）
A.此时刻后表影向东边一侧偏移
B.此后几天表影的长度逐渐变短
C.此后几天宁波日出方位更偏北
D.此日赤道上的日出方位为正东
【解题思路】 由材料可知，此时刻表影为南北方向，说明图示时刻太阳位于当地的正南方，当地地方时为12时，此时刻后太阳往西方移动，表影向东边一侧偏移，A正确；立冬节气位于冬至日之前，立冬节气之后太阳直射点继续南移，北半球正午太阳高度逐渐变小，表影的长度逐渐变长，此后几天宁波日出方位更偏南，B、C错误；该日太阳直射点位于南半球，赤道上应日出东南，D错误。
4.假设黄赤交角增大到30°，则该圭表的春秋分刻度应该（ A ）
A.保持不变B.向北偏移
C.向南偏移D.无法判断
【解题思路】 圭表是根据正午时刻的影长变化确定节气的，而正午影长主要根据太阳高度确定。宁波位于30°N附近，假设黄赤交角增大到30°，根据正午太阳高度公式H＝90°－（所求地与直射点之间的纬度差）可知，夏至日正午太阳高度变大，冬至日正午太阳高度变小，春秋分日正午太阳高度不变。据此可推知，夏至日表影变短，冬至日表影变长，春秋分日表影长度不变。故A正确。
[新角度/2023沈阳五校联考]指北针是从正北开始顺时针测量方向。某天在海边测出太阳升起的方向为45°，落下的方向为300°。据此回答5—6题。
5.测量地可能在（ D ）
A.澳大利亚西海岸
B.印度尼西亚爪哇岛
C.加拿大西海岸
D.俄罗斯东海岸
【解题思路】 日出、日落方向存在相对于南北方向对称的规律，太阳升起的方向为 45°，那么日落方向应该是315°，而实际测得日落方向为300°，最可能是观测点西侧受高地遮挡，使得日落提前，因而推测该地应该位于东海岸。该日太阳视运动轨迹转过的角度为270°，可计算出该地昼长约为18小时，说明该地纬度较高。综上，D正确。
6.该日沈阳（ B ）
A.寒假即将开始
B.暑假即将开始
C.寒假刚刚结束
D.暑假早已结束
【解题思路】 结合上题分析可知，该日俄罗斯东海岸昼长达18小时，夜长只有6小时，说明北半球已经进入夏季，沈阳应为暑假时，A、C错误；沈阳暑假结束时通常已经是8月底，该时期俄罗斯东海岸昼夜长短差距已较小，D错误，B正确。
下图为2022年3月7日正午江苏某校教学楼走廊照片。此时，走廊柱影与南墙面的夹角约为82°。据此完成7—8题。
7.该教学楼的走向为（ B ）
【解题思路】 江苏位于北回归线以北，正午太阳始终位于正南方天空，正午时物体影子始终朝向正北，而图中柱影与南墙面的夹角约为82°，说明墙面东端偏南、西端偏北，该教学楼的走向为西北—东南方向，A、C错误；柱影与南墙面的夹角约为82°，说明教学楼的走向与东西方向只存在8°的夹角，B正确。
8.与该日日影现象几乎一致的日期是（ C ）
A.4月4日B.9月9日
C.10月8日D.12月7日
【解题思路】 与该日日影现象几乎一致的日期，其太阳直射点的纬度位置应该与3月7日相同。根据太阳直射点移动的规律可知，这两天关于二至日对称，如根据3月7日与夏至日间隔的天数进行推算，另一时间点为10月8日，因此出现与该日日影几乎一致的日期为10月8日。选C。
考点2 正午太阳高度的变化
[生活情境/2024湖北武汉第一次调研]2023年暑假，武汉的小明全家自驾外出旅游。北京时间7月15日15：00在西安（34°N，108°E）某段公路上行驶时，小明发现太阳光刚好从汽车正前方射入。据此完成1—3题。
1.此时汽车行驶的方向为（ A ）
A.自东北向西南
B.自西南向东北
C.自西北向东南
D.自东南向西北
【解题思路】 西安（34°N，108°E）的地方时比北京时间（120°E地方时）晚48分钟。当北京时间15：00时，西安的地方时为14：12，此时太阳位于西安的西南方天空，太阳光从汽车正前方射入，说明汽车正驶向西南方向，故选A。
2.若不考虑天气等其他因素，下一次在此处拍摄到同样的太阳方位和高度，最有可能的日期是（ A ）
A.5月29日
B.8月7日
C.12月1日
D.1月13日
【解题思路】 要想在此处再次拍摄到同样的太阳方位和高度，太阳直射点的纬度应与7月15日相同。夏至日（6月22日前后）太阳直射北回归线，7月15日太阳直射点从北回归线南移了23天；根据对称规律，与7月15日太阳直射点纬度相同的日期应在夏至日（6月22日前后）前23天，最有可能是5月29日，故选A。
3.在该日后的六个月内，西安与武汉两地正午太阳高度的差值（ C ）
A.先变大后变小
B.先变小后变大
C.保持不变
D.不断变小
【解题思路】 西安和武汉两地始终位于太阳直射点的北侧，两地正午太阳高度的差值等于两地的纬度差，两地之间的纬度差是不变的，因而两地正午太阳高度的差值保持不变。故选C。
规律总结正午太阳高度的时空变化规律
（1）“远小近大”规律：同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减；距离太阳直射点越近（纬度差越小），正午太阳高度越大；距离太阳直射点越远（纬度差越大），正午太阳高度越小。
（2）同线相等规律：同一纬线上，正午太阳高度相同。
（3）“来增去减”规律：太阳直射点向本地所在纬线移来，正午太阳高度增大，反之减小。
[2023福建福州二模]我国某学校高三（2）班地理兴趣小组在校园内开展日照观测活动，发现9月23日正午太阳光可透过窗户照射进本班教室（如图），10月23日之后因南侧高楼对阳光的遮挡，本班教室内的正午光照消失。一段时间后，正午太阳光重新照进本班教室。据此完成4—6题。
4.该校可能位于（ B ）
A.云南省B.吉林省
C.福建省D.河南省
【解题思路】 据图可知，该地9月23日（秋分，太阳直射赤道）正午太阳高度为48°，代入正午太阳高度计算公式，得48°＝90°－当地纬度，可知该地位于42°N，选项中四地仅吉林省符合。选B。
5.10月23日之后，正午太阳光重新照进高三（2）班教室的时间约为（ C ）
A.当年11月23日
B.当年12月22日
C.次年2月21日
D.次年3月21日
【解题思路】 根据材料可知，10月23日正午太阳光恰好被南侧高楼遮挡，之后太阳直射点南移，该地正午太阳高度逐渐变小，直到下一次太阳直射点位置和10月23日相同时，该地正午太阳高度和10月23日相同，正午太阳光再次恰好被南楼遮挡，之后正午太阳光可以照进教室内。根据对称原则可知，太阳直射同一纬度对应的两个日期关于冬至日或夏至日对称，10月23日到冬至日约两个月，下一个日期应为冬至日后约两个月，即次年2月21日前后。选C。
6.与高三（2）班相比，夏至日到冬至日期间楼上高三（8）班教室内的正午光照（ A ）
A.同时出现，持续时间更长
B.同时出现，持续时间一样
C.更早出现，持续时间更长
D.更早出现，持续时间一样
【解题思路】 由图可知，因过道和墙壁对阳光的遮挡，9月23日正午太阳光线刚好可以照射进高三（2）班教室，高三（8）班与高三（2）班布局相同，因此正午光照同时出现，C、D错误。在10月23日之后因南侧高楼对阳光的遮挡，高三（2）班教室内的正午光照消失，但高三（8）班在其楼上，正午太阳光仍未被遮挡，因此高三（8）班正午太阳光照持续时间更长。选A。
[2023河南十所名校联考]在光伏电站工程中，绝大多数支架为固定支架。我国湖北省某地（31.5°N，113.5°E）海拔65米，固定支架光伏组件的倾角一般为14°，且朝向正南。目前该地将部分光伏组件改成可转动支架（如下图所示）以提高对太阳辐射的利用率。据此完成7—9题。（sin 14°≈0.24、cs 14°≈0.97、sin 35°≈0.57、cs 35°≈0.82）
7.若不考虑天气变化，该地固定支架光伏组件获得太阳辐射能最多的月份是（ B ）
A.3月 B.5月
C.9月 D.1月
【解题思路】 固定支架光伏组件的倾角一般为14°，且朝向正南。若不考虑天气变化，该地固定支架光伏组件获得太阳辐射能最多的月份正午太阳高度约为76°。当地位于31.5°N，由正午太阳高度计算公式H＝90°－纬度差计算可知，此时太阳直射点的纬度约为17.5°N。结合选项判断，5月份太阳直射点的纬度位置最接近17.5°N。故选B。
8.若将支架改为可转动型，则北京时间12：00时光伏组件应朝向（ D ）
A.西北 B.西南
C.东北 D.东南
【解题思路】 当地经度为113.5°E，当北京时间为12：00时，该地地方时在12：00之前，为上午，太阳方位为东南，光伏组件应朝向东南。故选D。
9.为避免遮蔽阳光和浪费土地，改为可转动支架后两组光伏组件的距离L大约为（ C ）
A.2.1米 B.2.4米
C.3.5米D.8.3米
【解题思路】 为避免遮光和浪费土地，改为可转动支架后两组光伏组件的距离L应为冬至日正午光伏组件的影长。冬至日时光伏组件倾角＝90°－H＝所求地与直射点之间的纬度差＝31.5°＋23.5°＝55°，光伏组件长度为2m，因此影长L＝2/sin（90－55）°≈3.5米。故选C。
考点3 昼夜长短的变化、四季更替和五带划分
[真实情境/2023湖北模拟]每年6—7月凌晨3时，黑龙江省抚远市（48°26' N，134°18'E）便迎来了日出，抚远市是我国的“日出之城”，而它作为我国最早日出地的天数更是占据了一年中的七成（约260天）。下图示意我国最早日出地一年中日出时间（北京时间）变化情况。据此完成1—2题。
1.图中城市冬至日日出最早的是（ D ）
A.抚远（48°26'N，134°18'E）
B.虎林（45°48'N，132°59'E）
C.温岭（28°22'N，120°21'E）
D.台东（22°40'N，121°09'E）
【解题思路】 冬至日为12月22日左右，读图可知，12月份台东日出时间最早。
2.抚远作为我国最早日出地的天数占据了一年中的七成，主要是由于（ A ）
A.位于我国陆地的最东端且纬度较高
B.一年中昼长夜短现象在抚远占比多
C.位于我国领土的较北端且海拔较高
D.一年中晨线在抚远的摆动幅度最大
【解题思路】 结合上题可知，与其他地点相比，抚远的纬度最高。夏半年，北半球纬度越高，白昼越长，日出越早，且抚远位于我国陆地的最东端，因此其作为最早日出地的天数占比高，A正确。
[跨学科·跨历史/2023河北尚义联考]早在公元前，我国黄河流域古代劳动人民就发明了时间测量工具——圭表。圭是平放的有刻度的尺，表为直立的标杆，圭与表垂直且固定，古人通过观察记录它正午时影子的长短变化来确定季节的变化进而安排农耕活动。下图所示为我国某中学地理兴趣小组自制的圭表模型，圭上的黑点表示二分二至日正午表影端点的位置。据此完成3—4题。
3.发明并利用圭表的古代劳动人民最可能生活的地形区是（ C ）
A.东北平原B.四川盆地
C.黄土高原D.云贵高原
【解题思路】 结合材料“我国黄河流域古代劳动人民就发明了时间测量工具——圭表”可知，发明并利用圭表的古代劳动人民生活在黄河流域，黄土高原属于黄河流域地区，故选C。
4.符合表影端点位于M位置时的诗句是（ D ）
A.天街小雨润如酥，草色遥看近却无
B.接天莲叶无穷碧，映日荷花别样红
C.停车坐爱枫林晚，霜叶红于二月花
D.晨起开门雪满山，雪晴云淡日光寒
【解题思路】 由图可知，M位置距离表最远，因此是一年中影子最长的时候，而正午太阳高度角越小，影子越长。根据所学知识，北回归线以北地区，冬至日正午太阳高度角达到一年中最小值，A、B、C、D选项分别是描述春、夏、秋、冬的诗句，D正确，A、B、C错误。故选D。
二十四节气是把太阳周年运动轨迹划分为24等份，每一等份为一个节气，始于立春，终于大寒，周而复始，是汉族劳动人民长期经验积累的成果和智慧的结晶。下图为我国某地相邻节气平均气温变量曲线图。据此完成5—7题。
5.由图推测，该地一年中气温最高的节气为（ D ）
A.清明B.立夏C.夏至D.大暑
【解题思路】 该图是平均气温变量图，清明前后气温变量都为正值，即气温一直在增加，清明不是最高温，A错误；立夏之后气温变量是正值，即还在升温，立夏不是最高温，B错误；夏至之后气温变量还是正值，即气温还在升高，夏至不是最高温，C错误；大暑之前的几个月气温变量都为正值，即都在升温，在大暑之后变量为负值，即开始降温，则大暑是一年中气温最高的节气，D正确。故选D。
6.若立春时节该地平均气温为4.6℃，则该地可能位于（ B ）
A.广东B.安徽C.北京D.新疆
【解题思路】 立春的时间大致为2月初，广东该时间平均气温远高于4.6℃，A错误；安徽纬度较高，气温较低，最接近4.6℃，B正确；北京和新疆2月平均气温低于4.6℃，C、D错误。故选B。
易错警示 本题易错选A，错选的原因是对我国各个省级行政区的气候不了解。选项四地中北京和新疆分别为温带季风气候和温带大陆性气候，2月初的时候气温较低。广东虽然是亚热带季风气候，但广东位于我国南方沿海地区，纬度低，立春时节气温较高。因此该地最可能是安徽。
7.当该地一年中气温最低时，下列说法正确的是（ D ）
A.该地太阳从东北方向升起
B.该地太阳照进房屋内阴影面积最大
C.该地一年中昼最短、夜最长
D.太阳直射点在南半球、向北移动
【解题思路】 从图中可知一年中气温最低节气为大寒（1月20日左右），该时间我国太阳从东南方升起，A错误；北半球地区太阳照进房屋内阴影面积最大的节气应该是冬至，B错误；一年中昼最短、夜最长的节气是冬至，C错误；根据太阳直射点的回归运动可知，该时间直射点位于南半球且正在向北移动，D正确。故选D。
综合训练
[生活情境/2024福建福州第一次质检]2023 年 3月 21 日，小明在路上看到一辆悬挂当地闽A车牌的新能源汽车停放在行道树下。据此完成1—2题。
1.该日，小明所处的城市（ A ）
A.正午太阳高度大于60°
B.日出时间略晚于前一天
C.正午太阳高度略小于前一天
D.昼长明显短于我国东北地区
【解题思路】 当地车牌号的开头为闽A，说明小明在福州市。该日为2023年3月21日，太阳直射赤道；小明所在的福州市位于北半球30°N以南，可知该日福州市的正午太阳高度大于60°，A正确；3月21日太阳直射点处在北移过程中，这一过程中福州昼越来越长，日出时间越来越早，B错误；太阳直射点北移过程中，福州正午太阳高度越来越大，C错误；3月21日为春分日，全球各地昼夜等长，D错误。
2.该行道树最可能是（ D ）
A.常绿硬叶树B.落叶阔叶树
C.针叶树D.常绿阔叶树
【解题思路】 福州为亚热带季风气候，当地的自然植被为亚热带常绿阔叶林，因此该行道树最可能是常绿阔叶树，D正确。
[2023山东青岛三模]陕西某市中学生在学校附近进行了为期半年的天文观测，下图示意观测期间前两个月内某日绘制的北极星光线和正午太阳光线位置关系。据此完成3—4题。
3.图示时刻，下列现象描述正确的是（ D ）
A.纽约（40°N，74°W）日出东南
B.悉尼（34°S，151°E）影长达一年最短
C.巴西利亚（16°S，48°W）正值日落
D.全球新旧一天范围比大约是2∶1
【解题思路】 由图可知，该日该地北极星仰角为36°，即该地纬度为36°N。该日该地正午太阳高度为77.5°，根据正午太阳高度计算公式可知，该日太阳直射点位于23.5°N，即该日为夏至日。根据日出日落方位的变化规律可知，该日纽约日出东北，A错误；悉尼位于南半球中纬度，该日影长达一年中最长，B错误；陕西位于110°E附近，此时110°E地方时大致为12时，巴西利亚位于48°W附近，两地经度相差约158°，地方时相差约10小时32分钟，巴西利亚此时地方时约为1：28，为夜间，C错误；根据110°E地方时大致为12时可推知，180°经线地方时大致为16：40，新的一天范围约占16小时40分钟，旧的一天范围约占7小时20分钟，全球新的一天与旧的一天范围比大约是2∶1，D正确。
规律总结日出日落方向的变化
（1）太阳直射北半球时，除了极昼、极夜地区，全球各地太阳从东北方升起、西北方落下；极昼地区，太阳正北升，正北落。太阳直射南半球时，除了极昼、极夜地区，全球各地太阳从东南方升起、西南方落下；极昼地区，太阳正南升，正南落。太阳直射赤道时，除极点外全球太阳正东升正西落。
（2）南北极点上：太阳高度在一天中是不变的，为太阳直射点的纬度。
4.下图最能反映北极星光线与正午太阳光线之间夹角α这半年变化曲线的是（ A ）
A B
C D
【解题思路】 北极星仰角为当地纬度，该角始终为36°，正午太阳高度在夏至日达到最大值，α＝180°－36°－H（正午太阳高度）＝144°－H，故α在夏至日达到最小值。夏至日在观测期的前两个月内，故α最小值出现时间较早。综上可知，夹角α这半年的变化特征是先减小，后增大，且最小值出现时间偏早，A正确。
疑难突破 下图中北极星为实心五角星，OC为赤道半径，N为北极点，过A点的地面切线交ON延长线于B点；北极星在距地球无穷远处，地球可以看作一个点，所以在A点观测北极星的仰角为γ。内错角相等，γ＝θ，θ＋β＝90°，α＋β＝90°，所以γ＝α，即从北半球观测北极星的仰角等于当地地理纬度。
[真实情境/2023山东德州三模]中国南极中山站（69°22'S，76°22'E）每年有50天的极夜期。为保护南极环境，中山站采用固定式太阳能光伏发电（如图），所发电力直接并入站区电网。该光伏阵列的倾角（光伏板与水平地面的夹角）根据当地光照条件欠佳的3月份确定。据此完成5—7题。
5.图示光伏阵列的倾角最接近（ C ）
A.24°B.44°C.64°D.84°
【解题思路】 该光伏阵列的倾角根据3月份的正午太阳高度确定，假设以春分日计算，当地正午太阳高度为90°－69°22'＝20°38'，为保证充分利用光照，光伏板应与太阳光线垂直，所以光伏阵列的倾角与正午太阳高度互余，即69°22'。如果以3月初计算则倾角更接近选项中的64°，C正确。
6.极夜期过后，光伏组件开始工作。图示光伏阵列为站区供电大致始于每年（ C ）
A.5月17日B.6月17日
C.7月17日D.8月17日
【解题思路】 中山站每年有50天的极夜期，根据对称原理，应为夏至日前后各25天，因此中山站大约在7月17日结束极夜现象，之后即可利用每天短暂的光照进行光伏发电，选项C合理。
7.图示光伏阵列位于建筑物的（ B ）
A.东北方B.西北方C.东南方D.西南方
【解题思路】 中山站位于南极大陆，正午太阳方位为正北，光伏板应该朝向正北。据图分析可知，光伏阵列位于建筑物的西北方向，B正确。
[2023江苏苏锡常镇四市调研]博物馆的光环境要兼顾藏品保护和展陈效果，天然光提供采光的同时，直接照射可能对展品造成损害。下图为中国国家博物馆（北京）西大厅南区某时刻日影模拟图，正西侧立面是透明的玻璃幕墙，除周一外，每日开放时间为9：00—17：00。据此完成8—10题。
8.图中对应的节气和时间可能是（ A ）
A.春分 15：30B.夏至 18：30
C.秋分 8：30D.冬至 9：30
【解题思路】 太阳直射北半球时，全球各地除了极昼、极夜地区以外，太阳都是从东北方向升起、从西北方向落下；太阳直射南半球时，全球各地除了极昼、极夜地区以外，太阳都是从东南方向升起、从西南方向落下；春秋分日，太阳直射赤道，全球太阳正东升正西落。由材料“正西侧立面是透明的玻璃幕墙”并结合图中光影信息可知，图示时刻太阳从正西侧透明的玻璃幕墙照射进屋内，结合选项，只有春分日15：30的太阳照射方位最符合，故选A。
9.天气晴朗的冬至日，展品最适宜放置的位置是（ C ）
A.1号墙和2号墙B.2号墙和4号墙
C.3号墙和6号墙D.5号墙和6号墙
【解题思路】 由材料“天然光提供采光的同时，直接照射可能对展品造成损害” 可知，天气晴朗的冬至日，展品最适宜放置的位置应该是冬至日太阳光照不到的地方。该博物馆位于北京，冬至日上午太阳位于东南方，正午时太阳位于当地的正南方，下午太阳位于西南方；上午太阳可以穿过东部窗户照射到1号墙，下午太阳可以穿过正西侧透明的玻璃幕墙照射到4号墙和5号墙，据此排除A、B、D；3号墙和6号墙在正南方窗户下方，一天内均难以受到阳光照射，最适宜放置展品，C正确。
10.2022年7月6日北京时间20：30—21：30，中国国家博物馆开展了珍藏展示在线接力活动，直播时（ D ）
A.莫斯科（56°N，38°E）红日西沉
B.开普敦（34°S，18°E）夏日炎炎
C.泰山站（73°S，76°W）晨曦初露
D.新加坡（1°N，103°E）灯火通明
【解题思路】 由材料可知，2022年7月6日北京时间（120°E经线的地方时）20：30—21：30，中国国家博物馆开展了珍藏展示在线接力活动。莫斯科位于38°E，两地经度相差约82°，时差是5小时28分钟，根据“东加西减”的方法可知，北京时间比莫斯科早5小时28分钟，此时莫斯科地方时为7月6日15：02—16：02，莫斯科位于56°N，北半球夏半年昼长夜短，15：02—16：02太阳位于西北天空，尚未日落，A错误；此时南半球为冬季，B错误；根据“太阳直射点回归运动的平均速度约为每月8个纬度”规律可知，7月6日太阳直射点的纬度约为19.5°N，此时70.5°S以南地区出现极夜现象，C错误；直播时新加坡的地方时为7月6日19：22—20：22，新加坡位于1°N，日落时刻约为18时，19：22—20：22太阳已经落山，灯火通明，D正确。课标要求
命题方向
考题取样
核心素养
结合实例，说明地球运动的地理意义
地球公转位置的判断
2022浙江1月，T19
【综合思维】
利用地球仪演示地球运动，说明黄赤交角的形成，分析黄赤交角的影响——太阳直射点的回归运动；由太阳直射点的移动判断地球上产生的地理现象。
【区域认知】
分析不同区域昼夜长短和正午太阳高度的变化，掌握五带的划分。
【地理实践力】
通过观察，认识正午太阳高度的变化和昼夜长短的变化对生活的影响；通过实验，测量当地昼长，描述其变化规律；尝试利用正午太阳高度计算当地纬度
太阳视运动规律的判读
2023山东，T14—15
2021河北，T7—8
正午太阳高度的计算
2021江苏，T1
2021浙江1月，T20
正午太阳高度的变化及应用
2023海南，T14—15
2022广东，T8
四季变化的分析
2023北京，T1—2
命题分析预测
以示意图、地理事件等为背景设题，考查地球公转的特征；运用示意图、光照图、统计图表等新情境设题，要求比较两地昼夜长短和正午太阳高度大小等；以传统文化为背景设题，考查四季和五带
备考策略
在备考过程中，运用示意图、地理事件等情境，复习地球公转的相关知识；运用光照图、统计图等各种图来呈现正午太阳高度和昼夜长短的分布及变化规律，并且能计算昼长和正午太阳高度，打好扎实基础
概念、
方向
概念：地球绕太阳的运动。方向：自[1] 西 向[2] 东 。从北极上空看，呈逆时针方向旋转；从南极上空看，呈顺时针方向旋转
周期
365日6时9分10秒，叫作恒星年
轨道
与速度
不同时段的公转速度：春分日到夏至日，不断减慢；夏至日到秋分日，先减慢后加快；秋分日到冬至日，不断加快；冬至日到春分日，先加快后减慢
北回归线及其以北地区
一年有一次最大值（夏至日），一次最小值（冬至日）
南回归线及其以南地区
一年有一次最大值（冬至日），一次最小值（夏至日）
南、北回归线之间
（赤道除外）
一年有两次最大值（太阳直射时最大），一次最小值（南半球出现在夏至日、北半球出现在冬至日）
赤道地区
一年有两次最大值（春分日、秋分日），两次最小值（夏至日、冬至日）
递变规律
来增去减（直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度增大，移去则减小）