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2021版高考地理（中图版）一轮复习学案：第1部分第1章第5讲 地球的公转及其地理意义
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第5讲 地球的公转及其地理意义
考纲
考点
知识细化
能力要求
应用实践
地球运动的地理意义
黄赤交角及其影响
地球公转的基本特征
能依据公转速度变化判读季节
分析黄赤交角的变化及影响
黄赤交角的构成
理解回归线、极圈度数的关系
太阳直射点的移动规律
依据时间正确判断直射点的位置
分析太阳直射点的移动及影响
昼夜长短的
变化与计算
昼夜长短的变化规律
理解直射点移动与昼夜长短的关系
昼夜长短的变化分析
昼长、夜长的计算
正确推算日出、日落时间
昼夜长短的相关计算
日出、日落方位的判断
正午太阳高度的变化及应用
正午太阳高度的变化规律
理解直射点移动与正午太阳高度变化的关系
正午太阳高度的判断分析
四季与五带的划分
昼夜长短、正午太阳高度分布对四季、五带划分的影响
正午太阳高度的应用分析
(对应学生用书第31页)
一、地球公转特征
探究地球公转轨道示意图，填写下列内容。
1．方向：自西向东，从北极上空看呈逆时针方向，从南极上空看呈顺时针方向。
2．周期：1恒星年＝365日6时9分10秒。
3．速度
公转位置
时间
公转速度
A点
近日点
1月初
最快
B点
远日点
7月初
最慢
[方法技巧] 区分近、远日点和冬、夏至日的方法
(1)时间不同：近日点为1月初，冬至日为12月22日；远日点为7月初，夏至日为6月22日。
(2)公转轨道上位置不同：近日点位于冬至日以东，远日点位于夏至日以东。
二、黄赤交角及影响
读黄赤交角形成示意图，回答下面问题。
1．黄赤交角的概念：A地球公转轨道平面(即黄道平面)同B赤道平面的交角，目前是23°26′。
2．影响：引起太阳直射点在南北回归线之间往返运动。具体如下图所示：
3．太阳直射点回归运动的周期：365日5时48分46秒，叫做回归年。
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)
图1为夏至日 图2为春、秋分日 图3为冬至日
(2)变化规律
时间
变化特点
重要节气
北半球夏半年
北半球各地昼长夜短，纬度越高，昼越长，夜越短
图1中北半球各地昼长达到一年中的最大值，北极圈及其以北出现极昼现象
北半球冬半年
北半球各地昼短夜长，纬度越高，昼越短，夜越长
图3中北半球各地昼长达到一年中的最小值，北极圈及其以北出现极夜现象
春、秋分日
图2代表的时间是每年的3月21或9月23日前后，全球各地昼夜平分
2.正午太阳高度的变化
(1)纬度变化：由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
(2)季节变化
北半球节气
正午太阳高度达最大值的地区
正午太阳高度达最小值的地区
夏至日
北回归线及其以北各地
南半球各地
冬至日
南回归线及其以南各地
北半球各地
二分日
赤道
南北两极点
3.四季更替和五带
(1)成因
→→
(2)四季的划分
①天文四季
②北温带许多国家的四季：3、4、5月为春季，依次类推，每三个月为一个季节。
(3)五带划分：以南、北回归线和南、北极圈为界限，将全球划分为南北寒带、南北温带和热带。
一、综合思维——正误判断
1．夏至日时，地球的公转位于远日点上，速度最慢。 (×)
2．暑假期间，太阳直射点位于北半球向北移动。 (×)
3．夏季时全球各地均昼长夜短。 (×)
4．某地昼夜等长时，一定是春分日或秋分日。 (×)
二、地理实践力——读图填空
读图，完成下列问题。
1．该日，我国广东省汕头市(117°E，23°26′N)的正午太阳高度同海南省海口市(110°E，20°N)的正午太阳高度相比，较大的是汕头。海口市该日正午日影朝向为南面。
2．A处地方时为8时，C处地方时为4时。
3．图中A处昼长约为16小时，B处夜长约为16小时。
4．图中A、B两处的时间为6月22日8时。
5．该日正午太阳高度的纬度分布规律是由北回归线向南、北两侧递减。
6．A、B、C、D四地中，目前正处于冬季状态的是B地；从五带划分上看，D地位于热带，A、B、C地位于温带。
三、区域认知——趣味思考
1．从理论上讲生活在北极圈内的北极熊，一般要比生活在南极圈内的企鹅每年多晒几天的太阳，原因是什么？
[提示] 地球围绕太阳公转，在近日点速度快，远日点速度慢。北极圈内出现极昼时，地球正位于远日点附近，公转速度慢；而当南极圈内出现极昼时，地球正位于近日点附近，公转速度快；因此北极地区的极昼天数比南极地区的极昼天数多。
2．天安门广场上正午旗杆的影子一年中什么时候最长，什么时候最短？
[提示] 冬至日时最长，夏至日时最短。
(对应学生用书第33页)
(经典高考题)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❶。图1是赤道平面与黄道平面的示意图，图2是太阳在黄道上的视运行轨迹图。读图，回答(1)～(2)题。
图1
图2
(1)6月初，太阳在黄道上的位置是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
(2)太阳处于甲、乙位置时( )
A．地球公转速度相同
B．同一地点昼长变化趋势相同
C．日地距离相同
D．同一地点日出方位相同
[思维流程]
信息提取
❶地球公转时，若以地球为参照系，可看到太阳在黄道上运行
❷图2中显示春分点是黄道平面与赤道平面的交点，时间为3月21日前后
❸图2中显示的夏至点对应时间为6月22日前后，丙、丁位于其两侧
❹图2中显示的冬至点对应时间为12月22日前后，甲、乙位于其两侧
教材寻因
地球公转的轨道平面称为黄道平面，黄道平面与赤道平面不重合，存在黄赤交角，因黄赤交角的存在，导致太阳直射点在南北回归线之间来回移动
综合判断
(1)由信息❶可知，若以地球为参照系，则太阳在黄道上的位置及其运动方向与以太阳为参照系地球在黄道上的位置及其运动方向相反，结合信息❷、❸可知，6月初，太阳在黄道上的位置应在春分点与夏至点之间，且靠近夏至点
(2)由信息❶、❹可知，甲、乙两点关于冬至点对称，而冬至点对应时间为12月22日前后，并不是关于近日点对称，故公转速度、日地距离不相同；昼长变化趋势应相反，但都处于冬季，日出方位均为东南方向
[尝试解答] (1)D (2)D
1．地球公转轨道示意图的判读技巧
地球公转轨道示意图的判读要注意看以下五点：
(1)看太阳位置：太阳位于椭圆右焦点，最右侧为近日点，最左侧为远日点。
(2)看地球极点：地球北极点在图中上端，或者俯视北极，地球公转方向为逆时针；地球南极点在图中下端，或者俯视南极，地球公转方向为顺时针。
(3)看自转方向：地球自转与公转方向都是自西向东，若地球逆时针自转，公转方向也是逆时针，相反则皆为顺时针。
(4)看地轴倾向：地轴北段“右倾右冬、左倾左冬”，即若地轴北段朝上且向右倾斜，则地球公转至右侧位置时为北半球冬季，公转到左侧时为北半球夏季。
(5)看直射点纬度：直射地球的太阳光线沿黄道平面穿过地心，将太阳中心与地球中心相连，与地面的交点即为太阳直射点，可以判断太阳直射点所在的纬线，从而区分冬季与夏季。
2．黄赤交角变化的影响分析
理解黄赤交角变化的影响，最主要的是理解几个数据间的关系。如下图：
(1)α＝黄赤交角度数＝回归线的纬度数＝1/2太阳直射点移动的纬度范围＝1/2热带范围的纬度数。
(2)β＝90°－2α＝北(南)温带范围的纬度数。
(3)μ＝α＝90°－极圈的纬度数＝1/2晨昏线移动的纬度范围的度数＝北(南)寒带的范围的纬度数。
命题视角一 分析黄赤交角的变化及影响
(2019·山东青岛二中测试)黄赤交角是产生四季的原因。黄赤交角并非固定不变，现在约为23°26′，最大时可达24°14′，最小时为22°6′，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，回答1～2题。
1．黄赤交角为24°14′时( )
A．热带的范围比现在小
B．温带的范围比现在小
C．寒带的范围比现在小
D．极昼和极夜出现的范围比现在小
2．地球上的太阳直射点( )
①移动周期约4万年 ②随着季节的变化而变化 ③在南、北回归线之间来回移动 ④最小纬度为22°6′
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
1．B 2.C [第1题，当黄赤交角为24°14′时，即黄赤交角变大时，回归线度数增大，极圈度数减小，回归线与极圈之间(温带地区)范围缩小；南、北回归线之间(热带地区)范围扩大；极圈与极点之间(寒带地区)范围扩大；地球上存在极昼和极夜的范围扩大。第2题，黄赤交角是产生四季的原因，同时也影响太阳直射点的移动范围，即太阳直射点的纬度位置随季节变化而变化，呈现出在南、北回归线之间的周年移动规律，②③正确；太阳直射点移动的周期是一个回归年，4万年是黄赤交角的变动周期；太阳直射点最小的纬度应是赤道，即0°。]
命题视角二 分析太阳直射点的移动及影响
3．二十四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°，则寒露日地球在黄道上的位置为 ( )
A．15° B．105° C．195° D．285°
C [地球绕太阳运行一周为360°，也就是我们所说的恒星年，全年有24个节气，每个节气地球绕行约15°。春分日地球在黄道上的位置为0°，春分日至寒露日为13个节气，则寒露日地球在黄道上的位置为195°。]
(2019·昆明市调研)第21届世界杯足球赛于2018年6月14日至7月15日在俄罗斯举行。据此完成4～5题。
4．北京时间7月15日23：00决赛开始时，太阳直射点的位置最接近( )
A．3°S，45°W B．18°S，38°E
C．3°N，38°E D．18°N，45°W
5．本届世界杯足球赛期间，下列判断正确的是( )
A．北京昼长逐渐变长
B．地球公转速度加快
C．巴西高原草木葱绿
D．亚平宁半岛高温干燥
4．D 5.D [第4题，7月15日，说明太阳直射点位于北半球，由北京时间23：00可推算出地方时为12时的经线(太阳直射点所在经线)为45°W。第5题，6月14日至22日，太阳直射点向北回归线移动，6月22日以后太阳直射点由北回归线向南移动，故北京昼长先逐渐变长，22日之后则逐渐变短；本届世界杯足球赛期间地球逐渐靠近远日点，公转速度减小，位于南半球的巴西高原正值干季，草木枯黄；亚平宁半岛为地中海气候，比赛期间正值盛夏，受副热带高压控制，高温干燥。]
(2019·江苏高考)雾灵山位于北京与承德交界处❶，海拔2118米，素有“京东第一峰”的美称，是观赏日出和日落的理想之地。下表为“雾灵山部分日期的日出和日落时刻表❷”。据此完成(1)～(2)题。
日期
日出时刻
日落时刻
①
7：32
17：08
②
6：31
18：15
③
4：45
19：39
④
7：22
16：49
(1)四个日期中，太阳直射点最靠近赤道❸的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
(2)一游客于7月某日去雾灵山旅游❹，当日的太阳视运动轨迹是( )
[思维流程]
信息提取
❶雾灵山位于北京与承德交界处，属于北半球中纬度地区
❷表中显示雾灵山四个日期的日出、日落时刻，可以计算出昼长时间
❸太阳直射点最靠近赤道
❹游客7月某日去雾灵山旅游，属于夏季，应是昼长夜短时期
教材寻因
太阳直射赤道时，全球昼夜等分；北半球夏季时，北半球各地昼长夜短，此日，东北方日出，西北方日落
综合判断
(1)由信息❸可知，太阳直射点最靠近赤道时，地球上的点昼长应当接近12小时，结合信息❶❷可以计算雾灵山四个日期对应的昼长时间，最接近12小时的即为所求日期
(2)由信息❶可知，雾灵山位于北半球中纬地区，结合信息❹可知，7月份正值夏季，北半球应是日出东北方，日落西北方，此时昼长大于12小时，对照图中弧长可判断
[尝试解答] (1)B (2)B
1．昼夜长短的相关判断
(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。(如下图所示)
(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。(如下图所示)
(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。太阳向哪个半球(南、北)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。(如下图所示)
(4)看太阳直射点的位置和移动方向→定极昼、极夜范围和变化
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，北极点周围极昼范围变大；太阳直射点向南移，南极点周围极昼范围变大。(见上图)
2．太阳直射点位置、日出日落方位与昼夜长短的对应关系(以北半球为例)
直射点位置
日出方位
日落方位
昼夜长短
北半球
东北(早于6时日出)
西北(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(晚于6时日出)
西南(早于18时日落)
北半球昼短夜长，南半球昼长夜短
注：当极圈内某地区出现极昼时，若是北半球，则出现极昼的地区正北日出，正北日落(0时日出，24时日落)；若是南半球，则出现极昼的地区正南日出，正南日落(0时日出，24时日落)。
3．昼夜长短的计算方法
(1)根据昼弧或夜弧的长度进行计算：昼(夜)长时数＝昼(夜)弧度数/15°。
(2)根据日出或日落时间进行计算
地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份(如下图所示)。
昼长时数＝(12－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2
夜长时数＝(日出时间－0)×2＝(24－日落时间)×2
(3)根据对称性规律计算
①利用纬度的对称性计算
北半球某度数纬线上各地的昼长＝南半球同度数纬线上各地的夜长。
②利用时间的对称性计算
相对于夏至日或冬至日对称的两个时间，某地的昼长、夜长都是相等的；相对于春分日或秋分日对称的两个时间，某地一个时间的昼长等于另一个时间的夜长。如下图：
a与b两个时间的昼长、夜长是相同的，c与d两个时间的昼长、夜长也是相同的；b与c两个时间中，b时间的昼长(夜长)等于c时间的夜长(昼长)。
命题视角一 昼夜长短的变化分析
2018年12月8日2时23分“嫦娥四号”探测器带着中国人的满心期望发射升空。2019年1月3日10时26分“嫦娥四号”成功着陆在月球背面。下表为世界部分城市时区表。据此回答1～3题。
城市
洛杉矶(34°05′N，118°22′W)
伦敦(51°30′N，0°)
巴格达(33°18′N，44°23′E)
金沙萨(4°18′S，15°18′E)
北京(40°N，116°E)
时区
西八区
中时区
东三区
东一区
东八区
1.“嫦娥四号”探测器发射升空时和着陆在月球表面时，日期都相同的城市是( )
A．北京、洛杉矶 B．伦敦、巴格达
C．北京、伦敦 D．伦敦、洛杉矶
2．“嫦娥四号”探测器从发射升空到着陆月球表面期间，昼最长的是( )
A．巴格达 B．伦敦
C．洛杉矶 D．金沙萨
3．“嫦娥四号”探测器从发射升空到着陆月球表面期间，北京( )
A．太阳从东南方升起 B．日落时间推迟
C．昼长先变长后变短 D．正午太阳高度减小
1．B 2.D 3.A [第1题，“嫦娥四号”探测器发射升空时，北京时间(东八区)为2018年12月8日2时23分，此时伦敦(中时区)为2018年12月7日18时23分，巴格达(东三区)为2018年12月7日21时23分，洛杉矶(西八区)为2018年12月7日10时23分。“嫦娥四号”探测器着陆时，北京时间为2019年1月3日10时26分，此时伦敦为2019年1月3日2时26分，巴格达为2019年1月3日5时26分，洛杉矶为2019年1月2日18时26分。所以升空和着陆日期都相同的城市是伦敦、巴格达。第2题，“嫦娥四号”探测器从发射升空到着陆月球表面期间，太阳直射点一直位于南半球，南半球昼长夜短，北半球昼短夜长，金沙萨位于南半球，昼最长。第3题，“嫦娥四号”探测器从发射升空到着陆月球表面期间，北京昼短夜长，太阳从东南方升起，A对；因为该时段经历了冬至日，北京日落时间先提前后推迟，B错；北京昼长先变短后变长，C错；北京正午太阳高度先减小后增大，D错。]
任意时刻，同一纬线上昼或夜所跨的经度数，称为昼弧或夜弧长度。如图为102°E经线上某日四地昼弧长度示意图，据此完成下题。
4．四地中，可能纬度大致相同的是( )
A．②④ B．③④
C．①③ D．①②
A [同一经线上，纬度数相同的不同地点的昼弧长度之和为360°；由图中四地的昼弧长度看，②、④两地的和约为360°。]
命题视角二 日出、日落方位的判断
(2019·天津高考)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(下图)。结合图文材料，回答5～6题。
5．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)
6．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
5．D 6.C [第5题，从材料中得知，小明拍摄日出照片后随即就发到朋友圈，已经是7时29分，所以可以判断出该地处于冬半年。考虑选项都为中国城市，所以再结合北半球冬半年晨线特征分析出：北半球冬半年，我国城市纬度越高，白昼越短，日出也就越迟。小明所在的城市日出和天津接近，所以在冬半年要么纬度比天津低，同时经度比天津小；要么纬度比天津高，同时经度比天津大。天津位于(117°E，39°N)，综合上述条件，只有南宁(纬度比天津低，同时经度比天津小)符合条件。第6题，根据图文信息，可以得知北半球正处于冬半年，此时无论甲城市位于北半球还是南半球，观测到的太阳日出方向都应位于东南方，日落方向都应位于西南方。具体纬度位置、经度位置和当日的正午太阳高度都无法从材料提供的数据推断出。]
(2017·全国卷Ⅱ)汽车轮胎性能测试需在不同路面上进行。芬兰伊瓦洛(位置见下图)吸引了多家轮胎企业在此建设轮胎测试场，最佳测试期为每年11月至次年4月。据此完成下题。
7．在最佳测试期内，该地轮胎测试场( )
A．每天太阳从东南方升起
B．有些日子只能夜间进行测试
C．经常遭受东方寒潮侵袭
D．白昼时长最大差值小于12时
B [B对：11月至次年4月，太阳大多数时间直射南半球，结合纬度可知，该地会出现极夜现象，因此进行轮胎测试有些日子只能在夜间进行。A错：当该地出现极夜现象时，无日出、日落现象。C错：寒潮主要是由高纬度向低纬度蔓延，因此该地经常受北方寒潮侵袭。D错：3月21日前后到4月，该地昼长夜短，因此白昼时长大于12小时，极夜期间白昼时长为0，因此最大差值应大于12小时。]
命题视角三 昼夜长短的计算
(2019·青岛模拟)如图是一位驴友在别德马(40°30′S，64°W)拍摄的日出景观图片。据此完成8～9题。
8．图片拍摄日期最有可能是( )
A．1月1日 B．4月1日
C．7月1日 D．10月1日
9．这一天，北京的昼长大约是( )
A．10小时 B．11小时
C．13小时 D．14小时
8．C 9.D [第8题，根据材料可知，别德马位于南半球，经度为64°W，此时正值日出，又由景观图可知此时北京时间为19：16，可以计算出64°W的地方时约为7：00，日出晚于6点，可判断北半球为夏季，7月1日较符合。第9题，根据对称规律可知，南北半球同纬度地区的昼夜长短相反。该地纬度为40°30′S，昼长为(12－7)×2＝10小时，北京纬度约为40°N，昼长约为14小时。]
太阳能光热电站(下图)通过数以十万计的反光板聚焦太阳能，给高塔顶端的锅炉加热，产生蒸汽，驱动发电机发电。若在北回归线上建一太阳能光热电站❶，其高塔正午影长与塔高的比值为P❷，则( )
A．春、秋分日 P＝0 B．夏至日 P＝1
C．全年 P<1 D．冬至日 P>1
[思维流程]
信息提取
❶太阳能光热电站建在北回归线上
❷P为高塔正午影长与塔高的比值
教材寻因
太阳直射点的移动范围是在南北回归线之间，春、秋分时直射赤道，夏至日时直射北回归线，冬至日时直射南回归线
综合判断
由信息❷可知，设高塔正午影长为X，塔高为Y，则P＝X÷Y，结合信息❶可知，春、秋分日，太阳直射赤道，北回归线上的高塔有影长，故P不可能为0；夏至日太阳直射北回归线，高塔无影长，P应该为0；冬至日太阳直射南回归线，北回归线上正午太阳高度角为43°08′，X大于Y，因此P大于1
[尝试解答] D
1．正午太阳高度变化规律的判断
(1)看直射点的位置，比较正午太阳高度大小
记忆口诀“远小近大”：即距离太阳直射点所在的纬线越远，正午太阳高度越小；距离越近，则越大。
(2)看直射点的移动，确定正午太阳高度的变化
记忆口诀“来增去减”：即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。如图所示：
(3)看区域位置，归纳不同区域的正午太阳高度年变化规律
回归线之间
正午太阳高度最大值为90°，每年有两次太阳直射现象，即一年中有两个正午太阳高度最大值
回归线上
正午太阳高度最大值为90°，一年中只有一次太阳直射现象，即一年中只有一个正午太阳高度最大值
回归线至极点之间
正午太阳高度最大值小于90°，一年中只有一个正午太阳高度最大值
(4)看纬度位置，总结正午太阳高度的年变化幅度
①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′增大到46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′。
②回归线至极圈之间：各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)。
③极圈以内地区：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小到23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。
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′。
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。
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(等于0)。
(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·cot 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。
命题视角一 正午太阳高度的判断分析
北京(40°N)某中学高中生开展地理课外活动，在连续三个月内三次测量正午太阳高度角，获得测量的数据(见下表)。据此完成1～2题。
第一次
第二次
第三次
60°
50°
40°
1.从第一次到第三次测量期间，该地昼夜长短状况及其变化是( )
A．先昼短夜长，后昼长夜短，昼渐短
B．先昼长夜短，后昼短夜长，夜渐短
C．先昼短夜长，后昼长夜短，夜渐短
D．先昼长夜短，后昼短夜长，昼渐短
2．三次测量中，其中一次测量的当天正值( )
A．春分日 B．夏至日
C．秋分日 D．冬至日
1．D 2.C [第1题，由资料可知在连续三个月内该地太阳高度在递减；由公式正午太阳高度＝90°－(当地纬度±直射点的纬度)，第一次测量时太阳直射北半球，第二次测量时太阳直射赤道，第三次测量时太阳直射点在南半球，北京昼长变化是先昼长夜短，后昼渐短，夜渐长，至昼短夜长。第2题，第一次测量时，太阳直射北半球，第二次测量时太阳直射赤道，第三次测量时太阳直射点在南半球，说明第二次测量时是当地的秋分日。]
3．(2019·大连联考)下图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。四地自北向南排列依次是( )
A．甲、乙、丙、丁 B．甲、丙、丁、乙
C．丁、乙、丙、甲 D．甲、丙、乙、丁
D [图中丙地夏至日的正午太阳高度为90°，说明丙地在23°26′N上；乙地冬至日正午太阳高度大于夏至日，且冬至日正午太阳高度接近90°，推断出乙地在0°～23°26′S之间且接近23°26′S；甲地夏至日正午太阳高度大于冬至日，且冬至日正午太阳高度很小(低于10°)，得出甲地在23°26′N以北、66°34′N以南，且距离66°34′N较近；同理推出丁地在23°26′S以南、66°34′S以北，且距离66°34′S较近。所以四地自北向南依次为甲、丙、乙、丁。]
命题视角二 正午太阳高度的应用分析
(2018·天津高考)天津广播电视塔(简称“天塔”)高度约415米。读图文材料，回答4～5题。
4．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
5．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
4．B 5.C [第4题，对比图1和图2可以判定“天塔”影子此时朝向西北方向，说明太阳位于该地的东南方位；结合太阳一天中的位置变化可知，此时应是当地上午，天津的地方时接近北京时间，故B项正确。图中“天塔”影长较短，说明太阳高度较大，故不应是在日出前后，A项错误；12点以后太阳位于偏西方位，影子应朝向东北，C、D项错误。第5题，结合上题分析，“天塔”的影长可以通过比例尺计算得出大约为200米，而“天塔”高415米，说明该日天津太阳高度较大，此时并非正午，正午日影应更短，即太阳高度应更大，天津位于40°N附近，太阳高度较大的时间应是太阳直射点位置靠近北回归线的时段，即靠近夏至日，C项正确；A、B、D项太阳直射点位于赤道附近及其以南，即天津的正午太阳高度小于60°，影长应长于415米/1.732≈240米，故均不正确。]
(2019·昆明一模)下图为云南省昆明市(25°N，103°E)某楼盘平面户型图。读图，完成6～7题。
6．三个卧室相比( )
A．主卧室冬暖夏热，采光较差
B．主卧室冬暖夏凉，采光较好
C．次卧室冬暖夏凉，采光较好
D．次卧室冬暖夏热，采光较好
7．正午时分阳光照射进入客厅的面积达到一年中最小值时，下列说法正确的是( )
A．昆明早于北京日出，晚于北京日落
B．巴西高原草木枯黄
C．悉尼日出东南，日落西南
D．地中海沿岸正值雨季
6．B 7.B [第6题，从图中位置看，主卧室朝南，冬暖夏凉，采光较好，A错误、B正确；次卧室朝北，位于阴面，冬冷夏凉，采光较差，C、D错误。第7题，正午时分阳光照射进入客厅的面积达到一年中最小值时，正午太阳角度最大，处于夏至日。北京昼长比昆明长，且昆明较北京偏西，昆明晚于北京日出，A错误；巴西高原属于南半球的热带草原气候，此时为干季，草木枯黄，B正确；悉尼日出东北，日落西北，C错误；地中海沿岸夏季炎热干燥，D错误。]
地理图表专攻(三)| 光照图的综合判读
(经典高考题)如图为极地投影示意图，图中小虚线圆为极圈，大虚线圆为回归线；弧线ACB为晨昏线，且AC段为昏线；C点为晨昏线与极圈的切点，也是晨昏线与120°E经线的交点。据此回答(1)～(2)题。
(1)图示的日期可能是( )
A．3月21日 B．6月22日
C．9月23日 D．12月22日
(2)该日正午太阳直射点的位置是( )
A．120°E、23°26′S B．120°E、23°26′N
C．60°W、23°26′S D．60°W、23°26′N
[解图流程]
1．从文字材料中获取信息
由“弧线ACB为晨昏线”可知两侧分别为昼、夜半球。由“AC段为昏线”“C点为晨昏线与极圈的切点”可知“BC段为晨线”，且极圈内发生极昼或极夜现象。
2．从图表中获取信息
[尝试解答] (1)D (2)C
1．确定光照图中地球的自转方向
(1)看经度的分布变化特点：东经度增大或西经度减小的方向为地球自转方向；反之，顺地球自转方向，经度数变大为东经度，经度数变小为西经度。
(2)看南、北极点的标识：通常“N”代表北极点，“S”代表南极点，按“北逆南顺”定自转方向。
(3)看海陆分布状况：通过海陆分布，可确定南北极点的位置，进而定自转方向。
2．准确判断光照图中的“两线”——晨线和昏线
图1
(1)晨线：自西向东，由夜半球进入昼半球的界线，如图1中。
(2)昏线：自西向东，由昼半球进入夜半球的界线，如图1中。
图2
3．抓住光照图中的“五点”
(1)晨线与赤道的交点所在经线的地方时为6：00。如图2中C点。
(2)昏线与赤道的交点所在经线的地方时为18：00。如图2中A点。
(3)晨线与昏线在北半球的交点，也是晨(昏)线上最北的点，如图2中的D点。当该点为0：00时，其北方为极昼；当该点为12：00时，其北方为极夜；晨线与昏线在南半球的交点，也是晨(昏)线上最南的点。当该点为0：00时，其南方为极昼；当该点为12：00时，其南方为极夜。
(4)太阳直射点：日心和地心的连线与地球表面的交点(如图2中B点)。太阳直射点上的太阳高度为90°，地方时为12：00。
4．理解光照图中的“点线关系”
(1)晨昏线与纬线相切于晨昏线的纬度最高点。晨昏线与赤道相互平分。
(2)只在春分日和秋分日时，晨昏线为南北走向，即晨昏线与经线圈重合(如图3)；太阳直射北半球时，晨线为西北—东南走向(如图4中AB)，昏线为东北—西南走向；太阳直射南半球时，晨线为东北—西南走向，昏线为西北—东南走向。
(3)晨昏北点到北极点的纬度差＝晨昏南点到南极点的纬度差＝直射点到赤道的纬度差＝直射点的纬度度数。
(4)太阳直射点的纬度与切点的纬度之和始终等于90°(互余)。
5．牢记光照图中的“面面关系”“角度关系”
(1)二至日时晨昏圈平面与赤道面的夹角为66°34′。
(2)二分日时晨昏圈平面与赤道面的夹角为90°。晨昏圈平面与某一经线圈所在平面重合。
(3)地球公转轨道面始终与赤道面呈23°26′的夹角。
(4)二至日，晨昏圈与地轴夹角为23°26′。
(5)二分日，晨昏圈与地轴夹角为0°。
(6)地球公转轨道面与地轴夹角为66°34′。
(2019·河南许昌五校联考)读下面光照图，回答1～3题。
1．若此时北京时间为9时，则A地经度为( )
A．30°E B．30°W
C．60°E D．60°W
2．此时，赤道上东半球范围内处于夜晚的那一段经度差( )
A．小于90° B．大于90°
C．等于90° D．等于180°
3．一位山东潍坊的游客于3月21日清晨到天安门广场参观升旗仪式，天气晴好，当日升旗时间为地方时6时，请问升旗手准备升旗的那一瞬间，游客手表显示的时间是( )
A．6：00 B．6：06
C．5：44 D．6：16
1．A 2.B 3.D [第1题，根据图示可知，地球自转方向为顺时针，所以图示区域为南半球；由晨线与赤道交点为6时，计算可知A地时刻为3时。此时北京时间为9时，则A地时间比北京时间晚6小时，所以A地经度为30°E。第2题，赤道上终年昼夜平分，因赤道上处于夜晚的经度范围是地方时18时到次日的6时，根据图示，经度应该是105°W向东到75°E，而东半球指从20°W向东到160°E，取二者交集，可得经度差为95°。第3题，春分日地方时6时日出，即116°E为6时时，手表时间是北京时间即120°E的地方时，二者相差4°，时间相差16分钟，故手表显示时间为6：16。]
考纲
考点
知识细化
能力要求
应用实践
地球运动的地理意义
黄赤交角及其影响
地球公转的基本特征
能依据公转速度变化判读季节
分析黄赤交角的变化及影响
黄赤交角的构成
理解回归线、极圈度数的关系
太阳直射点的移动规律
依据时间正确判断直射点的位置
分析太阳直射点的移动及影响
昼夜长短的
变化与计算
昼夜长短的变化规律
理解直射点移动与昼夜长短的关系
昼夜长短的变化分析
昼长、夜长的计算
正确推算日出、日落时间
昼夜长短的相关计算
日出、日落方位的判断
正午太阳高度的变化及应用
正午太阳高度的变化规律
理解直射点移动与正午太阳高度变化的关系
正午太阳高度的判断分析
四季与五带的划分
昼夜长短、正午太阳高度分布对四季、五带划分的影响
正午太阳高度的应用分析
(对应学生用书第31页)
一、地球公转特征
探究地球公转轨道示意图，填写下列内容。
1．方向：自西向东，从北极上空看呈逆时针方向，从南极上空看呈顺时针方向。
2．周期：1恒星年＝365日6时9分10秒。
3．速度
公转位置
时间
公转速度
A点
近日点
1月初
最快
B点
远日点
7月初
最慢
[方法技巧] 区分近、远日点和冬、夏至日的方法
(1)时间不同：近日点为1月初，冬至日为12月22日；远日点为7月初，夏至日为6月22日。
(2)公转轨道上位置不同：近日点位于冬至日以东，远日点位于夏至日以东。
二、黄赤交角及影响
读黄赤交角形成示意图，回答下面问题。
1．黄赤交角的概念：A地球公转轨道平面(即黄道平面)同B赤道平面的交角，目前是23°26′。
2．影响：引起太阳直射点在南北回归线之间往返运动。具体如下图所示：
3．太阳直射点回归运动的周期：365日5时48分46秒，叫做回归年。
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)
图1为夏至日 图2为春、秋分日 图3为冬至日
(2)变化规律
时间
变化特点
重要节气
北半球夏半年
北半球各地昼长夜短，纬度越高，昼越长，夜越短
图1中北半球各地昼长达到一年中的最大值，北极圈及其以北出现极昼现象
北半球冬半年
北半球各地昼短夜长，纬度越高，昼越短，夜越长
图3中北半球各地昼长达到一年中的最小值，北极圈及其以北出现极夜现象
春、秋分日
图2代表的时间是每年的3月21或9月23日前后，全球各地昼夜平分
2.正午太阳高度的变化
(1)纬度变化：由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
(2)季节变化
北半球节气
正午太阳高度达最大值的地区
正午太阳高度达最小值的地区
夏至日
北回归线及其以北各地
南半球各地
冬至日
南回归线及其以南各地
北半球各地
二分日
赤道
南北两极点
3.四季更替和五带
(1)成因
→→
(2)四季的划分
①天文四季
②北温带许多国家的四季：3、4、5月为春季，依次类推，每三个月为一个季节。
(3)五带划分：以南、北回归线和南、北极圈为界限，将全球划分为南北寒带、南北温带和热带。
一、综合思维——正误判断
1．夏至日时，地球的公转位于远日点上，速度最慢。 (×)
2．暑假期间，太阳直射点位于北半球向北移动。 (×)
3．夏季时全球各地均昼长夜短。 (×)
4．某地昼夜等长时，一定是春分日或秋分日。 (×)
二、地理实践力——读图填空
读图，完成下列问题。
1．该日，我国广东省汕头市(117°E，23°26′N)的正午太阳高度同海南省海口市(110°E，20°N)的正午太阳高度相比，较大的是汕头。海口市该日正午日影朝向为南面。
2．A处地方时为8时，C处地方时为4时。
3．图中A处昼长约为16小时，B处夜长约为16小时。
4．图中A、B两处的时间为6月22日8时。
5．该日正午太阳高度的纬度分布规律是由北回归线向南、北两侧递减。
6．A、B、C、D四地中，目前正处于冬季状态的是B地；从五带划分上看，D地位于热带，A、B、C地位于温带。
三、区域认知——趣味思考
1．从理论上讲生活在北极圈内的北极熊，一般要比生活在南极圈内的企鹅每年多晒几天的太阳，原因是什么？
[提示] 地球围绕太阳公转，在近日点速度快，远日点速度慢。北极圈内出现极昼时，地球正位于远日点附近，公转速度慢；而当南极圈内出现极昼时，地球正位于近日点附近，公转速度快；因此北极地区的极昼天数比南极地区的极昼天数多。
2．天安门广场上正午旗杆的影子一年中什么时候最长，什么时候最短？
[提示] 冬至日时最长，夏至日时最短。
(对应学生用书第33页)
(经典高考题)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❶。图1是赤道平面与黄道平面的示意图，图2是太阳在黄道上的视运行轨迹图。读图，回答(1)～(2)题。
图1
图2
(1)6月初，太阳在黄道上的位置是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
(2)太阳处于甲、乙位置时( )
A．地球公转速度相同
B．同一地点昼长变化趋势相同
C．日地距离相同
D．同一地点日出方位相同
[思维流程]
信息提取
❶地球公转时，若以地球为参照系，可看到太阳在黄道上运行
❷图2中显示春分点是黄道平面与赤道平面的交点，时间为3月21日前后
❸图2中显示的夏至点对应时间为6月22日前后，丙、丁位于其两侧
❹图2中显示的冬至点对应时间为12月22日前后，甲、乙位于其两侧
教材寻因
地球公转的轨道平面称为黄道平面，黄道平面与赤道平面不重合，存在黄赤交角，因黄赤交角的存在，导致太阳直射点在南北回归线之间来回移动
综合判断
(1)由信息❶可知，若以地球为参照系，则太阳在黄道上的位置及其运动方向与以太阳为参照系地球在黄道上的位置及其运动方向相反，结合信息❷、❸可知，6月初，太阳在黄道上的位置应在春分点与夏至点之间，且靠近夏至点
(2)由信息❶、❹可知，甲、乙两点关于冬至点对称，而冬至点对应时间为12月22日前后，并不是关于近日点对称，故公转速度、日地距离不相同；昼长变化趋势应相反，但都处于冬季，日出方位均为东南方向
[尝试解答] (1)D (2)D
1．地球公转轨道示意图的判读技巧
地球公转轨道示意图的判读要注意看以下五点：
(1)看太阳位置：太阳位于椭圆右焦点，最右侧为近日点，最左侧为远日点。
(2)看地球极点：地球北极点在图中上端，或者俯视北极，地球公转方向为逆时针；地球南极点在图中下端，或者俯视南极，地球公转方向为顺时针。
(3)看自转方向：地球自转与公转方向都是自西向东，若地球逆时针自转，公转方向也是逆时针，相反则皆为顺时针。
(4)看地轴倾向：地轴北段“右倾右冬、左倾左冬”，即若地轴北段朝上且向右倾斜，则地球公转至右侧位置时为北半球冬季，公转到左侧时为北半球夏季。
(5)看直射点纬度：直射地球的太阳光线沿黄道平面穿过地心，将太阳中心与地球中心相连，与地面的交点即为太阳直射点，可以判断太阳直射点所在的纬线，从而区分冬季与夏季。
2．黄赤交角变化的影响分析
理解黄赤交角变化的影响，最主要的是理解几个数据间的关系。如下图：
(1)α＝黄赤交角度数＝回归线的纬度数＝1/2太阳直射点移动的纬度范围＝1/2热带范围的纬度数。
(2)β＝90°－2α＝北(南)温带范围的纬度数。
(3)μ＝α＝90°－极圈的纬度数＝1/2晨昏线移动的纬度范围的度数＝北(南)寒带的范围的纬度数。
命题视角一 分析黄赤交角的变化及影响
(2019·山东青岛二中测试)黄赤交角是产生四季的原因。黄赤交角并非固定不变，现在约为23°26′，最大时可达24°14′，最小时为22°6′，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，回答1～2题。
1．黄赤交角为24°14′时( )
A．热带的范围比现在小
B．温带的范围比现在小
C．寒带的范围比现在小
D．极昼和极夜出现的范围比现在小
2．地球上的太阳直射点( )
①移动周期约4万年 ②随着季节的变化而变化 ③在南、北回归线之间来回移动 ④最小纬度为22°6′
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
1．B 2.C [第1题，当黄赤交角为24°14′时，即黄赤交角变大时，回归线度数增大，极圈度数减小，回归线与极圈之间(温带地区)范围缩小；南、北回归线之间(热带地区)范围扩大；极圈与极点之间(寒带地区)范围扩大；地球上存在极昼和极夜的范围扩大。第2题，黄赤交角是产生四季的原因，同时也影响太阳直射点的移动范围，即太阳直射点的纬度位置随季节变化而变化，呈现出在南、北回归线之间的周年移动规律，②③正确；太阳直射点移动的周期是一个回归年，4万年是黄赤交角的变动周期；太阳直射点最小的纬度应是赤道，即0°。]
命题视角二 分析太阳直射点的移动及影响
3．二十四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°，则寒露日地球在黄道上的位置为 ( )
A．15° B．105° C．195° D．285°
C [地球绕太阳运行一周为360°，也就是我们所说的恒星年，全年有24个节气，每个节气地球绕行约15°。春分日地球在黄道上的位置为0°，春分日至寒露日为13个节气，则寒露日地球在黄道上的位置为195°。]
(2019·昆明市调研)第21届世界杯足球赛于2018年6月14日至7月15日在俄罗斯举行。据此完成4～5题。
4．北京时间7月15日23：00决赛开始时，太阳直射点的位置最接近( )
A．3°S，45°W B．18°S，38°E
C．3°N，38°E D．18°N，45°W
5．本届世界杯足球赛期间，下列判断正确的是( )
A．北京昼长逐渐变长
B．地球公转速度加快
C．巴西高原草木葱绿
D．亚平宁半岛高温干燥
4．D 5.D [第4题，7月15日，说明太阳直射点位于北半球，由北京时间23：00可推算出地方时为12时的经线(太阳直射点所在经线)为45°W。第5题，6月14日至22日，太阳直射点向北回归线移动，6月22日以后太阳直射点由北回归线向南移动，故北京昼长先逐渐变长，22日之后则逐渐变短；本届世界杯足球赛期间地球逐渐靠近远日点，公转速度减小，位于南半球的巴西高原正值干季，草木枯黄；亚平宁半岛为地中海气候，比赛期间正值盛夏，受副热带高压控制，高温干燥。]
(2019·江苏高考)雾灵山位于北京与承德交界处❶，海拔2118米，素有“京东第一峰”的美称，是观赏日出和日落的理想之地。下表为“雾灵山部分日期的日出和日落时刻表❷”。据此完成(1)～(2)题。
日期
日出时刻
日落时刻
①
7：32
17：08
②
6：31
18：15
③
4：45
19：39
④
7：22
16：49
(1)四个日期中，太阳直射点最靠近赤道❸的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
(2)一游客于7月某日去雾灵山旅游❹，当日的太阳视运动轨迹是( )
[思维流程]
信息提取
❶雾灵山位于北京与承德交界处，属于北半球中纬度地区
❷表中显示雾灵山四个日期的日出、日落时刻，可以计算出昼长时间
❸太阳直射点最靠近赤道
❹游客7月某日去雾灵山旅游，属于夏季，应是昼长夜短时期
教材寻因
太阳直射赤道时，全球昼夜等分；北半球夏季时，北半球各地昼长夜短，此日，东北方日出，西北方日落
综合判断
(1)由信息❸可知，太阳直射点最靠近赤道时，地球上的点昼长应当接近12小时，结合信息❶❷可以计算雾灵山四个日期对应的昼长时间，最接近12小时的即为所求日期
(2)由信息❶可知，雾灵山位于北半球中纬地区，结合信息❹可知，7月份正值夏季，北半球应是日出东北方，日落西北方，此时昼长大于12小时，对照图中弧长可判断
[尝试解答] (1)B (2)B
1．昼夜长短的相关判断
(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。(如下图所示)
(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。(如下图所示)
(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。太阳向哪个半球(南、北)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。(如下图所示)
(4)看太阳直射点的位置和移动方向→定极昼、极夜范围和变化
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，北极点周围极昼范围变大；太阳直射点向南移，南极点周围极昼范围变大。(见上图)
2．太阳直射点位置、日出日落方位与昼夜长短的对应关系(以北半球为例)
直射点位置
日出方位
日落方位
昼夜长短
北半球
东北(早于6时日出)
西北(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(晚于6时日出)
西南(早于18时日落)
北半球昼短夜长，南半球昼长夜短
注：当极圈内某地区出现极昼时，若是北半球，则出现极昼的地区正北日出，正北日落(0时日出，24时日落)；若是南半球，则出现极昼的地区正南日出，正南日落(0时日出，24时日落)。
3．昼夜长短的计算方法
(1)根据昼弧或夜弧的长度进行计算：昼(夜)长时数＝昼(夜)弧度数/15°。
(2)根据日出或日落时间进行计算
地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份(如下图所示)。
昼长时数＝(12－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2
夜长时数＝(日出时间－0)×2＝(24－日落时间)×2
(3)根据对称性规律计算
①利用纬度的对称性计算
北半球某度数纬线上各地的昼长＝南半球同度数纬线上各地的夜长。
②利用时间的对称性计算
相对于夏至日或冬至日对称的两个时间，某地的昼长、夜长都是相等的；相对于春分日或秋分日对称的两个时间，某地一个时间的昼长等于另一个时间的夜长。如下图：
a与b两个时间的昼长、夜长是相同的，c与d两个时间的昼长、夜长也是相同的；b与c两个时间中，b时间的昼长(夜长)等于c时间的夜长(昼长)。
命题视角一 昼夜长短的变化分析
2018年12月8日2时23分“嫦娥四号”探测器带着中国人的满心期望发射升空。2019年1月3日10时26分“嫦娥四号”成功着陆在月球背面。下表为世界部分城市时区表。据此回答1～3题。
城市
洛杉矶(34°05′N，118°22′W)
伦敦(51°30′N，0°)
巴格达(33°18′N，44°23′E)
金沙萨(4°18′S，15°18′E)
北京(40°N，116°E)
时区
西八区
中时区
东三区
东一区
东八区
1.“嫦娥四号”探测器发射升空时和着陆在月球表面时，日期都相同的城市是( )
A．北京、洛杉矶 B．伦敦、巴格达
C．北京、伦敦 D．伦敦、洛杉矶
2．“嫦娥四号”探测器从发射升空到着陆月球表面期间，昼最长的是( )
A．巴格达 B．伦敦
C．洛杉矶 D．金沙萨
3．“嫦娥四号”探测器从发射升空到着陆月球表面期间，北京( )
A．太阳从东南方升起 B．日落时间推迟
C．昼长先变长后变短 D．正午太阳高度减小
1．B 2.D 3.A [第1题，“嫦娥四号”探测器发射升空时，北京时间(东八区)为2018年12月8日2时23分，此时伦敦(中时区)为2018年12月7日18时23分，巴格达(东三区)为2018年12月7日21时23分，洛杉矶(西八区)为2018年12月7日10时23分。“嫦娥四号”探测器着陆时，北京时间为2019年1月3日10时26分，此时伦敦为2019年1月3日2时26分，巴格达为2019年1月3日5时26分，洛杉矶为2019年1月2日18时26分。所以升空和着陆日期都相同的城市是伦敦、巴格达。第2题，“嫦娥四号”探测器从发射升空到着陆月球表面期间，太阳直射点一直位于南半球，南半球昼长夜短，北半球昼短夜长，金沙萨位于南半球，昼最长。第3题，“嫦娥四号”探测器从发射升空到着陆月球表面期间，北京昼短夜长，太阳从东南方升起，A对；因为该时段经历了冬至日，北京日落时间先提前后推迟，B错；北京昼长先变短后变长，C错；北京正午太阳高度先减小后增大，D错。]
任意时刻，同一纬线上昼或夜所跨的经度数，称为昼弧或夜弧长度。如图为102°E经线上某日四地昼弧长度示意图，据此完成下题。
4．四地中，可能纬度大致相同的是( )
A．②④ B．③④
C．①③ D．①②
A [同一经线上，纬度数相同的不同地点的昼弧长度之和为360°；由图中四地的昼弧长度看，②、④两地的和约为360°。]
命题视角二 日出、日落方位的判断
(2019·天津高考)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(下图)。结合图文材料，回答5～6题。
5．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)
6．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
5．D 6.C [第5题，从材料中得知，小明拍摄日出照片后随即就发到朋友圈，已经是7时29分，所以可以判断出该地处于冬半年。考虑选项都为中国城市，所以再结合北半球冬半年晨线特征分析出：北半球冬半年，我国城市纬度越高，白昼越短，日出也就越迟。小明所在的城市日出和天津接近，所以在冬半年要么纬度比天津低，同时经度比天津小；要么纬度比天津高，同时经度比天津大。天津位于(117°E，39°N)，综合上述条件，只有南宁(纬度比天津低，同时经度比天津小)符合条件。第6题，根据图文信息，可以得知北半球正处于冬半年，此时无论甲城市位于北半球还是南半球，观测到的太阳日出方向都应位于东南方，日落方向都应位于西南方。具体纬度位置、经度位置和当日的正午太阳高度都无法从材料提供的数据推断出。]
(2017·全国卷Ⅱ)汽车轮胎性能测试需在不同路面上进行。芬兰伊瓦洛(位置见下图)吸引了多家轮胎企业在此建设轮胎测试场，最佳测试期为每年11月至次年4月。据此完成下题。
7．在最佳测试期内，该地轮胎测试场( )
A．每天太阳从东南方升起
B．有些日子只能夜间进行测试
C．经常遭受东方寒潮侵袭
D．白昼时长最大差值小于12时
B [B对：11月至次年4月，太阳大多数时间直射南半球，结合纬度可知，该地会出现极夜现象，因此进行轮胎测试有些日子只能在夜间进行。A错：当该地出现极夜现象时，无日出、日落现象。C错：寒潮主要是由高纬度向低纬度蔓延，因此该地经常受北方寒潮侵袭。D错：3月21日前后到4月，该地昼长夜短，因此白昼时长大于12小时，极夜期间白昼时长为0，因此最大差值应大于12小时。]
命题视角三 昼夜长短的计算
(2019·青岛模拟)如图是一位驴友在别德马(40°30′S，64°W)拍摄的日出景观图片。据此完成8～9题。
8．图片拍摄日期最有可能是( )
A．1月1日 B．4月1日
C．7月1日 D．10月1日
9．这一天，北京的昼长大约是( )
A．10小时 B．11小时
C．13小时 D．14小时
8．C 9.D [第8题，根据材料可知，别德马位于南半球，经度为64°W，此时正值日出，又由景观图可知此时北京时间为19：16，可以计算出64°W的地方时约为7：00，日出晚于6点，可判断北半球为夏季，7月1日较符合。第9题，根据对称规律可知，南北半球同纬度地区的昼夜长短相反。该地纬度为40°30′S，昼长为(12－7)×2＝10小时，北京纬度约为40°N，昼长约为14小时。]
太阳能光热电站(下图)通过数以十万计的反光板聚焦太阳能，给高塔顶端的锅炉加热，产生蒸汽，驱动发电机发电。若在北回归线上建一太阳能光热电站❶，其高塔正午影长与塔高的比值为P❷，则( )
A．春、秋分日 P＝0 B．夏至日 P＝1
C．全年 P<1 D．冬至日 P>1
[思维流程]
信息提取
❶太阳能光热电站建在北回归线上
❷P为高塔正午影长与塔高的比值
教材寻因
太阳直射点的移动范围是在南北回归线之间，春、秋分时直射赤道，夏至日时直射北回归线，冬至日时直射南回归线
综合判断
由信息❷可知，设高塔正午影长为X，塔高为Y，则P＝X÷Y，结合信息❶可知，春、秋分日，太阳直射赤道，北回归线上的高塔有影长，故P不可能为0；夏至日太阳直射北回归线，高塔无影长，P应该为0；冬至日太阳直射南回归线，北回归线上正午太阳高度角为43°08′，X大于Y，因此P大于1
[尝试解答] D
1．正午太阳高度变化规律的判断
(1)看直射点的位置，比较正午太阳高度大小
记忆口诀“远小近大”：即距离太阳直射点所在的纬线越远，正午太阳高度越小；距离越近，则越大。
(2)看直射点的移动，确定正午太阳高度的变化
记忆口诀“来增去减”：即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。如图所示：
(3)看区域位置，归纳不同区域的正午太阳高度年变化规律
回归线之间
正午太阳高度最大值为90°，每年有两次太阳直射现象，即一年中有两个正午太阳高度最大值
回归线上
正午太阳高度最大值为90°，一年中只有一次太阳直射现象，即一年中只有一个正午太阳高度最大值
回归线至极点之间
正午太阳高度最大值小于90°，一年中只有一个正午太阳高度最大值
(4)看纬度位置，总结正午太阳高度的年变化幅度
①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′增大到46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′。
②回归线至极圈之间：各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)。
③极圈以内地区：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小到23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。
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′。
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。
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(等于0)。
(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·cot 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。
命题视角一 正午太阳高度的判断分析
北京(40°N)某中学高中生开展地理课外活动，在连续三个月内三次测量正午太阳高度角，获得测量的数据(见下表)。据此完成1～2题。
第一次
第二次
第三次
60°
50°
40°
1.从第一次到第三次测量期间，该地昼夜长短状况及其变化是( )
A．先昼短夜长，后昼长夜短，昼渐短
B．先昼长夜短，后昼短夜长，夜渐短
C．先昼短夜长，后昼长夜短，夜渐短
D．先昼长夜短，后昼短夜长，昼渐短
2．三次测量中，其中一次测量的当天正值( )
A．春分日 B．夏至日
C．秋分日 D．冬至日
1．D 2.C [第1题，由资料可知在连续三个月内该地太阳高度在递减；由公式正午太阳高度＝90°－(当地纬度±直射点的纬度)，第一次测量时太阳直射北半球，第二次测量时太阳直射赤道，第三次测量时太阳直射点在南半球，北京昼长变化是先昼长夜短，后昼渐短，夜渐长，至昼短夜长。第2题，第一次测量时，太阳直射北半球，第二次测量时太阳直射赤道，第三次测量时太阳直射点在南半球，说明第二次测量时是当地的秋分日。]
3．(2019·大连联考)下图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。四地自北向南排列依次是( )
A．甲、乙、丙、丁 B．甲、丙、丁、乙
C．丁、乙、丙、甲 D．甲、丙、乙、丁
D [图中丙地夏至日的正午太阳高度为90°，说明丙地在23°26′N上；乙地冬至日正午太阳高度大于夏至日，且冬至日正午太阳高度接近90°，推断出乙地在0°～23°26′S之间且接近23°26′S；甲地夏至日正午太阳高度大于冬至日，且冬至日正午太阳高度很小(低于10°)，得出甲地在23°26′N以北、66°34′N以南，且距离66°34′N较近；同理推出丁地在23°26′S以南、66°34′S以北，且距离66°34′S较近。所以四地自北向南依次为甲、丙、乙、丁。]
命题视角二 正午太阳高度的应用分析
(2018·天津高考)天津广播电视塔(简称“天塔”)高度约415米。读图文材料，回答4～5题。
4．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
5．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
4．B 5.C [第4题，对比图1和图2可以判定“天塔”影子此时朝向西北方向，说明太阳位于该地的东南方位；结合太阳一天中的位置变化可知，此时应是当地上午，天津的地方时接近北京时间，故B项正确。图中“天塔”影长较短，说明太阳高度较大，故不应是在日出前后，A项错误；12点以后太阳位于偏西方位，影子应朝向东北，C、D项错误。第5题，结合上题分析，“天塔”的影长可以通过比例尺计算得出大约为200米，而“天塔”高415米，说明该日天津太阳高度较大，此时并非正午，正午日影应更短，即太阳高度应更大，天津位于40°N附近，太阳高度较大的时间应是太阳直射点位置靠近北回归线的时段，即靠近夏至日，C项正确；A、B、D项太阳直射点位于赤道附近及其以南，即天津的正午太阳高度小于60°，影长应长于415米/1.732≈240米，故均不正确。]
(2019·昆明一模)下图为云南省昆明市(25°N，103°E)某楼盘平面户型图。读图，完成6～7题。
6．三个卧室相比( )
A．主卧室冬暖夏热，采光较差
B．主卧室冬暖夏凉，采光较好
C．次卧室冬暖夏凉，采光较好
D．次卧室冬暖夏热，采光较好
7．正午时分阳光照射进入客厅的面积达到一年中最小值时，下列说法正确的是( )
A．昆明早于北京日出，晚于北京日落
B．巴西高原草木枯黄
C．悉尼日出东南，日落西南
D．地中海沿岸正值雨季
6．B 7.B [第6题，从图中位置看，主卧室朝南，冬暖夏凉，采光较好，A错误、B正确；次卧室朝北，位于阴面，冬冷夏凉，采光较差，C、D错误。第7题，正午时分阳光照射进入客厅的面积达到一年中最小值时，正午太阳角度最大，处于夏至日。北京昼长比昆明长，且昆明较北京偏西，昆明晚于北京日出，A错误；巴西高原属于南半球的热带草原气候，此时为干季，草木枯黄，B正确；悉尼日出东北，日落西北，C错误；地中海沿岸夏季炎热干燥，D错误。]
地理图表专攻(三)| 光照图的综合判读
(经典高考题)如图为极地投影示意图，图中小虚线圆为极圈，大虚线圆为回归线；弧线ACB为晨昏线，且AC段为昏线；C点为晨昏线与极圈的切点，也是晨昏线与120°E经线的交点。据此回答(1)～(2)题。
(1)图示的日期可能是( )
A．3月21日 B．6月22日
C．9月23日 D．12月22日
(2)该日正午太阳直射点的位置是( )
A．120°E、23°26′S B．120°E、23°26′N
C．60°W、23°26′S D．60°W、23°26′N
[解图流程]
1．从文字材料中获取信息
由“弧线ACB为晨昏线”可知两侧分别为昼、夜半球。由“AC段为昏线”“C点为晨昏线与极圈的切点”可知“BC段为晨线”，且极圈内发生极昼或极夜现象。
2．从图表中获取信息
[尝试解答] (1)D (2)C
1．确定光照图中地球的自转方向
(1)看经度的分布变化特点：东经度增大或西经度减小的方向为地球自转方向；反之，顺地球自转方向，经度数变大为东经度，经度数变小为西经度。
(2)看南、北极点的标识：通常“N”代表北极点，“S”代表南极点，按“北逆南顺”定自转方向。
(3)看海陆分布状况：通过海陆分布，可确定南北极点的位置，进而定自转方向。
2．准确判断光照图中的“两线”——晨线和昏线
图1
(1)晨线：自西向东，由夜半球进入昼半球的界线，如图1中。
(2)昏线：自西向东，由昼半球进入夜半球的界线，如图1中。
图2
3．抓住光照图中的“五点”
(1)晨线与赤道的交点所在经线的地方时为6：00。如图2中C点。
(2)昏线与赤道的交点所在经线的地方时为18：00。如图2中A点。
(3)晨线与昏线在北半球的交点，也是晨(昏)线上最北的点，如图2中的D点。当该点为0：00时，其北方为极昼；当该点为12：00时，其北方为极夜；晨线与昏线在南半球的交点，也是晨(昏)线上最南的点。当该点为0：00时，其南方为极昼；当该点为12：00时，其南方为极夜。
(4)太阳直射点：日心和地心的连线与地球表面的交点(如图2中B点)。太阳直射点上的太阳高度为90°，地方时为12：00。
4．理解光照图中的“点线关系”
(1)晨昏线与纬线相切于晨昏线的纬度最高点。晨昏线与赤道相互平分。
(2)只在春分日和秋分日时，晨昏线为南北走向，即晨昏线与经线圈重合(如图3)；太阳直射北半球时，晨线为西北—东南走向(如图4中AB)，昏线为东北—西南走向；太阳直射南半球时，晨线为东北—西南走向，昏线为西北—东南走向。
(3)晨昏北点到北极点的纬度差＝晨昏南点到南极点的纬度差＝直射点到赤道的纬度差＝直射点的纬度度数。
(4)太阳直射点的纬度与切点的纬度之和始终等于90°(互余)。
5．牢记光照图中的“面面关系”“角度关系”
(1)二至日时晨昏圈平面与赤道面的夹角为66°34′。
(2)二分日时晨昏圈平面与赤道面的夹角为90°。晨昏圈平面与某一经线圈所在平面重合。
(3)地球公转轨道面始终与赤道面呈23°26′的夹角。
(4)二至日，晨昏圈与地轴夹角为23°26′。
(5)二分日，晨昏圈与地轴夹角为0°。
(6)地球公转轨道面与地轴夹角为66°34′。
(2019·河南许昌五校联考)读下面光照图，回答1～3题。
1．若此时北京时间为9时，则A地经度为( )
A．30°E B．30°W
C．60°E D．60°W
2．此时，赤道上东半球范围内处于夜晚的那一段经度差( )
A．小于90° B．大于90°
C．等于90° D．等于180°
3．一位山东潍坊的游客于3月21日清晨到天安门广场参观升旗仪式，天气晴好，当日升旗时间为地方时6时，请问升旗手准备升旗的那一瞬间，游客手表显示的时间是( )
A．6：00 B．6：06
C．5：44 D．6：16
1．A 2.B 3.D [第1题，根据图示可知，地球自转方向为顺时针，所以图示区域为南半球；由晨线与赤道交点为6时，计算可知A地时刻为3时。此时北京时间为9时，则A地时间比北京时间晚6小时，所以A地经度为30°E。第2题，赤道上终年昼夜平分，因赤道上处于夜晚的经度范围是地方时18时到次日的6时，根据图示，经度应该是105°W向东到75°E，而东半球指从20°W向东到160°E，取二者交集，可得经度差为95°。第3题，春分日地方时6时日出，即116°E为6时时，手表时间是北京时间即120°E的地方时，二者相差4°，时间相差16分钟，故手表显示时间为6：16。]
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