第四讲　地球的公转(二)——正午太阳高度的变化、四季与五带学案

这是一份第四讲　地球的公转(二)——正午太阳高度的变化、四季与五带学案，共20页。学案主要包含了正午太阳高度的计算，正午太阳高度的应用等内容，欢迎下载使用。

第四讲　地球的公转(二)——正午太阳高度的变化、四季与五带
课标
要求
结合实例,说明地球运动的地理意义。

核心
素养
1.区域认知:结合区域位置,认知正午太阳高度和季节的变化特点。
2.综合思维:分析光照图,理解正午太阳高度的变化规律及其影响。
3.地理实践力:观测物体影子变化、楼间距、太阳能热水器安装等,分析其与正午太阳高度变化的关系。
考点一　正午太阳高度的变化规律

　　读图,完成下列内容。

甲

乙
(1)结合甲图信息可知,正午太阳高度是① 一日内最大的太阳高度 。 
(2)正午太阳高度是太阳直射当地所在经线时的太阳高度(如甲图所示,H表示当地的正午太阳高度),此时当地地方时为② 12 时。 
(3)正午太阳高度的纬度变化规律:从③ 太阳直射点 所在纬度向南北两侧递减。 
Ⅰ.夏至日:正午太阳高度由④ 北回归线 向南北两侧递减,如图中⑤ c 折线所示。 
Ⅱ.冬至日:正午太阳高度由⑥ 南回归线 向南北两侧递减,如图中⑦ a 折线所示。 
Ⅲ.春、秋分日:正午太阳高度由⑧ 赤道 向南北两侧递减,如图中⑨ b 折线所示。 
Ⅳ.季节变化
北半球节气
达最大值的地区
达最小值的地区
夏至日
北回归线 及其以北各纬度
南半球 各纬度
冬至日
南回归线 及其以南各纬度
北半球 各纬度
春、秋分日
赤道
南北两极点

正午太阳高度的变化规律
1.纬度变化规律
(1)同一时刻,由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
(2)地球上,同一日同一纬线上正午太阳高度相等,直射点所在纬线上的正午太阳高度最大(90°)。
2.季节变化规律
同一地点,正午太阳高度随着季节变化发生有规律的变化。其数值具有“来增去减”的特点,即若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。如下图所示:

正午太阳高度的周年变化规律
各纬度变化具体如下:
地区
最大值
最小值
北回归线及
其以北地区
一次最大值
(6月22日前后)
一次最小值
(12月22日前后)
南回归线及
其以南地区
一次最大值
(12月22日前后)
一次最小值
(6月22日前后)
南北回归线之间
(除赤道外)
两次最大
(太阳直射时最大)
一次最小(南半球出现
在6月22日前后,北半球
出现在12月22日前后)
赤道
两次最大(3月21日前
后和9月23日前后)
两次最小(6月22日前
后和12月22日前后)
　　特别提示　正午太阳高度的年变化幅度
在南北回归线之间的地区,正午太阳高度的年变化幅度ΔH=23°26'+Φ(Φ为当地纬度);在回归线与极圈之间的地区,正午太阳高度的年变化幅度恒为46°52';从极圈到极点之间的地区,正午太阳高度的年变化幅度从46°52'逐渐降低至23°26'。
　　知能拓展　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,总是从日出到正午太阳高度逐渐变大,正午时太阳高度最大,正午过后太阳高度逐渐变小。

(2)出现极昼的地区(除极点外)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。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。


考向一　正午太阳高度的分布规律
　　2015年某日出现了日食现象,在四幅日照图中,深色阴影为夜半球,浅色阴影为当时可观测到日食的地区范围。读图,回答下面两题。


1.发生日食的这天,在图中所示四地中,正午太阳高度最大的是 (　　)
A.甲　　　　B.乙　　　　
C.丙　　　　D.丁
答案　A　据图分析,此时晨昏线大致经过南北极点,太阳直射点位于赤道附近,甲地离赤道最近,正午太阳高度最大,A项正确。
2.在上图所示四地中,观测者正朝西南方向观测日食的是 (　　)
A.甲　　　　B.乙　　　　
C.丙　　　　D.丁
答案　D　观测者朝西南方向观测日食,说明此时太阳位于西南方位,为下午时段。由图可知,甲、乙两地位于晨线附近;丙地处于正午前后;丁地位于下午时段,太阳位于其西南方向,可向西南方向观测日食。D项正确。
考向二　太阳高度的周日运动
　　图Ⅰ为我国某地一住宅小区示意图,图Ⅱ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,回答下面两题。

3.(2020天津,14,3分)该小区最可能位于 (　　)
A.北京　　　　B.银川　　　　C.杭州　　　　D.海口
答案　D　把四个楼影编号如下图,仔细观察下图,楼房西侧的影子1最长,是冬至日8:00的楼影;影子2是冬至日16:00的楼影;影子3是夏至日8:00的楼影;影子4是夏至日16:00的楼影。影子3和影子4是判断城市的关键,当地8:00影子朝向西南,16:00影子朝向东南,则判定当地夏至日正午太阳一定位于当地正北,即夏至日太阳直射点所在纬线在当地以北,结合选项可知只有海口符合,故答案选D。

4.(2020天津,15,3分)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
答案　C　注意此题中休闲广场的形状特点。住宅楼的高度一致,则主要看楼房的位置和影子的长度。冬至日的太阳高度小,楼房影子更长,排除A、B项。冬至日8:00—12:00的太阳高度小,楼房影子更长,而且此期间太阳位于东南天空,休闲广场呈西南—东北方向延伸,此时被东南侧三栋楼的影子遮挡面积最大,C正确。
考点二　正午太阳高度的计算与应用

读下图,补充相关内容。

图1

图2
(1)若图1位于北半球,只要① 冬至 日这一天南楼不遮挡北楼,全年都不会遮挡;若位于南半球,只要② 夏至 日这一天北楼不遮挡南楼,则全年都不会遮挡。 
(2)若楼间距一样,要想不遮挡阳光,则纬度较高地区的楼高要③ 小于 (大于或小于)纬度较低地区的楼高;若楼高一致,则纬度较高地区的楼间距要④ 大于 (大于或小于)纬度较低地区的楼间距。 
(3)要保证太阳能集热板最大限度地吸收太阳辐射,太阳光线应⑤ 垂直 于集热板,正午太阳高度角(H)与集热板倾角a的关系是⑥ H+a=90° 。 

一、正午太阳高度的计算
公式:H=90°-两点纬度差。
“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,即若两点同在北(南)半球,则两点纬度“大数减小数”;若两点分属南北不同半球,则两点纬度数相加。如下图所示:

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'。
特别提醒
在南(北)极圈有极昼现象出现时,南(北)极点的太阳高度无日变化,其太阳高度的大小等于太阳直射点的纬度。
二、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的最大值时,此时日影最短,当地的地方时是12时。
2.确定房屋的朝向
房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。在北回归线以北地区,正午太阳位于正南方,房屋朝南;在南回归线以南地区,正午太阳位于正北方,房屋朝北。
3.确定当地的地理纬度
当太阳直射点位置一定时,两地纬度相差多少度,正午太阳高度就相差多少度。根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度,可判断该地区纬度大小。
4.判断日影长短及方向
太阳直射点上,物体的影子最短,长度为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.确定楼间距、楼高
为了更好地保证各楼层都有良好的采光,楼与楼之间应当保持适当距离。以我国为例,南楼高度为h,该地冬至日正午太阳高度为H,则最小楼间距L为:L=h×cotH。如下图:

6.计算太阳能热水器的安装角度
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,使太阳光与集热板成直角。
集热板与地面之间的夹角(α)和当天的正午太阳高度(H)互余,即α+H=90°时效果最佳。如下图:

7.判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度
一般情况下,由于阳坡正午太阳高度大,得到的光热多,阴坡得到的太阳光热少;因此在相同高度,阳坡温度较高,阴坡温度较低,从而影响到自然带在阳坡和阴坡的分布高度。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
考向一　正午太阳高度的相关计算
1.下图为某地地方时12时的太阳周年位置轨迹示意图。若甲、乙两个位置的太阳高度之和为90°,则乙位置太阳高度为 (　　)

A.47°　　 　　B.43°　　　　
C.23.5°　　　　D.21.5°
答案　D　根据题意,该地不可能为南北回归线及其之间,因为在南北回归线之间的最大正午太阳高度为90°,最小正午太阳高度也大于0°,故该地位于北回归线以北或南回归线以南。以北回归线以北为例,甲是该地夏至日的正午太阳高度,乙是该地冬至日的正午太阳高度,设该地纬度为X,列公式计算:H甲+H乙=90°,H甲=90°-(X-23.5°),H乙=90°-(X+23.5°),最后得出H乙=21.5°,故选D。
　　马尔代夫是以旅游业为支柱产业的著名岛国。2014年12月4日,马累海水淡化厂设备损毁导致该岛淡水供应中断。应马尔代夫政府请求,中国政府及时向其提供了饮用水等物资和资金援助。下图是马尔代夫部分区域示意图。读图,回答下题。

2.中国一架满载饮用水的飞机紧急从广州飞往马累,若北京时间12:00出发,经4小时到达马累。机长身高为1.8 m,到达时其在机场地面的身高影长接近于(tan55°≈1.43;tan65°≈2.14) (　　)
A.0.6 m　　　　B.1.2 m　　　　C.1.8 m　　　　D.2.4 m
答案　B　北京时间12点时,马累地方时大约为9点,4小时后飞机到达马累时,马累地方时大约为13点;12月4日太阳直射点大约位于20°S,该日马累的正午太阳高度大致为90°-(5°+20°)=65°,该地纬度低,昼长约为12小时,正午太阳高度为65°,到日落太阳高度变为0°,可求出每小时太阳高度约降低10°,则13点时太阳高度大约为55°,据三角函数原理可以求出机长到达马累机场时身高影长接近于1.8÷tan55°=1.2 m,故选B。
考向二　正午太阳高度在生活中的应用
　　福建某中学研究性学习小组,设计了可调节窗户遮阳板,实现教室良好的遮阳与采光。下图示意遮阳板设计原理,据此回答下面两题。

3.遮阳板收起,室内正午太阳光照面积达一年最大值时 (　　)
A.全球昼夜平分　　　 　B.北半球为夏季
C.太阳直射20°S　　　　D.南极圈以南地区极昼
答案　D　本题以窗户遮阳板设计原理示意图为背景材料,考查正午太阳高度变化规律的相关知识。位于北半球的福建夏季应将遮阳板放下,避免因强光照射导致室内温度太高,冬季收起遮阳板,让尽可能多的光线进入教室,以改善教室热量和采光条件。因此室内正午太阳光照面积达一年最大值时,是正午太阳高度最小的北半球冬至日,此时南极圈以南地区为极昼。故选D。
4.济南某中学生借鉴这一设计,若两地窗户大小形状相同,则应做的调整是 (　　)
①安装高度不变,加长遮阳板
②安装高度不变,缩短遮阳板
③遮阳板长度不变,降低安装高度
④遮阳板长度不变,升高安装高度
A.①③　　　　B.①④　　　　C.②③　　　　D.②④
答案　A　济南纬度比福建高,冬、夏至日时正午太阳高度均比福建小,因此为了达到和福建一样的效果,济南可以通过降低遮阳板安装高度或加长遮阳板来实现。故选A。
　　飞檐是指屋角的檐部向上翘起,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。图Ⅰ为飞檐景观,图Ⅱ示意飞檐光照原理。据此完成下面两题。

图Ⅰ

图Ⅱ
5.(2020山东泰安二模)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
答案　B　对比两幅图可知,飞檐能使冬季室内的太阳光照面积增加。
6.(2020山东泰安二模)某建筑设计师在浙江采用了“飞檐”的设计,若屋顶高度不变,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　A　与北京相比,浙江冬季正午太阳高度大,为了保证室内有充足的光照,应缩短飞檐长度或加大其翘起角度,即①②正确。
考点三　四季更替和五带

1.读地球公转运动与四季及节气形成示意图,回答问题。

(1)形成原因:① 昼夜长短 和正午太阳高度的时间变化,导致全球同纬度地区(除赤道外),② 太阳辐射 在一年中呈现有规律的变化,形成四季,全球不同纬度地区,③ 太阳辐射 从低纬度向高纬度呈有规律的递减,据此可划分为五带。 
(2)天文四季夏季:一年内白昼④最长、正午太阳高度最大的季节冬季:一年内白昼最短、正午太阳高度⑤最小的季节春、秋季节:冬夏两季的过渡季节
(3)北温带国家的四季:3、4、5月为春季,其余类推。
2.读五带划分示意图,完善图中相关内容。
(1)结合所学知识,完善图中内容。

(2)五带的划分界线:⑩回归线和极圈五带:南北寒带、南北温带、热带

一、地球运动中关于季节判断的依据

北半球冬季(1月)
北半球夏季(7月)
地球公
转规律
位于近日点附近,公转速度快
位于远日点附近,公转速度慢
直射点位置
太阳直射南半球,向赤道方向移动
太阳直射北半球,向赤道方向移动
昼夜长
短变化
冬至日,北半球昼最短,夜最长
夏至日,北半球昼最长,夜最短
正午太
阳高度
冬至日,由南回归线向南北两侧递减;南回归线及其以南地区达一年中最大值,物影最短
夏至日,由北回归线向南北两侧递减;北回归线及其以北地区达一年中最大值,物影最短
太阳升
落方位
东南升西南落(极昼、极夜区域除外)
东北升西北落(极昼、极夜区域除外)
日出、日落时间
北半球各地日出时间晚于6点,日落时间早于18点
北半球各地日出时间早于6点,日落时间晚于18点
二、其他判断季节的依据
判断季节的依据,除地球运动相关规律外,还有气温和气压、季风、天气和气候、洋流和水文特征、山地植被和雪线变化、农事活动和极地考察等。
　　特别提示　四季更替最明显的是温带;热带地区有阳光直射现象,长夏无冬,四季更替不明显;寒带地区有极昼极夜现象,长冬无夏,四季更替不明显。

考向一　季节判断及其影响
　　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。据此完成下面两题。
1.(2017课标Ⅲ,10,4分)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
答案　B　本题考查地球运动及四季。据丁发的信息可知丁位于北极地区且北半球昼短夜长,此时太阳直射点位于南半球。甲所在地即将迎来夏天,应位于南半球;乙所在地冬季临近,应该是北半球四季分明的温带地区;丙所在地秋季临近,说明纬度比乙所在地低,B项正确。
2.(2017课标Ⅲ,11,4分)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　D　由上题分析可知,此时太阳直射南半球,A、B项错误;北温带地区冬季临近,C项错误,D项正确。
考向二　地球运动与节气
　　“曼哈顿悬日”是美国曼哈顿特有的自然景观,每年出现两次。每到这个时候,习惯了快节奏的纽约人都会放慢脚步,用手机记录金光璀璨的浪漫。图1为“2019年7月12日某时曼哈顿某条大街年内第二次出现悬日的景观图”,图2为“二十四节气示意图”。读图,完成下面两题。

图1

图2
3.(2020江苏镇江期末)下列我国古典诗歌所对应的时节,与图1中街道2019年第一次出现“悬日”的时间最接近的是 (　　)
A.竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知
B.小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头
C.停车坐爱枫林晚,霜叶红于二月花
D.欲渡黄河冰塞川,将登太行雪满山
答案　B　由材料信息可推知,曼哈顿两次出现“悬日”的太阳高度和太阳方位相同,则两次出现“悬日”的日期关于夏至日(6月22日前后)对称,即第一次出现“悬日”的日期为6月2日前后,该时期属于北半球夏季,故B正确。
4.(2020江苏镇江期末)2019年,两次“曼哈顿悬日”期间,下列说法可信的是 (　　)
A.惊蛰—江南桃花艳丽绽放　　　　
B.芒种—华北小麦喜获丰收
C.白露—东北玉米播种繁忙　　　　
D.大雪—天山牛羊山腰漫步
答案　B　结合上题分析可知,曼哈顿两次“悬日”都出现在北半球的夏季。惊蛰时节为春季,且此时江南的桃花已经凋谢,故A错误。芒种属于夏季的节气,2019年,两次“曼哈顿悬日”期间的前期,华北一带的小麦是可以丰收的,故B正确。白露为北半球的夏末时节,而东北的玉米是在春季进行播种的,故C错误。大雪是北半球冬季的节气,故D错误。

一、选择题
　　下图示意江西省南昌市某学校(28.5°N,115.5°E)教学楼朝向正南的窗户某日正午阳光照射到教室内的情况,经测量得知,图示∠1和∠2均为60°。据此完成下面两题。

1.(2020海南新高考线上诊断)该日太阳直射点的地理纬度约为(　　)
A.23.5°S　　　　B.13.5°N　　　　
C.8.5°S　　 　　D.1.5°S
答案　D　本题由生活中常见的光照现象入手,考查正午太阳高度计算能力;立意学习“身边的地理”“有用的地理”;体现了地理实践力的学科素养。由“朝向正南”“正午阳光”“∠1和∠2均为60°”,可判断该地该日正午太阳高度为60°,即该地纬度与太阳直射点所在纬度相差30°;结合该地位于“28.5°N”,可判断该日太阳直射点纬度约为1.5°S。
2.(2020海南新高考线上诊断)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　C　结合直射点位置知,此时可能为我国的初春或初秋季节。而“万里寒光生积雪,三边曙色动危旌”和“岁暮阴阳催短景,天涯霜雪霁寒宵”为冬季景观;“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”出现在夏季;“杨花榆荚无才思,惟解漫天作雪飞”为春季景观。
　　小梅和小雪分别住在济南济阳某小区同一栋楼房的6层和16层,该小区阳台都统一安装上下伸缩式晾衣架。读图,完成下面两题。

3.(2021山东济南历城二中检测)自秋分日至冬至日的正午时段,小梅家晾衣架的绳索长度 (　　)
A.先变长后变短　　　　B.先变短后变长
C.一直变短　　 　　D.一直变长
答案　C　晾衣架的上下伸缩主要是为了衣服能被太阳光照射到,结合示意图可知正午太阳高度越大,晾衣架的绳索长度就越长,反之则短。自秋分日至冬至日,太阳直射点向南移动,济阳的正午太阳高度逐渐变小,故小梅家晾衣架的绳索长度逐渐变短。
4.(2021山东济南历城二中检测)小梅与小雪家相比较,正午时绳索长度的年变化幅度 (　　)
A.小梅家大于小雪家　　　　
B.小梅家小于小雪家
C.小梅家等于小雪家　　　　
D.无法比较
答案　C　结合上题分析可知,正午时绳索长度的年变化幅度小梅家等于小雪家。
　　某校地理兴趣小组利用周末去学校(约27°N,113°E)附近进行野外考察,下图是该小组绘制的考察区域简图。当北京时间12点28分时,考察小组行走在堤坝ab,此时他们的身影与堤坝基本平行,并指向b处,经过测量,此时身高大约是他们身影的1.73倍。结合图文材料完成下面两题。

5.洣水在图示河段的流向为 (　　)
A.自东南向西北　　　　B.自南向北
C.自西北向东南　　　　D.自北向南
答案　A　由“学校(约27°N,113°E)附近”,可知当北京时间12点28分时,当地地方时为12时(正午),此时太阳位于正南;再结合“身影与堤坝基本平行,并指向b处”,可知堤坝b处指向正北。据此,可判断洣水在图示河段的流向为自东南向西北。
6.该地理兴趣小组考察的时间最可能是 (　　)
A.1月　　　　B.4月　　　　
C.7月　　　　D.10月
答案　D　由材料“此时身高大约是他们身影的1.73倍”,可得出当地正午太阳高度为60°,太阳直射点在3°S附近,故可能是10月或3月。结合选项,可判断D正确。
　　2020年3月5日晚,人民日报官方微博转载的一张照片“落日余晖下的希望”(下图)温暖众人。照片记录下的是当天傍晚在武汉市(115°E,30°N)某医院一位医生和患者一起欣赏日落的瞬间。读图回答下面两题。

7.(2020天津南开二模)当时照片拍摄者位于图中人物的 (　　)
A.西南偏西方位　　　　B.东南偏东方位
C.西北偏西方位　　　　D.东北偏东方位
答案　D　该日为3月5日,日落方位是西南,故拍摄者位于图中人物东北偏东方位。
8.(2020天津南开二模)下面是四位同学绘制的武汉市当日太阳高度变化示意图。图中横坐标均使用北京时间,其中最接近当日实际的是 (　　)

答案　A　3月5日,太阳直射点的纬度大约为4°S,此时武汉正午太阳高度约为56°,B、D错误;3月5日,武汉日出时间略晚于6点,日落时间略早于18点,即武汉日出时间大约在北京时间6点20分后,日落时间在18点20分前,故A正确、C错误。
　　今年春季,我国某地返校的高三毕业班学生,于北京时间12:00,在教室里观测到自己立在书桌面上的钢笔的影子并不朝向正北,而是与南北方向的书桌边线有4°夹角(如下图)。据此完成下面三题。

9.(2020山东聊城5月模拟)该同学所在的省份是 (　　)
A.山东　　　　B.新疆　　　　C.湖北　　　　D.云南
答案　A　读图并结合材料信息可知,北京时间12:00,立在书桌面上的钢笔的影子朝向西北方向,则太阳此时位于东南方向,即该地地方时比北京时间晚,该地应位于120°E以西。图文信息表明,北京时间12时,钢笔影子与南北方向的书桌边线有4°的夹角,影子转动的速度大致与地球自转速度相当,因此该地应位于120°E以西4°左右,即116°E。故选A。
10.(2020山东聊城5月模拟)若在一周后的同时刻再进行观察,则与上次比较 (　　)
A.影长变长　　　　B.夹角增大
C.影长不变　　　　D.夹角不变
答案　D　材料信息表明,观察时间在春季,太阳直射点向北运动,当地正午太阳高度应增大,则在一周后的同时刻再进行观察,影子长度应变短;由于当地的经度不可能发生改变,因此钢笔影子与南北方向的书桌边线的夹角也会相对稳定。
11.(2020山东聊城5月模拟)观察钢笔影子时,该同学朝向大致是 (　　)
A.面向正东　　　　B.面向正南
C.面向正西　　　　D.面向正北
答案　A　材料和图示信息表明,书桌横边呈南北走向,根据图中影子朝向判断,面对书桌左侧为北,右侧为南,由此判断,观察钢笔影子时,该同学朝向正东,后面为正西。
二、非选择题
12.(2020江苏马坝高中期中)读“地球公转示意图”(甲图)及“A位置北极上空俯视放大图”(乙图),回答下列问题。

(1)如果地球处于A位置时为12月22日,乙图中表示晨线与昏线的分别为_ 、 _。
(2)该日,M地的昼长为 　　　　　 小时;此时,M地的的地方时为 　　　　　　 时;Q地日出地方时为 　　　　　　 时。 
(3)当地球公转到C位置时,该日全球昼夜长短的分布规律是什么?
(4)说出P点一年中正午太阳高度的变化情况。
答案　(1)MN　PM
(2)0　12　9
(3)北半球昼长夜短,且纬度越高昼越长、夜越短,北极圈及其以北地区发生极昼现象;南半球反之;赤道上昼夜平分。
(4)春分日,太阳直射赤道,P点正午太阳高度达全年最大值;春分日过后,太阳直射点向北移动,P点正午太阳高度减小,夏至日达最小值;夏至日后,太阳直射点向南移动,P点正午太阳高度逐渐增大,秋分日,太阳直射赤道,P点正午太阳高度再次达全年最大值;秋分日后,太阳直射点继续向南移动,P点正午太阳高度减小,冬至日达最小值;冬至日后,太阳直射点向北移动,P点正午太阳高度增大,到第二年春分日达最大值。
解析　第(1)题,如果地球处于A位置时为12月22日,则乙图中极圈内出现极夜现象,因此图中晨昏线右侧为夜半球,左侧为昼半球。从北极上空俯视,地球自转方向呈逆时针方向;沿地球自转方向,过MN后将由夜半球进入昼半球,因此MN为晨线;沿地球自转方向,过PM后将由昼半球进入夜半球,因此PM是昏线。第(2)题,结合上题分析可知,北极圈出现极夜现象,M地位于北极圈上,因此该日M地的昼长为0小时。Q地时刻比P点所在经线地方时晚3小时,为15点;Q地位于昏线上,因此Q地日落时间是15点,由此可计算出其日出地方时为9点。第(3)题,地球公转到C位置时,是夏至日,太阳直射北回归线,据此结合所学知识说明该日全球昼夜长短的分布规律。第(4)题,结合图示信息可知,P点位于赤道上,据此根据正午太阳高度分布规律说明其一年中正午太阳高度的变化情况。
13.(2020湖北宜昌部分示范高中协作体月考)阅读图文材料,回答下列问题。(15分)
　　下图示意某日地球光照状况,图中阴影部分表示夜半球,非阴影部分表示昼半球。

(1)判断该日北半球的节气及太阳直射点的地理坐标。(3分)
(2)分别将图中甲、乙、丙三地的昼长由长到短、自转线速度由大到小排列起来。(3分)
(3)为了最大限度地利用太阳能,请计算该日丙地太阳能热水器吸热面板与地面的夹角。(2分)
(4)分别计算出此时的北京时间、国际标准时间,并计算出与北京在同一日期的范围占全球范围的比例。(4分)
(5)说明该日正午太阳高度的分布规律,并计算甲的昼长。(3分)
答案　(1)夏至日,(23°26'N,180°)。
(2)丙、甲、乙,丙、甲、乙。
(3)23°26'。
(4)8时,0时,二分之一。
(5)由北回归线向南北两侧递减,10小时。
解析　第(1)题,读图知,晨昏线与南极圈相切且南极圈及其以南为极夜,该日为北半球夏至日,太阳直射23°26'N。此时0°经线平分夜半球,据此判断太阳直射点位于180°经线上。从而得出太阳直射点坐标。第(2)题,根据甲、乙、丙地理位置,结合昼夜长短和线速度分布规律判断昼夜长短及自转线速度大小。第(3)题,丙位于赤道上,为了最大限度地获得太阳辐射能,热水器吸热面板应与太阳光线垂直。根据正午太阳高度计算方法,在计算出正午太阳高度的前提下,计算出太阳能热水器吸热面板与地面的夹角。第(4)题,此时0°经线为0时,根据区时计算方法即可计算出北京时间、国际标准时间及与北京在同一日期的范围占全球范围的比例。第(5)题,根据太阳直射点位置,即可说明该日正午太阳高度的分布规律。结合图示信息,计算甲地昼长。