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2020版新一线高考地理（人教版）一轮复习教学案：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
最新考纲
考法指南
核心素养
地球运动的地理意义。
以区域图、景观图、示意图和实际应用案例为切入点，考查昼夜长短及变化、正午太阳高度及变化、四季变化及应用，侧重考查学生的读图分析能力和空间想象能力，如2018·全国卷Ⅰ·T10；2017·全国卷Ⅱ·T5；2017·全国卷Ⅲ·T10、11；2014·全国卷Ⅰ·T3等。
1.区域认知：通过区域定位，推论区域的昼夜长短、正午太阳高度的变化状况。
2．综合思维：理解地球公转的基本特征，并熟练运用其地理意义看季节变换。
3．地理实践力：认真观察分析身边自然景物的变化，服务于生产、生活。
知识点一| 黄赤交角及其影响
1．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
2.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。
(4)与黄赤交角相关的几个数据
①黄赤交角的度数＝回归线的度数。
②极圈的度数＝90°－黄赤交角的度数。
③黄赤交角的度数＝晨昏线与地轴的最大夹角。
(5)黄赤交角的变化及其影响
比较内容
黄赤交角变化产生的影响
变大
变小
太阳直射范围(即回归线纬度数、热带范围)
变大
变小
出现极昼极夜的范围(即极圈纬度数、寒带范围)
变大(极圈纬度数变小)
变小(极圈纬度数变大)
正午太阳高度的年变化
变化幅度增大
变化幅度减小
昼夜长短的年变化
变化幅度增大
变化幅度减小
季节的更替
更加明显
趋于不明显
◎考法1 结合二十四节气考查地球公转特征
1．(2015·重庆高考)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，全年为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°。]
◎考法2 以新情境考查太阳直射点的回归运动
(2014·江苏高考)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。图1是天赤道与黄道的示意图，图2是太阳在黄道上的视运行轨迹图。读图回答2～3题。
图1 图2
2．6月初，太阳在黄道上的位置是( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
3．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
2．D 3.D [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，所以图2中太阳在黄道上的视运动方向应为自右向左。第2题，6月初，太阳在黄道上的位置应在夏至(6月22日)之前且靠近6月22日处，故应为丁。第3题，图中显示，甲、乙两点关于冬至点对称，而非关于近日点对称，所以日地距离不同；而地球公转速度与日地距离相关，故公转速度也不同，所以A、C错；冬至日为昼长的极值点，而甲、乙分居冬至日两侧，所以同一个地点在这两个日期昼长相同，昼长变化趋势相反，日出方位相同，故B错、D对。]
[解题技巧] 地球公转轨道图的判读技巧
地球公转轨道示意图的判读要注意看以下五个信息：
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；地球南极点在图中上端，或者俯视南极，地球公转方向为顺时针。
3．看自转方向：地球自转方向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：地轴北端“右倾右冬、左倾左冬”，即若地轴北端朝上且向右倾斜，则地球公转至右侧位置时为北半球冬季，公转至左侧位置时为北半球夏季。
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。
◎考法3 结合时事材料考查太阳直射点的位置及移动影响
(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。]
知识点二| 昼夜长短的变化与计算
1．昼夜长短的变化规律
读二分二至日的光照图示，完成问题。
(1)昼夜长短的时间(季节)变化规律
时间
变化特点
举例
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日或9月23日前后，全球各地昼夜平分
(2)昼夜长短的纬度分布规律
规律
表现
对称
规律
南北半球纬度数相同的地区昼夜长短“对称”分布，即北半球各地的昼长与南半球相同纬度的夜长相等，如23°26′N的昼长等于23°26′S的夜长
递增
规律
太阳直射点所在半球昼长夜短，且纬度越高，昼越长。另一半球昼短夜长，且纬度越高，夜越长
变幅
规律
赤道处全年昼夜平分；纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大
极昼
(极夜)
规律
极昼(极夜)的起始纬度＝90°－太阳直射点的纬度。纬度越高，极昼(极夜)出现的天数越多
2.昼夜长短的变化影响日出、日落方位的变化
直射点位置
昼夜长短
日出方位
日落方位
北半球
北半球昼长夜短，南半球昼短夜长
东北(北半球早于6时日出)
西北(北半球晚于18时日落)
赤道
昼夜等长
正东(6时日出)
正西(18时日落)
南半球
北半球昼短夜长，南半球昼长夜短
东南(北半球晚于6时日出)
西南(北半球早于18时日落)
◎考法1 结合昼夜分布示意图，考查昼夜长短的变化规律
(2017·江苏高考)某乘客乘航班从悉尼起飞，约9小时后抵达广州。下图为“航班起飞时的全球昼夜状况图”。读图回答1～2题。
1．乘客抵达广州时的北京时间大约是( )
A．12点 B．15点
C．18点 D．21点
2．该日悉尼和广州( )
A．日出同为东南方向
B．正午树影朝向相同
C．正午太阳高度相同
D．昼夜长短状况相同
[解题流程]
[解析] 第1题，图示为航班起飞时的全球昼夜状况，根据晨线与赤道交点(75°E，0°)的地方时为6点，位于东五区，可判断起飞时广州为北京时间9点，约9小时后飞机抵达广州，因此抵达广州时的北京时间大约是18点。第2题，A对：读图可知，南极地区有极昼现象，太阳直射点位于南半球，悉尼和广州的日出方向相同，都为东南方向。B错：晨昏线与南极圈相交，说明太阳直射点位于赤道和南回归线之间，悉尼位于南回归线以南，该日正午树影朝向为南方；广州位于北半球，该日正午树影朝向为北方。C错：太阳直射点接近南回归线，离悉尼更近，故悉尼正午太阳高度较高。D错：太阳直射点位于南半球，悉尼昼长夜短，广州昼短夜长。
[尝试答案] 1.C 2.A
◎考法2 结合统计图表分析，考查昼夜长短的纬度分布规律
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。
3．四地中，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°。]
◎考法3 结合文字材料，考查昼夜长短的分布规律
(2017·全国卷Ⅲ)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4～5题。
4．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
5．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
4．B 5.D [第4题，根据材料可知，丁向北望去，看到极光，说明北极地区出现了极夜，此时太阳直射南半球。丁看到极光，说明位置在四人中最靠北；乙冬季临近，位置在丁以南；丙快入秋，说明丙位于丁和乙以南，乙丙丁均位于北半球；甲即将进入夏天，说明甲地位于南半球，位置在四人中最靠南。四人所在地从北向南依次为丁乙丙甲。第5题，由上题的分析可知，此时太阳直射南半球，时间应为9月23日前后到次年3月21日前后。]
◎考法4 结合生产和生活实践，考查日出、日落方位的判断
(2018·全国卷Ⅰ)小明同学7月从重庆出发到贵州毕节旅游，收集到的相关高速公路信息如下图所示。据此完成下题。
6．小明若从重庆出发乘长途客车经遵义至毕节，为免受阳光长时间照射且能欣赏窗外风景，以下出发时间和座位较好的是( )
A．6：00出发，左侧靠窗
B．8：00出发，右侧靠窗
C．10：00出发，左侧靠窗
D．12：00出发，右侧靠窗
B [7月，太阳直射北半球，北半球除极昼极夜区外均为东北方向日出、西北方向日落。从重庆乘长途客车到遵义全长240 km，需用时3个多小时；从遵义乘长途客车到毕节全长205 km，需用时2个多小时。中午之前出发，左侧靠窗的位置会被阳光长时间照射，而右侧靠窗的位置可以免受阳光照射且能欣赏窗外风景，排除A、C选项；若12：00出发，下午有较长的时间太阳位于西北方向，右侧靠窗的位置会受到长时间的阳光照射，排除D选项；8：00出发，从重庆经遵义到毕节的过程中，右侧靠窗的位置可以免受阳光长时间照射且能欣赏窗外风景。故选B。]
(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。]
◎考法5 结合景观图分析，考查昼夜长短的分布与计算
(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，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。]
[解题技巧] 昼长、夜长的计算方法
1．根据某纬线的昼弧或夜弧弧度计算：昼(夜)长时数＝昼(夜)弧度数/15°。
2．根据日出、日落的地方时计算，地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份
(1)昼长时数＝(12－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2。
(2)夜长时数＝(日出时间－0)×2＝(24－日落时间)×2。
3．根据纬度的分布特点进行计算
(1)同纬度各地的昼长相等，夜长相等。
(2)根据昼夜长短的纬度对称分布特点，北半球各地的昼长(夜长)与南半球同纬度地区的夜长(昼长)相等，可以求对称纬度的昼长(夜长)。
知识点三| 正午太阳高度的变化及应用
1．正午太阳高度
(1)概念
正午太阳高度就是一天中最大的太阳高度，也就是太阳直射地所在经线的太阳高度。如下图所示，H表示当地的正午太阳高度，此时当地地方时为12时。
(2)计算
公式：H＝90°－|两点纬度差|。“两点”指所求地点与太阳直射点。
2．正午太阳高度的变化
(1)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：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减，如图中c折线所示。
②冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减，如图中a折线所示。
③春、秋分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减，如图中b折线所示。
④同线相等规律：同一纬线上，正午太阳高度相等。
⑤对称规律：以直射点所在纬线为对称轴呈南北对称的两条纬线，正午太阳高度相等。
(2)季节变化规律
北半球节气
达最大值的地区
达最小值的地区
夏至
北回归线及其以北各纬度
南半球各纬度
冬至
南回归线及其以南各纬度
北半球各纬度
二分
赤道
[知识补遗]
1．四季更替
(1)成因：昼夜长短和正午太阳高度的时空变化，导致了太阳辐射的时空变化。
(2)四季的划分
①天文四季
夏季：一年内白昼最长、太阳最高的季节。
冬季：一年内白昼最短、太阳最低的季节。
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。
2．五带划分：以南、北回归线和南、北极圈为界线，将全球划分为热带、北温带、南温带、北寒带和南寒带五个热量带。
正午太阳高度规律在生产、生活中的应用
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。为了获得更充足的太阳光照，在北回归线以北地区由于正午太阳位于南方，因此房屋坐北朝南；在南回归线以南地区由于正午太阳位于北方，因此房屋坐南朝北。
3．确定当地的地理纬度
当太阳直射点位置一定时，可根据两地纬度差，判断正午太阳高度差。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
(1)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。
(2)日影永远朝向背离太阳的方向。a.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，夏至日最短。b.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，冬至日最短。c.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，楼与楼之间应保持适当距离。以我国为例，假设下图中南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，最小楼间距L，则L＝h·cot H。
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：
◎考法1 结合统计图表分析，考查正午太阳高度的变化规律及应用
1．(2016·上海高考)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)。三次测量中，其中一次测量的当天，正值( )
第一次
第二次
第三次
60°
50°
40°
A．春分日 B．夏至日
C．秋分日 D．冬至日
C [对于北京(40°N)某中学而言，正午太阳高度角不断减小，说明太阳直射点向南移动。根据第二次正午太阳高度角和正午太阳高度的计算公式，可以得出第二次测量时太阳直射赤道，说明第二次测量时正值秋分日。]
2．(2019·大连联考)如图为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；乙地冬至日的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～66°34′N之间；同理推出丁地在23°26′S～66°34′S之间。所以四地自北向南依次为甲、丙、乙、丁。]
◎考法2 结合区域图分析，考查正午太阳高度的变化规律及应用
(2019·海口调研)读图，完成下题。
3．当图中X、Y两地正午太阳高度同时增大时( )
A．白昼都在变短
B．正午物体日影都在变长
C．正值春分日前后
D．太阳直射点向赤道移动
D [由图中经纬网可知X位于南半球，Y位于北半球，当两地正午太阳高度同时增大时，只能是太阳直射点由南回归线向北或由北回归线向南移动时，不能在两者之间，此时两地中白昼一个变长，一个变短。由于两地正午太阳高度同时增大，正午时影子都变短，应为冬至日或夏至日附近，A、B、C错，D对。]
◎考法3 结合景观图分析，考查正午太阳高度的变化规律及应用
4．(2014·全国卷Ⅰ)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，其高塔正午影长与塔高的比值为P，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
D [设高塔正午影长为X，塔高为Y，则P＝X÷Y。春、秋分日，太阳直射赤道，X大于0，因此P不可能为0；夏至日，正午北回归线上的X等于0，因此P等于0；冬至日，北回归线上正午太阳高度为43°08′，X大于Y，因此P大于1。故选D。]
◎考法4 结合示意图判读，考查太阳方位及日影的变化规律及应用
(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5～6题。
5．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
6．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
5．B 6.C [第5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6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。]
◎考法5 结合生产、生活实际，考查正午太阳高度的变化规律及应用
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7～8题。
7．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
8．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
7．D 8.A [正确理解图示信息是解答本题组的关键。第7题，遮阳板收起，室内正午太阳光照面积达一年最大值时，也就是正午太阳高度最小时。福建位于北半球且位于北回归线以北，冬至日正午太阳高度最小；北半球冬至日，北半球昼短夜长，南半球相反；此时太阳直射南纬23°26′，北半球为冬季，南极圈及其以南出现极昼现象。第8题，济南的纬度高于福建，冬季和夏季正午太阳高度始终小于福建，冬季遮阳板收起，无论高低长短都不影响采光，夏季为了增加遮阳效果，只能延长遮阳板或者降低遮阳板的高度，如右图所示。
夏季遮阳板放下遮阳]
学科素养提能——地理图表专攻(三)| 光照图的综合判读
光照图是综合反映地球自转、公转运动地理意义的重要载体，通过对其图中的点、线、面、角等的解读分析，可以判断时间和季节分布、昼夜长短变化、正午太阳高度分布等内容，巧妙解读光照图是正确解答地球运动类题目的有效途径。
全图
1/2图
1/4图
局部图
极
点
俯
视
图
侧
视
图
矩
形
投
影
图
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。
3．抓住光照图中的“五点”
图2
(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．弄懂光照图中的“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′。
[母题示例] (2014·上海高考)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
[解题流程]
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
(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也即120°E的地方时，二者相差4°，故手表显示时间为6：16。]
随堂小测| 检验复习效果
(教师用书独具)
(2019·济南模拟)下图为北半球四地在夏至日当天所看到的太阳视运动轨迹。据图完成1～3题。
1．图中地平面上表示正西方向的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
2．四地的纬度按照由高到低的顺序进行排列，合理的是( )
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、丁、丙、甲
C．丙、丁、甲、乙 D．丁、乙、甲、丙
3．夏至日当天，对于分别站立在O1、O2、O3、O4四点的四个人来讲，其身影在地面的旋转角度最小的是( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
1．B 2.D 3.C [第1题，由材料可知，图中四地均位于北半球，太阳高度最大时均位于③位置，说明③为南方，相反方向的①为正北方向，②为正西。第2题，读图可知，四地均位于北半球，乙和丁出现极昼现象，且丁全天太阳高度不变，应位于北极点上，纬度最高；乙出现极昼，位于北极圈与北极点之间。丙正午太阳高度为90°，应位于北回归线，甲正午太阳高度小于90°，且太阳位于南方，应位于北回归线与北极圈之间，故四地的纬度按照由高到低依次为丁、乙、甲、丙。第3题，身影旋转角度越小，说明昼长越短。读图，结合上题分析，丙纬度最低，昼长最短，所以身影在地面旋转的角度最小。]
(2019·陕西省西安中学高三上学期期中)下图为同一时刻不同日期昼夜分布图，图中最外圈纬线为60°S，阴影区域为T1日期黑夜范围，斜线区域为T1日期过后的T2日期黑夜范围。据此完成4～5题。
4．T1日期该时刻，世界时为( )
A．5月6日6：00 B．5月6日20：00
C．11月7日6：00 D．11月7日20：00
5．北京再次出现与T1日期昼长相同的日期为( )
A．12月7日前后 B．2月6日前后
C．5月7日前后 D．8月7日前后
4．C 5.B [第4题，由题干信息“图中最外圈纬线为60°S”可知，该半球为南半球，T2日期所示时刻，南极圈及其以南地区出现极昼现象，故其应为12月22日前后；斜线区域为T1日期过后的T2日期黑夜范围，因此T1日期在9月23日和12月22日之间。由图可知，90°E为昼半球的中央经线，地方时为12时；世界时为0°经线的地方时，90°E与0°经线相差90°，根据地方时的计算公式：所求地点的地方时＝已知某地地方时±4分/1°×两地经度差，计算出0°经线的地方时为6：00，因此T1日期该时刻世界时为11月7日6：00。第5题，根据昼夜长短的分布规律：同一纬线的昼夜长短在一年中有两个日期相同(除二至日)，且这两个日期近似关于二至日对称。北京再次出现与T1日期昼长相同的日期，应该是关于冬至日对称的两个日期，即与冬至日间隔的日期相同，T1时期在冬至日之前，另一日期应在冬至日之后、春分日之前。由上题分析可知，T1日期为11月7日，与其关于冬至日对称的日期为2月6日前后。]
(2019·湖南湘东五校联考)日晷是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器，一般由晷针和晷盘组成。晷盘南高北低，平行于天赤道；晷针垂直晷盘，上端指向北极星。在晷盘面上刻画出12个大格，每个大格代表两个小时，当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷盘面，以此来显示时刻。据此并读图完成6～7题。
6．湖北襄阳的日晷，晷针的影子在冬至日晴天时移动的方向应是( )
A．由西南逆时针转向东南
B．由西北顺时针转向东北
C．由西北逆时针转向东北
D．由西南顺时针转向东南
7．清华大学校园内的“行胜于言”日晷与湖北襄阳日晷相比，晷盘与地面的夹角应该 ( )
A．减小 B．增大
C．一样 D．按日期作调整
6．B 7.A [第6题，冬至日日出东南，日落西南，太阳在天空中顺时针转动，影子的朝向与太阳方位方向相反。第7题，依据材料，晷针上端指向北极星，北极星的仰角等于当地的纬度。北京的纬度高于湖北襄阳，因此晷针与地面的夹角大，晷针与晷盘垂直，所以晷盘与地面的夹角应变小。]
第5讲 地球的公转及其地理意义
最新考纲
考法指南
核心素养
地球运动的地理意义。
以区域图、景观图、示意图和实际应用案例为切入点，考查昼夜长短及变化、正午太阳高度及变化、四季变化及应用，侧重考查学生的读图分析能力和空间想象能力，如2018·全国卷Ⅰ·T10；2017·全国卷Ⅱ·T5；2017·全国卷Ⅲ·T10、11；2014·全国卷Ⅰ·T3等。
1.区域认知：通过区域定位，推论区域的昼夜长短、正午太阳高度的变化状况。
2．综合思维：理解地球公转的基本特征，并熟练运用其地理意义看季节变换。
3．地理实践力：认真观察分析身边自然景物的变化，服务于生产、生活。
知识点一| 黄赤交角及其影响
1．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
2.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。
(4)与黄赤交角相关的几个数据
①黄赤交角的度数＝回归线的度数。
②极圈的度数＝90°－黄赤交角的度数。
③黄赤交角的度数＝晨昏线与地轴的最大夹角。
(5)黄赤交角的变化及其影响
比较内容
黄赤交角变化产生的影响
变大
变小
太阳直射范围(即回归线纬度数、热带范围)
变大
变小
出现极昼极夜的范围(即极圈纬度数、寒带范围)
变大(极圈纬度数变小)
变小(极圈纬度数变大)
正午太阳高度的年变化
变化幅度增大
变化幅度减小
昼夜长短的年变化
变化幅度增大
变化幅度减小
季节的更替
更加明显
趋于不明显
◎考法1 结合二十四节气考查地球公转特征
1．(2015·重庆高考)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，全年为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°。]
◎考法2 以新情境考查太阳直射点的回归运动
(2014·江苏高考)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。图1是天赤道与黄道的示意图，图2是太阳在黄道上的视运行轨迹图。读图回答2～3题。
图1 图2
2．6月初，太阳在黄道上的位置是( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
3．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
2．D 3.D [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，所以图2中太阳在黄道上的视运动方向应为自右向左。第2题，6月初，太阳在黄道上的位置应在夏至(6月22日)之前且靠近6月22日处，故应为丁。第3题，图中显示，甲、乙两点关于冬至点对称，而非关于近日点对称，所以日地距离不同；而地球公转速度与日地距离相关，故公转速度也不同，所以A、C错；冬至日为昼长的极值点，而甲、乙分居冬至日两侧，所以同一个地点在这两个日期昼长相同，昼长变化趋势相反，日出方位相同，故B错、D对。]
[解题技巧] 地球公转轨道图的判读技巧
地球公转轨道示意图的判读要注意看以下五个信息：
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；地球南极点在图中上端，或者俯视南极，地球公转方向为顺时针。
3．看自转方向：地球自转方向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：地轴北端“右倾右冬、左倾左冬”，即若地轴北端朝上且向右倾斜，则地球公转至右侧位置时为北半球冬季，公转至左侧位置时为北半球夏季。
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。
◎考法3 结合时事材料考查太阳直射点的位置及移动影响
(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。]
知识点二| 昼夜长短的变化与计算
1．昼夜长短的变化规律
读二分二至日的光照图示，完成问题。
(1)昼夜长短的时间(季节)变化规律
时间
变化特点
举例
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日或9月23日前后，全球各地昼夜平分
(2)昼夜长短的纬度分布规律
规律
表现
对称
规律
南北半球纬度数相同的地区昼夜长短“对称”分布，即北半球各地的昼长与南半球相同纬度的夜长相等，如23°26′N的昼长等于23°26′S的夜长
递增
规律
太阳直射点所在半球昼长夜短，且纬度越高，昼越长。另一半球昼短夜长，且纬度越高，夜越长
变幅
规律
赤道处全年昼夜平分；纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大
极昼
(极夜)
规律
极昼(极夜)的起始纬度＝90°－太阳直射点的纬度。纬度越高，极昼(极夜)出现的天数越多
2.昼夜长短的变化影响日出、日落方位的变化
直射点位置
昼夜长短
日出方位
日落方位
北半球
北半球昼长夜短，南半球昼短夜长
东北(北半球早于6时日出)
西北(北半球晚于18时日落)
赤道
昼夜等长
正东(6时日出)
正西(18时日落)
南半球
北半球昼短夜长，南半球昼长夜短
东南(北半球晚于6时日出)
西南(北半球早于18时日落)
◎考法1 结合昼夜分布示意图，考查昼夜长短的变化规律
(2017·江苏高考)某乘客乘航班从悉尼起飞，约9小时后抵达广州。下图为“航班起飞时的全球昼夜状况图”。读图回答1～2题。
1．乘客抵达广州时的北京时间大约是( )
A．12点 B．15点
C．18点 D．21点
2．该日悉尼和广州( )
A．日出同为东南方向
B．正午树影朝向相同
C．正午太阳高度相同
D．昼夜长短状况相同
[解题流程]
[解析] 第1题，图示为航班起飞时的全球昼夜状况，根据晨线与赤道交点(75°E，0°)的地方时为6点，位于东五区，可判断起飞时广州为北京时间9点，约9小时后飞机抵达广州，因此抵达广州时的北京时间大约是18点。第2题，A对：读图可知，南极地区有极昼现象，太阳直射点位于南半球，悉尼和广州的日出方向相同，都为东南方向。B错：晨昏线与南极圈相交，说明太阳直射点位于赤道和南回归线之间，悉尼位于南回归线以南，该日正午树影朝向为南方；广州位于北半球，该日正午树影朝向为北方。C错：太阳直射点接近南回归线，离悉尼更近，故悉尼正午太阳高度较高。D错：太阳直射点位于南半球，悉尼昼长夜短，广州昼短夜长。
[尝试答案] 1.C 2.A
◎考法2 结合统计图表分析，考查昼夜长短的纬度分布规律
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。
3．四地中，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°。]
◎考法3 结合文字材料，考查昼夜长短的分布规律
(2017·全国卷Ⅲ)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4～5题。
4．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
5．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
4．B 5.D [第4题，根据材料可知，丁向北望去，看到极光，说明北极地区出现了极夜，此时太阳直射南半球。丁看到极光，说明位置在四人中最靠北；乙冬季临近，位置在丁以南；丙快入秋，说明丙位于丁和乙以南，乙丙丁均位于北半球；甲即将进入夏天，说明甲地位于南半球，位置在四人中最靠南。四人所在地从北向南依次为丁乙丙甲。第5题，由上题的分析可知，此时太阳直射南半球，时间应为9月23日前后到次年3月21日前后。]
◎考法4 结合生产和生活实践，考查日出、日落方位的判断
(2018·全国卷Ⅰ)小明同学7月从重庆出发到贵州毕节旅游，收集到的相关高速公路信息如下图所示。据此完成下题。
6．小明若从重庆出发乘长途客车经遵义至毕节，为免受阳光长时间照射且能欣赏窗外风景，以下出发时间和座位较好的是( )
A．6：00出发，左侧靠窗
B．8：00出发，右侧靠窗
C．10：00出发，左侧靠窗
D．12：00出发，右侧靠窗
B [7月，太阳直射北半球，北半球除极昼极夜区外均为东北方向日出、西北方向日落。从重庆乘长途客车到遵义全长240 km，需用时3个多小时；从遵义乘长途客车到毕节全长205 km，需用时2个多小时。中午之前出发，左侧靠窗的位置会被阳光长时间照射，而右侧靠窗的位置可以免受阳光照射且能欣赏窗外风景，排除A、C选项；若12：00出发，下午有较长的时间太阳位于西北方向，右侧靠窗的位置会受到长时间的阳光照射，排除D选项；8：00出发，从重庆经遵义到毕节的过程中，右侧靠窗的位置可以免受阳光长时间照射且能欣赏窗外风景。故选B。]
(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。]
◎考法5 结合景观图分析，考查昼夜长短的分布与计算
(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，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。]
[解题技巧] 昼长、夜长的计算方法
1．根据某纬线的昼弧或夜弧弧度计算：昼(夜)长时数＝昼(夜)弧度数/15°。
2．根据日出、日落的地方时计算，地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份
(1)昼长时数＝(12－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2。
(2)夜长时数＝(日出时间－0)×2＝(24－日落时间)×2。
3．根据纬度的分布特点进行计算
(1)同纬度各地的昼长相等，夜长相等。
(2)根据昼夜长短的纬度对称分布特点，北半球各地的昼长(夜长)与南半球同纬度地区的夜长(昼长)相等，可以求对称纬度的昼长(夜长)。
知识点三| 正午太阳高度的变化及应用
1．正午太阳高度
(1)概念
正午太阳高度就是一天中最大的太阳高度，也就是太阳直射地所在经线的太阳高度。如下图所示，H表示当地的正午太阳高度，此时当地地方时为12时。
(2)计算
公式：H＝90°－|两点纬度差|。“两点”指所求地点与太阳直射点。
2．正午太阳高度的变化
(1)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：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减，如图中c折线所示。
②冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减，如图中a折线所示。
③春、秋分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减，如图中b折线所示。
④同线相等规律：同一纬线上，正午太阳高度相等。
⑤对称规律：以直射点所在纬线为对称轴呈南北对称的两条纬线，正午太阳高度相等。
(2)季节变化规律
北半球节气
达最大值的地区
达最小值的地区
夏至
北回归线及其以北各纬度
南半球各纬度
冬至
南回归线及其以南各纬度
北半球各纬度
二分
赤道
[知识补遗]
1．四季更替
(1)成因：昼夜长短和正午太阳高度的时空变化，导致了太阳辐射的时空变化。
(2)四季的划分
①天文四季
夏季：一年内白昼最长、太阳最高的季节。
冬季：一年内白昼最短、太阳最低的季节。
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。
2．五带划分：以南、北回归线和南、北极圈为界线，将全球划分为热带、北温带、南温带、北寒带和南寒带五个热量带。
正午太阳高度规律在生产、生活中的应用
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。为了获得更充足的太阳光照，在北回归线以北地区由于正午太阳位于南方，因此房屋坐北朝南；在南回归线以南地区由于正午太阳位于北方，因此房屋坐南朝北。
3．确定当地的地理纬度
当太阳直射点位置一定时，可根据两地纬度差，判断正午太阳高度差。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
(1)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。
(2)日影永远朝向背离太阳的方向。a.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，夏至日最短。b.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，冬至日最短。c.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，楼与楼之间应保持适当距离。以我国为例，假设下图中南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，最小楼间距L，则L＝h·cot H。
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：
◎考法1 结合统计图表分析，考查正午太阳高度的变化规律及应用
1．(2016·上海高考)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)。三次测量中，其中一次测量的当天，正值( )
第一次
第二次
第三次
60°
50°
40°
A．春分日 B．夏至日
C．秋分日 D．冬至日
C [对于北京(40°N)某中学而言，正午太阳高度角不断减小，说明太阳直射点向南移动。根据第二次正午太阳高度角和正午太阳高度的计算公式，可以得出第二次测量时太阳直射赤道，说明第二次测量时正值秋分日。]
2．(2019·大连联考)如图为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；乙地冬至日的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～66°34′N之间；同理推出丁地在23°26′S～66°34′S之间。所以四地自北向南依次为甲、丙、乙、丁。]
◎考法2 结合区域图分析，考查正午太阳高度的变化规律及应用
(2019·海口调研)读图，完成下题。
3．当图中X、Y两地正午太阳高度同时增大时( )
A．白昼都在变短
B．正午物体日影都在变长
C．正值春分日前后
D．太阳直射点向赤道移动
D [由图中经纬网可知X位于南半球，Y位于北半球，当两地正午太阳高度同时增大时，只能是太阳直射点由南回归线向北或由北回归线向南移动时，不能在两者之间，此时两地中白昼一个变长，一个变短。由于两地正午太阳高度同时增大，正午时影子都变短，应为冬至日或夏至日附近，A、B、C错，D对。]
◎考法3 结合景观图分析，考查正午太阳高度的变化规律及应用
4．(2014·全国卷Ⅰ)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，其高塔正午影长与塔高的比值为P，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
D [设高塔正午影长为X，塔高为Y，则P＝X÷Y。春、秋分日，太阳直射赤道，X大于0，因此P不可能为0；夏至日，正午北回归线上的X等于0，因此P等于0；冬至日，北回归线上正午太阳高度为43°08′，X大于Y，因此P大于1。故选D。]
◎考法4 结合示意图判读，考查太阳方位及日影的变化规律及应用
(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5～6题。
5．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
6．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
5．B 6.C [第5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6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。]
◎考法5 结合生产、生活实际，考查正午太阳高度的变化规律及应用
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7～8题。
7．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
8．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
7．D 8.A [正确理解图示信息是解答本题组的关键。第7题，遮阳板收起，室内正午太阳光照面积达一年最大值时，也就是正午太阳高度最小时。福建位于北半球且位于北回归线以北，冬至日正午太阳高度最小；北半球冬至日，北半球昼短夜长，南半球相反；此时太阳直射南纬23°26′，北半球为冬季，南极圈及其以南出现极昼现象。第8题，济南的纬度高于福建，冬季和夏季正午太阳高度始终小于福建，冬季遮阳板收起，无论高低长短都不影响采光，夏季为了增加遮阳效果，只能延长遮阳板或者降低遮阳板的高度，如右图所示。
夏季遮阳板放下遮阳]
学科素养提能——地理图表专攻(三)| 光照图的综合判读
光照图是综合反映地球自转、公转运动地理意义的重要载体，通过对其图中的点、线、面、角等的解读分析，可以判断时间和季节分布、昼夜长短变化、正午太阳高度分布等内容，巧妙解读光照图是正确解答地球运动类题目的有效途径。
全图
1/2图
1/4图
局部图
极
点
俯
视
图
侧
视
图
矩
形
投
影
图
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。
3．抓住光照图中的“五点”
图2
(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．弄懂光照图中的“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′。
[母题示例] (2014·上海高考)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
[解题流程]
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
(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也即120°E的地方时，二者相差4°，故手表显示时间为6：16。]
随堂小测| 检验复习效果
(教师用书独具)
(2019·济南模拟)下图为北半球四地在夏至日当天所看到的太阳视运动轨迹。据图完成1～3题。
1．图中地平面上表示正西方向的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
2．四地的纬度按照由高到低的顺序进行排列，合理的是( )
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、丁、丙、甲
C．丙、丁、甲、乙 D．丁、乙、甲、丙
3．夏至日当天，对于分别站立在O1、O2、O3、O4四点的四个人来讲，其身影在地面的旋转角度最小的是( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
1．B 2.D 3.C [第1题，由材料可知，图中四地均位于北半球，太阳高度最大时均位于③位置，说明③为南方，相反方向的①为正北方向，②为正西。第2题，读图可知，四地均位于北半球，乙和丁出现极昼现象，且丁全天太阳高度不变，应位于北极点上，纬度最高；乙出现极昼，位于北极圈与北极点之间。丙正午太阳高度为90°，应位于北回归线，甲正午太阳高度小于90°，且太阳位于南方，应位于北回归线与北极圈之间，故四地的纬度按照由高到低依次为丁、乙、甲、丙。第3题，身影旋转角度越小，说明昼长越短。读图，结合上题分析，丙纬度最低，昼长最短，所以身影在地面旋转的角度最小。]
(2019·陕西省西安中学高三上学期期中)下图为同一时刻不同日期昼夜分布图，图中最外圈纬线为60°S，阴影区域为T1日期黑夜范围，斜线区域为T1日期过后的T2日期黑夜范围。据此完成4～5题。
4．T1日期该时刻，世界时为( )
A．5月6日6：00 B．5月6日20：00
C．11月7日6：00 D．11月7日20：00
5．北京再次出现与T1日期昼长相同的日期为( )
A．12月7日前后 B．2月6日前后
C．5月7日前后 D．8月7日前后
4．C 5.B [第4题，由题干信息“图中最外圈纬线为60°S”可知，该半球为南半球，T2日期所示时刻，南极圈及其以南地区出现极昼现象，故其应为12月22日前后；斜线区域为T1日期过后的T2日期黑夜范围，因此T1日期在9月23日和12月22日之间。由图可知，90°E为昼半球的中央经线，地方时为12时；世界时为0°经线的地方时，90°E与0°经线相差90°，根据地方时的计算公式：所求地点的地方时＝已知某地地方时±4分/1°×两地经度差，计算出0°经线的地方时为6：00，因此T1日期该时刻世界时为11月7日6：00。第5题，根据昼夜长短的分布规律：同一纬线的昼夜长短在一年中有两个日期相同(除二至日)，且这两个日期近似关于二至日对称。北京再次出现与T1日期昼长相同的日期，应该是关于冬至日对称的两个日期，即与冬至日间隔的日期相同，T1时期在冬至日之前，另一日期应在冬至日之后、春分日之前。由上题分析可知，T1日期为11月7日，与其关于冬至日对称的日期为2月6日前后。]
(2019·湖南湘东五校联考)日晷是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器，一般由晷针和晷盘组成。晷盘南高北低，平行于天赤道；晷针垂直晷盘，上端指向北极星。在晷盘面上刻画出12个大格，每个大格代表两个小时，当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷盘面，以此来显示时刻。据此并读图完成6～7题。
6．湖北襄阳的日晷，晷针的影子在冬至日晴天时移动的方向应是( )
A．由西南逆时针转向东南
B．由西北顺时针转向东北
C．由西北逆时针转向东北
D．由西南顺时针转向东南
7．清华大学校园内的“行胜于言”日晷与湖北襄阳日晷相比，晷盘与地面的夹角应该 ( )
A．减小 B．增大
C．一样 D．按日期作调整
6．B 7.A [第6题，冬至日日出东南，日落西南，太阳在天空中顺时针转动，影子的朝向与太阳方位方向相反。第7题，依据材料，晷针上端指向北极星，北极星的仰角等于当地的纬度。北京的纬度高于湖北襄阳，因此晷针与地面的夹角大，晷针与晷盘垂直，所以晷盘与地面的夹角应变小。]
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