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20届高考地理一轮复习讲义 必修① 第2章 第5讲 地球的公转及其地理意义
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这是一份20届高考地理一轮复习讲义 必修① 第2章 第5讲 地球的公转及其地理意义，共22页。
第5讲 地球的公转及其地理意义
[考纲呈现]
地球运动的地理意义。
[考纲解读]
1．掌握地球公转的轨道、方向、周期和速度。
2．理解黄赤交角的产生及其影响。
3．理解正午太阳高度和昼夜长短的季节变化、纬度变化及其成因。(重难点)
[思维导图]
考点一 地球公转特征与黄赤交角
1．公转特征
(1)方向：自西向东。
(2)周期(一恒星年)：365日6时9分10秒。
(3)速度：约每日1度。
公转位置
时间
公转速度
A点
近日点
1月初
较快
B点
远日点
7月初
较慢
2.黄赤交角及其影响
(1)黄赤交角
(2)影响：引起太阳直射点在南北回归线之间往返运动。
方法技巧 公转轨道示意图中的时间判断
(1)看日地距离：参照近日点和远日点来判断时间。如图中C在近日点附近。
(2)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，如C位置；公转到左侧位置时为北半球夏季。左倾相反。
(3)看直射点位置：将AC两处地心与太阳连线示意直射光线，若直射点在赤道以北，则为夏至，如图A；若在赤道以南则为冬至，如图C。
考向一 结合二十四节气考查公转特征
1．(2015·重庆文综)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°
答案 C
解析 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°。
考向二 以新情境考查太阳直射点的回归运动
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，回答第2题。
2．6月初，太阳在黄道上的位置是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
答案 D
解析 6月初，太阳在黄道上的位置应在春分日与夏至日之间，在夏至日(6月22日前后)之前且靠近6月22日处，故应为丁。
考点二 昼夜长短的变化规律及其计算
1．读下图，回忆下列问题。
(1)冬至(图1)太阳直射南回归线(纬线)，此时北半球昼短夜长，纬度越高，昼越短夜越长，北极圈以北地区出现极夜；南半球相反；赤道昼夜平分。
(2)二分日(图2)太阳直射赤道(纬线)，此时是全球昼夜平分。
(3)夏至(图3)太阳直射北回归线(纬线)，此时北半球昼长夜短，纬度越高，昼越长夜越短，北极圈以北地区出现极昼；南半球相反；赤道昼夜平分。
(4)图1—图2—图3，全球昼夜长短的变化规律：北半球白昼逐渐变长，由最短变为最长，黑夜逐渐变短，由最长变为最短；南半球相反。
2．昼夜长短的分布和变化
(1)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，例如30°N的昼长等于30°S的夜长。
(2)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。
(3)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。
(4)极昼、极夜规律：极昼(极夜)的起始纬度数＝90°—太阳直射点的纬度。纬度愈高，极昼(极夜)出现的天数愈多。
(5)昼夜长短状况规律：太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且该半球纬度越高白昼时间越长。与太阳直射点的移动方向无关。
3．昼夜长短的计算方法
(1)根据某纬线的昼弧或夜弧所跨弧度进行计算
昼(夜)长时数＝昼(夜)弧度数/15°
(2)根据日出或日落时间所跨弧度进行计算
正午12时把白昼平分成相等的两份，如图所示。
①昼长时数＝(12－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2＝日落时间－日出时间
②夜长时数＝日出时间×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南、北半球纬度数相同的地区昼夜长短对称分布。例如，30°N的昼长等于30°S的夜长。
考向一 结合昼长及季节的时空变化判断位置
(2017·全国文综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1～2题。
1．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
2．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 1.B 2.D
解析 第1题，根据丁的描述可知，黑夜漫长且向北望去有极光，说明丁位于北半球高纬度地区，此时为北半球冬半年，太阳直射南半球。而甲即将进入夏天，说明该地位于南半球，其位置应为最南。乙地将由秋入冬说明乙地位于北半球，且较丁纬度低。丙地入秋失败，说明处于由夏到秋的阶段，应位于北半球较低纬度地区，纬度较乙低。由此可确定答案为B。第2题，由上题分析可知，此时应为北半球冬半年，结合选项可知正确答案为D。
考向二 结合社会活动和区域定位考查昼夜长短变化
(2016·天津文综)2011年7月17日，我国南极中山站(69°22′S,76°22′E)越冬科考队的队员们迎来了极夜后的第一次日出。据材料回答下题。
3．中山站极夜持续的时间是( )
A．30天左右 B．50天左右
C．70天左右 D．90天左右
答案 B
解析 根据南极地区极夜开始、结束日期关于6月22日对称可知，中山站出现极夜的时间应该为5月27日→6月22日→7月17日，故为50天左右。
某科考队结束了两个月的海上考察，于4月21日返回到P地。据此回答第4题。
4．科考队出发日P地昼长为11小时，返回到P地时，P地当日的昼长约为( )
A．10小时 B．11小时 C．13小时 D．14小时
答案 C
解析 由题干可知，科学考察经历了两个月，出发时昼长为11小时，时间是2月21日，到3月21日前后(春分日，全球昼夜平分)，昼长是12小时，即一个月昼长增加了一个小时，由此推断，4月21日的昼长为13小时(符合北半球昼长于夜的特点)。
考向三 结合日期推断日出日落时间
5．北半球春分日，当某地(30°N，120°E)刚进入白昼这一时刻，东半球(20°W向东至160°E)处于白昼的范围约占全球面积的( )
A．1/2 B．1/3 C．1/6 D．1/9
答案 D
解析 首先计算该日该时白昼的经度范围：地方时6：00所在经线向东到地方时18：00所在经线，即120°E向东到60°W，其中属于东半球的范围是120°E向东到160°E，跨经度40°，占全球的比例：40°/360°＝1/9。
考点三 正午太阳高度的变化规律及其计算
1．正午太阳高度
(1)基本规律：由图可知，同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点向南、北两侧递减。
(2)冬至日：太阳直射南回归线，南回归线及其以南地区正午太阳高度达一年中最大值，北半球各纬度地区正午太阳高度达一年中最小值。
(3)春秋分日：太阳直射赤道，赤道上正午太阳高度为90°，两极点正午太阳高度为0°。
(4)夏至日：太阳直射北回归线，北极圈以北出现极昼现象，北极点的正午太阳高度为23°26′，此时南极圈的正午太阳高度为0°。
(5)南北回归线之间：每年有两次太阳直射。
补充点拨 基本规律变式
距直射点越近，正午太阳高度越大，反之越小。
2．四季更替
(1)四季的成因：一年中昼夜长短和正午太阳高度的时空变化。
(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。
3．五带的划分
(1)五带成因：年太阳辐射总量从低纬地区向高纬地区有规律地减少。
(2)五带划分
1．正午太阳高度的变化幅度
(1)南北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度年变化幅度越大(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年变化幅度相同(均为46°52′)。
(3)极圈以内地区：纬度越高，正午太阳高度年变化幅度越小(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
H＝90°－两地纬度差。
注：“两地”指直射点和所求点。
3．正午太阳高度的应用分析
(1)确定地方时
一天中太阳高度达最大时，地方时为12时；春、秋分时，太阳高度为0°的地方地方时为6时或18时；任何一天赤道上太阳高度为0°的地方地方时为6时或18时。
(2)确定房屋的朝向
北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋多朝南；南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋多朝北。
(3)推断正午日影长短
正午太阳高度越大，日影越短；正午太阳高度越小，日影越长。
(4)确定地理纬度
根据正午太阳高度计算公式可计算出当地地理纬度。
(5)推算楼间距
纬度较低的地区，楼间距较小；纬度较高的地区，楼间距较大。如下图所示我国某地，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＝h·cotH。
(6)计算太阳能热水器安装角度
①热水器的倾角：太阳能热水器与地面的倾角等于该地与太阳直射点所在地的纬度差，如右图中α＝纬度差。
例如，北纬40°在夏至日时太阳能热水器与地面的倾角应该调整为40°－23°26′，在冬至日时倾角应该调整为40°＋23°26′。
②一年内调整的幅度：等于所在地正午太阳高度的年变化幅度。
考向一 正午太阳高度的时空变化
(2015·天津文综)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。读下图，回答第1题。
1．发生日食的这天，在上图所示四地中，正午太阳高度角最大的是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
答案 A
解析 结合四幅图可知，发生日食时，晨昏线经过极点，太阳直射点位于赤道上。根据正午太阳高度由直射点向南北两侧递减的规律，距赤道越近，正午太阳高度角越大。甲、乙、丙、丁四地中，甲地与赤道的纬度差最小，正午太阳高度角最大。
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。据此完成第2题。
2．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
答案 D
解析 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。
考向二 正午太阳高度的应用
(2017·天津文综)我国A市某中学的旗杆影子在北京时间14：08为一天中最短。冬至前后，师生们能在学校升国旗时(北京时间10：00)看到日出。回答第3题。
3．A市位于天津市(39°N,117°E)的( )
A．东北 B．东南 C．西北 D．西南
答案 C
解析 旗杆的影子在一天中最短时，应该是当地地方时12：00时，而此时北京时间为14：08，根据地方时的计算方法可得当地的经度为：120°－(14：08－12：00)×15°/h＝88°E，由题干可知，天津市经度为117°E，则A市位于天津市以西。当地在北京时间10时，即当地时间7时52分看到日出，日出时间晚于天津，说明其位置偏北。因此，A市位于天津市西北。故本题选C。
4．下图为“华北某低碳社区(40°N)住宅景观设计示意图”。为保证冬季太阳能最佳利用效果，图中热水器安装角度合理的是( )
A．① B．② C．③ D．④
答案 D
解析 冬至日该地(40°N)的正午太阳高度为90°－(40°＋23°26′)＝26°34′，太阳能热水器集热板的倾角应与当地的太阳高度互余，约为63°26′，④图最接近该角度。
考点四 太阳周日视运动
1．读“某地二分二至日太阳视运动示意图”，回答问题。
(1)该地位于北(填“南”或“北”)半球，依据是正午时太阳位于南方。
(2)该地夏至日的太阳视运动为轨迹①，该日日出东北，日落西北(极昼、极夜地区除外)。
(3)该地春秋分日的太阳视运动为轨迹②，该日日出正东，日落正西。
(4)该地冬至日的太阳视运动为轨迹③，该日日出东南，日落西南(极昼、极夜地区除外)。
方法技巧 太阳视运动图的判读技巧
太阳视运动的判断，关键在三个点：日出点、正午点、日落点，要找准三个时间点的太阳方位及对应的地方时。
2．全球日出日落方位的判读
无论是北半球还是南半球，同一日期日出日落方位相近，如下表所示：
日期
日出方位
日落方位
春分日(3月21日前后)至秋分日(9月23日前后)
东北方
西北方
春分日(3月21日前后)或秋分日(9月23日前后)
正东方
正西方
秋分日(9月23日前后)至次年春分日(3月21日前后)
东南方
西南方
综合思维 昼长与日出日落时间
在北半球，昼越长，日出越早，日落越晚，日出日落的位置越偏北，太阳视运动的弧度越大；反之，在北半球昼越短，日出越晚，日落越早，日出日落位置越偏南，太阳视运动的弧度越小。
3．影子变化的判读
(1)影长变化
根据太阳高度的大小判断影长，例如，日出、日落时影长最长，之后缩短，正午时最短，之后变长，直射点上无影子。
(2)影子方位的变化
影子位于太阳相反方位，根据太阳方位即可推知影子方位。
考向一 结合影子的方位和长短判断时间
(2018·天津文综)天津广播电视塔(简称“天塔”)高度约415米。读图文材料，回答1～2题。
1．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
2．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
答案 1.B 2.C
解析 第1题，根据地面建筑物方位关系判断“天塔”影子指向西北方向，故当地地方时未过12时(天津经度接近东经120°，可以采用北京时间)；“天塔”影子较短，故接近正午时刻，B选项正确。北京时间5：00～7：00，“天塔”影子较长，而图中影子较短，A错误。北京时间12：00～14：00，“天塔”影子应指向东北方向，而图中影子指向西北方向，C错误。北京时间15：00～17：00，“天塔”影子较长，指向东北方向，而图中影子较短且指向西北方向，D错误。第2题，由上题可知，拍摄照片的时间在8：00～10：00，结合图中“天塔”与影子长度的比例关系可推断出，在日期上应该是接近夏至日的影子状况，故C选项正确。
3．(2017·天津文综)我国A市某中学学生发现，日落时旗杆影子的指向随日期而移动。结合图文材料，回答下题。
下列时段中，日落时杆影的指向由排球场逐渐移向篮球场的是( )
A．惊蛰到立夏 B．立夏到小暑
C．白露到立冬 D．立冬到小寒
答案 A
解析 日落时杆影指向排球场，说明太阳从西南面照射过来，直射点位于南半球；日落时杆影指向篮球场，说明太阳从西北面照射过来，太阳直射点位于北半球。日落时杆影的指向由排球场逐渐移向篮球场，说明日落太阳方位由西南方向西北方移动，太阳直射点由南半球向北半球移动。据二十四节气可知：惊蛰时，太阳直射点位于南半球，该地日落时旗杆的影子朝向东北；春分时，太阳直射点位于赤道，日落时旗杆的影子朝向正东；立夏时，太阳直射点位于北半球，该地日落时旗杆的影子朝向东南。因此从惊蛰到立夏这段时间，日落时杆影的指向由东北方向的排球场逐渐移向东南方向的篮球场，故本题选A。
考向二 太阳视运动原理的实践应用
(2018·全国文综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。
4．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
答案 B
解析 根据图示线路里程和平均限速推算可知，重庆经遵义至毕节整体向南行驶，全程约需5小时。7月太阳日出东北，正午正南，日落西北。因此，8：00出发，8：00～13：00期间太阳主要位于东南天空，阳光照射汽车左侧窗口，右侧靠窗可避免长时间暴晒。B正确。6：00出发，6：00～11：00期间太阳主要位于东北和东南天空，阳光照射汽车左侧窗口，因此左侧靠窗易长时间暴晒。A错误。10：00出发，10：00～15：00期间太阳主要位于东南和西南天空，阳光照射汽车左侧和右侧窗口，因此左侧靠窗也易暴晒。C错误。12：00出发，12：00～17：00期间太阳主要位于西南天空，阳光照射汽车右侧窗口，因此右侧靠窗易长时间暴晒。D错误。
考点五 光照图与晨昏线
1．地球侧视图
以上四图昼夜半球对称，以下三图不具有对称性特点。
2．极地俯视图
3．变式图
光照图的变式图类型多样，如斜侧(俯)视图、矩形图和局部图等。
(1)斜侧(俯)视图：观测点既不在赤道上空，也不在极点上空。
(2)矩形投影图：矩形投影图是将南北极点、南北极圈、南北回归线放大到与赤道一样长。判读此类图的关键是晨昏线、极昼极夜和赤道上的日出(6时)日落(18时)时间等。
(3)局部图
(4)投影图转绘
任何变式图，都可以根据其特征转化为基本图。例如下面展示的局部图向矩形图、侧视图和俯视图的转化。
注 降低局部图判读难度的方法是补画缺失部分。
4．光照图中的晨昏线
(1)晨昏线与赤道的交点
晨线与赤道的交点所在经线的地方时为6时，昏线与赤道的交点所在经线的地方时为18时。
(2)晨昏线和纬线圈的切点
晨昏线与极昼圈的切点所在经线的地方时为0时，与极夜圈的切点所在经线的地方时为12时。
(3)晨昏圈是地球表面的大圆，晨昏面与太阳光线始终垂直，始终平分赤道。
(4)晨昏线上太阳高度为0°。
(5)晨昏圈和地轴夹角的度数等于太阳直射点的纬度数，变化范围为0°～23°26′。
考向一 结合光照图判断时刻和季节
下图是“以极点为中心的东半球图”。此刻，曲线MN上各点太阳高度为0°，MN与EP相交于N点；该季节，北美大陆等温线向南凸出。读图，回答1～2题。
1．由图文信息可知( )
A．M位于N的西北方向
B．悉尼正值少雨的季节
C．此季节是南极考察的最佳时期
D．这一天甲地日出时刻早于乙地
2．图示时刻( )
A．东经10°各地处于夜
B．澳大利亚与巴西不在同一日
C．全球属于夜的范围大于昼
D．地球位于公转轨道远日点附近
答案 1.C 2.B
解析 第1题，图中显示极点位于大陆上且周围分布着澳大利亚和非洲，故该极点为南极点。M点位于赤道上且在N点的东侧，故M位于N的东北方，故A项错误；由于该季节北美大陆等温线向南(低纬)凸出，说明北半球是冬季，南半球是夏季，悉尼在南半球，属于亚热带季风性湿润气候，故正值高温多雨季节，故B项错误；由于南半球是夏季，南极地区出现极昼现象，有利于去南极考察，故C项正确；南半球是夏季，纬度越高，白昼越长，日出越早，图中甲、乙两地位于同一经线上，且甲地纬度低于乙地，故甲地日出时刻晚于乙地，故D项错误。第2题，图示时刻，所有经线都经过南极附近的极昼区域，故同一条经线上不可能所有地区都为夜，故A项错误。根据题意，N点是晨昏线与出现极昼现象最外围纬线的切点，过该切点的经线地方时是0时；图中所示范围为东半球，根据已知条件推知过该切点的经线为40°E，因此从40°E向东到180°为地球上新一天的范围，可见澳大利亚位于新的一天，而巴西则明显属于旧的一天，故B项正确。任何时刻，全球昼半球和夜半球的范围总是相等的，故C项错误。北半球冬季时，地球应位于公转轨道的近日点附近，故D项错误。
考向二 结合光照图判断直射点位置
一艘海轮从上海出发驶向美国旧金山。当海轮途经下图中P点时正值日出，图中EF线表示晨昏线。读图回答第3题。
3．此时太阳直射点的位置最接近( )
A．15°N,135°E B．15°S,135°W
C．23°26′N,0° D．23°26′S,180°
答案 B
解析 由“当海轮途经下图中P点时正值日出，图中EF线表示晨昏线”知，EF为晨线。推断出北半球昼短夜长，南极地区出现极昼现象，所以太阳直射点接近15°S。又因为穿越澳大利亚大陆东西两侧的经线分别为120°E、150°E，故晨线EF与赤道交点经线为135°E(其地方时为6时)，由此可计算太阳直射点经度(地方时为12时的经线)为135°W。
课时作业
(2019·河南信阳期中)读“黄赤交角示意图”，完成第1题。
1．下列说法正确的是( )
A．图中角β大小即是极圈度数
B．图中角α是黄赤交角
C．角α的大小直接决定了直射点纬度
D．角β的大小直接决定了回归线度数
答案 D
2．(2019·南宁初考)专家发现，北回归线每年大约以14.4米的速度由北向南移动。北回归线南移的结果是( )
A．黄赤交角数值增加 B．回归年周期变长
C．温带面积扩大 D．全球气温更加升高
答案 C
解析 回归线度数等于黄赤交角度数，依题意，黄赤交角度数不断变小，则热带范围变小、寒带范围变小、温带范围变大。
(2018·黄冈调研)下表为2015年两个不同日期我国甲、乙两城市的昼长和正午太阳高度的观测数据。据此完成3～5题。
日期
项目
城市
10月22日
M
昼长
正午太阳高度
昼长
正午太阳高度
甲
11小时13分
47°14′
13小时55分
78°28′
乙
11小时30分
56°16′
13小时20分
87°30′
3.甲城与乙城的纬度差约为( )
A．7° B．8° C．9° D．10°
4．M日期最可能为( )
A．1月22日 B．2月22日
C．4月22日 D．5月22日
5．天文辐射是指到达地球大气上界的太阳辐射，主要决定于日地距离、太阳高度角和白昼长度。下列选项中，天文辐射最少的是( )
A．10月22日的甲城 B．M日期的甲城
C．10月22日的乙城 D．M日期的乙城
答案 3.C 4.D 5.A
解析 第3题，两地位于太阳直射点同一侧，正午太阳高度之差等于两地纬度之差。10月22日，正午太阳高度甲城为47°14′，乙城为56°16′，可知两地的正午太阳高度相差约为9°，故甲城与乙城的纬度差约为9°。第4题，10月22日甲地昼短夜长，此时秋分过后一个月，昼长比12小时短47分；M日期昼长夜短，说明太阳直射点位于北半球，4月22日距离春分日刚过一个月，白昼约12小时47分左右，而甲地昼长13小时55分，所以该日最可能为5月22日。第5题，据上题分析可知，甲、乙两地位于北半球，说明当北半球冬半年的时候天文辐射较少；甲城10月22日的白昼时间更短，正午太阳高度角更小，获得的天文辐射更少。
(2019·山东泰安期末)2017年金砖五国(中国、印度、巴西、俄罗斯、南非)峰会于北京时间9月3日至5日在厦门举行，9月3日15时30分，金砖国家工商论坛开幕式举行。据此完成6～7题。
6．峰会期间( )
A．厦门昼长夜短，夜渐短
B．太阳直射点在北半球，逐渐南移
C．悉尼昼长夜短，昼渐长
D．地球的公转速度渐慢，近秋分点
7．金砖国家工商论坛开幕时，金砖其他四国首都( )
A．新德里(77°E)，旭日东升
B．莫斯科(37°E)，正午时刻
C．比勒陀利亚(28°E)，夕阳西下
D．巴西利亚(47°W)，夜幕笼罩
答案 6.B 7.D
解析 第6题，峰会期间为9月3日至5日，此时太阳直射点位于北半球并向南移动，北半球昼长夜短，昼渐短，夜渐长，A错误，B正确；悉尼位于南半球，此时间段昼短夜长，昼渐长，夜渐短，C错误；地球7月初公转到远日点附近，公转速度最慢，1月初地球公转到近日点附近，公转速度最快，此时间段地球公转速度逐渐加快，D错误。第7题，峰会开幕时间为北京时间9月3日15时30分，北京时间采用的是东八区区时，新德里(77°E)位于东五区，区时比东八区晚3小时，此时为12：30，不可能旭日东升，A错误；莫斯科(37°E)和比勒陀利亚(28°E)均位于东二区，比东八区晚6个小时，此时为9：30，与正午时刻、夕阳西下的描述不符，B、C错误；巴西利亚(47°W)位于西三区，比东八区晚11个小时，此时应为4：30，秋分日之前南半球6：00之后日出，与夜幕笼罩的描述相符，D正确。
(2019·重庆第一次调研)2016年11月30日，联合国教科文组织保护非物质文化遗产政府间委员会正式通过决议，将中国申报的“二十四节气——中国人通过观察太阳周年运动而形成的时间知识体系及其实践”列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。每相邻两个节气相差一般为15天左右。读图，回答8～9题。
8．我国古人制定“二十四节气”的依据应该是( )
A．日、地、月的位置关系
B．太阳直射点运动
C．我国农业生产活动安排
D．月亮的阴晴圆缺
9．图中所示的二十四节气中，每条直径上相对的两个节气日最可能出现的是( )
A．两节气日一定相差180天
B．两节气日正午太阳高度都相等
C．太阳视运动轨迹出没方位相同
D．两节气日的昼夜长短正好相反
答案 8.B 9.D
解析 第8题，根据材料提示“二十四节气——中国人通过观察太阳周年运动而形成的时间知识体系”，可知我国古人制定“二十四节气”的依据是太阳直射点的南北移动。冬至太阳直射南回归线，之后向北移动；夏至太阳直射北回归线，之后向南移动，主要的作用是方便农业生产活动的安排 。第9题，图中所示的二十四节气中，每条直径上相对的两个节气日最可能出现的是两节气日的昼夜长短正好相反，所以D正确。
读“某地某时期正午日影长短和朝向变化示意图”，回答10～11题。
10．该地可能位于( )
A．20°N B．20°S C．30°N D．30°S
11．该地正午日影最短时，郑州( )
A．正午太阳高度最大 B．昼夜均分
C．正值高温多雨的季节 D．正值寒冷干燥的季节
答案 10.B 11.D
解析 第10题，正午日影与太阳的位置背向分布，结合图示和太阳直射点移动规律知，太阳直射点大部分时间在该地以北，短时间在其以南，20°S符合图示要求。第11题，该地日影最短时，太阳直射该地，为北半球冬季，正值寒冷干燥的季节。
(2019·郑州名校期中)图中EF线是地球公转到近日点附近的晨昏线，箭头为地球自转方向，①点是东半球与西半球的分界线，②点位于东半球，①点与②③两点的最短距离是3 330 km。据此回答12～13题。
12．图示时刻北京时间是( )
A．3：20 B．8：40
C．15：20 D．20：40
13．图中④点的昼长约为( )
A．8小时 B．10小时
C．14小时 D．16小时
答案 12.A 13.D
解析 第12题，①是东半球与西半球的分界线，②点位于东半球，则①点经度为160°E。自转方向为顺时针，为南半球。地球1月初位于近日点，南半球昼长夜短。根据EF线是地球公转到近日点附近的晨昏线可知，EF线为晨线。所以①点地方时为6时(晨线与赤道的交点)。北京时间120°E比160°E晚2小时40分，因此北京时间为3时20分，A正确。第13题，①与②③两点的最短距离是3 330 km，三点均位于赤道上(赤道上经度差1°，纬线长差111 km)，可知①点与②③点经度相差30°，地方时相差2小时。②与④位于同一经线，在①点西侧，因此④点地方时较①晚2小时。结合上题知④点地方时为4：00，④点位于晨线上，所以④点的昼长约为16小时，D正确。
14．(2018·河南信阳二检)周朝时期，周公在河南登封(34°N)“垒土为圭，立木为表，测日影，定四时”，通过观测一年中每天正午投在地上的影子长度变化来测量二十四节气，其观测结果正确的是( )
A．一年中冬至日杆影最短
B．春分日杆影长与杆高相等
C．每两个节气间影长变化幅度相等
D．杆影变长期间，当地昼渐短
答案 D
解析 北半球一年中冬至日正午太阳高度最低、杆影最长，A错误。春分日，在纬度为45°的地区，正午杆影长与杆高相等，B错误。虽然节气的时间间隔是一样的，约15天一个节气，但影长的变化幅度是不相等的，正午太阳高度大的时段影长变化幅度小，正午太阳高度小的时段影长变化幅度大(见下图)，C错误。登封属于北温带地区，杆影变长期间，太阳高度变小，太阳直射点南移，当地昼变短，故选D。
(2018·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15～17题。
15．图中地平面上表示正西方向的是( )
A．① B．② C．③ D．④
16．四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
17．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
答案 15.B 16.D 17.C
解析 第15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，②为正西。第16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°，应位于北回归线上；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的顺序进行排列依次为丁、乙、甲、丙。第17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。
(2017·全国文综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。据此完成第18题。
18．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小时
答案 B
解析 从图中可以看出伊瓦洛的纬度大约为68.5°N，据此可推算出该地会出现极夜现象，有些日子只能在夜间进行测试；极夜期间没有太阳，3月22日至4月太阳直射北半球，该地日出东北方向；冬季时经常受到来自北冰洋强冷空气的影响；极夜时该地昼长为0,4月份昼长大于12小时，所以在最佳测试期内，白昼时长最大差值大于12小时。
第5讲 地球的公转及其地理意义
[考纲呈现]
地球运动的地理意义。
[考纲解读]
1．掌握地球公转的轨道、方向、周期和速度。
2．理解黄赤交角的产生及其影响。
3．理解正午太阳高度和昼夜长短的季节变化、纬度变化及其成因。(重难点)
[思维导图]
考点一 地球公转特征与黄赤交角
1．公转特征
(1)方向：自西向东。
(2)周期(一恒星年)：365日6时9分10秒。
(3)速度：约每日1度。
公转位置
时间
公转速度
A点
近日点
1月初
较快
B点
远日点
7月初
较慢
2.黄赤交角及其影响
(1)黄赤交角
(2)影响：引起太阳直射点在南北回归线之间往返运动。
方法技巧 公转轨道示意图中的时间判断
(1)看日地距离：参照近日点和远日点来判断时间。如图中C在近日点附近。
(2)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，如C位置；公转到左侧位置时为北半球夏季。左倾相反。
(3)看直射点位置：将AC两处地心与太阳连线示意直射光线，若直射点在赤道以北，则为夏至，如图A；若在赤道以南则为冬至，如图C。
考向一 结合二十四节气考查公转特征
1．(2015·重庆文综)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°
答案 C
解析 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°。
考向二 以新情境考查太阳直射点的回归运动
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，回答第2题。
2．6月初，太阳在黄道上的位置是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
答案 D
解析 6月初，太阳在黄道上的位置应在春分日与夏至日之间，在夏至日(6月22日前后)之前且靠近6月22日处，故应为丁。
考点二 昼夜长短的变化规律及其计算
1．读下图，回忆下列问题。
(1)冬至(图1)太阳直射南回归线(纬线)，此时北半球昼短夜长，纬度越高，昼越短夜越长，北极圈以北地区出现极夜；南半球相反；赤道昼夜平分。
(2)二分日(图2)太阳直射赤道(纬线)，此时是全球昼夜平分。
(3)夏至(图3)太阳直射北回归线(纬线)，此时北半球昼长夜短，纬度越高，昼越长夜越短，北极圈以北地区出现极昼；南半球相反；赤道昼夜平分。
(4)图1—图2—图3，全球昼夜长短的变化规律：北半球白昼逐渐变长，由最短变为最长，黑夜逐渐变短，由最长变为最短；南半球相反。
2．昼夜长短的分布和变化
(1)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，例如30°N的昼长等于30°S的夜长。
(2)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。
(3)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。
(4)极昼、极夜规律：极昼(极夜)的起始纬度数＝90°—太阳直射点的纬度。纬度愈高，极昼(极夜)出现的天数愈多。
(5)昼夜长短状况规律：太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且该半球纬度越高白昼时间越长。与太阳直射点的移动方向无关。
3．昼夜长短的计算方法
(1)根据某纬线的昼弧或夜弧所跨弧度进行计算
昼(夜)长时数＝昼(夜)弧度数/15°
(2)根据日出或日落时间所跨弧度进行计算
正午12时把白昼平分成相等的两份，如图所示。
①昼长时数＝(12－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2＝日落时间－日出时间
②夜长时数＝日出时间×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南、北半球纬度数相同的地区昼夜长短对称分布。例如，30°N的昼长等于30°S的夜长。
考向一 结合昼长及季节的时空变化判断位置
(2017·全国文综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1～2题。
1．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
2．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 1.B 2.D
解析 第1题，根据丁的描述可知，黑夜漫长且向北望去有极光，说明丁位于北半球高纬度地区，此时为北半球冬半年，太阳直射南半球。而甲即将进入夏天，说明该地位于南半球，其位置应为最南。乙地将由秋入冬说明乙地位于北半球，且较丁纬度低。丙地入秋失败，说明处于由夏到秋的阶段，应位于北半球较低纬度地区，纬度较乙低。由此可确定答案为B。第2题，由上题分析可知，此时应为北半球冬半年，结合选项可知正确答案为D。
考向二 结合社会活动和区域定位考查昼夜长短变化
(2016·天津文综)2011年7月17日，我国南极中山站(69°22′S,76°22′E)越冬科考队的队员们迎来了极夜后的第一次日出。据材料回答下题。
3．中山站极夜持续的时间是( )
A．30天左右 B．50天左右
C．70天左右 D．90天左右
答案 B
解析 根据南极地区极夜开始、结束日期关于6月22日对称可知，中山站出现极夜的时间应该为5月27日→6月22日→7月17日，故为50天左右。
某科考队结束了两个月的海上考察，于4月21日返回到P地。据此回答第4题。
4．科考队出发日P地昼长为11小时，返回到P地时，P地当日的昼长约为( )
A．10小时 B．11小时 C．13小时 D．14小时
答案 C
解析 由题干可知，科学考察经历了两个月，出发时昼长为11小时，时间是2月21日，到3月21日前后(春分日，全球昼夜平分)，昼长是12小时，即一个月昼长增加了一个小时，由此推断，4月21日的昼长为13小时(符合北半球昼长于夜的特点)。
考向三 结合日期推断日出日落时间
5．北半球春分日，当某地(30°N，120°E)刚进入白昼这一时刻，东半球(20°W向东至160°E)处于白昼的范围约占全球面积的( )
A．1/2 B．1/3 C．1/6 D．1/9
答案 D
解析 首先计算该日该时白昼的经度范围：地方时6：00所在经线向东到地方时18：00所在经线，即120°E向东到60°W，其中属于东半球的范围是120°E向东到160°E，跨经度40°，占全球的比例：40°/360°＝1/9。
考点三 正午太阳高度的变化规律及其计算
1．正午太阳高度
(1)基本规律：由图可知，同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点向南、北两侧递减。
(2)冬至日：太阳直射南回归线，南回归线及其以南地区正午太阳高度达一年中最大值，北半球各纬度地区正午太阳高度达一年中最小值。
(3)春秋分日：太阳直射赤道，赤道上正午太阳高度为90°，两极点正午太阳高度为0°。
(4)夏至日：太阳直射北回归线，北极圈以北出现极昼现象，北极点的正午太阳高度为23°26′，此时南极圈的正午太阳高度为0°。
(5)南北回归线之间：每年有两次太阳直射。
补充点拨 基本规律变式
距直射点越近，正午太阳高度越大，反之越小。
2．四季更替
(1)四季的成因：一年中昼夜长短和正午太阳高度的时空变化。
(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。
3．五带的划分
(1)五带成因：年太阳辐射总量从低纬地区向高纬地区有规律地减少。
(2)五带划分
1．正午太阳高度的变化幅度
(1)南北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度年变化幅度越大(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年变化幅度相同(均为46°52′)。
(3)极圈以内地区：纬度越高，正午太阳高度年变化幅度越小(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
H＝90°－两地纬度差。
注：“两地”指直射点和所求点。
3．正午太阳高度的应用分析
(1)确定地方时
一天中太阳高度达最大时，地方时为12时；春、秋分时，太阳高度为0°的地方地方时为6时或18时；任何一天赤道上太阳高度为0°的地方地方时为6时或18时。
(2)确定房屋的朝向
北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋多朝南；南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋多朝北。
(3)推断正午日影长短
正午太阳高度越大，日影越短；正午太阳高度越小，日影越长。
(4)确定地理纬度
根据正午太阳高度计算公式可计算出当地地理纬度。
(5)推算楼间距
纬度较低的地区，楼间距较小；纬度较高的地区，楼间距较大。如下图所示我国某地，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＝h·cotH。
(6)计算太阳能热水器安装角度
①热水器的倾角：太阳能热水器与地面的倾角等于该地与太阳直射点所在地的纬度差，如右图中α＝纬度差。
例如，北纬40°在夏至日时太阳能热水器与地面的倾角应该调整为40°－23°26′，在冬至日时倾角应该调整为40°＋23°26′。
②一年内调整的幅度：等于所在地正午太阳高度的年变化幅度。
考向一 正午太阳高度的时空变化
(2015·天津文综)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。读下图，回答第1题。
1．发生日食的这天，在上图所示四地中，正午太阳高度角最大的是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
答案 A
解析 结合四幅图可知，发生日食时，晨昏线经过极点，太阳直射点位于赤道上。根据正午太阳高度由直射点向南北两侧递减的规律，距赤道越近，正午太阳高度角越大。甲、乙、丙、丁四地中，甲地与赤道的纬度差最小，正午太阳高度角最大。
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。据此完成第2题。
2．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
答案 D
解析 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。
考向二 正午太阳高度的应用
(2017·天津文综)我国A市某中学的旗杆影子在北京时间14：08为一天中最短。冬至前后，师生们能在学校升国旗时(北京时间10：00)看到日出。回答第3题。
3．A市位于天津市(39°N,117°E)的( )
A．东北 B．东南 C．西北 D．西南
答案 C
解析 旗杆的影子在一天中最短时，应该是当地地方时12：00时，而此时北京时间为14：08，根据地方时的计算方法可得当地的经度为：120°－(14：08－12：00)×15°/h＝88°E，由题干可知，天津市经度为117°E，则A市位于天津市以西。当地在北京时间10时，即当地时间7时52分看到日出，日出时间晚于天津，说明其位置偏北。因此，A市位于天津市西北。故本题选C。
4．下图为“华北某低碳社区(40°N)住宅景观设计示意图”。为保证冬季太阳能最佳利用效果，图中热水器安装角度合理的是( )
A．① B．② C．③ D．④
答案 D
解析 冬至日该地(40°N)的正午太阳高度为90°－(40°＋23°26′)＝26°34′，太阳能热水器集热板的倾角应与当地的太阳高度互余，约为63°26′，④图最接近该角度。
考点四 太阳周日视运动
1．读“某地二分二至日太阳视运动示意图”，回答问题。
(1)该地位于北(填“南”或“北”)半球，依据是正午时太阳位于南方。
(2)该地夏至日的太阳视运动为轨迹①，该日日出东北，日落西北(极昼、极夜地区除外)。
(3)该地春秋分日的太阳视运动为轨迹②，该日日出正东，日落正西。
(4)该地冬至日的太阳视运动为轨迹③，该日日出东南，日落西南(极昼、极夜地区除外)。
方法技巧 太阳视运动图的判读技巧
太阳视运动的判断，关键在三个点：日出点、正午点、日落点，要找准三个时间点的太阳方位及对应的地方时。
2．全球日出日落方位的判读
无论是北半球还是南半球，同一日期日出日落方位相近，如下表所示：
日期
日出方位
日落方位
春分日(3月21日前后)至秋分日(9月23日前后)
东北方
西北方
春分日(3月21日前后)或秋分日(9月23日前后)
正东方
正西方
秋分日(9月23日前后)至次年春分日(3月21日前后)
东南方
西南方
综合思维 昼长与日出日落时间
在北半球，昼越长，日出越早，日落越晚，日出日落的位置越偏北，太阳视运动的弧度越大；反之，在北半球昼越短，日出越晚，日落越早，日出日落位置越偏南，太阳视运动的弧度越小。
3．影子变化的判读
(1)影长变化
根据太阳高度的大小判断影长，例如，日出、日落时影长最长，之后缩短，正午时最短，之后变长，直射点上无影子。
(2)影子方位的变化
影子位于太阳相反方位，根据太阳方位即可推知影子方位。
考向一 结合影子的方位和长短判断时间
(2018·天津文综)天津广播电视塔(简称“天塔”)高度约415米。读图文材料，回答1～2题。
1．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
2．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
答案 1.B 2.C
解析 第1题，根据地面建筑物方位关系判断“天塔”影子指向西北方向，故当地地方时未过12时(天津经度接近东经120°，可以采用北京时间)；“天塔”影子较短，故接近正午时刻，B选项正确。北京时间5：00～7：00，“天塔”影子较长，而图中影子较短，A错误。北京时间12：00～14：00，“天塔”影子应指向东北方向，而图中影子指向西北方向，C错误。北京时间15：00～17：00，“天塔”影子较长，指向东北方向，而图中影子较短且指向西北方向，D错误。第2题，由上题可知，拍摄照片的时间在8：00～10：00，结合图中“天塔”与影子长度的比例关系可推断出，在日期上应该是接近夏至日的影子状况，故C选项正确。
3．(2017·天津文综)我国A市某中学学生发现，日落时旗杆影子的指向随日期而移动。结合图文材料，回答下题。
下列时段中，日落时杆影的指向由排球场逐渐移向篮球场的是( )
A．惊蛰到立夏 B．立夏到小暑
C．白露到立冬 D．立冬到小寒
答案 A
解析 日落时杆影指向排球场，说明太阳从西南面照射过来，直射点位于南半球；日落时杆影指向篮球场，说明太阳从西北面照射过来，太阳直射点位于北半球。日落时杆影的指向由排球场逐渐移向篮球场，说明日落太阳方位由西南方向西北方移动，太阳直射点由南半球向北半球移动。据二十四节气可知：惊蛰时，太阳直射点位于南半球，该地日落时旗杆的影子朝向东北；春分时，太阳直射点位于赤道，日落时旗杆的影子朝向正东；立夏时，太阳直射点位于北半球，该地日落时旗杆的影子朝向东南。因此从惊蛰到立夏这段时间，日落时杆影的指向由东北方向的排球场逐渐移向东南方向的篮球场，故本题选A。
考向二 太阳视运动原理的实践应用
(2018·全国文综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。
4．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
答案 B
解析 根据图示线路里程和平均限速推算可知，重庆经遵义至毕节整体向南行驶，全程约需5小时。7月太阳日出东北，正午正南，日落西北。因此，8：00出发，8：00～13：00期间太阳主要位于东南天空，阳光照射汽车左侧窗口，右侧靠窗可避免长时间暴晒。B正确。6：00出发，6：00～11：00期间太阳主要位于东北和东南天空，阳光照射汽车左侧窗口，因此左侧靠窗易长时间暴晒。A错误。10：00出发，10：00～15：00期间太阳主要位于东南和西南天空，阳光照射汽车左侧和右侧窗口，因此左侧靠窗也易暴晒。C错误。12：00出发，12：00～17：00期间太阳主要位于西南天空，阳光照射汽车右侧窗口，因此右侧靠窗易长时间暴晒。D错误。
考点五 光照图与晨昏线
1．地球侧视图
以上四图昼夜半球对称，以下三图不具有对称性特点。
2．极地俯视图
3．变式图
光照图的变式图类型多样，如斜侧(俯)视图、矩形图和局部图等。
(1)斜侧(俯)视图：观测点既不在赤道上空，也不在极点上空。
(2)矩形投影图：矩形投影图是将南北极点、南北极圈、南北回归线放大到与赤道一样长。判读此类图的关键是晨昏线、极昼极夜和赤道上的日出(6时)日落(18时)时间等。
(3)局部图
(4)投影图转绘
任何变式图，都可以根据其特征转化为基本图。例如下面展示的局部图向矩形图、侧视图和俯视图的转化。
注 降低局部图判读难度的方法是补画缺失部分。
4．光照图中的晨昏线
(1)晨昏线与赤道的交点
晨线与赤道的交点所在经线的地方时为6时，昏线与赤道的交点所在经线的地方时为18时。
(2)晨昏线和纬线圈的切点
晨昏线与极昼圈的切点所在经线的地方时为0时，与极夜圈的切点所在经线的地方时为12时。
(3)晨昏圈是地球表面的大圆，晨昏面与太阳光线始终垂直，始终平分赤道。
(4)晨昏线上太阳高度为0°。
(5)晨昏圈和地轴夹角的度数等于太阳直射点的纬度数，变化范围为0°～23°26′。
考向一 结合光照图判断时刻和季节
下图是“以极点为中心的东半球图”。此刻，曲线MN上各点太阳高度为0°，MN与EP相交于N点；该季节，北美大陆等温线向南凸出。读图，回答1～2题。
1．由图文信息可知( )
A．M位于N的西北方向
B．悉尼正值少雨的季节
C．此季节是南极考察的最佳时期
D．这一天甲地日出时刻早于乙地
2．图示时刻( )
A．东经10°各地处于夜
B．澳大利亚与巴西不在同一日
C．全球属于夜的范围大于昼
D．地球位于公转轨道远日点附近
答案 1.C 2.B
解析 第1题，图中显示极点位于大陆上且周围分布着澳大利亚和非洲，故该极点为南极点。M点位于赤道上且在N点的东侧，故M位于N的东北方，故A项错误；由于该季节北美大陆等温线向南(低纬)凸出，说明北半球是冬季，南半球是夏季，悉尼在南半球，属于亚热带季风性湿润气候，故正值高温多雨季节，故B项错误；由于南半球是夏季，南极地区出现极昼现象，有利于去南极考察，故C项正确；南半球是夏季，纬度越高，白昼越长，日出越早，图中甲、乙两地位于同一经线上，且甲地纬度低于乙地，故甲地日出时刻晚于乙地，故D项错误。第2题，图示时刻，所有经线都经过南极附近的极昼区域，故同一条经线上不可能所有地区都为夜，故A项错误。根据题意，N点是晨昏线与出现极昼现象最外围纬线的切点，过该切点的经线地方时是0时；图中所示范围为东半球，根据已知条件推知过该切点的经线为40°E，因此从40°E向东到180°为地球上新一天的范围，可见澳大利亚位于新的一天，而巴西则明显属于旧的一天，故B项正确。任何时刻，全球昼半球和夜半球的范围总是相等的，故C项错误。北半球冬季时，地球应位于公转轨道的近日点附近，故D项错误。
考向二 结合光照图判断直射点位置
一艘海轮从上海出发驶向美国旧金山。当海轮途经下图中P点时正值日出，图中EF线表示晨昏线。读图回答第3题。
3．此时太阳直射点的位置最接近( )
A．15°N,135°E B．15°S,135°W
C．23°26′N,0° D．23°26′S,180°
答案 B
解析 由“当海轮途经下图中P点时正值日出，图中EF线表示晨昏线”知，EF为晨线。推断出北半球昼短夜长，南极地区出现极昼现象，所以太阳直射点接近15°S。又因为穿越澳大利亚大陆东西两侧的经线分别为120°E、150°E，故晨线EF与赤道交点经线为135°E(其地方时为6时)，由此可计算太阳直射点经度(地方时为12时的经线)为135°W。
课时作业
(2019·河南信阳期中)读“黄赤交角示意图”，完成第1题。
1．下列说法正确的是( )
A．图中角β大小即是极圈度数
B．图中角α是黄赤交角
C．角α的大小直接决定了直射点纬度
D．角β的大小直接决定了回归线度数
答案 D
2．(2019·南宁初考)专家发现，北回归线每年大约以14.4米的速度由北向南移动。北回归线南移的结果是( )
A．黄赤交角数值增加 B．回归年周期变长
C．温带面积扩大 D．全球气温更加升高
答案 C
解析 回归线度数等于黄赤交角度数，依题意，黄赤交角度数不断变小，则热带范围变小、寒带范围变小、温带范围变大。
(2018·黄冈调研)下表为2015年两个不同日期我国甲、乙两城市的昼长和正午太阳高度的观测数据。据此完成3～5题。
日期
项目
城市
10月22日
M
昼长
正午太阳高度
昼长
正午太阳高度
甲
11小时13分
47°14′
13小时55分
78°28′
乙
11小时30分
56°16′
13小时20分
87°30′
3.甲城与乙城的纬度差约为( )
A．7° B．8° C．9° D．10°
4．M日期最可能为( )
A．1月22日 B．2月22日
C．4月22日 D．5月22日
5．天文辐射是指到达地球大气上界的太阳辐射，主要决定于日地距离、太阳高度角和白昼长度。下列选项中，天文辐射最少的是( )
A．10月22日的甲城 B．M日期的甲城
C．10月22日的乙城 D．M日期的乙城
答案 3.C 4.D 5.A
解析 第3题，两地位于太阳直射点同一侧，正午太阳高度之差等于两地纬度之差。10月22日，正午太阳高度甲城为47°14′，乙城为56°16′，可知两地的正午太阳高度相差约为9°，故甲城与乙城的纬度差约为9°。第4题，10月22日甲地昼短夜长，此时秋分过后一个月，昼长比12小时短47分；M日期昼长夜短，说明太阳直射点位于北半球，4月22日距离春分日刚过一个月，白昼约12小时47分左右，而甲地昼长13小时55分，所以该日最可能为5月22日。第5题，据上题分析可知，甲、乙两地位于北半球，说明当北半球冬半年的时候天文辐射较少；甲城10月22日的白昼时间更短，正午太阳高度角更小，获得的天文辐射更少。
(2019·山东泰安期末)2017年金砖五国(中国、印度、巴西、俄罗斯、南非)峰会于北京时间9月3日至5日在厦门举行，9月3日15时30分，金砖国家工商论坛开幕式举行。据此完成6～7题。
6．峰会期间( )
A．厦门昼长夜短，夜渐短
B．太阳直射点在北半球，逐渐南移
C．悉尼昼长夜短，昼渐长
D．地球的公转速度渐慢，近秋分点
7．金砖国家工商论坛开幕时，金砖其他四国首都( )
A．新德里(77°E)，旭日东升
B．莫斯科(37°E)，正午时刻
C．比勒陀利亚(28°E)，夕阳西下
D．巴西利亚(47°W)，夜幕笼罩
答案 6.B 7.D
解析 第6题，峰会期间为9月3日至5日，此时太阳直射点位于北半球并向南移动，北半球昼长夜短，昼渐短，夜渐长，A错误，B正确；悉尼位于南半球，此时间段昼短夜长，昼渐长，夜渐短，C错误；地球7月初公转到远日点附近，公转速度最慢，1月初地球公转到近日点附近，公转速度最快，此时间段地球公转速度逐渐加快，D错误。第7题，峰会开幕时间为北京时间9月3日15时30分，北京时间采用的是东八区区时，新德里(77°E)位于东五区，区时比东八区晚3小时，此时为12：30，不可能旭日东升，A错误；莫斯科(37°E)和比勒陀利亚(28°E)均位于东二区，比东八区晚6个小时，此时为9：30，与正午时刻、夕阳西下的描述不符，B、C错误；巴西利亚(47°W)位于西三区，比东八区晚11个小时，此时应为4：30，秋分日之前南半球6：00之后日出，与夜幕笼罩的描述相符，D正确。
(2019·重庆第一次调研)2016年11月30日，联合国教科文组织保护非物质文化遗产政府间委员会正式通过决议，将中国申报的“二十四节气——中国人通过观察太阳周年运动而形成的时间知识体系及其实践”列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。每相邻两个节气相差一般为15天左右。读图，回答8～9题。
8．我国古人制定“二十四节气”的依据应该是( )
A．日、地、月的位置关系
B．太阳直射点运动
C．我国农业生产活动安排
D．月亮的阴晴圆缺
9．图中所示的二十四节气中，每条直径上相对的两个节气日最可能出现的是( )
A．两节气日一定相差180天
B．两节气日正午太阳高度都相等
C．太阳视运动轨迹出没方位相同
D．两节气日的昼夜长短正好相反
答案 8.B 9.D
解析 第8题，根据材料提示“二十四节气——中国人通过观察太阳周年运动而形成的时间知识体系”，可知我国古人制定“二十四节气”的依据是太阳直射点的南北移动。冬至太阳直射南回归线，之后向北移动；夏至太阳直射北回归线，之后向南移动，主要的作用是方便农业生产活动的安排 。第9题，图中所示的二十四节气中，每条直径上相对的两个节气日最可能出现的是两节气日的昼夜长短正好相反，所以D正确。
读“某地某时期正午日影长短和朝向变化示意图”，回答10～11题。
10．该地可能位于( )
A．20°N B．20°S C．30°N D．30°S
11．该地正午日影最短时，郑州( )
A．正午太阳高度最大 B．昼夜均分
C．正值高温多雨的季节 D．正值寒冷干燥的季节
答案 10.B 11.D
解析 第10题，正午日影与太阳的位置背向分布，结合图示和太阳直射点移动规律知，太阳直射点大部分时间在该地以北，短时间在其以南，20°S符合图示要求。第11题，该地日影最短时，太阳直射该地，为北半球冬季，正值寒冷干燥的季节。
(2019·郑州名校期中)图中EF线是地球公转到近日点附近的晨昏线，箭头为地球自转方向，①点是东半球与西半球的分界线，②点位于东半球，①点与②③两点的最短距离是3 330 km。据此回答12～13题。
12．图示时刻北京时间是( )
A．3：20 B．8：40
C．15：20 D．20：40
13．图中④点的昼长约为( )
A．8小时 B．10小时
C．14小时 D．16小时
答案 12.A 13.D
解析 第12题，①是东半球与西半球的分界线，②点位于东半球，则①点经度为160°E。自转方向为顺时针，为南半球。地球1月初位于近日点，南半球昼长夜短。根据EF线是地球公转到近日点附近的晨昏线可知，EF线为晨线。所以①点地方时为6时(晨线与赤道的交点)。北京时间120°E比160°E晚2小时40分，因此北京时间为3时20分，A正确。第13题，①与②③两点的最短距离是3 330 km，三点均位于赤道上(赤道上经度差1°，纬线长差111 km)，可知①点与②③点经度相差30°，地方时相差2小时。②与④位于同一经线，在①点西侧，因此④点地方时较①晚2小时。结合上题知④点地方时为4：00，④点位于晨线上，所以④点的昼长约为16小时，D正确。
14．(2018·河南信阳二检)周朝时期，周公在河南登封(34°N)“垒土为圭，立木为表，测日影，定四时”，通过观测一年中每天正午投在地上的影子长度变化来测量二十四节气，其观测结果正确的是( )
A．一年中冬至日杆影最短
B．春分日杆影长与杆高相等
C．每两个节气间影长变化幅度相等
D．杆影变长期间，当地昼渐短
答案 D
解析 北半球一年中冬至日正午太阳高度最低、杆影最长，A错误。春分日，在纬度为45°的地区，正午杆影长与杆高相等，B错误。虽然节气的时间间隔是一样的，约15天一个节气，但影长的变化幅度是不相等的，正午太阳高度大的时段影长变化幅度小，正午太阳高度小的时段影长变化幅度大(见下图)，C错误。登封属于北温带地区，杆影变长期间，太阳高度变小，太阳直射点南移，当地昼变短，故选D。
(2018·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15～17题。
15．图中地平面上表示正西方向的是( )
A．① B．② C．③ D．④
16．四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
17．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
答案 15.B 16.D 17.C
解析 第15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，②为正西。第16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°，应位于北回归线上；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的顺序进行排列依次为丁、乙、甲、丙。第17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。
(2017·全国文综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。据此完成第18题。
18．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小时
答案 B
解析 从图中可以看出伊瓦洛的纬度大约为68.5°N，据此可推算出该地会出现极夜现象，有些日子只能在夜间进行测试；极夜期间没有太阳，3月22日至4月太阳直射北半球，该地日出东北方向；冬季时经常受到来自北冰洋强冷空气的影响；极夜时该地昼长为0,4月份昼长大于12小时，所以在最佳测试期内，白昼时长最大差值大于12小时。
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