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最新高考地理一轮复习【讲通练透】 第05讲 地球公转及其地理意义（讲通）
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这是一份最新高考地理一轮复习【讲通练透】 第05讲 地球公转及其地理意义（讲通），文件包含第05讲地球公转及其地理意义讲义原卷版docx、第05讲地球公转及其地理意义讲义解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共91页， 欢迎下载使用。
1、重书本抓主干。从最原始的概念入手，把这些概念都弄清，千万不要混淆一些概念，根底知识，这点来说就是地理成功的一半掌握了，这些根底东西一定要掌握非常好，才能灵敏运用。
2、重原理抓过程。我们必须从根底知识抓起，扎扎实实，一步一个脚印地过地理原理关。如：气温与气压的关系；海陆热力差异形成的季风与季风气候；生态平衡的条件等。
3、勤归纳会比较。要勤于考虑，注重平时的积累，将知识整理归纳形成主干，构建自己的思维导图。用联络的方法来表达头脑中的概念、思想和理论，把隐性的知识显性化、可视化。
4、多读图勤考虑。地理学习的灵魂是地图的阅读和使用，地图是学习地理必不可少的工具，没有地图就没有地理学，地图是我们获得地理知识的重要工具，地理学习不可以分开地图。
5、重标准有条理。答题标准、有条理是文科综合的得分重要法宝，因此学生在平时就要注重培养标准做题的才能，以进步得分率。
第05讲 地球公转及其地理意义
考点一 公转特征及黄赤交角
知识点1 地球公转的基本特征（基础）
概念：地球绕太阳的运动，叫作地球的公转，公转轨道是一个近似的椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。
（1）方向
同地球自转方向一致，地球公转的方向也是自西向东
（2）周期
如果以其他恒星作为参照物，1年的时间长度为365日6时9分10秒称为恒星年，这是地球公转的真正周期
地球公转一周的时间是1年；如果以太阳作为参照物1年的时间长度为365日5时48分46秒，称为回归年
速度
开普勒第二定律：在椭圆上运动的物体，它与焦点的连线在相同时间里面扫过的面积相等。
近日点位于冬至日偏东位置，远日点位于夏至日偏东位置。
思考：北半球夏半年日数186天，冬半年179天，为什么？
夏半年公转速度慢，耗时长，导致夏半年日数长；冬半年公转速度快，耗时短，导致冬半年日数短
利用地球公转速度判断季节:
每年7月初，地球到达远日点，公转速度慢，此时为北半球夏季。每年1月初，地球到达近日点，公转速度快，此时为北半球冬季。当地球公转速度慢时，是北半球的夏季，当地球公转速度快时，是北半球的冬季。
北京时间2023年3月30日，神舟十五号航天员乘组进行了第三次出舱活动。在地面工作人员和舱内航天员邓清明的密切配合下，两名出舱航天员费俊龙、张陆圆满完成全部既定工作，安全返回问天实验舱。此外，天舟六号货运飞船前期已安全运抵文昌（110°E，20°N）航天发射场，正在按计划开展发射场区总装和测试工作，将于今年5月上中旬择机发射。据此完成下面小题。
1．据材料，从航天员第三次出舱到天舟六号货运飞船发射期间，空间站绕太阳运动线速度和角速度大小变化是（ ）
A．持续不断变大B．持续不断变小
C．先变大后变小D．先变小后变大
【答案】1．B
【解析】空间站绕地球在绕转，则地球与空间站构成一个天体系统，该天体系统绕太阳旋转，这样空间站绕太阳运动线速度和角速度大小变化也就是地球绕日公转线速度和角速度大小变化，在航天员驻留期间为2023年3月30日-5月上中旬，此时地球逐渐靠近远日点，远日点公转线速度和角速度较慢，因此空间站绕太阳运动线速度和角速度大小变化是持续不断变小，B正确，ACD错误，故选B。
读地球公转示意图，回答下列问题。
2．如图所示，甲、乙、丙、丁为地球绕日公转轨道的四等分点，地球从甲处开始绕日公转一周，途中用时最少的是经过（ ）
A．甲—乙段B．乙—丙段C．丙—丁段D．丁—甲段
【答案】2．D
【解析】如图所示，甲、乙、丙、丁为地球绕日公转轨道的四等分点，地球从甲处开始绕日公转一周，途中用时最少的是经过丁—甲段，因为丁—甲段是在近日点附近，地球公转速度最快，D正确，ABC错误。故选D。
知识点2 黄赤交角的形成及其响（重点）
黄赤交角的形成
黄道平面：地球公转轨道面
赤道平面：过地心并与地轴垂直的平面
黄赤交角：黄道面与赤道面之间的夹角
目前为23°26′
相互关系：
黄赤交角＝南北回归线的度数。
黄赤交角与极圈度数互余。
黄赤交角＝晨昏线与地轴的最大夹角。
黄赤交角的影响
①决定了五带的范围：如果黄赤交角变大……
直射范围、极昼极夜范围变大；
热带、寒带变大，温带变小；
冬夏季昼夜长短变化幅度变大；
（赤道、极圈内除外）
冬夏季正午太阳高度差变变大；
直射点移动速度变快。
②引起太阳直射点在南北回归线之间往返运动
夏至日（6月22）时，太阳直射北纬23°26‘，该纬线称为北回归线；冬至日（12月22日）时，太阳直射南纬23°26’，该线称为南回归线。春分（3月23日）秋分（9月23日）时，太阳直射赤道。
公转示意图判读
1)公转方向的判读
公转方向与自转方向一致；南极上空看，公转方向为顺时针；北极上空看，公转方向为逆时针。
2)先判断“二至”再判断“二分”
①看太阳直射点的位置：先连接太阳光线与地心，找太阳直射点判断二至日；再结合地球公转的方向即可判断春分和秋分。（先左右两图，后上下两图）
②看是近日点还是远日点：近日点为1月初，接近冬至日；远日点为7月初，接近夏至日。
③看地轴的指向：“左倾左冬，右倾右冬”，即地轴向左倾斜，左面为冬至，向右倾斜，右面为冬至。
直射点的回归运动
①回归线之间,一年内直射两次
回归线上,一年内直射一次
回归线以外, 太阳不直射
②春分至秋分，太阳直射点在北半球；秋分至次年春分，太阳直射点在南半球；
③冬至至次年夏至期间，太阳直射点向北移动；夏至日至冬至日期间，太阳直射点向南移动。
④北半球夏半年:春分→夏至→秋分；冬半年:秋分→冬至→次年春分；南半球情况相反
直射点的应用
三步骤：画图、画点、判断
① 给出日期，判断直射点位于什么半球
② 给出日期或范围，判断直射点的移动方向
③ 给出日期，推算直射点纬度
思考：五一劳动节太阳直射的半球位置？此时直射点向哪个方向移动？
参考答案：五一劳动节时太阳直射北半球，太阳直射点向北移动
太阳直射点位置的判断方法
1．根据太阳直射点运动规律判断
下图为太阳直射点的回归运动图，牢记此图可有效判定太阳直射点的位置，方法如下：
(1)可根据日期大体计算出太阳直射点所在纬度：由图可知，三个月的时间，太阳直射点大约移动23.5°；平均每月，太阳直射点大约移动8°；每四天，直射点大约移动1°。
(2)可根据对称原则确定太阳直射点的纬度：关于两至日对称的两日期，太阳直射点位于同一纬度；关于两分日对称的两日期，太阳直射不同半球的同一纬度。
特别提醒：太阳直射点回归运动过程与太阳有关地理现象时间上具有对称性
① 昼夜长短相等日期；② 极昼极夜现象开始与结束日期；③ 某一与太阳有关的地理现象再次出现。
2．根据极点及其周围的昼夜状况判断
(1)北极点及其周围出现极昼，说明直射点位于北半球；南极点及其周围出现极昼，说明直射点在南半球。
(2)晨昏线过极点，说明直射点在赤道。
但无法确定太阳直射点的移动方向。
3．侧视图根据晨昏线的倾斜方向判断
如右图：若甲所在为晨线，则左夜右昼，据其走向可知，越往北夜越短，昼越长，则直射点位于北半球。若甲所在为昏线，左昼右夜，据其走向可知，越往北昼越短，夜越长，直射点位于南半球。
题型01 黄赤交角及其影响
下列左图示意二分二至日地球在公转轨道的位置，右图为以北极点为中心的光照示意图，图中甲点是晨昏线与某一纬线圈的切点，阴影部分表示黑夜。在一年中，甲点是移动的。据此完成下面小题。
1．地球在公转轨道中（ ）
A．处于①位置时，地球公转速度最慢B．由③到④位置，公转速度逐渐变快
C．处于②位置时，公转速度达到最快D．由②到③位置，北京昼夜时长差值增大
2．地球在公转轨道从②位置移至④位置时，甲点（ ）
A．先向南移再向北移B．先向北移再向南移
C．一直都在向南移动D．一直都在向北移动
【答案】1．D 2．A
【解析】1．左图中①②③④分别代表冬至、春分、夏至，秋分；处于①位置时，离近日点较近，公转速度较快，A错；由③到④位置经过远日点，公转速度先慢后快，B错；②位置是春分，公转速度逐渐变慢，C错；由②到③位置，北京由昼夜平分到昼长最长，昼夜时长差值增大，D对。本题选D。
甲点为晨昏线与某一纬线圈的切点，结合所学知识，在一年中，晨昏线与纬线圈相切的点的最低纬度是66°34'；地球从②位置移至④位置时，太阳直射点从赤道移至北回归线再移至赤道，甲点移动方向与太阳直射点方向相反，即先向南移再向北移，故A选项正确，B、C、D错误。本题选A。
二十四节气是我国劳动人民在生产实践中创造的文化遗产，如图为我国二十四节气示意图，相邻两个节气之间的天数大约为15天。读图完成下面小题。
3．根据图示信息，如果将太阳直射点的运动视作匀速移动，与小满这天太阳直射点纬度相同的节气是（ ）
A．谷雨B．处暑C．大暑D．寒露
【答案】3．C
【解析】根据题意，夏至日(6月22日)，太阳直射北回归线，小满到夏至，太阳直射点北移，需要时间大约30天时间；夏至到大暑，太阳直射点向南移动，大约需要30天，根据太阳直射天移动规律，小满和大暑太阳直射点的位置大致相同，C 选项正确，谷雨在小满前，A排除。处暑时太阳直射点的位置要比小满时太阳直射点位置靠南，B选项错误，寒露接近秋分，太阳直射点位置接近赤道，D选项错误。ABD错误。故选：C。
圭表是我国古人根据正午日影长度确定节气的天文仪器。直立于平地上的柱或杆为表；水平放置测定表影长度的刻度板为圭。下图示意北京古观象台（40°N，116°E）的圭表。据此完成下面小题。
4．在地质历史时期黄赤交角是不断变化的。若黄赤交角变小，则古观象台圭表表影（ ）
A．冬至变长，夏至变短B．冬至变短，夏至变长
C．春分变长，秋分变短D．春分变短，秋分变长
【答案】4.B
【解析】因黄赤交角大小直接影响太阳直射点在赤道南北的摆动范围，决定南北回归线的纬度位置。若黄赤交角变小，则回归线纬度变低。冬至日直射南半球纬度变低，正午太阳高度增大，影长变短，A错误。夏至太阳直射北回归线纬度变低，北京正午太阳高度变小，影长变长，B正确。二分日仍然直射赤道，影长无变化，CD错误。故选B。
考点二 昼夜长短的变化
知识点1 昼夜长短的变化规律（重点）
昼夜长短的变化
①昼弧与夜弧
同一纬线圈，被晨昏线分为昼弧与夜弧。
一个地方的昼夜长短的关系，可以这个地方所在纬线上的昼弧和夜弧所占的比例关系来表示。
同一纬线上，昼弧+夜弧=360°
昼弧=夜弧， 则昼夜等长；
昼弧＞夜弧，则昼长夜短；
昼弧＜夜弧，则昼短夜长。
②二分二至日昼夜情况
北半球夏至日(6月22日前后)，太阳直射23° 26N，北半球昼长夜短，纬度越高昼越长，北极圈及其以北出现极昼现象。南半球相反。
北半球冬至日(12月22日前后)，太阳直射23° 26'S，北半球昼短夜长，纬度越高昼越短。北极圈及其以北出现极夜现象。南半球相反。
春秋分日，太阳直射赤道，全球昼夜平分
③极昼极夜情况
自春分日起，极昼极夜从极点处开始；
一年中，极点的极昼时长为半年；
一年中，极圈的极昼时长为一天。
（二）昼夜长短的变化规律
规律1： 太阳向哪个半球(南、北)移动，哪个半球昼将变长，夜将变短。
规律2：太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且越向该半球高纬昼越长夜越短，与太阳直射点的移动方向无关。
规律3：同纬度地区昼夜长短相同
规律4：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。
规律5：由赤道到极圈，纬度越高，昼夜长短的年变化幅度增大。赤道处全年昼夜平分，昼夜长短年变化幅度为0；极圈内则为24小时。推得：同一天，昼长与12小时相差越大的地点纬度越高；纬度越高的地点昼长与12小时相差越大。
规律6：极昼（极夜）的起始纬度＝90°－太阳直射点的纬度。纬度愈高，极昼（极夜）出现的天数愈多。
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。
规律7：春、秋分日全球各地均昼夜等长，且距春分（秋分）日越近的日期，昼夜差值越小，且昼长越接近12小时。
规律8：若同一地点的两日期关于春秋分日对称，直射点纬度数值相同，但南北半球相反，这两日期昼夜情况相反；若同一地点的两日期关于二至日对称，直射点纬度相同（同一纬度），这两日期的昼夜情况相同，正午太阳高度及日出日落方位都相同。
规律9：
日出早于地方时6:00，日落地方时晚于18:00，昼长夜短，与直射点同一半球；
日出晚于地方时6:00，日落地方时早于18:00，昼短夜长，与直射点不在同一半球。
题型02 昼夜长短的变化规律
下图是“北半球冬至日四地纬线昼弧、夜弧分布状况示意图”。据此回答以下各题。
1．四地中位于南半球的是（ ）
A．甲、乙B．乙、丙C．丙、丁D．甲、丁
2．图中乙和丁的周长相等，但昼弧和夜弧的长度相反，则两地（ ）
A．处于同一纬线B．处于同一半球C．日出、日落的地方时相同D．昼夜长短相反
3．下列关于四地的叙述，正确的是（ ）
A．甲位于南极圈B．乙可能位于赤道C．丁不可能位于赤道D．丙位于回归线
【答案】1．B 2．D 3．C
【解析】1．北半球冬至日时，太阳直射南回归线，南半球昼长夜短，南极圈及其以南有极昼现象。据图可知，四地中甲地有极夜现象，乙地昼长夜短，丙地有极昼现象，丁地昼短夜长，可知乙、丙位于南半球，甲、丁位于北半球，B正确，ACD错误。故选B。
2．乙、丁的周长相等但昼夜长短不同，说明两地的纬度相同，但不在同一半球。根据所学可知，纬度相同、半球不同的两地昼夜长短正好相反，即北半球该纬度的昼长与南半球同一纬度的夜长相等，北半球该纬度的夜长与南半球同一纬度的昼长相等，所以两地昼夜长短相反，D正确；两地不在同一纬线，纬度相同，处在不同半球，AB错误；日出时间=12时-（昼长/2），日落时间=12时+（昼长/2），昼长不同，日出日落时间不同，C错误。故选D。
3．北半球冬至日时，南极圈有极昼现象，而甲为极夜，可知，甲不是位于南极圈，A错误。赤道上总是昼夜平分，乙、丁不是昼夜不平分，故乙、丁不可能位于赤道，B错误，C正确；丙地此时出现极昼，可知丙地可能为南极圈及其以南的任一纬度，不可能位于回归线，D错误。故选C。
【点睛】太阳直射点位于哪个半球，哪个半球昼长夜短，且纬度越高，昼越长。太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球昼渐长。赤道上总是昼夜平分。
下图表示“甲乙丙丁四个不同地点一年中昼夜长短的变化情况（图中阴影部分表示黑夜）。据此完成下面小题。
4．四个地点中，位于南半球的地点是（ ）
A．甲地B．乙地C．丙地D．丁地
5．四个地点的纬线按顺序按由北到南排列，依次是（ ）
A．甲乙丙丁B．丁甲丙乙C．乙甲丁丙D．丙丁甲乙
【答案】4．B 5．D
【解析】4．冬至日，南半球各地昼长夜短，四个地点中，只有乙地冬至日昼长夜短，故乙地位于南半球，B正确；甲地全年昼夜平分，位于赤道上，A错误；丙地冬至日出现极夜，夏至日出现极昼，位于北极地区附近，C错误；丁地冬至日昼短夜长，位于北半球，D错误。故选B。
5．据图可知，甲地全年昼夜平分，可判断甲地位于赤道，丙地冬至日出现极夜，夏至日出现极昼，说明丙地位于北极地区，乙地冬至日昼长夜短，说明乙地位于南半球，丁地冬至日昼短夜长，但没有出现极夜，说明丁地位于北半球非极地地区，故四个地点按由北到南排列依次是丙丁甲乙，D正确，ABC错误。故选D。
【点睛】3月21日到9月23日，太阳直射点在北半球，此段时间为北半球夏半年（南半球冬半年），此时，北半球纬度越高，白昼越长，北极圈及其以北出现极昼；9月23日到次年3月21日，太阳直射点在南半球，此段时间为北半球冬半年（南半球夏半年），此时，北半球纬度越高，黑夜越长，北极圈及其以北出现极夜。
北京时间2022年11月29日，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。费俊龙、邓清明和张陆三位宇航员成功入驻中国空间站并进行相关科学实验。完成下面小题。
6．一年中，贵阳与此日昼长大约相同的日期还可能出现在（ ）
A．10月29日B．1月14日C．9月2日D．12月22日
7．该日之后一个月（ ）
A．地球公转先变慢后变快B．北京正午影子先变短后变长
C．贵州白昼先变短后变长D．全球的日落方位先西南后西北
【答案】 6．B 7．C
【解析】6．由所学知识可知，贵阳再次出现与此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，与11月29日关于冬至日对称的日期是1月14日，B正确。故选B。
7．该日之后一个月为11月29日至12月29日，地球公转一直变快，A错误；北京正午影子先变长后变短，B错误；贵州白昼先变短后变长，C正确；直射点一直位于南半球，全球的日落方位一直是西南，D错误。故选C。
知识点2 昼夜长短的计算（重点）
⑴ 根据昼弧夜弧计算
昼长时数=昼弧所跨经度数/ 15°
夜长时数=夜弧所跨经度数/ 15°
⑵ 根据日出日落时间计算
①昼长时数＝(12－日出地方时)×2＝(日落地方时－12)×2
＝日落时间－日出时间 （可以同为区时，也可同为地方时）
②夜长时数＝(日出地方时－0)×2＝(24－日落地方时)×2
同一地点的日出地方时+日落地方时=24小时
⑶利用昼夜长短的分布规律计算
①同一纬线上各点昼夜状况、日出和日落时间相等。
②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(夜长)与南半球同纬度地区的夜长(昼长)相等。例如，30°N的昼长等于30°S的夜长，如右图。
⑷ 利用日期的对称性计算
① 某一地点关于二至日对称的两个时间（如A点和B点）的昼长相等。
② 某一地点关于二分日对称的两个时间（如B点和C点）,B的昼长=C的夜长。
题型04 正午太阳高度的变化规律
2021年12月24日，我市某中学的王老师在北京时间7：06开车上班的路上，正好看到太阳从地平线升起（如下图）。据此完成下面小题。
1．已知王老师家所在的经度约是124°E，则其上班当天的昼长约为（ ）
A．9小时44分钟B．8小时48分钟C．8小时38分钟D．9小时16分钟
【答案】1．D
【解析】北京时间（120°E地方时）7：06，当地日出，当地为124°E，所以当地日出的地方时为7:22。所以当地的昼长为L=2×（12-7:22）=9小时16分钟，故选D。
下图示意某日北京时间5时55分某游客在我国南部沿海某地（110°E，22°N）拍摄到的日出景观。据此完成下面小题。
2．该地该日的昼长为（ ）
A．13小时30分钟B．14小时30分钟C．11小时30分钟D．12小时
3．该日最可能是（ ）
A．3月12日B．6月2日C．9月12日D．12月2日
【答案】2．A 3．B
【解析】2．日出时间是北京时间（120°E经线的地方时）5时55分。该地的地理坐标为（110°E，22°N），位于120°E经线的西侧，经度相差10°，即地方时相差40分，可知日出的当地时间是5时15分。当地上午时长为6小时45分，昼长为13小时30分钟，A正确，BCD错误，故选A。
3．该地位于我国南部沿海，位于北半球。由上题分析可知，该地该日的昼长长于12小时，说明太阳直射北半球，应在3月21日～9月23日之间。我国南部沿海纬度较低，昼夜长短年变化幅度较小，而该日昼长较长，说明太阳直射点接近北回归线，即日期接近6月22日，四个选项中只有6月2日比较符合题意，B正确，ACD错误，故选B。
【点睛】太阳直射点所在的半球昼长夜短，且纬度越高昼越长，即纬度越高，昼夜长短的年变化幅度越大。
下图示意新疆乌鲁木齐与江苏南京两地地理坐标和某日日落时刻（北京时间）。据此完成下面小题。
4．该日最可能是（ ）
A．1月1日B．3月3日C．7月7日D．11月11日
5．表中x可能是（ ）
A．18：01B．18：10C．18：42D．18：58
【答案】4．A 5．B
【解析】4．根据表中信息，北京时间20点日落，当地为88°E，当地的地方时为17：52，昼短夜长，且接近昼夜平分（接近二分日），B正确，ACD错误，所以选B。
5．根据上题分析，该日为3月3日，北半球昼短夜长，此日乌鲁木齐日落的地方时为17：52，昼长为11小时44分钟，而南京的昼长要比乌鲁木齐略长，南京为119°E，比北京时间晚4分钟，如果是BCD所示时间，算出南京的昼长都超过12小时，所以BCD错误，而A选项算出南京的日落地方时为17：57分，昼长小于12小时，A正确。所以选A。
考点三 正午太阳高度的变化
知识点1 正午太阳高度的变化规律（重点）
太阳高度角：我们把太阳光线与地面的夹角，叫做太阳高度角
正午太阳高度是一天中最大的太阳高度(地方时12的太阳高度)
极点上一天中太阳高度不变化，始终等于当天太阳直射点的纬度
太阳高度日变化
一天中，日出、日落时太阳高度=0°，正午时太阳高度最大。
太阳高度日变化图判读：
①交点(2个)的横坐标时间，即日出、日落时间。昼长=日落时间－日出时间。
②最高点的纵坐标即为正午太阳高度，可根据正午太阳高度的计算公式推算本地纬度或太阳直射点纬度。
③最高点的横坐标即为正午时间(地方时必为12:00）（可以求经度）。
①非极点地区：太阳高度在一日之内是有变化的，一天之内有一个最大值（地方时12时时），即当地的正午太阳高度。
②极点上：在极昼期间，极点上见到的太阳高度在一天之内是没有变化的，其太阳高度始终等于直射点的纬度。
（2）正午太阳高度计算
正午太阳高度计算公式：H=90°- | β±δ | 。
当地与直射点同一半球用减法，不在同一半球用加法
正午太阳高度的空间变化规律
近大远小：离直射点所在纬度越近，正午太阳高度越大；离直射点所在纬度越远，正午太阳高度越小
a.正午太阳高度由直射点所在纬度向南北两侧递减。
b.同一纬线上正午太阳高度相同；同一时刻，与直射点所在纬线差值相等的两条纬线，其正午太阳高度也相等。
c.春秋分日，由赤道向南北两侧递减；夏至日，由23°26′N向南北两侧递减；冬至日，由23°26′S向南北两侧递减。
（3）正午太阳高度的季节变化规律
来增去减：若直射点接近，正午太阳高度角变大，若直射点远离，正午太阳高度角变小。
（4）正午太阳高度的年变化规律
①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
②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
③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。
（5）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′增大至46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′。X纬度上为(X+23°26′)。
②南回归线至南极圈之间和北回归线至北极圈之间：各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)。
③南极圈以南和北极圈以北：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小至23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。
题型04 正午太阳高度的变化规律
表为二分二至日前后甲、乙两城市正午太阳高度的变化统计表。据此完成下面小题。
1．甲、乙两城市的纬度差值为（ ）
A．18°B．24°C．38°D．44°
2．某城市的夜晚时间与乙城市白昼时间相等，则该城市的经纬度位置可能是（ ）
A．44°N，175°EB．44°S，70°W
C．46°S，175°ED．46°S，70°W
【答案】1．A 2．B
【解析】1．根据表中信息，可以判断出甲乙两地在夏至日正午太阳高度角最大，在冬至日正午太阳高度角最小，因此可以判断出甲乙两城市位于北半球。由于某地某时的太阳高度角(H)=90°-(当地纬度-太阳直射点纬度)。北纬为正，南纬为负。根据正午太阳高度的计算公式可知，两地的正午太阳高度差为两地的纬度差。所以由表可知，甲、乙城市的纬度差为18°。所以A正确。BCD错误。故选A。
2．根据表中信息，可以判断出甲乙两地在夏至日正午太阳高度角最大，在冬至日正午太阳高度角最小，因此可以判断出甲乙两城市位于北半球。由于某地某时的太阳高度角(H)=90°-(当地纬度-太阳直射点纬度)。北纬为正，南纬为负。根据正午太阳高度的计算公式可知，乙城市位于44°N，由于纬度数值相同，南北相反的两点一地的夜晚时间与另一地的白昼时间相同，所以44°S纬线上的任何城市的夜长均与乙城市昼长相等，所以则该城市的经纬度位置可能是44°S，70°W，所以B正确。ACD错误。故选B。
【点睛】正午太阳高度是指地方时为12时的太阳高度，即一天中最大的太阳高度。正午太阳高度角的计算公式为H=90°-纬度差，其中纬度差是指某地的地理纬度与当日太阳直射点所在的纬度之间的差值。正午太阳高度角的最大值是90°，只有当太阳直射当地纬度时才能达到最大值。
下表所列的是2021年12月22日甲、乙、丙、丁四地的白昼时长。根据表中的数据完成下面小题。
3．该日，甲、乙、丙、丁四地中，正午太阳高度角最低的是（ ）
A．甲B．乙C．丙D．丁
【答案】3．A
【解析】12月22日太阳直射点位于南回归线，北半球各地昼最短，夜最长，各地正午太阳高度最小，且纬度越高，昼越短，正午太阳高度越小，据此分析，A表中四地中，甲的白昼时间最短，说明所处纬度较高，与其它三地相比，12月22日（北半球冬至日）这一天，正午太阳高度最低，A正确，BCD错。故选A。
知识点2 正午太阳高度的应用（重点）
①确定地方时
当某地的太阳高度达这一天中的最大值时，是当地地方时的12点。
当某地日影达一天中最短时，是当地地方时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正午太阳位于正南，因此房屋坐北朝南
在南回归线以南地区正午太阳位于正北，因此房屋坐南朝北
可以把直射点当成正午太阳，直射点位于当地以北，正午太阳位于正北；直射点位于当地以南，正午太阳位于正南；直射点位于当地，正午太阳位于头顶。
利用正午太阳方位也可帮助判断阴坡和阳坡
③确定当地的地理纬度
当太阳直射点位置一定时，如果已知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。
根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度；可判断该地纬度大小。
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
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，见右图，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＝hctH
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。其倾角和正午太阳高度角的关系为α＋h＝90°
一年内调整的幅度等于所在地正午太阳高度角的年变化幅度。
拓展：
“追日型”太阳能发电设备可随不同时段的太阳光线，沿东西方向变换集热板的旋转角度，其水平旋转角度反映的是昼长；并随时调整集热板与地面的倾角，使集热板始终正对太阳，垂直转动的角度反映正午太阳高度。
题型05 正午太阳高度的应用
圭表是我国古代度量日影长度的天文仪器，北京（40°N）古观象台现存有明清时期的铜制圭表。圭身正南正北平置，表杆直立，正午日影恰好能够落在有刻度的圭板上（下图）。读图，完成下面小题。
1．利用北京古观象台圭表进行观测发现，某日表在圭上的投影和表的长度相等，则该日期应介于（ ）
A．2月21日-3月21日B．6月21日-7月21日
C．8月21日-9月23日D．11月21日-12月22日
2．劳动节进行观测时，以表为圆心画一个圆周，将日出、日落影子与圆周的交点连成一直线，则（ ）
A．该直线指向南北方向，落于表以北B．该直线指向东西方向，落于表以北
C．该直线指向南北方向，落于表以南D．该直线指向东西方向，落于表以南
【答案】1．A 2．D
【解析】1．根据题干信息可知，某日表在圭上的投影和表的长度相等，说明该日正午太阳高度是45°。北京位于40°N，说明该日太阳直射南半球，根据正午太阳高度的计算方法，该日太阳直射点的纬度位置是: 90°-40°-45°=5°(S)。因为太阳直射点的移动速度是3个月移动纬度范围是23°26'。从赤道到5°S，一个月大约移动8°，移动5°大约要20天。太阳直射赤道的日期是春分日、秋分日，春分日是3月21日前后，秋分日是9月23日前后，由此判断,，2月21日-3月21日与此时光照情况相符，故A正确；6月21日-7月21日、8月21日-9月23日，太阳直射北半球，BC错误；11月21日-12月22日，太阳直射在大约16°S-23°26'S，D错误。所以选A。
2．劳动节是5月1日，太阳直射北半球，日出东北方向，日出时刻的影子朝向西南方向，日落西北方向，日落时刻的影子朝向东南方向。根据题干信息描述，以表为圆心画一个圆周，该日日出、日落的影子与圆周的交点连成一直线，该直线指示东西方向，并且位于表的南侧，D选项正确，ABC选项错误。故选D。
【点睛】太阳直射点的移动规律太阳直射点每时都在向西移动，每小时移动15度经度。春分，太阳直射点在赤道，此后北移，直至6月22日（即夏至）到北回归线。夏至，太阳直射点在北回归线上，此后南移，直至9月23日（即秋分）到赤道。秋分，太阳直射点在赤道，此后继续南移，直至12月22日（即冬至）到南回归线。冬至，太阳直射点在南回归线上，之后北移，直至3月21日（即春分）到赤道。周而复始运动。
北京某中学开展观测影长变化的地理实践活动，图为某日三个时刻拍摄的同学影子的照片，其中有一张为北京时间12：00拍摄。据此完成下面小题。
3．下列日期中，该日可能是（ ）
A．1月1日B．4月1日C．7月1日D．10月1日
4．图示照片拍摄时间的先后排序是（ ）
A．①②③B．①③②C．②③①D．③②①
5．若乌鲁木齐（87°E）某学校同日开展活动测量该日最短影长，拍摄时间应选择北京时间（ ）
A．9:48B．13:44C．14:00D．14:12
【答案】3．A 4．C 5．D
【解析】3．根据材料可知，该中学位于北京，北京时间12：00约为当地正午时分，同学影长为三张照片中最短，结合图片可知③为正午时分拍摄，而图中同学影长明显长于身高，说明该地此时正午太阳高度小于45°，结合正午太阳高度计算公式可知，太阳直射点此时位于5°S以南区域，因此该日可能为1月1日或10月1日；10月1日离秋分日9月23日前后约有7-8天，由于太阳直射点每月约移动8个纬度，因此10月1日太阳直射点约位于2°S附近，D错误，A正确；4月1日、7月1日这两天太阳位于北半球，BC错误。故选A。
4．根据所学可知，北京位于北回归线以北地区，正午时分太阳位于正南方，影朝正北方。结合图③可知，该同学右手朝南，左手朝北，正面朝东，背面朝西，因此图①影朝东北，太阳位于西南方向，为下午时分；图2影朝西北，太阳位于东南方向，为上午时分。因此图示照片拍摄时间的先后排序是②③①，C正确，ABD错误。故选C。
5．根据所学可知，测量某日最短影长应选择当地正午时分，即地方时12时，乌鲁木齐位于87°E，与东八区中央经线120°E相差33个经度，时间上相差2小时12分钟，由于北京位于乌鲁木齐的东方，故当乌鲁木齐地方时为12时，北京时间为14时12分，D正确，ABC错误；故选D。
【点睛】地方时计算方法：第一步：计算经度差，同减异加(两地同为东经或同为西经相减；一为东经一为西经相加)；第二步：由经度差化为时间差(经度每隔15°，地方时相差1小时，每隔1°，相差4分钟)；第三步：判断东西方向，计算时间，东加西减(所求地在已知地的东边用加号，在已知地的西边用减号)。
下图示意某地住宅建筑冬夏正午日照情况。据此完成问题。
6．该地可能是（ ）
A．撒哈拉沙漠B．刚果盆地C．北美五大湖区D．巴西高原
7．仅考虑地球运动，图示窗户、屋檐搭配对室内光热的影响有（ ）
①利于夏季遮阳，冬季采光②春分到夏至，正午屋檐的遮阳作用逐渐增强
③利于减少室内能源消耗④冬至到春分，正午室内的日照面积逐渐增大
A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④
【答案】6．C 7．A
【解析】6．从图中可以看出，该住宅窗户朝南，故判断该住宅位于北半球；该住宅冬夏正午太阳高度角相差46°52′，故判断该地位于北回归线及其以北地区，故排除ABD选项，本题选C。
7．夏季时该地正午太阳高度角较大，阳光从高度较高的窗户射入室内，前方的屋檐起到了遮挡作用，照射面积比较小，利于遮阳；冬季该地正午太阳高度角较小，阳光从高度较低的窗户射入室内，照射面积比较大，利于采光，从而达到减少室内能源消耗的效果，①③正确；春分到夏至、冬至到春分，太阳直射点北移，该地正午太阳高度角逐渐增大，正午屋檐的遮阳作用逐渐增强，②正确、④错误。综上所述，①②③正确，本题选择A。
【点睛】北回归线及其以北的地区，在夏至时正午太阳高度角达到最大值，最大值=90°-（当地纬度-23°26′）；在冬至时正午太阳高度角达到最小值，最小值=90°-（当地纬度+23°26′）。故北回归线及其以北的地区，一年之内正午太阳高度角最大值与最小值的差值=90°-（当地纬度-23°26′）-90°+（当地纬度+23°26′）=46°52′。
考点四 四季更替和五带划分
知识点1 四季更替（基础）
①四季变化的原因
②天文四季
根据昼夜长短和正午太阳高度的变化而划分的四季。
夏季就是一年内白昼最长、正午太阳高度最高的季节；
冬季就是一年内白昼最短、正午太阳高度最低的季节；
春季和秋季是冬、夏季节的过渡季节。
③气候四季：
北温带的许多国家对气温的统计进行划分
春季：3、4、5月
夏季：6、7、8月
秋季：9、10、11月
冬季：12、1、2月
④我国传统四季
中国传统上，以“四立”作为四季的起点，即立春作为春季的开始，立夏作为夏季的开始，立秋作为秋季的开始，立冬作为冬季的开始。
⑤欧美国家四季
欧美国家一般以二分二至作为四季的划分。春分作为春季的开始，夏至作为夏季的开始，秋分作为秋季的开始，冬至作为冬季的开始。
二十四节气歌：春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相莲，
秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。
相邻两个节气间隔半个月即15天，可根据“二分二至”日计算其他节气对应的日期
2016年11月，中国“二十节气”被正式列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。“二十四节气”是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，古人将太阳周年运动轨迹划分为24等份（如下左图所示），视太阳从春分点出发，在黄道上每前进15°为一个“节气”。据此完成下面小题。
1．下列相邻的节气间，地球公转速度最慢的是（ ）
A．春分到清明B．夏至到小暑C．秋分到寒露D．冬至到小寒
2．家住济南某小区的学生发现，日出时小区停车场内大树（如右图所示）影子的指向随日期而移动。下列时段中，日出时树影的指向由A场地逐渐向B移动的是（ ）
A．小满到大暑B．白露到寒露C．小雪到小寒D．雨水到清明
【答案】1．B 2．D
【解析】1．根据所学知识可知，地球在公转轨道上位于近日点时公转速度最快，1月初地球位于近日点。远日点时公转速度最慢，7月初地球位于远日点；相邻的节气间的日期间隔约为15天，根据所学的两分两至日期推算，春分到清明应为3月21日以后半个月，离远日点日期（7月初）约3~4个月，向远日点靠近，地球公转速度在变慢，夏至到小暑应为6月22日以后半个月，很接近远日点，地球公转速度最慢，A错误，B正确；秋分到寒露应为9月23日以后半个月，远离远日点，离远日点日期（7月初）约2~3个月，地球公转速度变快，C错误；冬至到小寒应为12月22日以后半个月，接近近日点日期（1月初），地球公转速度最快，D错误。故选B。
2．日出时树影的指向由A场地逐渐向B移动，说明日出方位由东南移向东北，太阳直射点由南半球进入北半球，由北半球的冬半年进入夏半年，跨春分。雨水到清明，跨春分，D对。小满到大暑、白露到寒露、小雪到小寒都没有跨春分，排除ABC。综上所述，本题的正确答案为D。
【点睛】节气是指二十四个时节和气候，是中国古代订立的一种用来指导农事的补充历法，是中华民族劳动人民长期经验的积累成果和智慧的结晶。中国正统的二十四节气以河南为本。中国农历是一种阴阳合历，即根据太阳也根据月亮的运行制定的，因此加入二十四节气能较好的反映出太阳运行的周期。24节气分别为：立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满 、芒种、夏至、小暑、大暑、立秋、处暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒
知识点2 五带划分（基础）
由于黄赤交角的存在，导致太阳直射点在南北回归线之间移动，造成各纬度存在热量差异，形成五带。
我国帆船手驾驶“青岛号”帆船，实现了中国人首次单人不间断环球航海的壮举。读“青岛号”航海示意图，完成下面小题。
航行中经过的温度带有（ ）
①北温带②热带③南温带④南寒带
A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④
【答案】A
【解析】南北回归线之间的地区为热带，回归线与极圈之间的区域为温带，结合示意图可知，航行中经过的温度带有热带、南温带和北温带，没有经过南寒带。①②③正确，④错误。故选A。
01 等太阳高度线
下图示意世界时（0时区区时）3点时某区域的太阳高度分布。据此完成下面小题。
1．M地的地理坐标是（ ）
A．（50°S，135°E）B．（20°S，135°E）
C．（50°S，135°W）D．（20°S，135°W）
2．图示季节（ ）
A．北印度洋洋流顺时针流动B．地球公转速度为年内较慢时段
C．泰山日观峰日出东南方向D．美国的昼长时间一定在缩短
【答案】1．A 2．C
【解析】1．根据图示，同心圆圆心处太阳高度为90度，即太阳直射该地，太阳直射点纬度为20°S，M太阳高度为60度，距离直射点相差30度，故M纬度应为南纬50度或北纬10度，BD错误。材料可知世界时（0时区区时）3点时，该地为正午12时，相差9个时区，根据东加西减原则，该地经度为135°E，A正确，故选A。
2．太阳直射南半球，北半球为冬季，北印度洋洋流为逆时针，A错误。冬季近一月近日点，地球公转速度为年内较快时段，B错误。太阳直射点在南，泰山日观峰日出东南方向，日落西南，C正确。昼长时间缩短需要看直射点向南北那个方向运动，D错误，故选C。
【点睛】太阳直射点的移动方向决定昼夜长短的变化趋势，纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球昼变长、夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。
知识点拨：
等太阳高度线：以太阳直射点为中心的高空俯视图。这种示意图用等太阳高度线（太阳高度角相等的各点连接而成的线）反映某一时刻太阳高度的分布状况。
规律：
①太阳直射点所在的经线为地方时12点。
②太阳直射点高度角为最大值（90°），以此为圆心呈同心圆方式向四周依次递减。
③最外侧的等太阳高度线数值为0°时，即为晨昏线。
④同一日同一纬线上正午太阳高度相同。
02 太阳视运动与影子问题
2023年2月8日，中国商飞C919大型客机首次亮相海南机场旗下三亚（18°N，109°E）凤凰国际机场。北京时间11时43分，执行“上海浦东—三亚—哈尔滨”航线长航程运行能力验证试飞任务的C919飞机平稳降落在三亚机场跑道上，正式开启“三亚之旅”。据此完成下面小题。
1．当日C919由上海飞往三亚，向南起飞时正值日出，太阳在驾乘人员的（ ）
A．左后方B．左前方C．右后方D．右前方
2．试飞后半年内，在凤凰国际机场发生的现象有（ ）
①日出方位与正北方向的夹角先变小再变大②正午日影先变短再变长③正午时太阳方位不变④有两次太阳直射
A．①②B．②③C．①④D．③④
3．飞机在三亚机场降落后两小时内，机场信号塔影子（ ）
A．由西北向东北移动，影长变短B．由西北向东北移动，影长先变短再变长
C．由东北向西北移动，影长变长D．由东北向西北移动，影长先变短再变长
【答案】1．B 2．C 3．B
【解析】1．该日太阳直射点位于南半球，日出东南方位，飞机自北往南飞行，日出时太阳位于驾乘人员的左前方，B正确，ACD错误。故选B。
2．从2月8日起，半年内，太阳直射点先往北，到达北回归线后，再往南，8月8日直射点大约位于11°N。在此期间，该地昼长先变长，再变短，故日出先变早，再推迟，且日出方位与正北方向的夹角先变小，后变大，①正确；在此期间，根据直射点与当地位置可知，在太阳直射点向北和向南运动的过程中，该地经历了两次直射，正午太阳高度先变大，后变小，再变大，再变小，故正午日影先变短，再变长，再变短，再变长，②错误，④正确；该地位于回归线之间，经历了直射现象，正午时太阳有段时间在正南方，有段时间在正北方，直射时在头顶，③错误。综上，①④正确，C正确，ABD错误。故选C。
3．根据两地经度差可推算，飞机落地后的两小时内，三亚地方时大约在10：59到12：59，经过了正午，故太阳由东南方向向南移动到西南方向，信号塔影子由西北方向移动到东北方向，影长先变短，正午最短，再变长，B正确，ACD错误。故选B。
【点睛】正午太阳方位需根据当地与直射点之间的南北方向进行判断，一般而言，位于北回归线以北的地区，全年正午太阳均位于正南方；南回归线及其以南地区，全年正午太阳均位于正北方；回归线之间的地区，正午太阳可能在正北、正南和头顶。
知识点拨：
太阳视运动：由于地球的自转，地球上的人所看到的太阳在天空中东升西落的运动过程。
关键：日出日落方位、正午太阳的方位、正午太阳高度
（1）日出、日落方位
在晨线上看到的是日出，在昏线上看到的是日落。
在上图中，由于 A位于B的正东方向，故B地所见太阳位于正东方；A位于B´的正西方向，故B´地所见太阳位于正西方 。
规律1：二分日，全球各地的日出日落方位除了南北两极点外均为从正东方向升起、从正西方向落下。
规律2：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；极昼地区，太阳正北升，正北落；北极点不升不落，顺时针
规律3：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；极昼地区，太阳正南升，正南落；南极点不升不落，逆时针
（2）正午太阳方位
关键在于判断当地与直射点的南北关系，把直射点看成正午太阳
直射点位于当地以南，正午太阳在正南；直射点位于当地，正午太阳在头顶；
直射点位于当地以北，正午太阳在正北。
太阳视运动图能反映当日的正午太阳高度，故要去求正午太阳高度
计算正午太阳高度的方法：Η=90°-当地与直射点的纬度差
太阳视运动画图：根据光照图或材料判断出日出、日落时太阳方位；根据当地纬度位置、日期判断正午时太阳方位；计算正午太阳高度；三点连曲线即成视运动轨迹。
（3）太阳周日视运动轨迹
出现极昼的地区(除极点)：一天内太阳不落到地面以下，正午12点时太阳高度最大，0点(24点)时太阳高度最小。因此若位于北半球，太阳升落方位均为正北；若位于南半球，太阳升落方位均位于正南。
极昼期间的极点：极昼期间的极点一天内太阳不落到地面以下，并且一天内太阳高度不变。在南极点看到太阳沿纬线自东向西（逆时针）水平移动；在北极点看到太阳沿纬线自东向西（顺时针）水平移动。
当极点处于极昼期时，全天24小时太阳高度角为恒值（不变），并且其太阳高度的大小取决于阳光直射点的纬度。运用正午太阳高度的计算公式（h＝90°－（90°－直射点的纬度）），可推知h＝直射点所在的纬度数，即极点太阳高度角的大小恰好等于阳光直射点的纬度。
（4）太阳周日视运动轨迹图——二维简图
依据“三点定轨迹”（日出方位、日落方位、正午太阳方位）方式绘制出的是太阳周日视运动的简图，
可把一天中的时间进行加载，6时太阳位于正东方向，18时位于正西方向。直射点位于正南正北时是12点，因此可以判断一天中该地任一地方时太阳的大致方位及物体影子朝向。
① 确定直射点所在半球，得出日出、日落方位：点北北升落，点南南升落(没有极昼极夜区)；点赤东升西落。
②判断正午12点的直射点是位于已知地区的正南还是正北：正午太阳直射点与正午太阳方位是一致的。
③ 确定三点（日出、日落、正午）后绘制轨迹。
（6）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，日出时影长最长，之后缩短，正午时最短，之后变长，日落时影子又最长，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。
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。
03 日晷
热播网剧《长安十二时辰》，在每集电视剧开头通过日晷来显示时间的变化。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。晷针垂直于太阳视运动的轨道平面，上端指向北极星方向。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。读图，完成下列小题。
1．《长安十二时辰》提到：“圣人诏令，自此刻起，直到次日巳时，长安城暂停宵禁，汝等无论来自何方何国，只需一次勘验入市，此后十二时辰内，皆可于坊间自由来往”。若上图为此次暂停宵禁期间的某时刻，则图示时刻为诏令颁布后（ ）
A．1小时B．2小时C．3小时D．4小时
2．若图示日晷仪由北京移至西安使用时，晷盘与地面的夹角应该（ ）
A．不变B．减小C．增大D．按日期做调整
【答案】1．B 2．C
【解析】1．由材料信息可知“十二时辰”开始于已时,结束于次日已时。由日晷信息显示,此时晷针投影在午时，而诏令颁布时间为巳时，中间相差刚好2小时，B正确；ACD错误。故选B。
2．北半球各地仰望北极星的仰角等于当地的地理纬度，又因为晷针指向北极星,垂直于晷盘,故晷盘与地面的夹角与当地地理纬度互余；北京纬度高于西安,则移到西安后该夹角应该增大，C正确；ABD错误。故选C。
【点睛】在北半球，北极星的高度角与当地地理纬度值相等。
知识点拨：
日晷就是指“太阳的影子”。所谓日晷，就是白天通过测日影定时间的仪器。
（1）日晷的分类
（2）日晷组成
日晷通常由铜制的指针（晷针）和石制的圆盘（晷面）组成。
晷面的正反两面刻画出12个大格，每个大格代表两个小时。分子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二时辰。
【思考】请说出右图中大致对应的现代时间。
分别是10：00 11：00 12：00
（3）判读
阳光或晷针投影在日晷北侧面上是夏半年（春分到秋分），南侧面上为冬半年（秋分到次年春分）。
①晷针与地平面的夹角即为当地纬度。
②晷面与地平面的倾角＝90°－当地纬度。
③晷针与晷面呈垂直关系。
（2022·广东卷）2021年10月16日，神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，将我国3名航天员顺利送入距离地表约400km的中国空间站。2022年4月16日，航天员安全返回地球。据此完成下面小题。
1．符合航天员驻留期间空间站绕太阳运动角速度大小变化的是（ ）
A．B．
C．D．
2．驻留期间，酒泉卫星发射中心发射塔与广州市区广州塔两地每天正午太阳高度的差值（ ）
A．先变大后变小B．先变小后变大C．持续不断变大D．始终保持不变
【答案】1．A 2．D
【解析】1．空间站绕地球在绕转，则地球与空间站构成一个天体系统，该天体系统绕太阳旋转，这样空间站绕太阳运动角速度大小变化也就是地球绕日公转角速度大小变化，在航天员驻留期间，地球绕日公转经过了近日点，近日点公转角速度较快，所以在10月16日到1月初，空间站绕太阳运动角速度在变快，1月初到4月16日空间站绕太阳运动角速度在变慢。故A正确，BCD错误。故答案选A。
2．正午太阳高度角为90°--所求点与直射点的纬度差值，在航天员驻留期间，两地始终都位于太阳直射点的以北，则两地与太阳直射点的距离变化始终一致，则两地正午太阳高度角的变化始终一致，保持不变，两地正午太阳高度角的变化始终为两地纬度之差。故选D。
【点睛】1月初地球公转至近日点附近，公转速度较快；7月初地球公转至远日点附近，公转速度较慢。
（2022·6月浙江选考）我国某中学生在学校附近通过天文观测，绘制出北极星光线与正午太阳光线之间夹角α的年变化曲线，下图为该曲线示意图。完成下面小题。
3．符合“昼变短，夜比昼长”条件的时段是（ ）
A．甲至乙B．乙至丙C．丙至丁D．丁至戊
【答案】3．D
【解析】根据所学知识可知，北极星光线与地面的夹角为当地的纬度，正午太阳高度在夏至日达到最大值，所以北半球北极星光线与正午太阳光线的夹角α，在夏至日达到最小值，冬至日达到最大值，根据图示信息可知，丙为夏至日，甲、戊为冬至日，乙为春分日，丁为秋分日，北半球符合“昼变短，夜比昼长”的是秋分日到冬至日，应是图中的丁至戊，D选项正确，ABC选项错误，所以选D。
（2021·山东卷）某日，小李在某地（110°E，40°N）广场游玩时，发现广场平面图中的指向标模糊不清（图a）。他通过观测广场石柱影子的长度和方向（图b），确定了平面图的指向标。据此完成下题。
4．该广场平面图的指向标应该是图c中的（ ）
A．①B．②C．③D．④
5．一周后的相同时刻，小李再次测量发现该石柱的影长变长，则第二次观测日期可能在（ ）
A．2月16日前后B．5月8日前后C．8月20日前后D．11月10日前后
【答案】4．B 5．C
【解析】4．该广场位于110°E，当北京时间12点10时，当地地方时为11点30分，太阳位于南偏东，影子朝北偏西方向，指向标为图中的②，B正确，A、C、D错。故选B。
5．该地位于40°N，太阳直射点位于赤道上时，该地正午太阳高度为50°，根据图中石柱高度和影长可算出此时太阳高度略大于60°，大于春分日的正午太阳高度50°，说明太阳直射点在北半球，2月16日和11月10日前后，太阳直射点在南半球，A、D可排除；影长变长，说明正午太阳高度减小，太阳直射点向南移，5月8日前后，太阳直射点向北移，B错；8月20日前后，太阳直射点向南移，正午影子变长，C正确。故选C。
（2021·天津卷）科考队在北极圈内某地进行科考时，于北京时间6月22日16时测得了当地一天中太阳高度的最小值为10°。完成下面6-7题。
6．该地的纬度为（ ）
A．83°26′NB．80°34′NC．76°34′ND．72°34′N
7．该地位于（ ）
A．欧洲北部B．亚洲西部C．亚洲东部D．北美北部
【答案】6．C 7．D
【解析】6．6月22日是夏至日，太阳直射点位于北回归线，该地为北极圈以内，有极昼，一天中最小太阳高度为10°，为0：00的太阳高度，此时北极圈上0：00的太阳高度0°，从而得出该地的纬度为北极圈以北10°，即76°34′N，故C项正确，ABD错误。故选C。
7．由材料可知，此时为6月22日（夏至日），北极圈及其以北地区出现极昼现象，因此该地出现一天中最小太阳高度时，地方时应为24时，而此时北京时间为16时，说明与北京所在时区相差八个时区，每时区经度相距15°，由此可得出该地经度约为120°W，选项中符合条件的只有北美北部。故A，B，C项错误，D项正确。故选D。
考点分布
考题统计
核心素养
命题趋势
公转速度
2022广东卷，7题，3分
综合思维：从时空综合的角度分析昼夜长短和正午太阳高度的时空变化规律、季节变化和五带分布等自然现象。
区域认知：根据纬度位置认识不同地区昼夜长短、正午太阳高度的特征。
地理实践力：观察日出日落方位，分析太阳能集热板、楼间距等实例与相关原理、规律的关系。
1.地球的公转运动的考点主要集中分布在昼夜长短变化、太阳高度角的变化和计算、影子长短的变化以及太阳的周日视运动等角度。
2.从地区的考频来看，地方卷由于选择题的增加，对地球运动内容的考察逐渐增加，在学习过程中，需要从梳理知识点的解读过程，结合情景材料进行分析。
昼夜长短
2022北京卷，11题，3分
2022天津卷，14题，3分
2021海南卷，17题，3分
正午太阳高度的变化
2022广东卷，8题，3分
2022浙江6月，19-20题，4分
2022海南卷，10-11题，6分
2021北京卷，4题，3分
太阳方位
2021浙江1月，19-20题，4分
2020天津卷，14-15题，6分
地点
地理坐标
日落时刻
新疆乌鲁木齐
44°N，88°E
20：00
江苏南京
32°N，119°E
x
春分日
夏至日
秋分日
冬至日
甲城市
64
87.5
64
40.5
乙城市
46
69.5
46
22.5
甲地
乙地
丙地
丁地
昼长
5小时30分
9小时09分
11小时25分
13小时56分
1、重书本抓主干。从最原始的概念入手，把这些概念都弄清，千万不要混淆一些概念，根底知识，这点来说就是地理成功的一半掌握了，这些根底东西一定要掌握非常好，才能灵敏运用。
2、重原理抓过程。我们必须从根底知识抓起，扎扎实实，一步一个脚印地过地理原理关。如：气温与气压的关系；海陆热力差异形成的季风与季风气候；生态平衡的条件等。
3、勤归纳会比较。要勤于考虑，注重平时的积累，将知识整理归纳形成主干，构建自己的思维导图。用联络的方法来表达头脑中的概念、思想和理论，把隐性的知识显性化、可视化。
4、多读图勤考虑。地理学习的灵魂是地图的阅读和使用，地图是学习地理必不可少的工具，没有地图就没有地理学，地图是我们获得地理知识的重要工具，地理学习不可以分开地图。
5、重标准有条理。答题标准、有条理是文科综合的得分重要法宝，因此学生在平时就要注重培养标准做题的才能，以进步得分率。
第05讲 地球公转及其地理意义
考点一 公转特征及黄赤交角
知识点1 地球公转的基本特征（基础）
概念：地球绕太阳的运动，叫作地球的公转，公转轨道是一个近似的椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。
（1）方向
同地球自转方向一致，地球公转的方向也是自西向东
（2）周期
如果以其他恒星作为参照物，1年的时间长度为365日6时9分10秒称为恒星年，这是地球公转的真正周期
地球公转一周的时间是1年；如果以太阳作为参照物1年的时间长度为365日5时48分46秒，称为回归年
速度
开普勒第二定律：在椭圆上运动的物体，它与焦点的连线在相同时间里面扫过的面积相等。
近日点位于冬至日偏东位置，远日点位于夏至日偏东位置。
思考：北半球夏半年日数186天，冬半年179天，为什么？
夏半年公转速度慢，耗时长，导致夏半年日数长；冬半年公转速度快，耗时短，导致冬半年日数短
利用地球公转速度判断季节:
每年7月初，地球到达远日点，公转速度慢，此时为北半球夏季。每年1月初，地球到达近日点，公转速度快，此时为北半球冬季。当地球公转速度慢时，是北半球的夏季，当地球公转速度快时，是北半球的冬季。
北京时间2023年3月30日，神舟十五号航天员乘组进行了第三次出舱活动。在地面工作人员和舱内航天员邓清明的密切配合下，两名出舱航天员费俊龙、张陆圆满完成全部既定工作，安全返回问天实验舱。此外，天舟六号货运飞船前期已安全运抵文昌（110°E，20°N）航天发射场，正在按计划开展发射场区总装和测试工作，将于今年5月上中旬择机发射。据此完成下面小题。
1．据材料，从航天员第三次出舱到天舟六号货运飞船发射期间，空间站绕太阳运动线速度和角速度大小变化是（ ）
A．持续不断变大B．持续不断变小
C．先变大后变小D．先变小后变大
【答案】1．B
【解析】空间站绕地球在绕转，则地球与空间站构成一个天体系统，该天体系统绕太阳旋转，这样空间站绕太阳运动线速度和角速度大小变化也就是地球绕日公转线速度和角速度大小变化，在航天员驻留期间为2023年3月30日-5月上中旬，此时地球逐渐靠近远日点，远日点公转线速度和角速度较慢，因此空间站绕太阳运动线速度和角速度大小变化是持续不断变小，B正确，ACD错误，故选B。
读地球公转示意图，回答下列问题。
2．如图所示，甲、乙、丙、丁为地球绕日公转轨道的四等分点，地球从甲处开始绕日公转一周，途中用时最少的是经过（ ）
A．甲—乙段B．乙—丙段C．丙—丁段D．丁—甲段
【答案】2．D
【解析】如图所示，甲、乙、丙、丁为地球绕日公转轨道的四等分点，地球从甲处开始绕日公转一周，途中用时最少的是经过丁—甲段，因为丁—甲段是在近日点附近，地球公转速度最快，D正确，ABC错误。故选D。
知识点2 黄赤交角的形成及其响（重点）
黄赤交角的形成
黄道平面：地球公转轨道面
赤道平面：过地心并与地轴垂直的平面
黄赤交角：黄道面与赤道面之间的夹角
目前为23°26′
相互关系：
黄赤交角＝南北回归线的度数。
黄赤交角与极圈度数互余。
黄赤交角＝晨昏线与地轴的最大夹角。
黄赤交角的影响
①决定了五带的范围：如果黄赤交角变大……
直射范围、极昼极夜范围变大；
热带、寒带变大，温带变小；
冬夏季昼夜长短变化幅度变大；
（赤道、极圈内除外）
冬夏季正午太阳高度差变变大；
直射点移动速度变快。
②引起太阳直射点在南北回归线之间往返运动
夏至日（6月22）时，太阳直射北纬23°26‘，该纬线称为北回归线；冬至日（12月22日）时，太阳直射南纬23°26’，该线称为南回归线。春分（3月23日）秋分（9月23日）时，太阳直射赤道。
公转示意图判读
1)公转方向的判读
公转方向与自转方向一致；南极上空看，公转方向为顺时针；北极上空看，公转方向为逆时针。
2)先判断“二至”再判断“二分”
①看太阳直射点的位置：先连接太阳光线与地心，找太阳直射点判断二至日；再结合地球公转的方向即可判断春分和秋分。（先左右两图，后上下两图）
②看是近日点还是远日点：近日点为1月初，接近冬至日；远日点为7月初，接近夏至日。
③看地轴的指向：“左倾左冬，右倾右冬”，即地轴向左倾斜，左面为冬至，向右倾斜，右面为冬至。
直射点的回归运动
①回归线之间,一年内直射两次
回归线上,一年内直射一次
回归线以外, 太阳不直射
②春分至秋分，太阳直射点在北半球；秋分至次年春分，太阳直射点在南半球；
③冬至至次年夏至期间，太阳直射点向北移动；夏至日至冬至日期间，太阳直射点向南移动。
④北半球夏半年:春分→夏至→秋分；冬半年:秋分→冬至→次年春分；南半球情况相反
直射点的应用
三步骤：画图、画点、判断
① 给出日期，判断直射点位于什么半球
② 给出日期或范围，判断直射点的移动方向
③ 给出日期，推算直射点纬度
思考：五一劳动节太阳直射的半球位置？此时直射点向哪个方向移动？
参考答案：五一劳动节时太阳直射北半球，太阳直射点向北移动
太阳直射点位置的判断方法
1．根据太阳直射点运动规律判断
下图为太阳直射点的回归运动图，牢记此图可有效判定太阳直射点的位置，方法如下：
(1)可根据日期大体计算出太阳直射点所在纬度：由图可知，三个月的时间，太阳直射点大约移动23.5°；平均每月，太阳直射点大约移动8°；每四天，直射点大约移动1°。
(2)可根据对称原则确定太阳直射点的纬度：关于两至日对称的两日期，太阳直射点位于同一纬度；关于两分日对称的两日期，太阳直射不同半球的同一纬度。
特别提醒：太阳直射点回归运动过程与太阳有关地理现象时间上具有对称性
① 昼夜长短相等日期；② 极昼极夜现象开始与结束日期；③ 某一与太阳有关的地理现象再次出现。
2．根据极点及其周围的昼夜状况判断
(1)北极点及其周围出现极昼，说明直射点位于北半球；南极点及其周围出现极昼，说明直射点在南半球。
(2)晨昏线过极点，说明直射点在赤道。
但无法确定太阳直射点的移动方向。
3．侧视图根据晨昏线的倾斜方向判断
如右图：若甲所在为晨线，则左夜右昼，据其走向可知，越往北夜越短，昼越长，则直射点位于北半球。若甲所在为昏线，左昼右夜，据其走向可知，越往北昼越短，夜越长，直射点位于南半球。
题型01 黄赤交角及其影响
下列左图示意二分二至日地球在公转轨道的位置，右图为以北极点为中心的光照示意图，图中甲点是晨昏线与某一纬线圈的切点，阴影部分表示黑夜。在一年中，甲点是移动的。据此完成下面小题。
1．地球在公转轨道中（ ）
A．处于①位置时，地球公转速度最慢B．由③到④位置，公转速度逐渐变快
C．处于②位置时，公转速度达到最快D．由②到③位置，北京昼夜时长差值增大
2．地球在公转轨道从②位置移至④位置时，甲点（ ）
A．先向南移再向北移B．先向北移再向南移
C．一直都在向南移动D．一直都在向北移动
【答案】1．D 2．A
【解析】1．左图中①②③④分别代表冬至、春分、夏至，秋分；处于①位置时，离近日点较近，公转速度较快，A错；由③到④位置经过远日点，公转速度先慢后快，B错；②位置是春分，公转速度逐渐变慢，C错；由②到③位置，北京由昼夜平分到昼长最长，昼夜时长差值增大，D对。本题选D。
甲点为晨昏线与某一纬线圈的切点，结合所学知识，在一年中，晨昏线与纬线圈相切的点的最低纬度是66°34'；地球从②位置移至④位置时，太阳直射点从赤道移至北回归线再移至赤道，甲点移动方向与太阳直射点方向相反，即先向南移再向北移，故A选项正确，B、C、D错误。本题选A。
二十四节气是我国劳动人民在生产实践中创造的文化遗产，如图为我国二十四节气示意图，相邻两个节气之间的天数大约为15天。读图完成下面小题。
3．根据图示信息，如果将太阳直射点的运动视作匀速移动，与小满这天太阳直射点纬度相同的节气是（ ）
A．谷雨B．处暑C．大暑D．寒露
【答案】3．C
【解析】根据题意，夏至日(6月22日)，太阳直射北回归线，小满到夏至，太阳直射点北移，需要时间大约30天时间；夏至到大暑，太阳直射点向南移动，大约需要30天，根据太阳直射天移动规律，小满和大暑太阳直射点的位置大致相同，C 选项正确，谷雨在小满前，A排除。处暑时太阳直射点的位置要比小满时太阳直射点位置靠南，B选项错误，寒露接近秋分，太阳直射点位置接近赤道，D选项错误。ABD错误。故选：C。
圭表是我国古人根据正午日影长度确定节气的天文仪器。直立于平地上的柱或杆为表；水平放置测定表影长度的刻度板为圭。下图示意北京古观象台（40°N，116°E）的圭表。据此完成下面小题。
4．在地质历史时期黄赤交角是不断变化的。若黄赤交角变小，则古观象台圭表表影（ ）
A．冬至变长，夏至变短B．冬至变短，夏至变长
C．春分变长，秋分变短D．春分变短，秋分变长
【答案】4.B
【解析】因黄赤交角大小直接影响太阳直射点在赤道南北的摆动范围，决定南北回归线的纬度位置。若黄赤交角变小，则回归线纬度变低。冬至日直射南半球纬度变低，正午太阳高度增大，影长变短，A错误。夏至太阳直射北回归线纬度变低，北京正午太阳高度变小，影长变长，B正确。二分日仍然直射赤道，影长无变化，CD错误。故选B。
考点二 昼夜长短的变化
知识点1 昼夜长短的变化规律（重点）
昼夜长短的变化
①昼弧与夜弧
同一纬线圈，被晨昏线分为昼弧与夜弧。
一个地方的昼夜长短的关系，可以这个地方所在纬线上的昼弧和夜弧所占的比例关系来表示。
同一纬线上，昼弧+夜弧=360°
昼弧=夜弧， 则昼夜等长；
昼弧＞夜弧，则昼长夜短；
昼弧＜夜弧，则昼短夜长。
②二分二至日昼夜情况
北半球夏至日(6月22日前后)，太阳直射23° 26N，北半球昼长夜短，纬度越高昼越长，北极圈及其以北出现极昼现象。南半球相反。
北半球冬至日(12月22日前后)，太阳直射23° 26'S，北半球昼短夜长，纬度越高昼越短。北极圈及其以北出现极夜现象。南半球相反。
春秋分日，太阳直射赤道，全球昼夜平分
③极昼极夜情况
自春分日起，极昼极夜从极点处开始；
一年中，极点的极昼时长为半年；
一年中，极圈的极昼时长为一天。
（二）昼夜长短的变化规律
规律1： 太阳向哪个半球(南、北)移动，哪个半球昼将变长，夜将变短。
规律2：太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且越向该半球高纬昼越长夜越短，与太阳直射点的移动方向无关。
规律3：同纬度地区昼夜长短相同
规律4：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。
规律5：由赤道到极圈，纬度越高，昼夜长短的年变化幅度增大。赤道处全年昼夜平分，昼夜长短年变化幅度为0；极圈内则为24小时。推得：同一天，昼长与12小时相差越大的地点纬度越高；纬度越高的地点昼长与12小时相差越大。
规律6：极昼（极夜）的起始纬度＝90°－太阳直射点的纬度。纬度愈高，极昼（极夜）出现的天数愈多。
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。
规律7：春、秋分日全球各地均昼夜等长，且距春分（秋分）日越近的日期，昼夜差值越小，且昼长越接近12小时。
规律8：若同一地点的两日期关于春秋分日对称，直射点纬度数值相同，但南北半球相反，这两日期昼夜情况相反；若同一地点的两日期关于二至日对称，直射点纬度相同（同一纬度），这两日期的昼夜情况相同，正午太阳高度及日出日落方位都相同。
规律9：
日出早于地方时6:00，日落地方时晚于18:00，昼长夜短，与直射点同一半球；
日出晚于地方时6:00，日落地方时早于18:00，昼短夜长，与直射点不在同一半球。
题型02 昼夜长短的变化规律
下图是“北半球冬至日四地纬线昼弧、夜弧分布状况示意图”。据此回答以下各题。
1．四地中位于南半球的是（ ）
A．甲、乙B．乙、丙C．丙、丁D．甲、丁
2．图中乙和丁的周长相等，但昼弧和夜弧的长度相反，则两地（ ）
A．处于同一纬线B．处于同一半球C．日出、日落的地方时相同D．昼夜长短相反
3．下列关于四地的叙述，正确的是（ ）
A．甲位于南极圈B．乙可能位于赤道C．丁不可能位于赤道D．丙位于回归线
【答案】1．B 2．D 3．C
【解析】1．北半球冬至日时，太阳直射南回归线，南半球昼长夜短，南极圈及其以南有极昼现象。据图可知，四地中甲地有极夜现象，乙地昼长夜短，丙地有极昼现象，丁地昼短夜长，可知乙、丙位于南半球，甲、丁位于北半球，B正确，ACD错误。故选B。
2．乙、丁的周长相等但昼夜长短不同，说明两地的纬度相同，但不在同一半球。根据所学可知，纬度相同、半球不同的两地昼夜长短正好相反，即北半球该纬度的昼长与南半球同一纬度的夜长相等，北半球该纬度的夜长与南半球同一纬度的昼长相等，所以两地昼夜长短相反，D正确；两地不在同一纬线，纬度相同，处在不同半球，AB错误；日出时间=12时-（昼长/2），日落时间=12时+（昼长/2），昼长不同，日出日落时间不同，C错误。故选D。
3．北半球冬至日时，南极圈有极昼现象，而甲为极夜，可知，甲不是位于南极圈，A错误。赤道上总是昼夜平分，乙、丁不是昼夜不平分，故乙、丁不可能位于赤道，B错误，C正确；丙地此时出现极昼，可知丙地可能为南极圈及其以南的任一纬度，不可能位于回归线，D错误。故选C。
【点睛】太阳直射点位于哪个半球，哪个半球昼长夜短，且纬度越高，昼越长。太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球昼渐长。赤道上总是昼夜平分。
下图表示“甲乙丙丁四个不同地点一年中昼夜长短的变化情况（图中阴影部分表示黑夜）。据此完成下面小题。
4．四个地点中，位于南半球的地点是（ ）
A．甲地B．乙地C．丙地D．丁地
5．四个地点的纬线按顺序按由北到南排列，依次是（ ）
A．甲乙丙丁B．丁甲丙乙C．乙甲丁丙D．丙丁甲乙
【答案】4．B 5．D
【解析】4．冬至日，南半球各地昼长夜短，四个地点中，只有乙地冬至日昼长夜短，故乙地位于南半球，B正确；甲地全年昼夜平分，位于赤道上，A错误；丙地冬至日出现极夜，夏至日出现极昼，位于北极地区附近，C错误；丁地冬至日昼短夜长，位于北半球，D错误。故选B。
5．据图可知，甲地全年昼夜平分，可判断甲地位于赤道，丙地冬至日出现极夜，夏至日出现极昼，说明丙地位于北极地区，乙地冬至日昼长夜短，说明乙地位于南半球，丁地冬至日昼短夜长，但没有出现极夜，说明丁地位于北半球非极地地区，故四个地点按由北到南排列依次是丙丁甲乙，D正确，ABC错误。故选D。
【点睛】3月21日到9月23日，太阳直射点在北半球，此段时间为北半球夏半年（南半球冬半年），此时，北半球纬度越高，白昼越长，北极圈及其以北出现极昼；9月23日到次年3月21日，太阳直射点在南半球，此段时间为北半球冬半年（南半球夏半年），此时，北半球纬度越高，黑夜越长，北极圈及其以北出现极夜。
北京时间2022年11月29日，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。费俊龙、邓清明和张陆三位宇航员成功入驻中国空间站并进行相关科学实验。完成下面小题。
6．一年中，贵阳与此日昼长大约相同的日期还可能出现在（ ）
A．10月29日B．1月14日C．9月2日D．12月22日
7．该日之后一个月（ ）
A．地球公转先变慢后变快B．北京正午影子先变短后变长
C．贵州白昼先变短后变长D．全球的日落方位先西南后西北
【答案】 6．B 7．C
【解析】6．由所学知识可知，贵阳再次出现与此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，与11月29日关于冬至日对称的日期是1月14日，B正确。故选B。
7．该日之后一个月为11月29日至12月29日，地球公转一直变快，A错误；北京正午影子先变长后变短，B错误；贵州白昼先变短后变长，C正确；直射点一直位于南半球，全球的日落方位一直是西南，D错误。故选C。
知识点2 昼夜长短的计算（重点）
⑴ 根据昼弧夜弧计算
昼长时数=昼弧所跨经度数/ 15°
夜长时数=夜弧所跨经度数/ 15°
⑵ 根据日出日落时间计算
①昼长时数＝(12－日出地方时)×2＝(日落地方时－12)×2
＝日落时间－日出时间 （可以同为区时，也可同为地方时）
②夜长时数＝(日出地方时－0)×2＝(24－日落地方时)×2
同一地点的日出地方时+日落地方时=24小时
⑶利用昼夜长短的分布规律计算
①同一纬线上各点昼夜状况、日出和日落时间相等。
②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(夜长)与南半球同纬度地区的夜长(昼长)相等。例如，30°N的昼长等于30°S的夜长，如右图。
⑷ 利用日期的对称性计算
① 某一地点关于二至日对称的两个时间（如A点和B点）的昼长相等。
② 某一地点关于二分日对称的两个时间（如B点和C点）,B的昼长=C的夜长。
题型04 正午太阳高度的变化规律
2021年12月24日，我市某中学的王老师在北京时间7：06开车上班的路上，正好看到太阳从地平线升起（如下图）。据此完成下面小题。
1．已知王老师家所在的经度约是124°E，则其上班当天的昼长约为（ ）
A．9小时44分钟B．8小时48分钟C．8小时38分钟D．9小时16分钟
【答案】1．D
【解析】北京时间（120°E地方时）7：06，当地日出，当地为124°E，所以当地日出的地方时为7:22。所以当地的昼长为L=2×（12-7:22）=9小时16分钟，故选D。
下图示意某日北京时间5时55分某游客在我国南部沿海某地（110°E，22°N）拍摄到的日出景观。据此完成下面小题。
2．该地该日的昼长为（ ）
A．13小时30分钟B．14小时30分钟C．11小时30分钟D．12小时
3．该日最可能是（ ）
A．3月12日B．6月2日C．9月12日D．12月2日
【答案】2．A 3．B
【解析】2．日出时间是北京时间（120°E经线的地方时）5时55分。该地的地理坐标为（110°E，22°N），位于120°E经线的西侧，经度相差10°，即地方时相差40分，可知日出的当地时间是5时15分。当地上午时长为6小时45分，昼长为13小时30分钟，A正确，BCD错误，故选A。
3．该地位于我国南部沿海，位于北半球。由上题分析可知，该地该日的昼长长于12小时，说明太阳直射北半球，应在3月21日～9月23日之间。我国南部沿海纬度较低，昼夜长短年变化幅度较小，而该日昼长较长，说明太阳直射点接近北回归线，即日期接近6月22日，四个选项中只有6月2日比较符合题意，B正确，ACD错误，故选B。
【点睛】太阳直射点所在的半球昼长夜短，且纬度越高昼越长，即纬度越高，昼夜长短的年变化幅度越大。
下图示意新疆乌鲁木齐与江苏南京两地地理坐标和某日日落时刻（北京时间）。据此完成下面小题。
4．该日最可能是（ ）
A．1月1日B．3月3日C．7月7日D．11月11日
5．表中x可能是（ ）
A．18：01B．18：10C．18：42D．18：58
【答案】4．A 5．B
【解析】4．根据表中信息，北京时间20点日落，当地为88°E，当地的地方时为17：52，昼短夜长，且接近昼夜平分（接近二分日），B正确，ACD错误，所以选B。
5．根据上题分析，该日为3月3日，北半球昼短夜长，此日乌鲁木齐日落的地方时为17：52，昼长为11小时44分钟，而南京的昼长要比乌鲁木齐略长，南京为119°E，比北京时间晚4分钟，如果是BCD所示时间，算出南京的昼长都超过12小时，所以BCD错误，而A选项算出南京的日落地方时为17：57分，昼长小于12小时，A正确。所以选A。
考点三 正午太阳高度的变化
知识点1 正午太阳高度的变化规律（重点）
太阳高度角：我们把太阳光线与地面的夹角，叫做太阳高度角
正午太阳高度是一天中最大的太阳高度(地方时12的太阳高度)
极点上一天中太阳高度不变化，始终等于当天太阳直射点的纬度
太阳高度日变化
一天中，日出、日落时太阳高度=0°，正午时太阳高度最大。
太阳高度日变化图判读：
①交点(2个)的横坐标时间，即日出、日落时间。昼长=日落时间－日出时间。
②最高点的纵坐标即为正午太阳高度，可根据正午太阳高度的计算公式推算本地纬度或太阳直射点纬度。
③最高点的横坐标即为正午时间(地方时必为12:00）（可以求经度）。
①非极点地区：太阳高度在一日之内是有变化的，一天之内有一个最大值（地方时12时时），即当地的正午太阳高度。
②极点上：在极昼期间，极点上见到的太阳高度在一天之内是没有变化的，其太阳高度始终等于直射点的纬度。
（2）正午太阳高度计算
正午太阳高度计算公式：H=90°- | β±δ | 。
当地与直射点同一半球用减法，不在同一半球用加法
正午太阳高度的空间变化规律
近大远小：离直射点所在纬度越近，正午太阳高度越大；离直射点所在纬度越远，正午太阳高度越小
a.正午太阳高度由直射点所在纬度向南北两侧递减。
b.同一纬线上正午太阳高度相同；同一时刻，与直射点所在纬线差值相等的两条纬线，其正午太阳高度也相等。
c.春秋分日，由赤道向南北两侧递减；夏至日，由23°26′N向南北两侧递减；冬至日，由23°26′S向南北两侧递减。
（3）正午太阳高度的季节变化规律
来增去减：若直射点接近，正午太阳高度角变大，若直射点远离，正午太阳高度角变小。
（4）正午太阳高度的年变化规律
①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
②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
③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。
（5）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′增大至46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′。X纬度上为(X+23°26′)。
②南回归线至南极圈之间和北回归线至北极圈之间：各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)。
③南极圈以南和北极圈以北：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小至23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。
题型04 正午太阳高度的变化规律
表为二分二至日前后甲、乙两城市正午太阳高度的变化统计表。据此完成下面小题。
1．甲、乙两城市的纬度差值为（ ）
A．18°B．24°C．38°D．44°
2．某城市的夜晚时间与乙城市白昼时间相等，则该城市的经纬度位置可能是（ ）
A．44°N，175°EB．44°S，70°W
C．46°S，175°ED．46°S，70°W
【答案】1．A 2．B
【解析】1．根据表中信息，可以判断出甲乙两地在夏至日正午太阳高度角最大，在冬至日正午太阳高度角最小，因此可以判断出甲乙两城市位于北半球。由于某地某时的太阳高度角(H)=90°-(当地纬度-太阳直射点纬度)。北纬为正，南纬为负。根据正午太阳高度的计算公式可知，两地的正午太阳高度差为两地的纬度差。所以由表可知，甲、乙城市的纬度差为18°。所以A正确。BCD错误。故选A。
2．根据表中信息，可以判断出甲乙两地在夏至日正午太阳高度角最大，在冬至日正午太阳高度角最小，因此可以判断出甲乙两城市位于北半球。由于某地某时的太阳高度角(H)=90°-(当地纬度-太阳直射点纬度)。北纬为正，南纬为负。根据正午太阳高度的计算公式可知，乙城市位于44°N，由于纬度数值相同，南北相反的两点一地的夜晚时间与另一地的白昼时间相同，所以44°S纬线上的任何城市的夜长均与乙城市昼长相等，所以则该城市的经纬度位置可能是44°S，70°W，所以B正确。ACD错误。故选B。
【点睛】正午太阳高度是指地方时为12时的太阳高度，即一天中最大的太阳高度。正午太阳高度角的计算公式为H=90°-纬度差，其中纬度差是指某地的地理纬度与当日太阳直射点所在的纬度之间的差值。正午太阳高度角的最大值是90°，只有当太阳直射当地纬度时才能达到最大值。
下表所列的是2021年12月22日甲、乙、丙、丁四地的白昼时长。根据表中的数据完成下面小题。
3．该日，甲、乙、丙、丁四地中，正午太阳高度角最低的是（ ）
A．甲B．乙C．丙D．丁
【答案】3．A
【解析】12月22日太阳直射点位于南回归线，北半球各地昼最短，夜最长，各地正午太阳高度最小，且纬度越高，昼越短，正午太阳高度越小，据此分析，A表中四地中，甲的白昼时间最短，说明所处纬度较高，与其它三地相比，12月22日（北半球冬至日）这一天，正午太阳高度最低，A正确，BCD错。故选A。
知识点2 正午太阳高度的应用（重点）
①确定地方时
当某地的太阳高度达这一天中的最大值时，是当地地方时的12点。
当某地日影达一天中最短时，是当地地方时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正午太阳位于正南，因此房屋坐北朝南
在南回归线以南地区正午太阳位于正北，因此房屋坐南朝北
可以把直射点当成正午太阳，直射点位于当地以北，正午太阳位于正北；直射点位于当地以南，正午太阳位于正南；直射点位于当地，正午太阳位于头顶。
利用正午太阳方位也可帮助判断阴坡和阳坡
③确定当地的地理纬度
当太阳直射点位置一定时，如果已知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。
根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度；可判断该地纬度大小。
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
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，见右图，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＝hctH
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。其倾角和正午太阳高度角的关系为α＋h＝90°
一年内调整的幅度等于所在地正午太阳高度角的年变化幅度。
拓展：
“追日型”太阳能发电设备可随不同时段的太阳光线，沿东西方向变换集热板的旋转角度，其水平旋转角度反映的是昼长；并随时调整集热板与地面的倾角，使集热板始终正对太阳，垂直转动的角度反映正午太阳高度。
题型05 正午太阳高度的应用
圭表是我国古代度量日影长度的天文仪器，北京（40°N）古观象台现存有明清时期的铜制圭表。圭身正南正北平置，表杆直立，正午日影恰好能够落在有刻度的圭板上（下图）。读图，完成下面小题。
1．利用北京古观象台圭表进行观测发现，某日表在圭上的投影和表的长度相等，则该日期应介于（ ）
A．2月21日-3月21日B．6月21日-7月21日
C．8月21日-9月23日D．11月21日-12月22日
2．劳动节进行观测时，以表为圆心画一个圆周，将日出、日落影子与圆周的交点连成一直线，则（ ）
A．该直线指向南北方向，落于表以北B．该直线指向东西方向，落于表以北
C．该直线指向南北方向，落于表以南D．该直线指向东西方向，落于表以南
【答案】1．A 2．D
【解析】1．根据题干信息可知，某日表在圭上的投影和表的长度相等，说明该日正午太阳高度是45°。北京位于40°N，说明该日太阳直射南半球，根据正午太阳高度的计算方法，该日太阳直射点的纬度位置是: 90°-40°-45°=5°(S)。因为太阳直射点的移动速度是3个月移动纬度范围是23°26'。从赤道到5°S，一个月大约移动8°，移动5°大约要20天。太阳直射赤道的日期是春分日、秋分日，春分日是3月21日前后，秋分日是9月23日前后，由此判断,，2月21日-3月21日与此时光照情况相符，故A正确；6月21日-7月21日、8月21日-9月23日，太阳直射北半球，BC错误；11月21日-12月22日，太阳直射在大约16°S-23°26'S，D错误。所以选A。
2．劳动节是5月1日，太阳直射北半球，日出东北方向，日出时刻的影子朝向西南方向，日落西北方向，日落时刻的影子朝向东南方向。根据题干信息描述，以表为圆心画一个圆周，该日日出、日落的影子与圆周的交点连成一直线，该直线指示东西方向，并且位于表的南侧，D选项正确，ABC选项错误。故选D。
【点睛】太阳直射点的移动规律太阳直射点每时都在向西移动，每小时移动15度经度。春分，太阳直射点在赤道，此后北移，直至6月22日（即夏至）到北回归线。夏至，太阳直射点在北回归线上，此后南移，直至9月23日（即秋分）到赤道。秋分，太阳直射点在赤道，此后继续南移，直至12月22日（即冬至）到南回归线。冬至，太阳直射点在南回归线上，之后北移，直至3月21日（即春分）到赤道。周而复始运动。
北京某中学开展观测影长变化的地理实践活动，图为某日三个时刻拍摄的同学影子的照片，其中有一张为北京时间12：00拍摄。据此完成下面小题。
3．下列日期中，该日可能是（ ）
A．1月1日B．4月1日C．7月1日D．10月1日
4．图示照片拍摄时间的先后排序是（ ）
A．①②③B．①③②C．②③①D．③②①
5．若乌鲁木齐（87°E）某学校同日开展活动测量该日最短影长，拍摄时间应选择北京时间（ ）
A．9:48B．13:44C．14:00D．14:12
【答案】3．A 4．C 5．D
【解析】3．根据材料可知，该中学位于北京，北京时间12：00约为当地正午时分，同学影长为三张照片中最短，结合图片可知③为正午时分拍摄，而图中同学影长明显长于身高，说明该地此时正午太阳高度小于45°，结合正午太阳高度计算公式可知，太阳直射点此时位于5°S以南区域，因此该日可能为1月1日或10月1日；10月1日离秋分日9月23日前后约有7-8天，由于太阳直射点每月约移动8个纬度，因此10月1日太阳直射点约位于2°S附近，D错误，A正确；4月1日、7月1日这两天太阳位于北半球，BC错误。故选A。
4．根据所学可知，北京位于北回归线以北地区，正午时分太阳位于正南方，影朝正北方。结合图③可知，该同学右手朝南，左手朝北，正面朝东，背面朝西，因此图①影朝东北，太阳位于西南方向，为下午时分；图2影朝西北，太阳位于东南方向，为上午时分。因此图示照片拍摄时间的先后排序是②③①，C正确，ABD错误。故选C。
5．根据所学可知，测量某日最短影长应选择当地正午时分，即地方时12时，乌鲁木齐位于87°E，与东八区中央经线120°E相差33个经度，时间上相差2小时12分钟，由于北京位于乌鲁木齐的东方，故当乌鲁木齐地方时为12时，北京时间为14时12分，D正确，ABC错误；故选D。
【点睛】地方时计算方法：第一步：计算经度差，同减异加(两地同为东经或同为西经相减；一为东经一为西经相加)；第二步：由经度差化为时间差(经度每隔15°，地方时相差1小时，每隔1°，相差4分钟)；第三步：判断东西方向，计算时间，东加西减(所求地在已知地的东边用加号，在已知地的西边用减号)。
下图示意某地住宅建筑冬夏正午日照情况。据此完成问题。
6．该地可能是（ ）
A．撒哈拉沙漠B．刚果盆地C．北美五大湖区D．巴西高原
7．仅考虑地球运动，图示窗户、屋檐搭配对室内光热的影响有（ ）
①利于夏季遮阳，冬季采光②春分到夏至，正午屋檐的遮阳作用逐渐增强
③利于减少室内能源消耗④冬至到春分，正午室内的日照面积逐渐增大
A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④
【答案】6．C 7．A
【解析】6．从图中可以看出，该住宅窗户朝南，故判断该住宅位于北半球；该住宅冬夏正午太阳高度角相差46°52′，故判断该地位于北回归线及其以北地区，故排除ABD选项，本题选C。
7．夏季时该地正午太阳高度角较大，阳光从高度较高的窗户射入室内，前方的屋檐起到了遮挡作用，照射面积比较小，利于遮阳；冬季该地正午太阳高度角较小，阳光从高度较低的窗户射入室内，照射面积比较大，利于采光，从而达到减少室内能源消耗的效果，①③正确；春分到夏至、冬至到春分，太阳直射点北移，该地正午太阳高度角逐渐增大，正午屋檐的遮阳作用逐渐增强，②正确、④错误。综上所述，①②③正确，本题选择A。
【点睛】北回归线及其以北的地区，在夏至时正午太阳高度角达到最大值，最大值=90°-（当地纬度-23°26′）；在冬至时正午太阳高度角达到最小值，最小值=90°-（当地纬度+23°26′）。故北回归线及其以北的地区，一年之内正午太阳高度角最大值与最小值的差值=90°-（当地纬度-23°26′）-90°+（当地纬度+23°26′）=46°52′。
考点四 四季更替和五带划分
知识点1 四季更替（基础）
①四季变化的原因
②天文四季
根据昼夜长短和正午太阳高度的变化而划分的四季。
夏季就是一年内白昼最长、正午太阳高度最高的季节；
冬季就是一年内白昼最短、正午太阳高度最低的季节；
春季和秋季是冬、夏季节的过渡季节。
③气候四季：
北温带的许多国家对气温的统计进行划分
春季：3、4、5月
夏季：6、7、8月
秋季：9、10、11月
冬季：12、1、2月
④我国传统四季
中国传统上，以“四立”作为四季的起点，即立春作为春季的开始，立夏作为夏季的开始，立秋作为秋季的开始，立冬作为冬季的开始。
⑤欧美国家四季
欧美国家一般以二分二至作为四季的划分。春分作为春季的开始，夏至作为夏季的开始，秋分作为秋季的开始，冬至作为冬季的开始。
二十四节气歌：春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相莲，
秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。
相邻两个节气间隔半个月即15天，可根据“二分二至”日计算其他节气对应的日期
2016年11月，中国“二十节气”被正式列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。“二十四节气”是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，古人将太阳周年运动轨迹划分为24等份（如下左图所示），视太阳从春分点出发，在黄道上每前进15°为一个“节气”。据此完成下面小题。
1．下列相邻的节气间，地球公转速度最慢的是（ ）
A．春分到清明B．夏至到小暑C．秋分到寒露D．冬至到小寒
2．家住济南某小区的学生发现，日出时小区停车场内大树（如右图所示）影子的指向随日期而移动。下列时段中，日出时树影的指向由A场地逐渐向B移动的是（ ）
A．小满到大暑B．白露到寒露C．小雪到小寒D．雨水到清明
【答案】1．B 2．D
【解析】1．根据所学知识可知，地球在公转轨道上位于近日点时公转速度最快，1月初地球位于近日点。远日点时公转速度最慢，7月初地球位于远日点；相邻的节气间的日期间隔约为15天，根据所学的两分两至日期推算，春分到清明应为3月21日以后半个月，离远日点日期（7月初）约3~4个月，向远日点靠近，地球公转速度在变慢，夏至到小暑应为6月22日以后半个月，很接近远日点，地球公转速度最慢，A错误，B正确；秋分到寒露应为9月23日以后半个月，远离远日点，离远日点日期（7月初）约2~3个月，地球公转速度变快，C错误；冬至到小寒应为12月22日以后半个月，接近近日点日期（1月初），地球公转速度最快，D错误。故选B。
2．日出时树影的指向由A场地逐渐向B移动，说明日出方位由东南移向东北，太阳直射点由南半球进入北半球，由北半球的冬半年进入夏半年，跨春分。雨水到清明，跨春分，D对。小满到大暑、白露到寒露、小雪到小寒都没有跨春分，排除ABC。综上所述，本题的正确答案为D。
【点睛】节气是指二十四个时节和气候，是中国古代订立的一种用来指导农事的补充历法，是中华民族劳动人民长期经验的积累成果和智慧的结晶。中国正统的二十四节气以河南为本。中国农历是一种阴阳合历，即根据太阳也根据月亮的运行制定的，因此加入二十四节气能较好的反映出太阳运行的周期。24节气分别为：立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满 、芒种、夏至、小暑、大暑、立秋、处暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒
知识点2 五带划分（基础）
由于黄赤交角的存在，导致太阳直射点在南北回归线之间移动，造成各纬度存在热量差异，形成五带。
我国帆船手驾驶“青岛号”帆船，实现了中国人首次单人不间断环球航海的壮举。读“青岛号”航海示意图，完成下面小题。
航行中经过的温度带有（ ）
①北温带②热带③南温带④南寒带
A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④
【答案】A
【解析】南北回归线之间的地区为热带，回归线与极圈之间的区域为温带，结合示意图可知，航行中经过的温度带有热带、南温带和北温带，没有经过南寒带。①②③正确，④错误。故选A。
01 等太阳高度线
下图示意世界时（0时区区时）3点时某区域的太阳高度分布。据此完成下面小题。
1．M地的地理坐标是（ ）
A．（50°S，135°E）B．（20°S，135°E）
C．（50°S，135°W）D．（20°S，135°W）
2．图示季节（ ）
A．北印度洋洋流顺时针流动B．地球公转速度为年内较慢时段
C．泰山日观峰日出东南方向D．美国的昼长时间一定在缩短
【答案】1．A 2．C
【解析】1．根据图示，同心圆圆心处太阳高度为90度，即太阳直射该地，太阳直射点纬度为20°S，M太阳高度为60度，距离直射点相差30度，故M纬度应为南纬50度或北纬10度，BD错误。材料可知世界时（0时区区时）3点时，该地为正午12时，相差9个时区，根据东加西减原则，该地经度为135°E，A正确，故选A。
2．太阳直射南半球，北半球为冬季，北印度洋洋流为逆时针，A错误。冬季近一月近日点，地球公转速度为年内较快时段，B错误。太阳直射点在南，泰山日观峰日出东南方向，日落西南，C正确。昼长时间缩短需要看直射点向南北那个方向运动，D错误，故选C。
【点睛】太阳直射点的移动方向决定昼夜长短的变化趋势，纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球昼变长、夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。
知识点拨：
等太阳高度线：以太阳直射点为中心的高空俯视图。这种示意图用等太阳高度线（太阳高度角相等的各点连接而成的线）反映某一时刻太阳高度的分布状况。
规律：
①太阳直射点所在的经线为地方时12点。
②太阳直射点高度角为最大值（90°），以此为圆心呈同心圆方式向四周依次递减。
③最外侧的等太阳高度线数值为0°时，即为晨昏线。
④同一日同一纬线上正午太阳高度相同。
02 太阳视运动与影子问题
2023年2月8日，中国商飞C919大型客机首次亮相海南机场旗下三亚（18°N，109°E）凤凰国际机场。北京时间11时43分，执行“上海浦东—三亚—哈尔滨”航线长航程运行能力验证试飞任务的C919飞机平稳降落在三亚机场跑道上，正式开启“三亚之旅”。据此完成下面小题。
1．当日C919由上海飞往三亚，向南起飞时正值日出，太阳在驾乘人员的（ ）
A．左后方B．左前方C．右后方D．右前方
2．试飞后半年内，在凤凰国际机场发生的现象有（ ）
①日出方位与正北方向的夹角先变小再变大②正午日影先变短再变长③正午时太阳方位不变④有两次太阳直射
A．①②B．②③C．①④D．③④
3．飞机在三亚机场降落后两小时内，机场信号塔影子（ ）
A．由西北向东北移动，影长变短B．由西北向东北移动，影长先变短再变长
C．由东北向西北移动，影长变长D．由东北向西北移动，影长先变短再变长
【答案】1．B 2．C 3．B
【解析】1．该日太阳直射点位于南半球，日出东南方位，飞机自北往南飞行，日出时太阳位于驾乘人员的左前方，B正确，ACD错误。故选B。
2．从2月8日起，半年内，太阳直射点先往北，到达北回归线后，再往南，8月8日直射点大约位于11°N。在此期间，该地昼长先变长，再变短，故日出先变早，再推迟，且日出方位与正北方向的夹角先变小，后变大，①正确；在此期间，根据直射点与当地位置可知，在太阳直射点向北和向南运动的过程中，该地经历了两次直射，正午太阳高度先变大，后变小，再变大，再变小，故正午日影先变短，再变长，再变短，再变长，②错误，④正确；该地位于回归线之间，经历了直射现象，正午时太阳有段时间在正南方，有段时间在正北方，直射时在头顶，③错误。综上，①④正确，C正确，ABD错误。故选C。
3．根据两地经度差可推算，飞机落地后的两小时内，三亚地方时大约在10：59到12：59，经过了正午，故太阳由东南方向向南移动到西南方向，信号塔影子由西北方向移动到东北方向，影长先变短，正午最短，再变长，B正确，ACD错误。故选B。
【点睛】正午太阳方位需根据当地与直射点之间的南北方向进行判断，一般而言，位于北回归线以北的地区，全年正午太阳均位于正南方；南回归线及其以南地区，全年正午太阳均位于正北方；回归线之间的地区，正午太阳可能在正北、正南和头顶。
知识点拨：
太阳视运动：由于地球的自转，地球上的人所看到的太阳在天空中东升西落的运动过程。
关键：日出日落方位、正午太阳的方位、正午太阳高度
（1）日出、日落方位
在晨线上看到的是日出，在昏线上看到的是日落。
在上图中，由于 A位于B的正东方向，故B地所见太阳位于正东方；A位于B´的正西方向，故B´地所见太阳位于正西方 。
规律1：二分日，全球各地的日出日落方位除了南北两极点外均为从正东方向升起、从正西方向落下。
规律2：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；极昼地区，太阳正北升，正北落；北极点不升不落，顺时针
规律3：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；极昼地区，太阳正南升，正南落；南极点不升不落，逆时针
（2）正午太阳方位
关键在于判断当地与直射点的南北关系，把直射点看成正午太阳
直射点位于当地以南，正午太阳在正南；直射点位于当地，正午太阳在头顶；
直射点位于当地以北，正午太阳在正北。
太阳视运动图能反映当日的正午太阳高度，故要去求正午太阳高度
计算正午太阳高度的方法：Η=90°-当地与直射点的纬度差
太阳视运动画图：根据光照图或材料判断出日出、日落时太阳方位；根据当地纬度位置、日期判断正午时太阳方位；计算正午太阳高度；三点连曲线即成视运动轨迹。
（3）太阳周日视运动轨迹
出现极昼的地区(除极点)：一天内太阳不落到地面以下，正午12点时太阳高度最大，0点(24点)时太阳高度最小。因此若位于北半球，太阳升落方位均为正北；若位于南半球，太阳升落方位均位于正南。
极昼期间的极点：极昼期间的极点一天内太阳不落到地面以下，并且一天内太阳高度不变。在南极点看到太阳沿纬线自东向西（逆时针）水平移动；在北极点看到太阳沿纬线自东向西（顺时针）水平移动。
当极点处于极昼期时，全天24小时太阳高度角为恒值（不变），并且其太阳高度的大小取决于阳光直射点的纬度。运用正午太阳高度的计算公式（h＝90°－（90°－直射点的纬度）），可推知h＝直射点所在的纬度数，即极点太阳高度角的大小恰好等于阳光直射点的纬度。
（4）太阳周日视运动轨迹图——二维简图
依据“三点定轨迹”（日出方位、日落方位、正午太阳方位）方式绘制出的是太阳周日视运动的简图，
可把一天中的时间进行加载，6时太阳位于正东方向，18时位于正西方向。直射点位于正南正北时是12点，因此可以判断一天中该地任一地方时太阳的大致方位及物体影子朝向。
① 确定直射点所在半球，得出日出、日落方位：点北北升落，点南南升落(没有极昼极夜区)；点赤东升西落。
②判断正午12点的直射点是位于已知地区的正南还是正北：正午太阳直射点与正午太阳方位是一致的。
③ 确定三点（日出、日落、正午）后绘制轨迹。
（6）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，日出时影长最长，之后缩短，正午时最短，之后变长，日落时影子又最长，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。
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。
03 日晷
热播网剧《长安十二时辰》，在每集电视剧开头通过日晷来显示时间的变化。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。晷针垂直于太阳视运动的轨道平面，上端指向北极星方向。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。读图，完成下列小题。
1．《长安十二时辰》提到：“圣人诏令，自此刻起，直到次日巳时，长安城暂停宵禁，汝等无论来自何方何国，只需一次勘验入市，此后十二时辰内，皆可于坊间自由来往”。若上图为此次暂停宵禁期间的某时刻，则图示时刻为诏令颁布后（ ）
A．1小时B．2小时C．3小时D．4小时
2．若图示日晷仪由北京移至西安使用时，晷盘与地面的夹角应该（ ）
A．不变B．减小C．增大D．按日期做调整
【答案】1．B 2．C
【解析】1．由材料信息可知“十二时辰”开始于已时,结束于次日已时。由日晷信息显示,此时晷针投影在午时，而诏令颁布时间为巳时，中间相差刚好2小时，B正确；ACD错误。故选B。
2．北半球各地仰望北极星的仰角等于当地的地理纬度，又因为晷针指向北极星,垂直于晷盘,故晷盘与地面的夹角与当地地理纬度互余；北京纬度高于西安,则移到西安后该夹角应该增大，C正确；ABD错误。故选C。
【点睛】在北半球，北极星的高度角与当地地理纬度值相等。
知识点拨：
日晷就是指“太阳的影子”。所谓日晷，就是白天通过测日影定时间的仪器。
（1）日晷的分类
（2）日晷组成
日晷通常由铜制的指针（晷针）和石制的圆盘（晷面）组成。
晷面的正反两面刻画出12个大格，每个大格代表两个小时。分子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二时辰。
【思考】请说出右图中大致对应的现代时间。
分别是10：00 11：00 12：00
（3）判读
阳光或晷针投影在日晷北侧面上是夏半年（春分到秋分），南侧面上为冬半年（秋分到次年春分）。
①晷针与地平面的夹角即为当地纬度。
②晷面与地平面的倾角＝90°－当地纬度。
③晷针与晷面呈垂直关系。
（2022·广东卷）2021年10月16日，神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，将我国3名航天员顺利送入距离地表约400km的中国空间站。2022年4月16日，航天员安全返回地球。据此完成下面小题。
1．符合航天员驻留期间空间站绕太阳运动角速度大小变化的是（ ）
A．B．
C．D．
2．驻留期间，酒泉卫星发射中心发射塔与广州市区广州塔两地每天正午太阳高度的差值（ ）
A．先变大后变小B．先变小后变大C．持续不断变大D．始终保持不变
【答案】1．A 2．D
【解析】1．空间站绕地球在绕转，则地球与空间站构成一个天体系统，该天体系统绕太阳旋转，这样空间站绕太阳运动角速度大小变化也就是地球绕日公转角速度大小变化，在航天员驻留期间，地球绕日公转经过了近日点，近日点公转角速度较快，所以在10月16日到1月初，空间站绕太阳运动角速度在变快，1月初到4月16日空间站绕太阳运动角速度在变慢。故A正确，BCD错误。故答案选A。
2．正午太阳高度角为90°--所求点与直射点的纬度差值，在航天员驻留期间，两地始终都位于太阳直射点的以北，则两地与太阳直射点的距离变化始终一致，则两地正午太阳高度角的变化始终一致，保持不变，两地正午太阳高度角的变化始终为两地纬度之差。故选D。
【点睛】1月初地球公转至近日点附近，公转速度较快；7月初地球公转至远日点附近，公转速度较慢。
（2022·6月浙江选考）我国某中学生在学校附近通过天文观测，绘制出北极星光线与正午太阳光线之间夹角α的年变化曲线，下图为该曲线示意图。完成下面小题。
3．符合“昼变短，夜比昼长”条件的时段是（ ）
A．甲至乙B．乙至丙C．丙至丁D．丁至戊
【答案】3．D
【解析】根据所学知识可知，北极星光线与地面的夹角为当地的纬度，正午太阳高度在夏至日达到最大值，所以北半球北极星光线与正午太阳光线的夹角α，在夏至日达到最小值，冬至日达到最大值，根据图示信息可知，丙为夏至日，甲、戊为冬至日，乙为春分日，丁为秋分日，北半球符合“昼变短，夜比昼长”的是秋分日到冬至日，应是图中的丁至戊，D选项正确，ABC选项错误，所以选D。
（2021·山东卷）某日，小李在某地（110°E，40°N）广场游玩时，发现广场平面图中的指向标模糊不清（图a）。他通过观测广场石柱影子的长度和方向（图b），确定了平面图的指向标。据此完成下题。
4．该广场平面图的指向标应该是图c中的（ ）
A．①B．②C．③D．④
5．一周后的相同时刻，小李再次测量发现该石柱的影长变长，则第二次观测日期可能在（ ）
A．2月16日前后B．5月8日前后C．8月20日前后D．11月10日前后
【答案】4．B 5．C
【解析】4．该广场位于110°E，当北京时间12点10时，当地地方时为11点30分，太阳位于南偏东，影子朝北偏西方向，指向标为图中的②，B正确，A、C、D错。故选B。
5．该地位于40°N，太阳直射点位于赤道上时，该地正午太阳高度为50°，根据图中石柱高度和影长可算出此时太阳高度略大于60°，大于春分日的正午太阳高度50°，说明太阳直射点在北半球，2月16日和11月10日前后，太阳直射点在南半球，A、D可排除；影长变长，说明正午太阳高度减小，太阳直射点向南移，5月8日前后，太阳直射点向北移，B错；8月20日前后，太阳直射点向南移，正午影子变长，C正确。故选C。
（2021·天津卷）科考队在北极圈内某地进行科考时，于北京时间6月22日16时测得了当地一天中太阳高度的最小值为10°。完成下面6-7题。
6．该地的纬度为（ ）
A．83°26′NB．80°34′NC．76°34′ND．72°34′N
7．该地位于（ ）
A．欧洲北部B．亚洲西部C．亚洲东部D．北美北部
【答案】6．C 7．D
【解析】6．6月22日是夏至日，太阳直射点位于北回归线，该地为北极圈以内，有极昼，一天中最小太阳高度为10°，为0：00的太阳高度，此时北极圈上0：00的太阳高度0°，从而得出该地的纬度为北极圈以北10°，即76°34′N，故C项正确，ABD错误。故选C。
7．由材料可知，此时为6月22日（夏至日），北极圈及其以北地区出现极昼现象，因此该地出现一天中最小太阳高度时，地方时应为24时，而此时北京时间为16时，说明与北京所在时区相差八个时区，每时区经度相距15°，由此可得出该地经度约为120°W，选项中符合条件的只有北美北部。故A，B，C项错误，D项正确。故选D。
考点分布
考题统计
核心素养
命题趋势
公转速度
2022广东卷，7题，3分
综合思维：从时空综合的角度分析昼夜长短和正午太阳高度的时空变化规律、季节变化和五带分布等自然现象。
区域认知：根据纬度位置认识不同地区昼夜长短、正午太阳高度的特征。
地理实践力：观察日出日落方位，分析太阳能集热板、楼间距等实例与相关原理、规律的关系。
1.地球的公转运动的考点主要集中分布在昼夜长短变化、太阳高度角的变化和计算、影子长短的变化以及太阳的周日视运动等角度。
2.从地区的考频来看，地方卷由于选择题的增加，对地球运动内容的考察逐渐增加，在学习过程中，需要从梳理知识点的解读过程，结合情景材料进行分析。
昼夜长短
2022北京卷，11题，3分
2022天津卷，14题，3分
2021海南卷，17题，3分
正午太阳高度的变化
2022广东卷，8题，3分
2022浙江6月，19-20题，4分
2022海南卷，10-11题，6分
2021北京卷，4题，3分
太阳方位
2021浙江1月，19-20题，4分
2020天津卷，14-15题，6分
地点
地理坐标
日落时刻
新疆乌鲁木齐
44°N，88°E
20：00
江苏南京
32°N，119°E
x
春分日
夏至日
秋分日
冬至日
甲城市
64
87.5
64
40.5
乙城市
46
69.5
46
22.5
甲地
乙地
丙地
丁地
昼长
5小时30分
9小时09分
11小时25分
13小时56分
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