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昼夜长短的变化
第一部分 第二章 第2讲
课时11
高中地理大一轮
人教版
课程标准
结合实例，说明地球运动的地理意义。
学习目标
1.结合光照图，掌握昼夜长短的时空变化规律及计算。
2.学会运用地球公转的原理和规律分析日出日落方位等生活实例。
昼夜长短与昼弧、夜弧
晨昏线
夜弧
昼弧
1.划分
晨昏线把所经过的纬线分割成两部分，位于昼半球的部分叫昼弧，位于夜半球的部分叫夜弧。
昼夜长短与昼弧、夜弧
2.昼弧、夜弧的意义
昼弧和夜弧的长度，反映了该纬度地区昼夜的长短。
昼弧长于夜弧则昼长夜短；
昼弧等于夜弧则昼夜等长；
昼弧短于夜弧则昼短夜长。
昼夜长短的变化规律
思考：观察右图，归纳昼夜长短变化的规律。
赤道上
终年昼夜等长，均为12时
春分日和秋分日
全球各地昼夜等长
昼夜长短的变化规律
北半球状况(南半球相反)
昼 短 夜 长
昼 长 夜 短
春分
3·21
昼夜平分
昼夜平分
秋分
9·23
夏至
6·22
昼最长
昼最短
冬至
12·22
昼渐长
昼渐短
昼渐长
昼渐短
昼夜长短的变化规律
北半球状况(南半球相反)
时间 昼夜长短 分布规律 特殊节气
夏半年(自春分日至秋分日) 昼长夜短 纬度越高，昼越长，夜越短，北极地区有极昼 夏至日，北半球昼最长、夜最短，北极圈及其以北地区皆为极昼
冬半年(自秋分日至次年春分日) 昼短夜长 纬度越高，昼越短，夜越长，北极地区有极夜现象 冬至日，北半球昼最短，夜最长，北极圈及其以北地区到处出现极夜现象
昼夜长短三规律
1.昼夜长短分布——抓“直射点位置”
太阳直射点所在的半球位置决定昼夜长短状况。
太阳直射点位于哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且纬度越高昼越长
太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象
昼夜长短三规律
太阳直射点的南北移动方向决定昼长、夜长的变化趋势，纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。
太阳直射点向哪个方向(南、北)移动、哪个半球(南、北半球)就昼变长、夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大，变化区间为0～24小时。
2.昼夜长短变化——抓“移动方向”
昼夜长短三规律
3.极昼极夜范围——抓“直射点位置”
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
极夜的起始纬度
极昼的起始纬度
太阳直射点纬度
α
β
0°
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
昼长=昼弧/15°
夜长=夜弧/15°
120°
8小时
昼长
240°
16小时
夜长
L
昼长、夜长的计算方法
16小时
昼长
8小时
夜长
16小时
夜长
8小时
昼长
1.根据某纬线的昼弧或夜弧弧度计算
昼长=昼弧/15°
夜长=夜弧/15°
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昼长时数＝日落时间－日出时间。
昼长、夜长的计算方法
2.根据日出、日落的地方时计算
注：公式①②中日出、日落时间均为地方时，公式③中日出、日落时间统一标准即可。
昼长、夜长的计算方法
3.根据纬度的分布特点进行计算
16小时
昼长
8小时
夜长
16小时
夜长
8小时
昼长
①同一纬线上各地昼夜长短状况相同(同线等长)。
②南北半球纬度相同的两地：一地昼长＝另一地夜长；两地昼长和＝两地夜长和＝24小时。
昼长、夜长的计算方法
4.根据昼夜长短的时间对称特点进行计算
①关于冬至日、夏至日对称的两个日期(A与B、C与D)：昼长、夜长相等。
②关于春分日、秋分日对称的两个日期(B与C、D与E)：一个日期的昼长与另一个日期的夜长相等。
C与D
B与C
关键能力
提升
下图为某日某时刻太阳光照图，阴影部分为黑夜。
1.该日为北半球的______(节气)，太阳直射____________(纬度)。
夏至
23°26′N
如图为某日某时刻太阳光照图，阴影部分为黑夜。
2.在下图中绘制此刻全球昼夜分布状况(用阴影表示黑夜)。
答案　
如图为某日某时刻太阳光照图，阴影部分为黑夜。
3.简述该日北半球昼夜长短的分布规律。
答案　北半球昼最长，夜最短；纬度越高，昼越长，夜越短；北极圈及其以北地区出现极昼现象。
4.简述此后半年内北京市昼夜长短的变化规律。
答案　北京市昼渐短，夜渐长，并在冬至日时昼长达一年中最短，夜长达一年中最长。
(2023·海南地理)对日影和太阳高度变化的观测可以判断地理位置、地方时等要素。下面左图为“甲地某日日出至日落期间标杆的日影变化示意图”，当日影朝正北方向时，标杆长度与其日影长度相等。右图为“乙地同一日正午时刻的太阳高度示意图”。图中时间均为北京时间。据此完成1～2题。
1.观测当日
A.甲地昼长夜短 B.乙地昼短夜长
C.甲地昼长大于乙地 D.甲乙两地昼夜等长
√
高频考点
精练
读图可知，该日甲地太阳从正东升起，正西落下，昼夜平分；甲地正午日影朝北，说明太阳没有直射甲地。据此
可知，该日为春秋分日，太阳直射赤道，全球昼夜平分，甲乙两地昼夜等长。D正确，A、B、C错误，故选D。
(2023·海南地理)对日影和太阳高度变化的观测可以判断地理位置、地方时等要素。下面左图为“甲地某日日出至日落期间标杆的日影变化示意图”，当日影朝正北方向时，标杆长度与其日影长度相等。右图为“乙地同一日正午时刻的太阳高度示意图”。图中时间均为北京时间。据此完成1～2题。
2.甲地位于乙地
A.东南 B.西南
C.东北 D.西北
√
该日是二分日，太阳直射赤道，正午时太阳均位于甲、乙两地的南方，说明甲、乙两地均位于北半球。正午时
标杆长度与其日影长度相等，则甲地该日正午太阳高度为45°，乙地该日正午太阳高度为30°，故甲地位于乙地南方。甲地该日日出时刻为北京时间5：40，地方时为6：00，求得甲地经度为125°E；乙地正午时北京时间是12：20，求得乙地经度为115°E，故甲地位于乙地东方。综上所述，甲地位于乙地东南方向，选A。
(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3～4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
√
北极星光线与地面的夹角为当地的地理纬度，对北回归线以北地区来说，正午太阳光线来自南方，正午太阳高度在夏至日达到最大值，则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。据图示信息判断，丙为夏至日，甲、戊为冬至日，乙为春分日，丁为秋分日。符合北半球“昼变短，夜比昼长”的是“太阳直射点在南半球，正在向南移动”，即秋分日到冬至日，是图中的丁至戊，选D。
A.① B.② C.③ D.④
(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3～4题。
4.丙日，对应的北极星光线和正午太阳光线位置
关系正确的是
√
图中有三个角度，北极星与地面的夹角是当地的地理纬度，正午太阳光线与地面的夹角代表正午太阳高度，因丙为夏至日，太阳直射点位于北回归线，可以逐个选项计算即可得出正确
答案。20°N夏至日的正午太阳高度为86.5°，①错误；②图中北极星光线与地面的夹角为58°，我国最北端纬度位置约为53°N，②错误；③图位于36°N，正午太阳高度是77.5°，③正确；30°N的正午太阳高度是 83.5°，④错误。故选C。
课时精练
对一对
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C B B C B D A B
题号 9 10 11 12 13 14 15 16
答案 B B D C D C D C
(2024·山西运城期末)北京时间2022年11月22日7：14，河北某中学张老师(居住地经度约115°E)开车行驶在上班路上，正好看到公路前方的太阳从地平线升起(如图)。据此完成1～2题。
1.当天，该地的昼长约为
A.9小时12分 B.9小时14分
C.10小时12分 D.10小时14分
√
张老师居住地的经度约为115°E，与120°E相差5°，即当地地方时比北京时间(120°E的地方时)晚约20分钟。当北京时间7：14日出时，该地日出地方时约为6：54，根据昼长＝(12－日出地方时)×2，计算出当天的昼长约为10小时12分，C正确。
(2024·山西运城期末)北京时间2022年11月22日7：14，河北某中学张老师(居住地经度约115°E)开车行驶在上班路上，正好看到公路前方的太阳从地平线升起(如图)。据此完成1～2题。
2.一个星期之后，张老师仍然于7：14行驶在这一条上班的路上，可能看到
A.太阳悬在公路的上空
B.日出前的朝霞满天
C.夜色似黑幕笼罩大地
D.北极星在天空闪烁　
√
一个星期之后即11月29日，当地昼变短，夜变长，日出时间延后。同样是7：14，在公路前方已看不到太阳，只能看到太阳即将升起前大气散射太阳光产生的霞光，B正确，A、C错误；
11月太阳直射点位于南半球，日出东南，上班路上朝向东南行驶，看不见北极星，D错误。
我国某中学学生在校园进行地理实践活动。该日6：32(北京时间，下同)看到日出，广场旗杆影子在14：21为一天中最短。而该日杭州市(30°N,120°E)日出时间为4：58。完成3～4题。
3.该中学位于杭州市的
A.东北 B.西北 C.东南 D.西南
√
该中学广场旗杆影子14：21最短，说明此时为该中学地方时12：00，与北京时间(120°E的地方时)相差2小时21分钟，推知该中学所在经度约为85°E，从东西方向看位于杭州市西方；杭州市的日出时间为4：58，说明此时为夏半年(春秋分日杭州市日出时间为6：00)，纬度越高，白昼时间越长，该中学日出时间为6：32，可推算出其日出的地方时为4：11，日出地方时比杭州市早，白昼时间较长，纬度更高，从南北方向看，位于杭州市北方，所以该中学位于杭州市的西北，B正确。
我国某中学学生在校园进行地理实践活动。该日6：32(北京时间，下同)看到日出，广场旗杆影子在14：21为一天中最短。而该日杭州市(30°N,120°E)日出时间为4：58。完成3～4题。
4.该日，该中学日落时间约为
A.18：32 B.19：28 C.22：09 D.23：08
√
根据上题可知，该日该中学日出地方时为4：11，则日落地方时为19：49，日落时北京时间为19：49＋2：21，约为22：10，C正确。
(2024·山东烟台模拟)太阳中心点在地平线下0～6°时，期间天空微亮，地面微明，被称为“民用曙暮光”。一位摄影爱好者某天19：28在成都平原某地(30.5°N，104°E)正好拍摄到民用昏影终时的照片。据此完成5～6题。
5.拍摄当日，该地的昼长约为
A.11小时12分 B.12小时
C.14小时08分 D.14小时56分
√
太阳周日运动360°大约需要24小时，即太阳平均每小时移动15°。曙暮光出现在太阳位于地平线以下0～6°这段时间，太阳运行
6°需要的时间为24分钟，19：28(北京时间)在成都平原某地(30.5°N,104°E)正好拍摄到民用昏影终时的照片，表明大约19：04(北京时间)日落，当地时间比北京时间晚1小时4分钟，所以当地当日于地方时18：00日落，昼长为12小时。故选B。
(2024·山东烟台模拟)太阳中心点在地平线下0～6°时，期间天空微亮，地面微明，被称为“民用曙暮光”。一位摄影爱好者某天19：28在成都平原某地(30.5°N，104°E)正好拍摄到民用昏影终时的照片。据此完成5～6题。
6.当日该地出现“民用晨光始”的时间约是
A.4：08 B.4：32
C.5：36 D.6：40
√
结合上题，该日于地方时18：00日落，则地方时6：00日出，此时北京时间为7：04，太
阳运行6°需要的时间为24分钟，所以出现“民用晨光始”的时间大约为北京时间6：40。故选D。
(2024·江苏苏北七市模拟)如图为我国某中学生在手机软件上查询到的“当地实时太阳位置与日出日落相关信息图”。读图回答7～9题。
7.图中被方框遮挡的月份是
A.3月 B.6月 C.9月 D.12月
√
经计算，该地昼长为12小时22分钟，说明该日太阳直射点在北半球且靠近赤道，结合选项可知3月28日符合，选A。
(2024·江苏苏北七市模拟)如图为我国某中学生在手机软件上查询到的“当地实时太阳位置与日出日落相关信息图”。读图回答7～9题。
8.该同学所在地最可能是
A.北京 B.上海
C.成都 D.拉萨
√
由上题可知，昼长为12小时22分钟，可计算得出日出地方时为5：49，日出时北京时间为5：48，求出该地经度约为120°E，最可能是上海，选B。
(2024·江苏苏北七市模拟)如图为我国某中学生在手机软件上查询到的“当地实时太阳位置与日出日落相关信息图”。读图回答7～9题。
9.该时刻可能是北京时间
A.7：00 B.10：00
C.12：00 D.15：00
√
此时太阳方位为东偏南39.4°，说明该时刻为上半天，排除C、D；
此时太阳高度角为50.06°，太阳高度角较大，说明日出后已经有一段时间，最可能是10：00，选B。
(2024·安徽皖东名校联盟体质检)北京时间2023年8月5日18：42，家住S市(30°N,112°E)的张先生下班途中在车上拍下如图1的照片，发现太阳光线从车辆的右后方照射过来。S市一年中昼长最大差值为3小时52分钟。图2为“S市全年M值变化曲线图”(设昼长为X小时，夜长为Y小时，X－Y＝M)。据此完成10～12题。
10.据图1推测车辆大致行驶方向是
A.向东 B.向南
C.向西 D.向北
√
北京时间2023年8月5日18：42时，112°E的地方时为18：10，此时太阳大致从偏西方向照射过来，据材料可知，太阳光线是从车辆行驶方向的右后方照射进车内，因此判断车辆的大致行驶方向为向南。故选B。
(2024·安徽皖东名校联盟体质检)北京时间2023年8月5日18：42，家住S市(30°N,112°E)的张先生下班途中在车上拍下如图1的照片，发现太阳光线从车辆的右后方照射过来。S市一年中昼长最大差值为3小时52分钟。图2为“S市全年M值变化曲线图”(设昼长为X小时，夜长为Y小时，X－Y＝M)。据此完成10～12题。
11.S市的最短昼长为
A.7小时20分钟 B.8小时16分钟
C.9小时42分钟 D.10小时4分钟
√
设昼长最大为a，则最小昼长为24－a，根据S市一年中昼长最大差值为3小时52分钟可以算出a为13小时56分钟，则最短昼长为10小时4分钟。故选D。
(2024·安徽皖东名校联盟体质检)北京时间2023年8月5日18：42，家住S市(30°N,112°E)的张先生下班途中在车上拍下如图1的照片，发现太阳光线从车辆的右后方照射过来。S市一年中昼长最大差值为3小时52分钟。图2为“S市全年M值变化曲线图”(设昼长为X小时，夜长为Y小时，X－Y＝M)。据此完成10～12题。
12.据图2判断，③至④期间，S市昼夜长短情况是
A.昼长夜短，昼渐长
B.昼长夜短，昼渐短
C.昼短夜长，昼渐短
D.昼短夜长，昼渐长
√
据M值变化曲线图可知，①为春分，②为夏至，③为秋分，④为冬至，③至④期间为秋分至冬至期间，太阳直射点位于南半球并向南移动，所以S市昼短夜长，昼渐短。故选C。
(2025·浙江杭州期末)日出景观始终是摄影爱好者拍摄的热点素材。在一次摄影作品展览中，同时展出了我国甲、乙两地在二至日的日出作品，作品中显示两地冬至日日出时间相同，而夏至日日出时间却差别很大(拍摄时间均为北京时间)。据此完成13～14题。
13.甲地位于乙地的
A.东北 B.东南
C.西北 D.西南
√
两地均位于冬至日某一时刻的晨线上，日出时间相同(7：12)，冬至日晨线呈东北—西南走向。夏至日太
阳直射点位于北回归线，我国各地纬度越高，日出时间越早，故甲地位于乙地南方。综上所述，甲地应在乙地西南方向，D正确。
(2025·浙江杭州期末)日出景观始终是摄影爱好者拍摄的热点素材。在一次摄影作品展览中，同时展出了我国甲、乙两地在二至日的日出作品，作品中显示两地冬至日日出时间相同，而夏至日日出时间却差别很大(拍摄时间均为北京时间)。据此完成13～14题。
14.冬至日乙地日落比甲地早
A.18分钟 B.36分钟
C.72分钟 D.108分钟
√
图示为北京时间，即120°E的地方时。由夏至日、冬至日日出时间，可计算二分日日出时间(地方时6时)，
甲地为北京时间6：12，乙地为北京时间5：36。由此可知，甲地冬至日日出地方时应为7时(7：12－12分钟)，日落地方时为17时，即北京时间17时12分；乙地冬至日日出地方时应为7：36(7：12＋24分钟)，日落地方时为16：24，即北京时间16时。故冬至日乙地日落比甲地早1小时12分钟，即72分钟，故选C。
小明和小华分别住在我国不同的省会城市，他们利用手机查询获得当地二至日日出时间和夏至日正午太阳高度，并将所得数据整理成下表(表中时间为北京时间)。完成15～16题。
15.小明和小华所在地区的纬度
差约为
A.30° B.25°
C.20° D.15°
√
冬至日日出时间 夏至日日出时间 夏至日正午太阳高度
小明 8：47 6：57 83°34′
小华 7：11 3：43 68°34′
两人均居住在北半球，依据两地纬度差等于两地正午太阳高度差可知，两人所在地区的纬度差约为83°34′－68°34′＝15°，D正确。
冬至日日出时间 夏至日日出时间 夏至日正午太阳高度
小明 8：47 6：57 83°34′
小华 7：11 3：43 68°34′
小明和小华分别住在我国不同的省会城市，他们利用手机查询获得当地二至日日出时间和夏至日正午太阳高度，并将所得数据整理成下表(表中时间为北京时间)。完成15～16题。
16.小华所在地区夏至日的昼长大约是
A.13小时32分
B.14小时48分
C.15小时28分
D.16小时34分
√
冬至日日出时间 夏至日日出时间 夏至日正午太阳高度
小明 8：47 6：57 83°34′
小华 7：11 3：43 68°34′
根据二至日日出时间关于二分日日出时间对称，可推知小华所在地区二分日日出时间为(7：11＋3：43)/2，即二分日日出时间为北京时间
5：27，进而推知夏至日日出比二分日日出提前了1小时44分，故夏至日昼长比二分日多3小时28分，选C。
冬至日日出时间 夏至日日出时间 夏至日正午太阳高度
小明 8：47 6：57 83°34′
小华 7：11 3：43 68°34′

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