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第二节　地球的公转
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课标要求 素养目标
结合实例,说明地球公转的地理意义 1.区域认知:了解地球公转的方向、轨道、速度和周期,理解黄赤交角及其影响。 2.综合思维:运用太阳直射点的回归运动分析正午太阳高度、昼夜长短变化的原因。熟练掌握正午太阳高度和昼夜长短变化的规律,提高判读光照图的能力。 3.人地协调观:培养通过日常地理现象探究地理原理的意识,树立正确的宇宙观。 4.地理实践力:学会运用地球公转的地理意义解决生活中太阳能热水器安装、楼间距(楼高)等实际问题
一、地球公转
1.地球公转的轨道及其图示
结合上图可知:
(1)地球绕日公转的轨道是一个近似正圆的椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。
(2)地球公转的方向是自 向 ,从北极上空看呈 时针,从南极上空看呈 时针。
(3)地球绕日公转的过程中速度并不均匀,近日点( 月初)较快,远日点( 月初)较慢。
2.地球公转的周期:地球公转的周期为 年,为 日 时 分 秒,即一个恒星年。
二、黄赤交角及其影响
1.黄赤交角的含义
黄赤交角是过地心并与地轴垂直的平面(赤道面)和地球公转轨道平面(黄道面)之间的夹角。目前的黄赤交角约 ,地轴与黄道面的夹角约66.5°。
2.黄赤交角的影响
黄赤交角的存在导致地球公转过程中太阳直射点在南北回归线之间的往返运动,称为太阳直射点的回归运动,其运动周期为 秒,叫作一个回归年。图表分析
如下。
时间 太阳直射 点位置 移动方向
3月21日前后至6月22日前后 北半球 向北移动
6月22日前后至9月23日前后 向南移动
9月23日前后至12月22日前后 南半球
12月22日前后至次年3月21日前后 向北移动
[思考1] 如果没有黄赤交角,地球会发生哪些变化
三、地球公转的地理意义
(一)正午太阳高度的变化
1.太阳高度
(1)概念: 与地平面之间的夹角(即太阳在当地的仰角),叫作太阳高度角,简称太阳高度。
(2)大小:在太阳直射点上,太阳高度为 ;在晨昏线(圈)上,太阳高度为 。
(3)正午太阳高度:一天中太阳高度最大值出现在 ,称为正午太阳高度。
2.正午太阳高度的变化规律(以北半球为例)
同一时刻,正午太阳高度由 所在纬度向南北两侧递减。具体变化如表所示。
节气 太阳直射 点位置 纬度变化 达最大值 的地区 达最小值 的地区
夏至 北回归线 由北回归线向南北两侧递减 及其以北各纬度 半球各纬度
冬至 南回 归线 由南回归线向南北两侧递减 及其以南各纬度 半球各纬度
春分日和 秋分日 赤道 由赤道向南北两侧递减 南北两极点
(二)昼夜长短的变化
1.昼夜长短与昼弧和夜弧的长度有关
地球自转一周,若所经历的昼弧长于夜弧,则昼长夜短;反之,则昼短夜长。赤道上终年昼夜等长。
2.变化规律
时间 变化特点 重要节气
北半球各纬度 ,纬度越高,昼越长,夜越短 夏至日,北半球各纬度昼长达到一年中的最大值,北极四周出现 现象,范围达到最大(图1)
北半球各纬度 ,纬度越高,昼越短,夜越长 冬至日,北半球各纬度昼长达到一年中的最小值,北极四周出现 现象,范围达到最大(图3)
春分日和 秋分日 全球各地 等长,各为12时 秋分日、春分日(图2)
(三)四季的更替
1.四季更替的表现
一年中正午太阳高度和昼夜长短的季节变化。
2.四季的划分
(1)天文四季。
夏季:一年中正午太阳高度 、白昼 的季节。
冬季:一年中正午太阳高度 、白昼 的季节。
春秋两季:冬夏两季的过渡季节。
(2)气候四季:北温带国家多把 月确定为春季,6、7、8月确定为夏季,9、10、11月确定为秋季, 月和次年 月确定为冬季。南半球与北半球的季节恰好相反。
[思考2] 全球所有的地方都有四季更替吗
探究一　地球公转及黄赤交角
【情境探究】
小　至
[唐]杜甫
天时人事日相催,冬至阳生春又来。
刺绣五纹添弱线,吹葭六琯动浮灰。
岸容待腊将舒柳,山意冲寒欲放梅。
云物不殊乡国异,教儿且覆掌中杯。
(1)冬至时,太阳直射的纬度是多少
(2)诗中为什么说“冬至阳生”
【典型例题】
　　　第24届冬季奥林匹克运动会于2022年2月4日—20日在我国北京举行。据此回答(1)~(3)题。
(1)北京冬奥会开幕时,地球的公转位置最接近图中的(　　)
A.a B.b C.c D.d
(2)地球公转到图中四点时,速度最快的是(　　)
A.a B.b C.c D.d
(3)北京冬奥会期间,太阳直射点位置及其移动方向是(　　)
A.南半球　一直北移
B.北半球　一直南移
C.南半球　先向北移后向南移
D.南半球　先向南移后向北移
思路点拨:第(1)题,根据图中信息可知,左侧光照图为夏至日,右侧光照图为冬至日,上、下两幅光照图分别是春分日和秋分日。北京冬奥会在2月份举行,地球的公转位置最可能接近图中的d点。第(2)题,当地球公转到近日点(1月初)时,公转速度最快,由此分析,公转速度最快的是c点。第(3)题,由太阳直射点的位置和移动规律可知,2月4日—20日,太阳直射南半球,且太阳直射点一直北移。
【要点归纳】
1.公转示意图的判读技巧
(1)图示理解地球公转与二分二至日的关系。
(2)判断二分二至的方法。
①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。
②看地轴的指向:“左倾左冬,右倾右冬”,即地轴向左倾斜,左面为冬至日,向右倾斜,右面为冬至日。
③看太阳直射点的位置:连接太阳光线与地心,可以看出太阳直射点所在的半球。
④确定了二至日后,结合地球公转的方向即可判断春分日和秋分日。
2.黄赤交角的特征及变化
(1)黄赤交角的特征(可简记为“两个变,三个基本不变”)。
特征 含义 体现区域
两个变 黄道面与赤道面的交线 地球的公转过程中
地轴与太阳光线的相对位置
三个基 本不变 地轴的空间指向,北极始终指向北极星附近
黄赤交角的大小,基本保持23.5°
地球的运动方向
(2)黄赤交角的变化及影响。
影响的方面 黄赤交角变大(小)
太阳直射范围 扩大(缩小)
极昼和极夜现象范围 扩大(缩小)
五带的范围 热带和寒带的范围扩大(缩小)、温带的范围缩小(扩大)
正午太阳高度的年变化 年变化幅度增大(减小)
影响的方面 黄赤交角变大(小)
昼夜长短的年变化 年变化幅度增大(减小)(赤道与寒带除外)
季节的变化 变化明显(不明显)
1.五带的成因
2.图表示意五带的划分
温度带 特征 原因
热带 长夏 无冬 昼夜长短变化不大,正午太阳高度终年较大,全年获得太阳热量最多
温带 四季更替明显 正午太阳高度变化幅度很大,昼夜长短变化也较大,且同时达到极值,获得的太阳热量变化最大
寒带 全年 皆冬 昼夜长短变化很大,全年正午太阳高度很小,获得的太阳辐射能很少
探究二　正午太阳高度的变化
【情境探究】
　　圭表是我国古代劳动人民用于测量时间的仪器,圭是平放的尺,表为直立的标杆,圭与表垂直且固定。古人通过测量当地正午的日影长度以定节令。安徽省合肥市某中学生利用自制的圭表模型(如图所示)在校园内观测一年内正午日影的变化。图中圭上的黑点表示二分二至日正午表影端点的位置。
(1)学生利用圭表测量正午日影时,表影位于表的哪个方位
(2)学生测得表影端点位于M位置时,说出此时的节气。
(3)圭表上,冬季和夏季正午时太阳的位置及日影长度有什么不同吗
【典型例题】
　　　杭州(30°N)某同学对传统的太阳能热水器进行改造设计(如图):将太阳能热水器集热板装在一个大玻璃箱里,并将热水器的支架改造成活动形式,正午太阳高度角与集热板和地面的夹角保持互余。据此回答(1)~(3)题。
(1)12月22日前后,杭州的节气及正午太阳高度为(　　)
A.正值夏至　正午太阳高度为83.5°
B.正值春分　正午太阳高度为60°
C.正值冬至　正午太阳高度为36.5°
D.正值夏至　正午太阳高度为90°
(2)为了充分利用太阳能,尽可能使一年内正午太阳光线与集热板保持垂直,结合二分二至日正午太阳高度角,则集热板与地面夹角的调整幅度为(　　)
A.23.5° B.30° C.47° D.60°
(3)一年中,活动支架最矮的日期是(　　)
A.春分日 B.夏至日 C.秋分日 D.冬至日
思路点拨:第(1)题,春分日、秋分日时太阳直射赤道,夏至日时太阳直射北回归线,冬至日时太阳直射南回归线。12月22日前后太阳直射南回归线,杭州正值冬至,正午太阳高度是90°-(30°+23.5°)=36.5°。第(2)题,杭州正午太阳高度的变化幅度为47°,所以太阳能集热板与地面夹角的调整幅度为47°。第(3)题,一年中,活动支架最矮的日期为正午太阳高度最大的日期,即北半球的夏至日。
【要点归纳】
1.太阳高度和正午太阳高度的区别
太阳光线与地平面之间的夹角,叫作太阳高度角,简称太阳高度(如图1所示)。一天中太阳高度最大值出现在正午,称为正午太阳高度(如图2所示)。
　　　 图1　　　　　　　　　图2
(1)太阳高度一般具有日变化,最高点的地方时为12时;有极昼的最低点的地方时为24时。
(2)日出、日落时太阳高度为零,但并不表示其地方时为6时或18时。极点的太阳高度=太阳直射点的纬度。
(3)一天中太阳高度最大值为正午太阳高度,指示方向为正南或正北。
(4)正午太阳高度一般具有年变化。太阳直射点离当地最近时最大,靠近时变大,远离时
变小。
2.正午太阳高度的计算
公式:H=90°-两点纬度差。
说明:“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则,即两点同在北(南)半球,则两点纬度“大数减小数”;两点分属南北不同半球,则两点纬度相加。如图所示:
当太阳直射B点(10°N)时,A点(40°N)正午太阳高度是:H1=90°-AB纬度差=90°-(40°-10°)=
60°,C点(23.5°S)正午太阳高度是:H2=90°-BC纬度差=90°-(10°+23.5°)=56.5°。
(1)只要知道太阳直射点纬度、某地的纬度、某地的正午太阳高度中的任意两个数,即可求第三个数。
(2)纬度差的计算是正午太阳高度计算的关键,同一半球相减,不同半球相加。
(3)两地位于太阳直射点同一侧时,两地之间的纬度差等于两地的正午太阳高度角之差。
3.正午太阳高度的变化规律
(1)正午太阳高度的季节变化规律。
北回归线及其以北地区 一年有一次最大值(6月22日前后),一次最小值(12月22日前后)
南回归线及其以南地区 一年有一次最大值(12月22日前后),一次最小值(6月22日前后)
南北回归线之间(除赤道外) 一年有两次最大值(太阳直射时最大),一次最小值(南半球出现在6月22日前后、北半球出现在12月22日前后)
赤道地区 一年有两次最大值(春分日、秋分日)、两次最小值(夏至日、冬至日)
递变规律 来增去减(直射点向本地所在纬线移来,则正午太阳高度增大,移去则减小)
(2)正午太阳高度的年变化规律。
南、北回 归线之间 纬度越高,正午太阳高度变化幅度越大(由23.5°增大到47°),赤道上为23.5°,回归线上为47°
回归线至 极圈之间 各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为47°)
极圈以 内地区 纬度越高,正午太阳高度变化幅度越小(由47°减小到23.5°),极圈上为47°,极点上为23.5°
(3)正午太阳高度的变化幅度。
①赤道地区和南、北两极地区的年正午太阳高度最大差值均为23.5°。
②0°纬线到南、北纬23.5°之间的地区(或热带地区),年正午太阳高度最大差值从23.5°增大到47°。
③南、北纬23.5°到南、北纬66.5°之间的地区(或南、北温带),年正午太阳高度最大差值均为47°。
④南、北纬66.5°至极点之间的地区(或南、北寒带),年正午太阳高度最大差值从47°减小到23.5°。
4.正午太阳高度的应用
(1)确定地方时。
当某地太阳高度达一天中的最大值时,此时日影最短,当地的地方时是12时。
(2)确定房屋的朝向。
在北回归线以北地区,正午太阳位于南方,房屋朝南;在南回归线以南地区,正午太阳位于北方,房屋朝北。
(3)判断日影长短及方向。
太阳高度越大,日影越短;太阳高度越小,日影越长。一天中日影的变化规律是:日影方向与太阳方位相反。
日出最长正午最短日落最长
(4)确定当地的地理纬度。
纬度差多少度,正午太阳高度就差多少度。根据某地某日(二分二至日)的正午太阳高度,可判断该地区的地理纬度。
(5)确定楼间距、楼高。
为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。如图,以我国为例,南楼高度为h,该地冬至日时正午太阳高度为H,则最小楼间距L为hcotH。
(6)太阳能热水器的倾角调整。
为了更好地利用太阳能,应不断调整太阳能热水器受热板与楼顶平面之间的倾角,使太阳光线与受热板成直角。其倾角和正午太阳高度角的关系为α+h=90°,太阳能热水器的安装倾角=两点纬度差(当地纬度和太阳直射点纬度的差值)。如下图:
5.太阳周日视运动与日出日落
地点 图示 总结
赤道及 热带 ①在二分日时,太阳直射赤道,全球各地太阳正东升,正西落(极点除外); ②太阳直射点位于北半球,全球各地太阳东北升,西北落,而且纬度越高,太阳升落的方位越偏北(极点和出现极昼、极夜的地方除外); ③太阳直射点位于南半球,全球各地太阳东南升,西南落,纬度越高,太阳升落的方位越偏南(极点和出现极昼、极夜的地方除外); ④就某一地点而言,在太阳直射点向北运动期间,太阳升落的方位将日渐偏北;反之则日渐偏南; ⑤南北极点上,太阳高度在一天中不变,即太阳周日视运动轨迹总是与极点的地平圈平行
北(南)温带 北回归线与北极圈之间的地区　南回归线与南极圈之间的地区
北(南)极 圈内
北(南)极点
探究三　昼夜长短的变化
【情境探究】
一位摄影爱好者在我国某山拍摄日出照片,下面是他在不同时间拍摄的两张照片。
(1)说出从左图到右图期间该山昼夜长短的变化规律。
(2)计算该地这两天的昼长。
(3)推测该山的经度可能是多少。
【典型例题】
　　　(浙江嘉兴高三基础测试)某地理老师于2023年5月11日在我国某地(37°N,122°E)观看了一次海上日出,并用手机拍摄了照片(下图)。据此回答(1)~(2)题。
(1)下列城市中,在该老师拍摄此照片时,下列最接近日出的是(　　)
A.沈阳(41°N,123°E) B.北京(40°N,116°E)
C.济南(36°N,117°E) D.长春(44°N,125°E)
(2)此日后3个月内(　　)
A.晨昏线与经线的夹角先变小后变大
B.同一地点日出日落的方位逐渐向南偏移
C.北极点午夜太阳高度先变小后变大
D.在同一地点、时间、方位再次看到日出
思路点拨:第(1)题,结合材料可知,该地(37°N,122°E)正值日出;5月11日太阳直射点在北半球,纬度越高,昼长越长,日出越早,因此沈阳(41°N,123°E)和长春(44°N,125°E)纬度高于当地,且在该地的东部,日出地方时更早,故排除A、D;北京的纬度比较高,日出时间比当地早,但经度靠西,所以当地日出时,北京更接近日出,B正确;济南纬度较当地低,昼长相对较短,日出较晚,且济南经度比当地更靠西,当地日出时,济南还未日出,C错误。第(2)题,此时为
5月11日,此日后3个月内,太阳直射点逐渐向北,再向南。晨昏线与经线的夹角先变大再变小,A排除;同一地点日出日落方位先偏北再偏南,B排除;随着太阳直射点先北移再南移,北极点午夜的太阳高度先变大,再变小,C排除;大约再过42天后,太阳会直射同一地点,故能在同一地点、时间、方位再次看到日出,D正确。
【要点归纳】
1.昼夜长短的计算方法
(1)根据昼弧、夜弧求昼长、夜长(昼弧、夜弧的长短反映昼夜长短)。
晨昏线把所有经过的纬线分割成昼弧和夜弧两部分。若昼弧等于夜弧,则昼夜平分;若昼弧大于夜弧,则昼长夜短;若昼弧小于夜弧,则昼短夜长。
昼长时数=
(2)根据日出、日落时间求昼长、夜长。
昼长=日落时间-日出时间=(正午12时-日出时间)×2=(日落时间-正午12时)×2
夜长=24时-昼长=(24时-日落时间)×2=(日出时间-0时)×2
(3)根据相关性计算。
①相同纬度地区昼长相同。
②分别位于南、北半球但纬度数相同的两地,一地的昼长等于另一半球同纬度地区的夜长。若40°N地区的昼长是15小时,则40°S地区的夜长为15小时。
2.昼夜长短的变化
黄赤交角的存在,使得地球在运动过程中,除赤道以外的其他地方,昼夜长短都在变化。具体情况如图所示(以北半球为例):
(1)昼夜长短的季节变化。
(2)昼夜长短的纬度变化。
3.昼夜长短及变化的判断方法
(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。太阳直射点在哪个半球,哪个半球就昼长夜短,且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。如图所示:
太阳直射点位置、日出、日落时刻与昼夜长短的对应关系见下表:
太阳 直射 点位置 日出 (地方时) 日落 (地方时) 昼夜长短
北半球 北半球早于 6时日出; 南半球晚于 6时日出 北半球晚于 18时日落; 南半球早于 18时日落 北半球昼 长夜短; 南半球昼 短夜长
赤道 6时日出 18时日落 全球昼夜等长
南半球 北半球晚于 6时日出; 南半球早于 6时日出 北半球早于 18时日落; 南半球晚于 18时日落 北半球昼 短夜长; 南半球 昼长夜短
(2)昼夜长短变化——抓“移动方向”。
此处的“移动方向”主要是指太阳直射点的移动方向,它决定昼长、夜长的变化趋势,纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。太阳直射点向哪个半球移动,哪个半球就昼变长、夜变短,且纬度越高,昼夜长短变化幅度越大。如图所示:
素养测练1　地球公转、黄赤交角及其影响和四季的更替
　　读地球公转速度随月份变化图(图1)及地球公转轨道图(图2),回答1~2题。
　　　　 图1　　　　　　　　　图2
1.当地球公转速度为图1中N点时,地球位于图2中公转轨道的(　　)
A.甲点附近 B.乙点附近
C.丙点附近 D.丁点附近
2.当地球在公转轨道上位于图2中甲点时(　　)
A.北京正值高温多雨季节
B.太阳黑子数达一年中最大值
C.地球自转角速度加快
D.地球公转速度较其他三点快
　　下图为黄赤交角示意图(图中PQ为地轴,MN为黄道面)。据此回答3~5题。
3.角②的度数是(　　)
A.23.5° B.47° C.66.5° D.43°
4.在太阳直射点由H移至N的过程中,下列说法中正确的是(　　)
A.北半球正午太阳高度变大
B.地球公转速度不断减小
C.极昼范围扩大,极夜范围缩小
D.南半球各地昼渐长、夜渐短
5.如果黄赤交角增大1°,那么地球上五带范围的变化是(　　)
A.北寒带范围扩大1°
B.南温带范围缩小1°
C.热带范围扩大1°
D.各带范围不变
　　(浙江嘉兴高二校联考期中)2023年5月20日某时刻,在我国南海某海域有两艘均向正北方向航行的渔政船,两艘船的中国海员同时看到太阳位于海平面上。图1表示此时刻渔政船的地理位置,图2表示地球公转轨道示意图。据此回答6~7题。
　　　　 图1　　　　　　　　　　　图2
6.该日,地球在公转轨道上的位置接近图2中的(　　)
A.① B.② C.③ D.④
7.推测该时刻的北京时间是(　　)
A.5:30 B.6:00
C.18:00 D.18:30
8.日地距平比=(实际日地距离-日地平均距离)/日地平均距离,它反映日地距离的变化情况。下图示意日地距平比随时间的变化规律。日地距平比由m变至n期间,下列说法可信的是(　　)
A.太阳直射点一直向南移动
B.地球公转速度逐渐变慢
C.巴西高原由旱季过渡到雨季
D.海口昼长先变长后变短
　　三伏是我国华北地区一年中最炎热的时期,时长为三十天或者四十天。三伏大约在公历的7月中旬至8月中旬。初伏从夏至日后第三个庚日开始。中伏从夏至日后的第四个庚日开始。末伏为10天,从立秋后的第一个庚日开始,是三伏天中的最后一伏,俗称“秋老虎”。(在中国古代的干支计时历法中,甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸被称为“十天干”。庚日,即为按照干支计时法,当日计时带有“庚”字,庚日每十天重复一次)。据此回答9~10题。
9.资料显示,2021年6月21日为夏至日后第一个庚日,该年8月7日为立秋,则2021年三伏天数及三伏结束时太阳直射点的位置分别为(　　)
A.30天　8°N B.40天　9°N
C.40天　8°N D.30天　9°N
10.三伏天时,华北地区天气炎热的最主要原因是(　　)
A.太阳高度角大,白昼长
B.雨天多,空气湿度大
C.受副热带高气压带控制,多晴朗天气
D.全球变暖,升温异常
10日—8月19日,所以2021年三伏天数为40天。南、北回归线的纬度为23.5°,太阳直射点在其间移动,一年的时间(365天)移动一个来回,也就是23.5°×4=94°,平均每天移动94°/365≈0.257 5°。从8月20日—9月23日,共35天,0.257 5°×35=9.012 5°,所以此时太阳直射点大约位于9°N的位置。故选B。第10题,三伏天时,华北地区太阳高度角大,白昼长,是华北地区天气炎热的最主要原因,A正确;雨天多,空气湿度大会缓解炎热程度,B错误;
7月中旬,长江中下游地区受副热带高气压带控制,但8月,华北地区进入雨季,C错误;全球变暖,升温异常不具有说服力,D错误。
　　下图中A平面为黄道面,B平面为赤道面。据此回答11~12题。
11.当太阳直射点位于P点时,北半球的节气应是(　　)
A.春分 B.夏至 C.秋分 D.冬至
12.若图中角②比现在增大2°,则(　　)
A.黄赤交角变为25.5°
B.回归线的度数将变为24.5°
C.太阳直射的范围将缩小4个纬度
D.地球上出现极昼、极夜的范围将扩大2个纬度
D错误。
13.读图,回答下列问题。
(1)写出太阳直射点移动路线上B、C、D三处的节气名称和所在的纬线名称:
B ;C ;D 。
(2)∠a的度数是 ,表示的含义是 ,其存在的结果是 。
(3)太阳直射点在C处的运动方向为向 (填“南”或“北”),在D处的运动方向为向 (填“南”或“北”)。
(4)当黄赤交角变大时,∠a的度数会 (填“变大”或“变小”),温带的范围会
(填“变大”或“变小”)。
素养测练2　正午太阳高度的变化
　　(浙江杭州二中适应考)下图为甲、乙两地某日从日出到日落太阳高度角日变化示意图,其中甲地位于北半球。读图,回答1~2题。
1.据图推测,乙地位于(　　)
A.西半球赤道上 B.西半球北回归线上
C.东半球赤道上 D.东半球北回归线上
2.据图推测,该日应该是(　　)
A.春分日 B.夏至日 C.秋分日 D.冬至日
　　(浙江湖州吴兴高级中学期中)下图为某年5月29日,美国纽约曼哈顿第42街出现的“曼哈顿悬日”美景。该景观一年出现两次,日落时阳光将洒满曼哈顿所有的该走向街道,呈现一幅壮观的景象,时间长达15分钟。据此回答3~4题。
3.一年中另一次的时间应该是(　　)
A.6月22日 B.7月17日
C.3月21日 D.12月22日
4.图中街道的走向大致为(　　)
A.东西走向
B.南北走向
C.东北—西南走向
D.西北—东南走向
29日相同,即与5月29日的太阳直射点纬度相同。根据所学知识可知,一年中太阳直射点位置相同的两个日期关于冬至日或夏至日对称,5月29日处于夏至日(6月22日前后)之前约25天,则另一日期为夏至日(6月22日前后)之后约25天,即7月17日前后,B正确,A、C、D错误。第4题,5月29日太阳直射点在北半球,日落方向为西北,因此当地街道的走向大致为西北—东南走向,D正确,排除A、B、C。
　　下图为110°E经线上M城市正午太阳高度角的年内变化图,该地冬至日和夏至日的正午太阳高度角相差40°。据此回答5~6题。
5.M地的纬度位置为(　　)
A.23.5°N B.20°N C.15°N D.10°S
6.M地冬至日的正午太阳高度角为(　　)
A.46.5° B.43.5° C.86.5° D.83.5°
　　(浙江永嘉中学校期中)某校地理研究性学习小组在校内(45°N)进行正午太阳方位及高度的观测,并将观测结果绘制成正午太阳高度年内变化示意图。据此回答7~8题。
7.图中四地,代表学校所在地的是(　　)
A.① B.② C.③ D.④
8.能正确表示春分日正午该校教学楼(东北—西南走向)影子的示意图是(　　)
　
A B
　
C D
　　(浙江嘉兴高二期末)下图是我国某地某居民楼某日日出、正午太阳光线示意图。据此回答9~10题。
9.判断该房屋的朝向是(　　)
A.北偏东 B.北偏西
C.南偏东 D.南偏西
10.下列叙述正确的是(　　)
A.该日南极有极昼现象
B.该日嘉兴东北日出
C.该日后太阳直射点往北移动
D.该日后嘉兴白昼将逐渐变短
　　(浙江舟山高二期末)某广场(37°N,105°E)上的十二生肖石像均匀排列成圆形,生肖鼠位于正北方,某中学学生在圆心立一根竹竿以观察太阳周日视运动变化。下图示意夏至日两个时刻的杆影指向。据此回答11~12题。
11.该地夏至日杆影指向兔的时候,北京时间为(　　)
A.14:40 B.15:40 C.16:40 D.18:00
12.该地冬至日的那天,杆影指向的生肖石像数个数为(　　)
A.3个 B.5个 C.7个 D.9个
13.阅读图文材料,回答下列问题。
　　我国西部地区某校地理兴趣小组在平地上用立竿测影的方法,测算正午太阳高度α,如图1所示。图2为该小组绘制的春分日至冬至日正午竿影长度变化图。
　　　 图1　　　　　　　　　图2　　　
(1)图2中的数字序号分别表示二分二至日时的竿影长度。其中反映北半球冬至日(12月22日前后)正午竿影长度的数字序号是 。
(2)该地从春分日到秋分日的正午竿影长度变化情况是 ,对应的正午太阳高度α的变化是 。
(3)如果一年中测得的正午竿影均朝向北方,那么该学校位于(　　)
A.南回归线以南
B.南回归线与赤道之间
C.北回归线以北
D.北回归线与赤道之间
(4)如果出现正午竿影长度等于竿长,那么表明此时正午太阳高度是(　　)
A.0° B.25° C.45° D.90°
(2)先逐日变短,夏至日最短,后逐日变长　先逐日变大,夏至日最大,后逐日变小
(3)C
(4)C
素养测练3　昼夜长短的变化
　　(浙江秋季开学考)敦煌鸣沙山月牙泉(40°N,94.7°E),是丝绸之路上的沙漠奇景,被称为沙漠第一泉。读月牙泉景区某月连续5天日出日落时间表(北京时间),回答1~2题。
时间 第一天 第二天 第三天 第四天 第五天
日出时间 6:12 6:12 6:11 6:11 6:12
日落时间 21:10 21:11 21:11 21:12 21:12
1.该月份可能是(　　)
A.4月 B.5月 C.6月 D.7月
2.月牙泉与北京在同一纬度,细心的游客发现同一天月牙泉的昼长比北京长,其原因是月牙泉(　　)
A.在北京西部 B.地势高
C.地势低 D.在北京东部
　　(浙江湖丽衢统考)下图为我国某新型太阳光照明系统工作原理示意图。该系统工作期间光轴一直与太阳光保持平行。据此回答3~4题。
3.光轴在白天水平方向转动角度最大的是(　　)
A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季
4.若该系统在116°E的某地使用,当光轴仰角最大时,北京时间为(　　)
A.00:16 B.06:16 C.12:16 D.18:16
　　下图为一中学生根据地球昼夜长短变化规律,绘制的甲、乙、丙三个地点一年的昼夜变化图。据此回答5~7题。
5.甲、乙、丙三地由北向南排序正确的是(　　)
A.乙、甲、丙 B.乙、丙、甲
C.甲、乙、丙 D.丙、甲、乙
6.甲地极夜后的第一次日出,大约出现在(　　)
A.冬至日的第二天 B.冬至日的前一天
C.夏至日的第二天 D.夏至日的前一天
7.与甲、丙两地相比,乙地(　　)
A.昼夜变化幅度大于12小时
B.春分日正午太阳高度最大
C.四季更替明显
D.地方时早于甲、丙两地
12小时,应位于北半球。丙地全年昼长为12小时,应位于赤道。因此三地由北向南排列顺序为乙、丙、甲。故选B。第6题,甲地位于南极圈上,夏至日出现极夜,极夜后的第一次日出应出现在夏至日的第二天。故选C。第7题,由图可知,乙地昼夜长短变化幅度小于12小时,A错误。太阳直射该地时正午太阳高度最大,B错误。甲地终年较为寒冷,丙地终年炎热,乙地的四季更替较为明显,C正确。不能判断乙地地方时是否早于甲、丙两地,D错误。
8.在某晨昏圈图中,CAD为晨线,CBD为昏线,A为(0°,20°E),C为(70°N,70°W)。若P点的经度为145°,此日P地的昼长约为(　　)
A.8小时 B.10小时
C.14小时 D.16小时
　　(浙江绍兴高二期末)下图为某地冬至日和夏至日的正午太阳高度、昼长、日出时刻示意图。据此回答9~10题。
9.推测图示该地最有可能位于(　　)
A.新加坡(0°) B.北京(40°N)
C.海口(20°N) D.巴西利亚(15°S)
10.若该地位于北半球,则②日期最可能发生的自然现象是(　　)
A.地球公转速度较快
B.a时刻太阳位于该地东北方
C.该地正午物体影子位于正北方
D.黄河的含沙量处于全年较小季节
11.阅读图文材料,回答下列问题。
材料一　2023年11月29日,李老师从福州(26°N,119°E)出发,前往新疆乌鲁木齐进行为期1个月的支教。李老师乘坐火车经过48小时,12月1日到达乌鲁木齐(44°N,88°E)时,太阳刚刚从地平线升起,而此时福州的学生已经在阳光明媚的教室上第二节课。
材料二　李老师在给乌鲁木齐的学生讲到《地球的运动》时,展示了清华大学的日晷景观图(图1)及示意图(图2)。本校地理小组在课外活动时制作了简易的赤道式日晷,如图3所示,用硬纸板折叠一个角度α后分别充当晷面与底座,用细杆垂直穿过晷面中心当作晷针,在晷面上画好全天12个时辰。
图1
图2
图3
(1)说明12月1日乌鲁木齐与福州日出时间差异并分析其产生原因。
(2)简述将制作好的日晷正确放置时的要求。第二节　地球的公转
【目标导航】
课标要求 素养目标
结合实例,说明地球公转的地理意义 1.区域认知:了解地球公转的方向、轨道、速度和周期,理解黄赤交角及其影响。 2.综合思维:运用太阳直射点的回归运动分析正午太阳高度、昼夜长短变化的原因。熟练掌握正午太阳高度和昼夜长短变化的规律,提高判读光照图的能力。 3.人地协调观:培养通过日常地理现象探究地理原理的意识,树立正确的宇宙观。 4.地理实践力:学会运用地球公转的地理意义解决生活中太阳能热水器安装、楼间距(楼高)等实际问题
一、地球公转
1.地球公转的轨道及其图示
结合上图可知:
(1)地球绕日公转的轨道是一个近似正圆的椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。
(2)地球公转的方向是自西向东,从北极上空看呈逆时针,从南极上空看呈顺时针。
(3)地球绕日公转的过程中速度并不均匀,近日点(1月初)较快,远日点(7月初)较慢。
2.地球公转的周期:地球公转的周期为1年,为365日6时9分10秒,即一个恒星年。
二、黄赤交角及其影响
1.黄赤交角的含义
黄赤交角是过地心并与地轴垂直的平面(赤道面)和地球公转轨道平面(黄道面)之间的夹角。目前的黄赤交角约23.5°,地轴与黄道面的夹角约66.5°。
2.黄赤交角的影响
黄赤交角的存在导致地球公转过程中太阳直射点在南北回归线之间的往返运动,称为太阳直射点的回归运动,其运动周期为365日5时48分46秒,叫作一个回归年。图表分析
如下。
时间 太阳直射 点位置 移动方向
3月21日前后至6月22日前后 北半球 向北移动
6月22日前后至9月23日前后 向南移动
9月23日前后至12月22日前后 南半球
12月22日前后至次年3月21日前后 向北移动
[思考1] 如果没有黄赤交角,地球会发生哪些变化
提示:如果没有黄赤交角,也就没有太阳直射点的南北移动,全球就没有四季的变化。
三、地球公转的地理意义
(一)正午太阳高度的变化
1.太阳高度
(1)概念:太阳光线与地平面之间的夹角(即太阳在当地的仰角),叫作太阳高度角,简称太阳高度。
(2)大小:在太阳直射点上,太阳高度为90°;在晨昏线(圈)上,太阳高度为0°。
(3)正午太阳高度:一天中太阳高度最大值出现在正午,称为正午太阳高度。
2.正午太阳高度的变化规律(以北半球为例)
同一时刻,正午太阳高度由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。具体变化如表所示。
节气 太阳直射 点位置 纬度变化 达最大值 的地区 达最小值 的地区
夏至 北回归线 由北回归线向南北两侧递减 北回归线及其以北各纬度 南半球各纬度
冬至 南回 归线 由南回归线向南北两侧递减 南回归线及其以南各纬度 北半球各纬度
春分日和 秋分日 赤道 由赤道向南北两侧递减 赤道 南北两极点
(二)昼夜长短的变化
1.昼夜长短与昼弧和夜弧的长度有关
地球自转一周,若所经历的昼弧长于夜弧,则昼长夜短;反之,则昼短夜长。赤道上终年昼夜等长。
2.变化规律
时间 变化特点 重要节气
北半球各纬度昼长夜短,纬度越高,昼越长,夜越短 夏至日,北半球各纬度昼长达到一年中的最大值,北极四周出现极昼现象,范围达到最大(图1)
北半球各纬度昼短夜长,纬度越高,昼越短,夜越长 冬至日,北半球各纬度昼长达到一年中的最小值,北极四周出现极夜现象,范围达到最大(图3)
春分日和 秋分日 全球各地昼夜等长,各为12时 秋分日、春分日(图2)
(三)四季的更替
1.四季更替的表现
一年中正午太阳高度和昼夜长短的季节变化。
2.四季的划分
(1)天文四季。
夏季:一年中正午太阳高度最大、白昼最长的季节。
冬季:一年中正午太阳高度最小、白昼最短的季节。
春秋两季:冬夏两季的过渡季节。
(2)气候四季:北温带国家多把3、4、5月确定为春季,6、7、8月确定为夏季,9、10、11月确定为秋季,12月和次年1、2月确定为冬季。南半球与北半球的季节恰好相反。
[思考2] 全球所有的地方都有四季更替吗
提示:不是。赤道地区纬度低,正午太阳高度较大且变化较小,因此常年高温,没有明显的四季更替。寒带地区纬度高,正午太阳高度较小,获得的热量少,因此终年寒冷,也没有明显的四季更替。
探究一　地球公转及黄赤交角
【情境探究】
小　至
[唐]杜甫
天时人事日相催,冬至阳生春又来。
刺绣五纹添弱线,吹葭六琯动浮灰。
岸容待腊将舒柳,山意冲寒欲放梅。
云物不殊乡国异,教儿且覆掌中杯。
(1)冬至时,太阳直射的纬度是多少
提示:冬至日为12月22日前后,太阳直射南回归线。
(2)诗中为什么说“冬至阳生”
提示:冬至太阳直射南回归线,北半球昼最短,冬至过后,太阳直射点向北运动,北半球的正午太阳高度将不断增加,昼长增加,因此叫“阳生”。
【典型例题】
　　　第24届冬季奥林匹克运动会于2022年2月4日—20日在我国北京举行。据此回答(1)~(3)题。
(1)北京冬奥会开幕时,地球的公转位置最接近图中的(　　)
A.a B.b C.c D.d
(2)地球公转到图中四点时,速度最快的是(　　)
A.a B.b C.c D.d
(3)北京冬奥会期间,太阳直射点位置及其移动方向是(　　)
A.南半球　一直北移
B.北半球　一直南移
C.南半球　先向北移后向南移
D.南半球　先向南移后向北移
思路点拨:第(1)题,根据图中信息可知,左侧光照图为夏至日,右侧光照图为冬至日,上、下两幅光照图分别是春分日和秋分日。北京冬奥会在2月份举行,地球的公转位置最可能接近图中的d点。第(2)题,当地球公转到近日点(1月初)时,公转速度最快,由此分析,公转速度最快的是c点。第(3)题,由太阳直射点的位置和移动规律可知,2月4日—20日,太阳直射南半球,且太阳直射点一直北移。
答案:(1)D　(2)C　(3)A　
【要点归纳】
1.公转示意图的判读技巧
(1)图示理解地球公转与二分二至日的关系。
(2)判断二分二至的方法。
①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。
②看地轴的指向:“左倾左冬,右倾右冬”,即地轴向左倾斜,左面为冬至日,向右倾斜,右面为冬至日。
③看太阳直射点的位置:连接太阳光线与地心,可以看出太阳直射点所在的半球。
④确定了二至日后,结合地球公转的方向即可判断春分日和秋分日。
2.黄赤交角的特征及变化
(1)黄赤交角的特征(可简记为“两个变,三个基本不变”)。
特征 含义 体现区域
两个变 黄道面与赤道面的交线 地球的公转过程中
地轴与太阳光线的相对位置
三个基 本不变 地轴的空间指向,北极始终指向北极星附近
黄赤交角的大小,基本保持23.5°
地球的运动方向
(2)黄赤交角的变化及影响。
影响的方面 黄赤交角变大(小)
太阳直射范围 扩大(缩小)
极昼和极夜现象范围 扩大(缩小)
五带的范围 热带和寒带的范围扩大(缩小)、温带的范围缩小(扩大)
正午太阳高度的年变化 年变化幅度增大(减小)
影响的方面 黄赤交角变大(小)
昼夜长短的年变化 年变化幅度增大(减小)(赤道与寒带除外)
季节的变化 变化明显(不明显)
1.五带的成因
2.图表示意五带的划分
温度带 特征 原因
热带 长夏 无冬 昼夜长短变化不大,正午太阳高度终年较大,全年获得太阳热量最多
温带 四季更替明显 正午太阳高度变化幅度很大,昼夜长短变化也较大,且同时达到极值,获得的太阳热量变化最大
寒带 全年 皆冬 昼夜长短变化很大,全年正午太阳高度很小,获得的太阳辐射能很少
探究二　正午太阳高度的变化
【情境探究】
　　圭表是我国古代劳动人民用于测量时间的仪器,圭是平放的尺,表为直立的标杆,圭与表垂直且固定。古人通过测量当地正午的日影长度以定节令。安徽省合肥市某中学生利用自制的圭表模型(如图所示)在校园内观测一年内正午日影的变化。图中圭上的黑点表示二分二至日正午表影端点的位置。
(1)学生利用圭表测量正午日影时,表影位于表的哪个方位
提示:正北方。
(2)学生测得表影端点位于M位置时,说出此时的节气。
提示:冬至。
(3)圭表上,冬季和夏季正午时太阳的位置及日影长度有什么不同吗
提示:冬季正午太阳高度小,日影长;夏季正午太阳高度大,日影短。
【典型例题】
　　　杭州(30°N)某同学对传统的太阳能热水器进行改造设计(如图):将太阳能热水器集热板装在一个大玻璃箱里,并将热水器的支架改造成活动形式,正午太阳高度角与集热板和地面的夹角保持互余。据此回答(1)~(3)题。
(1)12月22日前后,杭州的节气及正午太阳高度为(　　)
A.正值夏至　正午太阳高度为83.5°
B.正值春分　正午太阳高度为60°
C.正值冬至　正午太阳高度为36.5°
D.正值夏至　正午太阳高度为90°
(2)为了充分利用太阳能,尽可能使一年内正午太阳光线与集热板保持垂直,结合二分二至日正午太阳高度角,则集热板与地面夹角的调整幅度为(　　)
A.23.5° B.30° C.47° D.60°
(3)一年中,活动支架最矮的日期是(　　)
A.春分日 B.夏至日 C.秋分日 D.冬至日
思路点拨:第(1)题,春分日、秋分日时太阳直射赤道,夏至日时太阳直射北回归线,冬至日时太阳直射南回归线。12月22日前后太阳直射南回归线,杭州正值冬至,正午太阳高度是90°-(30°+23.5°)=36.5°。第(2)题,杭州正午太阳高度的变化幅度为47°,所以太阳能集热板与地面夹角的调整幅度为47°。第(3)题,一年中,活动支架最矮的日期为正午太阳高度最大的日期,即北半球的夏至日。
答案:(1)C　(2)C　(3)B　
【要点归纳】
1.太阳高度和正午太阳高度的区别
太阳光线与地平面之间的夹角,叫作太阳高度角,简称太阳高度(如图1所示)。一天中太阳高度最大值出现在正午,称为正午太阳高度(如图2所示)。
　　　 图1　　　　　　　　　图2
(1)太阳高度一般具有日变化,最高点的地方时为12时;有极昼的最低点的地方时为24时。
(2)日出、日落时太阳高度为零,但并不表示其地方时为6时或18时。极点的太阳高度=太阳直射点的纬度。
(3)一天中太阳高度最大值为正午太阳高度,指示方向为正南或正北。
(4)正午太阳高度一般具有年变化。太阳直射点离当地最近时最大,靠近时变大,远离时
变小。
2.正午太阳高度的计算
公式:H=90°-两点纬度差。
说明:“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则,即两点同在北(南)半球,则两点纬度“大数减小数”;两点分属南北不同半球,则两点纬度相加。如图所示:
当太阳直射B点(10°N)时,A点(40°N)正午太阳高度是:H1=90°-AB纬度差=90°-(40°-10°)=
60°,C点(23.5°S)正午太阳高度是:H2=90°-BC纬度差=90°-(10°+23.5°)=56.5°。
(1)只要知道太阳直射点纬度、某地的纬度、某地的正午太阳高度中的任意两个数,即可求第三个数。
(2)纬度差的计算是正午太阳高度计算的关键,同一半球相减,不同半球相加。
(3)两地位于太阳直射点同一侧时,两地之间的纬度差等于两地的正午太阳高度角之差。
3.正午太阳高度的变化规律
(1)正午太阳高度的季节变化规律。
北回归线及其以北地区 一年有一次最大值(6月22日前后),一次最小值(12月22日前后)
南回归线及其以南地区 一年有一次最大值(12月22日前后),一次最小值(6月22日前后)
南北回归线之间(除赤道外) 一年有两次最大值(太阳直射时最大),一次最小值(南半球出现在6月22日前后、北半球出现在12月22日前后)
赤道地区 一年有两次最大值(春分日、秋分日)、两次最小值(夏至日、冬至日)
递变规律 来增去减(直射点向本地所在纬线移来,则正午太阳高度增大,移去则减小)
(2)正午太阳高度的年变化规律。
南、北回 归线之间 纬度越高,正午太阳高度变化幅度越大(由23.5°增大到47°),赤道上为23.5°,回归线上为47°
回归线至 极圈之间 各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为47°)
极圈以 内地区 纬度越高,正午太阳高度变化幅度越小(由47°减小到23.5°),极圈上为47°,极点上为23.5°
(3)正午太阳高度的变化幅度。
①赤道地区和南、北两极地区的年正午太阳高度最大差值均为23.5°。
②0°纬线到南、北纬23.5°之间的地区(或热带地区),年正午太阳高度最大差值从23.5°增大到47°。
③南、北纬23.5°到南、北纬66.5°之间的地区(或南、北温带),年正午太阳高度最大差值均为47°。
④南、北纬66.5°至极点之间的地区(或南、北寒带),年正午太阳高度最大差值从47°减小到23.5°。
4.正午太阳高度的应用
(1)确定地方时。
当某地太阳高度达一天中的最大值时,此时日影最短,当地的地方时是12时。
(2)确定房屋的朝向。
在北回归线以北地区,正午太阳位于南方,房屋朝南;在南回归线以南地区,正午太阳位于北方,房屋朝北。
(3)判断日影长短及方向。
太阳高度越大,日影越短;太阳高度越小,日影越长。一天中日影的变化规律是:日影方向与太阳方位相反。
日出最长正午最短日落最长
(4)确定当地的地理纬度。
纬度差多少度,正午太阳高度就差多少度。根据某地某日(二分二至日)的正午太阳高度,可判断该地区的地理纬度。
(5)确定楼间距、楼高。
为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。如图,以我国为例,南楼高度为h,该地冬至日时正午太阳高度为H,则最小楼间距L为hcotH。
(6)太阳能热水器的倾角调整。
为了更好地利用太阳能,应不断调整太阳能热水器受热板与楼顶平面之间的倾角,使太阳光线与受热板成直角。其倾角和正午太阳高度角的关系为α+h=90°,太阳能热水器的安装倾角=两点纬度差(当地纬度和太阳直射点纬度的差值)。如下图:
5.太阳周日视运动与日出日落
地点 图示 总结
赤道及 热带 ①在二分日时,太阳直射赤道,全球各地太阳正东升,正西落(极点除外); ②太阳直射点位于北半球,全球各地太阳东北升,西北落,而且纬度越高,太阳升落的方位越偏北(极点和出现极昼、极夜的地方除外); ③太阳直射点位于南半球,全球各地太阳东南升,西南落,纬度越高,太阳升落的方位越偏南(极点和出现极昼、极夜的地方除外); ④就某一地点而言,在太阳直射点向北运动期间,太阳升落的方位将日渐偏北;反之则日渐偏南; ⑤南北极点上,太阳高度在一天中不变,即太阳周日视运动轨迹总是与极点的地平圈平行
北(南)温带 北回归线与北极圈之间的地区　南回归线与南极圈之间的地区
北(南)极 圈内
北(南)极点
探究三　昼夜长短的变化
【情境探究】
一位摄影爱好者在我国某山拍摄日出照片,下面是他在不同时间拍摄的两张照片。
(1)说出从左图到右图期间该山昼夜长短的变化规律。
提示:昼变短,夜变长。
(2)计算该地这两天的昼长。
提示:约14小时和10小时。
(3)推测该山的经度可能是多少。
提示:105°E。
【典型例题】
　　　(浙江嘉兴高三基础测试)某地理老师于2023年5月11日在我国某地(37°N,122°E)观看了一次海上日出,并用手机拍摄了照片(下图)。据此回答(1)~(2)题。
(1)下列城市中,在该老师拍摄此照片时,下列最接近日出的是(　　)
A.沈阳(41°N,123°E) B.北京(40°N,116°E)
C.济南(36°N,117°E) D.长春(44°N,125°E)
(2)此日后3个月内(　　)
A.晨昏线与经线的夹角先变小后变大
B.同一地点日出日落的方位逐渐向南偏移
C.北极点午夜太阳高度先变小后变大
D.在同一地点、时间、方位再次看到日出
思路点拨:第(1)题,结合材料可知,该地(37°N,122°E)正值日出;5月11日太阳直射点在北半球,纬度越高,昼长越长,日出越早,因此沈阳(41°N,123°E)和长春(44°N,125°E)纬度高于当地,且在该地的东部,日出地方时更早,故排除A、D;北京的纬度比较高,日出时间比当地早,但经度靠西,所以当地日出时,北京更接近日出,B正确;济南纬度较当地低,昼长相对较短,日出较晚,且济南经度比当地更靠西,当地日出时,济南还未日出,C错误。第(2)题,此时为
5月11日,此日后3个月内,太阳直射点逐渐向北,再向南。晨昏线与经线的夹角先变大再变小,A排除;同一地点日出日落方位先偏北再偏南,B排除;随着太阳直射点先北移再南移,北极点午夜的太阳高度先变大,再变小,C排除;大约再过42天后,太阳会直射同一地点,故能在同一地点、时间、方位再次看到日出,D正确。
答案:(1)B　(2)D
【要点归纳】
1.昼夜长短的计算方法
(1)根据昼弧、夜弧求昼长、夜长(昼弧、夜弧的长短反映昼夜长短)。
晨昏线把所有经过的纬线分割成昼弧和夜弧两部分。若昼弧等于夜弧,则昼夜平分;若昼弧大于夜弧,则昼长夜短;若昼弧小于夜弧,则昼短夜长。
昼长时数=
(2)根据日出、日落时间求昼长、夜长。
昼长=日落时间-日出时间=(正午12时-日出时间)×2=(日落时间-正午12时)×2
夜长=24时-昼长=(24时-日落时间)×2=(日出时间-0时)×2
(3)根据相关性计算。
①相同纬度地区昼长相同。
②分别位于南、北半球但纬度数相同的两地,一地的昼长等于另一半球同纬度地区的夜长。若40°N地区的昼长是15小时,则40°S地区的夜长为15小时。
2.昼夜长短的变化
黄赤交角的存在,使得地球在运动过程中,除赤道以外的其他地方,昼夜长短都在变化。具体情况如图所示(以北半球为例):
(1)昼夜长短的季节变化。
(2)昼夜长短的纬度变化。
3.昼夜长短及变化的判断方法
(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。太阳直射点在哪个半球,哪个半球就昼长夜短,且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。如图所示:
太阳直射点位置、日出、日落时刻与昼夜长短的对应关系见下表:
太阳 直射 点位置 日出 (地方时) 日落 (地方时) 昼夜长短
北半球 北半球早于 6时日出; 南半球晚于 6时日出 北半球晚于 18时日落; 南半球早于 18时日落 北半球昼 长夜短; 南半球昼 短夜长
赤道 6时日出 18时日落 全球昼夜等长
南半球 北半球晚于 6时日出; 南半球早于 6时日出 北半球早于 18时日落; 南半球晚于 18时日落 北半球昼 短夜长; 南半球 昼长夜短
(2)昼夜长短变化——抓“移动方向”。
此处的“移动方向”主要是指太阳直射点的移动方向,它决定昼长、夜长的变化趋势,纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。太阳直射点向哪个半球移动,哪个半球就昼变长、夜变短,且纬度越高,昼夜长短变化幅度越大。如图所示:
素养测练1　地球公转、黄赤交角及其影响和四季的更替
　　读地球公转速度随月份变化图(图1)及地球公转轨道图(图2),回答1~2题。
　　　　 图1　　　　　　　　　图2
1.当地球公转速度为图1中N点时,地球位于图2中公转轨道的(　　)
A.甲点附近 B.乙点附近
C.丙点附近 D.丁点附近
2.当地球在公转轨道上位于图2中甲点时(　　)
A.北京正值高温多雨季节
B.太阳黑子数达一年中最大值
C.地球自转角速度加快
D.地球公转速度较其他三点快
解析:1.C　2.D　第1题,当地球公转速度为图1中N点时,是地球公转速度最慢的时候,即地球位于公转轨道的远日点附近,根据图2中四点的位置可知,在丙点附近。故选C。第2题,当地球在公转轨道上位于图2中甲点时,即在近日点附近,为1月初,公转速度达到最快,地球公转速度较其他三点快;北京正值寒冷干燥的冬季;太阳黑子数的多少没有季节变化规律;地球自转角速度不随季节发生变化。故选D。
　　下图为黄赤交角示意图(图中PQ为地轴,MN为黄道面)。据此回答3~5题。
3.角②的度数是(　　)
A.23.5° B.47° C.66.5° D.43°
4.在太阳直射点由H移至N的过程中,下列说法中正确的是(　　)
A.北半球正午太阳高度变大
B.地球公转速度不断减小
C.极昼范围扩大,极夜范围缩小
D.南半球各地昼渐长、夜渐短
5.如果黄赤交角增大1°,那么地球上五带范围的变化是(　　)
A.北寒带范围扩大1°
B.南温带范围缩小1°
C.热带范围扩大1°
D.各带范围不变
解析:3.C　4.B　5.A　第3题,角②的度数与黄赤交角互余,故其度数=90°-23.5°=66.5°。故选C。第4题,太阳直射点由H移至N的过程,即太阳直射点由赤道移至北回归线的过程,北回归线及其以北地区的正午太阳高度变大;地球在公转轨道上的位置接近远日点,故地球公转速度不断减慢;北极地区极昼范围逐渐扩大,南极地区极夜范围也在逐渐扩大,且南半球各地昼渐短、夜渐长。故选B。第5题,如果黄赤交角增大1°,那么地球上五带范围的变化是北寒带范围扩大1°,南温带范围缩小2°,热带范围扩大2°。故选A。
　　(浙江嘉兴高二校联考期中)2023年5月20日某时刻,在我国南海某海域有两艘均向正北方向航行的渔政船,两艘船的中国海员同时看到太阳位于海平面上。图1表示此时刻渔政船的地理位置,图2表示地球公转轨道示意图。据此回答6~7题。
　　　　 图1　　　　　　　　　　　图2
6.该日,地球在公转轨道上的位置接近图2中的(　　)
A.① B.② C.③ D.④
7.推测该时刻的北京时间是(　　)
A.5:30 B.6:00
C.18:00 D.18:30
解析:6.D　7.A　第6题,由图2可知,地球位于①③之间时,离太阳最近,即①③之间为近日点,时间为1月初,则④②之间为地球的远日点,即7月初。结合图中地球公转方向可知,④位于7月之前,最接近材料中的5月,D正确,A、B、C错误。第7题,甲、乙两艘渔政船位于120°E附近,时间与北京时间接近。5月时太阳直射北半球,北半球昼长夜短,故晨线呈西北—东南走向,昏线呈东北—西南走向,且甲在乙的西北方,故甲、乙同在晨线上,日出时间早于6时,故选A。
8.日地距平比=(实际日地距离-日地平均距离)/日地平均距离,它反映日地距离的变化情况。下图示意日地距平比随时间的变化规律。日地距平比由m变至n期间,下列说法可信的是(　　)
A.太阳直射点一直向南移动
B.地球公转速度逐渐变慢
C.巴西高原由旱季过渡到雨季
D.海口昼长先变长后变短
解析:C　由日地距平比的公式可知,其为正值时,实际日地距离大于日地平均距离,最大值时为地球处于远日点时,即m时。由图可知,日地距平比由m变至n期间,地球由远日点公转到近日点,转至近日点的时间为1月初,转至远日点的时间为7月初,此期间太阳直射点先向南移动,再向北移动;地球公转速度逐渐变快;巴西高原的季节由冬季过渡到夏季,热带草原气候由旱季过渡到雨季;北半球6月22日前后昼最长,12月22日前后昼最短,海口的昼长先变短后变长。C正确。
　　三伏是我国华北地区一年中最炎热的时期,时长为三十天或者四十天。三伏大约在公历的7月中旬至8月中旬。初伏从夏至日后第三个庚日开始。中伏从夏至日后的第四个庚日开始。末伏为10天,从立秋后的第一个庚日开始,是三伏天中的最后一伏,俗称“秋老虎”。(在中国古代的干支计时历法中,甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸被称为“十天干”。庚日,即为按照干支计时法,当日计时带有“庚”字,庚日每十天重复一次)。据此回答9~10题。
9.资料显示,2021年6月21日为夏至日后第一个庚日,该年8月7日为立秋,则2021年三伏天数及三伏结束时太阳直射点的位置分别为(　　)
A.30天　8°N B.40天　9°N
C.40天　8°N D.30天　9°N
10.三伏天时,华北地区天气炎热的最主要原因是(　　)
A.太阳高度角大,白昼长
B.雨天多,空气湿度大
C.受副热带高气压带控制,多晴朗天气
D.全球变暖,升温异常
解析:9.B　10.A　第9题,根据材料“三伏大约处在公历的7月中旬至8月中旬。初伏从夏至日后第三个庚日开始。中伏从夏至日后的第四个庚日开始。末伏为10天,从立秋后的第一个庚日开始”及题干“2021年6月21日为夏至日后第一个庚日,该年8月7日为立秋”可知,2021年初伏为7月11日—7月20日,中伏为7月21日—8月9日,末伏为8月
10日—8月19日,所以2021年三伏天数为40天。南、北回归线的纬度为23.5°,太阳直射点在其间移动,一年的时间(365天)移动一个来回,也就是23.5°×4=94°,平均每天移动94°/365≈0.257 5°。从8月20日—9月23日,共35天,0.257 5°×35=9.012 5°,所以此时太阳直射点大约位于9°N的位置。故选B。第10题,三伏天时,华北地区太阳高度角大,白昼长,是华北地区天气炎热的最主要原因,A正确;雨天多,空气湿度大会缓解炎热程度,B错误;
7月中旬,长江中下游地区受副热带高气压带控制,但8月,华北地区进入雨季,C错误;全球变暖,升温异常不具有说服力,D错误。
　　下图中A平面为黄道面,B平面为赤道面。据此回答11~12题。
11.当太阳直射点位于P点时,北半球的节气应是(　　)
A.春分 B.夏至 C.秋分 D.冬至
12.若图中角②比现在增大2°,则(　　)
A.黄赤交角变为25.5°
B.回归线的度数将变为24.5°
C.太阳直射的范围将缩小4个纬度
D.地球上出现极昼、极夜的范围将扩大2个纬度
解析:11.B　12.C　第11题,由材料可知,图中①为黄赤交角,则P点位于北回归线上,当太阳直射北回归线时,北半球的节气应是夏至。第12题,若图中角②比现在增大2°,则黄赤交角比现在减小2°,即变为21.5°,A错误;回归线的度数将变为21.5°,B错误;太阳直射的范围将缩小4个纬度,C正确;地球上出现极昼、极夜的范围将在两极分别缩小2个纬度,
D错误。
13.读图,回答下列问题。
(1)写出太阳直射点移动路线上B、C、D三处的节气名称和所在的纬线名称:
B　　　 　　　　　;C　 　　　 　　;D　　　　　 　　　。
(2)∠a的度数是　　　　,表示的含义是　　　　　　,其存在的结果是　 　。
(3)太阳直射点在C处的运动方向为向　　 　　(填“南”或“北”),在D处的运动方向为向　　 　(填“南”或“北”)。
(4)当黄赤交角变大时,∠a的度数会　　　 　(填“变大”或“变小”),温带的范围会
　　 　　(填“变大”或“变小”)。
解析:第(1)题,结合所学知识可知,太阳直射B处时,位于北回归线,节气为夏至。太阳直射C处时,位于赤道,且太阳直射点向南运动,节气为秋分。太阳直射D处时,位于南回归线,节气为冬至。第(2)题,∠a的度数为23.5°,其含义为黄赤交角。由于黄赤交角的存在以及地轴北端始终指向北极星附近,太阳直射点在南北回归线之间做回归运动。第(3)题,结合前面分析可知,太阳直射点在C处的运动方向是向南,当太阳直射点到达D处后,太阳直射的纬度最靠南,之后太阳直射点运动方向为向北。第(4)题,当黄赤交角变大时,∠a的度数会变大,热带和寒带的范围会变大,温带的范围会变小。
答案:(1)夏至,北回归线　秋分,赤道　冬至,南回归线
(2)23.5°　黄赤交角　太阳直射点在南北回归线之间做回归运动
(3)南　北
(4)变大　变小
素养测练2　正午太阳高度的变化
　　(浙江杭州二中适应考)下图为甲、乙两地某日从日出到日落太阳高度角日变化示意图,其中甲地位于北半球。读图,回答1~2题。
1.据图推测,乙地位于(　　)
A.西半球赤道上 B.西半球北回归线上
C.东半球赤道上 D.东半球北回归线上
2.据图推测,该日应该是(　　)
A.春分日 B.夏至日 C.秋分日 D.冬至日
解析:1.A　2.B　第1题,由图可知,此日甲地昼长为12小时16分钟,材料显示甲地位于北半球,因此该日北半球昼长夜短。乙地昼长恰好为12小时,应位于赤道上。乙地正午太阳高度最大时,北京时间为24时,由此可计算出乙地经度为60°W,位于西半球。故选A。第2题,由上题分析可知,甲地昼长为12小时16分,甲地位于北半球,推断太阳直射点位于北半球,选项中夏至日符合条件,故选B。
　　(浙江湖州吴兴高级中学期中)下图为某年5月29日,美国纽约曼哈顿第42街出现的“曼哈顿悬日”美景。该景观一年出现两次,日落时阳光将洒满曼哈顿所有的该走向街道,呈现一幅壮观的景象,时间长达15分钟。据此回答3~4题。
3.一年中另一次的时间应该是(　　)
A.6月22日 B.7月17日
C.3月21日 D.12月22日
4.图中街道的走向大致为(　　)
A.东西走向
B.南北走向
C.东北—西南走向
D.西北—东南走向
解析:3.B　4.D　第3题,材料信息表明,美国纽约曼哈顿第42街出现“曼哈顿悬日”美景的日期为5月29日,若一年中另一日期出现同样景观,则另一日期太阳日落方向要与5月
29日相同,即与5月29日的太阳直射点纬度相同。根据所学知识可知,一年中太阳直射点位置相同的两个日期关于冬至日或夏至日对称,5月29日处于夏至日(6月22日前后)之前约25天,则另一日期为夏至日(6月22日前后)之后约25天,即7月17日前后,B正确,A、C、D错误。第4题,5月29日太阳直射点在北半球,日落方向为西北,因此当地街道的走向大致为西北—东南走向,D正确,排除A、B、C。
　　下图为110°E经线上M城市正午太阳高度角的年内变化图,该地冬至日和夏至日的正午太阳高度角相差40°。据此回答5~6题。
5.M地的纬度位置为(　　)
A.23.5°N B.20°N C.15°N D.10°S
6.M地冬至日的正午太阳高度角为(　　)
A.46.5° B.43.5° C.86.5° D.83.5°
解析:5.B　6.A　第5题,读图可知,该地夏至日(6月22日前后)正午太阳高度角大于冬至日(12月22日前后),所以该地位于北半球。该地一年有两次直射现象,说明该地位于赤道和北回归线之间。假设该地纬度为a,该地冬至日和夏至日正午太阳高度角相差40°,代入正午太阳高度计算公式,[90°-(23.5°-a)]-[90°-(23.5°+a)]=40°,计算可得a=20°。故选B。第6题,由上题分析可知,该地位于北纬20°,根据正午太阳高度计算公式H=90°-两点纬度差,计算可知该地冬至日的正午太阳高度角为46.5°。故选A。
　　(浙江永嘉中学校期中)某校地理研究性学习小组在校内(45°N)进行正午太阳方位及高度的观测,并将观测结果绘制成正午太阳高度年内变化示意图。据此回答7~8题。
7.图中四地,代表学校所在地的是(　　)
A.① B.② C.③ D.④
8.能正确表示春分日正午该校教学楼(东北—西南走向)影子的示意图是(　　)
　
A B
　
C D
解析:7.C　8.C　第7题,当地位于45°N,其正午太阳高度最大值为68.5°(夏至日),最小值为21.5°(冬至日),且正午太阳所在方向为南,该范围与③地符合,C正确,A、B、D错误。第8题,该地位于北半球的45°N,春分日正午太阳由正南方向照射过来,其影子应该偏北而不是偏南,A、B错误;该教学楼为东北—西南走向,根据日影照射方向和教学楼走向来看,其影子应该能体现出该教学楼侧面的一部分,C正确,D错误。
　　(浙江嘉兴高二期末)下图是我国某地某居民楼某日日出、正午太阳光线示意图。据此回答9~10题。
9.判断该房屋的朝向是(　　)
A.北偏东 B.北偏西
C.南偏东 D.南偏西
10.下列叙述正确的是(　　)
A.该日南极有极昼现象
B.该日嘉兴东北日出
C.该日后太阳直射点往北移动
D.该日后嘉兴白昼将逐渐变短
解析:9.C　10.B　第9题,我国某地正午太阳光线应位于正南方向,该屋正门对着的方位在正午光线和日出光线之间,向东偏离正午太阳光线15°,故房屋的朝向为南偏东。C正确,A、B、D错误。第10题,我国某地正午太阳光线位于正南方向,日出时太阳光线位于东北方向,说明该日当地昼长夜短,故太阳直射点位于北半球,此时南极出现极夜现象,A错误;嘉兴位于北半球,该日太阳直射北半球,故嘉兴日出方向为东北,B正确;题中仅给出当天的信息,无法判断太阳直射点的移动方向,也无法判断北半球昼夜长短变化情况,C、D错误。
　　(浙江舟山高二期末)某广场(37°N,105°E)上的十二生肖石像均匀排列成圆形,生肖鼠位于正北方,某中学学生在圆心立一根竹竿以观察太阳周日视运动变化。下图示意夏至日两个时刻的杆影指向。据此回答11~12题。
11.该地夏至日杆影指向兔的时候,北京时间为(　　)
A.14:40 B.15:40 C.16:40 D.18:00
12.该地冬至日的那天,杆影指向的生肖石像数个数为(　　)
A.3个 B.5个 C.7个 D.9个
解析:11.C　12.B　第11题,由图中信息可知,北京时间9:20时杆影指向正西,当地经度为105°E,此时当地地方时应为8:20,太阳位于正东,一天之中太阳方位关于正午对称,故地方时为15:40时,太阳位于正西,杆影指向兔,而当地经度是105°E,北京时间(120°E地方时)比当地地方时早1小时,所以此时的北京时间应为16:40,C正确,A、B、D错误。第12题,图中十二生肖均匀排列,相邻两个生肖之间间隔2小时。夏至日日出时,杆影指向生肖猴,则日出方位位于生肖虎,大致地方时4:00左右,夏至日的日出时间与冬至日的日出时间相加等于12时,故冬至日的日出时间大致为地方时8:00,日落时间为地方时16:00,昼长为8小时,杆影的移动方向与太阳视运动方向均为顺时针方向,指向的生肖石数量均为5个,太阳指向的生肖石从龙到猴,杆影指向的生肖石从狗到虎,B正确,A、C、D错误。
13.阅读图文材料,回答下列问题。
　　我国西部地区某校地理兴趣小组在平地上用立竿测影的方法,测算正午太阳高度α,如图1所示。图2为该小组绘制的春分日至冬至日正午竿影长度变化图。
　　　 图1　　　　　　　　　图2　　　
(1)图2中的数字序号分别表示二分二至日时的竿影长度。其中反映北半球冬至日(12月22日前后)正午竿影长度的数字序号是　　　 　　。
(2)该地从春分日到秋分日的正午竿影长度变化情况是　　　　　　　　　　　　　　,对应的正午太阳高度α的变化是　 　。
(3)如果一年中测得的正午竿影均朝向北方,那么该学校位于(　　)
A.南回归线以南
B.南回归线与赤道之间
C.北回归线以北
D.北回归线与赤道之间
(4)如果出现正午竿影长度等于竿长,那么表明此时正午太阳高度是(　　)
A.0° B.25° C.45° D.90°
解析:第(1)题,图2中的数字序号分别表示二分二至日时的竿影长度。其中反映北半球冬至日(12月22日前后)正午竿影长度的数字序号是④,此时正午太阳高度最小,影长最长。第(2)题,该地从春分日到秋分日正午竿影长度变化情况是先逐日变短,夏至日最短,后逐日变长。对应的正午太阳高度α的变化是先逐日变大,夏至日最大,后逐日变小。第(3)题,如果一年中测得的正午竿影均朝向北方,且该地位于我国西部地区,那么该学校位于北回归线以北。第(4)题,如果出现正午竿影长度等于竿长,影长与竿长组成等腰直角三角形,则表明此时正午太阳高度是45°。
答案:(1)④
(2)先逐日变短,夏至日最短,后逐日变长　先逐日变大,夏至日最大,后逐日变小
(3)C
(4)C
素养测练3　昼夜长短的变化
　　(浙江秋季开学考)敦煌鸣沙山月牙泉(40°N,94.7°E),是丝绸之路上的沙漠奇景,被称为沙漠第一泉。读月牙泉景区某月连续5天日出日落时间表(北京时间),回答1~2题。
时间 第一天 第二天 第三天 第四天 第五天
日出时间 6:12 6:12 6:11 6:11 6:12
日落时间 21:10 21:11 21:11 21:12 21:12
1.该月份可能是(　　)
A.4月 B.5月 C.6月 D.7月
2.月牙泉与北京在同一纬度,细心的游客发现同一天月牙泉的昼长比北京长,其原因是月牙泉(　　)
A.在北京西部 B.地势高
C.地势低 D.在北京东部
解析:1.C　2.B　第1题,从日出日落时间表可知,该地昼长夜短,第一天到第四天白昼渐长,第五天又开始变短,据此可知日期接近6月22日前后(夏至日),故选C。第2题,月牙泉位于北京以西地区,但是纬度基本相同,经度差异不会影响昼长,A、D错误;月牙泉位于第二级阶梯,北京位于第三级阶梯,月牙泉的海拔高,光照时间较长,B正确,C错误。
　　(浙江湖丽衢统考)下图为我国某新型太阳光照明系统工作原理示意图。该系统工作期间光轴一直与太阳光保持平行。据此回答3~4题。
3.光轴在白天水平方向转动角度最大的是(　　)
A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季
4.若该系统在116°E的某地使用,当光轴仰角最大时,北京时间为(　　)
A.00:16 B.06:16 C.12:16 D.18:16
解析:3.B　4.C　第3题,由材料可知,该系统工作期间光轴一直与太阳光保持平行,因此,光轴在白天水平方向转动角度与昼长长短有关,昼长越长,太阳光线画过的弧长越长,光轴在白天水平方向转动角度越大。夏季昼长最长,因此,光轴在白天水平方向转动角度最大是在夏季,B正确,A、C、D错误。第4题,当光轴仰角最大时,即当地116°E地方时为12:00时,此时北京时间为12:16,C正确,A、B、D错误。
　　下图为一中学生根据地球昼夜长短变化规律,绘制的甲、乙、丙三个地点一年的昼夜变化图。据此回答5~7题。
5.甲、乙、丙三地由北向南排序正确的是(　　)
A.乙、甲、丙 B.乙、丙、甲
C.甲、乙、丙 D.丙、甲、乙
6.甲地极夜后的第一次日出,大约出现在(　　)
A.冬至日的第二天 B.冬至日的前一天
C.夏至日的第二天 D.夏至日的前一天
7.与甲、丙两地相比,乙地(　　)
A.昼夜变化幅度大于12小时
B.春分日正午太阳高度最大
C.四季更替明显
D.地方时早于甲、丙两地
解析:5.B　6.C　7.C　第5题,由图可知,甲地夏至日刚好出现极夜,冬至日刚好出现极昼,处于南极圈上。乙地春分日到秋分日昼长大于12小时,秋分日到次年春分日昼长小于
12小时,应位于北半球。丙地全年昼长为12小时,应位于赤道。因此三地由北向南排列顺序为乙、丙、甲。故选B。第6题,甲地位于南极圈上,夏至日出现极夜,极夜后的第一次日出应出现在夏至日的第二天。故选C。第7题,由图可知,乙地昼夜长短变化幅度小于12小时,A错误。太阳直射该地时正午太阳高度最大,B错误。甲地终年较为寒冷,丙地终年炎热,乙地的四季更替较为明显,C正确。不能判断乙地地方时是否早于甲、丙两地,D错误。
8.在某晨昏圈图中,CAD为晨线,CBD为昏线,A为(0°,20°E),C为(70°N,70°W)。若P点的经度为145°,此日P地的昼长约为(　　)
A.8小时 B.10小时
C.14小时 D.16小时
解析:C　据材料信息可知,图示为晨昏圈图,CAD为晨线,CBD为昏线,A为(0°,20°E),说明A点是晨线与赤道的交点,地方时为6时,即20°E的地方时为6时。若P点的经度为145°W,其地方时为19时,因为在昏线上,所以为日落时刻,其昼长为14小时,符合题干要求。若P点的经度为145°E,其地方时为14时20分,其昼长为4小时40分钟,没有与之相符的答案。C正确。
　　(浙江绍兴高二期末)下图为某地冬至日和夏至日的正午太阳高度、昼长、日出时刻示意图。据此回答9~10题。
9.推测图示该地最有可能位于(　　)
A.新加坡(0°) B.北京(40°N)
C.海口(20°N) D.巴西利亚(15°S)
10.若该地位于北半球,则②日期最可能发生的自然现象是(　　)
A.地球公转速度较快
B.a时刻太阳位于该地东北方
C.该地正午物体影子位于正北方
D.黄河的含沙量处于全年较小季节
解析:9.C　10.B　第9题,读图可知,该地夏至日和冬至日中正午太阳高度最大值为86.5°,最小值为46.5°,根据正午太阳高度的计算公式可得出,此地位于20°N或20°S,海口符合题意,C正确;新加坡位于赤道,其冬至日和夏至日正午太阳高度都应为66.5°,A错误;北京位于40°N,其冬至日正午太阳高度应为26.5°,夏至日正午太阳高度应为73.5°,B错误;巴西利亚位于15°S,其夏至日正午太阳高度应为51.5°,冬至日正午太阳高度应为81.5°,D错误。第10题,若该地位于北半球,则②日期为夏至,此时地球公转轨道接近远日点,公转速度较慢,A错误;a时刻正值日出,北半球日出东北方,B正确;根据上题可知,②地应位于20°N,夏至日时太阳直射北回归线,正午太阳位于该地正北方,该地正午日影朝向正南,C错误;此时北半球为夏季,黄河水量大,黄河含沙量应处于较大的季节,D错误。
11.阅读图文材料,回答下列问题。
材料一　2023年11月29日,李老师从福州(26°N,119°E)出发,前往新疆乌鲁木齐进行为期1个月的支教。李老师乘坐火车经过48小时,12月1日到达乌鲁木齐(44°N,88°E)时,太阳刚刚从地平线升起,而此时福州的学生已经在阳光明媚的教室上第二节课。
材料二　李老师在给乌鲁木齐的学生讲到《地球的运动》时,展示了清华大学的日晷景观图(图1)及示意图(图2)。本校地理小组在课外活动时制作了简易的赤道式日晷,如图3所示,用硬纸板折叠一个角度α后分别充当晷面与底座,用细杆垂直穿过晷面中心当作晷针,在晷面上画好全天12个时辰。
图1
图2
图3
(1)说明12月1日乌鲁木齐与福州日出时间差异并分析其产生原因。
(2)简述将制作好的日晷正确放置时的要求。
解析:第(1)题,该日太阳直射南半球,北半球昼短夜长,且纬度越高,昼越短,夜越长。相对于福州而言,乌鲁木齐的纬度较高,昼长较短,夜长较长,日出时间较晚;且越往西日出时间越晚,乌鲁木齐和福州两地经度差较大,乌鲁木齐位置更靠西,日出时间较晚。所以乌鲁木齐比福州日出时间晚。第(2)题,据材料二可知,放置日晷时,日晷的底座需平放在地平面上,日晷的晷针为南北方向,上端指向北极星(或正北方向);日晷是利用影子来计时的,所以一定要放在阳光无遮挡的地方。
答案:(1)差异:乌鲁木齐比福州日出时间晚。原因:乌鲁木齐位于福州以西,越往西日出时间越晚;乌鲁木齐比福州纬度高,此时为冬季,纬度越高,夜长越长,日出越晚。
(2)日晷的晷针为南北方向,上端指向北极星(或正北方向)(必答)﹔放置的地面要水平;阳光照射无遮挡。第二节　地球的公转
素养测练1　地球公转、黄赤交角及其影响和四季的更替
　　读地球公转速度随月份变化图(图1)及地球公转轨道图(图2),回答1~2题。
　　　　 图1　　　　　　　　　图2
1.当地球公转速度为图1中N点时,地球位于图2中公转轨道的(　　)
A.甲点附近 B.乙点附近
C.丙点附近 D.丁点附近
2.当地球在公转轨道上位于图2中甲点时(　　)
A.北京正值高温多雨季节
B.太阳黑子数达一年中最大值
C.地球自转角速度加快
D.地球公转速度较其他三点快
解析:1.C　2.D　第1题,当地球公转速度为图1中N点时,是地球公转速度最慢的时候,即地球位于公转轨道的远日点附近,根据图2中四点的位置可知,在丙点附近。故选C。第2题,当地球在公转轨道上位于图2中甲点时,即在近日点附近,为1月初,公转速度达到最快,地球公转速度较其他三点快;北京正值寒冷干燥的冬季;太阳黑子数的多少没有季节变化规律;地球自转角速度不随季节发生变化。故选D。
　　下图为黄赤交角示意图(图中PQ为地轴,MN为黄道面)。据此回答3~5题。
3.角②的度数是(　　)
A.23.5° B.47° C.66.5° D.43°
4.在太阳直射点由H移至N的过程中,下列说法中正确的是(　　)
A.北半球正午太阳高度变大
B.地球公转速度不断减小
C.极昼范围扩大,极夜范围缩小
D.南半球各地昼渐长、夜渐短
5.如果黄赤交角增大1°,那么地球上五带范围的变化是(　　)
A.北寒带范围扩大1°
B.南温带范围缩小1°
C.热带范围扩大1°
D.各带范围不变
解析:3.C　4.B　5.A　第3题,角②的度数与黄赤交角互余,故其度数=90°-23.5°=66.5°。故选C。第4题,太阳直射点由H移至N的过程,即太阳直射点由赤道移至北回归线的过程,北回归线及其以北地区的正午太阳高度变大;地球在公转轨道上的位置接近远日点,故地球公转速度不断减慢;北极地区极昼范围逐渐扩大,南极地区极夜范围也在逐渐扩大,且南半球各地昼渐短、夜渐长。故选B。第5题,如果黄赤交角增大1°,那么地球上五带范围的变化是北寒带范围扩大1°,南温带范围缩小2°,热带范围扩大2°。故选A。
　　(浙江嘉兴高二校联考期中)2023年5月20日某时刻,在我国南海某海域有两艘均向正北方向航行的渔政船,两艘船的中国海员同时看到太阳位于海平面上。图1表示此时刻渔政船的地理位置,图2表示地球公转轨道示意图。据此回答6~7题。
　　　　 图1　　　　　　　　　　　图2
6.该日,地球在公转轨道上的位置接近图2中的(　　)
A.① B.② C.③ D.④
7.推测该时刻的北京时间是(　　)
A.5:30 B.6:00
C.18:00 D.18:30
解析:6.D　7.A　第6题,由图2可知,地球位于①③之间时,离太阳最近,即①③之间为近日点,时间为1月初,则④②之间为地球的远日点,即7月初。结合图中地球公转方向可知,④位于7月之前,最接近材料中的5月,D正确,A、B、C错误。第7题,甲、乙两艘渔政船位于120°E附近,时间与北京时间接近。5月时太阳直射北半球,北半球昼长夜短,故晨线呈西北—东南走向,昏线呈东北—西南走向,且甲在乙的西北方,故甲、乙同在晨线上,日出时间早于6时,故选A。
8.日地距平比=(实际日地距离-日地平均距离)/日地平均距离,它反映日地距离的变化情况。下图示意日地距平比随时间的变化规律。日地距平比由m变至n期间,下列说法可信的是(　　)
A.太阳直射点一直向南移动
B.地球公转速度逐渐变慢
C.巴西高原由旱季过渡到雨季
D.海口昼长先变长后变短
解析:C　由日地距平比的公式可知,其为正值时,实际日地距离大于日地平均距离,最大值时为地球处于远日点时,即m时。由图可知,日地距平比由m变至n期间,地球由远日点公转到近日点,转至近日点的时间为1月初,转至远日点的时间为7月初,此期间太阳直射点先向南移动,再向北移动;地球公转速度逐渐变快;巴西高原的季节由冬季过渡到夏季,热带草原气候由旱季过渡到雨季;北半球6月22日前后昼最长,12月22日前后昼最短,海口的昼长先变短后变长。C正确。
　　三伏是我国华北地区一年中最炎热的时期,时长为三十天或者四十天。三伏大约在公历的7月中旬至8月中旬。初伏从夏至日后第三个庚日开始。中伏从夏至日后的第四个庚日开始。末伏为10天,从立秋后的第一个庚日开始,是三伏天中的最后一伏,俗称“秋老虎”。(在中国古代的干支计时历法中,甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸被称为“十天干”。庚日,即为按照干支计时法,当日计时带有“庚”字,庚日每十天重复一次)。据此回答9~10题。
9.资料显示,2021年6月21日为夏至日后第一个庚日,该年8月7日为立秋,则2021年三伏天数及三伏结束时太阳直射点的位置分别为(　　)
A.30天　8°N B.40天　9°N
C.40天　8°N D.30天　9°N
10.三伏天时,华北地区天气炎热的最主要原因是(　　)
A.太阳高度角大,白昼长
B.雨天多,空气湿度大
C.受副热带高气压带控制,多晴朗天气
D.全球变暖,升温异常
解析:9.B　10.A　第9题,根据材料“三伏大约处在公历的7月中旬至8月中旬。初伏从夏至日后第三个庚日开始。中伏从夏至日后的第四个庚日开始。末伏为10天,从立秋后的第一个庚日开始”及题干“2021年6月21日为夏至日后第一个庚日,该年8月7日为立秋”可知,2021年初伏为7月11日—7月20日,中伏为7月21日—8月9日,末伏为8月
10日—8月19日,所以2021年三伏天数为40天。南、北回归线的纬度为23.5°,太阳直射点在其间移动,一年的时间(365天)移动一个来回,也就是23.5°×4=94°,平均每天移动94°/365≈0.257 5°。从8月20日—9月23日,共35天,0.257 5°×35=9.012 5°,所以此时太阳直射点大约位于9°N的位置。故选B。第10题,三伏天时,华北地区太阳高度角大,白昼长,是华北地区天气炎热的最主要原因,A正确;雨天多,空气湿度大会缓解炎热程度,B错误;
7月中旬,长江中下游地区受副热带高气压带控制,但8月,华北地区进入雨季,C错误;全球变暖,升温异常不具有说服力,D错误。
　　下图中A平面为黄道面,B平面为赤道面。据此回答11~12题。
11.当太阳直射点位于P点时,北半球的节气应是(　　)
A.春分 B.夏至 C.秋分 D.冬至
12.若图中角②比现在增大2°,则(　　)
A.黄赤交角变为25.5°
B.回归线的度数将变为24.5°
C.太阳直射的范围将缩小4个纬度
D.地球上出现极昼、极夜的范围将扩大2个纬度
解析:11.B　12.C　第11题,由材料可知,图中①为黄赤交角,则P点位于北回归线上,当太阳直射北回归线时,北半球的节气应是夏至。第12题,若图中角②比现在增大2°,则黄赤交角比现在减小2°,即变为21.5°,A错误;回归线的度数将变为21.5°,B错误;太阳直射的范围将缩小4个纬度,C正确;地球上出现极昼、极夜的范围将在两极分别缩小2个纬度,
D错误。
13.读图,回答下列问题。
(1)写出太阳直射点移动路线上B、C、D三处的节气名称和所在的纬线名称:
B　　　 　　　　　;C　 　　　 　　;D　　　　　 　　　。
(2)∠a的度数是　　　　,表示的含义是　　　　　　,其存在的结果是　 　。
(3)太阳直射点在C处的运动方向为向　　 　　(填“南”或“北”),在D处的运动方向为向　　 　(填“南”或“北”)。
(4)当黄赤交角变大时,∠a的度数会　　　 　(填“变大”或“变小”),温带的范围会
　　 　　(填“变大”或“变小”)。
解析:第(1)题,结合所学知识可知,太阳直射B处时,位于北回归线,节气为夏至。太阳直射C处时,位于赤道,且太阳直射点向南运动,节气为秋分。太阳直射D处时,位于南回归线,节气为冬至。第(2)题,∠a的度数为23.5°,其含义为黄赤交角。由于黄赤交角的存在以及地轴北端始终指向北极星附近,太阳直射点在南北回归线之间做回归运动。第(3)题,结合前面分析可知,太阳直射点在C处的运动方向是向南,当太阳直射点到达D处后,太阳直射的纬度最靠南,之后太阳直射点运动方向为向北。第(4)题,当黄赤交角变大时,∠a的度数会变大,热带和寒带的范围会变大,温带的范围会变小。
答案:(1)夏至,北回归线　秋分,赤道　冬至,南回归线
(2)23.5°　黄赤交角　太阳直射点在南北回归线之间做回归运动
(3)南　北
(4)变大　变小
素养测练2　正午太阳高度的变化
　　(浙江杭州二中适应考)下图为甲、乙两地某日从日出到日落太阳高度角日变化示意图,其中甲地位于北半球。读图,回答1~2题。
1.据图推测,乙地位于(　　)
A.西半球赤道上 B.西半球北回归线上
C.东半球赤道上 D.东半球北回归线上
2.据图推测,该日应该是(　　)
A.春分日 B.夏至日 C.秋分日 D.冬至日
解析:1.A　2.B　第1题,由图可知,此日甲地昼长为12小时16分钟,材料显示甲地位于北半球,因此该日北半球昼长夜短。乙地昼长恰好为12小时,应位于赤道上。乙地正午太阳高度最大时,北京时间为24时,由此可计算出乙地经度为60°W,位于西半球。故选A。第2题,由上题分析可知,甲地昼长为12小时16分,甲地位于北半球,推断太阳直射点位于北半球,选项中夏至日符合条件,故选B。
　　(浙江湖州吴兴高级中学期中)下图为某年5月29日,美国纽约曼哈顿第42街出现的“曼哈顿悬日”美景。该景观一年出现两次,日落时阳光将洒满曼哈顿所有的该走向街道,呈现一幅壮观的景象,时间长达15分钟。据此回答3~4题。
3.一年中另一次的时间应该是(　　)
A.6月22日 B.7月17日
C.3月21日 D.12月22日
4.图中街道的走向大致为(　　)
A.东西走向
B.南北走向
C.东北—西南走向
D.西北—东南走向
解析:3.B　4.D　第3题,材料信息表明,美国纽约曼哈顿第42街出现“曼哈顿悬日”美景的日期为5月29日,若一年中另一日期出现同样景观,则另一日期太阳日落方向要与5月
29日相同,即与5月29日的太阳直射点纬度相同。根据所学知识可知,一年中太阳直射点位置相同的两个日期关于冬至日或夏至日对称,5月29日处于夏至日(6月22日前后)之前约25天,则另一日期为夏至日(6月22日前后)之后约25天,即7月17日前后,B正确,A、C、D错误。第4题,5月29日太阳直射点在北半球,日落方向为西北,因此当地街道的走向大致为西北—东南走向,D正确,排除A、B、C。
　　下图为110°E经线上M城市正午太阳高度角的年内变化图,该地冬至日和夏至日的正午太阳高度角相差40°。据此回答5~6题。
5.M地的纬度位置为(　　)
A.23.5°N B.20°N C.15°N D.10°S
6.M地冬至日的正午太阳高度角为(　　)
A.46.5° B.43.5° C.86.5° D.83.5°
解析:5.B　6.A　第5题,读图可知,该地夏至日(6月22日前后)正午太阳高度角大于冬至日(12月22日前后),所以该地位于北半球。该地一年有两次直射现象,说明该地位于赤道和北回归线之间。假设该地纬度为a,该地冬至日和夏至日正午太阳高度角相差40°,代入正午太阳高度计算公式,[90°-(23.5°-a)]-[90°-(23.5°+a)]=40°,计算可得a=20°。故选B。第6题,由上题分析可知,该地位于北纬20°,根据正午太阳高度计算公式H=90°-两点纬度差,计算可知该地冬至日的正午太阳高度角为46.5°。故选A。
　　(浙江永嘉中学校期中)某校地理研究性学习小组在校内(45°N)进行正午太阳方位及高度的观测,并将观测结果绘制成正午太阳高度年内变化示意图。据此回答7~8题。
7.图中四地,代表学校所在地的是(　　)
A.① B.② C.③ D.④
8.能正确表示春分日正午该校教学楼(东北—西南走向)影子的示意图是(　　)
　
A B
　
C D
解析:7.C　8.C　第7题,当地位于45°N,其正午太阳高度最大值为68.5°(夏至日),最小值为21.5°(冬至日),且正午太阳所在方向为南,该范围与③地符合,C正确,A、B、D错误。第8题,该地位于北半球的45°N,春分日正午太阳由正南方向照射过来,其影子应该偏北而不是偏南,A、B错误;该教学楼为东北—西南走向,根据日影照射方向和教学楼走向来看,其影子应该能体现出该教学楼侧面的一部分,C正确,D错误。
　　(浙江嘉兴高二期末)下图是我国某地某居民楼某日日出、正午太阳光线示意图。据此回答9~10题。
9.判断该房屋的朝向是(　　)
A.北偏东 B.北偏西
C.南偏东 D.南偏西
10.下列叙述正确的是(　　)
A.该日南极有极昼现象
B.该日嘉兴东北日出
C.该日后太阳直射点往北移动
D.该日后嘉兴白昼将逐渐变短
解析:9.C　10.B　第9题,我国某地正午太阳光线应位于正南方向,该屋正门对着的方位在正午光线和日出光线之间,向东偏离正午太阳光线15°,故房屋的朝向为南偏东。C正确,A、B、D错误。第10题,我国某地正午太阳光线位于正南方向,日出时太阳光线位于东北方向,说明该日当地昼长夜短,故太阳直射点位于北半球,此时南极出现极夜现象,A错误;嘉兴位于北半球,该日太阳直射北半球,故嘉兴日出方向为东北,B正确;题中仅给出当天的信息,无法判断太阳直射点的移动方向,也无法判断北半球昼夜长短变化情况,C、D错误。
　　(浙江舟山高二期末)某广场(37°N,105°E)上的十二生肖石像均匀排列成圆形,生肖鼠位于正北方,某中学学生在圆心立一根竹竿以观察太阳周日视运动变化。下图示意夏至日两个时刻的杆影指向。据此回答11~12题。
11.该地夏至日杆影指向兔的时候,北京时间为(　　)
A.14:40 B.15:40 C.16:40 D.18:00
12.该地冬至日的那天,杆影指向的生肖石像数个数为(　　)
A.3个 B.5个 C.7个 D.9个
解析:11.C　12.B　第11题,由图中信息可知,北京时间9:20时杆影指向正西,当地经度为105°E,此时当地地方时应为8:20,太阳位于正东,一天之中太阳方位关于正午对称,故地方时为15:40时,太阳位于正西,杆影指向兔,而当地经度是105°E,北京时间(120°E地方时)比当地地方时早1小时,所以此时的北京时间应为16:40,C正确,A、B、D错误。第12题,图中十二生肖均匀排列,相邻两个生肖之间间隔2小时。夏至日日出时,杆影指向生肖猴,则日出方位位于生肖虎,大致地方时4:00左右,夏至日的日出时间与冬至日的日出时间相加等于12时,故冬至日的日出时间大致为地方时8:00,日落时间为地方时16:00,昼长为8小时,杆影的移动方向与太阳视运动方向均为顺时针方向,指向的生肖石数量均为5个,太阳指向的生肖石从龙到猴,杆影指向的生肖石从狗到虎,B正确,A、C、D错误。
13.阅读图文材料,回答下列问题。
　　我国西部地区某校地理兴趣小组在平地上用立竿测影的方法,测算正午太阳高度α,如图1所示。图2为该小组绘制的春分日至冬至日正午竿影长度变化图。
　　　 图1　　　　　　　　　图2　　　
(1)图2中的数字序号分别表示二分二至日时的竿影长度。其中反映北半球冬至日(12月22日前后)正午竿影长度的数字序号是　　　 　　。
(2)该地从春分日到秋分日的正午竿影长度变化情况是　　　　　　　　　　　　　　,对应的正午太阳高度α的变化是　 　。
(3)如果一年中测得的正午竿影均朝向北方,那么该学校位于(　　)
A.南回归线以南
B.南回归线与赤道之间
C.北回归线以北
D.北回归线与赤道之间
(4)如果出现正午竿影长度等于竿长,那么表明此时正午太阳高度是(　　)
A.0° B.25° C.45° D.90°
解析:第(1)题,图2中的数字序号分别表示二分二至日时的竿影长度。其中反映北半球冬至日(12月22日前后)正午竿影长度的数字序号是④,此时正午太阳高度最小,影长最长。第(2)题,该地从春分日到秋分日正午竿影长度变化情况是先逐日变短,夏至日最短,后逐日变长。对应的正午太阳高度α的变化是先逐日变大,夏至日最大,后逐日变小。第(3)题,如果一年中测得的正午竿影均朝向北方,且该地位于我国西部地区,那么该学校位于北回归线以北。第(4)题,如果出现正午竿影长度等于竿长,影长与竿长组成等腰直角三角形,则表明此时正午太阳高度是45°。
答案:(1)④
(2)先逐日变短,夏至日最短,后逐日变长　先逐日变大,夏至日最大,后逐日变小
(3)C
(4)C
素养测练3　昼夜长短的变化
　　(浙江秋季开学考)敦煌鸣沙山月牙泉(40°N,94.7°E),是丝绸之路上的沙漠奇景,被称为沙漠第一泉。读月牙泉景区某月连续5天日出日落时间表(北京时间),回答1~2题。
时间 第一天 第二天 第三天 第四天 第五天
日出时间 6:12 6:12 6:11 6:11 6:12
日落时间 21:10 21:11 21:11 21:12 21:12
1.该月份可能是(　　)
A.4月 B.5月 C.6月 D.7月
2.月牙泉与北京在同一纬度,细心的游客发现同一天月牙泉的昼长比北京长,其原因是月牙泉(　　)
A.在北京西部 B.地势高
C.地势低 D.在北京东部
解析:1.C　2.B　第1题,从日出日落时间表可知,该地昼长夜短,第一天到第四天白昼渐长,第五天又开始变短,据此可知日期接近6月22日前后(夏至日),故选C。第2题,月牙泉位于北京以西地区,但是纬度基本相同,经度差异不会影响昼长,A、D错误;月牙泉位于第二级阶梯,北京位于第三级阶梯,月牙泉的海拔高,光照时间较长,B正确,C错误。
　　(浙江湖丽衢统考)下图为我国某新型太阳光照明系统工作原理示意图。该系统工作期间光轴一直与太阳光保持平行。据此回答3~4题。
3.光轴在白天水平方向转动角度最大的是(　　)
A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季
4.若该系统在116°E的某地使用,当光轴仰角最大时,北京时间为(　　)
A.00:16 B.06:16 C.12:16 D.18:16
解析:3.B　4.C　第3题,由材料可知,该系统工作期间光轴一直与太阳光保持平行,因此,光轴在白天水平方向转动角度与昼长长短有关,昼长越长,太阳光线画过的弧长越长,光轴在白天水平方向转动角度越大。夏季昼长最长,因此,光轴在白天水平方向转动角度最大是在夏季,B正确,A、C、D错误。第4题,当光轴仰角最大时,即当地116°E地方时为12:00时,此时北京时间为12:16,C正确,A、B、D错误。
　　下图为一中学生根据地球昼夜长短变化规律,绘制的甲、乙、丙三个地点一年的昼夜变化图。据此回答5~7题。
5.甲、乙、丙三地由北向南排序正确的是(　　)
A.乙、甲、丙 B.乙、丙、甲
C.甲、乙、丙 D.丙、甲、乙
6.甲地极夜后的第一次日出,大约出现在(　　)
A.冬至日的第二天 B.冬至日的前一天
C.夏至日的第二天 D.夏至日的前一天
7.与甲、丙两地相比,乙地(　　)
A.昼夜变化幅度大于12小时
B.春分日正午太阳高度最大
C.四季更替明显
D.地方时早于甲、丙两地
解析:5.B　6.C　7.C　第5题,由图可知,甲地夏至日刚好出现极夜,冬至日刚好出现极昼,处于南极圈上。乙地春分日到秋分日昼长大于12小时,秋分日到次年春分日昼长小于
12小时,应位于北半球。丙地全年昼长为12小时,应位于赤道。因此三地由北向南排列顺序为乙、丙、甲。故选B。第6题,甲地位于南极圈上,夏至日出现极夜,极夜后的第一次日出应出现在夏至日的第二天。故选C。第7题,由图可知,乙地昼夜长短变化幅度小于12小时,A错误。太阳直射该地时正午太阳高度最大,B错误。甲地终年较为寒冷,丙地终年炎热,乙地的四季更替较为明显,C正确。不能判断乙地地方时是否早于甲、丙两地,D错误。
8.在某晨昏圈图中,CAD为晨线,CBD为昏线,A为(0°,20°E),C为(70°N,70°W)。若P点的经度为145°,此日P地的昼长约为(　　)
A.8小时 B.10小时
C.14小时 D.16小时
解析:C　据材料信息可知,图示为晨昏圈图,CAD为晨线,CBD为昏线,A为(0°,20°E),说明A点是晨线与赤道的交点,地方时为6时,即20°E的地方时为6时。若P点的经度为145°W,其地方时为19时,因为在昏线上,所以为日落时刻,其昼长为14小时,符合题干要求。若P点的经度为145°E,其地方时为14时20分,其昼长为4小时40分钟,没有与之相符的答案。C正确。
　　(浙江绍兴高二期末)下图为某地冬至日和夏至日的正午太阳高度、昼长、日出时刻示意图。据此回答9~10题。
9.推测图示该地最有可能位于(　　)
A.新加坡(0°) B.北京(40°N)
C.海口(20°N) D.巴西利亚(15°S)
10.若该地位于北半球,则②日期最可能发生的自然现象是(　　)
A.地球公转速度较快
B.a时刻太阳位于该地东北方
C.该地正午物体影子位于正北方
D.黄河的含沙量处于全年较小季节
解析:9.C　10.B　第9题,读图可知,该地夏至日和冬至日中正午太阳高度最大值为86.5°,最小值为46.5°,根据正午太阳高度的计算公式可得出,此地位于20°N或20°S,海口符合题意,C正确;新加坡位于赤道,其冬至日和夏至日正午太阳高度都应为66.5°,A错误;北京位于40°N,其冬至日正午太阳高度应为26.5°,夏至日正午太阳高度应为73.5°,B错误;巴西利亚位于15°S,其夏至日正午太阳高度应为51.5°,冬至日正午太阳高度应为81.5°,D错误。第10题,若该地位于北半球,则②日期为夏至,此时地球公转轨道接近远日点,公转速度较慢,A错误;a时刻正值日出,北半球日出东北方,B正确;根据上题可知,②地应位于20°N,夏至日时太阳直射北回归线,正午太阳位于该地正北方,该地正午日影朝向正南,C错误;此时北半球为夏季,黄河水量大,黄河含沙量应处于较大的季节,D错误。
11.阅读图文材料,回答下列问题。
材料一　2023年11月29日,李老师从福州(26°N,119°E)出发,前往新疆乌鲁木齐进行为期1个月的支教。李老师乘坐火车经过48小时,12月1日到达乌鲁木齐(44°N,88°E)时,太阳刚刚从地平线升起,而此时福州的学生已经在阳光明媚的教室上第二节课。
材料二　李老师在给乌鲁木齐的学生讲到《地球的运动》时,展示了清华大学的日晷景观图(图1)及示意图(图2)。本校地理小组在课外活动时制作了简易的赤道式日晷,如图3所示,用硬纸板折叠一个角度α后分别充当晷面与底座,用细杆垂直穿过晷面中心当作晷针,在晷面上画好全天12个时辰。
图1
图2
图3
(1)说明12月1日乌鲁木齐与福州日出时间差异并分析其产生原因。
(2)简述将制作好的日晷正确放置时的要求。
解析:第(1)题,该日太阳直射南半球,北半球昼短夜长,且纬度越高,昼越短,夜越长。相对于福州而言,乌鲁木齐的纬度较高,昼长较短,夜长较长,日出时间较晚;且越往西日出时间越晚,乌鲁木齐和福州两地经度差较大,乌鲁木齐位置更靠西,日出时间较晚。所以乌鲁木齐比福州日出时间晚。第(2)题,据材料二可知,放置日晷时,日晷的底座需平放在地平面上,日晷的晷针为南北方向,上端指向北极星(或正北方向);日晷是利用影子来计时的,所以一定要放在阳光无遮挡的地方。
答案:(1)差异:乌鲁木齐比福州日出时间晚。原因:乌鲁木齐位于福州以西,越往西日出时间越晚;乌鲁木齐比福州纬度高,此时为冬季,纬度越高,夜长越长,日出越晚。
(2)日晷的晷针为南北方向,上端指向北极星(或正北方向)(必答)﹔放置的地面要水平;阳光照射无遮挡。第二节　地球的公转
素养测练1　地球公转、黄赤交角及其影响和四季的更替
　　读地球公转速度随月份变化图(图1)及地球公转轨道图(图2),回答1~2题。
　　　　 图1　　　　　　　　　图2
1.当地球公转速度为图1中N点时,地球位于图2中公转轨道的(　　)
A.甲点附近 B.乙点附近
C.丙点附近 D.丁点附近
2.当地球在公转轨道上位于图2中甲点时(　　)
A.北京正值高温多雨季节
B.太阳黑子数达一年中最大值
C.地球自转角速度加快
D.地球公转速度较其他三点快
　　下图为黄赤交角示意图(图中PQ为地轴,MN为黄道面)。据此回答3~5题。
3.角②的度数是(　　)
A.23.5° B.47° C.66.5° D.43°
4.在太阳直射点由H移至N的过程中,下列说法中正确的是(　　)
A.北半球正午太阳高度变大
B.地球公转速度不断减小
C.极昼范围扩大,极夜范围缩小
D.南半球各地昼渐长、夜渐短
5.如果黄赤交角增大1°,那么地球上五带范围的变化是(　　)
A.北寒带范围扩大1°
B.南温带范围缩小1°
C.热带范围扩大1°
D.各带范围不变
　　(浙江嘉兴高二校联考期中)2023年5月20日某时刻,在我国南海某海域有两艘均向正北方向航行的渔政船,两艘船的中国海员同时看到太阳位于海平面上。图1表示此时刻渔政船的地理位置,图2表示地球公转轨道示意图。据此回答6~7题。
　　　　 图1　　　　　　　　　　　图2
6.该日,地球在公转轨道上的位置接近图2中的(　　)
A.① B.② C.③ D.④
7.推测该时刻的北京时间是(　　)
A.5:30 B.6:00
C.18:00 D.18:30
8.日地距平比=(实际日地距离-日地平均距离)/日地平均距离,它反映日地距离的变化情况。下图示意日地距平比随时间的变化规律。日地距平比由m变至n期间,下列说法可信的是(　　)
A.太阳直射点一直向南移动
B.地球公转速度逐渐变慢
C.巴西高原由旱季过渡到雨季
D.海口昼长先变长后变短
　　三伏是我国华北地区一年中最炎热的时期,时长为三十天或者四十天。三伏大约在公历的7月中旬至8月中旬。初伏从夏至日后第三个庚日开始。中伏从夏至日后的第四个庚日开始。末伏为10天,从立秋后的第一个庚日开始,是三伏天中的最后一伏,俗称“秋老虎”。(在中国古代的干支计时历法中,甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸被称为“十天干”。庚日,即为按照干支计时法,当日计时带有“庚”字,庚日每十天重复一次)。据此回答9~10题。
9.资料显示,2021年6月21日为夏至日后第一个庚日,该年8月7日为立秋,则2021年三伏天数及三伏结束时太阳直射点的位置分别为(　　)
A.30天　8°N B.40天　9°N
C.40天　8°N D.30天　9°N
10.三伏天时,华北地区天气炎热的最主要原因是(　　)
A.太阳高度角大,白昼长
B.雨天多,空气湿度大
C.受副热带高气压带控制,多晴朗天气
D.全球变暖,升温异常
10日—8月19日,所以2021年三伏天数为40天。南、北回归线的纬度为23.5°,太阳直射点在其间移动,一年的时间(365天)移动一个来回,也就是23.5°×4=94°,平均每天移动94°/365≈0.257 5°。从8月20日—9月23日,共35天,0.257 5°×35=9.012 5°,所以此时太阳直射点大约位于9°N的位置。故选B。第10题,三伏天时,华北地区太阳高度角大,白昼长,是华北地区天气炎热的最主要原因,A正确;雨天多,空气湿度大会缓解炎热程度,B错误;
7月中旬,长江中下游地区受副热带高气压带控制,但8月,华北地区进入雨季,C错误;全球变暖,升温异常不具有说服力,D错误。
　　下图中A平面为黄道面,B平面为赤道面。据此回答11~12题。
11.当太阳直射点位于P点时,北半球的节气应是(　　)
A.春分 B.夏至 C.秋分 D.冬至
12.若图中角②比现在增大2°,则(　　)
A.黄赤交角变为25.5°
B.回归线的度数将变为24.5°
C.太阳直射的范围将缩小4个纬度
D.地球上出现极昼、极夜的范围将扩大2个纬度
D错误。
13.读图,回答下列问题。
(1)写出太阳直射点移动路线上B、C、D三处的节气名称和所在的纬线名称:
B　　　 　　　　　;C　 　　　 　　;D　　　　　 　　　。
(2)∠a的度数是　　　　,表示的含义是　　　　　　,其存在的结果是　 　。
(3)太阳直射点在C处的运动方向为向　　 　　(填“南”或“北”),在D处的运动方向为向　　 　(填“南”或“北”)。
(4)当黄赤交角变大时,∠a的度数会　　　 　(填“变大”或“变小”),温带的范围会
　　 　　(填“变大”或“变小”)。
素养测练2　正午太阳高度的变化
　　(浙江杭州二中适应考)下图为甲、乙两地某日从日出到日落太阳高度角日变化示意图,其中甲地位于北半球。读图,回答1~2题。
1.据图推测,乙地位于(　　)
A.西半球赤道上 B.西半球北回归线上
C.东半球赤道上 D.东半球北回归线上
2.据图推测,该日应该是(　　)
A.春分日 B.夏至日 C.秋分日 D.冬至日
　　(浙江湖州吴兴高级中学期中)下图为某年5月29日,美国纽约曼哈顿第42街出现的“曼哈顿悬日”美景。该景观一年出现两次,日落时阳光将洒满曼哈顿所有的该走向街道,呈现一幅壮观的景象,时间长达15分钟。据此回答3~4题。
3.一年中另一次的时间应该是(　　)
A.6月22日 B.7月17日
C.3月21日 D.12月22日
4.图中街道的走向大致为(　　)
A.东西走向
B.南北走向
C.东北—西南走向
D.西北—东南走向
29日相同,即与5月29日的太阳直射点纬度相同。根据所学知识可知,一年中太阳直射点位置相同的两个日期关于冬至日或夏至日对称,5月29日处于夏至日(6月22日前后)之前约25天,则另一日期为夏至日(6月22日前后)之后约25天,即7月17日前后,B正确,A、C、D错误。第4题,5月29日太阳直射点在北半球,日落方向为西北,因此当地街道的走向大致为西北—东南走向,D正确,排除A、B、C。
　　下图为110°E经线上M城市正午太阳高度角的年内变化图,该地冬至日和夏至日的正午太阳高度角相差40°。据此回答5~6题。
5.M地的纬度位置为(　　)
A.23.5°N B.20°N C.15°N D.10°S
6.M地冬至日的正午太阳高度角为(　　)
A.46.5° B.43.5° C.86.5° D.83.5°
　　(浙江永嘉中学校期中)某校地理研究性学习小组在校内(45°N)进行正午太阳方位及高度的观测,并将观测结果绘制成正午太阳高度年内变化示意图。据此回答7~8题。
7.图中四地,代表学校所在地的是(　　)
A.① B.② C.③ D.④
8.能正确表示春分日正午该校教学楼(东北—西南走向)影子的示意图是(　　)
　
A B
　
C D
　　(浙江嘉兴高二期末)下图是我国某地某居民楼某日日出、正午太阳光线示意图。据此回答9~10题。
9.判断该房屋的朝向是(　　)
A.北偏东 B.北偏西
C.南偏东 D.南偏西
10.下列叙述正确的是(　　)
A.该日南极有极昼现象
B.该日嘉兴东北日出
C.该日后太阳直射点往北移动
D.该日后嘉兴白昼将逐渐变短
　　(浙江舟山高二期末)某广场(37°N,105°E)上的十二生肖石像均匀排列成圆形,生肖鼠位于正北方,某中学学生在圆心立一根竹竿以观察太阳周日视运动变化。下图示意夏至日两个时刻的杆影指向。据此回答11~12题。
11.该地夏至日杆影指向兔的时候,北京时间为(　　)
A.14:40 B.15:40 C.16:40 D.18:00
12.该地冬至日的那天,杆影指向的生肖石像数个数为(　　)
A.3个 B.5个 C.7个 D.9个
13.阅读图文材料,回答下列问题。
　　我国西部地区某校地理兴趣小组在平地上用立竿测影的方法,测算正午太阳高度α,如图1所示。图2为该小组绘制的春分日至冬至日正午竿影长度变化图。
　　　 图1　　　　　　　　　图2　　　
(1)图2中的数字序号分别表示二分二至日时的竿影长度。其中反映北半球冬至日(12月22日前后)正午竿影长度的数字序号是　　　 　　。
(2)该地从春分日到秋分日的正午竿影长度变化情况是　　　　　　　　　　　　　　,对应的正午太阳高度α的变化是　 　。
(3)如果一年中测得的正午竿影均朝向北方,那么该学校位于(　　)
A.南回归线以南
B.南回归线与赤道之间
C.北回归线以北
D.北回归线与赤道之间
(4)如果出现正午竿影长度等于竿长,那么表明此时正午太阳高度是(　　)
A.0° B.25° C.45° D.90°
素养测练3　昼夜长短的变化
　　(浙江秋季开学考)敦煌鸣沙山月牙泉(40°N,94.7°E),是丝绸之路上的沙漠奇景,被称为沙漠第一泉。读月牙泉景区某月连续5天日出日落时间表(北京时间),回答1~2题。
时间 第一天 第二天 第三天 第四天 第五天
日出时间 6:12 6:12 6:11 6:11 6:12
日落时间 21:10 21:11 21:11 21:12 21:12
1.该月份可能是(　　)
A.4月 B.5月 C.6月 D.7月
2.月牙泉与北京在同一纬度,细心的游客发现同一天月牙泉的昼长比北京长,其原因是月牙泉(　　)
A.在北京西部 B.地势高
C.地势低 D.在北京东部
　　(浙江湖丽衢统考)下图为我国某新型太阳光照明系统工作原理示意图。该系统工作期间光轴一直与太阳光保持平行。据此回答3~4题。
3.光轴在白天水平方向转动角度最大的是(　　)
A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季
4.若该系统在116°E的某地使用,当光轴仰角最大时,北京时间为(　　)
A.00:16 B.06:16 C.12:16 D.18:16
　　下图为一中学生根据地球昼夜长短变化规律,绘制的甲、乙、丙三个地点一年的昼夜变化图。据此回答5~7题。
5.甲、乙、丙三地由北向南排序正确的是(　　)
A.乙、甲、丙 B.乙、丙、甲
C.甲、乙、丙 D.丙、甲、乙
6.甲地极夜后的第一次日出,大约出现在(　　)
A.冬至日的第二天 B.冬至日的前一天
C.夏至日的第二天 D.夏至日的前一天
7.与甲、丙两地相比,乙地(　　)
A.昼夜变化幅度大于12小时
B.春分日正午太阳高度最大
C.四季更替明显
D.地方时早于甲、丙两地
12小时,应位于北半球。丙地全年昼长为12小时,应位于赤道。因此三地由北向南排列顺序为乙、丙、甲。故选B。第6题,甲地位于南极圈上,夏至日出现极夜,极夜后的第一次日出应出现在夏至日的第二天。故选C。第7题,由图可知,乙地昼夜长短变化幅度小于12小时,A错误。太阳直射该地时正午太阳高度最大,B错误。甲地终年较为寒冷,丙地终年炎热,乙地的四季更替较为明显,C正确。不能判断乙地地方时是否早于甲、丙两地,D错误。
8.在某晨昏圈图中,CAD为晨线,CBD为昏线,A为(0°,20°E),C为(70°N,70°W)。若P点的经度为145°,此日P地的昼长约为(　　)
A.8小时 B.10小时
C.14小时 D.16小时
　　(浙江绍兴高二期末)下图为某地冬至日和夏至日的正午太阳高度、昼长、日出时刻示意图。据此回答9~10题。
9.推测图示该地最有可能位于(　　)
A.新加坡(0°) B.北京(40°N)
C.海口(20°N) D.巴西利亚(15°S)
10.若该地位于北半球,则②日期最可能发生的自然现象是(　　)
A.地球公转速度较快
B.a时刻太阳位于该地东北方
C.该地正午物体影子位于正北方
D.黄河的含沙量处于全年较小季节
11.阅读图文材料,回答下列问题。
材料一　2023年11月29日,李老师从福州(26°N,119°E)出发,前往新疆乌鲁木齐进行为期1个月的支教。李老师乘坐火车经过48小时,12月1日到达乌鲁木齐(44°N,88°E)时,太阳刚刚从地平线升起,而此时福州的学生已经在阳光明媚的教室上第二节课。
材料二　李老师在给乌鲁木齐的学生讲到《地球的运动》时,展示了清华大学的日晷景观图(图1)及示意图(图2)。本校地理小组在课外活动时制作了简易的赤道式日晷,如图3所示,用硬纸板折叠一个角度α后分别充当晷面与底座,用细杆垂直穿过晷面中心当作晷针,在晷面上画好全天12个时辰。
图1
图2
图3
(1)说明12月1日乌鲁木齐与福州日出时间差异并分析其产生原因。
(2)简述将制作好的日晷正确放置时的要求。(共71张PPT)
第一章 地球的运动
第二节 地球的公转
【目标导航】
课标要求 素养目标
结合实例，说 明地球公转的 地理意义 1.区域认知:了解地球公转的方向、轨道、速度和周 期，理解黄赤交角及其影响。 2.综合思维:运用太阳直射点的回归运动分析正午太阳 高度、昼夜长短变化的原因。熟练掌握正午太阳高度和 昼夜长短变化的规律，提高判读光照图的能力。
课标要求 素养目标
结合实例，说 明地球公转的 地理意义 3.人地协调观:培养通过日常地理现象探究地理原理的 意识，树立正确的宇宙观。 4.地理实践力:学会运用地球公转的地理意义解决生活 中太阳能热水器安装、楼间距(楼高)等实际问题
续表
预习导学
一、地球公转
1.地球公转的轨道及其图示
结合上图可知:
(1)地球绕日公转的轨道是一个近似正圆的椭圆，太阳位于椭圆的一个焦
点上。
(2)地球公转的方向是自____向____，从北极上空看呈____时针，从南极
上空看呈____时针。
(3)地球绕日公转的过程中速度并不均匀，近日点(___月初)较快，远日点
(___月初)较慢。
西
东
逆
顺
1
7
2.地球公转的周期:地球公转的周期为___年，为_____日___时___分____
秒，即一个恒星年。
1
365
6
9
10
二、黄赤交角及其影响
1.黄赤交角的含义
黄赤交角是过地心并与地轴垂直的
平面(赤道面)和地球公转轨道平面
(黄道面)之间的夹角。目前的黄赤交
角约_______，地轴与黄道面的夹角
约66.5°。
23.5°
2.黄赤交角的影响
黄赤交角的存在导致地球公转过程中太阳直射点在南北回归线之间的往
返运动，称为太阳直射点的回归运动，其运动周期为________________
秒，叫作一个回归年。图表分析如下。
365日5时48分46
时间 太阳直射点位置 移动方向
3月21日前后至6月22日前后 北半球 向北移动
6月22日前后至9月23日前后 向南移动
9月23日前后至12月22日前后 南半球
12月22日前后至次年3月21日前后 向北移动
［思考1］ 如果没有黄赤交角，地球会发生哪些变化？
【提示】如果没有黄赤交角，也就没有太阳直射点的南北移动，全球就
没有四季的变化。
三、地球公转的地理意义
(一)正午太阳高度的变化
1.太阳高度
(1)概念:__________与地平面之间的夹角(即太阳在当地的仰角)，叫作太
阳高度角，简称太阳高度。
(2)大小:在太阳直射点上，太阳高度为______；在晨昏线(圈)上，太阳高
度为_____。
(3)正午太阳高度:一天中太阳高度最大值出现在______，称为正午太阳高度。
太阳光线
90°
0°
正午
2.正午太阳高度的变化规律(以北半球为例)
同一时刻，正午太阳高度由____________所在纬度向南北两侧递减。具
体变化如表所示。
太阳直射点
节气 太阳直射 点位置 纬度变化 达最大值的地区 达最小值
的地区
夏至日 北回归线 由北回归线向南 北两侧递减 __________及其 以北各纬度 ____半球
各纬度
北回归线
南
节气 太阳直射 点位置 纬度变化 达最大值的地区 达最小值的
地区
冬至日 南回归线 由南回归线向南 北两侧递减 __________及其 以南各纬度 ____半球各
纬度
春分日和 秋分日 赤道 由赤道向南北两 侧递减 ______ 南北两极点
南回归线
北
赤道
续表
(二)昼夜长短的变化
1.昼夜长短与昼弧和夜弧的长度有关
地球自转一周，若所经历的昼弧长于夜弧，则昼长夜短；反之，则昼短
夜长。赤道上终年昼夜等长。
2.变化规律
时间 变化特点 重要节气
北半球夏半年 (自春分日至秋分 日) 北半球各纬度______ _____，纬度越高， 昼越长，夜越短 夏至日，北半球各纬度昼长达 到一年中的最大值，北极四周 出现______现象，范围达到最 大(图1)
昼长
夜短
极昼
时间 变化特点 重要节气
北半球冬半年 (自秋分日至次年 分日) 北半球各纬度______ _____，纬度越高， 昼越短，夜越长 冬至日，北半球各纬度昼长达 到一年中的最小值，北极四周 出现______现象，范围达到最 大(图3)
春分日和秋分日 全球各地______等 长，各为12时 秋分日、春分日(图2)
昼短
夜长
极夜
昼夜
续表
(三)四季的更替
1.四季更替的表现
一年中正午太阳高度和昼夜长短的季节变化。
2.四季的划分
(1)天文四季。
夏季:一年中正午太阳高度______、白昼______的季节。
冬季:一年中正午太阳高度______、白昼______的季节。
春秋两季:冬夏两季的过渡季节。
最大
最长
最小
最短
(2)气候四季:北温带国家多把_________月确定为春季，6、7、8月确定为
夏季，9、10、11月确定为秋季，____月和次年______月确定为冬季。南
半球与北半球的季节恰好相反。
3、4、5
12
1、2
［思考2］ 全球所有的地方都有四季更替吗？
【提示】不是。赤道地区纬度低，正午太阳高度较大且变化较小，因此
常年高温，没有明显的四季更替。寒带地区纬度高，正午太阳高度较小，
获得的热量少，因此终年寒冷，也没有明显的四季更替。
导学探究
探究一 地球公转及黄赤交角
【情境探究】
小 至
［唐］杜甫
天时人事日相催，冬至阳生春又来。
刺绣五纹添弱线，吹葭六琯动浮灰。
岸容待腊将舒柳，山意冲寒欲放梅。
云物不殊乡国异，教儿且覆掌中杯。
(1)冬至时，太阳直射的纬度是多少？
【提示】冬至日为12月22日前后，太阳直射南回归线。
(2)诗中为什么说“冬至阳生”
【提示】冬至太阳直射南回归线，北半球昼最短，冬至过后，太阳直射点
向北运动，北半球的正午太阳高度将不断增加，昼长增加，因此叫“阳生”。
【典型例题】
第24届冬季奥林匹克运动会于2022年2月4日—20日在我国北京举行。
据此回答(1)~(3)题。
(1)北京冬奥会开幕时，地球的公转位置最接近图中的( )
D
A. B. C. D.
【解析】思路点拨:根据图中信息可知，左侧光照图为夏至日，右侧光照
图为冬至日，上、下两幅光照图分别是春分日和秋分日。北京冬奥会在2
月份举行，地球的公转位置最可能接近图中的 点。
(2)地球公转到图中四点时，速度最快的是( )
C
A. B. C. D.
【解析】思路点拨:当地球公转到近日点(1月初)时，公转速度最快，由此
分析，公转速度最快的是 点。
(3)北京冬奥会期间，太阳直射点位置及其移动方向是( )
A
A.南半球 一直北移 B.北半球 一直南移
C.南半球 先向北移后向南移 D.南半球 先向南移后向北移
【解析】思路点拨:由太阳直射点的位置和移动规律可知，2月4日—20日，
太阳直射南半球，且太阳直射点一直北移。
【要点归纳】
1.公转示意图的判读技巧
(1)图示理解地球公转与二分二至日的
关系。
(2)判断二分二至的方法。
①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。
②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
日，向右倾斜，右面为冬至日。
③看太阳直射点的位置:连接太阳光线与地心，可以看出太阳直射点所在
的半球。
④确定了二至日后，结合地球公转的方向即可判断春分日和秋分日。#1.2.4
2.黄赤交角的特征及变化
(1)黄赤交角的特征(可简记为“两个变，三个基本不变”)。#2.1
特征 含义 体现区域
两个变 黄道面与赤道面的交线 地球的公转
过程中
地轴与太阳光线的相对位置
三个基本 不变 地轴的空间指向,北极始终指向北极星附近
黄赤交角的大小，基本保持23.5°
地球的运动方向
(2)黄赤交角的变化及影响。
影响的方面 黄赤交角变大(小)
太阳直射范围 扩大(缩小)
极昼和极夜现象范围 扩大(缩小)
五带的范围 热带和寒带的范围扩大(缩小)、温带的范围
缩小(扩大)
正午太阳高度的年变化 年变化幅度增大(减小)
影响的方面 黄赤交角变大(小)
昼夜长短的年变化 年变化幅度增大(减小)(赤道与寒带除外)
季节的变化 变化明显(不明显)
1.五带的成因
2.图表示意五带的划分
温度带 特征 原因
热带 长夏 无冬 昼夜长短变化不大，正午太阳高度终年较大，全
年获得太阳热量最多
温带 四季更替 明显 正午太阳高度变化幅度很大，昼夜长短变化也较
大，且同时达到极值，获得的太阳热量变化最大
寒带 全年 皆冬 昼夜长短变化很大，全年正午太阳高度很小，获
得的太阳辐射能很少
探究二 正午太阳高度的变化
【情境探究】
圭表是我国古代劳动人民用于测量时
间的仪器，圭是平放的尺，表为直立的标
杆，圭与表垂直且固定。古人通过测量当
地正午的日影长度以定节令。安徽省合肥
市某中学生利用自制的圭表模型(如图所示) 在校园内观测一年内正午日
影的变化。图中圭上的黑点表示二分二至日正午表影端点的位置。
(1)学生利用圭表测量正午日影时，表影位于表的哪个方位？
【提示】正北方。
(2)学生测得表影端点位于M位置时，说出此时的节气。
【提示】冬至。
(3)圭表上，冬季和夏季正午时太阳的位置及日影长度有什么不同吗？
【提示】冬季正午太阳高度小，日影长；夏季正午太阳高度大，日影短。
【典型例题】
杭州(30°N )某同学对传统的太
阳能热水器进行改造设计(如图):将太
阳能热水器集热板装在一个大玻璃箱
里，并将热水器的支架改造成活动形
式，正午太阳高度角与集热板和地面
的夹角保持互余。据此回答(1)~(3)题。
(1)12月22日前后，杭州的节气及正午太阳高度为( )
C
A.正值夏至 正午太阳高度为83.5° B.正值春分 正午太阳高度为60°
C.正值冬至 正午太阳高度为36.5° D.正值夏至 正午太阳高度为90°
【解析】思路点拨:春分日、秋分日时太阳直射赤道，夏至日时太阳直射
北回归线，冬至日时太阳直射南回归线。12月22日前后太阳直射南回归
线，杭州正值冬至，正午太阳高度是90°-(30°+23.5°)=36.5°。
(2)为了充分利用太阳能，尽可能使一年内正午太阳光线与集热板保持垂
直，结合二分二至日正午太阳高度角，则集热板与地面夹角的调整幅度
为( )
C
A.23.5° B.30° C.47° D.60°
【解析】思路点拨:杭州正午太阳高度的变化幅度为47°，所以太阳能集
热板与地面夹角的调整幅度为47°。
(3)一年中，活动支架最矮的日期是( )
B
A.春分日 B.夏至日 C.秋分日 D.冬至日
【解析】思路点拨:一年中，活动支架最矮的日期为正午太阳高度最大的
日期，即北半球的夏至日。
【要点归纳】
1.太阳高度和正午太阳高度的区别
太阳光线与地平面之间的夹角，叫作太阳高度角，简称太阳高度
(如图1所示)。一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度
(如图2所示)。
图1
图2
(1)太阳高度一般具有日变化，最高点的地方时为12时；有极昼的最低点
的地方时为24时。
(2)日出、日落时太阳高度为零，但并不表示其地方时为6时或18时。极
点的太阳高度=太阳直射点的纬度。
(3)一天中太阳高度最大值为正午太阳高度，指示方向为正南或正北。
(4)正午太阳高度一般具有年变化。太阳直射点离当地最近时最大，靠近
时变大，远离时变小。
2.正午太阳高度的计算
公式:两点纬度差。
说明:“两点”是指所求地点与太阳直射点。两
点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即两
点同在北(南)半球，则两点纬度“大数减小
数”；两点分属南北不同半球，则两点纬度
相加。如图所示:
当太阳直射点(10°N )时， 点(40°N )正午太阳高度是:
纬度差， 点(23.5°S )正
午太阳高度是:纬度差 。
(1)只要知道太阳直射点纬度、某地的纬度、某地的正午太阳高度中的任
意两个数，即可求第三个数。
(2)纬度差的计算是正午太阳高度计算的关键，同一半球相减，不同半球
相加。
(3)两地位于太阳直射点同一侧时，两地之间的纬度差等于两地的正午太
阳高度角之差。
3.正午太阳高度的变化规律
(1)正午太阳高度的季节变化规律。
北回归线及其 以北地区 一年有一次最大值(6月22日前后)，一次最小值
(12月22日前后)
南回归线及其 以南地区 一年有一次最大值(12月22日前后)，一次最小值
(6月22日前后)
南北回归线之 间(除赤道外) 一年有两次最大值(太阳直射时最大)，一次最小值
(南半球出现在6月22日前后、北半球出现在12月22日前
后)
赤道地区 一年有两次最大值(春分日、秋分日)、两次最小值
(夏至日、冬至日)
递变规律 来增去减(直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高
度增大，移去则减小)
续表
(2)正午太阳高度的年变化规律。
南、北回归线 之间 纬度越高，正午太阳高度变化幅度越大(由23.5°增大到
47°)，赤道上为23.5°，回归线上为47°
回归线至极圈 之间 各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为47°)
极圈以内地区 纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由47°减小到
23.5°)，极圈上为47°，极点上为23.5°
(3)正午太阳高度的变化幅度。
①赤道地区和南、北两极地区的年正午太阳高度最大差值均为23.5°。
②0°纬线到南、北纬23.5°之间的地区(或热带地区)，年正午太阳高度
最大差值从23.5°增大到47°。
③南、北纬23.5°到南、北纬66.5°之间的地区(或南、北温带)，年正午
太阳高度最大差值均为47°。
④南、北纬66.5°至极点之间的地区(或南、北寒带)，年正午太阳高度最
大差值从47°减小到23.5°。
4.正午太阳高度的应用
(1)确定地方时。
当某地太阳高度达一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是
12时。
(2)确定房屋的朝向。
在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线以南
地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
(3)判断日影长短及方向。
太阳高度越大，日影越短；太阳高度越小，日影越长。一天中日影的变
化规律是:日影方向与太阳方位相反。
(4)确定当地的地理纬度。
纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度。根据某地某日(二分二至日)
的正午太阳高度，可判断该地区的地理纬度。
(5)确定楼间距、楼高。
为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。如图，以
我国为例，南楼高度为 ，该地冬至日
时正午太阳高度为，则最小楼间距为 。
(6)太阳能热水器的倾角调整。
为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器受热板与楼顶平面之
间的倾角，使太阳光线与受热板成直角。其倾角和正午太阳高度角的关
系为 ，太阳能热水器的安装倾角=两点纬度差(当地纬度和太
阳直射点纬度的差值)。如下图：
5.太阳周日视运动与日出日落
地点 图示 总结
赤道及 热带 _______________________________________________ ①在二分日时，太阳直射赤道，全球各
地太阳正东升，正西落(极点除外)；
②太阳直射点位于北半球，全球各地太
阳东北升，西北落，而且纬度越高，太
阳升落的方位越偏北(极点和出现极昼、
极夜的地方除外)；
地点 图示 总结
北(南) 温带 ______________________________________________________________________________ ③太阳直射点位于南半
球，全球各地太阳东南
升，西南落，纬度越高，
太阳升落的方位越偏南
(极点和出现极昼、极夜的
地方除外)；
续表
地点 图示 总结
北(南) 极圈内 ______________________________________________________________________________ ④就某一地点而言，在太
阳直射点向北运动期间，
太阳升落的方位将日渐偏
北；反之则日渐偏南；
⑤南北极点上，太阳高度
在一天中不变，即太阳周
日视运动轨迹总是与极点
的地平圈平行
北(南) 极点 __________________________________________________________________________________
续表
探究三 昼夜长短的变化
【情境探究】
一位摄影爱好者在我国某山拍摄日出照片，下面是他在不同时间拍
摄的两张照片。
(1)说出从左图到右图期间该山昼夜长短的变化规律。
【提示】昼变短，夜变长。
(2)计算该地这两天的昼长。
【提示】约14小时和10小时。
(3)推测该山的经度可能是多少。
【提示】105° E。
【典型例题】
(浙江嘉兴高三基础测试)某地理
老师于2023年5月11日在我国某地
(37° N，122° E)观看了一次海上
日出，并用手机拍摄了照片(下图)。
据此回答(1)～(2)题。
(1)下列城市中，在该老师拍摄此照片时，下列最接近日出的是( )
B
A.沈阳(41° N，123° E) B.北京(40° N，116° E)
C.济南(36° N，117° E) D.长春(44° N，125° E)
【解析】思路点拨：结合材料可知，该地(37° N，122° E)正值日出；
5月11日太阳直射点在北半球，纬度越高，昼长越长，日出越早，因此沈
阳(41° N，123° E)和长春(44° N，125° E)纬度高于当地，且在该
地的东部，日出地方时更早，故排除A、D；北京的纬度比较高，日出时
间比当地早，但经度靠西，所以当地日出时，北京更接近日出，B正确；
济南纬度较当地低，昼长相对较短，日出较晚，且济南经度比当地更靠
西，当地日出时，济南还未日出，C错误。
(2)此日后3个月内( )
D
A.晨昏线与经线的夹角先变小后变大
B.同一地点日出日落的方位逐渐向南偏移
C.北极点午夜太阳高度先变小后变大
D.在同一地点、时间、方位再次看到日出
【解析】思路点拨:此时为5月11日，此日后3个月内，太阳直射点逐渐向
北，再向南。晨昏线与经线的夹角先变大再变小，A排除；同一地点日
出日落方位先偏北再偏南，B排除；随着太阳直射点先北移再南移，北
极点午夜的太阳高度先变大，再变小，C排除；大约再过42天后，太阳
会直射同一地点，故能在同一地点、时间、方位再次看到日出，D正确。
【要点归纳】
1.昼夜长短的计算方法
(1)根据昼弧、夜弧求昼长、夜长(昼弧、夜弧的长短
反映昼夜长短)。
晨昏线把所有经过的纬线分割成昼弧和夜弧两部分。
若昼弧等于夜弧，则昼夜平分；若昼弧大于夜弧，
则昼长夜短；若昼弧小于夜弧，则昼短夜长。
(2)根据日出、日落时间求昼长、夜长。
昼长=日落时间-日出时间=(正午12时-日出时间)×2=(日落时间-正午12时)
×2
夜长=24时-昼长=(24时-日落时间)×2=(日出时间-0时)×2
(3)根据相关性计算。
①相同纬度地区昼长相同。
②分别位于南、北半球但纬度数相同的两地，一地的昼长等于另一半球
同纬度地区的夜长。若40°N地区的昼长是15小时，则40° S地区的夜
长为15小时。
2.昼夜长短的变化
黄赤交角的存在，使得地球在运动过程中，除赤道以外的其他地方，昼
夜长短都在变化。具体情况如图所示(以北半球为例):
(1)昼夜长短的季节变化。
(2)昼夜长短的纬度变化。
3.昼夜长短及变化的判断方法
(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。
太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，
且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太
阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。
如图所示:
太阳直射点位置、日出、日落时刻与昼夜长短的对应关系见下表：
太阳直射 点位置 日出(地方时) 日落(地方时) 昼夜长短
北半球 北半球早于6时日 出；南半球晚于6时 日出 北半球晚于18时日 落；南半球早于18时 日落 北半球昼长夜
短；南半球昼
短夜长
太阳直射 点位置 日出(地方时) 日落(地方时) 昼夜长短
赤道 6时日出 18时日落 全球昼夜等长
南半球 北半球晚于6时日 出；南半球早于6时 日出 北半球早于18时日 落；南半球晚于18时 日落 北半球昼短夜
长；南半球昼
长夜短
续表
(2)昼夜长短变化——抓“移动方向”。
此处的“移动方向”主要是指太阳直射点
的移动方向，它决定昼长、夜长的变化
趋势，纬度高低决定昼夜长短的变化幅
度。太阳直射点向哪个半球移动，哪个
半球就昼变长、夜变短，且纬度越高，
昼夜长短变化幅度越大。如图所示:
课堂小结

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