正午太阳高度的变化重点考点 专题练 2026年高考地理一轮复习备考

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正午太阳高度的变化重点考点 专题练
2026年高考地理一轮复习备考
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。完成下面小题。
1．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
2．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
天津（39°N，117°E）新建100万千瓦的光伏项目，光伏面板倾角需要调整，尽量面朝太阳并保持面板和太阳光呈90°夹角（如图）。完成下面小题。
3．调整光伏发电设备的光伏面板倾角的主要目的是（ ）
A．提高发电效率 B．避免反射强光
C．减小风力影响 D．防止面板过热
4．夏至日正午图示光伏面板与地面的倾角应调整为约（ ）
A．25° B．15° C．18° D．23°
5．冬至日北京时间10：00图示光伏面板应朝向（ ）
A．东北方 B．东南方 C．西北方 D．西南方
下图示意我国某学校高三（2）班地理兴趣小组在校园内开展日照观测活动，发现从9月23日开始，正午太阳光可透过窗户照射进本班教室。10月23日之后因南侧高楼对阳光的遮挡，本班教室内的正午光照消失。一段时间后，正午太阳光再次照进本班教室。完成下面小题。
6．该校可能位于（ ）
A．吉林省 B．山西省 C．四川省 D．海南省
7．与高三（2）班相比，夏至日到冬至日期间，楼上高三（8）班教室内的正午光照（ ）
A．同时出现，持续时间一样 B．同时出现，持续时间更长
C．更早出现，持续时间一样 D．更早出现，持续时间更长
数九是一种在汉族民间广泛流传的习俗。如图展示了老北京的习俗——冬至日起要画“九九消寒图”，上面有81个梅花花瓣（代表九九八十一天），每过一天就用笔染一个花瓣，可以用不同的颜色代表不同的天气状况。据此完成下面小题。
8．数九第一天的日照图是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
9．若图中的花瓣已经有50瓣被涂染上了颜色，这50瓣花瓣涂染期间（ ）
A．北京正午物影逐渐变长 B．北京日出的时间越来越晚
C．南极地区极夜范围不断缩小 D．地球公转速度先变快后变慢
智能化光伏面板具备照射光线自动跟踪功能，借助智能化感应调整技术，能够实时调整光伏板倾角，进而实现光伏面板光电转化率的最大化。下图示意我国某光伏面板企业在做产品调研中记录的某地年内当地正午时分光伏板的朝向及光伏板与地面倾角的变化。据此完成下面小题。
10．该地的纬度为（ ）
A．0° B．23.5°N C．23.5°S D．30°S
11．一年中，该地最小正午太阳高度为（ ）
A．0° B．23.5° C．43° D．47°
2024年6月25日13时41分，历经53天地月旅行的嫦娥六号返回器在距地面约120千米高度处在大西洋上空第一次进入地球大气层实施初次气动减速。下降至预定高度后，返回器在印度洋上空向上跳出大气层，到达最高点后滑行下降。之后，返回器再次进入大气层实施二次气动减速。14时07分，返回器平安着陆在内蒙古中部。这一特殊的“弹跳”式再入方式（见下图），被称为“钱学森弹道”。据此完成下面小题。
12．嫦娥六号返回器从第一次进入大气层到安全着陆，跨越的经度范围约为（ ）
A．60° B．260° C．180° D．130°
13．嫦娥六号返回器共穿过臭氧层（ ）
A．4次 B．3次 C．2次 D．1次
14．从嫦娥六号成功发射到安全着陆，沈阳市（ ）
A．日出时刻逐渐提前 B．正午日影长度逐渐变长
C．始终日出东北方向 D．正午日影先朝南后朝北
立春是农历二十四节气中的第一个节气，其含义是开始进入春天。2024年立春时间是2月4日16：26：53。下图示意二十四节气排列顺序。完成下面小题。
15．图示节气，地球公转速度最慢的是（ ）
A．小暑 B．小寒 C．立秋 D．立春
16．与立春昼长大致相同的节气是（ ）
A．小雪 B．立夏 C．立冬 D．立秋
17．立春后半年内，杭州市正午太阳高度（ ）
A．逐日变小 B．先变小，后变大 C．逐日变大 D．先变大，后变小
18．某校地理小组开展实践活动，对南京（32°N，119°E）、武汉（31°N，114°E）、广州（23°N，113°E）、北京（40°N，116°E）四地的日月升落、昼夜长短变化规律进行研究。2023年9月29日中秋节当晚，地理小组记录南京的月出时间约为北京时间17：57。据此完成下面小题。能正确示意北京、广州的昼长和正午太阳高度年变化范围的是（ ）
A． B．
C． D．
19．我国某中学生通过天文观测，绘制出一年中某一时间段北极星仰角与正午太阳光线之间夹角a的变化曲线。下图为该曲线示意图。完成下面小题。
下列选项，符合③日测量地北极星仰角与正午太阳高度夹角的是（ ）
A．纬度:20°N，α:23.5 B．纬度:43°N，α:26.5°
C．纬度:30°N，α:66.5° D．纬度:40°N，α:70.5°
天津王先生的家是一个高层建筑的二楼，令他苦恼的是因为南楼遮挡，寒冬的正午直到1月16日阳光才能照射进阳台;朋友李先生家（天津）的顶楼阳台则没有这样的烦恼，但为了更好地采光晾晒衣服，李先生家的伸缩式晾衣架的高度在不同季节绳索距楼顶的高度还是要调一调。读图，完成下面小题:
20．王先生家的阳台正午时分每年大约有多长时间没有阳光射入（ ）
A．18天 B．36天 C．25天 D．50天
21．与上海的同等情况相比较，李先生家正午时悬挂晾衣架的绳索长度（ ）
A．冬季长，夏季短 B．冬季长，夏季长 C．冬季短，夏季长 D．冬季短，夏季短
下图分别为北极上空俯视的30°纬线圈与115°W经线上昼弧、夜弧分布示意图。完成下面小题:
22．图示时间，北京（40°N，116°E）的正午太阳高度及地方时分别是（ ）
A．60°和3:28 B．70°和3:28 C．60°和3:24 D．70°和3:24
23．当前若一架飞机在甲地起飞，欲飞往乙地降落，途中飞行员始终看到“夕阳西下”的景象，则飞机的飞行方向和飞行时间分别是（ ）
A．先向西北再向西南，约5小时 B．先向西北再向西南，约6小时
C．先向东北再向东南，约5小时 D．先向东北再向东南，约6小时
图1为某时刻地球上L1、L2两条纬线上部分太阳高度分布示意图，图2为L2纬线上某地当日朝同一方向多次拍摄得到的日食过程图。完成下面小题。
24．若图1中H＝40°，则（ ）
A．L1不会出现极昼现象 B．L1自转线速度始终大于L2
C．L2当天昼长短于夜长 D．L1日出方位较L2更加偏北
25．若M1和M2间隔小于180°，且图2的拍摄地点位于南半球，则图2中日食图片拍摄的顺序与镜头的朝向分别是（ ）
A．从1到9朝向东北 B．从9到1朝向东北
C．从1到9朝向西北 D．从9到1朝向西北
二、综合题
26．读下图，回答下列问题。
(1)AB是晨昏线中的 （晨线/昏线）。这一天是 日前后，节气是 ，此时地球位于公转轨道的 点附近，公转速度较 （快或慢）；
(2)E地的地方时是 时，昼长是 小时。日落时E点直立物体的影子指向 方向。
(3)此日，江阴的昼夜长短状况是 ，这一天过后，江阴的昼夜长短变化是 。
(4)此日全球正午太阳高度的分布规律是 。
(5)画出F点（10°S）一年中正午太阳高度变化情况。
27．图中的两条虚线，一条是晨昏线，另一条两侧大部分地区日期不同；此时地球公转速度较慢。据图回答下列问题。
(1)说出P点的纬度及此刻太阳直射点的地理坐标。
(2)写出这一天地球上极夜的范围。
(3)若此日以后地球公转速度继续加快，太阳直射点将向什么方向移动？北半球白昼将怎样变化？
(4)此时，正午太阳高度的纬度分布规律是什么？
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C A B B A B B D B
题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 C D D C A C D A C D
题号 21 22 23 24 25
答案 D D B C D
1．B 2．C
【解析】1．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，ACD错误，故选B。
2．当光轴仰角最大时，即当地116°E地方时为12:00时，北京时间为120°E的地方时，此时为12:16，C正确，ABD错误，故选C。
【点睛】地球围绕太阳公转时，一年内太阳光线的直射点有规律地在南北回归线之间移动。当太阳光线直射赤道时是北半球的春分日或秋分日；当太阳光线直射北回归线时是北半球的夏至日；当太阳光线直射南回归线时是北半球的冬至日。
3．A 4．B 5．B
【解析】3．由材料可知，光伏面板倾角需要调整，尽量面朝太阳并保持面板和太阳光呈90°夹角，发电效率最高。地球公转导致太阳高度角随季节变化，因此需要调整光伏面板倾角从而提高发电效率，A正确；避免反射强光、防止面板过热不需要面朝太阳且和太阳光呈90°夹角，排除BD；与减少风力关系不大，排除C。故选A。
4．夏至日该地正午太阳高度角H=90°-|直射点纬度-当地纬度|，根据示意图可知，光伏面板倾角与太阳高度角互余，则倾角=90°-H=|直射点纬度-当地纬度|=39°-23.5°=15.5°，接近15°，B正确，排除ACD。故选B。
5．冬至日全球除极昼、极夜地区外，日出东南、日落西南，北京时间为10：00时，该地未过正午，太阳在东南方向，光伏面板要获得最佳发电效果，则面板应朝向东南方，B正确，排除ACD。故选B。
【点睛】太阳高度角越高，光线垂直入射的程度越高，光伏板的接收光能效率也越高。因此，在太阳高度角较大的情况下，光伏发电板能够更充分地接收到太阳能，从而提高光伏发电的效率。
6．A 7．B
【解析】6．结合图示可知，该地9月23日（秋分，太阳直射赤道）该校正午太阳高度为48°，根据正午太阳高度计算公式计算可知，该地位于42°N，结合所学知识可知，被42°N穿过的是吉林省，A正确；山西省、四川省、海南省纬度较吉林省低，BCD错误。故选A。
7．读图可知，由于正午太阳高度大小和过道的影响，夏至日到冬至日期间的9月23日正午太阳光开始照进高三（2）班教室（之前由于正午太阳高度高，受过道顶部的遮挡，正午太阳光无法照进教室），由于高三（8）班教室外过道的宽度和高度与（2）班教室相同，正午太阳高度相同，因此也应是9月23日正午太阳光开始照进教室，因此教室内的正午光照同时出现；在10月23日时因南侧高楼对阳光的遮挡，高三（2）班班教室内的正午光照消失，但高三（8）班在楼上，仍未被遮挡，有正午太阳光照，因此高三（8）班正午太阳光照持续时间更长，综上所述，B正确，ACD错误。故选B。
【点睛】在楼高一定的情况下，正午太阳高度越小，越容易被前面高楼阻挡；在同一栋楼上，楼层越高，被阻挡的时间越少（即开始阻挡迟，结束阻挡早）。
8．B 9．D
【解析】8．结合材料信息可知，数九第一天为冬至日，北极圈内出现极夜现象，南极圈出现极昼现象，A图为南极地区出现极夜现象，为北半球夏至日，A错误。B图为北极地区出现极夜现象，B正确。C、D图昼夜平分，为二分日，CD项错误。故选B。
9．结合材料信息可知，数九从每年冬至日开始，每九天为一九，共九九八十一天，每过一天就用笔染一个花瓣，图中的花瓣已经有50瓣被涂染上了颜色，由此推算，该期间为12月22日-2月10日左右，该期间，直射点向北运动，北半球各地正午太阳高度逐渐增大，所以北京正午物影逐渐变短，A错误。北半球大部分地区白昼逐渐变长，黑夜逐渐缩短，因此日出时刻逐日提前，B错误。在此期间南极地区出现极昼现象且极昼的范围不断缩小，C错误。在此期间，地球公转速度先变快（1月初近日点最快)后变慢，D正确。故选D。
【点睛】夏至日，太阳直射北回归线，正午太阳高度从北回归线向南北两侧递减；冬至日，太阳直射南回归线，正午太阳高度从南回归线向南北两侧递减；二分日，太阳直射赤道，正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。
10．B 11．C
【解析】10．结合所学知识可知，光伏板与地面的倾角，即太阳直射点到当地的纬度差。图示中当地正午光伏面板始终朝南，可知其位于北回归线上或北回归线以北的位置，该地光伏板与地面夹角最小值为0°，说明当地有太阳直射现象，最大值为47°，可知该地位于北回归线上，纬度为23.5°N，B正确，排除ACD。故选B。
11．结合上题分析可知，该地的纬度为23.5°N，一年中，太阳高度最小时应是太阳直射南回归线时。结合太阳高度计算公式，可得出太阳直射南回归线时，当地的正午太阳高度=90°-（23.5°+23.5°）=43°，即一年中，最小正午太阳高度为43°，C正确，排除ABD。故选C。
【点睛】太阳直射点所在的半球，昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼越长，与晨昏线相切的纬度地区开始有极昼现象，另一半球情况相反；太阳直射点向哪个方向移动，哪个半球就白昼变长，黑夜变短，另一半球情况相反。
12．D 13．D 14．C
【解析】12．据图可知，嫦娥六号返回器从第一次进入大气层到安全着陆，依次经过了大西洋上空、印度洋上空、内蒙古中部，跨越的经度范围大约为130°，故D正确，ABC错，故选D。
13．臭氧层的范围主要集中在平流层中，具体高度在22—27千米的高度，据图可知故嫦娥六号返回器在二次进入大气层后，穿过臭氧层1次到达地面，故D正确，ABC错，故选D。
14．嫦娥六号历经53天的地月旅行，故其大致在5月3日成功发射，6月25日安全着陆。在此期间，太阳直射点在北半球，沈阳市的日出方位始终为东北方向，故C正确；正午日影先变短后变长（夏至日最短），日出时刻先提前后推迟（夏至日日出最早），沈阳市位于北回归线以北，正午日影始终朝向正北方向，故ABD错，故选C。
【点睛】人们依据温度、密度和大气运动状况，将大气自下而上依次划分对流层、平流层和高层大气。（1）对流层的特点：气温随高度增加而降低；对流运动显著；天气现象复杂多变。（2）平流层的特点：气温随高度增加而升高；气流以水平运动为主。适合飞机飞行。（3）高层大气的特点：气体稀薄，具有电离层，对无线电短波通信有重要作用。大多数人造天体也在此层运行。
15．A 16．C 17．D
【解析】15．地球在近日点（1月初）处公转速度较快，远日点（7月初）处公转速度较慢。图中每两个相邻的节气时间约相差15天。夏至为6月22日前后，小暑为夏至之后第一个节气，最接近远日点，因此图示节气，地球公转速度最慢的是小暑，A正确，BCD错误。故选A。
16．与立春昼长大致相同的节气应与立春关于二至日对称。读图可知，与立春关于二至日对称的节气为立冬，C正确，ABD错误。故选C。
17．立春后半年内为立春至立秋期间，太阳直射点先往北移动后往南移动，杭州位于北回归线以北，正午太阳高度先变大后变小，D正确，ABC错误。故选D。
【点睛】地球7月初到达远日点附近，公转速度最慢；地球1月初到达近日点附近，公转速度最快。
18．A
【详解】广州位于北回归线附近，夏至日存在直射现象，即正午太阳高度角达到90°，北京位于北回归线以北，全年正午太阳高度角不可能达到90°，排除BC。北京纬度较广州更高，纬度越高，昼夜长短的年变化幅度越大（图中表现为北京所示的方框对应的横轴宽度更宽），A正确，D错。故选A。
19．C
【详解】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，①对应的为冬至日，③为夏至日，②为春分日。已知③日对应的为夏至日，太阳直射23.5°N，代入（H）=90°-（当地纬度-太阳直射点纬度），求出当北极星仰角（当地纬度）为30°N时，正午太阳高度为83.5°，继续带入α=180-（北极星仰角+正午太阳高度夹角）,可得出α=66.5°，C正确，A、B、D计算错误。故选C。
20．D 21．D
【解析】20．天津位于北半球，正午太阳高度越小，南楼产生的影子越长，北楼被遮挡的时间越长。由材料分析可知，王先生家在冬季的正午直到1月16日阳光才能照射进阳台。根据太阳直射点的回归运动可知，12月22日前后，太阳直射南回归线，北半球正午太阳高度最小，之后逐渐变大，由此推算，1月16日距12月22日为25天，因此在12月22日之前的25天内，也没有阳光照射进阳台，即一共50天左右，D正确，ABC错误，故选D。
21．上海的纬度较天津低，因此李先生家冬季和夏季的正午太阳高度较小，阳台被遮挡的部分大一些，所以在晾晒衣物时，相同情况下，晾衣架的高度高一点，则绳索需要短一点，因此天津李先生家正午时悬挂晾衣架的绳索长度冬季、夏季都较短。D正确， ABC错误，故选D。
【点睛】在北半球，冬至正午太阳高度，是影响南北楼之间距离的主要因素，两楼之间的采光要充分考虑冬至的正午高度来合理布局楼距，保证楼房之间的采光性。
22．D 23．B
【解析】22．图左为北极上空俯视图，纬线圈为30°N，且该纬线圈上昼弧大于夜弧，说明此时太阳直射点在北半球，且此时147.5°E—180°—17.5°W是白昼，则65°E为0时所在经线，115°W为12时所在经线；从图右中看出，70°S—90°S为115°W经线的夜弧，即出现极夜，说明太阳直射20°N，此时北京（40°N）的正午太阳高度H=90°-（40°-20°）=70°。北京所在的116°E地方时为3：24，D正确，ABC错误，故选D。
23．结合上题分析可知，甲地位于（30°N，17.5°W），乙地位于（0°，115°W），所以甲地飞往乙地是先向西北再向西南方向飞行；65°E为0时，甲地地方时为18：30，乙地地方时为12时。因为途中飞行员始终看到“夕阳西下”的景象，即到达乙地时为日落时分；从甲地起飞时，乙地是12时；乙地在赤道上，地方时18时日落，到达乙地时，乙地是18时，因此整个飞行时间约为6小时。D正确，ABC错误，故选B。
【点睛】地方时的计算：所求地方时已知地方时±(经度差)x4分钟（所求地在东，“士”号取“+”号，反之取“-”号；经度差：同在东经或西经，用减法；一个东经，一个西经，用加法。）
24．C 25．D
【解析】24．若图1中H＝40°，表明两条纬线上各地的正午太阳高度等于40°，正午太阳高度等于40°的纬线是有可能出现极昼现象的，如直射点在北回归线上时，73.5°N纬线上各地正午太阳高度等于40°，此日该纬线上出现极昼，因此A错误；图中显示，两条纬线上各地东西变化幅度L2大于L1，表明L1纬度更高，纬度越高自转线速度越低，B错误；L1、L2正午太阳高度都为40°，两纬线应关于直射纬线对称，且分别离直射纬线约50个纬度，因此两地位于不同南北半球，读图可知，L1的昼长应长于L2，L1位于直射纬线所在半球，昼长夜短，而L2位于另一半球，昼短于夜，C正确；无法确定L1、L2所处半球，若L1位于北半球，L1日出方位较L2更加偏北，若L1位于南半球，L1日出方位较L2更加偏南，D错误，故选C。
25．若M1和M2间隔小于180°，且图2（L2）的拍摄地点位于南半球，说明L1位于北半球，且有极昼现象，太阳直射点位于北半球，南半球各地昼短夜长，太阳方位日出东北，日落西北，正午在正北，图2拍摄时应面朝北方，背对南方，左西右东。由于月亮自西向东绕地球运转，所以日食总是在太阳圆面的西边缘开始的。当月亮的东边缘刚接触到太阳圆面的瞬间（即月面的东边缘与日面的西边缘相外切的时刻），称为初亏。初亏也就是日食过程开始的时刻，图中9缺失的太阳圆面位于西边，因此图2中日食图片拍摄的顺序是从9到1，在此期间太阳高度逐渐降低，说明是下午，因此镜头的朝向是西北。ABC错误，D正确，故选D。
【点睛】日全食的形成是由于光是沿直线传播的。 太阳的直径是月亮的400倍，而它距地球的距离正好也是月亮的400倍。 当月亮完全处于地球和太阳之间时，对那些完全处于月亮阴影中的人来说，太阳的表面便被完全遮挡了。 太阳变成了黑色，只留下一个金色的光环，这就是日全食。 日全食是日食的一种，即在地球上的部分地点太阳光被月亮全部遮住的天文现象。古人将之称为“天狗食日”，并将之认为是一种不好的现象，而其实只是一种普通的天象！ 一次日全食的过程可以分为以下五个时期：初亏、食既、食甚、生光、复圆。
26．(1) 晨线 6月22日 夏至 远日 慢
(2) 10 4 东南
(3) 昼长夜短 昼变短夜变长
(4)由北回归线向南北两侧递减
(5)
【分析】本题以地球光照图为材料设置试题，涉及晨昏线的判断、地球公转轨道和公转速度的判断、地方时和昼夜长短的计算、太阳视运动与日影方向、正午太阳高度的变化规律等相关内容，考查学生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识、描述和阐释地理原理的能力，体现区域认知、综合思维的学科素养。
【详解】（1）结合所学知识，顺着地球自转方向（自西向东），由夜半球进入昼半球的分界线是晨线，AB线符合这一特征，故AB是晨线；图中北极圈及其以北地区出现极昼现象，这是北半球夏至日的典型特征，夏至日为6月22日前后；地球公转轨道上，7月初位于远日点附近，6月22日前后接近 7月初，此时地球位于远日点附近，公转速度较慢。
（2）结合图示信息，E点位于晨线上，此时正在经历日出，赤道上D点也在日出，日出时间为地方时6时，DE之间经度相差60°，时间相差4个小时，由于E点在D点的东边，故此时E地地方时为10时。根据昼长计算公式：昼长=2×（12-日出时间）=4，故E地昼长是4小时。该日为北半球夏至日，太阳直射北回归线，除极昼极夜地区外，全球日出东北、日落西北，所以日落时直立物体的影子指向东南方向。
（3）此日，太阳直射点在北回归线上，江阴位于北半球，江阴的昼夜长短状况是昼长夜短，这一天过后，太阳直射点从北回归线向南移动，江阴的昼夜长短变化是昼开始变短，夜开始变长。　　　　　　　。
（4）此日，太阳直射点在北回归线上，北回归线正午太阳高度等于90°，由北回归线向南北两侧，正午太阳高度在递减。
（5）结合所学知识及题干信息，F点位于10°S，春分日（3月21日前后）和秋分日（9月23日前后），太阳直射赤道（0°），F 点（10°S）正午太阳高度H=90°-（10°-0°）=80°；夏至日（6月21日前后），太阳直射北回归线（23°26′N），F 点正午太阳高度H=90°-（10°+23°26′）=56°34′；冬至日（12 月 22 日前后），太阳直射南回归线（23°26′S），F 点正午太阳高度H=90°-（23°26′-10°）=76°34′；由于F 点（10°S）位于南北回归线之间，一年中有两次太阳直射现象，根据太阳直射点移动速度（移动速度大约为每月移动 8°），太阳直射10°S时，日期大约为11.3或2.11号前后，此时太阳高度角最大，为90°，故F点（10°S）一年中正午太阳高度变化情况如答案所示。
27．(1)70°N，（120°W，20°N）
(2)70°S及以南的地区
(3)太阳直射点会逐渐向南移动；白昼逐渐变短
(4)由20°N向南北两侧递减
【分析】本题以地球侧视图为资料，涉及了直射点、昼夜范围、直射点移动方向和正午太阳高度等知识，重点考查学生获取和解读信息及调动和运用知识的能力，体现了综合思维的学科素养。
【详解】（1）结合图中晨昏线在赤道与经线的夹角为20°，因此太阳直射点所在纬度为20°。此时地球公转速度较慢，推测地球位于远日点附近，北半球昼长夜短可知，太阳直射点位于北半球，因此太阳直射点纬度为20°N。结合图片可知，夜半球的中央经线为P点所在经线，因此应为0时经线，另一条两侧大部分地区日期不同，所以另一条虚线为180°经线，图中半球被经线平均分成了6份，两条经线之间相差30°，P点所在经线在180°经线以西相差120°，进而求出P点所在经线为60°E，即60°E地方时为0时，据此可计算得知12时的经线为120°W，因此直射点的坐标为（120°W，20°N）。图中晨昏线在赤道与经线的夹角为20°，P点为晨昏线与纬线的切点，因此为P点的纬度70°N。
（2）结合第一题分析可知，目前太阳直射纬度为20°N，南极点附近出现极夜现象。结合所学知识，极昼极夜的最低纬度与太阳直射点所在纬度互余，故极夜的范围为70°S及以南的地区。
（3）结合公转速度可知，1月为近日点，公转速度较快；7月为远日点，公转速度较慢。若此日以后地球公转速度继续加快，结合太阳直射纬度为20°N，说明此日是在7月以后，因此太阳直射点会逐渐向南移动，北半球的白昼会逐渐变短。
（4）由于此时直射纬度为20°N，20°N正午太阳高度最大，因此全球正午太阳高度由20°N向南北两侧递减。
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