人教版高中地理选择性必修1第一章地球的运动第二节第四课时正午太阳高度的变化、四季更替和五带划分课件(共85张PPT)

(共85张PPT)
课程标准 结合实例，说明地球运动的地理意义。
素养目标 1.通过观测当地正午太阳高度的变化，总结正午太阳高度的变化规律及其产生的影响。(综合思维)
2.结合身边的生产、生活现象，运用正午太阳高度的相关理论，解释楼间距、太阳能热水器的安装角度等实际问题。(地理实践力)
1.太阳高度和正午太阳高度
(1)太阳高度：太阳光线与_______的交角(即太阳在当地的仰角)，叫作太阳高度角，简称________。
(2)正午太阳高度：一日内最大的太阳高度，反映太阳辐射的强弱。
2.正午太阳高度的变化规律
(1)空间(纬度)变化规律
①春分日和秋分日：由____向南北两方降低。
②夏至日：由_________向南北两方降低。
③冬至日：由_________向南北两方降低。
地平面
太阳高度
赤道
北回归线
南回归线
(2)时间(季节)变化规律
地区 最大值 最小值
北回归线及其以北的纬度带 ____日 ____日
南回归线及其以南的纬度带 ____日 ____日
南北回归线之间 太阳直射时 太阳直射点在另一半球的回归线上时
夏至
冬至
冬至
夏至
[温馨提示]　“正午太阳高度”与“太阳高度”“太阳直射”的区别与联系
(1)太阳高度是指太阳入射光线与观测者所在地平面的交角。(2)太阳入射光线与地平面的交角为90°时，称为太阳直射。(3)一日中太阳高度的最大值即为正午太阳高度。(4)若太阳高度为90°，必须同时满足“时间＋地点”两个条件：一是时间为当地正午，地方时为12时；二是地点为太阳直射点。
[微思考]　北京某学校教室内，每年阳光从南侧窗户照进来的面积有何变化规律？
提示　夏至日面积最小，由夏至到冬至，面积越来越大，冬至日面积最大，由冬至到次年夏至，面积越来越小。
[辨一辨]
(1)如果没有黄赤交角，地球上将没有正午太阳高度的季节变化和纬度变化。( )
(2)6月22日前后，北回归线及其以北地区正午太阳高度达一年中的最大值。( )
(3)北半球的夏半年，全球各地都是日出东北，日落西北。( )
(4)冬至日时，南半球各地正午太阳高度达到一年中最大值。( )
×
√
×
×
所谓采光权，通常是指房屋的所有人或使用人享有从室外取得适度光源的权利。依据相关规定，我国大城市南北向住宅建筑日照应满足冬至日≥1小时的标准建设。
1.(综合思维、区域认知)为什么我国日照时间最低标准是以冬至日为标准而不是夏至日？
提示　我国位于北半球，冬至日正午太阳高度最小，楼房的影子最长。以冬至日为最低标准，则其他时候日照时间均大于1小时。
2.(区域认知、人地协调观)参照以上标准，建筑同样高度的南北楼房，北京和长沙哪里楼间距应更大？理由是什么？
提示　北京。北京和长沙相比，北京纬度高，正午太阳高度小，因此楼房影子更长，为保证采光，北京的楼间距应更大。
3.(综合思维、人地协调观)同样情况下，北京和长沙两市居民楼相比，冬至日正午时，哪个室内太阳光照面积更大？
提示　由于北京纬度高，正午太阳高度小，因此室内的太阳光照面积更大。
1.正午太阳高度的变化规律
(1)纬度变化规律
①同一时刻，由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
②地球上，同一日同一纬线上正午太阳高度相等，直射点所在纬线上的正午太阳高度最大(90°)。
(2)季节变化规律
同一地点，正午太阳高度随着季节变化发生有规律地变化。其数值具有“来增去减”的特点，即若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。如下图所示：
各纬度变化具体如下：
地区 最大值 最小值
北回归线及其以北地区 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) 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 两次最大值(3月21日前后和9月23日前后) 两次最小值(6月22日前后和12月22日前后)
(3)正午太阳高度的计算
①公式：H＝90°－两点纬度差。
②说明：“两点”指观测点、太阳直射点。若两点同在北(南)半球，两点纬度差为大数减去小数；若两点分属于南、北半球，两点纬度差为两点的纬度之和。
如下图所示：
当太阳直射B点(10°N)时，A点(40°N)正午太阳高度：HA＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。
当太阳直射B点(10°N)时，C点(23°26′S)正午太阳高度：HC＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。
2.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，房屋一般朝南，以便获取更多的光照资源；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋一般朝北。
(3)判断日影长短及方向
太阳高度越大，影子越短，太阳高度越小，影子越长。一天中日影的变化规律是：日出最长 正午最短 日落最长，且日影方向与太阳方向相反。
(4)推断楼间距
一般来说，纬度较低的地区，楼间距较小；纬度较高的地区，楼间距较大。为了保证一楼全年都有阳光照射，北回归线以北地区建造楼房时，两楼之间的最短距离与楼高的关系应满足L≥h·cotα(α为冬至日正午太阳高度)。
(5)太阳能热水器集热板的安装角度和不同季节的调节角度
①太阳能热水器集热板与地面的夹角：为了最大限度地利用太阳能资源，太阳能集热板与地面之间的夹角(β)最好等于该地与太阳直射点所在地的纬度差，或者说和当天正午太阳高度角(α)互余。如图：
②一年内调整的幅度：正午太阳高度的变化幅度。
南、北回归线之间的地区，年变化幅度Δα＝23°26′＋当地纬度；回归线与极圈之间的地区，年变化幅度恒为46°52′；极圈到极点之间的地区，年变化幅度从46°52′逐渐降低到23°26′。
我国某学校(40°N，120°E)地理研学小组在夏至日、秋分日和冬至日时开展观日测影活动，每隔两个小时把学校广场旗杆顶端的影子位置(部分)记录在地上，连接各点得到这三天的影子移动轨迹①②③(如下图)，成为校园里一道特别的风景线。据此完成1～2题。
1．处于秋分日上午某时刻的影子是(　　)
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
B
解析　因为轨迹①②③为夏至日、秋分日和冬至日时每隔两个小时把学校广场旗杆顶端的影子位置(部分)记录在地上，连接各点得到这三天的影子移动轨迹。比较正午影长(一天中影长最短的点)，可知①影长最短，为夏至日，②影长居中，为秋分日，③影长最长，为冬至日，且正午影子的方向为正北。秋分日上午太阳位于东南方，影子朝向西北方，可知秋分日上午某时刻的影子是乙。故选B。
2.从轨迹①到轨迹③这段时间，学校当地(　　)
A.正午太阳高度变大
B.昼长时间持续变短
C.日出方位逐渐偏北
D.日落时刻数值变大
B
解析　从上题可知，从轨迹①到轨迹③，为从夏至日到秋分日再到冬至日，因此正午太阳高度变小，昼长时间持续变短，日出和日落方位逐渐偏南，日落时刻也应提前，因此日落时刻数值变小，B正确，A、C、D错误。
我国某地(30°N，120°E)屋顶安装有太阳能发电板，太阳能发电板与地平面夹角约为30°。据此完成3～4题。
3.下列日期中，该地太阳能发电板发电时间最长的是(　　)
A.1月1日 B.4月1日
C.7月1日 D.10月1日
C
解析　影响太阳能发电的因素主要是太阳辐射强度及日照时间。1月1日和10月1日，太阳直射南半球，该地太阳高度较小，日照时间短，发电时间较短，A、D错误；4月1日和7月1日，太阳直射北半球，该地日照时间长且太阳高度大，发电时间最长，但7月1日离夏至日更近，昼更长，可以发电时间更长。C正确，B错误。
4.仅考虑正午太阳高度变化，自冬至日至夏至日，图中太阳能发电板正午获得的太阳辐射量(　　)
A.不断变大 B.先变大后变小
C.不断减小 D.先减小后变大
B
解析　正午太阳高度角＝90°－(当地与太阳直射点的纬度差)，可知春分日时太阳光线与太阳能发电板的夹角刚好是90°，此时太阳能发电板获得的太阳辐射量最大。自冬至日到春分日，该地正午太阳高度在不断变大，太阳光线与太阳能发电板的夹角由小变大，达到90°，正午太阳能发电板获得的太阳辐射量逐渐变大；春分日到夏至日，该地正午太阳高度不断变大，太阳光线与太阳能发电板的夹角由大变小，正午太阳能发电板获得的太阳辐射量逐渐减少，所以自冬至日至夏至日，图中太阳能发电板正午获得的太阳辐射量先变大后变小，B正确，A、C、D错误。
1.四季更替
(1)形成原因：________和____________的时空变化。
(2)划分
昼夜长短
正午太阳高度
最高
最低
2.五带划分
(1)划分依据：太阳辐射从低纬度向高纬度呈有规律____。
3、4、5
6、7、8
9、10、11
12、1、2
递减
(2)划分及特征
[温馨提示]
四季和五带都是描述太阳辐射热量在地球上的分布，但是四季描述的是热量在时间上的分布规律，五带描述的是热量在空间上的分布规律。
“天地有大美而不言，四时有明法而不议，万物有成理而不说。”天地的大美、四时的序列、万物的枯荣，都是自然的伟力所致，非人为所能改变。西方人只有春夏秋冬，中国人却通过观天发明了二十四节气，从惊蛰到芒种，从霜降到大雪，24个如诗如画的名字串起了我们与众不同的四季。下列诗句中带给了我们许多浪漫的意境：
春至细雨如丝，杨花飞舞；
夏则傍流水亭轩，赏芙蓉花开；
秋来隔窗听雨，小扇扑萤；
冬可踏绵柔雪地，聆暗香遁动。
1.(区域认知)文中描述的季节更替在我国的北方和南方，哪个表现更明显？
提示　在北方最明显。
2.(人地协调观)寒冬腊月，许多东北的老人愿意到海南三亚过冬，主要原因是什么？
提示　海南三亚纬度较低，属于热带，冬季气温较高。
1.四季和五带的形成
2.五带的划分
我国某中学地处约32°N，四季分明。如图是四季更替成因示意图。读图，回答1～2题。
1.关于图中甲、乙含义的判断，正确的是(　　)
解析　由于黄赤交角的存在，导致太阳直射点的南北移动，故而引起了昼夜长短和正午太阳高度的季节变化，从而形成四季的更替，故选C。
C
A.甲表示正午太阳高度的季节变化
B.甲表示昼夜长短的季节变化
C.乙表示昼夜长短的季节变化
D.乙表示太阳直射点的回归运动
2.该中学四季分明的原因是(　　)
D
解析　正午太阳高度随季节变化，②错误。该中学地处约32°N，地处中纬度，昼夜长短季节变化较大，昼长和正午太阳高度同时达到最大值或最小值，获得的太阳热量变化大，因而四季分明，①③④正确。故选D。
①地处中纬度　②正午太阳高度终年不变　③昼夜长短季节变化较大　④昼长和正午太阳高度同时达到最大值或最小值
A.①②④ B.①②③
C.②③④ D.①③④
“九九”是我国民间长期沿用的一种节令，“夏九九”是以夏至那一天为起点，每九天为一个九，每年九个九共八十一天。它与“冬九九”形成鲜明的对照，遗憾的是它并不广为流传。下图为天赤道与黄道示意图。据此完成3～4题。
《夏九九歌》
一九至二九，扇子不离手；
三九二十七，冰水甜如蜜；
四九三十六，汗湿衣服透；
五九四十五，树头清风舞；
六九五十四，乘凉莫太迟；
七九六十三，夜眠要盖单；
八九七十二，当心莫受寒；
九九八十一，家家找棉衣。
3.“一九”至“九九”期间，我国(　　)
A.日出方位逐渐偏南
B.气温逐渐降低
C.昼夜长短差值不断增大
D.正午树木和树影的长度比值逐渐变小
A
解析　由材料可知，夏九九从夏至日开始，共八十一天，九月中旬结束。此时段太阳直射点从北回归线开始逐渐向南移动，太阳日出方位从东北方向逐渐偏南，A正确；从《夏九九歌》中可以看出，三九和四九的时候气温较高，因此气温变化是先升高再降低，B错误；由于太阳直射点南移，我国的昼逐渐变短，夜逐渐变长，而在“一九”至“九九”期间，太阳直射点尚未越过赤道，昼夜长短的差值逐渐减小，C错误；由于太阳直射点的南移，我国北回归线以北的区域的树影逐渐变长，比值减小，但是北回归线以南的区域内日影逐渐缩短，比值增大，D错误。
4.若黄赤交角为30°，则(　　)
A.五带中热带范围将变小
B.五带中温带范围将变大
C.五带中寒带范围将变大
D.北极圈的纬度将不变化
C
解析　若黄赤交角为30°，则回归线的度数也变为30°，极圈的度数变为60°。南北回归线之间的区域为热带，范围将变大，A错误；回归线与极圈之间的区域为温带，范围将变小，B错误；极圈以内为寒带，范围将变大，C正确；北极圈的纬度将变小，D错误。
1.不同纬度地区的太阳视运动
(1)若正东日出、正西日落，说明此日太阳直射点位于赤道，即为春、秋分。若太阳在地平圈以上运行的时间短于在地平圈以下的时间，说明该地处于冬半年；反之，说明该地处于夏半年。
(2)北回归线以北地区正午时的太阳总是在南方的天空，南回归线以南地区正午时的太阳总是在北方的天空。北极点上空的太阳总在南方的天空，南极点上空的太阳总在北方的天空。
2.日出、日落的方位与昼夜长短变化的关系(以北半球为例)
时间 春分日 夏半年 秋分日 冬半年
昼夜长短状况 昼＝夜 昼>夜 昼＝夜 昼<夜
日出 时刻(地方时) 6时 早于6时，夏至日最早 6时 晚于6时，冬至日最晚
方位 正东方 东北方(极昼地区除外) 正东方 东南方(极夜地区除外)
日落 时刻(地方时) 18时 晚于18时，
夏至日最晚 18时 早于18时，
冬至日最早
方位 正西方 西北方(极昼地区除外) 正西方 西南方(极夜地区除外)
3.日出、日落时物体影子方位的判断
物体影子方位的判断，主要是判断物体与太阳直射点之间的相互位置。日出、日落时物体影子方位的判断与一年中日出、日落方位有关。
(1)二分日时，日出时物体影子朝向正西，日落时物体影子朝向正东。
(2)春分日到秋分日，日出时物体影子朝向西偏南方向，日落时物体影子朝向东偏南方向。
(3)秋分日到次年春分日，日出时物体影子朝向西偏北方向，日落时物体影子朝向东偏北方向。
4.极昼地区太阳升落现象——以北极地区为例
(1)在北极点看：极昼期间北极点的太阳高度只有年变化，没有日变化。太阳周日圈始终平行于地平圈，一天中的太阳高度没有变化，始终等于该日太阳直射的纬度，因而不存在升落方位问题。
(2)刚好出现极昼的地点太阳周日圈与地平圈相切，故太阳从正北升起、正北落下。刚好出现极昼地区的纬度与直射点纬度和为90°，且该日该地太阳高度最小值为0°，该日该地正午太阳高度等于直射点纬度的2倍。如夏至日时，北极圈正午太阳高度最大值在正南位置，高度为H＝90°－(66°34′－23°26′)＝46°52′；而在正北方位下落到最低点，高度为0°。太阳视运动轨迹如图1。其中A为正午太阳高度，子夜太阳高度为0°。
(3)刚好出现极昼的纬度到极点之间的极昼地区，由于太阳周日圈全部位于地平圈以上而且是倾斜的，故一天中太阳高度仍有变化，太阳开始升起和下落到最低点时太阳的方位角均为正北方。如图2，夏至日的70°N处，正午太阳在正南方，正午太阳高度H＝90°－(70°－23°26′)＝43°26′；子夜时下落到最低点，高度为H＝90°－(90°－23°26′＋20°)＝3°26′。其中A、B分别为正午和子夜时的太阳高度，其和除以2即为直射点的纬度数值。
5.对称性规律
同一地点，关于二至日对称的两个日期，视运动规律是相同的，即地方时相同时，太阳所处的位置和太阳高度是相同的；因而同一地点，关于二至日对称的两个日期，正午太阳高度相同，昼夜长短相同，日出、日落的地方时相同，日出、日落的方位相同。
中国某校地理研学小组在张老师指导下进行某日太阳观测。太阳方位角通常被定义为从正北沿着地平线顺时针量度的角，取值范围为0～360°。0°为正北，90°为正东，180°为正南，270°为正西。第二天，日落方位较上一天向右移动。据此完成1～2题。
北京时间 12时 13时 14时 15时 16时 17时 18时 19时
太阳方位 176° 257° 268° 274° 279° 285° 290° 294°
太阳高度 86° 76° 63° 49° 36° 23° 10° －3.5°
1.以下能反映该日该地太阳方位角运动时速的曲线是(　　)
A
解析　由表格信息可知，北京时间12时起，每过1小时，太阳方位角变化呈现先快速增加、后缓慢增加的变化趋势，反映出太阳方位角的运动时速先快速下降、后缓慢下降的变化趋势。结合图中信息，曲线①符合题意，故选A。
北京时间 12时 13时 14时 15时 16时 17时 18时 19时
太阳方位 176° 257° 268° 274° 279° 285° 290° 294°
太阳高度 86° 76° 63° 49° 36° 23° 10° －3.5°
A.① B.② C.③ D.④
2.以下对于该日的说法，可信的是(　　)
D
北京时间 12时 13时 14时 15时 16时 17时 18时 19时
太阳方位 176° 257° 268° 274° 279° 285° 290° 294°
太阳高度 86° 76° 63° 49° 36° 23° 10° －3.5°
A.该地区季节性积雪融水补给河流多
B.太阳位于正东时的北京时间为6时左右
C.北京白昼一定达到一年中的最大值
D.澳大利亚首都堪培拉昼短夜长
解析　由表格信息可知，北京时间12时，太阳方位角为176°，接近180°，太阳接近正南方位，反映出当地地方时接近正午12：00。北京时间18时，太阳高度为10°，在地平线以上，说明此时尚未日落。由表中数据可知，太阳高度每小时下降幅度约为10°，说明当地日落时间在北京时间19：00之前且接近19：00，由此推断，该地下午时长长于6小时，则该日昼长大于12小时，处于北半球夏半年，澳大利亚首都堪培拉昼短夜长，D正确。表中数据反映，该地在北京时间12：00时太阳高度为86°，说明该地纬度较低，无季节性积雪，A错误。太阳位于正西时方位角为270°，北京时间接近14时，则太阳位于正东时北京时间接近10时(与正西的时间关于正午对称)，B错误。结合材料无法判断是否为夏至日，因此不能说明北京白昼达到一年中最长，C错误。
下图为某摄影师某时间段在北京古观象台附近连续拍摄的赤道经纬仪“装盛”太阳的过程景观图。据此完成3～5题。
3.赤道经纬仪“装盛”太阳的过程是(　　)
解析　依据材料信息，某摄影师某时间段在北京古观象台附近连续拍摄赤道经纬仪“装盛”太阳的过程应当是该地太阳高度逐渐变大或逐渐变小的过程，依据图中太阳距地平面的高度可以确定该过程为乙→丙→甲或甲→丙→乙，据此可排除A、C；由于赤道经纬仪中心垂直地竖立着的“极轴”，朝上的一点指向北天极，据此可以确定摄影师拍摄的方向为西方，是日落过程，即甲→丙→乙，B正确，D错误。
B
A.甲→乙→丙 B.甲→丙→乙
C.乙→甲→丙 D.乙→丙→甲
4.摄影师拍摄的日期、方位，最可能是(　　)
D
解析　由分析可知，赤道经纬仪“装盛”太阳的过程是日落过程，摄影师拍摄方位的应当位于赤道经纬仪的东侧，据此可以排除B、C两项；由于赤道经纬仪中心垂直地竖立着的“极轴”，朝下的一点是指向南天极的，故图片甲、丙中的太阳均位于经纬仪的西南方向，因此摄影师拍摄的方位是赤道经纬仪的东北，D正确，A错误。
A.1月22日、赤道经纬仪的东南 B.5月22日、赤道经纬仪的西南
C.12月22日、赤道经纬仪的西北 D.11月22日、赤道经纬仪的东北
5.此时，拍摄地(　　)
A
解析　由分析可知，赤道经纬仪“装盛”太阳的过程是当地日落西南的过程，此时该地晚霞满天，A正确。
A.晚霞满天 B.晨曦初露
C.气温骤升 D.烈日当空
1.二十四节气
在国际气象界，二十四节气被誉为“中国的第五大发明”。二十四节气是古人根据天地运行规律来确定四季循环的起点与终点而得出的，是认知一年中时令、气候、物候等方面变化规律所形成的知识体系。它把太阳周年运动轨迹划分为24等份，每一等份为一个节气，始于立春，终于大寒，周而复始。“春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连。秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。”这首我国人人熟知的“节气歌”，暗含了二十四节气的先后顺序。如图是二十四节气划分示意图。
2.二十四节气对应的日期
3.二十四节气与人类活动
第一类是反映季节的。立春、立夏、立秋、立冬用来表明季节，把一年划分为四季。这与平时所指气候上北半球四季有所不同，气候四季中3、4、5月为北半球春季，而二十四节气中 2、3、4月为春季。
第二类是反映太阳高度变化的。春分、秋分、夏至、冬至用来反映太阳高度变化。
第三类是反映气候特征的。小暑、大暑、处暑、小寒、大寒反映气温变化和热量状况；雨水、谷雨、小雪、大雪反映降水状况；白露、寒露、霜降反映水汽凝结、凝华现象。
第四类是反映物候现象的。小满、芒种反映有关作物的成熟和收成状况；惊蛰、清明反映自然物候现象，惊蛰预示万物惊醒复苏，清明表示空气清新，草木返青，是植物播种的大好时光。
[方法技巧]　二十四节气在解题中的应用
在高中地理试题中使用频率最高的是二分二至日，重点记住二分二至日太阳直射的地理纬度和时间，再推算出二十四节气在回归线之间的位置，以春分到夏至为例，共六个节气，纬度间隔23°26′，相邻节气相差纬度约4°，时间15天，即一个月太阳直射点在地球表面移动约8°。
北京2022年冬奥会开幕式倒计时采用了闪耀着东方智慧的二十四节气，令人眼前一亮。二十四节气是根据地球在黄道上的位置来划分的，可以作为农事安排的依据。下图示意二十四节气的划分。据此完成1～2题。
1.农谚“谷雨前后，种瓜点豆”的意思是谷雨到来的时节，雨水滋润大地，是播种瓜类、豆类作物的最佳时节。此时节，我国水热矛盾较大的地区是(　　)
A.华北地区 B.华南地区
C.西南地区 D.长江中下游地区
A
解析　谷雨节气到来的时候，华南、西南及长江中下游地区水热适宜，适合进行播种移苗等农事活动，B、C、D错误；此时节，华北地区气温回升，正值春播农忙时，但此时华北地区降水较少、蒸发较强，水热矛盾较大。故选A。
2.创意中国二十四节气表情包，用时尚现代的传播方式，推广我国优秀的传统文化。下图为小暑和大暑的表情包，两节气期间(　　)
C
解析　小暑和大暑为夏至之后的节气，两节气都在7月，长江中下游平原正常年份进入雨季是6月上中旬；浙闽丘陵茶树大面积萌芽在春季；小暑和大暑期间，太阳直射点在北半球且向南移动，赤道正午太阳高度变大；1月初地球位于近日点，公转速度最快，7月初地球位于远日点，公转速度最慢，小暑至大暑期间，已过了7月初，地球公转速度渐快。故选C。
A.长江中下游平原进入雨季 B.浙闽丘陵茶树大面积萌芽
C.赤道正午太阳高度变大 D.地球公转速度渐慢
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
基础达标练
成都(31°N，104°E)的王老师某月连续三日环湖跑步期间，北京时间6：30经过同一地点时，均看到太阳位于正前方。图1为王老师所见的太阳位置示意图，图2为王老师跑步路线示意图。读图，完成1～3题。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
1.该月可能为(　　)
A.1月 B.4月
C.7月 D.10月
C
解析　北京时间为120°E地方时，成都位于104°E，北京时间6：30时，成都地方时应为5：26，此时接近日出，成都昼长夜短，太阳直射点应位于北半球，为北半球夏半年，A、D错误。根据图示信息可知，连续三日同一时刻太阳高度逐渐降低，此时日出时间逐渐推迟，太阳直射点应向南运动，所以此时应位于北半球夏至日至秋分日之间，7月符合，C正确；4月不符合，B错误。
2.王老师观日时的位置为(　　)
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
解析　根据分析可知，此时为北半球夏半年，成都日出方位为东北方向，根据图示信息可知，甲地朝向西南，A错误；乙地朝向东南，B错误；丙地朝向东北，C正确；丁地朝向西北，D错误。故选C。
3.这几日成都昼长约为(　　)
A.14小时 B.13小时
C.12小时 D.10小时
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
解析　根据分析可知，此时日出地方时为5：26左右，则昼长为(12：00－5：26)×2＝13小时08时，最接近13小时，B正确。
太阳天顶角(θ)是指太阳光线入射方向和天顶方向的夹角，与太阳高度角(H)互为余角。下图示意太阳天顶角与太阳高度角的关系。读图，完成4～6题。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
4.白天，太阳天顶角(　　)
A.不断减小 B.不断增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
解析　读图并结合材料分析可知，太阳天顶角与太阳高度角互余。一天中，从日出到正午，太阳高度角不断增大，则太阳天顶角不断减小；从正午到日落，太阳高度角不断减小，则太阳天顶角不断增大。故选C。
5.一年中海口市(20°N，110°E)的正午太阳天顶角(　　)
A.近日点时最小 B.远日点时最小
C.夏至日最小 D.冬至日最小
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
解析　太阳天顶角与太阳高度角互余，则一年中，正午太阳高度角最大时，太阳天顶角最小，反之太阳天顶角最大。海口市的纬度为20°N，一年中有两次太阳直射，当太阳直射时，一年中正午太阳高度角最大，太阳天顶角最小为0°，地球处于远日点时为7月初，夏至日为6月22日前后，近日点为1月初，B正确，A、C错误；冬至日时，海口的正午太阳高度为一年中最小，此时太阳天顶角最大，D错误。
6.一年中，海口市(20°N，110°E)的正午太阳天顶角最大差值是(　　)
A.43° B.44°
C.46° D.47°
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
A
13
15
14
解析　一年中，海口市(20°N，110°E)正午太阳天顶角最小时为太阳直射时，为0°，最大时为太阳直射点位于南回归线时，太阳高度角为46°34′，则太阳天顶角为43°26′，故选A。
芒种是二十四节气的第九个节气，也是夏季的第三个节气，意为“有芒之谷类作物可种，过此即失效”。下图为二十四节气与地球在公转轨道上的位置关系示意图。据此完成7～8题。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
7.芒种节气来临时，太阳直射点(　　)
A.位于北半球，向南运动
B.位于北半球，向北运动
C.位于南半球，向南运动
D.位于南半球，向北运动
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
解析　春分时太阳直射点位于赤道，夏至时太阳直射点位于北回归线，芒种位于春分和夏至之间，因此芒种节气来临时，太阳直射点位于北半球，且向北运动。故选B。
8.芒种节气至小暑节气期间(　　)
A.天安门广场升旗时间不断提前
B.地球公转速度持续变快
C.广州昼长先逐渐变长，后变短
D.上海小暑时夜长达到最短
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
C
13
15
14
解析　芒种节气至小暑节气期间经过了夏至，太阳直射点先向北移动后向南移动。天安门广场升旗时间先提前后推后，A错误；地球公转速度先变慢，在7月初过远日点后变快，B错误；广州昼长先逐渐变长，后变短，C正确；上海夏至时夜长达到最短，D错误。
素养提升练
某日，小李在某地(40°N，110°E)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9～10题。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
9.该广场平面图的指向标应该是图c中的(　　)
A.① B.②
C.③ D.④
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
解析　该广场位于 110°E ，当北京时间12：10，当地地方时为11：30分，太阳位于南偏东，影子朝北偏西方向，指向标为图中的②。故选B。
10.一周后的相同时刻，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
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
解析　由材料可知，一周后的相同时刻，小李再次测量发现该石柱的影长变长，正午太阳高度变小，即从一周前到第二次观测日期当地正午太阳高度变小，当地离太阳直射点的纬度距离变大，太阳直射点南移。2月16日前后、5月8日前后从一周之前到第二次观测日期太阳直射点北移，A、B 错误；图中石柱高度6.6 m，影长3.2 m，正午太阳高度大于 45°，太阳直射点在5°S 以北地区，8月13日前后到20日前后，太阳直射点在北半球且向南移动，C正确；11月3日到11月10日前后太阳直射点在5°S以南，D 错误。
晴朗的天气里，太阳即将升起或者刚刚落到地平线下的几分钟内，蓝色天空穹顶与地平线之间会浮现出金色至红色的光泽，被称为“曙暮光”，当太阳位于地平线下0°～6°，叫作“民用曙暮光”。一些摄影爱好者由于偏爱拍摄“曙暮光”，喜欢购买我国北方地区价格偏低的有窗户向西的商品房。下图为“民用曙暮光”现象发生示意图。据此完成11～12题。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
11.北半球某地春分日出现“民用曙暮光”的最早时间为(　　)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
B
13
15
14
解析　由材料可知，当太阳位于地平线下0°～6°，叫作“民用曙暮光”。昼夜交替的周期是24小时，因此太阳的视运动为每小时转15°，每转1°需要4分钟，太阳位于地平线下6°时是出现“民用曙暮光”的最早时间，此时距离日出还需要24分钟的时间。北半球春分日时全球昼夜等长，即当地地方时6点日出，18点日落，故北半球某地春分日出现“民用曙暮光”的最早时间为日出(6点)前24分钟，计算得出为5：36前后。故选B。
A.6：24前后 B.5：36前后
C.18：24前后 D.17：36前后
12.夏至日傍晚时分，石家庄市(38°03′N，114°26′E)的一位中学生拍摄“民用曙暮光”时，发现自己的影子恰好与步行街的道路中心线重合，该步行街的走向是
(　　)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
D
13
15
14
解析　结合所学知识可知，北半球夏至日时，太阳直射北回归线，北半球昼长夜短，东北日出，西北日落。石家庄市(38°03′N，114°26′E)位于北半球，夏至日傍晚时分拍摄“民用曙暮光”时面朝西北方向，影子位于拍摄者的东南方向，由材料“发现自己的影子恰好与步行街的道路中心线重合”，说明该步行街的走向为西北—东南走向。故选D。
A.东—西 B.南—北
C.东北—西南 D.西北—东南
拥有4 300多年历史的山西陶寺古观象台凝聚了我国先民的地理智慧。先民根据当地全年日出方位的变化修建该古观象台，其东边有连绵起伏的山峦，当日出阳光从夯土柱第7个缝隙入射到观测点时全球昼夜等长。下图为陶寺古观象台俯视示意图。据此完成13～14题。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
13.先民利用陶寺古观象台(　　)
A.计算太阳高度，指示每天时刻
B.感知四季变化，指导农事活动
C.测量昼夜温差，服务手工生产
D.记录光阴流逝，告知一夜五更
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
B
14
解析　由材料可知，先民根据当地全年日出方位的变化修建该古观象台。根据所学知识可知，不同季节，太阳日出方位不同。因此，先民利用陶寺古观象台，从观测点通过土柱狭缝观测日出方位，从而确定季节、节气，以便安排农耕，B正确。从材料中无法得知观象台具有计算太阳高度、昼夜温差和计时的功能，A、C、D错误。
14.当先民在观测点从夯土柱第7个缝隙看到日出时，说明当天日出方位是(　　)
A.正东 B.东北
C.西南 D.正西
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
A
解析　由材料可知，当日出阳光从夯土柱第7个缝隙入射到观测点时全球昼夜等长。根据所学知识可知，全球昼夜等长时为春、秋分日，此时太阳日出正东。因此，当先民在观测点从夯土柱第7个缝隙看到日出时，太阳位于正东方位，A正确，B、C、D错误。
15.图1、图2表示同一时刻地球上两区域昼夜分布情况。据此回答下列问题。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
(1)图1所示时刻，太阳直射点的地理坐标是____________。
答案　 (21°S，105°W)
解析　图中105°W位于极点与晨昏线纬度最高点Q之间的经线上，据所学知识可知，若晨昏线纬度最高点与极点之间为极夜，则该经线为12时，从而推断105°W位于太阳直射点所在经线；69°N纬线圈以北为极夜现象，根据切点的纬度与太阳直射点的纬度互余，得出太阳直射点的地理纬度为21°S，故太阳直射点位于(21°S，105°W)。
(2)该日，正午太阳高度随纬度的变化规律是________________________________。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
解析　据上题分析得知，太阳直射点的地理纬度为21°S，该日21°S正午太阳高度最大，由21°S向南北两侧递减。
答案　由21°S向南北两侧递减
(3)图1所示时刻，P点正值________(填“日出或日落”)，太阳方位为________，M地昼长为________。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
解析　由地球自转方向是自西向东可知，P地附近是由白昼进入黑夜，所以应为日落。该日69°N以北以极夜为主，说明是北半球的冬半年，全球除极昼、夜地区都是日出东南，日落西南。根据Q地所在的105°W经线的地方时为12时，计算出位于135°E经线的M地的地方时为12＋(105°＋135°)÷15，为第二天的4时，M地位于晨线上，地方时4时日出，可计算出其昼长为16小时。
答案　日落　西南　16小时
(4)对跖点是关于地心的对称点，Q地的对跖点是________ ，在下图中画出此日Q地对跖点的太阳高度随时间变化的情况。(用折线，并标出正午太阳高度值)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
答案　(69°S，75°E)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
解析　关于地心对称的两地，纬度值相同，南北纬相反，经度互补，东西经相反。Q地位于(69°N，105°W)，故其对跖点的地理坐标是(69°S，75°E)。Q地刚好出现极夜，则其对跖点刚好出现极昼，该日太阳直射21°S，可计算出69°S的正午太阳高度为42°，绘制Q地对跖点太阳高度随时间变化的折线图时要兼顾这些方面。如答案图所示。
(5) M点位于________(填五带)，此时M点的季节是________ 。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
解析　M点位于34°S，属于南回归线到南极圈内的范围，故在南温带，图示时刻太阳直射21°S，此时M点正值南半球夏季。
答案　南温带　夏季