第一章宇宙中的地球重点突破
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湖南省长沙市第一中学 汤江波
一、解析光照图中的角度
将P22光照图中的几何关系，以如下图示
表示。当F为太阳直射点，作图表示某地的正
午太阳高度角并利用图
中的几何关系计算其正
午太阳高度角。如果是
E′点为太阳直射点呢？
E、F、 E′、F′、M、
N作为直射点分别代表
什么时间？
以北京（40°N）为例：
以北京为A点
A
以北京（40°N）为例：
以北京为A点，（1）将OA延长，作A点的切线PQ
（在A点处与OA垂直）；
A
P
Q
以北京（40°N）为例：
以北京为A点，（1）将OA延长，作A点的切线PQ
（在A点处与OA垂直）；
（2）经过A点作直射光线的平行线RA表示太阳光线；
A
P
Q
R
以北京（40°N）为例：
以北京为A点，（1）将OA延长，作A点的切线PQ
（在A点处与OA垂直）；
（2）经过A点作直射光线的平行线RA表示太阳光线；
A
（3）∠RAQ为正午太阳高度角。
P
Q
R
以北京（40°N）为例：
以北京为A点，（1）将OA延长，作A点的切线PQ
（在A点处与OA垂直）；
（2）经过A点作直射光线的平行线RA表示太阳光线；
A
（3）∠RAQ为正午太阳高度角。
P
Q
提示：选择好A点位置；
注意把握太阳直射光线
的延长线应通过地心。
R
【当太阳直射北回归线时，北京的正午太阳高
度角】根据图示的几何关系核算此时北京的正
午太阳高度角
R
A
P
Q
【当太阳直射南回归线时，北京的正午太阳高
度角】根据图示的几何关系核算此时北京的正
午太阳高度角
R
A
P
Q
【当太阳直射赤道时，北京的正午太阳高度
角】根据图示的几何关系核算此时北京的正
午太阳高度角
R
A
P
Q
【对北京当地的观察者来说，一年中两分两至
时太阳视运动轨迹综合示意图实际上是综合以
上光照图的结果】
1、你能分别为什么东南西北如此分布吗？
2、这个图提示了正午太阳高度角的一个什么规律？
3、根据这个轨迹图，对
于北京购房者来说应当选
择什么朝向的才有最佳的
采光条件？
4、根据这个轨迹图，对
于北京购房者来说根据哪
个季节的正午太阳高度角
来判断楼盘的楼间距？
二、解析光照图中的时间
（1）赤道上昼夜相等→日出时间为早上6时，
日落时间为18时→晨线与赤道相交处经线的地
方时为6时，昏线处为18时；根据方向，由昼入
夜为昏线、由夜入昼为晨线。
（2）正午12点为一天中白
昼的中点，即从日出到12点
的时间间隔等于从日落到12
点的时间间隔，换言之，就
是上半天时间与下半天时间
相等，等于半昼长。
（3）地方时为12点的那条经线为太阳直射点所
在的经线，即为太阳直射点所在的经线，其地方
时为12点。
（4）地球上纬度相反、经度之和为180°的两点
被称为对趾点，昼夜相反，相差12小时。
（5）站在晨线上的人同时
看到日出，但各自的钟点不
同；但春分、秋分日出、日
落的钟点相同。
（6）同一经线上，地方时相同，但日出日落时
间不一定相同，两分时间相同；同一纬线上各地，
日出日落时间相同，即为昼夜长短相同。
（7）晨昏线与极圈相切的那一天是两至日，经
过极点与经线重合的那一天为两分日。
（1）太阳光线来自何方；
学 法 指 导
（2）自转方向；
（3）重要的点（如直射点、南、北极等）；
（5）重要的面（如东西半球、南北半球、昼
半球、夜半球、极昼和极夜范围等）。
（4）重要的线（判读的关键是找出直射点的
位置。因为直射的经线反映出经度和时间，而
直射的纬线则反映出纬度和季节。如0o 和180o
经线、赤道、回归线、极圈、晨昏线、6时、
12时、18时、24时所在经线等）；
左图，以B线为0°
经线，则北京是否
为白昼
右图，北京为
昼或夜？钟点
两图分别代表什么节气？
湖南省长沙市第一中学 汤江波
一、我国某省地理课外活动小组，于6月21日
用观测日影的方法来粗略测定学校所在地的
经纬度。如下图所示：
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
1、写出活动过程：
（设定杆
影长度
为b，
设定时
间为T）
1、写出活动过程：
（1）晴天在地面垂直竖立标杆，并测量标杆在地上部分的
长度（b）；（2）以标杆所插点（图中O点）为圆心，于上
午9时左右在地面上画一个半径略短于当时杆影长的半圆；
（3）当上午标杆的影端落在园周上时，标记为A点；下午标
杆的影端又落在园周上时，再标记为B点，将A、B两点连成
直线，取其中点C，将中点与圆心连成直线 OC；（4）第二
天，当日标杆的影子与直线OC重合时刻，记下此时北京时间，
设为T，单位为小时，并记下此时的杆影长度为a。
（设定杆
影长度
为b，
设定时
间为T）
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
2、写出完成这一测定任务的主要工具_________；
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
2、写出完成这一测定任务的主要工具_________；
标杆、直尺、绳、钟表（精确电子表）等
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
3、写出计算该地夏至日正午太阳高度的表达式
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
3、写出计算该地夏至日正午太阳高度的表达式
arctan b/a
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
4、写出计算当地经度的表达式
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
4、写出计算当地经度的表达式
120°+（12 - T）×15°/小时
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
5、写出计算当地纬度的表达式
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
90°- arctan b/a +23°26′
5、写出计算当地纬度的表达式
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
6、假如上图测定的A点时刻为10时54分16秒、B
点时刻为13时30分32秒（北京时间），按以上方
法和计算数据，则当地的经度为_____________
（保留一位小数）；
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
116.9°E
6、假如上图测定的A点时刻为10时54分16秒、B
点时刻为13时30分32秒（北京时间），按以上方
法和计算数据，则当地的经度为_____________
（保留一位小数）；
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
7、该地当日日出方位及旗杆影子的朝向分别是
___________和___________；当影子位于A点时，
太阳在该地的___________________方向。
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
7、该地当日日出方位及旗杆影子的朝向分别是
___________和___________；当影子位于A点时，
太阳在该地的___________________方向。
东北
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
7、该地当日日出方位及旗杆影子的朝向分别是
___________和___________；当影子位于A点时；
太阳在该地的___________________方向。
东北
西南
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
7、该地当日日出方位及旗杆影子的朝向分别是
___________和___________；当影子位于A点时；
太阳在该地的___________________方向。
东北
西南
东南（偏南）
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
8、活动过程中，由于各种干扰因素的影响，会
产生一定的误差，为了提高测算的精确度，你对
这次活动的方法和过程有什么改进建议？（至少
三条）
（1）由于风力等因素的影响，标杆有晃动难以
保持垂直，可将标杆用较方正的木杆替代，且
以1~1.5米即可；
（2）标杆顶部成尖顶，在投影点的误差可减小，
并可采取计算平均值的方法来减小误差；
（3）可利用北极星来测定当地的纬度；
（4）选择地形较平坦的地面来进行测量。
二、某学校（110°E）地理兴趣小组在平地
上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。
如图2-1-13所示，垂直竖立一根2米长的竿OP，
正午时测得竿影长OP′，通过tgα=OP/OP′
算出正午太阳高度α。据此回答(1) ~ (4)题。
（1）该小组每天量测影长时，北京时间应为
（ ）
A. 12:00 B. 12:40
C. 11:20 D. 11:00
（1）该小组每天量测影长时，北京时间应为
（ ）
A. 12:00 B. 12:40
C. 11:20 D. 11:00
B
二、某学校（110°E）地理兴趣小组在平地
上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。
如图2-1-13所示，垂直竖立一根2米长的竿OP，
正午时测得竿影长OP′，通过tgα=OP/OP′
算出正午太阳高度α。据此回答(1) ~ (4)题。
（2）3月21日，当该小组进行观测时，下列城市中
即将迎来旭日东升的是（ ）
A. 英国伦敦
B. 匈牙利布达佩斯 (约19°E)
C. 土耳其伊斯坦布尔 (约29°E)
D. 夏威夷檀香山 (约158°W)
二、某学校（110°E）地理兴趣小组在平地
上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。
如图2-1-13所示，垂直竖立一根2米长的竿OP，
正午时测得竿影长OP′，通过tgα=OP/OP′
算出正午太阳高度α。据此回答(1) ~ (4)题。
（2）3月21日，当该小组进行观测时，下列城市中
即将迎来旭日东升的是（ ）
A. 英国伦敦
B. 匈牙利布达佩斯 (约19°E)
C. 土耳其伊斯坦布尔 (约29°E)
D. 夏威夷檀香山 (约158°W)
B
二、某学校（110°E）地理兴趣小组在平地
上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。
如图2-1-13所示，垂直竖立一根2米长的竿OP，
正午时测得竿影长OP′，通过tgα=OP/OP′
算出正午太阳高度α。据此回答(1) ~ (4)题。
（3）图2-1-14是该小组绘制的连续一年多的竿影
长度变化图。图中反映3
月21日竿影长度的点是
（ ）
A. ① B. ②
C. ③ D. ④
二、某学校（110°E）地理兴趣小组在平地
上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。
如图2-1-13所示，垂直竖立一根2米长的竿OP，
正午时测得竿影长OP′，通过tgα=OP/OP′
算出正午太阳高度α。据此回答(1) ~ (4)题。
（3）图2-1-14是该小组绘制的连续一年多的竿影
长度变化图。图中反映3
月21日竿影长度的点是
（ ）
A. ① B. ②
C. ③ D. ④
D
二、某学校（110°E）地理兴趣小组在平地
上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。
如图2-1-13所示，垂直竖立一根2米长的竿OP，
正午时测得竿影长OP′，通过tgα=OP/OP′
算出正午太阳高度α。据此回答(1) ~ (4)题。
（4）该学校大约位于（ ）
A. 21.5°N
B. 21.5°S
C. 45°N
D. 45°S
二、某学校（110°E）地理兴趣小组在平地
上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。
如图2-1-13所示，垂直竖立一根2米长的竿OP，
正午时测得竿影长OP′，通过tgα=OP/OP′
算出正午太阳高度α。据此回答(1) ~ (4)题。
（4）该学校大约位于（ ）
A. 21.5°N
B. 21.5°S
C. 45°N
D. 45°S
A
二、某学校（110°E）地理兴趣小组在平地
上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。
如图2-1-13所示，垂直竖立一根2米长的竿OP，
正午时测得竿影长OP′，通过tgα=OP/OP′
算出正午太阳高度α。据此回答(1) ~ (4)题。
三、某学校地理兴趣小组在一次课题研究活动中，
打算研究在不过河情况下如何利用太阳高度及铁
塔影长测算铁塔高度。他们在12月22日测得的正
午太阳高度为β=78°（如图），而此时北京时间
正好为23日0 : 00。过三个月后又测得正午太阳高
度为α，读图回答下列问题：
（1）请在图上适当位置
画一个指向标。
β
α
α
β
β
α
α
β
三、某学校地理兴趣小组在一次课题研究活动中，
打算研究在不过河情况下如何利用太阳高度及铁
塔影长测算铁塔高度。他们在12月22日测得的正
午太阳高度为β=78°（如图），而此时北京时间
正好为23日0 : 00。过三个月后又测得正午太阳高
度为α，读图回答下列问题：
（1）请在图上适当位置
画一个指向标。
指向标与塔影方向平行，
画箭头，加注N或北字
N
三、某学校地理兴趣小组在一次课题研究活动中，
打算研究在不过河情况下如何利用太阳高度及铁
塔影长测算铁塔高度。他们在12月22日测得的正
午太阳高度为β=78°（如图），而此时北京时间
正好为23日0 : 00。过三个月后又测得正午太阳高
度为α，读图回答下列问题：
（2）该地所处的经度是
_______，纬度是______，
所属的国家是_________，
图中的海洋为________。
β
α
α
β
三、某学校地理兴趣小组在一次课题研究活动中，
打算研究在不过河情况下如何利用太阳高度及铁
塔影长测算铁塔高度。他们在12月22日测得的正
午太阳高度为β=78°（如图），而此时北京时间
正好为23日0 : 00。过三个月后又测得正午太阳高
度为α，读图回答下列问题：
（2）该地所处的经度是
_______，纬度是______，
所属的国家是_________，
图中的海洋为________。
60°W；35°26′S
（或35.5°S）；
阿根廷；大西洋
β
α
α
β
三、某学校地理兴趣小组在一次课题研究活动中，
打算研究在不过河情况下如何利用太阳高度及铁
塔影长测算铁塔高度。他们在12月22日测得的正
午太阳高度为β=78°（如图），而此时北京时间
正好为23日0 : 00。过三个月后又测得正午太阳高
度为α，读图回答下列问题：
（3）图中的α=________。
（4）塔顶的影子从Q→R
伸展，表明太阳直射点向
____（南、北）方向移动，
长沙地区的昼长逐渐____。
β
α
α
β
三、某学校地理兴趣小组在一次课题研究活动中，
打算研究在不过河情况下如何利用太阳高度及铁
塔影长测算铁塔高度。他们在12月22日测得的正
午太阳高度为β=78°（如图），而此时北京时间
正好为23日0 : 00。过三个月后又测得正午太阳高
度为α，读图回答下列问题：
（3）图中的α=________。
（4）塔顶的影子从Q→R
伸展，表明太阳直射点向
____（南、北）方向移动，
长沙地区的昼长逐渐____。
54°34′（或54.5°）
β
α
α
β
三、某学校地理兴趣小组在一次课题研究活动中，
打算研究在不过河情况下如何利用太阳高度及铁
塔影长测算铁塔高度。他们在12月22日测得的正
午太阳高度为β=78°（如图），而此时北京时间
正好为23日0 : 00。过三个月后又测得正午太阳高
度为α，读图回答下列问题：
（3）图中的α=________。
（4）塔顶的影子从Q→R
伸展，表明太阳直射点向
____（南、北）方向移动，
长沙地区的昼长逐渐____。
54°34′（或54.5°）
北；增长
β
α
α
β
三、某学校地理兴趣小组在一次课题研究活动中，
打算研究在不过河情况下如何利用太阳高度及铁
塔影长测算铁塔高度。他们在12月22日测得的正
午太阳高度为β=78°（如图），而此时北京时间
正好为23日0 : 00。过三个月后又测得正午太阳高
度为α，读图回答下列问题：
（5）该兴趣小组有人计
划在2008年来中国现场观
看北京奥运会，他若乘飞
机沿最短航线的方向直飞
北京，则飞机的航程大约
为______千米。
β
α
α
β
三、某学校地理兴趣小组在一次课题研究活动中，
打算研究在不过河情况下如何利用太阳高度及铁
塔影长测算铁塔高度。他们在12月22日测得的正
午太阳高度为β=78°（如图），而此时北京时间
正好为23日0 : 00。过三个月后又测得正午太阳高
度为α，读图回答下列问题：
（5）该兴趣小组有人计
划在2008年来中国现场观
看北京奥运会，他若乘飞
机沿最短航线的方向直飞
北京，则飞机的航程大约
为______千米。
19500千米（19000~20000
都算对）
β
α
α
β
四、请你设计一个方案：测定学校操场某点
的东南西北方向。要求：简要写出方案及原
理，并用简图作必要的说明。（参看“北半
球中纬度地区不同时间的太阳在地平面上的
运动图”。）
方案：在某点A树一竿，并以该点为中心画一圆；
某一天，竿的日影在上午和下午的某一刻的影长
刚好与圆相交，记录这两点E、F；连接这两点线
EF，这条线就是通过当地的一条纬线，该线指示
东西方向。过A点作EF的垂线，即该线就是通过
A点的经线，与日影相反方向一端就是该点A的正
南方向。图解如右图示：
原理：太阳高度角的日变化规律。
一天当中，除了正午，太阳高度角
有两个时刻是相等的，其影长也有
两个时刻等。（在我们北回归线以
北，正午的影子是朝正北）（如果学生利用已知
的当地经度，利用地方时正午的日影和测定南北
方向，亦可。）
五、上海2003地理－（六）图上XOY为地轴，
MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′
T′为极圈。读图回答：
（1）目前黄赤交角在图上是（ ）
A. ∠XOF B. ∠TOF
C. ∠FON D. ∠TON
（2）按地球上“五带”
的划分，图上ST与EF之
间为___________带。
五、上海2003地理－（六）图上XOY为地轴，
MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′
T′为极圈。读图回答：
（1）目前黄赤交角在图上是（ ）
A. ∠XOF B. ∠TOF
C. ∠FON D. ∠TON
（2）按地球上“五带”
的划分，图上ST与EF之
间为___________带。
C
五、上海2003地理－（六）图上XOY为地轴，
MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′
T′为极圈。读图回答：
（1）目前黄赤交角在图上是（ ）
A. ∠XOF B. ∠TOF
C. ∠FON D. ∠TON
（2）按地球上“五带”
的划分，图上ST与EF之
间为___________带。
C
北温
五、上海2003地理－（六）图上XOY为地轴，
MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′
T′为极圈。读图回答：
（3）当太阳直射点在图上自MN向北移动到EF，
再由EF向南移动到MN的
过程中，在S′T′及其以
南范围内，有极夜现象出
现的地区变化规律是____；
_________；_________。
五、上海2003地理－（六）图上XOY为地轴，
MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′
T′为极圈。读图回答：
（3）当太阳直射点在图上自MN向北移动到EF，
再由EF向南移动到MN的
过程中，在S′T′及其以
南范围内，有极夜现象出
现的地区变化规律是____；
_________；_________。
出现极夜的地区逐渐扩大；
（太阳直射点至EF时）南
极圈及以南地区全部为极
夜；之后，出现极夜的地
区逐渐缩小
五、上海2003地理－（六）图上XOY为地轴，
MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′
T′为极圈。读图回答：
（4）为了研究黄赤交角对地球自然环境的影响，
假设黄赤交角变为0°，这时，在地球上将可能
会出现的自然现象有
（ ）（多项选择）
A. 太阳终年直射赤道
B. 各地全年都昼夜平分
C. 各地气温都无日变化
D. 各地都无四季变化
E. 无大气环流现象
F. 自然地理环境无区域差异
五、上海2003地理－（六）图上XOY为地轴，
MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′
T′为极圈。读图回答：
（4）为了研究黄赤交角对地球自然环境的影响，
假设黄赤交角变为0°，这时，在地球上将可能
会出现的自然现象有
（ ）（多项选择）
A. 太阳终年直射赤道
B. 各地全年都昼夜平分
C. 各地气温都无日变化
D. 各地都无四季变化
E. 无大气环流现象
F. 自然地理环境无区域差异
ABD
五、上海2003地理－（六）图上XOY为地轴，
MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′
T′为极圈。读图回答：
（5）假设黄赤交角变为35°，这时，地球上北半
球夏至日正午太阳高度将
自_____（纬度）纬线向
南、北降低；在地球上
“五带”的划分中，与
现在相比，范围将扩大
的是_______。
五、上海2003地理－（六）图上XOY为地轴，
MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′
T′为极圈。读图回答：
（5）假设黄赤交角变为35°，这时，地球上北半
球夏至日正午太阳高度将
自_____（纬度）纬线向
南、北降低；在地球上
“五带”的划分中，与
现在相比，范围将扩大
的是_______。
北纬35度；
热带、寒带（或北寒带、
南寒带）
六、某学校开展“利用太阳高度测定经纬度”
的活动，下图为三个不同小组同一天分别在北
京（40°N， 116°E）及另外两地观测的太阳
高度曲线图，请利用所学知识分析并回答：
（1）②曲线所在地的经纬度是（ ）
A. 25°N，105°E
B. 45°N，135°E
C. 25°N，135°E
D. 45°N，105°E
六、某学校开展“利用太阳高度测定经纬度”
的活动，下图为三个不同小组同一天分别在北
京（40°N， 116°E）及另外两地观测的太阳
高度曲线图，请利用所学知识分析并回答：
（1）②曲线所在地的经纬度是（ ）
A. 25°N，105°E
B. 45°N，135°E
C. 25°N，135°E
D. 45°N，105°E
B
（2）②曲线所在地的小组此时的天气状况可能
是（ ）
A. 严寒
B. 高寒缺氧
C. 常常下暴雨
D. 炎热干燥
六、某学校开展“利用太阳高度测定经纬度”
的活动，下图为三个不同小组同一天分别在北
京（40°N， 116°E）及另外两地观测的太阳
高度曲线图，请利用所学知识分析并回答：
（2）②曲线所在地的小组此时的天气状况可能
是（ ）
A. 严寒
B. 高寒缺氧
C. 常常下暴雨
D. 炎热干燥
六、某学校开展“利用太阳高度测定经纬度”
的活动，下图为三个不同小组同一天分别在北
京（40°N， 116°E）及另外两地观测的太阳
高度曲线图，请利用所学知识分析并回答：
C
六、某学校开展“利用太阳高度测定经纬度”
的活动，下图为三个不同小组同一天分别在北
京（40°N， 116°E）及另外两地观测的太阳
高度曲线图，请利用所学知识分析并回答：
（3）当北京所在地小组观测到旗杆的影子最短
时，①地所在小组观测到的旗杆影子方向为
（ ）
A. 正南
B. 西南
C. 西北
D. 东北
六、某学校开展“利用太阳高度测定经纬度”
的活动，下图为三个不同小组同一天分别在北
京（40°N， 116°E）及另外两地观测的太阳
高度曲线图，请利用所学知识分析并回答：
（3）当北京所在地小组观测到旗杆的影子最短
时，①地所在小组观测到的旗杆影子方向为
（ ）
A. 正南
B. 西南
C. 西北
D. 东北
C
湖南省长沙市第一中学 汤江波
一、解析光照图中的角度
将P22光照图中的几何关系，以如下图示
表示。当F为太阳直射点，作图表示某地的正
午太阳高度角并利用图
中的几何关系计算其正
午太阳高度角。如果是
E′点为太阳直射点呢？
E、F、 E′、F′、M、
N作为直射点分别代表
什么时间？
以北京（40°N）为例：
以北京为A点
A
以北京（40°N）为例：
以北京为A点，（1）将OA延长，作A点的切线PQ
（在A点处与OA垂直）；
A
P
Q
以北京（40°N）为例：
以北京为A点，（1）将OA延长，作A点的切线PQ
（在A点处与OA垂直）；
（2）经过A点作直射光线的平行线RA表示太阳光线；
A
P
Q
R
以北京（40°N）为例：
以北京为A点，（1）将OA延长，作A点的切线PQ
（在A点处与OA垂直）；
（2）经过A点作直射光线的平行线RA表示太阳光线；
A
（3）∠RAQ为正午太阳高度角。
P
Q
R
以北京（40°N）为例：
以北京为A点，（1）将OA延长，作A点的切线PQ
（在A点处与OA垂直）；
（2）经过A点作直射光线的平行线RA表示太阳光线；
A
（3）∠RAQ为正午太阳高度角。
P
Q
提示：选择好A点位置；
注意把握太阳直射光线
的延长线应通过地心。
R
【当太阳直射北回归线时，北京的正午太阳高
度角】根据图示的几何关系核算此时北京的正
午太阳高度角
R
A
P
Q
【当太阳直射南回归线时，北京的正午太阳高
度角】根据图示的几何关系核算此时北京的正
午太阳高度角
R
A
P
Q
【当太阳直射赤道时，北京的正午太阳高度
角】根据图示的几何关系核算此时北京的正
午太阳高度角
R
A
P
Q
【对北京当地的观察者来说，一年中两分两至
时太阳视运动轨迹综合示意图实际上是综合以
上光照图的结果】
1、你能分别为什么东南西北如此分布吗？
2、这个图提示了正午太阳高度角的一个什么规律？
3、根据这个轨迹图，对
于北京购房者来说应当选
择什么朝向的才有最佳的
采光条件？
4、根据这个轨迹图，对
于北京购房者来说根据哪
个季节的正午太阳高度角
来判断楼盘的楼间距？
二、解析光照图中的时间
（1）赤道上昼夜相等→日出时间为早上6时，
日落时间为18时→晨线与赤道相交处经线的地
方时为6时，昏线处为18时；根据方向，由昼入
夜为昏线、由夜入昼为晨线。
（2）正午12点为一天中白
昼的中点，即从日出到12点
的时间间隔等于从日落到12
点的时间间隔，换言之，就
是上半天时间与下半天时间
相等，等于半昼长。
（3）地方时为12点的那条经线为太阳直射点所
在的经线，即为太阳直射点所在的经线，其地方
时为12点。
（4）地球上纬度相反、经度之和为180°的两点
被称为对趾点，昼夜相反，相差12小时。
（5）站在晨线上的人同时
看到日出，但各自的钟点不
同；但春分、秋分日出、日
落的钟点相同。
（6）同一经线上，地方时相同，但日出日落时
间不一定相同，两分时间相同；同一纬线上各地，
日出日落时间相同，即为昼夜长短相同。
（7）晨昏线与极圈相切的那一天是两至日，经
过极点与经线重合的那一天为两分日。
（1）太阳光线来自何方；
学 法 指 导
（2）自转方向；
（3）重要的点（如直射点、南、北极等）；
（5）重要的面（如东西半球、南北半球、昼
半球、夜半球、极昼和极夜范围等）。
（4）重要的线（判读的关键是找出直射点的
位置。因为直射的经线反映出经度和时间，而
直射的纬线则反映出纬度和季节。如0o 和180o
经线、赤道、回归线、极圈、晨昏线、6时、
12时、18时、24时所在经线等）；
左图，以B线为0°
经线，则北京是否
为白昼
右图，北京为
昼或夜？钟点
两图分别代表什么节气？
湖南省长沙市第一中学 汤江波
一、我国某省地理课外活动小组，于6月21日
用观测日影的方法来粗略测定学校所在地的
经纬度。如下图所示：
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
1、写出活动过程：
（设定杆
影长度
为b，
设定时
间为T）
1、写出活动过程：
（1）晴天在地面垂直竖立标杆，并测量标杆在地上部分的
长度（b）；（2）以标杆所插点（图中O点）为圆心，于上
午9时左右在地面上画一个半径略短于当时杆影长的半圆；
（3）当上午标杆的影端落在园周上时，标记为A点；下午标
杆的影端又落在园周上时，再标记为B点，将A、B两点连成
直线，取其中点C，将中点与圆心连成直线 OC；（4）第二
天，当日标杆的影子与直线OC重合时刻，记下此时北京时间，
设为T，单位为小时，并记下此时的杆影长度为a。
（设定杆
影长度
为b，
设定时
间为T）
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
2、写出完成这一测定任务的主要工具_________；
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
2、写出完成这一测定任务的主要工具_________；
标杆、直尺、绳、钟表（精确电子表）等
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
3、写出计算该地夏至日正午太阳高度的表达式
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
3、写出计算该地夏至日正午太阳高度的表达式
arctan b/a
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
4、写出计算当地经度的表达式
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
4、写出计算当地经度的表达式
120°+（12 - T）×15°/小时
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
5、写出计算当地纬度的表达式
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
90°- arctan b/a +23°26′
5、写出计算当地纬度的表达式
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
6、假如上图测定的A点时刻为10时54分16秒、B
点时刻为13时30分32秒（北京时间），按以上方
法和计算数据，则当地的经度为_____________
（保留一位小数）；
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
116.9°E
6、假如上图测定的A点时刻为10时54分16秒、B
点时刻为13时30分32秒（北京时间），按以上方
法和计算数据，则当地的经度为_____________
（保留一位小数）；
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
7、该地当日日出方位及旗杆影子的朝向分别是
___________和___________；当影子位于A点时，
太阳在该地的___________________方向。
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
7、该地当日日出方位及旗杆影子的朝向分别是
___________和___________；当影子位于A点时，
太阳在该地的___________________方向。
东北
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
7、该地当日日出方位及旗杆影子的朝向分别是
___________和___________；当影子位于A点时；
太阳在该地的___________________方向。
东北
西南
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
7、该地当日日出方位及旗杆影子的朝向分别是
___________和___________；当影子位于A点时；
太阳在该地的___________________方向。
东北
西南
东南（偏南）
根据上述活动中测定的数据，完成下列各题。
（设定杆影长度为b，设定时间为T）
8、活动过程中，由于各种干扰因素的影响，会
产生一定的误差，为了提高测算的精确度，你对
这次活动的方法和过程有什么改进建议？（至少
三条）
（1）由于风力等因素的影响，标杆有晃动难以
保持垂直，可将标杆用较方正的木杆替代，且
以1~1.5米即可；
（2）标杆顶部成尖顶，在投影点的误差可减小，
并可采取计算平均值的方法来减小误差；
（3）可利用北极星来测定当地的纬度；
（4）选择地形较平坦的地面来进行测量。
二、某学校（110°E）地理兴趣小组在平地
上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。
如图2-1-13所示，垂直竖立一根2米长的竿OP，
正午时测得竿影长OP′，通过tgα=OP/OP′
算出正午太阳高度α。据此回答(1) ~ (4)题。
（1）该小组每天量测影长时，北京时间应为
（ ）
A. 12:00 B. 12:40
C. 11:20 D. 11:00
（1）该小组每天量测影长时，北京时间应为
（ ）
A. 12:00 B. 12:40
C. 11:20 D. 11:00
B
二、某学校（110°E）地理兴趣小组在平地
上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。
如图2-1-13所示，垂直竖立一根2米长的竿OP，
正午时测得竿影长OP′，通过tgα=OP/OP′
算出正午太阳高度α。据此回答(1) ~ (4)题。
（2）3月21日，当该小组进行观测时，下列城市中
即将迎来旭日东升的是（ ）
A. 英国伦敦
B. 匈牙利布达佩斯 (约19°E)
C. 土耳其伊斯坦布尔 (约29°E)
D. 夏威夷檀香山 (约158°W)
二、某学校（110°E）地理兴趣小组在平地
上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。
如图2-1-13所示，垂直竖立一根2米长的竿OP，
正午时测得竿影长OP′，通过tgα=OP/OP′
算出正午太阳高度α。据此回答(1) ~ (4)题。
（2）3月21日，当该小组进行观测时，下列城市中
即将迎来旭日东升的是（ ）
A. 英国伦敦
B. 匈牙利布达佩斯 (约19°E)
C. 土耳其伊斯坦布尔 (约29°E)
D. 夏威夷檀香山 (约158°W)
B
二、某学校（110°E）地理兴趣小组在平地
上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。
如图2-1-13所示，垂直竖立一根2米长的竿OP，
正午时测得竿影长OP′，通过tgα=OP/OP′
算出正午太阳高度α。据此回答(1) ~ (4)题。
（3）图2-1-14是该小组绘制的连续一年多的竿影
长度变化图。图中反映3
月21日竿影长度的点是
（ ）
A. ① B. ②
C. ③ D. ④
二、某学校（110°E）地理兴趣小组在平地
上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。
如图2-1-13所示，垂直竖立一根2米长的竿OP，
正午时测得竿影长OP′，通过tgα=OP/OP′
算出正午太阳高度α。据此回答(1) ~ (4)题。
（3）图2-1-14是该小组绘制的连续一年多的竿影
长度变化图。图中反映3
月21日竿影长度的点是
（ ）
A. ① B. ②
C. ③ D. ④
D
二、某学校（110°E）地理兴趣小组在平地
上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。
如图2-1-13所示，垂直竖立一根2米长的竿OP，
正午时测得竿影长OP′，通过tgα=OP/OP′
算出正午太阳高度α。据此回答(1) ~ (4)题。
（4）该学校大约位于（ ）
A. 21.5°N
B. 21.5°S
C. 45°N
D. 45°S
二、某学校（110°E）地理兴趣小组在平地
上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。
如图2-1-13所示，垂直竖立一根2米长的竿OP，
正午时测得竿影长OP′，通过tgα=OP/OP′
算出正午太阳高度α。据此回答(1) ~ (4)题。
（4）该学校大约位于（ ）
A. 21.5°N
B. 21.5°S
C. 45°N
D. 45°S
A
二、某学校（110°E）地理兴趣小组在平地
上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。
如图2-1-13所示，垂直竖立一根2米长的竿OP，
正午时测得竿影长OP′，通过tgα=OP/OP′
算出正午太阳高度α。据此回答(1) ~ (4)题。
三、某学校地理兴趣小组在一次课题研究活动中，
打算研究在不过河情况下如何利用太阳高度及铁
塔影长测算铁塔高度。他们在12月22日测得的正
午太阳高度为β=78°（如图），而此时北京时间
正好为23日0 : 00。过三个月后又测得正午太阳高
度为α，读图回答下列问题：
（1）请在图上适当位置
画一个指向标。
β
α
α
β
β
α
α
β
三、某学校地理兴趣小组在一次课题研究活动中，
打算研究在不过河情况下如何利用太阳高度及铁
塔影长测算铁塔高度。他们在12月22日测得的正
午太阳高度为β=78°（如图），而此时北京时间
正好为23日0 : 00。过三个月后又测得正午太阳高
度为α，读图回答下列问题：
（1）请在图上适当位置
画一个指向标。
指向标与塔影方向平行，
画箭头，加注N或北字
N
三、某学校地理兴趣小组在一次课题研究活动中，
打算研究在不过河情况下如何利用太阳高度及铁
塔影长测算铁塔高度。他们在12月22日测得的正
午太阳高度为β=78°（如图），而此时北京时间
正好为23日0 : 00。过三个月后又测得正午太阳高
度为α，读图回答下列问题：
（2）该地所处的经度是
_______，纬度是______，
所属的国家是_________，
图中的海洋为________。
β
α
α
β
三、某学校地理兴趣小组在一次课题研究活动中，
打算研究在不过河情况下如何利用太阳高度及铁
塔影长测算铁塔高度。他们在12月22日测得的正
午太阳高度为β=78°（如图），而此时北京时间
正好为23日0 : 00。过三个月后又测得正午太阳高
度为α，读图回答下列问题：
（2）该地所处的经度是
_______，纬度是______，
所属的国家是_________，
图中的海洋为________。
60°W；35°26′S
（或35.5°S）；
阿根廷；大西洋
β
α
α
β
三、某学校地理兴趣小组在一次课题研究活动中，
打算研究在不过河情况下如何利用太阳高度及铁
塔影长测算铁塔高度。他们在12月22日测得的正
午太阳高度为β=78°（如图），而此时北京时间
正好为23日0 : 00。过三个月后又测得正午太阳高
度为α，读图回答下列问题：
（3）图中的α=________。
（4）塔顶的影子从Q→R
伸展，表明太阳直射点向
____（南、北）方向移动，
长沙地区的昼长逐渐____。
β
α
α
β
三、某学校地理兴趣小组在一次课题研究活动中，
打算研究在不过河情况下如何利用太阳高度及铁
塔影长测算铁塔高度。他们在12月22日测得的正
午太阳高度为β=78°（如图），而此时北京时间
正好为23日0 : 00。过三个月后又测得正午太阳高
度为α，读图回答下列问题：
（3）图中的α=________。
（4）塔顶的影子从Q→R
伸展，表明太阳直射点向
____（南、北）方向移动，
长沙地区的昼长逐渐____。
54°34′（或54.5°）
β
α
α
β
三、某学校地理兴趣小组在一次课题研究活动中，
打算研究在不过河情况下如何利用太阳高度及铁
塔影长测算铁塔高度。他们在12月22日测得的正
午太阳高度为β=78°（如图），而此时北京时间
正好为23日0 : 00。过三个月后又测得正午太阳高
度为α，读图回答下列问题：
（3）图中的α=________。
（4）塔顶的影子从Q→R
伸展，表明太阳直射点向
____（南、北）方向移动，
长沙地区的昼长逐渐____。
54°34′（或54.5°）
北；增长
β
α
α
β
三、某学校地理兴趣小组在一次课题研究活动中，
打算研究在不过河情况下如何利用太阳高度及铁
塔影长测算铁塔高度。他们在12月22日测得的正
午太阳高度为β=78°（如图），而此时北京时间
正好为23日0 : 00。过三个月后又测得正午太阳高
度为α，读图回答下列问题：
（5）该兴趣小组有人计
划在2008年来中国现场观
看北京奥运会，他若乘飞
机沿最短航线的方向直飞
北京，则飞机的航程大约
为______千米。
β
α
α
β
三、某学校地理兴趣小组在一次课题研究活动中，
打算研究在不过河情况下如何利用太阳高度及铁
塔影长测算铁塔高度。他们在12月22日测得的正
午太阳高度为β=78°（如图），而此时北京时间
正好为23日0 : 00。过三个月后又测得正午太阳高
度为α，读图回答下列问题：
（5）该兴趣小组有人计
划在2008年来中国现场观
看北京奥运会，他若乘飞
机沿最短航线的方向直飞
北京，则飞机的航程大约
为______千米。
19500千米（19000~20000
都算对）
β
α
α
β
四、请你设计一个方案：测定学校操场某点
的东南西北方向。要求：简要写出方案及原
理，并用简图作必要的说明。（参看“北半
球中纬度地区不同时间的太阳在地平面上的
运动图”。）
方案：在某点A树一竿，并以该点为中心画一圆；
某一天，竿的日影在上午和下午的某一刻的影长
刚好与圆相交，记录这两点E、F；连接这两点线
EF，这条线就是通过当地的一条纬线，该线指示
东西方向。过A点作EF的垂线，即该线就是通过
A点的经线，与日影相反方向一端就是该点A的正
南方向。图解如右图示：
原理：太阳高度角的日变化规律。
一天当中，除了正午，太阳高度角
有两个时刻是相等的，其影长也有
两个时刻等。（在我们北回归线以
北，正午的影子是朝正北）（如果学生利用已知
的当地经度，利用地方时正午的日影和测定南北
方向，亦可。）
五、上海2003地理－（六）图上XOY为地轴，
MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′
T′为极圈。读图回答：
（1）目前黄赤交角在图上是（ ）
A. ∠XOF B. ∠TOF
C. ∠FON D. ∠TON
（2）按地球上“五带”
的划分，图上ST与EF之
间为___________带。
五、上海2003地理－（六）图上XOY为地轴，
MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′
T′为极圈。读图回答：
（1）目前黄赤交角在图上是（ ）
A. ∠XOF B. ∠TOF
C. ∠FON D. ∠TON
（2）按地球上“五带”
的划分，图上ST与EF之
间为___________带。
C
五、上海2003地理－（六）图上XOY为地轴，
MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′
T′为极圈。读图回答：
（1）目前黄赤交角在图上是（ ）
A. ∠XOF B. ∠TOF
C. ∠FON D. ∠TON
（2）按地球上“五带”
的划分，图上ST与EF之
间为___________带。
C
北温
五、上海2003地理－（六）图上XOY为地轴，
MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′
T′为极圈。读图回答：
（3）当太阳直射点在图上自MN向北移动到EF，
再由EF向南移动到MN的
过程中，在S′T′及其以
南范围内，有极夜现象出
现的地区变化规律是____；
_________；_________。
五、上海2003地理－（六）图上XOY为地轴，
MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′
T′为极圈。读图回答：
（3）当太阳直射点在图上自MN向北移动到EF，
再由EF向南移动到MN的
过程中，在S′T′及其以
南范围内，有极夜现象出
现的地区变化规律是____；
_________；_________。
出现极夜的地区逐渐扩大；
（太阳直射点至EF时）南
极圈及以南地区全部为极
夜；之后，出现极夜的地
区逐渐缩小
五、上海2003地理－（六）图上XOY为地轴，
MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′
T′为极圈。读图回答：
（4）为了研究黄赤交角对地球自然环境的影响，
假设黄赤交角变为0°，这时，在地球上将可能
会出现的自然现象有
（ ）（多项选择）
A. 太阳终年直射赤道
B. 各地全年都昼夜平分
C. 各地气温都无日变化
D. 各地都无四季变化
E. 无大气环流现象
F. 自然地理环境无区域差异
五、上海2003地理－（六）图上XOY为地轴，
MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′
T′为极圈。读图回答：
（4）为了研究黄赤交角对地球自然环境的影响，
假设黄赤交角变为0°，这时，在地球上将可能
会出现的自然现象有
（ ）（多项选择）
A. 太阳终年直射赤道
B. 各地全年都昼夜平分
C. 各地气温都无日变化
D. 各地都无四季变化
E. 无大气环流现象
F. 自然地理环境无区域差异
ABD
五、上海2003地理－（六）图上XOY为地轴，
MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′
T′为极圈。读图回答：
（5）假设黄赤交角变为35°，这时，地球上北半
球夏至日正午太阳高度将
自_____（纬度）纬线向
南、北降低；在地球上
“五带”的划分中，与
现在相比，范围将扩大
的是_______。
五、上海2003地理－（六）图上XOY为地轴，
MN为赤道，EF、E′F′为回归线，ST、S′
T′为极圈。读图回答：
（5）假设黄赤交角变为35°，这时，地球上北半
球夏至日正午太阳高度将
自_____（纬度）纬线向
南、北降低；在地球上
“五带”的划分中，与
现在相比，范围将扩大
的是_______。
北纬35度；
热带、寒带（或北寒带、
南寒带）
六、某学校开展“利用太阳高度测定经纬度”
的活动，下图为三个不同小组同一天分别在北
京（40°N， 116°E）及另外两地观测的太阳
高度曲线图，请利用所学知识分析并回答：
（1）②曲线所在地的经纬度是（ ）
A. 25°N，105°E
B. 45°N，135°E
C. 25°N，135°E
D. 45°N，105°E
六、某学校开展“利用太阳高度测定经纬度”
的活动，下图为三个不同小组同一天分别在北
京（40°N， 116°E）及另外两地观测的太阳
高度曲线图，请利用所学知识分析并回答：
（1）②曲线所在地的经纬度是（ ）
A. 25°N，105°E
B. 45°N，135°E
C. 25°N，135°E
D. 45°N，105°E
B
（2）②曲线所在地的小组此时的天气状况可能
是（ ）
A. 严寒
B. 高寒缺氧
C. 常常下暴雨
D. 炎热干燥
六、某学校开展“利用太阳高度测定经纬度”
的活动，下图为三个不同小组同一天分别在北
京（40°N， 116°E）及另外两地观测的太阳
高度曲线图，请利用所学知识分析并回答：
（2）②曲线所在地的小组此时的天气状况可能
是（ ）
A. 严寒
B. 高寒缺氧
C. 常常下暴雨
D. 炎热干燥
六、某学校开展“利用太阳高度测定经纬度”
的活动，下图为三个不同小组同一天分别在北
京（40°N， 116°E）及另外两地观测的太阳
高度曲线图，请利用所学知识分析并回答：
C
六、某学校开展“利用太阳高度测定经纬度”
的活动，下图为三个不同小组同一天分别在北
京（40°N， 116°E）及另外两地观测的太阳
高度曲线图，请利用所学知识分析并回答：
（3）当北京所在地小组观测到旗杆的影子最短
时，①地所在小组观测到的旗杆影子方向为
（ ）
A. 正南
B. 西南
C. 西北
D. 东北
六、某学校开展“利用太阳高度测定经纬度”
的活动，下图为三个不同小组同一天分别在北
京（40°N， 116°E）及另外两地观测的太阳
高度曲线图，请利用所学知识分析并回答：
（3）当北京所在地小组观测到旗杆的影子最短
时，①地所在小组观测到的旗杆影子方向为
（ ）
A. 正南
B. 西南
C. 西北
D. 东北
C