高中地理教学：学案三地球公转的地理意义

地理学案（3）-—行星地球

三、地球公转及其地理意义

目录

公转基本特征..................................................................2

二、黄赤交角及其影响.............................................................2

三、地球公转的地理意义...........................................................4

（―）昼夜长短的变化........................................................4

（-）昼夜长短的常规计算....................................................8

（三）正午太阳高度的变化规律................................................11

（四）正午太阳高度的计算...................................................14

（四）正午太阳高度规律在生产、生活中的应用.............................15

（五）太阳方位..............................................................18

L日出日落方位..........................................................18

2.正午太阳方位........................................................19

3.有极昼现象的地区的太阳方位..........................................19

4.一天中不同时刻太阳方位的变化规律：（以北半球为例）.................19

（六）太阳周日视运动图....................................................24

（七）太阳高度的日变化曲线..................................................30

（A）太阳高度等值线图（等太阳高度线图）.....................................31

（九）四季和五带............................................................33

四、二十四节气（补充）..........................................................33

五、月球及月相（补充）..........................................................35

一.公转基本特征

1.定义：地球绕太阳的运动

2.方向：自西向东，从北极上空俯视为逆时针方向绕转，从南极上空俯视，顺时针方向绕转

3.周期：365日6时9分10秒,叫做恒星年

4.轨道与速度：地球公转轨道为一个近似正圆的椭圆轨道。

7月初到达远日点A附近，公转速度较慢，1月初到达近日点附近，公转速度较快

二、黄赤交角及其影响

1.黄赤交角的含义:地球公转轨道平面(即黄道平面)同赤道平面的交角。目前,其大小是23°

26',黄赤交角示意图：

引起太阳直射点在南、北回归线之间往返运动。

周期：1个回归年，为365日5时48分46秒

太阳直射点的移动速度：一个月约8个纬度4天一个纬度

3.与黄赤交角相关的数据关系

⑴黄赤交角=回归线的度数，即图中a。

⑵黄赤交角与极圈度数互余，即图中90。一a。

(3)黄赤交角=晨昏线与地轴的最大幽，即图中a，。

4.黄赤交角变化带来的影响

影响的方面若黄赤交角变大（小）

太阳直射范围扩大（缩小）

极昼和极夜现象范围扩大（缩小）

热带和寒带的范围扩大（缩小）

五带的范围

温带的范围缩小（扩大）

正午太阳高度角的年变化年变化幅度增大（减小）

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）

读图，完成1〜2题。

1.若EF为赤道，P点出现极昼现象，则太阳直射的范围是

A.0°〜20°N

B.0°〜20°S

C.20c>N〜23。26,N

D.20c>S〜23°26zS

2.若EF为地球公转轨道平面，PQ为地轴，下列变化可信的是

A.福州冬季均温升高B.北温带范围变小

C.全球极夜范围扩大1）.悉尼（约34°S）夏季昼变长

（2014•江苏高考）在地球公转过程中，若以地球为参照系，可看到太阳在黄道上运行。

图1是天赤道与黄道的示意图，图2是太阳在黄道上的视运行轨迹图。读图回答3〜4题。

3.6月初，太阳在黄道上的位置是

A.甲B.乙

C.丙D.T

4.太阳处于甲、乙位置时

A.地球公转速度相同

B.同一地点昼长变化趋势相同

C.日地距离相同

D.同一地点日出方位相同

下图为太阳直射点的移动示意图（其中①③是两种假设情况）。读图回答5题。

5.若移动轨迹是①，在其他条件不变的情况下，太阳直射点每日移动的纬度数比②

A.约多1'B.约多2'

C.约少4'D.约多4'

位于河南省贾湖遗址(33.5°N)中发现贾湖先人将骨笛和叉形器组合起来，做成原始

圭表”，观测正午日影。下图示意该原始“圭表”彳吏用原理(图中①②③分别代表二分二

至时的日影末端位置)，读图完成6〜7题。

6.贾湖先人利用骨笛和叉形器观测时，应将

A.两根木桩按东西对位,叉形器置于东端

B.两根木桩按东西对位，叉形器置于西端

C.两根木桩按南北对位,叉形器置于南端

D.两根木桩按南北对位，叉形器置于北端

7.当贾湖先人进行农作物春播时，骨笛上正

午日影末端位于

A.①、②之间，正在向②处移动时

B.①、②之间，正在向①处移动时

C.②、③之间，正在向③处移动时

D.②、③之间，正在向②处移动时

小明同学去北极地区旅游，他在日记中写至［:“我来到的这座城市地处北极圈以内，据当

地人说，太阳从5月21日起就一直悬挂在天空,虽然每天也在不停地向着一定的方向运转,

但不会落下，在天空中绕着圈子移动。漫步街头我看见了许多高大的阔叶树。”

8.该城市-一年中的极昼期大约为

A.一个月

B.两个月

C.三个月

D.四个月

三、地球公转的地理意义

(-)昼夜长短的变化

昼夜长短的表示：地球上任意一点都是沿着纬线圈绕地球转的，转一圈为24小时，每小时

转15°,所以地球上任意一点在某一天它的昼长可用这一点从晨线沿着纬线圈绕到昏线所夸

的弧度除于15,即是它的昼长，地球上任意一点在某一天它的夜长可用这一点从昏线沿着纬

线圈绕到晨线所夸的弧度除于15°,即是它的夜长，如图，a点刚好位于晨线上，a点所在

纬线这天的昼长等于从a点沿着纬线圈绕到b点所需要的时间，即从a到b所夸的弧度除于

15,a点所在纬线这天的夜长等于从b点沿着纬线圈绕到a点所需要的时间，即从b到a所

夸的弧度除于15。

1.昼夜长短的分布和变化的三大规律

（1）昼夜长短分布一一抓“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。如下图所示：

:此图表明太阳直射点位于北半球.北半球各地纬线上在弧均大

:于夜弧.故北半球各地均是势长夜短

:此图表明太阳直射点位于南半球.南半球各地纬线上珞弧均大

:于夜弧.故南半球各地均是昼长夜短

一般规律：

①一般状况（以北半球为例）:

夏半年太阳直射北半球，北半球各纬度呈长夜短，纬度越高，昼越起，夜越短

冬半年太阳直射南半球，北半球各纬度昼短夜长,纬度越高，昼越短，夜越富

②二分二至日的昼夜长短状况:

节气图示昼夜的主要特点

北半球北半球各地昼长达到一年中的最大值，北极圈及其

夏至日以北地区出现极昼现象

北半球北半球各地昼长达到一年中的最小值，北极圈及其

冬至日以北地区出现极夜现象

春、秋分

太阳直射赤道，全球昼夜平分

H

（2）昼夜长短变化一一抓“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。太阳直射点向哪个方向（南、北）移动，哪个半球（南、北半球）

就昼变长夜变短;且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大（昼长夜长与12小时差距越大，纬度

越高）。如下图所示：

太阳直射点北移过程，北半球各纬度昼变长，夜变短

昼夜长短的季节变化规律（以北半球为例）

（3）极昼极夜范围一一抓“直射点的位置”。

太阳直射点的纬度与出现极昼极夜的最低纬度互余。（如图，太阳直射点b的纬度与出现极

昼极夜的最低纬度（a和h）互余）

（4）记住三个参考数据：北半球夏半年：20。N上的昼长最长13小时13分钟，40°N上的

昼长最长14小时51分钟，60°N上的昼长最长18小时29分钟，在两至日，可以通过某地

昼夜长短情况大致推出该地所在的纬度

[2021全国甲卷】2011年日本福岛核泄漏事件之后，德国宣布逐步放弃核电而重点发展

光伏发电。图1示意2014年某日德国电力总需求和电力净需求的变化（电力净需求量=电力

总需求量一光伏发电量）。据此完成1题。

1.图1所示这一天所在的月份是

A.3月B.6月C.9月D.12月

不管阴天还是雨天，由于光的折射、散射等原因，白天都会有一定的太阳辐射能到达地

面，下图示意北半球某地某日测试记录的到达地面的太阳辐射日变化图（图中时间为东10

区区时），读图完成2〜3题。

2.该日天气状况最可能是

A.阳光明媚B.阴雨连绵

C.多云转晴D.晴转多云

3.此日所在季节

A.悉尼高温多雨B.上海昼长夜短

C.北京日出东北D.好望角风急浪高

[2017全国卷川】某日，小明在互联网上看到世界各地好友当天发来的信息:

甲：温暖的海风夹着即将到来的夏天的味道扑面而来。

乙：冬季临近，金黄的落叶铺满了一地。

丙：又一次入秋失败了，这还是我四季分明的家乡吗？

T：又是黑夜漫长的季节，向北望去，小城上空的极光如彩色帷幕般挂在夜空。

据此完成4-5题。

4.以上四人所在地从北到南的排列顺序是

A.甲乙丙丁B.丁乙丙甲C.丁丙甲乙D.甲丙乙丁

5.当天可能是

A.①②③B.①③②C.②①③D.③①②

7.若③地为北京，则此时

A.太阳直射点位于南半球且向北移动B.地球公转速度逐渐加快

C.北极圈内极昼的范围逐渐扩大D.各地昼夜长短相差最小

8.

A.甲、乙两地位于不同半球B.太阳高度甲地均大于乙地

C.甲、乙两地为对趾点D.甲地的纬度高于乙地

9.如果甲地位于南半球，则b的日期最可能是：

A.3月21日B.6月22日C.9月23日D.12月22日

（二）昼夜长短的常规计算

1.根据昼弧或夜弧的长度进行计算:

昼长时数=昼弧度数/15。

夜长时数=夜弧度数/15°

2.根据日出日落时间进行计算：

昼长=日落时间一日出时间（这里的日出时间、日落时间不必要求是地方时，但日出时间、

日落时间所用的时间要统一，如都是北京时间或都是伦敦时间）

昼长时数=（12：00一日出地方时）X2=（日落地方时一12：00）X2

夜长时数=（日出地方时-0）X2=（24：00一日落地方时）X2

（1）日出日落、昼长夜长的对称规律：一般情形下，如不受地形影响下

两个对称:①日出日落时刻关于12:00对称；

②日落日出时刻关于0:00对称

两个相等:①上午下午昼长相等②前半夜、后半夜夜长相等

两个平分:①12:00平分白昼；②0:00平分黑夜

R：

I---------------f

。点叫

F半夜td

•••••••-•

4时12时20时6时12时18时8时12时16时

晨正午昏晨正午昏晨正午昏

（昼长夜短）（昼夜平分）（昼短夜长）

6:00前日出,18:00后日落6:00日出,18:00日落6:00后日出,18:00前日落

（当地时间）（当地时间）（当地时间）

3.特殊地点的昼长确定：

①赤道上，昼长=夜长=12小时；

②极昼区，昼长=24小时，夜长=0；极夜区，昼长=0,夜长=24小时。

4.规律推断

（1）同一纬线上各地昼长相等，夜长相等，日出、日落的地方时相同。

（2）北半球某度数纬线上各地的昼长=南半球同度数纬线上各地的夜长。

如：北纬30°在夏至日昼长为13小时56分，夜长为10小时04分，而南纬30°在该日昼

长为10小时04分，夜长为13小时56分。因此可以推理为：任一日，纬度关于赤道对称，

昼夜长短状况相反。

（3）利用时间的对称性计算：

相对于夏至日或者冬至日对称的两个时间（直射点纬度相同的两个日期），某地的昼长、

夜长都是相同的，日出、日落的地方时相同；日出日落的太阳方位相同；相对于春分日或者

秋分日对称的两个时间（与春分日或秋分日相距天数相等的两个日期），某地一个时间的昼

长等于另一个时间的夜长。如下图：

a与b两个时间的昼长、夜长是相同的，c与d两个时间的昼长、夜长也是相同的；b与

c两个时间中，b时间的昼长等于c时间的夜长。

（4）空间上，昼夜相差越大，纬度越高；时间上，昼夜相差越大，越靠近二至日

（5）纬度越高，出现极昼、极夜的天数越多；极圈（一天），极点（半年）。越靠近二至日，

地球上出现极昼极夜的范围越大。

（6）某地，发生极昼的天数=发生极夜的天数；极昼开始日期、极昼结束日期关于二至日对

称；极夜开始日期、极夜结束日期关于二至日对称

（7）赤道以外地区，日出越接近6点，日落越接近18点，直射点位置越靠近赤道；赤道以

外地区，日出越接近6点，日落越接近18点，日期越接近春秋分。

（8）太阳直射的纬线或地区白昼不一定最长。

1.下表为天津连续两日日出与日落时刻（北京时间）.此时

当日次日

日出日落日出日落

5：4018：485：3918：49

A.太阳直射点位于南半球且向北移动B.地球公转速度逐渐加快

C.北极圈内极昼的范围逐渐扩大D.我国东南沿海地区台风活动频繁

2.（2012•山东高考）某科考队结束了两个月的海上考察，于4月21日返回到P地。下图为

P地所在区域当日某时地面形势图。科考队出发日P地昼长为11小时，返回到P地时，P地

当日的昼长约为

A.10小时

B.11小时

C.13小时

D.14小时

俄罗斯摩尔曼斯克市（33°E,69°N）使用莫斯科时间（东三区）。2017年1月10日，该市

居民迎来了今年的第一个黎明，日照时间仅为34分钟。这一天，W市和S市分别于当地时间

6时52分、4时53分同时日出。据此完成3〜4题。

3.当日，摩尔曼斯克市的日出时间大约为当地时间（即莫斯科时间）

A.0时17分B.11时43分C.12时31分D.23时43分

4.推测摩尔曼斯克市极昼结束后首次日落的日期，可能是

A.6月22日B.7月22日C.12月1日D.12月22日

下表为2014年12月22日H、K两地日出日落时刻表（北京时间）。完成5〜6题。

日出日中日落

H07:1111:31：5215：52

K07:5013：07：401«:_25

5.H地位于K地的

A.东北B.东南C.西北D.西南

6.H地可能位于

A.美国东海岸B.我国东北地区C.南极半岛D.澳大利亚西海岸

家住青岛（120°E,36°N）的小冬同学喜欢研究身边地理事象，他通过手机天气预报APP,

记录观察家乡天气变化。下图为某日青岛天气预报截图。据此完成7-8题。

7.该日昼长约为

未来24小时预报

A.10小时B.11小时

C.12小时D.13小时

8.此日

A.太阳直射点位于北半球7月落6七

B.日落西北方向,-空4七4七

C.12时左右太阳辐射最强

D.地球公转速度最慢

16:0017:0017:4118:0019:0020:0021:00

下图是安徽省境内一幢乡村住宅楼及某日不同时刻太阳光线，该地6月日照时数（太阳

实际照射地面的时数）少于8月。读图完成970题。

9.该地6月日照时数少于8月，最主要的原因是因

为8月

A.白昼长B.多准静止锋天气

C.雾霾少D.多伏旱天气

10.该日该地日出时刻（地方时）约

A.4：00B,5：00

C.6：00D,7：00

（三）正午太阳高度的变化规律

L定义：一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度（如图乙所示）。

甲太阳高度角示意图乙正午太阳高度示意图

对于一个地方来说，任何一个时刻都有一个太阳高度，但一天中正午太阳高度只有一个,

它是一天中最大的太阳高度，也是地方时12时的太阳高度。

同一天，同一纬度各点正午太阳高度相同。

但同一天任一时刻同纬度各点太阳高度各不相同。

2.正午太阳高度的空间变化规律

正午太阳高度从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减；距太阳直射点距离越近（纬

度差越小），正午太阳高度越大。同一纬线上正午太阳高度相等。以太阳直射点所在纬线为

对称轴南北对称的两条纬线，正午太阳高度相等。

由赤道向南北两侧递减

由南回归线向南由北回归线向南

」匕两侧递减；南」匕两侧递减；北

回归线及其以南回归线及其以北

地区达一年中最地区达一年中最

大值，北半球.达大值，南半球这

一年中最小值一年中最小值

正午太阳高度正午太阳高度

90。1「90。

60°-

30°30°

23°26z230267

/、7

。:O

.■1O

叫

怦

3中FN6N

0sa0°

0°赤0°0°900

南

北

南

北

道

回

极

极

回

归

圈

圈

归

线

线

3.正午太阳高度的季节变化规律

夏至：北回归线及其以北地区的正午太阳高度达一年最大，整个南半球的正午太阳高度则都

达一'年最小

冬至：南回归线及其以南地区正午太阳高度达一年最大，整个北半球则都达一年最小

4.正午太阳高度的年变化规律

(1)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°26,增大至46°52'),

赤道上为23°26,，回归线上为46°52,。

(2)南回归线至南极圈之间和北回归线至北极圈之间：各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均

为46°52,)。

(3)南极圈以南和北极圈以北：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52,减小至

23°26'),极圈上为46°52',极点上为23°26,。

(4)一个地区年正午太阳高度最大差值

赤道地区为23。26，，热带地区为(当地纬度+23°26，)；回归线至极圈之间地区为

46°52'。

5.正午太阳高度的分布及其变化特点的应用技巧

(1)分布看“远近”一一远小近大。

(2)变化看“移动”一一来增去减。

(3)纬度位置看“数值”一一90°的出现情况。

24.(2016•上海高考)北京(40°N)某中学高中生开展地理课外活动，在连续三个月内

三次测量正午太阳高度角，获得测量的数据(见下表)。读图完成1-2题。

第一次第二次第三次

60°50°40°

1.从第一次到第三次测量期间，该地昼夜长短状况及其变化是

A.先昼短夜长，后昼长夜短，昼渐短B.先昼长夜短，后昼短夜长，夜渐短

C.先昼短夜长，后昼长夜短，夜渐短D.先昼长夜短，后昼短夜长，昼渐短

2.三次测量中，其中一次测量的当天，正值

A.春分日B.夏至日C.秋分日D.冬至日

下图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。读图完成3-4题。

3.四地按地球自转线速度由大到小排列，依次是

A.甲、乙、丙、丁B.乙、丙、丁、甲

C.丙、丁、甲、乙D.丁、甲、乙、丙

4.四地自北向南排列，依次是

A.甲、乙、丙、丁B.甲、丙、丁、乙

C.丁、乙、丙、甲D.甲、丙、乙、丁

（2013•福建高考）福建某中学研究性学习小组，设计了可调节窗户遮阳板，实现教室良

好的遮阳与采光。下图示意遮阳板设计原理，据此回答5〜6题。

k.

5.遮阳板收起，室内正午太阳光照面积达一年最大值时

A.全球昼夜平分B.北半球为夏季

C.太阳直射20°SD.南极圈以南地区极昼

6.济南某中学生借鉴这一设计，若两地窗户大小形状相同，则应做的调整是

①安装高度不变，加长遮阳板②安装高度不变，缩短遮阳板③遮阳板长度不变，降

低安装高度④遮阳板长度不变，升高安装高度

A.①③B.①④D.②④

7.图5中，当a、c值相差20°时，该地的纬度值是

A.23°N

B.63°N

C.43.5°N

D.27°N

5宴4一年内正午太IBH度

的♦化■修示童■

小明同学去北极地区旅游，他在日记中写到：“我来到的这座城市地处北极圈以内，据当

地人说，太阳从5月21日起就一直悬挂在天空，虽然每天也在不停地向着一定的方向运转,

但不会落下，在天空中绕着圈子移动。漫步街头我看见了许多高大的阔叶树。”

8.该城市-一年中的极昼期大约为

A.一个月

B.两个月

C.三个月

D.四个月

|西经

（四）正午太阳高度的计算

正午太阳高度的计算公式。H=90°-|两点纬度间隔I。

说明：“两点”是指所求地点和太阳直射点。

两点纬度间隔的计算遵循“同减异加”原则，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。

例：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：H

=90°一AB纬度间隔=90°

C点（23.5°S）正午太阳高度是：H=90°-BC纬度间隔=90°-（10°+23.5°）=56.5°

（2）正午太阳高度的特殊计算结果

技巧：①

赤道正午太阳高度角:0=90°-直射点纬度=直射点纬度的余角

②

发生极昼的极点：H=90。-（90°一直射点纬度）=直射点纬度，且一天当中始

③

终不变。

④发生极昼的切点：H=90°-（极昼最低纬度一直射点纬度）=2x直射点纬度。

⑤发生极昼的切点：子夜太阳高度角=0°

⑥极昼地区某纬度：子夜太阳高度=当地纬度一切点纬度

⑦极昼地区某纬度：正午太阳高度角+子夜太阳高度角=直射点纬度的2倍。

同一天，对称于太阳直射点分布的两条纬线上正午太阳高度相等；在太阳直射点

的同一侧的两个地方，正午太阳高度角相差多少，度纬度就相差多少度。（如当

太阳直射在北纬20°时，北纬30°的正午太阳高度角=90°-（30°-20°）=80。。

北纬40°的正午太阳高度角=90°-（40°-20°）=70°）

读110°E经线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°,回答题。

正午太阳高度角

1,M地的纬度位置为

A.23°26,N

B.20°N

C.23°26'S

D.20°S

2.M地冬至日的正午太阳高度角为

A.46°34'

C.86°34'

下图为我国某地（40°N,112°E）南坡的植树造林整地模式示意图，右图为沿左图中PM

一线所作的剖面图。该模式是先在山坡上沿等高线挖沟，将沟内挖出的底土在沟前培埃（右图

中a处），再用沟上沿的活土回填到沟里（右图中b处），最后在内斜坡一侧（右图中c坡）栽种

小树苗。根据图文材料，完成14-15题。（40°N夏至日昼长约为15小时），回答32-33题。

3.一年中正午时分,左图中沟内小树苗地面以上部分能全部被阳光照射的时间约为

A.60天B.100天C.180天D.340天

4.6月22日，右图中沟内小树苗地面以上部分能全部照射到阳光的时间约为

A.1小时B.2小时C.3小时D.4小时

圭表（如图）是世界上最早的计时器。直立的标杆为表，正南正北方向平放的刻板为圭。

用其测量正午表影长度，可确定节气、划分季节和制定历法等。据《淮南子•天文训》记

载：“日冬至……八尺之修，日中而景丈三尺。日夏至……八尺之景，修径尺五寸。”据此完

成34-35题。（tan31.6°^0.62,tan79.4°^5.3,tan58°«=1.6；

1丈=10尺，1尺=10寸）

5.《淮南子•天文训》中记述的圭表，其位置可能最接近

A.广东省广州市（23°06'N）

B.江西省南昌市（28°40'N）

C.河南省开封市（34。35'N）

D.辽宁省沈阳市（41°48'N）

6.若当地“八尺之修，日中而景五尺”，则此时最接近

的民族节日是

A.汉族元宵节（农历正月十五）

B.傣族泼水节（公历4月中旬）

C.苗族龙舟节（农历五月下旬）

D.鄂伦春族篝火节（公历6月18日）

（四）正午太阳高度规律在生产、生活中的应用

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

确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。为了获得更充足的太阳光照，在北回归线以

北地区正午太阳位于南方，因此房屋坐北朝南；在南回归线以南地区正午太阳位于北方，因

此房屋坐南朝北。

3.确定当地的地理纬度

当太阳直射点位置一定时，可根据两地纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度。根据

某地某日（二分二至日）正午太阳高度，可判断该地区纬度大小。

4.判断日影长短及方向

房间内照射面积问题：太阳高度越小，房屋内照射面积越大

太阳直射点上，物体的影子缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。

正午是一天中日影最短的时刻。

日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北（北极

点除外），冬至日日影最长，夏至日最短；南回归线以南的地区，正午的H影全年朝向正南（南

极点除外），夏至日日影最长，冬至日最短；南北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向

正南，冬至日朝向正北；直射时日影最短（等于0）。

太阳C

影子长度影子长度

5.确定楼间距、楼高

为了更好地保证各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。以我国为例,

南楼高度为h,该地冬至日正午太阳高度为H,则最小楼间距L为：L=hcotH。如下图：

6.计算太阳能热水器的安装角度

为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角，使太阳光与

集热板成直角。

集热板与地面之间的夹角（a）和当天的正午太阳高度角（H）互余，即a+H=90°时效果

最佳。如下图：

7.雨篷遮阳、挡雨的应用

雨篷长度越长，遮阳、挡雨的效果越好，房间的阳光照射面积越小;

雨篷安装高度越低，遮阳、挡雨的效果越好，房间的阳光面积越小。

阳光照射面积

8.作物株行走向：作物株行应（大致）呈东西走向

例：地点：（215N,105°W）仙人掌植株应怎么种植？（8分）

答案：仙人掌喜光，正午前后太阳光照最强，且大部分时间从南面照射过来（2分）为了获

得最多的太阳光照，仙人掌株行应大致呈东西方向延伸（2分）；该她位于21.5°N,太阳直

射南回归线时，正午太阳高度为一年中最小，大小为45°,（2分）由于成年植株的高度为3

米，为了防止南侧植株影子挡住北侧的植株，植株行间距应至少为3米（2分）。

1.（2014•全国卷I）若在北回归线上建一太阳能光热电站，其高塔正午影长与塔高的比值

为P,则

A.春、秋分日P=0B.夏至日P=1

C.全年P〈11）.冬至日P>1

下图为某小区甲、乙两楼的位置示意图，读图回答题。

2.若上图为南京某小区的楼房分布，为了使住宅楼一楼正

午也始终有阳光照射，最好的观察日期是

A.春分日B.夏至日

C.秋分日D.冬至日

3.甲楼房位于北纬21°34',欲在乙处建一新楼，如保

证乙楼房全年采光充分，甲、乙楼距X最少应是

A.10mB.15m

C.20mD.25m

（2016•江苏高考）住宅的环境设计特别关注树种的选择与布局，不同树种对光照与风

有不同影响。下图为华北某低碳社区（40°N）住宅景观设计示意图。读图回答题。

4.仅考虑阳光与风两种因素，树种与房屋组合最好的设计是

A.①B.②C.③D.④

5.为保证冬季太阳能最佳利用效果，图中热水器安装角度合理的是

A.①B.②C.③D.④

我国某市一地理兴趣小组利用指南针和半圆尺进行地理探究实践活动（如下图所示）o读

活动现场示意图，完成题。

6.北京时间6月22日12：40,丙同学观察到自己的影子

最短。此时，甲与乙测得的度数为86°34',该地最可能

是

A.广州B.上海

C.长春D.海口

7.该日当地昼长和北京时间12时的影子朝向最接近

A.11小时20分东北B.12小时西北

C.13小时15分西南D.14小时10分东南

（五）太阳方位

1.日出日落方彳立

直射点位置日出方位日落方位昼夜长短

东北（北半球早于6时日西北（北半球晚于18时北半球昼长夜短

北半球

出）日落）南半球昼短夜长

赤道正东（6时日出）正西（18时日落）昼夜等长

东南（北半球晚于6时日西南（北半球早于18时北半球昼短夜长

南半球

出）日落）南半球昼长夜短

图示日出日落的方位问题

夏至日:

冬至日

二分日:

BanB*

2.正午太阳方位

3.有极昼现象的地区的太阳方位

(1)北极附近出现极昼现象时：该地区正北日出、正北日落。

(2)南极附近出现极昼现象时：该地区正南日出、正南日落。

4.一天中不同时刻太阳方位的变化规律：(以北半球为例)

(1)北极圈内极昼地区：正北一东北—正东东南—正南一西南—正西西北—正

北

(2)北温带地区:

昼长夜短时为：东北—正东---东南—正南一西南---正西—西北

昼长夜短时为：东南-一正南一西南

昼夜等长时为：正东---东南---正南一西南---正西

（3）北半球热带地区：

直射时：东北---头顶---西北

直射点在其南侧时：东北---正东---东南---正南一西南---正西---西北

直射点在其北侧时：东北一-正北--西北

北温带地区一般：6:00前太阳在东北方向

6:00在太阳在正东方向

6：00—12：00太阳在在东南方向

12:00在太阳在正南方向

12:00—18:00太阳在在西南方向

18:00在太阳在正西方向

18:00之后太阳在在西北方向

5.日影朝向及长短变化

（1）一天中太阳方位角的变化速度：每小时15°。

（2）正午物影的朝向判断：正午影子朝向和正午太阳方位相反。

正午日影的朝向取决于太阳直射点的位置与该地纬度位置的南北关系。

①北回归线以北地区，正午日影始终朝正北。北半球夏至日，北回归线及其以北地区正午太

阳高度最大，正午日影最短。北半球冬至日，太阳直射在南回归线上，北半球正午太阳高度

最小，日影最长。

②南回归线以南地区，正午的日影始终朝向正南。北半球冬至日，南回归线以南地区正午太

阳高度最大，正午日影最短。北半球夏至日，南半球正午太阳高度最小，日影最长。

③南北回归线之间地区：

当地被直射时，正午无影（最短）；

其他时间，若当天直射点所在纬度在该地南侧，则该地正午日影朝向正北；若当天直射点所

在纬度在该地北侧，则该地正午日影朝向正南。

（3）日出、日落时日影朝向

在北半球春秋二分日，全球各地太阳从正东面升起，正西面落下。因此日出时日影朝西，日

落时日影朝东。

北半球夏半年，太阳直射北半球，北半球各地昼长于夜，全球各地（极昼区域除外）太阳从东

北方升起，西北方落下。日出时日影朝向西南，日落时日影朝向东南。从春分日至夏至日，

随着太阳直射点北移，太阳升起和落下方向也逐渐北移;从夏至日至秋分日，太阳直射点南

移，太阳的升落方向也逐渐向南移。

北半球冬半年，太阳直射在南半球，北半球各地昼短于夜，南半球反之。全球各地（极昼区

域除外）太阳从东南方升起，西南方落下，因而日出时日影朝向西北，日落时日影朝向东北。

从秋分日至冬至日，随着太阳直射点南移、太阳的升落方向也逐渐南移;从冬至日至第二年

的春分日，太阳直射点北移，太阳的升落方向也逐渐北移。

由此可见，太阳的升落方向（日影的朝向与升落方向相反）不仅随空间，而且随时间的变化而

变化。从赤道开始，随着纬度的升高，太阳的升落在南北方向上的变化幅度也逐渐增大。

（4）其他时间（上午或下午）日影朝向

判断思路：先判断太阳所在方位，再判断影子朝向。

北温带地区，太阳上午在东南方向，物影指向西北；下午太阳在西南方向，影子指向东北。

【2021浙江卷】我国某中学组织学生对直立物日影变化进行观测，具体做法是：先在一

块平坦的地面上直立一根标杆，再以此杆直立点(甲)为圆心，以杆长为半径绘一半圈。下

图为某日杆影变化图,图中阴影部分为标杆影子范围。完成下面小题。

1.甲地位于

A.东北平原B.华北平原C.四川盆地D.珠江三角洲

2.若从甲地垂直上方朝下看，一年中某时刻地面上昼夜状况与经纬线位置关系最有可能是

【2021河北卷】家住某城(36.5°N,1I6°E)的小明，秋分时节搬进了新楼房，站在书

房2.据此完成题。

3.从入住到次年春分，书房的日采光时间变化趋势是

A.一直增加B.先增后减C.一直减少D.先减后增

4.冬至日天气晴朗，小明在书房于北京时间

A.6：30看到当日第一缕阳光B.9：30沐浴着阳光伏案读书

C.12：30估算阳光进深2.6米D.15：30看到阳光照到书柜上

[2021山东卷】某日，小李在某地（110°E,40°N）广场游玩时，发现广场平面图中

的指向标模糊不清（图5a）„他通过观测广场石柱影子的长度和方向（图5b）,确定了平面

5.该广场平面图的指向标应该是图5c中的

A.①B.②C.③D.④

6.一周后的相同时刻，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

【2018全国卷I】小明同学7月从重庆出发到贵州毕节旅游，收集到的相关高速公路信息如

图3所示。据此完成题。

7.小明若从重庆出发乘长途汽车经遵义至

毕节，为免受阳光长时间照射且能欣赏窗外

风景，以下出发时间和座位较好的是

A.6：00出发，左侧靠窗

B.8：00出发，右侧靠窗城市

C.10：00出发，左侧靠窗高速公路

D.12：00出发，右侧靠窗平均限速/km-h'

~里程/km-

【2018天津卷】天津广播电视塔（简称“天塔”）高度约415米。读图文材料，回答题。

8.拍摄到该照片的时间（北京时间）

最可能介于

A.5:00—7:00

B.8:00—10:00

C.12:00—14:00

D.15.00—17:00

9.拍摄到该照片的日期最可能介于

A.1月15日到2月15日

B.3月1日到3月30日

C.5月15日到6月15日

D.10月1日到10月30日

（2015•福建卷）图6为某摄影爱好者在图5中广袤草原上拍摄的“日出”美景。读图完成

题。

图倒，,oo~等岛皿.b二］

圉SM6

10.摄影爱好者拍摄“日出”美景的方向和北京时间分别是

A.东南7月1日06时B.东北7月1日06时

C.东北1月1日12时D.东南1月1日12时

11.拍摄“日出”美景的地点是图5中的

A.甲B.乙C.丙D.T

（2014安徽卷）图9为我国考队在北极点放置中国结时拍摄的照片。读图完成题。

12.该照片拍摄日期、拍摄者或中国结影子的方位是

A.3月21日、中国结影子指向正南

B.6月22日、拍摄者位于中国结东南

C.8月20日、拍摄者位于中国结正南

D.8月6日、中国结影子指向东北

图契

图11为我省平原地区某中学的操场和行道树示意图（晴天8：00前后，东操场大部分

被行道树的树荫覆盖）。完成题。

13.为充分利用树荫遮阳，6月某日16：00-16：45

该校某班同学上体育课的最