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专题 04 地球的运动
知识梳理
知识点1.地球自转
1．地球绕着 地轴 旋转
从地轴北端或北极上方观察，地球(逆时针) 方向旋转。
从地轴南端或南极上方观察，地球(顺时针) 方向旋转。
2．地球自转的方向——自西向东
3.地球自转周期: 1日恒星日:23时56分4秒
太阳日:24时
地球自转真正周期：23时56分4秒
4.自转的速度（角速度-----线速度）
角速度----------- 地球本体绕通过其质心的旋转轴自西向东旋转的单位时间内绕过的角度，一般用ω表示。全
球各地的角速度约为15度/小时。
线速度-------------- 一点在单位时间内所转动的弧线长。单位用米/秒表示。这个弧线长和地球纬线的方向是一
致的。线速度的大小，和各地的地理纬度及测点的海拔高度都有很大的关系。一般来说，纬度越低，线速度越
大；纬度越高，线速度越小。海拔越高的地点，线速度越大；反之，越小。海拔高度相同的地点，在赤道上线速
度最大，两极最小。
5.昼夜更替
产生原因：地球不发光也不透明，地球的自转。2.周期：1个太阳日，即24小时
注意:根据地球自转的方向，由夜半球向昼半球过渡的为晨线，由昼半球向夜半球过渡的为昏线。如下图为晨
线
昼半球太阳高度角大于0；夜半球太阳高度角小于0；晨昏线等于0。
6.受地球自转偏向力的影响，沿地表水平 运动物体偏转
(1)在地表水平运动的物体，北半球向右偏，南半球向左偏，赤道上无偏向。
(2)地球自转偏向力对风向、洋流的流向、河流的运动都有影响。如北半球的河流对右岸冲刷显著， 南半球的
河流对左岸冲刷显著。偏转的意义
对气流（风向）、洋流的流向、河流的流动等都有一定的影响
7.地方时 ----------因经度不同而不同的时刻
（1）产生原因：地球自西向东不停地自转，不同经度的地方，时刻便产生了差异 ，因此，不同经线上具有不同
的地方时。 东边的地点比西边的地点先看到日出，东边地点的时刻较早，西边地点的时刻较晚。
①某地地方时=已知地地方时 4分钟×两地经度差
所求地在已知地的东边用“+”，所求地在已知地的西边用“-”；两地同在东(西)半球，则两地经度差为经度数
之差(大数减小数)，两地各在东、西半球，则两地经度差为经度数之和。
②某地经度=已知经度±(1°/4分钟)×两地地方时差
所求地在已知地的东边用“+”，所求地在已知地的西边用“-”；两地同在东(西)半球，则两地地方时差为时区
数之差(大数减小数)，两地各在东、西半球，则两地地方时差为时区数之和。
（2）时区的划分：
国际规定，全球划分为24个时区，每个时区占15个经度——时间区域
区时的计算(由于地球自转方向是自西向东，在同一条纬线上，东边的地点总比西边的地点先看到日出，东早
西迟是计算区时的关键)。
所求区时=已知地区时±两地相隔时区数
①所求地在已知地的东边用“+”，所求地在已知地的西边用“-”。
②根据已知经度推算时区时，用已知经度除以15°，余数小于7.5，则时区数为所得整数；余数
大于7.5，则时区数为所得整数加1。
③两地同在东(西)半球，则两地相隔时区数为时区数之差(大数减小数)，两地各在东、西半球，则两地相隔时区数为时区数之和。
④区时计算结果大于24，则该数值减去24、原日期加一天即得所求；区时计算结果小于0，则该数值加上24、
原日期减一天即得所求。
8.国际日期变更线
为了避免日期的紊乱，1884年的国际经度会议，还规定了原则上以180°经线作为地球上“今天”和“昨天”
的分界线，并把这条分界线叫作“国际日期变更线”，现改称“国际日界线”。地球上新的一天就从这里开
始。东十二区和西十二区的区时相同，但是日期相差一天，即东十二区比西十二区早一天。
知识点2.地球的公转
1.公转的方向和周期
公转的定义:地球围绕着太阳旋转
地球公转的方向是自西向东，周期为一年，约为365天。
地球公转时，地轴是倾斜的，并且地轴的空间指向保持不变，其北端始终指向北极星附近。地球公转的轨道面
是椭圆形。
2.地球公转的地理意义正午太阳高度随纬度、随季节的变化规律。
昼夜长短和正午太阳高度的变化
太阳直射点的移动，使太阳辐射在地表的分布因时因地而变化。这种变化可以用昼夜长短和
正午太阳高度的变化来描述。昼夜长短反映日照时间的长短；正午太阳高度是一日内最大的
太阳高度，反映太阳辐射的强弱。
1.昼夜长短的变化
(1)昼夜长短产生的原因
晨昏线把所经过的纬线分割成昼弧和夜弧。由于黄赤交角的存在，除了在赤道上和春、秋分日
外，各地的昼弧和夜弧不等长。如果昼弧比夜弧长，则白昼长、黑夜短；反之，则黑夜长、白昼
短。
(2)太阳直射点的位置与昼夜长短的状况
太阳直射点 昼夜长短情况
日期
位置
北半球 南半球 极地四周
北极圈及其以北地
区出现极昼，南极圈
北半球夏至日 北回归线 昼最长，夜最短 昼最短，夜最长
及其以南地区出现
极夜
北极圈及其以北地
区出现极夜，南极圈
北半球冬至日 南回归线 昼最短，夜最长 昼最长，夜最短
及其以南地区出现
极昼
春分日、秋分日 赤道 昼夜等长 昼夜等长 昼夜等长
昼＞夜，纬度越 昼＜夜，纬度越
春分日至秋分日 北极附近出现极昼，
北半球 高，昼越长，夜 高，昼越短，夜
（北半球夏半年） 南极附近出现极夜
越短 越长
秋分日至次年春 昼＜夜，纬度越 昼＞夜，纬度越
北极附近出现极夜，
分日（北半球冬 南半球 高，昼越短，夜 高，昼越长，夜
南极附近出现极昼
半年） 越长 越短
(3)正午太阳高度
①定义特指正午时刻的太阳高度，它是一天中最大的太阳高度。
②变化规律
随纬度不同和季节变化而有规律地变化。
a.正午太阳高度就纬度分布而言，春分日和秋分日，由赤道向南北两方降低；夏至日，由北回
归线向南北两方降低；冬至日，由南回归线向南北两方降低。
b.就季节变化而言，在北回归线及其以北的纬度带，正午太阳高度夏至日达最大值，冬至日达
最小值；在南回归线及其以南的纬度带，情况正好相反。在南北回归线之间各地，每年受到太
阳直射两次。
(4)正午太阳高度的计算
已知某地地理纬度和某日太阳直射点位置，可以求出该地该日的正午太阳高度，其公式为
H=90°一纬度差。(H表示所求地点的正午太阳高度；纬度差指所求地点的地理纬度与当日太阳
直射点所在纬度之间的差值。就南、北半球而言，如果所求点与直射点在同一半球，纬度差为
二者中数值大的减去数值小的；如果在不同半球，则二者纬度值相加。)
例如，根据公式我们可以求出北京(40°N)冬至日与夏至日的正午太阳高度。冬至日：
夏至日：
(5)正午太阳高度的应用
根据公式“H=90°-某地纬度与直射点纬度的纬度差”计算。正午太阳
推算纬度
高度H、当地地理纬度和直射点纬度三者,任知其二,就可计算出第三个
当地太阳高度达到一天中的最大值时（太阳位于上中天位置），为当地
确定地方时
正午,地方时为12时
①房屋的设置应该尽量多地获取阳光照射，因此北回归线以北的地区，
由于正午太阳位于南方，房屋多朝南；南回归线以南的地区，由于正午
确定房屋朝向
太阳位于北方，房屋多朝北；②为了保证居住区街道两侧建筑物都有较
好的日照条件,城镇街道宜与子午线呈30°~60°的夹角
①一般情况下，相同高度的楼房，纬度越低，一年中正午时的最长影子
越短,楼间距越小;②若某地某楼高为h,与其背阴一侧房屋的楼间距
推算楼间距
为L,该地一年中正午太阳高度的最小值为H,若要保证一楼全年正午
的采光,楼间距至少需要L=h×cotH①为了最大限度地利用太阳能资源，太阳能热水器集热板应尽量与正
太阳能热水器合理
午太阳光线垂直，以提高热水器的集热效率；②热水器集热板与水平面
安装角度
之间的夹角α=90°-H(该地的正午太阳高度)
判断山地自然带在 一般情况下，同一山体，阳坡得到的太阳光热多，阴坡得到的太阳光热
阳坡、阴坡的分布 少，因此同一高度，阳坡温度较高，阴坡温度较低，从而影响到自然带在
高度 阳坡和阴坡的分布高度
知识点3黄赤交角
黄赤交角，是指地球公转轨道面（黄道面）与赤道面（天赤道面）的交角，也称为太阳赤纬角或黄赤大距。地球
绕太阳公转的黄赤交角约为23°26'。黄赤交角的存在，具有重要的天文和地理意义，它是地球上四季变化和
五带区分的根本原因
1.黄赤交角的概念
地球绕太阳公转的轨道面叫黄道面，通过地心与地球自转轴垂直的平面叫赤道面，它们之间的夹角称为黄赤
交角
2.黄赤交角的数值
黄赤交角在一定时期内可以视为定值，目前是23°26'
黄赤交角的度数= 南北回归线的度数
板圈的度数=九十度- 黄亦交角的度数
3.四季更替
原因:地球公转产生的正午太阳高度和昼夜长短的周年变化使地球表面的能量分布也具有周年变化的规律，
从而产生了四季的变化。地区差异：低纬度地区，全年皆夏，没有真正的冬季，季节更替不明显；高纬度地区，全年皆冬，没有真正意义的夏季，季节更替也不明显；中纬度地区，四季更替最为明显。
4.五带的划分
注意：热带有太阳直射现象，寒带有极昼极夜现象。
(1)太阳直射赤道时,晨昏线与经线重合,日期为3月21日或9月23日。
(2)太阳直射北回归线时,晨昏线与极圈线相切,并且北极圈及以北出现极昼现象,日期为6月22日。
(3)太阳直射南回归线时,晨昏线与极圈线 相切,并且南极圈及以南出现极昼现象,日期为12月22日。
(4)赤道上终年昼夜平分
(5)太阳光线始终与晨昏线垂直。
5.地球自转、公转的方向、速度和周期（见下表）
项目 地球自转 地球公转
示意图
方向 自西向东,从北极上空看呈逆时针,从南 自西向东,从北极上空看呈逆时针,从
极上空看呈 南极上空看呈顺时针
顺时针。
周期 (1)自转360°,23时56分4秒,为一恒星 (1)恒星年,365天6时9分10秒。
日。
(2)回归年,太阳直射点移动一个周
(2)昼夜更替周期为24小时,为一太阳 期,365天5时48分46秒
日。
速度 (1)角速度,除极点为0外,其它各点均相 位于近日点(1月初)时速度快,位于远
等,为15°/小时。 日点(7月初)时速度慢。
(2)线速度,自赤道向极点逐渐减小为0。重难点解析
晨昏线在解答地球运动问题中的应用：
确定日期和季节 eg：晨昏线过南北极点－－－二分日 晨昏线与极圈相切－－－二至日
确定直射点位置
A、经线：昼半球的中央经线为直射经线（地方时为12点）
B、纬线：纬度＝晨昏线与地轴的夹角＝ 90°－相切纬线圈的度数（出现极昼极夜最低纬度） （A由晨昏圈与
经线圈的关系，判断出太阳直射点的位置 α＋θ＝90 β＋θ＝90 α＝β
晨昏圈与经线圈的夹角与太阳直射点的纬度值相等。）
确定昼夜长短
A、昼长＝昼弧/15＝日落时间－日出时间＝（日落－12）×2 ＝（12－日出）×2
B、纬度度数相同的南北半球昼夜长短相反 例如：30°N昼长＝30°S夜长
a、夏半年，昼长于夜，极圈以内有极昼现象 日出的地方时＜6点，日落的地方时＞18点
b、冬半年，昼短于夜，极圈以内有极夜现象日出的地方时＞6点，日落的地方时＜18点
c、春、秋分：全球昼夜等长 日出的地方时为6点 日落的地方时为18点
确定日出、日落时间
A、日出时间＝晨线与纬线圈交点所在经线地方时＝12－昼长/2 B、日落时间＝昏线与纬线圈交点所在经线
地方时＝12＋昼长/2
确定极昼、极夜发生的范围
极昼极夜发生的范围：与晨昏线相切的纬线圈（发生极昼极夜的最低纬度）到极点之间的范围
发生极昼极夜最低纬度＝90°－直射点纬度（晨昏线与地轴的夹角）
晨昏圈与经线圈的夹角与太阳直射点的纬度相等，与发生极昼、极夜最低纬度的度数互余。
例题探究
例题1．（2022·河北·模拟）天安门广场国旗的升降时间是根据北京的日出日落时间确定的，具体时间由北
京天文台的天文学家专门计算。早晨，当太阳的上部边缘与天安门广场所见地平线相平行时，为升旗时间。下
表示意2021年天安门连续几天的升旗和降旗时间。据此完成下面小题。
降旗时
升旗时间
间
6:11 17:57
6:11 17:56
6:12 17:546:13 17:52
6:14 17:51
6:15 17:49
6:16 17:48
1．上述表格中表示的天安门升旗和降旗时间出现在（ ）
A．3月 B．4月 C．8月 D．10月
2．2021年10月1日，小明到天安门广场观看升国旗仪式，小明计划下一次观看同一时刻的升旗仪式。从理论
上讲，最接近的日期是2022年（ ）
A．1月1日 B．2月15日 C．3月1日 D．3月15日
【答案】1．D 2．D
【解析】1.根据材料可知，天安门广场国旗升旗和降旗的时间是根据北京日出和日落的时间确定的。由表格数
据的降旗时间减去升旗时间可以得到每天的昼长，计算可知该时间段昼长逐渐变短且接近但短于12小时，
因此该段时间太阳直射点在南半球且向南移，选项中只有10月符合，D正确；3月、 4月太阳直射点北移，北
半球昼变长，AB错误。8月太阳直射点位于北半球，但太阳直射点南移，北京昼长大于12小时，昼变短，C错
误。故选D。
2.由图表信息结合所学知识可知，天安门广场国旗升旗时间是当地的日出时间，下一次观看同一时刻的升旗
仪式，则太阳直射点所在纬度一致，昼长及日出时间一样；两时间是关于夏至日或者冬至日对称的两个日期，
那里太阳直射点所在纬度一致。由计算可知，10月1日关于冬至日对称的大致时间是3月15日，是与10月1
日日出时间最接近的日期，D正确，ABC错误。故选D。
【点评】如果寻找两次看到的日出或日落时间一致，则太阳直射点所在纬度一致，即两时间关于夏至日或者冬
至日对称。
例题2．（2021·辽宁·模拟）地轴北极在自转和公转中始终指向北极星附近。下图为甲地观测者夜晚观察北
极星示意图。读图完成下面小题。1．乙树位于甲树的（ ）
A．北方 B．东方 C．南方 D．西方
2．如果甲处观察者在夜间连续观察4小时，会发现（ ）
A．北极星与地面夹角将逐渐升高 B．北极星与地面夹角将逐渐降低
C．图中某恒星沿圆形轨道向M方向移动 D．图中某恒星沿圆形轨道向N方向移动
【答案】1．B 2．C
【解析】1.读图可知，由于该地位于北纬40°(该地观测北极星的角度即为该地的地理纬度)所以北极星所在方
向为正北，乙位于甲的垂直的右侧，为正东方向，B正确，ACD错误。故选B。
2.北极星与地面的夹角与当地的地理纬度相同，当地的地理纬度不会发生变化，所以北极星与地面夹角不会
发生变化，AB错误。由于该地能够观测到北极星，所以该地位于北半球，北半球恒星运动方向与地球自转方
向相反，该恒星东升西落，所以该恒星向M方向运动，C正确，D错误。故选C。
【点评】北极星与地面的夹角与当地的地理纬度相同，北极星所在方向为正北方向。北半球地点能观测到北极
星，南半球的地点不能观测到北极星。
例题3．（2022·黑龙江·哈师大附中三模）伴着2022年1月1日的到来，“今早的第一缕阳光在哪里？”再
度引发人们热议。下图为一年之中第一缕阳光最先照射的地点示意。据此完成下面小题。1．判断最先迎来新一天曙光地点主要依据（ ）
①纬度位置②经度位置③海陆位置④太阳高度⑤昼夜长短
A．①②③ B．①②⑤ C．③④⑤ D．①④⑤
2．图中字母代表地点空间位置关系正确的是（ ）
A．温岭位于B的西南方向 B．B位于A的东北方向
C．A位于B的西北方向 D．A位于温岭的东南方向
3．推测一年中温岭迎来第一缕阳光的日数上半年比下半年大约少（ ）
A．6天左右 B．12天左右 C．18天左右 D．24天左右
【答案】1．B 2．A 3．C
【解析】1.一般来说，同一纬度，越靠东日出越早，因此判断最先迎来新一天曙光地点的依据之一是经度位置；
1月1日太阳直射南半球，北半球昼短夜长，纬度越高，昼越短，日出越晚，因此判断最先迎来新一天曙光地
点的依据还有纬度位置和昼夜长短，①②⑤正确。最先迎来新一天曙光地点的判断与海陆位置、太阳高度关
系不大，③④错误。B正确，ACD错误。故选B。
2.由于地球自西向东不停的自转，一般来说，同一纬度，东边的地点总是比西边的的地点先看到日出。A地是
春分至秋分时段我国大陆最先迎来日出的地方，该时段我国昼长夜短，纬度越高越靠东的地方昼越长，日出
越早，据此可知A是我国大陆最靠东的地方，且比温岭和B地靠北，排除BCD。元旦到一月中旬温岭是我国
大陆第一个迎来新年曙光的地方，一月中旬后B地首先出现新一天的曙光，此时段太阳直射南半球，越往南
白昼越长，日出越早，越靠东的地点日出越早，所以温岭在B的西南方向，A正确。故选A。
3.依据图中A迎来第一缕阳光的日数起始点日期以夏至日对称特征及太阳直射点回归运动周期性特征引起
夜长短周期性变化特征可知：各地点昼夜长短以6月22日（夏至日）或12月22日（冬至日）为中心对称分布。
因此温岭迎来第一缕阳光的时间段以12月22日为对称点，而下半年与上半年分界点为元旦，经计算可知，
上半年比下半年少18天左右。C正确，ABD错误。故选C。
【点评】太阳直射点位于哪个半球，哪个半球昼长夜短，且纬度越高，昼越长。太阳直射点向哪个半球移动，哪
个半球昼渐长。
例题4．（2022·福建·厦门一中模拟）日光温室（下图）是充分利用太阳能的一种农业设施，太阳光通过前墙
进入，前屋朝向与前屋面角会影响采光性能。当太阳光线的入射角不超过40°时，日光温室透光率较大且变
化不大，采光性能较好。青海省西宁市（36°37’N，101°47’E）的日光温室通常会在夜晚覆盖一层毛毡，在
白天合适的时段揭开透光。下表是西宁市冬至日不同时刻的太阳高度角。据此完成下面小题。
北京时间 9:00 10:00 11:00 12:00
太阳高度角 6° 15° 23° 28°北京时间 13:00 14:00 15:00 16:00
太阳高度角 30° 29° 25° 18°
1．为保证冬季的采光性能，西宁日光温室最适宜的朝向是（ ）
A．南偏东50°左右 B．南偏东10°左右
C．南偏西50°左右 D．南偏西10°左右
2．为保证冬至日正午前后各2小时范围内的采光性能，西宁日光温室的前屋面角至少为（ ）
A．14° B．22° C．30° D．35°
【答案】1．D 2．C
【解析】1.要保证采光性能好，应该让题目图中所指的入射角越小越好。西宁市（36°37'N，101°47'E）在北回归
线以北，白天太阳始终在南半个天空，所以温室应该朝向正南，这样可以保证获得最大太阳辐射。西宁与北京
时间相差约1个小时，由表格数据可知，冬至日正午西宁太阳高度接近30°，即13:00的太阳高度角，以13:00
为界，冬至日上半天太阳高度角整体小于下半天，所以下半天太阳辐射较强，应该在正南朝向的基础上向西
稍作偏转。所以西宁日光温室最适宜的朝向是南偏西10°左右，所以D正确，ABC错误。故选D。
2.冬至日正午前后两小时，根据地方时的计算，西宁正午时刻是北京时间13：20左右，前后两小时是从北京
时间11：20到15：20之间，冬至日西宁正午太阳高度H=90-(23.5+36.5)=30°，从表中信息可知，太阳高度角在
23°----30°之间，如下图可知，入射角、太阳高度角和前屋面角之间存在的关系为：∠1+∠2+H=90°，为保证冬
至日正午前后各2小时范围内的采光性能，且符合“当太阳光线的入射角不超过40°时，日光温室透光率较
大且变化不大，采光性能较好。”的条件下，西宁日光温室的前屋面角最大应取临界条件：40°+∠2+23°=90°，
得出∠2＞27°；前屋面角最小取临界条件：40°+∠2+30°=90°，得出∠2＞20°，所以前屋面角应该＞27°，C选项
30最接近符合条件的值，故选C。【点评】为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。北回归线以北的地区，正
午太阳位于南方，房屋朝南；南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
同步练习
一、单选题
（2022·浙江·高考真题）我国某中学生在学校附近通过天文观测，绘制出北极星光线与正午太阳光线
之间夹角α的年变化曲线，下图为该曲线示意图。完成下面小题。
1．符合“昼变短，夜比昼长”条件的时段是（ ）
A．甲至乙 B．乙至丙 C．丙至丁 D．丁至戊
2．丙日，对应的北极星光线和正午太阳光线位置关系正确的是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
【答案】1．D 2．C【解析】1.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，丙为夏至日，甲、戊为冬至日，乙为春分日，丁为秋分日，北半球符合“昼变短，夜比昼长”的是秋分日
到冬至日，应是图中的丁至戊，D选项正确，ABC选项错误，所以选D。
2.根据上题分析可知，丙为夏至日，太阳直射点位于北回归线，北极星光线与地面的夹角为当地纬度，正午太
阳高度为90°减去所在地与北回归线的纬度差，所以夏至日北极星光线与正午太阳高度的和为113.5°，①④
错误；②图，北极星光线与地面的夹角为58°，当地纬度为58°N，我国最北端纬度位置约为53°N，不符合，②
错误；③图北极星光线与正午太阳高度的和为113.5°，且北极星与地面的夹角为36°，纬度位置为36°N，符合
我国的纬度范围，③正确。所以选C。
【点评】北极星的仰角就是北极星相对于地平线或海平面的高度角。当地的地理纬度（北纬） 由于恒星（包括
北极星）离我们非常遥远，视线与地轴的延长线可以看作是平行的，所以北极星的仰角等于当地的纬度。
（2022·湖北·荆州中学三模）2022年北京时间4月16日9点57分，神州十三号载人飞船返回舱成功
着陆在内蒙古阿拉善额济纳旗境内的东风着陆场，三名航天员翟志刚、王亚平、叶光富如期返回地球家园。据
此完成下面小题。
3．神州十三号载人飞船返回舱成功着陆时，国际标准时间为（ ）
A．4月15日23点57分 B．4月16日17点57分
C．4月15日1点57分 D．4月16日1点57分
4．神州十三号载人飞船脱离空间站舱段后，直接进入返回模式。过程看似简单，实则“步步惊心”，每一步
都得精准无误地完成。在这个过程中，需要下列哪种地理信息技术帮助快速确定位置（ ）
A．地理信息系统 B．遥感 C．全球卫星导航系统D．数字地球
5．神州十三号载人飞船选择在内蒙古阿拉善额济纳旗境内的东风着陆场，其有利条件有（ ）
①地势平坦开阔 ②人烟稀少
③气候干旱，多晴朗天气，能见度高 ④无大江大湖，少森林
A．①②④ B．②③④ C．①②③ D．①②③④
【答案】3．D 4．C 5．D
【解析】3.阅读材料，结合所学知识可知，国际的标准时间为本初子午线所在时区，也就是零时区，而北京时间
为东八区时，返回舱成功着陆时间为4月16日9点57分，零时区位于东八区时以西，因此应当减少八个小时，
国际的标准时间应为9:57-8:00=1:57，尚未跨过国际日期变更线，因此还是4月16日1:57分，故ABC错误，D
正确，答案选择D。
4.根据题意可知，要对放回舱进行精确的定位，需要采用的是全球卫星导航系统，故C正确；地理信息系统处
理的是数据图层的建立，遥感能做大范围监测，但不能精确定位，数字地球也是对数据的处理，故ABD错误。答案选择C。
5.根据题意，结合所学知识可知，我国的内蒙古地区地广人稀，且地势平坦而开阔，适合着陆，故①②正确；且
内蒙古距离海洋较远，属于温带大陆性气候，海拔相对较高，降水稀少，较为干旱，多晴朗天气，能见度非常
高，故③正确；由于内蒙古降水稀少，属于干旱、半干旱区域，无大江大河，植被几乎都为草原，森林非常稀少，
着陆起来安全，故④正确。因此①②③④都正确，答案选择D。
【点评】航天器发射或着陆的区位因素：(1)纬度因素:纬度越低,地球自转线速度越大，可以加大发射的推动力。
(2)地势因素:地势越高，地球自转的线速度越大。(3)天气因素:尽量选择多晴朗天气、大气污染轻、透明度高的
地区。(4)交通因素:交通条件要有利于大型航天装备的运输。(5)地形因素:要选择在地形平坦开阔地区。(6)人
口因素:要选择在人口稀少地区。
（2022·江苏省如皋中学模拟）航向是指飞机或轮船所在位置的正北方向顺时针测量至前行航向线的央
角。国庆期间，张老师从西安咸阳机场（34°N,108°E）飞往某省会城市，开始为期一周的度假。飞行途中,太
阳始终照射在他的座位所靠近的舷窗外侧。下图为该飞机的空中信息实况记录图。据此完成下面小题。
6．飞机起飞时，西安的太阳高度约为（ ）
A．41° B．46° C．53° D．59°
7．张老师的座位及13:42看到的太阳方位分别是（ ）
A．靠左舷窗、左前方 B．靠右舷窗、右前方
C．靠左舷窗、左后方 D．靠右舷窗、右后方
8．该飞机飞向的省会城市可能是（ ）
A．沈阳 B．昆明 C．乌鲁木齐 D．福州
【答案】6．C 7．B 8．D
【解析】6.根据所学知识可知，北京时间与西安的地方时相差48分钟（经度相差1°，地方时相差4分钟，西安
与120°E经度相差12°），故飞机起飞时，西安的地方时约为12时（北京时间12时46分－48分），故西安为正
午。因此“飞机起飞时，西安的太阳高度”即为10月1日西安的正午太阳高度。根据所学知识可知，太阳直射点每月大约移动7.8°，秋分日太阳直射赤道，故10月1日，太阳直射点大约位于2.6°S。根据正午太阳高度
的计算方法可知，10月1日，西安的正午太阳高度约为53.4（° 90°－2.6°－34°），故飞机起飞时，西安的太阳高
度约为53°。故C选项正确，ABD选项错误。故选C。
7.根据题干中航向的概念及图中航向信息可知，飞机主要的飞行方向是向东南，该省会城市应该位于西安的
东南方向。飞机飞行期间太阳位于西南方向（下午），由于“飞行途中,太阳始终照射在他的座位所靠近的舷
窗外侧”，故张老师的座位靠右舷窗的位置；13:42飞机几乎朝正南方向飞行，此时太阳位于西南方向，故太
阳在飞机的右前方。故B选项正确，ACD选项错误。故选B。
8.沈阳位于西安的东北，昆明位于西安的西南，乌鲁木齐位于西安西北，福州位于西安的东南，根据上题的分
析可知，该省会城市位于西安的东南方向，故该飞机飞向的省会城市可能是福州，故D选项正确，ABC选项
错误。故选D。
【点评】太阳高度的日变化随着地球的自转，太阳直射点沿纬线移动，球面上各点的太阳高度角均不断发生变
化，其大小取决于该点到直射点的球面距离。日出日落时太阳高度为0°，正午时太阳高度最大。正午太阳高
度的计算公式为：H＝90°－纬度差。
（2022·云南师大附中高三）河南登封市观星台（113°E，34°N），是中国现存最早的古天文台建筑。观
星台上有两间小屋，小屋之间有一“横梁”，台下有一“长堤”（如图）。每天正午，“横梁”的影子会投在
“长堤”上，利用它可以授时和了解四季变化。据此完成下面小题。
9．除“横梁”高度外，“长堤”长度的设计还需考虑的因素是（ ）
①当地纬度②当地经度③海拔高度④黄赤交角
A．①② B．①③ C．②③ D．①④
10．“横梁”影子正好完全投在“长堤”上时，世界标准时（格林尼治时间）是（ ）
A．3：28 B．2：28 C．4：28 D．5：2811．若观测到一年中“横梁”影子在“长堤”上往返移动的范围有所扩大，则（ ）
A．河南冬至日昼长缩短 B．河南夏季气温降低C．回归线纬度变小 D．极圈纬度增
大
【答案】9．D 10．C 11．A
【解析】9.根据材料，横梁影子每天正午都会投在长堤上，影子位置主要受当地正午太阳高度角大小影响，根
据所学正午太阳高度角的计算公式，可知影子位置与当地纬度和太阳直射点纬度有关，而太阳直射点移动范
围取决于黄赤交角大小，①④符合题意，D正确。当地经度和海拔高度对正午影子长度没有影响，②③不符合
题意，排除ABC。故选D。
10.“横梁”影子正好完全在“长堤”上时，该地地方时是正午12点，此地经度为113°E，与0°经线经度差为
113°，时间差为7小时32分钟，由此推算，此时世界标准时（格林尼治时间）即0°经线的时间为4：28，C正确，
排除ABD。故选C。
11.一年中“横梁”影子在“长堤”上往返移动的范围有所扩大，说明当地最短影长变短、最长影长变长，进
一步说明太阳直射点南北移动的范围扩大，说明黄赤交角变大。由于黄赤交角的度数等于回归线的度数，黄
赤交角的度数还等于90°减去极圈度数，因此回归线纬度变大，极圈纬度变小，CD错误。由于黄赤交角变大，
导致北半球夏至日太阳直射点纬度增大，进一步导致河南夏至日正午太阳高度变大，夏季气温会增高，B错
误。由于黄赤交角变大，导致冬至日晨昏圈与经线圈的夹角变大，同一纬线昼弧夜弧长度差异增大，将导致河
南冬至日白昼时数变短，A正确。故选A。
【点评】正午太阳高度的空间变化规律(全球正午太阳高度的纬度变化规律)：从太阳直射点所在纬线分别向南
北两侧递减；离直射点距离越近(纬度差越小)，正午太阳高度越大。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。
（2022·江苏·高考真题）国际空间站距地面约420km，每90分钟环绕地球一周。空间站反射阳光，在一
定条件下，人们肉眼可以看到明亮的光点划过天空。下图为“国际空间站某时段轨迹和某时刻位置示意图”，
图中阴影表示黑夜。据此完成下面小题。12．空间站到达北京上空约需（ ）
A．15分钟 B．30分钟 C．45分钟 D．60分钟
13．空间站到达北京上空时，北京时间大致是（ ）
A．9：40 B．10：10 C．10：40 D．11：10
14．空间站从图示位置飞行1小时，在这期间能看到空间站的地点是（ ）
A．圣地亚哥 B．卡马国 C．马维尔拉 D．上海
【答案】12．C 13．C 14．C
【解析】12.由图可知北京与国际空间站经度大致相差180°，所以国际空间站到达北京上空是大致绕地球旋转
了一半，由材料可知国际空间站每90分钟环绕地球一周，所以空间站到达北京上空约需45分钟。故C正确
ABD错误。故答案选C。
13.由下图可知图中A点与120°E相距约为60°，A点为晨线与赤道的交点，则A点地方时为6时，则北京时
间此时约为10：00，结合上面分析，可知空间站到达北京上空时，北京时间大致为10：45，故C正确ABD错
误。故答案选C。
14.据材料可知，国际空间站90分钟环绕地球1周，则1小时可绕行2/3的路程，空间站到达卡马国上空时，正值该地黑夜，国际空间站与地面较近，此时无法反射到太阳光，不能被肉眼观察到。到达马维尔拉上空时，
正处于黎明，人们可以用肉眼观察到空间站。故选C正确。当国际空间经过圣地亚哥、上海时，为白昼，由于
太阳光线太强，可能用肉眼无法看见，故AD错误。故答案选C。
【点评】无论是国际空间站还是中国空间站，运行轨道都不在赤道正上方，而是与赤道存在倾角，国际空间站
与赤道倾角为51.64度。
（2022·河北·高三）北斗七星几乎是夜空中最亮、最容易识别的恒星。我国古代先民不仅用它来指示方
向，还能用它区分季节。下图为一年内四个日期的同一时刻看到的北斗七星位置的合成图。据此完成下面小
题。
15．图中北斗七星斗柄的朝向变化是由于地球的（ ）
A．顺时针自转 B．逆时针自转
C．顺时针公转 D．逆时针公转
16．我们观察到一天内北斗七星的位置（ ）
A．固定不变 B．逆时针旋转每小时约15度
C．顺时针旋转每小时约15度 D．逆时针旋转每小时约30度
【答案】15．D 16．B
【解析】15.北斗七星在不同的季节和夜晚不同的时间，出现于天空不同的方位，所以古人就根据初昏时斗柄
所指的方向来决定季节：斗柄指东，天下皆春；斗柄指南，天下皆夏；斗柄指西，天下皆秋；斗柄指北，天下皆
冬。北斗斗柄指向上的变化是由于地球的公转造成的，地球的公转形成季节的变化。地球的公转是逆时针方
向，D正确。ABC错误。故选D。
16.北斗七星是恒星，地球上观察恒星的时间间隔是一个恒星日，大致是23时56分4秒。以北极星为参照物，
地球是顺时针旋转，由于恒星不动，我们观察到一天内北斗七星的位置是逆时针旋转每小时约15度，B正确。ACD错误。故选B。
【点评】北斗七星在不同的季节和夜晚不同的时间，会出现于北半球天空不同的方位，所以古人就根据初昏时
斗柄所指的方向来决定季节。斗柄指东，天下皆春；斗柄指南，天下皆夏；斗柄指西，天下皆秋；斗柄指北，天
下皆冬。季节交替与“黄赤交角”有着密切的关系，黄赤交角是地球上四季变化和五带区分的根本原因，它
影响着与其紧密联系的自然地理现象。古人们根据北斗七星在夜空中的指向，就可以指导农业生产不误时节。
（2021·海南·嘉积中学高三）加拿大萨斯喀彻温省边界十分简洁，由49°N、60°N、（近似）102°W和
110°W这四条线相交划定，下图为萨省北界上M和N两地示意图。读图，完成下面小题。
17．若M、N图上距离7.4cm，两地地方时相差4分钟，则上图比例尺约为（ ）
A．1∶250000 B． C．七十五万分之一 D．图上1cm代表实地距离74km
18．根据已学知识推测可知萨省（ ）
A．理论上位于西六区 B．温带大陆性气候为主
C．各地遍布常绿阔叶林 D．位于苏必利尔湖附近
【答案】17．C 18．B
【解析】17.由材料可知，MN两点位于萨省北界上，即位于北纬60°纬线上，而两地地方时相差4分钟，则经度
相差1°，所以MN两地的实际距离约55.5千米（1x111xcos60°）， 而图上距离为7.4厘米，比例尺=图示距
离/实际距离（注意分子分母单位统一到厘米）， 则计算可得，该图的比例尺为1/75万，即是图示1cm代表实
地距离7.5km，C正确，ABD错（其中B选项表示图上1cm，实地距离37km），故选C。
18.由材料可知，萨省位于西经102°-110°之间，应当位于西七区，A错；该区域所处纬度相对较高，结合北美气
候分布等基础知识可知，该区域的气候以温带大陆性气候为主，不可能遍布常绿阔叶林（常绿阔叶林主要分
布在亚热带季风气候区），C错，B正确，苏必利尔湖位于90°W，47°N附近，D错误；故选B。
【点评】在经线圈上跨越一个纬度的实际距离约为111km，在纬线圈上跨越一个经度的实际距离约为
111xcosa （a为当地的地理纬度），因此在赤道上跨越一个经度实际距离约为111km，在南北纬60°上跨越一
个经度的实际距离约为赤道处的一半。
（2021·广东·新会陈经纶中学高三）2021年元旦北京时间7：36北京迎来了新年的第一缕曙光。读图完成下面小题。
19．据此推断当天北京时间的日落时间应为（ ）
A．16：08 B．16：24 C．16：40 D．16：56
20．此时，西半球未进入2021年的区域占全球面积的（ ）
A．1/3 B．4/9 C．29/60 D．77/180
【答案】19．D 20．B
【解析】19.本题考查地方时与区时的相关知识。由所学知识可知，北京时间采用的是120°E的地方时，因此当
北京时间7：36时，北京的地方时（116°E）为7：20，则北京的昼长=（12-7：20）×2=9小时20分，因此当地日落
时，北京时间为7：36+9：20=16：56。故本题正确答案为D。
20.本题考查地方时与区时以及日期变更的相关知识。北京时间（120°E）7：36时，零时所在的经线为6°E，零
时经线向东到国际日界线（180°经线）为新的一天即进入2021年的范围，因此新的一天跨经度174°，范围为
6°E往东至180°。此刻西半球（160°E-180°-20°W）未进入2021年的区域的范围为180°-20°W，为160°，占
4/9，故选B。
【点评】地方时计算的一般步骤：（1）找两地的经度差：①如果已知地和要求地同在东经或同在西经，则：经度
差=经度大的度数一经度小的度数。②如果已知地和要求地不同是东经或西经，则：经度差=两经度和（和小
于180°时）或经度差=（ 180°一两经度和）。（ 在两经度和大于180°时）（2）把经度差转化为地方时差，即：地
方时差=经度差÷15°/h。（3）根据所求地在已知地的东西位置关系，加减地方时差，即：所求点在已知点的东方，
加地方时差；如所求点在已知点西方，则减地方时差。
（2022·江苏·扬州中学高三）山西省运城市（35°N，112°E）的李老师，每天乘坐公交车于北京时间上
午7：00上班，11：30下班，下午14：00上班，17：30下班。下图是李老师上下班必经路口的俯视示意图。据此
完成下面小题。21．与北京（40°N，116°E）相比，夏至日时运城市（ ）
A．白昼较长 B．日出时刻较早 C．正午太阳高度较小D．日落方位较偏南
22．为避免刺眼阳光长时间照射且能较好观察窗外路边建筑物，李老师在上午的下班途中应该选择（
）
A．右侧靠窗座位，观察道路北侧建筑物
B．右侧靠窗座位，观察道路南侧建筑物
C．左侧靠窗座位，观察道路北侧建筑物
D．左侧靠窗座位，观察道路南侧建筑物
23．11月1日北京时间12：30时，图中①②③④四个车道中被楼房影子完全遮挡的是（ ）
A．① B．①② C．①②③ D．①②③④
【答案】21．D 22．A 23．C
【解析】21.运城市为35°N，北京市为40°N，夏至日纬度越高白昼越长，与北京市相比运城市白昼较短，A选项
错误；纬度越高日出时刻越早，运城市日出时刻较北京要晚，B选项错误；纬度越低正午太阳高度角越大，运
城市正午太阳高度角较大，C选项错误；纬度位置越低，日落方向越靠近正西，所以运城市日落方向会比北京
市偏南，D正确。所以选择D选项。
22.运城市（112°E）比北京时间（120°E）晚32分钟，李老师11：30下班，即当地地方时为10：58时，太阳在东
南方向，根据图中的方向标确定，太阳照射的位置在图中的左下方，所以李老师坐在右侧靠窗座位，观察建筑
物时为了不与太阳光相向，应该选择观察图中右侧（实际北侧）建筑物，A正确，BCD错。所以选择A选项。
23.11月1日北京时间12：30，是运城市当地11：58，近似于12点。由于秋分日太阳直射赤道，之后太阳直射
点南移，大致按每4天向南移动1度推算，11月1日太阳直射点在南纬10°左右，故运城市正午太阳高度角大
约为90°-（35°+10°）=45°，计算出楼房的影长为28m，道路③的位置刚好是楼影完全遮挡的范围，C正确，ABD错。所以选择C选项。
【点评】太阳直射点位置大致推算方法：太阳直射点基本每4天南北移动1度。
二、综合题
24．（2022·湖南省隆回县第二中学高三）阅读图文材料，完成下列要求。
太阳能路面，全称为“太阳能光伏发电路面”，一般主要由表层透光抗滑保护层（透光层）、中层光伏电
池发电层（发电层）、底层隔水保护连接层（连接层）构成，其下为承重层和路基等。能同时满足交通运输和清
洁发电的功能要求，其结构型式总体可分为实体板块（如图甲）和空心板块（如图乙）两类，均为模块化设计
安装，且模块之间不是永久连接的，易于维修。其面层不仅需要满足高速安全行车的交通功能要求，而且还需
要具有高效利用太阳能发电的绿色交通和智慧交通的功能。虽然太阳能路面是一种具有广阔应用前景的道
路能源生产模式，但目前并不适用于所有的道路。山东省于2017年12月底在济南绕城高速公路铺设了
1080m长的示范工程（如图丙）。
(1)从地理角度分析相对于实体板块设计，空心板块设计的优缺点，并提出解决空心板块设计缺陷的措施。
(2)除了发挥发电功能外，说明济南市太阳能光伏发电路面在冬季可以发挥的其他功能。
(3)指出推广太阳能光伏发电路面的措施。
【答案】(1)优点：可以调节中层电池板的摆放角度，提高发电效果。
缺点：容易造成水的下渗。
措施：做好密封或排水措施。
(2)冬季储存的热量可用于融化道路上的积雪，防止车辆出现过度打滑状态，有效减少交通事故的发生；为附
近的建筑物供暖。
(3)完善上下游产业链，形成产业配套，降低生产成本：推动形成产业集群，消除技术壁垒；加大技术创新和研
发力度，大力解决现存的技术问题：加大政府财政投入，创造有利的政策环境：制定光伏路面的收费标准，解
决前期投入大、成本回收慢的问题。
【解析】(1)由所学可知太阳高度角既有日变化又有年变化，当太阳光入射角度与电池板垂直时发电效果最好。对比甲图和乙图知中层电池板在实体板块设计中是无法改变摆放角度的，发电效率较低，而空心板块设计的
优点是中层电池板可以在底层预制混凝土空心板中调节摆放角度，以提高发电效率。因为底层是空心板，所
以水容易下渗到空心板中，是其不如实体板设计的主要缺点。在空心板四周做好密封或排水措施可以缓解这
一缺点。
(2)由材料知太阳能光伏发电路面其面层“要满足高速安全行车的交通功能要求”。济南为温带季风气候，冬
季寒冷，为固态降水，道路易积雪。太阳能光伏发电路面可以用储存的热量融化道路积雪，保证交通安全。同
时冬季也可以为附近建筑物供暖。
(3)由材料知“虽然太阳能路面是一种具有广阔应用前景的道路能源生产模式，但目前并不适用于所有的道
路。”主要是资金技术问题。所以要推广太阳能光伏发电路面在技术方面要加大技术创新和研发力度，推动
产业集群的形成，消除技术壁垒；在资金方面完善上下游产业链，形成产业配套，降低生产成本，加大政府财
政投入，创造有利的政策环境，吸引更多的资金投入，光伏路面建成后，还可以制定合理的收费标准，解决前
期的投入，快速回收成本。
25．阅读图文材料，回答下列问题。
材料一：甲、乙两三地同学设计“影子长度”探究学习活动。6月22日，他们在当地时间10：00-14：00
每隔一小时测量直立杆（杆长1米）的影子长度。
材料二：下图为根据实验数据绘制的影长变化图。
(1)分别写出甲、乙、丙三地的经度。
(2)判断甲、乙、丙三地纬度由低到高的顺序，并说明理由。
(3)同日某同学（23°26’N，0）参与该探究学习活动，请写出该日当地日出、正午和日落时的影子朝向，并参考
上图绘制当地正午前后4小时内影长变化图。【答案】(1)105°E；60°W；45°E
(2)乙、甲、丙；
理由：甲地正午有太阳直射，纬度为23°26′N；乙地正午影长等于杆长，且影子朝南，说明乙地位于北回归线
以南45°，即在21°34′S；丙地影子朝北，说明位于北回归线以北，即大于23°26′N。
(3)西南；无影；东南。画图见下图；
【解析】(1)读图可知，甲地北京时间13时时没有影子，为太阳直射时，即当地地方时为12时，北京时间为13
时，可知该地时间比北京时间晚1小时，即为120°E以西15°，经度为105°E；乙地是在北京时间0时时，该地
日影最短，即北京时间0时，该地地方时为12时，该地与北京时间相差12个小时，与120°E经度相差180°，
即为60°W；丙地是在北京时间17时时，日影最短，北京时间为17时，该地地方时为12时，该地比北京时间
晚5个小时，即为120°E以西75°，因此经度为45°E。
(2)由材料可知，当天是6月22日，正值夏至日，太阳直射在北回归线上；由图中甲地直立杆正午影子长度为
0，可确定甲地太阳直射，纬度为 23°26N；乙正午直立杆影长为1米，竿长1米，则正午太阳高度为 45°，乙影
子朝南，说明乙地位于北回归线以南45°，乙地位于H=90°-（当地地理纬度S+ 23°26N）=45 °，由此可知当地
地理纬度是21°34′S；丙地直立杆影子向北，说明位于北回归线以北，即纬度值大于23°26′，位于 23°26N以北
地区。所以三地纬度由低到高的顺序是乙、甲、丙。
(3)该日为夏至日，太阳直射点位于北半球，因此该日当地日出为东北，影子朝向西南；正午时太阳直射，正午
没有影子；日落时太阳在西北，影子朝向东南。由当地地理位置（23°26N，0°）可知，正午太阳高度是90°，杆影
子长度为0；该点位于北半球，其它时间点的杆影子位于偏北的位置：6月22日，他们在当地0时区的时间10:00—14:00，对应北京时间东八区分别是18时，19时，20时，21时，22时。该地地方时为12时时，北京时间
为20时，影长为0；北京时间为18、19点时对应当地时间为10：00和11：00，为上午，影长19时略长，18时再
长一些；北京时间为21时和22时，对应当地时间为13：00和14：00，影长分别与19时和18时长度相等。这
些时间影子朝北。具体如图：
26．（2021·山东·临朐县实验中学高三）阅读图文资料，完成下列要求。
在乌鲁木齐经营餐饮业的小明自驾到广州参加2019中国国际餐饮交易博览会（广州站），冬至日这天到
达韶关(24.5°N，114°E)，韶关日出时（北京时间7：06），乌鲁木齐还是夜深人静。下图示意我国部分区域1
月和7月等温线分布。
(1)推测甲处的地形类型，并简述理由。
(2)在下图中绘制韶关当日的太阳高度变化曲线，并标出正午太阳高度数值和日出、日落时间。(3)从天文角度，分析冬至日韶关日出时，乌鲁木齐还是夜深人静现象的原因。
【答案】(1)山地；位于河流的分水岭；7月份气温比周围地区低。
(2)
(3)乌鲁木齐比韶关纬度高，此时为冬季黑夜时间更长；乌鲁木齐位于韶关的西面，日出时间更晚。
【解析】(1)根据图中信息分析，由水系的分布可知，甲位于河流水系的分水岭；由7月等温线的分布可知，甲
地7月份的气温比周围低，综合判断可知，甲地的地形应为山地。
(2)由韶关的纬度(24.5°N)可计算出冬至日正午太阳高度=90°-(23.5°+24.5°)=42°；由韶关的经度(114°E)可计算
出当地正午的北京时间为12:24；再由日出的北京时间7:06可计算得出日落的北京时间为12:24+(12:24-
7:06)=17:42;日出日落时刻的太阳高度都为0°。用平滑的曲线将这三个时刻的点连接起来即可。
(3)乌鲁木齐的经度约为90°E,位于韶关以西约24个经度，日出时间晚；乌鲁木齐纬度比韶关高，冬季白昼时间比韶关短，日出时间晚。两方面因素综合影响导致冬至日韶关日出时，乌鲁木齐还是夜深人静。
