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微专题 太阳的视运动
一、太阳高度的日变化
1.一天中日出日落时，太阳在地平线上，太阳光线与地面的夹角为0°，太阳高度角为0°，上午随着太阳的
升高，太阳高度角逐渐增大，正午时分太阳高度达到一年中的最大值。下午随着太阳逐渐落下，太阳高度
角逐渐减小到日落时的0°。
2.极点在极昼时，太阳高度在一天中是不变的，始终等于太阳直射点的纬度。
二、日出日落的太阳方位
1.太阳直射北半球时，全球各地除极昼极夜地区以外，日出东北，日落西北；
2.太阳直射南半球时，全球各地除极昼极夜地区以外，日出东南，日落西南；
3.太阳直射赤道时，全球各地日出正东，日落正西。
三、正午太阳的方位
正午太阳的方位问题通常需要判断直射点与观察点的位置关系。
1.北回归线以北地区，正午时分太阳直射点始终在观察点的正南方，因此太阳始终在正南的天空上；2.南回归线以南地区，正午时分太阳直射点始终在观察点的正北方，因此太阳始终在正北的天空上；
3.回归线以内的地区，正午时分当太阳直射点在观察点的正南方时，太阳在观察点正南的天空上；当太阳
直射点在观察点的正北方时，太阳在观察点正北的天空上；当太阳直射点和观察点重合时，太阳在观察点
的正上方。
四、太阳视运动图与太阳方位根据太阳视运动图太阳运动轨迹，可以判断太阳的方位：
（1）先确定观察点的纬度位置；
（2）确定太阳直射点的纬度位置；
（3）确定太阳视运动图中的东南西北；
（4）确定日出日落以及正午时的太阳方位；
（5）推断任一时刻太阳的方位。
五、影子问题
1.影子的朝向与太阳的方位相反；
2.一天中影子的长短：一天中正午的影子最短，日出和日落时影子最长。
3.一年中正午时分影子的长短取决于正午太阳高度角的大小，正午太阳高度角越大正午影子越短；
4.影子的运动轨迹反应昼长，一天中影子移动的轨迹小于半圆说明昼长小于12小时，大于半圆说明昼长大
于12小时。
六、例证说明
1．太阳的视运动状况决定太阳方位
太阳视运动轨迹是以观测点为中心，目视太阳在天球上运行的轨迹。太阳周日视运动实质上是地球自
转运动的反映。以下图为例：
（1）图中北极星的仰角为40°，故该地纬度为40°N。图中A、B、C分别代表北、南、东方向，正午
太阳位于正南，①②③分别为夏至日、二分日、冬至日的太阳视运动路径。（2）以③冬至日为例：日出、日落时太阳位于地平圈上，太阳高度为 0，H为冬至日正午太阳高度，
其大小为90°－（40°＋23°26′）＝26°34′。该日的太阳视运动轨迹所跨弧度小于180°，即昼短夜长。
（3）太阳的周日视运动状况直接决定了不同时间的太阳方位状况。如每天上午 10时前后，北半球中
纬地区的人们可以看到太阳位于东南方天空。
2．一年当中太阳的日出、日落的方位
（1）太阳直射点位于北半球时，除极昼（极夜）地区的以外区域，日出东北、日落西北。
（2）太阳直射点位于南半球时，除极昼（极夜）地区的以外区域，日出东南、日落西南。
（3）太阳直射点在赤道时，全球各地日出正东，日落正西。
（4）北半球刚好极昼的地方：日出正北、日落正北。
（5）南半球刚好极昼的地方：日出正南、日落正南。
3．正午太阳的方位（极点与极夜地区除外）
（1）直射点以北地区：太阳始终位于正南。
（2）直射点以南地区：太阳始终位于正北。
（3）在直射点上：太阳始终位于正上空。
4．一天当中太阳的方位变化（以北半球为例，极昼、极夜地区除外）
（1）春秋分日：正东→东南→正南→西南→正西。
（2）直射点在北半球：东北→正东→东南→正南→西南→正西→西北。
（3）直射点在南半球：东南→正南→西南。
【例题1】小明在夏至日这一天外出度假(度假地使用夏令时，即将原区时时间调快一小时)。候机期间，在
天文台网站输入度假地经纬度后，得到当日该地的太阳视运动路径图(下图),路径图上每两个圆圈间隔1小
时。据此完成下面1-2小题。1．该度假地可能位于（ ）
A．西雅图(48°N,122°W) B．汉堡(53°N,11°E)
C．朱诺(54°N,131°W) D．慕尼黑(47°N,12°E)
2．抵达后，小明希望在卧室观看日落地平线景观，最理想的时间(卧室钟表时间)为（ ）
A．21:24 B．21:40 C．20:24 D．20:40
【答案】1．B 2．B
【解析】1．读图可知，当地正午太阳高度最大时，即是地方时12:00时，北京时间大致是19:20，时间相
差7:20，经度相差110°，北京是120°E，故当地大约是10°E。当天是夏至日，太阳直射北回归线，当地正
午太阳高度是60°，根据H=90°-纬度差，可求出纬度差=30°，跟北回归线相差30°的，应该是53°26′N或
6°34′，故选B。
2．读图可知，路径图上每两个圆圈间隔1小时。该日太阳高度大于0° ，大约是17个小时，根据日落 =
12+昼长/2，求出当地日落时间为 20:30，度假地使用夏令时，即将原区时时间调快一小时，即是当地时钟
时间为21:30，最适合欣赏日落地平线景观的是21:40，此时最漂亮，其余时间尚未开始，故选B。
【例题2】暑假小明外出旅游，同学询问去处，小明手绘了该地（M）当日太阳光照示意图（如下图）给
同学，（H和h为M地当日不同时刻的太阳高度角）。完成下面3-4小题。
3．小明可能去了（ ）
A．海南岛 B．南极半岛 C．格陵兰岛 D．苏门答腊岛
4．当太阳高度角为h时，M地地方时为（ ）
A．0点 B．12点 C．18点 D．6点
【答案】3．C 4．A
【解析】3．据图可知，一日内太阳可位于M地正南也可位于其正北，说明该地出现了极昼；暑假为北半
球夏季，北极附近出现极昼，说明M地位于北半球。结合四个选项可知，只有格陵兰岛符合题意，C正
确，ABD错误。故选C。
4．H位于正南方向，为该地正午（12时）太阳高度角，则位于正北的h与H相差了180°，为0时，A正
确，BCD错误。故选A。【例题3】某日我国某中学组织学生对直立物日影变化进行观测，具体做法是在一块平坦的地面上竖立两
根完全相同的标杆，调整标杆的位置，让日出和日落时刻的杆影均能通过M点，M点和两根标杆竖立点构
成一个等腰三角形（如下图所示）。图中杆长5.1米，该日正午时刻杆影长3米，且此杆影长在相同位置
一年内只能观测到一次。观测可能用到的数据有tan30°≈0.6，tan45°=1，tan60°≈1.7。据此完成下面5-6小
题。
5．该中学最可能位于（ ）
A．黑龙江 B．海南 C．新疆 D．贵州
6．次日同一时刻，M点的位置较图示（ ）
A．偏东 B．偏南 C．偏西 D．偏北
【答案】5．A 6．D
【分析】5．由图可知，图中两条杆影分别为日出日影和日落日影。根据图中指向标指示的正北方向，可
以得出该日的日出日影朝向西南方向说明日出东北，日落日影朝向东南方向说明日落西北，所以图示时刻
应处于春分之后、秋分之前。结合材料中该日正午时刻的杆影长在相同位置一年内只能观测到一次，可以
判断该日为夏至日；再结合杆长5.1米，正午杆影长3米，根据tanH=5.1/3=1.7，可知该日该地正午太阳高
度H≈60°，又因为正午太阳高度H=90°-|φ-23°26'|，可以计算出该地纬度约为53°26'N，结合选项可知，该
中学最可能位于黑龙江，因此A项正确，BCD错误。故选A。
6．由上题分析可知，该日为夏至日，该地日出东北、日落西北，则次日日出方位角向东偏，日落方位角
向西偏，由于杆影与太阳方位相反，因此次日日出时的杆影较较夏至日的杆影位置向西偏、日落时的杆影
较夏至日的杆影位置向东偏，导致次日同一时刻的日出和日落时刻的杆影通过的M点位置比夏至日的M
点位置偏北，即次日M点会向北移动，因此D项正确，ABC错误。故选D。
位于河南省洛阳市的龙门石窟是我国珍贵的石刻艺木宝库，大户舍那像笼是其精华所在，窟龛朝向大约为东偏南7°，进深约30米，窟内的几尊造像（左图为造像剖面图）分别在正壁、北壁和南壁（右图为
窟笼俯视图），属于全暴露自然环境赋存的文物。完成下面1-2小题。
1．大卢舍那像龛全部不能被阳光直接照射的时间大约开始于每天（ ）
A．11：00 B．12：00 C．14：00 D．17：00
2．冬至日，像龛不同朝向的壁面温度日变化幅度。（ ）
A．南壁>正壁>北壁 B．北壁>正壁>南壁
C．正壁>北壁>南壁 D．正壁>南壁>北壁
【答案】1．C 2．B
【解析】1．由材料可知，窟龛朝向大约为东偏南7°，那么当太阳位于南微偏西方位时，大卢舍那像龛全
部不能被阳光直接照射到，这个时间大约开始于每天14:00，C正确，ABD错误。故选C。
2．根据所学可知，正午前后太阳辐射最强，受其影响，壁面温度也会较高。像龛坐西朝东，北壁是阳
面，一天中绝大多数时间尤其是正午前后北壁可接受太阳照射，因此白天壁面温度高；南壁为阴面，正午
前后不能接受太阳照射，白天壁面温度最低；正午前后，正壁只有南侧可接受太阳照射，因此白天壁面温
度居中。夜晚三个朝向的壁面温度相差不大。据此可知，壁面温度日变化幅度最大的是北壁，最小的是南
壁，正壁居中，B正确，ACD错误。故选B。
2023年3月22日早晨太阳初升时，小李驾车行驶在西安（34°N，109°E）某路段上，看到太阳的位置
从车辆右前方变成正前方。下图为“西安局部交通地图”。完成下面3-4小题。3．此时，北京时间最有可能是（ ）
A．6：00 B．6：50 C．7：15 D．7：45
4．小李驾车行驶的路段是（ ）
A．新安路-建工路 B．新安路-西影路 C．南二环-建工路 D．东二环-建工路
【答案】3．B 4．C
【解析】3．3月22日靠近春分，早晨太阳初升时当地地方时约为6时，北京时间为120°E的地方时，
120°E与109°E相差11°，时间相差44分钟，结合时间的计算东加西减，可知北京时间约为6：44，与6：
50最接近，B正确，ACD错误。故选B。
4．3月22日位于春分附近，日出接近正东，王先生驾车自西南向东北行驶在南二环路段时，太阳位于右
前方，当驾车自西向东行驶在建工路上时，太阳位于正前方，C正确：行驶在新安路上时，太阳位于左前
方或右后方，ABD错误。故选C。
中国国家地理公众号于2022年元旦发布了一幅名为《新年日不落》的照片（下图）。照片呈现了摄影
师于北京时间2022年1月1日0时至6时拍摄的不同高度的太阳影像。完成下面5-6小题。
5．摄影机镜头朝向（ ）
A．东南方 B．南方 C．西北方 D．北方6．下列科考站距离照片拍摄地最近的是（ ）
A．昆仑站（80°S，77°E） B．长城站（62°S，59°W）
C．中山站（69°S，76°E） D．泰山站（74°S，77°E）
【答案】5．B 6．C
【解析】5．新年日不落，说明出现了极昼，故此图拍摄的是刚好出现极昼现象的日出日落景观。1月1日
太阳直射点在南半球，刚好出现极昼现象的地方是南极圈附近，日出日落都是正南，因此摄影机镜头朝向
南方，B正确，ACD错误。故选B。
6．12月22日前后（冬至日）太阳直射点在23.5°S附近，1月1日，太直射点大概北移10天，平均约4天
移动1°，这时直射点在21°S左右，刚好出现极昼现象的纬度是69°S。结合材料可知，此图是北京时间0-6
时拍摄的，故此地大概北京时间（120°E地方时）3时日出，对应当地时间是0时，故可计算出此地在
120°E西侧45°，即75°E左右，因此距离照片拍摄地最近的是中山站（69°S，76°E），C正确，ABD错
误。故选C。
北京时间2022年12月4日晚上，神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。阿拉善盟某中
学的高老师在学校观看了视频直播。下图为我国主要着陆场位置示意图。完成下面7-8小题。
7．下列示意图能正确反映当天高老师所在学校五星红旗杆影变化的是（ ）
A． B． C． D．
8．与四子王旗区域相比，阿拉善盟建设着陆场的突出优势是（ ）
A．位置靠东，地方时更早 B．荒漠面积更大，更安全
C．河流较多，环境更优美 D．风沙不大，更方便观测
【答案】7．D 8．B【解析】7．当天为12月4日，太阳直射点在南半球，高老师所在学校位于北半球中纬度地区，太阳从东
南升起、西南落下，正午太阳位于正南方天空，杆影最短，故当天杆影的变化方位依次为西北—正北—东
北，D正确，ABC错误，故选D。
8．据图可知，阿拉善盟相比四子王旗位置更靠西，地方时更晚，A错误；阿拉善盟位于内蒙古西部，荒漠
面积比四子王旗更大，河流较少，人口稀少，安全系数更高，B正确，C错误；阿拉善盟多沙漠和戈壁，
风沙较大，不利于观测，D错误。综上所述，B正确，ACD错误，故选B。
2023年暑假期间，小明随师生到有世界“桥梁博物馆”之称的贵州参加研学活动。下图为小明于7月
25日在研学过程中用无人机拍摄到晨曦中的贵州坝陵河大桥景观。据此完成下面9-10小题。
9．据此推测坝陵河大桥的走向（ ）
A．南-北 B．东-西 C．西北-东南 D．东北-西南
10．不考虑天气，一年中相同视角下的相同景观能出现（ ）
A．1次 B．2次 C．3次 D．4次
【答案】9．D 10．B
【解析】9．根据所学知识，7月25日为北半球夏半年，夏半年该地日出时太阳位于东北方向，图示显示
太阳光线走向与坝陵河大桥走向基本一致，故可推断坝陵河大桥的走向为东北-西南，D正确，ABC错
误。故选D。
10．某地关于夏至（或冬至）日对称的那两个日期，日出、日落方位、正午太阳高度、昼夜长短状况都相
同，故在不考虑天气的情况下，一年中相同视角下的相同景观能出现2次，另外一次日期关于夏至日对
称，大约出现在5月19日前后，B正确，ACD错误。故选B。
我国某地（25°N）中学生于某日做太阳视运动观测，发现该日北京时间12：41太阳高度角最大，为
88．5°，日落时间为19：30。完成下面11-13小题。
11．下列城市与该地距离最近的是（ ）
A．厦门 B．桂林 C．西安 D．昆明12．估测该日北京时间18：41，当地太阳方位为（ ）
A．西南 B．正西 C．西北 D．正北
13．该日，学生观测到太阳升起后的轨迹及其与地平面夹角，最接近的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】11．B 12．C 13．D
【解析】11．由题意可知，当地该日在北京时间12：41太阳高度角最大，因此当地的地方时为12：00，
故当地的经度约为110°E，25°N；西安为108°E，34°N、厦门为118°E，昆明102°E，25°N，桂林110°，
25°N。综上所述，桂林距离当地最近，B选项正确，ACD选项错误。故选B。
12．当地（25°N）正午太阳高度接近90°，太阳直射接近北回归线，故日出东北，日落西北，且日出、日
落偏北的角度较大，该日北京时间18:41，太阳此时接近日落，估测太阳方位为西北，故C选项正确，
ABD选项错误。故选C。
13．该日太阳直射北半球，当地日出东北，四个选项中图像前方为东北，右边为东南，左边为西北，当地
位于太阳直射纬线以北，正午太阳在正南，因此太阳日出后的运动轨迹应为东北升，逐渐向东南方向运
动，即图中向右上升起，排除AC；太阳视运动平面与地平圈的夹角，与当地纬度互余，因此视运动轨迹
与地平面夹角应为65°，D符合题意，排除B。故选D。
城市高大建筑的玻璃幕墙因反射太阳光常对居民造成一定的干扰。小明家坐北朝南，南北通透，每年
有半年时间正午时分面临“两个太阳”（除南面太阳照射外，玻璃幕墙从北面反射阳光到室内，玻璃幕墙
只考虑平面反射），如图所示。完成下面14-15小题。14．小明家可能位于我国的（ ）
A．珠江三角洲 B．长江三角洲
C．四川盆地 D．东北平原
15．同学小丽家住宅与小明家住在同一栋楼，楼层相同，户型相同，每天正午时分面临“两个太阳”的时
间比小明家稍后（玻璃幕墙东西向比住宅楼窄很多），则小丽家位于小明家的（ ）
A．东面 B．南面 C．西面 D．北面
【答案】14．D 15．A
【解析】14．由图可知，南面幕墙高100米，小明家位置高50米，楼间距50米，太阳辐射将从南面幕墙
反射至小明家。由图可知，当正午太阳高度在0°～45°时，南面玻璃幕墙可反射阳光到室内，当太阳高度
大于45°时，太阳光就反射不到小明家。由上述分析可知，小明家冬半年才能被反射光照到，可以推出该
地两分日正午太阳高度为 45°，得到当地纬度为45°左右，四个选项中只有东北平原的纬度在45°N左右，
D正确，ABC错误，故选D。
15．正午稍后，太阳往西移。反射光应该往东移，结合材料可知，小丽家位于小明家的东面，A正确，
BCD错误，故选A。
乌鲁木齐地窝堡国际机场在我国千万级以上机场中航班准点率排名第一，但某些季节航班准点率全国
垫底。2021年4月1日北京时间20：35，小明乘坐航班从乌鲁木齐飞往阿勒泰旅游。飞机上小明望向窗
外，看见一轮红日给远方的群山镶上了一道金边。下左图为新疆地区简图，下右图为该航班的部分座位示
意图。据此完成下面16-17小题。16．推测小明的最佳座位可能是图中的（ ）
A．31B B．33C C．34K D．35A
17．一周后小明返程，在旅游期间下列说法正确的是（ ）
A．乌鲁木齐正午的日影变短
B．阿勒泰地区向日葵花海游人如织
C．伊犁河谷的蜂农转场前往阿勒泰放蜂
D．阿勒泰地区的自转线速度变大
【答案】16．D 17．A
【解析】16．4月太阳直射点在赤道以北，新疆地区日出东北，日落西北，由材料可知，此时正是日落，
飞机由乌鲁木齐向阿勒泰方向，因此只有左侧靠窗的位置才能看到日落的太阳，35A位置最好，故选D。
17．在此期间直射点位于赤道以北并向北移动，正午太阳高度角变大，日影变短，A正确；阿勒泰地区纬
度和海拔较高，向日葵在八月前后才会开放；阿勒泰在伊犁河谷以北，4月气温更低还未进入花期，不适
合前往放蜂，BC错误；一个地区的自转线速度受所在地纬度和海拔高度决定，与时间推移无关，D错
误。故选A。
智能光伏面板可跟随太阳移动的轨迹自动调节方向、仰角，实现全时段发电效率最大化。下图为某日
我国南极某科学考察站（80°S）极昼期间14时52分（北京时间）太阳面板朝向，图示中太阳能面板的仰
角为56．5°。据此完成下面18-20小题。18．该科学考察站的经度为（ ）
A．34°E B．77°E C．163°E D．163°W
19．图示时刻，太阳直射点的纬度为（ ）
A．20．5°N B．23．5°N C．20．5°S D．23．5°S
20．3小时过后，太阳能面板的朝向为（ ）
A．东南 B．东北 C．西南 D．西北
【答案】18．B 19．D 20．D
【解析】18．结合图示，目前太阳能光伏面板朝向正北，说明该地地方时为中午12时，太阳高度达到最
大，此时北京时间为14时52分，说明该地在北京的西侧，时间相差2小时52分，经度相差43，经计算可
得知该地的经度为77°E。B正确，ACD错误，故选B。
19．图示中太阳能面板仰角为56．5°，正午太阳高度与太阳能面板的仰角互余，可知该地的正午太阳高度
为33．5°，当地的纬度为80°S利用正午太阳高度的计算公式H＝90°－｜纬度差｜，可计算出太阳直射点
的纬度为23．5°S。D正确，ABC错误，故选D。
20．结合上题分析，当地时间为正午12时，出现极昼现象，3小时以后，当地地方时为15时，南回归线
以南正午时刻太阳方位为正北方，太阳运动的方位角与地球自转角速度一致，约为每小时15°，3小时后，
太阳应位于北偏西45°，即西北方向。D正确，ABC错误，故选D。
P、Q两地的学校组织学生观测日影和太阳高度的变化规律，左图为P地某日操场旗杆日出至日落时段
的日影变化示意图，当日影朝正北方向时，旗杆长度与其日影长度相等。该日之后，P地正午日影长度逐
渐缩短。右图为Q地同一日正午时刻的太阳高度示意图，图中时间均为北京时间。完成下面21-23小题。21．观测当日（ ）
A．Q地东北日出 B．P地正午太阳高度大于Q地
C．Q地昼夜等长 D．P地昼长大于Q地
22．P地位于Q地（ ）
A．东南 B．西南 C．东北 D．西北
23．该日之后3个月内（ ）
A．太阳直射点向南移动 B．地球公转速度加快
C．P地和Q地昼长差值增大 D．P地和Q地正午太阳高度角差值增大
【答案】21．C 22．D 23．C
【解析】21．读图可知，P地太阳从正东升起，正西落下，昼夜平分；P地正午日影朝北，说明太阳直射
点没有直射地。据此可知，该日为春秋分日，太阳直射赤道，全球昼夜平分，PQ两地昼夜等长。C正确，
D错误；春秋分日全球太阳都从正东升起，正西落下，A错误；P地日影朝正北方向时，旗杆长度与其日
影长度相等，可得知P地正午太阳高度45°，P地正午太阳高度小于Q地。B错误；故选C。
22．根据上题可知，此日为春秋分日，太阳直射赤道，全球昼夜平分，地方时6时日出，18时日落。P地
北京时间5：40日影朝正西，正值日出，因此可推知P地位于125°E;Q地日影朝正北方向时为正午12：
00，对应北京时间11：20，可知乙地位于130°E,因此P地位于Q地偏西方。P地该日正午日影朝正北，说
明P地位于北半球。Q地该日正午阳光从正北方照过来，日影朝正南，说明Q地位于南半球，所以P地位
于Q地的西北方，D正确，A、B、C错误。故选D。
23．由上两题可知此日为春秋分日，太阳直射赤道，P地位于北半球，Q地位于南半球，材料告知该日之
后，地正午日影长度逐渐缩短，说明该日是春分，该日之后3个月内即春分到夏至时段，太阳直射点向北
移动，A错误；地球公转接近远日点，公转速度减慢，B错误；P地昼长增加，Q昼长减小，两地昼长差
值增大，C正确；该日Q地正午太阳高度是60°，P地正午太阳高度45°，差值15°，该日之后3个月内Q
地正午太阳高度减小到36.5°，P地正午太阳高度增大到68.5°，两地正午太阳高度差值先减小再增大，D错
误。故选C。
