文档内容
重难点 02 地球运动规律
目录
重点01 时间的计算与日期变更
重点02 昼夜长短
重点03 正午太阳高度
难点01 二十四节气
难点02 日晷
难点03 太阳视运动
【命题规律】高考考查本考点时常以光照图、文字材料等为载体，考查地球运动的相关原理，侧重计算以
及综合思维的考查。
【命题预测】地球运动的相关原理是高考试题中的难点，试题情景的背景往往融入日常生活中的一些地理
现象等中，将定位与区域认知结合，考察学生的综合思维和处理问题的能力，将人地协调观融入试题。
重点01 时间的计算与日期变更
一、时间计算
1.地方时的计算
地方时的计算依据：地球自转，东早西晚，1度4分，东加西减，经经计较，分秒必算。
计算时具体可分为四个步骤：一定时，二定向，三定差，四定值。
一定时，确定出用以计 昼、夜半球中央经线的地方时分别为12时、24时（或0时），如ND、NB
算的参照时间 所在经线；晨、昏线与赤道交点所在经线的地方时分别为 6时、18时，如
NC、NA所在经线
二定向，确定两点的相 图中求E点的地方时，以D点作为已知时间点，则E点位于D点以东，应
对东、西方向 选择“东加”；若求F点的地方时，以B点作为已知时间点，则F点位于
B点以西，应选择“西减”
三定差，确定两点的经 如E点所在经线与ND所在经线相差45°
度差
四定值，所求的地方时= 如以D点作为已知时间点求E点的地方时为12：00+4*45/60=15：00，以
已知地方时±4分钟×经度 B点作为已知时间点求F点的地方时为24：00-4*45/60=21：00
差/1°
2.区时的计算
一定时区，确定出两地所在的时 若已知某地经度，可根据经度确定出所在的时区，方法为：该地的区 经度数÷15°，所得余数若小于7.5°，则商为该地所在时区数，若余
数大于7.5°，则商+1为该地所在时区数；东西时区根据东西经确定
二定向，确定两时区的相对东、 如果两地分别在东、西时区，则东时区在东，西时区在西。如果两
西方向 地都在东时区，区号大的在东，区号小的在西；两地都在西时区，
区号大的在西，区号小的在东
三定差，确定两个时区相差的个 如果两地分别在东、西时区，相差的时区数即为两区号相加。如果
数 两地都在东时区或西时区，相差的时区数即为两区号相减
四定值，所求时区的区时=已知 如当东八区为 18：00时，西五区为 18—13=5：00；当中时区为
时区的区时±时区差×1小时 3：00时，东三区为3+3=6：00
【注意】区时与地方时的计算有如下规律：
（ 1 ）求差的技巧——“同减异加”
①经度差：两地同为东（西）经，取两数之差；一地为东经，另一地为西经，取两数之和。
②时区差：两地同在东（西）时区，取两数之差；一地在东时区，另一地在西时区，取两数之和。
（ 2 ）求时间的技巧——“东加西减”
先画出表示全球所有经线（或时区）的数轴，标出已知经线（或时区）及其地方时（或区时），再标出所
求经线（或时区），计算出两地经度差（或时区差）后，再将其转化为地方时差（或区时差）。
3.与行程有关的时间计算
常见问题形式：若有一架飞机某日某时从A地起飞，经过m小时飞行，降落在B地，求飞机降落时B地的
时间。
计算公式：降落时B地时间＝起飞时A地时间±时差＋行程时间(m)
二、日期变更
1.日期变更示意图
2.日期范围
新的一天：从0时经线向东到180°经线。
旧的一天：从0时经线向西到180°经线。
新的一天所占小时数等于180°经线的地方时，旧的一天所占小时数等于24时减去180°经线的地方时。
北京时间2022年4月16日9时56分，“神舟十三号”载人飞船返回舱在内蒙古东风着陆场成功着陆，
着陆点中心地理坐标为（100°04′28″E，41°37′43″N）。现场医监医保人员确认航天员翟志刚、王亚平、叶
光富身体状况良好，“神舟十三号”载人飞行任务取得圆满成功。据此完成下面小题。
1．“神舟十三号”载人飞船返回当日，与内蒙古相比，海南（ ）
A．自转角速度更小B．正午太阳高度更大C．自转线速度更小 D．白昼时间更长
2．返回舱在东风着陆场着陆时，国际标准时间为（ ）A．2022年4月16日1：56 B．2022年4月17日10：56
C．2022年4月16日2：56 D．2022年4月17日11：56
3．三位航天员重返地面时，与北京处于同一日期的范围占全球范围的比例（ ）
A．小于1/3 B．约为7/12 C．约为3/4 D．大于4/5
重点02 昼夜长短
1.计算
（1）利用已知的日出或日落的地方时来计算
一个地区一天的日出和日落时间反映了该日的昼夜长短状况。白昼以12时为界，上午与下午时间间隔相等；
黑夜以午夜（0时或24时）为界，上半夜与下半夜时间间隔相等。
因此已知某地某一天的昼长，可求出该日的日出、日落时间（地方时），其方法为：
日出时间=12—1/2昼长 ；日落时间=12+1/2昼长
相反，根据某地某一天日出、日落时间可计算昼长、夜长，其方法为：
某地昼长=日落时间—日出时间=（正午12时—日出时间）×2=（日落时间—正午12时）×2
某地夜长=（子夜24时—日落时间）×2=（日出时间—子夜0时）×2
（2）利用一个地区昼弧所跨的经度范围来计算
方法：昼长=白昼弧度数/15°，即在日照图上某条纬线与晨昏线有两个交点，两点之间在昼半球的弧度数/
15°，就是白昼的时长。
二、昼夜长短的时空分布规律与计算
1.时空分布规律
(1)交错对称规律：北半球各地的昼长与南半球相同纬度的夜长相等，例如30°N的昼长等于30°S的夜长。
(2)递增规律：太阳直射点所在半球昼长夜短，且纬度越高，昼越长。另一半球昼短夜长，且纬度越高，夜
越长。
(3)变幅规律：赤道处全年昼夜平分；由赤道到极圈，昼夜长短的年变化幅度增大。自赤道向两极昼夜长短
的变化幅度增大(赤道上为0小时，极圈及其以内地区达到24小时)。
(4)极昼(夜)圈规律：极昼(极夜)的起始纬度数＝90°—太阳直射点的纬度。纬度愈高，极昼(极夜)出现的天
数愈多。
(5)直射半球规律：太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且该半球纬度越高白昼越长。与太阳直
射点的移动方向无关。
（6）时间对称规律
相对于夏至日或者冬至日对称的两个时间，某地的昼长、夜长都是相同的；相对于春分日或者秋分日对称的两个时间，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。
1．2020年5月27日上午11点整，中国珠峰高程测量登山队将五星红旗插上世界最高峰峰顶，实现了四十
五年后我国测绘队员的再次登顶。从位于5200m的大本营向上，队员们要经过甲、乙、丙、丁四个营地
（下图），其中一个营地由于空气流通不畅，容易引起高原反应，被称为“魔鬼营地”。据此完成下题。
5月27日位于28°N的温州昼长为13时44分，该日珠峰顶部（28°N，87°E）日出时刻在北京时间（ ）
A．7：20以前 B．7：20—7：39 C．7：40—8：00 D．8：00以后
重点03 正午太阳高度
一.正午太阳高度的计算
1.计算太阳高度角
正午太阳高度可以按公式 H = 90°- |φ - δ| 计算，其中 H 为正午太阳高度， φ为当地纬度， δ为太阳直射
的纬度（当地夏半年取正值，冬半年取负值）。例如：北京（40°N）夏至日和冬至日正午太阳高度分别为夏至日： H = 90°- | 40°- 23°26′| = 73°26′
冬至日： H = 90°- | 40°- （ - 23°26′）| = 26°34’
二、正午太阳高度的应用
1.正午太阳的方向
在南北回归线之间，一年内正午太阳有时在南方，有时在北方。在北回归线以北的地区，全年正午太阳都
在南方。
在南回归线以南的地区，全年正午太阳都在北方。
2．日出、日落方位的确定
（1）太阳直射北半球，全球各地太阳从东北升起，在西北落下（极昼、极夜区除外）。
（2）太阳直射南半球，全球各地太阳从东南升起，在西南落下（极昼、极夜区除外）。
（3）太阳直射赤道，太阳从正东升起，在正西落下（极点除外：北极点正南日出，正南日落；南极点正
北日出，正北日落）。
3.正午太阳高度应用的具体实例
(1)确定地方时
一天中太阳高度达最大时，地方时为12时；春、秋分时，太阳高度为0°的地方地方时为6时或18时；任
何一天赤道上太阳高度为0°的地方地方时为6时或18时。
(2)确定房屋的朝向
北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋多朝南；南回归线以南地区，房屋多朝北。
(3)推断正午日影长短
正午太阳高度越大，日影越短；正午太阳高度越小，日影越长。
(4)确定地理纬度
根据正午太阳高度计算公式可计算出当地地理纬度。
(5)推算楼间距
纬度较低的地区，楼间距较小；纬度较高的地区，楼间距较大。如下图所示，冬至日我国某地，最小楼间
距L＝h·cotH。
(6)计算太阳能热水器安装角度①热水器的倾角：太阳能热水器的倾角α等于该地与太阳直射点所在地的纬度差。
例如，北纬40°在夏至日时太阳能热水器与地面的倾角应该调整为40°－23°26′，在冬至日时倾角应该调整
为40°＋23°26′。
②一年内调整的幅度：等于所在地正午太阳高度的年变化幅度。
我国皖南山区传统民居为了增加采光通常会修建天井，下图为皖南某地（118°E，30°N）一处民居天
井示意图。读图完成下面小题。
1．一年中，正午阳光如甲所示照射到盆景时，太阳直射点的纬度约为（ ）
A．15°S B．15°N C．3°S D．3°N
2．正午阳光从甲向乙移动期间，当地（ ）
A．北极点正午太阳高度逐渐变大
B．同一地点日出日落的方位逐渐向南偏移
C．在同一地点、时间、方位再次看到日出
D．晨昏线与经线的夹角先变小后变大
难点01 二十四节气
1.适用区域二十四节气主要适用于黄河流域，它是农耕文明时期人们在此辛勤耕作总结出的规律。
2.内容
它把太阳的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。”
3.太阳直射点回归运动与二十四节气图
4.二十四节气的含义
立春：立春即春季的开始；雨水：降雨开始，雨量逐渐增加；惊蛰：天气回暖，春雷始鸣，惊醒蛰伏
在地下冬眠的昆虫；春分：昼夜平分；清明：天气晴朗，草木繁茂；谷雨：雨生百谷——雨量充足及时，
谷类作物茁壮成长。
立夏：夏季的开始；小满：麦类等夏熟作物籽粒开始饱满；芒种：麦类等有芒作物成熟；夏至：炎热
的夏天来临；小暑：小暑就是气候开始炎热；大暑：一年中最热的时候。
立秋：秋季的开始；处暑：处是终止、躲藏的意思。处暑是表示炎热的暑天结束；白露：天气转凉，
露凝而白；秋分：昼夜平分；寒露：露水已寒，将要结冰；霜降：天气渐冷，开始有霜。
立冬：冬季的开始；小雪：开始下雪；大雪：降雪增多，地面可能积雪；冬至：寒冷的冬天来临；小
寒：气候开始寒冷；大寒：一年中最冷的时候。家住天津的小明每天傍晚伴着日落，在公园的环形道路上沿逆时针方向散步。下左图为该道路示意图，
下右图为我国二十四节气时地球在公转轨道上的位置示意图。读图文资料，完成下面小题。
1．若不考虑天气因素，小明想要做到每天都伴着落日开始散步，则（ ）
A．春分节气到立夏节气出发时间需逐渐推迟
B．小满节气到大暑节气出发时间需逐渐提前
C．白露节气到霜降节气出发时间需逐渐推迟
D．小雪节气到大寒节气出发时间需逐渐提前
2．秋分这天，小明刚开始散步时发现自己的影子出现在右前方，则该位置为（ ）
A．甲处 B．乙处
C．丙处 D．丁处
难点02 日晷
1.含义：
日晷名称是由“日”和“晷”两字组成。“日”指“太阳”，“晷”表示“影子”，“日晷”的意思为
“太阳的影子”。因此，所谓日晷，就是白天通过测日影定时间的仪器。
2.特征
a.晷针指向北极星；
b.晷盘与晷针垂直,南高北低;c.晷盘上刻有子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二时辰；
晷盘和底座的夹角与当地纬度互余,晷针和底座的夹角就等于当地的纬度。
如下图所示α是当地纬度，晷盘与地平面（底座）的夹角β+当地纬度α=90°，晷针与地平面（底座）
的夹角θ+β=90°，所以θ=α，即晷针与地平面（底座）的夹角等于当地纬度α
β θ
3.计时原理
在晷面的正反两面刻画出12个大格，每个大格代表两个小时。太阳每天东升西落，投向晷面的晷针影子也
慢慢地由西向东移动。晷针影子好像是现代钟表的指针，晷面则是钟表的表面，以此来显示时刻。夏半年
太阳直射北半球，阳光能照射到日晷北侧面；冬半年太阳直射南半球，阳光能照射到日晷南侧面。
晷面应两面都有刻度春分日到秋分日之间，晷针的影子投向晷面正面；秋分日到春分日之间，晷针的
影子投向晷面背面。
日晷是利用日影变化规律制成的天文记时仪器，“日”指“太阳”，“晷”表示“影子”，“日晷”
的意思为“太阳的影子”。赤道式日晷的晷针指向北极星，与晷面垂直。下图分别表示日晷示意图与景观
图。据此完成下面小题。
1．若在天津某中学校园（117°E，39°N）安装赤道式日晷，则晷面与地面夹角约为（ ）
A．39° B．23°26′ C．51° D．66°34′
2．该校园日出时晷针针影指向晷面上的正西方位时，北京时间为（ ）A．6:00 B．6:12 C．18:00 D．18:12
难点03 太阳视运动
1.周日（视）运动过程：从日出到正午，再到日落的过程。
2.不同地区二分二至太阳视运动轨迹图（南北最主要看观察者穹顶与太阳方位的关系）
非极昼地区
赤道二分二至太阳视运动 北半球热带二分二至太阳视运动
极昼地区的“日不落”
①最高点为12时，最低点为0时，0时代表日出和日落；
②轨迹从最低点的正南（或正北），经东而后再西绕地一圈，因此极地视运动轨迹是北逆南顺。3.太阳周日视运动投影图绘制
a“三点绘制法”——三点为日出，日落，及正午太阳三点的位置。
b步骤①根据材料给出的时间确定直射点所在半球，得出日出、日落方位
（这里讨论日出日落的地区不包括发生极昼极夜现象的地区）
②根据此时直射点与分析地区的位置关系，判断正午时，太阳位于正南还是正北。
4.太阳周日视运动投影图
【二分日】
直射点以北地区 直射点以南地区
正东－正南－正北 正东－正北－正南
【北半球夏半年】（非极昼地区）
直射点以北地区 直射点以南地区
东北－正南－西北 东北－正北－西北
【北半球冬半年】
直射点以北地区 直射点以南地区东北－正南－西北 东北－正北－西北
下图为我国极地科考队员在南极昆仑站（80°25′S，77°06′E）极昼期第一天拍摄的太阳视运动轨迹合成
图（每两小时拍摄一次）。据此完成下面小题。
1．该日可能与下列哪个节气最接近为（ ）
A．谷雨 B．霜降 C．小寒 D．大雪
2．拍摄M位置的太阳轨迹时，摄影机镜头朝向（ ）
A．正北 B．正南 C．正西 D．正东
3．当太阳位于图中N位置时，（ ）
A．南京（东八区）华灯初上 B．纽约（西五区）正值夕阳西下
C．伦敦（中时区）艳阳高照 D．悉尼（东十区）人影朝向西北
一、选择题
图为我国福州市（26°N，119°E）某地理兴趣小组用手机软件查询的某日某时该市太阳方位和太阳高
度的显示截图。读图，完成下面小题。
1．图中月份可能为（ ）
A．1、11月 B．4、9月 C．2、8月 D．5、10月
2．此日，全球昼夜分布最接近下图中的（阴影代表黑夜）（ ）A． B． C． D．
下图为我国某新型太阳光照明系统工作原理示意图。该系统工作期间光轴一直与太阳光保持平行。完
成下面小题。
3．光轴在白天水平方向转动角度最大的是（ ）
A．春季 B．夏季 C．秋季 D．冬季
4．若该系统在116°E的某地使用，当光轴仰角最大时，北京时间为（ ）
A．00：16 B．06：16 C．12：16 D．18：16
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“曙幕光”，当太阳位于地平线下0°至6°之间，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。据此完成下题。
5．北半球某地春分日出现“民用曙暮光”的最早时间为（ ）
A．6:24前后 B．5:36前后 C．18:24前后 D．17:36前后
6．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（ ）
A．东—西 B．南—北 C．东北—西南 D．西北—东南某校地理研学小组于7月到南澳岛进行考察。下图为南澳岛等高线地形图及该岛北回归线上的两处地
标景观图。完成下面小题。
7．下列地点中，研学小组最有可能欣赏到海上日出景观的是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
8．研学期间，“自然之门”的正午影长变化和日落方位的移动方向分别是（ ）
A．变短 顺时针 B．变短 逆时针
C．变长 顺时针 D．变长 逆时针
建筑物朝向的选择，需考虑夏季尽量减少太阳照晒和有良好自然通风，同时冬季能获得充足太阳辐射。
图为“某省会城市二分二至日太阳视轨迹线和昼长示意图”。完成下面小题。
9．该城市所属的省级行政区可能是（ ）
A．琼 B．闽 C．苏 D．冀
10．冬至日，该地朝向南偏东45°的墙面可照时长大约（ ）A．6h B．7h C．8h D．9h
11．该城市建筑物的最佳朝向为（ ）
A．南偏东15° B．东偏南15° C．南偏西15° D．南偏东30°
日晷（下左图）是利用与晷面垂直的晷针投射到晷面的影子来测定时间。日晷盘面平行于赤道面,晷针
上端指向北极星附近。地球上某地纬度是指某点与地心的连线和赤道面所成的线面角。右图为海南中学校
友在清华大学日晷旁为母校百年华诞送祝福。据此完成下面小题。
12．清华大学晷针与大草坪南端的水平面所成角约为（ ）
A．20° B．40° C．50° D．90°
13．清华大学日晷晷针的影子朝北且影长最短的北京时间和当天晷针影子旋转方向分别是（ ）
A．6月22日11:44逆时针 B．6月22日12:16顺时针
C．12月22日11:44逆时针 D．12月22日12:16顺时针
我国古代历法将地球绕日公转的规律与地球上的气候变化、动植物生长等自然现象变化规律相结合，
将一年分为24个等份，并给每一个等份取了个专有名称，合称二十四节气。如图为二十四节气对应的地球
运动位置示意图。据此完成下面小题。14．“秋天的第一杯奶茶”曾一夜刷爆了朋友圈，朋友圈的一张张红包截图，一杯杯奶茶照片，包含着亲
情、友情、爱情。常熟立秋后（ ）
A．日出时间越来越早 B．正午旗杆影子变短C．正午太阳高度变大 D．昼渐短，
昼长夜短
15．下列节气中正午太阳高度最接近立秋的是（ ）
A．处暑 B．立夏 C．春分 D．雨水
16．位于127°E的我国某中学生在学校附近进行天文观测，下图为根据观测数据绘制的该日北极星和正午
太阳的位置关系图。据此完成下题。
该日正午时刻，下列现象描述正确的是（ ）
A．华盛顿（39°N，77°W）即将日落西北B．悉尼（34°S，151°E）影长达一年最长
C．内罗毕（1°S，36.5°E）即将日出东北D．全球新旧一天范围比大约是1:1
二、综合题
17．阅读图文材料，完成下列要求。
我国汕头市（23°26′N，116°E）某同学发现一年中有一天正午自己在户外基本没有影子，下图为该同
学绘制的所在地二至日太阳视运动轨迹示意图。图中O点为观察者所在位置，甲、乙、丙、丁为观察者所
在地的地平面上四个方位，戊、己为观察者在二至日观测到的正午太阳位置。
(1)当汕头市太阳视运动如戊点所在轨迹时，简述北半球昼夜长短的分布状况。(2)当一年中该同学正午影子达最长时，描述该地的太阳视运动轨迹并计算其正午太阳高度。
(3)简述当该同学正午看不见自己的影子时，该日全球各纬度地区正午太阳高度的分布规律。
18．下面是天津（约39°N）某房地产公司开发的一梯两户式多层商品房平面示意图。读图，完成下列各题。
(1)我国北方地区的传统民居（门窗）朝向一般是 ，主要原因是 。
(2)一年中，图中正午室内太阳光照面积最小的一天是 ，此时地球公转处于 （加速或减速）期，早
上观察发现太阳从 方向升起。
(3)天津从 （日期）开始，日照时间逐渐增长。甲、乙两套商品房相比，上午日照条件较好的是 。
19．阅读图文资料，回答下列问题。
2020年11月5日至11月10日，第三届中国国际进口博览会在上海举行。北京市某中学高二年级学生
在博览会举行期间继续观测了教室内正午光影长度的变化情况。左图为学生观测光影照片，右图为二分二
至日地球在公转轨道的位置示意图，其中甲处为第三届进口博览会开幕时地球在公转轨道的位置。
(1)右图中②位置的大致日期为 ，此时中国北方正午太阳高度的分布规律是
。
(2)从上海（31°14'N，121°29'E）与南非约翰内斯堡（26°08'S，27°54'E）中，任选其一简述2020年第三届
中国国际进口博览会举办期间正午太阳高度与昼夜长短的变化特点。(3) 当该校学生所测教室内正午光影长度最长时，在采光设施等条件相同（如窗户的高度等相同）的情况
下，推测此后一周内该校教室内正午光影长度的变化情况，并分析原因。
