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【新情境·新概念】备战2024 年高考地理一轮复习热点情境知识扫盲+考向预测
04 太阳方位与日影及其应用
基础知识·速递………………………………………………………1
正午太阳高度
情境扫盲·精讲………………………………………………………3
太阳方位……………………………………3
1.太阳方位的周年变化2.太阳的周日视运动3.二十四节气
日影及其应用…………………………………………11
1.日影的变化2.日晷3.日影的应用
真题在线·解读………………………………………………………3
（2021·辽宁卷16 题）（太阳方位）
（2023·湖南卷9 题）（太阳方位）
（2023 浙江卷（第二次）16 题）（太阳的周日视运动）
（2023 北京卷1 题）（二十四节气）
（2021 山东卷13 题）（日影变化）
（2023·山东卷14-15 题）（杆影变化）
（2020·天津卷14-15 题）（日影的应用）
（2022·福建卷7-8 题）（日影的应用）
情境活用·演练………………………………………………………13
模拟训练16+3
基础知识·速递
正午太阳高度
1.太阳高度角（太阳高度）的定义：
人看太阳的视线与地面的夹角，也是太阳光线与地平面之间的夹角。
目录·索引
1
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2.太阳高度的日变化过程
(1)数值。太阳高度：0°—变大—正午最大—变小—0°
注意：任何地点正午的太阳高度都是最高的，但只有太阳直射点所在的纬度正午太阳高度最大为90°
(2) 规律。
极点上：在极昼期间，极点上见到的太阳高度在一天之内是没有变化的，其太阳高度始终等于太阳直射点
的纬度
非极点地区：太阳高度在一天之内是有变化的，一天之内有一个最大值(地方时12 时)即当地的正午太阳高
度最大。
2
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3.正午太阳高度的变化规律
(1)纬度变化规律。太阳直射点南北移动，引起正午太阳高度有规律地变化
同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点所在纬线向南北两侧递减。到直射点距离越近，正午太阳高度越
大。
(2)季节变化规律。北回归线及其以北地区：夏至日正午太阳高度达一年中的最大值；冬至日达最小值；
南回归线及其以南地区：冬至日正午太阳高度达一年中的最大值；夏至日达最小值；
赤道：春秋分达一年中的最大值；冬至日和夏至日达一年中的最小值；
赤道和南回归线之间：太阳直射时最大，一年两次，夏至日最小；
赤道和北回归线之间：太阳直射时最大，一年两次，冬至日最小；
情境扫盲·精讲
太阳方位
1.太阳方位的周年变化
（1）日出、日落方位
直射北半球：日出东北，日落西北，极昼地区，正北升正北落
直射南半球：日出东南，日落西南，极昼地区，正南升正南落
直射赤道，日出正东，日落正西。
（2）正午太阳方位
①北回归线以北地区，正午太阳永远在正南；
②南回归线以南地区，正午太阳永远在正北；
③回归线上，除直射外，北回归线均在正南；南回归线均在正北；
④回归线之间，可南可北，具体要通过日期等信息推测此时直射点所在纬度与该地纬度的相对关系。
（直射点所在纬度在该地纬度的北侧，则正午太阳在正北；直射点所在纬度在该地纬度的南侧，则正午太
阳在正南；
真题在线·解读01
（2021·辽宁卷16 题）
墨西哥拥有丰富的石油和天然气资源，但石油加工能力弱。2010 年以来，墨西哥天然气消费量超过生
产量，缺口逐年扩大，一半以上需从美国进口。目前墨西哥逐渐用天然气替代石油作为发电的主要燃料，
并大力提高可再生能源的份额。图为墨西哥及周边地区地理要素分布图。据此完成下面小题。
3
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16．6 月1 日，在M 城海滨散步的游客看到了绚丽的日落景观，此时北京时间约是（ ）
A．6 月1 日4:20
B．6 月1 日19:00
C．6 月2 日8:00
D．6 月2 日8:20
2.太阳的周日视运动
（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
4
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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。
（3）太阳周日视运动投影图
【二分日】
5
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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
真题在线·解读02
（2023·湖南卷9 题）
非洲冰鼠是啮齿类食草动物，夜伏昼出，不冬眠，不囤积食物，常通过晒太阳或蜷缩等方式应对寒冷。
在非洲南部某山地（29°33`S，29°14`E）海拔2800 米处的缓坡上，某科研团队对非洲冰鼠群体的活动规
律进行观测。下图示意连续几日观测的平均结果。据此完成下面小题。
6
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9．北京时间15：00 左右，非洲冰鼠冬季晒太阳的地点最可能位于该山地的（ ）
A．东北坡
B．西北坡
C．东南坡
D．西南坡
真题在线·解读03
（2023·浙江卷（第二次）16 题）
塔式光热发电是利用成千上万个独立跟踪太阳的定日镜，将阳光聚集到镜场中心的集热塔，通过能量
转换来发电。下图1 为青海某地塔式光热发电场景观图，图2 为定日镜工作原理示意图。完成下面小题。
16．定日镜工作期间，镜面朝向（图2 所示）的水平和垂直转动方向分别是（ ）
A．顺时针先逆时针后顺时针
B．顺时针先顺时针后逆时针
C．逆时针先顺时针后逆时针
D．逆时针先逆时针后顺时针
3.二十四节气
（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。”
7
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（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。
真题在线·解读04
（2023·北京卷1 题）
某校开展“时空智能，因融至慧”跨学科主题学习系列活动。结合2023 年6 月10 日文化和自然遗产
日，同学们展示了有关二十四节气的作品。图是学生设计创作的网页截图。读图完成下面小题。
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1．二十四节气是古人观天察地、认识自然的智慧结晶，客观反映了（ ）
①太阳活动②四季变化③降水总量④物候现象
A．①②
B．①③
C．②④
D．③④
日影及其应用
1.日影变化
（1）影子的朝向
影子的朝向与太阳的方位相反。先判断出此时太阳的位置即可推断影子的朝向。同样，影子的朝向也
可以反推太阳的位置。
（2）影子的长短变化：
一天中：正午太阳最高，则影长最短，因此日出→正午，影长缩短；正午→日落，影长变长。
一年中：（离太阳越近）正午太阳高度越大，影子越短。
（3）规律
①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。
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②南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南（南极点除外），夏至日日影最长，冬至日最短
③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）
（4）不同时期不同地区日影日变化
3.21(
①
春分) 和 9.23（秋分）日影日变化
直射点以北地区 直射点以南地区
日影：正西--西北--正北--东北--正东 日影：正西--西南--正南--东南--正东
② 3.21（春分）——9.23（秋分）日影日变化
直射点以北地区 直射点以南地区
日影：西北--正北--东北 日影：西北--西南--正南--东南--东北
真题在线·解读05
（2021·山东卷13 题）
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a）。他
通过观测广场石柱影子的长度和方向（图b），确定了平面图的指向标。据此完成下面小题。
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13．一周后的相同时刻，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
真题在线·解读06
（2022·山东卷14-15 题）
某文化广场（37°N，105°E）上的十二生肖石像均匀排列成圆形，生肖鼠位于正北方，小明在圆中
心竖立一根细杆，以观察太阳周日视运动变化。图示意夏至日两个时刻的杆影指向。完成下面小题。
14．该地夏至日地方时16：00 时，杆影指向（ ）
A．生肖虎
B．生肖虎与兔之间
C．生肖兔
D．生肖兔与龙之间
15．11 月至次年2 月，一日内被杆影指向的生肖石像个数最多为（ ）
A．5 个
B．6 个
C．7 个
D．8 个
2.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。
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（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
（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。
3.日影的应用
（1）确定房屋的朝向
中国，一般来说住宅朝向的优劣顺序为正南、东南、东、西南、北和西。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，房屋朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
（2）确定楼距、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。一般来说，纬度较低的地区，楼
β
θ
12
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距较小；纬度较高的地区，楼距较大。
以我国为例，见下图，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。
（3）太阳能热水器的倾角调整
结合该地的纬度，利用结论：太阳能板放置的角度就是该地与太阳直射点的纬度差。
“追日型”太阳能发电设备可随不同时段的太阳光线，沿东西方向变换集热板的旋转角度，其水平旋转角
度反映的是昼长；并随时调整集热板与地面的倾角，使集热板始终正对太阳，垂直转动的角度反映正午太
阳高度。
真题在线·解读07
（2020·天津卷14-15 题）
下左图为我国某地一住宅小区示意图，右图中四个方向的阴影分别为小区内某栋住宅楼二至日8:00 和
16:00 的日影。读图文材料，完成下面小题。
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14．该小区最可能位于（ ）
A．北京
B．银川
C．杭州
D．海口
15．小区内各住宅楼高一致，休闲广场被楼影遮挡面积最大的时段是（ ）
A．夏至日8:00~12:00
B．夏至日12:00~16:00
C．冬至日8:00~12:00
D．冬至日12:00~16:00
真题在线·解读08
（2022·福建卷7-8 题）
非对称结构保温大棚的保温被通常白天收卷至顶部，以便棚内作物进行光合作用，收卷的保温被在棚
内地面形成遮阴带（下图）。陕西省某地理研学小组观测当地大棚正午地面遮阴带的年内变化（忽略收卷
的保温被厚度影响），发现棚内地面遮阴带在2 月26 日出现，3 月29 日面积最大，一段时间后变小。据此
完成下面小题。
7．棚内正午地面遮阴带面积开始变小的日期出现在（ ）
A．6 月29 日前后
B．9 月15 日前后
C．10 月16 日前后
D．12 月14 日前后
8．仅支撑柱高度增加1 米，则棚内正午地面最大遮阴带（ ）
A．出现日期提前，面积减小
B．出现日期提前，面积不变
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C．出现日期推迟，面积增大
D．出现日期推迟，面积不变
情境活用·演练
一、选择题
某地理老师于2023 年5 月11 日在我国某地（37°N，122°E）观看了一次海上日出，并用手机拍摄了
照片（下图）。完成下面小题。
1．下列城市中，在该老师拍摄此照片时最接近日出的是（ ）
A．沈阳（41°N，123°E）
B．北京（40°N，116°E）
C．济南（36°N，117°E）
D．长春（44°N，125°E）
2．此日后三个月内（ ）
A．晨昏线与经线的夹角先变小后变大B．同一地点日出日落的方位逐渐向南偏移
C．北极点午夜太阳高度先变小后变大D．在同一地点、时间、方位再次看到日出
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。据此完成下面小题。
3．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
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C．18：24 前后
D．17：36 前后
4．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，需将摄像头指
向（ ）
A．正北
B．正南
C．西北
D．西南
5．推测我国北方地区有窗户向西的商品房价格偏低的主要原因是（ ）
A．北方夏季白昼时间长，下午太阳位于偏西天空，阳光毒辣，酷热难当
B．北方夏季因昼长夜短，气温最高时太阳位于东南天空
C．北方冬季因昼短夜长，气温最高时太阳位于西南天空
D．北方冬季白昼时间短，下午太阳位于偏西天空，阳光毒辣，酷热难当
飞檐是指屋檐的檐部向上翘起，是一种考虑室内光照和建筑美观的中国传统建筑特色，是我国古代劳
动人民智慧的结晶。下左图为飞檐景观，下右图示意飞檐光照原理。据此完成下面小题。
6．从室内光照的角度考虑，“飞檐”设计的主要目的是（ ）
A．扩大夏季遮阳的面积
B．扩大冬季采光的面积
C．缩小夏季遮阳的面积
D．缩小冬季采光的面积
7．某建筑设计师在浙江采用了“飞檐”的设计。若屋顶高度不变，从排泄雨水的角度看，与北京相比，
应做的调整是（ ）
①飞檐长度不变，加大飞檐翘起角度 ②飞檐翘起角度不变，缩短飞檐 ③飞檐长度不变，缩小飞檐翘起
角度 ④飞檐翘起角度不变，加长飞檐
A．①②
B．②③
C．①④
D．②④
山西晋中祁县乔家大院（37°N，112°E）的保元堂院内布置有“人体日晷”。人体日晷是有人体参
与的一种日晷，以人体的影子为指针，根据影子的指向来判定时间。其主要由两部分组成：一、时间标记
牌（石墩），上面刻有数字；二、月份条（地面石条），上面刻有阳历月份。下图为乔家大院里的“人体
日晷”。读图，完成下面小题。
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8．推测照片拍摄方向为（ ）
A．朝东
B．朝西
C．朝南
D．朝北
9．不考虑周围建筑遮挡的情况下，冬至日人影扫过的时间标记牌（石墩）数量最多为（ ）
A．10
B．9
C．8
D．7
北京故宫中的乾清宫“点亮金匾”的奇特现象出现在每年冬至日正午12 时前后的一段时间，阳光照射
到金砖地面后，反射到“正大光明”匾上（下图），将“正大光明”匾和下面的五条金龙依次点亮，散发
出耀眼的金色光芒。据此完成下面小题。
10．冬至日乾清宫正午入射角约为（ ）
A．23.5°
B．26.5°
C．40.0°
D．46.5°
11．乾清宫“点亮金匾”的奇特现象发生时，阳光在“正大光明”匾上的移动方向为（ ）
A．由西向东
B．由东向西
C．由高到低
D．由低到高
林奈（Linnaeus，Carolus）是瑞典著名的植物学家，在其居住的城市（约59.9°N，17.6°E）培植
了一座 “花钟”，这些花在二十四小时内陆续开放，只要看看什么花刚刚开放，就知道大致是几点钟。
但瑞典“花钟”在北京“报告”时间时，却存在误差。据图文资料，完成下面小题。
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12．北京的“午时花”刚盛开时（夏季正午开花），“林奈花钟”上正在开花的是（ ）
A．鹅肠菜
B．野蔷薇
C．芍药花
D．半枝莲
13．“林奈花钟”报时误差产生的主要原因是（ ）
①昼夜长短 ②温差大小 ③地域差异 ④地质构造
A．①②
B．①③
C．②③
D．③④
14．甜万寿菊是一种短日照花卉，花期最为适宜的日照时长是每天低于10.5 小时，适宜温度是18～20℃。
如果北京引种该花卉，自然状态下，下列节气中最可能欣赏到花开的是（ ）
A．立春
B．芒种
C．立秋
D．寒露
我国某公司职员于2022 年9 月27 日9：30 赶到公司办公楼，准备参加长约4 个小时的生产工作会议。
下图为此时公司露天停车场空余车位和太阳光照状况图。据此完成下面小题。
15．该公司办公楼可能位于（ ）
A．新疆喀什
B．黑龙江哈尔滨
C．四川成都
D．湖南长沙
16．若此时只剩下4 个停车位（如图所示），为尽量避免会议期间汽车被太阳照射，最理想的车位是（
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）
A．①车位
B．②车位
C．③车位
D．④车位
二、综合题
17．阅读图文材料，完成下列要求。
2021 年7 月11 日7 时30 分，碧空如洗，某学校在山青水绿、生态环境极佳的近郊（40°N，119°E）
举办的户外定向越野比赛正式开始。赛程规定：参赛者从起点出发后需要依次在各点标处打卡，最后到达
终点，以所用时间长短来计算名次。下图示意比赛用的地图。
(1)有人在赛前猜测比赛开始时参赛者能够看到太阳，而实际上，当比赛开始时参赛者并没有看到太阳。请
说出能够看到太阳的理由以及实际没有看到太阳最可能的原因。
(2)当选择从点标6 到点标7 的路线时，有经验的参赛者会“舍近取远”，走小路而放弃沿图中箭头的近路。
请分析“小路”对于参赛者的有利影响。
(3)在某点标处服务的志愿者用手机拍摄了一张村落局部照片（下图），请推测拍摄者所在的最可能的点标，
并说明判断理由。
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18．结合所学知识，回答下列问题。
我国某城市（36°34′N）一住宅小区，设施齐全，环境优美，豪华典雅，完工后当地居民争相购买，
然而一年后底层住户以采光条件差为由将开发商告上法庭。左图为该小区分布平面图，右图为该小区学校
研究性学习小组绘制的某日旗杆杆影轨迹示意图。（O 为立杆处，虚线为杆影，曲线为杆影端点轨迹，
tan30°≈0.577）
(1)正午是一天中影子最 的时刻；观察右图，F、G、H、I 四个杆影中最接近日出时段的是 ，该日前
后小区住户客厅内的正午阳光照射面积较 。
(2)该小区底层住户因采光条件差将开发商告上法庭。请你用所学知识为住户们拿出有力的证据。
(3)为保证住宅获得充足的太阳光照，在楼高相同的情况下，你认为该城市住宅楼群的楼房间距与上海相比
有何差异？对你的结论作出合理解释。
19．阅读图文材料，完成下列要求。
某科技公司研发制造的“追日型”太阳能发电设备，用于路灯照明。该设备的太阳能电池板可随太阳
升落的轨迹进行上下、左右“追日”旋转，保证电池板以最佳角度朝向太阳，提高太阳能利用率。下图为
“追日型”太阳能发电设备示意图。
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(1)若该设备在北京（40°N，116°E）和海口（20°N，110°E）使用，说出夏至日两地太阳能电池板“追日”
旋转方位的差异，并说明产生这种差异的因素。
(2)若该设备在北京和南昌（28°N，116°E）使用，仅考虑昼夜长短状况，分析一年中两地路灯开启时刻的
差异。
(3)指出二至日正午北京太阳能电池板与地面夹角的大小，并说明一年中正午夹角的变化特征。
21
