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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
【答案】16．D
【分析】16．由图可知，M 地处90°W 附近（西六区），北京时间为东八区，地方时相差约14 个小时，6
月1 日太阳直射北半球，北半球昼长夜短，当M 为6 月1 日日落时，应为18 点以后，北京时间应为6 月2
日8 点以后（18 点+14 小时），故选D。
【点睛】影响光照或太阳辐射的因素。①纬度：太阳辐射量（太阳高度角）低纬＞高纬，但高纬地区夏季
光照时间更长（如： 新疆、内蒙、东北）②季节：夏季＞冬季③地形：海拔高、空气稀薄、太阳辐射更
强④天气情况：晴天＞阴天（晴阴天多少取决于降水、降水取决于气候）。
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。
4
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（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。
（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
【答案】9．A
【解析】9．材料信息表明，当地经度为33`S，29°14`E，北京时间15:00 时，当地地方时约为9 时。当地冬
季时太阳直射点在北半球，当地太阳从东北升起，正午时太阳位于当地正北，上午时间太阳均在东北方，
9 时时东北坡为向阳坡，因此非洲冰鼠冬季晒太阳的地点最可能位于该山地的东北坡，A 符合题意，排除
BCD。故选A。
【点睛】太阳方位规律：直射点在北半球，全球有太阳升落现象的各地东北升西北落，直射点在南半球，
全球有太阳升落现象的各地东南升西南落；直射点以北地区，正午太阳位于正南方向，直射点以南地区，
正午太阳位于正北方向。
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（ ）
7
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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
【答案】16．B
【解析】16．定日镜随太阳方位的变化而变化的，而太阳在一天之中方位的变化是顺时针的，所以定日镜
面的水平转动方向也为顺时针的，CD 错误；定日镜为了准确反射太阳光到集热塔，当太阳高度角变大时，
镜面与地面之间的夹角应该变大，以保持一定的太阳光入射角度（如图示）。太阳高度角减小时，镜面与
地面之间的夹角应该变小。故镜面在垂直方向上与地面的夹角先增大，后减小，所以在垂直于地面的剖面
图上看，镜面在垂直方向的变化应为：先为顺时针，后为逆时针，B 正确，A 错误。故答案选B。
【点睛】由于太阳在天空中的位置是不断移动的，阳光
的照射角度也时刻都在变化，定日镜则通过反射镜的旋转对太阳进行跟踪，使阳光经过反射后能以一定的
方向出射，这样就能实现太阳能的大量聚集，改变太阳辐射能流密度低的缺点。
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。”
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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
【答案】1．C
【解析】1．二十四节气，它基本概括了一年中四季交替的准确时间以及大自然中一些物候等自然现象发
生的规律，故②④正确；太阳活动是太阳大气层里一切活动现象的总称，主要有太阳黑子、耀斑、日珥和
日冕瞬变事件等，与二十四节气无关，①错误；二十四节气反映了物候、气候等多方面变化，如春生、夏
长、秋收、冬藏，以及日照、降雨、气温等的变化规律，但无法直接反映降水总量，③错误。故②④正确，
故选C。
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。
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（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。
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
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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。
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
【答案】 13．C
【分析】13.．该地位于40°N，太阳直射点位于赤道上时，该地正午太阳高度为50°，根据图中石柱高度和
影长可算出此时太阳高度略大于60°，大于春分日的正午太阳高度50°，说明太阳直射点在北半球，2 月16
日和11 月10 日前后，太阳直射点在南半球，A、D 可排除；影长变长，说明正午太阳高度减小，太阳直射
点向南移，5 月8 日前后，太阳直射点向北移，B 错；8 月20 日前后，太阳直射点向南移，正午影子变长，
C 正确。故选C。
【点睛】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
（极点除外），冬至日最长 ，夏至日最短。
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。
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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
【答案】14．D 15．A
【解析】14．图中信息可知，北京时间9:20 杆影指向正西，当地经度为105°E，此时当地地方时应为
8:20，太阳位于正东，一天之中太阳方位关于地方时正午（正南）对称，此日当地地方时15:40 太阳应位
于正西，则地方时16:00 太阳应位于西北方向，杆影应指向东南，读图可知，生肖虎 、生肖虎与兔之间均
在东北方向， 生肖兔在正东，只有生肖兔与龙之间在东南，D 符合题意，排除ABC。故选D。
15．11 月至次年2 月，太阳直射南半球，当地太阳东南升、正午在正南、西南落，杆影日出指向西北、正
午指向正北、日落指向东北，因此一日内被杆影转过的角度小于180°，指向的生肖石像个数少于6 个，最
多为5 个，A 正确，BCD 错误，故选A。
【点睛】春秋时分，全球各地的日出日落方位除了南北两极点外均为从正东方向升起、从正西方向落下。
太阳光线直射北半球时，全球各地除了极昼、极夜地区以外，太阳从东北方向升起、从西北方向落下。太
阳光线直射南半球时，全球各地除了极昼、极夜地区以外，太阳从东南方向升起，从西南方向落下。
2.日晷
（1）含义：
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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
（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。
β
θ
14
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（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
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
【答案】14．D 15．C
【解析】14．题意表明，右图表示8:00 和16:00（我国统一使用北京时间）的我国某地一住宅楼日影，
08:00 和16:00 是关于北京时间正午对称的两个时刻，如果该地位于120°E 经线上，则两个时刻的太阳高度
相同，日影长度相同，图中日影并没有对称相等，表明当地不在120°E 经线上，图中显示，朝偏东方向日
影短于朝偏西方向日影，即北京时间8：00 的太阳高度低于16：00 的太阳高度，表明当地时刻晚于北京时
间，即该地应位于120°E 西侧，杭州的经度大致为120°E，因此排除C。北京时间16：00 时，当地地方时
应16：00 之前。图中朝偏东方向的两个日影中，朝东北方向的日影较长，应是当地冬至日地方时16：00
以前的日影，朝东南方向的日影较短，应是当地夏至日地方时16：00 以前的日影，即当地夏至日时在正午
过后不久太阳位于西北方位。北京、银川位于北回归线以北，且离北回归线较远，太阳位于西北方向应仅
在日落前一段时间，太阳不太可能在地方时16：00 以前位于西北方位，排除AB；夏至日时，太阳直射纬
线（北回归线）位于海口（20°N）以北，海口正午太阳位于正北方位，整个下午太阳均在西北方位，因此
该小区最可能位于海口，D 符合题意。故选D。
15．该小区位于我国，冬至日的太阳高度角更小，楼影更长，休闲广场被遮挡的面积更大，排除AB；冬至
日08:00～12:00，太阳位于当地东南侧天空，图中休闲广场东南侧住宅楼更为密集，休闲广场被楼影遮挡
面积较大，C 正确；冬至日12:00～16:00，太阳位于当地西南侧天空，图中休闲广场西南侧楼房间距相对
较大，且错落分布，休闲广场被楼影遮挡面积相对较小，D 错。故选C。
【点睛】太阳方位规律：直射点在北半球，全球有太阳升落现象的各地东北升西北落，直射点在南半球，
全球有太阳升落现象的各地东南升西南落；直射点以北地区，正午太阳位于正南方向，直射点以南地区，
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正午太阳位于正北方向。
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
C．出现日期推迟，面积增大
D．出现日期推迟，面积不变
【答案】7．B 8．D
【解析】7．根据所学知识，同一地区，太阳直射点纬度相同的日期，正午太阳高度角相同，根据材料2 月
26 日棚内出现遮阴带，此后遮阴带面积逐渐增大，3 月29 日面积最大，此日后遮阴带面积不变，6 月22 日
（夏至日）以后，太阳直射点南移，由于3 月29 日为春分日后8 天左右，与该日正午太阳高度相同的日期
为秋分日前8 天左右，因此9 月15 日前后遮阴带面积最大，之后，随着太阳高度角继续降低，遮阴带移至
棚外，棚内遮阴带开始变小，故B 正确，ACD 错误。该题选B。
8．根据材料棚内最大遮阴带的面积和南北屋面保温被的宽度有关，南北保温被，宽度范围越大，最大遮
阴带面积最大，和支撑柱的高度无关，支撑柱变高时，最大遮阴带面积不变，但遮阴带全部移动到保温棚
底部（此时面积最大）时的正午太阳高度角变大，出现的日期应比之前推迟，D 正确，ABC 错误。故选
D。
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【点睛】正午太阳高度的变化规律：（1）空间分布规律（同时间但不同纬度）(近大远小)离直射点越近，
正午太阳高度越大；离直射点越远，正午太阳高度越小。（2）季节变化规律（同纬度但不同时间）(来增
去减)，当太阳直射点远离某地时，其正午太阳高度变小；当太阳直射点靠近某地时，其正午太阳高度变大。
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
【答案】1．B 2．D
【解析】1．结合材料可得，此时（37°N，122°E）正在日出；此时太阳直射点在北半球，纬度更高，昼长
更长，日出更早，因此沈阳（41°N，123°E）和长春（44°N，125°E）纬度高于当地，且在该地的东部，故
日出的地方时更早，故排除A、D；此时太阳直射北半球。纬度越高，日出越早，北京的纬度比济南高，虽
然日出时间比当地早，但经度更靠西，所以当地日出时，北京更接近日出，B 正确；济南纬度较当地低，
昼长相对较短，日出较晚，且济南经度比当地更靠西，当地日出时，济南还未日出，C 错误；故选择B。
2．此时为5 月11 日，此日三个月内，太阳直射点逐渐向北，再向南。晨昏线与经线的夹角先变大再变小，
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故A 排除；同一地点日出日落的方位先偏北再偏南，故B 排除；随着太阳直射点北移，北极点午夜的太阳
高度先变大，再变小，故C 排除；大约再隔42 天后，太阳会直射同一地点，故在同一地点、时间、方位再
次看到日出，故D 正确；故选择D。
【点睛】在北半球的春分日、 秋分日，晨昏圈同某一经线圈相重合，全球各地昼弧与 夜弧等长，即昼夜
平分。在北半球的夏至日、冬至日，晨昏圈同经线的交角为最大，夏至日，北半球各纬线圈上的 昼弧为
一年中最长，即白昼为最长， 南半球各纬线圈上的夜弧为一年中最长，即黑夜为最长。 冬至日，反之。
晨昏圈是地球上的大圈，但由于大气的散射作用等，在日出以前和日没以后天空仍较明亮，因此它实际上
要比大圈略小些。
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
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
【答案】3．B 4．C 5．A
【解析】3．根据材料，当太阳位于地平线下0°至6°之间，叫作“民用曙暮光”，昼夜交替的周期是24 小
时，每小时转15°，每转1°需要4 分钟，太阳即将升在地平线下6°时是出现“民用曙暮光”的最早时间，
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此时距离日出还需要24 分钟的时间，春分日全球昼夜等长，6 点日出，18 点日落，故北半球某地春分日出
现“民用曙暮光”的最早时间为日出前24 分钟，为5：36 前后，B 正确，ACD 错误； 故选B。
4．根据所学知识，夏至日时，太阳直射点在北半球，北半球东北日出，西北日落，夏至日傍晚时分石家
庄市拍摄“民用曙暮光”时，需将摄像头指向西北，C 正确。ABD 错误，故选C。
5．北方位于北温带，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，A 正确； 一天中，
最高气温出现在午后2 时左右，这时北方太阳位于西南方向，B 错误；北方冬季因昼短夜长，气温最高时
为下午2 点左右，太阳位于西南天空向西的窗户利于屋内采光取暖，不是商品房价格低的原因，C 错误；
北方冬季不会阳光毒辣，酷热难当，D 错误，故选A。
【点睛】太阳直射点位于北半球时，太阳在东北方向日出，正午位于正南方向，在西北日落，太阳直射点
位于南半球时，太阳在东南方向日出，正午位于正南方向，在西南日落。
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
【答案】6．B 7．A
【解析】6．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，读图
可知，普通屋顶使冬季射入室内的太阳光线减少，因冬季太阳高度角小，飞檐高度增加，使冬季摄入室内
的太阳光的面积增加，B 正确，D 错误；夏季正午的阳光在普通屋顶和飞檐屋顶下都不能照进室内，对室
内的遮阳效果相同，A、C 错误。故选B。
7．浙江属于亚热带季风气候，降水量丰富，北京属于温带季风气候，降水量较浙江少。因此浙江飞檐长
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度不变，加大飞檐翘起的角度有利于排泄雨水，①正确，③错误；或者飞檐翘起的角度不变，缩短飞檐，
也有利于雨水的排泄，②正确，④错误。A 正确，BCD 错误。故选A。
【点睛】中国传统民居往往是当地自然环境的映射，根据民居建筑的用材和墙体厚度判断冷暖及昼夜温差；
根据屋顶坡度、房檐宽度判断降水量的多少；根据窗户大小判断风力、风向；根据房屋朝向判断气候特征；
根据民居的用材判断气候特征等。
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。
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
【答案】8．D 9．B
【解析】8．根据材料信息可知，山西省晋中乔家大院"人体日晷"是有人体参与的一种日晷，人自己站在中
间适当位置，根据自己人影对应的有时间标记的石墩，就可以判断一天中的大致时间。山西省晋中位于北
温带，正午太阳始终位于正南方向天空，正午日影朝向正北。根据图中有时间标记的石墩，排列可以判断，
12 时位于正北方向，与地面石条延伸方向一致，由此判断，照片拍摄方向是朝北。故 D 选项正确， ABC
选项错误，故选D。
9．冬至日，太阳直射南回归线，冬至日人影扫过的时间标记痒（石墩）数量最多为9 个，乔家大院
（37°N，112°E）的昼长大约为9 小时，16 分钟，冬至日人影扫过的时间标记牌（石墩）数量最多为9 个，
故 B 正确， ACD 错误，故选B。
【点睛】对于北回归线以北的地区，正午太阳在正南方位，物体的影子在正北方位。
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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
【答案】10．B 11．A
【解析】10．结合乾清宫夏至日正午入射角，计算出乾清宫的纬度约为40°N，再结合正午太阳高度角公式
计算出冬至日正午太阳高度角为26.5°，即冬至日正午入射角约为26.5°，B 正确，ACD 错误。故选B。
11．该地冬至日正午前后一段时间内，太阳自东南向西南移动，反射的阳光由西向东将“正大光明”匾和
下面的五条金龙依次点亮，A 正确，BCD 错误。故选A。
【点睛】日出日落太阳方位：春秋二分，太阳直射赤道，全球日出正东、日落正西。太阳直射北半球，全
球（极昼极夜区除外）日出东北、日落西北；北极附近极昼区，日出正北，日落正北。太阳直射南半球，
全球（极昼极夜区除外）日出东南、日落西南。南极附近极昼区，日出正南，日落正南。
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
【答案】12．B 13．C 14．D
【解析】12．根据所学知识可知，林奈位于17.6°E，与北京时间相隔大约七小时，当北京午时花刚盛开时，
北京时间为12 点，此时，林奈时间为早上5 点钟左右，根据花钟时间表对照，凌晨5 点钟左右花钟上正在
开花的为野蔷薇，B 正确，排除ACD。故选B。
13．根据材料信息可知，瑞典“花钟”在北京“报告”时间存在误差，主要原因在于两者纬度不同，地理
位置存在着差异，地理环境出现差异，昼夜温差大小不同，都会影响花的开放，②③正确；昼夜长短分布
状况以及地质构造对报时误差产生的影响较小，排除①④。故选C。
14．根据题干信息可知，甜万寿菊是一种短日照花卉，花期最为适宜的日照时长每天低于10.5 小时，因此，
应分布于昼短夜长的季节，同时，适宜温度在18 到20 摄氏度，气温较为适宜，满足条件的为寒露节气，D
正确；立春节气大约在2 月份，气温较低，不适合甜万寿菊生长，排除A；芒种和立秋时分，北半球昼长
夜短，日照时长大于10.5 小时，排除BC。故选D。
【点睛】地球公转意义：昼夜长短的变化以及太阳直射点的回归移动。昼夜长短分布状况与太阳直射点所
在半球有关，太阳直射点所在半球昼长夜短，反之则昼短夜长；太阳直射点的移动方向反映了昼夜长短变
化趋势。
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。
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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（
）
A．①车位
B．②车位
C．③车位
D．④车位
【答案】15．B 16．D
【解析】15．9 月27 日太阳直射南半球。我国位于北半球，东南日出，正午太阳位于正南，西南日落，太
阳方位依次是东南—正南—西南。图中办公楼影子朝向西北，且办公楼影子与正北方向夹角为30°，说明
太阳位于东南方，根据所学知识可知，太阳方位变化的角速度大致是15°/小时，可推出再过2 小时30 分太
阳位于正南，办公楼影子朝向正北，该地迎来正午时分（地方时为12 点）。图中显示此时为北京时间
9:30，两小时后是北京时间（120°E 地方时）11:30，是该地地方时的12 时。由所学地方时知识可知，该地
时刻比北京时间早，应位于120°E 以东，时间相差30 分，经度相差7.5°，即该地经度约为127.5°E。喀什经
度约为76°E，哈尔滨经度约为127.5°E，成都经度约为104°E，长沙经度约为113°E，四个选项中只有哈尔滨
经度约为127.5°E，B 正确，ACD 错误，故选B。
16．会议时长约为4 小时，即从北京时间9:30 至13:30，当地地方时的10 时至14 时，太阳由东南方到正南
再到西南方，办公楼影子从西北到正北再到东北，④车位被太阳影子遮挡的时间最长，即被太阳照射的时
间最短，是最理想的车位，D 正确，ABC 错误，故选D。
【点睛】未出现极昼或极夜现象的地区，太阳直射北半球时，日出东北，日落西北；太阳直射南半球时，
日出东南，日落西南；太阳直射赤道时，日出正东，日落正西。太阳直射点所在纬度越高，日出日落方位
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向南或向北偏转越大；当地纬度越高，日出日落方位向南或向北偏转越大。北回归线以北地区，正午太阳
常年从正南方照射而来；南回归线以南地区，正午太阳常年从正北方照射而来；南北回归线之间的地区，
正午太阳方位要根据当地纬度与太阳直射点所在纬度的南北关系进行确定。
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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【答案】(1)能够看到太阳的理由：7 月份，北半球昼长夜短，此地位于40°N，应早于6：00 日出，7：30
在日出之后，应该能看到太阳。
实际没有看到太阳最可能的原因：7：30 太阳大致位于起点的东南方向，且太阳高度较小；而东南方向的
山地地势较高，坡度较大，山地可能遮挡了太阳光线。
(2)小路大致沿等高线建设，坡度小，加速行进耗费体力小；小路为山民日常用路，地面平整，野生动物出
没少，行路较安全；小路遇险或迷路，更容易寻求路人帮助。
(3)拍摄者位于点标3。理由：太阳能热水器集热装置应朝南，据此判断拍摄点位于村落西北方向；从角度
上看点标2 和3 均符合，但点标2 在山脊线的西侧且与村落之间的坡面变化是上凸下凹，视线受阻，可能
看不到村落，而点标3 在凹坡之上，且距村落更近，手机拍摄的效果更佳，因而最有可能。
【分析】本题主要考查太阳视运动，等高线地形图的判读等相关知识，考查学生获取与解读地理信息，调
动与运用地理知识的能力，培养学生区域认知，综合思维，地理实践力等学科核心素养。
【详解】（1）能否都看到太阳，主要看日出时间，比赛开始的时间为7 月11 日7 时30 分，当地与北京时
间（120°E 地方时）相差4 分钟，7 月11 日为夏半年，北半球昼长夜短，日出时间在6:00 以前，日落时间
在18:00 以后，比赛时间是7:30，理论上可以看到太阳。实际没看到的原因可能是地形的阻挡。从图中的
等高线图中可以看出，东南方向地势高，而7:30 太阳刚好位于东南方向，太阳被地形阻挡，因此没看到太
阳。
（2）结合材料可知，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。从点标6 到点标7 的路线，比赛接近结束，选手处于加速行进阶段。结合图中等高线分布可知，
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小路大致沿等高线建设，地势起伏较小，坡度较小，加速行进过程中体力耗费相对较小。而箭头的近路经
过的等高线条数更多，地势起伏更大，加速行进耗费体力大。同时，小路为当地居民日常用路，地面平整，
人类活动较多，一方面，野生动物出没少，行路过程中更为安全，另一方面，人类活动多，在小路如果遇
险或迷路，更容易寻求路人的帮助。
（3）判断拍摄者的位置，要看照片中热水器装置的朝向，也要考虑到通视问题，通视主要看等值线的凸
向和疏密。太阳能热水器集热装置应朝南，据此判断拍摄点位于村落西北方向；从角度上看点标2 和3 均
符合，但点标2 在脊线的西侧且与村落之间的坡面变化是上凸下凹，视线受阻，可能看不到村落，而点标
3 在凹坡之上，且距村落更近，手机拍摄的效果更佳，因而最有可能。综上判断拍摄者应该位于点标3。
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。
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【答案】(1) 短 F 小
(2)小区位于36°34′N，12 月22 日正午太阳高度最小，为30°；正午时，楼的影长达34.66m，远大于楼间距
20m。
(3)楼房间距应比上海宽。该城市纬度比上海高，冬至日正午太阳高度比上海小。
【分析】本大题以我国某城市住宅小区的分布平面图、某日旗杆杆影轨迹示意图为材料设置试题，涉及太
阳方位，正午太阳高度角的纬度变化、季节变化，计算及其应用等知识点，考查学生对相关知识的掌握程
度，获取和解读地理信息、调动和运用地理知识、论证和探讨地理问题的能力，考查区域认知、综合思维、
地理实践力等地理学科核心素养。
【详解】（1）正午时刻，正午太阳高度角最大，影子最短。根据该地位于北半球和杆影端点轨迹可以判
断此时为夏半年，太阳东北升西北落。因杆影方位与日出方位相反，判断出最接近日出时段的应该是杆影
朝向西南方向，即F。夏季正午太阳高度较大，所以南面客厅内的正午阳光照射面积较小。
（2）底层住户采光条件差，即冬至日正午采光时间过短或无法采光。小区位于36°34′N，冬至日太阳直射
南回归线23°26′S，冬至日该地正午太阳高度H＝90°－纬度差＝90°－(36°34′＋23°26′)＝30°，楼高是20 米，
楼的影长＝20÷tan30°≈34.66m，远大于楼间距20m，导致底层住户正午采光条件差。
（3）为保证住宅获得充足的太阳光照，即考虑冬至日的楼房间距应大于冬至日的影长，影长与正午太阳
高度角有关。上海纬度约为31°N，该城市纬度比上海高，冬至日正午太阳高度比上海小，楼的影长更长，
楼房间距应比上海宽。
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。
(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”
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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。
【答案】(1)北京：东北—正南—西北；海口：东北—正北—西北。因素：昼夜长短；纬度位置。
(2)从春分到秋分，北京路灯开启时刻比南昌晚；从秋分到第二年春分，北京路灯开启时刻比南昌早。
(3)冬至日正午夹角为63°26′；夏至日正午夹角为16°34′。变化特征：冬至日至夏至日正午夹角逐渐变小；
夏至日正午夹角达到一年中的最小值；夏至日至冬至日正午夹角逐渐变大；冬至日正午夹角达到一年中的
最大值。
【分析】本大题以“追日型”太阳能发电设备示意图为材料设置试题，涉及日出日落方位、昼夜长短的变
化、正午太阳高度角的计算及应用等知识点，考查学生对相关知识的掌握程度，获取和解读地理信息、调
动和运用地理知识、论证和探讨地理问题的能力，考查区域认知、综合思维、地理实践力等地理学科核心
素养。
【详解】（1）夏至日，太阳直射北回归线（23°26'N），北京位于北回归线以北地区，日出东北，正午太
阳在正南，日落西北，因此太阳能电池板“追日”的方向为东北—正南—西北；海口位于北回归线以南地
区，日出东北，正午太阳在正北，日落西北，因此太阳能电池板“追日”的方向为东北—正北—西北。结
合所学知识可知，夏至日，纬度较高的北京，昼长较长，且日出日落方位偏转较大，即夏至日两地太阳能
电池板“追日”旋转方位差异的因素有昼夜长短。此外，两地太阳能电池板的正午朝向不同，主要是因为
两地与太阳直射点的相对南北位置不同，即纬度位置导致了两地太阳能电池板“追日”的正午方向差异。
（2）若仅考虑昼夜长短状况，路灯开启时刻应是日落时刻。且根据材料信息可知，北京和南昌的经度相
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同，地方时相同。故本小题主要分析北京和南昌日落时刻的早晚，即两地的昼夜长短。昼较长，日落较晚，
路灯开启时刻较晚；昼较短，日落较早，路灯开启时刻较早。从春分到秋分，太阳直射点位于北半球，北
京和南昌均昼长夜短，北京纬度高于南昌，因此北京的昼长比南昌长，北京的日落比南昌晚，所以北京路
灯开启时刻比南昌晚。从秋分到第二年春分，太阳直射点位于南半球，北京和南昌均昼短夜长，北京纬度
高于南昌，因此北京的昼长比南昌短，北京的日落比南昌早，所以北京路灯开启时刻比南昌早。
（3）由所学知识和生活经验可知，太阳能电池板与太阳光线垂直时，集热发电效果最好，此时太阳能电
池板与地面夹角和太阳高度角互余。正午太阳高度角等于90°减去当地与太阳直射点所在纬线的纬度差，
则太阳能电池板与地面夹角等于当地与太阳直射点所在纬线的纬度差（同一半球是度数差，不同半球是度
数和）。夏至日，太阳直射北回归线（23°26′N），该日北京与北回归线的纬度差是16°34′；冬至日，太阳
直射南回归线（23°26′S），该日北京与南回归线的纬度差（度数和）是63°26′。北京位于北回归线以北地
区，从冬至日至次年夏至日，北京与太阳直射点所在纬线的纬度差变小，正午太阳能电池板与地面夹角变
小；夏至日正午夹角达到一年中的最小值；从夏至日至冬至日，北京与太阳直射点所在纬线的纬度差变大，
正午太阳能电池板与地面夹角变大，冬至日正午夹角达到一年中的最大值。
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