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课时10 昼夜长短的变化
1．昼夜长短与昼弧、夜弧
(1)昼夜长短反映日照时间的长短。
(2)昼弧和夜弧：晨昏线把所经过的纬线分割成两部分，位于昼半球的部分叫昼弧，位于夜
半球的部分叫夜弧，如下图：
(3)意义
昼弧和夜弧的长度，反映了该纬度地区昼夜的长短。昼弧长于夜弧则昼长夜短；昼弧等于夜
弧则昼夜等长；昼弧短于夜弧则昼短夜长。
2．昼夜长短的变化规律
(1)赤道上：终年昼夜等长，均为12 时。
(2)春分日和秋分日：全球昼夜等长。
(3)北半球状况(南半球相反)
时间
昼夜长短
分布规律
特殊节气
夏半年(自春分日
至秋分日)
昼长夜短
纬度越高，昼越长，夜越
短，至北极四周为极昼
夏至日，北半球昼最长、夜最
短，北极圈及其以北地区皆为
极昼
冬半年(自秋分日
至次年春分日)
昼短夜长
纬度越高，昼越短，夜越
长，至北极四周有极夜现
象
冬至日，北半球昼最短，夜最
长，北极圈及其以北地区皆为
极夜
1．昼夜长短的变化规律
(1)昼夜长短分布——抓“直射点位置”
太阳直射点所在的半球位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜
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短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现
象。如下图所示：
(2)昼夜长短变化——抓“移动方向”
太阳直射点的南北移动方向决定昼长、夜长的变化趋势，纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。
太阳直射点向哪个方向(南、北)移动、哪个半球(南、北半球)就昼变长、夜变短；且纬度越
高，昼夜长短变化幅度越大。如下图所示：
(3)极昼极夜范围——抓“直射点位置”
太阳直射点的纬度与出现极昼极夜的最低纬度互余。
2．太阳直射点位置、日出日落方位与昼夜长短的关系
直射点
位置
日出方位(极昼、极夜
区除外)
日落方位(极昼、极夜区
除外)
昼夜长短
北半球
东北(北半球早于地方
时6 时日出)
西北(北半球晚于地方时
18 时日落)
北半球昼长夜短，南
半球昼短夜长
赤道
正东(地方时6 时日出)
正西(地方时18 时日落)
昼夜等长
南半球
东南(北半球晚于地方
时6 时日出)
西南(北半球早于地方时
18 时日落)
北半球昼短夜长，南
半球昼长夜短
3.昼长、夜长的计算方法
(1)根据某纬线的昼弧或夜弧弧度计算
昼(夜)长时数＝昼(夜)弧度数/15°。
(2)根据日出、日落的地方时计算，地方时正午12 时把一天的白昼平分成相等的两份
①昼长时数＝(12－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2。
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②夜长时数＝(日出时间－0)×2＝(24－日落时间)×2。
③昼长时数＝日落时间－日出时间。
注：公式①②中日出、日落时间均为地方时，公式③中日出、日落时间统一标准即可。
(3)根据纬度的分布特点进行计算
①同纬度各地的昼长相等，夜长相等。
②根据昼夜长短的纬度对称分布特点，北半球各地的昼长(夜长)与南半球同纬度地区的夜长
(昼长)相等，可以求对称纬度的昼长(夜长)。
(4)根据昼夜长短的时间对称特点进行计算
①关于冬至日、夏至日对称的两个日期(A 与B、C 与D)：昼长、夜长相等。
②关于春分日、秋分日对称的两个日期(B 与C、D 与E)：一个日期的昼长与另一个日期的
夜长相等。
4．昼夜长短的应用
(1)根据昼夜长短，判断太阳直射点位置
①全球各地昼夜等长，太阳直射赤道。
②北半球昼长夜短，太阳直射北半球。
③南半球昼长夜短，太阳直射南半球。
(2)根据昼夜长短差值，判断纬度高低
昼夜长短差值越大，纬度越高；赤道地区，昼夜长短差值等于0。
(3)根据昼夜长短，判断日出、日落时间
①日出时间＝12－1/2 昼长。
②日落时间＝12＋1/2 昼长。
(2022·6 月浙江选考)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1～2 题。
1．符合“昼变短，夜比昼长”条件的时段是( )
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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
[关键信息点拨]
北极星出现于正北天空，其光线与地平面的夹角等于当地的地理纬度，不会发生变化，故
北极星光线与正午太阳光线的夹角α 的大小随当地正午太阳高度的变化而变化；冬至日时我
国各地正午太阳高度达到一年中的最小值，角α 达到最大值，可判断甲～戊所代表的节气。
北半球“昼变短，夜比昼长”时太阳直射点在南半球，且向南移动，可判断出时段。
丙为夏至日，太阳直射北回归线，结合图中北极星的仰角(即当地的地理纬度)，利用正午
太阳高度的计算公式可以对图示位置关系进行判读。
答案 1.D 2.C
解析 第1 题，北极星光线与地面的夹角为当地的地理纬度，对北回归线以北地区来说，正
午太阳光线来自南方，正午太阳高度在夏至日达到最大值，则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。据图示信息判断，丙为夏至日，甲、戊为
冬至日，乙为春分日，丁为秋分日。符合北半球“昼变短，夜比昼长”的是“太阳直射点在
南半球，正在向南移动”，即秋分日到冬至日，是图中的丁至戊，选D。第2 题，图中有三
个角度，北极星与地面的夹角是当地的地理纬度，正午太阳光线与地面的夹角代表正午太阳
高度，因丙为夏至日，太阳直射点位于北回归线，可以逐个选项计算即可得出正确答案。
20°N 夏至日的正午太阳高度为86.5°，①错误；②图中北极星光线与地面的夹角为58°，我
国最北端纬度位置约为53°N，②错误；③图位于36°N，正午太阳高度是77.5°，③正确；
30°N 的正午太阳高度是 83.5°，④错误。故选C。
考向1 通过“昼夜长短的变化规律”考查“区域认知”
(2023·山东济南期末)10 月30 日，小贾乘坐由伦敦飞往香港的国际航班，起飞2 小时后，
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提前得知消息的同学小明在柏林(13°E)拍到了该飞机经过时的照片，并发了朋友圈(下图)。
该航班在北京时间10 月31 日1：18 抵达香港，共飞行11 小时18 分。据此完成1～2 题。
1．小明拍照时大致朝向( )
A．东 B．西 C．南 D．北
2．拍照时，全球昼夜分布状况是( )
答案 1.D 2.C
解析 第1 题，由北京时间10 月31 日1：18 到达，且飞行总时长为11 小时18 分，得到起
飞时的北京时间为10 月30 日14：00。北京位于东八区，伦敦位于零时区，间隔8 个时区，
根据“东加西减”得到起飞时的伦敦时间为10 月30 日6：00。起飞后两小时到达柏林，即
伦敦时间10 月30 日8：00，此时柏林为上午9：00，太阳位于东南方向，地物影子朝向西
北，据图中的影子朝向可知图片为向北拍摄。第2 题，拍照时为10 月份，北半球极圈内部
分地区存在极夜现象，排除B 和D；拍照时伦敦时间为10 月30 日8：00，昏线与赤道交点
所在的经线为150°E，故选C。
考向2 通过“昼长的计算”考查“综合思维”
我国位于30°N 的某半山观景台某日于北京时间06：27 观赏到太阳从东方地平线上升起，
13：12 太阳高度达到一天中最大。据此完成3～4 题。
3．此日该地的昼长最接近( )
A．9 小时33 分钟
B．11 小时6 分钟
C．11 小时30 分钟
D．13 小时30 分钟
4．此日，可能与该地同时欣赏日出的地点是( )
A．大连金石滩(122°E,39°N)
B．上海(121°E,31°N)
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C．青海湖(100°E,37°N)
D．洱海(100°E,26°N)
答案 3.D 4.C
解析 第3 题，由材料可知，该日该地于北京时间06：27 观赏到太阳从东方地平线上升起，
说明此时为日出。13：12 太阳高度达到一天中最大，说明此时为该地正午。从日出到正午
历时6 小时45 分钟，为昼长的一半，昼长应为13 小时30 分钟，D 正确。第4 题，该日北京
时间13：12 太阳高度达到最大，此时为正午，说明该地地方时和北京时间相差1 小时12 分
钟，即经度比120°E 偏西18°，位于(30°N,102°E)。该日昼长大于12 小时，为夏半年，纬度
越高，昼越长。大连金石滩纬度比该地高，经度在东，日出较早，A 错误。上海纬度和该地
相差不大，但地方时早一个多小时，日出时间明显早于该地，B 错误。青海湖纬度比该地高，
地方时比该地略晚，可能同时日出，C 正确。洱海纬度比该地低，地方时比该地略晚，日出
时间比该地晚，D 错误。
课时精练
下表是“我国四城市连续两日的日出、日落时刻(北京时间)表”。据此回答1～2 题。
城市
第一日
第二日
日出
日落
日出
日落
①
06：04：50
17：25：54
06：03：00
17：26：17
②
07：25：31
19：04：58
07：24：22
19：05：40
③
06：45：03
18：31：52
06：44：09
18：32：18
④
08：16：41
19：57：11
08：15：34
19：57：50
1.表中日期最接近的节气是( )
A．春分 B．夏至 C．秋分 D．冬至
2．关于表中四城市位置的说法，正确的是( )
A．自西向东依次是④③②①
B．自东向西依次是①③④②
C．自南向北依次是③④②①
D．自北向南依次是②①③④
答案 1.A 2.C
解析 第1 题，表中四地昼长均略小于12 小时，说明太阳直射点位于南半球且接近赤道；
同时第二天昼长大于第一天，说明太阳直射点向北移动；据此可判断表中日期最接近春分。
第2 题，由日出时间、日落时间可计算出正午时间，从而可判断自东向西依次是①③②④；
太阳直射点位于南半球，越往北昼越短，则依据昼长，可判断自南向北依次是③④②①。
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(2023·江苏南通模拟)成都(31°N,104°E)的王老师某月连续三日环湖跑步期间，北京时间
18：30 经过同一地点时，均看到太阳位于正前方。图1 为“王老师所见的太阳位置示意
图”，图2 为“王老师跑步线路图”。据此完成3～5 题。
3．该月可能为( )
A．1 月 B．4 月 C．7 月 D．10 月
4．王老师观日时的位置为( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
5．这几日成都昼长约为( )
A．10 小时
B．11 小时
C．12 小时
D．13 小时
答案 3.D 4.A 5.B
解析 第3 题，北京时间为120°E 的地方时，成都位于104°E，北京时间18：30 时，成都的
地方时为17：26，此时接近日落，说明成都昼短夜长，太阳直射点应位于南半球，为北半
球冬半年。根据图示信息可知，此时日落时间逐渐提前，太阳直射点应向南移动，所以此时
应位于北半球秋分日至冬至日之间，10 月符合，故选D。第4 题，根据上题分析可知，此
时为北半球冬半年，成都日落方位为西南，根据图示信息可知，在甲地跑步时朝向西南，故
选A。第5 题，根据以上分析可知，这几日成都日落的地方时为17：26 左右，则成都昼长
为(17：26－12：00)×2＝10 小时52 分，接近11 小时，B 正确。
2019 年1 月6 日，我国北方大部分地区看到了“带食日出”。“带食日出”是日偏食的
一种景象，初升的红日从地平线升起的时候就缺了一块儿。下图示意某天文爱好者在北京某
地拍摄的“带食日出”景象。据此完成6～7 题。
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6．与形成“带食日出”景象密切相关的是( )
①地球的自转 ②地球的公转 ③月球的自转 ④月球的公转
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
7．仅考虑天文因素，与北京某地(40°N,116°E)相比，天文爱好者在潍坊某地(36°N,119°E)看
到“带食日出”景象时的( )
A．时刻较早，方位偏北
B．时刻较晚，方位偏南
C．时刻较早，方位偏南
D．时刻较晚，方位偏北
答案 6.B 7.A
解析 第6 题，地球自西向东自转，产生太阳东升西落，所以“带食日出”与地球的自转有
关，①对、②错；“带食日出”是日偏食的一种景象，而日食是月球绕地球公转到太阳和地
球中间发生的，③错、④对，故选B。第7 题，1 月6 日，太阳直射点位于南半球，越往南
昼长越长，潍坊较北京昼长较长，且相对位置偏东，故日出时刻较早，B、D 错；潍坊纬度
较北京低，该日潍坊较北京正午太阳高度大，昼长较长，故潍坊较北京日出位置偏北，A 对、
C 错。
下面图1 为“南半球某地全年日出时间变化曲线图”，图2 为“T 日北京时间8：10 成
都某街道悬日景观图”。读图，完成8～9 题。
8．图1 所示地区位于( )
A．亚洲南部
B．大洋洲西北部
C．南美洲西部
D．非洲中部
9．图2 中，成都街道的走向是( )
A．正东—正西
B．正南—正北
C．东北—西南
D．东南—西北
答案 8.D 9.D
解析 第8 题，据图1 可知，该地一年中日出最早为北京时间12：10，日出最晚为北京时间
12：30，可知二分日时日出时间为北京时间12：20。二分日时全球昼夜平分，各地均在当
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地地方时6 时日出，据此可以计算出，该地的经度为25°E。结合各大洲的经度位置可知，
该地可能位于非洲中部，故选D。第9 题，图1 为南半球某地全年日出时间变化曲线图，T
日为该地一年中日出最早的一天，当地昼长夜短，为南半球夏半年，而成都位于北半球，该
日昼短夜长，日出东南方向，日落西南方向。图2 为T 日北京时间8：10 成都某街道悬日景
观，可知应是日出时刻的悬日景观，故此时太阳位于东南，进而可知街道走向为东南—西
北。故选D。
暑假期间小明同学去我国东南沿海某海湾游览，下图为“该海湾示意图”。小明拍摄了
一张“ 落日碧海、渔船点点” 的照片，拍照的时间是19 ：01 ，当地经纬度约为
(23°53′N,116°E)。完成10～11 题。
10．小明拍摄照片时的位置应在图中( )
A．① B．② C．③ D．④
11．拍摄照片的当天，当地昼长约为( )
A．14 小时2 分钟
B．14 小时34 分钟
C．13 小时30 分钟
D．12 小时
答案 10.D 11.C
解析 第10 题，据材料可知为暑假期间，太阳直射北半球，小明拍的是日落，日落位于西
北方向，根据“碧海”“渔船”这些信息可知西北方向有海的只能是④，故选择D。第11
题，当地经度与120°E 相差4°，时间相差16 分钟，由此可以算出当地日落时间为18：45，
根据昼长时间计算公式：12＋昼长/2＝日落时间，可以算出昼长时间为13 小时30 分钟，故
选C。
(2023·浙江杭州高级中学模拟)下图为某科考人员随科考船于某地前后10 天P、Q 二日
拍摄的日出(图中所示为北京时间)合成照片。完成12～13 题。
12．P 日该地的昼长为( )
A．7 小时20 分
B．11 小时20 分
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C．12 小时
D．16 小时40 分
13．该地位于( )
A．南印度洋
B．北印度洋
C．南太平洋
D．北太平洋
答案 12.B 13.A
解析 第12 题，由于Q 日8：00 日出且方位为正东，可以确定为春分日或秋分日且日出时
当地地方时为6：00，晚于北京时间2 小时，所以P 日时，该地日出地方时为6：20，故昼
长为11 小时20 分，故选B。第13 题，春分日或秋分日，正东日出，根据观测日出常识可知，
P 日日出时为东偏北方向，同时该地昼长小于12 小时，故可确定在南半球，B、D 错误。地
方时晚于北京2 小时的经度为90°E，故为南印度洋，A 正确；南太平洋在180°附近，C 错
误。故选A。
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