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专题03 地球运动
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01 知识脑图·核心脉络搭建——梳理专题框架，搭建知识体系
02 考点深研·知能分层突破——深挖高频考点，分层突破重难点
▶基础梳理·自主夯基
▶重难突破·考向精练/深研
考点一 地球自转及其地理意义►考向1 地球自转特征与地转偏向力 考向2 昼夜交替与晨昏线
考向3 时间计算技巧
考点二 地球公转及其地理意义►考向1 地球公转特征与黄赤交角 考向2 昼夜长短的变化
考向3 正午太阳高度的变化 考向4 太阳视运动
考向5 地球运动与二十四节气
03 素养进阶·答题技法突破——提炼解题范式，提升答题素养
模板建构
▶
·答题指导
技法提炼
▶
·审题点拨
易错剖析
▶
·避坑攻略
【技法点拨01】恒星日的时间计算、恒星的视运动轨迹 【技法点拨02】数轴法突破时间计算问题
【技法点拨03】地方时、区时的计算 【技法点拨04】特殊时间点中地方时的计算
【技法点拨05】计算新一天的范围占全球的比例
【技法点拨06】特殊经线法计算进入新的一天的区域所占全球范围的比例
【技法点拨07】昼夜长短的计算
【技法点拨08】根据观测点位置和太阳直射点位置判断正午太阳方位
【技法点拨09】根据观测点位置和太阳直射点位置判断日出、日落太阳方位
【技法点拨10】根据对称规律计算太阳出现在同一位置的日期
【技法点拨11】日影日变化图与正午日影年变化图的判读
【技法点拨12】四点法突破太阳视运动问题
【技法点拨13】晨昏线图（光照图）上的时间、日期、昼夜变化判读
【技法点拨14】太阳视运动位置图的判读
04 优题精练·专题实战通关——精选优质试题，强化实战应用
知识脑图·核心脉络搭建
考点深研·知能分层突破
基础梳理・自主夯基——核心背记
一、地球自转及其地理意义
1.自转定义：地球绕其自转轴的旋转运动。地轴的空间指向不变，北端始终指向北极星附近，北极星指示
正北。北极星高度(仰角)等于______。在赤道上，看到北极星位于地平线；在北半球，纬度越高，北极星
仰角越大；在北极点，北极星位于天顶。南半球无法看到北极星。
2.自转方向
（1）侧视图（如图A）：自西向东。
（2）俯视图：从北极上空俯视，呈__时针方向旋转（如图B）；从南极上空俯视，呈__时针方向旋转（如
图C）。
3.自转周期
参照物
时间
自转角度
意义
恒星日
恒星
__________
360°
地球自转的真正周期
太阳日
太阳
_____
360°59′
昼夜交替的周期
4.自转速度
（1）角速度：地球表面除南北两极点外，任何地点的自转角速度都相等，约为_____。
（2）线速度：由赤道向两极逐渐_____；赤道最大，极点为0。
5．昼夜现象
（1）成因：地球是一个_____、_____的球体，因而在同一时间里，太阳只能照亮地球表面的一半。
（2）表现：向着太阳的半球是白昼，称为____半球；背着太阳的半球是黑夜，称为____半球；昼半球和
夜半球的分界线，称为晨昏线（圈）。
6.昼夜交替
（1）原因：地球不停地自转。
（2）周期：1 个太阳日，即24 时。
（3）意义：各地温度发生昼夜变化；生物形成昼夜节律（又称“生物钟”）。
7.地方时的计算
（1）概念：因_____不同而出现的不同时刻，称为地方时。
【特别提醒】经度相同，地方时相同；经度不同，地方时不同。
（2）成因
（3）计算
计算的理论依据：①时刻数值东早西晚，东____西____。②两地经度相差1°，地方时相差4 分钟；经度相
差15°，地方时相差1 小时。
计算公式：所求地地方时=_________________________
（4）求地方时的步骤与规则：
【特别提醒】若向东数值相加大于24 小时，则日期_____1 天，时刻再减去24 小时；若向西数值相减小于
0 小时，则日期_____1 天，时刻再加上24 小时。
8.区时计算
（1）时区和区时
名称
时区
区时
属性
空间
时间
产生
全球以经度每15°范围作为1 个时区，共
划分为24 个时区
每个时区中央经线的地方时即为该时区
的标准时——区时
计算
某地所在时区数＝该地经度÷15°(余数若
小于7.5，则商为_____；余数若大于
7.5，则商＋1 为时区数)
所求区时＝(已知区时±时区差)×1 小时
(东加西减)
关系
相邻时区的区时相差1 小时
【特别提醒】①中时区，也叫零时区。以0°经线为中央经线，0°经线的地方时就是该时区的区时，又叫
世界时、国际标准时间。②东、西十二区各占7.5°，合为一个时区。东十二区在180°经线的西侧，西十
二区在180°经线的东侧。东西十二区的区时相同，但是日期相差一天，西十二区比东十二区晚一天。
（2）区时计算
【特别提醒】同一时间系统才能直接加减，不同则需要转化为同一时间系统进行计算，往往利用区时为中
央经线的地方时进行转化。
9.日期的变更与计算
（1）类型
日期界线
自然日界线
人为日界线（即国际日界线）
经线
地方时为_____时（或24 时）的经线
大致为_____经线
日期分割
特点
0 时所在经线时刻在变，该线在地球表面_____移动
180°经线在地球表面的位置_____
（2）变更特点
牢记日期变更方法“向东过线减一天”：此处的“线”指的是国际日界线，向东越过国际日界线，日期减
一天（如果是向东越过0 时经线，则加一天）。如下图所示：
①经线展开图示
②极地投影图示（以北半球为例）
（3）通过日界线确定日期范围
①新的一天范围，从_____所在经线向东到_____经线。
②旧的一天范围，从_____所在经线向西到_____经线。
（4）通过日界线计算日期比值
①新的一天占全球的比值＝新的一天所跨经度数/360°。
②旧的一天占全球的比值＝旧的一天所跨经度数/360°。
③新旧两天的比值＝新的一天所跨经度数/旧的一天所跨经度数。
10.物体水平运动的方向发生偏转
（1）原因：受惯性的影响，物体总是力图保持原来的方向和速
度，但由于受地球的形状和运动的影响，导致它们逐渐偏离了
原来的运动方向
（2）特点：地转偏向力垂直于物体的运动方向；只影响运动方
向，不影响运动速率；纬度越高，地转偏向力越大。
（3）北半球向_____偏，南半球向_____偏，赤道上_____偏转；
纬度越高，偏转越大。
（4）原理应用：
①河流沿岸人类活动的选址受地转偏向力的影响，北半球河流冲蚀右岸，在左岸
淤积，故港口、防洪堤坝一般建于右岸，聚落、挖沙场宜选在左岸。具体示意如
下图：
②炮弹的发射及物品的空投方位确定
③根据天气资料图，正确判断风向及其变化
④根据风或水流的偏转方向判断南北半球
二、地球公转及其地理意义
（一）地球的公转
1．方向：_________；北极上空看呈逆时针方向绕转，南极上空看呈顺时针方向绕转。
2．周期：365 日6 时9 分10 秒，即一个恒星年。
3．公转轨道与速度
公转轨道是一个近似的椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。平均线速度约为每秒30 千米，平均角速度约为
每日1°。
（二）黄赤交角及其影响
1.概念
（1）A 为黄道面：地球公转的轨道面。
（2）B 为赤道面：过地心并与地轴垂直的面。
（3 ）黄赤交角：黄道面与赤道面之间的交角，目前是
23°26′。
2.影响：引起太阳直射点在南、北回归线之间往返运动，称为
太阳直射点的回归运动，周期为1_____，即365 天5 时48 分46
秒。
（三）昼夜长短的变化
1．昼弧、夜弧
（1）划分：晨昏线(圈)将地球上的纬线圈分成两部分，位于昼半球的部分叫
昼弧，位于夜半球的部分叫夜弧。如下图所示。
（2）意义
昼弧和夜弧的长度，反映了该纬度地区的昼夜长短。
昼弧长于夜弧则昼____夜____；
昼弧等于夜弧则昼夜等长；
昼弧短于夜弧则昼____夜____。
2．昼夜长短的变化规律
（1）赤道上：终年昼夜等长。
（2）北半球
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____夜
____
纬度越高，昼越___，夜越
___；北极四周，出现极昼
现象
夏至日，北半球各纬度昼长达
一年中最大值，极昼范围达最
大
冬半年(自秋分日
至次年春分日)
昼____夜
____
纬度越高，昼越___，夜越
___；北极四周，出现极夜
现象
冬至日，北半球各纬度昼长达
一年中最小值，极夜范围达最
大
（3）南半球的情况与北半球相反。
（4）春分日和秋分日：全球各地昼夜等长，各为___小时。
二分二至日时，全球昼长随纬度变化 赤道上、赤道和北极圈之间、北极圈上、南极圈以内昼长随时间变
化
（四）正午太阳高度的变化
1．太阳高度
（1）太阳高度：太阳光线与地平面的夹角(即太阳在当地的仰角)(如图甲)。在太阳直射点上，太阳高度
角是90°；在晨昏线(圈)上，太阳高度角是___。
（2）太阳高度日变化图
非极点地区：太阳高度在一日之内是有变化的，一天之内有一个最大值（地方时12 时时），即当地的正午
太阳高度。
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_____的纬
度。
应用：
①交点(2 个)的横坐标时间，即日出、日落时间，可求昼长；
②最高点的纵坐标即为正午太阳高度；
③最高点的横坐标即为正午时间(地方时必为12:00）（可以求经度）。
2．正午太阳高度
一天中太阳高度角最大值出现在______，称为正午太阳高度角(如图乙)。
正午太阳高度：一地一天的太阳高度最大值；
当地地方时为_______时的太阳高度；
物影最___时的太阳高度。
3.正午太阳高度角的变化规律
（1）正午太阳高度角的纬度变化规律
同一时刻，各地正午太阳高度角从太阳直射点所在纬度向南北两侧______。
时间
正午太阳高度角的变化规律
春分日和秋分日
由______向南北两方降低
夏至日
由______向南北两方降低
冬至日
由______向南北两方降低
（2）正午太阳高度的季节变化规律
北半球节气
达最大值的地区
达最小值的地区
夏至
北回归线及其以北的纬度带
____________
冬至
南回归线及其以南的纬度带
____________
春、秋分
赤道
南北两极点
（五）季节的更替
1．成因
2．划分(以北半球为例)
类型
范围
春季
夏季
秋季
冬季
天文四季
过渡季节
一年内白昼最长、正
午太阳高度最高的季
节
过渡季节
一年内白昼最短、正午
太阳高度最低的季节
气候四季
______月
______月
______月
12 月和次年1、2 月
我国传统四季：中国传统上，以“______”作为四季的起点，即立春作为春季的开始，立夏作为夏季的开
始，立秋作为秋季的开始，立冬作为冬季的开始。
欧美四季：欧美国家一般以二分二至作为四季的划分。春分作为春季的开始，夏至作为夏季的开始，秋分
作为秋季的开始，冬至作为冬季的开始。
（六）五带的划分
1．依据：有无______和有无太阳直射。
2．五带划分
重难突破・考向深研——要点提炼
考点一 地球自转及其地理意义
考向1 地球自转特征与地转偏向力
一、地球自转线速度的影响因素及其应用
1.地球自转速度的分布规律
①极点的角速度和线速度均为0。
60°
②
纬线上的线速度约是赤道上线速度的一半。
③任一纬度θ，其线速度为1670cosθkm/h。
④赤道上空的地球同步卫星运行的角速度与地面对应点的角速度相同，均为15°/h；其运行的线速度大于地
面对应点的线速度。
2.地球自转的线速度
①影响因素
因素
影响
关系
纬度（同一海拔）
纬度相同，线速度相同；纬度越低，线速度越大
负相关
海拔（同一纬度）
海拔越高，线速度越大
正相关
②应用
判断南、北半球
由北向南，线速度越来越大的为北半球；越来越小的为南半球。如上图位于北半球
判断纬度带
0～837km/h→高纬度；837～1447km/h→中纬度；1447～1670km/h→低纬度。如上
图位于中纬度
判断地势高低
地球自转线速度等值线凸向数值低处，说明线速度比同纬度其他地区大，即地势较
高（如上图中A 处可能为山地、高原等）；地球自转线速度等值线凸向数值高处，
说明线速度比同纬度其他地区小，即地势较低（如上图中B 处可能为谷地、盆地
等）
选择航天发射基地位
置
航天发射基地应选择在自转线速度较大(纬度低、海拔高)的地区，并向东发射，以
充分利用其较大的初速度，节省燃料费用，降低发射成本。
二、与河流相关问题的判断思路
1．侵蚀岸与堆积岸
不考虑其他因素的前提下，在地转偏向力的作用下，河水偏向的一岸为侵蚀岸，另一岸为堆积岸。如
下图所示(北半球)。
2．凹岸侵蚀，凸岸堆积
考虑河道弯曲的情况下，河流凹岸为侵蚀岸，凸岸为堆积岸，如下图所示。
3．港口建设
(1)河流侵蚀岸河床较陡，水域较深，因此侵蚀岸一侧往往成为河流主航道线所在地。
(2)河流堆积岸泥沙堆积较为严重，水域较浅，因此河岸码头一般都建于侵蚀岸一侧。
考向2 昼夜交替与晨昏线
1.晨昏线的判读
方法
依据
晨线
昏线
自转法
顺地球自转方向，由夜进入昼的线
顺地球自转方向，由昼进入夜的线
时间法
经过赤道上地方时为6 时的昼夜分界线
经过赤道上地方时为18 时的昼夜分界线
方位法
夜半球东侧或昼半球西侧的界线
夜半球西侧或昼半球东侧的界线
图示
2.晨昏线的特点
①晨昏线上的太阳高度为0°，昼半球太阳高度>0°，夜半球
太阳高度<0°；昼半球是半个球面，其投影的圆心为太阳直射
点，太阳高度为90°
②晨昏线（圈）所在平面始终与太阳光线垂直
③晨昏线（圈）和极昼圈（极夜圈）的切点的纬度与太阳直射
点的纬度之和等于90°。晨昏线（圈）和极昼圈的切点地方时
为24 时（0 时）；晨昏线（圈）和极夜圈的切点地方时为12
时。
④晨昏线（圈）在二分日时与经线圈重合，在二至日时与极圈
相切
⑤晨昏线以15°/小时的速度自东向西移动，与地球自转方向
相反
⑥晨昏线永远平分赤道、平分地球，因此赤道上全年昼夜等长
⑦晨昏线与地轴的夹角＝太阳直射点所在的纬度；晨昏线与赤
道的夹角等于与其相切的纬线的纬度
⑧晨昏线上隐含四个时刻：晨线与赤道交点所在经线的地方时
为6 点；昏线与赤道交点所在经线的地方时为18 点；夜半球的
中央经线地方时为24 点或0 点；昼半球中央经线上的地方时为
12 点
3.晨昏线的主要应用
确定地球的
自转方向
根据地球的自转方向可判断晨昏线，反过
来，也可根据晨(昏)线判断地球的自转方
向，进而确定所属半球。
确定地方时
晨线与赤道的交点(晨线中点)所在经线的地
方时为6：00
昏线与赤道的交点(昏线中点)所在经线的地
方时为18：00
晨昏线与极昼范围的切点所在经线平分夜半
球，地方时为24：00 或0：00
晨昏线与极夜范围的切点所在经线平分昼半
球，地方时为12：00
确定太阳直
射点
纬度的确定
①太阳直射点的纬度与切点(晨昏线与纬线的
切点)的纬度互余；
②太阳直射点的纬度＝晨昏线与地轴的夹角
经度的确定
①地方时12：00 所在经线的经度
②昼半球的中央经线
确定日期
晨昏线经过南、北极点(与经线圈重合)时为3 月21 日前后或9 月23 日前后，节气是春分或
秋分
晨昏线与南北极圈相切为二至日：北极圈及其以北出现极昼(南极圈及其以南出现极夜)时为
6 月22 日前后，节气为夏至日；北极圈及其以北出现极夜(南极圈及其以南出现极昼)时为
12 月22 日前后，节气为冬至日。
确定昼夜长
短
晨昏线将地球上的纬线分成昼弧和夜弧两部分，昼长等于该纬线昼弧所跨经度数除以15°
的商，夜长是夜弧所跨经度数除以15°的商。
确定日出、
日落时间
某地的日出时间即该地所在纬线与晨线交点的地方时，日落时间即该地所在纬线与昏线交点
的地方时
确定极昼、
晨昏线与哪个纬线圈相切，该纬线圈与极点之间的纬度范围内就会出现极昼或极夜现象，南
极夜的范围
北半球的极昼、极夜现象正好相反。
确定晨昏线
走向和昼夜
长短
①春秋分日，晨昏线为南北走向，与经线圈重合，全
球昼夜平分；
②太阳直射北半球时，晨线为西北—东南走向(图甲中
AB)，昏线为东北—西南走向(图乙中CD)，北半球昼长
夜短，南半球昼短夜长；
③太阳直射南半球时，晨线为东北—西南走向(图丙中
EF)，昏线为西北—东南走向(图丁中PQ)，北半球昼短
夜长，南半球昼长夜短。
4.光照图判读
地球光照图常借用某时的昼夜分布状况，依靠一些特殊的点、线、面等要素的有机组合，综合考查地
球运动的地理意义，并以此进行季节判断、时间计算，分析昼夜长短和正午太阳高度角的变化等。
（1）光照图的常见图示
图示
全图
1/2 图
1/4 图
局部图
极点俯视图
侧视图
矩形投影图
公转轨道图
（2）确定地方时
①昼半球中央经线的地方时为12 时，如上图ND。
②夜半球中央经线的地方时为24 时(或0 时)，如上图NB。
③晨线与赤道交点所在经线的地方时为6 时，如上图NC。
④昏线与赤道交点所在经线的地方时为18 时，如上图NA。
（3）确定太阳直射点的位置
①确定纬度：与晨昏线相切的纬线度数与太阳直射点的纬线度数互余，晨昏线与地轴的夹角度数等于太阳
直射点的纬度数。
②确定经度：地方时为12 时的经线。
（4）确定昼夜长短
同一纬线上的各地昼弧(或夜弧)是等长的，若昼弧大于夜弧，则昼长夜短，若昼弧小于夜弧，则昼短夜长。
（5）确定极昼、极夜范围
晨昏线与哪个纬线圈相切，该纬线圈与极点之间的纬度范围内就会出现极昼或极夜现象，南北半球的
极昼、极夜现象出现时间正好相反。
（6）确定日期和季节
1）利用北半球昼夜长短：若北半球昼长夜短或北极圈附近有极昼现象，则为北半球夏半年，反之为冬半
年；若昼夜等长，则为春分日或秋分日。
2）特殊日期的判定
①晨昏线与经线重合(或晨昏线经过极点)，为春分日或秋分日，如下图所示：
②晨昏线与极圈相切，若北极圈内为极夜，则为冬至日，若北极圈内为极昼，则为夏至日，如下图所示：
③根据晨昏线与经线的斜交关系判断(北半球)。
考向3 时间计算技巧
1.常见题目和图中隐藏的已知时间
①伦敦时间/国际时间/格林尼治时间/世界时：均为0°经线的地方时；②北京时间：120°E 经线的地方时；
③正午：当地地方时12 时；④太阳直射点所在的经线：12 时；⑤昏线与赤道交点地方时：18 时；⑥晨线
与赤道交点地方时：6 时；⑦昼半球中央经线地方时：12 时；⑧夜半球中央经线地方时：24 时
2.与行程有关的时间计算方法
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。这类问题
若能建立下列关系，也就不难解答了。
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 小时)。
注：“±”选取原则，B 在A 东侧时取“＋”，B 在A 西侧时取“－”(东加西减)。
3．确定日期范围的方法
例如：北京16 时时，与北京属于同一日期的范围占全球的多少？
(1)绘“数轴图”法
新一天的范围是从地方时0 时所在经线向东到180°经线，其余为旧一天的范围，因此解答此类题目的关
键是求出地方时0 时所在经线并科学绘图。
由上图知，与北京属于同一日期的范围为120°W 向东至180°，跨300 个经度，占全球的5/6。
(2)180°经线地方时法
180°经线的地方时是几时，进入新的一天的区域所占时间就是几小时；反过来，全球进入新的一天的
区域所占时间是几小时，180°经线的地方时就是几时。例如：
①当180°地方时为6 时，则新的一天占全球的1/4，旧的一天占全球的3/4。
②当180°经线的地方时为0 时时(即180°经线与0 时经线重合时)，全球为同一天。
③当180°经线的地方时为12 时时(即180°经线与0 时经线关于地轴相对时)，全球新旧日期各占一半。
4.日界线判读方法
①自转法：自西向东或顺着地球自转的方向日期减去一天的为人为日界线，加上一天的为自然日界线。
②时间法：根据时间计算结果为0 时的经线为自然日界线。
③光照图法：在光照图上，地方时为0 时，或夜半球中央经线即为自然日界线（如右图中的NE）。
考点二 地球公转及其地理意义
考向1 地球公转特征及黄赤交角
1.地球公转示意图判读方法
①看太阳直射点的位置：先连接太阳光线与地心，找太阳直射点判断二至日；再结合地球公转的方向即可
判断春分和秋分。（先左右两图，后上下两图）
②看是近日点还是远日点：近日点为1 月初，接近冬至日；远日点为7 月初，接近夏至日。
③看地轴的指向：“左倾左冬，右倾右冬”，即地轴向左倾斜，左面为冬至，向右倾斜，右面为冬至。
2.黄赤交角变化的影响
黄赤交角与回归线度数、极圈度数及晨昏线与地轴夹角之间的关系如下图所示：
①黄赤交角＝回归线的度数，即图中α。
②极圈度数与黄赤交角互余，即图中90°－α。
③黄赤交角＝晨昏线与地轴的最大夹角，即图中α′。
3.太阳直射点纬度的判读
下图为太阳直射点的回归运动图，牢记此图可有效判定太阳直射点的位置，方法如下：
(1)可根据日期大体计算出太阳直射点所在纬度：由图可知，三个月的时间，太阳直射点大约移动23.5°；
平均每月，太阳直射点大约移动8°；每四天，直射点大约移动1°。
(2)可根据对称原则确定太阳直射点的纬度：关于两至日对称的两日期，太阳直射点位于同一纬度；关于两
分日对称的两日期，太阳直射不同半球的同一纬度。
【特别提醒】与太阳有关的地理现象时间上具有对称性：①昼夜长短相等日期；②极昼极夜现象开始与结
束日期；③某一与太阳有关的地理现象再次出现。
直射点决定了昼夜长度和正午太阳高度，直射点纬度相同的两天是昼夜长度、正午太阳高度完全相同的两
天。
考向2 昼夜长短的变化
1．关于昼夜长短的变化规律
（1）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，且该半球纬度越高昼越长夜越短；
直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。另一半球则昼短夜长，且纬度越高，夜越长。
（2）移动规律：直射点向哪个半球(南/北)移动，哪个半球的昼渐长、夜渐短。另一个半球反之。
太阳直射点向北移动时，北半球各地昼变长，夜变短，夏至日昼最长夜最短，南半球相反；太阳直射点向
南移动时，北半球各地昼变短夜变长，冬至日昼最短夜最长，南半球相反。
（3）极昼极夜规律：极昼(极夜)的起始纬度＝90°－太阳直射点的纬度。纬度越高，极昼(极夜)出现的天数
越多。太阳直射点向北移，北极点周围极昼范围变大；太阳直射点向南移，南极点周围极昼范围变大。
春分日至夏至日
夏至日至秋分日
秋分日至冬至日
冬至日至次年春分日
（4）对称性规律
时间对称
在太阳直射点位于同一纬度的两个日期时，昼夜长短状况相同，这两个日期关于夏至
日或冬至日对称，这两日昼夜长短、日出日落时刻与方位相同。如6 月12 日(夏至日
10 天前)与7 月2 日(夏至日10 天后)的两天中，某地的昼夜长短状况相同。
同一地点，关于春(秋)分日对称的两个日期，昼夜长短状况刚好相反。
空间对称
同一时间南北半球纬度数相同的地区昼夜长短“对称”分布，即北半球各地的昼长与
南半球相同纬度的夜长相等。如23°26′N 的昼长等于23°26′S 的夜长
（5）变幅递增规律
赤道上全年昼夜平分，昼夜长短变化为零；纬度越高(指赤道与极圈之间)，昼夜长短的变化幅度越大，
变化区间为0～24 小时；极圈内则为24 小时。推得：同一天，昼长与12 小时相差越大的地点纬度越高；
纬度越高的地点昼长与12 小时相差越大。
离春秋分日越近，昼夜差值越小，昼长越接近12 小时。
（6）日出时间规律：日出早于地方时6:00，日落地方时晚于18:00，昼长夜短，与直射点同一半球；
日出晚于地方时6:00，日落地方时早于18:00，昼短夜长，与直射点不在同一半球。
2．“三看”法明确昼夜长短及其变化
(1)一看“位置”定昼夜的长短状况
①太阳直射点在哪个半球，哪个半球昼长夜短；
②太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。
(2)二看“移动方向”定昼夜长短的变化状况
①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；
②纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。
(3)三看“极昼极夜”定昼夜长短及其变化
①太阳直射点纬度与出现极昼、极夜的最低纬度互余；
②太阳直射点向北移动，北极点周围极昼范围变大；太阳直射点向南移动，南极点周围极昼范围变大。
3．日出、日落方位与昼夜长短的关系
(1)北半球夏半年：太阳直射北半球，日出东北，日落西北；北半球昼长夜短，南半球相反。
(2)北半球冬半年：太阳直射南半球，日出东南，日落西南；北半球昼短夜长，南半球相反。
(3)春分日和秋分日：太阳直射赤道，日出正东，日落正西，全球昼夜平分。
(4)出现极昼的地方：北半球太阳正北升起，正北落下；南半球太阳正南升起，正南落下。
4.昼夜长短的计算
（1）根据昼夜弧的弧度数计算昼长
昼长时数＝昼弧度数/15° 夜长时数＝夜弧度数/15°
（2）根据日出、日落时间计算昼长
地方时为正午12 时，一天的白昼被平分成相等的两份，上午时长等于下午时长，如下图所示。
①昼长＝日落时间－日出时间(这里的日出时间、日落时间要统一，如都是北京时间或都是地方时)
②昼长时数＝(12：00－日出地方时)×2＝(日落地方时－12：00)×2
③夜长时数＝(日出地方时－0)×2＝(24：00－日落地方时)×2
④日出时间＝12－昼长/2＝夜长/2。
（3）根据昼夜长短的分布规律计算昼长
①同一纬线上各点昼夜状况、日出和日落时间相同。
②南、北半球纬度数相同的两条纬线昼夜时长互等，即南半球某地的昼(夜)长＝北半球同纬度数某地的夜
(昼)长。
（4）利用日期的对称性计算昼长
(1)关于二至日对称的两个时间，如A 点和B 点，太阳直射点位于同一个位置。
(2)关于二分日对称的两个时间，如B 点和C 点，太阳直射点位于不同半球，但纬度数相同。
【特别提醒】海拔高的地方，站得高看得远，因此，日出时间会偏早于同纬度地区平地。
5．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
(4)根据昼夜长短判断日出、日落方位
①北半球昼长夜短(南半球昼短夜长)时，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北半球昼短夜长(南半球昼长夜短)时，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全球昼夜等长时，太阳直射赤道，太阳从正东升起，在正西落下(极点除外)。
【特别说明】当极圈内出现极昼时，若是北半球，则出现极昼的地区正北日出、正北日落(0 时日出、24 时
日落)；若是南半球，则出现极昼的地区正南日出、正南日落(0 时日出、24 时日落)。
考向3 正午太阳高度的变化
1．正午太阳高度角的计算方法
公式：H＝90°—两点的纬度差。
说明：“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即两点同在北
(南)半球，则两点纬度“大数减小数”；两点分属南北不同半球，则两点纬度相加，如下图所示。
当太阳直射B 点(10°N)时，
A 点(40°N)正午太阳高度角：H＝90°－AB 纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。
C 点(23°26′S)正午太阳高度角：H＝90°－BC 纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。
纬度相差一度，正午太阳高度相差一度。
【思考】计算夏至日正午太阳高度为73°26′的纬度？
“对称规律”：以太阳直射点所在纬线为对称轴，南北对称的两条纬线，正午太阳高度角相等。
【特别提醒】极昼地区的子夜太阳高度（一天中最小的太阳高度）=当地纬度＋直射点纬度 - 90°
2.正午太阳高度的变化规律
①近大远小：距直射点越近，正午太阳高度角越大，反之越小。
②来增去减：太阳直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度增大，移去则减小。
③同线相等：同一纬线上各地正午太阳高度相同。
④对称规律：以直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线，正午太阳高度相等。
⑤出现极昼的极点一天内太阳高度不变，始终等于太阳直射点的纬度；出现极昼的其他地区，一天内各时
刻太阳高度≥0°。
⑥年变化幅度：a.南北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度
角年变化幅度越大( 由23°26′ 增大到46°52′) ，赤道上为
23°26′，回归线上为46°52′。X 纬度上为(X+23°26′)
b.回归线与极圈之间：各纬度正午太阳高度角年变化幅度相同
(均为46°52′)。
c.极圈以内地区：纬度越高，正午太阳高度年角变化幅度越小
(由46°52′减小到23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。X 纬度上为（90°-X+23°26′）
3．正午太阳高度角的判断方法
(1)分布看“远近”——远小近大
距离太阳直射点所在的纬线越近，正午太阳高度角越大；距离越远，正午太阳高度角越小。
(2)变化看“移动”——来增去减
太阳直射点向某地所在的方向移来时，该地的正午太阳高度角逐渐增大；太阳直射点远离某地时，该
地的正午太阳高度角逐渐减小。
(3)位置看“数值”——90°的出现
4.正午太阳高度角的应用
（1）确定地方时
当某地太阳高度达一天中最大值时，此时日影最短，就是一天的正午时刻，此时当地的地方时是12 时。
（2）判断所在地区的纬度
当太阳直射点位置一定时，如果知道当地的正午太阳高度，就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度，
正午太阳高度就相差多少度”的规律，求出当地的地理纬度。
（3）确定房屋的朝向
为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。
①北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋多朝南。
②南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋多朝北。
【特别提醒】可以把直射点当成正午太阳，直射点位于当地以北，正午太阳位于正北；直射点位于当地以
南，正午太阳位于正南；直射点位于当地，正午太阳位于头顶。
（4）判断日影长短及方向
①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。
②正午是一天中日影最短的时刻。
③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)；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)；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)。
（5）计算楼间距、楼高
为了保证一楼全年有阳光照射，北回归线以北地区建楼房时，两楼之间的最短距离应大于L＝h·cotH(H：
冬至日正午太阳高度角)。
【特别提醒】楼间距计算的太阳高度角一定是该地一年中最小的太阳高度角。
（6）计算热水器的安装角度
①集热板与地面之间的夹角和当天正午太阳高度角互余，α＋H＝90°时效果最佳。安装角度α 等于当地与
直射点的纬度差。
②集热板一年内调整的幅度与当地正午太阳高度角的年变化幅度相同。
智能平板式太阳能热水器集热器与墙面夹角β 等于正午太阳高度。
考向4 太阳视运动
1．太阳视运动
地球自西向东自转，在地球上的观测者看来，日月星辰以相反的方向(东升西落)和相同的周期旋转，
这就是天体的周日视运动。太阳视运动的轨迹(周日圈)与地平面的夹角(≤90°)，总是与当地的纬度互余(如
下图为40°N，夹角为50°)，并随着太阳直射点的南北移动而平移。由此导致正午太阳高度角的大小变化，
周日圈弧度大小(昼长)的变化，以及太阳方位的变化。
一年中，同一地点看，太阳视运动轨迹相互平行且与地轴垂直。
下图反映的是北纬40°附近某地在二分二至日的太阳视运动轨迹。该图可反映日出日落时间与昼夜长
短、日出日落方位、正午太阳高度角等。
2．太阳高度角日变化
除极点外，全球各地自日出到正午，太阳高度角逐渐增大，正午时达到最大，自正午到日落，太阳高
度角逐渐减小。不同纬度太阳高度角的日变化速度不同。太阳高度角日变化速度＝正午太阳高度角/当地昼
长的一半。
(1)极点地区
在极昼期间，极点上的太阳高度角在一天内无变化，其太阳高度角等于太阳直射点的纬度。如图：直射点
纬度＝H1。
(2)非极点地区
出现极昼的地区(除极点)：一天内太阳不落到地面以下，正午12 点时太阳高度最大（刚刚极昼的地点的正
午太阳高度等于2 倍的太阳直射点纬度），0 点(24 点)时太阳高度最小。因此若位于北半球，正北日出正
北日落；若位于南半球，正南日出正南日落。
太阳直
射赤道
时
全球各地（极点除外）太阳正东升正西落，太阳直射点以北地区，太阳在正东升起后向南方
移动，正午时位于正南方，午后向西南方移动；太阳直射点以南地区，太阳在正东升起后向
北方移动，正午时位于正北方，午后向西北方移动
太阳直
射北半
球时
全球各地（极昼、极夜区除外）太阳东北升、西北落，太阳直射点以北地区，太阳在东北升
起后向南方移动，正午时位于正南方，午后向西南方移动，直至在西北方落下；太阳直射点
以南地区，太阳在东北升起后向北方移动，正午时位于正北方，午后向西北方移动
太阳直
射南半
球时
全球各地（极昼、极夜区除外）太阳东南升、西南落，太阳直射点以北地区，太阳在东南升
起后向南方移动，正午时位于正南方，午后向西南方移动；太阳直射点以南地区，太阳在东
南升起后向北方移动，正午时位于正北方，午后向西北方移动，直至在西南方落下
极昼极
夜区
[注意]出现极昼的地区(除极点)一天内太阳不落，正午太阳高度角最大，0 点(24 点)太阳高度角最小，若位
于北半球，太阳升落方位均为正北；若位于南半球，太阳升落方位均位于正南。
太阳视运动轨迹图的判读内容：
①判读时间(季节)：正午太阳高度大，太阳在地平面上的轨迹长，为当地的夏季，反之冬季；
②判读观测点的纬度位置：根据正午太阳高度判读；
③判读太阳方位(日出、日落方位)；
④判读昼长与日出、日落时间；
⑤判读影子的变化。
3．太阳方位的判定方法
(1)正午太阳方位
依据太阳直射点位置判断，太阳直射点在该地南侧，则正午太阳位于正南，反之位于正北，直射该地，则
为正上方。
[注意]任何纬度正午太阳方位的变化范围，即夏至日与冬至日正午太阳方位的夹角，都是46°52'，与太阳直
射点的移动范围相同。
(2)日出和日落太阳方位
依据太阳直射点半球位置判断，太阳直射点在南半球，则全球东南日出，西南日落；在北半球，则全球东
北日出，西北日落；在赤道，则全球正东日出，正西日落。
直射点位置
日出方位
日落方位
北
半
球
除极昼极夜地区外
东北
西北
极昼
地区
北极点
不升不落
除北极点外
正北
正北
赤道
正东
正西
南
半
球
除极昼极夜地区外
东南
西南
极昼
地区
南极点
不升不落
除南极点外
正南
正南
同一日期，不同纬度地区日出、日落方位角是不一样的，纬度越高，日出、日落方位角就越大；太阳直射
北半球，纬度越高，日出日落的位置越偏北；太阳直射南半球，纬度越高，日出日落位置越偏南。
赤道地区，日出日落方位角与直射点纬度数相等；非赤道地区（除极点外）日出日落方位角大于直射点纬
度。
(3)任意时刻太阳方位
第一步，先判断该地正午太阳方位。
第二步，根据太阳东升西落，1 小时转15°，结合正午太阳方位大约推测任意时刻太阳方位。
3．昼长与日出日落时间
在北半球，昼越长，日出越早，日落越晚，日出日落的位置越偏北，太阳视运动的弧度越大；反之，
在北半球昼越短，日出越晚，日落越早，日出日落位置越偏南，太阳视运动的弧度越小。
【特别注意】
①有且只有二分日时，太阳直射赤道，全球昼夜平分，日出（地方时6:00）正东，日落（地方时18:00）
正西。②3.21-9.23（不包括二分日），北半球昼长夜短，地方时6:00 太阳位于东北方；南半球昼短夜长，
地方时6:00 太阳还未升起，位于东北方（地下）。
③9.23-次年3.21（不包括二分日），北半球昼短夜长，地方时6:00 太阳还未升起，位于东南方（地下）；
南半球昼长夜短，地方时6:00 太阳位于东南方。
4.太阳视运动中的时间信息
（1）极昼区，太阳高度最小时，当地地方时为0 时或24 时。
（2）一天中太阳高度最大时（影长最短时），当地地方时为12 时。
（3）非极昼区太阳位于正南、正北时，当地地方时为12 时。
（4）太阳位于头顶时，当地地方时为12 时。
（5）极夜后首次日出时，当地地方时约为12 时。
5．影子变化的判读
(1)影长变化：根据太阳高度的大小判断影长，例如，日出时影长最长，之后缩短，正午时最短，之后变长，
日落时影子又最长，直射点上无影子。
(2)影子方位的变化：影子位于太阳相反方位，根据太阳方位即可推知影子方位。
【知识拓展】日晷
“日晷”指的是人类古代利用日影测得时刻的一种计时仪器，其原理就是利用太阳的投影方向来测定
并划分时刻。由于日晷必须依赖日照，因此不能用于阴雨天和黑夜。
日晷依晷面所放位置、摆放角度、使用地区的不同，有地平式、赤道式等多种类型，赤道式日晷是最
常见、最经典和传统的天文观测仪器(不特别说明，一般指的就是赤道式日晷)。
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.
赤道式日晷：
①晷针与地平面的夹角即为当地纬度。
②晷面与地平面的倾角＝90°－当地纬度。
日晷晷盘与赤道平行，北半球地区坐南朝北；
晷针垂直于晷盘；晷针指向北极星或相反方向；晷面呈南高北低；晷针的影子上盘（北盘）顺时针方向移
动，下盘（南盘）逆时针方向移动；晷盘上指示的时间为地方时。
晷面两面都有刻度，分子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二时辰，每个时辰又等分为
“时初”、“时正”，这正是一日24 小时。
夏半年（春分到秋分）晷针投影在日晷北侧面上（晷面上方）；（夏上顺）
冬半年（秋分到次年春分）晷针投影在日晷南侧面（晷面下方）；（冬下逆）
春秋分日无法指示时间，因春秋分太阳视运动轨道与晷盘平行。
考向5 地球运动与二十四节气
(1)太阳直射点回归运动与二十四节气
(2)二十四节气对应的地球运动位置
二十四节气的确定，是将地球绕太阳公转的黄道划分为24 等份，以春分点作为0°起点，地球每运行
15°，日期大约经过15 天，对应一个节气。
（3）二十四节气与人类活动
历法
每个节气在阳历月日期相对固定，上半年在每月的6 日、21 日前后，下半年则在8
日、23 日左右，前后只相差1～2 天
节气
划分
商朝确定了春分、夏至、秋分、冬至四个节气；战国以前，又增加了立春、立夏、立
秋、立冬四个节气；至汉代形成了完整的二十四节气制度
农事
活动
二十四节气与农业生产有着紧密联系，一些节气名称就由农事活动而来(例如，“谷
雨”是“雨生百谷”的意思；“芒种”代表麦类等有芒作物已经成熟)
节庆
民俗
二十四节气与中国人的节庆、民俗等密不可分(例如“春夏养阳，秋冬养阴”“冬病
夏治”“冬至饺子夏至面”等谚语都是重要的生活智慧，再如，清明祭祖是中国人格
外重视的祭祀活动)
素养进阶·答题技法突破
技法提炼・审题点拨——技巧总结
【技法点拨01】恒星日的时间计算、恒星的视运动轨迹
材料、设问关键信息
设问角度
选项速判
地球自转，以遥远的恒
星（如飞马座、猎户
座、北极星、北斗七
星）为参照物
求第二天恒星到达相同位置
的时刻
第一天观测时的时间+23 时56 分4 秒
（恒星日为地球自转360°所用时间，恒
星日比太阳日少3 分56 秒）
第二天同一时间观测，恒星
所在位置的变化
相比第一天偏西（经过24 小时，地球自
转了一周多一点点）
同一天夜晚，在北半球观察
恒星的运动轨迹
地球自西向东转，所以恒星东升西落、
绕北极星逆时针旋转
【技法点拨02】数轴法突破时间计算问题
对于时间计算问题，不妨化抽象为具体，在数轴上标出已知信息，利用时差规律先定差，再计算，又
快又准。
（1）定差：画出如下数轴，根据“同减异加”法则计算经度差（或时区差）。例如，A、B 或C、D 同在
西（东）经度（时区），经度（时区）差为两地经度数之差（可以迁移数学知识，|AB|=|OA|-|OB|）；B、
D（一地在东时区，一地在西时区）经度差为两地经度数之和（|BD|=|OB|+|OD|）。
求时间：依据“东加西减”原则，利用求出的经度差（或时区差）计算时间。经度每隔15°，地方时相差1
小时；经度每隔1°，地方时相差4 分钟。
（2）计算飞机降落时间：若有一架飞机某时从上图中A 地起飞，经过m 小时飞行，降落在B 地，则降落
时B 地的时间=起飞时A 地时间+时差+行程时间（m 小时）=起飞时B 地时间+行程时间（m 小时）。（注意：
本例为向东飞行，时差前用“+”;若向西飞行，时差前用“-”）
（3）计算同属于某一天的范围占全球的比例：如上图中已知A 地地方时，根据地方时的计算方法算出
180°经线（E 地）的地方时，与A 地属于同一天的范围占全球的比例=180°经线地方时/24 时。
【技法点拨03】地方时、区时的计算
材料、设问关键信息
选项速判
知两地经度与其中一地地方
时，求另一地地方时
所求地的地方时=已知地的地方时±两地经度差×4 分钟/度（东加
西减）
知两地经度与其中一地区时，
求另一地区时
所求地的区时=已知地的区时±两地时区差（东加西减），相差几
个时区就相差几个小时
知两地经度与其中一地地方
（1）计算出所求地的时区数：经度数除以15，余数小于7.5 度，
时，求另一地区时
商即为时区数；余数大于7.5 度，商+1 即为时区数。
（2）计算出该时区中央经线的度数：时区数×15°即为中央经线度
数。
（3）计算出该时区中央经线的地方时即为该地区时
知两地经度与其中一地区时，
求另一地地方时
先算出所求地的时区数；再算出所求地的区时，即该时区中央经
线的地方时；最后计算出所求地的地方时
知两地地方时与其中一地经
度，求另一地经度
所求地经度=已知地的经度±（东加西减）两地时差（东减西）÷4
分钟/度
知两地经度、出发地的地方时
与旅行时间，求到达地的地方
时
到达地的地方时=（出发地的地方时±两地经度差×4 分钟/度）+旅
行时间
【技法点拨04】特殊时间点中地方时的计算
极昼区，一天中太阳高度最小时，当地地方时为0 时或24 时；一天中太阳高度最大时（影长最短
时），当地地方时为12 时。非极昼区，太阳位于正南或正北时，当地地方时为12 时；太阳位于头顶时，
当地地方时为12 时；极夜后首次日出时，当地地方时约为12 时。一天中气温最高值出现在地方时14 时前
后；太阳辐射最强时一般为地方时12 时。
【技法点拨05】计算新一天的范围占全球的比例
此类题一般已知某地的经度，需先根据地方时的计算方法找出0 时经线的位置；再画出表示全球所有经线
（或时区）的数轴，标出0 时经线的位置，此处向东到180°经线，即为新一天的范围；用这一范围所跨的
经度数÷360°，即为新一天的范围占全球的比例。如图所示：
【技法点拨06】特殊经线法计算进入新的一天的区域所占全球范围的比例
180°经线的地方时是n 时，那么进入新的一天的区域所占全球范围的比例就是n/24，旧的一天占全球面积
的比值＝1－n/24，新旧两天范围的比值＝n/(24－n)。同理，如果进入新的一天的区域所占比例是n/24，那
么180°经线的地方时就是n 时。
【技法点拨07】昼夜长短的计算
材料、设问关键信
息
选项速判
已知日出、日落时
间
昼长＝日落时间－日出时间，夜长＝24－日落时间＋日出时间
已知日出地方时
昼长＝(12:00－日出地方时)×2，夜长＝(日出地方时－0)×2，日落地方时＝
日出地方时＋昼长＝24:00－日出地方时
已知昼长
日出地方时＝12:00－昼长/2＝夜长的一半
【技法点拨08】根据观测点位置和太阳直射点位置判断正午太阳方位
材料、设问关键信息
选项速判
观测点位于太阳直射
点以北
正午太阳位于正南方
【若在题目中看到“太阳位于××地正南方/正北方”，要能想到此时为正
午，还要能根据观测点的位置大致确定太阳直射点的位置（南半球/北半
球）】
观测点位于太阳直射
点以南
正午太阳位于正北方
观测点位于太阳直射
点
正午太阳位于正上方（天顶）
【技法点拨09】根据观测点位置和太阳直射点位置判断日出、日落太阳方位
材料、设问关键信息
选项速判
太阳直射点位于北半球，
观测点非极昼、极夜区
太阳从东北方升起，从西北方落下
【特别提醒】不管太阳直射点位于哪里，全球日出、日落方位偏离正东
方向的角度在赤道上等于太阳直射点所在纬度，随纬度升高，偏角增大
太阳直射点位于赤道，观
测点非极昼、极夜区
太阳从正东方升起，从正西方落下
太阳直射点位于南半球，
观测点非极昼、极夜区
太阳从东南方升起，从西南方落下
有极昼现象的地区，非极
点
北半球太阳最低时在正北天空，南半球太阳最低时在正南天空
同一地点，日出、日落方
位角的季节变化
随着太阳直射点由赤道向回归线移动（靠近冬至日或夏至日），日出、
日落方位偏角逐渐变大
【技法点拨10】根据对称规律计算太阳出现在同一位置的日期
设问关键信息
选项速判
在同一位置观测到与该日相
似日落景观/日出景观的日
期
【信息提取】言外之意就是
日出/日落方位相同
找关于冬至日或夏至日对称的日期。例如，首次观测日为12 月10
日，距离冬至日（一般按12 月22 日计算）还有12 日，那么再次观
测到相似日出/日落景观的日期为12 月22 日+12 日，即次年1 月3 日
【技法点拨11】日影日变化图与正午日影年变化图的判读
图像类型
日影日变化图
正午日影年变化图
图像示例
读图要点
①看极值：一日中日影最短的时间为正午，日
①看朝向，定纬度：图中全年正午日影先
影最长的时间为日出、日落时。
②看朝向，定纬度和日期：太阳方位与日影朝
向相反，如图中日影朝向正北时，太阳位于正
南，说明甲地位于太阳直射点以北；日出时
（5：40）日影位于正西，日落时日影位于正
东，说明该日日出正东，日落正西，应为二分
日。
③看时间，定经度：图中给出的日出时间应为
北京时间（二分日全球6:00 日出，这里的6:00
为地方时），根据时间差可以算出甲地的经度
朝北，再朝南，后又朝北，说明观测地位
于南北回归线之间。
②看特殊值：正午日影朝北且最长的时候
（B 日），太阳直射点位于南回归线；正
午日影朝南且最长的时候（A 日），太阳
直射点位于北回归线；A 日日影长度小于
B 日，说明该地更靠近北回归线，离南回
归线较远；正午日影长度为0m 的时候（C
日和D 日），为太阳直射观测点的时候；
一年中有两次正午日影长度为0m，说明该
地一年中经历两次太阳直射
【技法点拨12】四点法突破太阳视运动问题
分析太阳视运动问题，核心在于确定太阳直射点位置，并以此推演日出、日落、正午三个时刻的太阳方位。
将抽象的空间关系转化为具体方位角与轨迹问题，即可轻松破题。
（1）确定太阳直射点位置：如图，一般需根据题中给出的日期判断。
（2）确定日出、日落点位置：需根据太阳直射点位置判断。
①先判断东西：日出于东，日落于西。②后判断南北：太阳直射赤道时，全球正东日出，正西日落。非极
昼极夜区，太阳直射南半球时，东南日出，西南日落；太阳直射北半球时，东北日出，西北日落。
（3）确定正午点位置：需根据当地纬度与太阳直射点纬度的关系判断。
太阳直射点纬度在当地纬度以北→正午太阳位于正北；太阳直射点纬度在当地纬度以南→正午太阳位于正
南；太阳直射点在当地纬度→正午太阳位于正头顶。
（4）确定其他时段的太阳方位：构建坐标系，将日出、日落与正午的太阳方位描点、连线。上午时段，
太阳处于日出与正午的太阳方位之间。下午时段，太阳处于正午与日落的太阳方位之间。（示例如下图，
仅展示太阳方位变化，不展示太阳高度变化）
【技法点拨13】晨昏线图（光照图）上的时间、日期、昼夜变化判读
图像示例
设问角度
具体判读方法
确定日期
晨昏线与赤道垂直：全球昼夜平分——春分日（3 月21 日前后）或秋分
日（9 月23 日前后）。
晨昏线与南北极圈相切：①北极圈内为极昼、南极圈内为极夜——夏至
日（6 月22 日前后）；②南极圈内为极昼、北极圈内为极夜——冬至日
（12 月22 日前后）
确定地方
时
第一步，确定晨昏线：顺地球自转方向，由夜进入昼的为晨线，由昼进
入夜的为昏线。(晨昏线的东面如果是昼，就是晨线；如果是夜，就是昏
线)
第二步，找到晨昏线与赤道的交点：晨线与赤道的交点所在经线地方时
为6 时，昏线与赤道的交点所在经线地方时为18 时。
【补充】也可找昼夜半球的中央经线判断时间，昼半球中央经线的地方
时为12 时，夜半球中央经线的地方时是0 时或24 时
第三步，计算所求地区和晨昏线与赤道交点的经度差。
第四步，利用地方时计算公式求所求地区的地方时
【提醒】所求地方时=已知地方时±经度差×4 分钟/1°
【技法点拨14】太阳视运动位置图的判读
图像示例
判读步骤
第一步：明确方位基准，确认图的方向标注（东、南、西、北）。
【注意】如果没有明确标注，通常默认地图视图为上北下南左西右
东；有些图可能采用观测者视角（例如，面向正南的天空图），其方
位标注会不同（如上为天顶，下为地平线，左京右西）
第二步：识别日出日落方位（轨迹的起点与终点）。北半球夏半年日
出东北、日落西北，冬半年日出东南、日落西南，春秋分日日出正
东、日落正西。（极昼、极夜区除外）
第三步：确定正午太阳位置（轨迹的最高点）。太阳直射点以北，正
午太阳位于正南方；太阳直射点以南，正午太阳位于正北方。（极点
除外）
第四步：分析轨迹形状与长度（判断昼夜长短与季节）。夏半年轨迹
长，昼长夜短；冬半年轨迹短，昼短夜长
易错剖析・避坑攻略——易错归纳
【易错点01】不能区分地方时、区时、时区
地方时
区时
时区
因经度不同的时刻。地球上有无数个地方时，经度
不同的地方，地方时不同。按经度测定的时刻。经
度不同的地方,地方时不同，地球表面经度每隔
每个时区中央经线的
地方时，是该时区的
为统一时间划分的区域，全
球共分为 24 个时区，每个
时区跨经度 15°，东西 12
15°，地方时刻相差1 小时，地球表面经度每隔1°，
地方时刻相差4 分钟。
标准时间。
区各跨 7.5°。
【易错点02】误认为北京时间等于北京的地方时
北京时间
北京的地方时
我国统一采用的标准时间，即东 8 区的区时（东经
120° 的地方时）。全国统一使用，火车、飞机、电
视、手机、作息均以此为准
以北京当地所在经线为准的时间，约 116°E 的地方
时，北京的地方时比北京时间晚约 16 分钟
【易错点03】不能区分国际标准时、中国标准时
国际标准时
中国标准时
中时区的区时（0° 经线的地方时），又称格林尼治
时间。
即北京时间
*易错：世界时=格林尼治时间=国际标准时间=中时区区时=零时区区时
【易错点04】混淆日界线、东西半球分界线
日界线
东西半球分界线
分为自然日界线（地方时为 0 时的经线）和人为日
界线（与 180° 经线不完全重合），是划分不同日
期的界线。
20°W 和160°E 组成的经线圈。为了避免把欧洲、非
洲的一些国家分割在两个半球，所以选择主要经过
海洋的经线圈作为分界线。
*易错：未跨越日界线（自然0 点经线/人为180°经线）时可直接东加西减；自西向东过180°人为日界线日
期减1 天，自东向西过加1 天，自然0 点经线则相反
【易错点05】混淆太阳高度与正午太阳高度
太阳高度
正午太阳高度
太阳光线与地平面的夹角，昼半球大于 0°，夜半球
小于 0°，晨昏线上等于 0°。范围为0°-90°
地方时 12 时的太阳高度角，是一天中最大的太阳
高度角，由太阳直射点向南北两侧递减。
【易错点06】不能区别国家标准时间、国际标准时间、夏令时
①国家标准时间（标准时或法定时）：一个国家的标准（或法定）时间。如中国统一采用东八区区时即北
京时间作为法定时。
②国际标准时间：以零度经线的地方时作为国际上统一 采用的标准时间，称为国际标准时间，即格林尼
治时间，又称“世界时”。
③夏令时：是指比区时提前一个小时的时间，也就是把表人为拨快一小时。同时也存在“冬令时”——冬
天再拨回标准时间。
【易错点07】昼变长夜变短不等于昼长夜短。
如北半球昼变长说明太阳直射点向北移动，太阳可能直射南半球，此时，北半球昼短夜长；也可能直射点
在北半球，此时，北半球昼长夜短。昼变短夜变长与昼短夜长亦是同样道理。
【易错点08】昼长计算公式中混淆地方时和区时
在计算昼夜长短时，公式里的时间要保持一致，即都是某地的地方时，或者都是某地的区时，否则就会导
致计算结果错误。
优题精练·专题实战通关
（2026·浙江·高考真题）我国某校组织学生开展研学活动，小丁同学在自家阳台固定位置上进行天文
观测，如下图。图中甲、乙分别为观测到的年内最高、最低的正午太阳。虚线为K 日太阳运动轨迹，丙为
该日某时刻观测到的月亮位置。完成下面小题。
1．小丁同学猜想，若这种观测场景出现在偏北5 个纬度的地方，在相同观测条件下，会发现（ ）
A．甲可见，乙不可见
B．甲和乙均可见
C．甲不可见，乙可见
D．甲和乙不可见
2．小丁同学在K 日观测到月亮在丙位置的形状和时刻对应正确的是（ ）
A．①
B．②
C．③
D．④
（2025·天津·高考真题）我国台湾省南部兰屿的清水湾，以适合观看海上日出而闻名。在一年中某时
段，日出方向经历由①到②到
的移动过程（下图）。读图文材料，完成下面小题。
③
3．该时段处于（ ）
A．春分到夏至之间
B．夏至到秋分之间
C．秋分到冬至之间
D．冬至到春分之间
4．从冬至日到夏至日，该地正午时物体影长及方向的变化是（ ）
A．逐渐变长 始终朝南
B．先变长再变短 先朝南再朝北
C．逐渐变短 始终朝北
D．先变短再变长 先朝北再朝南
（2025·广西·高考真题）时光塔（图1）坐落在山东烟台海边（约37.5°N），集图书馆、半露天剧场
等功能于一体。其独特的外形和内外壳多孔道相连的结构，既营造了光影效果，又实现了“与自然共呼
吸”的设计理念。图2 为时光塔结构示意图。在特定日期，该建筑外壳边缘P 点的日影轨迹呈条直线，且
Q 点为P 点的正午日影。据此完成下面小题。
5．时光塔内外壳之间多孔道的设计，主要是为了（ ）
A．提高隔热性能B．降低建筑能耗
C．增加建筑寿命
D．减少建设成本
6．P 点日影轨迹呈一条直线的日期及PQ 线与地面的夹角分别为（ ）
A．春（秋）分日 52.5°
B．夏至日 76°
C．春（秋）分日 60.5°
D．冬至日 29°
（2025·海南·高考真题）2024 非洲旅游大会于5 月14 日——16 日在南非海滨城市德班(29°52'S，
31°02'E) 召开。同年5 月，在第14 个“中国旅游日”到来之际，海南自贸港向全球媒体发出“你好中国·
阳光海南”的邀请，某记者在德班会议结束后辗转 18 个小时到达上海(31°14'N，121°29'E)， 而后再转机
到达海口。据此完成下面小题。
7．如果该记者日出时分从德班出发，飞抵上海时看到的景象可能是（ ）
A．旭日东升
B．日上三竿
C．夕阳西下
D．繁星点点
8．2024 非洲旅游大会会议期间（ ）
A．上海日出东南
B．上海的昼长与德班的夜长大致相当
C．德班日落西南
D．德班的昼长与上海的昼长大致相当
（2025·重庆·高考真题）萨拉文化中心大楼位于瑞典谢莱夫特奥市（64°48'N，21°00'E），是全球第
三高的现代木结构建筑。该建筑所用木材全部来自本地地带性植被，在低楼层采用垂直百叶窗以更好满足
采光、通风等需要。下图为垂直百叶窗示意图。据此完成下面小题。
9．6 月22 日，正东朝向的垂直百叶窗在α=90°时，阳光照射进房间（忽略叶片厚度）的理论时长约为（
）
A．3 小时
B．6 小时
C．12 小时
D．21 小时
（2025·甘肃·高考真题）下表为我国三个城市2024 年12 月某日的日出日落时刻（北京时间）。据此
完成下面小题。
城市
日出时刻
日落时刻
甲
07：06
16：48
乙
07：57
18：07
丙
08：12
17：54
10．纬度相同的城市是（ ）
A．甲和乙
B．甲和丙
C．乙和丙
D．甲乙丙
11．乙、丙两城市日出时刻（北京时间）相同时（ ）
A．北极圈以北全部出现极夜
B．甲城市太阳高度全年最大
C．乙城市日出正东日落正西
D．丙城市白昼长度全年最长
（2025·云南·高考真题）圭表由两部分组成，直立的柱体为表，与柱体垂直的装置为圭。我国古
“
”
“
”
人根据正午时表影在圭上的变化划分二十四节气（两端刻度表示夏至或冬至）。据此完成下面小题。
“
”
“
”
12．下列圭表的示意图适用于海南三沙市（17°N）的是（ ）
A．①
B．②
C．③
D．④
13．古人观察圭表发现，从冬至日、夏至日分别往后推6 个节气所用天数不同。其原因是（ ）
A．昼夜长短的季节差异
B．地球公转速度不均
C．太阳高度的季节差异
D．物候转换间隔不同
（2025·广东·高考真题）叠层石发育于滨海区域，它是以蓝细菌为主的原核生物通过生长和代谢活动
黏结沉积矿物颗粒而形成的生物沉积构造。由于蓝细菌的生长具有趋光性，因此叠层石沉积结构蕴含了
“日——地—月”关系的相关信息。根据对北京周口店地区中元古代晚期（距今约10 亿年前）叠层石沉积
结构的研究，可知那时黄赤交角为29.9±0.7°，一天时长为17.0±0.7 小时。据此完成下面小题。
14．相较于现今，中元古代晚期的地球（ ）
A．温带区域范围更大
B．极夜极昼区的范围更大
C．自转的角速度更慢
D．太阳直射区域范围更小
15．与周口店纬度相同的区域，在中元古代晚期较现今（ ）
A．冬至日的白昼更长
B．与北回归线的纬度差更大
C．潮汐变化周期更短
D．夏至日正午太阳高度更小
（2025·安徽·高考真题）2020 年1 月1 日前后，澳大利亚东南部发生大面积高强度森林野火，引发强
烈上升气流，在一定的天气形势下，烟尘上升至对流层顶附近，形成积雨云状烟柱。下图表示该区域野火
强度与积雨云状烟柱高度随时间变化情况。据此完成下面小题。
16．图中积雨云状烟柱最早出现时间为当地（ ）
A．黎明前后
B．正午前后
C．傍晚前后
D．午夜前后
（2025·湖南·高考真题）中欧地区城市夏季常出现热浪天气，街道两侧建筑物和树木的阴影可缓解行
人的热感，行人热感可用生理等效温度（P）衡量。图1 示意中欧地区某市（48°N，8°E）一条东西向街道
行道树布置，图2 示意该街道某年夏至日（天气晴朗、风力微弱）当地时间9-15 时P 平均值的分布。
tan65.5°≈2.19。据此完成下面小题。
17．甲、乙两处P 平均值的差异主要源于（ ）
A．全时段两侧建筑物的遮阴
B．上午西侧行道树的遮阴
C．全时段东侧行道树的遮阴
D．下午西侧行道树的遮阴
18．同样情境下，若降低两侧建筑物高度至10 米，乙、丙两处P 平均值的差异将（ ）
A．变小
B．变大
C．不变
D．不确定
（2025·河南·高考真题）窗墙比是指建筑某一个立面窗户面积与该立面总面积之比，是影响建筑内采
暖、制冷和照明等能耗的重要因素。不同地区基于全年建筑能耗最小来确定最优窗墙比。下图为奥斯陆
（59°57`N，10°45`E）、法兰克福（50°07`N，8°37`E）、罗马（41°54`N，12°30`E）南向墙面最优窗墙比
下的全年建筑能耗情况。据此完成下面小题。
19．甲、乙分别代表的城市是（ ）
A．罗马、奥斯陆
B．法兰克福、罗马
C．罗马、法兰克福
D．法兰克福、奥斯陆
20．甲、丙城市南向墙面的最优窗墙比分别为0.27 和0.56。甲城市最优窗墙比小于丙城市的原因是甲城市
（ ）
A．夏季白昼时间较长，照明能耗较小
B．夏季正午太阳高度较大，制冷能耗较大
C．冬季降水较多，采暖能耗较小
D．年平均气温较低，全年建筑能耗较小
（2025·浙江·高考真题）某天文爱好者测定了当地日出地方时和晨昏线年变化。下图为该地日出地方
时年变化曲线图。据此完成下面小题。
21．若测得b 值正好是a 值的两倍，则该地年内日出地方时差（单位：小时）最大值为（ ）
A．3
B．4
C．6
D．12
22．若K 至Q 期间过该地晨线作顺时针方向转动，则Q 日该爱好者在当地可能观测到（ ）
A．①
B．②
C．③
D．④
（2025·湖北·高考真题）某观测小组在当地以星空观测为主题，开展地理研学活动，在准备的星空图
上标识了不同季节太阳的位置（下图）。据此完成下面小题。
23．该小组开展星空观测时，为取得好的效果，需要考虑的主要因素是（ ）
①天气 ②纬度 ③经度 ④高度
A．①③
B．①④
C．②③
D．②④
24．观测发现，某夜晚23：54 天琴座位于天顶附近，则第2 天出现在同一位置的时刻是（ ）
A．23：50
B．23：54
C．23：56
D．23：58
25．图所示太阳视运动方向和周期是（ ）
①自东向西 ②自西向东 ③1 恒星年 ④1 回归年
A．①③
B．①④
C．②③
D．②④
（2025·北京·高考真题）2025 年4 月开始，北京引入新疆阿勒泰（47.83°N，88.14°E）、哈密
（42.83°N，93.52°E）等地的光伏绿电。据此，完成下面小题。
26．该月，（ ）
A．北京正午影长逐渐变长
B．哈密日落时间逐渐提前
C．阿勒泰日出方向为东南
D．北京比阿勒泰白昼更短
27．绿电进京（ ）
A．增加新疆能源类型
B．提升新疆用电需求
C．延迟北京用电高峰
D．助力北京低碳发展
（2025·河北·高考真题）2025 年4 月中旬，我国部分地区经历了一次大风天气过程。下图示意期间某
日14 时的锋线位置和部分气象站点风级、风向。据此完成下面小题。
28．此次大风天气过程期间，图中各气象站点（ ）
A．昼长变化幅度相同
B．正午日影均指向正北
C．正午太阳高度不变
D．日出方位均为东南方
（2025·江苏·高考真题）10 月中旬，拉萨市（29°N，91°E）某中学学生开展校园地理实践活动，下
图为“北京时间13 时56 分拍摄的校园照片”，据此完成下面小题。
29．图中杆影指向最接近（ ）
A．正北
B．正南
C．东北
D．西北
（2025·山东·高考真题）某观星软件能够模拟出不受昼夜、天气等客观因素限制的真实星空景象，人
们可以通过设定位置和时间参数观测地球上任一点地平面以上的恒星分布。据此完成下面小题。
30．小明使用该软件模拟在山东省某地观测恒星时，观测到一颗遥远的恒星在某一时刻正好位于天顶。小
明将时间参数调整为第二天的相同时刻，则观测到该恒星的位置相较于调整前（ ）
A．偏东
B．偏西
C．偏南
D．不变
31．小明在该软件中将观测点分别设定在我国下列四地，并模拟一日观测，小明能观测到的恒星数量理论
上最多的是（ ）
A．曾母暗沙
B．钓鱼岛
C．乌鲁木齐
D．漠河
（2025·浙江·高考真题）甲、乙两地天文爱好者进行太阳高度观测。具体做法：在平坦地面上方水平
放置一块有一个小孔的遮光板，太阳光透过小孔投影到地面上，形成较清晰的太阳投影。下图为两地天文
爱好者在两分、两至日正午时刻，在同高度用相同遮光板观测到的太阳影像地面投影。完成下面小题。
32．若冬至日，甲、乙两地日落时世界时相同，则甲位于乙的（ ）
A．东南
B．东北
C．西北
D．西南
33．两地正午太阳高度之差（△h）年变化有可能的是（ ）
A．
B．
C．
D．
