内容正文:
第一篇 专题过关
专题一 地球运动
课程标准:运用资料,描述地球所处的宇宙环境,说明太阳对地球的影响;运用示意图,说明地球的圈层结构;结合实例,说明地球运动的地理意义。(4个学科核心概念:宇宙环境、太阳对地球的影响、地球的圈层结构、地球运动)
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【真题面对面】
(2024江苏)下图为“2024年某月1日地球昼夜状况图”。据此完成下题。
(1)据图推断,该日是( )
A. 2月1日 B. 3月1日 C. 4月1日 D. 5月1日
(2)图示时刻,北京时间大约是( )
A. 6:00 B. 12:00 C. 18:00 D. 24:00
(3)经过6小时,昼夜状况是( )
D C A
【重点理一理】
1.已知一地的地方时,如何计算另一地的地方时?区时的计算与地方时计算有何不同?
地方时的计算:东早西晚,东加西减。t东=t西+时差;时差=经度差/15°;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。经度差的计算遵循“同减异加”。例如30°E与60°E经度相差30°;30°E与60°W经度相差90°。
区时的计算:首先确定时区,时区数n =[(经度+ 7.5°)÷15°]([]表示取整,即不管余数是多少,商的整数就是时区数n);再根据“东早西晚,东加西减”,T东=T西+时区差;时区差同样采用“同减异加”。例如东2区与东4区差2个时区,东2区与西4区差6个时区)。区时计算以时区中央经线的地方时作为全区统一时间,而地方时是根据经度计算的。
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【重点理一理】
2.如何计算某一地点在特定日期的正午太阳高度?正午太阳高度在实际生活中有哪些应用?
正午太阳高度的计算公式:纬度差的余角(纬度差的计算方法:同减异加)。
在建筑设计中,要考虑楼间距以保证充足采光;太阳能热水器集热板的角度要根据正午太阳高度进行调整,保证集热板与太阳光线垂直,以提高太阳能利用率;确定地方时,当地正午太阳高度最大时,地方时为12 点。
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【重点理一理】
3.如何判断不同地点在同一日期的昼夜长短状况?昼夜长短的变化幅度与纬度有怎样的关系?
判断不同地点在同一日期的昼夜长短状况,需看该地点所在纬线的昼弧和夜弧长度。也可根据太阳直射点的纬度位置来判断,直射点所在半球,昼长夜短,且纬度越高昼越长,极圈内有极昼现象;另一半球则昼短夜长,纬度越高昼越短,极圈内有极夜现象;直射赤道,全球各位昼夜平分。
昼夜长短的变化幅度随纬度升高而增大。赤道上全年昼夜等长,昼夜长短变化幅度为0;极圈到极点之间,昼夜长短变化幅度最大(24小时),会出现极昼和极夜现象;中纬度地区昼夜长短变化幅度适中,如南北纬 40°,一年中昼长最长和最短相差约5-6小时。
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【情境连一连】
情境一:太阳能电站的选址与效益分析
在我国西北地区,某企业计划建设一座大型太阳能电站。该地区地形较为平坦开阔,晴天多、光照充足。但不同季节的太阳高度角和昼夜长短变化明显,会影响太阳能电站的发电效率和发电量。
(1)从地球运动的角度分析,该地区一年中太阳能发电效率最高的季节是哪个季节?原因是什么?
(2)在电站选址时,需要考虑太阳能板与地面的夹角,为了保证全年太阳能板都能最大限度地接收太阳辐射,该夹角应如何调整?
(3)若该地区经度为105°E,当北京时间 12 点时,太阳能板的朝向应如何调整才能更好地接收太阳辐射?
(1)夏季。此时太阳直射北半球,我国西北地区正午太阳高度角较大,白昼时间长,获得的太阳辐射多。
(2)太阳能板与地面夹角应与当地正午太阳高度角互余。冬至日时,当地正午太阳高度角最小,太阳能板与地面夹角应调至最大;夏至日时,当地正午太阳高度角最大,太阳能板与地面夹角应调至最小。
(3)当北京时间12 点时,105°E 的地方时为 11 点。太阳位于该地东南方向,所以太阳能板应朝向东南方向才能更好地接收太阳辐射。
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情境二:城市建筑物采光问题
某城市(30°N)规划建设一片住宅小区,小区内有不同高度的住宅楼。为了保证各楼层居民在全年都能获得良好的采光,设计师需要考虑楼间距和房屋朝向等因素。
(1)该小区楼间距设计应主要考虑一年中哪一天的太阳光照情况?此时该城市的正午太阳高度角是多少?
(2)若其中一栋住宅楼高度为30 米,为保证底层居民全年采光,楼间距至少应为多少米?(tan36.5°≈0.74)
(3)该小区房屋朝向应如何设计,以获得更好的采光效果?请从地球运动的角度分析原因。
(1)冬至日,此时太阳直射南回归线,北半球各地正午太阳高度角达到一年中最小值,此时物体影子最长。36.5°
(2)40.5米
(3)朝南。因为该城市位于北半球,一年中大部分时间太阳位于南方天空,朝南设计可以使房屋在白天获得更多的太阳光照,有利于采光。
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情境三:极地科考站的时间与现象
我国在南极地区建有多个科考站,其中某科考站位于75°S。科考队员在该站进行科学考察时,需要根据当地的时间和特殊的自然现象安排工作。
(1)当该科考站出现极昼现象时,太阳直射点的纬度范围是多少?此时我国的季节是什么?在极昼期间,该科考站的太阳高度角在一天中是如何变化的?
(2)若科考队员在该站进行为期1年的考察,从地球运动的角度分析,他们会经历哪些昼夜长短的变化?
(1)太阳直射点的纬度范围:15°S~23.5°S;
我国的季节:冬季。
在极昼期间,该科考站的太阳高度角是日变化:最小值出现在当地地方时 0 点,最大值出现在当地地方时 12 点。由于太阳整日不落,太阳高度角变化从最小值逐渐增大到最大值,再逐渐减小到最小值。
(2)当太阳直射15°S~23.5°S ,该站出现极昼;当太阳直射15°S~0°时,该站昼长夜短;当太阳直射0°时,该站昼夜等长;当太阳直射0°~15°N,该站昼短夜长,当太阳直射15°N ~23.5°N,该站处于极夜。
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情境四:日晷与地球运动
某中学的地理社团计划在校园内建造一座日晷,用于日常计时和地理教学实践,社团成员们在设计和建造过程中遇到了一系列问题。
(1)日晷作为一种古老的计时工具,它主要利用了什么地理原理来实现计时功能?
(2)在校园里建造日晷时,日晷应该朝向哪个方向?为什么?
(1)利用地球自转的原理来计时。地球自西向东自转,太阳在天空中呈现出东升西落的视运动轨迹。日晷通过晷针在晷面上产生的影子位置变化来记录时间,随着地球自转,太阳光线照射角度不断改变,晷针影子就会在晷面上移动,对应不同的时间刻度,从而实现计时。
(2)晷针应指向北极星方向,也就是朝向北方。因为赤道式日晷计时是基于晷针与地轴平行,而在北半球,北极星的位置接近地轴的延长线,这样能保证太阳光线在不同时刻照射晷针时,影子能准确地在晷面上指示时间。如果日晷朝向不准确,影子的移动轨迹和时间刻度就无法对应,导致计时出现偏差。
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情境四:日晷与地球运动
某中学的地理社团计划在校园内建造一座日晷,用于日常计时和地理教学实践,社团成员们在设计和建造过程中遇到了一系列问题。
小李是一位生活在北方农村的果农,种植了大片的苹果树。他一直遵循着二十四节气来安排果园的农事活动。今年,一位来体验生活的大学生小王对他依据节气进行农事操作感到十分好奇。
(3)日晷在阴天或夜晚能否正常发挥计时功能?如果不能,
从日晷的工作原理角度分析原因。
(4)小李通常在惊蛰时节开始给果树修剪枝条,这背后的地
理原理是什么?从气候角度分析惊蛰这个节气对果树生长的影响。
(3)不能。日晷的工作原理是依靠太阳光线照射晷针产生影子来计时。阴天时,云层遮挡阳光,光线强度不足,难以形成清晰的影子;夜晚没有太阳光线,也就无法产生影子,所以无法通过日晷读取时间。这体现了日晷计时对阳光的依赖,与现代计时工具相比,存在一定局限性。
(4)惊蛰时,气温开始回升,土壤逐渐解冻,地温升高。此时冷暖空气活动频繁,气温虽有起伏但整体呈上升趋势,降水也开始增多。果树经过冬季休眠,在惊蛰后开始逐渐恢复生长,此时修剪枝条,能减少不必要的养分消耗,调整树体结构,让果树更好地迎接生长季,促进新梢萌发和花芽分化,提高果实产量和品质。
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情境四:日晷与地球运动
小李是一位生活在北方农村的果农,种植了大片的苹果树。他一直遵循着二十四节气来安排果园的农事活动。今年,一位来体验生活的大学生小王对他依据节气进行农事操作感到十分好奇。
(5)小王发现小李在小满节气时特别关注果园的灌溉情况,小满节气的气候特点和北方地区的农业用水需求有什么关系?
(6)小李在霜降前会给果树做好防寒措施,霜降节气的到来意味着什么?从地理角度解释为什么要在霜降前采取防寒措施。
(5)小满时节,北方地区气温进一步升高,蒸发旺盛,而此时雨季尚未完全到来,降水量相对不足。但农作物,如小李种植的苹果树,正处于生长旺盛期,需水量大增。所以在小满节气,果园对灌溉的需求很大,及时灌溉能保证果树有充足的水分,满足其生长需求,避免因缺水导致生长不良,影响果实发育和产量。
(6)霜降节气意味着气温下降,空气中的水汽在地面或物体表面凝结成霜。霜降后北方冷空气势力增强,气温明显降低,昼夜温差加大。低温会对果树造成冻害,影响果树的生理机能,如导致树液结冰、细胞受损等,进而影响果树来年的生长和结果。所以在霜降前给果树做好防寒措施,如包裹树干、培土等,能保护果树安全越冬。
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【原理规律归纳】地球运动
一、宇宙环境
1.天体系统层级构建:依据天体运动规律,宇宙形成“地月系→太阳系→银河系→可观测宇宙”的层级结构。地球在太阳系中处于第三轨道,其运行遵循开普勒行星运动定律,与其他行星保持同向、共面、近圆的公转特征,保障了安全的宇宙环境。
2.行星宜居性分析模型:结合新教材中“地球的宇宙环境”章节,从“外部条件 - 内部条件” 双维度构建分析框架。外部条件包括稳定的太阳光照和安全的行星际空间;内部条件涵盖适宜的温度(日地距离适中、大气保温效应)、液态水的存在(温度区间适宜)和恰到好处的大气层(地球质量与体积产生的引力吸附大气) 。
新高考重点与难点
重点:运用资料分析行星适宜生命存在的条件,如火星探测热点与地球环境对比。
难点:从宇宙尺度综合理解地球环境的独特性,以及多因素耦合对生命形成的影响,常以跨学科综合题形式考查。
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二、太阳对地球的影响
1.太阳辐射能量传输机制:太阳辐射以电磁波形式向地球传输能量。其能量分布由低纬向高纬递减,直接驱动地球大气环流、水循环和生物活动,是地球表层系统的根本能量来源。
2.太阳活动周期与地球响应:太阳黑子、耀斑活动周期约11 年,黑子数量是太阳活动强弱的重要标志,耀斑是太阳活动最激烈的显示。太阳活动释放的高能带电粒子流干扰地球电离层,影响无线电短波通信;扰动地球磁场引发磁暴现象;与地球大气碰撞产生极光,并可能通过影响大气环流间接影响地球气候。
新高考重点与难点
重点:太阳辐射的时空分布规律及其对人类活动的影响,太阳活动对现代技术系统(如卫星通信、电力系统)的冲击。
难点:太阳活动影响地球的复杂物理机制,以及太阳辐射与区域气候、农业生产的定量关系分析,常结合遥感数据、天文观测资料命题。
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三、地球的圈层结构
1.地球内部圈层划分依据:基于地震波(纵波可通过固、液、气三态,横波仅能通过固态)在地球内部传播速度的变化,划分出地壳、地幔、地核,莫霍面和古登堡面是关键分界面。上地幔软流层是岩浆主要发源地,影响板块运动和火山活动。
2.圈层间物质与能量交换:大气圈、水圈、生物圈与岩石圈相互渗透、协同演化。例如,生物风化作用(生物圈)改变岩石圈形态,降水(水圈)参与岩石圈物质循环,大气环流(大气圈)驱动水循环,各圈层通过物质迁移(如碳循环、水循环)和能量转换(如太阳能→生物能→化学能)形成地球表层系统。
新高考重点与难点
重点:地球内部圈层结构特点及其物理性质,外部圈层间的相互作用案例分析(如喀斯特地貌形成过程)。
难点:地球内部圈层物理性质的推断方法,以及多圈层耦合作用对地理环境演变的影响,常以地质剖面图、生态系统模型为载体考查。
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四、地球运动的地理意义
1.地球自转效应的量化分析:地球自西向东自转,产生昼夜交替(周期24 小时)、地方时差异(经度每差 15°,时间相差 1 小时)和地转偏向力(北半球右偏、南半球左偏)。
2.地球公转与黄赤交角的综合影响:黄赤交角(约23°26′)导致太阳直射点在南北回归线间周年移动,引发昼夜长短、正午太阳高度的时空变化。昼夜长短变化规律为:北半球夏半年昼长夜短,纬度越高昼越长;冬半年相反;春秋分全球昼夜平分。正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧递减。这些变化进一步形成四季更替和五带划分,影响热量分配、农业生产节律等 。
新高考重点与难点
重点:光照图判读(侧视图、俯视图、局部图)、地球运动相关计算(时间计算、昼夜长短计算、正午太阳高度计算)、地理现象与地球运动的因果关系。
难点:复杂光照图的解析、多要素动态变化的综合分析(如同一地点不同季节日出日落方位、太阳视运动轨迹),常以真实情境(如建筑采光设计、天文观测)为背景,考查综合思维和地理实践力。
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【拓展1】最长昼长
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【拓展2】
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【素养大提升】
(2024广东)距今约3000年前的金沙遗址(30°41′N,104°01′E)是古蜀国时期的一处大型聚落遗址。在该遗址祭祀区的东部,有一处九柱建筑基址,其9个柱洞呈“田”字形分布。研究发现,这些柱洞分布具有一定的天文属性。左图为九柱建筑的复原示意图;右图示意该建筑柱洞平面分布及当时冬至日的日出方位。
1.如果当时祭祀人员站在右图中的D5处,他在夏至日看到的日出方位位于( )
A.D5→D6连线方向 B.D6和D9之间
C.D5→D9连线方向 D.D8和D9之间
1.B 据图示信息可知,正北方向与D5-D6连线方向有27.17°的夹角,冬至日日出方位位于D5一D8连线方向,该地位于北半球,冬至日日出方位位于东南,则图中D5-D9连线方向大致为正东方向,夏至日日出方向位于东北,应位于D6和D9之间。
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【素养大提升】
(2024广东)距今约3000年前的金沙遗址(30°41′N,104°01′E)是古蜀国时期的一处大型聚落遗址。在该遗址祭祀区的东部,有一处九柱建筑基址,其9个柱洞呈“田”字形分布。研究发现,这些柱洞分布具有一定的天文属性。左图为九柱建筑的复原示意图;右图示意该建筑柱洞平面分布及当时冬至日的日出方位。
2.已知3000年前的黄赤交角比现今大,与现在遗址地居民相比,则当时金沙先民在( )
A.春分日看到日出时间更早
B.夏至日经历更长的夜长
C.秋分日看到日落时间更晚
D.冬至日经历更短的昼长
2.D 黄赤交角变大后,冬至和夏至时太阳直射的纬度变大,各地昼夜长短的年变化幅度增大,冬至日北半球各地昼更短夜更长,夏至日北半球各地昼更长夜更短,B错误,D正确;春秋分太阳直射赤道,全球昼夜平分,日出日落时间不会变化,AC错误。
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(2024重庆)特立尼达和多巴哥为加勒比海地区高收入国家,是美国加勒比盆地计划、欧盟伙伴协定受惠国,商品可免关税出口到相关国家和地区。位于利萨斯角港的凤凰工业园是我国“一带一路”倡议在加勒比地区首个落地项目,现已吸引我国多家企业入驻。该园区某跨国企业计划在春季召开全球线上会议,协调产品供销。如图为该国位置示意图。
3. 凤凰工业园吸引我国多家企业入驻的优势条件是该国( )
A. 贸易政策优惠 B. 劳动力便宜
C. 制造技术发达 D. 国内市场广
4. 为保证线上会议开始时全球处于同一日
期,线上会议开始时当地时间应是( )
A. 2:00 B. 8:00
C. 14:00 D. 20:00
3. A 该国贸易政策优惠,我国企业入驻可以避开关税壁垒,A正确;该国为高收入国家,则该国劳动力价格较高,B错;虽然是高收入国家,但不是发达国家,制造技术并不发达,C错;该国国土面积小,人口少,国内的消费市场并不广阔,D错。
4. B 若全球处于同一日期,则180°经线为0:00。当地位于西四区,可得出当地时间应为8:00。
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(2024广西)极北之城———朗伊尔城(78°12'N,15°30'E)常住居民仅约2000人。在极夜期间,城里居民会举办很多团体活动以应对漫长黑夜与严寒的考验。在阳光重返小城后的3月8日,当地会迎来全年最重要的、持续一周的太阳节。
5. 当地居民在极夜期间举办很多团体活动,主要是为了( )
A. 增加旅游收入 B. 增进身心健康
C. 减少能源消耗 D. 减少户外活动
6. 太阳节首日,当地居民看到太阳升起的方位是( )
A. 正南 B. 东南 C. 正东 D. 东北
5. B 据材料可知,当地城里居民会举办很多团体活动应对漫长黑夜的考验,是为了通过团体活动增加身心健康,B正确;极夜期间当地旅游的人数较少,旅游收入较少,A错;举办团体活动会增加能源消耗,C错;举办团体活动会增加户外活动,D错。
6. B 据材料可知,太阳节首日为3月8日,此日直射点在5°S附近,正好出现极夜的纬度约为85°,该地纬度为78°12′N,因此此日当地有昼夜更替现象,应日出东南。
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(2024天津)环球金融中心是上海外滩的标志性建筑之一,左图为无人机拍摄的其顶端的照片,透过上面的通风孔,可以看到东方明珠电视塔的顶部和远处位于地平线上的太阳。
7. 该照片拍摄的大致时间是( )
A. 4:20 B. 6:20 C. 16:20 D. 18:20
7. D 据景观图可知,太阳和东方明珠塔都位于环球金融中心的正前方;示意图显示,东方明珠塔位于环球金融中心的西北方向,则此刻太阳在上海市的西北方向,故此时为夏季的日落时刻,AB错误;北半球夏季昼长夜短,地方时应该在18:00之后不久,而上海的地方时与东八区区时差别较小,该照片拍摄的时间为18:20,D正确,C错误。
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(2024天津)环球金融中心是上海外滩的标志性建筑之一,左图为无人机拍摄的其顶端的照片,透过上面的通风孔,可以看到东方明珠电视塔的顶部和远处位于地平线上的太阳。
8. 该日与上海日出、日落时间大致相同的城市分别是( )
A. 天津和福州 B. 银川和广州
C. 台北和哈尔滨 D. 武汉和拉萨
8. A 据上题可知,该日晨线的走向应为西北-东南方向,昏线的走向为东北-西南方向,且晨昏线与经线夹角较小。该日与上海日出时间大致相同的城市应位于上海的西北或东南方向,与上海日落时间大致相同的城市应位于上海的东北或西南方向,且经度差异不大,天津与福州分别位于上海的西北和西南,且经度差异不大,A正确;银川和广州虽然分别位于上海的西北和西南,但经度差异较大,B错误;台北与上海经度差异很小,又有一定的纬度差异,该日日出时间与上海并不相同,C错误;武汉位于上海的西南,不会与上海日出时间一致,拉萨虽位于上海西南,但与上海经度差异较大,日落时间差异较大,D错误。
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(2024河北)西安(34°17'N,108°55'E)是连通我国东、西部的重要物流节点。2024年3月26日,我国首趟快递电商多联快车(干线铁路运输+两端集装箱配送)班列从西安出发,38小时后抵达乌鲁木齐(43°47'N,87°37'E),较传统公路运输方式用时缩短约5个小时。
9.西安成为我国东、西部之间重要物流节点,主要缘于( )
A.先进的科学技术 B.雄厚的经济基础 C.优越的地理位置 D.庞大的人口数量
9. C 西安地处我国西北部,关中平原的中心,北临渭河,南依秦岭,东接黄河,西靠陇山,是连接中国南北、东西的重要交通枢纽,地理位置优越,故能成为我国东、西部之间重要物流节点,C正确;物流节点的形成主要与交通、地理位置相关,科技、经济、人口不是主要影响因素。
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(2024河北)西安(34°17'N,108°55'E)是连通我国东、西部的重要物流节点。2024年3月26日,我国首趟快递电商多联快车(干线铁路运输+两端集装箱配送)班列从西安出发,38小时后抵达乌鲁木齐(43°47'N,87°37'E),较传统公路运输方式用时缩短约5个小时。
10.西安至乌鲁木齐快递电商多联快车班列的突出优势是( )
A. 降本增效 B. 转运方便 C. 机动灵活 D. 服务优质
10. A 由材料可知,快递电商多联快车两端使用集装箱配送,城市之间用铁路运输,用时更短。由此可推知,该班列的突出优势是铁路运输替代传统公路运输,运输效率高,能降低物流成本,从而降低快递电商的成本,A正确;该快车班列在两端使用集装箱卡车与铁路转运,中间不进行二次转运,且两端的集中转运也是为了降本增效,故转运方便不是其突出优势,B错误;该快车班列在两大城市间进行铁路运输,不如公路运输机动灵活,C错误;该快车班列服务优质,但其他运输方式也可以提供优质的服务,故服务优质不是其突出优势,D错误。
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(2024河北)西安(34°17'N,108°55'E)是连通我国东、西部的重要物流节点。2024年3月26日,我国首趟快递电商多联快车(干线铁路运输+两端集装箱配送)班列从西安出发,38小时后抵达乌鲁木齐(43°47'N,87°37'E),较传统公路运输方式用时缩短约5个小时。
11.该趟班列首发当日,乌鲁木齐比西安( )
A. 日出时刻早 B. 正午太阳高度大 C. 白昼时间长 D. 日落方位略偏南
11. C 3月26日,太阳直射北半球,越往北昼越长,C正确;乌鲁木齐昼更长,日出地方时更早,但乌鲁木齐更靠西,且两地之间经度差异远大于纬度差异,故乌鲁木齐日出时刻更晚,A错;乌鲁木齐和西安均位于直射纬线以北,乌鲁木齐离直射纬线更远,故正午太阳高度更小,B错误;两城市在该日均日落西北,乌鲁木齐白昼更长,日落方位西偏北的角度更大,D错误。
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