2027届高考地理一轮复习【知识点总结】第一讲地球运动1.2地球公转及其地理意义

该高中地理高考复习知识清单聚焦地球公转核心模块，涵盖公转一般特点、太阳直射点移动、昼夜长短与正午太阳高度变化、四季五带等基础内容，以及光照图判读、太阳视运动等专题突破，构建完整知识体系。 清单通过表格归纳规律（如黄赤交角与五带范围关系）、图解直观呈现（太阳直射点轨迹），标注“近大远小”等记忆技巧，结合“立竿见影”“日晷计时”实例培养综合思维与地理实践力。含高考典例分析和易错点警示，助力学生系统复习，教师可直接用于专题教学，提升备考效率。

目录 第一讲 地球运动 1.2地球的公转 1.2 地球运动--公转 1 一、地球公转的一般特点 1 二、太阳直射点的移动 2 1．黄赤交角 2 2．太阳直射点的回归运动 3 三、地球公转的地理意义 4 1.昼夜长短的变化 4 2.正午太阳高度的变化 7 【拓展】正午太阳高度的应用 11 1．确定地方时 11 2．判断所在地区的纬度 11 3．确定房屋的朝向 11 4．判断日影长短及方向 11 5．计算楼间距、楼高 12 6.计算热水器的安装角度 12 2．晨昏线的判定 14 3．确定极点位置 14 4．确定日期（节气）和季节 14 5．确定经纬度 15 6．方向的判定 15 3、四季更替和五带 16 【专题突破】光照图的判读及应用 17 【专题突破】太阳视运动 19 【专题突破】“立竿见影”轨迹 22 【专题突破】日晷 23 【专题突破】根据北斗七星斗柄指向判断季节 25 【专题突破】太阳辐射与光伏发电 27 第一讲 地球运动 1.2 地球运动--公转 一、地球公转的一般特点 1．方向：自西向东。 2．轨道：接近正圆的椭圆，太阳位于其中一个焦点上。 3．周期：1恒星年，约为365日6时9分10秒。 4.速度 【点拨】图示法掌握地球公转速度 【思考1】　北半球夏半年的天数是186天，冬半年的天数是179天。造成这种天数差异的原因是什么？ 答案：北半球夏半年，地球运动至离太阳较远的位置，地球公转速度较慢，天数较长； 北半球冬半年，地球运动至离太阳较近的位置，地球公转速度较快，天数较短。 【思考2】1月初地球公转至近日点附近，为什么地球距离太阳近，北半球球却气温低为冬季？ 答案　近日点时，北半球虽离太阳较近，但主要决定获得太阳光热多少的因素是太阳直射点的位置。此时，太阳直射在南半球，北半球获得的太阳辐射量较远日点时要少得多，因此北半球为冬季。 二、太阳直射点的移动 1．黄赤交角：赤道平面与黄道平面的交角，目前大小为23°26′。 【注意】①黄赤交角并不是固定的。从1984年起，天文学上用的黄赤交角的数值是23°26′21″。 ②南北回归线的度数＝黄赤交角的度数=直射点移动的范围（北回归线即直射点的北界，南回归线即直射点南界）； ③南北极圈度数＝90°—黄赤交角度数=出现极昼（极夜）的最低纬度。 【归纳】①．黄赤交角特点 特点 含义 一轴 两面 三角度 一轴 地轴(自转轴，与赤道平面垂直) 黄道平面 地球公转的轨道平面 赤道平面 地球自转的平面，与地轴垂直 黄赤交角 黄道平面与赤道平面的夹角，目前为23°26′ 地轴与黄道面夹角 与黄赤交角互余，为66°34′ 地轴与赤道面夹角 90° 三个基本不变两个变 三个基本不变 地球在公转过程中，地轴的空间指向基本不变， 北极始终指向北极星附近 地球运动的方向不变，总是自西向东 黄赤交角的大小基本不变，保持23°26′ 两个变 地球在公转轨道的不同位置，黄道平面与赤道平面的交线、地轴与太阳光线的相对位置是变化的 ②.黄赤交角变化带来的具体影响 影响的方面 黄赤交角变大(小) 回归线度数和极圈度数 回归线度数变大（变小），极圈度数变小（变大） 太阳直射范围和直射点移动速度 扩大(缩小)，移动速度加快（减慢） 极昼和极夜现象范围 扩大(缩小) 五带的范围 热带和寒带的范围扩大(缩小)，温带的范围缩小(扩大) 2．太阳直射点的回归运动 (1)太阳直射点的移动：地球公转过程中，黄赤交角的存在和地轴的空间指向不变，引起了太阳直射点纬度位置的周年变化，即太阳直射点的南北回归运动。【图解如下】 【特别提醒】 ①冬至日是12月22日，近日点是1月初，夏至日是6月22日，远日点是7月初，因此冬至日与近日点、夏至日与远日点地球在公转轨道上的位置是不相同的。 ②【易错】太阳直射点的移动速度并不是匀速的：春分日及秋分日前一个月及后一个月移动约12°/月； 夏至日及冬至日前一个月及后一个月移动约3°/月； 其它时间移动约8°/月。 【方法技巧】公转轨道上二分二至日的判断 方法1：日地距离法 如下图，A点日地距离较近，时间为1月初，应为冬至日稍后，B点日地距离较远，时间为7月初，应为夏至日稍后，再结合地球的公转方向判断C为春分日稍后，D为秋分日稍后。 方法2：地轴倾向法(连线法) ①连接日心和地心，将该线作为太阳光线。 ②该线与地球表面的交点为太阳直射点(因为太阳光线与该点的地球表面垂直)。 ③观察该点所在的南北半球位置：若在北半球(B点)则为北半球夏至日(太阳直射北回归线)；若在南半球(D点)则为北半球冬至日(太阳直射南回归线)。 方法3：垂线法(晨昏线法) ①过地心(图中圆心)作太阳光线的垂线；该线为晨昏线(晨昏线与太阳光线始终垂直，且其所在平面通过地心)。 ②观察南北极的极昼极夜状况，若北极圈内出现极昼、南极圈内出现极夜，则为北半球夏至日；反之为北半球冬至日。 【拓展】二十四节气在黄道上的位置如图： · 任意相邻的两个节气，时间上相隔约15天。 · 相对于夏至或冬至对称的两个节气，太阳直射点大致位于同一纬度。对任何一地，此两天日出日落方位、正午太阳高度、昼夜长短等均相同。如芒种与小暑、立冬与立春。 （2）周期：1回归年，即365日5时48分46秒。 三、地球公转的地理意义 1.昼夜长短的变化 （1）．昼夜长短 一个地方的昼夜长短，与它所在纬线昼弧与夜弧的长度有关 同一纬线上，昼弧+夜弧=360° 昼弧= 夜弧， 则昼夜等长； 昼弧＞夜弧，则昼长夜短；昼弧＜夜弧，则昼短夜长。 同一纬线上的各地，昼夜长短状况相同。 【图解二分二至日昼夜长短的纬度分布规律】 2027高考地理一轮复习 知识点总结 讲义 1 学科网（北京）股份有限公司 图a为“夏至日全球的昼长分布图”(北半球)，总结夏至日全球昼夜长短分布规律： 答案　北半球昼长夜短，纬度越高，昼越长、夜越短，北极圈及其以北地区出现极昼现象；南半球昼短夜长，纬度越高，昼越短、夜越长，南极圈及其以南地区出现极夜现象。 3．图b为“冬至日全球的昼长分布图”，总结冬至日全球昼夜长短分布规律： 答案　北半球昼短夜长，纬度越高，昼越短、夜越长，北极圈及其以北地区出现极夜现象；南半球昼长夜短，纬度越高，昼越长、夜越短，南极圈及其以南地区出现极昼现象。 图c为“春分日和秋分日全球的昼长分布图”，总结二分日全球昼夜长短分布规律： 答案　全球各地昼夜平分。 （2）．变化规律 ①季节变化规律 规律1：太阳直射赤道（二分日），全球各地昼夜平分；距二分日越近的日期，昼夜差值越小，且昼长越接近12小时。 规律2：直射点所在(南/北)半球昼长夜短，且该半球纬度越高，昼长越长；(点北北长，越北越长/点南南长，越南越长) 【小结】太阳直射点、日出和日落时间、昼长之间的关系 直射点位置 日出时间 日落时间 昼夜长短 北半球 北半球日出早于地方时6时 北半球日落晚于地方时18时 北半球昼长夜短，南半球昼短夜长 赤道 地方时6时 地方时18时 全球昼夜等长 南半球 北半球日出晚于地方时6时 北半球日落早于地方时18时 北半球昼短夜长，南半球昼长夜短 规律3：太阳直射点向哪个半球(南/北)移动，该半球昼将变长，夜将变短，另一个半球反之。 【图解昼夜长短的季节变化规律】（北半球为例） 【易错提醒 】 ①由于大气的散射作用，实际的昼长比理论昼长要长。 ②太阳直射某地，该地不一定昼最长夜最短。 北半球各地夏至日这一天昼最长，南半球各地冬至日这一天昼最长。 ③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。 ②纬度变化规律 · 规律1对称规律：同一日期，同一纬线上各点昼夜长短相同，南北半球同纬度昼夜长短相反。 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。 （如a与b两日期，c与d两日期关于至日对称） 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40°N的昼长等于40°S的夜长，如图中纬度数相同的BD两点，D的昼长等于B的夜长。） · 规律2 变化幅度规律： 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。 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。 例如，某日甲地昼长为17小时、乙地昼长13小时、丙地昼长8小时，请按纬度从高到低排序？ 【参考答案】甲丙乙 ③极昼极夜变化规律 · 极昼极夜范围：极昼极夜最低纬度至极点，抓直射点位置 极昼（极夜）的起始纬度＝90°－太阳直射点的纬度。纬度愈高，极昼（极夜）出现的天数愈多。 直射点在北半球：北极周围极昼，南极周围极夜；（直射点在南半球：南极周围极昼，北极周围极夜。） 极昼/极夜范围的扩大：从极点到极圈；（极昼/极夜范围的缩小：从极圈到极点；） · 规律：极圈上，一年中只有一天出现极昼极夜现象； 北极点：极昼186天，极夜179天；南极点极昼天数179天，极夜天数186天； 极圈内，纬度越高，极昼极夜天数越多； 北极地区的极昼天数多于南极地区 【难点突破 】“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”定昼夜长短的变化趋势 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。 【拓展】昼夜长短的计算 方法一：根据该地所在纬线上的昼弧、夜弧所跨度数÷15°来计算（同一纬线上各地昼夜长短相同） 方法二：根据某地的日出、日落时刻计算 昼长=日落-日出 =2×（12-日出）=2×（日落-12） 夜长=24－昼长 =2×日出=2×(24-日落) 【特别提醒】：公式中的日出时间、日落时间一般指地方时。在用“日落时间－日出时间”计算昼长时，公式中的日出时间、日落时间要统一标准，同为区时或同为地方时，或北京时间等，但用2×（12-日出）或2×（日落-12）计算昼长，日出日落时刻必须是地方时。 光照图中，晨线上的点正值日出，昏线上的点正值日落。某地日出、日落时刻指该地所在纬线与晨线、昏线的交点的地方时。同一纬线上各地日出、日落时刻相同。南北半球纬度相同的两地日出时刻关于6:00对称，日落时刻关于18：00对称。 方法三：特殊地点的昼长： ①赤道上，昼长＝夜长＝12小时； ②极昼区，昼长＝24小时，夜长＝0；极夜区，昼长＝0，夜长＝24小时。 ③夏至日，10°N地区昼长为12小时34分， 20°N地区昼长为13小时13分， 40°N地区昼长为14小时51分， 60°N地区昼长为18小时29分。 再利用同纬度冬至日与夏至日昼长相加等于24小时可计算出冬至日昼长。 方法四：利用等值和对称规律 ①利用昼夜长短的分布规律计算 a.同一纬线上各点昼夜状况、日出和日落时间相同。 b.南、北半球纬度数相同的两条纬线的昼夜时长互等，即南半球某地的昼(夜)长＝北半球同纬度数某地的夜(昼)长。 ②利用日期的对称性计算（利用直射点的回归运动） a.关于二至日对称的两个时间，直射点位置相同，正午太阳高度、昼夜长短、日出日落方位会出现两次等值。则其如某地A日期和B日期、C日期和D日期，昼长、夜长都是相同的。 b.关于二分日对称的两个时间，如某地B日期和C日期、D日期和A日期，一个日期的昼长等于另一个日期的夜长。 【拓展】太阳直射点位置、日出日落方位与昼夜长短的对应关系 直射点位置 非极昼、极夜地区 日出方位 非极昼、极夜地区 日落方位 昼夜长短 极昼地区 北半球 东北(早于6时日出) 西北(晚于18时日落) 北半球昼长夜短 南半球昼短夜长 正北日出、正北日落 赤道 正东(6时日出) 正西(18时日落) 昼夜等长 南半球 东南(晚于6时日出) 西南(早于18时日落) 北半球昼短夜长 南半球昼长夜短 正南日出、正南日落 2.正午太阳高度的变化 （1）．概念 ①.太阳高度角和正午太阳高度【总结】正午有关的地理现象：一天中太阳高度最大或最高时； 当地地方时为12时时； 太阳位于当地的正北或正南时或者头顶正上方。 当地物体的影子指向正北或正南时。 · 太阳高度角 太阳光线与地平面之间的夹角(即太阳在当地的仰角)，叫作太阳高度角，简称太阳高度(如图甲所示)。白昼太阳高度角>0°,夜晚太阳高度角<0°。日出时太阳高度角=0°，日出后太阳高度角逐渐增大，正午时太阳高度角达到一天中最大，正午过后太阳高度角逐渐减小，日落时减小到0°。 地球某一时刻而言，直射点位置太阳高度最大（90°），以该点为中心的同心圆向四周递减，直到晨昏线处最小（0°）。（如下图） · 正午太阳高度 一天中太阳高度最大值出现在正午（地方时12点），称为正午太阳高度(如图乙所示)。 【注意】“正午太阳高度”与“太阳高度”“太阳直射”的区别与联系： ①太阳高度是指太阳入射光线与观测者所在地平面的夹角。 ②太阳入射光线与地平面夹角为90°时，称为太阳直射。 ③一日中太阳高度的最大值即为正午太阳高度。 ④若太阳高度为90°，必须同时满足“时间＋地点”两个条件：一是时间为当地正午，地方时12点；二是地点为直射点。 （2）.正午太阳高度的变化规律 ①.正午太阳高度的空间变化规律 分布：近大远小：同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减； 距离太阳直射点越近，正午太阳高度越大，距离越近，则越大。 夏至日：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减；北回归线及其以北各纬度正午太阳高度达到一年中的最大值，南半球各纬度正午太阳高度达到一年中的最小值。如图中c折线所示。 冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减；南回归线及其以南各纬度正午太阳高度达到一年中的最大值，北半球各纬度正午太阳高度达到一年中的最小值。如图中a折线所示。 春、秋分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。如图中b折线所示。 ②正午太阳高度的时间变化规律 ◎太阳高度日变化图的判读： · 图中日出、日落时太阳高度为0°，正午时太阳高度最大，直射点上为90°。 · 根据横坐标上的日出、日落地方时可求当地昼长。 · 根据纵坐标上的正午太阳高度可求当地地纬度或太阳直射点纬度。 · 根据图中地方时12:00求当地经度。 · 极昼区太阳高度日变化图的判读 ①刚刚极昼：0时日出、24时日落，日出日落时太阳高度为0°，正午12时太阳高度最大且等于直射点纬度的2倍。 ②已经极昼多时：0时日出、24时日落，日出日落时太阳高度最小但大于0°且等于当地纬度－出现极昼的最低纬度，正午12时太阳高度最大。最小(子夜)太阳高度+正午太阳高度=直射点纬度的2倍。 ③极点极昼时：太阳高度在一天之内没有变化，太阳高度=直射点的纬度。 ◎正午太阳高度年变化 变化：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。如图所示： 北回归线及其以北地区 一年有一次最大值(6月22日前后)，一次最小值(12月22日前后) 南回归线及其以南地区 一年有一次最大值(12月22日前后)，一次最小值(6月22日前后) 南北回归线之间(除赤道外) 一年有两次最大(太阳直射时最大)，一次最小(南半球出现在6月22日前后、北半球出现在12月22日前后) 赤道地区 一年有两次最大(春分、秋分)、两次最小(夏至、冬至) 递变规律 来增去减(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) 【图解正午太阳高度角季节变化规律】 【归纳】正午太阳高度的分布、变化特点 （1）分布看“远近”：近大远小，即某地与直射点的纬度差越小，H越大，反之越小。 同一纬线上各地，正午太阳高度相同（同线等高）； 关于直射纬线南北对称的两条纬线，正午太阳高度相等（对称等高）。 （2）变化看“移动”：来大去小，即直射点向某地移来，该地H增大，直射点远离某地，该地H减小。 夏至日：北回归线及其以北，H达一年中最大值，南半球各纬度达一年中最小值； 冬至日：南回归线及其以南，H达一年中最大值，北半球各纬度达一年中最小值。 （3）位置看“数值”： 回归线间 回归线上 回归线到极圈 极圈到极点 【方法技巧】正午太阳高度角的计算 （1）公式：H＝90°－两点纬度差。 说明：纬度差是指某地的地理纬度与当日太阳直射点所在的纬度之间的差值(当所求点与太阳直射点在同一个半球时，纬度差为两地纬度数之差；当所求点与太阳直射点不在同一个半球时，则纬度差为两地的纬度数之和，简记为“同减异加”)。 ➯同线相等规律：同一纬线上各地同一天正午太阳高度相等； ➱对称规律：同一天，关于直射点对称的两条纬线上正午太阳高度相等； ➱近大远小规律：距离太阳直射点所在纬线越近的地点，意味着两地纬度差越小，正午太阳高度越大。 ➱来增去减规律直射点移动过程中，移过来靠近所求地，意味着正午太阳高度角会不断增大，反之，直射点离所求地远去，则所求地正午太阳高度角则减小 · 【方法技巧】太阳直射点的确定方法 (1)纬度的确定 方法一：“太阳直射点的纬度”和“晨昏圈与纬线相切点的纬度(出现极昼、极夜的最低纬度)”互余。　 方法二：通过节气来判断。夏至，太阳直射23°26′N；冬至，太阳直射23°26′S；春、秋分，太阳直射赤道。 方法三：根据某地正午太阳高度的计算公式H＝90°－两地纬度差计算。 方法四：“赤道处晨昏线与经线的交角(锐角)”等于“太阳直射点的纬度”。 (2)经度的确定 基本原则：地方时为12时的经线即太阳直射的经线。 方法一：晨线和赤道的交点(经度)向东90°或昏线和赤道的交点(经度)向西90°，即太阳直射点的经度。 方法二：根据晨昏线与纬线相切点所在经线的地方时判断太阳直射的经线。 （2）正午太阳高度的年变化幅度 ➱南、北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越大(由23°26′增大至46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′。 其正午太阳高度的年变化幅度：ΔH＝23°26′＋Φ(Φ为当地纬度)； ➱南回归线至南极圈之间和北回归线至北极圈之间：各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)。 ➱南极圈以南和北极圈以北：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小至23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。 ΔH＝23°26′＋90°-Φ(Φ为当地纬度) 【拓展】正午太阳高度的应用 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，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 原理：物影的朝向与太阳的空间位置始终相反；物影的长度与太阳高度成反比。 ➱太阳直射点上，物体的影子长度为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，直射点以北地区，正午太阳总在正南；直射点以南地区，正午太阳总在正北。 　 ➱室内光照面积大小判断 北回归线以北地区，夏至日正午太阳高度最大，室内光照面积最小；冬至日，正午太阳高度最小，室内光照面积最大。 5．计算楼间距、楼高 我国《物权法》指出，住宅间距必须保证北面楼房底层窗台面日照时间不少于1小时。 为了保证一楼全年都有阳光照射，北回归线以北地区建造楼房时，两楼之间的最短距离应大于L＝h·cot H(H：冬至日正午太阳高度)。 【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。 思考：1.“日照时间不少于1小时”的日期指的是_______ 2.按照采光要求，下列四个城市相邻同高楼房的间距最宽的应该是（ ）  A.北京(40°N) B.哈尔滨(45°N) C.广州(23°N) D.台州(29°N) 【参考答案】 【典例】广东省茂名市(约21.5°N)的小明家准备在某楼盘买房，楼是东西延伸，每户南北均有阳台；两栋楼的楼高均是51米，楼层高3米，楼间距如图所示，有一地面停车场(车位布置如图)。据此完成（1）～（2）题。 （1）.小明的爷爷怕冬季正午室内晒不到太阳，小明家最好买二栋的(　　) A.4楼 B.6楼 C.8楼 D.都可以 （2）..小明的父亲想在停车场买一停车位(停车场长度与楼长一致)，现在只有甲、乙、丙、丁四个车位，他怕夏天车被晒时间太长，最好选择(　　) A.甲车位 B.乙车位 C.丙车位 D.丁车位 【答案】　（1）.C （2）.D 6.计算热水器的安装角度 为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器集热板与楼顶平面之间的夹角（α），使太阳光与集热板成直角，正午太阳高度为H，则α+H=90°。即安装倾角α=当地与直射点的纬度差。 拓展：“追日型”人工智能光伏电池板，具备“照射光线自动跟踪”技术。为了充分利用太阳能，光伏电池板始终与太阳光线保持垂直(朝向太阳方位)，因此随太阳光线的变化，其集热板会在水平方向和垂直方向旋转跟踪。 集热板的水平旋转角度反映了昼长，昼越长，水平旋转角度越大，反之越小； 集热板的垂直转动角度反映了正午太阳高度，正午太阳高度越大，垂直旋转角度越大，反之越小。 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 【微专题】等太阳高度线图的判读 一、图形特征 等太阳高度线图一般由经线、纬线和等太阳高度线组成。在图上，通过圆心的竖线一般表示经线（为一条经线或两条正相对的经线的各一部分），通过圆心的横线（或弧线）为纬线，各大小不同的同心圆为等太阳高度线，圆心为太阳直射点。如下两图。 二、判读内容与方法 判读的基本方法与其它等值线图相同，但判读的内容有所不同。该类图形判读的基本内容主要有：太阳直射点地理坐标（即其经度和纬度）的判读、各地地方时和北京时间的计算、太阳高度的分布规律、正午太阳高度的分布规律、各地太阳高度大小的推算和比较、昼夜长短的变化及与图示日期（节气）和季节相关的地理现象等。 1．太阳高度的判定 等太阳高度线图是反映某一时刻昼半球各地的太阳高度分布图。在昼半球，从直射点向四周（随着球面的弯曲与直射点的距离不断增大），太阳高度逐渐减小；至晨昏线上，太阳高度减小至0°。即太阳高度以直射点为中心向周围呈同心圆状递减。直射点的太阳高度角最大，为90°；晨昏圈上太阳高度角最小，为0°。 同一等太阳高度线上的各点与直射点的球面距离相等。距离直射点越近，太阳高度越大；反之，太阳高度越小。 【提醒】① 只有太阳直射的经线上各点的太阳高度才是正午太阳高度，其它所有点的太阳高度都为即时太阳高度。 ② 区别“正午太阳高度的分布规律”和“太阳高度的分布规律”（概念、最大值分布的范围、递减方向、出现的时间、影响因素等）。 【提示】① 在通过直射点的任一经线（或经线圈）（即大圆弧线）上，距离每隔111千米，太阳高度相差1°。 ② 与直射点相距L千米，则太阳高度为90°－L/111。 2．晨昏线的判定 如果图中没有标注太阳高度的数值，则其中最大的圆圈是太阳高度为0°的等太阳高度线，即晨昏线；图中其余部分各地的太阳高度角均大于0°，该图所示的半球全部为昼半球，这是整个昼半球的太阳高度分布图。一般来说，太阳直射经线以西最大的半圆为晨线，以东最大的半圆为昏线。 在标注太阳高度的图上，则应视具体度数而定：一是图中最外侧大圆的度数（即太阳高度）为0°，则该最大圆为晨昏线（晨线和昏线区分方法同前）；二是图中最外侧大圆的太阳高度不为0°，即其不是0°等太阳高度线，因此该最大圆不是晨昏线。这类图是局部的等太阳高度线图,表示的区域是昼半球中太阳高度较大的一部分（或昼半球中央的一部分）。 【提醒】当太阳直射点在赤道上时，0°太阳高度线为一个经线圈；当太阳直射点不在赤道上时，0°太阳高度线不是经线圈。 3．确定极点位置 在太阳直射的经线上,太阳高度的南北跨度为180°，因此该经线上的纬度跨度也是180°。 当太阳直射赤道时，直射经线的最北点为北极，最南点为南极； 当太阳直射θ°N时，北极点在与图中最上点距离为θ°的内侧位置（即北极点位于最上点以内（即下方），北极点与最上点的纬度差为太阳直射的纬度数），此时图上没有南极点。 当太阳直射θ°S时，南极点位于距图中最下点距离为θ°的内侧位置（即上方）（南极点与最下点的纬度差为太阳直射的纬度数），图上没有北极点。 4．确定日期（节气）和季节 等太阳高度线图的中心点（即圆心）为太阳直射点，过该点的经线地方时为12点。当太阳直射点不在赤道上时，这条竖线不是同一条经线，而是两条正相对的经线的各一部分。其中，与直射经线正相对的经线，地方时为0时。过直射点的纬线即为此日太阳直射的纬线，其正午太阳高度都为90°。 根据太阳直射的纬线可以判断直射点所在的南、北半球及日期（节气）和季节，并可判断与之相关的地理现象。 5．确定经纬度 在太阳直射的经线上，两地的太阳高度相差多少度，则纬度就相差多少度。据此，可推算出该经线上某一点的纬度。 如果太阳直射赤道，则赤道上太阳高度相差多少度，经度就相差多少度。如果太阳直射其它纬线，在该纬线上太阳高度相差多少度，其经度的差值一定大于太阳高度的差值（如太阳直射点在南、北纬60°纬线上，在此纬线上太阳高度相差1°，则经度相差2°）。据此，可推算出该纬线上某一点的经度和地方时。 【提醒】区别正午太阳高度与即时太阳高度、地方时与北京时间（或世界时）等。 6．方向的判定 根据图中的经线和纬线、直射点和极点的位置等可判定出图中各点的方向。 下左图为“北京时间16点、太阳直射A点时的光照图”，A点的是纬度20°N。读图回答下列各题。 1）C点位于B点的 方向，其地理坐标是 ，此日昼长是 小时。 2）等值线①、②、③中，昼长最短的是 。 3）弧线AE两点之间的实际最短距离大约是 千米。 4）若此时F点地方时为6时，在下右图中画出DAGBC线此日的昼长变化折线图。 【答案】7．1）正南 70°N, 120°W 24 2） ③ 3）6660 4）答案见图 3、四季更替和五带 (1)．四季更替 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 白昼最长太阳最高的季节 过渡季节 白昼最短太阳最低的季节 气候四季 3、4、5月 6、7、8月 9、10、11月 12、1、2月 (2).五带 ①划分依据：太阳辐射总量从低纬地区向高纬地区递减。 ②五带的划分 【专题突破】光照图的判读及应用 1.光照图的类型 (1)地球公转轨道图 在地球公转轨道图中，完整展现二分二至日的光照图，一般结合地轴方向、近日点、远日点进行判读。 (2)公转轨道局部图 结合公转方向和昼夜分布判读。下图中阴影为夜半球，太阳直射在赤道上，之后太阳直射点向南移动，可确定为9月23日左右的光照图。 (3)地球侧视图 一般北极在上，南极在下；赤道为一直线，居中； 晨昏线与太阳光线垂直，并平分赤道。 二分日时，晨昏线起止于南北两极点， 二至日时，晨昏线起止于与南北极圈相切的两切点，除二分日以外的时间，晨昏线与极地的某两纬线圈(纬度度数相同)相切。 (4)极地俯视图 中心为极点，外圆为赤道，虚线为南北回归线和南北极圈。 (5)斜侧(俯)视图 观测点既不在赤道上空，也不在极点上空，观测到的光照情况即为斜侧(俯)视图。 (6)矩形投影图 矩形投影图是将南北极点、南北极圈、南北回归线放大到与赤道一样长，它与实际图相比有很大的变形，离赤道越远，变形越大。判读此类图的关键是晨昏线、极昼极夜和赤道上的日出(6点)、日落(18点)时间等。 【方法技巧】 1．准确把握光照图中的基本要素 (1)找准两条线——晨线、昏线 ①晨线：自西向东，由夜半球进入昼半球的界线，如图1中。 ②昏线：自西向东，由昼半球进入夜半球的界线，如图1中。 (2)确定五个点——晨赤点、昏赤点、晨昏北点、晨昏南点、太阳直射点 ①晨赤点：晨线与赤道的交点，地方时为6：00。如图2中C点。 ②昏赤点：昏线与赤道的交点，地方时为18：00。如图2中A点。 ③晨昏北点：晨线与昏线在北半球的交点，也是晨(昏)线上最北的点。北点(图2中D点)0时北昼，北点12时北夜(当晨昏北点为0：00时，其北方为极昼；当晨昏北点为12：00时，其北方为极夜)。 ④晨昏南点：晨线与昏线在南半球的交点，也是晨(昏)线上最南的点。南点0时南昼，南点12时南夜。 ⑤太阳直射点：即日心和地心的连线与地球表面的交点(如图2中B点)。太阳高度为90°，地方时为12：00。它与晨赤点、昏赤点的经度差为90°。 2．依要素把握光照图的判读技巧 2.光照图的应用 (1)确定地球的自转方向 图示为二至日的昼夜分布状况(阴影部分为夜晚)，若AB为晨线，则可知地球呈顺时针方向自转，中心点为南极点；若AB为昏线，则地球呈逆时针方向自转，中心点为北极点。 (2)确定时间 ①地方时。 a.晨线与赤道的交点所在经线的地方时为6时； b.昏线与赤道的交点所在经线的地方时为18时； c.晨昏线与纬线圈相切的切点所在经线的地方时为12时或24时(0时)：其中与极昼最大范围的纬线相切的切点所在经线的地方时为24时，即夜半球的中央经线地方时为子夜0时；与极夜最大范围的纬线相切的切点所在经线的地方时为12时，即昼半球的中央经线地方时为正午12时。 ②日期与季节。 节气：a.晨昏线经过南北两极，与某一经线圈重合，同所有纬线圈垂直相交，则可判定这一天为春分日或秋分日； b.晨昏线与南北极圈相切为二至日：北极圈内出现极昼现象，可判定这一天为北半球夏至日；北极圈内出现极夜现象，可判定这一天为北半球冬至日。 A B 季节：①北半球昼长夜短或北极附近有极昼现象，则为北半球夏半年，反之为冬半年。 ②根据晨昏线与经线的斜交关系（如图）。 (3)确定太阳直射点位置 a.判断直射的纬度 （直射的纬度=90°-晨昏线与纬线相切的切点纬度） 夏至日太阳直射23°26′N，冬至日太阳直射23°26′S，二分日，太阳直射纬度是0°。 b.判断直射的经度：太阳直射点的经度就是地方时为12点的经度。 平分昼半球的经线的经度就是太阳直射点的经度，或晨昏线与出现极夜最低纬度的纬线相切的切点所在经线就是太阳直射点的经线。直射经线的经度＝赤道与晨线的交点所在经线的经度＋90°；或者直射经线的经度＝赤道与昏线的交点所在经线的经度－90°。 (4)确定昼夜长短 晨昏线把所经过的纬线圈分成两部分，位于昼半球的为昼弧，位于夜半球的为夜弧。春秋分日时以及赤道地区，各地的昼弧等于夜弧，即昼长＝夜长；其余时间除赤道外的任何地区昼弧与夜弧不等长， 太阳直射北半球，越往北昼越长；太阳直射南半球，越往南昼越长。 昼长＝ 夜长＝ 说明：同一纬线上各地的昼长相等；不同半球相同纬度的两地上，其中一地的昼长等于另一地的夜长。 (5)确定距离 晨昏线上两点间的劣弧长度就是球面上两点间的最短距离。 (6)确定太阳高度 晨昏线上各点的太阳高度为0°。直射点太阳高度角最大，为90°，其余地方越靠近直射点，太阳高度角越大，离直射点越远，太阳高度角越小（近大远小）。 (7)确定日出日落时间 晨线上各地同时看到日出，昏线上的各地同时看到日落，但地方时不同(除春秋分日外)。 日出时间是该地所在经线与晨线交点上的时间(地方时)，日落时间则是该地所在经线与昏线交点上的时间(地方时)。 日出时刻＝12－ 日落时刻＝12＋ 太阳直射北半球，全球日出东北方，日落西北方。（极昼区除外） 太阳直射南半球，全球日出东南方，日落西南方。（极昼区除外） 二分日太阳直射赤道，全球日出正东方，日落正西方。 (8)确定极昼极夜的范围 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、极夜现象正好相反。 【专题突破】太阳视运动 1、概念：由于地球的自转，地球上的人所看到的太阳在天空中东升西落的运动过程。太阳视运行轨迹能直观反映某地全年正午太阳高度、昼夜长短和日出日落方位的变化。太阳视运动图的三个关键：日出日落方位；正午太阳的方位；正午太阳高度。 原理： 1.定日出日落的方位——看太阳直射点的位置 点北北升落，点南南升落 ①太阳直射赤道：除极点，全球各地日出正东，日落正西 ②太阳直射北半球：除极昼极夜区，全球各地日出东北，日落西北。（北极极昼区太阳正北升、正北落） ③太阳直射南半球：除极昼极夜区，全球各地日出东南，日落西南。（南极极昼区太阳正南升、正南落） 总结太阳视运动与日出日落方位 2.定正午太阳方位——看所在地与太阳直射点的位置关系 太阳直射点位于观测者以南时，该地正午太阳位于正南方向 太阳直射点位于观测者以北时，该地正午太阳位于正北方向 【特别提醒】： （1） 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； 在北半球，昼越短，日出越晚，日落越早，日出日落的位置越偏南。 直射点纬度数越高，日出日落偏角越大。 （2）正午太阳方位（极点和极夜区除外）：由当地与太阳直射点的南北位置决定 直射点以北地区：正午太阳位于正南天空； 直射点以南地区：正午太阳位于正北天空； 直射点上：太阳位于正上空（头顶） 3、 太阳视运行轨迹及二维简图——确定三点（日出、日落、正午）后绘制轨迹。 【小结】根据倾斜方向判定半球：南斜（北半球） 北斜（南半球） 不斜（赤道） 平行于地平面（极点） 4、不同时刻物体影子 （1）影子长短：太阳高度角大，日影短，太阳高度角小，日影长。 日出、日落时影长最长，日出之后缩短， 正午时最短，之后变长，直射点上无影子。 （2）影子的方位：影子方位与太阳方位相反； （3）影子移动方向：与太阳视运动方向相同。 【专题突破】“立竿见影”轨迹 立竿顶端影子轨迹规律为： ①直射点在北半球时，轨迹为开口朝南的一支双曲线； ②直射点在赤道时，轨迹为一条东西向直线； ③直射点在南半球时，轨迹为开口朝北的一支双曲线。 注意：双曲线开口朝向取决于直射点所在半球，与直射点所在半球方向相反。 图示立竿高度为1m时，45°N上二分二至日立竿顶端影子轨迹的示意图，其中红色虚线代表夏至日和冬至日日出日落方位。 对于一年中的其它日期，轨迹曲线介于冬至和夏至日曲线之间规律，越接近二至日，曲率越大；越接近春秋分，曲率越小，越接近直线。 如果考虑到高纬度极昼的特殊情况，地理位置从非极昼区域--极昼边界--极昼区域--极点移动，轨迹曲线则呈现双曲线--抛物线--椭圆--正圆的过渡变化。 【小结】理论上， 东西向直线：全球各地春秋分日日影轨迹形态； 开口朝南或北的双曲线：太阳直射北半球或南半球时，全球各地非极昼区的日影轨迹形态； 开口朝南或北的抛物线：太阳直射北半球或南半球时，极昼非极昼区分界纬线上日影轨迹形态； 椭圆：全球极昼区域日影轨迹形态； 正圆；极点极昼时日影轨迹形态。 【专题突破】日晷 一、日晷 1.认识日晷 （1）日晷的概念：“日”指“太阳”，“晷”表示“影子”，“日晷”的意思为“太阳的影子”。主要是根据日影的位置，以指定当时的时辰或刻数，即太阳钟。人类古代利用日影测的时刻的一种计时仪器； （2）原理：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。 （3）日晷的分类：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)。 （1）赤道式日晷在摆放时，要与赤道平行，晷针上端指向北极，下端指向南极，通过阳光投影测定时间。也就是说一天中被太阳照射到的晷针，其所投下的影子在不断地改变移动，对照晷盘上面的刻度，即可读取当前的时间。适合中低纬度地区使用。 （2） 地平日晷的晷面必须严格水平，晷面和晷针之间的夹角就是当地的地理纬度。晷面刻度需要利用三角函数计算才能确定。适合低纬度的使用。 （3）垂直式日晷的晷盘面垂直于地平面刻度盘面采用垂直方向的日晷。这一种日晷较适合在中纬度使用。 4.赤道式日晷的安装方法： （1）晷针指向北极星； （2）晷盘与晷针垂直,南高北低； 日晷面与地平面的夹角： ∠1 = 90°－当地纬度 日晷晷针与地平面的夹角： ∠2 = 当地纬度 （3）晷盘上刻有子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二时辰； 5.日晷的组成：赤道式日晷通常由金属指针“晷针”和石制的圆盘“晷面”组成，晷针垂直于晷面，上端指向北极星，晷针与水平面的夹角即为当地纬度。由于北极星的仰角等于当地地理纬度，故晷面与地面的倾角θ＝90°－当地纬度。 6. 日晷的计时原理： 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。 在我国赤道式日晷使用比较普遍，赤道式日晷使用的方法： （1）使用日晷，无论是何种形式都有一根指时针，这根指时针与地平面的夹角必须与当地的地理纬度相同，并且正确的指向北极点，也就是都有一根与地球自转轴平行的指针。观察这根指针在指定区域内的投影，就能确定时间。 （2）春分到秋分(夏半年）期间：太阳直射北半球，晷针的影子投向晷面的上方（北侧面）； 秋分到春分（冬半年）期间：太阳直射南半球，晷针的影子投向晷面的下方（南侧面）。 所以在春分以后看晷盘的正面；秋分以后看晷盘的背面。 7.日晷的晷针影的方位 （1）因晷针上端的指向北极星，故面向日晷，左侧为东，右侧为西。 （2）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，投向晷针影子也慢慢地由西向东移动； （3）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； （4）日晷晷针影子长短：一天中长度不变；一年中夏至最短，冬至最长。春秋分，影子无限长。 日晷的指针投影运行的方向是由太阳视运动方向决定。 太阳视运动方向是自东向西，日晷的指针投影运行的方向也是自东向西。一般在北半球看顺时针，南半球看逆时针，南北半球运动方向相反 8、日晷局限性： （1）夜晚和阴雨天无法指示时间 （2）春分和秋分时节无法指示时间 （3）日晷笨重，不易携带 【专题突破】根据北斗七星斗柄指向判断季节 “斗柄东指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬。”意思是若把观测的时间固定于傍晚，则春分时斗柄指东，夏至时斗柄指南，秋分时斗柄指西，冬至时斗柄指北。 【典例】（经典高考题）雾灵山位于北京与承德交界处，海拔2 118米，素有“京东第一峰”的美称，是观赏日出和日落的理想之地。下表为“雾灵山部分日期的日出和日落时刻表”。据此，回答(1)～(2)题。 日期 日出时刻 日落时刻 ① 7：32 17：08 ② 6：31 18：15 ③ 4：45 19：39 ④ 7：22 16：49 (1)四个日期中，太阳直射点最靠近赤道的是(　　) A．①　　B．② C．③　　D．④ (2)一游客于7月某日去雾灵山旅游，当日的太阳视运动轨迹是(　　) [答案]　(1)B　(2)B [解析]　第(1)题，太阳直射点越靠近赤道，全球各地一日中昼夜长短的差值越小，即昼长和夜长越接近12小时。根据日落时间－日出时间＝昼长，可算出表中①～④四个日期雾灵山的昼长分别为9小时36分钟、11小时44分钟、14小时54分钟、9小时27分钟，②日期雾灵山昼长最接近12小时，故选B。第(2)题，7月份，太阳直射北半球，雾灵山日出东北，日落西北，C、D错；雾灵山位于北回归线以北，故太阳直射点始终位于雾灵山南方，A错、B正确。 【典例2】（2023·山东·高考真题）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。 （1）．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 （2）．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】（1）．D （2）．A 【解析】（1）．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。 （2） ．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。 【专题突破】太阳辐射与光伏发电 1.太阳辐射的影响因素分析 太阳辐射量的影响因素： （2）新能源开发对区域发展的影响 ①有利方面一般表现在:缓解能源资源短缺的状况；改善能源消费结构；减轻大气污染状况，实现可持续发展。 ②不利影响主要体现在以下几个方面:新能源往往开发难度较大，且不太稳定，易受到自然条件的影响；如风能、水能、太阳能等具有不稳定性，一般需要有调蓄电能措施。生物能源的开发抢占了耕地，可能影响区域粮食安全。 我国出现“弃光限电”现象的原因及解决措施 (1)“弃光限电”是什么？现象指在光伏发电机组设备状态正常、光照良好的情况下,由于种种原因光伏电场被迫暂停一些机组发电的现象。 (2)“弃光限电”现象产生的原因。 ①发电地区与用电地区存在空间差异:我国光伏发电地区主要在西部地区,用电地区主要集中在东部地区,且西部地区当地用电量较少。 ②光伏发电受季节、时间和天气条件限制,发电量不稳定,连续性差。 ③我国远距离输电设备不足。 (3)解决措施。 ①完善远距离输电基础设施建设。 ②西部地区加快产业发展,增加用电量,促进西部地区和东部地区发电与用电的协调。 ③采用光伏发电与火电、风电并举的方针,增强发电的稳定性和连续性。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $