内容正文:
第一部分 自然地理
第二章 宇宙中的地球
学科素养进阶1 太阳视运动
(2023·山东卷)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。下图示意夏至日两个时刻的杆影指向。据此完成(1)~(2)题。
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(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
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【解题导引】
(1)图文信息→此地经度为105°E→北京时间9:20杆影指向正西→该地地方时为8:20时,太阳位于正东方→与正午12:00太阳位于正南方时,时间相差3小时40分钟→太阳位于正西方时对应的地方时为15:40→该地地方时16:00时,太阳位于西偏北方向→杆影指向生肖兔与龙之间
(2)依据太阳直射点回归运动规律→11月至次年2月,太阳直射点位于南半球→该地昼短夜长,日出东南,日落西南→日出时刻杆影朝西北,位于生肖鸡以北,正午时刻杆影朝正北,指向生肖鼠,日落时刻杆影朝东北,位于生肖兔以北→杆影按顺时针方向转动→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5个
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结合图文材料分析,说出该地一年中杆影不会指到的生肖石像。
[提示] 生肖蛇、马、羊。
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1.太阳视运动轨迹图
太阳视运动轨迹图是以观测点为中心,目视太阳在天球上运行所形成的轨迹示意图。它能直观地反映出某地全年正午太阳高度、昼夜长短的变化以及某地全年日出、日落方位的变化。太阳视运动的判断,关键在三个点:日出点、正午点、日落点,要找准三个时间点的太阳方位及对应的地方时。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(地方时)与昼夜长短、日出日落方位、正午太阳高度等。
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2.全球日出、日落及正午时刻太阳方位的变化规律
(1)不存在极昼或极夜现象的地区,太阳直射北半球时,日出、日落方位都偏北(太阳从东北升起,西北落下);太阳直射南半球时,日出、日落方位都偏南(太阳从东南升起,西南落下);太阳直射赤道时,日出正东、日落正西。
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(2)出现极昼的地区(极点除外)一天内太阳不落,正午太阳高度最大,0时(24时)太阳高度最小,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。
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(3)极昼期间的极点一天内太阳高度不变。
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3.太阳视运动规律的应用
(1)推知时间(季节)信息
①判断季节(或节气):若太阳东北升起、西北落下,则为北半球的夏半年(夏至);若太阳东南升起、西南落下,则为北半球的冬半年(冬至);若太阳正东升起、正西落下,则为北半球的春、秋分。
②判断时间:若太阳在东南天空、太阳高度逐渐增大,则为上午;若太阳在西南天空、太阳高度逐渐减小,则为下午;太阳位于正南或正北方向,太阳高度最大时,则为当地的12时。
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(2)推知空间(方位)信息(极昼、极夜地区除外)
夏至日太阳升起的方位是东北方,太阳落下的方位是西北方;冬至日太阳升起的方位是东南方,太阳落下的方位是西南方;春、秋分日日出正东,日落正西。
(3)太阳视运动与物体影子
①影子长短:与太阳高度大小呈负相关,日出时影子最长,之后变短;正午时最短,之后变长;日落时达最长;直射点上无影子。
②影子方向:与太阳方位相反。
③影子移动方向:与太阳视运动方向相反,呈顺时针在地面上移动。
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(2025·长沙模拟)下图示意我国M地某日太阳视运动轨迹。据此完成1~2题。
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1.该日太阳直射的纬线是( )
A.北极圈 B.北回归线
C.赤道 D.南回归线
2.M地可能位于( )
A.哈尔滨附近 B.广州附近
C.上海附近 D.北京附近
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1.C 2.A [第1题,据图示信息可知,该日M地太阳从正东日出,正午太阳在正南,正西日落,说明该日M地昼长与夜长相等,太阳直射赤道,C正确。第2题,据上题分析可知,该日M地昼夜平分,判断此日应为春分日或秋分日,太阳直射点位于赤道。据图示可知,当地该日正午太阳高度角为45°,由正午太阳高度角计算当地纬度为45°N,应为哈尔滨附近,A正确。]
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(2025·菏泽一模)尤奇亚维克小镇位于阿拉斯加半岛最北部,距北极圈515 km。如图为2024年该小镇极昼开始当日某游客采用多次曝光技术拍摄的“日不落”照片。据此完成3~4题。
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3.拍摄照片时镜头朝向( )
A.正东 B.正南
C.正西 D.正北
4.拍摄照片时最接近( )
A.5月11日 B.6月4日
C.7月10日 D.8月1日
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3.D 4.A [第3题,北半球极昼区太阳正北升,正北落,正午太阳位于正南方。“日不落”现象意味着出现极昼。由图文材料可知,拍摄时是极昼刚开始、当日太阳高度最低时段前后的景观,且太阳高度最低时正好位于地平线上,地方时为0时左右,正值日出,太阳位于正北方,因此镜头朝向正北方,D正确。第4题,根据材料可知,尤奇亚维克小镇距北极圈515 km,说明该小镇的纬度约为71°N,当天该小镇刚好出现极昼,可推出当天太阳直射19°N,距北回归线大约4.5°,而在夏至日前后的一个月里,太阳直射点的移动速度相对较慢,约为每月4°,可推出当太阳刚开始直射19°N时最接近5月11日,A正确。]
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学科素养进阶(一) 太阳视运动
(建议用时:30分钟,分值:45分)
选择题(共15小题,每小题3分,共45分。每个小题只有一个选项符合题目要求)
(2025·长沙二模)陶寺古观象台遗址在今山西省襄汾县陶寺镇(35.8°N,111.5°E)境内,它由13根夯土柱组成,呈半圆形,从观测点通过土柱狭缝观测日出方位,确定季节、节气,安排农耕。考古队在原址复制模型进行模拟实测,从第2个狭缝看到日出为冬至日,第7个狭缝看到日出为春、秋分日。下图为陶寺古观象台位置及复原示意图。据此完成1~2题。
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1.某摄影爱好者想拍摄到第12个狭缝的日出,摄影爱好者应该位于狭缝的( )
A.东北方 B.西北方
C.东南方 D.西南方
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2.下列说法正确的是( )
A.每个狭缝均可看到日出且2、12号仅观测到一次
B.12号狭缝观测到日出的季节是索马里半岛沿岸渔业捕捞淡季
C.2号狭缝观测到日出的季节开普敦的河流入海口咸潮概率低
D.7号狭缝观测到日出的季节华北地区可能正在播种小麦
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1.D 2.D [第1题,根据文字信息“从第2个狭缝看到日出为冬至日,第7个狭缝看到日出为春、秋分日”可以推知,第12个狭缝看到日出为夏至日,夏至日日出东北方,可知摄影爱好者应该位于狭缝的西南方,D正确。第2题,由题可知,1号的狭缝不能看到日出,A错误;12号狭缝看到日出的季节为北半球夏季,索马里半岛沿岸盛行索马里寒流,为上升补偿流,带来丰富营养物质,渔业资源丰富,为渔业捕捞的旺季,B错误;2号狭缝看到日出的季节为北半球冬季、南半球夏季,南非开普敦为地中海气候,正处于降水少、河流水位低的季节,河流入海口处容易发生咸潮现象,属于发生概率高的季节,C错误;7号狭缝看到日出为春分日或者秋分日,华北地区种植冬小麦就是秋季播种,D正确。]
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(2026·西安模拟)太阳视运动是指由于地球自转,人们观察到太阳在天球上呈现出的东升西落现象。一年中,随着地球公转和太阳直射点的移动,太阳的视运动轨迹会呈现出不同的特点。下图示意某地某日太阳视运动轨迹。据此完成3~5题。
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3.该地纬度是( )
A.66°34′N B.66°34′S
C.80°N D.90°S
4.此日陕西省内的昼夜长短状况表现为( )
A.昼长夜短 B.昼短夜长
C.昼夜等长 D.刚好极昼
5.此日之后一周内,图中P点位置的移动方向是( )
A.向东 B.向西
C.向上 D.向下
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3.B 4.B 5.D [第3题,由图显示可知,该日该地出现极昼现象,且正午太阳在正北天空,则该地位于南半球,A、C错误;图中显示该日当地刚好极昼,正午太阳高度为46°52′,据正午太阳高度公式计算可知,当太阳直射23°26′S时,66°34′S正午太阳高度为46°52′,B正确;90°S位于极点,太阳高度在一天中不会发生变化,D错误。第4题,据上题分析可知,此日太阳直射23°26′S,为北半球冬至日,陕西省位于北温带,此时昼短夜长,B正确。第5题,此日之后一周内,太阳直射点从23°26′S向北移动,当地正午太阳高度变小,P点将向下移动,D正确。]
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(2025·济南模拟)夏至日,小明在海口某地(20°N,110°E)利用立杆测影的方式观察太阳方位变化。下图为小明绘制的该日日出与正午杆影指向图。据此完成6~7题。
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6.最可能代表夏至日海口日出方位的是( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
7.春分到夏至期间,海口日出杆影和正午杆影的夹角( )
A.一直变大 B.一直变小
C.先变大再变小 D.先变小再变大
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6.A 7.C [第6题,夏至日,太阳直射北回归线,海口位于 20°N,此时太阳直射点在海口以北,海口的正午太阳方位在正北,影子的方位为正南。夏至日,全球(除极昼极夜地区外)日出东北,日落西北。结合正午杆影指向正南可知,甲位于东北方位,符合夏至日海口的日出方位。故选A。第7题,春分时太阳直射赤道,海口(20°N)日出正东,正午太阳在正南(太阳直射点在海口以南),日出杆影指向正西,正午杆影指向正北,该日海口日出杆影和正午杆影的夹角为90°。随着太阳直射点北移,春分到夏至前太阳直射20°N期间,日出方位逐渐向东北偏移,日出杆影指向逐渐向西南
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偏移,正午太阳逐渐向北靠近海口(但还在海口以南),正午杆影长度逐渐变短且指向还是正南,二者夹角逐渐增大;当太阳直射20°N之后,太阳直射点继续北移到夏至日太阳直射北回归线的过程中,日出方位继续在东北但更偏北,日出杆影更偏西南,正午太阳在海口以北,正午杆影指向正南,夹角又逐渐变小。所以春分到夏至期间,海口日出杆影和正午杆影的夹角先变大再变小。故选C。]
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(2025·泉州模拟)我国某地(110°E)的中学生用鱼眼广角相机记录天空中的太阳运动轨迹,下图为其根据相机记录绘制的全年不同日期的太阳视运动轨迹(①—④)图,其中外围圆圈为地平圈,圆心O为天顶。据此完成8~9题。
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8.下列关于天空方位和太阳视运动轨迹及对应日期,匹配正确的是( )
A.乙—东方 ①—11月1日
B.乙—西方 ②—3月21日
C.丁—东方 ③—10月1日
D.丁—西方 ④—12月1日
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9.当太阳在P位置时( )
A.北京时间大致为18:40
B.纽约(40°N,74°W)在正午附近
C.10°S该日日出东南
D.开罗(30°N,31°E)正值上午
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8.B 9.D [第8题,结合所学可知,二分日太阳日出正东,日落正西,结合图示太阳视运动轨迹可推测,②表示二分日。我国位于赤道以北,二分日时,正午时分太阳应位于正南,所以可以判断丙位于正南,甲位于正北,由于图为从地面仰拍天空,根据南北方向可推测,乙位于正西,丁位于正东,A、D错误;10月1日,直射点位于南半球,日出东南,日落西南,由图可知,③轨迹日出东北,日落西北,C错误;3月21日太阳直射点位于赤道,日出正东,日落正西,②日出正东,日落正西,B正确。
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第9题,当太阳在P位置时,当地地方时接近12时且已过12时,北京时间与当地时间相差40分钟,所以北京时间不可能为18:40,A错误;纽约(40°N,74°W)与当地经度相差184°,时间相差12小时16分钟,当地地方时接近12时且已过12时,所以纽约应该接近午夜时分,B错误;若该日太阳直射南半球,10°S可能日出东南,题中并未明确P对应轨迹,C错误;开罗(30°N,31°E)与当地经度相差79°,时间相差5小时16分钟,且位于当地之西侧,所以开罗还未过12时,正值上午,D正确。]
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(2025·南昌模拟)日晷是我国古代利用日影计时的一种仪器,通常由晷针与晷盘组成,且晷针与晷盘垂直。其工作原理是将晷针指向北极星固定,通过观察晷针影子在晷盘上的位置来判断时间。下图为北京(40°N)某大学校园内某日某时刻的日晷景观照片。据此完成10~11题。
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10.该日晷的晷针与地面的夹角约为( )
A.23.5° B.40°
C.50° D.66.5°
11.图示时间可能是( )
A.5月1日上午 B.10月1日上午
C.5月1日下午 D.10月1日下午
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10.B 11.C [第10题,因为晷针要指向北极星,在北半球,当地纬度数就等于观测北极星的仰角,而晷针与地面的夹角等于观测北极星的仰角。北京纬度是40°N,所以晷针与地面的夹角约为40°,B正确。第11题,日晷的指针指向北极星,所以日晷指针朝向一侧为正北,其右侧为正东,其左侧为正西,其背向一侧为正南。结合图中晷针在晷盘上的投影方向可知,此时晷针的影子指向东北,说明太阳此时在西南方向,而上午时太阳偏东,C、D错误;10月1日太阳直射南半球,上午图中日晷的下面接受阳光照射,上面的晷针没有影子,D错误;5月1日太阳直射北半球,上午日晷的上面接受光照,下午时太阳位于西南,所以晷盘上面的晷针影子指向东北,C正确。]
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(2025·东营一模)海口市(20°N,110°E)某高中室外篮球场是学生进行篮球运动的主要场所。下面左图为某同学经常练习投篮的球场及投篮点示意图,如图为该球场篮板侧视图,P、Q分别为某日及其半月后正午篮板上沿在球场的投影示意。据此完成12~13题。
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12.仅从面向太阳光投篮会降低命中率考虑,国庆期间10:00左右该同学投篮命中率最低的投篮点是( )
A.① B.②
C.③ D.④
13.篮板上沿投影从P移动到Q的时间段最可能为( )
A.立夏—小满 B.芒种—夏至
C.大暑—立秋 D.白露—秋分
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12.C 13.C [第12题,国庆期间10:00左右,太阳位于东南方位,根据左图指向标可知,③投篮点朝东南投篮,即面向太阳光,C正确;①投篮点面向西,②投篮点面向西南,④投篮点面向东,A、B、D错误。第13题,由左图可知,篮板朝向正北,如图中P点在篮板正下方,说明该日太阳直射该地,Q点在篮板北边,说明此时正午太阳在该地正南,可推测篮板上沿投影从P移动到Q说明太阳直射点由该地向南移动,立夏—小满,芒种—夏至,太阳直射点北移,A、B错误;大暑—立秋、白露—秋分的太阳直射点南移,大暑—立秋的太阳直射点比较接近北回归线,但白露—秋分的太阳直射点已比较接近赤道,C正确,D错误。]
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(2025·盐城三模)2024年7月22日,小明同学跟随父母一同去滨海(33.8°N,119.5°E)的乡下老家探望爷爷奶奶,他们要到爷爷奶奶家门口时拍下了一张照片(下图),此刻路灯杆影朝向与其上方固定的太阳能面板朝向刚好相反。据此完成14~15题。
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14.下列四幅图中与该日太阳能路灯杆影变化轨迹相符的是( )
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15.小明想下次再回爷爷奶奶家拍摄到同样的照片,其日期要等到2025年的( )
A.4月8日 B.4月22日
C.5月1日 D.5月22日
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14.B 15.D [第14题,7月22日太阳直射点位于北半球,太阳东北升、西北落,该地位于北回归线以北,正午太阳位于正南方,因此该日太阳能路灯杆影由西南转至正北再转至东南,呈顺时针方向转动,B正确。第15题,小明想下次再回爷爷奶奶家拍摄到同样的照片,太阳直射点所在纬度应与7月22日相同,即该日与7月22日应关于二至日对称,7月22日为夏至日之后一个月,因此下次再回爷爷奶奶家拍摄到同样的照片为次年夏至日之前的一个月,即要等到2025年的5月22日,D正确。]
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