“昼夜分布与太阳高度”专题

金剑

一、考点扫描

二、知能构建

1.黄赤交角与太阳直射点的移动

黄赤交角是地球自转的赤道平面与公转的黄道平面之间的夹角。由于黄赤交角（23.5°）的存在，加之地球自转轴的北端始终指向北极星附近，使得太阳直射点在南北回归线之间有规律地往返运动，从而引起昼夜长短、正午太阳高度的周年变化，使得太阳辐射在地表有规律地季节变化（形成四季）和纬度变化（形成五带）。具体如图1所示。

*正确把握黄赤交角的几何关系

对于黄赤交角的把握，关键是理解图2中几组数据间的关系。

α=黄赤交角=回归线的纬度数=1/2太阳直射点的移动范围=极昼（夜）的最大纬度跨度范围=1/2热带范围。

β=90°-2α=北（南）温带范围。

μ=α=90°-极圈的纬度数=1/2晨昏线的纬向移动角度范围=北（南）寒带的范围。

*黄赤交角的地理意义

（1）太阳直射点的回归运动。由于黄赤交角的存在，地球在绕日公转过程中，使得太阳直射点在南北回归线之间作有规律的回归运动，周期为一个回归年（365日5时48分）。因此，可根据具体日期推断出太阳直射点的纬度，进而能确定太阳直射点所在的南北半球和移动的方向。若太阳直射点的移动速度是匀速的，那么每个月的移动速度大约是8个纬度，每移动一个纬度需要4天。

（2）五带的分布。黄赤交角的大小决定着太阳直射点的移动范围、移动速度和五带的范围大小。若黄赤交角变大，则太阳直射点移动范围、移动速度变大，热带、寒带范围变大，温带范围变小；若黄赤交角变小，则反之。

（3）四季的形成与气候的影响。若黄赤交角为零，则太阳始终直射赤道，不会有太阳直射点的南北移动，地球上将不存在四季的更替现象，也不会形成地中海气候、热带季风等气候。

2.昼夜长短的变化

*昼夜长短的纬度分布及变化规律（表2）

*昼夜长短的计算

（1）根据昼弧或夜弧的长度进行计算：昼长时数=昼弧度数/15°

（2）根据日出或日落时间进行计算：昼长时数=（12-日出时间）×2=（日落时间-12）×2

（3）根据分布特点进行计算：同纬度各地的昼长相等，夜长相等。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（夜长）与南半球同纬度数的夜长（昼长）相等。

3.极昼（极夜）范围的确定

图3中，晨昏线由AOB向MON摆动过程中（春分日到夏至日）极昼范围由北极点向低纬扩展，其范围是与晨昏线相切的纬线度数，其它变化过程以此类推。

出现极昼（极夜）的起始纬度Φ=90°-δ（δ为太阳直射点纬度）。

4.太阳高度和正午太阳高度

*太阳高度：太阳光线与地平面的夹角

空间分布规律：以太阳直射点为中心向四周呈同心圆递减（如图4、图5所示）。

特征：直射点的太阳高度为90°；以直射点为圆心成同心圆状向外递减；最外圈的大圆的太阳高度若为0°，即为晨昏圈；太阳直射点所在经线地方时为12时，该经线上各点太阳高度均为当日正午太阳高度。

时间变化规律：在极昼期间，极点上的太阳高度在一日之内几乎没有变化，其高度等于太阳直射点的纬度（如图6中的虚线甲）。非极点地区，一天中太阳高度角经历了日出时为0°→正午时最大→日落为0°→黑夜时（小于0°）→日出时为0°的循环变化过程（如图4中的实线乙），这个变化周期就是一个太阳日，即昼夜更替的周期，等于24小时。

*正午太阳高度：地方时12点时的太阳高度

（1）正午太阳高度的计算：H=90°-Δφ（Δφ：直射点与所求点的纬度差）。

其中当所求地点与太阳直射点在同一南北半球时，该纬度之差即为所求点与直射点纬度差的绝对值；不在同一南北半球时，该纬度差为二者纬度数之和。

（2）正午太阳高度的分布规律。

①纬度分布规律：从太阳直射点所在纬线向南北两侧递减（如图7所示）。

夏至日，从北回归线向南北两侧递减。北回归线及其以北地区的正午太阳高度达一年中的最大值；赤道及南半球的正午太阳高度达一年中的最小值。

冬至日，从南回归线向南北两侧递减。南回归线及其以南地区的正午太阳高度达一年中的最大值；赤道及北半球的正午太阳高度达一年中的最小值。

春、秋分日，从赤道向南北两侧递减。赤道上的正午太阳高度达一年中的最大值。

②季节变化规律：由于太阳直射点的回归运动，使地球表面各地在一年之中与直射点的纬度差始终处在变化之中，因此各地一年中正午太阳高度也在变化之中。图8为部分纬度正午太阳高度的季节变化情况。

（3）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的最大值，即日影最短时，当地的地方时是12时。

②确定纬度：当测得某日的正午太阳高度，并查到该日太阳直射点的纬度位置，就可以根据公式H=90°- Δφ（Δφ：直射点与所求点的纬度差）来计算出该地纬度。

③计算太阳能热水器集热板与地平面的夹角及变化：为了最大限度地利用太阳能，应使太阳能热水器集热板与太阳光线保持垂直，如图9所示。太阳能热水器集热板与地面的夹角α=90°-H=Δφ（Δφ：直射点与安装太阳能热水器的当地的纬度差）。

④计算楼间距：南北平行的两幢楼房，为了使易被遮光楼房的底层获得充足的阳光，在设计两幢楼房的间距时，需要计算好它们的楼间距。一般来说，纬度较低的地区，楼间距较近；纬度较高的地区，楼间距较远。在计算楼间距时，往往依据当地冬至日的正午太阳高度来计算遮光楼房的影长，即为楼间距。

以我国北回归线以北地区为例，如图10，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L =h·cotH。endprint

⑤确定房屋的朝向：在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。

⑥判断日影长短及方向：太阳直射点上，物体的日影为零。正午太阳高度越大，日影越短，正午太阳高度越小，日影越长，且日影方向背向太阳。

三、图像突破

1.日照图的判读

日照图是考查地球运动知识的最理想载体，在近年的试题中，其呈现方式也趋向多样化，有时是整体的图像信息，有时是局部的图像信息。对于不同类型、不同形态的日照图，根据晨昏线在地球上的位置、走向及其与其它点、线、面的关系，可以解决许多有关地球运动的问题。

*多角度认识日照图

日照图中的经纬网（线）因视角的不同而形状不同，从而衍生出千姿百态的经纬网（线），增加了判读难度。判读经纬网（线）的关键在于沿着经线、纬线将“变形”的经纬网（线）还原到平时熟悉的形状。这项能力的培养关键在于平时的训练，对经纬网（线）应从立体的角度去看，而不是简单地将其看成平面图。需确定如下几个关键点：太阳直射点（昼半球的中心点）、南北极点、晨昏线纬线的切点、晨昏线和赤道交点。

（1）视野范围解读。选取一个位置进行视野分析：顺着太阳光线和纬线平行的方向正视昼半球，视线如图11中①视角所示，从视野范围来看，视线正对赤道并和纬线平行，能够观察到南北极点和晨昏线与赤道交点的半球范围。如视角①光照图所示，B、C在正视经线（太阳直射经线）上，N、S、E、F在视野边缘上。

（2）360°观察日照图。如图12所示，从北极附近侧俯视左边的日照图得到右边的立体图。图13从360°全方位的不同角度视线下的变式图。解答日照图题型要能够熟练地进行图图转换，这是关键一步。

*把握晨昏线（圈）的特点

在图14的晨昏线（圈）示意图中，可以看出晨昏线（圈）具有以下几个特征：晨昏线上太阳高度角为0°；晨昏圈平分地球，是过地心的大圆；晨昏圈平分赤道；晨昏圈平面与太阳光线垂直；晨昏线自东向西移动（15°/小时）；晨线与昏线的分界点地方时为0点或12点；晨昏线与经线的夹角变化范围为0°～23.5°，二分日与经线圈重合，二至日时与经线夹角为23.5°；晨昏线与纬线圈的夹角变化范围为66.5°～90°，二至日与极圈相切。

*日照图判读的一般步骤

（1）确定地球的自转方向：若图15中AB为晨线，则地球呈逆时针方向自转，中心为北极点；若BC为晨线，则地球呈顺时针方向自转，中心为南极点。

（2）确定地方时：经过赤道与晨线交点的那条经线上的地方时为6时，经过赤道与昏线交点的那条经线上的地方时为18时。

（3）确定日期和季节：晨昏线与某一经线圈重合，可判定这一天为3月21日或9月23日前后；晨昏线与南北极圈相切，北极圈内出现极昼现象，是6月22日前后，北极圈内出现极夜现象，是12月22日前后。

（4）确定太阳直射点的纬度：若与晨昏线相切的纬线的纬度为Φ，则太阳直射点的纬度等于90°-Φ（南北纬视具体情况而定）。

（5）确定昼夜长短：某地的昼长等于该地所在纬线圈与晨线和昏线两交点之间昼弧所跨的时间数，夜长等于该地所在纬线圈上夜弧所跨的时间数。

（6）确定日出日落时间：某地的日出时间就是该地所在经线与晨线的交点上的时间，日落时间就是该地所在经线与昏线的交点上的时间。某地日落日出时间的计算公式是12±昼长/2。

（7）确定极昼（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（夜）现象。

2.等太阳高度线图的判读

等太阳高度线是指把太阳高度角相等的各点连接成线，反映某一时刻太阳高度的全球分布，其实质是以太阳直射点为中心的俯视图，如图16所示。判读时首先能够进行图图转换，如图16转换为图17，其次还需掌握如下判读要点。

（1）太阳高度等值线从中心点（90度）向四周呈同心圆状递减。

（2）0°为晨昏线，在直射点所在经线西侧的为晨线，东侧的为昏线 。

（3）中心点P所在经线是太阳直射经线，地方时为12点，以西地区为上午时间，以东地区为下午时间；中心点所在纬线是太阳直射纬线，正午太阳高度从该纬线向南北两侧递减。

（4）同一经线上，太阳高度差等于纬度差；同一纬线上（赤道除外），太阳高度差小于经度差；赤道上，太阳高度差等于经度差。

（5）由于太阳直射点所在经线上太阳高度南北跨度为180°，因此昼半球上太阳直射点所在经线的纬度跨度也是180°，如图16中，A点到B点所跨的纬度为180°。

3.太阳视运动轨迹图的判读

太阳视运动，即由于地球在作自西向东的自转运动，使得地球上的人们看到的太阳一天中总体在作自东向西的运动。由于太阳直射点在南北移动，因此太阳视运动的轨迹因时因地而不同。

*非极昼区的太阳视运动特点

图18反映的是北回归线到北极圈之间的某地在二分二至日的太阳视运动轨迹图。如图，两分日太阳直射赤道，太阳正东升、正西落；太阳直射赤道以北时，太阳东北升、西北落；太阳直射赤道以南时，太阳东南升、西南落。正午时，全年太阳的方位在观测者以南。若某地在南回归线至南极圈之间，则反之。

图19反映的是赤道地区在二分二至的太阳视运动轨迹图。如图，全年太阳的运动轨迹都和地平圈垂直，二分日，太阳正东升、正西落；冬至日太阳东南升、西南落；夏至日太阳东北升、西北落。正午时，太阳在观测者的正南还是正北，需要看直射点的纬度。

只要抓住日出、正午、日落时太阳所处的位置，就能大致勾勒出太阳运动的轨迹，不同日期的太阳轨迹是平行的，太阳上中天时达到正午太阳高度，地方时为12点，位置在观测点的正北、南或天顶。endprint

*极昼区的太阳视运动特点

（1）若在北极点，太阳始终在天空中按逆时针方向作平行于地平面的视运动，太阳高度等于此日太阳直射点所在的纬度数，如图20，南半球则相反。

（2）若在北极圈至北极点之间的地区出现极昼现象，太阳视运动是这样的：子夜（0点）太阳从正北地平面或地平面以上的地方升起。按顺时针方向运动到正午（12点）时，太阳位于正南天空中。之后，太阳又落到从正北地平面或地平面以上的地方，如图21、图22。

若在南极点，太阳平行于地平面的视运动是按顺时针方向运动的。若在南极圈至南极点之间的地区出现极昼现象，则子夜（0点）太阳位于正南，正午（12点）太阳位于正北，按逆时针方向作视运动。极夜地区，无太阳视运动。

四、方法提炼

1.地理计算中的“对称思维法”及其应用

高考试题中涉及到地理计算，由于计算中一般将地球当成正球体，且做匀速运动，所以地球运动中有不少呈对称的规律，故形成了地理计算中的“对称美”。灵活运用对称规律可以帮助迅速解题。

【例1】（2010年高考·四川卷）图23是某日同一经线日出时刻（地方时）随纬度变化图。图内三条曲线，其中有一条是正确的。请阅读正确的曲线，回答问题。

若图24表示6月22日状况，则南纬40°～50°地区的夜长约为：

A.15小时～16小时20分

B.17小时～19小时20分

C.19小时20分～21小时20分

D.22小时40分～23小时20分

解题思路：6月22日，北极圈上有极昼现象，即日出时间为0时，所以可排除最下面一条曲线；6月22日，北纬30°的昼长约为14小时，所以该纬度的日出时间为12-（14小时 /2）=5时，再对照图中日出时间，就可以确定正确的曲线为最上面一条曲线；北（南）半球的昼长与南（北）半球的夜长是相等的，图中北纬50°的日出时间约为3时50分，所以它的昼长约为16小时20分；北纬40°的日出时间约为4时30分，所以它的昼长约为15小时，即南纬40°～50°的夜长约为15小时～16小时20分。因此，选项A正确。

方法提炼：此题的解答过程中涉及两点对称规律，一是某地日出、日落的地方时关于正午（地方时12点）对称，二是关于赤道对称的两条纬线，其昼夜长短状况相反，即北半球的昼长等于南半球的夜长。

除以上两点对称规律外，地理计算中涉及的对称规律的还有：①关于夏至、冬至对称的两个日期，其昼长、夜长、日出时间、日落时间相等；各地正午太阳高度相等，其昼夜长短的变化趋势相反，如图24中a、b或c、d日期。②关于正午对称的两个时刻太阳高度大小相等，太阳方位关于正午时刻的经线（南北向）对称。③同一日期，同一经线上纬度关于太阳直射点对称的两点，其正午太阳高度相等，且正午太阳方位相反。

2.图图转换的空间思维及其应用

解决日照图问题，需要足够的立体几何知识基础和空间思维能力，其中图图转化能力为解题的关键。图图转换有以下三种常见情况。

（1）日照图的三种基本类型即侧视图、立体图和俯视图要能够熟练地相互转换，在进行图形转换时要能够将一幅图的关键点正确转绘到另一幅图上，如图25所示。

（2）局部图通过添加辅助线等恢复成整体图。如图26中A、B两点分别是晨线、昏线与30°N纬线圈的交点，最外圆圈为30°N纬线。这是不熟悉的一个局部图，可以转换成熟悉的整体图，如图27。

（3）无图考图型试题，找出题目中文字所包含的图像信息，并将文字信息转化为图像信息。文字转化为图像的过程就是理顺思路、解决问题的过程。将文字转化为图像，地理信息即可实现由抽象到形象的转化，地理思维就可以实现直观化，找到答案就相对简单了。

【例2】（2013年高考·浙江卷） 晨昏圈上有5个等分点，若其中一点地方时正好为12时，则不相邻两点之间的球面最短连线可能：

A.同时出现日落

B.经过太阳直射点

C.是纬度固定的一段纬线

D.为两个日期的分界线

解题思路：画一个立体的日照简图（图28），画出晨昏圈和太阳直射光线，注意太阳直射光和晨昏圈垂直且经过球心。其中一点的地方时为12点，应该在太阳直射的经线上又在晨昏圈上，如图A点所示，然后以A点为起点，将另外四个点画出来，读图可以轻松地判断出答案A正确。

图图转换过程中，无论是局部图转换为整体图，还是文字信息转换为常见图，转换时都应注意以下两个方面。

第一，绘制转换新图时，一定要明确图上点、线、面的空间关系：①地轴、过直射点的太阳光线一定通过地球球心。②各纬线圈与赤道平行、与各经线相互垂直。③各经线都相交于南北两极点。④晨昏线与各纬线既可垂直，也可斜交；与极圈内的各纬线还可相切、相离（极圈上出现极昼或极夜）；平分赤道（即赤道与晨昏线的两交点经度相差180°，即赤道昼夜平分）；与各经线既可斜交，也可重合。

第二，把握好时间点的转换：①赤道上昼夜始终平分，晨昏线与赤道的交点位置可以通过时间计算（6时、18时）或通过经度判读在新图中找到。②晨昏线与纬线圈切点位置的确定，可以通过切点时间（12时、0时或24时）推算出经度，再通过直射点位置确定其纬度。③晨昏线与赤道的交点、与纬线圈切点位置确定后，就可用平滑曲线连接起来，但要注意太阳光线与晨昏线始终垂直。④太阳直射点永远位于南北回归线之间，晨昏线与纬线圈相切的点永远位于极圈上及其以内。

五、经典研习

（2013年高考·天津卷）图29所示照片是摄影师在夜晚采用连续曝光技术拍摄的，照片中的弧线为恒星视运动轨迹。读图回答（1）～（2）题。

（1）据图判断，摄影师拍摄的地点位于：

A.低纬度地区 B.中纬度地区

C.北极附近 D.南极附近

（2）图29中a恒星视运动转过的角度约为50°，据此判断摄影师连续拍摄的时间为：

A.1个多小时 B.3个多小时

C.5个多小时 D.7个多小时

命题意图：本题难度不大，但是对学生地理素养要求较高。选用恒星视运动轨迹图作为信息载体，创设了一个全新的试题情境，在高考历史上鲜有前例，体现了高考命题的创新意识和开放性。长期以来，中学阶段对地球运动的教学和考查常常停留在理论层面，远离现实生活，加之理科思维较强，所以文科生往往敬而远之。本题以照片作为背景素材设计生活化的地理问题，立意深远，能引领地理教学贴近生活、回归生活，与“学习生活中的地理”理念不谋而合。

参考答案：（1）A （2）Bendprint

*极昼区的太阳视运动特点

（1）若在北极点，太阳始终在天空中按逆时针方向作平行于地平面的视运动，太阳高度等于此日太阳直射点所在的纬度数，如图20，南半球则相反。

（2）若在北极圈至北极点之间的地区出现极昼现象，太阳视运动是这样的：子夜（0点）太阳从正北地平面或地平面以上的地方升起。按顺时针方向运动到正午（12点）时，太阳位于正南天空中。之后，太阳又落到从正北地平面或地平面以上的地方，如图21、图22。

若在南极点，太阳平行于地平面的视运动是按顺时针方向运动的。若在南极圈至南极点之间的地区出现极昼现象，则子夜（0点）太阳位于正南，正午（12点）太阳位于正北，按逆时针方向作视运动。极夜地区，无太阳视运动。

四、方法提炼

1.地理计算中的“对称思维法”及其应用

高考试题中涉及到地理计算，由于计算中一般将地球当成正球体，且做匀速运动，所以地球运动中有不少呈对称的规律，故形成了地理计算中的“对称美”。灵活运用对称规律可以帮助迅速解题。

【例1】（2010年高考·四川卷）图23是某日同一经线日出时刻（地方时）随纬度变化图。图内三条曲线，其中有一条是正确的。请阅读正确的曲线，回答问题。

若图24表示6月22日状况，则南纬40°～50°地区的夜长约为：

A.15小时～16小时20分

B.17小时～19小时20分

C.19小时20分～21小时20分

D.22小时40分～23小时20分

解题思路：6月22日，北极圈上有极昼现象，即日出时间为0时，所以可排除最下面一条曲线；6月22日，北纬30°的昼长约为14小时，所以该纬度的日出时间为12-（14小时 /2）=5时，再对照图中日出时间，就可以确定正确的曲线为最上面一条曲线；北（南）半球的昼长与南（北）半球的夜长是相等的，图中北纬50°的日出时间约为3时50分，所以它的昼长约为16小时20分；北纬40°的日出时间约为4时30分，所以它的昼长约为15小时，即南纬40°～50°的夜长约为15小时～16小时20分。因此，选项A正确。

方法提炼：此题的解答过程中涉及两点对称规律，一是某地日出、日落的地方时关于正午（地方时12点）对称，二是关于赤道对称的两条纬线，其昼夜长短状况相反，即北半球的昼长等于南半球的夜长。

除以上两点对称规律外，地理计算中涉及的对称规律的还有：①关于夏至、冬至对称的两个日期，其昼长、夜长、日出时间、日落时间相等；各地正午太阳高度相等，其昼夜长短的变化趋势相反，如图24中a、b或c、d日期。②关于正午对称的两个时刻太阳高度大小相等，太阳方位关于正午时刻的经线（南北向）对称。③同一日期，同一经线上纬度关于太阳直射点对称的两点，其正午太阳高度相等，且正午太阳方位相反。

2.图图转换的空间思维及其应用

解决日照图问题，需要足够的立体几何知识基础和空间思维能力，其中图图转化能力为解题的关键。图图转换有以下三种常见情况。

（1）日照图的三种基本类型即侧视图、立体图和俯视图要能够熟练地相互转换，在进行图形转换时要能够将一幅图的关键点正确转绘到另一幅图上，如图25所示。

（2）局部图通过添加辅助线等恢复成整体图。如图26中A、B两点分别是晨线、昏线与30°N纬线圈的交点，最外圆圈为30°N纬线。这是不熟悉的一个局部图，可以转换成熟悉的整体图，如图27。

（3）无图考图型试题，找出题目中文字所包含的图像信息，并将文字信息转化为图像信息。文字转化为图像的过程就是理顺思路、解决问题的过程。将文字转化为图像，地理信息即可实现由抽象到形象的转化，地理思维就可以实现直观化，找到答案就相对简单了。

【例2】（2013年高考·浙江卷） 晨昏圈上有5个等分点，若其中一点地方时正好为12时，则不相邻两点之间的球面最短连线可能：

A.同时出现日落

B.经过太阳直射点

C.是纬度固定的一段纬线

D.为两个日期的分界线

解题思路：画一个立体的日照简图（图28），画出晨昏圈和太阳直射光线，注意太阳直射光和晨昏圈垂直且经过球心。其中一点的地方时为12点，应该在太阳直射的经线上又在晨昏圈上，如图A点所示，然后以A点为起点，将另外四个点画出来，读图可以轻松地判断出答案A正确。

图图转换过程中，无论是局部图转换为整体图，还是文字信息转换为常见图，转换时都应注意以下两个方面。

第一，绘制转换新图时，一定要明确图上点、线、面的空间关系：①地轴、过直射点的太阳光线一定通过地球球心。②各纬线圈与赤道平行、与各经线相互垂直。③各经线都相交于南北两极点。④晨昏线与各纬线既可垂直，也可斜交；与极圈内的各纬线还可相切、相离（极圈上出现极昼或极夜）；平分赤道（即赤道与晨昏线的两交点经度相差180°，即赤道昼夜平分）；与各经线既可斜交，也可重合。

第二，把握好时间点的转换：①赤道上昼夜始终平分，晨昏线与赤道的交点位置可以通过时间计算（6时、18时）或通过经度判读在新图中找到。②晨昏线与纬线圈切点位置的确定，可以通过切点时间（12时、0时或24时）推算出经度，再通过直射点位置确定其纬度。③晨昏线与赤道的交点、与纬线圈切点位置确定后，就可用平滑曲线连接起来，但要注意太阳光线与晨昏线始终垂直。④太阳直射点永远位于南北回归线之间，晨昏线与纬线圈相切的点永远位于极圈上及其以内。

五、经典研习

（2013年高考·天津卷）图29所示照片是摄影师在夜晚采用连续曝光技术拍摄的，照片中的弧线为恒星视运动轨迹。读图回答（1）～（2）题。

（1）据图判断，摄影师拍摄的地点位于：

A.低纬度地区 B.中纬度地区

C.北极附近 D.南极附近

（2）图29中a恒星视运动转过的角度约为50°，据此判断摄影师连续拍摄的时间为：

A.1个多小时 B.3个多小时

C.5个多小时 D.7个多小时

命题意图：本题难度不大，但是对学生地理素养要求较高。选用恒星视运动轨迹图作为信息载体，创设了一个全新的试题情境，在高考历史上鲜有前例，体现了高考命题的创新意识和开放性。长期以来，中学阶段对地球运动的教学和考查常常停留在理论层面，远离现实生活，加之理科思维较强，所以文科生往往敬而远之。本题以照片作为背景素材设计生活化的地理问题，立意深远，能引领地理教学贴近生活、回归生活，与“学习生活中的地理”理念不谋而合。

参考答案：（1）A （2）Bendprint

*极昼区的太阳视运动特点

（1）若在北极点，太阳始终在天空中按逆时针方向作平行于地平面的视运动，太阳高度等于此日太阳直射点所在的纬度数，如图20，南半球则相反。

（2）若在北极圈至北极点之间的地区出现极昼现象，太阳视运动是这样的：子夜（0点）太阳从正北地平面或地平面以上的地方升起。按顺时针方向运动到正午（12点）时，太阳位于正南天空中。之后，太阳又落到从正北地平面或地平面以上的地方，如图21、图22。

若在南极点，太阳平行于地平面的视运动是按顺时针方向运动的。若在南极圈至南极点之间的地区出现极昼现象，则子夜（0点）太阳位于正南，正午（12点）太阳位于正北，按逆时针方向作视运动。极夜地区，无太阳视运动。

四、方法提炼

1.地理计算中的“对称思维法”及其应用

高考试题中涉及到地理计算，由于计算中一般将地球当成正球体，且做匀速运动，所以地球运动中有不少呈对称的规律，故形成了地理计算中的“对称美”。灵活运用对称规律可以帮助迅速解题。

【例1】（2010年高考·四川卷）图23是某日同一经线日出时刻（地方时）随纬度变化图。图内三条曲线，其中有一条是正确的。请阅读正确的曲线，回答问题。

若图24表示6月22日状况，则南纬40°～50°地区的夜长约为：

A.15小时～16小时20分

B.17小时～19小时20分

C.19小时20分～21小时20分

D.22小时40分～23小时20分

解题思路：6月22日，北极圈上有极昼现象，即日出时间为0时，所以可排除最下面一条曲线；6月22日，北纬30°的昼长约为14小时，所以该纬度的日出时间为12-（14小时 /2）=5时，再对照图中日出时间，就可以确定正确的曲线为最上面一条曲线；北（南）半球的昼长与南（北）半球的夜长是相等的，图中北纬50°的日出时间约为3时50分，所以它的昼长约为16小时20分；北纬40°的日出时间约为4时30分，所以它的昼长约为15小时，即南纬40°～50°的夜长约为15小时～16小时20分。因此，选项A正确。

方法提炼：此题的解答过程中涉及两点对称规律，一是某地日出、日落的地方时关于正午（地方时12点）对称，二是关于赤道对称的两条纬线，其昼夜长短状况相反，即北半球的昼长等于南半球的夜长。

除以上两点对称规律外，地理计算中涉及的对称规律的还有：①关于夏至、冬至对称的两个日期，其昼长、夜长、日出时间、日落时间相等；各地正午太阳高度相等，其昼夜长短的变化趋势相反，如图24中a、b或c、d日期。②关于正午对称的两个时刻太阳高度大小相等，太阳方位关于正午时刻的经线（南北向）对称。③同一日期，同一经线上纬度关于太阳直射点对称的两点，其正午太阳高度相等，且正午太阳方位相反。

2.图图转换的空间思维及其应用

解决日照图问题，需要足够的立体几何知识基础和空间思维能力，其中图图转化能力为解题的关键。图图转换有以下三种常见情况。

（1）日照图的三种基本类型即侧视图、立体图和俯视图要能够熟练地相互转换，在进行图形转换时要能够将一幅图的关键点正确转绘到另一幅图上，如图25所示。

（2）局部图通过添加辅助线等恢复成整体图。如图26中A、B两点分别是晨线、昏线与30°N纬线圈的交点，最外圆圈为30°N纬线。这是不熟悉的一个局部图，可以转换成熟悉的整体图，如图27。

（3）无图考图型试题，找出题目中文字所包含的图像信息，并将文字信息转化为图像信息。文字转化为图像的过程就是理顺思路、解决问题的过程。将文字转化为图像，地理信息即可实现由抽象到形象的转化，地理思维就可以实现直观化，找到答案就相对简单了。

【例2】（2013年高考·浙江卷） 晨昏圈上有5个等分点，若其中一点地方时正好为12时，则不相邻两点之间的球面最短连线可能：

A.同时出现日落

B.经过太阳直射点

C.是纬度固定的一段纬线

D.为两个日期的分界线

解题思路：画一个立体的日照简图（图28），画出晨昏圈和太阳直射光线，注意太阳直射光和晨昏圈垂直且经过球心。其中一点的地方时为12点，应该在太阳直射的经线上又在晨昏圈上，如图A点所示，然后以A点为起点，将另外四个点画出来，读图可以轻松地判断出答案A正确。

图图转换过程中，无论是局部图转换为整体图，还是文字信息转换为常见图，转换时都应注意以下两个方面。

第一，绘制转换新图时，一定要明确图上点、线、面的空间关系：①地轴、过直射点的太阳光线一定通过地球球心。②各纬线圈与赤道平行、与各经线相互垂直。③各经线都相交于南北两极点。④晨昏线与各纬线既可垂直，也可斜交；与极圈内的各纬线还可相切、相离（极圈上出现极昼或极夜）；平分赤道（即赤道与晨昏线的两交点经度相差180°，即赤道昼夜平分）；与各经线既可斜交，也可重合。

第二，把握好时间点的转换：①赤道上昼夜始终平分，晨昏线与赤道的交点位置可以通过时间计算（6时、18时）或通过经度判读在新图中找到。②晨昏线与纬线圈切点位置的确定，可以通过切点时间（12时、0时或24时）推算出经度，再通过直射点位置确定其纬度。③晨昏线与赤道的交点、与纬线圈切点位置确定后，就可用平滑曲线连接起来，但要注意太阳光线与晨昏线始终垂直。④太阳直射点永远位于南北回归线之间，晨昏线与纬线圈相切的点永远位于极圈上及其以内。

五、经典研习

（2013年高考·天津卷）图29所示照片是摄影师在夜晚采用连续曝光技术拍摄的，照片中的弧线为恒星视运动轨迹。读图回答（1）～（2）题。

（1）据图判断，摄影师拍摄的地点位于：

A.低纬度地区 B.中纬度地区

C.北极附近 D.南极附近

（2）图29中a恒星视运动转过的角度约为50°，据此判断摄影师连续拍摄的时间为：

A.1个多小时 B.3个多小时

C.5个多小时 D.7个多小时

命题意图：本题难度不大，但是对学生地理素养要求较高。选用恒星视运动轨迹图作为信息载体，创设了一个全新的试题情境，在高考历史上鲜有前例，体现了高考命题的创新意识和开放性。长期以来，中学阶段对地球运动的教学和考查常常停留在理论层面，远离现实生活，加之理科思维较强，所以文科生往往敬而远之。本题以照片作为背景素材设计生活化的地理问题，立意深远，能引领地理教学贴近生活、回归生活，与“学习生活中的地理”理念不谋而合。

参考答案：（1）A （2）Bendprint