金劍

一、考點掃描

二、知能構(gòu)建

1.黃赤交角與太陽直射點的移動

黃赤交角是地球自轉(zhuǎn)的赤道平面與公轉(zhuǎn)的黃道平面之間的夾角。由于黃赤交角（23.5°）的存在，加之地球自轉(zhuǎn)軸的北端始終指向北極星附近，使得太陽直射點在南北回歸線之間有規(guī)律地往返運動，從而引起晝夜長短、正午太陽高度的周年變化，使得太陽輻射在地表有規(guī)律地季節(jié)變化（形成四季）和緯度變化（形成五帶）。具體如圖1所示。

*正確把握黃赤交角的幾何關(guān)系

對于黃赤交角的把握，關(guān)鍵是理解圖2中幾組數(shù)據(jù)間的關(guān)系。

α=黃赤交角=回歸線的緯度數(shù)=1/2太陽直射點的移動范圍=極晝（夜）的最大緯度跨度范圍=1/2熱帶范圍。

β=90°-2α=北（南）溫帶范圍。

μ=α=90°-極圈的緯度數(shù)=1/2晨昏線的緯向移動角度范圍=北（南）寒帶的范圍。

*黃赤交角的地理意義

（1）太陽直射點的回歸運動。由于黃赤交角的存在，地球在繞日公轉(zhuǎn)過程中，使得太陽直射點在南北回歸線之間作有規(guī)律的回歸運動，周期為一個回歸年（365日5時48分）。因此，可根據(jù)具體日期推斷出太陽直射點的緯度，進而能確定太陽直射點所在的南北半球和移動的方向。若太陽直射點的移動速度是勻速的，那么每個月的移動速度大約是8個緯度，每移動一個緯度需要4天。

（2）五帶的分布。黃赤交角的大小決定著太陽直射點的移動范圍、移動速度和五帶的范圍大小。若黃赤交角變大，則太陽直射點移動范圍、移動速度變大，熱帶、寒帶范圍變大，溫帶范圍變??；若黃赤交角變小，則反之。

（3）四季的形成與氣候的影響。若黃赤交角為零，則太陽始終直射赤道，不會有太陽直射點的南北移動，地球上將不存在四季的更替現(xiàn)象，也不會形成地中海氣候、熱帶季風等氣候。

2.晝夜長短的變化

*晝夜長短的緯度分布及變化規(guī)律（表2）

*晝夜長短的計算

（1）根據(jù)晝弧或夜弧的長度進行計算：晝長時數(shù)=晝弧度數(shù)/15°

（2）根據(jù)日出或日落時間進行計算：晝長時數(shù)=（12-日出時間）×2=（日落時間-12）×2

（3）根據(jù)分布特點進行計算：同緯度各地的晝長相等，夜長相等。南北半球緯度數(shù)相同的地區(qū)晝夜長短對稱分布，即北半球各地的晝長（夜長）與南半球同緯度數(shù)的夜長（晝長）相等。

3.極晝（極夜）范圍的確定

圖3中，晨昏線由AOB向MON擺動過程中（春分日到夏至日）極晝范圍由北極點向低緯擴展，其范圍是與晨昏線相切的緯線度數(shù)，其它變化過程以此類推。

出現(xiàn)極晝（極夜）的起始緯度Φ=90°-δ（δ為太陽直射點緯度）。

4.太陽高度和正午太陽高度

*太陽高度：太陽光線與地平面的夾角

空間分布規(guī)律：以太陽直射點為中心向四周呈同心圓遞減（如圖4、圖5所示）。

特征：直射點的太陽高度為90°；以直射點為圓心成同心圓狀向外遞減；最外圈的大圓的太陽高度若為0°，即為晨昏圈；太陽直射點所在經(jīng)線地方時為12時，該經(jīng)線上各點太陽高度均為當日正午太陽高度。

時間變化規(guī)律：在極晝期間，極點上的太陽高度在一日之內(nèi)幾乎沒有變化，其高度等于太陽直射點的緯度（如圖6中的虛線甲）。非極點地區(qū)，一天中太陽高度角經(jīng)歷了日出時為0°→正午時最大→日落為0°→黑夜時（小于0°）→日出時為0°的循環(huán)變化過程（如圖4中的實線乙），這個變化周期就是一個太陽日，即晝夜更替的周期，等于24小時。

*正午太陽高度：地方時12點時的太陽高度

（1）正午太陽高度的計算：H=90°-Δφ（Δφ：直射點與所求點的緯度差）。

其中當所求地點與太陽直射點在同一南北半球時，該緯度之差即為所求點與直射點緯度差的絕對值；不在同一南北半球時，該緯度差為二者緯度數(shù)之和。

（2）正午太陽高度的分布規(guī)律。

①緯度分布規(guī)律：從太陽直射點所在緯線向南北兩側(cè)遞減（如圖7所示）。

夏至日，從北回歸線向南北兩側(cè)遞減。北回歸線及其以北地區(qū)的正午太陽高度達一年中的最大值；赤道及南半球的正午太陽高度達一年中的最小值。

冬至日，從南回歸線向南北兩側(cè)遞減。南回歸線及其以南地區(qū)的正午太陽高度達一年中的最大值；赤道及北半球的正午太陽高度達一年中的最小值。

春、秋分日，從赤道向南北兩側(cè)遞減。赤道上的正午太陽高度達一年中的最大值。

②季節(jié)變化規(guī)律：由于太陽直射點的回歸運動，使地球表面各地在一年之中與直射點的緯度差始終處在變化之中，因此各地一年中正午太陽高度也在變化之中。圖8為部分緯度正午太陽高度的季節(jié)變化情況。

（3）正午太陽高度的應(yīng)用。

①確定地方時：當某地太陽高度達一天中的最大值，即日影最短時，當?shù)氐牡胤綍r是12時。

②確定緯度：當測得某日的正午太陽高度，并查到該日太陽直射點的緯度位置，就可以根據(jù)公式H=90°- Δφ（Δφ：直射點與所求點的緯度差）來計算出該地緯度。

③計算太陽能熱水器集熱板與地平面的夾角及變化：為了最大限度地利用太陽能，應(yīng)使太陽能熱水器集熱板與太陽光線保持垂直，如圖9所示。太陽能熱水器集熱板與地面的夾角α=90°-H=Δφ（Δφ：直射點與安裝太陽能熱水器的當?shù)氐木暥炔睿?/p>

④計算樓間距：南北平行的兩幢樓房，為了使易被遮光樓房的底層獲得充足的陽光，在設(shè)計兩幢樓房的間距時，需要計算好它們的樓間距。一般來說，緯度較低的地區(qū)，樓間距較近；緯度較高的地區(qū)，樓間距較遠。在計算樓間距時，往往依據(jù)當?shù)囟寥盏恼缣柛叨葋碛嬎阏诠鈽欠康挠伴L，即為樓間距。

以我國北回歸線以北地區(qū)為例，如圖10，南樓高度為h，該地冬至日正午太陽高度為H，則最小樓間距L =h·cotH。endprint

⑤確定房屋的朝向：在北回歸線以北地區(qū)，正午太陽位于南方，房屋朝南；在南回歸線以南地區(qū)，正午太陽位于北方，房屋朝北。

⑥判斷日影長短及方向：太陽直射點上，物體的日影為零。正午太陽高度越大，日影越短，正午太陽高度越小，日影越長，且日影方向背向太陽。

三、圖像突破

1.日照圖的判讀

日照圖是考查地球運動知識的最理想載體，在近年的試題中，其呈現(xiàn)方式也趨向多樣化，有時是整體的圖像信息，有時是局部的圖像信息。對于不同類型、不同形態(tài)的日照圖，根據(jù)晨昏線在地球上的位置、走向及其與其它點、線、面的關(guān)系，可以解決許多有關(guān)地球運動的問題。

*多角度認識日照圖

日照圖中的經(jīng)緯網(wǎng)（線）因視角的不同而形狀不同，從而衍生出千姿百態(tài)的經(jīng)緯網(wǎng)（線），增加了判讀難度。判讀經(jīng)緯網(wǎng)（線）的關(guān)鍵在于沿著經(jīng)線、緯線將“變形”的經(jīng)緯網(wǎng)（線）還原到平時熟悉的形狀。這項能力的培養(yǎng)關(guān)鍵在于平時的訓(xùn)練，對經(jīng)緯網(wǎng)（線）應(yīng)從立體的角度去看，而不是簡單地將其看成平面圖。需確定如下幾個關(guān)鍵點：太陽直射點（晝半球的中心點）、南北極點、晨昏線緯線的切點、晨昏線和赤道交點。

（1）視野范圍解讀。選取一個位置進行視野分析：順著太陽光線和緯線平行的方向正視晝半球，視線如圖11中①視角所示，從視野范圍來看，視線正對赤道并和緯線平行，能夠觀察到南北極點和晨昏線與赤道交點的半球范圍。如視角①光照圖所示，B、C在正視經(jīng)線（太陽直射經(jīng)線）上，N、S、E、F在視野邊緣上。

（2）360°觀察日照圖。如圖12所示，從北極附近側(cè)俯視左邊的日照圖得到右邊的立體圖。圖13從360°全方位的不同角度視線下的變式圖。解答日照圖題型要能夠熟練地進行圖圖轉(zhuǎn)換，這是關(guān)鍵一步。

*把握晨昏線（圈）的特點

在圖14的晨昏線（圈）示意圖中，可以看出晨昏線（圈）具有以下幾個特征：晨昏線上太陽高度角為0°；晨昏圈平分地球，是過地心的大圓；晨昏圈平分赤道；晨昏圈平面與太陽光線垂直；晨昏線自東向西移動（15°/小時）；晨線與昏線的分界點地方時為0點或12點；晨昏線與經(jīng)線的夾角變化范圍為0°～23.5°，二分日與經(jīng)線圈重合，二至日時與經(jīng)線夾角為23.5°；晨昏線與緯線圈的夾角變化范圍為66.5°～90°，二至日與極圈相切。

*日照圖判讀的一般步驟

（1）確定地球的自轉(zhuǎn)方向：若圖15中AB為晨線，則地球呈逆時針方向自轉(zhuǎn)，中心為北極點；若BC為晨線，則地球呈順時針方向自轉(zhuǎn)，中心為南極點。

（2）確定地方時：經(jīng)過赤道與晨線交點的那條經(jīng)線上的地方時為6時，經(jīng)過赤道與昏線交點的那條經(jīng)線上的地方時為18時。

（3）確定日期和季節(jié)：晨昏線與某一經(jīng)線圈重合，可判定這一天為3月21日或9月23日前后；晨昏線與南北極圈相切，北極圈內(nèi)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，是6月22日前后，北極圈內(nèi)出現(xiàn)極夜現(xiàn)象，是12月22日前后。

（4）確定太陽直射點的緯度：若與晨昏線相切的緯線的緯度為Φ，則太陽直射點的緯度等于90°-Φ（南北緯視具體情況而定）。

（5）確定晝夜長短：某地的晝長等于該地所在緯線圈與晨線和昏線兩交點之間晝弧所跨的時間數(shù)，夜長等于該地所在緯線圈上夜弧所跨的時間數(shù)。

（6）確定日出日落時間：某地的日出時間就是該地所在經(jīng)線與晨線的交點上的時間，日落時間就是該地所在經(jīng)線與昏線的交點上的時間。某地日落日出時間的計算公式是12±晝長/2。

（7）確定極晝（夜）的范圍：晨昏線與哪個緯線圈相切，該緯線圈與極點之間的緯度范圍內(nèi)就會出現(xiàn)極晝（夜）現(xiàn)象。

2.等太陽高度線圖的判讀

等太陽高度線是指把太陽高度角相等的各點連接成線，反映某一時刻太陽高度的全球分布，其實質(zhì)是以太陽直射點為中心的俯視圖，如圖16所示。判讀時首先能夠進行圖圖轉(zhuǎn)換，如圖16轉(zhuǎn)換為圖17，其次還需掌握如下判讀要點。

（1）太陽高度等值線從中心點（90度）向四周呈同心圓狀遞減。

（2）0°為晨昏線，在直射點所在經(jīng)線西側(cè)的為晨線，東側(cè)的為昏線 。

（3）中心點P所在經(jīng)線是太陽直射經(jīng)線，地方時為12點，以西地區(qū)為上午時間，以東地區(qū)為下午時間；中心點所在緯線是太陽直射緯線，正午太陽高度從該緯線向南北兩側(cè)遞減。

（4）同一經(jīng)線上，太陽高度差等于緯度差；同一緯線上（赤道除外），太陽高度差小于經(jīng)度差；赤道上，太陽高度差等于經(jīng)度差。

（5）由于太陽直射點所在經(jīng)線上太陽高度南北跨度為180°，因此晝半球上太陽直射點所在經(jīng)線的緯度跨度也是180°，如圖16中，A點到B點所跨的緯度為180°。

3.太陽視運動軌跡圖的判讀

太陽視運動，即由于地球在作自西向東的自轉(zhuǎn)運動，使得地球上的人們看到的太陽一天中總體在作自東向西的運動。由于太陽直射點在南北移動，因此太陽視運動的軌跡因時因地而不同。

*非極晝區(qū)的太陽視運動特點

圖18反映的是北回歸線到北極圈之間的某地在二分二至日的太陽視運動軌跡圖。如圖，兩分日太陽直射赤道，太陽正東升、正西落；太陽直射赤道以北時，太陽東北升、西北落；太陽直射赤道以南時，太陽東南升、西南落。正午時，全年太陽的方位在觀測者以南。若某地在南回歸線至南極圈之間，則反之。

圖19反映的是赤道地區(qū)在二分二至的太陽視運動軌跡圖。如圖，全年太陽的運動軌跡都和地平圈垂直，二分日，太陽正東升、正西落；冬至日太陽東南升、西南落；夏至日太陽東北升、西北落。正午時，太陽在觀測者的正南還是正北，需要看直射點的緯度。

只要抓住日出、正午、日落時太陽所處的位置，就能大致勾勒出太陽運動的軌跡，不同日期的太陽軌跡是平行的，太陽上中天時達到正午太陽高度，地方時為12點，位置在觀測點的正北、南或天頂。endprint

*極晝區(qū)的太陽視運動特點

（1）若在北極點，太陽始終在天空中按逆時針方向作平行于地平面的視運動，太陽高度等于此日太陽直射點所在的緯度數(shù)，如圖20，南半球則相反。

（2）若在北極圈至北極點之間的地區(qū)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，太陽視運動是這樣的：子夜（0點）太陽從正北地平面或地平面以上的地方升起。按順時針方向運動到正午（12點）時，太陽位于正南天空中。之后，太陽又落到從正北地平面或地平面以上的地方，如圖21、圖22。

若在南極點，太陽平行于地平面的視運動是按順時針方向運動的。若在南極圈至南極點之間的地區(qū)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，則子夜（0點）太陽位于正南，正午（12點）太陽位于正北，按逆時針方向作視運動。極夜地區(qū)，無太陽視運動。

四、方法提煉

1.地理計算中的“對稱思維法”及其應(yīng)用

高考試題中涉及到地理計算，由于計算中一般將地球當成正球體，且做勻速運動，所以地球運動中有不少呈對稱的規(guī)律，故形成了地理計算中的“對稱美”。靈活運用對稱規(guī)律可以幫助迅速解題。

【例1】（2010年高考·四川卷）圖23是某日同一經(jīng)線日出時刻（地方時）隨緯度變化圖。圖內(nèi)三條曲線，其中有一條是正確的。請閱讀正確的曲線，回答問題。

若圖24表示6月22日狀況，則南緯40°～50°地區(qū)的夜長約為：

A.15小時～16小時20分

B.17小時～19小時20分

C.19小時20分～21小時20分

D.22小時40分～23小時20分

解題思路：6月22日，北極圈上有極晝現(xiàn)象，即日出時間為0時，所以可排除最下面一條曲線；6月22日，北緯30°的晝長約為14小時，所以該緯度的日出時間為12-（14小時 /2）=5時，再對照圖中日出時間，就可以確定正確的曲線為最上面一條曲線；北（南）半球的晝長與南（北）半球的夜長是相等的，圖中北緯50°的日出時間約為3時50分，所以它的晝長約為16小時20分；北緯40°的日出時間約為4時30分，所以它的晝長約為15小時，即南緯40°～50°的夜長約為15小時～16小時20分。因此，選項A正確。

方法提煉：此題的解答過程中涉及兩點對稱規(guī)律，一是某地日出、日落的地方時關(guān)于正午（地方時12點）對稱，二是關(guān)于赤道對稱的兩條緯線，其晝夜長短狀況相反，即北半球的晝長等于南半球的夜長。

除以上兩點對稱規(guī)律外，地理計算中涉及的對稱規(guī)律的還有：①關(guān)于夏至、冬至對稱的兩個日期，其晝長、夜長、日出時間、日落時間相等；各地正午太陽高度相等，其晝夜長短的變化趨勢相反，如圖24中a、b或c、d日期。②關(guān)于正午對稱的兩個時刻太陽高度大小相等，太陽方位關(guān)于正午時刻的經(jīng)線（南北向）對稱。③同一日期，同一經(jīng)線上緯度關(guān)于太陽直射點對稱的兩點，其正午太陽高度相等，且正午太陽方位相反。

2.圖圖轉(zhuǎn)換的空間思維及其應(yīng)用

解決日照圖問題，需要足夠的立體幾何知識基礎(chǔ)和空間思維能力，其中圖圖轉(zhuǎn)化能力為解題的關(guān)鍵。圖圖轉(zhuǎn)換有以下三種常見情況。

（1）日照圖的三種基本類型即側(cè)視圖、立體圖和俯視圖要能夠熟練地相互轉(zhuǎn)換，在進行圖形轉(zhuǎn)換時要能夠?qū)⒁环鶊D的關(guān)鍵點正確轉(zhuǎn)繪到另一幅圖上，如圖25所示。

（2）局部圖通過添加輔助線等恢復(fù)成整體圖。如圖26中A、B兩點分別是晨線、昏線與30°N緯線圈的交點，最外圓圈為30°N緯線。這是不熟悉的一個局部圖，可以轉(zhuǎn)換成熟悉的整體圖，如圖27。

（3）無圖考圖型試題，找出題目中文字所包含的圖像信息，并將文字信息轉(zhuǎn)化為圖像信息。文字轉(zhuǎn)化為圖像的過程就是理順思路、解決問題的過程。將文字轉(zhuǎn)化為圖像，地理信息即可實現(xiàn)由抽象到形象的轉(zhuǎn)化，地理思維就可以實現(xiàn)直觀化，找到答案就相對簡單了。

【例2】（2013年高考·浙江卷） 晨昏圈上有5個等分點，若其中一點地方時正好為12時，則不相鄰兩點之間的球面最短連線可能：

A.同時出現(xiàn)日落

B.經(jīng)過太陽直射點

C.是緯度固定的一段緯線

D.為兩個日期的分界線

解題思路：畫一個立體的日照簡圖（圖28），畫出晨昏圈和太陽直射光線，注意太陽直射光和晨昏圈垂直且經(jīng)過球心。其中一點的地方時為12點，應(yīng)該在太陽直射的經(jīng)線上又在晨昏圈上，如圖A點所示，然后以A點為起點，將另外四個點畫出來，讀圖可以輕松地判斷出答案A正確。

圖圖轉(zhuǎn)換過程中，無論是局部圖轉(zhuǎn)換為整體圖，還是文字信息轉(zhuǎn)換為常見圖，轉(zhuǎn)換時都應(yīng)注意以下兩個方面。

第一，繪制轉(zhuǎn)換新圖時，一定要明確圖上點、線、面的空間關(guān)系：①地軸、過直射點的太陽光線一定通過地球球心。②各緯線圈與赤道平行、與各經(jīng)線相互垂直。③各經(jīng)線都相交于南北兩極點。④晨昏線與各緯線既可垂直，也可斜交；與極圈內(nèi)的各緯線還可相切、相離（極圈上出現(xiàn)極晝或極夜）；平分赤道（即赤道與晨昏線的兩交點經(jīng)度相差180°，即赤道晝夜平分）；與各經(jīng)線既可斜交，也可重合。

第二，把握好時間點的轉(zhuǎn)換：①赤道上晝夜始終平分，晨昏線與赤道的交點位置可以通過時間計算（6時、18時）或通過經(jīng)度判讀在新圖中找到。②晨昏線與緯線圈切點位置的確定，可以通過切點時間（12時、0時或24時）推算出經(jīng)度，再通過直射點位置確定其緯度。③晨昏線與赤道的交點、與緯線圈切點位置確定后，就可用平滑曲線連接起來，但要注意太陽光線與晨昏線始終垂直。④太陽直射點永遠位于南北回歸線之間，晨昏線與緯線圈相切的點永遠位于極圈上及其以內(nèi)。

五、經(jīng)典研習(xí)

（2013年高考·天津卷）圖29所示照片是攝影師在夜晚采用連續(xù)曝光技術(shù)拍攝的，照片中的弧線為恒星視運動軌跡。讀圖回答（1）～（2）題。

（1）據(jù)圖判斷，攝影師拍攝的地點位于：

A.低緯度地區(qū) B.中緯度地區(qū)

C.北極附近 D.南極附近

（2）圖29中a恒星視運動轉(zhuǎn)過的角度約為50°，據(jù)此判斷攝影師連續(xù)拍攝的時間為：

A.1個多小時 B.3個多小時

C.5個多小時 D.7個多小時

命題意圖：本題難度不大，但是對學(xué)生地理素養(yǎng)要求較高。選用恒星視運動軌跡圖作為信息載體，創(chuàng)設(shè)了一個全新的試題情境，在高考歷史上鮮有前例，體現(xiàn)了高考命題的創(chuàng)新意識和開放性。長期以來，中學(xué)階段對地球運動的教學(xué)和考查常常停留在理論層面，遠離現(xiàn)實生活，加之理科思維較強，所以文科生往往敬而遠之。本題以照片作為背景素材設(shè)計生活化的地理問題，立意深遠，能引領(lǐng)地理教學(xué)貼近生活、回歸生活，與“學(xué)習(xí)生活中的地理”理念不謀而合。

參考答案：（1）A （2）Bendprint

*極晝區(qū)的太陽視運動特點

（1）若在北極點，太陽始終在天空中按逆時針方向作平行于地平面的視運動，太陽高度等于此日太陽直射點所在的緯度數(shù)，如圖20，南半球則相反。

（2）若在北極圈至北極點之間的地區(qū)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，太陽視運動是這樣的：子夜（0點）太陽從正北地平面或地平面以上的地方升起。按順時針方向運動到正午（12點）時，太陽位于正南天空中。之后，太陽又落到從正北地平面或地平面以上的地方，如圖21、圖22。

若在南極點，太陽平行于地平面的視運動是按順時針方向運動的。若在南極圈至南極點之間的地區(qū)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，則子夜（0點）太陽位于正南，正午（12點）太陽位于正北，按逆時針方向作視運動。極夜地區(qū)，無太陽視運動。

四、方法提煉

1.地理計算中的“對稱思維法”及其應(yīng)用

高考試題中涉及到地理計算，由于計算中一般將地球當成正球體，且做勻速運動，所以地球運動中有不少呈對稱的規(guī)律，故形成了地理計算中的“對稱美”。靈活運用對稱規(guī)律可以幫助迅速解題。

【例1】（2010年高考·四川卷）圖23是某日同一經(jīng)線日出時刻（地方時）隨緯度變化圖。圖內(nèi)三條曲線，其中有一條是正確的。請閱讀正確的曲線，回答問題。

若圖24表示6月22日狀況，則南緯40°～50°地區(qū)的夜長約為：

A.15小時～16小時20分

B.17小時～19小時20分

C.19小時20分～21小時20分

D.22小時40分～23小時20分

解題思路：6月22日，北極圈上有極晝現(xiàn)象，即日出時間為0時，所以可排除最下面一條曲線；6月22日，北緯30°的晝長約為14小時，所以該緯度的日出時間為12-（14小時 /2）=5時，再對照圖中日出時間，就可以確定正確的曲線為最上面一條曲線；北（南）半球的晝長與南（北）半球的夜長是相等的，圖中北緯50°的日出時間約為3時50分，所以它的晝長約為16小時20分；北緯40°的日出時間約為4時30分，所以它的晝長約為15小時，即南緯40°～50°的夜長約為15小時～16小時20分。因此，選項A正確。

方法提煉：此題的解答過程中涉及兩點對稱規(guī)律，一是某地日出、日落的地方時關(guān)于正午（地方時12點）對稱，二是關(guān)于赤道對稱的兩條緯線，其晝夜長短狀況相反，即北半球的晝長等于南半球的夜長。

除以上兩點對稱規(guī)律外，地理計算中涉及的對稱規(guī)律的還有：①關(guān)于夏至、冬至對稱的兩個日期，其晝長、夜長、日出時間、日落時間相等；各地正午太陽高度相等，其晝夜長短的變化趨勢相反，如圖24中a、b或c、d日期。②關(guān)于正午對稱的兩個時刻太陽高度大小相等，太陽方位關(guān)于正午時刻的經(jīng)線（南北向）對稱。③同一日期，同一經(jīng)線上緯度關(guān)于太陽直射點對稱的兩點，其正午太陽高度相等，且正午太陽方位相反。

2.圖圖轉(zhuǎn)換的空間思維及其應(yīng)用

解決日照圖問題，需要足夠的立體幾何知識基礎(chǔ)和空間思維能力，其中圖圖轉(zhuǎn)化能力為解題的關(guān)鍵。圖圖轉(zhuǎn)換有以下三種常見情況。

（1）日照圖的三種基本類型即側(cè)視圖、立體圖和俯視圖要能夠熟練地相互轉(zhuǎn)換，在進行圖形轉(zhuǎn)換時要能夠?qū)⒁环鶊D的關(guān)鍵點正確轉(zhuǎn)繪到另一幅圖上，如圖25所示。

（2）局部圖通過添加輔助線等恢復(fù)成整體圖。如圖26中A、B兩點分別是晨線、昏線與30°N緯線圈的交點，最外圓圈為30°N緯線。這是不熟悉的一個局部圖，可以轉(zhuǎn)換成熟悉的整體圖，如圖27。

（3）無圖考圖型試題，找出題目中文字所包含的圖像信息，并將文字信息轉(zhuǎn)化為圖像信息。文字轉(zhuǎn)化為圖像的過程就是理順思路、解決問題的過程。將文字轉(zhuǎn)化為圖像，地理信息即可實現(xiàn)由抽象到形象的轉(zhuǎn)化，地理思維就可以實現(xiàn)直觀化，找到答案就相對簡單了。

【例2】（2013年高考·浙江卷） 晨昏圈上有5個等分點，若其中一點地方時正好為12時，則不相鄰兩點之間的球面最短連線可能：

A.同時出現(xiàn)日落

B.經(jīng)過太陽直射點

C.是緯度固定的一段緯線

D.為兩個日期的分界線

解題思路：畫一個立體的日照簡圖（圖28），畫出晨昏圈和太陽直射光線，注意太陽直射光和晨昏圈垂直且經(jīng)過球心。其中一點的地方時為12點，應(yīng)該在太陽直射的經(jīng)線上又在晨昏圈上，如圖A點所示，然后以A點為起點，將另外四個點畫出來，讀圖可以輕松地判斷出答案A正確。

圖圖轉(zhuǎn)換過程中，無論是局部圖轉(zhuǎn)換為整體圖，還是文字信息轉(zhuǎn)換為常見圖，轉(zhuǎn)換時都應(yīng)注意以下兩個方面。

第一，繪制轉(zhuǎn)換新圖時，一定要明確圖上點、線、面的空間關(guān)系：①地軸、過直射點的太陽光線一定通過地球球心。②各緯線圈與赤道平行、與各經(jīng)線相互垂直。③各經(jīng)線都相交于南北兩極點。④晨昏線與各緯線既可垂直，也可斜交；與極圈內(nèi)的各緯線還可相切、相離（極圈上出現(xiàn)極晝或極夜）；平分赤道（即赤道與晨昏線的兩交點經(jīng)度相差180°，即赤道晝夜平分）；與各經(jīng)線既可斜交，也可重合。

第二，把握好時間點的轉(zhuǎn)換：①赤道上晝夜始終平分，晨昏線與赤道的交點位置可以通過時間計算（6時、18時）或通過經(jīng)度判讀在新圖中找到。②晨昏線與緯線圈切點位置的確定，可以通過切點時間（12時、0時或24時）推算出經(jīng)度，再通過直射點位置確定其緯度。③晨昏線與赤道的交點、與緯線圈切點位置確定后，就可用平滑曲線連接起來，但要注意太陽光線與晨昏線始終垂直。④太陽直射點永遠位于南北回歸線之間，晨昏線與緯線圈相切的點永遠位于極圈上及其以內(nèi)。

五、經(jīng)典研習(xí)

（2013年高考·天津卷）圖29所示照片是攝影師在夜晚采用連續(xù)曝光技術(shù)拍攝的，照片中的弧線為恒星視運動軌跡。讀圖回答（1）～（2）題。

（1）據(jù)圖判斷，攝影師拍攝的地點位于：

A.低緯度地區(qū) B.中緯度地區(qū)

C.北極附近 D.南極附近

（2）圖29中a恒星視運動轉(zhuǎn)過的角度約為50°，據(jù)此判斷攝影師連續(xù)拍攝的時間為：

A.1個多小時 B.3個多小時

C.5個多小時 D.7個多小時

命題意圖：本題難度不大，但是對學(xué)生地理素養(yǎng)要求較高。選用恒星視運動軌跡圖作為信息載體，創(chuàng)設(shè)了一個全新的試題情境，在高考歷史上鮮有前例，體現(xiàn)了高考命題的創(chuàng)新意識和開放性。長期以來，中學(xué)階段對地球運動的教學(xué)和考查常常停留在理論層面，遠離現(xiàn)實生活，加之理科思維較強，所以文科生往往敬而遠之。本題以照片作為背景素材設(shè)計生活化的地理問題，立意深遠，能引領(lǐng)地理教學(xué)貼近生活、回歸生活，與“學(xué)習(xí)生活中的地理”理念不謀而合。

參考答案：（1）A （2）Bendprint

*極晝區(qū)的太陽視運動特點

（1）若在北極點，太陽始終在天空中按逆時針方向作平行于地平面的視運動，太陽高度等于此日太陽直射點所在的緯度數(shù)，如圖20，南半球則相反。

（2）若在北極圈至北極點之間的地區(qū)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，太陽視運動是這樣的：子夜（0點）太陽從正北地平面或地平面以上的地方升起。按順時針方向運動到正午（12點）時，太陽位于正南天空中。之后，太陽又落到從正北地平面或地平面以上的地方，如圖21、圖22。

若在南極點，太陽平行于地平面的視運動是按順時針方向運動的。若在南極圈至南極點之間的地區(qū)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，則子夜（0點）太陽位于正南，正午（12點）太陽位于正北，按逆時針方向作視運動。極夜地區(qū)，無太陽視運動。

四、方法提煉

1.地理計算中的“對稱思維法”及其應(yīng)用

高考試題中涉及到地理計算，由于計算中一般將地球當成正球體，且做勻速運動，所以地球運動中有不少呈對稱的規(guī)律，故形成了地理計算中的“對稱美”。靈活運用對稱規(guī)律可以幫助迅速解題。

【例1】（2010年高考·四川卷）圖23是某日同一經(jīng)線日出時刻（地方時）隨緯度變化圖。圖內(nèi)三條曲線，其中有一條是正確的。請閱讀正確的曲線，回答問題。

若圖24表示6月22日狀況，則南緯40°～50°地區(qū)的夜長約為：

A.15小時～16小時20分

B.17小時～19小時20分

C.19小時20分～21小時20分

D.22小時40分～23小時20分

解題思路：6月22日，北極圈上有極晝現(xiàn)象，即日出時間為0時，所以可排除最下面一條曲線；6月22日，北緯30°的晝長約為14小時，所以該緯度的日出時間為12-（14小時 /2）=5時，再對照圖中日出時間，就可以確定正確的曲線為最上面一條曲線；北（南）半球的晝長與南（北）半球的夜長是相等的，圖中北緯50°的日出時間約為3時50分，所以它的晝長約為16小時20分；北緯40°的日出時間約為4時30分，所以它的晝長約為15小時，即南緯40°～50°的夜長約為15小時～16小時20分。因此，選項A正確。

方法提煉：此題的解答過程中涉及兩點對稱規(guī)律，一是某地日出、日落的地方時關(guān)于正午（地方時12點）對稱，二是關(guān)于赤道對稱的兩條緯線，其晝夜長短狀況相反，即北半球的晝長等于南半球的夜長。

除以上兩點對稱規(guī)律外，地理計算中涉及的對稱規(guī)律的還有：①關(guān)于夏至、冬至對稱的兩個日期，其晝長、夜長、日出時間、日落時間相等；各地正午太陽高度相等，其晝夜長短的變化趨勢相反，如圖24中a、b或c、d日期。②關(guān)于正午對稱的兩個時刻太陽高度大小相等，太陽方位關(guān)于正午時刻的經(jīng)線（南北向）對稱。③同一日期，同一經(jīng)線上緯度關(guān)于太陽直射點對稱的兩點，其正午太陽高度相等，且正午太陽方位相反。

2.圖圖轉(zhuǎn)換的空間思維及其應(yīng)用

解決日照圖問題，需要足夠的立體幾何知識基礎(chǔ)和空間思維能力，其中圖圖轉(zhuǎn)化能力為解題的關(guān)鍵。圖圖轉(zhuǎn)換有以下三種常見情況。

（1）日照圖的三種基本類型即側(cè)視圖、立體圖和俯視圖要能夠熟練地相互轉(zhuǎn)換，在進行圖形轉(zhuǎn)換時要能夠?qū)⒁环鶊D的關(guān)鍵點正確轉(zhuǎn)繪到另一幅圖上，如圖25所示。

（2）局部圖通過添加輔助線等恢復(fù)成整體圖。如圖26中A、B兩點分別是晨線、昏線與30°N緯線圈的交點，最外圓圈為30°N緯線。這是不熟悉的一個局部圖，可以轉(zhuǎn)換成熟悉的整體圖，如圖27。

（3）無圖考圖型試題，找出題目中文字所包含的圖像信息，并將文字信息轉(zhuǎn)化為圖像信息。文字轉(zhuǎn)化為圖像的過程就是理順思路、解決問題的過程。將文字轉(zhuǎn)化為圖像，地理信息即可實現(xiàn)由抽象到形象的轉(zhuǎn)化，地理思維就可以實現(xiàn)直觀化，找到答案就相對簡單了。

【例2】（2013年高考·浙江卷） 晨昏圈上有5個等分點，若其中一點地方時正好為12時，則不相鄰兩點之間的球面最短連線可能：

A.同時出現(xiàn)日落

B.經(jīng)過太陽直射點

C.是緯度固定的一段緯線

D.為兩個日期的分界線

解題思路：畫一個立體的日照簡圖（圖28），畫出晨昏圈和太陽直射光線，注意太陽直射光和晨昏圈垂直且經(jīng)過球心。其中一點的地方時為12點，應(yīng)該在太陽直射的經(jīng)線上又在晨昏圈上，如圖A點所示，然后以A點為起點，將另外四個點畫出來，讀圖可以輕松地判斷出答案A正確。

圖圖轉(zhuǎn)換過程中，無論是局部圖轉(zhuǎn)換為整體圖，還是文字信息轉(zhuǎn)換為常見圖，轉(zhuǎn)換時都應(yīng)注意以下兩個方面。

第一，繪制轉(zhuǎn)換新圖時，一定要明確圖上點、線、面的空間關(guān)系：①地軸、過直射點的太陽光線一定通過地球球心。②各緯線圈與赤道平行、與各經(jīng)線相互垂直。③各經(jīng)線都相交于南北兩極點。④晨昏線與各緯線既可垂直，也可斜交；與極圈內(nèi)的各緯線還可相切、相離（極圈上出現(xiàn)極晝或極夜）；平分赤道（即赤道與晨昏線的兩交點經(jīng)度相差180°，即赤道晝夜平分）；與各經(jīng)線既可斜交，也可重合。

第二，把握好時間點的轉(zhuǎn)換：①赤道上晝夜始終平分，晨昏線與赤道的交點位置可以通過時間計算（6時、18時）或通過經(jīng)度判讀在新圖中找到。②晨昏線與緯線圈切點位置的確定，可以通過切點時間（12時、0時或24時）推算出經(jīng)度，再通過直射點位置確定其緯度。③晨昏線與赤道的交點、與緯線圈切點位置確定后，就可用平滑曲線連接起來，但要注意太陽光線與晨昏線始終垂直。④太陽直射點永遠位于南北回歸線之間，晨昏線與緯線圈相切的點永遠位于極圈上及其以內(nèi)。

五、經(jīng)典研習(xí)

（2013年高考·天津卷）圖29所示照片是攝影師在夜晚采用連續(xù)曝光技術(shù)拍攝的，照片中的弧線為恒星視運動軌跡。讀圖回答（1）～（2）題。

（1）據(jù)圖判斷，攝影師拍攝的地點位于：

A.低緯度地區(qū) B.中緯度地區(qū)

C.北極附近 D.南極附近

（2）圖29中a恒星視運動轉(zhuǎn)過的角度約為50°，據(jù)此判斷攝影師連續(xù)拍攝的時間為：

A.1個多小時 B.3個多小時

C.5個多小時 D.7個多小時

命題意圖：本題難度不大，但是對學(xué)生地理素養(yǎng)要求較高。選用恒星視運動軌跡圖作為信息載體，創(chuàng)設(shè)了一個全新的試題情境，在高考歷史上鮮有前例，體現(xiàn)了高考命題的創(chuàng)新意識和開放性。長期以來，中學(xué)階段對地球運動的教學(xué)和考查常常停留在理論層面，遠離現(xiàn)實生活，加之理科思維較強，所以文科生往往敬而遠之。本題以照片作為背景素材設(shè)計生活化的地理問題，立意深遠，能引領(lǐng)地理教學(xué)貼近生活、回歸生活，與“學(xué)習(xí)生活中的地理”理念不謀而合。

參考答案：（1）A （2）Bendprint