昼夜长短变化是地球公转产生的核心地理现象之一,由黄赤交角的存在导致太阳直射点在南北回归线之间移动,进而引起晨昏线与纬线圈的分割比例变化,形成高考地理中"地球运动"模块的高频考点。

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 1. 成因与概念
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1. 成因与概念

(1)根本原因:地球公转轨道面(黄道面)与赤道面存在23°26′的黄赤交角,使太阳直射点在南北回归线之间往返移动。

(2)晨昏线作用:作为昼夜半球的分界线,将纬线圈分割为昼弧(昼半球部分)和夜弧(夜半球部分),昼弧与夜弧的长度比例决定昼夜长短

(3)关键关系:太阳直射点在哪个半球,哪个半球昼长夜短,且越向该半球高纬度地区,白昼时间越长。

 (1)季节变化规律
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(1)季节变化规律

① 二分日(春分3月21日、秋分9月23日):太阳直射赤道,晨昏线与经线重合,全球昼夜平分(昼长=夜长=12小时)。

② 夏至日(6月22日):太阳直射北回归线,北半球昼最长、夜最短,北极圈内出现极昼;南半球相反。

③ 冬至日(12月22日):太阳直射南回归线,北半球昼最短、夜最长,北极圈内出现极夜;南半球相反。

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① 赤道地区:全年昼夜平分,昼长恒为12小时,年变化幅度为0。

② 中纬度地区:纬度越高,昼夜长短变化幅度越大(如40°N夏至日昼长14小时51分,冬至日昼长仅9小时09分)。

③ 极圈内地区(66°34′-90°):出现极昼/极夜现象,纬度越高,极昼/极夜天数越多。

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① 太阳直射点北移(冬至→夏至):北半球昼渐长夜渐短,北极圈内极昼范围扩大。

② 太阳直射点南移(夏至→冬至):北半球昼渐短夜渐长,北极圈内极夜范围扩大。

 1. 基本计算方法
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1. 基本计算方法

(1)昼长时数 = 昼弧度数/15°(如昼弧180°,则昼长12小时)。

(2)根据日出日落时间

① 昼长 = 日落时间 - 日出时间

② 昼长 = (12 - 日出时间) × 2 = (日落时间 - 12) × 2。

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(3)特殊地区

① 赤道:昼长 = 夜长 = 12小时

② 极昼区:昼长 = 24小时,夜长 = 0

③ 极夜区:昼长 = 0,夜长 = 24小时。

2. 高效判读技巧

(1)看日出日落方位

① 日出东北、日落西北 → 北半球昼长夜短(夏半年)

② 日出东南、日落西南 → 北半球昼短夜长(冬半年)

③ 日出正东、日落正西 → 全球昼夜平分(二分日)。

(2)看晨昏线走向:晨昏线与经线夹角越大,昼夜长短差异越显著。

(3)看日出日落时间

① 日出早于6时、日落晚于18时 → 昼长夜短

② 日出晚于6时、日落早于18时 → 昼短夜长。

3. 对称规律应用(高考解题利器)

(1)时间对称

① 关于夏至/冬至对称的两日 → 昼夜分布相同

② 关于春分/秋分对称的两日 → A日昼长 = B日夜长。

(2)空间对称

① 南北半球同纬度地区 → 北半球昼长 = 南半球夜长

② 赤道对称点 → 昼夜长短完全相反。

 1. 昼夜长短比较题
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1. 昼夜长短比较题

(1)解题关键:先确定太阳直射点位置,再判断半球季节

(2)例:6月22日,北京(40°N)与悉尼(34°S)相比,北京昼长更长(北半球夏半年,纬度越高昼越长)。

2. 昼夜长短计算题

(1)解题步骤:确定日出日落时间→计算昼长→结合纬度验证

(2)例:某地日出5:20,日落18:40,其昼长为13小时20分(18:40-5:20)。

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解题技巧:

(1)找出晨昏线与赤道交点(确定6:00/18:00位置)

(2)确定太阳直射点纬度(90°-晨昏线与极圈夹角)

(3)判断昼夜半球分布。

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4. 实际应用题

(1)日出方位与建筑朝向:北回归线以北地区,房屋朝南可获最充足光照。

(2)极昼极夜范围计算:极昼起始纬度 = 90° - 太阳直射点纬度。

四、常见误区与备考建议

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1. 高频误区

(1)混淆昼夜长短与昼夜变化:昼长夜短≠昼变长(如北半球春分→夏至,昼变长但仍昼长夜短)。

(2)忽视地方时差异:计算需统一时间标准(如均用地方时或均用北京时间)。

(3)误判晨昏线:晨线上地方时不恒为6:00(仅二分日成立)。

2. 备考建议

(1)构建空间思维:多练习三视图转换(侧视图、俯视图、圆柱投影图)。

(2)掌握对称规律:善用"关于二分二至对称"的解题技巧。

(3)强化计算训练:重点练习日出日落时间、昼长、纬度三者互求。

(4)联系实际应用:理解昼夜长短对农业、旅游、能源等的影响。

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高考中此类题目常以光照图变式或生活情境为载体,考查核心素养中的区域认知和综合思维。建议考生在掌握基本规律基础上,多做典型例题,培养"三看"能力(看位置、看移动、看极昼极夜分布),即可从容应对各类题型。

五、例题分析

1.例题

太阳升起一段时间后,花蕾初期的向日葵花盘会随太阳转动,日落约2小时后再沿原路回转。下图示意北半球某地先后不连续两天向日葵花盘追日变化(角度是以正东为0°顺时针计量所得)。据此完成1~2题。

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(1)据图推测这两天所在时段正确的是(  )

A.春分日至夏至日

B.夏至日至秋分日

C.秋分日至冬至日

D.冬至日至次年春分日

(2)图示两天日出太阳方位及其变化为(  )

A.东北 逐渐偏南

B.东北 逐渐偏北

C.东南 逐渐偏南

D.东南 逐渐偏北

2.答案

(1)A;(2)B

3.解析

(1)由上题可知,太阳直射北半球且向北移动,因此日出东北,且后一天比前一天日出昼长更长,因此后一天比前一天日出方位更偏北。故选B。

(2)由图可知,向日葵先后不连续两天转向的时间越来越早,说明日出越来越早,日出逐日提前,白昼逐日变长,且读图分析可知,该地两天白天5:30左右向日葵开始随太阳转动,说明日出地方时早于5:30,21:30左右向日葵花盘开始回转,说明日落地方时约为19:30,由此可计算出当地均为昼长夜短,太阳直射点位于北半球且向北移动。故选A。