一、选择题
(2022·江苏省如皋市一模)下图为我国某科考队员在北极黄河站(78°55′N，11°56′E)极昼期第一天拍摄的太阳视运动轨迹合成图(每两小时拍摄一次)。据此完成1～3题。
A．3月1日 B．5月5日
C．8月7日 D．10月1日
解析：根据“在北极黄河站(78°55′N，11°56′E)极昼期第一天”可知，此时太阳直射点位于北半球。3月1日和10月1日太阳直射点位于南半球，A、D错误；极昼出现的最低纬度与太阳直射点纬度互余，由于该日北极黄河站(78°55′N，11°56′E)为极昼期第一天，所以太阳直射点大致位于11°N附近。再根据太阳直射点的移动规律，可推断此日大约为5月初，B正确，排除C。
2．拍摄P位置的太阳轨迹时，摄影机镜头朝向( A )
A．正北 B．正南
C．正西 D．正东
解析：黄河站位于北半球，该日极昼，正午太阳位于正南方向，日出太阳位于正北方向，P点是该日太阳高度最小的时候，正值日出，故摄影机镜头朝向正北，A正确。
3．当太阳位于图中Q位置时，北京某中学观察到太阳位于( D )
A．东北 B．西北
C．东南 D．西南
解析：图中太阳位置是每两小时拍摄一次的太阳位置，根据太阳高度判断，位置最高时为正午12时，位置最低时为午夜0时。当太阳位于图中Q位置时，北极黄河站(78°55′N，11°56′E)地方时大约为6时，根据所学可计算得出，此时北京(116°E)地方时约为13时，此时北京太阳位于西南方向，D正确。
(2022·山东省济宁市一模)利用太阳定方位较精确的方法是日影杆法。先在地面上竖立一根垂直于地面的杆子，以杆基为圆心，适当距离为半径，在杆影的一侧画一个半圆，记下杆影顶端恰好落在半圆上的两点，将这两点与圆心连接，画出一个等腰三角形，根据此三角形顶角的角平分线来确定方位。家住海南(20°N，110°E)的小明在夏至日运用该原理进行观测，在北京时间9时测得杆影顶端落在半圆上的M点，当天某时刻测得杆影顶端落在半圆上的N点，如下图所示。据此完成4～5题。
A．东北 B．西南
C．东南 D．西北
解析：三角形顶角的角平分线为该地正午时的影子。夏至日时太阳直射点在北回归线，正午时海南某地(20°N)的影子朝向正南方向，北京时间(120°E的地方时)9时时，该地地方时(110°E)为8：20，为当地上午时间，太阳在其东北方向，因此此时杆影(OM)指向西南方向，B正确。
5．观测当天，杆影顶端落在半圆上的N点时，北京时间为( C )
A．15时 B．15时40分
C．16时20分 D．16时40分
解析：M、N两点是关于地方时正午12时对称的两个时刻的影子端点，由上题计算可知，M点的地方时为8时20分，所以N点的地方时为15时40分，因此北京时间为16时20分，C正确。
(2021·河北卷)家住某城(36.5°N，116°E)的小明，秋分时节搬进了新楼房，站在书房2.6米高的落地窗前，远处公园美景尽收眼底。下图示意书房平面布局。据此完成6～7题。
A．一直增加 B．先增后减
C．一直减少 D．先减后增
解析：根据材料信息可知，此地为(36.5°N，116°E)，秋分时入住，到次年春分，为北半球的冬半年，当地昼短夜长，太阳直射点先向南移动再向北移动，该地昼长先变短再变长；根据图示信息可知，该书房窗子朝向正南，冬半年日出日落方位偏南，整个白天都有采光，书房的采光时间随着昼长的变化而变化，先减后增，在冬至日达到最小值，D正确。
7．冬至日天气晴朗，小明在书房于北京时间( D )
A．6：30看到当日第一缕阳光
B．9：30沐浴着阳光伏案读书
C．12：30估算阳光进深2.6米
D．15：30看到阳光照到书柜上
解析：该城市位于(36.5°N，116°E)，春秋分地方时6时日出，该地大约是北京时间6：16日出，因此“6：30看到当日第一缕阳光”在冬至日不太可能，冬至日应是在北京时间7：30左右日出，A错误；9：30时，太阳位于东南方位，书房接近正方形，书桌在书房对角线的东北一侧，位于窗子的正北方位，阳光受东南0.5米的墙的遮挡照射不到书桌，B错误；冬至日时，正午太阳高度＝90°－(36.5°＋23.5°)＝30°，则室内光照面积应大于落地窗面积，落地窗为2.6米，且北京时间12：30，当地时间接近12：14，太阳斜射，阳光进深应该大于2.6米，C错误；15：30时，当地时间接近15：14，太阳斜射，太阳位于西南方位，日影朝向东北方位，书柜位于落地窗的东北方位，阳光正好照射到书柜上，D正确。
(2022·辽宁省鞍山市二模)家住牡丹江市(45°N，130°E)的小明在网上晒出自家住宅的户型平面图和北京时间6时拍摄的江边日出图，并记录到该日第一缕阳光照射到客厅时北京时间为9时40分(住宅楼前无遮挡)。读图，完成8～10题。
A．昼长10小时40分
B．昼长13小时20分
C．日期可能是9月23日
D．日期可能是1月1日
解析：根据材料信息“牡丹江市(45°N，130°E)”可知，当地日出时间为北京时间6时，则当地时间为6时40分，可推算出该地夜长是13小时20分钟，昼长是10小时40分，昼短夜长，太阳直射南半球，北半球是冬半年，A正确，B、C错误；1月1日太阳直射点位于21.5°S左右，牡丹江市的昼长接近最小值，牡丹江市的纬度位置高于北京市，昼长最小值小于北京市的冬至日昼长9小时9分钟，该日昼长为10小时40分，太阳直射点距离南回归线较远，故日期不是1月1日，D错误。
9．小明站在阳台背对客厅可以( D )
A．夏天看日出、日落 B．冬天看日出、日落
C．夏天看日出 D．冬天看日落
解析：该日第一缕阳光照射到客厅的时间为9时40分，则当地时间为10时20分。由此可知，阳台的朝向为南偏西，站在阳台背对客厅，即面朝西南，能够看到冬季日落，D正确。
10．小明通过测量得出该日当地正午太阳高度，其数值最接近( B )
A．22° B．35°
C．45° D．55°
解析：此时太阳直射点位于南半球，当地正午太阳高度低于45°，C、D错误；假设太阳直射点位于南回归线时，当地正午太阳高度为90°－(45°＋23°26′)＝21°34′，该日太阳直射点距离南回归线较远，正午太阳高度远大于21°34′，A错误，B正确。
(2022·河北省石家庄市二模)南北走向塑料大棚在春秋冬季生产中，两侧保温被在白天卷起后滞留在棚室顶部，会遮挡部分太阳直射光进入棚内，在地面形成遮光阴影带，影响大棚内光合有效辐射日总量(植物在一天中用于光合作用的光积累量，是光照强度和每日光照时间的乘积)。山东省某市(纬度约取值35.5°N)一农户大棚为南北走向，跨度为12.0米，长度为60.0米，脊高为3.5米，保温被卷起后半径约为0.35米。下图示意保温被顶卷遮光阴影带。据此完成11～12题。
A．先减小后增大
B.保持不变
C．先增大后减小
D．增大—减小—增大—减小
解析：日出前后，太阳在地平面附近，太阳高度角很小，而保温被顶卷位于大棚顶部，此时尚未在大棚内投下阴影。随着太阳高度角增大，在大棚内投下阴影，从没有阴影到出现阴影，其阴影面积增大。随着太阳高度角的进一步增大，时间逐渐接近当地12时，太阳高度角越来越大，阴影面积减小，从出现阴影到12时，阴影面积减小。12时后，太阳高度角减小，阴影面积增大，到下午日落前后，太阳高度角很小，此时大棚内无阴影，阴影面积减小。一日之中，大棚内地面阴影带的面积变化是增大—减小—增大—减小。故选D。
12．冬至日正午时大棚内(南北墙无光线遮挡)地面阴影带的面积(平方米)约为( C )
A．1.4(60－3.5tan31°)
B．84
C．1.4(60－3.5tan59°)
D．0.7(60－3.5tan59°)
解析：冬至日当地的正午太阳高度角为31°，由于脊高为3.5米，所以正午阳光进入大棚的进深为3.5×tan59°，所以大棚内阴影的长度为60－3.5×tan59°，大棚内阴影的宽度即保温被卷起后半径的4倍(注意东西两侧保温被均卷起，所以一共有两个保温被卷，一个保温被卷的半径为0.35米)，所以阴影面积为1.4(60－3.5tan59°)。故选C。
(2022·河北省邯郸市一模)2022年2月4日，恰逢中国二十四节气中的第一个节气——立春。该日20时整，举世瞩目的北京第二十四届冬季奥林匹克运动会开幕式倒计时表演在中国传统历法的时光轮转中开篇，大屏幕上依次闪现二十四节气，体育场中央地屏上一轮明月升起，翩翩彩蝶飞舞，蒲公英的种子飞向空中，绚丽的焰火点亮鸟巢上空，绽放出立春的中英文造型，在冬日传递着春的消息。据此完成13～15题。
A．立秋 B．立冬
C．小雪 D．大寒
解析：地球上的某地一年有两次昼夜长度相同，这两次时间一般关于夏至日(冬至日)对称。根据材料“2022年2月4日，恰逢中国二十四节气中的第一个节气——立春”并结合二十四节气分布图可知，与立春节气距冬至日节气时间间隔相近的是立冬节气，因此，立冬节气的夜长与北京此日最接近，B正确。
14．二十四节气按天文、气候、农业生产的季节性赋予有特征意义的名称。下列节气名称反映气温变化的是( D )
A．春分、夏至、秋分、冬至
B．小雪、谷雨、白露、霜降
C．立春、立夏、立秋、立冬
D．小暑、大暑、小寒、大寒
解析：二十四节气中春分、秋分、夏至、冬至是从天文角度来划分的，反映了太阳高度变化的转折点，A错误；小雪、谷雨、白露、霜降反映的是降水节气，B错误；立春、立夏、立秋、立冬则反映了四季的开始，C错误；小暑、大暑、小寒、大寒反映的是气温节气，D正确。
15．开幕式第二天日出时，国家体育场主火炬塔的影子朝向( C )
A．西南 B．东南 C．西北 D．东北
解析：根据材料可知，开幕式第二天为2月5日，太阳直射点位于南半球，日出东南方，影子的朝向与太阳光的来向相反。因此，国家体育场主火炬塔的影子朝向西北方，C正确。
二、综合题
16．(2022·广东省广州市联考)阅读图文材料，完成下列要求。
《说文解字》中有“晷，日影也。”日晷就是利用太阳的位置来指示时间的一种仪器。赤道式日晷是日晷中最简单、最常见的一种，其晷盘面平行于赤道平面，晷针与晷盘面垂直且晷盘上刻度等分。为了加深对日晷的了解，位于杭州(30°N，120°E)的地理研学小组采用泡沫材料自制了一个赤道式日晷。
(2)比较冬至日和夏至日时晷针影子特征的异同。
(3)请说出用日晷指示时间的不足之处。
答案：(1)晷针与地面夹角为30°；晷盘上表面朝北。
(2)同：影长相等。异：冬至日影子在晷盘划过的弧度短(或夏至日长)；夏至日影子在晷盘上面，为顺时针方向运动，冬至日影子在晷盘下面，为逆时针方向运动。
(3)精确度不够；夜晚不能使用；阴天不能使用。
解析：第(1)题，据材料可知，晷盘面平行于赤道平面，晷针与晷盘面垂直，故晷针应与地轴平行，晷针与地平面的角度等于当地纬度。杭州的经纬度为(30°N，120°E)，因此晷针与地面夹角为30°，杭州位于北半球，由于晷面与赤道平面平行，故上表面朝北。第(2)题，结合材料可知，晷盘面与赤道平面平行，二至日太阳光线与晷盘面的夹角相等，故影子长度相等。但冬至日和夏至日太阳直射点分别在南北半球，故晷针影子的位置及移动方向会有差异。夏至日影子在晷盘上面，为顺时针方向运动，冬至日影子在晷盘下面，为逆时针方向运动。第(3)题，日晷利用物体日影的运动测量时间，必须有太阳才可以，阴天和夜晚没有太阳，日晷不能使用；另外，太阳视运动是地球自转和公转共同的结果，自转和公转速度并不均匀，故日晷精确度不够。
17．(2022·北京市一零一中学月考)阅读材料，完成下列要求。
“二十四节气”是指中国历法中表示季节变迁的24个特定节令，是根据地球在公转轨道上的位置变化而制定的。古人通过对每个节气的天气、物候现象的观察来把握季节的变迁，并以此来指导农事活动。
我国秋季的主要节气表
| 节气 | 立秋 | 处暑 | 白露 | 秋分 | 寒露 | 霜降 |
| 日期 | 8月7日 | 8月23日 | 9月8日 | 9月23日 | 10月8日 | 10月23日 |
(2)在下图中用平滑曲线画出秋分日杭州市(约30°N，120°E)太阳高度角的变化。
(3)简述“秋分”至“霜降”期间华北地区的气温特点。
答案：(1)秋分前，纬度越高昼越长，夜越短；秋分时各地均昼夜等长；秋分后，纬度越高昼越短，夜越长；整个秋季纬度越高昼夜变化幅度越大。
(2)如下图：
(3)气温逐渐降低，最低气温可达0 ℃以下，气温日较差大。
解析：第(1)题，根据表中信息可知，我国秋季的时间是从立秋到霜降，秋分前，太阳直射北半球，我国各地昼长夜短，且纬度越高昼越长，夜越短；秋分时全国各地昼夜等长；秋分之后，太阳直射南半球，我国各地昼短夜长，且纬度越高昼越短，夜越长；整个秋季纬度越高昼夜长短的变化幅度越大。第(2)题，杭州的经度为120°E，比世界时早八个小时；秋分日杭州地方时6时日出，18时日落，正午时刻为12时，转化为世界时为前一日22时日出，10时日落，正午为4时。日出、日落的太阳高度为0°，该日杭州的正午太阳高度＝90°－30°＝60°。用平滑的曲线将日出、正午、日落三个时刻的太阳高度连起来，作图见上。第(3)题，秋分至霜降期间，华北地区正午太阳高度逐渐减小，昼长逐渐变短，地表获得的太阳辐射逐渐减少，同时冷空气活动逐渐增强，气温逐渐降低，霜降之后最低气温可降低到0 ℃以下；秋季华北地区多晴天，气温日较差比较大。