知識點
- 1、日出、日落方向
季節不同、南北半球不同，日出日落的方向存在著差異，主要有如下幾種規律：
①夏半年（春分-夏至-秋分）東北日出、西北日落；②冬半年（秋分-冬至-春分）東南日出、西南日落；③春分/秋分時正東日出、正西日落；④正午時，從北半球看時，太陽位於正南方；從南半球看時太陽位於正北方，從赤道看時太陽位於正上方。
圖1 不同季節的日出日落方向（北半球）
- 2、晝長、夜長
晝夜長短與太陽直射點的移動有關，太陽直射地球哪個半球，那個半球的所有地區便晝長夜短，且越往極點，晝越長夜越短。晝長夜長的主要規律如下：
①夏半年（春分-夏至-秋分）太陽直射北半球，北半球所有地區晝長夜短，且越往北晝越長夜越短，北極點附近地區出現極晝現象；
②冬半年（秋分-冬至-春分）太陽直射南半球，南半球所有地區晝長夜短，且越往南晝越長夜越短，南極點附近出現極晝現象；北半球所有地區晝短夜長，且越往北晝越短夜越長，北極點附近出現極夜現象。
③春分/秋分時太陽直射赤道，世界所有地區晝長=夜長=12小時。
已知晝長，可以計算出日出日落時間，計算公式分別為：①日出時間=12:00-晝長÷2，晝長越長，日出越早；②日落時間=12:00+晝長÷2，晝長越長，日落越晚。
圖2 不同季節晝夜長短的變化
例題
圖3 例題
答案：C、D
精講精析：（1）分析正午太陽的方向。①此時為北半球的冬季（12月），因此太陽東南升起、西南落下、正午在正南方；②在正午12點以前，太陽位於東南方；正午12點以後太陽位於西南方。因此太陽位於連雲港-淮安東列車的東南（行駛方向的左側）、淮安東-徐州東的東南和西南（因為跨過了12點，太陽方向發生了改變）、徐州東-淮安東的西南（行駛方向的右側）、淮安東-連雲港的西南（左側）。因此綜合來看，D5685次列車前進方向的右側，大部分時間會被太陽直射。
（2）分析影子長度和日落方向。①12月16日~12月26日，中間包含了一個冬至（12月23日），因此太陽直射點先向南移動到南迴歸線，再向北移動。徐州位於34°N左右（北迴歸線以北），因此從12月16日~冬至，太陽直射點向南移動至南迴歸線，徐州與太陽直射點的緯度差逐漸增大，太陽高度角逐漸減小，樹影不斷變長；冬至-12月26日，太陽直射點從南迴歸線向北移動，徐州與太陽直射點的緯度差逐漸減小，太陽高度角逐漸增大，樹影不斷縮短。即樹影先變長後變短。②整個旅途中，徐州都是東北日出。其中在12月16日~冬至，日出越來越偏北；冬至~12月26日，日出越來越偏南。
（3）分析日出時間與晝長。①日出時間=12:00-晝長/2，從12月16日~冬至~12月26日，徐州的晝長先縮短後增長，因此日出時間先變晚後變早；②冬季北半球的所有地點晝短夜長，緯度越高，晝越短夜越長。徐州的緯度比宿遷高，因此徐州的白晝時間更短。
總結
- 影子長度的變化
本節的例題，主要考查了日出日落方向、日出日落時間、晝夜長短和影子長短，其中影子的長短變化主要與太陽高度角α有關，影子長度=物體高度÷tanα，即太陽高度角越大，影子長度越小。假設某旗杆位於北迴歸線以北，則一年當中旗杆影子的長度變化規律為：
①冬至-春分-夏至：太陽直射點從南迴歸線逐漸向北移動，到達北迴歸線，在這個過程中，太陽直射點距離旗杆越來越近，旗竿的太陽高度角越來越大，影子長度越來越短；
②夏至-秋分-冬至：太陽直射點從北迴歸線逐漸向南移動，到達南迴歸線，在這個過程中，太陽直射點距離旗杆越來越遠，旗杆的太陽高度角越來越小，影子長度越來越長。
圖4 旗杆影子長度示意圖
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