知识点
- 1、日出、日落方向
季节不同、南北半球不同，日出日落的方向存在着差异，主要有如下几种规律：
①夏半年（春分-夏至-秋分）东北日出、西北日落；②冬半年（秋分-冬至-春分）东南日出、西南日落；③春分/秋分时正东日出、正西日落；④正午时，从北半球看时，太阳位于正南方；从南半球看时太阳位于正北方，从赤道看时太阳位于正上方。
图1 不同季节的日出日落方向（北半球）
- 2、昼长、夜长
昼夜长短与太阳直射点的移动有关，太阳直射地球哪个半球，那个半球的所有地区便昼长夜短，且越往极点，昼越长夜越短。昼长夜长的主要规律如下：
①夏半年（春分-夏至-秋分）太阳直射北半球，北半球所有地区昼长夜短，且越往北昼越长夜越短，北极点附近地区出现极昼现象；
②冬半年（秋分-冬至-春分）太阳直射南半球，南半球所有地区昼长夜短，且越往南昼越长夜越短，南极点附近出现极昼现象；北半球所有地区昼短夜长，且越往北昼越短夜越长，北极点附近出现极夜现象。
③春分/秋分时太阳直射赤道，世界所有地区昼长=夜长=12小时。
已知昼长，可以计算出日出日落时间，计算公式分别为：①日出时间=12:00-昼长÷2，昼长越长，日出越早；②日落时间=12:00+昼长÷2，昼长越长，日落越晚。
图2 不同季节昼夜长短的变化
例题
图3 例题
答案：C、D
精讲精析：（1）分析正午太阳的方向。①此时为北半球的冬季（12月），因此太阳东南升起、西南落下、正午在正南方；②在正午12点以前，太阳位于东南方；正午12点以后太阳位于西南方。因此太阳位于连云港-淮安东列车的东南（行驶方向的左侧）、淮安东-徐州东的东南和西南（因为跨过了12点，太阳方向发生了改变）、徐州东-淮安东的西南（行驶方向的右侧）、淮安东-连云港的西南（左侧）。因此综合来看，D5685次列车前进方向的右侧，大部分时间会被太阳直射。
（2）分析影子长度和日落方向。①12月16日~12月26日，中间包含了一个冬至（12月23日），因此太阳直射点先向南移动到南回归线，再向北移动。徐州位于34°N左右（北回归线以北），因此从12月16日~冬至，太阳直射点向南移动至南回归线，徐州与太阳直射点的纬度差逐渐增大，太阳高度角逐渐减小，树影不断变长；冬至-12月26日，太阳直射点从南回归线向北移动，徐州与太阳直射点的纬度差逐渐减小，太阳高度角逐渐增大，树影不断缩短。即树影先变长后变短。②整个旅途中，徐州都是东北日出。其中在12月16日~冬至，日出越来越偏北；冬至~12月26日，日出越来越偏南。
（3）分析日出时间与昼长。①日出时间=12:00-昼长/2，从12月16日~冬至~12月26日，徐州的昼长先缩短后增长，因此日出时间先变晚后变早；②冬季北半球的所有地点昼短夜长，纬度越高，昼越短夜越长。徐州的纬度比宿迁高，因此徐州的白昼时间更短。
总结
- 影子长度的变化
本节的例题，主要考查了日出日落方向、日出日落时间、昼夜长短和影子长短，其中影子的长短变化主要与太阳高度角α有关，影子长度=物体高度÷tanα，即太阳高度角越大，影子长度越小。假设某旗杆位于北回归线以北，则一年当中旗杆影子的长度变化规律为：
①冬至-春分-夏至：太阳直射点从南回归线逐渐向北移动，到达北回归线，在这个过程中，太阳直射点距离旗杆越来越近，旗竿的太阳高度角越来越大，影子长度越来越短；
②夏至-秋分-冬至：太阳直射点从北回归线逐渐向南移动，到达南回归线，在这个过程中，太阳直射点距离旗杆越来越远，旗杆的太阳高度角越来越小，影子长度越来越长。
图4 旗杆影子长度示意图