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【“对称性”规律】
一、昼长、夜长的对称性
1.同一地点，一天中，上午昼长和下午昼长关于地方时12：00对称。
【例】图1中的圆表示纬线圈，N为北极点，AB弧表示夜弧，则D点的日出时刻是 （ ）
A.21时30分 B.2时30分
C.8时00分 D.3时30分
解析：D所在纬线的夜弧弧度为75°，则夜长为5个小时，昼长为19个小时，上午半天为9.5个小时，日出时刻为：12-9.5=2时30分。因此答案为B。
2.同一地点，一年中，关于夏至日（冬至日）对称的两个日期，其昼长、夜长、日出时刻、日落时刻相等（如图2所示）。
【例】据报道，某年3月9日，我国科考队员在中国北极黄河站（78°55′N，11°56′E）观看了极夜后的首次日出。据此推算，黄河站此次极夜开始的时间约在前一年的 （ ）
A.9月21—30日 B.10月1—10日
C.10月11—20日 D.10月21—30日
解析：黄河站的极夜期关于冬至日对称，冬至日离3月9日（次年）约77天，由此可以推算出黄河站开始极夜的大致日期。答案为B。
3.同一地点，一年中，关于春分日（秋分日）对称的两个日期a、b，a的昼长等于b的夜长。
【例】这张合成影像（图3）是在土耳其城市布尔萨上空，春分日和冬至日每间隔1小时拍摄的太阳影像图。读图3，回答（1）～（2）题。
（1）表示当地冬至日日出方位的是 （ ）
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
（2）该地夏至日夜长大约是 （ ）
A.9小时 B.10小时 C.14小时 D.15小时
解析：图3为星空图，方向为上北下南、左东右西，因此日出方位为甲或乙；由该图是“每间隔1小时拍摄的太阳影像图”可知，甲—丙所示日期昼长为12小时，乙—丁所示日期昼长为9小时。土耳其位于北半球，因此甲—丙为其春分日太阳影像图，乙—丁为其冬至日太阳影像图。北半球冬至日日出方位在东南。夏至日和冬至日关于秋分日对称，夏至日夜长等于冬至日昼长。所以，第（1）题答案为B，第（2）题答案为A。
4.同一天中，x°N的昼长等于x°S的夜长， x°N的夜长等于x°S的昼长。
【例】如图4所示，一艘由太平洋驶向大西洋的船经过P地（图中左上角）时，一名中国船员拍摄到海上落日景观，洗印出的照片上显示拍照时间为9时0分0秒（北京时间）。据此判断（1）～（2）题。
（1）该船员拍摄照片时，P地的地方时为 （ ）
A.22时 B.14时 C.20时 D.16时
（2）拍摄照片的当天，漠河的夜长约为 （ ）
A.16时 B.14小时 C.10小时 D.12小时
解析：图4显示的是南美洲南端，日落时间是北京时间9：00，通过计算可知P地当地时间20：00日落，昼长为16小时。拍摄地点的纬度较54°S稍低，约为53°S，而我国漠河的纬度约为53°N，因此，拍摄地点的昼长约等于漠河的夜长。所以第（1）题答案为C，第（2）题答案为A。
二、太阳高度的对称性
1.对观测点而言，关于12：00（地方时）对称的两个时刻其太阳高度相同（如图5中的A、C两点）。
【例1】我国某中学地理兴趣小组，在春分日这一天测得该校操场上旗杆在不同时间的影长，其数据如下表。已知旗杆长为17.32m，回答（1）～（2）题。（tan60°=1.732，tan49°=1.150）
（1）该地的地理坐标为 （ ）
A.45°N，135°E B.30°N，105°E C.35°N，105°E D.30°N，135°E
（2）当北京时间分别为12时、13时和14时，该活动小组观察到旗杆影子方向应分别为 （ ）
A.西北、正北和东北 B.正西、正北和正东
C.正东、正南和正北 D.东南、正北和西北
解析：由表格可知，北京时间13：00时旗杆影长最短，影长关于北京时间13：00对称，即太阳高度关于北京时间13：00对称。则北京时间13：00时当地为正午，所以该地经度为105°E。由正午时的旗杆影长为10m、旗杆长为17.32m可计算出正午太阳高度为60°。而太阳直射点位于赤道（春分日），因而可得出研究地点位于30°N。北半球中纬度白天关于正午对称的两个时刻，其太阳方位关于正南对称，上午偏东、下午偏西，依此可知影子朝向。所以第（1）题答案为B，第（2）题答案为A。
【例2】我国某中学地理兴趣小组利用仪器测量某日全天太阳高度变化，对太阳所在方位、太阳高度等信息做一记录，根据部分记录结果绘制出图。图6中P为日出后1小时记录点，Q为该日太阳高度的最高记录点。读图，回答（1）～（2）题。
（1）若Q记录点的太阳高度为52.8°，则可知 （ ）
A.此时太阳直射点位于北半球
B.该学校所在地此日日出东南
C.该学校所在地此日昼短夜长
D.该学校所在地此日北京时间18：08日落
（2）若Q记录点北京时间为12：30，则可知 （ ）
A.该学校所在经度约为112.5°E B.该学校所在地可能在四川盆地
C.该学校所在地此日过后白昼渐长 D.该学校所在地春灌正忙
解析：第（1）题，日出、日落时刻关于正午12：00对称，日出后1小时太阳升高8.8°，Q点太阳高度最高，为正午。若其高度为52.8°，则上午半天为6小时，下午半天亦为6小时，昼长为12小时，因此该日为春分日或秋分日。北京时间6：08日出，所以北京时间18：08日落。因此答案为D。第（2）题，若Q记录点北京时间为12：30，上午半天为6小时22分，昼长为12小时44分，则此时北半球为夏季。该地正午时北京时间为12：30，可知其经度为112.5°E。四川盆地位于我国西南部，经度为105°E。因此答案为A。 2.同一天中，纬度关于太阳直射点对称的两点，其正午太阳高度相等。
【例】图7是北半球某日正午太阳高度随纬度分布图。读图，完成（1）～（2）题。
（1）在图中所示日期，正午太阳高度相等的两地是 （ ）
A.赤道和20°S B.20°N和60°S
C.20°S和60°N D.20°N和20°S
（2）以下有关图7中所示日期地理现象的描述，正确的 （ ）
A.太阳直射北半球且直射点正向北移动
B.太阳直射南半球且直射点一定向南移动
C.北半球昼短夜长
D.南半球昼长夜短且一定是昼变长
解析：第（1）题，由图可知70°N所在纬度的正午太阳高度为0°，说明太阳直射点在20°S。由纬度关于太阳直射点对称的两点，其正午太阳高度相等可知，纬度关于20°S对称的20°N和60°S的正午太阳高度相等。所以答案为B。第（2）题，由于太阳直射点在20°S，所以南半球是夏半年，昼长夜短；北半球是冬半年，昼短夜长。若直射点向南移动，则南半球昼变长、夜变短，北半球昼变短、夜变长；若直射点向北移动，则南半球昼变短、夜变长，北半球昼变长、夜变短。直射点向南移动或向北移动在题中都有可能发生，但能确定的是图中所示日期北半球是昼短夜长。所以答案为C。
【小试牛刀】
1.若图8为6月22日同一经线日出时刻（地方时）随纬度变化图。图内三条曲线，其中有一条是正确的。请阅读正确的曲线，说出40°S～50°S地区的夜长约为 （ ）
A.15小时—16小时20分
B.17小时—19小时20分
C.19小时20分—21小时20分
D.22小时40分—23小时20分
2.读“杭州、甲地、乙地某日太阳高度变化图”，完成下列问题。
（1）该日太阳直射点的位置是 。（为便于计算，杭州纬度取整数，为30°N）
（2）甲地的经纬度为 ，乙地的经纬度为 。
（3）乙地正午太阳高度值X为 （ ）
A.30° B.45° C.60° D.75°
（4）该季节， （ ）
A.地中海沿岸进入雨季 B.澳大利亚进入夏季
C.我国大部分地区可能进入雨季 D.我国北方沙尘暴频发
图9
参考答案：1.A 2.（1）15°N （2）0°，30°W 30°S，180° （3）B （4）C
一、昼长、夜长的对称性
1.同一地点，一天中，上午昼长和下午昼长关于地方时12：00对称。
【例】图1中的圆表示纬线圈，N为北极点，AB弧表示夜弧，则D点的日出时刻是 （ ）
A.21时30分 B.2时30分
C.8时00分 D.3时30分
解析：D所在纬线的夜弧弧度为75°，则夜长为5个小时，昼长为19个小时，上午半天为9.5个小时，日出时刻为：12-9.5=2时30分。因此答案为B。
2.同一地点，一年中，关于夏至日（冬至日）对称的两个日期，其昼长、夜长、日出时刻、日落时刻相等（如图2所示）。
【例】据报道，某年3月9日，我国科考队员在中国北极黄河站（78°55′N，11°56′E）观看了极夜后的首次日出。据此推算，黄河站此次极夜开始的时间约在前一年的 （ ）
A.9月21—30日 B.10月1—10日
C.10月11—20日 D.10月21—30日
解析：黄河站的极夜期关于冬至日对称，冬至日离3月9日（次年）约77天，由此可以推算出黄河站开始极夜的大致日期。答案为B。
3.同一地点，一年中，关于春分日（秋分日）对称的两个日期a、b，a的昼长等于b的夜长。
【例】这张合成影像（图3）是在土耳其城市布尔萨上空，春分日和冬至日每间隔1小时拍摄的太阳影像图。读图3，回答（1）～（2）题。
（1）表示当地冬至日日出方位的是 （ ）
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
（2）该地夏至日夜长大约是 （ ）
A.9小时 B.10小时 C.14小时 D.15小时
解析：图3为星空图，方向为上北下南、左东右西，因此日出方位为甲或乙；由该图是“每间隔1小时拍摄的太阳影像图”可知，甲—丙所示日期昼长为12小时，乙—丁所示日期昼长为9小时。土耳其位于北半球，因此甲—丙为其春分日太阳影像图，乙—丁为其冬至日太阳影像图。北半球冬至日日出方位在东南。夏至日和冬至日关于秋分日对称，夏至日夜长等于冬至日昼长。所以，第（1）题答案为B，第（2）题答案为A。
4.同一天中，x°N的昼长等于x°S的夜长， x°N的夜长等于x°S的昼长。
【例】如图4所示，一艘由太平洋驶向大西洋的船经过P地（图中左上角）时，一名中国船员拍摄到海上落日景观，洗印出的照片上显示拍照时间为9时0分0秒（北京时间）。据此判断（1）～（2）题。
（1）该船员拍摄照片时，P地的地方时为 （ ）
A.22时 B.14时 C.20时 D.16时
（2）拍摄照片的当天，漠河的夜长约为 （ ）
A.16时 B.14小时 C.10小时 D.12小时
解析：图4显示的是南美洲南端，日落时间是北京时间9：00，通过计算可知P地当地时间20：00日落，昼长为16小时。拍摄地点的纬度较54°S稍低，约为53°S，而我国漠河的纬度约为53°N，因此，拍摄地点的昼长约等于漠河的夜长。所以第（1）题答案为C，第（2）题答案为A。
二、太阳高度的对称性
1.对观测点而言，关于12：00（地方时）对称的两个时刻其太阳高度相同（如图5中的A、C两点）。
【例1】我国某中学地理兴趣小组，在春分日这一天测得该校操场上旗杆在不同时间的影长，其数据如下表。已知旗杆长为17.32m，回答（1）～（2）题。（tan60°=1.732，tan49°=1.150）
（1）该地的地理坐标为 （ ）
A.45°N，135°E B.30°N，105°E C.35°N，105°E D.30°N，135°E
（2）当北京时间分别为12时、13时和14时，该活动小组观察到旗杆影子方向应分别为 （ ）
A.西北、正北和东北 B.正西、正北和正东
C.正东、正南和正北 D.东南、正北和西北
解析：由表格可知，北京时间13：00时旗杆影长最短，影长关于北京时间13：00对称，即太阳高度关于北京时间13：00对称。则北京时间13：00时当地为正午，所以该地经度为105°E。由正午时的旗杆影长为10m、旗杆长为17.32m可计算出正午太阳高度为60°。而太阳直射点位于赤道（春分日），因而可得出研究地点位于30°N。北半球中纬度白天关于正午对称的两个时刻，其太阳方位关于正南对称，上午偏东、下午偏西，依此可知影子朝向。所以第（1）题答案为B，第（2）题答案为A。
【例2】我国某中学地理兴趣小组利用仪器测量某日全天太阳高度变化，对太阳所在方位、太阳高度等信息做一记录，根据部分记录结果绘制出图。图6中P为日出后1小时记录点，Q为该日太阳高度的最高记录点。读图，回答（1）～（2）题。
（1）若Q记录点的太阳高度为52.8°，则可知 （ ）
A.此时太阳直射点位于北半球
B.该学校所在地此日日出东南
C.该学校所在地此日昼短夜长
D.该学校所在地此日北京时间18：08日落
（2）若Q记录点北京时间为12：30，则可知 （ ）
A.该学校所在经度约为112.5°E B.该学校所在地可能在四川盆地
C.该学校所在地此日过后白昼渐长 D.该学校所在地春灌正忙
解析：第（1）题，日出、日落时刻关于正午12：00对称，日出后1小时太阳升高8.8°，Q点太阳高度最高，为正午。若其高度为52.8°，则上午半天为6小时，下午半天亦为6小时，昼长为12小时，因此该日为春分日或秋分日。北京时间6：08日出，所以北京时间18：08日落。因此答案为D。第（2）题，若Q记录点北京时间为12：30，上午半天为6小时22分，昼长为12小时44分，则此时北半球为夏季。该地正午时北京时间为12：30，可知其经度为112.5°E。四川盆地位于我国西南部，经度为105°E。因此答案为A。 2.同一天中，纬度关于太阳直射点对称的两点，其正午太阳高度相等。
【例】图7是北半球某日正午太阳高度随纬度分布图。读图，完成（1）～（2）题。
（1）在图中所示日期，正午太阳高度相等的两地是 （ ）
A.赤道和20°S B.20°N和60°S
C.20°S和60°N D.20°N和20°S
（2）以下有关图7中所示日期地理现象的描述，正确的 （ ）
A.太阳直射北半球且直射点正向北移动
B.太阳直射南半球且直射点一定向南移动
C.北半球昼短夜长
D.南半球昼长夜短且一定是昼变长
解析：第（1）题，由图可知70°N所在纬度的正午太阳高度为0°，说明太阳直射点在20°S。由纬度关于太阳直射点对称的两点，其正午太阳高度相等可知，纬度关于20°S对称的20°N和60°S的正午太阳高度相等。所以答案为B。第（2）题，由于太阳直射点在20°S，所以南半球是夏半年，昼长夜短；北半球是冬半年，昼短夜长。若直射点向南移动，则南半球昼变长、夜变短，北半球昼变短、夜变长；若直射点向北移动，则南半球昼变短、夜变长，北半球昼变长、夜变短。直射点向南移动或向北移动在题中都有可能发生，但能确定的是图中所示日期北半球是昼短夜长。所以答案为C。
【小试牛刀】
1.若图8为6月22日同一经线日出时刻（地方时）随纬度变化图。图内三条曲线，其中有一条是正确的。请阅读正确的曲线，说出40°S～50°S地区的夜长约为 （ ）
A.15小时—16小时20分
B.17小时—19小时20分
C.19小时20分—21小时20分
D.22小时40分—23小时20分
2.读“杭州、甲地、乙地某日太阳高度变化图”，完成下列问题。
（1）该日太阳直射点的位置是 。（为便于计算，杭州纬度取整数，为30°N）
（2）甲地的经纬度为 ，乙地的经纬度为 。
（3）乙地正午太阳高度值X为 （ ）
A.30° B.45° C.60° D.75°
（4）该季节， （ ）
A.地中海沿岸进入雨季 B.澳大利亚进入夏季
C.我国大部分地区可能进入雨季 D.我国北方沙尘暴频发
图9
参考答案：1.A 2.（1）15°N （2）0°，30°W 30°S，180° （3）B （4）C