第2节 第4课时 正午太阳高度 四季与五带（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中地理选择性必修1（人教版2019）

正午太阳高度　四季与五带 第4课时 1 [课标要求]　结合实例，说明地球运动的地理意义。   1．结合相关图示，运用综合思维理解正午太阳高度的变化规律及四季、五带的划分依据。 2．根据日常观察，掌握正午太阳高度的年变化特点、四季的更替特征及五带划分的依据，提高地理实践力。 3．根据相关资料，运用综合思维理解正午太阳高度的变化在生产、生活中的应用。 素养解读 2 目 录 01 四层考查内容1 落实必备知识 02 04 05 四层考查内容2 强化关键能力 四层考查内容3·4 浸润学科素养和核心价值 课时跟踪检测 03 微课题研究——太阳视运动图的判读 四层考查内容 落实必备知识 1 1．太阳高度[注1] (1)概念：是太阳高度角的简称，如图，是太阳光线与_________的交角，即太阳在当地的仰角。 (2)特点：在太阳直射点上，太阳高度是90°；在晨昏线上，太阳高度是0°。 预读教材 知识点(一)　正午太阳高度的变化 地平面 2．正午太阳高度 一日内________的太阳高度，反映太阳辐射的强弱。 最大 3．正午太阳高度的空间(纬度)变化规律[注1] 夏至日 正午太阳高度由__________向南北两侧递减，如图中___折线所示 冬至日 正午太阳高度由__________向南北两侧递减，如图中____折线所示 春、秋分日 正午太阳高度由_____向南北两侧递减，如图中___折线所示 由上述可归纳出，正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减 北回归线 c 南回归线 a 赤道 b 4．正午太阳高度的时间(季节)变化规律(以北半球为例)[注2] 节气 最大值地区 最小值地区 夏至 _____回归线及其以北地区 ____半球 冬至 _____回归线及其以南地区 ____半球 春分、秋分 赤道 极点 北 南 南 北 [注1]拓展：太阳高度、太阳直射、正午太阳高度的对比 (1)太阳高度：太阳入射光线与观测者所在地平面的夹角。 (2)太阳直射：太阳入射光线与观测者所在地平面夹角为90°时的情况。 (3)正午太阳高度：一日中太阳高度的最大值。 (4)太阳高度为90°的时间和地点条件：时间为当地正午(地方时为12时)，地点为太阳直射点。 助解教材 [注2]点拨：任何纬度正午太阳方位的变化范围的夹角，都是46°52′，与太阳直射点的移动范围相同。 1．四季更替 (1)成因[注2] 预读教材 知识点(二)　四季更替和五带划分[注1] 昼夜长短 正午太阳高度 (2)划分 类型 天文四季 气候四季(北温带) 范围 春季 过渡季节 3、4、5月 夏季 白昼_____、正午太阳高度_____的季节 6、7、8月 秋季 过渡季节 9、10、11月 冬季 白昼_____、正午太阳高度______的季节 12、1、2月 最长 最高 最短 最低 2．五带划分 (1)划分依据：太阳辐射从低纬度向高纬度呈有规律______。 (2)五带的划分 递减 [注1]辨析：四季和五带都是描述太阳辐射热量在地球上的分布，但是四季描述的是热量在时间上的分布规律，五带描述的是热量在空间上的分布规律。 助解教材 [注2]拓展：所谓“四季”，是温带地区春、夏、秋、冬的总称。春、夏、秋、冬的差异主要反映了地面接受太阳能量的多少。地面接受太阳能量的多少，主要取决于太阳光照射的角度。同样的一束光线斜射到地面上比直射到地面上照到的面积大，地面单位面积获得的能量便少。因此，正午太阳高度变化是四季划分的主要原因。白昼时间长短对地面获得太阳能量的多少也有一定影响。 四层考查内容 强化关键能力 2 (2023·海南高考)对日影和太阳高度变化的观测可以判断地理位置、地方时等要素。图1为甲地某日日出至日落期间标杆的日影变化示意图，当日影朝正北方向时，标杆长度与其日影长度相等。图2为乙地同一日正午时刻的太阳高度示意 图。图中时间均为北京时 间。据此完成(1)～(2)题。 探究点(一)　正午太阳高度变化规律分析 典例导析 (1)观测当日(　 ) A．甲地昼长夜短　　　 B．乙地昼短夜长 C．甲地昼长大于乙地 D．甲乙两地昼夜等长 [解析]　图1为甲地某日日出至日落期间标杆的日影变化示意图，北京时间5：40杆影朝向正西，说明太阳位于正东，且此时正值日出，说明该日为春(秋)分日，全球昼夜平分，故甲乙两地昼夜等长，D正确。 √ (2)甲地位于乙地(　 ) A．东南 B．西南 C．东北 D．西北 √ [解析]　由分析可知，该日为春(秋)分日，全球昼夜等长，故甲地日出地方时为6：00，计算可知，甲地位于125°E；甲地日影朝向正北时，标杆长度与其日影长度相等，表明甲地正午太阳高度为45°，春(秋)分日，太阳直射点位于赤道，则当地纬度为45°N。同一日，乙地正午太阳高度为30°，且位于正南，可知乙地的纬度为60°N；此时北京时间为12：20，计算可知，乙地位于115°E。因此，甲、乙两地的地理坐标分别是：甲(45°N，125°E)、乙(60°N，115°E)，故甲地位于乙地的东南方向，A正确。 1．正午太阳高度的变化规律 公式：H＝90°－|φ±δ|，表明正午太阳高度(H)因纬度(φ)而不同，随季节(δ)而变化。 (1)看直射点的位置，比较不同纬度正午太阳高度大小(δ确定，φ变化) 记忆口诀“近大远小”：即正午太阳高度由太阳直射点纬度向南北随纬度递减；两地的纬度差，就是它们的正午太阳高度差。 综合思维 (2)看直射点的移动，确定某一纬度正午太阳高度的变化(φ不变，δ变化) 记忆口诀“来 增去减”：即直射 点(δ)向本地所在纬 线(φ)移来，则正午 太阳高度增大，移 去则减小。如图 所示： 结合上图，归纳不同区域的正午太阳高度年变化规律。如下表：   示意图 变化规律 回归线之间 正午太阳高度最大值为90°，每年有两次太阳直射现象，即一年中有两个正午太阳高度最大值 回归 线上 正午太阳高度最大值为90°，一年中只有一次太阳直射现象，即一年中只有一个正午太阳高度最大值   示意图 变化规律 回归线至极圈之间 正午太阳高度最大值小于90°，一年中只有一个正午太阳高度最大值 极圈至极点之间 (3)看纬度位置，总结正午太阳高度的年变化幅度 由公式：正午太阳高度＝90°－|φ±δ|可知，δ的年变化导致了某地正午太阳高度的年变化，一年中正午太阳高度的最大值－最小值即为年变化幅度。下面为不同区域正午太阳高度的年变化幅度。 ①赤道地区和南、北两极地区的年正午太阳高度最大差值均为23°26′。 ②0°到南、北纬23°26′之间的地区(或热带地区)，年正午太阳高度最大差值从23°26′增大到46°52′。 ③南、北纬23°26′到南、北纬66°34′之间的地区(或南北温带)，年正午太阳高度最大差值均为46°52′。 ④南、北纬66°34′至极点之间的地区(或南北寒带)，年正午太阳高度最大差值从46°52′减小到23°26′。 2．正午太阳高度的计算方法 公式：H＝90°－两点纬度差。 说明：“两点”指观测点、太阳直射点。若两点同在北(南)半球，两点纬度差为大数减去小数；若两点分属于南北半球，两点纬度差为两点的纬度之和。如下图所示： 当太阳直射B点(10°N)时，A点(40°N)正午太阳高度是： HA＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。 当太阳直射B点(10°N)时，C点(23°26′S)正午太阳高度是： HC＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。 小明在晴好天气中游览埃及开罗的金字塔群，游览中获悉胡夫金字塔(29°59′N,31°8′E)四个斜面分别正对东、南、西、北方向，倾角均为51°52′。下图为金字塔群景区示意图。据此完成1～2题。 针对训练 1．开罗时间15时整，小明想与在北京的好友即时视频分享美景。此时好友可能正在(　 ) A．公园晨练 B．午间小憩 C．欣赏日落 D．仰望星空 解析：开罗时间指东二区区时，北京使用东八区区时，根据“东加西减”的方法可知，北京时间比开罗时间早6小时。开罗时间15时整，北京时间为15＋6＝21时，此时北京若为晴朗的夜晚，北京的好友可能正在仰望星空，D正确。 √ 2．小明发现当日胡夫金字塔北面全天不被阳光照射，推测小明游览的日期可能是(　 ) A．1月20日 B．3月15日 C．6月22日 D．10月15日 √ 解析：结合所学地球运动知识可知，胡夫金字塔(29°59′N,31°8′E)位于北回归线以北地区，当日出东南，日落西南，且该日正午太阳高度角小于胡夫金字塔北面倾角51°52′时，即当地纬度与太阳直射点的纬度差大于胡夫金字塔北面倾角的余角38°08′时，胡夫金字塔北面全天不被阳光照射。根据公式“正午太阳高度H＝90°－纬度差(该地与太阳直射点的纬度差，同半球减，异半球加)”计算可知，该日太阳直射点的纬度应在38°08′－29°59′＝8°09′S以南。根据“太阳直射点回归运动的平均速度约为每月8个纬度，每4天移动约1°”规律推算可知，该日小明游览的日期应该在10月23日到次年2月21日之间。故选A。 我国皖南山区传统民居为了增加采光通常会修建天井，如图为皖南某地(30.5°N,118°E)一处民居天井示意图。读图，完成3～4题。 3．一年中，正午阳光如图中甲照射到盆景时，太阳直射点的纬度约为(　 ) A．3.5°N B．14.5°S C．3.5°S D．14.5°N 解析：读题图，根据图中标注的数值可以得出正午阳光如图中甲照射盆景时，20－(8＋4)＝8 m，两条直角边均为8 m，可得正午太阳高度为45°，该地的纬度为30.5°N，再根据正午太阳高度的计算公式H＝90°－太阳直射点与当地的纬度差，可以求出此时太阳直射点的纬度约为14.5°S。故选B。 √ 4．正午阳光从甲向乙移动期间，当地(　 ) A．甲时刻时北京时间是11：08 B．昼长越来越短 C．乙时刻时世界时是0：52 D．昼长越来越长 √ 解析：读图，根据图中标注的数值可以得出正午阳光如图中乙照射盆景时，两条直角边分别为8 m和 4 m，到乙点时当地正午太阳高度大于60°，正午太阳直射点位于北半球，因此正午阳光从甲向乙移动期间即太阳直射点从14.5°S移动到北半球，当地昼长逐渐变长，D正确，B错误；太阳在甲、乙时刻均为当地时间12：00，与北京时间相差8分钟，所以北京时间为12：08，世界时间为4：08，A、C错误。 近年来，随着城市建设速度加快，住宅 建设用地供应紧张，加之一些城市在对新建 住宅楼规划审批环节中存在漏洞，有些开发商违规施工，超规划建设，导致新建住宅楼层数过多，密度过大，影响相邻建筑的通风、采光，使基于“阳光权”引发的纠纷日益增多。我国《物权法》规定了建造建筑物，不得违反国家有关工程建设标准，不得妨碍相邻建筑物的通风、采光和日照。如图为济南在二分二至日的正午太阳高度示意图。 探究点(二)　正午太阳高度的实践应用 案例探究 [思考交流] 1．影响建筑物采光和日照的主要因素是什么？ 提示：正午太阳高度。 2．①②③分别表示哪一日期的正午太阳高度？其中，决定济南楼间距大小的是哪一个？ 提示：①表示夏至日，②表示春、秋分日，③表示冬至日。其中，③决定济南楼间距的大小。 3．济南从夏至到冬至正午太阳高度的变化有何规律？ 提示：济南位于北回归线以北，正午太阳高度在夏至日最大，从夏至日到冬至日递减，冬至日最小。 1．确定地方时 当某地太阳高度达一天中最大值时，就是一天的正午时刻，此时当地的地方时是12时。  2．判断所在地区的纬度 当太阳直射点位置一定时，如果已知当地的正午太阳高度，就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度”的规律，求出当地的地理纬度。 综合思维 3．确定房屋的朝向 为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。 (1)北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南。 (2)南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。 4．判断日影长短及方向 太阳直射点上，物体的影长为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。 地区 正午日影朝向 日影长短 北回归线以北 全年朝向正北(北极点除外) 冬至日日影最长夏至日日影最短 南回归线以南 全年朝向正南(南极点除外) 夏至日日影最长冬至日日影最短 南、北回归线之间 夏至日朝向正南冬至日朝向正北 直射时日影最短(等于0) 5．计算楼间距、楼高 为了保证一楼全年都有阳光照射，北回归线以北地区建造楼房时，两楼之间的最短距离应不小于L＝h/tan H(H为冬至日正午太阳高度)。 6．计算热水器的安装角度 集热板与地面之间的夹角和当天正午太阳高度角互余，如图，α＋H＝90°时效果最佳。 我国某学校高三(2)班地理兴趣 小组在校园内开展日照观测活动， 发现从9月23日开始，正午太阳光 可透过窗户照射进本班教室(右图)。 10月23日之后因南侧高楼对阳光的 遮挡，本班教室内的正午光照消失。 一段时间后，正午太阳光再次照进本班教室。据此完成1～2题。 针对训练 1．10月23日之后，正午太阳光照再次照进高三(2)班教室的时间约为(　 ) A．当年11月23日　　 B．当年12月22日 C．次年2月21日 D．次年3月21日 √ 解析：结合材料“10月23日之后因南侧高楼对阳光的遮挡，本班教室内的正午光照消失”可知，10月23日正午阳光恰好被南侧高楼遮挡，之后该地正午太阳高度逐渐变小，每天正午阳光都会被南楼遮挡，冬至之后，正午太阳高度渐大，但仍被南楼遮挡，直到下一次正午太阳高度和10月23日相同，正午阳光再次恰好被南楼遮挡，之后正午阳光可以照进教室内。太阳直射同一纬度对应的两个日期关于冬至或夏至对称，10月23日到冬至约两个月，即下一个日期为冬至后约两个月，即次年2月21日前后，C正确。 2．与高三(2)班相比，夏至日到冬至日期间，楼上高三(8)班教室内的正午光照(　 ) A．同时出现，持续时间一样 B．同时出现，持续时间更长 C．更早出现，持续时间一样 D．更早出现，持续时间更长 √ 解析：该地10月23日到次年2月21日期间，正午太阳光会被南楼遮挡，即其他日期内(2月21日到10月23日)正午太阳光都可以照进教室。夏至在2月21日到10月23日日期范围内，两个教室都有正午太阳光照，因此为同时出现，C、D错误；在10月23日时因南侧高楼对阳光的遮挡，高三(2)班教室内的正午光照消失，但高三(8)班在楼上，仍未被遮挡，有正午太阳光照，因此高三(8)班正午太阳光照持续时间更长，B正确，A错误。 建筑中庭顶部，有一种采用玻璃板下铺设百叶遮阳的建筑形式，可对入射室内的光照强弱进行调节。为达到较好的遮阳效果，百叶和正午入射光线要始终保持垂直。某地位于南半球，该地昼长最长时，正午太阳高度达到最大。如图示意建筑中庭以及顶部百叶。据此完成3～4题。 3．一年中绝大部分时间百叶上方开口倾向是(　 ) A．向东 B．向南 C．向西 D．向北 解析：材料信息显示，该地位于南半球，该地昼长最长时，正午太阳高度最大，表明该地位于南回归线至南极圈之间，正午太阳位于正北方，因此为达到较好的遮阳效果，一年中大部分时间，百叶上方开口应背向阳光，即朝向南方。故选B。 √ 4．该地百叶与地面夹角最大时的日期是(　 ) A．3月21日前后 B．6月22日前后 C．9月23日前后 D．12月22日前后 解析：根据材料分析可知，该地位于南回归线至南极圈之间，百叶与地面的夹角和当地的正午太阳高度角是互余的关系。因此当该地百叶与地面夹角最大时，当地的正午太阳高度角最小，为6月22日前后(夏至日前后)。故选B。 √ 太阳视运动图的判读 微课题研究 太阳视运动是指一天中肉眼所见太阳在天空中东升西落的运行状况。其中日出东方，日落西方，正午12点(地方时)时位于观察者的正南方、正北方或正上方。下图反映的是北纬40°附近某地在二分二至日的太阳视运动轨迹。该图 可反映日出日落时间与昼 夜长短、日出日落方位、 正午太阳高度等。 1．全球日出、日落及正午时刻太阳方位的变化规律 (1)未出现极昼或极夜现象的地区，太阳直射点位于北半球时，日出日落都偏北(太阳从东北升起西北落下)；太阳直射点位于南半球时，日出日落都偏南(太阳从东南升起西南落下)；太阳直射点位于赤道时，日出正东、日落正西。 判读技法 (2)出现极昼的地区(除极点)一天内太阳不落，正午太阳高度最大，0点(24点)太阳高度最小，若位于北半球，太阳升落方位均为正北；若位于南半球，太阳升落方位均位于正南。 (3)极昼期间的极点一天内太阳高度不变。 2．太阳方位的判定方法 (1)正午太阳方位：依据太阳直射点位置判断，太阳直射点在该地南侧，则正午太阳位于正南，反之位于正北，直射该地，则为正上方。 (2)日出和日落太阳方位：依据太阳直射点半球位置判断，太阳直射点在南半球，则全球东南日出，西南日落；在北半球，则全球东北日出，西北日落；在赤道，则全球正东日出，正西日落。 (3)任意时刻太阳方位：第一步，先判断该地正午太阳方位。第二步，根据太阳东升西落，1小时转15°，结合正午太阳方位推任意时刻太阳方位。 3．昼长与日出日落时间 在北半球，昼越长，日出越早，日落越晚，日出日落的位置越偏北，太阳视运动的弧度越大；反之，在北半球昼越短，日出越晚，日落越早，日出日落位置越偏南，太阳视运动的弧度越小。 4．影子变化的判读 (1)影长变化：根据太阳高度的大小判断影长，例如，一天之内日出时影长最长，之后缩短，正午时最短，之后变长，日落时影子又最长；直射点上无影子。 (2)影子方位的变化：影子位于太阳相反方位，根据太阳方位即可推知影子方位。 山东潍坊某中学地理学习小组进行了影子日变化观测活动。下图示意该小组测得的某日一天当中太阳和影子变化示意图(图示时间为北京时间)。完成1～3题。 针对训练 1．推测该小组测量当天的日期是(　 ) A．3月21日　　　　 B．6月22日 C．9月23日 D．12月22日 解析：根据题意可知，图示为山东潍坊某日一天当中太阳和影子变化示意图。图示显示日出和日落连接的太阳运动轨迹小于180°，应为昼短夜长。结合选项日期与潍坊昼夜长短的特点可知，该日最可能是12月22日。故选D。 √ 2．推算当地的经度是(　 ) A．118°E B．119°E C．121°E D．122°E 解析：根据题意可知，北京时间12：04时，当地太阳位于正南方，影子最短，对应的地方时为12：00。根据时间计算可知，当地时间与北京时间相差4分钟，经度差1°，且120°E位于东边，因此当地经度为119°E。故选B。 √ 3．已知甲、乙两个时刻竿影等长，甲时刻为北京时间13：34，则乙时刻对应的地方时为(　 ) A．10：26 B．10：30 C．10：34 D．10：38 解析：甲时刻为北京时间13：34，结合上题可计算得出甲时刻对应的地方时为13：30。题干指出甲、乙两个时刻竿影等长，则乙时刻(地方时)应与甲时刻(地方时)关于12：00(地方时)对称，由此得出乙时刻对应的地方时为10：30。故选B。 √ 在长期的训练过程中，乌鲁木齐某高中篮球队教练发现面向太阳光投篮会降低投篮命中率，下图是该校室外篮球场及投篮点示意图。读图完成4～5题。 4．在北京时间12：30，阳光影响投篮命中率最低的点最可能是(　 ) A．①　　 B．② C．③　　 D．④ 解析：乌鲁木齐位于北回归线以北地区，正午太阳常年从正南方照射而来。由所学知识可知，乌鲁木齐经度与120°E(120°E地方时为东八区区时，即北京时间)相差约30°，时间相差2小时，当北京时间12：30时，乌鲁木齐时间约为上午10：30，由于正午太阳位于正南方，故此时太阳应在东南方位。所以在西北方向(③)投篮时，面向太阳光，投篮命中率最低。即选C。 √ 5．一年中，正午篮筐的影子在最北位置时(　 ) A．该地日出将推迟 B．南半球各地正午太阳高度达一年中最大 C．地球运动到近日点 D．该地气温达一年中最低 √ 解析：乌鲁木齐位于北回归线以北，正午太阳常年从正南方照射而来。当正午篮筐的影子在最北位置时，即正午太阳高度达到一年中的最小值，为12月22日。12月22日，乌鲁木齐昼长为一年中最短，日出时刻最晚，A正确；12月22日，太阳直射点位于南回归线，南回归线及其以南地区，与太阳直射点间的纬度差达到一年中的最小值，正午太阳高度达到一年中的最大值，B错误；1月初，地球运动到近日点，C错误；北半球气温一般在1月份达一年中的最低，D错误。 四层考查内容 浸润学科素养和核心价值 3·4 一、科学探究——正午太阳高度变化与生产生活 [材料]　某校(位于北回归线以北)地理课外小组做了如下实践活动。如图1所示，在学校操场上树立一垂直于地面的旗杆，杆高为h，OP为正午旗杆的影子，OM垂直于OP，测得OP长度为一年中最长，且为h·cot 36°34′。(tan 35°≈0.7，tan 45°＝1，tan 60°≈1.732) 房地产开发商在M楼南建造了一幢商品住宅楼(如图2)，某户居民买到了M楼一层的一套房子，于元旦前住进后发现正午前后太阳光线被南楼挡住。 [问题设计] 1．根据采集的数据，推算该地的纬度。 提示：30°N。由OP长度为一年中最长可知，该日为冬至日，太阳直射点在南回归线上。杆高为h，影长为h·cot 36°34′，可知该日正午太阳高度为36°34′。此时根据正午太阳高度的计算公式，可得36°34′＝90°－(x＋23°26′)，即x＝30°。 2．该房主准备以“争取采光权”向相关部门投诉，你认为他能胜诉吗？请从地理角度说明理由。 提示：能。由材料可知OP长度为一年中最长，且为h·cot 36°34′，可知该地冬至日正午太阳高度为36°34′，与35°最为接近。根据南楼高69 m和tan 35°≈0.7，可计算出楼间距最少应为98.6 m。而实际楼间距仅为40 m，远小于这个距离，因此一年之中在冬至日前后会有相当长一段时间，M楼一楼接受不到阳光照射。 3．如果开发商败诉，那么今后若计划在南楼南面再建造楼房的话，应该采取哪些有效的实际措施，来保障南楼住户的采光权？ 提示：如果新建楼房高度不变，则要加大楼间距至98.6 m；如果楼间距不变(40 m)，则新建楼房要减小高度至28 m(tan 35°×40≈0.7×40＝28)。 住宅日照标准 住宅的日照标准，即根据各地区的气候条件和居住卫生要求确定的向阳房间在规定日获得的日照量，是编制居住区规划时确定房屋间距的主要依据。日照量包括日照时间和日照质量两个指标。 2019年10月1日起正式实施的《民用建筑设计统一标准》规定建筑日照标准应符合下列要求： (1)每套住宅至少应有一个居住空间获得日照，该日照标准应符合现行国家标准《城市居住区规划设计规范》GB50180有关规定。 (2)宿舍半数以上的居室，应能获得同住宅居住空间相等的日照标准。 (3)托儿所、幼儿园的主要生活用房，应能获得冬至日不小3小时的日照标准。 (4)老年人住宅、残疾人住宅的卧室、起居室，医院、疗养院半数以上的病房和疗养室，中小学半数以上的教室应能获得冬至日不小于2小时的日照标准。 [材料]　《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。 二、家国情怀——传统文化与地理研学 [问题设计] 1．请指出组装日晷时，晷针与地平面的角度以及摆放时晷盘上表面的朝向。 提示：晷针与地面夹角为30°；晷盘上表面朝北。 2．比较冬至日和夏至日时晷针影子特征的异同。 提示：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．请说出用日晷指示时间的不足之处。 提示：精确度不够；夜晚不能使用；阴天不能使用。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A级—强化基础、注重综合 圭表是世界上最早的计时器之一，直立的标杆为表，正南正北方向平放的刻板为圭，圭板上有刻度显示日影的长度。如图为圭表示意图。完成1～2题。 6 7 8 9 10 11 12 13 1．圭表的主要作用是(　 ) A．记录一天中太阳方位的变化 B．记录一年中太阳方位的变化 C．记录一年中日期的变化 D．记录一天中时刻的变化 解析：圭表通过观察记录正午时影子长短的变化来确定季节的变化。正午日影的长度显示在圭表的刻度上，可以确定日期，因此圭表是记录一年中日期变化的工具，C正确。 1 2 3 4 5 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2．图中影子刻度的顶端显示的日期可能是(　 ) A．6月22日　　　　　　 B．12月22日 C．3月21日 D．9月23日 解析：根据图中圭表影子刻度的位置及方位可以判断，该地正午日影在北方，圭表影子刻度的顶端显示的是一年中正午太阳高度角最小时的正午影长，此时太阳直射点位于南回归线上，日期可能是12月22日，B正确。 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 楼间距是房地产建设考虑的内容之一。如图为住宅区楼间距与太阳高度之间的关系示意图，读图，完成3～4题。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3．为了考察我国北方住宅区一楼正午是否终年有阳光照射，最好的观察日期是(　 ) A．冬至日 B．春分日 C．夏至日 D．秋分日 解析：我国北方住宅区位于北回归线以北，夏至日正午太阳高度角达全年最大，住宅楼的影子达全年最短，冬至日正午太阳高度角达全年最小，住宅楼的影子达全年最长。因此，为了使住宅区的一楼正午始终有阳光照射，最好的观察日期是冬至日，故选A。 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4．我国南方住宅区的楼间距，理论上比北方的要小，原因是(　 ) A．南方人口稠密 B．南方正午太阳高度比北方大 C．南方的白昼时间比北方长 D．南方气候更温暖潮湿 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析：楼间距是两相邻楼的外墙面距离。按照国家规定(设计规范)以冬至日日照时间不低于1小时(房子最底层窗户)为标准。冬至日，太阳直射点位于南回归线，北半球纬度越高，正午太阳高度越小，影子越长，楼间距应越大；我国南方地区纬度较低，正午太阳高度角比较大，影子较短，所以住宅区的楼间距比北方要小，B正确；楼间距大小与人口密度、昼夜长短、气候等因素无关，A、C、D错误。故选B。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 北京时间2022年2月4日04：50我国迎来了立春节气，当天的北京冬奥会开幕式，以二十四节气串起绚丽的中国影像，向世界展现了惊艳的中国式浪漫。在米兰(45°28′N,9°10′E)的小刘和在巴黎(48°52′N，2°25′E)的小王同步观看了开幕式。下图为开幕式当天巴黎的太阳高度变化示意图。读图，完成5～6 题。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5．从北京时间立春时算起，距离最近的一次全球日期范围等分，还需要经过大约(　 ) A．1小时10分钟 B．3小时10分钟 C．7小时10分钟 D．19小时10分钟 解析：日期分界线为180°经线与0时所在经线，全球日期范围等分时，0时经线的经度为0°。此时北京时间为4：50，即120°E的地方时为4：50,0°经线为0时，120°E经线的地方时为8：00，还需经过3小时10分钟，B正确。 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6．若在上图基础上添加绘制米兰当天的太阳高度变化曲线，则需要做出的调整为(　 ) A．顶点变低，对称轴左移，开口变小 B．顶点变高，对称轴右移，开口变大 C．顶点变低，对称轴右移，开口变小 D．顶点变高，对称轴左移，开口变大 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析：2月4日太阳直射点位于南半球，米兰距离太阳直射点所在纬线比巴黎近，正午太阳高度较大，顶点变高，A、C错误；米兰较巴黎纬度低，昼长较巴黎更长，故日出时间更早，日落时间更晚，开口变大；米兰较巴黎东经度数大，位于巴黎以东，地方时比巴黎更早，与北京时间的时差更小，对称轴左移，B错误，D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 下图为某地不同北京时间的太阳高度变化示意图，横轴起始日期为1月1日。据此完成7～8题。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7．若该地位于165°E，则该地一年中正午太阳高度最大值约为(　 ) A．72° B．60° C．48° D．36° 解析：若该地位于165°E应为东十一区，则该地正午时刻时，北京时间(东八区)为12－3＝9时。结合图可知，当北京时间为9时时，此时一年中正午太阳高度最大值约为36°。D正确。 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8．该地地理坐标可能为(　 ) A．(30°N,90°E) B．(30°N,105°E) C．(20°S,90°E) D．(20°N,105°E) 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析：读图可知，该地大约在夏至日(1月1日大约170天以后)太阳高度最大，故该地应位于北回归线以北地区，C、D错误；当夏至日时，该地实际日出当地时间应早于6时，而北京时间6时该地才日出，则可计算出该地应位于120°E以西，故该地地理坐标可能为(30°N，105°E)或(30°N，90°E)；若该地为90°E(东六区)，根据图中每小时正午太阳高度增长约12°计算可知，该地北京时间14时(该地地方时12时)的正午太阳高度超过了90°，不符合实际情况，故该地经纬度应为(30°N,105°E)，B正确，A错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 读太阳光照和地球上的五带划分示意图，回答9～10 题。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9．下列说法正确的是(　 ) A．①地位于北温带 B．①②两地终年寒冷 C．③地有太阳直射现象 D．冬至日，⑤地漫漫长夜，终日不见太阳 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析：读图可知，①地位于北极圈以北，应属北寒带，不是北温带，A错误；图中②位于北温带中部，四季变化明显，并不是终年寒冷，B错误；图中③地位于赤道附近，一年有两次太阳直射现象，C正确；冬至日时太阳直射点位于南回归线，南极圈以内出现极昼现象，图中⑤地位于南极圈以南，应是终日太阳不落，D错误。故选C。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10．图示时刻，下列说法正确的是(　 ) A．全球各地昼夜等长 B．②地获得太阳光热较③地多 C．北京正处于夏季 D．正是我国科学考察队去南极科学考察的最佳时期 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析：读图可知，太阳直射点位于赤道，应是春分日或秋分日，此时全球各地昼夜等长，A正确；②地离赤道较远，③地位于赤道，因此②地正午太阳高度低于③地，因此②地获得太阳光热较③地少，B错误；北京应处于春季或秋季，C错误；我国科学考察队去南极科学考察的最佳时期一般是北半球冬季，而图示日期为春季和秋季，D错误。故选A。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 下图是福建省某地(26°N,119°E)某楼盘平面图。读图，完成11～12题。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11．在面积、户型、楼层等都相同的情况下，从采光、通风、噪声等方面考虑，房价最高的可能是(　 ) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 解析：由“福建省某地(26°N，119°E)某楼盘平面图”和该地风向风频图判断，该地盛行偏东风且道路在小区西部通过。甲、丙受道路影响较大，有噪声影响，A、C错误；在面积、户型、楼层等都相同的情况下，乙楼区位于北面，采光条件较差，丁栋处于上风向，且采光好，离主要交通干线远，噪音小，因此丁房价最高，D正确，B错误。 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12．该楼盘每栋房屋均为20层(层高为3 m，无架空层)，楼间距为30 m，乙栋一层某业主家一年中正午不能获得太阳照射的时间约为(　 ) A．1个月 B．4个月 C．5个月 D．2个月 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析：根据题意，楼间距30 m，楼高为3乘以20等于60 m，该业主住在1层，题意表明，楼间距30 m，构建三角形可知，要使阳光照进屋内，此时tan α＝2，此时α≈63.5°，则当该地太阳高度为63.5°时，此时太阳直射点在0.5°S(太阳高度角＝90°－(26°＋x)＝63.5°，解得x＝0.5°)，太阳一年12个月做回归运动，总共走了23°26′×2＝46°52′≈47°，所以平均每个月约走4°，0.5°S距离南回归线大概23°左右，大约有5.75个月乙栋一层该业主家一年中正午不能获得太阳照，排除A、B、D。故选C。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13．阅读材料，完成下列问题。 在甲、乙、丙三地，某同学分别进行“影子长度”探究学习活动，6月22日，他们在当地时间10：00—14：00每隔一小时测量直立杆(杆长1 m)的影子长度，所得数据制成下图。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (1)判断甲、乙、丙三地纬度由低到高的顺序，并说明理由。 (2)同日期某同学(23°26′N,0°)参与该探究学习活动，请参照上图绘制当地正午前后日影情况图。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析：第(1)题，由材料可知，当天是6月22日，正值夏至日前后，太阳直射点在北回归线上；由图中甲地直立杆正午影子长度为0，可确定甲地受太阳直射，纬度为23°26′ N; 乙地正午直立杆影长为1 m，杆长1 m，则正午太阳高度为45°，乙地影子朝南，说明乙地位于北回归线以南45°，H＝90°－(当地地理纬度＋23°26′)＝45°，由此可知当地地理纬度是21°34′S；丙地直立杆影子向北，说明位于北回归线以北，即大于23°26′N；所以三地的纬度由低到高是乙、甲、丙。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第(2)题，由当地地理位置(23°26′N，0°)可知，正午太阳高度是90°，杆影长度为0；该点位于北半球 ，其他时间点的杆影位于偏南的位置；6月22日，他们在当地中时区的时间10：00—14：00，对应北京时间东八区分别是18时、19时、20时、21时、22时。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 参考答案：(1)乙、甲、丙。理由：甲地正午被太阳直射，纬度为23°26′N; 乙地正午影长为1 m，杆长1 m，则正午太阳高度为45°，乙地影子朝南，说明乙地位于北回归线以南45°，乙地位于21°34′S；丙地影子向北，说明位于北回归线以北，即大于23°26′ N。 (2) 2 3 4 B级—突出应用、体现创新 (2023·山东高考)某文化广场(37°N,105°E)上的十二生肖石像均匀排列成圆形，生肖鼠位于正北方。小明在圆中心竖立一根细杆，以观察太阳周日视运动变化。 下图示意夏至日两个时 刻的杆影指向。据此完 成1～2题。 1 2 3 1．该地夏至日地方时16：00时，杆影指向(　 ) A．生肖虎 B．生肖虎与兔之间 C．生肖兔 D．生肖兔与龙之间 解析：图中信息可知，北京时间9：20杆影指向正西，当地经度为105°E，此时当地地方时应为8：20，太阳位于正东，一天之中太阳方位关于地方时正午(正南)对称，此日当地地方时15：40太阳应位于正西，则地方时16：00太阳应位于西北方向，杆影应指向东南。读图可知，生肖虎、生肖虎与兔之间均在东北方向，生肖兔在正东，只有生肖兔与龙之间在东南，D符合题意，排除A、B、C。 √ 1 2 3 2．11月至次年2月，一日内被杆影指向的生肖石像个数最多为(　 ) A．5个 B．6个 C．7个 D．8个 √ 1 2 3 解析：太阳视运动变化角度约为15°/小时，图中两个相邻的生肖石间隔的圆心角为30°，11月至次年2月，太阳直射点位于南半球，当地太阳东南升、正午在正南、西南落，杆影日出指向西北、正午指向正北、日落指向东北，因此一日内被杆影转过的角度小于180°，指向的生肖石像个数少于6个，最多为5个，A正确，B、C、D错误。 1 2 3 3．阅读图文材料，完成下列问题。 家住长沙的李先生在某小区购买了一套一楼的商品房，入住后发现该楼房中卧室3只在春分日至秋分日期间才有阳光照入。下图为该楼房平面图。 1 2 3 (1)指出在卧室3有阳光照入的这段时期内，该地日出日落的方位。 (2)在暑假期间为了减少阳光照射，判断卧室1与卧室2需拉窗帘的时间长短差异，并说明理由。 (3)简述在正午阳光照入房屋内面积达一年中最小值之后的一个月内，海口(20°N)正午太阳高度和昼夜长短的变化规律。 1 2 3 解析：第(1)题，由材料可知，卧室3只在春分日至秋分日期间才有阳光照入，此期间日出东北，日落西北。 第(2)题，根据图示信息可知，卧室1和卧室2都朝南，但是卧室1的西侧有阳台会遮挡部分时段的阳光，暑假期间，当太阳位于南偏西方位之后，阳台会遮挡进入卧室1的阳光，所以拉窗帘的时长较短；卧室2受到阳台的遮挡较少，所以拉窗帘的时长较长。 1 2 3 第(3)题，根据所学知识可知，正午阳光进入室内面积最小应为太阳高度角最大的时间，李先生家在长沙，正午太阳高度在夏至日达到最大值，此后的一个月，太阳直射点位于北半球且向南运动，距离海口越来越近然后再远离海口。所以在此期间海口昼长夜短且昼长逐渐变短，夜长逐渐变长，正午太阳高度先变大，达到90°之后再变小。 1 2 3 参考答案：(1)日出东北方，日落西北方。　 (2)差异：卧室1拉窗帘时间短于卧室2。理由：卧室1和卧室2窗户均朝南，暑假期间当太阳位于西南方向时，卧室1因有西侧阳台遮挡阳光，所以拉窗帘时长要短于卧室2。　 (3)阳光照入房屋内面积最小的日期为夏至日，该日太阳直射点位于北回归线；在此后一个月内太阳直射点向南移动，海口昼长逐渐变短，夜长逐渐变长；正午太阳高度在夏至日后一个月内先变大后变小。 1 2 3 $$