第一章 第二节 第4课时 正午太阳高度的变化、四季更替和五带划分-【金版新学案】2024-2025学年新教材高二地理选择性必修1同步课堂高效讲义配套课件（人教版2019）

第一章　地球的运动 第二节　地球运动的地理意义 第4课时　正午太阳高度的变化、 四季更替和五带划分 课程标准 结合实例，说明地球公转运动的地理意义。 素养目标 1．结合示意图、相关视频和生活观察，理解正午太阳高度的变化规律及其实际应用(综合思维、地理实践力)。 2．结合生活实际，理解四季更替特征、五带的划分依据及其特点(区域认知、地理实践力)。 任务一　正午太阳高度的变化 1 任务二　四季更替和五带划分 2 课时测评 3 内容索引 任务一　正午太阳高度的变化 返回 1．太阳高度 (1)概念：是太阳高度角的简称，是太阳光线与________的交角(如上图)，即太阳在当地的______。 (2)特点：在太阳________上，太阳高度是90°；在________上，太阳高度是0°。 新知导学 地平面 仰角 直射点 晨昏线 2．正午太阳高度 (1)概念：一日内______的太阳高度，反映太阳辐射的______。 (2)变化原因：__________的存在导致太阳直射点的南北移动。 最大 强弱 黄赤交角 (3)变化规律 ①空间(纬度)变化规律 同一时刻，各地正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧______。如下图所示： a．夏至日：正午太阳高度由__________ 向南北两方降低，如图中___折线所示。 b．冬至日：正午太阳高度由__________ 向南北两方降低，如图中___折线所示。 c．春、秋分日：正午太阳高度由______ 向南北两方降低，如图中___折线所示。 递减 北回归线 c 南回归线 a 赤道 b ②时间(季节)变化规律 地区 达全年最大值 达全年最小值 北回归线及 其以北地区 夏至日 冬至日 南回归线及 其以南地区 冬至日 夏至日 南北回 归线之 间地区　 赤道至 北回归 线之间 太阳直射时(一年中有两次太阳直射，达90°) 冬至日 赤道至 南回归 线之间 太阳直射时(一年中有两次太阳直射，达90°) 夏至日 赤道 太阳直射时(春分日、秋分日) 冬至日、夏至日 (4)正午太阳高度的计算 ①公式：H＝90°－|φ－δ|。 ②含义 a．H：观测点的正午太阳高度。 b．φ为当地纬度，δ为太阳直射的纬度(当地夏半年取正值，冬半年取负值)。如下图所示： 当太阳直射B点(10°N)时，A点(30°N)正午太阳高 度是HA＝90°－|φ－δ|＝90°－|30°－10°|＝70°。 当太阳直射B点(10°N)时，C点(23°26′S)正午太阳 高度是HC＝90°－|φ－δ|＝90°－|10°－(－23°26′)|＝56°34′。 1．正午太阳高度的分布规律 (1)“同线相等”：同一纬线上，同一日正午太阳高度相等。 (2)“近大远小”：距太阳直射点所在纬线越近，正午太阳高度越大；距离越远，则越小。 (3)“来增去减”：太阳直射点向本地所在纬 线移来，则正午太阳高度增大，移去则减小。 (4)“对称规律”：以太阳直射点所在纬线为 对称轴，南北对称的两条纬线，正午太阳高 度相等。如图所示： 核心归纳 2．正午太阳高度的变化幅度 (1)赤道地区和南、北两极点的年正午太阳高度最大差值均为23°26′。 (2)0°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′。 正午太阳高度分布规律在生产、生活中的应用 1．判断地方时：当某地太阳高度达到一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。 2．判断房屋的朝向：房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。在北回归线以北地区，正午太阳位于正南方，房屋朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于正北方，房屋朝北。 3．判断当地的地理纬度：当太阳直射点位置一定时，两地纬度相差多少度，正午太阳高度就相差多少度。根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度，可判断该地区纬度大小。 认知深化 4．判断日影长短及方向：太阳直射点上，物体的影长缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。如下图所示： 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．判断楼间距、楼高：为了更好地保证各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。以我国为例，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L＝h×cot H。如下图所示： 6．太阳能热水器集热板的安装角度和不同季节的调节角度 (1)太阳能热水器集热板与地面的夹角：为了最大限度地利用太阳能资源，太阳能集热板与地面之间的夹角(α)最好等于该地与太阳直射点所在地的纬度差，或者说和当天正午太阳高度角(H)互余，如下图所示： (2)一年内调整的幅度：正午太阳高度的变化幅度 ①南、北回归线之间的地区，年变化幅度ΔH＝23°26′＋当地纬度。 ②回归线与极圈之间的地区，年变化幅度恒为46°52′。 ③极圈到极点之间的地区，年变化幅度从46°52′逐渐降低到23°26′。 在我国，无论是城市还是农村，使用太阳能热水器的家庭越来越多。某太阳能热水器厂家宣传自己的太阳能热水器设计的是黄金角度，安装后可以大大提高太阳能的利用率。小明的父母听了广告宣传便购买了一台，小明却说，这个太阳能热水器厂家广告有夸大宣传的嫌疑。 问题1．(综合思维)分析小明的说法是否有道理。 提示：有道理。正午太阳高度是不断变化的， 太阳能的安装角度应不断调整。 问题2．(地理实践力)说明提高小明家太阳能利用率的措施。 提示：可以安装活动支架，使太阳能随太阳高度角的变化而调整角度。 情境探究 (2024·陕西汉中月考)位于北回归线上的汕头每年都有一天会出现“头上有烈日，脚下无人影”的有趣景象。据此完成1～2题。 1．汕头出现这种有趣景象的原因是 A．阴雨天 B．太阳直射 C．观察角度不同 D．太阳斜射 由材料可知，北回归线上的汕头白天可无影子，说明该日太阳直射北回归线，故选B。 应用评价 √ 2．此日正午太阳高度达到一年中最大值的地区为 A．北半球 B．南半球 C．北回归线及其以北地区 D．南回归线及其以南地区 由上题可知，汕头位于北回归线，有太阳直射现象，北回归线及其以北地区距直射点纬度差为一年中最小，太阳高度达到一年中最大值，故选C。 √ (2024·四川南充高二月考)下图示意地球上四个特殊纬度年内正午太阳高度变化及正午太阳方向。读图完成3～4题。 3．①地位于 A．赤道 B．北回归线 C．南极圈 D．南回归线 读图可知，①地一年中太阳高度角在60°到90°之间，且出现两次相同的太阳高度角，可以判断①地位于赤道地区，A正确。故选A。 √ 4．②地年内太阳高度角的变化幅度为 A．23°26′ B．43°08′ C．46°52′ D．66°32′ 根据图示信息可知，②地一年中正午太阳方向永远位于正南，且最大正午太阳高度为90°，可知②地位于北回归线，则其一年中正午太阳高度角的变化幅度为46°52′(最大值为90°，最小值为太阳直射南回归线时)，C正确。故选C。 √ 返回 任务二　四季更替和五带划分 返回 1．四季更替 (1)成因 新知导学 昼夜长短 正午太阳高度 时 间 (2)划分(以北半球为例) 类型 天文四季 气候四季 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 (3)不同的四季划分方法 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)五带及其特征 北温带 热带 南温带 递减 1．太阳直射点回归运动与二十四节气图 2．二十四节气歌 春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连。 秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。 每月两节不变更，最多相差一两天。 上半年来六廿一，下半年是八廿三。 认知深化 二十四节气 “天地有大美而不言，四时有明法而不议，万物有成理而不说。”天地的大美、四时的序列、万物的枯荣，都是自然的伟力所致，非人为所能改变。西方人只有春夏秋冬，中国人却通过观天发明了二十四节气，从惊蛰到芒种，从霜降到大雪，24个如诗如画的名字串起了我们与众不同的四季。下列诗句带给了我们许多浪漫的意境：“春至细雨如丝，杨花飞舞”“夏则傍流水亭轩，赏芙蓉花开”“秋来隔窗听雨，小扇扑萤”“冬可踏绵柔雪地，聆暗香遁动”。 问题1．(综合思维)说明诗句中描述的季节更替在我国北方和南方中哪个表现更明显。 提示：在北方更明显。 问题2．(地理实践力)说明许多东北的老人在寒冬腊月到海南三亚过冬的原因。 提示：海南三亚纬度较低，属于热带，冬季气温较高。 情境探究 (2024·山东烟台月考)山东省烟台市纬度约37°N，四季分明。下图为四季更替成因示意图。据此完成1～2题。 1．关于图中甲、乙含义的判断，正确的是 A．甲表示正午太阳高度的季节变化 B．甲表示昼夜长短的季节变化 C．乙表示昼夜长短的季节变化 D．乙表示太阳直射点的回归运动 应用评价 √ 图中表示地球公转的地理意义，因黄赤交角的存在，地球在公转过程中产生了太阳直射点的回归运动，而直射点的季节移动导致各地正午太阳高度和昼夜长短的变化，因此各地出现季节变化，故选C。 2．烟台市四季分明的原因是 ①地处中纬度　②正午太阳高度终年不变　③昼夜长短季节变化较大　④昼长和正午太阳高度同时达到最大值或最小值 A．①②④ B．①②③ C．②③④ D．①③④ 中纬度地区因昼夜长短与正午太阳高度一年中变化大，且两者数值变化一致，因此四季分明，故选D。 √ (2023·浙江金华期中)读五带分布图，完成3～4题。 3．下列地区四季变化最明显的是 A．热带 B．北温带 C．北寒带 D．低纬度地区 热带地区终年正午太阳高度大，气温高，全年皆夏，四季变化不明显；位于南北两极地区的寒带终年正午太阳高度小，气温低，全年皆冬，四季变化不明显；南北温带一年中冬、夏季正午太阳高度和昼夜长短变化大，气温变化大，因而季节更替最明显，故选B。 √ 4．热带地区 A．无极昼极夜现象 B．无太阳直射现象 C．气温季节变化大 D．可以看到极光 热带地区无极昼极夜现象，有太阳直射现象；终年高温，气温季节变化小；纬度低，无法看到极光现象；故选A。 √ 返回 课堂小结 课 时 测 评 返回 (2024·辽宁营口月考)下图示意某地北京时间18时的太阳位置，此时该地太阳高度达一天中最大值。据此完成1～2题。 1．该地的经度为 A．30°E B．30°W C．60°E D．60°W 根据材料可知，北京时间为18时，该地太阳高度达一天中最大值，所以该地为正午12时，利用时差可计算出该地的经度为30°E，故选A。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2．该地的纬度可能为 A．10°N B．10°S C．50°N D．50°S 因为题干并没有交代图示为具体哪一日的正午太阳高度，因此根据正午太阳高度计算公式分别计算出夏至日和冬至日的正午太阳高度即可。经计算，该地的纬度介于21°34′和68°26′之间，只有C和D项符合，再依据图示正午太阳位于南方，确定该地为北半球，故选C。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 (2024·甘肃兰州联考)下图为我国某地春分日时正午太阳与头顶夹角示意图。读图完成3～4题。 3．次日该地正午太阳高度将 A．变大 B．变小 C．不变 D．不确定 春分日次日，太阳直射点由赤道北移，图示为我国某地，位于赤道以北，则正午太阳高度将变大，故选A。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 4．该地夏至日正午太阳高度是 A．28° B．62° C．38°34′ D．85°26′ 根据正午太阳光线与头顶的夹角可计算出该日该地的正午太阳高度为62°，此时太阳直射赤道，根据正午太阳高度的计算公式：正午太阳高度＝90°－|φ－δ|可知，当地的纬度为28°N；夏至日时太阳直射北回归线，代入公式计算可知该地夏至日正午太阳高度是85°26′，故选D。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 (2023·江西九江期中)下图是某住宅小区一栋住宅楼的平面简图，该小区位于我国海南岛，每年夏至日正午太阳高度为86°。据此完成5～6题。 5．该住宅小区的纬度是 A．4°N B．14°N C．19.5°N D．27.5°N 根据太阳高度计算公式H＝90°－|φ－δ|可知，夏至日正午太阳高度为86°，与北回归线的正午太阳高度相差4°，纬度与北回归线的纬度差4°；海南岛不会出现27.5°N；该住宅小区的纬度是19.5°N，故选C。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 6．某日太阳直射该住宅小区，图示住宅楼阳台太阳照射情况是 ①该日南阳台不能得到太阳照射　②该日北阳台能够得到太阳照射　③数日后南阳台能够得到太阳照射　④数日后北阳台不能得到太阳照射 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 太阳直射该住宅小区，说明太阳直射北半球，该日是北半球夏季，日出东北，日落西北，正午太阳在天顶，上午太阳位于东北，下午太阳位于西北，太阳在一天中都位于偏北位置，故北阳台能够得到太阳照射，南阳台不能得到太阳照射，①②正确；无法判断太阳直射点是南移还是北移，③④无法确定，故选A。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 (2024·江苏盐城月考)“数九”又称“冬九九”，是我国的一种传统民间节气。下图示意九九消寒歌。据此完成7～8题。 7．数九期间，下列说法正确的是 A．地球公转速度持续加快 B．北极地区极昼范围持续扩大 C．北京的昼长短于海口 D．地中海沿岸地区炎热干燥 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 根据图文材料可知，数九 期间为冬至之后的81天， 该时段地球公转速度在经 过近日点前先是变快，经 过近日点后将变慢；此时 段太阳直射点不断北移，北极地区极夜范围持续减小；此时段太阳直射点在南半球，北半球各地昼短夜长，纬度越高昼越短，故此时段北京的昼长短于海口；地中海沿岸地区正值冬季，受西风带影响，呈现温和多雨的特点，故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 8．“数九”中最冷的是“三九四九”，是因为 ①太阳高度最低，到达地面的太阳辐射最少　②大气的热量收入远低于热量支出　③地面植被少，吸收的太阳辐射最少　④冷空气活动频繁 A．①② B．①③ C．②④ D．③④ “三九四九”期间为1月中下旬，此时段太阳直射点在南半球，北半球各地昼短夜长，太阳高度也较低，地面获得热量少，大气的热量收入低于热量支出，冷空气活动频繁，②④正确；太阳高度最低是冬至前后，“三九四九”期间太阳高度不是最低，①错误；此时段太阳高度不是最低，昼长不是最短，故此时吸收的太阳辐射不是最少，③错误。故选C。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 (2024·甘肃天水月考)下图为我国北京、广州、武汉、哈尔滨四个城市的季节分配示意图。读图完成9～10题。 9．图示季节分配自上而下依次为 A．北京、广州、武汉、哈尔滨 B．北京、武汉、哈尔滨、广州 C．广州、武汉、哈尔滨、北京 D．广州、北京、哈尔滨、武汉、 纬度越低的地区热量越充足，夏季时间应越长，故图示季节分配自上而下依次为广州、北京、哈尔滨、武汉，故选D。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 10．下列关于季节更替的叙述，错误的是 A．低纬度地区季节更替不明显 B．中纬度地区季节更替明显 C．高纬度地区季节更替明显 D．季节更替取决于昼夜长短和正午太阳高度的季节变化 √ 低纬度地区由于接受太阳辐射较多，热量变化较小，故季节变化不明显；中纬度不同季节热量差异明显，季节性较强；高纬度地区接受太阳辐射较少，温度较低，季节变化不明显；季节更替取决于昼夜长短和正午太阳高度的季节变化，故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 (2023·福建宁德期中)下图为甲、乙两地10～12月正午太阳高度折线图。读图完成11～12题。 11．有关图示时期甲、乙两地位置的描述，正确的是 A．甲地位于北半球温带 B．乙地位于南半球温带 C．甲地位于南半球热带 D．乙地位于北半球热带 据题干可知，该图为10～12月正午太阳高度变化图，在此期间太阳直射南半球且12月22日前向南移动，12月22日后向北移动。据图可知，乙地正午太阳高度最大时为90°，说明乙地位于赤道和南回归线之间，为南半球热带地区；甲地10～12月期间正午太阳高度一直减小，至冬至日为最小，后开始变大，且冬至日正午太阳高度小于30°，可判断甲位于北半球温带，故选A。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 12．图示时期 A．甲地正午太阳高度不断减小 B．两地正午太阳高度之差先减后增 C．两地白昼长度差值先增后减 D．乙地白昼时长先缩短后延长 据图可知，甲地正午太阳高度先减小后增大；两地正午太阳高度之差先增后减；两地白昼长度差值先增后减；乙地白昼时长先延长后缩短。故选C。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 (2024·河南郑州高二月考)下图1是我国北方某小镇的太阳能路灯景观图。该镇中学课外实践小组对路灯的能源装置——太阳能集热板进行了长时间的观测研究，并提出了改进的设想。下表为该小组的观测记录简表(表中时间为北京时间)，图2为集热板倾角示意图。据此完成13～14题。 夏至日日出时间：4：43 夏至日日落时间：19：33 夏至日集热板倾角：16°34′ 秋分日集热板倾角：40° 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 13．该小镇的位置为 A．114°E，36.5°N B．116°E，36.5°N C．118°E，40°N D．124°E，40°N、 根据表中的夏至日日出、日落时间可知该地夏至日的昼长约为14小时50分，据此计算可得该地正午的北京时间为12：08，即该地比北京时间晚8分钟，故当地经度为120°E－2°＝118°E；集热板的倾角与太阳高度角互余，因此秋分日集热板的倾角数据再加上太阳直射点的纬度，可以求出当地的纬度约为40°N。综上所述，C正确。故选C。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 14．该小组拟设计一自动调控装置，通过电脑调控使集热板每天正午正面正对太阳，以获得更多的太阳辐射能。该集热板一年中调整的角度约为 A．45° B．46°52′ C．23°26′ D．90° 根据集热板的倾角与正午太阳高度角互余可以推知，集热板一年中调整的角度就是该地区一年中太阳高度角的变化范围，南北回归线到南北极圈之间，一年中最大正午太阳高度角和最小太阳高度角的差值为46°52′，当地位于40°N，所以集热板一年中调整的角度约为46°52′，B正确。故选B。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 15．(20分)(2023·江西上饶期中)阅读图文材料，完成下列要求。 图甲为某日某时刻半球昼夜分布示意图，阴影部分为黑夜。图乙为A地体育场馆的太阳能电池板与建筑物外墙的安装夹角示意图。 (1)该日的日期为________，该时刻太阳直射的纬度为__________，北京时间是________。(6分) 12月22日 23°26′S 15：40 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 (2)此时B点旗杆影长为一天中的 ________值(填“最大”或“最 小”)，旗杆影子的方向为______ 方向。(4分) (3)该日C地的昼长是________； 该日后，D点将向N地靠近，C地 的昼长将变_____(填“长”或 “短”)，B地的正午太阳高度将 变_____(填“大”或“小”)。(6分) (4)该日A地体育场馆的太阳能电池板与建筑物外墙(墙面与地面垂直)之间最合适的夹角约为________；若此夹角可以调节，那么其一年中的变化幅度(一年中最大夹角与最小夹角之差)为________。(4分) 最小 正北 14小时 短 大 36°34′ 46°52′ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 16．(10分)(2023·四川乐山期中)阅读图文材料，完成下列要求。 我国某城市(36°34′N)一住宅小区，设施齐全，环境优美，豪华典雅，完工后当地居民争相购买，然而一年后底层住户以采光条件差为由将开发商告上法庭。图1为该小区分布平面图，图2为该小区学校研究性学习小组绘制的某日旗杆杆影轨迹示意图。(O为立杆处，虚线为杆影，曲线为杆影端点轨迹，cot 30°≈1.732)。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 (1)图2中F、G、H、I四个杆影中最接近日出时段的是_____，该日前后小区住户客厅内的正午阳光照射面积较______。(2分) (2)分析该小区底层住户因采光条件差将开发商告上法庭的原因。(4分) 答案：小区位于36°34′N，12月22日正午太阳高度最小，为30°；正午时，楼的影长大约为34.64 m，远大于楼间距20 m。 (3)为保证住宅获得充足的太阳光照，分析在楼高相同的情况下，该城市住宅楼群的楼房间距与上海相比的差异。(4分) 答案：楼房间距应比上海宽，因为该城市的纬度比上海高，冬至日的正午太阳高度比上海小。 返回 F 小 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 谢 谢 观 看 ！ 第 一 章 地 球 的 运 动 $$