内容正文:
第4课时 正午太阳高度的变化
课程标准 核心素养(教师用书独具)
结合实例,说
明地球 运 动
的地理意义.
1.了解正午太阳高度的时空分布规律,掌握正午太阳高度的计算方法.(区域认知、综合思维)
2.结合地球公转的原理和规律,学会分析影子变化、日出日落方位等地理现象(综合思维)
3.理解太阳能安装、楼间距设计等生产和生活实际中用到的地理原理,增强地理实践力(地理实
践力、人地协调观)
学生用书 P39
[自主盘点]
1.太阳高度和正午太阳高度
太阳光线与地平面的交角(即太阳在当地的仰角),叫作太阳高度角,简
称太阳高度(如图甲所示).一天中太阳高度最大值出现在正午,称为
正午太阳高度(如图乙所示).
试举三例说明与正午有关的地理现象有哪些?
提示:一天中太阳高度最大或最高时;当地地方时为12时时;太阳位
于当地的正北或正南时;当地物体的影子指向正北或正南时.
2.正午太阳高度的变化规律
(1)纬度变化规律
正午太阳高度从太阳直射点所在纬线向南北两方降低.
①夏至日:正午太阳高度由北回归线向南北两方降低.
②冬至日:正午太阳高度由南回归线向南北两方降低.
③春、秋分日:正午太阳高度由赤道向南北两方降低.
(2)季节变化规律
北半球节气 达最大值的地区 达最小值的地区
夏至 北回归线及其以北各纬度 南半球各纬度
冬至 南回归线及其以南各纬度 北半球各纬度
春、秋分 赤道 南北两极点
同一日期,地球上正午太阳高度相等的地区是否都在同一纬
线上?
提示:不一定.同一日期,地球上总有两条纬线上的正午太阳高度相
等,并以直射纬线呈南北对称分布.
[图文拓展]
1.北回归线地区正午太阳高度的
年变化
2.赤道地区正午太阳高度的年变化
3.物影在地面转动的角度大小与
白昼长短的关系
昼长决定了物影在地面转动的
角度,昼长越长,物影在地面转
动的角度越大;反之则越小.
4.华北地区在房前栽种落叶阔叶
林树种的原因
华北地区房屋多朝向南方.夏
季正午太阳位于南方,树叶茂
盛可以遮阳;冬季树木落叶,不
影响采光.
[教师专享]
5.正午房屋内阳光照射面积大
小与正午太阳高度的关系
正午太阳高度越大,房屋内接受
的光照面积越小;反之则越大.
学生用书 P40
考点一 正午太阳高度的变化规律
[真题精研]
(2022高考广东卷)2021年10月16日,神舟
十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,将
我国3名航天员顺利送入距离地表约400km 的中
国空间站.2022年4月16日,航天员安全返回地
球.据此,完成(1)~(2)题.
(1)符合航天员驻留期间空间站绕太阳运动角速度
大小变化的是 ( )
A.① B.② C.③ D.④
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[第一部分] 第二章 宇宙中的地球与地球运动
(2)驻留期间,酒泉卫星发射中心发射塔与广州市
区广州塔两地每天正午太阳高度的差值 ( )
A.先变大后变小 B.先变小后变大
C.持续不断变大 D.始终保持不变
◆[审答流程]
文
字
信
息
①2021年10月16日,神舟十三号载人飞船
在酒泉卫星发射中心成功发射,将我国3名
航天员顺利送入距离地表约400km的中国
空间站.指出了卫星发射的时间、地点、目
的地,中国空间站绕地球旋转.
②2022年4月16日,航天员安全返回地球.
指出了航天员返回的时间.
图
表
信
息
①图中曲线表示速度随时间的变化.
②图①表示速度随时间的变化是先变快后
变慢,图②表示速度随时间的变化是先变慢
后变快,图③表示速度随时间的变化是速度
保持不变,图④表示速度随时间的变化是先
变快再变慢后变快.
[解析] 第(1)题,空间站绕地球转动,则地球与空
间站构成一个天体系统,该天体系统绕太阳旋转,
这样空间站绕太阳运动角速度大小变化也就是地
球绕日公转角速度大小变化,在航天员驻留期间,
地球绕日公转经过了近日点,近日点公转角速度较
快,所以在10月16日到1月初,空间站绕太阳运
动角速度在变快,1月初到4月16日空间站绕太阳
运动角速度在变慢.第(2)题,正午太阳高度角为
90°-所求点与直射点的纬度差值.在航天员驻留
期间,两地始终都位于太阳直射点以北,则两地与
太阳直射点的距离变化始终一致,则两地正午太阳
高度角的差值始终一致,保持不变,两地正午太阳
高度角的差值始终为两地纬度之差.
[答案] (1)A (2)D
[核心突破]
1.正午太阳高度的变化规律
(1)正午太阳高度的纬度变化:同一时刻,正午太阳高
度由直射点向南北两侧递减.具体如图所示.
(2)正午太阳高度的季节变化(按北半球节气)
[教师专享]
正午太阳高度的年变化幅度
(1)南北回归线之间:纬度越高,正午太阳高度变化
幅度越大(由23°26′增大到46°52′),赤道上为
23°26′,回归线上为46°52′.
(2)回归线至极圈之间:各纬度正午太阳高度变化
幅度相同(均为46°52′).
(3)极圈以内地区:纬度越高,正午太阳高度变化幅度
越小(由46°52′减小到23°26′),极圈上为46°52′,极
点上为23°26′.
2.正午太阳高度的计算
(1)公式:H=90°-两点纬度差.
(2)说明:“两点”是指所求地点与太阳直射点.两点
纬度差的计算遵循“同减异加”原则,即两点同在
北(南)半球,则两点纬度“大数减小数”;两点分属
南北半球,则两点纬度相加.
(3)图示
如图所示,太 阳 直 射 10°N,A 地 (42°N)、B 地
(23°26′N)、C地(23°26′S)三地的正午太阳高度分
别为90°减三地与太阳直射点的纬度差(a、b、c).
具体如下:
A地正午太阳高度=90°-a=90°-(42°-10°)=
58°;B地正午太阳高度=90°-b=90°-(23°26′-
10°)=76°34′;C地正午太阳高度=90°-c=90°-
(23°26′+10°)=56°34′.
[学以致用]
(2025湖北武汉汉江调考)P、Q 两地的学校组
织学生观测日影和太阳高度的变化规律,左图为P地
某日操场旗杆日出至日落时段的日影变化示意图,当
日影朝正北方向时,旗杆长度与其日影长度相等.该
日之后,P地正午日影长度逐渐缩短.右图为 Q 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.
1.观测当日 ( )
A.Q地东北日出
B.P地正午太阳高度大于 Q地
C.Q地昼夜等长
D.P地昼长大于 Q地
84
高考总复习 地理
2.该日之后3个月内 ( )
A.太阳直射点向南移动
B.地球公转速度加快
C.P地和 Q地昼长差值增大
D.P地和 Q地正午太阳高度角差值增大
解析:1.C 2.C [第1题,读图可知,P地太阳从正
东升起,正西落下,昼夜平分;P地正午日影朝北,说明
太阳直射点没有直射该地.据此可知,该日为春秋分
日,太阳直射赤道,全球昼夜平分,PQ两地昼夜等长.
C正确,D错误;春秋分日全球太阳都从正东升起,正
西落下,A错误;P地日影朝正北方向时,旗杆长度与
其日影长度相等,可得知P地正午太阳高度45°,P地
正午太阳高度小于Q地.B错误.第2题,由上题可
知,此日为春秋分日,太阳直射赤道,P地位于北半球,
Q地位于南半球,材料告知该日之后,P地正午日影长
度逐渐缩短,说明该日是春分,该日之后3个月内即春
分到夏至时段,太阳直射点向北移动,A错误;地球公
转接近远日点,公转速度减慢,B错误;P地昼长增加,
Q昼长减小,两地昼长差值增大,C正确;该日 Q地正
午太阳高度是60°,P地正午太阳高度45°,差值15°,该
日之后3个月内Q地正午太阳高度减小到365°,P地
正午太阳高度增大到685°,两地正午太阳高度差值先
减小再增大,D错误.]
如图为“我国某地春分日时正
午太阳与头顶夹角示意图”.据此,
回答3~5题.
3.该地此日正午太阳高度是( )
A.28° B.62°
C.90° D.0°
4.该地的地理纬度是 ( )
A.18°N B.28°N
C.32°N D.52°N
5.次日该地正午太阳高度将 ( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.不确定
解析:3.B 4.B 5.A [第3题,据图可以判断正午
太阳高度为90°-28°=62°.第4题,据正午太阳高度
计算公式可知,当地纬度为90°-62°=28°(太阳直射点
在赤道上).第5题,春分日过后太阳直射点北移,与
28°N的纬度差变小,故该地正午太阳高度将变大.]
考点二 正午太阳高度在实际生活中的应用
[真题精研]
(2024高考山东卷)
小明暑假乘船到 F岛旅游.
下船 后,小 明 发 现 太 阳 当
空,周 围 的 人 却 “没 有”影
子,他记录了当时的时间为
北京时间8月21日00:04.
当地时间下午,小明从 F岛乘船去往某岛屿观光,
途中发现游船甲板中心处旗杆的影子多数时间指
向船行进的方向,如图示意F岛及其周边区域.据
此,完成(1)~(2)题.
(1)F岛的位置可能是 ( )
A.12°N,61°W B.12°N,121°W
C.20°N,61°W D.20°N,121°W
(2)当地时间下午,小明去往的岛屿最可能是 ( )
A.甲岛 B.乙岛 C.丙岛 D.丁岛
◆[审答流程]
文字
信息
①小明暑假乘船到F岛旅游.下船后,小明
发现太阳当空,周围的人却“没有”影子,他
记录了当时的时间为北京时间8月21日
00:04. 指 出 了 地 点 信 息———F 岛,现
象———“没有”影子,说明有太阳直射现象,
时间信息———北京时间.
②当地时间下午,小明从F岛乘船去往某岛
屿观光,途中发现游船甲板中心处旗杆的影
子多数时间指向船行进的方向.说明船行
进的方向与太阳的方位相反.
图表
信息
甲岛、乙岛、丙岛、丁岛、F岛的相对位置,指
向标 N指向北方.
[解析] 第(1)题,本题主要考查考生根据地方时、
太阳直射点判断地理位置的方法.根据小明下船
后“没有”影子可以确定太阳直射点位于 F岛且当
时的F岛地方时约为12时.根据小明记录的北京
时间进行计算,该岛地方时与北京时间相差大约
12小时4分,因此,与120°E经度相差约181°,那么
F岛所处的经度约为61°W.一年中,太阳直射点
在南北回归线之间做回归运动,但移动速度并不是
匀速的,其移动速度在二分日时较快,而在二至日
时较慢.因8月21日距离秋分仅有一个月左右的
时间,这时太阳直射点正逐渐向赤道移动,结合太阳
的移动速度,12°N是一个合理的估计值.综上所述,A
选项正确,B、C、D选项错误.太阳每天从东方升起,
又从西方落下的自然现象,即太阳周日视运动,其对城
市规划、建筑设计、农业生产活动等都有着影响,对太
阳周日视运动的理解需要较高的抽象思维能力.通
过观察太阳的周日视运动,可以更好地理解地球的自
转和太阳的位置变化.第(2)题,本题主要考查太阳视
运动.周日视运动是地球自转的结果,这种运动在不
同纬度的表现有所不同.根据太阳直射点的位置等
信息可推断,图示岛屿所在区域下午太阳主要位于西
北,因此,物体的影子方向多数时间为东南.根据材料
“影子多数时间指向船行进的方向”,可判断船前往丙
岛,故C选项正确,A、B、D选项错误.
[答案] (1)A (2)C
[核心突破]
1.确定地方时
当某地太阳高度达一天中的最大值时,日影最短,
当地的地方时是12时.
94
[第一部分] 第二章 宇宙中的地球与地球运动
2.确定房屋的朝向
为了获得更充足的太阳光照,房屋的朝向与正午太
阳所在的位置有关.在北回归线以北地区,正午太
阳位于南方,房屋朝南;在南回归线以南地区,正午
太阳位于北方,房屋朝北.
3.判断日影长短及方向(按北半球节气).
日影
长短
及其
方位
判断
北回归线以
北的地区
正午的日影全年朝向正北(北极点除外),
冬至日日影最长,夏至日最短
南回归线以
南的地区
正午的日影全年朝向正南(南极点除外),
夏至日日影最长,冬至日最短
回归线之间
的地区
正午的日影夏至日朝向正南,冬至日朝向
正北;直射时日影最短(等于0)
4.确定当地纬度
正午太阳高度 H=90°-当地纬度与直射点纬度的
差值.
5.室内光照面积大小判断
北回归线以北地区,夏至
日正午太阳高度最大,室
内光照面积最小;冬至日,
正午太阳高度最小,室内
光照面积最大.
6.计算楼间距
以北半球中纬度地区为例
(见图),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/tanH.
7.太阳能热水器的倾角调整
为了更好地利用太阳能,应不断调整太阳能热水器
与楼顶平面之间的倾角,使太阳光与受热板成直
角.其倾角和正午太阳高度的关系为α=90°-H
(如图所示),正午太阳高度 H=90°-纬度差,因
此,α=纬度差(当地纬度与太阳直射点的纬度差).
[学以致用]
(2025山东滨州模拟)新疆某地(43°N)根据“寿光
型”日光温室结构和参数建造温室(如图),发展越冬果菜
生产.但建成后效果不够理想.为充分利用光照,提高
增温效果,当地对该类型日光温室的参数和朝向进行适
当调整(注:tan235°≈0435).据此,完成1~2题.
1.对该地“寿光型”日光温室参数的调整方案最合理
的是 ( )
A.将D缩减到4m B.将D扩大到10m
C.将 H 缩减到3m D.将 H 扩大到5m
2.该地“寿光型”日光温室的朝向应调整为 ( )
A.南偏东 B.南偏西
C.东偏北 D.西偏北
解析:1.B 2.B [第1题,根据所学知识可知,该
地位于43°N,正午太阳高度最低是在冬至日,冬至
日太阳直射南回归线,计算可得正午太阳高度为
235°.根据冬至日正午太阳高度调整日光温室间
距(D),tan235°=H/D,计算可得日光温室间距应
不小于989m,这样能够保证日光温室在一年中都
能照到阳光;根据冬至日正午太阳高度调整日光温
室高度(H),tan235°=H/D,计算可得日光温室高
度应不高于218m,这样能够保证日光温室在一年
中都能照到阳光.第2题,为了让阳光更好地照入
温室,温室的朝向应该与正午时阳光的来向大体垂
直.根据太阳视运动规律,该地正午时太阳位于正
南方;该地区纬度较高,冬季寒冷,夜晚时间长;该
地午后温度最高,为保证能更好地接受阳光,提高
夜间棚内的温度,日光温室应面向正南略偏西.]
(2025江苏扬州考前模拟)某校地理小组开展
实践活动,对南京(32°N,119°E)、武汉(31°N,114°E)、广
州(23°N,113°E)、北京(40°N,116°E)四地的日月升
落、昼夜长短变化规律进行研究.9月29日中秋节
当晚,地理小组记录南京的月出时间约为北京时间
17:57.据此,完成3~4题.
3.中秋节武汉的月出地方时最接近 ( )
A.17:57 B.18:15
C.17:35 D.18:00
4.能正确示意北京、广州的昼长和正午太阳高度年变
化范围的是 ( )
解析:3.A 4.A [第3题,中秋节日落时月出,所以
南京(32°N,119°E)的月出时间约为北京时间17:57,此
时当地时间约为17:53.由于南京和武汉纬度差异不
大(可认为约同一纬度地区),同一天其昼夜长短相同,
日落的地方时相同,所以武汉日落的地方时也约为
17:53,A选项时间最为接近.第4题,广州位于北回
归线附近,夏至日存在直射现象,即正午太阳高度角达
到90°,北京位于北回归线以北,全年正午太阳高度角
不可能达到90°,排除B、C.北京纬度较广州更高,纬
度越高,昼夜长短的年变化幅度越大(图中表现为北京
所示的方框对应的横轴宽度更宽),A正确,D错.]
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高考总复习 地理