内容正文:
第2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 P36
[自主盘点]
正午太阳高度的变化
1.概念
(1)太阳高度:太阳光线与地平面之间的夹角,叫做太阳高度角,简称太阳
高度.
(2)正午太阳高度角:一天中太阳高度最大值出现在正午,称为正午太阳高
度角.
2.变化原因:黄赤交角的存在,太阳直射点的南北移动.
3.变化规律
(1)纬度变化
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递减
时间 正午太阳高度的变化规律
春秋分日 由赤道向南北两侧递减
夏至日 由北回归线向南北两侧递减
冬至日 由南回归线向南北两侧递减
(2)季节变化
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.
学生用书 P36
考点一 正午太阳高度的变化规律
[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
44
高考总复习 地理(XJ)
◆[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.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1~2题.
1.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
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[第一部分] 第二章 宇宙中的地球与地球运动
2.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:1.A 2.A [第1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2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.]
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]
(2022浙江6月选考)我国某中学生在学校
附近通过天文观测,绘制出北极星光线与正午太阳
光线之间夹角α的年变化曲线,如图为该曲线示意
图.完成(1)~(2)题.
(1)符合“昼变短,夜比昼长”条件的时段是 ( )
A.甲至乙 B.乙至丙
C.丙至丁 D.丁至戊
(2)丙日,对应的北极星光线和正午太阳光线位置
关系正确的是 ( )
A.① B.② C.③ D.④
◆[审答流程]
文
字
信
息
我国某中学生在学校附近通过天文观测,绘制
出北极星光线与正午太阳光线之间夹角α的
年变化曲线.指出了该曲线的含义.
图
表
信
息
①曲线示意图中,北极星光线与正午太阳光线
之间夹角α的年变化曲线,甲、戊最大,丙最
小,乙、丁为平均值,丙为夏至日,甲、戊为冬至
日,乙为春分日,丁为秋分日.
②北极星光线与正午太阳光线之间夹角α随时
间的变化,夹角α在图中丙时间节点最小.
③北极星光线、正午太阳光线、地平面之间的关系.
[解析] 第(1)题,根据所学知识可知,北极星光线与地
面的夹角为当地的纬度,正午太阳高度在夏至日达到最
大值,所以北半球北极星光线与正午太阳光线的夹角α,
在夏至日达到最小值,冬至日达到最大值.根据图示信
息可知,丙为夏至日,甲、戊为冬至日,乙为春分日,丁为
秋分日,北半球符合“昼变短,夜比昼长”的是秋分日到
冬至日,应是图中的丁至戊.第(2)题,根据上题分析可
知,丙为夏至日,太阳直射点位于北回归线,北极星光线
与地面的夹角为当地纬度,正午太阳高度为90°减去所
在地与北回归线的纬度差,所以夏至日北极星光线与正
午太阳高度的和为113.5°,①④错误;北极星光线与地
面的夹角为58°,当地纬度为58°N,我国最北端纬度位置
约为53°N,不符合,②错误;北极星光线与正午太阳高度
的和为113.5°,且北极星与地面的夹角为36°,纬度位置
为36°N,符合我国的纬度范围,③正确.
[答案] (1)D (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.
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)
64
高考总复习 地理(XJ)
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.]
杭州(30°N)某同学对传统的太阳能热水器进行
改造(如图).据此,完成3~5题.
3.12月22日正午,为使热水器受热最多,需调节活
动支架,使热水器集热板与水平面的夹角为 ( )
A.23°26′ B.36°26′
C.53°26′ D.66°26′
4.一年中,活动支架最短的日期是 ( )
A.春分日 B.夏至日
C.秋分日 D.冬至日
5.该同学将太阳能热水器支架改造成可以升降的活
动方式,主要依据的地理原理是 ( )
A.正午太阳高度的纬度变化规律
B.正午太阳高度的经度变化规律
C.正午太阳高度的季节变化规律
D.昼夜长短的季节变化规律
解析:3.C 4.B 5.C [第3题,由图可知,太阳光
线与太阳能热水器集热板垂直,太阳能热水器支架与
地面夹角与当地正午太阳高度角互余,根据正午太阳
高度角公式 H=90°-纬度差(当地纬度与太阳直射点
纬度之差),因此太阳能热水器支架与地面的夹角就是
纬度差.12月22日是冬至日,太阳直射南回归线,杭
州的纬度是30°N,故此时杭州与太阳直射点之间的纬
度差是23°26′+30°=53°26′.第4题,由图可知,太阳
光线与太阳能热水器集热板垂直,太阳能热水器支
架与地面夹角与当地正午太阳高度角互余,根据正
午太阳高度角公式 H=90°-纬度差(当地纬度与
太阳直射点纬度之差),因此太阳能热水器支架与
地面的夹角就是纬度差.因此正午太阳高度角越
大,热水器支架与地面的夹角越小,图中活动支架
高度越短.杭州位于北回归线以北地区,夏至日正
午太阳高度角最大,因而此时活动支架长度最短.
第5题,根据上题的分析,太阳能热水器支架高低
调节取决于正午太阳高度角的变化.因此正午太
阳高度角的季节变化规律是影响太阳能热水器支
架高度调节的主要影响因素.]
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[第一部分] 第二章 宇宙中的地球与地球运动