内容正文:
课时9 正午太阳高度的变化、四季更替和五带划分
夯实·基础知识
任务驱动
任务1
1.h H
2.(1)太阳直射点 赤道 北回归线 南回归线
(2)北回归线 南半球 南回归线 北半球 赤道
3.提示:这种说法不对。赤道和北回归线之间的各地区在太阳直射时正午太阳高度最大,而不是在夏至日,但北回归线及其以北地区的正午太阳高度在夏至日时达到一年中的最大值。
任务2
1.提示:由于昼夜长短和正午太阳高度的时空变化,太阳辐射在一年中呈现有规律的变化。
2.春季
3.北寒 北温 热 南温 南寒
考教衔接
1.D 2.A [第1题,该地位于北半球,图中给出了二分日时(太阳直射赤道时)该地的正午太阳高度为54°,根据H=90°-|纬度差|可计算出当地的地理纬度为36°N,甲日太阳高度角最低,应为北半球的冬至日,此时太阳直射南回归线,H=90°-|36°N+23.5°S|=30.5°,D正确。第2题,甲日为北半球的冬至日,乙日为北半球的夏至日,该地位于北半球,夏至日正午太阳高度角更大,正午日影更短,②正确;昼长夜短,日落时间更迟,日落的地方时更晚,①正确;昼夜长短差值相同,③错误;因两日太阳直射点的纬度数相同,故晨线与经线夹角相同,④错误。综上所述,A正确。]
3.B 4.C [第3题,读图可知,该地某时段内正午日影朝向既有正南也有正北,说明该地在该时间段内太阳直射点大部分时间位于其南部,小部分时间位于其北部,该地位于赤道和北回归线之间,结合选项可知仅海口(20°N)符合,堪培拉纬度为35°S、乌鲁木齐纬度为42°N、布宜诺斯艾利斯纬度为34°S,均不符合,A、C、D错误。第4题,根据上题分析可知,该地位于赤道和北回归线之间,海口符合该情况。按照海口经纬度位置(20°N,110°E)计算,该地正午时,北京时间(120°E经线地方时,东八区区时)是12时40分,此时西四区区时是0时40分,全球新日期范围是从西四区向东到中时区再向东到东十二区,约占全球24个时区中的16.5个时区,超过三分之二,A错误;在该地正午影长最短日(太阳直射当地)至最长日,太阳直射点可能是从20°N先向北至北回归线再向南至南回归线,也可能是从20°N直接向南至南回归线,前者天津(39°N)正午太阳高度角最大值为74°26′,海口影长先变长后变短再变长,后者天津(39°N)正午太阳高度角最大值为71°,海口影长逐渐变长,B错误,C正确;在该地正午影长最短日(太阳直射当地)至最长日,太阳直射点可能是从20°N先向北至北回归线再向南至南回归线,也可能是从20°N直接向南至南回归线,南极秦岭科考站日出时太阳方位由东北转变为东南,当出现极昼时,正南方向日出,D错误。]
5.D 6.C [第5题,根据“立秋摘花椒,白露打胡桃,霜降摘柿子,立冬打软枣”可知,该地农产品有花椒、胡桃、柿子和枣,这些农作物为温带作物,且都是秋季收获,因此该地可能是我国北方地区的黄河中下游地区,D正确。第6题,相邻两个节气之间约为15天,春分为3月21日前后,计算可知立春为2月4日前后,立夏为5月5日前后;从2月4日到5月5日,太阳直射点一直往北移动,2月4日到3月21日在南半球,3月21日到5月5日在北半球,所以我国昼越来越长,日落时间应该越来越晚,A错误;太阳直射点逐渐向北移动,春分至立夏期间,赤道与北回归线之间有太阳直射的地区正午太阳高度角先变大、再变小,B错误;我国北方地区正午太阳高度角逐渐变大,正午日影逐渐变短,C正确;从立春到立夏期间,我国昼夜长短由昼短夜长到昼夜等长,再到昼长夜短,所以我国最北端与最南端昼长差值先变小后变大,D错误。]
培养·思维能力
典题研析
(1)D (2)A
变式延伸
提示:夏至日,甲地的正午太阳高度为68°26′,乙地的正午太阳高度为53°26′;此日两地均昼长夜短,且乙地的昼长比甲地长,夜长比甲地短。
素养练习
1.A 2.B [第1题,太阳直射点在南北回归线之间移动。离太阳直射点越近,该地正午太阳高度角越大;四个日期中,太阳直射点最接近南回归线时,海口市(20°N,110°E)的正午太阳高度最小,读图可知,①日期正午太阳高度角最小,且正午太阳位于正南方,说明此时太阳直射点最接近南回归线,A正确。第2题,③日期为太阳直射20°N,正午太阳高度角为90°,大于④日期,④日期该地正午太阳高度角较③日期小,A错误;④日期海口市太阳方位位于正北,太阳直射点位于20°N以北,日落方位更为偏北,此时白昼时间更长,B正确,C错误;④日期太阳直射点位于20°N以北,③日期太阳直射20°N,④日期昼夜时差更大,D错误。]
3.D 4.B [第3题,北京和杭州相比,北京的正午太阳高度小,在飞檐标准相同的情况下,室内获得光照的面积大;杭州的正午太阳高度大,在飞檐标准相同的情况下,室内获得光照的面积小。所以,为了夏季遮阳,北京的飞檐宽度较大;为了冬季采光,杭州的飞檐角度角较③日期小,故选D。第4题,若杭州某日正午图2中θ角为70°,即杭州(30°N)的正午太阳高度为70°,根据正午太阳高度角计算出此时太阳直射10°N,北半球昼长夜短,因此,晨线的走向为西北—东南走向;晨昏线与经线的夹角等于太阳直射点纬度的度数,等于10°,故选B。]
5.C 6.A 7.C [第5题,二十四节气是根据太阳在黄道,即地球绕太阳公转的轨道上的位置来划分的,它把太阳周年运动轨迹划分为24等份,每一等份为一个节气,分别对应地球在黄道上每运动15°所到达的空间位置,所以二十四节气能够反映地球在公转轨道上的位置,C正确;而地球公转地轴倾斜角度、地球自转的角速度变化均无法通过二十四节气推测,太阳是一颗恒星,根据所学知识可知,太阳无公转运动,A、B、D错误。第6题,地球公转轨道形状为近似正圆的椭圆轨道,太阳位于椭圆的一个焦点上,每年的1月初,地球位于公转轨道的近日点,此时公转速度最快;每年的7月初则位于远日点,此时公转速度最慢,地球由近日点向远日点运动时,公转速度变慢,由远日点向近日点运动时公转速度变快,因此不同日期的地球公转速度以近日点和远日点为中心对称,而夏至与大暑正好与远日点(7月初)相差的时间差别不大,故地球在夏至与大暑时的公转速度最接近,A正确;白露与寒露、小雪与大雪处在地球公转轨道从远日点向近日点移动期间,公转速度逐渐加快,因此白露与寒露、小雪与大雪的公转速度并不接近,B、C错误;清明与惊蛰处在地球公转轨道从近日点向远日点移动期间,公转速度逐渐变慢,因此二者的公转速度并不接近,D错误。第7题,四个选项分别描述春夏秋冬四季。立冬节气属于北半球的深秋季节,因此可能发生“纷纷红叶满阶头”的深秋落叶景观,C正确;“律回岁晚冰霜少,春到人间草木知”描写的是春季,“更无柳絮因风起,惟有葵花向日倾”描写的是夏季,“千杯浊酒吟风月,梅影疏香入栅栏”描写的是冬季,A、B、D错误。]
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课时9 正午太阳高度的变化、四季更替和五带划分
——总结正午太阳高度的变化规律
1.填空:区分太阳高度及正午太阳高度。
太阳高度如图甲中的________,正午太阳高度如图乙中的________。
2.填表:总结正午太阳高度的变化规律。
(1)纬度变化:同一时刻,各地正午太阳高度从______________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________向南北两侧递减
夏至日
由____________向南北两侧递减
冬至日
由____________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
____________及其以北各纬度
________
各纬度
冬至
____________及其以南各纬度
__________各纬度
春、秋分
________
南、北极点
3.辨析:夏至日北半球各地正午太阳高度达到了一年中的最大值,这种说法对吗?为什么?
——理解并掌握四季更替和五带划分
1.简答:写出四季更替的成因。
2.填表:掌握四季的划分。
天文
四季
夏季
一年内白昼最长、正午太阳高度最高的季节
冬季
一年内白昼最短、正午太阳高度最低的季节
春季、秋季
冬、夏季节的过渡季节
北温带许多国家的四季
3、4、5月为________,依次类推,每三个月为一个季节
3.填图:认识五带的划分。
选择性必修1教材图1.15变式
下图为某同学在学习地球运动相关知识及查阅相关资料后,绘制的某地二分二至日太阳视运动示意图。据此完成1~2题。
1.该地甲日的正午太阳高度角为( )
A.23.5° B.45°
C.36° D.30.5°
2.与甲日相比,乙日该地( )
①日落地方时更晚 ②正午日影更短 ③昼夜长短差值更大 ④晨线与经线夹角更大
A.①② B.①③
C.①④ D.②④
选择性必修1教材活动变式
下图为某地某时段内正午日影长短和朝向变化图。据此完成3~4题。
3.该地最可能位于( )
A.堪培拉 B.海口
C.乌鲁木齐 D.布宜诺斯艾利斯
4.在该地正午影长最短日至最长日之间( )
A.该地正午时,全球约一半地区是新日期
B.天津正午太阳高度角最大值约为66°34′
C.该地影长先逐渐变长再变短再变长
D.南极秦岭科考站日出时太阳方位由东南转变为东北
选择性必修1教材自学窗变式
二十四节气是古代人民通过观察太阳周年运动,认知一年中时令、气候、物候等方面变化规律所形成的知识体系。下图为我国二十四节气时地球在公转轨道的位置示意图。据此完成5~6题。
5.某地农业生产中有“立秋摘花椒,白露打胡桃,霜降摘柿子,立冬打软枣”的说法,该地可能是( )
A.江淮地区 B.青藏地区
C.西南地区 D.黄河中下游地区
6.2024年立春到立夏期间( )
A.我国日落时间越来越早
B.北半球正午太阳高度角增大
C.我国北方地区正午日影逐渐变短
D.我国最北与最南端昼长差值变小
1.正午太阳高度变化规律的分析
(1)看直射点的位置,比较正午太阳高度大小
记忆口诀“远小近大”:即距离太阳直射点所在的纬线越远,正午太阳高度越小;距离越近,则正午太阳高度越大。
(2)看直射点的移动,确定正午太阳高度的变化
记忆口诀“来增去减”:即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。如下图所示:
(3)看区域位置,归纳不同区域的正午太阳高度年变化规律
(4)看纬度位置,总结正午太阳高度的年变化幅度
①南、北回归线之间:纬度越高,正午太阳高度的年变化幅度越大(由23°26′增大到46°52′),赤道上的正午太阳高度年变化幅度为23°26′,回归线上的正午太阳高度年变化幅度为46°52′。
②回归线与极圈之间:各纬度正午太阳高度的年变化幅度相同(均为46°52′)。
③极圈以内地区:纬度越高,正午太阳高度的年变化幅度越小(由46°52′减小到23°26′),极圈上的正午太阳高度年变化幅度为46°52′,极点上的正午太阳高度年变化幅度为23°26′。
2.正午太阳高度的计算方法
公式:H=90°-|两点纬度差|。
“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,则两点纬度数“大数减小数”;两点分别属于南、北半球,则两点纬度数相加。如图所示。
当太阳直射B点(10°N)时,A点和C点的正午太阳高度计算如下:
A点(40°N)正午太阳高度:H=90°-|A、B点纬度差|=90°-|40°-10°|=60°。
C点(23°26′S)正午太阳高度:H=90°-|B、C点纬度差|=90°-|10°+23°26′|=56°34′。
3.正午太阳高度的应用
(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,此时当地的地方时为12时。
(2)判断所在地区的纬度
当太阳直射点位置一定时,如果知道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。
(3)确定房屋的朝向
为了获得充足的太阳光照,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,物体的影长缩短为0;正午太阳高度越大,日影越短;反之,日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。日影永远朝向背离太阳的方向,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,夏至日日影最短;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,冬至日日影最短;南、北回归线之间的地区,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)。
(5)计算楼间距、楼高
为了保证一楼全年有阳光照射,北回归线以北地区建楼房时,两楼之间的最短距离应大于L=h·cot H(H: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,如上图,α+H=90°时效果最佳。
4.地球运动中关于季节判断的依据
项目
北半球冬季
北半球夏季
地球公转规律
位于近日点附近,公转速度快
位于远日点附近,公转速度慢
直射点位置
太阳直射南半球
太阳直射北半球
昼夜长短变化
12月22日前后,北半球昼最短,夜最长;南半球相反
6月22日前后,北半球昼最长,夜最短;南半球相反
正午太阳高度
12月22日前后,由南回归线向南北两侧递减;南回归线及其以南地区达一年中最大值,物影最短
6月22日前后,由北回归线向南北两侧递减;北回归线及其以北地区达一年中最大值,物影最短
太阳升落方位
东南升,西南落(极昼、极夜区域除外)
东北升,西北落(极昼、极夜区域除外)
日出、日落时间
北半球各地日出时间晚于地方时6时,日落时间早于地方时18时;南半球各地日出时间早于地方时6时,日落时间晚于地方时18时
北半球各地日出时间早于地方时6时,日落时间晚于地方时18时;南半球各地日出时间晚于地方时6时,日落时间早于地方时18时
(2023·海南卷)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。
(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
(2)甲地位于乙地( )
A.东南 B.西南
C.东北 D.西北
【解题导引】
(1)图中甲地太阳正东升起、正西落下→该日应为春分日或秋分日→昼夜等长
(2)此日为二分日→太阳直射赤道→地方时6时日出→依据甲地北京时间5:40日出,可推出甲地位于125°E→依据甲地日影朝正北时杆长等于影长,可推知甲地纬度为45°N;依据图中乙地正午太阳高度30°可推知乙地纬度为60°N→依据乙地北京时间12:20太阳高度最大,可推知乙地经度为115°E→甲地位于乙地东南
【尝试解答】 (1)________ (2)________
结合上述材料信息,计算甲、乙两地夏至日时的正午太阳高度,并判断该日两地的昼夜长短状况。
正午太阳高度的变化规律
(2025·南通开学考试)下图为海口市(20°N,110°E)某地理兴趣小组绘制的当地四个日期正午太阳光线示意图。读图,完成1~2题。
1.四个日期中,太阳直射点最接近南回归线的是( )
A.① B.②
C.③ D.④
2.与③日期相比,④日期该地( )
A.正午太阳高度角更大 B.日落方位更为偏北
C.白昼时间更短 D.昼夜时差更小
正午太阳高度的应用
(2024·宁波三模)飞檐是指屋檐的檐部向上翘起,是一种考虑室内光照和建筑美观的中国传统建筑特色,是我国古代劳动人民智慧的结晶。图1为飞檐景观,图2示意飞檐光照原理。据此完成3~4题。
3.从光照角度分析,杭州(30°N)与北京(40°N),同样高度房屋“飞檐”设计的差异是( )
①为了夏季遮阳,北京的飞檐宽度较大
②为了冬季采光,北京的飞檐角度较大
③为了夏季遮阳,杭州的飞檐宽度较大
④为了冬季采光,杭州的飞檐角度较大
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
4.若杭州某日正午图2中θ角为70°,则该日地球上晨线的走向及与赤道上经线的夹角约为( )
A.西北—东南走向,20°
B.西北—东南走向,10°
C.东北—西南走向,20°
D.东北—西南走向,10°
四季更替与二十四节气
(2025·牡丹江开学考试)二十四节气是我国历法中的特定节令,每个节气均有其独特的含义。二十四节气准确地反映了自然节律变化,在人们日常生产、生活中发挥了极为重要的作用。下图为二十四节气的划分示意图。据此完成5~7题。
5.二十四节气能够反映( )
A.地球公转地轴倾斜角度
B.地球自转的角速度变化
C.地球在公转轨道上的位置
D.太阳公转的角速度变化
6.下列地球公转速度最接近的两个节气是( )
A.夏至与大暑 B.白露与寒露
C.小雪与大雪 D.清明与惊蛰
7.下列与立冬节气相符的诗句是( )
A.律回岁晚冰霜少,春到人间草木知
B.更无柳絮因风起,惟有葵花向日倾
C.昨夜清霜冷絮裯,纷纷红叶满阶头
D.千杯浊酒吟风月,梅影疏香入栅栏
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