内容正文:
第一部分 自然地理
第二章 宇宙中的地球
课时9 正午太阳高度的变化
四季更替和五带划分
考点1 正午太阳高度的变化
1.读图填空,区分太阳高度及正午太阳高度。
2
太阳高度如图甲中的___,正午太阳高度如图乙中的___。
2.说出正午太阳高度变化的原因。
h
H
提示:黄赤交角的存在,太阳直射点的南北移动。
考点1
考点2
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3.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
太阳直射点
赤道
北回归线
南回归线
考点1
考点2
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(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 ______ 南北两极点
北回归线
南半球
南回归线
北半球
赤道
考点1
考点2
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方尖碑(下图)是阿根廷首都布宜诺斯艾利斯市(34.6°S)的地标,有游客在12月22日测得碑的影长为11.9米。(tan 30°≈0.57,
tan 60°≈1.73,tan 70°≈2.74,tan 80°≈5.67)。据此完成1~2题。
考点1
考点2
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1.12月22日当地时间10点时,方尖碑的影子朝向为( )
A.西北方
B.东北方
C.西南方
D.东南方
2.方尖碑的高度约为( )
A.55.8米 B.67.5米
C.72.0米 D.81.4米
√
√
考点1
考点2
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1.C 2.B [第1题,12月22日布宜诺斯艾利斯市(34.6°S)太阳于东南升,正午在正北,西南落,当地时间10点时太阳移动到东北方,故影子朝向西南方。第2题,方尖碑的高度约为11.9米×tan太阳高度,正午太阳高度=90°-当地与太阳直射点纬度差=90°-11.1°≈80°,故方尖碑的高度=11.9米×tan 80°≈67.5米。]
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(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。
考点1
考点2
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考点1
考点2
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(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
√
√
考点1
考点2
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【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→昼夜平分
(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太阳高度最高可推知乙地经度为115°E→甲地位于乙地东南
考点1
考点2
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真题再用
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。
提示:夏至日,甲地的正午太阳高度为68.5°,乙地的正午太阳高度为53.5°;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。
考点1
考点2
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1.正午太阳高度变化规律的分析
(1)看太阳直射点的位置,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。
考点1
考点2
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(2)看太阳直射点的移动,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。如下图所示:
考点1
考点2
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(3)看区域位置,归纳不同区域的正午太阳高度年变化规律
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
考点1
考点2
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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
考点1
考点2
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回归线至
极点之间 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
考点1
考点2
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(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回归线至极圈之间: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′。
考点1
考点2
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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。如下图所示:
考点1
考点2
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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°-AB纬度差=90°-(40°-10°)=60°。
C点(23°26′S)正午太阳高度:H=90°-BC纬度差=90°-(10°+23°26′)=56°34′。
考点1
考点2
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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。
考点1
考点2
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(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。
考点1
考点2
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(4)判断日影长短及方向
太阳直射点上,物体的影子缩短为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)。
考点1
考点2
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考点1
考点2
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(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)。
考点1
考点2
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(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。
考点1
考点2
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中山站(69.37°S,76.37°E)位于南极东部的普里兹湾拉斯曼丘陵沿岸,海拔约为15 m。下图示意某日中山站太阳高度变化。据此完成1~2题。
正午太阳高度的变化规律
考点1
考点2
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考点1
考点2
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1.该日最可能为( )
①3月21日 ②3月31日 ③9月15日 ④9月30日
A.①② B.③④
C.②③ D.①④
2.若该日后中山站昼渐短夜渐长,则北京( )
A.昼短夜长且昼渐短夜渐长
B.太阳日出方位为东偏南
C.正午太阳高度逐日变大
D.太阳日落方位为东偏北
√
√
考点1
考点2
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1.C 2.C [第1题,结合图示可知,日出时间约为 6:30,日落时间约为17:30,该日中山站昼长约为11小时,判断该日太阳直射点位于赤道以北地区,最可能为3月31日或9月15日,②③正确,C正确;3月21日为春分日,全球昼夜平分,9月30日太阳直射点位于南半球,①④错误,A、B、D错误。第2题,若该日后中山站昼渐短夜渐长,结合该日中山站昼长约为11小时,判断太阳直射点位于赤道以北,且向北移动,此时北半球昼长夜短,且昼渐长夜渐短,A错误;北京正午太阳高度逐日变大,C正确;太阳日出方位应为东偏北,B错误;日落方位为西偏北,D错误。]
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(2025·德州模拟)下图为我国杭州(30°N)某中学生居住的一栋楼房的俯视图,房间内在A侧靠窗有一书桌,房间外阳台装有壁挂太阳能集热器。据此完成3~4题。
正午太阳高度的应用
考点1
考点2
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3.该中学生在书桌的固定点观测,发现每年仅有一天通过窗户既可观察到日出也可看到日落,则该日接近的节气为( )
A.春分 B.夏至
C.秋分 D.冬至
4.如将太阳能集热器移至北京使用,则“可调节型支架”的长度和夏季集热器集热的时间变化分别为( )
A.长度缩短 集热时间变长
B.长度缩短 集热时间变短
C.长度拉长 集热时间变长
D.长度拉长 集热时间变短
√
√
考点1
考点2
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3.D 4.A [第3题,由图可知,书桌靠窗朝正南方向,如在书桌位置通过窗户可观察到日出和日落,这代表日出的方位为东偏南,日落的方位是西偏南,从设问中可知,每年仅有一天可以观察到这种现象,说明这一天日出时东偏南为最大的角度,日落时西偏南为最大的角度,也就是昼长最短的时间,对应的节气为冬至。第4题,北京纬度比杭州高,正午太阳高度变小,集热器与墙面夹角减小,所以“可调节型支架”的长度应缩短,C、D错误;集热器集热时间取决于昼长,夏季时北京比杭州昼长更长,集热时间变长,A正确、B错误。]
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考点2 四季更替和五带划分
1.四季更替
(1)四季更替的成因是什么?
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。
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(2)填表,掌握四季的划分。
四季根据有无极昼、极夜和有无阳光直射,可分为:
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
考点1
考点2
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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
春季
(3)不同温度带的四季更替状况分别是什么?
提示:温带四季分明;热带基本上是长夏无冬;寒带则冬季漫长,夏季短促。
考点1
考点2
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2.读图填图,认识五带的划分。
考点1
考点2
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3.四季和五带的联系及区别
四季和五带都是描述太阳辐射热量在地球上的分布。但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。具体区别如下:
考点1
考点2
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气象部门用五天平均气温的高低作为划分四季的指标;低于10 ℃的时间段为冬季,高于22 ℃为夏季,10~22 ℃为春秋两季。读某年立冬我国大陆部分各地季节状况图,回答 1~2题。
考点1
考点2
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1.形成图中我国各地在同一天出现三种季节的主要原因是( )
A.海陆热力性质差异 B.地形地貌差异
C.各地纬度差异 D.各地经度差异
2.为了使季节划分与气候变化相符合,现在北温带的许多国家在气候统计上一般认为冬季包含( )
A.10、11、12月 B.11、12、1月
C.12、1、2月 D.1、2、3月
√
√
考点1
考点2
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1.C 2.C [第1题,我国南北跨度大,不同纬度获得的太阳辐射量不同,纬度越高,获得的热量越少,气温越低,因此我国各地在同一天会出现三种季节的自然现象。第2题,北半球北温带大陆1月份一般是最冷的月份,所以北温带的许多国家在气候统计上一般认为冬季包含12、1、2月。]
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读地球与火星相关数据对比表,完成3~4题。
行星 质量(地
球为1) 体积(地
球为1) 公转
周期 自转
周期 赤道面与轨道面之间的交角
地球 1.00 1.00 1年 23时
56分 23°26′
火星 0.11 0.15 1.9年 24时
37分 23°29′
考点1
考点2
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3.与地球相比,火星上的( )
①恒星日较长
②太阳日与恒星日的差值较大
③恒星年时间较长
④回归年时间较短
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
√
考点1
考点2
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4.下列有关火星上的天文四季和五带的说法,正确的是( )
①北寒带纬度范围比地球大 ②南温带纬度范围比地球大 ③冬季时间比地球长 ④夏季时间比地球短
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
√
考点1
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3.A 4.A [第3题,表中的自转周期为真正周期,即恒星日,表中数据表明,火星比地球的自转周期长,因此火星上的恒星日较长,①正确;太阳日与恒星日的差值主要取决于行星公转和自转的角速度,两者自转周期相似,自转角速度相似,但火星公转周期大于地球,因此火星公转角速度小,相对于恒星日,太阳日自转的角度小,因此火星上两个周期差值较小,②错误;根据表中的公转周期可知,火星上的恒星年时间较长,③正确;回归年与恒星年差别不大,因此火星上回归年时间也较长,④错误。
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第4题,行星上的五带取决于赤道面与轨道面之间的交角,交角越大,寒带和热带范围越大,温带范围越小。表中信息表明,赤道面与轨道面之间的交角火星略大于地球,因此火星上的北寒带纬度范围比地球大,南温带纬度范围比地球小,①正确、②错误;由于火星公转周期是地球的近2倍,因此火星上的冬季时间和夏季时间都比地球长,③正确、④错误。]
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$$