内容正文:
2026届高考一轮复习讲稿 地理宇航整理
课时5 正午太阳高度与四季五带
一、正午太阳高度
必备知识·教材认知
1.太阳高度角和正午太阳高度
(1)太阳高度角(h)
太阳光线与地平面的夹角(即太阳在当地的仰角),叫作太阳
高度角,简称太阳高度(如图甲中h所示)。
●太阳直射点上h=90°;晨昏线上h=0°。
●一天中太阳高度角的变化关于正午前后对称。
(2)正午太阳高度(H)
一天中太阳高度最大值出现在正午(即地方时12:00的太阳
高度角),称为正午太阳高度,其能影响太阳辐射的强弱。
2.正午太阳高度的变化规律
(1)纬度变化:
同一天,正午太阳高度从太阳直射点所在纬线向南北
两侧递减
时间
正午太阳高度的变化规律
春、秋分日
由赤道向南北两方降低
夏至日
由北回归线向南北两方降低
冬至日
由南回归线向南北两方降低
(2)季节变化
北半球节气
达最大值的地区
达最小值的地区
夏至日
北回归线及其以北的纬度带
南半球各纬度
冬至日
南回归线及其以南的纬度带
北半球各纬度
春、秋分日
赤道
南北两极点
必备知识·能力突破
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
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
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
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
(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方法
公式:H=90°-|两点纬度差|
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”;两点分别属于南北不同半球,则两点纬度相加。如图所示:
当太阳直射B点(10°N)时:
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'
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,此时当地的地方时是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。
●根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度;可判断该地纬度大小
(3)确定房屋的朝向
为了获得最充足的太阳光照,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)判断照进屋内阳光的多少
一般情况下,正午太阳高度越大,照射到房间里的面积越小,即夏季照射面积小,冬季照射面积大。
(5)判断日影长短及方向
①正午太阳高度越大,日影越短;反之,日影越长。太阳直射点上,物体的影子缩短为0;正午是一天中日影最短的时刻。
②日影朝向永远背离太阳的方向,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)。
(6)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)。
(7)计算热水器的安装角度
①集热板与地面之间的夹角和当天正午太阳高度角互余,如图,α+H=90°时效果最佳,则α=纬度差。
例如,北纬40°在夏至日时太阳能热水器与地面的倾角应该调整为40°-23°26′,在冬至日时倾角应该调整为40°+23°26′。
②一年内调整的幅度:即正午太阳高度的年变化幅度。
南、北回归线之间的地区,年变化幅度ΔH=23°26′+φ(φ为当地纬度);回归线与极圈之间的地区,年变化幅度恒为46°52′;从极圈到极点之间的地区,年变化幅度从46°52′逐渐降低至23°26′。
(8)判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度
一般情况下,由于阳坡正午太阳高度大,得到的光热多,阴坡得到的太阳光热少,因此在相同高度,阳坡温度较高,阴坡温度较低,从而影响到自然带在阳坡和阴坡的分布高度。
知能转化·真题研析
【2022·广东地理.8】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400 km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题。
1.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
【答案】1.D
【解析】第1题,在航天员驻留期间,太阳直射点始终位于两地以南,则两地每天正午太阳高度的差值始终为两地纬度之差,保持不变,故选D。
【2022·福建卷.7~8】非对称结构保温大棚的保湿被通常白天收卷至顶部,以便棚内作物进行光合作用,收卷的保温被在棚内地面形成遮阴带(下图)。陕西省某地理研学小组观测当地大棚正午地面遮阴带的年内变化(忽略收卷的保温被厚度影响),发现棚内地面遮阴带在2月26日出现,3月29日面积最大,一段时间后变小……据此完成下列要求。
2.棚内正午地面遮阴带面积开始变小的日期出现在( )
A.6月29日前后 B.9月15日前后
C.10月16日前后 D.12月14日前后
3.仅支撑柱高度增加1米,则棚内正午地面最大
遮阴带( )
A.出现日期提前,面积减小 B.出现日期提前,面积不变
C.出现日期推迟,面积增大 D.出现日期推迟,面积不变
【答案】2. B 3. D
【解析】第2题,根据所学知识,同一地区,太阳直射点纬度相同的日期,正午太阳高度角相同,根据材料2月26日棚内出现遮荫带,此后遮荫带面积逐渐增大,3月29日面积最大,此日后遮荫带面积不变,6月22日(夏至日)以后,太阳直射点南移,由于3月29日为春分日后8天左右,与该日正午太阳高度相同的日期为秋分日前8天左右,因此9月15日前后遮荫带面积最大,之后,随着太阳高度角继续降低,遮荫带移至棚外,棚内遮荫带开始变小,故B正确,ACD错误。该题选B。
第3题,根据材料棚内最大遮阴带的面积和南北屋面保温被的宽度有关,南北保温被,宽度范围越大,最大遮阴带面积最大,和支撑柱的高度无关,支撑柱变高时,最大遮阴带面积不变,但遮阴带全部移动到保温棚底部(此时面积最大)时的正午太阳高度角变大,出现的日期应比之前推迟,D正确,ABC错误。故选D。
【2023·天津卷.14~15】下图是我国某城市冬至日、夏至日及L日不同时刻的太阳高度及方位示意图。读图回答4~5题。
4.据图可以推知该城市可能为( )
A.成都 B.上海
C.昆明 D.广州
5.L日可能处于( )
A.1月上旬 B.4月中旬
C.7月上旬 D.10月中旬
【答案】4. D 5. B
【解析】第4题,读图,该城市夏至日正午太阳高度可达90°,位于23°26′N;京时间12:30时太阳高度最大,此时地方时为12时,由此计算该地地120°E以西7.5°即112.5°E,综上,该地的坐标为(23°26′N,112.5°E),最有可能是广州,D正确,ABC错误。故选D。
第5题,读图可知,L日当地北京时间约6时日出,约19时日落,昼长约为13时,此时直射点有北半球,AD错误;读图可以看出,夏至日当地正午太阳高度为90°,而L日当地正午太阳高度不到80°,表明L日太阳直射纬度与北回归线的纬度相差10°以上,由此推算,4月中旬的可能性大,7月上旬的可能性小,B正确,C错误。故选B。
【2025·湖南卷.15~16】中欧地区城市夏季常出现热浪天气,街道两侧建筑物和树木的阴影可缓解行人的热感,行人热感可用生理等效温度(P)衡量。图1示意中欧地区某市(48°N,8°E)一条东西向街道行道树布置,图2示意该街道某年夏至日(天气晴朗、风力微弱)当地时间9-15时P平均值的分布。tan65.5°≈2.19。据此完成下面小题。
6. 甲、乙两处P平均值的差异主要源于( )
A. 全时段两侧建筑物的遮阴 B. 上午西侧行道树的遮阴
C. 全时段东侧行道树的遮阴 D. 下午西侧行道树的遮阴
7. 同样情境下,若降低两侧建筑物高度至10米,乙、丙两处P平均值的差异将( )
A. 变小 B. 变大 C. 不变 D. 不确定
【答案】6. D 7. B
【解析】第6题,结合图2可知,甲处P平均值低于乙处,反映甲处生理等效温度低于乙处。主要原因是与乙处相比,甲处受到建筑物和行道树的遮挡更明显。结合材料,街道为东西走向,行道树排列方向与街道走向一致。当天为夏至日,该市(48°N)东北日出、西北日落,正午太阳位于正南。当地时间9-15时太阳的视运动轨迹为东南—正南—西南。由此分析,甲处上午受到东侧行道树遮阴、下午受到西侧行道树遮阴,D正确,BC错误。甲处全时段受到南侧建筑物的遮阴,A错误。故选D。
第7题,结合材料,当地位于欧洲48°N,夏至日太阳直射23.5°N。根据正午太阳高度的计算公式,可以得出夏至日当天当地的正午太阳高度H=90°-(48°-23.5°)=65.5°。若当地的南建筑物高度减小为10米,正午时南侧建筑物的影子长度大致为10米÷2.19=4.57米。根据图2,乙处位于南侧建筑物北方,距离约为6米,大于4.57米。正午时南侧建筑物不能为乙处遮阴,可以为丙处遮阴。因此乙处P平均值将变大,丙处P平均值无明显变化,乙、丙两处P平均值的差异将变大,B正确,ACD错误。故选B。
二、四季更替和五带划分必备知识·教材认知
1.四季更替
(1)成因
同纬度地区
昼夜长短的时间变化
正午太阳高度的时间变化
太阳辐射在一年中呈现有规律的变化
四季更替
(2)划分(以北半球为例)
类型
范围
春季
夏季
秋季
冬季
天文四季
过渡季节
一年内白昼最长、正午太阳高度最高的季节
过渡季节
一年内白昼最短、正午太阳高度最低的季节
气候四季
3、4、5月
6、7、8月
9、10、11月
12、1、2月
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递减。
(2)五带划分
知能转化·真题研析
【2024·北京卷.2-3】某中学以本地红花生长与应用为主题,开展跨学科学习系列活动。图1为活动方案略图,图2示意不同地区的景观。读图,完成8~9题。
8.采摘红花时,临近( )
A.雨水 B.小满
C.小暑 D.处暑
9.红花生长期间,同学们可观察的
现象是( )
A.白昼时间先变长后变短
B.太阳辐射强度逐渐减弱
C.日落方位先南移后北移
D.正午旗杆影长逐渐变长
【答案】8.C 9.A 【解析】第8题,采摘红花的时间在7月初,雨水的时间是在2月18—20日,A错误;小满的时间是在5月20—22日,B错误;小暑的时间是7月6—8日,C正确;处暑的时间是8月22—24日,D错误。
第9题,红花的生长期间是4月初到7月初,从4月初到夏至日太阳直射点不断北移,夏至日太阳直射北回归线,夏至日至7月初太阳直射点不断南移。其中夏至日这一天白昼时间最长,太阳辐射最强,日落方位最偏北,正午影长最短。4月初到夏至日北半球白昼时间变长,而夏至日到7月初北半球白昼时间变短,红花的生长期间白昼时间先变长后变短,A正确;太阳辐射先变强后变弱,B错误;日落方位先北移后南移,C错误;正午旗杆影长先变短后变长,D错误。
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