第一章 第二节 课时3 正午太阳高度角的变化(Word教参)-【步步高】2024-2025学年高二地理选择性必修第一册学习笔记（中图版）

本讲义聚焦“正午太阳高度角的变化”核心知识点，以太阳高度角概念为起点，通过公式H=90°-纬度差推导计算方法，结合太阳直射点移动分析时空变化规律，再延伸至地方时确定、房屋朝向等实际应用，辅以口诀总结和案例示例，构建从基础到应用的学习支架。 资料以综合思维为主线，通过“公式推导+实例计算”整合理论，如深圳“立竿无影”现象、杭州楼间距计算等案例培养地理实践力；练习题覆盖不同纬度情境，课中助力教师讲解规律，课后帮助学生巩固应用，有效弥补知识盲点。

课时3　正午太阳高度角的变化 课程标准 结合实例，说明地球运动的地理意义。 学习目标 结合示意图，分析正午太阳高度角的季节变化、纬度分布规律，解释生产、生活中的实际问题。(综合思维) 1．太阳高度角 名称 概念 图示 说明 太阳高度角 太阳光线与地平面的夹角 在晨昏线上，太阳高度角是0° 2.正午太阳高度角 (1)概念 名称 概念 图示 说明 正午太阳高度角 一天中太阳高度角的最大值出现在正午，称为正午太阳高度角 正午时刻(当地地方时为12时)的太阳高度角最大，此时，太阳直射点位于该地所在经线上 (2)计算方法 公式 H＝90°－两点纬度差 含义 H：观测点的正午太阳高度角； 两点：太阳直射点、观测点； 纬度差：若两点在同一半球，用较高纬度减去较低纬度；若两点分属于南、北半球，将两点的纬度求和。如下图所示： 示例 当太阳直射B点(10°N)时，A点(30°N)正午太阳高度角是HA＝90°－＝90°－(30°－10°)＝70°。 当太阳直射B点(10°N)时，C点(23°26′S)正午太阳高度角是HC＝90°－＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′ (3)变化原因：太阳直射点的南北移动。 (4)变化规律 ①纬度(空间)变化：同一时刻，距直射点所在纬度越近，正午太阳高度角越大；距直射点所在纬度越远，正午太阳高度角越小。如下图所示： 节气 太阳直射纬线 正午太阳高度角的纬度变化 春、秋分 赤道 由赤道向两极递减 夏至 北回归线 由北回归线向南北两侧递减 冬至 南回归线 由南回归线向南北两侧递减 ②季节变化 地区 达全年最大值 达全年最小值 北回归线及其以北地区 夏至日 冬至日 南回归线及其以南地区 冬至日 夏至日 南北回归线之间地区 赤道至北回归线之间 太阳直射时(一年中有两次太阳直射，达90°) 冬至日 赤道至南回归线之间 太阳直射时(一年中有两次太阳直射，达90°) 夏至日 赤道 春分日、秋分日 冬至日、夏至日 (5)影响：造成地球表面不同地区太阳辐射的强度不同。 (6)应用 ①确定地方时：当某地太阳高度角达到一天中的最大值时，日影最短，当地的地方时是12时。 ②确定房屋的朝向：北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；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：太阳高度角越大，影子越短；太阳高度角越小，影子越长。一天中日影的变化规律：日出、日落最长，正午最短，且日影方向与太阳方位相反。 ④计算楼间距 一般来说，纬度较低的地区，楼间距较近；纬度较高的地区，楼间距较远。解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度角，并计算影长。以我国为例(见下图)，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度角为H，则最小楼间距L＝h·cotH。 ⑤计算太阳能热水器安装角度 使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直，其倾角和正午太阳高度角的关系为α＋h＝90°(如下图)。 1．“远小近大”：距离太阳直射点所在纬线越远，正午太阳高度角越小；距离越近，则越大。 2．“来增去减”：太阳直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度角增大，移去则减小。 3．“同线相等”：同一纬线上，同一日正午太阳高度角相等。 4．“对称规律”：以太阳直射点所在纬线为对称轴，南北对称的两条纬线，正午太阳高度角相等。 11月22日，某地理研究性学习小组在观测房屋采光状况时，发现甲楼阴影恰好投在乙楼中央挡住乙楼1～3层中部(如图所示)，该地纬度为31.8°N、经度为117.2°E。 1．[综合思维]12月22日，该地理小组再次观测，发现甲楼阴影投在乙楼的层数，发生了怎样的变化？ 答案　甲楼阴影投在乙楼的层数明显增加，高于原来的1～3层。 2．[地理实践力]12月22日之后，甲楼阴影投在乙楼的层数将会怎样变化？ 答案　甲楼阴影投在乙楼的层数将逐渐变小，甲楼影长变短，甚至遮挡不住乙楼。 3．[综合思维]造成这种变化的主要原因是什么？ 答案　太阳直射点的南北移动。 下图为“我国某地春分日时正午太阳与头顶夹角示意图”。据此回答1～3题。 1．该地该日正午太阳高度角是(　　) A．28° B．62° C．90° D．0° 2．该地的地理纬度是(　　) A．18°N B．28°N C．32°N D．52°N 3．次日该地正午太阳高度角将(　　) A．变大 B．变小 C．不变 D．不确定 答案　1.B　2.B　3.A 解析　第1题，据图可以判断该地该日正午太阳高度角为90°－28°＝62°。第2题，根据正午太阳高度角计算公式可知，当地纬度为28°。第3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角将变大。 (2024·江西南昌期末)下图为“某日正午海口(20°N)某住宅小区景观示意图”。据此完成4～5题。 4．该日最接近(　　) A．3月10日 B．6月30日 C．9月10日 D．12月30日 5．为获得最佳光效，该日该地楼顶的太阳能集热板与楼顶水平面可调整为(　　) A．18° B．36° C．54° D．72° 答案　4.C　5.A 解析　第4题，根据图示，该日海口正午太阳高度角为72°，且太阳位于海口南面，海口的纬度为20°N，根据正午太阳高度角H＝90°－纬度差，计算可知该日太阳直射点的纬度为2°N。因此该日最接近9月10日。3月10日时太阳直射点位于赤道以南，6月30日时太阳直射点接近北回归线，12月30日时太阳直射点接近南回归线。因此C正确。第5题，太阳能集热板与楼顶水平面的夹角与正午太阳高度角互余，该日海口正午太阳高度角为72°，因此太阳能集热板与楼顶水平面的夹角可调整为18°。A正确。 (分值：63分) (选择题1～9题，每小题3分，共27分) (2024·贵州贵阳月考)深圳市某校(22°27′N,114°E)组织学生开展正午太阳高度角测量的地理实践活动。完成1～2题。 1．同学们每天的测量时间应为北京时间(　　) A．11：24 B．11：36 C．12：00 D．12：24 2．6月18日正午，他们发现学校的旗杆出现“立竿无影”的现象。此现象在深圳一年内会出现两次，另一次可能发生在(　　) A．7月14日前后 B．6月26日前后 C．6月14日前后 D．7月26日前后 答案　1.D　2.B 解析　第1题，深圳的地方时是114°E的地方时，北京时间是东八区的区时，即120°E的地方时，北京时间比深圳的地方时早24分钟，深圳正午就是深圳地方时12时，此时北京时间是12：24，选D。第2题，“立竿无影”就是太阳直射现象，由材料可知，6月18日深圳出现太阳直射现象，是在夏至日(6月22日前后)前4天，出现另一次太阳直射现象的时间应该在夏至日之后4天，即在6月26日前后，选B。 (2024·山西大同阶段练习)下图为“浙江省某地的汽车停车场示意图”，箭头①②③代表二分二至日的正午太阳光线。读图，完成3～4题。 3．正午平顶遮阳棚的影子达到最大时，正值当地的(　　) A．春分日 B．夏至日 C．秋分日 D．冬至日 4．图中，箭头P指示的方位是(　　) A．东 B．南 C．西 D．北 答案　3.D　4.D 解析　第3题，根据材料，箭头①②③代表二分二至日的正午太阳光线。据图可知，①太阳高度最大，为夏至日；③太阳高度最小，为冬至日；②为春、秋分日。正午平顶遮阳棚的影子达到最大时，即正午太阳高度最小时，正值当地的冬至日。第4题，由材料可知，该地位于浙江省，在北回归线以北地区。结合图示信息可知，箭头P指示的方位是北。 杭州(30°N)某同学对传统的太阳能热水器进行改造(如下图)设计：将太阳能热水器集热板装在一个大玻璃箱里，并将热水器的支架改造成活动形式，正午太阳高度角与集热板和地面的夹角保持互余。据此回答5～7题。 5．12月22日杭州的节气及正午太阳高度角为(　　) A．正值夏至，正午太阳高度角为83°26′ B．正值春分，正午太阳高度角为60° C．正值冬至，正午太阳高度角为36°34′ D．正值夏至，正午太阳高度角为90° 6．为了充分利用太阳能，尽可能使一年内正午太阳光线与集热板保持垂直，结合二分二至日正午太阳高度角，则集热板与地面夹角的调整幅度为(　　) A．23°26′ B．30° C．46°52′ D．60° 7．一年中，活动支架最矮的日期是(　　) A．春分日 B．夏至日 C．秋分日 D．冬至日 答案　5.C　6.C　7.B 解析　第5题，冬至日(12月22日前后)太阳直射南回归线(23°26′S)，杭州的节气为冬至；正午太阳高度角H＝90°－(30°＋23°26′)＝36°34′，选C。第6题，杭州纬度为30°N，介于北回归线与北极圈之间，该纬度范围内正午太阳高度角的年变幅(一年中正午太阳高度角的最大值与最小值之差)为46°52′，选C。第7题，一年中，活动支架最矮的日期即为正午太阳高度角最大的时期，该地纬度为30°N，夏至日时正午太阳高度角达到一年中的最大值，选B。 (2023·河北沧州期中)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我国传统建筑特色，是我国古代劳动人民智慧的结晶。下图示意飞檐光照原理。据此完成8～9题。 8．从室内光照的角度考虑，“飞檐”设计的主要目的是(　　) A．扩大夏季遮阳的面积 B．扩大冬季采光的面积 C．缩小夏季遮阳的面积 D．缩小冬季采光的面积 9．若屋顶高度不变，与北京相比，在浙江采用“飞檐”设计应做的调整是(　　) ①飞檐长度不变，加大飞檐翘起角度　②飞檐翘起角度不变，缩短飞檐长度　③飞檐长度不变，缩小飞檐翘起角度　④飞檐翘起角度不变，加长飞檐长度 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 答案　8.B　9.A 解析　第8题，读图可知，普通屋顶和飞檐屋顶对夏季正午阳光的影响相差不大，故A、C选项错误；根据材料和读图可知，普通屋顶冬季射入室内的太阳光线较少，因我国冬季太阳高度角小，屋檐的檐部向上翘起，可以使冬季射入室内的太阳光的面积增加，故B选项正确。第9题，浙江的纬度低于北京，所以浙江的冬季太阳高度角大于北京。若屋顶高度不变，飞檐长度不变，由于浙江的太阳高度角较大，应该加大飞檐翘起的角度，扩大冬季采光的面积，①正确，③错误；若飞檐翘起的角度不变，浙江冬季太阳高度角较大，应缩短飞檐长度，使得室内采光的面积扩大，②正确，④错误。故选A。 (选择题10～15题，每小题4分，共24分) (江苏地理)下图为“某地二分二至日太阳视运动示意图”。读图回答10～11题。 10．线①所示太阳视运动轨迹出现时的节气为(　　) A．春分 B．夏至 C．秋分 D．冬至 11．该地所属省级行政区可能是(　　) A．琼 B．新 C．苏 D．赣 答案　10.D　11.B 解析　第10题，根据题意分析，图的中心为观测者的位置，视运动轨迹与NS线交点处的度数为四个节气的正午太阳高度，可以看出线①所示太阳视运动轨迹出现的正午太阳高度最小，为冬至日，D对。第11题，根据图示，该地冬至日正午太阳高度为23°左右，根据正午太阳高度的计算公式计算可知，当地纬度为44°N左右，新疆(新)的纬度位置符合，故B对。 读“某地某时期正午日影长短和朝向变化示意图”，回答12～13题。 12．该地可能位于(　　) A．20°N B．20°S C．30°N D．30°S 13．该地正午日影最短时，郑州(　　) A．正午太阳高度角最大 B．昼夜均分 C．正值高温多雨的季节 D．正值寒冷干燥的季节 答案　12.B　13.D 解析　第12题，正午日影朝向与太阳的位置背向分布，结合图示和太阳直射点移动规律知，太阳大部分时间在该地以北，短时间在其以南，20°S符合图示要求。第13题，该地正午日影最短时，太阳直射该地，为北半球冬季，郑州正值寒冷干燥的季节。 (2024·西藏拉萨期末)日晷是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器，一般由晷针和晷盘组成。晷针垂直于太阳视运动的轨道平面，上端指向北极星方向。在晷盘面上刻画出12个大格，每个大格代表两个小时，当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷盘面，以此来显示时刻。回答14～15题。 14．天津校园内日晷仪晷针的影子，在夏至日晴天时移动的方向应是(　　) A．由西北逆时针转向东北 B．由西北顺时针转向东北 C．由西南逆时针转向东南 D．由西南顺时针转向东南 15．若图示日晷仪由天津移至上海使用时，晷盘与地面的夹角应该(　　) A．增大 B．减小 C．不变 D．按日期做调整 答案　14.D　15.A 解析　第14题，夏至日天津太阳日出东北方、正午在正南方、日落西北方，影子与太阳方位相反，则日晷仪晷针的影子由西南顺时针转向东南，故D项正确。第15题，北半球各地看北极星的仰角等于当地的地理纬度，又因为晷针指向北极星、垂直于晷盘，故晷盘与地面的夹角＝90°－当地地理纬度；天津纬度高于上海，将日晷仪移到上海后，该夹角应该增大。 16．(2023·辽宁营口期中)图1、图2表示同一时刻地球上两区域昼夜分布情况。据此回答下列问题。(12分) (1)图1所示时刻，太阳直射点的地理坐标是______________。(2分) (2)该日，正午太阳高度角随纬度的变化规律是__________________________。(2分) (3)该日，Q、P两地的夜长大小关系是____________________，M地昼长为________。(4分) (4)对跖点是关于地心的对称点，Q地的对跖点是________，在图中画出该日Q地的对跖点的太阳高度角随时间变化的情况。(用折线，并标出正午太阳高度角数值)(4分) 答案　(1)(21°S,105°W)　(2)由21°S向南北两侧降低　(3)Q地夜长大于P地夜长　16小时　(4)(69°S,75°E)　绘图如下： 解析　(1)图1所示时刻，69°N出现极夜现象，太阳直射21°S,105°W为太阳直射点所在经线，故太阳直射点的地理坐标是(21°S,105°W)。(2)该日，太阳直射21°S，正午太阳高度随纬度的变化规律是由21°S向南北两侧降低。(3)该日，Q地有极夜现象，P地无极夜现象，Q地夜长大于P地夜长；此时Q地是正午12时(105°W)，可以计算M地(135°E)地方时是4时，即日出时间是4时，昼长为16小时。(4)对跖点是关于地心的对称点，两地经度之和为180°，且位于同一经线圈两条相对的经线上，即Q地对跖点位于75°E经线；对跖点两地纬度南北相反，度数相同，即Q地对跖点位于69°S纬线。此日Q地的对跖点出现极昼现象，0时日出，24时日不落，在地平线上。根据正午太阳高度计算公式，Q地对跖点正午太阳高度是42°。 学科网（北京）股份有限公司 $