专题三 正午太阳高度的变化与计算——2026届高考地理二轮复习经典题型提分训练

专题三 正午太阳高度的变化与计算 一、选择题 下图为某平直河道河流剖面示意图，该河段沉积物主要受地转偏向力影响，图中箭头为春分日该地正午阳光照射情况。据此完成下面小题。 1.该河段河流流向为（ ） A.自南向北 B.自北向南 C.自西向东 D.自东向西 2.该日后6个月内，图中遮蔽区面积变化为（ ） A.先增后减 B.先减后增 C.一直减小 D.一直增大 北京（40°N，116°E）一学生对太阳能热水器进行了改造（如下图），将支架改造成活动方式（使热水器吸热面与地面的夹角α能够根据正午太阳高度角大小进行调节）。完成下面小题。 3.9月23日，为使热水器有最好的效果，调节支架使热水器吸热面与地面的夹角是（ ） A.23.5° B.40° C.50° D.66.5° 4.一年中，活动支架最高的日期是（ ） A.春分日 B.夏至日 C.秋分日 D.冬至日 下图为北半球某地正午太阳高度年变化示意图，该地正午太阳高度年变化幅度为33.5°。据此完成下面小题。 5.该地纬度为（ ） A.5°N B.10°N C.15°N D.20°N 6.②到③期间（ ） A.该地日出方位逐渐偏北 B.该地正午日影逐渐变长 C.该地日落时刻逐渐提早 D.该地昼长先变长后变短 小明同学家位于北京市（40°N，116°E）某小区，书房的落地窗朝南，采光良好。二分二至日中的某日，小明同学测得当天的正午太阳高度角约为26°。据此完成下面小题。 7.该日是北半球的（ ） A.春分日 B.夏至日 C.秋分日 D.冬至日 8.该日后的2个月内，书房内正午时地面的光照面积（ ） A.逐渐增加 B.逐渐减小 C.先增加后减小 D.先减小后增加 河南登封市古观星台（34°26′N，113°E）院中的周公测景台，是我国古代用于观测日影的天文仪器，由表（直立的柱子）和圭（与表相连的石座）组成。当太阳光照射在表上时，一年中仅有一天的正午时刻地面上没有表的影子。图1为周公测景台景观图，图2为二分二至日正午周公测景台光照示意图。据此完成下列小题。 9.太阳光与地面的夹角θ发生周期性变化的根本原因（ ） A.太阳方位 B.昼夜长短变化 C.地球自转 D.黄赤交角存在 10.当该圭基座之外的地面上正午时刻没有表的影子，日期最接近的是（ ） A.3月21日 B.6月22日 C.9月23日 D.12月22日 台州籍学生小吴正在西安（34°N，109°E）就读大学，她发现大学宿舍和自家的阳台均安装自动上下伸缩式晾衣架，保证晴天时的阳光恰好能照射到晾衣杆上，且两地阳台的格局、方位以及晾衣架安装位置基本一致。完成下面小题。 11.当地地方时正午时，两地阳台晾衣架绳索长度伸缩变化的幅度（ ） A.全年西安等于台州 B.冬半年西安大于台州 C.全年西安小于台州 D.夏半年西安大于台州 12.当小吴宿舍所晾晒衣物在一天中的影子变最短时，正在台州某地小吴妈妈看到的太阳位于天空的（ ） A.东北 B.东南 C.西北 D.西南 二、非选择题 13.阅读图文材料，完成下列要求。 “盐光互补”是在保证基本盐业生产性能前提下，实现“水上发电+水面晒盐+水下养殖”的新型高效生产方式。天津滨海新区（117°E，39°N）的长芦盐场建成世界单体最大的“盐光互补”项目。该地通过排列光伏阵列间距、调整光伏面板坡度，研发配套光伏制氢一储氢等措施，推进盐、光、渔、储产业一体化发展。 某研究团队对长芦盐场所在纬度与太阳入射角等参数进行模拟推算，以此设定光伏面板的最佳坡度和光伏阵列的最佳间距： 从夏至日到冬至日，光伏面板的坡度应不断 （单选：A增大；B减小）；光伏阵列间距应不断 （单选：A增长；B缩短）。 最终科研团队将长芦盐场的光伏面板坡度设定为17°，增加光伏阵列间距至14米（常规的2倍），其目的最可能是________________（单选）。 A.节约建设成本 B.减少风浪危害 C.提高发电效益 D.保障综合效益 14.根据图文材料，完成下面小题。 材料一：图1中MON表示晨昏线（O为其中间点且一年中有一天出现极昼），非阴影部分与阴影部分的日期不同，图中箭头表示地球自转方向。 材料二：图2“21.5°N上某住宅小区部分楼群图”    （1）图1中太阳直射点的地理坐标是，该日正午太阳高度达到一年中最小值的地区是，此时北京时间为时，地球上新的一天的范围是 。 （2）同学们在做这份试卷的时候（10月24日），今日之后到元旦，地球公转的速度应（变快或变慢），大庆（46°N）昼夜长短状况为，昼长变化趋势为 。 （3）李先生在某地（21.5°N）准备买房，如图2所示。他在某楼盘看房时发现，正午北楼部分楼层会被南楼的影子遮挡。南楼北楼每层高度均为3米，共十层，楼间距为18米。为了保证全年都能被太阳照射，李先生在北楼买房至少要买在层 及以上。 （4）若此日为冬至，正午时分，杭州（30°N）体育场馆的太阳能电池板与建筑物外墙（墙面与地面垂直见图3）之间最合适的夹角约为，且此夹角一年中变化幅度（一年中最大夹角与最小夹角之差）为 。 参考答案 1.答案：D 解析：该日为春分日，春分日太阳直射赤道，图示正午光线来自南侧，所以该地位于北半球。北半球受地转偏向力影响流水向右偏转，河流的右岸侵蚀，左岸堆积，图示河流南岸堆积，北岸侵蚀，所以南岸为左岸，北岸为右岸，河流自东向西流，D正确，ABC错误，故选D。 2.答案：B 解析：根据图上信息可知，太阳光线与河面的夹角为45°，即该地正午太阳高度约为45°；据上题可知，该地位于北半球，春分日太阳直射赤道，根据正午太阳高度计算公式可知，该地纬度为90°-|0°-当地纬度|=45°，即当地纬度为45°N；该地应位于北回归线以北地区。春分日后6个月内太阳直射点先向北移动到北回归线后向南移动到赤道，在此期间该地正午太阳高度先变大，夏至日达最大，后变小，因此遮蔽区面积先变小后变大，B正确，ACD错误，故选B。 3.答案：B 解析：9月23日秋分日，太阳直射点在赤道，当地纬度为40°N，所以当地的正午太阳高度为50°，在图中，h为太阳高度，所以h为50°（正午太阳高度），热水器有最好的效果，太阳能集热板要与正午太阳光线垂直，也就是说图中的α与h互余，因此α为40°，B正确，ACD错误；故选B。 4.答案：D 解析：为了最大限度接收太阳光照，太阳能热水器与地面的倾角和正午太阳高度角始终保持互余的关系。当该地正午太阳高度最大的时候，时间为夏至日，对应的α角度最小，活动支架最矮，B错误；当该地正午太阳高度最小的时候，时间为冬至日，对应的α角度最大，活动支架最高，D正确；春分、秋分日北京的正午太阳高度角介于夏至日和冬至日之间，对应的α角度不如冬至日大，AC错误。故选D。 5.答案：B 解析：据该地正午太阳高度年变化示意图可知，该地一年有两次直射说明其纬度应在北回归线以南，且年的最大正午太阳高度为90°，当地为北半球，年内正午太阳高度最小值应在冬至日，由正午太阳高度计算公式H=90°—（当地纬度与直射点纬度差），该地正午太阳高度年变化幅度为33.5°可知冬至日时的正午太阳高度为90°-33.5°=56.5°=90°-（当地纬度与23.5°S纬度差），计算得知当地纬度为10°N，故选B项。 6.答案：C 解析：根据上题分析可知，该地位于0°～23.5°N之间，④日期时正午太阳高度达到一年中最小值，说明④日期太阳直射南回归线，为北半球冬至日，根据太阳直射点的移动规律及正午太阳高度的年变化特点，可依次得出①应为北半球春分日，②为北半球夏至日，③为北半球秋分日。②到③期间为夏至日到秋分日之间，太阳直射点位于北半球，且向南移动，当地10°N昼长夜短，昼渐短夜渐长，由于此时昼长渐短，当地日出方位应逐渐偏南，日落时刻逐渐提早，A、D两项错误，C项正确；夏至日到秋分日之间，太阳直射点会经过当地10°N，此时正午日影为零，所以这段时间该地正午日影先变短再变长，B项错误。 7.答案：D 解析：根据正午太阳高度角的计算公式：H=90°-纬差（纬差是指某地的地理纬度与当日直射点所在纬度之间的差值），已知北京市此日正午太阳高度约为26°，当地纬度为40°N，可算出当日直射点所在纬度在24°S左右，因此该日太阳直射点的纬度最接近南回归线，为北半球的冬至日。D正确，ABC错误。故选D。 8.答案：B 解析：冬至日在12月22日前后，北回归线以北地区正午太阳高度达到最小，而北回归线以北地区的正午太阳始终位于正南方，书房的落地窗朝南，因此此时照射到书房内的光照面积最大。冬至日之后的两个月，正午太阳高度角不断增大，照射到书房的光照面积应该不断减小。B正确，ACD错误。故选B。 9.答案：D 解析：太阳直射点在回归线之间的移动使得太阳光与地面的夹角θ发生周期性变化，而太阳直射点在回归线之间的移动的根本原因是黄赤交角的存在，D正确；太阳方位、昼夜长短变化、地球自转都不是太阳光与地面的夹角θ发生周期性变化的根本原因，ABC错误。故选D。 10.答案：B 解析：读图可知，当该圭基座之外的地面上正午时刻没有表的影子时，太阳光与地面的夹角0达一年中最大，因此该日为北半球夏至日，琪琪最接近6月22日，B正确，ACD错误。故选B。 11.答案：C 解析：台州比西安的纬度低，且两地都位于北回归线以北，所以台州的正午太阳高度在冬至日和夏至日时都比西安大，室内光照面积西安比台州大，所以西安的晾衣架的绳索长度冬季短，夏季也短，即当地地方时正午时，两地阳台晾衣架绳索长度伸缩变化的幅度全年西安小于台州，C对，排除ABD。故选C。 12.答案：D 解析：当小吴宿舍(位于西安(34°N,109°E))所晾晒衣物在一天中的影子变最短时为当地地方时12时，正午太阳在正南方，台州位于西安以东，地方时比西安更早，所以小吴宿舍所在当地地方时正午时，正在台州某地小吴妈妈看到的太阳位于天空的西南，D对，排除ABC。故选D。 13．答案：A；A 解析：光伏面板坡度：从夏至日到冬至日，太阳高度角逐渐减小。为了更有效地接收太阳辐射，光伏面板的坡度应逐渐增大，以更好地匹配太阳入射角。光伏阵列间距：随着太阳高度角的减小，光伏阵列的阴影会变长。为了保证每个光伏阵列都能接收到足够的阳光，它们之间的间距需要逐渐增长。 14.答案：D 解析：光伏阵列之间的距离拉得更长，可以将光伏板对水面的遮挡，以及对盐业生产的影响降到最低。“盐光互补”电站的每一块光伏面板的坡度是精确设计到17°，而一般大部分光伏电站设计的面板坡度在30°至40°左右：这样设计的主要原因在于，通过对一年四季太阳运行轨迹的观察，光伏面板17°的坡度对水面的遮挡是最小的。综合两方面看，其目的是在保障发电的前提下，保证盐田生产受的影响减少到最小，从而达到综合效益的最大化，D正确；节约建设成本不是主要目的，A错误；风浪对光伏设备的影响少，B错误；这样的布局会减少发电量，C错误。 15. （1）答案：（23°26′N，120°E）；南半球；12；从60°W向东到180° 解析：读图1可知，图中自转方向为顺时针，此图为南极俯视图。MON表示晨昏线（O为其中间点且一年中有一天出现极昼），因此O点所在纬线为南极圈；再结合“非阴影部分与阴影部分的日期不同”，可知P和Q所在的两条线为日期分界线（0时线和180°经线），又因MON表示晨昏线，0时线平分黑夜，可知，Q线一定不可能为0时线，因此Q线为180°经线，P线为0时线。MON表示晨昏线，P线为0时线，据此推断此时南极圈及其以内出现极夜现象，太阳直射点在北回归线；又P为0时经线，因此与其关于南极点正对的经线为12时，所以12时经线位于Q（180°经线）以西60°，即为120°E，所以直射点的地理坐标是（23°26'N，120°E）；因此此日为夏至日，正午太阳高度达到一年中最小值的地区是南半球各地。此时北京时间为12时，0时经线是60°W，地球上新的一天的范围是从60°W向东到180°。 （2）答案：变快；昼短夜长；昼长先逐渐变短，冬至日最短，后逐渐变长 解析：同学们在做这份试卷的时候（10月24日），10月24日之后到元旦，地球在公转轨道上逐渐接近近日点，地球公转的速度应变快；10月24日之后到元旦，太阳直射点在南半球，太阳直射点先向南移动到南回归线，后向北移动，因此大庆（46°N）昼夜长短状况是昼短夜长，昼长变化趋势为，先逐渐变短，冬至日最短，后逐渐变长。 （3）答案：5 解析：21.5°N的某地在冬至日时正午太阳高度角最小，其影子最长，因此为了保证房间全年都能被太阳照射，李先生买的房子应该在北半球冬至日不能被影子遮挡。北半球冬至日时该地的正午太阳高度角约为45°，南楼楼高为30米，形成的影长为30米，两楼间距为18米，因此南楼遮挡了北楼地面以上12米的高度，影子遮挡到了4层楼。为了保证全年都能被太阳照射，李先生在北楼买房至少要买在5层及以上。 （4）答案：36°34′；46°52′ 解析：若此日为冬至正午时分，由于太阳能电池板与建筑物外墙之间的夹角与正午太阳高度相等，而杭州（30°N）冬至日时的正午太阳高度角为90°-（30°+23°26′）=36°34′，因此最合适的夹角约为36°34′。此夹角一年中变化幅度就是正午太阳高度角一年中的变化幅度，而正午太阳高度角一年中的变化幅度就是直射点一年中的纬度变化幅度，即为46°52′。 学科网（北京）股份有限公司 $