7第1章 第2节 第4课时 正午太阳高度及其变化 四季更替和五带划分-【优学精讲】2025-2026学年高中地理选择性必修一教用课件(人教版)

该高中地理课件聚焦正午太阳高度变化规律及四季五带划分，通过课前主动学习铺垫太阳高度概念，课堂以知识点回顾（太阳直射点与昼夜长短、正午太阳高度关系）为支架，衔接问题导学与达标演练，构建“概念-规律-应用”完整知识链。 其亮点是以综合思维和地理实践力为核心，结合太阳能热水器倾角计算、楼间距推导等实例，通过表格对比、公式推导等学科方法深化规律理解，助力学生提升问题解决能力，为教师提供结构化教学资源，便于课堂互动与分层训练。

第二节 第4课时　正午太阳高度及其变化　四季更替和五带划分 1 课程标准 结合实例，说明地球运动的地理意义。 学科素养 1.综合思维：结合实例，分析正午太阳高度分布和变化的规律。 2．地理实践力：结合实例，理解正午太阳高度的实践应用。 3．区域认知：结合材料，分析四季更替的原因及五带的划分。 课前 主动学习 1 课堂 深度学习 2 内 容 索 引 课前 主动学习 PART 01 第一部分 一、正午太阳高度及其变化 1．太阳高度和正午太阳高度 (1)太阳高度：太阳光线与地平面的交角(即太阳在当地的仰角)，叫作太阳高度角，简称太阳高度(如图甲所示)。 (2)正午太阳高度：一日内最大的太阳高度(如图乙所示)。 返回导航 2．正午太阳高度的纬度变化规律 (1)春分日和秋分日：由__________向南北两方降低。 (2)夏至日：由__________向南北两方降低。 (3)冬至日：由__________向南北两方降低。 赤道 北回归线 南回归线 返回导航 3．正午太阳高度的季节变化规律 时间 达最大值的地区 达最小值的地区 夏至日 ____________及其以北的纬度带 南半球各纬度 冬至日 __________及其以南的纬度带 北半球各纬度 春、秋分日 赤道 — 北回归线 南回归线 返回导航 二、四季更替和五带划分 1．四季更替 (1)四季的成因：由于昼夜长短和__________________的时空变化，太阳辐射在一年中呈现有规律的变化。 正午太阳高度 返回导航 最高 最低 春季 返回导航 2．五带划分 (1)五带的成因：____________从低纬度向高纬度呈有规律递减。 (2)五带的划分 太阳辐射 返回导航 【名师点睛】　正午太阳高度角的季节变化是由直射点所在的纬度决定的，离直射点越近，正午太阳高度角越大。 返回导航 【名师点睛】 正午时的日影朝向 (1)北极点：朝正南。 (2)北回归线向北至北极点(不包括极点)：朝正北。 (3)南极点：朝正北。 (4)南回归线向南至南极点(不包括极点)：朝正南。 (5)南、北回归线之间：因太阳直射点不同而出现影子朝北、无影子、影子朝南现象。影子朝向取决于该地与太阳直射点的相对位置。 返回导航 【知识拓展】　为了更好地保证各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。一般来说，纬度较低的地区，楼间距较小；纬度较高的地区，楼间距较大。 返回导航 【激活思维】　太阳能热水器的倾角调整：太阳能板放置的角度就是该地与太阳直射点的纬度差。 返回导航 【易错辨析】　四季的划分 (1)我国传统四季的划分：以二十四节气中的“四立”作为四季的起点，以二分和二至作为中点。 (2)西方四季的划分：更强调四季的气候意义，是以二分二至作为四季的起点。如春季以春分为起点，以夏至为终点。 (3)气候四季：北半球3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季，12月—次年2月为冬季。 返回导航 课堂 深度学习 PART 02 第二部分 返回导航 阅读材料，探究下列问题。 材料　正午太阳高度随纬度分布示意图。 知识点一　正午太阳高度的分布和变化规律 返回导航 (1)据图说明在一年中，下列地区正午太阳高度出现最大值或最小值时的北半球节气。[综合思维] ①北回归线及其以北地区正午太阳高度最大值出现在________。 ②南回归线及其以南地区正午太阳高度最大值出现在________。 ③北半球地区正午太阳高度最小值出现在________。 ④南半球地区正午太阳高度最小值出现在________。 　 夏至 冬至 冬至 夏至 返回导航 (2)说明图中a、b、c、d四个时段，北京正午太阳高度的变化特点。[地理实践力] [提示]　a时段增大，b时段减小，c时段减小，d时段增大。 返回导航 1．正午太阳高度的变化规律 (1)相同纬度，不同时间的变化规律 地区 最大值次数及出现时间 最小值次数及出现时间 北回归线及其以北地区 一次(夏至日) 一次(冬至日) 南回归线及其以南地区 一次(冬至日) 一次(夏至日) 南北回归线之间(除赤道外) 两次(直射当地时) 一次(南半球在夏至日，北半球在冬至日) 赤道 两次(春分日、秋分日) 两次(冬至日、夏至日) 返回导航 (2)相同时间，不同纬度的变化规律 日期 太阳直射纬线 正午太阳高 度纬度分布 正午太阳高 度达一年中 最大值地区 正午太阳高 度达一年中 最小值地区 春分日 赤道 从赤道向南 北两方递减 赤道 — 秋分日 夏至日 北回 归线 从北回归线 向南北两方 递减　　　 北回归线及 其以北地区 南半球 各纬度 冬至日 南回 归线 从南回归线 向南北两方 递减　　　 南回归线及 其以南地区 北半球 各纬度 返回导航 正午太阳高度分布和变化的四大规律 (1)“远小近大”：距离太阳直射点所在纬线越远，正午太阳高度越小；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，则该地正午太阳高度增大，移去则减小。如下图所示。 返回导航 (3)“同线相等”：同一纬线上，同一日的正午太阳高度相等。 (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的正午太阳高度相等。 返回导航 2．正午太阳高度变化幅度的纬度分布规律   (1)南、北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度的变化幅度越大(由23°26′增大至46°52′，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′)。 返回导航 (2)南回归线至南极圈之间或北回归线至北极圈之间：各纬度正午太阳高度的变化幅度相同(均为46°52′)。 (3)南极圈以南或北极圈以北：纬度越高，正午太阳高度的变化幅度越小(由46°52′减小至23°26′，极圈上为46°52′，极点上为23°26′)。 返回导航 3．正午太阳高度的计算方法 (1)公式：正午太阳高度(a)＝90°－两点纬度差。 (2)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，则两点纬度数“大数减小数”；两点分属南北不同半球，则两点纬度数相加。 返回导航 (3)举例：下图所示，太阳直射10°N，A地(42°N)、B地(23°26′N)、C地(23°26′S)三地的正午太阳高度计算如下：   A地正午太阳高度＝90°－a＝90°－(42°－10°)＝58°。 B地正午太阳高度＝90°－b＝90°－(23°26′－10°)＝76°34′。 C地正午太阳高度＝90°－c＝90°－(23°26′＋10°)＝56°34′。 返回导航 太阳直射点的确定方法 (1)纬度的确定 方法一：太阳直射点的纬度和晨昏圈与纬线圈相切点的纬度(出现极昼、极夜的最低纬度)互余。 方法二：通过节气来判断。夏至，太阳直射23°26′N；冬至，太阳直射23°26′S；春、秋分，太阳直射赤道。 方法三：根据某地正午太阳高度的计算公式“a＝90°－两点纬度差”判断。 方法四：赤道处晨昏线与经线圈的交角(锐角)＝太阳直射点的纬度。 返回导航 (2)经度的确定 基本原则：地方时为12时的经线，即太阳直射点所在的经线。 方法一：晨线和赤道的交点所在经线(经度)向东90°，或昏线和赤道的交点所在经线(经度)向西90°，即太阳直射点所在的经度。 方法二：根据晨昏线与纬线圈相切点所在经线的地方时判断太阳直射点所在的经线(昼半球的中央经线)。 返回导航 (2025·江西南昌高二期中)下表为冬至日时我国四个城市的正午太阳高度统计表。据此完成1～2题。 城市 甲 乙 丙 丁 正午太阳 高度 26°42′ 41°32′ 36°50′ 46°34′ 返回导航 1.四个城市中纬度最低的是(　　) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 解析：结合正午太阳高度的计算公式可知，距离太阳直射点越近，正午太阳高度越大。北半球冬至日时太阳直射点位于南回归线。我国城市均位于北半球，由表可知，丁城市的正午太阳高度最大，说明离南回归线最近，纬度最低。 √ 返回导航 2．四个城市中，最有可能为北京的是(　　) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 解析：冬至日北京的正午太阳高度＝90°－(40°＋23°26′)＝26°34′，与表中甲城市最为接近。 √ 返回导航 (2025·江苏南京高二期中)下图为某极点太阳光照俯视图，阴影部分表示黑夜。据此完成3～4题。 3．此时太阳直射点的坐标是(　　) A．(23°26′N，180°) B．(23°26′N，150°E) C．(23°26′S，150°E) D．(23°26′S，180°) √ 返回导航 解析：图中地球自转方向为逆时针方向，表明该极点为北极点，此时北极圈及其以北地区出现极夜现象，故太阳直射南回归线(23°26′S)；图中150°E经线是晨昏线与北极圈的切点所在的经线，是昼半球的中央经线，是太阳直射的经线，地方时是12：00，故此时太阳直射点的坐标是(23°26′S，150°E)。 返回导航 4．①②③④四点该日正午太阳高度由大到小排列为(　　) A．①②④③ B．④①②③ C．①②③④ D．④②①③ √ 解析：据上题可知，太阳直射点位于南回归线，该日正午太阳高度的分布规律是从南回归线向南北两方递减，B正确。 返回导航 阅读材料，探究下列问题。 我国某中学地理兴趣小组于12月18日开展研学旅游活动，当地正午在小区①号楼楼顶测得纬度为37°N，经度为116°E，楼房高度为45 m，并发现此时①号楼阴影正好遮住②号楼的前四层(如图)。(计算可能用到的数据tan30°≈0.6，tan45°＝1，tan60°≈1.7) 知识点二　正午太阳高度的应用 返回导航 (1)指出该日后一周内太阳直射点的位置及移动特征。[综合思维] [提示]　太阳直射点在南半球。　先向南移动再向北移动。 (2)若在①号楼安装太阳能热水器，为保证冬至日太阳能的最佳利用效果，图中热水器安装角度a应为________，并说明理由。[地理实践力] [提示]　60°26′　正午太阳高度决定热水器安装角度(a)，太阳能热水器集热板最好与太阳光线垂直，冬至日时该地正午太阳高度为90°－(37°＋23°26′)＝29°34′，热水器安装角度与正午太阳高度互余，为60°26′。 返回导航 (3)据材料推测①号楼在②号楼的________方位，并说明理由。[综合思维] [提示]　正南　理由：我国太阳能热水器集热板一般面向正南方向，且当地正午①号楼在②号楼的阴影恰好与楼层垂直，故①号楼在②号楼的正南方。 (4)若保证①号楼不再遮挡②号楼，两楼的楼间距至少是________。[地理实践力] [提示]　75 m(提示：结合前面分析可知，该地冬至日时的正午太阳高度为29°34′，楼间距＝45 m/tan 29°34′≈45 m/tan 30°＝75 m) 返回导航 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，如果已知某地的正午太阳高度，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。 返回导航 (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。 北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，传统民居大多坐北朝南；南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，传统民居大多坐南朝北。 返回导航 (4)判断日影长短及方向 ①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。 返回导航 ②日影永远朝向背离太阳的方向，如下图所示。 返回导航 (5)计算楼间距、楼高 为了保证一楼全年都有阳光照射，北回归线以北地区建造楼房时，两楼之间的最短距离应大于L(L＝h·cot a，a为冬至日正午太阳高度)。 返回导航 (6)计算热水器的安装角度 太阳能集热板与地面之间的夹角(φ)和当天正午太阳高度(a)互余时，如图，φ＋a＝90°，太阳能集热板的效果最佳。 返回导航 2025·广东肇庆高二统考期末)某中学研学小组为研究阳光下物影长短的变化，在平地上竖立了一根1米长的竹竿，并每隔30分钟测量一次竿影的长度。下表为4小时内测量的竿影长度统计表。据此完成1～3题。 测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 竿影长 度/米 1.5 1.3 1.1 0.9 0.7 0.5 0.7 0.9 1.1 返回导航 1.该研学小组测量竿影的时间始于(　　) A．凌晨 B．上午 C．下午 D．傍晚 解析：表中数据显示第6次测得的竿影长度最短，且之前三次和之后三次测得的竿影长度关于此次对称相等，说明第6次测量时正值正午12时，故竿影测量开始于上午。 √ 返回导航 2．若进行第10次测量，竿影的长度应为(　　) A．1.5米 B．1.3米 C．1.1米 D．0.9米 解析：根据上题分析及表中数据可知，第10次的竿影长度应与第2次的竿影长度相等。 √ 返回导航 3．一段时间后，该研学小组按照与此次测量相同的时间与次数再次测量竿影，第6次测得的竿影长度为1米，则这一天的正午太阳高度为(　　) A．60° B．30° C．45° D．25° 解析：第6次测量时正值正午，测得的竿影长度为1米，竿长1米，说明太阳光线、竹竿、竿影之间构成一个等腰直角三角形，则太阳光线与地面的夹角为45°，即正午太阳高度为45°。 √ 返回导航 北京(40°N，116°E)某绿色智慧建筑朝南的百叶窗叶片倾角随太阳高度变化而变化。夏季正午，百叶窗叶片与太阳光线垂直；冬季正午，百叶窗叶片与太阳光线平行。下图示意该百叶窗叶片夏季和冬季正午的朝向。据此完成4～5题。 4．夏至日正午该百叶窗叶片的倾角约为(　　) A．16.5° B．23.5° C．40° D．73.5° √ 返回导航 解析：该地位于北京(40°N，116°E)，夏至日太阳直射23.5°N，故该地夏至日的正午太阳高度为90°－(40°－23.5°)，即73.5°，由材料可知百叶窗叶片在夏至日正午时与太阳光线垂直，故该百叶窗叶片在夏至日正午的倾角约为16.5°，A正确。 返回导航 5．冬季正午该百叶窗叶片的最小倾角为(　　) A．23.5° B．26.5° C．62.5° D．66.5° 解析：据题意，冬季正午该百叶窗叶片与太阳光线平行，故该百叶窗叶片在冬季正午的倾角等于当地正午太阳高度，最小倾角即冬至日正午太阳高度。北京冬至日的正午太阳高度＝90°－(40°＋23.5°)＝26.5°，所以该百叶窗叶片在冬季正午的最小倾角为26.5°，B正确。 √ 返回导航 阅读材料，探究下列问题。 西方人只有春夏秋冬，中国人却通过观天发明了二十四节气，从惊蛰到芒种，从霜降到大雪，二十四个如诗如画的名字串起了我们与众不同的四季。 知识点三　四季更替和五带划分 返回导航 (1)四季是怎样形成的？我国传统的四季又是如何划分的？[综合思维] [提示]　黄赤交角的存在导致地球在公转过程中产生了昼夜长短和正午太阳高度的时空变化，太阳辐射在一年中也呈现有规律的变化，形成了四季。 我国分别以立春、立夏、立秋、立冬作为四季的开始。 返回导航 (2)北半球四季更替最明显的地区是________________________。[区域认知] [提示]　中纬度地区(或北温带) (3)从我国传统四季中任选一个季节，描述该季节北京昼夜长短和正午太阳高度的变化规律。[地理实践力] [提示]　如春季：昼渐长、夜渐短；立春到春分，昼短于夜，春分到立夏，昼长于夜；春分昼夜等长。正午太阳高度逐渐变大。 返回导航 1．四季和五带的形成 返回导航 2．五带的划分 返回导航 (2025·江苏常州高二校考)中国古人将太阳周年运动轨迹划分为二十四等份，每一等份为一个“节气”，统称“二十四节气”。它指导着传统农业生产和日常生活。下图为地球公转轨道示意图。读图，完成1～3题。 1．每年高考举行时间为6月7—10日，此时的节气是(　　) A．立夏 B．小满 C．芒种 D．夏至 √ 返回导航 解析：一年分二十四节气，每个节气有15天，每年高考举行时间为6月7—10日，夏至是6月22日左右，所以，高考举行时间在夏至之前的一个节气，即芒种，C正确。 返回导航 2．立春到立夏期间，连云港(　　) A．正午太阳高度增大 B．日出时间越来越晚 C．日落时间越来越早 D．正午旗杆影子变长 √ 返回导航 解析：立春到立夏期间，太阳直射点一直向北移，从南半球移动到赤道再到北半球，连云港位于北回归线以北，所以正午太阳高度增大，A正确；太阳直射点向北移动，位于北半球的连云港白昼时间越来越长，日出时间不断提前，日落时间不断推迟，B、C错误；连云港正午太阳高度不断增大，所以正午旗杆影子越来越短，D错误。 返回导航 3．下列诗句与立冬节气相符的是(　　) A．律回岁晚冰霜少，春到人间草木知 B．更无柳絮因风起，唯有葵花向日倾 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 √ 返回导航 解析：立冬为冬季的开始。“律回岁晚冰霜少，春到人间草木知”描述的是初春时节的景象，A错误；“更无柳絮因风起，唯有葵花向日倾”描述的是春末夏初的景象，B错误；“昨夜清霜冷絮裯，纷纷红叶满阶头”描述的是初冬的景象，C正确；“千杯浊酒吟风月，梅影疏香入栅栏”描述的是冬末春初的景象，D错误。 返回导航 (2)四季的划分 eq \a\vs4\al(①天文, 四季) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(夏季：一年内白昼最长、正午太阳高度　　　　的季节,冬季：一年内白昼最短、正午太阳高度　　　　的季节,春季和秋季：冬、夏季节的过渡季节)) ②北温带许多国家的四季：把3、4、5三个月份划分为 ______，依次类推，每三个月份为一个季节。 $