第一部分 第二章 第3讲 课时11 正午太阳高度角的变化（教师用书word）-【步步高】2025年高考地理大一轮复习讲义（中图版 京津鲁琼粤渝鄂贵赣宁陕）

课时11　正午太阳高度角的变化 1．太阳高度角和正午太阳高度角 (1)太阳高度角：太阳光线与地平面的夹角(即太阳在当地的仰角)(如图甲所示)。在太阳直射点上，太阳高度角是90°；在晨昏线(圈)上，太阳高度角是0°。 (2)正午太阳高度角：一天中太阳高度角最大值出现在正午，称为正午太阳高度角(如图乙所示)。 2．正午太阳高度角的变化规律 (1)请在上图中用折线画出二分二至日正午太阳高度角的分布状况。 答案　 (2)正午太阳高度角的纬度变化规律：“近大远小” 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。 (3)正午太阳高度角的时间变化规律：“来大去小” 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。如图所示： 3．意义：造成地球表面不同地区太阳辐射的强度不同。 特别提醒　 (1)同线相等规律：同一纬线上正午太阳高度角相等。 (2)对称规律：与太阳直射点所在纬线南北对称的两条纬线上，正午太阳高度角相等。 (3)极点上的太阳高度角等于太阳直射点的纬度数。 1．太阳高度角的日变化 极点上 在极昼期间，极点上见到的太阳高度角在一天之内是没有变化的，其太阳高度角始终等于太阳直射点的纬度 非极点地区 太阳高度角在一天之内是有变化的，一天之内有一个最大值(地方时12时)，即当地的正午太阳高度角 2.正午太阳高度角的计算方法 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”；两点分属南北不同半球，则两点纬度相加。如下图所示： 当太阳直射B点(10°N)时，A点(40°N)正午太阳高度角：H＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。C点(23°26′S)正午太阳高度角：H＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。 3．正午太阳高度角的年变化幅度 (1)南北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度角年变化幅度越大(由23°26′增大到46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′。 (2)回归线与极圈之间：各纬度正午太阳高度角年变化幅度相同(均为46°52′)。 (3)极圈以内地区：纬度越高，正午太阳高度角年变化幅度越小(由46°52′减小到23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。 4．正午太阳高度角的应用 (1)确定地方时 当某地太阳高度角达一天中最大值时，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：利用公式法H＝90°－两点纬度差，可求出当地的地理纬度。 (3)确定房屋的朝向：一般民居要保证正午的阳光能照入室内。 (4)判断日影长短及方向：正午太阳高度角越大，日影越短；太阳直射点上日影为0；日影永远朝向背离太阳的方向。 (5)计算楼间距、楼高 为了保证一楼全年有阳光照到，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角)。 (6)计算太阳能热水器的安装角度 如上图所示，集热板与地面之间的夹角和当天正午太阳高度角互余，当α＋H＝90°时，太阳能热水器使用效果最佳。 (2022·广东地理)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1～2题。 1．符合航天员驻留期间空间站绕太阳运动角速度大小变化的是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 2．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 [关键信息点拨] 2021年10月16日～2022年4月16日大致是航天员驻留空间站的时间，该时间段包含1月初，结合地球绕日公转速度的变化规律：1月初最快，7月初最慢，可找出驻留期间空间站绕太阳运动角速度大小变化的正确示意图。 酒泉卫星发射中心的纬度约为41°N，广州塔纬度约23°N(出现太阳直射时接近夏至日)，驻留期间，2021年10月16日至冬至日，太阳直射点往南移动，冬至日后至2022年4月16日太阳直射点一直向北移动，但仍位于北回归线以南，两地始终位于太阳直射点的北方，根据正午太阳高度角的计算公式可判断出驻留期间两地正午太阳高度角的差值大小变化情况。 [地理原理再现]　正午太阳高度角的计算 写出正午太阳高度角的计算公式。 答案　H＝90°－两点纬度差。 答案　1.A　2.D 解析　第1题，在航天员驻留期间(2021年10月16日至2022年4月16日)，地球绕太阳公转经过了近日点(1月初)，近日点公转角速度较快，所以在10月16日到1月初，空间站绕太阳运动角速度在变大，1月初到4月16日空间站绕太阳运动角速度在变小。故选A。第2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角的差值始终为两地纬度之差，保持不变，故选D。 考向1　通过“正午太阳高度角的变化规律”考查“区域认知” (2023·山东泰安模拟)我国某学校高三(2)班地理兴趣小组在校园内开展日照观测活动，发现从9月23日开始，正午太阳光可透过窗户照射进本班教室(见下图)。10月23日之后因南侧高楼对阳光的遮挡，本班教室内的正午太阳光照消失。一段时间后，正午太阳光再次照进本班教室。据此完成1～3题。 1．该校可能位于(　　) A．吉林省 B．河南省 C．福建省 D．云南省 2．10月23日之后，正午太阳光再次照进高三(2)班教室的时间约为(　　) A．当年11月23日 B．当年12月22日 C．次年2月21日 D．次年3月21日 3．与高三(2)班相比，夏至日到冬至日期间，楼上高三(8)班教室内的正午太阳光照(　　) A．同时出现，持续时间相同 B．同时出现，持续时间更长 C．更早出现，持续时间相同 D．更早出现，持续时间更长 答案　1.A　2.C　3.B 解析　第1题，结合图示可知，9月23日(秋分日，太阳直射点位于赤道)该校正午太阳高度角为48°，根据正午太阳高度角计算公式可知，该地位于42°N。结合所学知识可知，吉林、河南、福建和云南四省中被42°N穿过的是吉林省，A正确。第2题，根据对称规律可知，太阳直射点位于同一纬度对应的两个日期关于二至日对称，10月23日到冬至日(12月22日前后)约两个月，下一个日期为冬至后约两个月，即次年2月21日前后，C正确。第3题，结合上题分析，该地10月23日到次年2月21日期间，正午太阳光会被南楼遮挡，即其他日期内(2月21日到10月23日)正午太阳光都可以照进教室。夏至日在2月21日到10月23日日期范围内，两个教室都有正午太阳光照，因此为同时出现，C、D错误。在10月23日后因南侧高楼对阳光的遮挡，高三(2)班教室内的正午太阳光照消失，但高三(8)班教室在楼上，未被遮挡，有正午太阳光照，因此高三(8)班教室内的正午太阳光照持续时间更长，A错误，B正确。 考向2　通过“正午太阳高度角的计算”考查“综合思维” (2023·安徽阜阳期末)下图为江苏南京(32°N,119°E)某中学的胡老师于北京时间11月25日16：09拍摄的一张照片。据此完成4～6题。 4．该学校当日的正午太阳高度角接近(　　) A．34° B．40° C．50° D．55° 5．照片中教学楼的朝向为(　　) A．东南 B．正南 C．西南 D．西北 6．若条件允许，胡老师能再次拍摄到同样效果的照片的日期大概在(　　) A．12月22日 B．1月18日 C．2月25日 D．4月17日 答案　4.B　5.A　6.B 解析　第4题，太阳直射点平均每4天移动约1个纬度，12月22日前后(冬至日)太阳直射点位于23°26′S，则11月25日太阳直射点大约位于17°S，由此计算，南京11月25日的正午太阳高度角＝90°－(17°＋32°)＝41°，故选B。第5题，北京时间(120°E的地方时)16：09时，南京的地方时为16：05，此时太阳位于西南方，据图判断，此时太阳方位与教学楼走向一致，因此教学楼为东北—西南走向，朝向东南。故选A。第6题，当日期关于冬至日对称时，同纬度地区太阳方位和昼夜长短情况一致。11月25日至12月22日前后(冬至日)约27天，而12月22日到1月18日也是27天，这两天的昼夜长短和日出、日落状况基本一致，故选B。 课时精练 　　　　　　　　　　　　　　　　 我国某中学组织学生采用竖直立杆的方式观测日影变化，杆长为1米。下图为当地二至日部分时刻(北京时间)杆影方位及长度，图中①点为立杆点。据此完成1～2题。 1．该中学所在城市最可能是(　　) A．长春 B．长沙 C．乌鲁木齐 D．杭州 2．夏至日，当地太阳视运动轨迹是(　　) 答案　1.B　2.B 解析　第1题，读图，甲日杆影在北京时间9时和16时的影长相等，因此该地在北京时间12：30时为正午，即北京时间12：30时，该地地方时为12时，可求得该地经度为112.5°E。该中学所在城市最可能是长沙市，B正确；长春经度大约为125°E，乌鲁木齐经度大约为88°E，杭州经度大约为120°E。第2题，夏至日，图示地区太阳在东北方位升起，正午时太阳在正南，太阳在西北方位落下。故选B。 (2024·吉林长春期末)下图为“甲、乙两地夏至日与冬至日正午等高旗杆的影长及朝向示意图”。读图，完成3～5题。 3．与甲地相比，乙地(　　) A．冬至日正午太阳高度角小 B．冬至日昼长较短 C．夏至日正午太阳高度角大 D．夏至日昼长较长 4．夏至日时，甲地日出时的杆影朝向是(　　) A．东北方 B．西北方 C．东南方 D．西南方 5．下列日期中，乙地的正午太阳高度角最大的是(　　) A．8月1日 B．10月1日 C．11月1日 D．12月1日 答案　3.C　4.D　5.B 解析　第3题，读图可知，甲地旗杆夏至日和冬至日影子都朝北，说明该地位于北回归线以北。乙地旗杆夏至日影子朝南，冬至日影子朝北，且夏至日影长和冬至日影长相等，说明乙地位于赤道。冬至日太阳直射点位于南回归线，因此乙地正午太阳高度角大于甲地，A错误；冬至日甲地昼短夜长，乙地昼夜平分，乙地昼长较长，B错误；夏至日甲地影长比乙地长，说明乙地正午太阳高度角更大，C正确；夏至日甲地昼长夜短，乙地昼夜平分，乙地昼长较短，D错误。第4题，夏至日时，太阳直射点位于北半球，除极昼极夜地区外，全球各地日出东北、日落西北。甲地日出时太阳位于东北方，因此杆影朝向西南方，D正确。第5题，根据前面分析可知，乙地位于赤道，太阳直射点越接近赤道，乙地的正午太阳高度角越大。春分日(3月21日前后)和秋分日(9月23日前后)太阳直射点位于赤道，选项四个日期中10月1日是最接近太阳直射点位于赤道的时间，因此B正确。 (2024·山西运城统考)我国大多数位于北回归线上的城市，都建有北回归线标志塔，如汕头市和广州市从化区。标志塔的主体顶端设置有“窥阳孔”，每年夏至日当地正午12时，可看到阳光从标志塔中间的“窥阳孔”垂直照在地面上，这正是“立竿不见影”的天文现象。图1是“汕头市和广州市从化区两地的位置示意图”，图2是“北回归线标志塔模型图”。据此完成6～7题。 6．当汕头市和广州市从化区两地的北回归线标志塔“窥阳孔”下的地面上先后出现光点，其时间间隔最接近(　　) A．12分钟 B．15分钟 C．18分钟 D．20分钟 7．北回归线上出现“立竿不见影”现象这一天，为了更好地利用太阳能资源，正午时北京(40°N)的太阳能板与地面的角度应调整为朝南(　　) A．73°26′ B．23°34′ C．30°26′ D．16°34′ 答案　6.A　7.D 解析　第6题，由材料可知，北回归线标志塔“窥阳孔”下地面出现光点时为夏至日地方时12时。由图可知，汕头市经度接近116°E，广州市从化区经度接近113°E，两地时差约为12分钟，因此，当两地的北回归线标志塔“窥阳孔”下的地面上先后出现光点，其时间间隔最接近12分钟，A正确。第7题，由材料可知，北回归线上出现“立竿不见影”现象时为每年夏至日，此时太阳直射点位于23°26′N。由所学知识可知，为了更好地利用太阳能资源，太阳能板与太阳光线应尽量垂直，即太阳能板与地面的夹角＝90°－正午太阳高度角。夏至日北京的正午太阳高度角＝90°－(40°－23°26′)＝73°26′，因此正午时北京(40°N)的太阳能板与地面的角度应调整为朝南90°－73°26′＝16°34′，D正确。 (2023·广东中山期中)下图为“我国某地冬、夏至日正午太阳光线示意图”，角a、β相差32°。据此完成8～9题。 8．该地正午太阳高度角年变化幅度为(　　) A．16° B．32° C．39°26′ D．46°52′ 9．该地正午太阳高度角达一年中最大时(　　) A．太阳直射点向北移 B．太阳直射点向南移 C．昼长达一年中最大值 D．该日当地日出东北 答案　8.C　9.D 解析　第8题，若该地位于我国北回归线及其以北地区，则冬、夏至日正午太阳高度相差46°52′，故该地应该位于我国北回归线以南地区，有太阳直射现象，故正午太阳高度角最大值出现在太阳直射时，为90°，正午太阳高度角最小值出现在太阳直射南回归线时。根据材料可知，该地冬、夏至日正午太阳高度角相差32°，代入公式90°－|φ－23°26′|－90°＋|φ＋23°26′|＝32°，根据计算可知，该地地理纬度为16°N。所以，该地正午太阳高度角年变化幅度为90°－90°＋|16°＋23°26′|＝39°26′，选C。第9题，该地正午太阳高度角达一年中最大值时，太阳直射点位于16°N，可能向南移动也可能向北移动，A、B错误；该地在太阳直射点位于北回归线时昼长达到一年中的最大值，C错误；该日太阳直射点位于北半球，该地日出东北，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $