2.4 课时3 正午太阳高度的变化——2027届高中地理人教版高考一轮总复习

　正午太阳高度的变化 正午太阳高度的变化规律 1．概念 读图，完成下列内容。 结合图示信息可知：太阳高度(角)是太阳光线与地平面的交角；正午太阳高度是_______________________。 一日内最大的太阳高度 2．正午太阳高度的纬度变化规律 正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。 (1)夏至日：正午太阳高度由___________向南北两侧递减，如图中_____折线所示。 (2)冬至日：正午太阳高度由___________向南北两侧递减，如图中_____折线所示。 (3)春、秋分日，正午太阳高度由_______向南北两侧递减，如图中_____折线所示。 北回归线 c 南回归线 a 赤道 b 3．正午太阳高度的季节变化规律 北半球节气 达最大值的地区 达最小值的地区 夏至日 ___________及其以北各纬度 _________各纬度 冬至日 ___________及其以南各纬度 _________各纬度 春、秋分日 赤道 南北两极点 北回归线 南半球 南回归线 北半球 研 析 典 题 考点　正午太阳高度的变化 [答案]　(1)B　(2)A 归 纳 导 学 1．正午太阳高度的变化规律 (1)纬度变化规律 ①同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点所在纬线向南、北两侧递减。 ②同一纬线上正午太阳高度相同。 ③与太阳直射点所在纬线纬度差相等的两条纬线上的正午太阳高度相同。 (2)季节变化规律 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′增大至46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′ 北(南)回归线至 北(南)极圈之间 各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′) 北(南)极圈 以北(南) 纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小至23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′ 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”；两点分属南北不同半球，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′。 【方法技巧】　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，用公式计算太阳直射点的纬度。 方法四：“赤道处晨昏线与经线的交角(锐角)”等于“太阳直射点的纬度”。 (2)经度的确定 原则：地方时为12时的经线即为太阳直射的经线 方法一：晨线和赤道的交点(经度)向东90°或昏线和赤道的交点(经度)向西90°，即为太阳直射点的经度。 方法二：根据晨昏线与纬线相切点所在经线的地方时判断太阳直射的经线。 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。 (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。北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。 (4)判断日影长短及方向 太阳直射点上，物体的影子缩短为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。日影永远朝向背离太阳的方向，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(无日影)。 (5)计算楼间距、楼高 为了保证一楼全年有阳光照到，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)。 (6)计算热水器的安装角度 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。 (2025·洛阳高三段考)周公测景台(34°26′N,113°E)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，通高3.91米，因一年中总有一天的某一时刻当太阳光照射在表上时，地面上没有表的影子，故称无影台。下图为二分二至日正午周公测景台光照示意图(tan 32°≈0.62，tan 56°≈ 1.48，tan 79°≈5.14)。据此完成1～2题。 考向1　正午太阳高度的计算 对 点 训 练 1．周公测景台出现无影现象时，太阳直射点的坐标是(　　) A．(23°26′N,120°E) B．(23°26′N,113°E) C．(23°26′S,120°E) D．(23°26′S,113°E) 2．一年中，正午时K点与表影顶端的最长距离约为(　　) A．0.8米 B．2.6米 C．3.9米 D．6.3米 [答案]　1.B　2.D [解析]　第1题，周公测景台出现无影现象时，即正午太阳高度角最大时，该地位于34°26′N，正午太阳高度角最大时，此时太阳直射点应在北回归线(23°26′N)上。由于该现象发生在周公测景台(113°E)的正午，因此太阳直射点的经度也应为113°E。综合以上两点，太阳直射点的坐标应为(23°26′N,113°E)，B正确，A、C、D错误。故选B。第2题，结合图可知，一年中，正午时K点与表影顶端的最长距离即该地正午太阳高度角最小的时候，该地位于34°26′N，一年中正午太阳高度角最小的时候应是冬至的时候，此时的正午太阳高度角为：90°－(34°26′N＋23°26′)≈32°，“由表(直立的柱子)和圭(与表相连的石座)组成，通高3.91米”。根据图示，正午时K点与表影顶端的最长距离应为3.91/0.62，大致为6.3米，D正确，A、B、C错误。故选D。 银杏树属落叶阔叶乔木，是我国广泛种植的绿化树种。杭州市(30°N)某住宅小区的主干道为东西方向，两侧种植银杏树(如下图，Tan36°34′≈0.74)，但遭到部分业主投诉。据此完成3～4题。 考向2　正午太阳高度在生产生活中的应用 3．业主们投诉的内容可能有(　　) ①阻挡北楼底层住宅采光　②影响秋冬季的环境质量　③减弱南楼底层住宅通风　④阻碍小区车辆、行人出入 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 4．当一年中银杏树正午影子最长时刻，其投在北楼南墙面的影子高度约为(　　) A．5米 B．6.8米 C．9米 D．1.2米 [答案]　3.A　4.B [解析]　第3题，太阳光主要从南楼顶部照射到北楼，中间有高大乔木阻挡光线，会影响北楼底层住宅采光，①可能是业主们投诉的内容；银杏为落叶乔木，秋季落叶影响小区内卫生，冬半年主干道没有绿色，影响秋冬季的环境质量，②可能是业主们投诉的内容；主干道为东西方向，两侧种植银杏树对通风条件影响不大，③不是投诉的内容；绿化树种美化小区居住环境，即使不种植银杏，也会种植其他树种，对阻碍小区车辆、行人出入影响较小，④不是投诉的内容。第4题，冬至日杭州正午太阳高度约为36°34′，是一年中最小正午太阳高度，即一年中银杏树正午影子最长时刻。由材料“Tan 36°34′≈0.74”可知，在3米的间距长度内，树高仅约为2.2米时方能保证正午阳光照射楼底，而银杏树树高约9米，所以其投在北楼南墙面的影子高度约为6.8米。 典图判读1　太阳视运动图的判读 思 维 建 模 1．太阳的周日视运动(以地球为参照物观察太阳在一天中的运动) (1)周期：24小时。 (2)方向：总体上自东向西。 (3)一年中，同一地点看，太阳视运动轨迹相互平行且与地轴垂直。 2．不同地区太阳视运动示意图的判读 (1)未出现极昼或极夜现象的地区，太阳直射点位于北半球时，日出、日落都偏北(太阳从东北升起、西北落下)；太阳直射点位于南半球时，日出、日落都偏南(太阳从东南升起、西南落下)；太阳直射点位于赤道时，日出正东、日落正西。 (2)出现极昼的地区(除极点)一天内太阳不落，但有升有降，正午太阳高度最大，0时(24时)太阳高度最小，因此若位于北半球，太阳升降方位均为正北；若位于南半球，太阳升降方位均位于正南。 (3)极昼期间极点上一天太阳高度不变。 【特别提醒】　(1)北回归线以北，全年正午太阳都在正南方天空；南回归线以南，全年正午太阳都在正北方天空。 (2)南、北回归线之间的地区，因日期不同，直射点纬度变化，正午太阳在天顶、正南、正北方天空都有可能。 (3)太阳的周日运动：以北温带6月22日为例，太阳东北升—正东(不一定是地方时6：00)—东南—正南(正午，地方时12：00)—西南—正西(不一定是地方时18：00)—西北落。 3．太阳高度日变化图的判读 (1)日出、日落、昼长判读：如曲线A北京时间约3时日出，约17时日落，昼长约为14小时。 (2)正午太阳高度及出现的时间判读：如曲线B正午太阳高度约为45°，出现在北京时间12时。 (3)特殊判读 ①曲线A正午太阳高度最大为90°，有太阳直射现象，应位于南北回归线之间；②曲线B昼长24小时，且最低太阳高度正好为0°，应为刚好出现极昼的地方；③C线昼长24小时，且一天中太阳高度没有变化，应位于极点。 提 升 训 练 (2025·河北石家庄期末)如图示意我国台湾省嘉义市(120.4°E, 23.5°N)的观察者绘制的当地夏至日太阳视运动轨迹，天顶(Z)是观察者正上方的天空点。据此完成1～3题。 1．该日观察者观测到的日出日落方位分别是(　　) A．东北，西北 B．东南，西南 C．正东，正西 D．正北，正北 2．该日观察者观测到的当地正午太阳高度为(　　) A．0° B．28.5° C．66.5° D．90° 3．观察者观测当地正午太阳高度时，英国伦敦当地时间约为(　　) A．0时 B．4时 C．12时 D．20时 [答案]　1.A　2.D　3.B [解析]　第1题，读图，太阳视运动轨迹与地平圈的交点表示日出、日落方位，由于地球自西向东自转，太阳总是东升西落，结合地平圈的方位标注可知，该日太阳东北升、西北落，A正确，排除B、C、D。故选A。第2题，由材料可知，该日为夏至日，太阳直射23.5°N，当地恰好位于23.5°N，出现直射现象，正午太阳高度为90°，D正确，排除A、B、C。故选D。第3题，观察者观测当地正午太阳高度时，当地120.4°E地方时为12时，英国伦敦经度为0°，且在该地的西边，两地经度差大约120°，时差8小时，按照东＋西－原则，0°经线地方时＝12－8＝4时，0°经线是0时区(中时区)的中央经线，故伦敦当地时间约为4时，B正确，排除A、C、D。故选B。 $