2 大单元2 6 课时9 正午太阳高度的变化（教师用书）-【金版新学案】2027年高考地理高三总复习大一轮复习讲义（湘教版）

该高中地理讲义聚焦正午太阳高度的变化，整合概念、规律、计算及应用等高考核心考点，按“概念-纬度/季节变化规律-计算方法-实际应用”逻辑架构知识体系。通过主干梳理、方法指导（如“同减异加”计算法则）、真题训练（2025湖南卷等）等环节，帮助学生系统突破难点，体现复习的针对性。 资料融合高考情境（圭表、定日镜）与大学拓展知识（陶寺古观象台），设计绘图实践（二分二至日分布、北极圈年变化曲线）等活动，培育地理实践力与综合思维。分层练习（预习检测、真题研析）保障复习效果，助力学生掌握高考命题角度，为教师把控复习节奏提供清晰框架。

课时9　正午太阳高度的变化 课程标准：结合实例，说明地球运动的地理意义。 ◎ 1.太阳高度角与正午太阳高度 (1)太阳高度角：太阳光线与地平面的夹角，如图甲中的h。 (2)正午太阳高度：地方时正午时刻(12：00)的太阳高度角，即一日内最大的太阳高度，如图乙中的H。 【关键】　(1)同一日期同一纬线上正午太阳高度相等。 (2)同一日期，距太阳直射点所在纬度相等的两条纬线上正午太阳高度相等。 2.正午太阳高度的纬度变化规律：“近大远小” 同一时刻，正午太阳高度从太阳直射点所在纬线向南北两侧递减。距离太阳直射点所在的纬线越远，正午太阳高度越小；距离越近，则越大。 【关键】　(1)夏至日：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减；北回归线及其以北各纬度正午太阳高度达到一年中的最大值，南半球各纬度正午太阳高度达到一年中的最小值。 (2)冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减；南回归线及其以南各纬度正午太阳高度达到一年中的最大值，北半球各纬度正午太阳高度达到一年中的最小值。 (3)春、秋分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。 3.正午太阳高度的季节变化规律：“来大去小” 太阳直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度增大，移去则减小。如下图所示： ◎ 1.绘图：请在下图中用折线画出二分二至日正午太阳高度的分布状况。 2.绘图：请在下图中用折线画出北极圈一年中正午太阳高度的变化规律示意图。 　　我国江汉平原某中学地理实践小组，在暑期利用一木杆进行了太阳视运动轨迹观测活动，并绘制了某一天的观测结果图(下图)，图中的虚线表示木杆影长。据此完成3~4题。 3.该地当日，木杆影子围绕立杆点的移动方向是(　　) A．自东向西 B．自西向东 C．逆时针 D．顺时针 4.随着秋季开学的临近，该地正午时刻的木杆影长(　　) A．逐日延长 B．逐日缩短 C．先短后长 D．先长后短 预习检测　答案 1.　2. 3.D　4.A　第3题，太阳方位与杆影方向相反。江汉平原位于北回归线以北，正午太阳常年位于正南方，正午杆影常年朝北。暑期为夏半年，太阳直射北半球，日出东北，日落西北。故该日日出时杆影朝向西南方向，随后沿正西、正北、正东、东南，即顺时针方向移动，D正确，A、B、C错误。第4题，我国大部分省份学校的暑期为7月初至8月底，秋季开学为9月初，期间太阳直射点向南移动，江汉平原正午太阳高度逐渐降低，正午木杆影长逐渐变长，A正确，B、C、D错误。 学生用书⬇第56页 【高考情境知识解读】 1.圭表［2025•云南卷］ 材料信息　圭表由两部分组成，直立的柱体为“表”，与柱体垂直的装置为“圭”。我国古人根据正午时“表”影在“圭”上的变化划分二十四节气(两端刻度表示夏至或冬至)。 知识解读　圭表的原理是太阳光照射物体产生日影。当太阳照着表的时候，圭上会出现表的影子，根据影子的方向和长度，就能读出时间、确定方向、测量节气等。由于我国主要位于北回归线以北，正午时太阳始终位于正南方，圭尺朝南北方向放置，垂直的表形成的影子正好落在圭尺上。 2.定日镜［2022•浙江卷］ 材料信息　塔式光热发电是利用成千上万个独立跟踪太阳的定日镜，将阳光聚集到镜场中心的集热塔，通过能量转换来发电。 知识解读　定日镜是一种通过调整平面镜方位角和高度角，将太阳或其他天体光线反射到固定方向的光学装置，又称定星镜。其核心功能包括追踪天体运动和定向反射光线，即通过赤道仪驱动的平面镜追踪太阳或星体轨迹，使光线经反射后稳定投射至指定方向(如极轴方向的望远镜或光热电站吸热塔)，实现对天体的持续观测或能量收集。 【大学教材知识拓展】 1.陶寺古观象台 该观象台由13根夯土柱、特定观测点和三层夯土台基组成，总面积达1 740平方米。夯土柱呈半圆形排列，柱间形成12道观测缝，通过观测日出方位和星辰轨迹确定节令。陶寺先民通过观测缝精准划分20个节令，是传统“二十四节气”的主要源头。例如，春分日太阳会从第7个观测缝升起，据此可指导农耕活动。观象台的观测数据被用于制定历法，由陶寺君王颁行天下，体现了早期国家对“授时权”的掌控。 2.棒影日照图 棒影日照图是一种基于太阳在天空中的运动轨迹，反映地表某一点垂直棒(或建筑物)在阳光照射下影子端点移动路径的图形工具。它综合了太阳高度角和方位角的变化规律，广泛应用于建筑日照分析、城市规划、遮阳设计等领域 。该图通常以观测点为中心，绘制出不同日期(如冬至日、夏至日、春分/秋分)的棒影轨迹曲线，结合时间线(时角线)，可直观判断某一时刻影子的方向与长度，进而分析建筑物之间的遮挡关系、室内日照时间及区域等。 考点　正午太阳高度的变化规律与相关计算 1.正午太阳高度的计算 正午太阳高度的计算公式：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：H＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。 C点(23.5°S)正午太阳高度：H＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23.5°)＝56.5°。 2.正午太阳高度的年变化幅度 学生用书⬇第57页 (1)南北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度年变化幅度越大(由23.5°增大到47°)，赤道上为23.5°，回归线上为47°。 (2)回归线与极圈之间：各纬度正午太阳高度年变化幅度相同(均为47°)。 (3)极圈以内地区：纬度越高，正午太阳高度年变化幅度越小(由47°减小到23.5°)，极圈上为47°，极点上为23.5°。 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的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。 (2)确定房屋的朝向 房屋的朝向与正午太阳所在方向有关。在北回归线以北地区正午太阳位于南方，为了获得更充足的太阳光照，房屋多坐北朝南；在南回归线以南地区正午太阳位于北方，因此房屋多坐南朝北。 (3)确定当地的地理纬度 当太阳直射点位置一定时，两地纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度。根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度，可判断该地地理纬度。 (4)判断日影长短及方向 太阳直射点所在纬度，正午物体的影长缩短为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。 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(等于0)。 (5)确定楼间距、楼高 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。以我国为例，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L＝h•cot H。如下图： (6)计算太阳能热水器的安装角度 为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角，使太阳光与集热板成直角。 集热板与地面之间的夹角(α)和当天的正午太阳高度角(H)互余，即α＋H＝90°时效果最佳。如下图： 　　(2025•湖南卷)中欧地区城市夏季常出现热浪天气，街道两侧建筑物和树木的阴影可缓解行人的热感，行人热感可用生理等效温度(P)衡量。图1示意中欧地区某市(48°N，8°E)一条东西向街道行道树布置，图2示意该街道某年夏至日(天气晴朗、风力微弱)当地时间9~15时P平均值的分布。tan 65.5°≈2.19。据此完成下题。 1.同样情境下，若降低两侧建筑物高度至10米，乙、丙两处P平均值的差异将(　　) A．变小 B．变大 C．不变 D．不确定 学生用书⬇第58页 【思维可视化示例】 答案：B 2.(2023•天津卷)下图是我国某城市冬至日、夏至日及L日不同时刻的太阳高度及方位示意图。据此完成(1)~(2)题。 (1)据图可以推知该城市可能为(　　) A．成都　　B．上海　　C．昆明　　D．广州 (2)L日可能处于(　　) A.1月上旬 B.4月中旬 C.7月上旬 D.10月中旬 答案：(1)D　(2)B 解析：(1)读图，该城市夏至日正午太阳高度可达90°，位于23°26′N；北京时间12：30时太阳高度最大，此时地方时为12时，由此计算该地位于120°E以西7.5°，即112.5°E，综上，该地的坐标为(23°26′N，112.5°E)，最有可能是广州，D正确，A、B、C错误。(2)读图可知，L日当地北京时间约6时日出，约19时日落，昼长约为13时，此时直射点在北半球，A、D错误；读图可以看出，夏至日当地正午太阳高度为90°，而L日当地正午太阳高度不到80°，表明L日太阳直射纬度与北回归线的纬度相差10°以上，由此推算，4月中旬的可能性大，7月上旬的可能性小，B正确，C错误。 学科网（北京）股份有限公司 $