内容正文:
第一部分 自然地理
第二章 行星地球
第10讲 正午太阳高度的变化 四季更替和五带划分
高考真题
考向1 正午太阳高度的计算与应用
(2022广东,8,3分)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。据此完成下题。
1.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
D
解析
驻留期间,太阳直射点始终位于酒泉和广州以南地区,没有越过广州,因此,两地的正午
太阳高度的差值即为两地的纬度差,始终不变,D正确。
(2021天津,14—15,6分)科考队在北极圈内某地进行科考时,于北京时间6月22日16时测
得了当地一天中太阳高度的最小值为10°。回答下面两题。
2.该地的纬度为 ( )
A.83°26'N
B.80°34'N
C.76°34'N
D.72°34'N
C
解析
该日为6月22日,太阳直射点所在的纬度为23°26'N,北极圈及其以北地区正在经历极昼
现象,此时北极圈上0:00的太阳高度为0°。该地纬度=90°-太阳直射点所在的纬度+最小
太阳高度=76°34'N,C正确。
知识拓展
同一经线圈上两点正午太阳高度差等于纬度差。
3.该地位于 ( )
A.欧洲北部
B.亚洲西部
C.亚洲东部
D.北美北部
D
解题指导
解答本题的切入点是区分该地地方时和北京时间,通过计算与北京时间的时差推算出
当地经度,再结合题干中“北极圈内某地”这一位置信息,进行区域定位。
解析
该地一天中最小太阳高度出现时间为北京时间6月22日16时,此时该地地方时应为6月2
2日0时,与北京时间(东八区)16时相差16个小时,即相差16个时区,根据东加西减原则,推
断该地位于西八区,即120°W附近,结合材料信息“北极圈内某地”,可知该地位于北美
北部地区,故选D。
(2021福建,5,3分)1997年以来,宁夏闽宁镇从一片“干沙滩”逐步发展为“金沙滩”。
2012年闽宁镇开始发展光伏大棚、光伏发电等光伏应用产业,未来将利用“照射光线
自动跟踪”技术,让光伏面板始终保持与太阳光线垂直,以提高光能利用效率。据此完
成下题。
4.若应用“照射光线自动跟踪”技术,与6月1日相比,闽宁镇7月1日光伏面板 ( )
A.正午影子长度较长
B.跟踪调整时长较短
C.仰角移动幅度较小
D.水平转动角度较大
D
解析
与6月1日相比,7月1日太阳直射点更加偏北,闽宁镇的正午太阳高度更大,正午影子长度
更短,A错误;7月1日闽宁镇的白昼时间更长,故跟踪调整时长较长,B错误;7月1日闽宁镇
正午太阳高度更大,仰角移动幅度更大,C错误;7月1日闽宁镇白昼更长,光伏面板水平转
动的角度较大,D正确。
(2023海南,14—15,6分)对日影和太阳高度变化的观测可以判断地理位置、地方时等要
素。图1为甲地某日日出至日落期间标杆的日影变化示意图,当日影朝正北方向时,标
杆长度与其日影长度相等。图2为乙地同一日正午时刻的太阳高度示意图。图中时间
均为北京时间。据此完成下面两题。
5.观测当日 ( )
A.甲地昼长夜短
B.乙地昼短夜长
C.甲地昼长大于乙地
D.甲乙两地昼夜等长
D
解析
读图可知,甲地日出时杆影朝向正西,太阳从正东升起;日落时杆影朝向正东,太阳从正
西落下。据此判断该日为二分日,该日全球各地昼夜等长,D正确。
6.甲地位于乙地 ( )
A.东南
B.西南
C.东北
D.西北
A
解题指导
日出、日落方位变化规律(极昼极夜地区除外):太阳直射北半球:东北升,西北落。太阳
直射南半球:东南升,西南落。太阳直射赤道:正东升,正西落。
解析
据图分析,甲地此日昼夜等长,日出地方时应为6:00,此时北京时间为5:40,可计算出甲地
的经度为125°E,根据此日甲地日影朝向正北时,影长与杆长相等可知,甲地该日正午太
阳高度为45°,根据正午太阳高度的计算公式,可计算出甲地的纬度为45°N。乙地正午
时刻北京时间为12:20,可计算出乙地的经度为115°E,乙地二分日正午太阳高度为30°,
因此乙地的纬度为60°N。由此可知,甲地(45°N,125°E)位于乙地(60°N,115°E)的东
南方。
(2021山东,13,3分)某日,小李在某地(110°E,40°N)广场游玩时,发现广场平面图中的指向标模糊不清(图a)。他通过观测广场石柱影子的长度和方向(图b), 确定了平面图的指向
标。据此完成下题。
7.一周后的相同时刻,小李再次测量发现该石柱的影长变长,则第二次观测日期可能在
( )
A.2月16日前后
B.5月8日前后
C.8月20日前后
D.11月10日前后
C
解析
一周后的相同时刻,石柱的影长变长说明同一时刻太阳高度变小;该地位于40°N,则太
阳直射点应向南移动,排除A、B;图示石柱高度6.6 m、影长3.2 m,由正切函数可知,石
柱高度与影长的比值大于2(tan 60°≈1.732)可判断观测当日正午太阳高度大于60°;当
地位于40°N,太阳直射点位于赤道上时正午太阳高度为50°,则观测当日太阳直射点位
于北半球,故第二次观测日期可能为8月20日前后,C正确、D错误。
(2023福建,9—10,6分)局部强降雨后,太阳光线以一定的角度投射在雨幕上可能形成彩
虹。下图示意彩虹最高视点与太阳高度角(h)的关系。据此完成下面两题。
8.华南是我国出现彩虹概率最大的地区之一,主要原因是该地区 ( )
A.锋面活动频繁
B.强对流天气多
C.地形较复杂
D.日照时数长
B
解析
材料“局部强降雨后,太阳光线以一定的角度投射在雨幕上可能形成彩虹”表明彩虹
形成的条件是发生在局部强降水之后,结合中国气候特征等知识,得出华南因为水热充
足、强对流天气多而出现彩虹概率大,所以B选项正确。锋面是指冷暖空气相遇形成
的交界面,通常中纬度地区冷暖空气交汇频繁,锋面活动多,相比我国其他地区,华南锋
面活动并不频繁,故A选项错误。由图可得,平坦开阔的地形有利于观测彩虹,而复杂的
地形并不利于观测彩虹。与全国其他区域比较,华南的地形并不会更复杂,故C选项错
误。结合图示可得出观看到彩虹的条件之一是合适的太阳高度角,与日照时数没有直
接关系,故D选项错误。
9.暑假某日,小海同学在武夷山旅游,雨后邂逅一轮美丽的彩虹。此时的时间和他的朝
向最可能是 ( )
A.07:30—08:30,面向太阳
B.10:30—11:30,背向太阳
C.14:30—15:30,面向太阳
D.16:30—17:30,背向太阳
D
解析
根据图示得出太阳高度角小于42°才能出现可见彩虹,而且要背向太阳才能看到彩虹。
武夷山经度接近东经120°,可知武夷山的地方时和北京时间相近,再结合太阳高度角日
变化知识与选项,估算暑假期间(7月和8月)太阳高度角大概在一天中16:30—17:30时段
小于42°,故D选项是最可能的。
(2025湖南,15—16,6分)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(4
8°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。据此完成下面两题。
10.甲、乙两处P平均值的差异主要源于 ( )
A.全时段两侧建筑物的遮阴
B.上午西侧行道树的遮阴
C.全时段东侧行道树的遮阴
D.下午西侧行道树的遮阴
D
解析
图示甲处附近的P(生理等效温度)平均值较乙处小,结合该日“天气晴朗、风力微弱”,
可判断甲处实际接受的太阳辐射小于乙处。读图可知,甲、乙两处距离路南侧建筑物
均为6 m左右,根据正午太阳高度公式计算,夏至日该地(48°N)正午太阳高度大约是
65.5°,南侧建筑物(高40 m)正午影长约18.26 m,因此,正午前后甲、乙两处均位于南侧建
筑物阴影中,不是建筑物遮阴造成两地P平均值存在差异,A错误。图中行道树距建筑物4
m,结合太阳视运动轨迹可知,9—12时太阳位于甲、乙的东南方,上午时段东侧行道树
遮阴作用明显,12—15时太阳位于甲、乙的西南方,下午时段西侧行道树遮阴作用明显;
该地纬度较高,上午气温一般较低,达不到图示温度,结合一天中最高气温出现于14:00
左右,可判断甲处因在气温最高时段内受到西侧行道树的遮阴作用较强,因此热感较弱,
故D正确,B、C错误。
11.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
B
解析
若降低两侧建筑物高度至10米,则建筑物正午影长缩短至约4.57 m,正午前后乙处(大约
距离南侧建筑物6 m)失去建筑物的遮阴,所以P平均值增大;丙处紧邻南侧建筑物,建筑
物高度下降没有改变遮阴情况,所以P平均值基本不变。因此乙、丙两处P平均值的差
异将变大,B正确。
(2022福建,7—8,6分)非对称结构保温大棚的保温被通常白天收卷至顶部,以便棚内作
物进行光合作用,收卷的保温被在棚内地面形成遮阴带(下图)。陕西省某地理研学小
组观测当地大棚正午地面遮阴带的年内变化(忽略收卷的保温被厚度影响),发现棚内
地面遮阴带在2月26日出现,3月29日面积最大,一段时间后变小……据此完成下面两
题。
12.棚内正午地面遮阴带面积开始变小的日期出现在 ( )
A.6月29日前后
B.9月15日前后
C.10月16日前后
D.12月14日前后
B
解析
由图可知,地面遮阴带为保温被的影子覆盖处。由材料信息可知,正午保温被被收卷至
顶部,其影子受太阳高度影响。当正午太阳高度与图示一致时,地面遮阴带刚好完全覆
盖在棚内,当正午太阳高度小于图示太阳高度时,地面遮阴带部分或全部移至棚外,则棚
内正午遮阴带面积较小或没有。根据所学知识可知,陕西省正午太阳高度相同的日期
关于夏至日对称,因此棚内正午地面遮阴带面积开始变小的日期与3月29日关于夏至日
对称,则棚内正午地面遮阴带面积开始变小的日期在9月15日前后。
13.仅支撑柱高度增加1米,则棚内正午地面最大遮阴带 ( )
A.出现日期提前,面积减小
B.出现日期提前,面积不变
C.出现日期推迟,面积增大
D.出现日期推迟,面积不变
D
解析
图示信息显示,棚内最大遮阴带的面积主要与南北屋面保温被收卷的南北宽度有关。
收卷的保温被宽度范围越大,最大遮阴带面积越大,和支撑柱的高度无关。支撑柱变高
时,遮阴带全部移到棚内需要的正午太阳高度变大(如图),出现的日期应推迟。
考向2 四季与五带
(2023北京,1—2,6分)某校开展“时空智能,因融至慧”跨学科主题学习系列活动。结
合2023年6月10日文化和自然遗产日,同学们展示了有关二十四节气的作品。下图是学
生设计制作的网页截图。读图,回答下面两题。
14.二十四节气是古人观天察地、认识自然的智慧结晶,客观反映了 ( )
①太阳活动
②四季变化
③降水总量
④物候现象
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
C
解析
读图可知,二十四节气以地球绕太阳公转的一个周期作为轮回,它代表着一年中地球在
公转轨道上二十四个不同的位置,每个位置都代表一个节气,而每个节气都表示着气
候、物候、时候这“三候”的不同变化,故二十四节气能反映四季变化、物候现象,②
④正确;与太阳活动无关,无法直接反映降水总量的变化,①③错误,故C正确。
知识拓展
二十四节气是历法中表示自然节律变化以及确立“十二月建”的特定节令。一岁四
时,春夏秋冬各三个月,每月两个节气,每个节气均有其独特的含义。二十四节气准确地
反映了自然节律变化,在人们日常生活中发挥了极为重要的作用。在国际气象界,二十
四节气被誉为“中国的第五大发明”。
15.据图推断 ( )
A.甲地种冬小麦正值梅雨时节
B.可以通过遥感监测乙地涝灾
C.正午太阳高度甲地比乙地大
D.昼长周年变化甲地小于乙地
B
解析
读图可知,甲地位于山西省,乙地位于湖南省。甲地种冬小麦一般在秋季,而梅雨时节主
要在长江流域的6月份出现,A错误;遥感是指各种非接触、远距离探测物体的技术,可
以通过遥感监测乙地的涝灾,B正确;正午太阳高度的变化规律是从太阳直射点向南北
两侧递减,甲、乙两地都位于北回归线以北地区,且乙地的纬度低于甲地,故正午太阳高
度甲地比乙地小,C错误;纬度越高,昼长的周年变化越大,甲地纬度高于乙地,昼长周年
变化甲地大于乙地,D错误。故选B。
高考模拟
(2026届河南多校10月联考)伏有初伏、中伏和末伏之分,其日期由二十四节气和干支
纪日法相配合来决定。每年自夏至日起第三个庚日(每10天重复出现一次)为初伏(也
叫头伏),立秋日后的第一个庚日为末伏,两者之间是中伏,合称“三伏”。2025年三伏
天从7月20日开始,至8月18日结束,整个伏期共30天,较近10年常见的40天“长三伏”缩
短了10天。据此完成下面两题。
1.2025年三伏天期间,所经历的二十四节气有 ( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
B
解析
由夏至这个节气开始,往后每间隔约15天为一个节气;材料显示三伏天时间为7月20日
至8月18日,则期间经历的节气有2个,即大暑(7月22日)和立秋(8月7日)。
名师点睛
一年24个节气,每两个节气之间间隔约为15天。
2.决定三伏天历时长短的主要因素是 ( )
A.地球的自转速度
B.地球的公转速度
C.中伏的庚日数
D.末伏的庚日数
C
解析
庚日“每10天重复出现一次”,即其循环周期为10天;因夏至日、立秋日时间基本固定,
初伏、末伏的时长是固定的,均为10天;则三伏天的总时长取决于中伏时长,即中伏的庚
日数决定了三伏天总时长,故C正确。由“其日期由二十四节气和干支纪日法相配合
来决定”,说明地球自转和公转的速度不影响三伏天的历时长短;末伏为立秋日后首个
庚日开始的10天,不影响三伏天的历时长短。
名师点睛
中伏的天数取决于夏至后第四个庚日到立秋后第一个庚日之间的间隔。当夏至与立
秋之间出现4个庚日时,中伏天数为10天,总伏期为30天;出现5个庚日时,中伏天数则为2
0天,总伏期为40天。
(2026届安徽名校10月联考)安徽省合肥市(32°N,117°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
成下面两题。
3.该百叶窗叶片在夏季正午的最小倾角为 ( )
A.32°
B.23°26'
C.81°26'
D.8°34'
D
解析
由“夏季正午,百叶窗叶片与太阳光线垂直”可知,百叶窗叶片在夏季正午的倾角与正
午太阳高度互余,则百叶窗叶片在夏季正午倾角最小的日期为当地夏至日(该地位于北
回归线以北,夏至日正午太阳高度达到最大值)。该地夏至日正午太阳高度=90°-(32°-2
3°26'),即倾角为32°-23°26'=8°34',D正确。
名师点睛
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,则两点纬度值相加。
4.元旦前后一个月内的正午该百叶窗叶片与地面夹角 ( )
A.一直变小
B.先变小再变大
C.一直变大
D.先变大再变小
B
解析
由“冬季正午,百叶窗叶片与太阳光线平行”可知,冬季正午该百叶窗叶片与地面夹角
即正午太阳高度。元旦前后一个月内,合肥市(32°N,117°E)的正午太阳高度先变小后变
大,故B正确。
(2026届河北十校9月联考)智能光伏“太阳花”(如图),是一款可移动、可调节的光伏
发电储能系统。“太阳花”根据太阳实时位置、阳光入射角度及不同季节日照时间,
可以自动调节光伏板的方向、倾角(光伏板和地面的夹角)及收放状态,最大程度利用
太阳能发电。近日,由河北某公司研发的智能光伏“太阳花”,在云南省永仁县宜就镇
(26°N,101°E)正式并网发电。据此完成下面两题。
5.冬至日正午时,永仁县宜就镇智能光伏“太阳花”光伏板的倾角约为 ( )
A.2°34'
B.26°34'
C.49°26'
D.81°26'
C
解析
当太阳光线与光伏板垂直时,光伏板的发电功率最大,其倾角与太阳高度互余。宜就镇
(26°N,101°E)冬至日正午太阳高度=90°-(23°26'+26°),即光伏板的倾角等于
23°26'+26°=49°26',故C正确。
6.夏至日这天,相较于永仁县宜就镇,安装于北京(40°N)的智能光伏“太阳花”光伏板
( )
A.展开时间更短
B.水平转动角度更小
C.正午影长更短
D.倾角变化幅度更小
D
解析
宜就镇纬度是26°N,北京纬度是40°N,在夏至日,北京的正午太阳高度小于宜就镇,则太
阳高度日变化幅度小于宜就镇,因光伏板倾角与太阳高度互余,其光伏板倾角变化幅度
也小于宜就镇,故D正确。夏至日,北京昼长长于宜就镇,北京光伏板水平转动角度更大,
且展开时间更长;北京因正午太阳高度更小,物影要长于宜就镇。
(2026届山西太原9月联考)下图为位于海口市(20°N,110°E)的小明同学在一年中不同日
期利用立杆测得的杆影变化,甲、乙、丙、丁表示不同日期。据此完成下面三题。
7.图示夏至日正午杆影朝向 ( )
A.正北方向
B.正西方向
C.正南方向
D.正东方向
C
解析
夏至日太阳直射点位于北回归线,而海口位于20°N,正午太阳应位于正北,正午杆影朝
向正南,C正确。
8.小明同学在海口市昼长最长的那天测量的正午太阳高度为 ( )
A.90°
B.86°34'
C.76°34'
D.66°34'
B
解析
北半球各地在夏至日昼最长,此日太阳直射点位于北回归线,海口市当天的正午太阳高
度=90°-(23°26'-20°)=86°34',B正确。
9.甲、乙、丙、丁可能表示的日期分别是 ( )
A.3月21日、1月21日、5月21日、6月23日
B.3月21日、12月22日、6月22日、7月23日
C.9月23日、12月22日、5月23日、6月22日
D.9月23日、1月21日、6月22日、7月23日
A
解析
由前面分析可知,夏至日正午杆影朝正南,据此可确定图中东南西北方位;以此判断甲日
出杆影朝向正西,说明日出正东,该日为二分日;丙、丁两日期日出杆影朝向西南,说明
日出东北,但丁日期比丙日期偏北角度最大,说明丁日期比丙日期更靠近夏至日,排
除B、D。乙日期日出杆影朝向西北,说明日出东南,表示海口当地昼较短,此时应为北
半球冬半年,且乙日期与丙日期杆影关于甲日期对称,说明乙日期与丙日期关于二分日
对称,C项中乙、丙两日并不关于二分日对称,排除。故选A。
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