内容正文:
主题三 课时4 正午太阳高度的变化 四季和五带
一轮复习
必备知识
一轮复习
教材主干知识导学
1.太阳高度和正午太阳高度
读图填空。
甲 太阳高度角示意图
乙 正午太阳高度示意图
(1)太阳高度:太阳光线与 的交角,如图甲中的 。
(2)正午太阳高度:地方时 时刻(12:00)的太阳高度角,即一日内
的太阳高度,如图乙中的 。
地平面
h
正午
最大
H
一轮复习
四季和五带
正午太阳高度的变化
昼夜长短的变化
(2)正午太阳高度的变化
思考:两分日,正午太阳高度的纬度分布规律是怎样的?
太阳直射赤道;
正午太阳高度从赤道向南北两侧递减。
两分日太阳光照图
考点1
考点2
一轮复习
四季和五带
正午太阳高度的变化
昼夜长短的变化
(2)正午太阳高度的变化
思考:夏至日,正午太阳高度的纬度分布规律是怎样的?
太阳直射北回归线;
正午太阳高度从北回归线向南北两侧递减。
夏至日太阳光照图
考点1
考点2
一轮复习
四季和五带
正午太阳高度的变化
昼夜长短的变化
(2)正午太阳高度的变化
思考:冬至日,正午太阳高度的纬度分布规律是怎样的?
太阳直射南回归线;
正午太阳高度从南回归线向南北两侧递减。
冬至日太阳光照图
考点1
考点2
一轮复习
2.正午太阳高度的变化 某地一天中最大的太阳高度,但不一定是90 °
(1)纬度变化规律
①在下图中用折线画出二分二至日(北半球)正午太阳高度的分布状况。
二分二至日正午太阳高度分布示意图
一轮复习
②归纳填表。
项目 太阳直射点的位置 正午太阳高度的纬度变化规律
二分日 赤道 由 向南北两侧递减
夏至日 北回归线 由 向南北两侧递减
冬至日 南回归线 由 向南北两侧递减
规律
总结 “近大远小”规律:正午太阳高度由直射纬线(H=90°)向南北两侧递减
赤道
北回归线
南回归线
一轮复习
(2)季节变化规律
读图填表。
一轮复习
项目 最值 变化
北回归线以北地区 夏至日达最大值;
冬至日达最小值 冬至→春分→夏至
逐渐
南回归线以南地区 冬至日达最大值;
夏至日达最小值 夏至→秋分→冬至
逐渐
南北回归线之间 一年两次最大值(太阳直射时);夏至日或冬至日达最小值 太阳直射点移来,正午太阳高度就
规律总结 “来增去减”规律: 向本地所在纬线移来,正午太阳高度增大;反之减小
增大
增大
增大
太阳直射点
一轮复习
3.四季更替 中纬度地区季节变化明显
(1)四季的成因:一年中昼夜长短和正午太阳高度随 的变化而变化。
(2)四季的划分
天文四季 夏季 一年中白昼最长、正午太阳高度 的季节
冬季 一年中白昼最短、正午太阳高度 的季节
春季、秋季 冬、夏两季的 季节
北温带许多
国家的四季 3、4、5月为 ,6、7、8月为夏季,9、10、11月为秋季,12、1、2月为冬季
季节
最大(高)
最小(低)
过渡
春季
一轮复习
4.五带划分
(1)五带成因:一年中昼夜长短和正午太阳高度随 的变化而变化。
(2)五带划分
纬度
北寒
北温
热
南温
南寒
一轮复习
关键能力
一轮复习
考点1 正午太阳高度
关键能力进阶
1.正午太阳高度的变化
(1)季节变化规律
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。如图所示:
考点1
考点2
一轮复习
(2)纬度变化规律
回归线之间
回归线上 正午太阳高度最大值为90°,一年中只有
一次太阳直射现象,即一年中只有一次
正午太阳高度达最大值
正午太阳高度最大值为90°,每年有两次太阳直射现象,即一年中有两次正午太阳高度达最大值
考点1
考点2
一轮复习
回归线至
极点之间 正午太阳高度最大值小于90°,一年中只有一次正午太阳高度达最大值
回归线与极圈之间 极圈与极点之间
考点1
考点2
一轮复习
(3)正午太阳高度的年变化幅度
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'
南回归线至南极圈之间和北回归线至北极圈之间 各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52')
南极圈以南和北极圈以北 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'
考点1
考点2
一轮复习
2.正午太阳高度的计算
公式:H=90°-两点纬度差(太阳直射纬度,夏半年取正值,冬半年取负值)
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:
太阳直射10°N,A地(42°N)、
B地(23°26'N)、C地(23°26'S)的正午
太阳高度分别为90°减三地与太阳
直射点的纬度差(a、b、c)。
HA=90°-a=90°-(42°-10°)=58°
HB=90°-b=90°-(23°26'-10°)=76°34'
HC=90°-c=90°-(23°26'+10°)=56°34'
考点1
考点2
一轮复习
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位置有关。为了获得更充足的太阳光照,在北回归线以北地区正午太阳位于南方,因此房屋坐北朝南;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,两地纬度相差多少度,正午太阳高度就相差多少度。根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度,可判断该地区纬度位置。
考点1
考点2
一轮复习
(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)。
考点1
考点2
一轮复习
(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α,则最小楼间距L=hcotα。如下图:
考点1
考点2
一轮复习
(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夹角,使太阳光与集热板成直角。
集热板与地面之间的夹角(β)和当天的正午太阳高度(α)互余,即β+α=90°时效果最佳。如下图:
考点1
考点2
一轮复习
(7)判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度
一般情况下,由于阳坡正午太阳高度大,获得的光热多,阴坡获得的太阳光热少;因此在相同高度,阳坡温度较高,阴坡温度较低,从而影响自然带在阳坡和阴坡的分布高度。
考点1
考点2
一轮复习
高考真题剖析
非对称结构保温大棚的保湿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……据此完成下列要求。
考点1
考点2
一轮复习
(1)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
(2)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
B
D
考点1
考点2
一轮复习
问题导引
(1)读下图,指出棚内正午地面遮阴带面积开始变小的日期以及在地面消失的日期,并说明理由。
提示 9月15日正午太阳高度与3月29日大致相同(“太阳直射点的对称”规律);之后,棚内遮阴带面积开始减小,直到10月18日前后在地面消失。
考点1
考点2
一轮复习
(2)棚内最大遮阴带的面积与支撑柱的高度有无关系?支撑柱变高时棚内正午地面最大遮阴带出现日期有何变化?
提示 无关。推迟。
考点1
考点2
一轮复习
考向对点训练
考向一 正午太阳高度的变化及其应用
某地位于北半球,该地昼长最长时,正午太阳高度并不是最大。该地区建筑中庭顶部,有一种采用玻璃板下铺设百叶遮阳的建筑形式,可对射入室内的光照强度进行调节。下图为该地区建筑中庭以及顶部百叶示意图。据此完成1~2题。
1.为达到较好遮阳效果,该地区一年大部分时间,百叶上方开口朝向为( )
A.向东 B.向西
C.向南 D.向北
D
考点1
考点2
一轮复习
2.为使得百叶和正午入射光线保持垂直,冬至日到夏至日期间,该地区建筑中庭顶部百叶与地面夹角的关系为( )
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 第1题,材料信息显示,该地位于北半球,该地昼长最长时,正午太阳高度并不是最大,表明该地位于北回归线以南的热带地区,有太阳直射现象,正午太阳大部分是在南方,因此为达到较好的遮阳效果,一年大部分时间,百叶上方开口应背向阳光,即朝向北方,D正确。
第2题,该地位于北半球的热带地区,冬至日到夏至日期间,太阳直射点向北移动,该地的正午太阳高度先增大到90°,然后再减小。百叶与地面的夹角和当地的正午太阳高度角是互余的关系,因此为使得百叶和正午入射光线保持垂直,冬至日到夏至日期间,百叶与地面夹角的关系为先变小再变大,B正确。
一轮复习
考向二 正午太阳高度的计算及其应用
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3~4题。
3.该百叶窗叶片在夏至日正午的倾角约为( )
A.16.5° B.23.5° C.40° D.73.5°
4.该百叶窗叶片在冬季正午的最小倾角为( )
A.23.5° B.26.5°
C.62.5° D.66.5°
A
B
考点1
考点2
一轮复习
解析 第3题,据题意,百叶窗叶片在夏至日正午的倾角与夏至日正午太阳高度角互余。该地为北京(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角H=90°-(40°-23.5°),即H=73.5°。由于百叶窗叶片在夏至日正午的倾角与夏至日正午太阳高度角互余,故该百叶窗叶片在夏至日正午的倾角约为16.5°,A正确。
第4题,冬季正午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即正午太阳高度角,最小倾角即为冬至日正午太阳高度角。该地冬至日的正午太阳高度角H=90°-(40°+23.5°),即H=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。
一轮复习
考点2 二十四节气
关键能力进阶
1.太阳直射点回归运动与二十四节气
注:各节气具体日期前后浮动1—2日。
考点1
考点2
一轮复习
2.二十四节气对应的地球运动位置
考点1
考点2
一轮复习
3.二十四节气与人类活动
考点1
考点2
一轮复习
高考真题剖析
某中学以本地红花生长与应用为主题,开展跨学科学习系列活动。下图为活动方案略图。读图,完成下列要求。
(1)采摘红花时,临近( )
A.雨水
B.小满
C.小暑
D.处暑
C
考点1
考点2
一轮复习
(2)红花生长期间,同学们可观察的现象是( )
A.白昼时间先变长后变短
B.太阳辐射强度逐渐减弱
C.日落方位先南移后北移
D.正午旗杆影长逐渐变长
A
考点1
考点2
一轮复习
问题导引
(1)①每两个相临的节气之间相差约 天。
②本地采摘红花的时间是 。
③与此时间临近的我们比较熟悉的节气是 。此节气之后下一个节气是 ,其日期是 。
(2)红花生长期间太阳直射点是如何移动的?该时段的昼长、太阳辐射强度、日落方位、影长如何变化?
15
7月初
夏至(6月22日前后)
小暑
7月7日前后
提示 从4月初到夏至日太阳直射点北移,夏至日太阳直射北回归线,夏至日至7月初太阳直射点南移。昼长先变长后变短,太阳辐射先变强后变弱,日落方位先北移后南移,正午旗杆影长先变短后变长。
考点1
考点2
一轮复习
考向对点训练
考向一 二十四节气
二十四节气对应着太阳黄道上的24个位置(相临节气之间太阳黄经相差15°),可反映季节、物候现象、气候变化等。下图为2023年我国某地相临节气平均气温变量(本月与上月平均气温的差值)曲线图。据此完成1~2题。
考点1
考点2
一轮复习
1.下列节气中,反映季节变化、物候现象、气候变化的节气分别是( )
A.清明、立春、小暑
B.雨水、小满、大寒
C.冬至、白露、惊蛰
D.立秋、芒种、小雪
2.据图判断该地2023年平均气温最高和最低的节气分别是( )
A.清明、立冬
B.小暑、大寒
C.夏至、冬至
D.大暑、大寒
D
B
考点1
考点2
一轮复习
解析 第1题,立秋反映季节变化,芒种反映物候现象,小雪反映气候变化,D正确;清明反映物候现象,立春反映季节变化,A错误;雨水反映气候变化,B错误;白露反映气候变化,惊蛰反映物候现象,C错误。
第2题,从图中可以看出,从立春到小暑平均气温变量均大于0 ℃,说明气温是上升的,而小暑以后平均气温变量小于0 ℃,说明气温下降了,由此可以判断小暑时平均气温最高;同理可以判断大寒时平均气温最低,B正确。
一轮复习
考向二 二十四节气与人类活动
二十四节气是我国古人通过观察太阳周年运动而形成的时间知识体系,可作为农事安排的依据。2024年6月5日我国迎来芒种节气。芒种,“有芒之谷类作物可种,过此即失效”,是播种水稻等谷类作物的时节。著名诗人陆游生动地描绘了此时的景象:“时雨及芒种,四野皆插秧”。据此完成3~4题。
3.芒种至夏至期间( )
A.太阳直射点南移 B.地球位于近日点附近
C.北京白昼渐长 D.成都日出东南
4.陆游作此诗句的地点最可能在( )
A.宁夏平原 B.长江中下游平原 C.华北平原 D.东北平原
C
B
考点1
考点2
一轮复习
解析 第3题,芒种至夏至期间为6月5日至6月22日前后,太阳直射点向北移动,A错误;地球位于远日点附近,B错误;太阳直射点向北移动,位于北半球的北京昼渐长、夜渐短,C正确;此时太阳直射点位于北半球,成都日出东北,D错误。
第4题,陆游诗句“时雨及芒种,四野皆插秧”描述的是芒种时节插秧的场景。在南方地区,芒种主要是种植水稻的时节,因此有“四野皆插秧”的景象,长江中下游平原是我国南方水稻主要种植区,B正确;宁夏平原位于我国西北地区,华北平原、东北平原位于我国北方地区,芒种时节主要是收割小麦。
一轮复习
图形判读
一轮复习
命题角度指向
图形判读2太阳视运动图的判读
该考点主要涉及太阳的视运动轨迹、日出日落时间、日影变化、太阳高度角等。太阳视运动的考查往往与实际生活相结合,例如日出日落时间的计算、太阳高度角的测量等。命题还会结合时事热点,如太阳能利用等,体现试题的时效性和应用性。
一轮复习
判读技法指津
1.太阳视运动及其规律
(1)太阳周日视运动
太阳周日视运动即人们看到太阳在天空中的运动,是地球自转和公转的综合反映。在地面上看太阳在天空中的位置,主要取决于三个因素:当地的纬度Φ、当天太阳直射点的纬度α、当时的地方时t。
一轮复习
下图是北纬40°附近某地在二分二至日的太阳视运动轨迹,该图可反映日出日落时间、昼夜长短、日出日落方位、正午太阳高度等。
一轮复习
(2)太阳高度日变化图
①一般纬度
昼>夜
昼=夜
昼<夜
一轮复习
②特殊纬度
刚出现极昼
已出现极昼
出现极昼的极点
一轮复习
(3)日出日落方位与正午太阳方位
太阳直射点位置 日出日落方位
无极昼地区 刚好出现极昼的地区
北半球 东北升,西北落 正北升,正北落
南半球 东南升,西南落 正南升,正南落
赤道 正东升,正西落
图示
(40°N某地)
一轮复习
[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,正午太阳有时在天顶,有时在正南方天空,有时在正北方天空。
③太阳的周日运动:以上图的夏至日为例,太阳东北升→东南方天空→正南方天空→西南方天空→西北落。
一轮复习
(4)不同地区太阳视运动轨迹(以北半球为例)
一轮复习
(5)太阳视运动轨迹的画法
①画出地平面再标上方向,并画上天球弧线,标上天顶。
②根据日期画出光照图,并根据光照图判断出日出日落时太阳方位,标在天球图中。
③根据当地纬度位置及日期,先判断正午时太阳方位,再计算正午太阳高度角,最后画出正午时太阳所在天空中的位置。
④将日出、正午、日落时的太阳位置用平滑曲线连起来。
一轮复习
2.太阳视运动规律的应用
(1)确定地平圈平面上的方位
①根据太阳东升西落的运动规律来确定地平圈平面上的方位。
②如果观察点在北半球,太阳周日视运动轨迹倾向南方;如果观察点在南半球,太阳周日视运动轨迹倾向北方。
(2)判断南、北半球和纬度
二分二至日时,根据太阳视运动轨迹平面与地平圈的夹角可判断该地的纬度。
一轮复习
(3)判断昼夜长短,判断季节(节气)
根据太阳周日视运动的弧度来判断昼夜长短:超过半圈——昼长夜短;不足半圈——昼短夜长;正好半圈——昼夜平分。
根据路线长短判定季节:超过半圈——夏季;不足半圈——冬季;正好半圈——二分日。
(4)判断太阳直射点的纬度
太阳直射点的纬度可利用极昼区12时(正午)和0时(子夜)太阳高度角来计算:太阳直射点的纬度=(12时太阳高度角+0时太阳高度角)÷2。
(5)判断观察者的纬度
可利用正午太阳高度角公式计算:H=90°-纬度间隔。
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(6)判断影长变化与影子方位
一轮复习
读图尝试应用
下图示意某地6月22日太阳周日视运动。据此完成1~2题。
1.代表正北方方位的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
2.该地可能位于( )
A.阿特格尔(20.5°N,85.6°E)
B.弗朗卡(20.5°S,47.4°W)
C.康奥斯(67.5°N,22.7°E)
D.斯科特岛(67.5°S,180°)
A
B
一轮复习
解析 第1题,结合材料信息可知,图为6月22日太阳周日视运动,太阳直射北回归线,此时全球除极昼极夜区,日出东北,日落西北。因此可以推测甲为正北,乙为正东,丙为正南,丁为正西,A正确。
第2题,结合上题可知,甲为正北,太阳视运动轨迹全天偏北,因此该地位于北回归线以南地区,同时该地正午太阳高度为46°,根据正午太阳高度计算公式H=90°-纬度差(当地纬度与太阳直射点纬度的差值)计算可得,该地纬度约为20.5°S,B正确。
一轮复习
高校专业知识拓展
二十四节气
现行的“二十四节气”采用的是“定气法”划分,即每一个节气分别对应于地球在黄道上每运行15°所到达的一定位置;“定气法”把太阳周年运动轨迹划分为24等份,每15°为一等份,每一等份为一个节气,始于立春,终于大寒,周而复始。
“二十四节气”反映了太阳对地球产生的影响,属阳历范畴。它是通过观察太阳周年运动,认知一年中时令、气候、物候等方面变化规律所形成的知识体系。它不仅在农业生产方面起着指导作用,同时还影响着人们的衣食住行,甚至是文化观念。
一轮复习
赤道地区
赤道与北回归线之间
北回归线与北极圈之间
北极圈内恰好出现极昼时
北极圈内极昼期间
北极点
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