第一部分 第二章 第3讲 第2课时 正午太阳高度的变化（配套教参）-【创新教程】2027年高考地理总复习大一轮讲义（湘教版）

高考总复习地理(XJ) 第2课时正午太阳高度的变化 课程标准 核心素养（教师用书独具） 1.了解正午太阳高度的时空分布规律，掌握正午太阳高度的计算方法。（区域认知、综合思维》 结合实例，说 2.结合地球公转的原理和规律，学会分析影子变化、日出日落方位等地理现象（综合思维） 明地球运动 3.理解太阳能安装、楼间距设计等生产和生活实际中用到的地理原理，增强地理实践力（地理实 的地理意义。 践力、人地协调观) 复盘>必备知识 学生用书P36 盘点教材夯实双基 [自主盘点] [图文拓展] 正午太阳高度的变化 1.北回归线地区正午太阳高 1.概念 度的年变化 (1)太阳高度：太阳光线与地平面之间的夹角，叫做太阳高度角，简称太阳 正午太阳离度 高度。 90° 66°34 (2)正午太阳高度角：一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高 度角。 2326 节气 2.变化原因：黄赤交角的存在，太阳直射点的南北移动。 冬至春分夏至秋分冬至 3.变化规律 2.赤道地区正午太阳高度的 (1)纬度变化 年变化 同一时刻，各地正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减 正午太阳高度 90 时间 正午太阳高度的变化规律 66°34 春秋分日 由赤道向南北两侧递减 夏至日 冬至春分夏至秋分冬至 由北回归线向南北两侧递减 3.物影在地面转动的角度大 冬至日 由南回归线向南北两侧递减 小与白昼长短的关系 (2)季节变化 昼长决定了物影在地面转 北半球节气 动的角度，昼长越长，物影 达最大值的地区 达最小值的地区 在地面转动的角度越大；反 夏至 北回归线及其以北各纬度 南半球各纬度 之则越小。 冬至 南回归线及其以南各纬度 北半球各纬度 4.华北地区在房前栽种落叶 阔叶林树种的原因 春、秋分 赤道 南、北极点 华北地区房屋多朝向南方。 思考同一日期，地球上正午太阳高度相等的地区是否都在同一纬线上？ 夏季正午太阳位于南方，树 提示：不一定。同一日期，地球上总有两条纬线上的正午太阳高度相 叶茂盛可以遮阳；冬季树木 等，并以直射纬线呈南北对称分布。 落叶，不影响采光。 聚焦>关健能力 学生用书P36 热点考向技能突破 考点一 正午太阳高度的变化规律及计算 [真题精研] 当地时间下午，小明从F岛乘船去往某岛屿观光， (2024·高考山东 途中发现游船甲板中心处旗杆的影子多数时间指 N 卷)小明暑假乘船到F 向船行进的方向，如图示意F岛及其周边区域。据 岛旅游。下船后，小明 此，完成(1)~(2)题。 发现太阳当空，周围的 0甲岛 乙岛 (1)F岛的位置可能是 ( 人却“没有”影子，他记 0 A.12°N,61W B.12N,121°W 录了当时的时间为北京 丁岛 丙岛 C.20N,61°W D.20N,121°W 时间8月21日00：04。 (2)当地时间下午，小明去往的岛屿最可能是() A.甲岛B.乙岛 C.丙岛D.丁岛 ·44 [第一部分]第二章宇宙中的地球与地球运动 ◆[审答流程] (2)正午太阳高度的季节变化（按北半球节气） ①小明暑假乘船到F岛旅游。下船后，小明发 达一年中 春分、秋分居中 达一年中 现太阳当空，周围的人却“没有”影子，他记录 最大值 成小凰 了当时的时间为北京时间8月21日00：04。 达一年中最大值 日 指出了地点信息—F岛，现象—“没有”影 达一年中 最小值 春分、秋分居中 最大值 文字子，说明有太阳直射现象，时间信息一北京 信息时间。 北回归线及其以北的地区正午 南回归线及其以南的地区正 太阳高度达年中最大值：南 午太阳高度达一年中最大值 ②当地时间下午，小明从F岛乘船去往某岛 半球达一年中最小值 北半球达一年中最小值 屿观光，途中发现游船甲板中心处旗杆的影 [教师专享] 子多数时间指向船行进的方向。说明船行 进的方向与太阳的方位相反。 方法技巧正午太阳高度的年变化幅度 图表甲岛、乙岛、丙岛、丁岛、F岛的相对位置，指 (1)南北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度变化 信息向标N指向北方。 幅度越大（由23°26'增大到46°52'），赤道上为 [解析]第(1)题，本题主要考查考生根据地方时、 23°26'，回归线上为46°52'。 太阳直射点判断地理位置的方法。根据小明下船 (2)回归线至极圈之间：各纬度正午太阳高度变化 后“没有”影子可以确定太阳直射点位于F岛且当 幅度相同（均为46°52'）。 时的F岛地方时约为12时。根据小明记录的北京 (3)极圈以内地区：纬度越高，正午太阳高度变化幅度 时间进行计算，该岛地方时与北京时间相差大约 越小（由4652'减小到2326），极圈上为4652，极 12小时4分，因此，与120°E经度相差约181°，那么 点上为2326。 F岛所处的经度约为61°W。一年中，太阳直射点 2.正午太阳高度的计算 在南北回归线之间做回归运动，但移动速度并不是 匀速的，其移动速度在二分日时较快，而在二至日 (1)公式：H=90°-两点纬度差。 时较慢。因8月21日距离秋分仅有一个月左右的 (2)说明：“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点 时间，这时太阳直射点正逐渐向赤道移动，结合太 纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即两点同在 阳的移动速度，12°N是一个合理的估计值。综上 北（南）半球，则两点纬度“大数减小数”；两点分属 所述，A选项正确，B、C、D选项错误。太阳每天从 南北半球，则两点纬度相加 东方升起，又从西方落下的自然现象，即太阳周日 (3)图示。 视运动，其对城市规划、建筑设计、农业生产活动等 如图所示，太阳直射10°N,A地(42°N)、B地 都有着影响，对太阳周日视运动的理解需要较高的 (23°26'N)、C地(2326'S)三地的正午太阳高度分 抽象思维能力。通过观察太阳的周日视运动，可以 更好地理解地球的自转和太阳的位置变化。第(2) 别为90减三地与太阳直射点的纬度差(a、b、c)。 题，本题主要考查太阳视运动。周日视运动是地球 具体如下： 自转的结果，这种运动在不同纬度的表现有所不 42°N B 同。根据太阳直射，点的位置等信息可推断，图示岛 23°26'N 屿所在区域下午太阳主要位于西北，因此，物体的 10°N 影子方向多数时间为东南。根据材料“影子多数时 间指向船行进的方向”，可判断船前往丙岛，故C选 2326S 项正确，A、B、D选项错误。 A地正午太阳高度=90°一a=90°一(42°一10°) [答案](1)A(2)C 58°；B地正午太阳高度=90°-b=90°-(23°26′- [核心突破] 10)=76°34'；C地正午太阳高度=90°-c=90° 1.正午太阳高度的变化规律 (1)正午太阳高度的纬度变化：同一时刻，正午太阳高 (23°26'+10°)=56°34'。 度由直射点向南北两侧递减。具体如图所示。 [学以致用] 冬室故至日 某校地理小组开展实践活动，对南京(32N,119E)、 武汉(31°N,114°E)、广州(23°N,113°E)、北京(40N, 正午太阳高度 正午太阳高度 T90° 116E)四地的日月升落、昼夜长短变化规律进行研究。 60° 9月29日中秋节当晚，地理小组记录南京的月出时间约 26 为北京时间17：57。据此，完成12题。 09 90S4 ↑0° 1900 1.中秋节武汉的月出地方时最接近 赤道 北 归线 北极圈 A.17:57 B.18:15 C.17:35 D.18:00 。45· 高考总复习地理(XJ) 2.能正确示意北京、广州的昼长和正午太阳高度年变 不可能达到90°，排除B、C。北京纬度较广州更高，纬 化范围的是 度越高，昼夜长短的年变化幅度越大（图中表现为北京 所示的方框对应的横轴宽度更宽)，A正确，D错。] 如图为“我国某地春分日 阳光 头顶 时正午太阳与头顶夹角示意 1824昼长小时 24技长小时 图”。据此，回答3~5题。 289 3.该地此日正午太阳高度是 地平线 -北京 77777777777777 广州 A.28 B.62 30° C.90° D.0° 824长小时 2 24昼长小时 4.该地的地理纬度是 A.18N B.28N C.32N D.52N 解析：1.A2.A[第1题，中秋节日落时月出，所以 5.次日该地正午太阳高度将 南京(32N,119E)的月出时间约为北京时间17：57，此 A.变大 B.变小 时当地时间约为17：53。由于南京和武汉纬度差异不 C.不变 D.不确定 大（可认为约同一纬度地区），同一天其昼夜长短相同， 解析：3.B4.B5.A[第3题，据图可以判断正午 日落的地方时相同，所以武汉日落的地方时也约为 太阳高度为90°一28°=62°。第4题，据正午太阳高度 17:53,A选项时间最为接近。第2题，广州位于北回 计算公式可知，当地纬度为90°一62°=28（太阳直射点 归线附近，夏至日存在直射现象，即正午太阳高度角达 在赤道上)。第5题，春分日过后太阳直射，点北移，与 到90°，北京位于北回归线以北，全年正午太阳高度角 28N的纬度差变小，故该地正午太阳高度将变大。] 考点二 正午太阳高度在实际生活中的应用 [真题精研] [解析]第(1)题，根据所学知识可知，北极星光线与地 (2022·浙江6月选考)我国某中学生在学校 面的夹角为当地的纬度，正午太阳高度在夏至日达到最 附近通过天文观测，绘制出北极星光线与正午太阳 大值，所以北半球北极星光线与正午太阳光线的夹角， 光线之间夹角α的年变化曲线，如图为该曲线示意 在夏至日达到最小值，冬至日达到最大值。根据图示信 图。完成(1)~(2)题。 息可知，丙为夏至日，甲、戊为冬至日，乙为春分日，丁为 秋分日，北半球符合“昼变短，夜比昼长”的是秋分日到 冬至日，应是图中的丁至戊。第(2)题，根据上题分析可 知，丙为夏至日，太阳直射点位于北回归线，北极星光线 与地面的夹角为当地纬度，正午太阳高度为90°减去所 在地与北回归线的纬度差，所以夏至日北极星光线与正 戊（时间） (1)符合“昼变短，夜比昼长”条件的时段是( 午太阳高度的和为113.5°，①④错误；北极星光线与地 面的夹角为58°，当地纬度为58N,我国最北端纬度位置 A.甲至乙 B.乙至丙 约为53N,不符合，②错误；北极星光线与正午太阳高度 C.丙至丁 D.丁至戊 的和为113.5°，且北极星与地面的夹角为36°，纬度位置 (2)丙日，对应的北极星光线和正午太阳光线位置 为36N,符合我国的纬度范围，③正确。 关系正确的是 ( ) [答案](1)D(2)C 章 25 ★一 [核心突破] 66.5 55.5° 36C人77.50 1.确定地方时 hmoonm.wmmm mom mmA 图例★一北极星光线冷—正午太阳光线%地平面 当某地太阳高度达一天中的最大值时，日影最短， A.① B.② C.③ D.④ 当地的地方时是12时。 ◆[审答流程] 2.确定房屋的朝向 文我国某中学生在学校附近通过天文观测，绘制 为了获得更充足的太阳光照，房屋的朝向与正午太 信出北极星光线与正午大阳光线之间夹角Q的 阳所在的位置有关。在北回归线以北地区，正午太 息年交化曲线。指出了该曲线的含义。 阳位于南方，房屋朝南；在南回归线以南地区，正午 太阳位于北方，房屋朝北。 :①曲线示意图中，北极星光线与正午太阳光线 3.判断日影长短及方向（按北半球节气）。 之间夹角《的年变化曲线，甲、戊最大，丙最 北回归线以 正午的日影全年朝向正北（北极点除外） 图小，乙、丁为平均值，丙为夏至日，甲、戊为冬至 日影 北的地区 冬至日日影最长，夏至日最短 表日，乙为春分日，丁为秋分日。 长短 及其 南回归线以 正午的日影全年朝向正南（南极点除外）， 息②北极星光线与正午太阳光线之间夹角α随时 方位 南的地区 夏至日日影最长，冬至日最短 间的变化，夹角α在图中丙时间节点最小。 判断 回归线之间 正午的日影夏至日朝向正南，冬至日朝向问 ③北极星光线、正午太阳光线、地平面之间的关系。 的地区 正北：直射时日影最短（等于0） ·46· [第一部分]第二章宇宙中的地球与地球运动 4.确定当地纬度 室高度(H),tan23.5°=H/D,计算可得日光温室高 正午太阳高度H=90°一当地纬度与直射点纬度的 度应不高于2.18m,这样能够保证日光温室在一年 差值。 中都能照到阳光。第2题，为了让阳光更好地照入 5.室内光照面积大小判断 温室，温室的朝向应该与正午时阳光的来向大体垂 北回归线以北地区，夏至日正午太阳高度最大，室 直。根据太阳视运动规律，该地正午时太阳位于正 内光照面积最小；冬至日，正午太阳高度最小，室内 南方；该地区纬度较高，冬季寒冷，夜晚时间长；该 光照面积最大。 夏至日 地午后温度最高，为保证能更好地接受阳光，提高 夜间棚内的温度，日光温室应面向正南略偏西。] 冬至日 杭州(30°N)某同学对传统的太阳能热水器进行 改造（如图）。据此，完成3~5题。 太阳光 室内光照范围 6.计算楼间距 以北半球中纬度地区为 例（见图），南楼高度为 h,该地冬至日正午太阳 楼 77777777777 地面 高度为H,则最小楼间 3.12月22日正午，为使热水器受热最多，需调节活 距L=h/tanH。 7.太阳能热水器的倾角调整 动支架，使热水器集热板与水平面的夹角为( ) 为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器 A.2326 B.36°26 与楼顶平面之间的倾角，使太阳光与受热板成直 C.53°26 D.6626 角。其倾角和正午太阳高度的关系为α=90°一H 4.一年中，活动支架最短的日期是 (如图所示)，正午太阳高度H=90°一纬度差，因 A.春分日 B.夏至日 此，α=纬度差（当地纬度与太阳直射点的纬度差）。 C.秋分日 D.冬至日 水箱、 5.该同学将太阳能热水器支架改造成可以升降的活 真空管 太阳光线 支架 动方式，主要依据的地理原理是 ( ) A.正午太阳高度的纬度变化规律 正侧面图 B.正午太阳高度的经度变化规律 [学以致用] C.正午太阳高度的季节变化规律 新疆某地(43°N)根据“寿光型”日光温室结构和 D.昼夜长短的季节变化规律 参数建造温室（如图），发展越冬果莱生产。但建成后 解析：3.C4.B5.C[第3题，由图可知，太阳光 效果不够理想。为充分利用光照，提高增温效果，当 线与太阳能热水器集热板垂直，太阳能热水器支架与 地对该类型日光温室的参数和朝向进行适当调整 地面夹角与当地正午太阳高度角互余，根据正午太阳 (注：tan23.5°≈0.435)。据此，完成1~2题。 高度角公式H=90°一纬度差（当地纬度与太阳直射，点 纬度之差)，因此太阳能热水器支架与地面的夹角就是 14.3m 日光温室 日光温室 纬度差。12月22日是冬至日，太阳直射南回归线，杭 州的纬度是30N,故此时杭州与太阳直射，点之间的纬 1.对该地“寿光型”日光温室参数的调整方案最合理 度差是2326'+30°=5326。第4题，由图可知，太阳 的是 ( 光线与太阳能热水器集热板垂直，太阳能热水器支 A.将D缩减到4m B.将D扩大到10m 架与地面夹角与当地正午太阳高度角互余，根据正 C.将H缩减到3m D.将H扩大到5m 午太阳高度角公式H=90°一纬度差（当地纬度与 2.该地“寿光型”日光温室的朝向应调整为 ( 太阳直射点纬度之差)，因此太阳能热水器支架与 A.南偏东 B.南偏西 地面的夹角就是纬度差。因此正午太阳高度角越 C.东偏北 D.西偏北 解析：1.B2.B[第1题，根据所学知识可知，该 大，热水器支架与地面的夹角越小，图中活动支架 地位于43N,正午太阳高度最低是在冬至日，冬至 高度越短。杭州位于北回归线以北地区，夏至日正 日太阳直射南回归线，计算可得正午太阳高度为 午太阳高度角最大，因而此时活动支架长度最短。 23.5°。根据冬至日正午太阳高度调整日光温室间 第5题，根据上题的分析，太阳能热水器支架高低 距(D),tan23.5°=H/D,计算可得日光温室间距应 调节取决于正午太阳高度角的变化。因此正午太 不小于9.89m,这样能够保证日光温室在一年中都 阳高度角的季节变化规律是影响太阳能热水器支 能照到阳光；根据冬至日正午太阳高度调整日光温 架高度调节的主要影响因素。] ·47·