10 第一部分 第二单元 课时9 正午太阳高度角的变化-【名师导航】2027年高考地理一轮总复习教师用书（鲁教版）

该高中地理高考复习讲义围绕正午太阳高度角的变化专题，将概念辨析、变化规律、计算方法及实践应用等核心考点按“概念—规律—计算—应用”逻辑展开，通过考点梳理（表格归纳）、方法指导（口诀与公式）、真题讲解（高考案例）、分层练习（课时作业）四环节，帮助学生构建知识体系和解题思维模型。 讲义突出地理实践力和综合思维培养，设计“测量日影推算经纬度”研学活动变式，引导学生在真实情境中应用计算方法。通过“远小近大”等口诀简化规律记忆，“两点纬度差”原则突破公式难点，分层练习确保高效掌握。为教师提供系统框架和精准素材，助力提升学生应考能力与复习节奏把控。

课时9　正午太阳高度角的变化 ——认识太阳高度和正午太阳高度 读图比较： 太阳光线与地平面之间的夹角，叫作太阳高度角，简称太阳高度(如图甲所示)。一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度(如图乙所示)。 ——认识正午太阳高度的变化规律 1．绘图、填空：纬度变化规律。 (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。 提示： (2)填空：结合所绘制的图像，填写下列内容。 夏至日 正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减 冬至日 正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减 春、秋分日 正午太阳高度由赤道向南北两侧递减 2．填空：认识季节变化规律。 时间 达最大值的地区 达最小值的地区 夏至日 北回归线及其以北地区 南半球各纬度 冬至日 南回归线及其以南地区 北半球各纬度 春、秋分日 赤道 南、北极点 　选择性必修1活动变式 2025年10月31日，某普通高中地理研学小组利用手表、标杆、钢尺等工具测量了日影(杆影)的变化数据(下图)，并利用该数据推算出了当地的经纬度。指导教师认为数据误差较大，还可以通过一些具体的方法进一步提高测量精度。下表为该地理研学小组测量活动的相关数据(当日太阳直射点所在纬度等数据略)。据此完成1～2题。 标杆 数据 长度141.8厘米，直径2.2厘米 测量 数据 北京时间 11：56 12：00 12：04 12：08 12：12 12：16 杆影长 度/厘米 154.8 153.3 152.3 149.3 152.5 153.5 推算 结果 当地经纬度(37°N，118°E)；当日当地正午太阳高度为43° 1．推算当地经纬度直接运用的数据是(　　) A．12：12时数据 B．12：08时数据 C．12：04时数据 D．12：00时数据 2．可有效提高测量精度的措施是(　　) A．缩短总的测量时间 B．选用直径更大的标杆 C．缩短测量时间间隔 D．选用长度更小的标杆 1．B　2．C　[第1题，一天中当地地方时为12：00时的时候太阳高度角最大，此时杆影最短。从测量数据看，12：08时杆影长度最短，所以可以根据12：08时的数据来推算当地经纬度，B正确，A、C、D错误。第2题，缩短测量时间间隔，可以更细致地捕捉杆影长度的变化过程，能更精确地确定正午时刻和相关数据，从而提高测量的准确性和精度，C正确；如果只是简单缩短总的测量时间，而没有更密集的测量点，可能会遗漏关键信息，不一定能有效提高精度，甚至可能导致数据不准确，A错误；标杆的直径主要影响标杆自身的稳定性等，对太阳高度角和经纬度的测量精度影响不大，不是提高精度的关键因素，B错误；长度较小的标杆可能会使测量的相对误差增大，而且可能会不方便进行测量操作，不利于提高精度，D错误。] 1．正午太阳高度变化规律的分析 (1)看直射点的位置，比较正午太阳高度大小 记忆口诀“远小近大”：即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，则正午太阳高度越大。 (2)看直射点的移动，确定正午太阳高度的变化 记忆口诀“来增去减”：即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： (3)看区域位置，归纳不同区域的正午太阳高度年变化规律 ①回归线之间 正午太阳高度最大值为90°，每年有两次太阳直射现象，即一年中有两个正午太阳高度最大值。 ②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，即一年中只有一个正午太阳高度最大值。 ③回归线至极点之间 正午太阳高度最大值小于90°，一年中只有一个正午太阳高度最大值。 (4)看纬度位置 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′ 回归线与极圈之间 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′)，极圈为46°52′，极点为23°26′ 2．正午太阳高度的计算方法 公式：H＝90°－两点纬度差。 “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，则两点纬度数“大数减小数”；两点分别属于南北半球，则两点纬度数相加。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°－A、B点纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。 C点(23°26′S)正午太阳高度：H＝90°－B、C点纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。 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，此时当地的地方时为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 为了获得充足的太阳光照，各地房屋的朝向都与正午太阳所在的位置有关。 ①北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南。 ②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，正午时物体的影长缩短为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)，北半球夏至日日影最长，冬至日日影最短；南、北回归线之间的地区，正午的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)计算楼间距及楼高 为了保证一楼全年有阳光照射，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·云南卷)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)。据此完成(1)～(2)题。 (1)下列圭表的示意图适用于海南三沙市(17°N)的是(　　) 　　　　　 　　　　　 A．①　　　　　　 B．② C．③ D．④ (2)古人观察圭表发现，从冬至日、夏至日分别往后推6个节气所用天数不同。其原因是(　　) A．昼夜长短的季节差异 B．地球公转速度不均 C．太阳高度的季节差异 D．物候转换间隔不同 【解题导引】 (1)太阳直射点在南、北回归线之间作回归运动→一年之中，太阳直射点在17°N以南的时间多于太阳直射点在17°N以北的时间→正午“表”影大多数日期朝北 (2)在地球公转过程中，每年的1月初，在近日点附近，公转速度最快；每年的7月初，在远日点附近，公转速度最慢→冬至日接近近日点，夏至日接近远日点→从冬至日、夏至日分别往后推6个节气所用天数不同 【尝试解答】　(1)C　(2)B 当图示三沙市(17°N)的正午“表”顶影子在“圭”最右侧时，当地的正午太阳高度是多少？写出此日正午太阳高度的纬度分布规律。 [提示]　83.5°。 北回归线的正午太阳高度为90°，正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。 　正午太阳高度变化规律及计算分析 (2025·天津河西二模)天津某中学地理研学小组通过绘制示意图认识正午太阳高度变化规律。该小组选取甲、乙两地进行对比研究。下图为该小组根据研究绘制的甲、乙两地年内正午太阳高度及方位变化示意图。据此完成1～2题。 1．甲地可能是(　　) A．新加坡(1°N) B．海口市(20°N) C．天津市(39°N) D．圣保罗(23°26′S) 2．甲、乙两地正午太阳高度差一直增大的时段有(　　) ①6月22日—7月22日　②3月21日—3月30日 ③5月22日—6月22日　④12月16日—12月22日 A．①②　　 B．①③ C．②④　　 D．③④ 1．B　2．C　[第1题，甲地一年中大部分时间正午太阳方位在南，少部分时间在北，说明甲地在南北回归线之间且靠近北回归线，可能是海口市(20°N)，B正确；新加坡(1°N)靠近赤道，一年中正午太阳方位在南在北的时间大致相等，A错误；天津市(39°N)位于北回归线以北，一年中正午太阳方位均在南，C错误；圣保罗(23°26′S)位于南回归线上，除北半球冬至日，一年中正午太阳方位均在北，D错误。第2题，乙地全年正午太阳方位在正北，最大正午太阳高度为90°，判断乙地纬度为23°26′S。根据所学知识可知，7月22日太阳直射点约位于20°N，5月22日太阳直射点也是位于20°N附近。6月22日—7月22日甲、乙两地正午太阳高度都增大，差值不会增大，①错误；3月21日—3月30日，甲地正午太阳高度大于乙地，随着太阳直射点北移，甲地正午太阳高度不断增大，而乙地正午太阳高度不断减小，所以甲、乙两地正午太阳高度差一直增大，②正确；5月22日—6月22日两地正午太阳高度都变小，差值不会增大，③错误；12月16日—12月22日甲地正午太阳高度变小，乙地正午太阳高度变大，且甲地正午太阳高度小于乙地，甲、乙两地正午太阳高度差一直增大，④正确。故选C。] 　正午太阳高度的应用分析 (2026·海口模拟)光伏发电对土地依赖较大，为提高单位面积土地上的发电量，在光电场建设中，要科学确定光伏板倾角及南北间距(见下图)。江苏省和山东省是我国光伏发电大省，江苏省单位面积土地上的光伏发电量高于山东省。据此完成3～4题。 3．与山东省相比，江苏省光电场上的光伏板(　　) ①倾角更大　②倾角更小　③南北间距更大　④南北间距更小 A．①③　　 B．①④ C．②③　　 D．②④ 4．下列月份，江苏和山东两省单位面积土地上的光伏发电量差距最大的是(　　) A．3月　　 B．6月 C．9月　　 D．12月 3．C　4．D　[第3题，与山东省相比，江苏省纬度低，正午太阳高度角大，光伏板倾角更小，南北间距可以更大，②③正确，①④错误，C正确。第4题，12月份，太阳直射南半球，北半球越往北昼越短，山东省昼长短于江苏省，同时江苏省正午太阳高度角大于山东省，山东省的光照时长和强度均小于江苏省，光伏发电量的差距达到一年中最大，D正确；其他3个月份差距小于12月，A、B、C错误。] 课时数智作业(九)　正午太阳高度角的变化 (建议用时：30分钟，分值：51分) 选择题(共17小题，每小题3分，共51分。每个小题只有一个选项符合题目要求) (2025·定西模拟)某中学课外活动小组研究全球不同地区的日影变化问题。下图为该小组绘制的某地一天内T1和T2两个不同时刻的日影朝向及长短示意图。据此完成1～3题。 1．该地可能位于(　　) A．南极地区　 B．赤道地区 C．北极地区 D．中纬度地区 2．该地以北地区当日随纬度升高，两时刻日影之差(　　) A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先增后减 D．先减后增 3．北半球夏至到秋分期间(　　) A．T1时刻日影渐短直至消失 B．T2时刻日影渐短直至消失 C．T1时刻日影渐长直至消失 D．T2时刻日影渐长直至消失 1．C　2．B　3．D　[第1题，解读图文信息可知，该地一天内T1时刻日影较短且朝向正北，T2时刻日影较长且朝向正南。据此可推断，T1时刻为该地正午12时，T2时刻为该地午夜0(24)时，该地为极昼区，而正午日影朝向正北，则说明该地为北极附近的极昼区，C正确，A错误；赤道地区和中纬度地区不会出现极昼，B、D错误。第2题，由于该地位于北极地区，北极点一天中太阳高度不变，因此可推知，该地以北地区当日纬度越高，午夜与正午的太阳高度差值越小，其日影差值亦越小，B正确。第3题，T1时刻为正午，夏至到秋分期间，太阳直射点虽南移至赤道，但北极地区不会出现极夜。故该地T1时刻的太阳高度会变小，日影渐长，但不会消失，A、C错误；T2时刻为午夜0(24)时，夏至到秋分期间，随太阳直射点南移至赤道，该地午夜太阳高度会变小，日影渐长，但该地极昼会在此期间结束，日影会消失，B错误，D正确。] (2025·茂名二模)苏州园林以其精巧的布局和独特的建筑风格闻名于世。如图为某游客在苏州园林怡园[(31.3°N，120.6°E)；(开放时间：7：30—17：30)]日落半小时前拍摄的廊道景观。据此完成4～5题。 4．照片中柱子的影子最可能朝向(　　) A．西北　　　 B．西南 C．东北 D．东南 5．正午时穿过廊道顶部屋檐的光线与地面夹角为α，一年中α变化幅度约为(　　) A．23°　　 B．47° C．67°　　 D．90° 4．C　5．B　[第4题，根据材料可知怡园开放的时间为7：30—17：30，由“日落半小时前拍摄的廊道景观”可知，游客的拍摄时间为17：30之前，且该地(120.6°E)地方时与北京时间相当，该日日落可能在18：00之前，此时太阳位于西南方位，影子应朝向东北方位，C正确。第5题，根据材料，正午时穿过廊道顶部屋檐的光线与地面夹角为α，则α为正午太阳高度，该地位于北回归线以北，一年中正午太阳高度夏至日最大，冬至日最小，夏至日正午太阳高度角＝90°－(31.3°－23°26′)，冬至日正午太阳高度角＝90°－(31.3°＋23°26′)，其差约47°，B正确。] 我国某市中学生在学校附近进行了为期半年的天文观测，下图示意观测期间前两个月内某日绘制的北极星光线和正午太阳光线位置关系。据此完成6～7题。 6．图示时刻，下列现象描述正确的是(　　) A．纽约(40°N，74°W)日出东南 B．巴西高原草木葱绿 C．巴西利亚(16°S，48°W)正值日落 D．与北京为同一日期的地区占全球面积的比例大于1/2 7．下图最能反映北极星光线与正午太阳光线之间夹角a这半年变化曲线的是(　　) A． B． C． D． 6．D　7．A　[第6题，据图可知，当地与北极星光线夹角为36°，可知该地为北纬36°。正午太阳高度＝90°－纬度差(当地纬度与太阳直射点所在纬度)，可知此日太阳直射点位于北纬23.5°。太阳直射点位于北半球，纽约日出东北、日落西北，A错误；此时，南半球为冬半年，巴西高原草木枯黄，B错误；巴西利亚位于西三区，中国共跨5个时区，即该时段内，西三区为0—4时，不可能正值日落，C错误。图示为正午时刻，若东五区为12时时，此时西七区为0时所在时区，因此西七区往东至东十二区与北京为同一日期，占全球面积的比例大于1/2，若东九区为12时时，此时西三区为0时所在时区，因此西三区往东至东十二区与北京为同一日期，占全球面积的比例大于1/2，D正确。第7题，此时太阳直射点位于北回归线，该地正午太阳高度角达到最大，与北极星光线之间的夹角达到最小。根据材料“下图示意观测期间前两个月内某日绘制的北极星光线和正午太阳光线位置关系”可知，此时为前两个月内某日，在此之前，正午太阳高度角增大，与北极星光线夹角逐渐缩小至图中此日达到最小。之后四个月余，太阳直射点向南移动，当地正午太阳高度角逐渐缩小，与北极星光线夹角逐渐扩大。综上所述，A正确，B、C、D错误。] (2025·常州二模)如图为我国某地的二分二至日正午太阳高度示意图，该地春分日北京时间6：20日出。据此完成8～10题。 8．该地春分日正午太阳高度H是(　　) A．53°　　　 B．75° C．80°　　　 D．85° 9．该地(　　) A．位于杭州市的东南方向 B．昼夜长短变化幅度大于北京 C．夏至日15时物体影子朝向东南 D．年内太阳高度最大值为76.5° 10．若处于不同纬度的两地，某日正午太阳高度均为50°，则(　　) A．该日两地昼长和为24小时 B．两地纬度数值和为80° C．两地的经度数值相同 D．该日两地的日出时间相同 8．C　9．C　10．B　[第8题，由材料及图示信息可知，根据夏至日的正午太阳高度可求得该地纬度是37°N或10°N，从太阳视运动图中发现，该地夏至日和冬至日正午太阳方位不同，说明位于南北回归线之间的热带地区，故判断该地的地理纬度是10°N，因此春分日的正午太阳高度为80°，C正确。第9题，由上题已知，该地位于10°N，由材料“春分日北京时间6：20日出”，春分日全球各地地方时6：00日出，可得出该地位于120°E以西5°，故经度为115°E。所以该地坐标为(10°N，115°E)，位于杭州市(30°N，120°30′E)的西南方向，A错误；夏至日该地日出东北，日落西北，正午太阳在北方，故夏至日15时太阳位于西北方向，物体影子朝向东南，C正确；该地纬度相对北京更低，昼夜长短变化幅度小于北京，B错误；年内正午太阳高度最大时直射10°N，正午太阳高度角为90°，D错误。第10题，若处于不同纬度的两地，某日正午太阳高度均为50°，表明两地离直射纬线的纬度差均为40°(90°－50°)，即两地所在纬线关于太阳直射纬线南北对称，其中一地位于直射纬线以北40°，另一地位于直射纬线以南40°，因太阳直射纬度范围在南北纬23°26′之间，故两点应分别位于南北半球上。设直射纬线的纬度为X，则与之同一半球纬度数是40＋X、不同半球纬度数是40－X，因此两地纬度数值和为80°，B正确。] 我国某寺庙内地面上画有直径6 m的圆形，圆内平分12个区间，区间分界线用12地支标注。中间立一根3 m长的铜柱，用于观测日影变化(如图)，撞响铜钟，提醒人们注意时间。经实地测试，某年3月22日北京时间6时，铜柱影子指向卯方；12时，铜柱影子指向午方，柱影与午方刻度线完全重合且长短一致。据此完成11～12题。 11．当天北京时间11时，铜柱影子指向(　　) A．南偏东约15° B．南偏西约45° C．北偏东约45° D．北偏西约15° 12．该寺庙所在地位于(　　) A．内蒙古 B．浙江 C．黑龙江 D．四川 11．D　12．A　[第11题，某年3月22日北京时间6时，太阳从正东升起，影子指向卯方；12时，太阳在正南方，影子指向午方。影子从卯方到午方共用了6个小时，转了90°，平均每小时转动15°，故11时影子指向北偏西约15°，D正确。第12题，12时，铜柱影子指向午方，柱影与午方刻度线完全重合且长短一致，说明当地正午太阳高度角为45°。正午太阳高度角H＝90°－纬度差(直射点纬度与当地纬度的差值，“同减异加”)，3月22日太阳直射点在赤道附近，可知当地纬度为45°N，排除纬度低于45°N的浙江和四川，B、D错误；3月22日接近春分日，地方时6时日出，且太阳位于正东方，此时北京时间为6时，说明当地经度是120°E。结合所学知识可知，120°E经线穿过大兴安岭南段，可知该寺庙所在地位于内蒙古，而不是黑龙江，A正确，D错误。] (2025·辽阳模拟)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弱进行调节。如图为该地区建筑中庭以及顶部百叶示意图。据此完成13～14题。 13．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 14．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 13．D　14．B　[第13题，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，正午太阳大部分时间位于南方。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。第14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，该地区建筑中庭顶部百叶与地面夹角关系为先变小、再变大。] 将太阳光能直接转换为电能的技术称为光伏发电技术。图1为中学生小明在3月21日拍摄的某光伏发电场(36°N，103°E)景观图。该发电场光伏组件朝向正南，通过调节支架高度改变光伏组件倾角，能提升发电效率，且合理设置了光伏组件行间距，最大限度提高了土地利用率和发电效率。图2为两排光伏组件安装示意图。据此完成15～17题。 15．一年中光伏组件倾角较小的时段为(　　) A．惊蛰至清明 B．芒种至小暑 C．白露至寒露 D．大雪至小寒 16．图2中两排光伏组件间距L较合适的距离为(　　) A．3米 B．6米 C．9米 D．12米 17．小明拍摄照片时，全球各地可能出现的地理现象是(　　) A．华盛顿(39°N，77°W)时间可能为0时 B．全球3月21日与3月20日范围之比为2∶1 C．英国伦敦(51°N，0°)的市民，赶往地铁站去上班 D．我国台北市(25°N，122°E)的市民观察到太阳在东南方向 15．B　16．B　17．C　[第15题，要使光伏发电效率最高，太阳光线要尽可能与光伏组件垂直，则光伏组件倾角与太阳高度角互余，一年中光伏组件倾角较小的时段应为太阳高度角最大时。该地区位于北回归线以北，夏至日正午太阳高度角达到一年中最大，此时光伏组件倾角最小；夏至日位于芒种至小暑之间，此时太阳高度角是一年中较大的时段，也是光伏组件倾角较小的时段。第16题，图中两排光伏组件间距L较合适的距离为正午太阳高度最小，影子最长时的间距。该地位于36°N附近，冬至日正午太阳高度最小，该地冬至日的正午太阳高度α＝90°－(36°＋23.5°)＝30.5°；光伏组件倾角与正午太阳高度角互余，为59.5°；再根据直角三角形斜边与邻边的关系，计算L＝2/cos59.5°，已知cos60°＝1/2，故L>4米。第17题，小明拍摄照片时为3月21日，该发电场光伏组件朝向正南，此时影子方向在北偏东方向，说明当地时间已经过了12时，即103°E时间超过12时，此时华盛顿(39°N，77°W)时间超过0时；全球3月21日与3月20日范围之比大于2∶1；英国伦敦(51°N，0°)的时间在6时左右，市民赶往地铁站去上班；我国台北市(25°N，122°E)的市民观察到太阳在西南方向。] 学科网（北京）股份有限公司 $