1.2.4 正午太阳高度及其变化 四季更替和五带划分-【优学精讲】2026-2027学年高中地理选择性必修一同步教参（人教版）

本高中地理讲义聚焦正午太阳高度变化规律及四季更替、五带划分核心知识点，从太阳高度与正午太阳高度概念入手，系统梳理其纬度和季节变化规律，延伸至计算方法与实践应用，最终关联四季成因及五带划分，构建递进式学习支架。 资料通过“探究问题”引导学生分析正午太阳高度时空分布，培养综合思维，结合楼间距计算、热水器倾角调整等实例提升地理实践力，配套多幅示意图辅助理解。课中助力教师引导知识建构，课后学生可通过例题解析与拓展内容查漏补缺，强化知识应用能力。

第4课时　正午太阳高度及其变化　四季更替和五带划分 课程标准 结合实例，说明地球运动的地理意义。 学科素养 1.综合思维：结合实例，分析正午太阳高度分布和变化的规律。 2．地理实践力：结合实例，理解正午太阳高度的实践应用。 3．区域认知：结合材料，分析四季更替的原因及五带的划分。 一、正午太阳高度及其变化 1．太阳高度和正午太阳高度 (1)太阳高度：太阳光线与地平面的交角(即太阳在当地的仰角)，叫作太阳高度角，简称太阳高度(如图甲所示)。 (2)正午太阳高度：一日内最大的太阳高度(如图乙所示)。 2．正午太阳高度的纬度变化规律 (1)春分日和秋分日：由赤道向南北两方降低。 (2)夏至日：由北回归线向南北两方降低。 (3)冬至日：由南回归线向南北两方降低。 3．正午太阳高度的季节变化规律 时间 达最大值的地区 达最小值的地区 夏至日 北回归线及其以北的纬度带 南半球各纬度 冬至日 南回归线及其以南的纬度带 北半球各纬度 春、秋分日 赤道 — 二、四季更替和五带划分 1．四季更替 (1)四季的成因：由于昼夜长短和正午太阳高度的时空变化，太阳辐射在一年中呈现有规律的变化。 (2)四季的划分 ②北温带许多国家的四季：把3、4、5三个月份划分为春季，依次类推，每三个月份为一个季节。 2．五带划分 (1)五带的成因：太阳辐射从低纬度向高纬度呈有规律递减。 (2)五带的划分 【名师点睛】　正午太阳高度的季节变化是由太阳直射点所在的纬度决定的，离太阳直射点越近，正午太阳高度越大。 【名师点睛】 正午时的日影朝向 (1)北极点：朝正南。 (2)北回归线向北至北极点附近(不包括极点)：朝正北。 (3)南极点：朝正北。 (4)南回归线向南至南极点附近(不包括极点)：朝正南。 (5)南、北回归线之间：因太阳直射点不同而出现影子朝北、无影子、影子朝南现象。影子朝向取决于该地与太阳直射点的相对位置。 【知识拓展】　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。一般来说，纬度较低的地区，楼间距较小；纬度较高的地区，楼间距较大。 【激活思维】　太阳能热水器的倾角调整：太阳能板放置的角度就是该地与太阳直射点的纬度差。 【易错辨析】　低纬度的高海拔地区，在夏半年因海拔较高而较凉爽，在冬半年因纬度较低而较温暖，季节更替不明显，如我国的昆明、巴西的巴西利亚。 知识点一　正午太阳高度的变化规律 阅读材料，探究下列问题。 材料　正午太阳高度随纬度分布示意图。 (1)据图说明在一年中，下列地区正午太阳高度出现最大值或最小值时的北半球节气。 [综合思维] ①北回归线及其以北地区正午太阳高度最大值出现在________。 ②南回归线及其以南地区正午太阳高度最大值出现在________。 ③北半球地区正午太阳高度最小值出现在________。 ④南半球地区正午太阳高度最小值出现在__________________ ______________________________________________________。 (2)说明图中a、b、c、d四个时段，北京正午太阳高度的变化特点。 [地理实践力] [提示]　(1)夏至日　冬至日　冬至日　夏至日 (2)a时段增大，b时段减小，c时段减小，d时段增大。 1．正午太阳高度的时空规律 (1)季节变化规律 地区 最大值出现次数 (出现时间) 最小值出现次数 (出现时间) 北回归线及其以北地区 一次(夏至日) 一次(冬至日) 南回归线及其以南地区 一次(冬至日) 一次(夏至日) 南北回归线之间(除赤道外) 两次(直射当地时) 一次(南半球在夏至日，北半球在冬至日) 赤道 两次(春分日、秋分日) 两次(冬至日、夏至日) (2)空间分布规律 日期 太阳 直射 纬线 正午太阳高 度纬度分布 正午太阳高 度达一年中 最大值地区 正午太阳高 度达一年中 最小值地区 春分日 赤道 从赤道向南北两方递减 赤道 — 秋分日 夏至日 北回 归线 从北回归线 向南北两方 递减　　　 北回归线及 其以北地区 南半球 各纬度 冬至日 南回 归线 从南回归线 向南北两方 递减　　　 南回归线及 其以南地区 北半球 各纬度 　 正午太阳高度分布和变化的四大规律 (1)“远小近大”：距离太阳直射点所在纬线越远，正午太阳高度越小；距离越近，则越大。 (2)“来增去减”：太阳直射点向某地所在纬线移来，则该地正午太阳高度增大，移去则减小。 (3)“同线相等”：同一纬线上，同一日的正午太阳高度相等。 (4)“对称规律”：以太阳直射点所在纬线为对称轴，南北对称的两条纬线的正午太阳高度相等。 2．正午太阳高度变化幅度的纬度分布规律 (1)南、北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度的变化幅度越大(由23°26′增大至46°52′，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′)。 (2)南回归线至南极圈之间或北回归线至北极圈之间：各纬度正午太阳高度的变化幅度相同(均为46°52′)。 (3)南极圈以南或北极圈以北：纬度越高，正午太阳高度的变化幅度越小(由46°52′减小至23°26′，极圈上为46°52′，极点上为23°26′)。 3．正午太阳高度的计算方法 (1)公式：正午太阳高度(a)＝90°－两点纬度差。 (2)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，则两点纬度数“大数减小数”；两点分属南北不同半球，则两点纬度数相加。 (3)举例：下图所示，太阳直射10°N，A地(42°N)、B地(23°26′N)、C地(23°26′S)三地的正午太阳高度计算如下： A地正午太阳高度＝90°－a＝90°－(42°－10°)＝58°。 B地正午太阳高度＝90°－b＝90°－(23°26′－10°)＝76°34′。 C地正午太阳高度＝90°－c＝90°－(23°26′＋10°)＝56°34′。 　 太阳直射点的判断方法 (1)纬度的确定 方法一：太阳直射点的纬度和晨昏圈与纬线圈相切点的纬度(出现极昼、极夜的最低纬度)互余。 方法二：通过节气来判断。夏至，太阳直射23°26′N；冬至，太阳直射23°26′S；春、秋分，太阳直射赤道。 方法三：根据某地正午太阳高度的计算公式“a＝90°－两点纬度差”判断。 方法四：赤道处晨昏线与经线圈的交角(锐角)＝太阳直射点的纬度。 (2)经度的确定 基本原则：地方时为12时的经线，即太阳直射点所在的经线。 方法一：晨线和赤道的交点所在经线(经度)向东90°，或昏线和赤道的交点所在经线(经度)向西90°，即太阳直射点所在的经度。 方法二：根据晨昏线与纬线圈相切点所在经线的地方时判断太阳直射点所在的经线(昼半球的中央经线)。 (2026·浙江杭州高二月考)下图为中国某地夏至日和冬至日正午太阳高度示意图。读图，完成1～2题。 1．当地可能位于(　　) A．重庆(约30°N) B．高雄(约22°N) C．海口(约20°N) D．三亚(约18°N) 2．正午太阳高度由β变为α的过程中，当地(　　) A．日出方位先偏北再偏南 B．日出方位持续偏南 C．夜晚长度先变长后变短 D．昼长先变长后变短 答案：1.A　2.B 解析：第1题，图示中无论是夏至日还是冬至日，正午太阳光线都来自正南方位，所以该地应该在北回归线以北，四城市中，只有重庆符合。第2题，正午太阳高度由β到α的过程是由夏至日到冬至日，太阳直射点一直向南运动，昼长逐渐变短，夜长逐渐变长，日出方位持续偏南。 (2026·江西南昌高二期中)下表为冬至日时我国四个城市的正午太阳高度统计表。据此完成3～4题。 城市 甲 乙 丙 丁 正午太阳 高度 26°42′ 41°32′ 36°50′ 46°34′ 3.四个城市中纬度最低的是(　　) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 4．四个城市中，最有可能为北京(40°N)的是(　　) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 答案：3.D　4.A 解析：第3题，结合所学可知，距离太阳直射点越近，正午太阳高度越大。北半球冬至日时太阳直射点位于南回归线，由表可知，丁城市的正午太阳高度最大，说明距离南回归线最近，纬度最低。第4题，冬至日，北京(40°N)的正午太阳高度＝90°－(40°＋23°26′)＝26°34′，与表中甲城市最为接近。 知识点二　正午太阳高度的应用 阅读材料，探究下列问题。 我国某中学地理兴趣小组于12月18日开展研学旅游活动，当地正午在小区①号楼楼顶测得纬度为37°N，经度为116°E，楼房高度为45 m，并发现此时①号楼阴影正好遮住②号楼的前四层(下图)。(计算可能用到的数据tan 30°≈0.6，tan 45°＝1，tan 60°≈1.7) (1)指出该日后一周内太阳直射点的位置及移动特征。 [综合思维] (2)若在①号楼安装太阳能热水器，为保证冬至日太阳能的最佳利用效果，图中热水器安装角度a应为________，并说明理由。 [地理实践力] (3)据材料推测①号楼在②号楼的______方位，并说明理由。 [综合思维] (4)若保证①号楼不再遮挡②号楼，两楼的楼间距至少是________。 [地理实践力] [提示]　(1)太阳直射点在南半球。　先向南移动再向北移动。 (2)60°26′　正午太阳高度决定热水器安装角度a，太阳能热水器集热板最好与太阳光线垂直，冬至日时该地正午太阳高度为90°－(37°＋23°26′)＝29°34′，热水器安装角度a应与正午太阳高度互余，为60°26′。 (3)正南　理由：我国太阳能热水器集热板一般面向正南，且当地正午①号楼在②号楼的阴影恰好与楼层垂直，故①号楼在②号楼的正南方向。 (4)75 m(提示：结合前面分析可知，该地冬至日时的正午太阳高度为29°34′，楼间距＝45 m/tan 29°34′≈75 m) 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，此时当地的地方时是12时。 (2)判断所在地区的纬度 当太阳直射点位置一定时，如果已知某地的正午太阳高度，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，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。 北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，传统民居大多坐北朝南；南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，传统民居大多坐南朝北。 (4)判断日影长短及方向 ①太阳直射点上，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。 ②日影永远朝向背离太阳的方向，如下图所示(以正午日影为例)。 (5)计算楼间距、楼高 为了保证一楼全年都有阳光照射，北回归线以北地区建造楼房时，两楼之间的最短距离应大于L(L＝h·cot a，a为冬至日正午太阳高度)。 (6)计算热水器的安装角度 太阳能集热板与地面之间的夹角(φ)和当天正午太阳高度(a)互余时，如图，φ＋a＝90°，太阳能集热板的效果最佳。 (7)判断房间采光面积 一般情况下，正午太阳高度越大，照射到房间里的面积越小，即夏季采光面积小，冬季采光面积大。北回归线以北的地区，正午太阳光线从南窗射入；南回归线以南的地区，正午太阳光线从北窗射入。 下图为浙江省某地的汽车停车场示意图，箭头①②③代表二分二至日的正午太阳光线。读图，完成1～2题。 1．正午平顶遮阳棚的影子达到一年中最大时，正值当地的(　　) A．春分日 B．夏至日 C．秋分日 D．冬至日 2．图中，箭头P指示的方位是(　　) A．东 B．南 C．西 D．北 答案：1.D　2.D 解析：第1题，根据材料可知，①正午太阳高度最大，为夏至日正午太阳光线；③正午太阳高度最小，为冬至日正午太阳光线；②为春、秋分日正午太阳光线。正午平顶遮阳棚的影子达到一年中最大时，即年内正午太阳高度最小时，正值当地的冬至日。第2题，由材料可知，该地位于浙江省，位于北回归线以北地区。正午时，太阳始终位于该地的正南方，结合图示信息可知，箭头P指示的方位是北。 (2026·安徽六安高二期中)太阳能杀虫灯利用太阳能电池板作为电能来源，白天将太阳能发的电贮存起来，晚上供电给杀虫灯具，使其工作。太阳能杀虫灯在节能环保、减少农药残留、提高产品品质、减少对环境的污染等方面贡献突出。据此完成第3题。 3．为使太阳能电池板达到最佳集热效果，霍山县某茶园(约31°N)农民可以通过滑动支架来调节(如图)，一年里集热板与地面的夹角的变化幅度是(　　) A．0° B．23°26′ C．46°52′ D．90° 解析：选C。为使太阳电池板达到最佳集热效果，集热板最好垂直于太阳光线，故集热板与地面的夹角和当日太阳正午太阳高度应互余。该茶园(约31°N)位于北回归线以北，一年中最大正午太阳高度出现在夏至日，最小正午太阳高度出现在冬至日。因此一年里集热板与地面的夹角的变化幅度应等于夏至日与冬至日正午太阳高度的差值。利用正午太阳高度的计算公式可求得变化幅度为46°52′，C正确。 知识点三　四季更替和五带划分 阅读材料，探究下列问题。 西方人只有春夏秋冬，中国人却通过观天发明了二十四节气，从惊蛰到芒种，从霜降到大雪，二十四个如诗如画的名字串起了我们与众不同的四季。 (1)四季是怎样形成的？我国传统的四季又是如何划分的？ [综合思维] (2)北半球四季更替最明显的地区是______________________________ ________________________________________________。 [区域认知] (3)从我国传统四季中任选一个季节，描述该季节北京昼夜长短和正午太阳高度的变化规律。 [地理实践力] [提示]　(1)黄赤交角的存在导致地球在公转过程中产生了昼夜长短和正午太阳高度的时空变化，太阳辐射在一年中也呈现有规律的变化，形成了四季。 我国分别以立春、立夏、立秋、立冬作为四季的开始。 (2)中纬度地区(或北温带) (3)如春季：昼渐长、夜渐短；立春到春分，昼短于夜，春分到立夏，昼长于夜；春分昼夜等长。正午太阳高度逐渐变大。 1．四季和五带的形成 2．四季的划分 (1)我国传统四季的划分：以二十四节气中的“四立”作为四季的起点，以二分和二至作为中点。 (2)西方四季的划分：更强调四季的气候意义，是以二分二至作为四季的起点。如春季以春分为起点，以夏至为终点。 (3)气候四季：北半球3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季，12月—次年2月为冬季。 3．五带的划分 (2026·江苏常州高二校考)中国古人将太阳周年运动轨迹划分为二十四等份，每一等份为一个“节气”，统称“二十四节气”。它指导着传统农业生产和日常生活。下图为地球公转轨道示意图。读图，完成1～3题。 1．每年高考举行时间为6月7—10日，此时的节气是(　　) A．立夏 B．小满 C．芒种 D．夏至 2．立春到立夏期间，连云港(　　) A．正午太阳高度增大 B．日出时间越来越晚 C．日落时间越来越早 D．正午旗杆影子变长 3．下列诗句与立冬节气相符的是(　　) A．律回岁晚冰霜少，春到人间草木知 B．更无柳絮因风起，唯有葵花向日倾 C．昨夜清霜冷絮裯，纷纷红叶满阶头 D．千杯浊酒吟风月，梅影疏香入栅栏 答案：1.C　2.A　3.C 解析：第1题，一年分二十四节气，每个节气有15天，每年高考举行时间为6月7—10日，夏至是6月21日前后，所以，高考举行时间在夏至之前的一个节气，即芒种，C正确。第2题，立春到立夏期间，太阳直射点一直向北移动，从南半球移动到赤道再移动到北半球，连云港位于北回归线以北地区，所以正午太阳高度增大，A正确。第3题，立冬为冬季的开始，“律回岁晚冰霜少，春到人间草木知”描述的是初春时节的景象，A错误；“更无柳絮因风起，唯有葵花向日倾”描述的是春末夏初的景象，B错误；“昨夜清霜冷絮裯，纷纷红叶满阶头”描述的是初冬的景象，C正确；“千杯浊酒吟风月，梅影疏香入栅栏”描述的是冬末春初的景象，D错误。 (2025·广西南宁9月月考)读五带分布图，完成4～5题。 4．下列地区四季变化最明显的是(　　) A．热带 B．北温带 C．北寒带 D．低纬度地区 5．热带地区(　　) A．无极昼极夜现象 B．无太阳直射现象 C．气温季节变化大 D．可以看到极光 答案：4.B　5.A 解析：第4题，位于中纬度地区的南、北温带地区，一年中正午太阳高度变化大，气温变化大，因而四季变化最明显，B正确。第5题，极昼极夜现象只能在南北极圈及以内出现，热带地区无极昼极夜现象，A正确。 学科网（北京）股份有限公司 $