内容正文:
第一部分 自然地理
第二章 行星地球
第3讲 地球的公转
课时9 正午太阳高度的变化
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1. 太阳高度角和正午太阳高度
(1) 太阳高度角
①太阳光线与________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。
②在太阳直射点上,太阳高度为______;在晨昏线(圈)上,太阳高
度为_____。
③一天中太阳高度角的变化关于正午前后对称。
地平面
90°
0°
(2) 正午太阳高度
一天中太阳高度最大值出现在______,称为正午太阳高度,其大
小影响太阳辐射的强弱。
正午
2
2.正午太阳高度的计算
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,
即若两点同在北(南)半球,则两点纬
度差为“大数减小数”;若两点分属南北
不同半球,则两点纬度差为“两数相加”。
如下图所示。
当太阳直射B点(10°N)时,A点(40°N)正午太阳高度
纬度差 。C点(23.5°S)正午
太阳高度纬度差 。
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3. 正午太阳高度的变化规律
(1) 正午太阳高度的纬度变化规律
在上图中用折线画出二分二至
日正午太阳高度的分布状况。同一
时刻,正午太阳高度由太阳直射点
所在纬度向南北两侧递减。
[答案] 绘图略。
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结合课文中关于正午太阳高度变化的描述,依据图1-16、图1-17中的相关数据,在图1-18中分别绘出夏至日、冬至日正午太阳高度的纬度分布。
23.5°
66.5°
90°
正午太阳高度
0°
90°S
66.5°S
23.5°S
0°
23.5°N
66.5°N
90°N
活动
图1-18 正午高度的纬度分布
冬至日
夏至日
二分日
90°
66°34′
66°34′
23°26′
23°26′
0°
0°
太阳光线
正午太阳高度变化规律
二分日:春分(3月21日)
秋分(9月23日)
太阳直射赤道
正午太阳高度变化规律:
从赤道向南北两侧递减
图1-15 二分日正午太阳高度和昼长分布
6
90°
46°52′
66°34′
43°08′
23°26′
0°
0°
太阳光线
正午太阳高度变化规律
夏至日:6月22日
太阳直射北回归线
正午太阳高度变化规律:
从北回归线向南北两侧递减
图1-16 夏至日正午太阳高度和昼长分布
0°
43°08′
66°34′
46°52′
23°26′
0°
正午太阳高度变化规律
冬至日:12月22日
太阳直射南回归线
正午太阳高度变化规律:
从南回归线向南北两侧递减
图1-17 冬至日正午太阳高度和昼长分布
(2) 教材导学 正午太阳高度的年变化规律
北半球节气 达最大值地区 达最小值地区
夏至日 __________及其以北各纬
度 ________各纬度
冬至日 __________及其以南各纬
度 ________各纬度
春、秋分日 赤道 南、北两极点
北回归线
南半球
南回归线
北半球
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核心归纳
1.正午太阳高度变化规律的判读技巧
(1)看直射点的位置,比较正午太阳高度的大小
记忆口诀:远小近大,即同一天,正午太阳高度从太阳直射点所
在纬线向南北两侧递减;距离太阳直射点所在纬线越远,正午太阳高
度越小;距离太阳直射点所在纬线越近,正午太阳高度越大。
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(2)看直射点的移动,确定正午太阳
高度的变化
记忆口诀:“来大去小”,即太阳直
射点向观察者所在纬线移来,则正午
太阳高度增大,移去则减小。如下图
所示。
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(3)不同区域正午太阳高度的年变化规律
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
________________________________________________________
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
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回归线
与极点
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
____________________________________________________________________________________________________________________
回归线与极圈之间
极圈与极点之间
续表
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(4)正午太阳高度的年变化幅度
①南北回归线之间(含回归线):纬度越高,正午太阳高度年变化幅
度越大,赤道上为23.5°,回归线上为47°。
②回归线与极圈之间:各纬度正午太阳高度年变化幅度相同,均为47°。
③极圈以内地区:纬度越高,正午太阳高度年变化幅度越小,极圈上
为47°,极点上为23.5°。
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正午太阳高度的应用
①确定地方时:当地正午太阳高度达到一天中最大值时,此时日影最短,当地地方时为12点。
②确定房屋朝向及窗户采光:北回归线以北地区,正午太阳位于正南,房屋坐北朝南;南回归线以南地区,正午太阳位于正北,房屋坐南朝北。
③判断日影长短及方向(方向相反和数值均相反):太阳直射点上,物体影子和物体本身重合;正午太阳高度越大,影子越短;反之,日影越长。影子方位与太阳方位正好相反(日影方向总是背向太阳)。
④确定当地的地理纬度:根据公式H=90°-纬度差,已知正午太阳高度和直射点纬度,就能求出当地纬度。两地间的纬度差=正午太阳高度之差(两地必须位于直射点同一侧)
判断日影长短及方向
①影子朝向及变化规律: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。
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②不同区域正午影子朝向及长短
地区 正午日影朝向 正午日影长短
北回归线以北 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 全年朝向正南(南极点除
外) 夏至日日影最长,冬至日
日影最短
南北回归线之
间 正午日影夏至日朝向正
南,冬至日朝向正北 直射时正午日影最短
(等于0)
注意:南极点物体的影子永远朝向北,北极点物体的影子永远朝
向南。极点上影子长短一日内不变。
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(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H,
则最小楼间距 。如下图。
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(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
间的倾角,使太阳光线与集热板成直角。
集热板与地面之间的夹角(α)和当天的正午太阳高度(H)互余,
即 时,效果最佳。如下图。
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考向一 正午太阳高度的变化与计算
(2025·山东潍坊一模)圭表是我国利用日影
进行日期测量的天文仪器,垂直于地面的直杆叫
“表”,水平放置于地面用来测量影长的标尺叫
“圭”。汉代学者根据圭表日影长度变化确定了“二
十四节气”。如图示意圭表的工作原理,其中①⑤
1. 该圭表可能位于( )
B
A. 哈尔滨 B. 济南 C. 杭州 D. 海口
表示该地冬至日点和夏至日点,②③④为①⑤线段的四等分点。据此
完成下面两题。
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(2025·山东潍坊一模)圭表是我国利用日
影进行日期测量的天文仪器,垂直于地面的直
杆叫“表”,水平放置于地面用来测量影长的标
尺叫“圭”。汉代学者根据圭表日影长度变化确
定了“二十四节气”。如图示意圭表的工作原理,
2. 春分日和秋分日应位于( )
C
A. ①②之间 B. ②③之间 C. ③④之间 D. ④⑤之间
其中①⑤表示该地冬至日点和夏至日点,②③④为①⑤线段的四等分
点。据此完成下面两题。
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考向二 正午太阳高度的应用
(2025·安徽师大附中模拟)我国某地(36.5°N附近)有两个居住
小区,其中甲同学居住的A小区地势平坦,内有两栋东西走向、南北排
列的楼房,乙同学居住的B小区位于山坡上。据此完成下面三题。
3. A小区阳台均为朝南阳台,甲同学在日常晾晒衣物的过程中发现,
如果想衣物正午处于阳光照射之下,四季中( )
A
A. 夏季晾挂高度最低 B. 冬季晾挂高度最低
C. 夏季晾挂高度居中 D. 冬季晾挂高度居中
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(2025·安徽师大附中模拟)我国某地(36.5°N附近)有两个居住
小区,其中甲同学居住的A小区地势平坦,内有两栋东西走向、南北排
列的楼房,乙同学居住的B小区位于山坡上。据此完成下面三题。
4. A小区内南北排列的两栋楼房楼高均为20米,两楼间距也是20米,
其中北楼的一楼一年中正午没有太阳光照的时间约为( )
B
A. 2个月 B. 4个月 C. 6个月 D. 8个月
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(2025·安徽师大附中模拟)我国某地(36.5°N附近)有两个居住
小区,其中甲同学居住的A小区地势平坦,内有两栋东西走向、南北排
列的楼房,乙同学居住的B小区位于山坡上。据此完成下面三题。
5. B小区为了保证山坡上的楼房底层有阳光照射,乙同学发现( )
A
①在向阳坡,坡度越大,建筑物间距越小
②在向阳坡,坡度越小,建筑物间距越小
③在背阴坡,坡度越大,建筑物间距越大
④在背阴坡,坡度越大,建筑物间距越小
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
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26
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