高考地理总复习第2单元第三节第2课时正午太阳高度的变化四季和五带学案鲁教版.docx

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高考地理总复习第2单元第三节第2课时正午太阳高度的变化四季和五带学案鲁教版

第2课时　正午太阳高度的变化、四季和五带

学习目标定位

知识体系预览

理解正午太阳高度的变化规律及其在现实生活中的应用，能解决现实生活中的实际问题。

考点一　正午太阳高度的变化及应用

[核心知识再现]

1.太阳高度和正午太阳高度的区别

太阳光线与地平面之间的夹角，叫做太阳高度角，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）。

2.正午太阳高度的变化规律

（1）纬度变化规律

正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。

二分二至日太阳高度分布示意图

①夏至日：

正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减，如图中c折线所示。

②冬至日：

正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减，如图中a折线所示。

③春秋分日：

正午太阳高度由赤道向南北两侧递减，如图中b折线所示。

（2）季节变化规律

北半球节气

达最大值的地区

达最小值的地区

夏至

北回归线及其以北各纬度

南半球各纬度

冬至

南回归线及其以南各纬度

北半球各纬度

春、秋分

赤道

南北两极点

[高分素养提升]

读某地一年内某时段正午太阳高度变化图（其中A对应的日期为6月22日），回答

（1）～

（2）题。

（1）该地的纬度可能是（　　）

A.0°B.10°NC.10°SD.23°26′N

（2）在AB区间内（　　）

A.该地一直昼长夜短B.地球的公转速度一直在变快

C.太阳直射点在南半球D.太阳直射点正在向北移动

解析　第

（1）题，该地每年有两天正午太阳高度达到90°，则该地有两次太阳直射现象，且两次正午太阳高度变化曲线波谷不对称，纬度位置应位于0°～23°26′。

较小波谷值出现时为太阳直射23°26′N的6月22日，故该地位于0°～23°26′N。

第

（2）题，在AB区间内太阳直射点从23°26′N南移至该地，北半球一直是昼长夜短；太阳直射点开始南移时，时间靠近7月初，地球公转速度变慢。

答案　

（1）B　

（2）A

1.正午太阳高度的空间变化规律

从太阳直射点所在纬线分别向南、北两侧递减；离直射点距离越近（纬度差越小），正午太阳高度越大。

2.正午太阳高度时间变化规律

（1）太阳高度日变化

极点上

在极昼期间，极点上见到的太阳高度在一天之内是没有变化的，其太阳高度始终等于太阳直射点的纬度

非极点

地区

太阳高度在一日之内是有变化的，一天之内有一个最大值（地方时12点时），即当地的正午太阳高度

（2）正午太阳高度年变化规律

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

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

【特别提醒】　同一纬线上正午太阳高度相等；同一日期，距直射点所在纬线纬度差相等的两条纬线上正午太阳高度相等；距离太阳直射点所在纬线越近的地点，正午太阳高度越大。

　　　　　　　　　　　　[真题考向探究]

考向一　正午太阳高度变化的影响

1.（2014·课标Ⅱ，4）总部位于江苏徐州（约34°N，117°E）的某企业承接了甲国（下图）价值7.446亿美元的工程机械订单。

据此完成下题。

2011年6月21日，该订单的首批产品从徐州发货。

这一日，徐州与甲国首都相比（　　）

A.徐州的正午太阳高度较高B.徐州的白昼较短

C.两地正午物影方向相同D.两地日出方位角相同

解析　本题主要考查地球运动的地理意义。

根据图文材料可知，徐州纬度约为34°N，甲国首都纬度约为10°N。

6月21日，太阳直射点位于北回归线附近，正午太阳高度大致由北回归线向南、北两侧递减，由于徐州与北回归线的纬度差较小，故徐州的正午太阳高度较高，A项正确；此日，北半球纬度越高，昼越长，B项错误；徐州与甲国首都分别位于太阳直射纬线的两侧，故正午物影方向相反，C项错误；由于徐州与甲国首都纬度不同，故两地日出方位角不同，D项错误。

答案　A

考向二　正午太阳高度大小的判断

2.（2015·天津文综，10～11）2015年某日出现了日食现象。

在四幅日照图中，深色阴影为夜半球，浅色阴影为当时可观测到日食的地区范围。

读图，回答

（1）～

（2）题。

（1）发生日食的这天，在图中所示四地中，正午太阳高度角最大的是（　　）

A.甲B.乙C.丙D.丁

（2）在图中所示四地中，观测者正朝西南方向观测日食的是（　　）

A.甲B.乙C.丙D.丁

解析　第

（1）题，考查地球运动的地理意义。

据图分析，此时晨昏线大致经过南北极点，太阳直射点位于赤道附近，甲地离赤道最近，正午太阳高度角最大，A项正确。

第

（2）题，考查地球运动的地理意义。

观察者朝西南方向观测日食，说明此时太阳位于西南方位，为下午时段。

由图可知，甲、乙两地位于晨线附近；丙地处于正午；丁地位于下午时段，太阳位于其西南方向，可向西南方向观测日食。

D项正确。

答案　

（1）A　

（2）D

考向三　昼夜长短、直射点位置、距离判断

3.（2015·上海地理，28～30）下图为甲、乙两地某日从日出到日落太阳高度角日变化示意图，其中甲地位于北半球。

（1）据图推测，乙地位于（　　）

A.东半球赤道上B.东半球北回归线上

C.西半球赤道上D.西半球北回归线上

（2）据图推测，该日应该是北半球的（　　）

A.春分日B.夏至日C.秋分日D.冬至日

（3）甲、乙两地实际距离大约是（　　）

A.1万千米B.2万千米C.3万千米D.4万千米

解析　第

（1）题，甲地位于北半球，此日甲地昼长为12小时16分，所以北半球处于夏半年，太阳直射点位于北半球。

乙地昼长恰好为12小时，乙地只能位于赤道上。

乙地正午太阳高度出现在北京时间24点，可计算乙地经度为60°W，乙地位于西半球。

C正确。

第

（2）题，此日赤道上正午太阳高度为66°34′，且直射点位于北半球，可计算出太阳直射点位于北回归线。

正午太阳高度H＝90°－当地与直射点的纬度差＝90°－（0°＋x°）＝66°34′，即x＝23°26°N，故B正确。

第（3）题，夏至日时甲地昼长接近12小时，故甲地接近赤道，甲地正午太阳高度出现在北京时间12点，故甲地位于120°E上，与乙地位于同一个经线圈，两者的距离约为赤道长度（4万千米）的一半。

故B正确。

答案　

（1）C　

（2）B　（3）B

[高分素养提升]

（2017·天津南开一模）太阳能与建筑一体化是未来太阳能利用的方向之一。

图甲是天津市某新型居住小区楼房二楼正南向壁挂太阳能集热器照片，图乙是太阳能集热器装置结构示意图。

读图回答

（1）～

（2）题。

（1）冬季某日晴朗的午后14：

30左右，太阳照射该壁挂太阳能集热器所产生的影子偏向于照片中（　　）

A.①处的左下方B.②处的左上方

C.③处的右下方D.④处的右上方

（2）关于使用壁挂太阳能集热器的叙述，可信的是（　　）

①该装置的“可调节型支架”的长度随楼层不同不发生变化　②所安装的墙壁朝向南、北半球相同　③将该装置移至上海地区使用，集热器冬季集热时间会缩短　④将该装置移至上海地区使用，“可调节型支架”的长度应该拉长

A.①③B.①④C.③④D.②③

解析　第

（1）题，由壁挂太阳能集热器朝向为正南，可判断图中①为西南方、②为西北方、③为东南方、④为东北方；冬季午后14：

30左右太阳位于西南方，则影子朝向偏东方，应该位于图中③④的右下方，故C正确。

第

（2）题，可调节型支架长短主要是为了调节集热器与地面的夹角，该夹角与正午太阳高度互余，而一个地区的正午太阳高度与楼层无关，故①正确；集热器应朝向正午时太阳照射的方位，故南北半球朝向不同，则②错误；冬季上海昼长大于天津，则上海集热时间长于天津，则③错误；上海的正午太阳高度大于天津，则在上海使用时集热器与地面夹角要小于天津，可调节型支架长度应拉长，故④正确。

答案　

（1）C　

（2）B

1.与正午太阳高度相关的计算

（1）正午太阳高度的计算公式

公式：

H＝90°－两点纬度差。

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：

当太阳直射B点（10°N）时，A点（40°N）正午太阳高度是：

H＝90°－AB纬度差＝90°－（40°－10°）＝60°。

C点（23°26′S）正午太阳高度是：

H＝90°－BC纬度差＝90°－（10°＋23°26′）＝56°34′

（2）计算楼距、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，见下图，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L为：

L＝hcotH。

（3）计算太阳能热水器的角度：

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，使太阳光线与受热板成直角。

其倾角和正午太阳高度角的关系为α＋h＝90°（如下图）。

2.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

为了获得更充足的太阳光照，确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。

在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，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。

（3）判断日影长短及方向

正午太阳高度越大，日影越短，正午太阳高度越小，日影越长，且日影方向背向太阳。

如右图中各点旗杆日影长短及日影所在方向（图中是夏至日，经线和纬线的交点是直射点）。

（4）确定当地的地理纬度

纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度。

根据某地某日（二分二至日）正午太阳高度，可判断该地区纬度大小。

（5）判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度

一般情况下，由于向阳坡正午太阳高度大，获得太阳光热多，背阴坡得到太阳光热少，因此在相同高度，阳坡温度较高，阴坡温度较低，从而使同一自然带在阳坡的分布高度较高，在阴坡的分布高度较低。

[真题考向探究]

考向一　日影长短的计算

1.（2014·课标Ⅰ，3）太阳能光热电站（下图）通过数以十万计的反光板聚焦太阳能，给高塔顶端的锅炉加热，产生蒸汽，驱动发电机发电。

据此完成下题。

若在北回归线上建一太阳能光热电站，其高塔正午影长与塔高的比值为P，则（　　）

A.春、秋分日P＝0B.夏至日P＝1

C.全年P<1D.冬至日P>1

解析　本题考查正午太阳高度的应用。

由题干可知，塔身正午影长与塔高的比值为P，北回归线上夏至日的正午太阳高度为90°，塔身影长为0，所以P＝0；春、秋分日太阳直射赤道，北回归线上高塔正午影长不为0，P值不为0；冬至日北回归线的正午太阳高度达一年中最小值，为90°－（23°26′＋23°26′）＝90°－46°52′＝43°08′，影长大于塔高，P大于1。

答案　D

考向二　正午太阳高度在生活中的应用

2.（2016·江苏地理，9～10）住宅的环境设计特别关注树种的选择与布局，不同树种对光照与风有不同影响。

下图为华北某低碳社区（40°N）住宅景观设计示意图。

读图回答

（1）～

（2）题。

（1）仅考虑阳光与风两种因素，树种与房屋组合最好的设计是（　　）

A.①B.②C.③D.④

（2）为保证冬季太阳能最佳利用效果，图中热水器安装角度合理的是（　　）

A.①B.②C.③D.④

解析　第

（1）题，图示地区位于华北，一年中正午太阳始终位于南方。

根据图中太阳能热水器朝向可知，房子左侧为北，右侧为南。

落叶阔叶树夏季遮荫效果好，布局在南侧；冬季，华北地区盛行偏北风，常绿针叶树防风效果好，布局在北侧，故选C。

第

（2）题，冬至日该地（40°N）的正午太阳高度为90°－（40°＋23°26′）＝26°34′，太阳能热水器集热板的倾角与当地的太阳高度互余，D项符合题意。

答案　

（1）C　

（2）D

考向三　正午太阳高度的相关计算

3.（2014·海南地理，12～13）某纬度φ的正午太阳高度H＝90°－|φδ|，其中δ为太阳直射点纬度，夏半年取正值，冬半年取负值。

下图示意某地北京时间18时的太阳位置。

据此完成

（1）～

（2）题。

（1）该地的经度为（　　）

A.30°EB.30°WC.60°ED.60°W

（2）该地的纬度可能为（　　）

A.10°NB.10°SC.50°ND.50°S

解析　第

（1）题，根据题干知，北京时间为18时，而该地为12时，利用时差算出该地经度为30°E，A项正确。

第

（2）题，因为题干并没有交代图示为具体哪一日正午太阳高度，因此根据正午太阳高度计算公式分别计算出夏至日和冬至日时正午太阳高度角为45°对应的纬度即可。

夏半年太阳直射点纬度取正值，冬半年取负值。

经计算，该地纬度介于21°34′和66°34′之间，只有C和D项符合。

再依据图示正午太阳位于南方，确定该地为北半球，只有C项符合。

答案　

（1）A　

（2）C

考点二　四季更替与五带

[核心知识再现]

1.形成原因：

昼夜长短和正午太阳高度的季节变化，导致太阳辐射随季节有规律的变化。

2.

3.北温带国家的四季：

3、4、5月为春季，夏、秋、冬以此类推。

4.

[高分素养提升]

1.地球运动中关于季节判断的依据

北半球冬季（1月）

北半球夏季（7月）

地球公

转规律

位于近日点附近，公转速度快

位于远日点附近，公转速度慢

直射点

位置

太阳直射南半球，向赤道方向移动

太阳直射北半球，向赤道方向移动

昼夜长

短变化

12月22日，北半球昼最短，夜最长

6月22日，北半球昼最长，夜最短

正午太

阳高度

12月22日，由南回归线向南北两侧递减；南回归线及其以南地区达一年中最大值，物影最短

6月22日，由北回归线向南北两侧递减；北回归线及其以北地区达一年中最大值，物影最短

太阳升

落方位

东南升西南落（极昼区域除外）

东北升西北落（极昼区域除外）

日出、

日落时间

北半球各地日出时间晚于6时，日落时间早于18时

北半球各地日出时间早于6时，日落时间晚于18时

2.其他判断季节的依据

判断季节的依据，除地球运动相关规律外，还有气温和气压、季风、天气和气候、洋流和水文特征、山地植被和雪线变化、农事活动和极地考察等。

[真题考向探究]

考向　四季与五带

（2015·北京文综，8）2014年11月7日至12日APEC北京会议放假期间，河南省针对北京游客实行景区门票减免优惠。

据此，完成下题。

放假期间，（　　）

A.时值我国立冬到小雪之间B.太阳直射点向赤道移动

C.黄山6点前日出东北方向D.南极大陆极夜范围扩大

解析　本题考查地球公转的地理意义。

解题的关键是“11月7日至12日”这一时间信息。

“立冬”节气为每年的11月7日或8日，“小雪”为每年的11月22日或23日，因此放假期间正值我国立冬到小雪之间，A正确；放假期间太阳直射点向南回归线移动，B错；11月份黄山昼短夜长，日出时间晚于6点且日出东南方向，C错；南极大陆极昼范围逐渐扩大，D错。

故答案选A项。

答案　A

课后作业

选择题

（2015·江苏地理，4）北京时间2015年2月19日零点钟声敲响时，某工程师在南极长城站参与了中央电视台春节联欢晚会微信抢红包活动。

下图为长城站位置示意图。

读图回答第1题。

1.春节假期期间（　　）

A.南京太阳从东北方升起B.南京昼夜长短变化幅度增大

C.长城站日落时间推迟D.长城站正午太阳高度角减小

解析　春节假期期间的2月份，太阳直射点位于南半球且向北移，南京太阳从东南方升起；南京属于北半球，虽然昼短夜长，但昼在变长，夜在变短，昼夜长短变化幅度减小；长城站属于南半球，昼在变短，夜在变长，日出时间推迟，日落时间提前，正午太阳高度角减小。

所以选D。

答案　D

（2014·安徽文综，29）下图为我国科考队在北极点放置中国结时拍摄的照片。

读图，完成第2题。

2.该照片拍摄日期、拍摄者或中国结影子的方位是（　　）

A.3月21日、中国结影子指向正南

B.6月22日、拍摄者位于中国结东南

C.8月20日、拍摄者位于中国结正南

D.9月16日、中国结影子指向东北

解析　首先明确北极点的四周都是南方。

由于中国结放置在北极点上，因此，照片中中国结的影子应指向正南，拍摄者在任何位置拍摄都位于中国结的正南，故选项B、D错误。

结合照片中中国结的影子可知，此日北极点出现极昼现象，正午太阳高度应大于0°，而3月21日，北极点的正午太阳高度为0°，故选项A错误。

答案　C

（2014·福建文综，11～12）我国第四个南极科学考察站——泰山站（73°51′S，76°58′E）于2014年2月8日正式建成开站。

下图示意某科考队员当日拍摄的一天太阳运动轨迹合成图。

读图回答3～4题。

3.该日太阳位于图示F位置时（　　）

A.泰山（36°N，117°E）旭日东升B.东京（36°N，141°E）夕阳西斜

C.纽约（41°N，74°W）烈日当空D.开普敦（34°S，18°E）夜色深沉

4.次日泰山站（　　）

A.日出正南B.太阳高度变大C.白昼变短D.极昼即将开始

解析　第3题，从图中发现，F位置太阳高度最大，即泰山站地方时为12时，此时我国泰山（36°N，117°E）地方时大约为15时，为下午，而不是旭日东升；东京（36°N，141°E）地方时大约为2月8日16时20分，接近夕阳西下；纽约（41°N，74°W）地方时大约为2月8日2时；开普敦（34°S，18°E）地方时是2月8日8时左右。

故选B。

第4题，从2月8日到2月9日（如右图），太阳直射点在南半球且向北移，泰山站日出东南；正午太阳高度将变小；白昼长于黑夜，但白昼变短，黑夜变长；此日大约南纬77°及以南地区处于极昼，且极昼范围缩小，在泰山站极昼已经消失。

故选C。

答案　3.B　4.C

（2017·河北石家庄模拟）读某地某时刻正午日影长短和朝向变化示意图，回答5～6题。

5.该地可能位于（　　）

A.20°NB.20°SC.30°ND.30°S

6.该地正午日影最短时，郑州（　　）

A.正午太阳高度最大B.昼夜平分

C.正值高温多雨季节D.正值寒冷干燥季节

解析　第5题，图示正午日影全年大部分时间朝南、少数时间朝北，说明正午时太阳大部分时间位于正北、少数时间位于正南，结合太阳直射点移动范围为南北回归线之间，可判断该地可能位于赤道与南回归线之间，结合选项，B项正确。

第6题，该地有太阳直射现象，正午日影在直射时最短。

因为该地位于南半球，故正午日影最短时为北半球的冬半年，因郑州为温带季风气候，冬半年正值寒冷干燥季节。

答案　5.B　6.D

（2016·山东威海一模）猴年春节刚刚过去，中国多省（区）又迎来一轮房地产去库存政策潮。

广东省茂名市（约21.5°N）的小明家也准备在某楼盘买房，楼是东西延伸，每户南北均有阳台；两栋楼的楼高均是51米，楼层高3米，楼间距如图所示，有一地面停车场（车位布置如图）。

据此回答7～8题。

7.小明的爷爷担心冬季正午室内晒不到太阳，所以小明家最好买二栋的（　　）

A.4楼B.6楼C.8楼D.都可以

8.小明的父亲想在停车场买一停车位（停车场长度与楼长一致），现在只有甲、乙、丙、丁四个车位，他担心夏天车被晒时间太长，所以最好选择（　　）

A.甲车位B.乙车位C.丙车位D.丁车位

解析第7题，冬至日此地正午太阳高度最小，若此日室内能见到阳光，则全年都能晒到太阳。

冬至日该地正午太阳高度为45°，楼间距为30米，可知二栋21米以上房屋都能见到阳光（见右图）；再结合楼层高度为3米，可判断小明家最好买二栋8楼及以上楼层。

第8题，夏季大部分时间正午太阳位于正南方，图示停车场位于楼房北侧，因该地夏季太阳高度角较大，停车位应距离楼房最近，中部被晒时间最短，故丁最好。

答案　7.C　8.D

（2017·湖南六校联考）当地时间2016年1月10日下午，我国自主研发4500米级无人无缆水下机器人“潜龙二号”完成大洋“首秀”。

据此完成第9题。

9.当日，处在测试区的“潜龙二号”的母船（30°S附近）上桅杆的日影（　　）

A.影子逆时针转动B.正午影子指向正北

C.影子日变化角度为180°D.日影始于西南

解析　“潜龙二号”的母船位于南半球且在太阳直射点以南，1月份时太阳从东南方升起，正午时太阳在正北方，最终在西南方落下，所以日出时影子从西北方开始，逆时针旋转，正午影子指向正南、日落时指向东北方，转过的角度超过180°。

答案　A

（2017·湖南十三校一模）读正午太阳高度年变化幅度图（极夜期不考虑负值），回答10～11题。

10.满足①至②区间变化幅度的最大纬度范围为（　　）

A.23°26′～66°34′B.0°～23°26′C.66°34′～90°D.0°～90°

11.①处不可能（　　）

A.四季分明B.两至日正午太阳高度相同

C.半年极昼，半年极夜D.全年昼夜平分

解析　第10题，若极夜期不考虑负值，赤道上与极点上的正午太阳高度年变化幅度均为23°26′，回归线至极圈变化幅度为47°，其他纬度均为23°26′至47°。

所以，满足①至②区间变化幅度的最大纬度范围为0°～90°。

第11题，根据正午太阳高度年变化幅度值可知，①处可能为赤道或者极点。

如果是赤道，则会昼夜平分，两至日正午太阳高度相同；若为极点，则会半年极昼、半年极夜。

但都不可能四季分明。

答案　10.D　11.A

（2017·太原一模）总部位于杭州市（30°N，120°E）的我国某棉纺企业2014年斥资2.18亿美元在M国的甲地（下图）投资建造纺纱厂，其原棉和劳动力来自M国，产品销往中国、南美洲等地。

据此，完成12～13题。

12.2015年4月30日，该工厂生产的第一批纱线经查尔斯顿港运抵杭州。

这一日，杭州与甲地相比（　　）

A.杭州的正午太阳高度较高B.甲地的白昼时间较短

C.两地正午的物影方向相反D.两地的日出方位相反

13.北京市某中学地理兴趣小组的日记中记录：

“8日，天气晴，当地时间18点整，太阳在我校西面的山上消失。

”该日所在的月份可能是（　　）

A.11月B.1月C.3月D.5月

解析　第12题，甲地位于35°N附近，4月30日太阳直射点位于北半球且纬度低于北回归线，杭州纬度低于甲地，杭州距离太阳直射纬度较甲地近，故杭州的正午太阳高度高于甲地，故A正确；两地正午太阳都位于正南方，则正午物影都朝北；两地日出方位都为东北方；该日越往北方昼越长，故甲地白昼时间长于杭州。

第13题，该兴趣小组位于北京，并且“8日，天气晴，当地时间18点整，太阳在我校西面的山上消失。

”可以看出，若两侧为平地，则太阳还没有落山，可以推知，当地该日昼长夜短，为北半球的夏半年，四个选项中只有5月符合条件。

答案　12.A　13.D

下图为2016年国庆节期间某日张女士在（34°N，114°E）附近拍摄的日落图。

据此完成14～15题。

14.张女士拍摄此照片时面向（　　）

A.东南B.东北C.西北D.西南

15.下图中能表示该日当地太阳高度日变化情况的