2024-2025學(xué)年高中地理第一章宇宙中的地球第三節(jié)地球公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)共同作用下產(chǎn)生的地理意義課時1正午太陽高度角的變化講義含解析中圖版必修1

PAGEPAGE1第三節(jié)地球公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)共同作用下產(chǎn)生的地理意義課時1正午太陽高度角的改變課程標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合實(shí)例，說明地球運(yùn)動的地理意義。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解正午太陽高度角改變的成因。2.駕馭正午太陽高度角的改變規(guī)律。1.太陽高度角(1)含義：太陽光線與地平面的夾角。(2)正午太陽高度角eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(含義：一天中，太陽高度角的最大值出現(xiàn)在,正午,特例：太陽直射點(diǎn)所在緯度的正午太陽高,度角為90°))2.空間(緯度)改變規(guī)律：由太陽直射點(diǎn)所在緯度向南北兩側(cè)遞減。3.時間(季節(jié))改變規(guī)律(以北半球?yàn)槔?節(jié)氣最大值地區(qū)最小值地區(qū)夏至日北回來線及其以北地區(qū)南半球各地區(qū)冬至日南回來線及其以南地區(qū)北半球各地區(qū)二分日赤道極點(diǎn)推斷1.日出時太陽高度角為0°。(√)2.同一緯線上正午太陽高度角相等。(√)3.極點(diǎn)一天內(nèi)太陽高度角不變。(√)

探究點(diǎn)正午太陽高度角及其應(yīng)用依據(jù)2024最新樓間距國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，房屋前后間距為：一般小區(qū)居住用房可以用“樓高/樓間距＝1/1.2”比值計算。并按以冬至日日照時間不低于1小時(樓房最底層窗戶)為標(biāo)準(zhǔn)。小區(qū)業(yè)主可依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)推斷樓間距是否合理。1.小區(qū)業(yè)主為什么這么重視樓間距問題？答案樓間距與太陽光照相關(guān)，在太陽高度角肯定的狀況下樓間距的大小會影響到采光條件的好壞。2.在下圖中畫出二分二至日時的正午太陽高度角空間改變曲線，并總結(jié)改變規(guī)律。答案改變規(guī)律：正午太陽高度角從太陽直射點(diǎn)所在緯線向南北兩側(cè)遞減。3.下表為正午太陽高度角的季節(jié)改變規(guī)律，把表格補(bǔ)充完整。北回來線及其以北地區(qū)一年有一次最大值(________日前后)，一次最小值(________日前后)南回來線及其以南地區(qū)一年有一次最大值(________日前后)，一次最小值(________日前后)南北回來線之間(除赤道外)一年有________最大值(________時最大)，一次最小值(南半球出現(xiàn)在6月22日前后，北半球出現(xiàn)在12月22日前后)赤道地區(qū)一年有兩次最大(________、________)、兩次最小(夏至、冬至)遞變規(guī)律來增去減(直射點(diǎn)向本地所在緯線移來，則正午太陽高度角________，移去則________)答案北回來線及其以北地區(qū)一年有一次最大值(6月22日前后)，一次最小值(12月22日前后)南回來線及其以南地區(qū)一年有一次最大值(12月22日前后)，一次最小值(6月22日前后)南北回來線之間(除赤道外)一年有兩次最大值(太陽直射時最大)，一次最小值(南半球出現(xiàn)在6月22日前后，北半球出現(xiàn)在12月22日前后)赤道地區(qū)一年有兩次最大(春分、秋分)、兩次最小(夏至、冬至)遞變規(guī)律來增去減(直射點(diǎn)向本地所在緯線移來，則正午太陽高度角增大，移去則減小)正午太陽高度角的應(yīng)用(1)確定地方時當(dāng)某地太陽高度角達(dá)一天中的最大值時，此時日影最短，當(dāng)?shù)氐牡胤綍r是12時。(2)確定房屋的朝向在北回來線以北地區(qū)，正午太陽位于南方，房屋朝南；在南回來線以南地區(qū)，正午太陽位于北方，房屋朝北。(3)推斷日影長短及方向太陽高度角越大，影子越短，太陽高度角越小，影子越長。一天中日影的改變規(guī)律是：日出時最長eq\o(→,\s\up7(漸漸變短))正午時最短eq\o(→,\s\up7(漸漸變長))日落時最長，且日影方向與太陽方向相反。(4)計算樓間距一般來說，緯度較低的地區(qū)，樓距較近；緯度較高的地區(qū)，樓距較遠(yuǎn)。解題關(guān)鍵是計算當(dāng)?shù)囟寥盏恼缣柛叨冉?，并計算影長。以我國為例(見下圖)，南樓高度為h，該地冬至日正午太陽高度角為H，則最小樓間距L為：L＝h/tanH。(5)計算熱水器安裝角度應(yīng)使太陽能熱水器集熱面與太陽光線垂直，其傾角和正午太陽高度角的關(guān)系為α＋H＝90°(如下圖)。正午太陽高度角的計算方法(1)公式：H＝90°－兩點(diǎn)緯度差。(2)含義①H：觀測點(diǎn)的正午太陽高度角。②兩點(diǎn)：太陽直射點(diǎn)、觀測點(diǎn)。③緯度差：若兩點(diǎn)在同一半球，用較高緯度減去較低緯度；若兩點(diǎn)分屬于南、北半球，將兩點(diǎn)的緯度求和。如下圖所示：當(dāng)太陽直射B點(diǎn)(10°N)時，A點(diǎn)(30°N)正午太陽高度角是：HA＝90°－＝90°－(30°－10°)＝70°。當(dāng)太陽直射B點(diǎn)(10°N)時，C點(diǎn)(23°26′S)正午太陽高度角是：HC＝90°－＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。(2024·四川成都中學(xué)月考)我國《物權(quán)法》指出，住宅間距必需保證北面樓房底層窗臺面日照時間不少于1小時(如下圖)。據(jù)此回答1～2題。1.“日照時間不少于1小時”的日期指的是()A.春分日 B.夏至日C.秋分日 D.冬至日

2.依據(jù)采光要求，下列四個城市相鄰?fù)邩欠康拈g距最寬的應(yīng)當(dāng)是()A.北京(40°N) B.哈爾濱(45°N)C.廣州(23°N) D.臺州(29°N)答案1.D2.B解析第1題，我國大部分地區(qū)在冬至日北面樓房底層最易被南面樓房遮住太陽光。第2題，冬至日，選項中四個城市越靠北其樓房的影子越長，樓間距應(yīng)越寬。(2024·中牟高一檢測)漢字造字中蘊(yùn)含某些地理學(xué)問，如“間”——“門里有日午間到”。讀下圖，完成1～2題。1.圖中門的朝向可能是()①正東②正西③正南④正北A.①②B.②③C.①③D.③④2.關(guān)于圖中屋內(nèi)正午地面光照面積的說法，正確的是()A.全年一樣B.夏至日北半球中緯度地區(qū)達(dá)到全年最小C.正午比上午大D.春秋分日各地一樣答案1.D2.B解析第1題，依據(jù)材料中漢字造字學(xué)問，“間”即正午，太陽高度角達(dá)到一天中的最大值。從圖片上看，該地正午陽光是斜射，也就是此日該地位于直射點(diǎn)所在緯線的北面或南面，此時該地位于直射點(diǎn)的正北或正南方向，陽光能照耀進(jìn)門，所以門的朝向?yàn)檎匣蛘?。?題，一年中，太陽直射點(diǎn)在南北回來線之間做周期性回來運(yùn)動，直射點(diǎn)位置不同，正午太陽高度角也不同。上午的太陽高度角小，射進(jìn)門內(nèi)的光照面積大；正午太陽高度角大，射入門內(nèi)的光照面積小。春秋分日，同緯度的地方可能光照面積一樣，但不同緯度地區(qū)，正午太陽高度角是不同的，射入門內(nèi)的光照面積也不同。夏至日，是指當(dāng)?shù)氐墓?jié)氣是夏至的時候，中緯度越小。

讀“某地正午太陽高度角年改變折線圖”，完成3～4題。3.依據(jù)該地正午太陽高度角年改變規(guī)律，推斷該地可能位于()A.北溫帶B.南溫帶C.0°～23°26′N之間D.0°～23°26′S之間4.圖中A處所表示的這一天，該地()A.黑夜最短B.正午旗桿的影子最短C.氣溫最高D.受太陽活動影響劇烈答案3.D4.B解析第3題，該地12月22日前后有兩次正午太陽高度角達(dá)到90°，說明有兩次太陽直射。依據(jù)正午太陽高度角改變規(guī)律可以判定該地位于赤道至南回來線之間。第4題，A處表示太陽直射，正午旗桿的影子最短。杭州(30°N)某同學(xué)對傳統(tǒng)的太陽能熱水器進(jìn)行改造(見下圖)，將太陽能熱水器集熱板裝在一個大玻璃箱里，并將熱水器的支架改造成活動形式。據(jù)此回答5～7題。5.冬至日的12時，為使熱水器受熱最多，需調(diào)整活動支架，使熱水器集熱板與地面的夾角為()A.23°26′B.36°26′C.53°26′D.66°26′6.為了充分利用太陽能，盡可能使一年內(nèi)正午太陽光線與集熱板保持垂直，集熱板與地面的夾角的調(diào)整幅度為()A.23°26′B.30°C.46°52′D.60°7.一年中，活動支架最短的日期是()A.春分日 B.夏至日C.秋分日 D.冬至日答案5.C6.C7.B解析第5題，冬至日，太陽直射南回來線，要使熱水器受熱最多，需調(diào)整活動支架，讓熱水器集熱板與地面的夾角和正午太陽高度角互余。正午太陽高度角H＝90°－(30°＋23°26′)，則夾角為90°－[90°－(30°＋23°26′)]＝53°26′。第6題，該地位于北溫帶地區(qū)，正午太陽高度角的改變幅度為46°52′，所以夾角的調(diào)整幅度也為46°52′。第7題，一年中，活動支架最短的日期為熱水器集熱板與地面夾角最小時，即該地正午太陽高度角最大時，該地夏至日正午太陽高度角最大。讀“某日我國四城市正午太陽高度示意圖”，完成1～2題。1.若四城市為廣州、武漢、北京、?？?，則圖中①②③④分別代表的城市為()A.?？?、武漢、北京、廣州B.武漢、北京、廣州、?？贑.?？凇⒈本?、武漢、廣州D.廣州、武漢、北京、?？?.據(jù)圖推斷，此時我國最有可能處于二十四節(jié)氣中的()A.春分 B.夏至C.秋分 D.冬至答案1.A2.B解析第1題，四個城市中，廣州、?？诳赡鼙惶栔鄙?，若太陽直射?？冢瑒t另外三個城市正午時太陽均位于正南方，與上圖不符。由此可知，①城市正午時太陽位于正北方，只能是?？?；④城市被太陽直射，是廣州；武漢的正午太陽高度大于北京。第2題，據(jù)上題分析可知，太陽直射廣州——北回來線，即為北半球的夏至。(2024·安徽名校合作體聯(lián)考)綠地面積是評價住宅小區(qū)的重要指標(biāo)，如圖為“我國華北平原的低碳社區(qū)住宅景觀設(shè)計示意圖”。讀圖，回答下題。3.此時太陽能熱水器基本可以最大程度利用太陽輻射，則此時接近()A.春分日 B.夏至日C.秋分日 D.冬至日答案B解析依據(jù)正午太陽高度角的計算公式，可得出此時太陽直射點(diǎn)大致位于北緯15°～20°，接近夏至日，因此答案選B項。(2024·遼寧省遼河油田其次高級中學(xué)期中)春節(jié)剛剛過去，中國多省(區(qū))又迎來一輪房地產(chǎn)去庫存政策潮。廣東省茂名市(約21.5°N)的小明家也打算在某樓盤買房，樓是東西延長，每戶南北均有陽臺；兩棟樓的樓高均是51米，樓層高3米，樓間距如圖所示，有一地面停車場(車位布置如圖)。據(jù)此回答4～5題。4.小明的爺爺擔(dān)憂冬季正午室內(nèi)曬不到太陽，所以小明家最低買二棟的()A.4樓B.6樓C.7樓D.8樓5.小明的父親想在停車場買一停車位(停車場長度與樓長一樣)，現(xiàn)在只有甲、乙、丙、丁四個車位，他擔(dān)憂夏天車被曬時間太長，所以最好選擇()A.甲車位 B.乙車位C.丙車位 D.丁車位答案4.D5.D解析第4題，冬至日該地太陽高度角最低約為45°，由于南樓阻擋，北樓太陽照不到的高度約21米，樓層高3米，約7層，所以冬至日正午可以被太陽照到的樓層最低是8樓。第5題，據(jù)圖中方向，停車場位于樓北側(cè)，南排的丙、丁車位更不簡單被曬到。丙位于最西側(cè)，當(dāng)太陽方位偏西時簡單被曬到，故選丁車位。山東省某學(xué)校地理愛好小組到該省一無人海島(38°N)進(jìn)行野外考察活動。讀圖，完成6～7題。6.愛好小組采納“立竿測影”方法測定太陽直射點(diǎn)的緯度，必需觀測和記錄的數(shù)據(jù)(竹竿長度已知)是()A.最短竿影長度 B.最短竿影方位C.北京時間 D.白晝長度7.若該愛好小組測得最短竿影長度與竹竿長度相等，則太陽直射的緯度為()A.7°SB.7°NC.17°SD.17°N答案6.A7.A解析第6題，正午時竿影長度最短，太陽高度角達(dá)到最大，結(jié)合三角函數(shù)學(xué)問即可求出正午太陽高度角數(shù)值，再依據(jù)正午太陽高度角的計算公式，即可算出太陽直射點(diǎn)的緯度。第7題，若最短竿影等于竿長，則正午太陽高度角為45°，依據(jù)正午太陽高度角的計算公式即可求出太陽直射7°S緯線。(2024·黑龍江重點(diǎn)中學(xué)高一月考)太陽天頂角是表示太陽位置的一種方式，其與正午太陽高度角的關(guān)系如下圖所示。據(jù)此回答8～9題。8.夏至日，太陽天頂角為0°的地區(qū)位于()A.赤道 B.南回來線C.北回來線 D.北極點(diǎn)9.當(dāng)牡丹江地區(qū)太陽天頂角由最大起先變小時，下列敘述正確的是()A.太陽直射點(diǎn)在南半球，起先向北移動B.太陽直射點(diǎn)在赤道，起先向南移動C.牡丹江地區(qū)的晝夜等長D.地球靠近遠(yuǎn)日點(diǎn)旁邊答案8.C9.A解析第8題，夏至日太陽直射點(diǎn)在北回來線上，太陽天頂角為0°的地區(qū)即正午太陽高度角為90°的地區(qū)，此時北回來線上的正午太陽高度角為90°。第9題，牡丹江地區(qū)太陽天頂角最大時，也就是正午太陽高度角最小時，此時太陽直射南回來線，為12月22日前后，此后直射點(diǎn)將向北移，此時牡丹江地區(qū)晝短夜長，地球靠近近日點(diǎn)旁邊。下圖為“汕頭周邊地區(qū)等太陽高度線圖”。據(jù)此回答10～11題。10.a地的緯度為()A.45°N B.45°46′NC.21°34′N D.68°26′N11.設(shè)b地此日的正午太陽高度角為H，c地此刻地方時為T，則下列不等式中，完全正確的一組是()A.H＞60°，T＞13時 B.H＜60°，T＜13時C.H＞60°，T＜13時 D.H＜60°，T＞13時答案10.D11.A解析第10題，讀圖可知，此時太陽直射北回來線，a地的正午太陽高度角為45°，依據(jù)正午太陽高度角計算公式：45°＝90°－(X－23°26′)(X為a地緯度)，可知X＝68°26′N。第11題，b地太陽高度角等于60°，一天中正午時太陽高度角最大，所以b地正午太陽高度角肯定比60°大。汕頭和c地太陽高度角相差15°，也就是兩地經(jīng)度相差大于15°，兩地地方時相差大于1小時，加上c地比汕頭更靠東，地方時更早，c地地方時(T)應(yīng)大于13時。(2024·珠海模擬)我國某中學(xué)學(xué)生在某日中午前后，進(jìn)行地理課的探討性學(xué)習(xí)活動。他們利用一根標(biāo)桿，每隔1小時測量一次桿影的長度，并將測量結(jié)果繪制成示意圖(如下圖)。據(jù)此回答12～13題。12.測量的日期最可能是()A.3月21日 B.6月22日C.9月23日 D.12月22日13.依據(jù)上述日期推斷，該中學(xué)學(xué)校最可能位于()A.北京市(40°N、116°E)B.海南省?？谑?20°N、110°E)C.廣東省汕頭市(23°N、116°E)D.云南省昆明市(25°N、103°E)答案12.B13.C14.(2024·河南信陽二檢)周朝時期，周公在河南登封(34°N)“壘土為圭，立木為表，測日影，定四時”，通過觀測一年中每天正午投在地上的影子長