高考地理二轮优选习题 专题一 地球运动 微专题3 太阳高度与方位学案.docx

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高考地理二轮优选习题专题一地球运动微专题3太阳高度与方位学案

微专题3　太阳高度与方位

考试要求

考试内容

加试要求

地球的公转

（1）地球公转的方向、速度、周期

（2）地球公转的轨道、黄赤交角及图示

（3）正午太阳高度的时空分布规律

分析地球公转的地理意义

1.正午太阳高度的变化及分布规律

（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。

①北半球夏至日：

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北半球冬至日：

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。

④同线相等规律：

同一纬线上正午太阳高度相等。

⑤对称规律：

以直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线，正午太阳高度相等。

（2）季节变化规律

①北半球夏至日

②北半球冬至日

③春、秋分日：

赤道上达一年中最大值，其他地区介于最大值与最小值之间。

2.正午太阳高度的计算

公式：

H＝90°－|α±β|

观测点和太阳直射点同在北（南）半球，取减号；分属于南北不同半球，取加号。

例

　当太阳直射B点（10°N）时，C点（23.5°S）正午太阳高度是________。

HC＝90°－

＝90°－（10°＋23.5°）＝56.5°

当太阳直射B点（10°N时），A点（40°N）正午太阳高度是

HA＝90°－

＝90°－（40°－10°）＝60°

3.正午太阳高度的分布、变化特点的判断技巧

（1）分布看“远近”——远小近大

距离直射点所在的纬线越近，正午太阳高度越大，距离越远，正午太阳高度越小。

（2）变化看“移动”——来增去减

太阳直射点向某地所在的方向移来时，该地的正午太阳高度逐渐增大；太阳直射点远离某地移去时，该地的正午太阳高度逐渐减小。

（3）位置看“数值”——90°的出现

加试级规律点拨

　有关太阳高度的几个规律

（1）太阳高度一般具有日变化，最高点暗示地方时为12时；有极昼的最低点暗示地方时为24时（或0时）。

（2）日出日落的太阳高度为零，但并不表示其地方时为6时或18时（只有赤道上或春、秋分时为6时和18时）。

极点的太阳高度＝直射点的纬度。

（3）正午太阳高度一般具有年变化。

太阳直射点离当地所在纬线最近时最大，最远时最小；靠近时变大，远离时变小。

4.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，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

①日影长短：

太阳直射点上，物体的影子缩短为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日影方向：

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），夏至日日影最长，冬至日最短。

南北回归线之间的地区，正午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）。

（4）确定当地的地理纬度

同一半球，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）确定楼距、楼高：

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＝h·cotH。

（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α＋H＝90°时效果最佳。

如下图：

（7）判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度

一般情况下，由于阳坡得到的光热多，阴坡得到的太阳光热少；因此在相同高度，阳坡温度较高，阴坡温度较低，从而影响到自然带在阳坡和阴坡的分布高度。

5.太阳周日视运动与日出日落

地点

赤道及热带

北（南）温带

北（南）极圈内

北（南）极点

图示

总结

①在二分日时，太阳直射赤道，全球各地太阳正东升，正西落（极点除外）；

②太阳直射点位于北半球，全球各地太阳东北升，西北落，而且纬度越高，太阳升落的方位越偏北（极点和出现极昼极夜的地方除外）；

③太阳直射南半球时，全球各地太阳东南升，西南落，纬度越高，太阳升落的方位越偏南（极点和出现极昼极夜的地方除外）；

④就某一地点而言，在太阳直射点向北运动期间，太阳升落的方位将日渐偏北；反之则日渐偏南；

⑤南北极点上，太阳高度在一天中不变即太阳周日视运动轨迹总是与极点的地平圈平行

真题设问

1.（2018·4月浙江选考）计算①②两地间经线长度。

若测量在北京时间12时40分进行，计算两地的地理坐标，并判定两地是否在图示区域内。

2.（2017·4月浙江选考）据图用实线绘出观测春分日的正午太阳高度，说出观测地相对于赤峰市的方位。

3.（2016·10月浙江选考）判断上述两种观测结果是否正确，并分别说明理由。

考向和规律

1.考向：

太阳高度、位置与时间、方位等的关系及正午太阳高度的应用。

2.命题规律：

题型特征：

多以非选择题的形式进行考查。

材料特征：

结合某地某时太阳的高度或位置，考查当地的位置、时间及方向等；结合当地正午太阳高度的变化规律，考查正午太阳高度的实际应用。

设问特征：

多以“计算…”、“说出观测到的…”、“说出×××现象的理由”等形式进行设问。

答案特征：

根据材料，结合太阳高度的知识和日常对一些自然现象的观察，从而得出问题的答案。

例1

　（2018·4月浙江选考）阅读材料，完成下列问题。

图1为东南亚部分区域略图。

该区域火山众多，火山活动频繁，火山喷发往往会将大量的气体和火山灰喷入大气。

图2是正午太阳光线与直立杆子位置关系示意图。

某经线上①②两地秋分日测得：

α为5°，β为7°。

计算①②两地间经线长度。

若测量在北京时间12时40分进行，计算两地的地理坐标，并判定两地是否在图示区域内。

答案　1332km。

①地（110°E,7°S），位于图示区域；②地（110°E，5°N），不在图示区域。

解析　秋分日太阳直射点位于赤道，地球上各地正午太阳高度为90°－Φ（该地纬度），结合图中①地影子在其南方，②地影子在其北方，可知①地位于7°S，②地位于5°N。

由此可以通过经线长度公式L＝111×两地经度差求得①②两地间的经线长度。

当北京时间12：

40时，①②两地正值正午，可计算出两地的经度为110°E。

结合图可知①在图示区域内，②不在图示区域内。

例2

　（2017·4月浙江选考）阅读材料，完成下题。

材料一　图1为赤峰市及附近区域略图。

材料二　某地理兴趣小组在图1中某地进行天文观测。

图2为地轴与北极星关系示意图。

图3为该地测得的北极星高度。

在北京时间12时16分测得当地正午太阳高度。

据图3用实线绘出观测地春分日的正午太阳高度，说出观测地相对于赤峰市的方位。

答案　如下图。

　西北。

解析　首先，根据图2“地轴与北极星关系示意图”，推导出北极星的仰角就是当地纬度数值，计算出当地的纬度值是北纬45°。

然后根据“北京时间12时16分测得当地正午太阳高度”，计算出当地的经度值是东经116°，求算出春分日的正午太阳高度是45°。

根据求算出的观察地经纬度（45°N,116°E），判断出当地位于赤峰的西北方向。

1.下图为采用东一区区时的某城市6月22日太阳高度日变化曲线。

读图回答下列问题。

（1）该城市当日的正午太阳高度为________度。

该城市的经度约为________。

（2）该市当日昼长约________小时。

答案　

（1）60　2.5°E　

（2）16

2.下图示意太阳能热水器的安装倾角。

回答下列问题。

（1）苏州（31°N）夏至日太阳能热水器集热板与地面的倾角β是________度。

（2）要保证太阳能热水器在全年都有较好的集热效果，太阳能热水器与地面的倾角β应保持在几度之间？

答案　

（1）7.5　

（2）7.5°～54.5°。

3.位于北纬36.5°的某疗养院，计划在一幢20米高的楼房北面新建一幢楼房。

因为疗养的需要，要求高楼的每一层一年四季都能晒到太阳。

回答下列问题。

（1）新楼至少要距原楼多少米？

（2）若黄赤交角变为24.5°，两楼之间的距离将应如何变化，才能保证各楼层均有较好的采光？

答案　

（1）34.7m。

（2）间隔应增大。

4.下图是赤道及其以北地区三地夏半年某日的太阳高度日变化过程（h是已知数）。

读图回答以下问题。

（1）A地的地理纬度是________。

（2）这一天B地的正午太阳高度H为________。

（3）C地昼夜长短年变化情况是__________________________________________________。

（4）这一天地球上出现极昼现象的地区是__________________________。

（5）A地的正午太阳高度h的取值范围是__________________________________________。

答案　

（1）90°N　

（2）2h　（3）全年昼夜平分

（4）北纬（90°－h）及其以北的区域　（5）0°～23.5°

5.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”。

读图完成

（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________。

（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________。

答案　

（1）③　　

（2）④

解析　

（1）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，故最好的设计是③。

（2）冬至日该地（40°N）的正午太阳高度为90°－（40°＋23.5°）＝26.5°，太阳能热水器集热板的倾角与当地的太阳高度互余，④最符合题意。

6.你观察过太阳的运动吗？

注意到一年中太阳的轨迹变化了吗？

在太阳轨迹图中可以直观地感受到正午太阳高度、昼长的相关信息。

读“我国某地二至日太阳视运动轨迹示意图”，其中O点为观测者位置，平面ABCD为地平面，回答下列问题。

（1）地平面上，ABCD四个方位中，代表南方的是______________________，该地夏至日日出方向为__________，O点的纬度是________，F时刻的太阳高度为________。

（2）若位于O点的观察者在某日测得正午太阳高度为66.5°，日出时手表显示为6：

20，据此推算观察者所在的经度为________，当地日落的北京时间为________，该日全球正午太阳高度的分布规律是__________________________________。

（3）在图中画出二分日的太阳轨迹，并用箭头标出15：

00时O点观测者影子的大致朝向。

答案　

（1）A　东北　23.5°N　43°　

（2）115°E　18：

20　从赤道向南北两侧递减　（3）画图略。

（注意日出日落方位为正东正西，正午位于EF中间；日影位于∠BOC的平分线上。

）

解析　

（1）图示为我国某地，则观测者所在位置O点在北半球，且二至日太阳视运动轨迹中北半球夏至日正午太阳高度大于冬至日，故E点所在太阳视运动轨迹为北半球夏至日，反之F点所在运动轨迹为冬至日的轨迹，夏至日时日出东北，日落西北，冬至日时日出东南，日落西南，故可推断观测者所在地平面四个基本方位C为正北，A为正南。

（2）已知O点纬度为23.5°N，测得O点的正午太阳高度为66.5°N，可知此时太阳直射点位于赤道，为二分日，全球昼夜等长。

我国各地地方时6时日出，O点处日出时间为北京时间6：

20，所以O点位于120°E西边，根据经度相差1°，时间相差4分钟知O点经度为115°E，当地日落时间为北京时间18：

20，该日全球正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。

（3）二分日15：

00时，太阳位于观测者的西南方向，影子应朝向东北方向，O点观察者的影子大致向东北延伸，也就是B、C间的方向。

7.我国A市某中学（下图所示）的旗杆影子在北京时间14：

08为一天中最短。

冬至前后，师生们能在学校升国旗时（北京时间10：

00）看到日出。

结合图文材料，完成下列各题。

（1）A市位于天津市（39°N,117°E）的______方。

（2）学生发现，日落时旗杆影子的指向随日期而移动。

说出日落时杆影的指向由排球场逐渐移向篮球场的可能时间。

答案　

（1）西北　

（2）冬至到次年夏至之间。

解析　

（1）根据所学知识可知，物体的影子在一天中最短时，应该是当地时间12：

00的时候，而此时北京时间为14：

08，则根据地方时原理和计算方法可得：

当地的经度为120°E－（14：

08－12：

00）×1°/4分＝88°E，由材料可知，天津市经度为117°E，则该地位于天津市以西；冬至日时，北半球纬度越高昼越短，日出时间越迟，根据北京时间10：

00时该地日出，且其经度为88°E，则可以计算出该地日出地方时为7：

52，根据日出时间＝12：

00－昼长的一半，可以判断该地昼长为8个小时左右，而天津一年中昼长最短也应该长于8小时，因此该地位于天津以北，综上所述，该市位于天津的西北方。

（2）日落时旗杆的影子由排球场逐渐移向篮球场，即由东北逐渐移向东南，说明日落太阳方位由西南方向西北方移动。

根据一年中太阳的日出日落方位的变化规律：

太阳直射点在北半球时，全球各地日出东北、日落西北；春秋分时，太阳正东升、正西落；太阳直射南半球时，全球各地日出东南、日落西南。

由以上分析可知，该地的日落方位由西南移向正西，再移向西北，说明太阳直射点由南半球北移到赤道，再北移到北半球。

因此大致在冬至—春分—夏至（12月22日前后－3月21日前后－6月22日前后之间）。

1.一般地，太阳高度越大，单位面积太阳光热越________，所以，为了更好地利用太阳能，应不断的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之间成________角。

如图，图中α代表太阳能热水器倾角，H代表______________。

α＋H＝________。

因为H＝90°－当地与太阳直射点的纬度差，所以α＝________________________。

答案　多　直　正午太阳高度　90°　当地与太阳直射点的纬度差

2.阅读材料，完成下题。

材料　北京时间2016年6月23日下午2时，英国开始进行脱欧公投，15小时后公布结果，脱欧支持率51.9%，留欧支持率48.1%，英国确定脱离欧盟。

公投期间，英国著名景点巨石阵正值多云天气，且当地的正午太阳高度约为62.5°。

请推断巨石阵所在的地理纬度数值，并描述在这期间巨石阵日影朝向的变化状况。

答案　51°N。

从（早上）朝向西南变到（正午）朝向正北，再到（下午）朝向东南。

解析　公投期间，太阳直射点位于北半球，日出东北、日落西北方向，太阳位置与日影朝向相反，所以日影朝向变化是早上朝向西南，正午朝向正北，下午朝向东南。

3.某校高一同学开展“立竿见影”的研究学习活动。

他们在当地时间10～14时每隔一小时测量一根1米长的竿的影子长度，所得数据制成下图。

下图为6月22日三个地区同学所提供的观测成果。

读图，完成下列问题。

（1）甲、乙、丙三地纬度由低到高的顺序是（　　）

A.甲、乙、丙B.甲、丙、乙

C.乙、甲、丙D.丙、乙、甲

（2）甲地的地理纬度是________，判断依据是_______________。

（3）乙地该日正午太阳高度是______，该地位于____（填“南”或“北”）半球。

（4）丙地该日正午太阳高度是否达到一年中最大？

（5）该日丙地的日出方位是________方，日落方位是________方。

答案　

（1）C　　

（2）23.5°N　夏至日正午太阳高度为90°

（3）45°　南　（4）是。

　（5）东北　西北

解析　由图中影子最短时的长短和朝向，可以判断出丙的纬度比甲高，且丙地6月22日竿影朝北，说明在北回归线以北。

由于乙地的竿影朝向南，所以乙地位于北回归线以南地区，又因为乙地影子最短时比丙最短时要长，说明乙地距离北回归线较丙远，且乙地最短影长与竿长相等，故其正午太阳高度为45°，由此可计算出乙地位于21.5°S。

甲地的竿影在正午时长度为0，因此甲地位于北回归线上。

夏半年丙地日出方位为东北方，日落方位为西北方。

4.（2018·浙江东阳检测）阅读材料，完成下列各题。

材料　图1为西昌（28°N,102°E）正午太阳高度年变化示意图，图2为西昌周边区域示意图。

X、Y的差值是________；西昌正午太阳高度为X时，昼长为10时14分，这一天当地日出时的北京时间是______________，在甲地向________方向可欣赏邛海湖面日落。

答案　47°　8时5分　西南

解析　根据西昌（28°N,102°E）正午太阳高度年变化示意图的信息，Y值最大为夏至，X值最小为冬至，计算可知X、Y的差值为47°。

由于西昌正午太阳高度为X时，昼长为10时14分，根据昼长关于地方时12时对称原则计算出前半个白昼时间长度为5时7分，日出地方时为12时减去5时07分，即6时53分，再转化成北京时间为8时5分。

由于昼长小于12时，说明太阳直射南半球，因此太阳东南升，西南落。

5.（2018·浙江江山检测）分析下列材料，回答问题。

材料一　设北半球一点P在北纬φ度（66.5°≤φ≤90°），太阳直射点在北纬δ度（0°≤δ≤23.5°），此时P点出现极昼现象。

材料二　图解法求午夜太阳高度角示意图（见下图）。

（备注：

在上图中太阳光线是平行照射地球的，MR为P点的地平圈，PK为P点所在纬线的延长线，MO为赤道的延长线，N、S为两极点，H0为P点0（或24）时太阳高度，即∠LPR。

）

材料三　极昼地区某地正午太阳高度与午夜太阳高度示意图（见下图）。

（1）根据材料一和材料二，推导出P点午夜太阳高度计算公式为____________________。

（2）根据材料三判断，图中的某地在________半球。

该日某地的太阳升落方位可以表述为：

南升________落。

（3）如果H0＝5°，H＝35°，则该地的纬度位置是________，这一天，太阳直射点的纬度位置是________。

答案　

（1）H0＝δ＋φ－90°或H0＝∠LPR＝δ－（90°－φ）

（2）南　南　（3）75°S　20°S

解析　

（1）根据材料二午夜太阳高度示意图可以推导出P点午夜太阳高度计算公式。

（2）根据材料三太阳视运动轨迹大部分在南方的天空，判断图中的某地在南半球，该日某地的太阳升落方位可以表述为南升南落。

（3）利用第

（1）题的公式，即可计算出该地的纬度位置是75°S，这一天，太阳直射点的纬度位置是20°S。

6.阅读材料，完成下题。

材料一　图1为非洲南部地区。

材料二　野外探险时可利用太阳和手表进行大致方位的确定（如图2所示），例如在我国，只要将时针指向太阳所在方向，在它与12时夹角的二分之一处设想一条线，所指的方位便是正南方向。

假如你有机会去属于南非的纳马夸兰地区旅游，并打算在北京时间22：

00利用手表进行野外定位。

请你在图3基础上绘制示意图，要求绘制时针、太阳，并标注方位（采用纳马夸兰区时）。

答案　如图（其中绘制时针、太阳，时针指向正确，正确标注“北”）。

解析　北京时间为22：

00，依据经度差计算可知，纳马夸兰地区（属于东一区）的区时＝22－7＝15时。

因此1：

30时针所指的方向为正北方（地处南半球），7：

30时针所指的方向便是正南方。

7.阅读材料，回答相关问题。

材料一　下表为我国甲、乙两城市住宅的日照间距表。

城市

正午太

阳高度

日照间距

理论

实际采用

甲

40.5°

1.18H

1.2H

乙

23.5°

1.86H

1.6～1.7H

注：

H为住宅楼的高度（适用于平地，且住宅呈东西走向）。

材料二　下图为材料一表中乙城市某日正午时窗影图，并且此时窗框影长达一年中最大值。

（1）材料一表中的正午太阳高度采用的是一年中哪一天的数据，说明判断理由。

（2）理论上来讲，在楼高相同的情况下，甲城市楼房的间距比乙城市小，试述其原因。

（3）试判断乙城市的经纬度位置。

答案　

（1）冬至日。

原因：

冬至日时，我国各地正午太阳高度达一年中最小值，此时我国各地楼房影长最长，室内采光条件最差。

（2）甲城市的纬度比乙城市低，冬至日时，甲城市正午太阳高度比乙城市正午太阳高度大。

（3）乙城市的坐标为（43°N,90°E）。

解析　

（1）如果正午太阳高度最小时室内仍然可以采光，则其他时候采光条件就会更好，我国正午太阳高度最小的一天是冬至日。

（2）甲城市最小正午太阳高度大于乙城市，说明其纬度较乙城市低，楼房的间距可以较乙城市小一些。

（3）我国一年中窗框影长最大时为冬至日，太阳直射点的纬度为23.5°S，乙城市该日正午太阳高度为23.5°，根据正午太阳高度公式H＝90°－|φ±δ|可以计算出乙城市的纬度为43°N，根据材料二可知，乙城市冬至日正午时（北京时间）为14时，可以计算出乙城市的经度为90°E。

8.我国西部地区某校地理兴趣小组在平地上用立竿测影的方法，测算正午太阳高度α，如甲图。

乙图为该小组绘制的“春分日至冬至日正午竿影长度变化图”。

据此回答下列问题。

（1）乙图中的数码代号分别表示二分二至日的竿影长度。

其中反映北半球夏至日（6月22日前后）正午竿影长度的数码代号是________。

（2）该地从春分日到秋分日的正午竿影长度变化情况是____________，对应的正午太阳高度α的变化是________________________。

（3）如果一年中测得的正午竿影均朝向北方，那么该学校位于（　　）

A.南回归线以南B.南回归线与赤道之间

C.北回归线以北D.北回归线与赤道之间

（4）如果出现正午竿影长度等于竿长，则表明此时正午太阳高度是（　　）

A.0°B.25°C.45°D.90°

答案　

（1）②　

（2）先逐日变短，夏至日最短，后逐日变长先逐日变大，夏至日最大，后逐日变小　（3）C　（4）C

解析　

（1）从乙图纵坐标二分二至日时影长推出②影长最短，正午太阳高度最高，即为夏至日，④影长最长，为冬至日，根据时间推断，①为春分日，③为秋分日。

（2）影长与正午太阳高度呈反比关系。

（3）一年中正午竿影均朝向北方，说明直射点的移动一直在该地的南方，即该地在北回归线以北。

（4）根据甲图示意，若正午竿影长度等于竿长，则正午太阳高度α＝45°。

9.阅读材料，回答问题。

材料　下图为秘鲁示意图及马丘比丘遗址中的“拴日石（约高0.5米）”景观图。

古代印加人崇拜太阳神，希望“拴日石”能拴住太阳并利用“拴日石”上影子的变化来指导生产生活。

用地理原理说明当地两种说法是否正确。

说法一：

春秋分日，该地正午太阳高度年内最大，“拴日石”上没有影子出现，可以开始春耕秋收等。

说法二：

冬至日，“拴日石”投射下的影子方向为朝西北—朝北—朝东北。

答案　说法一错误。

春秋分日，太阳直射赤道，该地约为10°S，正午太阳高度约80°，由于凸起石头为0.5米左右，影子很短，可忽略为零，