届高考地理二轮复习专题一地球的运动考点4正午太阳高度与太阳视运动.docx

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届高考地理二轮复习专题一地球的运动考点4正午太阳高度与太阳视运动

考点4　正午太阳高度与太阳视运动

1.正午太阳高度的分布

[问题思考]　据图回答，甲图中当地球位于A点时，全球正午太阳高度的纬度分布规律是_____________________________。

当地球由D到A位置移动的过程中，北半球各纬度正午太阳高度的变化规律是__________________________________________；当地球位于C点时，地球上________________________正午太阳高度达到一年的最大值。

答案　由北回归线向南北两侧递减，北回归线正午太阳高度达到最大值90°　北回归线及其以北各纬度正午太阳高度不断增大到一年中最大值，赤道与北回归线之间的纬度正午太阳高度先增大后减小　南回归线及其以南

解析　根据正午太阳高度分布的纬度特征，结合地球的公转轨道可知，当地球位于A点时，为北半球的夏至日，太阳直射北回归线，正午太阳高度由直射点向两侧递减，太阳直射点正午太阳高度达到最大值。

当地球由D移动到A位置时，即由春分日向夏至日运动，太阳直射点开始由赤道向北回归线运动，因此，北回归线以北的点离太阳直射点距离逐步接近，正午太阳高度不断增大，而赤道与北回归线之间的点，有太阳直射的机会，当太阳直射时，正午太阳高度达到最大，当太阳直射点离开时，开始减小，因此，在此时间段内，赤道与北回归线之间的范围正午太阳高度先增大再减小。

当地球位于C点时，为冬至日，太阳直射南回归线，南回归线及其以南的范围离太阳最近，太阳高度角达到一年最大值。

[知识归纳]

（1）正午太阳高度的空间变化规律

①文字描述：

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图形描述

③特别说明

a.同线相等规律：

同一纬线上正午太阳高度相等。

b.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）正午太阳高度的季节变化规律

2.正午太阳高度的计算及变化

[问题思考]　上图为“地球部分地区昼夜分布示意图”，图中阴影部分表示黑夜，其余部分表示白昼。

此时，丙地的正午太阳高度是________。

一年中甲、乙、丙三地正午太阳高度变化幅度分别是______、______、______。

答案　36.5°　47°　47°　47°

解析　据图形可知，此局部图表达的为北半球部分地区，北极圈内出现了极夜现象，因此，推断此时为冬至日，根据正午太阳高度的计算公式，可以得知此时丙地的正午太阳高度为36.5°。

据图形可知，甲、乙、丙三地均位于北回归线到北极圈之间，其一年中正午太阳高度最大时为夏至日，最小值为冬至日时，其正午太阳高度年变化幅度一致，都为47°。

[知识归纳]

（1）正午太阳高度的计算

正午太阳高度＝90°－纬度差

当所求地点与太阳直射点在同一半球时，该纬度差即为所求点与直射点纬度差的绝对值；不在同一半球时，该纬度差为二者纬度数之和。

（2）正午太阳高度的变化幅度及分布特点

①南北回归线之间：

纬度越高，正午太阳高度变化幅度越大（由23.5°增大到47°），赤道上为23.5°，回归线上为47°。

②回归线至极圈之间：

各纬度正午太阳高度变化幅度相同（均为47°）。

③极圈以内地区：

纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小（由47°减小到23.5°），极圈上为47°，极点上为23.5°。

3.太阳视运动

[问题思考]　（2014·12月浙江嵊州二中月考）下图为某地在一天中所看到的太阳视运动轨迹，当太阳运动至③位置时，太阳高度（θ为42°）达一天中最大，此时北京时间为14时。

根据图判断，该地的地理坐标为__________，当该地地方时为21：

00时，其旗杆的影子朝向为________。

答案　（69°N，90°E）　东南

解析　从图中可以看出此日整天都可以看到太阳视运动轨迹，说明该地刚好出现极昼现象；正午时太阳在正南方，说明其位于北半球；正午太阳高度为42°，说明此时太阳直射21°N，故该地纬度为69°N；根据太阳高度达一天中最大时北京时间为14时，可求出该地经度为90°E。

据图可知当该地地方时为21：

00时，太阳位于西北方，旗杆的影子朝向东南方。

[知识归纳]

（1）太阳周日视运动

①若正东日出、正西日落，说明太阳直射赤道。

此时，北半球正午时的太阳总是在南方的天空，南半球正午时的太阳总是在北方的天空。

北极点上空的太阳总在南方的天空，南极点上空的太阳总在北方的天空。

②若太阳在地平圈以上运行的时间短于在地平圈以下的时间，说明该地处于冬半年；反之，说明处于夏半年。

（2）日出、日落的方位与昼夜长短变化的关系（北半球）

时间

春分日

夏半年

秋分日

冬半年

昼夜长短状况

昼＝夜

昼>夜

昼＝夜

昼<夜

日出

时刻

（地方时）

6时

早于6时，夏至日最早

6时

晚于6时，冬至日最晚

方位

正东方

东北方

正东方

东南方

日落

时刻

（地方时）

18时

晚于18时，夏至日最晚

18时

早于18时，冬至日最早

方位

正西方

西北方

正西方

西南方

（3）日出、日落时日影朝向

①在春秋分日，全球各地太阳从正东升起，正西落下。

因此日出时日影朝西，日落时日影朝东。

②北半球夏半年，太阳直射北半球，全球各地（极昼极夜区域除外）太阳从东北方升起，西北方落下，因而日出时日影朝向西南，日落时日影朝向东南。

③北半球冬半年，太阳直射南半球，全球各地（极昼极夜区域除外）太阳从东南方升起，西南方落下，因而日出时日影朝向西北，日落时日影朝向东北。

真题回顾

考向预测

2015.10　28题（3）

2016.4　　28题（3）

1.正午太阳高度的计算与变化幅度

2.日出日落的方位判定

3.以综合问答或者填空形式考查

考向一　正午太阳高度的计算及变化

典例剖析

　地表点Q与太阳直射点所在纬线之间的纬度差为α，其正午太阳高度为H，若H等于α，则点Q的纬度变化范围是____________。

答案　21.5°～68.5°

解析　解答本题的关键是掌握正午太阳高度的计算方法。

根据正午太阳高度之差等于纬度之差可得：

H＝90°－α，由题干知H＝α，可求得α＝45°，太阳直射点的最北端和最南端是23.5°，因此Q点的地理纬度－23.5°＝45°或Q点的地理纬度－（－23.5°）＝45°，即Q点的地理纬度变化范围是21.5°至68.5°。

跟踪训练

　下图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。

四地自北向南排列，依次是____________________。

答案　甲、丙、乙、丁

解析　丙地6月22日正午太阳高度为90°，位于北回归线上；甲地12月22日正午太阳高度最低，6月22日正午太阳高度接近60°，位于北回归线以北；丁地12月22日正午太阳高度超过60°，6月22日正午太阳高度最小，位于南回归线以南；乙地接近南回归线，位于南回归线以北。

所以四地自北向南排列依次是：

甲、丙、乙、丁。

考向二　正午太阳高度的分布与应用

典例剖析

　武汉某中学研究性学习小组，设计了窗户遮阳板，实现教室良好的遮阳与采光（图中所示为夏至和冬至的太阳光线）。

当室内正午太阳光照面积达一年中最大时，____________________出现了极昼现象。

为实现教室良好的遮阳与采光，图中a、b、c、d中设计最为合理的遮阳板是______。

答案　南极圈及其以南地区　b

解析　武汉室内正午太阳光照面积达一年中最大时，是其一年中正午太阳高度最小时，为北半球的冬至日，太阳直射南回归线，南极圈及其以南地区为极昼。

挡板c、d长度太长，挡住了一年中大部分时间的阳光，室内采光条件差；挡板a位置低，遮阳效果差。

挡板b高度和长度适合，这样的采光效果最好。

拓展应用

　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，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，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，房屋一般朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋一般朝北。

（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；日影方向背向太阳。

如图1中各点旗杆的日影长短及日影所在方向（图中是6月22日前后，经线和纬线的交点是太阳直射点）。

（4）确定当地的地理纬度

与太阳直射点的纬度差多少度，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，见图2，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。

（6）太阳能热水器的倾角调整：

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，见图3。

其倾角和正午太阳高度角的关系为α＋h＝90°（如图3）。

跟踪训练

　（2016·9月浙江台州市选考质量评估）阅读图文资料，完成下列问题。

材料　耶稣像是里约热内卢的标志性景点，雕像正面朝东。

在第31届夏季奥运会期间（里约时间8月5日～21日），航拍镜头画面多次切换到耶稣像背衬一轮金色落日的美妙景色（图2）。

图1为南美部分区域图。

航拍者的位置在耶稣雕像正面的________方。

若要在同一地点拍摄到同样场景，最近要等到次年的__________（里约日期）期间。

答案　东南　4月23日～5月9日

易错辨析

　关于影子问题

直射点以北地区：

正午太阳在正南方向；物体影子指向北方。

直射点以南地区：

正午太阳在正北方向；物体影子指向南方。

即：

①北回归线以北：

正午太阳终年在正南方向；物体影子指向北方。

②南回归线以南：

正午太阳终年在正北方向；物体影子指向南方。

③南北回归线之间：

太阳直射点在某地南侧，正午太阳在其正南方向；太阳直射点在某地北侧，正午太阳在其正北方向。

考向三　太阳视运动

典例剖析

　读“北半球观测点a某日的太阳视运动轨迹图”，观测点a的地方时为21：

00时，a地旗杆的影子指向______方向。

答案　东南

解析　可依据以下步骤进行判定：

①根据太阳视运动的路径从极地上空俯视呈顺时针，可知从极地上空俯视，地球呈逆时针自转，该地为北极地区；②北极地区正午太阳在正南方向天空，且太阳高度最大，即c为正南，然后可知e为正北，b为正东，d为正西，图中数字对应的地方时，1为12：

00，3大致为18：

00，5为24：

00，7大致为6：

00，可知21：

00太阳大致在4位置；③21：

00太阳大致在4位置，影子位于∠cab这一区域，故影子指向东南方。

跟踪训练

　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。

该图示意某科考队员当日拍摄的一天太阳运动轨迹合成图。

当太阳位于F位置时泰山（36°N，117°E）旭日东升、东京（36°N，141°E）夕阳西斜、纽约（41°N，74°W）烈日当空、开普敦（34°S，18°E）夜色深沉，以上说法正确的是__________。

次日泰山站会出现极昼现象吗？

为什么？

答案　东京　不会。

从图上可以看出，太阳有一段时间沉没于地平线之下，没有出现极昼现象，次日全球极昼范围变小，泰山站更不会出现极昼现象。

解析　从图上可以看出，当太阳位于图示F点时，太阳高度最高，说明是正午，地方时为12时，此时东京大约是16时16分，刚好夕阳西斜，泰山约14时40分，已是午后时间；纽约大约是凌晨2时，开普敦大约是早上8时，因此只有东京的现象是正确的。

南极建站时间是2月8日，此时太阳直射点在南半球，且向北移动，从图上可以看出，太阳有一段时间沉没于地平线之下，没有出现极昼现象，次日全球极昼范围变小，泰山站更不会出现极昼现象。

1.下图为35°纬线圈图，图中实线部分为昼弧，虚线部分为夜弧，此时该纬线昼长________小时，北京时间为________。

答案　14　14时20分

解析　图中实线部分为昼弧，虚线部分为夜弧，根据经度可知昼弧为210°，因此，昼长为14小时；根据图形可以得出95°W为夜半球的中央经线，为0时，则北京时间为14时20分。

2.汉字造字中蕴含某些地理知识，如“间”——“门里有日午间到”，午间即正午。

图中门的朝向可能是_________。

若为北半球，________（节气）屋内正午地面光照面积最大。

答案　正南或正北　冬至日

解析　正午时太阳处于房屋的正南方或正北方，所以门朝正南或正北。

正午太阳高度角越大，屋内地面在正午时的光照面积越小，北半球中纬度地区在冬至日时达到一年中正午太阳高度的最小值，所以光照面积最大。

3.下图是某城市夏至日（6月22日前后）和冬至日（12月22日前后）正午旗杆的影子及朝向示意，据图可判定该地纬度范围是__________。

答案　赤道与北回归线之间

解析　该城市冬至日旗杆影子长于夏至日，且夏至日影子朝南，因此位于赤道与北回归线之间。

4.一中国游客在挪威旅行观赏到“日不落景观”，下图为该游客当日拍摄的“太阳运动轨迹合成示意图”。

若拍摄地为15°E，当太阳位于F位置时，北京时间是____时。

答案　19

解析　北京为东八区，比该地早7小时，太阳位于F位置时，当地时间为12时，即可计算出北京时间为19时。

5.下图为“某日某时刻半球昼夜分布示意图”，阴影为黑夜。

读图，回答下列问题。

（1）写出该时刻太阳直射点的坐标及北京时间。

（2）该日C地的昼长是_______；该日后，D点将向N地靠近，C地的昼长将变_______，B地的正午太阳高度角将变________。

答案　

（1）（20°S，72.5°E）；15：

10。

（2）13小时　短　大

解析　第

（1）题，结合图示知70°N及其以北为极夜和72.5°E平分昼半球，说明太阳直射点位于（20°S，72.5°E）；此时72.5°E的地方时为12：

00，据此可计算出北京时间（120°E的地方时）为15：

10。

第

（2）题，根据南北半球相同纬度地区昼夜分布特点，C地的昼长等于A地的夜长，根据A地昼长为11小时，分析知C地昼长为13小时。

D点向北极点靠近，说明北半球极夜范围缩小，太阳直射点向北移动，C地的昼长将变短，B地的正午太阳高度角将变大。