中图版高考总复习 地理第2课时 正午太阳高度的变化规律.docx

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中图版高考总复习地理第2课时正午太阳高度的变化规律

第2课时　正午太阳高度的变化规律

考点一　正午太阳高度的变化规律

【例1】　（高考经典题）图1中N为北极点，A、M、B位于地球表面，NP为经线，NM的球面最短距离为2553km。

若在M地垂直立竿，则图2中MM′所示日照竿影朝向正确的是（　　）

图1

图2

A.甲B.乙

C.丙D.丁

[尝试自解]　________

[审题能力培养]

第1步　从文字材料中获取信息

由材料中N为北极点可知M在北半球；由NM的球面最短距离为2553km可求M地纬度为①67°N。

第2步　从图示材料中获取信息

答案　D

1.正午太阳高度的空间（纬度）变化规律

2.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

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

3.正午太阳高度的几点特殊规律

（1）同线相等规律：

同一纬线上正午太阳高度相等。

（2）对称规律：

以太阳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。

（3）近大远小规律：

距太阳直射点所在纬线越近，正午太阳高度越大，反之越小。

（2019·大连联考）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（　　）

A.甲、乙、丙、丁B.甲、丙、丁、乙

C.丁、乙、丙、甲D.甲、丙、乙、丁

解析　图中丙地夏至日的正午太阳高度为90°，说明丙地在23°26′N上；乙地冬至日正午太阳高度大于夏至日，且冬至日正午太阳高度接近90°，推断出乙地在0°～23°26′S之间且接近23°26′S；甲地夏至日正午太阳高度大于冬至日，且冬至日正午太阳高度很小（低于10°），得出甲地在23°26′N以北，66°34′N以南，且距离66°34′N较近；同理推出丁地在23°26′S以南，66°34′S以北，且距离66°34′S较近。

所以四地自北向南依次为：

甲、丙、乙、丁。

答案　D

素养一　区域认知：

正午太阳高度变化与分布规律判断

1.（2014·全国卷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

素养二　综合思维：

正午太阳高度变化规律的应用

2.（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。

据此回答

（1）～（3）题。

（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

考点二　正午太阳高度的计算和应用

【例2】　（高考江苏卷）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.②

C.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.②

C.③D.④

[尝试自解]　

（1）________　

（2）________

[审题能力培养]

从图示材料中获取信息

答案　

（1）C　

（2）D

1.正午太阳高度的计算

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：

H＝90°－AB纬度差＝90°－（40°－10°）＝60°。

C点（23°26′S）正午太阳高度：

H＝90°－BC纬度差＝90°－（10°＋23°26′）＝56°34′。

2.正午太阳高度规律在生产、生活中的应用

（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

确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。

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，因此房屋坐北朝南；在南回归线以南地区正午太阳位于北方，因此房屋坐南朝北。

（3）确定当地的地理纬度

当太阳直射点位置一定时，可根据两地纬度差多少度，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。

（4）判断日影长短及方向

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。

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）。

（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L为：

L＝hcotH。

如下图：

（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角（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，由于阳坡正午太阳高度大，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。

下图为某小区甲、乙两楼的位置示意图，读图回答

（1）～

（2）题。

（1）若上图为南京某小区的楼房分布，为了使住宅楼一楼正午也始终有阳光照射，最好的观察日期是（　　）

A.春分日B.夏至日

C.秋分日D.冬至日

（2）甲楼房位于北纬21°34′，欲在乙处建一新楼，如保证乙楼房全年采光充分，甲、乙楼距X最少应是（　　）

A.10mB.15m

C.20mD.25m

解析　第

（1）题，一年中正午都有太阳光照射，只需保证正午太阳高度最小时有太阳照射就好，南京位于北半球，冬至日正午太阳高度最小。

第

（2）题，保证乙楼全年采光充分即正午太阳高度最小时（冬至日）可以采光，冬至日当地正午太阳高度＝90°－|21°34′＋23°26′|＝45°，由图可知甲楼高20m，故甲、乙楼距X最少应是20m。

答案　

（1）D　

（2）C

素养一　综合思维：

正午太阳高度相关计算

1.（2014·全国卷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

2.（2015·海南地理，19）高考刚结束，小明同学到我国某省进行为期半个月的旅游。

旅游期间，小明既领略了高原风光，又穿越了高山峡谷，还参观了橡胶园。

某天下午1点20分，太阳直射小明头顶。

此时他可能位于（　　）

A.23°N，100°EB.23°N，120°E

C.24°N，100°ED.24°N，120°E

解析　根据题干“太阳直射小明头顶”，说明该地有太阳直射现象，排除C、D项。

北京时间下午1点20分时该地地方时为正午12：

00（太阳直射头顶），通过计算得出该地经度为100°E，故A项正确。

答案　A

素养二　综合思维：

正午太阳高度规律的应用

3.（2018·天津文综，8～9）天津广播电视塔（简称“天塔”）高度约415米。

读图文材料，回答

（1）～

（2）题。

（1）拍摄到该照片的时间（北京时间）最可能介于（　　）

A.5：

00～7：

00B.8：

00～10：

00

C.12：

00～14：

00D.15：

00～17：

00

（2）拍摄到该照片的日期最可能介于（　　）

A.1月15日到2月15日B.3月1日到3月30日

C.5月15日到6月15日D.10月1日到10月30日

解析　第

（1）题，由图1可知，“天塔”受太阳照射后在偏北方向形成了明显的塔影，对照图2中的指向标分析塔影与通向“天塔”的道路的关系可确定图1中塔影指向西北方向，逆推太阳位于东南方向，北京时间最可能是8：

00～10：

00。

第

（2）题，结合图2中比例尺可以估算8：

00～10：

00塔影大致为200米，当地正午时塔影一定小于200米，结合“天塔”415米高度，tanH＝415/200＝2.075，可估算出正午太阳高度H超过60°，太阳直射点距离北回归线比较近，拍摄照片的日期最可能介于5月15日到6月15日。

答案　

（1）B　

（2）C

限时规范专练

（时间：

45分钟　满分：

100分）

本卷共25个选择题，每小题4分，共100分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的。

（2018·江苏地理，3～4）图为“某地二分二至日太阳视运动示意图”。

读图回答1～2题。

1.线①所示太阳视运动轨迹出现时的节气为（　　）

A.春分B.夏至

C.秋分D.冬至

2.该地所属省级行政区可能是（　　）

A.琼B.新

C.苏D.赣

解析　第1题，由图中线①所示太阳视运动轨迹可知，日出东南，日落西南，太阳视运动轨迹最短，白昼最短，正午太阳高度最小，可推出该轨迹出现时的节气为冬至，D正确；中间太阳视运动轨迹显示日出正东方，日落正西方，该轨迹出现时的节气为春分或秋分；最下面太阳视运动轨迹最长，白昼最长，正午太阳高度最大，该轨迹出现时的节气为夏至。

第2题，从三条太阳视运动轨迹看，正午时太阳都位于正南方向，显示该地在北回归线以北，A错；从图中可以读出，该地春分和秋分日时，正午太阳高度约为50°，据此通过正午太阳高度计算公式可算出该地纬度约为40°N，B对；省级行政区赣和苏的最北点纬度都远小于40°N，C、D错。

答案　1.D　2.B

（2016·上海地理，5～6）北京（40°N）某中学高中生开展地理课外活动，在连续三个月内三次测量正午太阳高度角，获得测量的数据（见下表）。

第一次

第二次

第三次

60°

50°

40°

3.从第一次到第三次测量期间，该地昼夜长短状况及其变化是（　　）

A.先昼短夜长，后昼长夜短，昼渐短

B.先昼长夜短，后昼短夜长，夜渐短

C.先昼短夜长，后昼长夜短，夜渐短

D.先昼长夜短，后昼短夜长，昼渐短

4.三次测量中，其中一次测量的当天，正值（　　）

A.春分日B.夏至日

C.秋分日D.冬至日

解析　第3题，由材料可知，在连续3个月，该地太阳高度在递减；根据公式正午太阳高度＝90°－（当地纬度±直射点的纬度）计算，第一次测量时，太阳直射北半球，第二次测量时太阳直射赤道，第三次测量时太阳直射点在南半球，北京昼长变化是选昼长夜短，后昼渐短夜渐长，至昼短夜长。

选D正确。

第4题，第一次测量时，太阳直射北半球，第二次测量时太阳直射赤道，第三次测量时太阳直射点在南半球，太阳直射点由北向南移动，说明第二次测量时是当地的秋分日。

选C正确。

答案　3.D　4.C

（2019·河南省实验中学检测）3月21日，我国某地某同学于北京时间9时测得太阳高度为20°，北京时间10时测得太阳高度为30°，据此完成5～6题。

5.该地这天（3月21日）最大太阳高度为（　　）

A.30°B.50°

C.60°D.90°

6.该地所处的经纬度是（　　）

A.30°N，105°EB.40°N，105°E

C.30°N，135°ED.40°N，135°E

解析　第5题，北京时间9时太阳高度为20°，10时为30°，大约每小时太阳升高10°；由于该日为春分日，上午有6个小时，则正午太阳高度为60°。

第6题，由于该地正午太阳高度为60°，而该日太阳直射赤道，根据正午太阳高度的计算公式可得出该地为30°N或30°S，由于是我国某地，则该地纬度一定是30°N；北京时间10时该地太阳高度为30°，最大太阳高度为60°，则北京时间13时为当地12时，可推算该地位于105°E。

答案　5.C　6.A

（2019·洛阳模拟）某开发商分别在北京（约40°N）和福州（约26°N）开发了两个楼盘。

两地各有朝向和楼高相同的户型结构如下图（甲图）所示。

读图完成7～8题。

7.若福州楼盘每层2.8m共20层，南北楼距为28m。

乙图①栋10层住户一年中正午不能直接获得太阳照射的时间最接近（　　）

A.11个月B.9个月

C.7个月D.3个月

8.在上级部门对两地小区楼盘规划设计图（乙图）审批时，几乎相同的设计在北京却没有通过，被要求修改。

最终修改的方案可能是（　　）

A.降低南侧楼房的高度B.缩小南北楼的楼间距

C.扩大东西楼的楼间距D.降低北侧楼房的高度

解析　第7题，根据题意可知，乙图①栋10层只要正午太阳高度低于45°，就不能直接获得太阳照射，根据H＝90°－纬度差，可计算出太阳直射点位于19°S附近，所以太阳直射点在19°S和23°26′S之间的时间都不能被太阳照射，最接近的时间是3个月。

第8题，北京正午太阳高度小，考虑采光条件，尽量减少南楼对北楼太阳光线的遮挡，应降低南侧楼房高度。

答案　7.D　8.A

（2019·陕西咸阳第二次联考）春分日，我国某地学生对当地部分时间的太阳高度和日影朝向进行了测量，并绘制出下图，图中OA为北京时间8：

30测得的太阳高度，OB为北京时间10：

00测得的太阳高度，OC、OD、OE、OF为四个不同时间测得的日影朝向。

读图，完成9～11题。

9.当日该地正午太阳高度为（　　）

A.30°B.50°

C.60°D.90°

10.当日该地地方时为15时，日影朝向为（　　）

A.OC方向B.OD方向

C.OE方向D.OF方向

11.该地的经纬度为（　　）

A.（30°N，105°E）B.（40°N，105°E）

C.（30°N，135°E）D.（40°N，135°E）

解析　第9题，由材料可知，图中该日该地每1.5小时，太阳高度升高15°，故该地北京时间7时应为日出时间（太阳高度为0），此时当地地方时为6时，则12时时，该地太阳高度为60°。

第10题，当地地方时为15时，即正午过后3小时，太阳应当在正南偏西45°，则日影与图中OE线重合。

第11题，读图，结合以上分析，该地春分日正午太阳高度为60°，则该地位于北纬30°，且该地比北京时间晚1小时，说明该地经度为105°E。

答案　9.C　10.C　11.A

（2019·吉林延边二中月考）下图为某地某日两个不同时刻太阳光线与地面的夹角。

据此回答12～13题。

12.该地可能是（　　）

A.火地岛B.冰岛

C.格陵兰岛D.南极半岛

13.当太阳光线处在a位置时，国际标准时间为20时，则该地的经度是（　　）

A.60°EB.0°

C.120°WD.180°

解析　第12题，读图可知，图示两个不同时刻的太阳光线分别从该地正南、正北两个方向射入，说明该地有极昼现象，且a应是午夜时的太阳光线，b应是正午时的太阳光线，则正午和午夜的太阳高度相差30°，进而推出该地的纬度为70°；根据该日该地正午太阳光线从正南方向射入可判断，该地位于北极地区。

故选C。

第13题，当太阳光线处在a位置时，即当地地方时为0：

00（24：

00）时，国际标准时间为20时，据此可算出当地的经度是60°E，故选择A项。

答案　12.C　13.A

（2019·天津和平一模）科考队在某地考察中发现，该地物体的影子长度和方向如下图所示（虚线代表一天中物体影长及朝向的时间变化），据此回答14～15题。

14.该地应位于（　　）

A.北极圈内B.南极圈内

C.赤道与北回归线之间D.赤道与南回归线之间

15.若该地纬度为α，直射点纬度为β，则此日该地太阳高度最大值和最小值的差是（　　）

A.2αB.2β

C.90－α－βD.2（90－α）

解析　第14题，图示一天中物体影子朝向东南西北四个方向转动，说明太阳一天中没有落下，则出现了极昼，应位于极圈内；一天中朝北的影子最短，说明正午太阳位于正南方；则可判断位于北极圈内。

第15题，依题意，运用太阳高度计算公式可知，此地该日太阳高度最大值等于90°－（α－β）；极昼地区太阳高度最小值＝该地纬度－刚好出现极昼的纬度，即α－（90－β）；则二者差值为2（90－α）。

答案　14.A　15.D

（2016·天津十二校联考）天津王先生的家是一个高层建筑的二楼，令他苦恼的是因为南楼遮挡，寒冬的正午直到1月16号阳光才能照射进阳台，朋友李先生家的顶楼阳台则没有这样的烦恼，但为了更好的采光晾晒衣服，李先生家的伸缩式晾衣架的高度在不同季节绳索距离楼顶的高度还是要调一调，据此回答16～17题。

16.王先生家的阳台正午时分每年大约有多长时间没有阳光射入（　　）

A.18天B.36天

C.25天D.50天

17.与上海的同等情况相比较，李先生家正午时悬挂晾衣架的绳索长度（　　）

A.冬季长，夏季短B.冬季长，夏季长

C.冬季短，夏季长D.冬季短，夏季短

解析　第16题，正午太阳高度角越小，南楼产生的影子越长，北楼被遮挡的时间越长。

由材料分析可知，王先生家在冬季的正午直到1月16号阳光才能照射进阳台，根据太阳直射点的回归运动可知，12月22日，太阳直射南回归线，正午太阳高度角最小，之后逐渐变大，由此推算，1月16日距离12月22日相差24日，因此在12月22日之前的24天内，也没有阳光照到阳台，即一共48天左右，故答案选D项。

第17题，上海的纬度较天津的低，因此冬季和夏季的正午太阳高度角较大，影子较短，所以在晾晒衣物时，相同情况下上海晾衣杆的高度可以低一点，绳索则需要长一点，因此，天津李先生家正午时悬挂晾衣架的绳索长度较短，故答案选D项。

答案　16.D　17.D

（2019·桂林模拟）如图示意某科技工作者记录的某日一直立木杆影长随时间的变化（木杆高度为1m，tan15°≈0.27，tan30°≈0.58）。

读图回答18～19题。

18.该地经度是（　　）

A.90°EB.105°E

C.120°ED.135°E

19.若该科技工作者站立于木杆正南1m处，当日观察到的木杆日影顶端运动轨迹是（　　）

A.①B.②

C.③D.④

解析　第18题，从图中可以看出，该地杆影最短时为北京时间14：

00，此时其地方时应该为12：

00，与北京时间有两个小时的时差，由此计算出该地经度为90°E。

第19题，北京时间12：

00（当地地方时10：

00）时，当地太阳高度为60°；北京时间13：

00（当地地方时为11：

00）时，当地太阳高度为75°；北京时间14：

00（当地地方时为12：

00）时，当地太阳高度为90°；太阳高度每小时约升高15°，这种情况只能发生在春、秋分日的赤道上。

该日日出时杆影朝向正西，长度越来越短，正午杆影长度为0，此后杆影越来越长，日落时杆影朝向正东，杆影顶端移动方向为由正西向正东。

北京时间13：

00时，杆影朝向正西，影长约为0.27m，观察者立于木杆正南1m处，其到木杆的距离与杆影长度构成直角边，观察者到杆影顶端的距离为斜边，根据勾股定理，求得此斜边长度大约为1.04m。

答案　18.A　19.A

（2019·东北三省三校模拟）为充分利用日照资源，在进行城镇规划和建筑设计时，往往使街道与子午线之间成30°～60°的夹角。

下图为36°N某城镇街道与子午线关系图，据此完成20～21题。

20.在春分日，不考虑任何遮挡问题，阳光能从图的窗户中直接射入室内的时段大约是（　　）

A.6时～9时B.9时～12时

C.12时～15时D.15时～18时

21.正午过后两小时，该地建筑物日影终年朝向（　　）

A.东北B.西南

C.西北D.东南

解析　第20题，该地区位于北纬36°（北回归线以北），春分日当地地方时正午12时太阳朝向正南方向，18时朝向正西方向，由图中信息可知，街道与子午线夹角为45°，所以大约在该地地方时15时至18时之间，太阳位于西南方位，结合窗户的朝向，可推知该时段阳光可以从窗户直接射入室内，故D正确。

第21题，该地位于北回归线以北，所以全年正午过后两小时（即14时），太阳均位于西南方位，所以建筑物日影终年朝向相反方向，即朝向东北，故A正确。

答案　20.D　21.A

（2019·包头质检）12月22日，我国某中学地理小组进行太阳高度角和当地经纬度观测，操作方法：

在操场上选择一点A处，垂直于地面放置一个竹竿（竿长2米），以竹竿为中心，画一个半径为2米的圆圈，将观测到的竹竿端点在地面所投影的变化记录在操场平地上，如下图所示。

据此回答22～23题。

22.该