正午太阳高度的变化

高三年级地理教学案

正午太阳高度的变化

第2周，第3案，学期总第3案

命制人：张裕华 审核人：孙雪芳 命制时间：2015年9月6日 使用时间：2015年9月10日 【目标导航】

考点 地球运动的地理意义 知识点 一、 正午太阳高度的变化： 考纲解读 正午太阳高度的变化规律 正午太阳高度的计算及应用 三维设计P27

理解：距离太阳直射点所在纬度越近，正午太阳高度角越___，越远越____.

正午太阳高度的季节变化规律

根据右图提示，分析正午太阳高度角的季节变化规律，并完成表格。

提示：H=900 - 纬度差

点 A B C D E 位置 达到最大值时间 达到最小值时间 北回归线以北 北回归线 赤道与 北回归线之间 赤道与 南回归线之间 南回归线以南 小结：

1.太阳直射北回归线时，_________的太阳高度达全年最大值， __ __达全年最小值； 2.太阳直射南回归线时，_____ __的太阳高度达全年最大值，____ ___达全年最小值；

3.纬度差（距离）越小，正午太阳高度角 。 跟踪练习 【例1】（08广东文基42～43）下列三幅图中的角度是位于120°E经线上不同纬度三地夏至日的正午太阳高度角。据此回答下列两题。

75° 60° 45° S

N

S

N S

N

①

②

1

③

⑴.三地的纬度从高到低的排序是（ ）

A.①②③ B.①③② C.③②① D.③①② ⑵.此日昼长时间从短到长的排序是（ ）

A.①②③ B.②①③ C.③②① D.③①② 3.如图3—2所示的日期，下列地点：北京（39°54′N），新加坡（1°N），汕头（23°26′N），海口（20°N），正午太阳高度角从大到小排列正确的是（ ） A.新加坡、海口、汕头、北京

B.北京、汕头、海口、新加坡 C.汕头、海口、北京、新加坡 D.汕头、海口、新加坡、北京

图3—2

知识点

二、 正午太阳高度的计算及应用

（一）. 正午太阳高度的计算

35°N 太阳光线相对当地地平面的交角（即太阳在当地的仰角），简称太阳

11.5° 高度。某地一天中的最大太阳高度，即当地正午12时的太阳高度，为该北回归线 13.5° B 地的正午太阳高度，其计算公式为：H=90°－纬度距（所求点和阳光直

10°N · 射点之间相隔的纬度数）。换言之，在任一时刻，某地正午太阳高度与其

0°赤道 距离阳光直射点的纬度数互余。 53.5° 南回归线 纬度距的计算如图1所示。提示：

C ①若所求点与阳光直射点同在南半球或者同在北半球，两点间的纬度30°S · 距为两点中较大的纬度减去较小的纬度。如图1，此时阳光直射北纬图1 23.5°，为北半球夏至日，A点与直射点间的纬度距为11.5°（35°－23.5°），正午太阳高度则为78.5°；B点与直射点间的纬度距为13.5°（23.5°－10°），正午太阳高度则为76.5°。注意：图1中回归线度数取为23.5°，下面图3、图4相同。

②若所求点与阳光直射点分属于南、北两个不同半球，两点间的纬度距为两点纬度之和。如图1，C点与直射点间的纬度距为53.5°（30°＋23.5°），正午太阳高度则为36.5°。

③严格来讲，随着地球的公转，阳光直射点的纬度每时每刻在发生着南北移动。通常情况下，直射点移动的日变化忽略不计，因此，在任何一天，正午太阳高度因纬度不同而不同，同一条纬线上的地点正午太阳高度相等。

· A 根据A、B、C三地6月22日太阳高度日变化示意图，回答问题。

4．A地冬至日的正午太阳高度角是

A．43°08′

B．66°34′ C．46°52′ D．23°26′

（二）正午太阳高度的应用

1、阳光照射方向、日影的长短的问题

太阳直射点：无日影 其他地点：有日影

（一）日影朝向：日影方向始终_________太阳。（取决于太阳直射点的位置）

正午日影的朝向：太阳直射点以北的地区正午日影朝向_______，以南的地区朝向________（极点除外，极夜地

2

区正午无日影）。不同地区分布如下：

1.南回归线以南，一年中正午日影都朝向_____；北回归线以北，一年中正午日影都朝向_____。 2.回归线之间的地区：赤道上一年中正午日影大约半年朝向正北，半年朝向正南。

3.极点：北极点极昼期正午日影都朝向________，南极点极昼期正午日影都朝向________。 （二）日影长短（取决于太阳高度角的大小） 1. 太阳高度角越大影子越短 2. 太阳高度角越小影子越长

（1）一天中，日出、日落时的日影最______，正午时的日影最______。 （2）正午日影长度：①夏至（ ）：正午日影达全年最长________；达全年最短__________

②冬至（ ）：正午日影达全年最长________；达全年最短__________ ③南北回归线之间：__________日影达全年最短；

0°—23.5°N__________达全年最长 0°—23.5°S__________达全年最长

例1：北京一年中正午日影最长的日期________,正午日影最短的日期___________,一年中正午日影朝向是否变化________,正午日影朝向什么方向________

例2：一年中日影始终朝向正南的纬度范围___________ 例3：若在12月22日，正午影长与楼房高度相同且指向正北，正午太阳高度为________该地的纬度是_________ 2、楼房间距的问题：

建房时，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离等于一年中太阳高度最小时楼房的影长 (H为当地的正午太阳高度最小值)L应大于等于h?cotH。 例1：在30°N某地盖两排幢高为30米的楼房，要保证北面楼房最底层终年都能在正午见到阳光，则房屋间距最小为多少?

例2在30°N某地盖两排幢楼房，房屋间距为30米，要保证北面楼房最底层终年都能在正午见到阳光，则楼房最高为多少?

3、热水器的角度问题：

太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度的季节变化而调整角度，集热板与地面之间的夹角应等于当天正午太阳高度的余角。α+H＝90°时效果最佳。

例1：在30°N某地使用太阳能热水器，集热板要和正午太阳光线保持垂直，则一年中倾角a的最大值是________，最小值是________，一年中倾角的调整幅度为_________

3

(2010?江苏地理，3～4)下图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。读图回答21～22题。 21．四地按地球自转线速度由大到小排列，依次是 ( )。

A．甲、乙、丙、丁 B．乙、丙、丁、甲 C．丙、丁、甲、乙 D．丁、甲、乙、丙 22．四地自北向南排列，依次

是 ( )。

A．甲、乙、丙、丁 B．甲、丙、丁、乙 C．丁、乙、丙、甲 D．甲、丙、乙、丁 23．(经典题)下图中，当a、c值相差20°时，该地的纬度值为 ( )。

A．23°N B．63°N C．43.5°N D．27°N

(2014?江西八校联考)读“4～8月部分实地不同纬度四地正午太阳高度变化示意图(a月早于b月)”，完

成6～7题。

6．图中①②③④四地自南往北的正确排序是 ( )。 A．①②③④ B．①②④③ C．③②④① D．④③②① 7．下列叙述正确的是 ( )。

A．地球自转线速度④大于② B．昼夜长短的年变化幅度①小于②

C．正午太阳高度的年变化幅度③小于④ D．a月某日日影在地面的转动角度②小于③

下图为某经线在某天中四个时刻的昼夜纬度分布情况和该经线上M地在这一天中的太阳高度分布图。读图回答14～15题。

据图中④时M地所在经线昼夜状况和太阳高度情况判断，太阳直射点位于 ( )。 A．20°N，15°E B．20°S，165°W C．0°，15°E D．0°，165°W 15．在这一天中，下列说法正确的是 ( )。

A．M地在图示①时，太阳位于M地的东北方向

B．罗马天气为气温高、干燥 C．北京羽绒服热销

D．这一天过后，北京太阳能热水器支架应调高

4

解析 第21题，考查不同地点、不同日期的正午太阳高度大小比较，意在考查学生对全球各地不同时期正午太阳高度分布规律的掌握情况。丙地6月22日正午太阳高度达90°，位于北回归线上；乙地12月22日正午太阳高度接近90°，且6月22日的正午太阳高度也较大，故乙地位于南回归线以北不远处，比丙地更靠近赤道；丁地12月22日的正午太阳高度大于甲地6月22日的正午太阳高度、丁地6月22日的正午太阳高度大于甲地12月22日的正午太阳高度，故这两地均位于回归线与极点之间，且所处半球不同，但丁地的纬度比甲地低。第22题，考查正午太阳高度的地区分布，意在考查学生根据不同时期正午太阳高度判断纬度位置的能力。结合两个日期正午太阳高度的大小和上题的分析可知，甲位于北回归线以北较远处，丙位于北回归线上，乙位于南回归线以北不远处，丁位于南回归线以南，故四地自北向南依次为甲、丙、乙、丁。 答案 21.B 22.D

解析 第一步：根据图中夏至日正午太阳高度达一年中最大，而冬至日达一年中最小，可判断出该地位于北回归线以及其以北地区。第二步：c值可表示春分日与夏至日的正午太阳高度差值，即太阳直射点在春分日和夏至日之间的移动幅度，则c值为23°26′，且图中a小于c，a与c相差20°，则a为3.5°，即该地区冬至日正午太阳高度为3.5°。第三步：结合正午太阳高度计算公式：H＝90°－纬度差，可计算出当地纬度为63°N，故选B。 答案 B

解析 由“该地当天上午太阳高度角达到36°时”可知，该地处于北京时间6月22日6时与6月22日13时之间，计算知此时布宜诺斯艾利斯区时处于6月21日18时到6月22日1时之间。 答案 B

解析 第6题，4～8月太阳直射点在北半球运动，①地在某日正午太阳高度角为0°，说明位于南半球，位置最南；②地6月22日前后正午太阳高度最小，但大于60°，应位于赤道附近；③地正午太阳高度先增大，再减小，且最大值小于90°，说明位于北回归线以北；④地正午太阳高度先减小后增大，且正午太阳高度角较大，说明位于赤道与北回归线之间。第7题，纬度越高，地球自转线速度越小，昼夜长短的变化幅度越大；由③④所处的纬度可知，正午太阳高度年变化幅度③大于④；由图可知，a月为6月，b月为7月，6月份③地昼长大于②地，故日影转动角度大于②地。 答案 6.B 7.D

解析 第14题，图中④时北京时间为19时，可求出太阳直射点所在经线为15°E；根据该经线这一天的昼夜长短情况可知，太阳直射20°N。第15题，M地在图示①时，地方时为0时，此时太阳位于M地的正北方向；这一天太阳直射20°N，北半球为夏季，位于地中海气候区的罗马炎热干燥；这一天后，太阳直射点可能往北也可能往南移动，北京太阳能热水器支架可能调高，也可能调低。 答案 14.A 15.B

5