【學(xué)霸優(yōu)課】高考二輪：4.3太陽高度變化規(guī)律教學(xué)案含答案

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1、2019屆精品地理資料 2019.4 1　緯度變化規(guī)律 正午太陽高度從太陽直射點所在緯度向南北兩側(cè)遞減。 (1)夏至日：正午太陽高度由北回歸線向南北兩側(cè)遞減，如圖中c折線所示。 (2)冬至日：正午太陽高度由南回歸線向南北兩側(cè)遞減，如圖中a折線所示。 (3)春秋分：正午太陽高度由赤道向南北兩側(cè)遞減，如圖中b折線所示。 2　季節(jié)變化 北半球節(jié)氣 達最大值的地區(qū) 達最小值的地區(qū) 夏至 北回歸線及其以北各緯度 南半球各緯度 冬至 南回歸線及其以南各緯度 北半球各緯度 春、秋分 赤道 — 注意

2、點 南北回歸線之間的地區(qū)，正午太陽高度最大和晝最長不一定同步 不含赤道和回歸線的熱帶地區(qū)，正午太陽高度最大時是太陽直射其所在的緯線時，而晝最長時是太陽直射其所在半球的回歸線時。 某科研小組對我國部分海島進行考察，并觀測繪制了該地正午太陽高度年變化示意圖。讀圖，完成1～2題。 1．該地可能位于(　　) A．南沙群島　　　　 B．臺灣島 C．釣魚島　　　　　 D．舟山群島 答案　A 解析　該地有太陽直射現(xiàn)象，并且多數(shù)時間正午太陽在該地的南方，因而最可能為南沙群島。 2．在一年的觀測中，該小組看到正午太陽在南方的時間大約是(　　) A．3個月 B．6個月

3、C．9個月 D．12個月 答案　C 解析　結(jié)合圖形分析，在南方的時間要遠大于在北方的時間，因而選項C最準確。 某地理研究性學(xué)習(xí)小組對家鄉(xiāng)山東濰坊市(36.5N,119.1E)進行實地考察。該學(xué)習(xí)小組觀測太陽，此時太陽處于正南方位，仰角為60。下圖為該小組觀測到的某居民樓太陽能熱水器的集熱板。讀圖，回答3～4題。 3．據(jù)此推斷，下列說法正確的是(　　) A．此時北京時間為12時 B．此時太陽直射點位于南半球 C．當(dāng)日晝長夜短 D．此時太陽直射點向北移動 答案　C 解析　當(dāng)太陽位于正南方時為當(dāng)?shù)氐胤綍r12時，根據(jù)地方時計算知北京時間為12時3分36秒。結(jié)合正午

4、太陽高度的計算方法知此時太陽直射點位于6.5N，北半球晝長夜短。此時太陽直射點可能向北也可能向南移動。 4．為了冬至?xí)r更好地利用太陽能，學(xué)習(xí)小組建議居民將太陽能集熱板(　　) A．調(diào)整方向 B．不用調(diào)整 C．角度大約上調(diào)9 D．角度大約下調(diào)9 答案　D 解析　冬至?xí)r太陽直射點位于約23.5S，該地正午太陽高度角為30左右，為充分利用太陽能，太陽能集熱板應(yīng)與地面夾角為60左右，據(jù)此判斷結(jié)論。 　[考法綜述]　正午太陽高度考查頻率較高，難度適中。本考法通常會以生活中的實際問題(樓間距、太陽能熱水器的安裝)為背景，考查正午太陽高度的計算。關(guān)鍵在于掌握正午太陽高度的變化規(guī)律

5、以及從題中獲取太陽直射點位置等相關(guān)信息。 命題法1　正午太陽高度的計算 典例1　　圖為某地地方時12時的太陽周年位置軌跡示意圖。若甲、乙兩個位置的太陽高度之和為90，則乙位置太陽高度為(　　) A．47 B．43 C．23.5 D．21.5 [解析]　本題考查正午太陽高度的年變化幅度，難度較大。地方時12時的太陽周年位置軌跡，即正午太陽周年位置軌跡。據(jù)圖可知，甲位置時，當(dāng)?shù)卣缣柛叨冗_到一年中的最大；乙位置時，當(dāng)?shù)卣缣柛叨冗_到一年中的最小。 方法一：本題沒有給出當(dāng)?shù)氐奈恢眯畔?，需要假設(shè)。若該地位于南北回歸線之間，則其一年會被太陽直射兩次，最大正午太陽高度為

6、90；最小正午太陽高度為90－(23.5＋當(dāng)?shù)鼐暥?。結(jié)合題意，二者之和為90，求出當(dāng)?shù)鼐暥却笥?0，不符合實際。若該地位于回歸線與極圈之間，則其最小正午太陽高度為90－(23.5＋當(dāng)?shù)鼐暥?，最大正午太陽高度為90－(當(dāng)?shù)鼐暥龋?3.5)，二者之和為90，可求出當(dāng)?shù)鼐暥葹?5。進而利用最小正午太陽高度的計算公式求出乙位置(最小)的太陽高度為21.5。 方法二：排除法。根據(jù)題目要求，甲、乙之和為90，并結(jié)合正午太陽高度的年變化幅度進行判讀分析。A項，若乙位置(最小)為47，則甲(最大)為43，明顯錯誤。B項，若乙(最小)為43，則甲(最大)為47，正午太陽高度的年變化幅度小于23.5，錯誤。

7、C項，若乙(最小)為23.5，則甲(最大)為66.5，正午太陽高度的年變化幅度小于47，故該地應(yīng)位于南北回歸線之間，其最大正午太陽高度應(yīng)為90，前后矛盾，錯誤。D項，若乙(最小)為21.5，則甲(最大)為68.5，正午太陽高度的年變化幅度為47，正確。 [答案]　D 【解題法】　正午太陽高度的綜合判斷 1．正午太陽高度的計算 (1)公式：某地正午太陽高度＝90－當(dāng)?shù)嘏c太陽直射點的緯度差。 其中，當(dāng)所求地點與太陽直射點在同一半球時，該緯度差即為所求點與直射點緯度差的絕對值；不在同一半球時，該緯度差為二者緯度數(shù)之和。 (2)方法：①確定太陽直射點的緯度；②確定所求地與直射點的緯度差；③

8、直射點的正午太陽高度－兩地緯度差，即為所求地的正午太陽高度。 (3)推論：①與太陽直射點緯度差相同的兩條緯線，正午太陽高度相同；②晨昏線與緯線(極晝范圍)的切點，其正午太陽高度為直射點緯度的2倍；③極點太陽高度一天中不變，且等于直射點緯度。 2．正午太陽高度年變化圖的判讀 判讀關(guān)鍵是極值(拐點)及其對應(yīng)的日期： (1)部分日期正午太陽高度小于0或無，則為寒帶地區(qū)[6634′，90]。 (2)正午太陽高度為全年變化，一個極大值，一個極小值，則為溫帶地區(qū)[2326′，6634′]。 極大值為90為回歸線，極小值為0為極圈。 (3)正午太陽高度為全年變化，兩個極大值(90)，一個極小值

9、，一個較小值，則為熱帶地區(qū)[0，2326′] 根據(jù)極大值及極小值出現(xiàn)的日期可判斷所在半球。 3．正午太陽高度的應(yīng)用 (1)確定地方時：當(dāng)某地太陽高度達一天中的最大值時，日影最短，當(dāng)?shù)氐牡胤綍r是12時。 (2)影長及方向與正午太陽高度及方位的關(guān)系。 ①正午太陽高度越大，影長越短，正午太陽高度越小，影長越長。且影長L＝hcotH。 ②日影方向與正午太陽方位相反。 應(yīng)用： a．可利用該公式求正午太陽高度或影長。并進而利用正午太陽高度的計算公式求當(dāng)?shù)鼐暥取? b．可根據(jù)影子方位確定太陽方位，進而確定該地所在半球。 c．可根據(jù)此原理確定樓高及樓距。 命題法2　太陽高度日變化圖的判

10、讀 典例2　　下圖為甲、乙兩地某日從日出到日落太陽高度角日變化示意圖，其中甲地位于北半球。 (1)據(jù)圖推測，乙地位于(　　) A．東半球赤道上 B．東半球北回歸線上 C．西半球赤道上 D．西半球北回歸線上 (2)據(jù)圖推測，該日應(yīng)該是北半球的(　　) A．春分日 B．夏至日 C．秋分日 D．冬至日 (3)甲、乙兩地實際距離大約是(　　) A．1萬千米 B．2萬千米 C．3萬千米 D．4萬千米 [解析]　第(1)題，甲地位于北半球，此日甲地晝長為12小時16分，北半球處于夏半年，太陽直射點位于北半球。乙地晝長恰好為12小時，乙地只能位于

11、赤道上。乙地正午太陽高度出現(xiàn)在北京時間24點，可計算乙地經(jīng)度為60W，乙地位于西半球。C正確。第(2)題，此日赤道上正午太陽高度為6634′，且直射點位于北半球，可計算出太陽直射點位于北回歸線。正午太陽高度H＝90－當(dāng)?shù)嘏c直射點的緯度差＝90－(0＋X)＝6634′，即X＝2326′N，故B正確。第(3)題，夏至日時甲地晝長接近12小時，故甲地接近赤道，甲地正午太陽高度出現(xiàn)在北京時間12點，故甲地位于120E上，與乙地位于同一個經(jīng)線圈，兩者的距離約為赤道長度(4萬千米)的一半。故B正確。 [答案]　(1)C　(2)B　(3)B 【解題法】　太陽高度日變化圖的判讀方法 1．讀交點(太陽

12、高度為0) 交點的橫坐標時間，即日出、日落時間——可計算晝夜長短。(日落－日出) (如上圖中：①晝長小于12小時；②③晝長等于24小時；④晝長等于12小時) 注意橫坐標是當(dāng)?shù)貢r間還是北京時間。不管是地方時，還是北京時間都可以利用(日落－日出)求出該地的晝長。若非本地的地方時，如求出晝長為12小時，可能為赤道也可能是二分日。其日出的地方時定為6：00，可進一步推算本地的經(jīng)度。 2．讀最高點(當(dāng)?shù)禺?dāng)日最大的太陽高度) 最高點的縱坐標即為正午太陽高度——可根據(jù)正午太陽高度的計算公式推算本地緯度或太陽直射點緯度。(如上圖中③地的正午太陽高度為H1，④地的正午太陽高度為H2) 最高點的橫坐標

13、即為正午(地方時12：00)時間——可據(jù)其推算該地經(jīng)度。 南北極點太陽高度一天不變，且等于太陽直射點的緯度 此時太陽高度的日變化線為一條平行于橫坐標的直線。它可用于計算太陽直射點緯度。(如上圖中②，所示為極點太陽高度的變化狀況，h為當(dāng)?shù)氐奶柛叨?，且為太陽直射點的緯度) 馬爾代夫是以旅游業(yè)為支柱產(chǎn)業(yè)的著名島國。2014年12月4日，馬累海水淡化廠設(shè)備損毀導(dǎo)致該島淡水供應(yīng)中斷。應(yīng)馬爾代夫政府請求，中國政府及時向其提供了飲用水等物資和資金援助。如圖是馬爾代夫部分區(qū)域示意圖。讀圖，回答下題。 1．中國一架滿載飲用水的飛機緊急從廣州飛往馬累，若北京時間12：00出發(fā)，經(jīng)4小時到達馬累。

14、機長身高為1.8 m，到達時其在機場地面的身高影長接近于(tan 55≈1.43; tan 65≈2.14)(　　) A．0.6 m B．1.2 m C．1.8 m D．2.4 m 答案　B 解析　飛機于12月4日12時(北京時間)出發(fā)，經(jīng)過4小時到達馬累(東五區(qū))，由此可以計算出飛機到達馬累的時間約為當(dāng)?shù)?3時；此時太陽直射在20S附近，馬累的正午太陽高度大約為66，而飛機到達馬累時當(dāng)?shù)氐胤綍r為13時左右，馬累晝長約為12小時，則下午每過1小時太陽高度約減少11，由此可推出馬累此時太陽高度約為55，根據(jù)三角函數(shù)計算可得出答案為B。 2015年某日出現(xiàn)了日食現(xiàn)象。在四幅日

15、照圖中，深色陰影為夜半球，淺色陰影為當(dāng)時可觀測到日食的地區(qū)范圍。讀圖，回答下題。 2．發(fā)生日食的這天，在上圖所示四地中，正午太陽高度角最大的是(　　) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 答案　A 解析　從圖中夜半球的分布可以判斷該日晨昏線經(jīng)過極點，即該日為春分日或秋分日，太陽直射點位于赤道，則離赤道越近的地點正午太陽高度角越大。圖中四地中，甲地最接近赤道，其正午太陽高度角最大。 總部位于江蘇徐州(約34N，117E)的某企業(yè)承接了甲國(下圖)價值7.446億美元的工程機械定單。據(jù)此完成下題。 3．2011年6月21日，該定單的首批產(chǎn)品從徐州發(fā)貨。這一日，徐州與甲

16、國首都相比(　　) A．徐州的正午太陽高度較高 B．徐州的白晝較短 C．兩地正午物影方向相同 D．兩地日出方位角相同 答案　A 解析　6月21日太陽直射點大約位于23.5N，此日徐州正午太陽高度約為90－(34－23.5)＝79.5，甲國首都正午太陽高度約為90－(23.5－10)＝76.5，故A項正確；該日越向北晝越長，兩地相比，徐州緯度高，白晝更長，B項錯誤；該日徐州正午物影應(yīng)朝北，甲國首都正午物影朝南，故C項錯誤；此時兩地均日出東北，但由于地球是球體，故越向北日出方位角越大，D項錯誤。 福建某中學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組，設(shè)計了可調(diào)節(jié)窗戶遮陽板，實現(xiàn)教室良好的遮陽與采光。下圖示意遮陽

17、板設(shè)計原理，據(jù)此回答4～5題。 4．遮陽板收起，室內(nèi)正午太陽光照面積達一年最大值時(　　) A．全球晝夜平分 B．北半球為夏季 C．太陽直射20S D．南極圈以南地區(qū)極晝 答案　D 解析　本題以窗戶遮陽板設(shè)計原理示意圖為背景材料，考查正午太陽高度變化規(guī)律的相關(guān)知識。位于北半球的福建夏季應(yīng)將遮陽板放下，避免因強光照射導(dǎo)致室內(nèi)溫度太高，冬季收起遮陽板，讓盡可能多的光線進入教室，以改善教室熱量和采光條件。因此室內(nèi)正午太陽光照面積達一年最大值時，是正午太陽高度最小的北半球冬至日，此時南極圈以南地區(qū)為極晝。故選D。 5．濟南某中學(xué)生借鑒這一設(shè)計，若兩地窗戶大小形狀相同，則應(yīng)做

18、的調(diào)整是 (　　) ①安裝高度不變，加長遮陽板?、诎惭b高度不變，縮短遮陽板?、壅陉柊彘L度不變，降低安裝高度?、苷陉柊彘L度不變，升高安裝高度 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 答案　A 解析　濟南緯度比福建高，冬、夏至日時正午太陽高度均比福建小，因此為了達到和福建一樣的效果，濟南可以通過降低遮陽板安裝高度或加長遮陽板來實現(xiàn)。故選A。如下圖：(以夏季放下遮陽板為例) 讀某地某時間段正午物影變化示意圖。完成6～8題。 6．圖中N點日期可能為(　　) A．6月6日左右 B．8月9日左右 C．9月9日左右 D．2月2日左右 答案　B 解析　

19、M點到6月22日，經(jīng)歷了48天左右，而6月22日到N點也經(jīng)歷相同的時間，所以是8月9日左右，B項正確。 7．該地緯度最可能位于(　　) A．赤道 B．1134′S C．1134′N D．2326′N 答案　C 解析　5月5日沒有影子，所以該地在北半球，A、B錯誤；不可能是北回歸線，所以C項正確。 8．若測得某日正午太陽高度為55，則該日可能為北半球(　　) A．春分日 B．夏至日 C．秋分日 D．冬至日 答案　D 解析　根據(jù)上題，該地在1134′ N，所以冬至日正午太陽高度是90－(1134′＋2326′)＝55符合題意。 某開發(fā)商分別在北京(約4

20、0N)和福州(約26N)開發(fā)了兩個樓盤。兩地各有朝向和樓高相同的戶型結(jié)構(gòu)如乙圖所示。讀圖，完成9～10題。 9．冬季，臥室采光條件最好的是(　　) A．北京北臥室 B．福州南臥室 C．北京南臥室 D．福州北臥室 答案　B 解析　冬季，太陽直射點在南半球，北半球太陽高度小，越向北白晝時間越短；此時緯度越低，朝南的臥室采光條件越好，B項正確。 10．在上級部門對兩地小區(qū)樓盤規(guī)劃設(shè)計圖(甲圖)審批時，幾乎相同的設(shè)計在北京卻沒有通過，被要求最終修改的方案可能是(　　) A．?dāng)U大南北樓的樓間距 B．縮小南北樓的樓間距 C．降低南側(cè)樓房的高度 D．降低北側(cè)樓房

21、的高度 答案　C 解析　北京太陽高度小，考慮采光條件，盡量減少南樓對北樓太陽光線的遮擋，應(yīng)降低南樓高度，C項正確。A項，擴大南北樓的樓間距，會增加投資成本，不合適。 下圖為某地一天中太陽視運動軌跡圖，當(dāng)北京時間為6時時，太陽運動至③點(當(dāng)日太陽高度最大點)，測得當(dāng)時太陽高度角θ為 40。讀圖，回答(1)～(2)題。 (1)太陽在這一天中的運動過程為(　　) A．②→③→④→①→② B．①→②→③→④→① C．②→①→④→③→② D．①→④→③→②→① (2)該地的地理坐標是(　　) A．(70S,30E) B．(70N,150W) C．(70S,15

22、0W) D．(70N,30E) [錯答]　(1)A　(2)C [錯因分析]　第(1)題出錯主要是對太陽周日視運動的特點理解不清，對極晝現(xiàn)象的特點不明確造成的；第(2)題出錯主要是不會利用有關(guān)的角度進行計算，或計算時粗心大意造成的。 [答案]　(1)B　(2)B [解析]　(1)圖中太陽總是在地平面之上，可知該日出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，①位置時太陽高度最小，③位置時最大，因而太陽的運動過程為①→②→③→④→①。選B。(2)該地當(dāng)日最大太陽高度為40，且剛好出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，說明當(dāng)日太陽直射北緯20，該地位于北緯70；北京時間6時時，該地太陽高度最大(當(dāng)?shù)氐胤綍r為12時)，因而該地的經(jīng)度為西經(jīng)150。 選B。 [心得體會]