第一部分自然地理第三單元地球的運(yùn)動(dòng) 第十一課時(shí)　正午太陽(yáng)高度的變化　四季更替和五帶劃分（課件+講義）-高考地理一輪-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

1.結(jié)合圖示材料，掌握太陽(yáng)高度角和正午太陽(yáng)高度的概念和區(qū)別。2.通過(guò)圖像和給定的區(qū)域，綜合分析正午太陽(yáng)高度的分布及變化規(guī)律，學(xué)會(huì)計(jì)算正午太陽(yáng)高度。3.正確理解正午太陽(yáng)高度變化在人類生產(chǎn)、生活中的合理應(yīng)用。
課程標(biāo)準(zhǔn)：結(jié)合實(shí)例，說(shuō)明地球運(yùn)動(dòng)的地理意義。
Tu bia zi zhu tian hui
一、正午太陽(yáng)高度的變化1.太陽(yáng)高度角和正午太陽(yáng)高度
1.太陽(yáng)高度的日變化規(guī)律(1)極點(diǎn)地區(qū)：在極晝期間，極點(diǎn)上的太陽(yáng)高度在一天內(nèi)無(wú)變化，其太陽(yáng)高度等于太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度。如圖：直射點(diǎn)緯度＝H1。
(1)太陽(yáng)高度角太陽(yáng)光線與________之間的夾角(即太陽(yáng)在當(dāng)?shù)氐难鼋?，叫作太陽(yáng)高度角，簡(jiǎn)稱太陽(yáng)高度(如圖甲所示)。在太陽(yáng)直射點(diǎn)上，太陽(yáng)高度是________；在晨昏線(圈)上，太陽(yáng)高度是______。(2)正午太陽(yáng)高度一天中太陽(yáng)高度______值出現(xiàn)在正午，稱為正午太陽(yáng)高度(如圖乙所示)。
2.正午太陽(yáng)高度的變化規(guī)律
2.圖示法記憶不同區(qū)域的正午太陽(yáng)高度年變化規(guī)律(1)回歸線之間：正午太陽(yáng)高度最大值為90°，每年有兩次太陽(yáng)直射現(xiàn)象，即一年中有兩個(gè)正午太陽(yáng)高度最大值。如下圖所示。
(2)回歸線上：正午太陽(yáng)高度最大值為90°，一年中只有一次太陽(yáng)直射現(xiàn)象，即一年中只有一個(gè)正午太陽(yáng)高度最大值，如下圖所示。
(1)請(qǐng)?jiān)谏蠄D中用折線畫(huà)出二分二至日正午太陽(yáng)高度的分布狀況。
(2)緯度變化規(guī)律同一時(shí)刻，正午太陽(yáng)高度由____________所在緯度向南北兩側(cè)遞減；距離太陽(yáng)直射點(diǎn)所在的緯線越遠(yuǎn)，正午太陽(yáng)高度越小，距離越近，則越大。①夏至日：正午太陽(yáng)高度由__________向南北兩側(cè)遞減；北回歸線及其以北各緯度正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中的最大值，________各緯度正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中的最小值。如圖中____折線所示。
(3)回歸線至極點(diǎn)之間：正午太陽(yáng)高度最大值小于90°，一年中只有一個(gè)正午太陽(yáng)高度最大值，如下圖所示。
②冬至日：正午太陽(yáng)高度由__________向南北兩側(cè)遞減；南回歸線及其以南各緯度正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中的最大值，________各緯度正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中的最小值。如圖中a折線所示。③春、秋分日：正午太陽(yáng)高度由______向南北兩側(cè)遞減。如圖中____折線所示。
春雨驚春清谷天，夏滿芒夏暑相連。秋處露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。上半年來(lái)六廿一，下半年是八廿三。
(3)季節(jié)變化規(guī)律太陽(yáng)直射點(diǎn)向本地所在緯線移來(lái)，則正午太陽(yáng)高度增大，移去則減小。如圖所示：
(2)基本規(guī)律①任意相鄰的兩個(gè)節(jié)氣，時(shí)間上相隔約15天。②相對(duì)于夏至或冬至對(duì)稱的兩個(gè)節(jié)氣，太陽(yáng)直射點(diǎn)大致位于同一緯度。對(duì)任何一地，此兩天日出日落方位、正午太陽(yáng)高度、晝夜長(zhǎng)短等均相同。如芒種與小暑、立冬與立春。
二、四季更替和五帶劃分1.四季更替(1)成因
(2)劃分(以北半球?yàn)槔?
2.五帶劃分(1)劃分依據(jù)：太陽(yáng)輻射從低緯度向高緯度呈有規(guī)律遞減。(2)五帶劃分
zhng dian hu dng tu p
1.正午太陽(yáng)高度的計(jì)算方法公式：H＝90°－兩點(diǎn)緯度差。說(shuō)明：“兩點(diǎn)”是指所求地點(diǎn)與太陽(yáng)直射點(diǎn)。兩點(diǎn)緯度差的計(jì)算遵循“同減異加”原則，即兩點(diǎn)同在北(南)半球，則兩點(diǎn)緯度“大數(shù)減小數(shù)”；兩點(diǎn)分屬南北不同半球，則兩點(diǎn)緯度相加。如下圖所示：
當(dāng)太陽(yáng)直射B點(diǎn)(10°N)時(shí)，A點(diǎn)(40°N)正午太陽(yáng)高度：H＝90°－AB緯度差＝90°－(40°－10°)＝60°。C點(diǎn)(23°26′S)正午太陽(yáng)高度：H＝90°－BC緯度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。
2.正午太陽(yáng)高度的年變化幅度
(1)南北回歸線之間：緯度越高，正午太陽(yáng)高度年變化幅度越大(由23°26′增大到46°52′)，赤道上為23°26′，回歸線上為46°52′。(2)回歸線與極圈之間：各緯度正午太陽(yáng)高度年變化幅度相同(均為46°52′)。(3)極圈以內(nèi)地區(qū)：緯度越高，正午太陽(yáng)高度年變化幅度越小(由46°52′減小到23°26′)，極圈上為46°52′，極點(diǎn)上為23°26′。
3.正午太陽(yáng)高度的應(yīng)用(1)確定地方時(shí)當(dāng)某地太陽(yáng)高度達(dá)一天中最大值時(shí)，就是一天的正午時(shí)刻，此時(shí)當(dāng)?shù)氐牡胤綍r(shí)是12時(shí)。(2)判斷所在地區(qū)的緯度當(dāng)太陽(yáng)直射點(diǎn)位置一定時(shí)，如果知道當(dāng)?shù)氐恼缣?yáng)高度，就可以根據(jù)“某地與太陽(yáng)直射點(diǎn)相差多少緯度，正午太陽(yáng)高度就相差多少度”的規(guī)律，求出當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥取?br/>(3)確定房屋的朝向?yàn)榱双@得最充足的太陽(yáng)光照，各地房屋的朝向與正午太陽(yáng)所在的位置有關(guān)。①北回歸線以北的地區(qū)，正午太陽(yáng)位于南方，房屋朝南。②南回歸線以南的地區(qū)，正午太陽(yáng)位于北方，房屋朝北。
(4)判斷日影長(zhǎng)短及方向太陽(yáng)直射點(diǎn)上，物體的影子縮短為0；正午太陽(yáng)高度越大，日影越短；反之，日影越長(zhǎng)。正午是一天中日影最短的時(shí)刻。日影永遠(yuǎn)朝向背離太陽(yáng)的方向，北回歸線以北的地區(qū)，正午的日影全年朝向正北(北極點(diǎn)除外)，冬至日日影最長(zhǎng)，夏至日日影最短；南回歸線以南的地區(qū)，正午的日影全年朝向正南(南極點(diǎn)除外)，夏至日日影最長(zhǎng)，冬至日日影最短；南、北回歸線之間的地區(qū)，正午日影夏至日朝向正南、冬至日朝向正北，直射時(shí)日影最短(等于0)。
(5)計(jì)算樓間距、樓高為了保證一樓全年有陽(yáng)光照到，北回歸線以北地區(qū)建樓房時(shí)，兩樓之間的最短距離應(yīng)大于L＝h·ct H(H：冬至日正午太陽(yáng)高度)。
(6)計(jì)算太陽(yáng)能熱水器的安裝角度
如上圖所示，集熱板與地面之間的夾角和當(dāng)天正午太陽(yáng)高度互余，當(dāng)α＋H＝90°時(shí)太陽(yáng)能熱水器使用效果最佳。
[典例] (2023·海南卷)對(duì)日影和太陽(yáng)高度變化的觀測(cè)可以判斷地理位置、地方時(shí)等要素。圖1為甲地某日日出至日落期間標(biāo)桿的日影變化示意圖，當(dāng)日影朝正北方向時(shí)，標(biāo)桿長(zhǎng)度與其日影長(zhǎng)度相等。圖2為乙地同一日正午時(shí)刻的太陽(yáng)高度示意圖。圖中時(shí)間均為北京時(shí)間。據(jù)此完成(1)～(2)題。
(1)當(dāng)日(　　)A.甲地晝長(zhǎng)夜短 B.乙地晝短夜長(zhǎng)C.甲地晝長(zhǎng)大于乙地 D.甲乙兩地晝夜等長(zhǎng)(2)甲地位于乙地(　　)A.東南 B.西南 C.東北 D.西北
第(1)題，信息的獲取與解讀。觀測(cè)當(dāng)日為二分日，甲地、乙地晝夜等長(zhǎng)。
答案　(1)D　(2)A
第(2)題，邏輯推理。計(jì)算甲地的經(jīng)度為125°E；二分日太陽(yáng)直射赤道，根據(jù)正午太陽(yáng)高度計(jì)算甲地緯度為45°N。計(jì)算乙地的經(jīng)度為115°E；二分日太陽(yáng)直射赤道，根據(jù)正午太陽(yáng)高度計(jì)算乙地緯度為60°N。故甲地位于乙地的東南方向。
[借題發(fā)揮]　判斷日影長(zhǎng)短及方向(1)日影長(zhǎng)短
①正午太陽(yáng)高度越大，日影越短；正午太陽(yáng)高度越小，日影越長(zhǎng)。②北回歸線及其以北地區(qū)，日影長(zhǎng)度在北半球夏至日正午時(shí)達(dá)到一年中的最短值；南回歸線及其以南地區(qū)，日影長(zhǎng)度在北半球冬至日正午時(shí)達(dá)到一年中的最短值。③南、北回歸線之間的地區(qū)，當(dāng)太陽(yáng)直射該地時(shí)，日影的長(zhǎng)度最短。
日影方向與太陽(yáng)方位關(guān)于觀測(cè)點(diǎn)對(duì)稱。
(2022·福建卷)非對(duì)稱結(jié)構(gòu)保溫大棚的保溫被通常白天收卷至頂部，以便棚內(nèi)作物進(jìn)行光合作用，收卷的保溫被在棚內(nèi)地面形成遮陰帶(下圖)。陜西省某地理研學(xué)小組觀測(cè)當(dāng)?shù)卮笈镎绲孛嬲陉帋У哪陜?nèi)變化(忽略收卷的保溫被厚度影響)，發(fā)現(xiàn)棚內(nèi)地面遮陰帶在2月26日出現(xiàn)，3月29日面積最大，一段時(shí)間后變小。據(jù)此完成1～2題。
1.棚內(nèi)正午地面遮陰帶面積開(kāi)始變小的日期出現(xiàn)在(　　)A.6月29日前后 B.9月15日前后C.10月16日前后 D.12月14日前后解析　根據(jù)所學(xué)知識(shí)，同一地區(qū)，太陽(yáng)直射點(diǎn)緯度相同的日期，正午太陽(yáng)高度角相同，根據(jù)材料2月26日棚內(nèi)出現(xiàn)遮陰帶，此后遮陰帶面積逐漸增大，3月29日面積最大，此日后遮陰帶面積不變，6月22日(夏至日)以后，太陽(yáng)直射點(diǎn)南移，由于3月29日為春分日后8天左右，與該日正午太陽(yáng)高度相同的日期為秋分日前8天左右，因此9月15日前后遮陰帶面積最大，之后，隨著太陽(yáng)高度角繼續(xù)變小，遮陰帶移至棚外，棚內(nèi)遮陰帶開(kāi)始變小，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。
2.僅支撐柱高度增加1米，則棚內(nèi)正午地面最大遮陰帶(　　)A.出現(xiàn)日期提前，面積減小B.出現(xiàn)日期提前，面積不變C.出現(xiàn)日期推遲，面積增大D.出現(xiàn)日期推遲，面積不變解析　根據(jù)材料棚內(nèi)最大遮陰帶的面積和南北屋面保溫被的寬度有關(guān)，南北保溫被寬度范圍越大，最大遮陰帶面積越大，和支撐柱的高度無(wú)關(guān)，支撐柱變高時(shí)，最大遮陰帶面積不變，但遮陰帶全部移動(dòng)到保溫棚底部(此時(shí)面積最大)時(shí)的正午太陽(yáng)高度角變大，出現(xiàn)的日期應(yīng)比之前推遲，D正確，A、B、C錯(cuò)誤。故選D。
ke tang gng gu jing lian
(2024·湖南長(zhǎng)沙高三開(kāi)學(xué)考試)在光伏電站工程中，絕大多數(shù)支架為固定支架。我國(guó)湖北省某地(31.5°N，113.5°E)海拔65米，固定支架光伏組件的傾角一般為14°，且朝向正南方位。目前該地將部分光伏組件改成可轉(zhuǎn)動(dòng)支架(如下圖所示)以提高對(duì)太陽(yáng)輻射的利用率。(sin 14°≈0.24、cs 14°≈0.97、sin 35°≈0.57、cs 35°≈0.82)。據(jù)此完成1～3題。
1.若不考慮天氣變化，該地固定支架光伏組件獲得太陽(yáng)輻射能最多的月份是(　　)A.3月 B.5月 C.9月 D.1月解析　固定支架光伏組件的傾角一般為14°，且朝向正南方位。若不考慮天氣變化，該地固定支架光伏組件獲得太陽(yáng)輻射能最多的月份的正午太陽(yáng)高度約為76°。當(dāng)?shù)鼐暥葹?1.5°N，由正午太陽(yáng)高度計(jì)算公式a＝90°－緯度差計(jì)算可知，此時(shí)太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度約為17.5°N。結(jié)合選項(xiàng)判斷，5月太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度位置最為接近17.5°N。故選B。
2.若將支架改為可轉(zhuǎn)動(dòng)型，則北京時(shí)間12時(shí)時(shí)光伏組件應(yīng)朝向(　　)A.西北 B.西南 C.東北 D.東南解析　當(dāng)?shù)亟?jīng)度為113.5°E，當(dāng)北京時(shí)間為12時(shí)時(shí)，該地地方時(shí)在12時(shí)之前，為上午，太陽(yáng)方位為東南，為獲得最好的發(fā)電效果，光伏組件應(yīng)朝向東南。故選D。
3.為避免遮蔽陽(yáng)光和浪費(fèi)土地，改為可轉(zhuǎn)動(dòng)支架后兩組光伏組件的距離L大約為(　　)A.2.1米 B.2.4米 C.3.5米 D.8.3米解析　為避免遮光和浪費(fèi)土地，改為可轉(zhuǎn)動(dòng)支架后兩組光伏組件的距離L應(yīng)為冬至日正午光伏組件的影長(zhǎng)。冬至日時(shí)太陽(yáng)能組件傾角＝90°－正午太陽(yáng)高度＝緯度差＝31.5°＋23.5°＝55°，光伏組件長(zhǎng)度為2 米，因此影長(zhǎng)L＝2/sin(90－55)°≈3.5 米。故選C。
(2024·安徽阜陽(yáng)期末)下圖為江蘇南京(32°N，119°E)某中學(xué)的胡老師于北京時(shí)間11月25日16：09拍攝的一張照片。據(jù)此完成4～6題。
4.該學(xué)校當(dāng)日的正午太陽(yáng)高度接近(　　)A.34° B.40° C.50° D.55°解析　太陽(yáng)直射點(diǎn)平均每4天移動(dòng)約1個(gè)緯度，12月22日(冬至日)太陽(yáng)直射點(diǎn)位于23°26′S，則11月25日太陽(yáng)直射點(diǎn)大約位于17°S，由此計(jì)算，南京11月25日的正午太陽(yáng)高度約為90°－(17°＋32°)＝41°，故選B。
5.照片中教學(xué)樓的朝向?yàn)?　　)A.東南 B.正南 C.西南 D.西北解析　北京時(shí)間(120°E的地方時(shí))16：09時(shí)，南京的地方時(shí)為16：05，此時(shí)太陽(yáng)位于西南方向，據(jù)圖判斷，此時(shí)太陽(yáng)方位與教學(xué)樓走向一致，因此教學(xué)樓為東北—西南走向，朝向東南方向。故選A。

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