新课标2023版高考地理一轮总复习第二章宇宙中的地球第四节地球公转及其地理意义第2课时正午太阳高度的变化及四季更替和五带划分教师用书

这是一份新课标2023版高考地理一轮总复习第二章宇宙中的地球第四节地球公转及其地理意义第2课时正午太阳高度的变化及四季更替和五带划分教师用书，共13页。教案主要包含了正午太阳高度的变化规律，四季更替和五带划分等内容，欢迎下载使用。
一、正午太阳高度的变化规律
1．纬度变化规律(据图填表)
2.季节变化规律
二、四季更替和五带划分
1．四季更替
2.五带划分
命题视角(一) 正午太阳高度的分布规律
演绎法学习
1．正午太阳高度的空间变化规律
正午太阳高度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；同一纬线上正午太阳高度相等；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。
2．正午太阳高度的季节变化规律(以北半球为例)
续表
命题点全训
北京(40°N)某中学高中生开展地理活动，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。据此完成1～2题。
1.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
2．三次测量中，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：1.D 2.C 第1题，由题中表格可知，对于北京(40°N)某中学而言，正午太阳高度角不断减小，说明太阳直射点向南移动。第一次测量时，太阳直射点位于北半球，第二次测量时太阳直射点位于赤道，第三次测量时太阳直射点位于南半球，北京先昼长夜短，再昼夜等长，后昼短夜长，昼渐短。第2题，根据第二次正午太阳高度角和正午太阳高度的计算公式，可以得到第二次测量时太阳直射赤道，又因上题分析，太阳直射点正向南移动，昼渐短，故为秋分日，选C。
我国某中学的小鹏同学善于观察，一年中，他在不同时期观察并记录了当地正午时刻教室内的光照情况(如图所示)。读图完成3～4题。
3．四幅图中有一幅是冬至日的记录图，该图是( )
A．a图 B．b图 C．c图 D．d图
4．图示光照现象( )
①是由地球自转运动引起的 ②是由地球公转运动引起的 ③与太阳直射点的移动有关 ④与太阳的东升西落有关
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
解析：3.D 4.C 第3题，我国一年中正午太阳高度最小值出现在冬至日。图中d图表示的太阳光照射时的角度最小，是冬至日时的太阳光照图。故选D。第4题，图示光照现象体现的是不同日期正午太阳高度角不同。正午太阳高度角的变化，是地球公转引起太阳直射点在南北回归线之间移动的结果，与地球自转关系不大，太阳的东升西落是地球自转的结果。②③正确，①④错误。故选C。
命题视角(二) 正午太阳高度的计算
演绎法学习
1．计算太阳高度(特殊点)
(1)晨昏线上太阳高度为0°。
(2)直射点上太阳高度为90°。
(3)极昼范围内的0时太阳高度：H＝当地地理纬度＋太阳直射点纬度－90°或者H＝当地地理纬度－出现极昼的最低纬度。如6月22日，70°N的0时太阳高度角为：H＝70°＋23°26′－90°＝3°26′。
2．计算正午太阳高度
H＝90°－两点纬度差(由直射点向南北两侧，纬度降1°，高度角也降1°)。
两点纬度差为当地纬度与太阳直射点纬度之间的差。若两点同为北纬或南纬，两点纬度相减即为纬度差；若一点为北纬，一点为南纬，两点纬度相加即为纬度差。
3．计算当地纬度
先算出高度角差，即为两点纬度差，再根据直射点纬度计算该地纬度(在直射点两侧可能有两地点，也可能只有一地点)。
如6月22日，求正午太阳高度为60°的某地纬度：
①高度角差＝90°－60°＝30°，则纬度差也为30°。
②位于直射点(23°26′N)北侧的该地纬度为23°26′N＋30°＝53°26′N，位于直射点(23°26′N)南侧的该地纬度为30°－23°26′N＝6°34′S。
命题点全训
某学校地理兴趣小组运用简易方法测量当地正午太阳高度。右图为该地二分二至日正午太阳光线与地平面夹角示意图，图中ɑ－β＝8°。据此完成1～2题。
1．该校所处纬度为( )
A．61°N B．51°N
C．35°S D．25°S
2．该校所在地( )
A．日出时间始终比上海早
B．正午太阳高度年变化差值与上海相同
C．昼夜长短差值一直比上海大
D．自转速度与上海一样
解析：1.B 2.B 第1题，读图可知，该地最大正午太阳高度角为春秋分日正午太阳高度角与α之和，而α等于该地最小正午太阳高度角＋8°，该地全年太阳高度角均大于0，且正午太阳方位相同，说明该地位于回归线与极圈之间，一年中最大正午太阳高度角与最小正午太阳高度角相差约47°，计算可得，该地纬度为51°N，故选B。第2题，由上题计算可得，该地位于51°N，冬季该地昼短夜长且昼短于上海，日出时间比上海晚，A错。正午太阳高度角的差值与上海相同，均为47°，B对。春秋分日，全球昼夜等长，昼夜长短差值相等，C错。自转线速度自赤道向两极递减，该地线速度小于上海，角速度相同，D错。故选B。
下图为110°E经线上M城市正午太阳高度角的年内变化图，该地冬至日和夏至日的正午太阳高度角相差40°。据此回答3～4题。
3．M地的纬度位置为( )
A．23°26′N B．20°N
C．23°26′S D．20°S
4．M地冬至日的正午太阳高度角为( )
A．46°34′ B．43°26′
C．86°34′ D．83°26′
解析：3.B 4.A 第3题，南北回归线上冬至日和夏至日正午太阳高度角相差46°52′，由材料可知冬至日和夏至日正午太阳高度角相差40°，该地位于南北回归线之间，A、C错误；该地6月22日正午太阳高度角大于12月22日，所以说该地位于北半球，B对，D错误。第4题，从上题可知该地位于20°N，根据正午太阳高度计算公式可知冬至日正午太阳高度为90°－(20°N＋23°26′S)＝46°34′。故选A。
命题视角(三) 正午太阳高度的应用
实践性学习
正午太阳高度的应用
材料一 某校(位于北回归线以北)地理课外小组做了如下实践活动：如图1所示，在学校操场上树立一垂直于地面的旗杆，杆高为h，OP为正午旗杆的影子，OM垂直于OP，测得OP长度为一年中最长，且为h·ct36°34′。(tan35°≈0.7，tan45°＝1，tan60°≈1.732)
材料二 房地产开发商在M楼南建造了一幢商品住宅楼(如图2)，某户居民买到了M楼一层的一套房子，于元旦入住后发现正午前后太阳光线被南楼挡住。
[思考探究]
1．根据采集的数据，推算该地的纬度。
提示：30°N。由OP长度为一年中最长可知，该日为冬至日，太阳直射点在南回归线上。杆高为h，影长为h·ct 36°34′，可知该日正午太阳高度为36°34′。此时根据正午太阳高度的计算公式，可得36°34′＝90°－(x＋23°26′)，即x＝30°。
2．该房主准备以“争取采光权”向相关部门投诉，你认为他能胜诉吗？请从地理角度说明理由。
提示：能。由材料可知OP长度为一年中最长，且为h·ct 36°34′，可知该地冬至日正午太阳高度为36°34′，与35°最为接近。根据南楼高69米和tan 35°≈0.7，可计算出楼间距最少应为98.6米。而实际楼间距仅为40米，远小于这个距离，因此一年之中在冬至日前后会有相当长一段时间，M楼一楼接收不到阳光照射。
3．如果开发商败诉，那么今后若其计划在南楼南面再建造楼房的话，应该采取哪些有效的实际措施，来保障南楼住户的采光权？
提示：如果新建楼房高度不变，则要加大楼距至98.6米；如果楼间距不变(40米)，则新建楼房要减小高度至28米(tan 35°×40≈0.7×40＝28)。
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最大值时，此时日影最短，当地的地方时为12时。
2．确定房屋的朝向
为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
3．推断正午日影长短及楼间距，确定房屋照射面积
(1)正午太阳高度越大，日影越短，房屋内照射面积越小；正午太阳高度越小，日影越长，房屋内照射面积越大。
(2)一般来说，纬度较低的地区，楼间距较小；纬度较高的地区，楼间距较大。如图，为了保证一楼全年都有阳光照射，北回归线以北地区建造楼房时，两楼之间的最短距离应大于L(L＝h·ctH，其中H为冬至日正午太阳高度)。
4．太阳能热水器集热板的安装角度和不同季节的调节角度
(1)太阳能热水器集热板与地面的夹角：为了最大限度地利用太阳能资源，太阳能集热板与地面之间的夹角(α)最好等于该地与太阳直射点所在地的纬度差，或者和当天正午太阳高度角(H)互余。如图：
(2)一年内调整的幅度：正午太阳高度的变化幅度。
①南、北回归线之间的地区，年变化幅度ΔH＝23°26′＋当地纬度；②回归线与极圈之间的地区，年变化幅度为46°52′；③极圈到极点之间的地区，年变化幅度从46°52′逐渐降低到23°26′。
命题点全训
(2020·天津等级考)图1为我国某地一住宅小区示意图，图2中四个方向的阴影分别为小区内某栋住宅楼二至日8：00和16：00的日影。读图文材料，回答1～2题。
1．该小区最可能位于( )
A．北京 B．银川
C．杭州 D．海口
2．小区内各住宅楼楼高一致，休闲广场被楼影遮挡面积最大的时段是( )
A．夏至日8—12时
B．夏至日12—16时
C．冬至日8—12时
D．冬至日12—16时
解析：1.D 2.C 第1题，由图2可知，住宅楼日影在二至日8：00和16：00朝向四个方向，说明该地位于我国北回归线以南地区。结合选项可知，海口符合题意，选D。第2题，图中西北方向日影最长，且小区内各住宅楼楼高一致，故休闲广场被楼影遮挡面积最大的时段应是冬至日的上午时段，故选C项。
图1为北京(约40°N)一住宅小区规划示意图，图2为该小区的阳台壁挂式太阳能原理图。据此回答3～4题。
3．图示小区住宅楼的布局呈错位布局的主导因素是( )
A．通风 B．采光
C．地价 D．美观
4．该壁挂式太阳能要在正午太阳高度最低时取得最好的集热效果，则集热器与阳台外墙的夹角度数约为( )
A．15° B．45°
C．35° D．25°
解析：3.B 4.D 第3题，高层楼房对阳光遮挡较强，为更好地采光，住宅楼多采用错位布局的形式，减少楼房之间光线的遮挡，故B正确；住宅楼错位布局对通风、美观影响较小，错位布局与地价无关，故A、C、D错误。第4题，要在正午太阳高度最低时取得最大集热效果，也就是集热器面板与冬至日时正午太阳光线垂直。此时集热器与阳台外墙的夹角应等于冬至日时正午太阳高度。冬至日时北京的正午太阳高度为：H＝90°－(40°＋23°26′)＝26°34′，D最符合。
eq \a\vs4\al([课时跟踪检测])
(2022·日照联考)生活在某城市(30°N,116°E)的李先生，3月21日(周末)这天，从他所在居住楼出发，沿小区的健康步道进行休闲运动(下图)。据此完成1～2题。
1．北京时间6：16时，李先生发现在图示线路某一段，其影子刚好与线路平行且位于其身后，判断他此时正位于图中的位置，以及前进的方向是( )
A．① 向西 B．② 向南
C．③ 向东 D．④ 向南
2．李先生在步道上行走时，发现某时刻的身影长度与身高基本相等，此时北京时间可能是( )
A．8：00 B．9：00 C．10：30 D．10：46
解析：1.C 2.D 第1题，北京时间6：16，李先生所在城市地方时为6时，正是3月21日该城市日出时刻。该日为春分日，日出正东方，根据图中超市位于小区东南，可判断李先生位于③线路，前行方向为向东，日出时影子朝向西方，位于身后且与线路平行，故C正确。第2题，身影长度与身高基本相等，说明此时太阳高度为45°，该地位于30°N,3月21日太阳直射点位于赤道，则该日正午太阳高度为60°。因该日日出为地方时6时，且日出时太阳高度为0，则从地方时6时至12时，6个小时太阳升高了60°，即每小时升高10°，则太阳升高到45°，约为当地时间10：30，因该地位于116°E，则北京时间约为10：46，故D正确。
晓华于北京时间6月14日17时从北京出发，去M地开启16天的深度游，飞行10个小时后于当地时间22时到达，发现M地刚好日落。据此完成3～4题。
3．M地位于( )
A．加拿大 B．挪威
C．俄罗斯 D．法国
4．旅游期间，晓华发现( )
A．日出时间提前 B．正午日影变长
C．出现极昼现象 D．昼长有时相同
解析：3.C 4.D 第3题，由材料可知，晓华的起飞时间为北京时间6月14日17时(东八区)，飞行10小时后，北京时间应为6月15日3时，而M地当地时间为6月14日22时，比北京时间晚5个小时，说明M地位于东三区。加拿大位于西时区，挪威和法国位于东一区，A、B、D错误。俄罗斯位于东三区至东十二区，C正确。第4题，晓华的旅游期间为6月14日至6月30日，旅游期间度过了北半球的夏至日，太阳直射点向北至北回归线再向南移动，日出时间会先提前后延迟。正午日影会先变短后变长。根据M地6月14日的日落时间为22时可知，此时的夜长为4小时，但是日期已经非常接近夏至日了，因此不会出现极昼现象，A、B、C错误。6月14日出发，6月30日结束旅程，其中包括夏至日，所以有可能存在关于夏至日对称的日期，昼长相同，D正确。
如图为山东省某中学教学楼(部分)的顶层示意图。据图完成5～6题。
5．教室以采光好、强光不直接射入为宜，下列教室可能符合此条件的是( )
A．教室1 B．教室2
C．教室3 D．教室4
6．当教室4正午屋内地面光照面积不断增大时，下列叙述可信的有( )
①该地正午太阳高度逐渐减小 ②该地肯定昼短夜长 ③该地昼不断缩短 ④太阳直射点向南移
A．①②③ B．②③④
C．①②④ D．①③④
解析：5.B 6.D 第5题，当地位于北回归线以北，正午太阳位于正南，教室1南边有其他用途房屋等阻挡，采光不好；教室2有走廊阻挡阳光，不会有强光直接射入，且不影响采光；而教室3、4南边没有走廊通道遮挡，正午有强光射入。第6题，教室4正午屋内地面光照面积不断增大时，正午太阳高度不断减小，太阳直射点向南移，该地昼不断缩短。
读某地某时段正午物影变化示意图，完成7～9题。
7．N点日期可能为( )
A．7月6日左右
B．8月7日左右
C．11月7日左右
D．9月6日左右
8．该地纬度最可能位于( )
A．赤道 B．11°34′S
C．11°34′N D．23°26′N
9．若测得某日该地正午太阳高度为55°，则该日可能为北半球( )
A．春分日 B．夏至日
C．秋分日 D．冬至日
解析：7.B 8.C 9.D 第7题，结合图示可知，N、M两点以6月22日为中点呈对称分布，且N位于6月22日之后，据此推知N的日期可能为8月7日左右。第8题，由图可知，该地在M点和N点各有一次直射现象，且出现此现象的时间在夏至前后，说明该地位于北半球北回归线至赤道之间，所以该纬度最有可能位于11°34′N。第9题，结合上题分析，根据本小题信息此时太阳直射点位于南回归线，此时为北半球冬至日。
二十四节气是黄河流域的劳动人民发明的，下表为二十四节气时间表。读表，完成10～12题。
10.下列时段中，地球公转速度最快的是( )
A．寒露至冬至 B．冬至至小寒
C．谷雨至小满 D．夏至至小暑
11．通常情况下，与表中惊蛰(天气转暖，渐有春雷，蛰虫惊醒)、白露(天气渐凉，水土湿气凝而为露)节气相比，武汉实际物候( )
A．惊蛰节气提前、白露节气延后
B．惊蛰节气延后、白露节气提前
C．惊蛰节气延后、白露节气延后
D．惊蛰节气提前、白露节气提前
12．“一朝秋幕露成霜，几份凝结几份阳。荷败千池萧瑟岸，棉白万顷采收忙。”最符合黄河流域该景象的节气是( )
A．春分 B．秋分
C．霜降 D．小雪
解析：10.B 11.A 12.C 第10题，根据所学知识，1月初，地球位于公转轨道的近日点，公转速度最快，四个选项中冬至至小寒日期为12月22日前后到1月5—9日，最接近近日点，公转速度较快，故该题选B。第11题，根据材料二十四节气是黄河流域的劳动人民发明的，适合黄河流域温带季风气候的特点。武汉属于亚热带季风气候，天气转暖比北方早，惊蛰节气提前；武汉天气转凉比北方晚，白露节气延后。故该题选A。第12题，“一朝秋幕露成霜，几份凝结几份阳”意思是天气变凉，气温下降，早晨水汽凝结成霜，水汽是因为有水汽(阳)蒸发升空，遇冷才会凝结，有多少凝结的霜，就有多少水汽(阳)被蒸发，所以该节气为霜降，故该题选C。
喜欢养喜阳植物的小王想买套住房，他看好的楼盘(位于36°34′N)有以下赠送：一楼赠送花园、三楼赠送室内飘窗、六楼赠送露台、顶楼赠送全明阁楼(15层)。据此完成13～15题。
13．下列最适合小王的楼层及原因分别是( )
A．一楼，种植的面积大
B．三楼，气温较高
C．六楼，接收的雨水多
D．顶楼，光照较好
14．某日在该地另一楼盘，小王看好了一楼，但他发现，这天(立冬)正午，前边楼的影子恰好遮住了一楼的窗户。粗略地计算一下，一楼窗户被前楼遮挡的时间大约会持续( )
A．1个月 B．2个月
C．3个月 D．4个月
15．小王最终在该地甲小区入住，夏至日他绘了一幅客厅的素描图，下列符合的是( )
解析：13.D 14.C 15.A 第13题，喜阳植物对光照的需求较高，适合生长在光照条件较好的顶楼，该楼盘顶楼赠送全明阁楼，光照条件最好，故D正确。第14题，根据材料判断该地位于北半球，冬至日物体的影子最长。题干中“恰好”说明立冬这一天一楼窗户正好被前楼遮住，从立冬至冬至大约为一个半月，结合太阳直射点移动特点判断，冬至过后一楼窗户仍然会有一个半月的时间被遮挡，因此一楼窗户被前楼遮挡的时间大约会持续3个月。第15题，据图中钟表刻度可知四张图片均是在接近正午时绘制的，且住宅是南北朝向，该地又位于北回归线以北，故夏至日正午太阳光应该从正南方向照入；夏至日正午太阳高度为90°－(36°34′－23°26′)＝76°52′>45°，因此地上的窗影应该比窗户小一些。综上，选A。
地理环境是房屋建筑规划时需要考虑的重要因素，下表为我国部分地区建筑朝向状况统计表。结合所学知识，完成16～18题。
16.厦门建筑最佳朝向为南偏东5°～10°，其主要原因是( )
A．接收太阳辐射最多
B．冬季冷空气影响最小
C．夏季通风条件最好
D．紫外线杀菌效果最佳
17．夏季，朝向正东的建筑日照时间最长的位于( )
A．厦门 B．银川
C．北京 D．哈尔滨
18．我国各地各朝向建筑的气温状况是( )
A．正南向始终最高
B．正西向始终比正东向高
C．正北向始终最低
D．正西向始终与正东向相等
解析：16.C 17.D 18.B 第16题，结合所学知识分析，厦门纬度低，夏季高温多雨，湿度大，夏季盛行东南风，南偏东5°～10°有助于建筑通风，起到降温除湿的效果，C正确。第17题，夏季，北半球各地东北日出，西北日落。四个城市朝向正东的建筑有日照的时间为从日出到正午。四个城市中，哈尔滨纬度最高，夏季昼长最长，从日出到正午的时间也最长，所以哈尔滨朝向正东的建筑日照时间最长，故选D。第18题，我国各地正西朝向的建筑下午受阳光照射，正东朝向的建筑上午受阳光照射，一天中最高气温出现在午后，正西朝向的建筑下午直接受阳光照射，使室内的热量不断积累，因而气温始终比正东朝向高，B正确，D错误；夏季正西朝向的建筑比正南朝向气温高，A错误；夏季我国低纬度地区正北朝向的建筑日照时间较长，并且不易通风，气温比正南朝向高，C错误。故选B。夏至日
正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减，如图中eq \a\vs4\al(c)折线所示
冬至日
正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减，如图中eq \a\vs4\al(a)折线所示
春、秋
分日
正午太阳高度由赤道向南北两侧递减，如图中eq \a\vs4\al(b)折线所示
北半球节气
达最大值的地区
达最小值的地区
夏至
北回归线及其以北各纬度
南半球各纬度
冬至
南回归线及其以南各纬度
北半球各纬度
春、秋分
赤道
南、北极点
天文四季
夏季
一年中白昼较长、正午太阳高度较大的季节
冬季
一年中白昼较短、正午太阳高度较小的季节
春季、秋季
冬、夏两季的过渡季节
北温带许多国家的四季：3、4、5月为春季，依次类推，每三个月为一个季节
不同地区
主要特点
图示
赤道上
两次最大，春分日和秋分日太阳直射为90°；两次最小，冬至日和夏至日时为66°34′
赤道与北回归线之间的地区
有两次直射现象，两次最大值为90°，一次最小值在12月22日
不同地区
主要特点
图示
北回归线上
一次直射，最大值达90°，在6月22日，一次最小值在12月22日
北回归线与北极圈之间
一次最大值小于90°，在6月22日，一次最小值在12月22日
北极点上
春分至秋分出现极昼，正午太阳高度角大于0°，其中一次最大值在6月22日，秋分至春分出现极夜，正午太阳高度小于0°
第一次
第二次
第三次
60°
50°
40°
春季
日期
夏季
日期
立春
2月3—5日
立夏
5月5—7日
雨水
2月18—20日
小满
5月20—22日
惊蛰
3月5—7日
芒种
6月5—7日
春分
3月20—22日
夏至
6月20—22日
清明
4月4—6日
小暑
7月6—8日
谷雨
4月19—21日
大暑
7月22—24日
秋季
日期
冬季
日期
立秋
8月7—9日
立冬
11月7—9日
处暑
8月22—24日
小雪
11月22—24日
白露
9月7—9日
大雪
12月7—9日
秋分
9月22—24日
冬至
12月22—23日
寒露
10月8—9日
小寒
1月5—9日
霜降
10月23—24日
大寒
1月20—21日
地区
位置
最佳朝向
不宜朝向
厦门
(24.5°N,118°E)
南偏东5°～10°
南偏西25°，西偏北30°
银川
(38.5°N,106°E)
南至南偏东23°
西、西北
北京
(40°N,116°E)
南偏东30°以内，
南偏西30°以内
北偏西30°～60°
哈尔滨
(46°N,126.5°E)
南偏东15°～20°
西、西北、北