高中地理湘教版 (2019)选择性必修1 自然地理基础第二节 地球的公转课文配套课件ppt

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基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
一、正午太阳高度的变化1.太阳高度与正午太阳高度
(1)太阳高度(甲图):太阳光线与　　　　　之间的夹角。在____________　　　　　　　　　　上,太阳高度为90°;在　　　　　　　　　　上,太阳高度为0°。 (2)正午太阳高度(乙图):一天中太阳高度　　　　　　出现在正午,称为正午太阳高度。 
2.正午太阳高度的变化规律(1)纬度变化:正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧递减。
二、正午太阳高度的计算公式:H=90°-两点　　　　　 说明:“两点”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。
例如: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(23.5°S)正午太阳高度H=90°-BC纬度差=90°-(10°+23.5°)=56.5°。
易错易混 太阳高度、太阳直射、正午太阳高度的对比①太阳高度:太阳入射光线与观测者所在地平面的夹角。②太阳直射:太阳入射光线与观测者所在地平面的夹角为90°时的情况。③正午太阳高度:一天中太阳高度的最大值。④太阳高度为90°的时间和地点条件:时间为当地正午(地方时为12时),地点为太阳直射点所在地。
图表点拨 教材第14页图1-15“二分日全球正午太阳高度和昼长分布”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。
要点笔记 太阳直射点位置的确定(1)纬度:太阳直射点所在的纬线。(2)经度:地方时为12:00的经线,即太阳直射点所在的经线。例:夏至日,当北京时间为13:00时,求太阳直射点的地理坐标。夏至日太阳直射北回归线,当北京时间为13:00时,地方时为12:00的经线为105°E,故太阳直射点的地理坐标为(23.5°N,105°E)。
连线生活 从改善住宅采光条件方面考虑,我国南北方地区楼间距有何差异?
思维提升 特殊纬度的正午太阳高度:①赤道的正午太阳高度与直射点的纬度互余。②恰好出现极昼的纬度,其正午太阳高度等于两倍的直射点纬度。③极点地区太阳高度一天不变,等于太阳直射点的纬度。
提示 由于北方地区的正午太阳高度相对南方地区较小,为使楼房较低楼层获得较好的采光,北方地区楼间距一般应大于南方地区。
判断正误(1)在晨昏线(圈)上,太阳高度为0°。(　　)(2)同一纬线上各地正午太阳高度相等。(　　)(3)冬至日,正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。(　　)(4)夏至日时,北回归线及其以北地区正午太阳高度达到一年中的最大值,正午太阳高度达到一年中最小值的纬度范围是南回归线及其以南地区。(　　)
解析 夏至日时,北回归线及其以北地区正午太阳高度达到一年中的最大值,正午太阳高度达到一年中最小值的纬度范围是南半球各纬度。
探究点一　正午太阳高度的变化规律
建造建筑物,不得违反国家有关工程建设标准,妨碍相邻建筑物的通风、采光和日照。下图为济南在二分二至日的正午太阳高度示意图。
结合材料探究:(1)材料中描述的影响建筑物采光和日照的主要因素是什么?
提示 正午太阳高度。
(2)材料中,①②③分别表示哪一天的正午太阳高度?其中,决定济南楼间距大小的是哪一个?这一天,全球正午太阳高度的变化规律是怎样的?
提示 ①表示夏至日,②表示春分日和秋分日,③表示冬至日。其中,③决定济南楼间距的大小。冬至日,全球正午太阳高度自南回归线向南北两侧递减。
正午太阳高度的变化规律(1)纬度变化。
[2023·重庆万州开学考]下图示意地球上四地年内正午太阳高度变化及正午太阳方向。据此完成1~2题。
1.四地中有可能表示北京的是(　　)A.①B.②C.③D.④2.在不影响采光的情况下,四地中楼间距可相对较小的是(　　)A.①B.②C.③D.④
解析 第1题,读图分析,①地年内正午太阳高度最大值为90°,正午太阳位于正南方的时间较位于正北方的时间略长,可知①地位于赤道和北回归线之间,且靠近赤道;②地年内正午太阳高度大于0°,小于90°,且正午太阳始终位于正南方向,可知②地位于北回归线和北极圈之间,大致位于北半球中纬度;③地年内正午太阳高度最大值为90°,并且正午太阳始终位于正北方向,可知③地位于南回归线;④地年内正午太阳高度最小值为0°,并且正午太阳始终位于正北方向,可知④地位于南极圈。北京位于北半球中纬度,故选B。第2题,楼高一定时,正午太阳高度越大,楼间距越小。由上题分析可知,四地中,①地纬度最低,在不影响采光的情况下,楼间距可相对较小。故选A。
[2023·山东济宁期末]下图中Ψ为太阳能板与水平面的夹角,太阳能板可调节。据此完成3~4题。
3.若Ψ与所在地纬度相等,图示各地太阳能板均获得最好的集热效果,则该日太阳直射(　　)A.0°B.4°NC.22°ND.23.5°S
4.在Ψ从12.5°减小到0°的过程中,达尔文的太阳能板集热效果始终保持最好,此时段山东(　　)A.昼夜长短变化幅度减小B.日出方位从正东变为东南方向C.枣庄昼长比济南昼长短D.各地的正午太阳高度逐渐增大
解析 第3题,如果太阳能板获得最好的集热效果,则太阳能板与地面的夹角与正午太阳高度互余,若Ψ与所在地纬度相等,则当地纬度Ψ=90°-H,当地正午太阳高度H=90°-|δ-Ψ|,其中δ为太阳直射点的纬度,则Ψ=90°-[90°-|δ-Ψ|],由此得出δ=0°,故太阳直射赤道。第4题,为保证最大集热效率,太阳能集热板要与正午太阳高度保持垂直,因此正午太阳高度与集热板和地面的夹角互余。为保证达尔文的太阳能板集热效果始终保持最好,在Ψ从12.5°减小到0°的过程中,达尔文的正午太阳高度增大至90°,达尔文位于12.5°S,此时段太阳直射点从赤道向南移动至12.5°S,北半球的山东昼夜长短的变化幅度增大;太阳直射点在赤道时,山东日出正东,太阳直射点在南半球时,山东日出东南;此时段太阳直射点从赤道向南移动至12.5°S,太阳直射点位于南半球时,北半球纬度越高昼越短,枣庄昼长比济南昼长长;此时段太阳直射点逐渐南移,山东距太阳直射点的纬度距离逐渐增大,山东各地的正午太阳高度逐渐减小。
探究点二　黄赤交角及其影响
《城市居住区规划设计标准》中指出住宅建筑的间距应符合相关规定,如Ⅴ、Ⅵ气候区冬至日日照时数不应低于1小时,对特定情况,还应符合下列规定:老年人居住建筑日照标准不应低于冬至日日照时数2小时;在原设计建筑外增加任何设施不应使相邻住宅原有日照标准降低,既有住宅建筑进行无障碍改造加装电梯除外;旧区改建项目内新建住宅建筑日照标准不应低于大寒日日照时数1小时。
(2)我国制定的《城市居住区规划设计标准》中某些建筑气候区对住宅接受日照时间的最低标准,为什么要以冬至日来衡量?
(3)在北京购买商品住宅时,如果想验证开发商关于“全年都可见到阳光”的销售宣传语的真实性,我们应选择在什么时间去看房?
结合材料探究:(1)在我国的大部分地区,楼高一定的情况下,室内的采光状况与楼间距有何关系?
提示 我国大部分地区都位于北回归线以北,楼高一定的情况下南北方向上的楼间距越小,室内的采光时间越短;反之则越长。
提示 冬至日时我国各地的正午太阳高度达到一年中的最小值。
提示 选择在冬至日前后去看房。
正午太阳高度的应用(1)确定地方时。某地太阳高度达到一天中的最大值时,此时日影最短,当地的地方时是12时。(2)确定房屋的朝向。北回归线以北地区,正午太阳位于南方,房屋朝南;南回归线以南地区,正午太阳位于北方,房屋朝北。(3)判断日影长短及方向。正午太阳高度越大,正午日影越短;正午太阳高度越小,正午日影越长,且日影方向背向太阳。
(4)太阳能热水器的安装。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,如下图所示,α+H=90°时效果最佳。
在集热板(真空管)的倾角α与正午太阳高度H互余的情况下,太阳能热水器的热能利用率最高。为了更有效地利用太阳能,从理论上讲集热板的倾角α应随季节的变化进行调节。
(5)室内采光。一般情况下,正午太阳高度越大,照射到房间里的面积越小,即夏季照射面积小,冬季照射面积大。北回归线以北的地区,太阳光线正午从南窗射入;南回归线以南的地区,太阳光线正午从北窗射入。
(6)确定地理纬度。根据正午太阳高度计算公式可计算出当地地理纬度。
(7)推算楼间距。纬度较低的地区,楼间距较小;纬度较高的地区,楼间距较大。如下图所示,我国某地,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=h·ct H。
1 正午太阳方位(1)太阳直射点以北地区,正午时太阳位于观测地的正南方;太阳直射点以南地区,正午时太阳位于观测地的正北方。极昼、极夜地区除外。(2)太阳直射点所在纬线,正午时太阳位于观测地的正上方。2 正午日影朝向及长短变化(1)正午日影朝向取决于太阳直射点的位置。太阳直射点以北地区,日影朝北;太阳直射点以南地区,日影朝南。(2)正午日影长度由太阳直射点向南北两侧递增。(3)太阳直射点处,正午日影与物体本身重合。(4)利用正午太阳高度计算垂直物体的正午日影长度公式:影长=物体长度×ct H(H为当地正午太阳高度)。
[2023·黑龙江牡丹江阶段练习]武汉(30°N)某同学对传统的太阳能热水器进行改造(如图),将太阳能热水器集热板装在一个大玻璃箱里,并将热水器的支架改造成活动形式。据此完成1~2题。
1.冬至日正午,为使热水器受热最多,需调节活动支架,使热水器集热板与地面的夹角为(　　)A.23.5°B.36.5°C.53.5°D.66.5°2.为了充分利用太阳能,尽可能使一年内正午太阳光线与集热板保持垂直,集热板与地面夹角的调整幅度为(　　)A.23.5°B.30°C.47°D.60°
解析 第1题,冬至日正午,太阳直射南回归线,根据正午太阳高度公式,计算武汉的正午太阳高度是36.5°。正午太阳高度和集热板与地面的夹角互余,所以,热水器集热板与地面的夹角为53.5°。故选C。第2题,30°N的地方,冬至日,集热板与地面的夹角最大,为53.5°;夏至日,根据正午太阳高度公式可得武汉的正午太阳高度为83.5°,集热板与地面的夹角最小,为6.5°。故一年中集热板与地面夹角的调整幅度为53.5°-6.5°=47°。故选C。
我国某公司高管于2023年2月25日10:00赶到公司办公楼前,准备参加约2个小时的紧急会议。下图为此时公司露天停车场空余车位和太阳光照状况。读图,完成3~4题。
3.此时刻在该城市,下列地理现象最可信的是(　　)A.办公楼影子将会逐渐变长B.太阳位于东南方天空C.一天中办公楼影子最短D.一天中气温最高
4.如图所示,会议结束时最有可能被太阳照射到的车位是(　　)A.①车位B.②车位C.③车位D.④车位