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2024届高考地理二轮专题复习与测试第一部分专题一地球运动规律考点3正午太阳高度的变化（附解析）
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这是一份2024届高考地理二轮专题复习与测试第一部分专题一地球运动规律考点3正午太阳高度的变化（附解析），共5页。试卷主要包含了掌握正午太阳高度的三大规律，掌握正午太阳高度的两大应用，夏至日，当地太阳视运动轨迹是等内容，欢迎下载使用。
命题视角：正午太阳高度的变化及其应用
(2022·广东卷)2021年10月16日，神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，将我国3名航天员顺利送入距离地表约400 km的中国空间站。2022年4月16日，航天员安全返回地球。据此，完成1～2题。
1．符合航天员驻留期间空间站绕太阳运动角速度大小变化的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
2．驻留期间，酒泉卫星发射中心发射塔与广州市区广州塔两地每天正午太阳高度的差值( )
A．先变大后变小
B．先变小后变大
C．持续不断变大
D．始终保持不变
[思维过程]
第1题，
第2题，
[解析] 第1题，根据开普勒第二定律地球绕日公转，近日点(1月初)角速度大，远日点(7月初)角速度慢，空间站绕日公转也符合开普勒第二定律，从2021年10月16日－2022年1月初(近日点，角速度最大)－2022年4月16日，空间站绕太阳运动角速度变化为先变快后变慢，①符合题意。第2题，正午太阳高度角变化取决于某地与直射点之间的距离变化。驻留期间，假设太阳直射点为α，酒泉卫星发射中心纬度为X，广州塔纬度为Y，正午太阳高度角之差为H，当太阳直射点在南半球时，H＝90°－(α＋X)－[90°－(α＋Y)]＝Y－X；当太阳直射点在北半球时H＝90°－(X－α)－[90°－(Y－α)]＝Y－X；由公式推导可得，驻留期间两地正午太阳高度角的差值为两地的纬度差，这是恒定的值。
[答案] 1.A 2.D
1．解答正午太阳高度类题目的思维流程
2．突破正午太阳高度的三大判断技巧
(1)分布看“远近”——远小近大。
距离直射点所在的纬线越近，正午太阳高度越大；反之，正午太阳高度越小。
(2)变化看“移动”——来增去减。
太阳直射点向某地所在的方向移来时，该地的正午太阳高度逐渐增大；太阳直射点远离某地时，该地的正午太阳高度逐渐减小。
(3)位置看“数值”——关注最值。
3．掌握正午太阳高度的三大规律
(1)对称规律：以太阳直射的纬线为对称轴，在其南北对称分布的纬线上，正午太阳高度相等。
(2)相等规律：极点的太阳高度(包括正午太阳高度)等于直射点的纬度。
(3)互余规律：出现极昼、极夜的最低纬度与直射点纬度互余。
4．掌握正午太阳高度的两大应用
(1)计算楼间距、楼高：为了更好地保证各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。以我国为例，如下图，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/tanH。
(2)计算太阳能热水器的角度：为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的夹角，使太阳光与受热板成直角。其夹角α和正午太阳高度H的关系：α＋H＝90°。
(2023·湛江一模)下表为二分二至日前后甲、乙两城市正午太阳高度的变化统计表。据此，完成1～2题。
1.甲、乙两城市的纬度差值为( )
A．18° B．24° C．38° D．44°
2．某城市的夜晚时间与乙城市白昼时间相等，则该城市的经纬度位置可能是( )
A．44°N，175°E B．44°S，70°W
C．46°S，175°E D．46°S，70°W
解析：第1题，根据表中信息，可以判断出甲乙两地在夏至日正午太阳高度角最大，在冬至日正午太阳高度角最小，因此可以判断出甲乙两城市位于北半球。由于某地某时的太阳高度角(H)＝90°－(当地纬度－太阳直射点纬度)。北纬为正，南纬为负。根据正午太阳高度的计算公式可知，两地的正午太阳高度差为两地的纬度差。所以由表可知，甲、乙城市的纬度差为18°。所以A项正确，B、C、D项错误。故选A。第2题，根据正午太阳高度的计算公式可知，乙城市位于44°N，由于纬度数值相同，南北相反的两点一地的夜晚时间与另一地的白昼时间相同，所以44°S纬线上的任何城市的夜长均与乙城市昼长相等，所以则该城市的经纬度位置可能是44°S，70°W，所以B项正确。A、C、D项错误。故选B。
答案：1.A 2.B
(2023·江苏南通期末)我国某城市中学生结合观测资料，绘制出该地二至日正午太阳光线示意图(下图)，角α、β相差40°。据此，完成3～5题。
3．该城市可能是( )
A．海口 B．北京 C．南通 D．广州
4．该地正午太阳高度年变化幅度为( )
A．20° B．40° C．43.5° D．47°
5．夏至日，当地太阳视运动轨迹是( )
解析：第3题，正午太阳光照只能在正南或正北方位，如图中的太阳光线在二至日分别从正南和正北照射而来，当太阳直射点位置在当地以北时，正午太阳方位是正北；当太阳直射点位置在当地以南时，正午太阳方位是正南；因为我国属于北半球，所以在夏至日时正午太阳在正北，在冬至日时正午太阳在正南，这说明当地纬度在南北回归线之间，四个选项中只有海口在南北回归线之间，A项正确，B、C、D项错误。故选A。第4题，由于海口在热带范围内，年内正午有太阳直射现象，所以年内最大正午太阳高度为90°，太阳高度角在β时为夏至日，∠β＝90°－(23.5°－海口纬度)；太阳高度角在α时为冬至日，∠α＝90°－(23.5°＋海口纬度)；由∠β－∠α＝40°，可知海口纬度为20°N，所以冬至日正午太阳高度角∠α＝90°－(23.5°＋20°)＝46.5°，而冬至日时是海口年内最小正午太阳高度角，故该地正午太阳高度年变化幅度为90°－46.5°＝43.5°，C项正确，A、B、D项错误。故选C。第5题，夏至日全球除极昼夜地区，都日出东北，日落西北，A图日出正东，日落正西，应为二分日，A项错误；夏至日全球除极昼夜地区，都是日出东北，日落西北，且海口20°N位于北回归线以南，海口夏至日正午太阳方位应在正北，B图符合要求，B项正确；夏至日全球除极昼夜地区，都是日出东北，日落西北，C图日出东南，日落西南，应为北半球冬半年，C项错误；海口夏至日正午太阳方位应在正北，D图正午太阳方位在正南，D项错误。故选B。
答案：3.A 4.C 5.Bc城市
春分日
夏至日
秋分日
冬至日
甲城市
64°
87.5°
64°
40.5°
乙城市
46°
69.5°
46°
22.5°
命题视角：正午太阳高度的变化及其应用
(2022·广东卷)2021年10月16日，神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，将我国3名航天员顺利送入距离地表约400 km的中国空间站。2022年4月16日，航天员安全返回地球。据此，完成1～2题。
1．符合航天员驻留期间空间站绕太阳运动角速度大小变化的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
2．驻留期间，酒泉卫星发射中心发射塔与广州市区广州塔两地每天正午太阳高度的差值( )
A．先变大后变小
B．先变小后变大
C．持续不断变大
D．始终保持不变
[思维过程]
第1题，
第2题，
[解析] 第1题，根据开普勒第二定律地球绕日公转，近日点(1月初)角速度大，远日点(7月初)角速度慢，空间站绕日公转也符合开普勒第二定律，从2021年10月16日－2022年1月初(近日点，角速度最大)－2022年4月16日，空间站绕太阳运动角速度变化为先变快后变慢，①符合题意。第2题，正午太阳高度角变化取决于某地与直射点之间的距离变化。驻留期间，假设太阳直射点为α，酒泉卫星发射中心纬度为X，广州塔纬度为Y，正午太阳高度角之差为H，当太阳直射点在南半球时，H＝90°－(α＋X)－[90°－(α＋Y)]＝Y－X；当太阳直射点在北半球时H＝90°－(X－α)－[90°－(Y－α)]＝Y－X；由公式推导可得，驻留期间两地正午太阳高度角的差值为两地的纬度差，这是恒定的值。
[答案] 1.A 2.D
1．解答正午太阳高度类题目的思维流程
2．突破正午太阳高度的三大判断技巧
(1)分布看“远近”——远小近大。
距离直射点所在的纬线越近，正午太阳高度越大；反之，正午太阳高度越小。
(2)变化看“移动”——来增去减。
太阳直射点向某地所在的方向移来时，该地的正午太阳高度逐渐增大；太阳直射点远离某地时，该地的正午太阳高度逐渐减小。
(3)位置看“数值”——关注最值。
3．掌握正午太阳高度的三大规律
(1)对称规律：以太阳直射的纬线为对称轴，在其南北对称分布的纬线上，正午太阳高度相等。
(2)相等规律：极点的太阳高度(包括正午太阳高度)等于直射点的纬度。
(3)互余规律：出现极昼、极夜的最低纬度与直射点纬度互余。
4．掌握正午太阳高度的两大应用
(1)计算楼间距、楼高：为了更好地保证各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。以我国为例，如下图，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/tanH。
(2)计算太阳能热水器的角度：为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的夹角，使太阳光与受热板成直角。其夹角α和正午太阳高度H的关系：α＋H＝90°。
(2023·湛江一模)下表为二分二至日前后甲、乙两城市正午太阳高度的变化统计表。据此，完成1～2题。
1.甲、乙两城市的纬度差值为( )
A．18° B．24° C．38° D．44°
2．某城市的夜晚时间与乙城市白昼时间相等，则该城市的经纬度位置可能是( )
A．44°N，175°E B．44°S，70°W
C．46°S，175°E D．46°S，70°W
解析：第1题，根据表中信息，可以判断出甲乙两地在夏至日正午太阳高度角最大，在冬至日正午太阳高度角最小，因此可以判断出甲乙两城市位于北半球。由于某地某时的太阳高度角(H)＝90°－(当地纬度－太阳直射点纬度)。北纬为正，南纬为负。根据正午太阳高度的计算公式可知，两地的正午太阳高度差为两地的纬度差。所以由表可知，甲、乙城市的纬度差为18°。所以A项正确，B、C、D项错误。故选A。第2题，根据正午太阳高度的计算公式可知，乙城市位于44°N，由于纬度数值相同，南北相反的两点一地的夜晚时间与另一地的白昼时间相同，所以44°S纬线上的任何城市的夜长均与乙城市昼长相等，所以则该城市的经纬度位置可能是44°S，70°W，所以B项正确。A、C、D项错误。故选B。
答案：1.A 2.B
(2023·江苏南通期末)我国某城市中学生结合观测资料，绘制出该地二至日正午太阳光线示意图(下图)，角α、β相差40°。据此，完成3～5题。
3．该城市可能是( )
A．海口 B．北京 C．南通 D．广州
4．该地正午太阳高度年变化幅度为( )
A．20° B．40° C．43.5° D．47°
5．夏至日，当地太阳视运动轨迹是( )
解析：第3题，正午太阳光照只能在正南或正北方位，如图中的太阳光线在二至日分别从正南和正北照射而来，当太阳直射点位置在当地以北时，正午太阳方位是正北；当太阳直射点位置在当地以南时，正午太阳方位是正南；因为我国属于北半球，所以在夏至日时正午太阳在正北，在冬至日时正午太阳在正南，这说明当地纬度在南北回归线之间，四个选项中只有海口在南北回归线之间，A项正确，B、C、D项错误。故选A。第4题，由于海口在热带范围内，年内正午有太阳直射现象，所以年内最大正午太阳高度为90°，太阳高度角在β时为夏至日，∠β＝90°－(23.5°－海口纬度)；太阳高度角在α时为冬至日，∠α＝90°－(23.5°＋海口纬度)；由∠β－∠α＝40°，可知海口纬度为20°N，所以冬至日正午太阳高度角∠α＝90°－(23.5°＋20°)＝46.5°，而冬至日时是海口年内最小正午太阳高度角，故该地正午太阳高度年变化幅度为90°－46.5°＝43.5°，C项正确，A、B、D项错误。故选C。第5题，夏至日全球除极昼夜地区，都日出东北，日落西北，A图日出正东，日落正西，应为二分日，A项错误；夏至日全球除极昼夜地区，都是日出东北，日落西北，且海口20°N位于北回归线以南，海口夏至日正午太阳方位应在正北，B图符合要求，B项正确；夏至日全球除极昼夜地区，都是日出东北，日落西北，C图日出东南，日落西南，应为北半球冬半年，C项错误；海口夏至日正午太阳方位应在正北，D图正午太阳方位在正南，D项错误。故选B。
答案：3.A 4.C 5.Bc城市
春分日
夏至日
秋分日
冬至日
甲城市
64°
87.5°
64°
40.5°
乙城市
46°
69.5°
46°
22.5°
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