2021届高考地理一轮创新教学案：第三讲第10课时太阳高度、四季和五带

第10课时　太阳高度、四季和五带

1.正午太阳高度

(1)由图可知，同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点向南、北两侧递减。

(2)冬至日，太阳直射南回归线，南回归线及其以南地区正午太阳高度达一年中最大值，北半球各纬度地区正午太阳高度达一年中最小值。

(3)春秋分日，太阳直射赤道，赤道上正午太阳高度为90°，两极点正午太阳高度为0°。

(4)夏至日，太阳直射北回归线，北极圈及其以北地区出现极昼现象，北极点的太阳高度为23°26′，此时南极圈的正午太阳高度为0°。

(5)南北回归线之间，每年有两次太阳直射。

2．四季更替

(1)四季的成因：一年中昼夜长短和正午太阳高度的时空变化。

(2)我国传统天文四季

(3)北半球气候统计四季

3．五带的划分

(1)五带成因：年太阳辐射总量从低纬地区向高纬地区有规律地减少。

(2)五带划分

①在图中填写五带名称。

②五带划分的界线是南北回归线和南北极圈。

③热带地区有太阳直射现象，寒带地区有极昼极夜现象。

考点　正午太阳高度

　为了冬季采光，我国在居住区规划设计标准中，对不同纬度带住宅间的合理间距有明确规定。分析下表(表中H是住宅的高度)，回答(1)～(2)题。

(1)表中的4个城市所处纬度从低到高依次是(　　)

A．①②③④  B．①④③②

C．②①③④  D．②③④①

(2)根据表中信息，在北京修建南北两栋20米高的住宅楼，其理论日照间距约为(　　)

A．23米  B．28米  C．37米  D．40米

答案　(1)D　(2)C

1．正午太阳高度的计算

公式：H＝90°－两点纬度差

说明：“两点”是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，则两点纬度差“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：

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°26′S)正午太阳高度：

H＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。

2．正午太阳高度变化规律的应用

(1)确定地方时

当某地太阳高度达一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。

(2)确定房屋的朝向

确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。为了获得更充足的太阳光照，在北回归线以北地区正午太阳位于南方，因此房屋坐北朝南；在南回归线以南地区正午太阳位于北方，因此房屋坐南朝北。

(3)确定当地的地理纬度

当太阳直射点位置一定时，可根据两地纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度。根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度，可判断该地区纬度大小。

(4)判断日影长短及方向

太阳直射点上，物体的影子缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。

日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日日影最长，夏至日最短；南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日日影最长，冬至日最短；南北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南，冬至日朝向正北；直射时日影最短(等于0)。

(5)确定楼间距、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，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为：L＝hcotH。如下图：

(6)计算太阳能热水器的安装角度

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倾角，使太阳光与集热板成直角。

集热板与地面之间的夹角(α)和当天的正午太阳高度(H)互余，即α＋H＝90°时效果最佳。如下图：

(2019·全国Ⅰ卷五省优创名校高三联考)我国各地住宅小区内的很多住户在阳台上安装上下伸缩式晾衣杆，通过调节绳索长度可让晾衣杆上的衣物得到充足的太阳照射。读北京(40°N)一住宅小区某住户阳台上下伸缩式晾衣杆示意图，完成1～2题。

1．某日正午时，该住户阳台晾衣杆绳索长度为1米时，恰好能让衣物全部被太阳照射。该日，太阳直射的纬度约为(　　)

A．5°S  B．5°N  C．0°  D．40°N

答案　A

解析　读图可知，晾衣杆与阳台边缘的水平距离为1米，当晾衣杆绳索长度为1米时，正午太阳高度为45°。北京的纬度为40°N，因而该日太阳直射纬度为5°S，A项正确。

2．在下列城市中的阳台和晾衣杆与图示结构一致的情况下，当地正午时将晾衣杆调节至受光面积最大时，绳索长度最长的是(　　)

A．哈尔滨  B．武汉  C．上海  D．广州

答案　D

解析　正午时太阳从正南方向照射，当绳索长度相同时，正午太阳高度越大，受光面积越小；四个城市中，广州纬度最低，正午太阳高度最大，因而当地正午将晾衣杆调节至受光面积最大时，绳索长度最长，故D项正确。

太阳高度和昼夜长短统计图的判读

　下图中①②③④四条折线表示①②③④四地正午太阳高度的季节变化情况，⑤曲线表示某地昼长随季节变化的情况。读图，回答(1)～(2)题。

(1)关于①②③④四地的分析，正确的是(　　)

A．四地自转线速度的关系是①＞②＞③＝④

B．四地由南向北的排序为③②④①

C．②③两地位于南半球，①④两地位于北半球

D．四地纬度值均在23°26′～66°34′之间

(2)下列四地中，昼长变化与⑤曲线最接近的是(　　)

A．①地  B．②地

C．③地  D．④地

【读图流程】

答案　(1)A　(2)C

【读图技巧】

第一步：判断坐标含义。

横坐标一般表示时间；纵坐标一般表示正午太阳高度、昼长、夜长、影长等。

第二步：判断坐标数值。

一般判断二分二至日正午太阳高度、昼长、夜长、影长，并比较其数值关系。

第三步：判断地理纬度。

根据特殊日期的正午太阳高度、昼长、夜长、影长，比较其数值关系，通过数值计算，可判断各地的地理纬度。地理纬度可以是准确数值，也可以是相对关系。

第四步：获取正确答案。

结合题目得出结论。

(2019·湖北、山东部分重点中学联考)下图为山东省某地停车场示意图，箭头①②③代表二分二至日的正午太阳光线。读图，完成1～2题。

1．下列日期中，正午时能够遮阳车位最多的是(　　)

A．3月1日  B．6月16日

C．9月1日  D．1月1日

答案　B

解析　从图中可以看出夏至日正午遮阳效果最好，所以距夏至日越近正午遮阳效果越好。

2．当太阳光线为①时，该日山东省(　　)

A．正处梅雨季节   B．到处苹果飘香

C．一年中日出最早   D．各地昼夜等长

答案　C

解析　太阳光线位于①时为夏至日，昼长最长，故日出最早。

选择题

(2019·皖中名校联盟联考)某日，在我国南方某中学上学的小郑发现一个奇怪的现象：前几天正午放学，正午太阳还在正南，今天正午放学，正午太阳却在正北了。据此完成1～3题。

1．该中学可能位于(　　)

A．海口  B．济南

C．杭州  D．合肥

答案　A

解析　该地正午太阳方位由正南转为正北，说明该地能出现阳光直射现象，应位于北回归线以南，故A项正确。

2．从理论上说，当地该日日落时太阳的方位是(　　)

A．正西   B．西南

C．西北   D．正南

答案　C

解析　当日太阳直射北半球，日落时，太阳位于西北方向，C项正确。

3．该时间段内，当地学校操场的旗杆正午影长的变化情况是(　　)

A．一直变长   B．一直变短

C．先变短，后变长   D．先变长，后变短

答案　C

解析　正午太阳高度越大，正午影长越短，该时间段内，该地正午太阳高度先变大后变小，因而影长先变短后变长，故C项正确。

某同学于某日正午将一矿泉水瓶放于室外，拍摄图示照片(下图)。读图，完成4～5题。

4．此图可能拍摄于(　　)

A．23.5°N～40°N之间某地

B．23.5°N～23.5°S之间某地

C．40°N～66.5°N之间某地

D．40°S～66.5°S之间某地

答案　B

解析　由图可见，该地正午时没有影子，即当地出现了太阳直射现象。有太阳直射现象的纬度介于南北回归线之间，故B项正确。

5．若此图拍摄于今年6月20日，则此地可能位于(　　)

A．巴西里约热内卢   B．美国纽约

C．英国伦敦   D．我国云南省

答案　D

解析　6月20日，太阳直射点位于北回归线附近，故D项正确。

(2019·宁夏育才中学月考)下图为某游客于2018年6月22日在北京郊区(约40°N)某光伏发电产业园区一角拍摄的照片，该产业园通过租借农田，将农业生产和光伏产业有机结合。据此完成6～7题。

6．拍摄者位于太阳能集热板的(　　)

A．正南方  B．正北方  C．东南方  D．西北方

答案　C

解析　该地区位于北京，为了保证太阳能集热板获得最大太阳辐射，太阳能集热板应朝向正南；结合照片的角度，可以判断拍摄者应位于太阳能集热板的东南方。

7．拍摄当日，太阳能集热板的倾角最接近(　　)

A．17°  B．23°  C．35°  D．49°

答案　A

解析　太阳能集热板与地面的夹角，等于当地纬度与直射点的纬度之差；6月22日太阳直射北回归线，由公式正午太阳高度＝90°－当地纬度＋直射点纬度＝73.5°，由此可知太阳能集热板的倾角＝90°－73.5°＝16.5°，接近17°。

下图为某男士度假时在当地正午前后拍摄的照片，照片上显示的时间为北京时间(提示：一般成年人的身高是脚长的7倍)。据此完成8～9题。

8．当地的正午太阳高度大约为(　　)

A．30°  B．45°  C．60°  D．90°

答案　C

解析　读图可知，影长约为脚长的4倍；据材料可知，成年人的身高是脚长的7倍。设正午太阳高度为H，则tanH＝7/4，故H≈60°，C项正确。

9．该男士度假的地点可能位于(　　)

A．大洋洲北部地区  B．北美洲的西海岸

C．非洲中部刚果盆地  D．亚洲较低纬度地区

答案　D

解析　据材料可知，正午前后拍摄的照片，即拍摄时间为当地地方时12时前后，此时北京时间为15：08，故该地经度是73°E。影长小于身高，由上题正午太阳高度可知该地纬度较低，应在亚洲低纬区，故D项正确。

(2019·宁夏育才中学月考)读我国某地2017年高考时间(北京时间)安排表，回答10～11题。

10．2017年高考期间(　　)

A．太阳直射点南移   B．地球公转速度加快

C．悉尼正午太阳高度减小   D．北京昼长减小

答案　C

解析　2017年高考日期是6月7、8日。太阳直射点在北半球，正在北移；地球公转靠近远日点，公转速度减慢；悉尼正午太阳高度减小；北京昼长增加。

11. 6月7日语文考试结束时，兰州某中学门口指挥交通的交警恰好位于树荫下，其位置最可能类似于右图中的(　　)

A．①位置

B．②位置

C．③位置

D．④位置

答案　A

解析　6月7日语文考试结束时，北京时间是11：30，兰州的经度约105°E，地方时是10：30，太阳位于东南部天空，影子朝向西北方向。兰州某中学门口指挥交通的交警恰好位于树荫下，其位置最可能类似于图中的①位置，A项正确。