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2023年高考地理二轮复习专题01地球运动规律考点03正午太阳高度角学案
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这是一份2023年高考地理二轮复习专题01地球运动规律考点03正午太阳高度角学案，共3页。学案主要包含了高考解密，真题探究，核心精要，变式演练等内容，欢迎下载使用。
正午太阳高度分布和变化规律、正午太阳高度的应用是高考的主要命题点，常以热点事件或生活中常见的现象为切入点，综合考查正午太阳高度的应用；侧重考查考生的综合思维能力和地理实践力。常以选择题的形式呈现。
【真题探究】
（2020年1月浙江高考真题） 月球与八大行星一样作自西向东公转，在地球．上的观测者可以观测到月球、地内行星经过太阳表面的天象，且前者比后者经过日面的时间短。下图为甲地观测到的正午、子夜太阳高度年内变化示意图。完成下面小题。
19．若h为11°，则该地夏至日正午太阳高度为（ ）
A．18° B．23．5° C．29° D．34．5°
【答案】19．C
【分析】
19．甲地夏至日正午、子夜太阳高度均大于0，说明甲地位于北半球且出现极昼。设甲地的纬度为X°，则甲地夏至日正午太阳高度H=90°-（X°-23.5°），子夜的太阳高度h=90-（90°-X°+90°-23.5°），H-h=11°。可知X°=84.5°，代入H=90°-（X°-23.5°）公式，可得H=29°，C正确。故选C。
【核心精要】
正午太阳高度的计算和应用
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“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(23.5°S)正午太阳高度：H＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23.5°)＝56.5°。
2.正午太阳高度规律在生产、生活中的应用
(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＝hct H。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角(H)互余，即α＋H＝90°时效果最佳。如下图：
(7)判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度
一般情况下，由于阳坡正午太阳高度大，得到的光热多，阴坡得到的太阳光热少，因此在相同高度，阳坡温度较高，阴坡温度较低，从而影响到自然带在阳坡和阴坡的分布高度。
这类问题，实际上是利用到太阳高度与影长的关系。影子的位置与太阳的位置相反，影子的长度与太阳高度呈负相关。一天中，物体影子随着太阳高度的变化，先变短，后变长，正午太阳高度是一天中太阳高度最大值时，此时物体影长最短。一年中，正午太阳高度不断变化，正午影长也不断变化。以北回归线以北某纬度为例，夏至日这一天影长达一年中最小值，冬至日这一天影长达一年中最大值。
【变式演练】
（2022·浙江邵外高三阶段练习）某地理兴趣小组在北半球中纬度某地进行天文观测，下图为该地测得的北极星高度。在北京时间12时16分测得当地正午太阳高度。完成下面小题。
7．该地位于赤峰市（42°15′N,118°52′E）的方位（ ）
A．东北B．西北C．东南D．西南
8．通过天文观测，该兴趣小组试图求出北极星光线与当地正午太阳光线之间夹角α的年变化范围，下列选项中正确的是（ ）
A．21.5°至68.5°B．66.5°至90°C．66.5°至113.5°D．90°至113.5°
【答案】7．B 8．C
【解析】7．据图可知该地在北半球测得的北极星地平高度为45°，故当地纬度为45°N，北京时间12点16分测得正午太阳高度，故该地经度为116°E，故该地位于赤峰市西北，B正确，排除ACD。故选B。
8．根据所学该地正午太阳高度角范围为21.5°-68.5°，北极星光线为45°，则与之构成平角的另一个角为135°。当该地正午太阳高度角为21.5°时，α=135°-21.5°=113.5°；当该地正午太阳高度角为68.5°时，α=135°-68.5°=66.5°。故选C。
【点睛】某地正午太阳高度角=90°-丨该地纬度±太阳直射点纬度丨
正午太阳高度分布和变化规律、正午太阳高度的应用是高考的主要命题点，常以热点事件或生活中常见的现象为切入点，综合考查正午太阳高度的应用；侧重考查考生的综合思维能力和地理实践力。常以选择题的形式呈现。
【真题探究】
（2020年1月浙江高考真题） 月球与八大行星一样作自西向东公转，在地球．上的观测者可以观测到月球、地内行星经过太阳表面的天象，且前者比后者经过日面的时间短。下图为甲地观测到的正午、子夜太阳高度年内变化示意图。完成下面小题。
19．若h为11°，则该地夏至日正午太阳高度为（ ）
A．18° B．23．5° C．29° D．34．5°
【答案】19．C
【分析】
19．甲地夏至日正午、子夜太阳高度均大于0，说明甲地位于北半球且出现极昼。设甲地的纬度为X°，则甲地夏至日正午太阳高度H=90°-（X°-23.5°），子夜的太阳高度h=90-（90°-X°+90°-23.5°），H-h=11°。可知X°=84.5°，代入H=90°-（X°-23.5°）公式，可得H=29°，C正确。故选C。
【核心精要】
正午太阳高度的计算和应用
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“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(23.5°S)正午太阳高度：H＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23.5°)＝56.5°。
2.正午太阳高度规律在生产、生活中的应用
(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＝hct H。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角(H)互余，即α＋H＝90°时效果最佳。如下图：
(7)判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度
一般情况下，由于阳坡正午太阳高度大，得到的光热多，阴坡得到的太阳光热少，因此在相同高度，阳坡温度较高，阴坡温度较低，从而影响到自然带在阳坡和阴坡的分布高度。
这类问题，实际上是利用到太阳高度与影长的关系。影子的位置与太阳的位置相反，影子的长度与太阳高度呈负相关。一天中，物体影子随着太阳高度的变化，先变短，后变长，正午太阳高度是一天中太阳高度最大值时，此时物体影长最短。一年中，正午太阳高度不断变化，正午影长也不断变化。以北回归线以北某纬度为例，夏至日这一天影长达一年中最小值，冬至日这一天影长达一年中最大值。
【变式演练】
（2022·浙江邵外高三阶段练习）某地理兴趣小组在北半球中纬度某地进行天文观测，下图为该地测得的北极星高度。在北京时间12时16分测得当地正午太阳高度。完成下面小题。
7．该地位于赤峰市（42°15′N,118°52′E）的方位（ ）
A．东北B．西北C．东南D．西南
8．通过天文观测，该兴趣小组试图求出北极星光线与当地正午太阳光线之间夹角α的年变化范围，下列选项中正确的是（ ）
A．21.5°至68.5°B．66.5°至90°C．66.5°至113.5°D．90°至113.5°
【答案】7．B 8．C
【解析】7．据图可知该地在北半球测得的北极星地平高度为45°，故当地纬度为45°N，北京时间12点16分测得正午太阳高度，故该地经度为116°E，故该地位于赤峰市西北，B正确，排除ACD。故选B。
8．根据所学该地正午太阳高度角范围为21.5°-68.5°，北极星光线为45°，则与之构成平角的另一个角为135°。当该地正午太阳高度角为21.5°时，α=135°-21.5°=113.5°；当该地正午太阳高度角为68.5°时，α=135°-68.5°=66.5°。故选C。
【点睛】某地正午太阳高度角=90°-丨该地纬度±太阳直射点纬度丨
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