2024届高考地理知识学案与训练：正午太阳高度的变化（含答案）

2024届高考地理：正午太阳高度的变化
典例剖析
读某日全球各纬度正午太阳高度分布图,完成1~2题。
1.这一天是(　　)
A.3月21日前后 B.6月22日前后 C.9月23日前后 D.12月22日前后
2.这一天之后(　　)
A.南极圈内极昼范围将扩大 B.赤道地区的正午太阳高度将增大
C.赤道地区的白昼将变长 D.热带的范围将缩小
【答案】1.D　2.B
【解析】1.读图可知,这一天南回归线上的正午太阳高度为90°,即太阳直射23°26'S,所以这一天是12月22日前后。
2.这一天是12月22日前后,太阳直射点在南回归线上,南极圈内是极昼,之后南极圈内的极昼范围将缩小;太阳直射点将向北移,距离赤道越来越近,赤道地区的正午太阳高度将增大;赤道地区全年昼夜平分;热带的范围由黄赤交角的大小决定,并不随太阳直射点的移动而改变。
考点分析
一、正午太阳高度及变化规律
1.基本概念
（1）太阳高度是指太阳光线与地平面的夹角。
一天中，日出后太阳高度逐渐增大，正午时达最大值。之后，太阳高度逐渐减小。
其中正午的太阳角度称正午太阳高度，是一天中最大的太阳高度 。
（2）正午太阳高度的纬度分布规律
二分日：太阳直射赤道，正午太阳高度从赤道向南北两侧递减。
北半球夏至：太阳直射北回归线，正午太阳高度从北回归线向南北两侧递减。
北半球冬至：太阳直射南回归线，正午太阳高度从南回归线向南北两侧递减。
二、正午太阳高度的计算与应用
1.计算太阳高度角
正午太阳高度可以按公式 H = 90°- |φ - δ| 计算，其中 H 为正午太阳高度， φ为当地纬度， δ为太阳直射的纬度（当地夏半年取正值，冬半年取负值）。
例如：北京（40°N）夏至日和冬至日正午太阳高度分别为夏至日： H = 90°- | 40°- 23°26’| = 73°26’
冬至日： H = 90°- | 40°- （ - 23°26’）| = 26°34’
2.正午太阳的方向
在南北回归线之间，一年内正午太阳有时在南方，有时在北方。在北回归线以北的地区，全年正午太阳都在南方。
在南回归线以南的地区，全年正午太阳都在北方。
3．日出、日落方位的确定
（1）太阳直射北半球，全球各地太阳从东北升起，在西北落下（极昼、极夜区除外）。
（2）太阳直射南半球，全球各地太阳从东南升起，在西南落下（极昼、极夜区除外）。
（3）太阳直射赤道，太阳从正东升起，在正西落下（极点除外：北极点正南日出，正南日落；南极点正北日出，正北日落）。
4.正午太阳高度的应用
(1)确定地方时
一天中太阳高度达最大时，地方时为12时；春、秋分时，太阳高度为0°的地方地方时为6时或18时；任何一天赤道上太阳高度为0°的地方地方时为6时或18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，房屋多朝南；南回归线以南地区，房屋多朝北。
(3)推断正午日影长短
正午太阳高度越大，日影越短；正午太阳高度越小，日影越长。
(4)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。
(5)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，冬至日我国某地，最小楼间距L＝h·cotH。
(6)计算太阳能热水器安装角度
①热水器的倾角：太阳能热水器的倾角α等于该地与太阳直射点所在地的纬度差。
例如，北纬40°在夏至日时太阳能热水器与地面的倾角应该调整为40°－23°26′，在冬至日时倾角应该调整为40°＋23°26′。
②一年内调整的幅度：等于所在地正午太阳高度的年变化幅度。
考法训练
下图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度，读图完成1－2题。
1．四地按地球自转线速度由大到小排列，依次是（ ）
A．甲乙丙丁 B．丙丁甲乙
C．乙丙丁甲 D．丁甲乙丙
2．四地自南向北排列，依次是（ ）
A．甲乙丙丁 B．丁乙丙甲 C．甲丙丁乙
下图为海口某栋住宅楼(约20°N,110°E)二至日北京时间8时和16时的日影。据此完成第3~4题。
3.图中①②③④最可能表示夏至日8时日影的是(　　)
A.① B.② C.③ D.④
4.该栋住宅楼日影变化最小的时间段出现在(　　)
A.夏至日8:00—12:00 B.夏至日12:00—16:00 C.冬至日8:00—12:00 D.冬至日12:00—16:00
我国某公司职员于2019年9月28日10：00赶到公司办公楼前，准备参加长约4个小时的生产工作会议。下图为此时公司露天停车场空余车位和太阳光照状况图。据此完成5－6题。
5．该公司办公楼可能位于（ ）
A．新疆喀什（39.5°N，76°E）
B．山东青岛（36°N，120.5°E）
C．四川成都（30.5°N，104°E）
D．黑龙江鸡西（45°N，131°E）
6．若此时只剩下4个停车位（如图所示），为尽量避免会议期间汽车被太阳照射，最理想的车位是（ ）
A．①车位 B．②车位 C．③车位 D．④车位
北京颐和园十七孔桥，在每年的某几天傍晚都会出现“金光穿洞”吸引了众多的摄影爱者和游客。下左图是颐和园公园简图，下右图是“金光穿洞”景观图。据此完成7－8题。
7．推测颐和园十七孔桥出现“金光穿洞”美景的时间最可能是（ ）
A．春分前后 B．夏至前后 C．秋分前后 D．冬至前后
8．出现“金光穿洞”美景期间，北京（ ）
A．日落西南 B．日出东北 C．白昼较长 D．昼夜等长
读某地某时段正午物影变化示意图，完成9～11题。
9. 图中N点日期可能为
A.5月6日左右 B.8月7日左右 C.11月7日左右 D.2月6日左右
10. 该地纬度最可能位于
A.赤道 B.11.5°S C.11.5°N D.23.5°N
11. 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
下图为我国某省会城市某日的日出日落(视运动轨迹图)时刻图(北京时间)，读图，完成12～13题。
12．该城市所在省区的简称是(　　)
A．琼 B．新 C．川 D．黑
13．当日，若在该城市一空旷操场上垂直于地面立一木杆，木杆顶端日影运动轨迹正确的是(　　)
下图为北回归线上某学校室外篮球场，图甲为某同学日常练习投篮的球场及投篮点示意图，图乙为该球场篮板侧视图。据此完成14～15题。
14．若仅从面光投篮会降低投篮命中率角度考虑，该同学在夏半年晴朗的早上6：00投篮命中率最低的地点是(　　)
A．① B．② C．③ D．④
15．篮板上沿正午投影为M位置时的节气最可能为(　　)
A．春分 B．夏至 C．秋分 D．冬至
为了冬季采光，居住区规划设计标准对不同纬度带的住宅间的合理间距有明确规定。分析表1（表中H是住宅的建筑高度）。读表，回答16～18题。
我国部分城市住宅的日照间距
16．表中的四个城市所处纬度从低到高依次是（ ）
A．①②③④ B．①④③② C．②①③④ D．②③④①
17．冬至日，四个城市中白昼最长的是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
18．根据表中信息，在北京修建两栋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
某日，小李在某地（110°E，40°N）广场游玩时，发现广场平面图中的指向标模糊不清（图a）。他通过观测广场石柱影子的长度和方向（图b），确定了平面图的指向标。据此完成19－20题。
19．该广场平面图的指向标应该是图c中的（ ）
A．① B．② C．③ D．④
20．一周后的相同时刻，小李再次测量发现该石柱的影长变长，则第二次观测日期可能在（ ）
A．2月16日前后 B．5月8日前后 C．8月20日前后 D．11月10日前后
21．下图太阳光照图中ED为晨线,读图回答下列问题。
（1）图中表示的节气为___, 判断依据是___。
（2）该日过后,太阳直射点的移动方向为向___移动;此后3个月内,北半球各地昼夜长短的特点及变化趋势是__。
（3）此时北京时间为___,赤道上属于白昼的经度范围是___。
（4）图中A．B两地正午太阳高度较大的是___日落较早的是____,昼夜长短变化幅度较大是___。
（5）太阳能热水器是人们在生活中常用的设备,由于太阳直射点的运动,不同日期,同一地点的正午太阳高度变化较大,为使地处40°N华北地区的太阳能热水器最大限度的利用太阳光能,图示日期应将太阳能热水器的真空管平面与楼顶地面间的夹角a度数调整为___。
1.C2.B3.B　4.B5.C6.A7.A 8.D9. B 10. C 11.D12．B　13.C14．D　15.B16．D 17．B 18．C19．B 20．C
21.（1）冬至 北极圈及其以北地区出现极夜现象 （2）北 昼短夜长，随着太阳直射点的不断北移，昼长逐渐变长，夜长逐渐变短 （3）15时20分 自20°W经线向东至160°E经线（或20°W—0°—160°E） （4）A B B （5）63°26′