正午太阳高度的计算 专项练 2025年高考地理复习备考

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正午太阳高度的计算 专项练
2025年高考地理复习备考
一、单选题
图示意南极中山站（69°22'S，76°22'E）某日太阳方位角和高度角的逐时变化。其中方位角0°（360°）代表正南，90°代表正东，180°代表正北，270°代表正西。完成下面小题。

1．图示太阳高度角10°时太阳朝向（ ）
A．东北 B．正东 C．东南 D．正西
2．当该地太阳方位角为180°时，北京日影朝向（ ）
A．东南 B．东北 C．西南 D．西北
3．该日最可能是（ ）
A．1月1日 B．2月1日 C．3月1日 D．4月1日
城市路灯是城市的重要基础设施和民生工程之一，也是保证市民夜间和起早出行的安全措施之一。北京市（40°N，116°E）某中学地理研究性学习小组发现，校园内南、北两栋教学楼之间的太阳能路灯发电板安装朝向明显不同，甲灯朝南，乙灯朝西。下图为学生手绘的校园局部示意图。读图，完成下面小题。
4．下列关于甲灯和乙灯的太阳能发电板安装朝向不同的原因的叙述，正确的有（ ）
①甲灯距离南楼较远，受南楼遮挡时间较短②乙灯距离南楼较近，受南楼遮挡时间较长
③甲灯西侧植被茂密，上午可获得太阳辐射少④乙灯西侧植被稀疏，下午可获得太阳辐射多
A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
5．城市中心区路灯较少采用太阳能供电的主要原因是（ ）
A．电力供应充足 B．照明需求不大 C．建筑高大密集 D．休憩用地偏多
6．太阳能发电板安装的理想倾角是太阳能发电板年发电量尽可能大，且冬季和夏季发电量差要尽可能小。图中甲灯太阳能发电板最适宜的倾角约为（ ）
A．40° B．50° C．60° D．70°
我国某中学地理研究性学习小组进行野外科考，绘制出考察区域等高线和主要河流图（下左图），并于北京时间2023年6月22日13：20在下右图中丁地测得该地一年中最大太阳高度为89°。据此完成下面小题。

7．丁地的地理坐标是（ ）
A．24.5°N100°E B．22.5°N120°E
C．24.5°N110°E D．22.5°N100°E
8．该研究性学习小组根据相关地质部门资料，绘制出丁到戊的地质统计图（上右图），曲线上各数据表示各测量点对应的地下某相同岩层的埋藏深度（单位：米），则可以判断出沿该剖面线为（ ）
A．背斜山 B．向斜谷 C．背斜谷 D．向斜山
9．下列是该研究性学习小组对该区域的发展提供的参考意见，其中最合理的是（ ）
A．大力发展旱地小麦生产，提高粮食总产量
B．利用水资源丰富的特点，发展立体化农业
C．加强道路基础设施建设，积极发展休憩业
D．加大当地人口生态搬迁，扩大环境承载力
海南省三亚市（18°N，109°E）某中学地理兴趣小组在校内操场进行地理实验。实验步骤包括：夏至日接近正午时，将1米长的竹竿垂直竖立在开阔平坦的操场中；每隔10分钟用记号笔标记出竿影顶端在地面的位置，并记录此刻的手表时间；经过1~2小时的记录，确定竿影长度最短点的位置和手表时间，并测量竿影最短时的长度。据此完成下列小题。
10．观测竿影最短时的时间和竿影长度，通过计算可以获知当地的（ ）
A．地理位置 B．海拔高度 C．白昼时长 D．地貌类型
11．同学们在测量时经常不能准确获取竿影最短时的位置，对此最佳的解决措施是（ ）
A．将两次测量间隔时间缩短为1分钟
B．将标记的点用光滑曲线连接起来确定
C．精准记录手表时刻12时的竿影位置
D．在操场上设置多个1米长竹竿取平均值
12．该日竿影的移动特点是（ ）
①竿影顶端由西南到南再到东南②竿影顶端由西南到北再到东南③旋转角度大于180° ④旋转角度小于180°
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
圭表是我国古代度量日影长度的天文仪器，北京（40°N）古观象台现存有明清时期的铜制圭表。圭身正南正北平置，表杆直立，正午日影恰好能够落在有刻度的圭板上（下图）。读图，完成下面小题。
13．利用北京古观象台圭表进行观测发现，某日表在圭上的投影和表的长度相等，则该日期应介于（ ）
A．2月21日-3月21日 B．6月21日-7月21日
C．8月21日-9月23日 D．11月21日-12月22日
14．劳动节进行观测时，以表为圆心画一个圆周，将日出、日落影子与圆周的交点连成一直线，则（ ）
A．该直线指向南北方向，落于表以北 B．该直线指向东西方向，落于表以北
C．该直线指向南北方向，落于表以南 D．该直线指向东西方向，落于表以南
每年高考前，襄阳五中（32°N，112°E）学子都有祭拜孔子，祈求塘宫折桂金榜题名的传统。孔子雕像面朝正北，所在的杏坛有正东、正西、正南、正北四个入口。下左图为襄阳五中孔子雕像图，下右图为襄阳五中校园地图，据此完成下列小题。
15．高考前6月6日上午课间操，某同学踌躇满志走上杏坛。发现孔子雕像的影子朝向该同学的右前方，则该同学走上杏坛时面朝（ ）
A．尚雅楼 B．西田径场 C．大成广场 D．状元桥
16．回顾在五中难忘的求学时光，有些特殊日期正午时分，孔子雕像高度与影长相等．校园会呈现出独特的美。此时校园中的物候现象最符合下列诗句描述的是（ ）
①二月迎春花盛柳，清香满串荡悠悠②晚来骤雨山头过，栀子花开满院香
③满地翻黄银杏叶，忽惊天地告成功④烟霏霏，雪霏霏。雪向梅花枝上堆
⑤山深未必得春迟，处处山樱花压枝⑥接天莲叶无穷碧，映日荷花别样红
A．①③ B．②⑤ C．③④ D．①⑥
17．某同学观察孔子雕像的岩石，发现其质地坚硬，颗粒粗糙，推论可能为岩浆侵入形成的花岗岩。下列校园中的岩石及特征与孔子雕像岩石相符合的是（ ）
A．致远亭下掇叠而成假山石层理分明 B．新民楼东忧国忧民屈原墙石淡绿亚光
C．升旗台北地砖鱼跃龙门石板状劈理 D．大成广场南侧的博学大成石球状风化
2022年6月5日，神舟十四号载人飞船在酒泉卫星发射中心（40°N，100°E）成功发射升空。航天员乘组将在轨驻留6个月，开展空间站平台维护与照料等相关工作。据此完成下面小题。
18．以下日期中，全球非极昼极夜区日出方位角与神舟十四号载人飞船发射当日最接近的是（ ）
A．1月10日 B．5月17日 C．7月9日 D．12月4日
19．航天员驻留期间，酒泉白昼（ ）
A．先变长、后变短 B．逐渐变长 C．先变短、后变长 D．逐渐变短
20．以下图像中，能够准确反映神舟十四号载人飞船发射当日至霜降（10月23日）期间酒泉和福州（26°N，119°E）两地正午太阳高度的差值（H）变化的是（ ）
A． B．
C． D．
北京时间2024年1月17日（农历初七）22时27分，天舟七号货运飞船在海南省文昌（19.6°N，111°E）航天发射场成功发射，并于北京时间2024年1月18日1时46分，成功对接于空间站天和核心舱。海南省有着数量丰富的海滩浴场，但是浴场附近经常受到离岸流的威胁。据统计，海南有20个离岸流高风险海滩，主要集中分布在岛屿的东南沿海。完成下面小题。
21．天舟七号成功对接于天和核心舱时，以下现象可能发生的是（ ）
A．发射地的夜空可看到西边半圆的月亮
B．全球新的一天的范围约占3/4
C．新奥尔良（30°N，90.5°W）太阳高度接近当日最大
D．南美洲布朗库角（7°S，35°W）日影朝向东南
22．天舟七号货运飞船发射当天，下列叙述正确的是（ ）
A．地球公转速度有加快的趋势
B．刚好出现极夜的地区日出方位在正南
C．法国巴黎（约49°N）正午太阳高度为35°
D．南非德班（约30°S）昼长可达14小时
23．以下关于海南岛离岸流的说法正确的是（ ）
A．落潮时离岸流风险较低 B．离岸流流向多与海岸线平行
C．海滩缺口处离岸流多发 D．东南部海滩离岸流冬季多发
二、综合题
24．“盐光互补”是在保证基本盐业生产性能前提下，实现“水上发电+水面晒盐+水下养殖”的新型高效生产方式。
天津滨海新区（117°E，39°N）的长芦盐场建成世界单体最大的“盐光互补”项目。该地通过排列光伏阵列间距、调整光伏面板坡度，研发配套光伏制氢-储氢等措施，推进盐、光、渔、储产业一体化发展。
(1)某日渤海沿岸发生一次风暴潮，依据气压分布状况在图中画出甲、乙、丙三处的风向。
(2)判断当日受风暴潮影响最严重的是 （甲/乙/丙）处，其成因是： 。
(3)“盐光互补”项目建设选择在长芦盐场的区位因素是（ ）（不定项选择）
A．滩涂面积 B．市场需求 C．劳动力资源 D．科学技术
(4)某研究团队对长芦盐场所在纬度与太阳入射角等参数进行模拟推算，以此设定光伏面板的最佳坡度和光伏阵列的最佳间距：
①从夏至日到冬至日，光伏面板的坡度应不断 （单选：A增大；B减小）；光伏阵列间距应不断 （单选：A增长；B缩短）。
②最终科研团队将长芦盐场的光伏面板坡度设定为17°，增加光伏阵列间距至14米（常规的2倍），其目的最可能是 （单选）
A．节省建设成本；B．减少风浪危害；C．提高发电效益；D．保障综合效益
(5)分析该地区研发光伏制氢—储氢项目对维护国家能源安全的积极作用。
(6)2024年初我国寒潮频发，结合寒潮天气特征推测其对盐田制卤的影响。
参考答案：
1．C 2．B 3．A
1．读图可知，南极中山站出现极昼现象，太阳高度角升至10°时，对应方位角约为45°，根据方位角度数换算，代表的方向是东南。综上所述，C正确，ABD错误，故选C。
2．太阳方位角为180°时即该地太阳位于正北方位时，正值正午时刻，此时北京时间约为15：00，太阳位于北京西南天空，日影朝向东北。综上所述，B正确，ACD错误，故选B。
3．当太阳直射20°38'S时，中山站刚好出现极昼现象，图示该日中山站0时太阳高度大于0°，说明太阳直射点位于20°38'S以南；2月1日、3月1日、4月1日太阳直射点均位于20°38'S以北，因此该日最可能是1月1日。综上所述，B、C、D错误，A正确，故选A。
4．B 5．C 6．A
4．太阳能发电板安装朝向主要受日照时间影响，目的是尽可能获得更多的太阳辐射。北京位于我国北方地区，属于北半球，太阳光主要从偏南方向照射；甲灯距离南楼较远，受南楼遮挡时间较短，朝南获得太阳辐射较多，乙灯距离南楼较近，阳光被遮挡时间长，朝南获得太阳辐射较少，①②正确；读图可知，甲灯西侧植被茂密，下午可获得太阳辐射少，③错误；乙灯西侧植被稀疏，朝西遮挡物较少，下午可获得更多的太阳辐射，④正确。综上所述，B正确，ACD错误。故选B。
5．太阳能路灯受天气影响大，阴雨天气，太阳辐射少，发电量低，电力供应会出现不稳定的情况，A错误；城市中心区人口密集，经济活动频繁，对照明需求大，B错误；城市中心区建筑高大密集，因此需要照明的范围广，且对照明灯的亮度要求高，因此需要照明灯的电力供应稳定，而太阳能供电并不稳定，因此城市中心区较少采用，C正确；城市中心休憩用地少，D错误。故选C。
6．根据所学知识可知，太阳能发电板安装的理想倾角是和当地正午太阳高度角互余。根据材料中，要求太阳能发电板年发电量尽可能大，且冬季和夏季发电量差要尽可能小，因此太阳能发电板的安装倾角考虑太阳直射赤道附近，正午太阳高度H=90°－纬度差=90°－40°=50°，进而计算出太阳能发电板的最佳倾角约为90°－50°=40°，A正确，BCD错误。
7．A 8．C 9．C
7．读图文并结合所学知识，北京时间2023年6月22日13：20在丁地测得一年中最大太阳高度角为89°，全年没有直射现象，丁地位于北回归线以北，6月22日太阳直射北回归线，该地最大太阳高度角为89°，根据正午太阳高度换算规律可推导出丁地纬度为24.5°N。其次，一天中太阳高度最大为地方时12点，而此时北京时间13：20，因此该地比东八区时间晚1小时20分，则丁地位于100°E。综上所述，A对，排除BCD。故选A。
8．根据剖面上等高线数值可知为谷地，A、D错；再根据图5中各观测点同一岩层的埋藏深度可以计算出各观测点岩层的海拔高度，丁点为1300米，向右依次为1600~1700米、1600~1700米、1400米、1300米，戊点为1280米，画出图形可知该剖面上岩层向上隆起为背斜（如下图） 。综上所述，丁—戊剖面线为背斜谷。综上所述，C对，排除ABD。故选C。
9．根据经纬度位置和等高线数值判断，该地位于云贵高原地区。云贵高原喀斯特地貌广布，地形破碎，易水土流失，导致土壤贫瘠甚至石漠化，因此最适宜保护性开发，加强道路基础设施建设，发展以旅游、疗养为主的休憩业，C对；该地位于我国的西南云贵高原，亚热带季风气候，并不适宜大力发展旱地小麦生产，A错；当地多喀斯特地貌，地表水缺乏，B错；加大当地人口生态搬迁，利于保护环境，不能扩大环境承载力，D错。故选C。
10．A 11．B 12．B
10．兴趣小组观测到竿影最短时的时间，为当地的地方时12点，此刻的手表时间为北京时间（120°E的地方时），根据时差换算规律，通过计算可以获知当地的经度；又根据“1米长的竹竿”及兴趣小组观测到的竿影长度，通过相关计算可得到正午太阳高度；兴趣小组观测到竿影最短时的时间为当地的地方时12点，此时为夏至日，太阳直射北回归线，根据以上信息，通过正午太阳高度计算公式：H正=90°-纬度差（太阳直射点纬度与当地纬度之差），通过计算可以获知当地的纬度。综上所述，观测竿影最短时的时间和竿影长度，通过计算可以获知当地的地理位置，A对，排除BCD。故选A。
11．由于太阳视运动轨迹是一个完整的弧形，所以如果不考虑其它因素，竿影顶端的移动轨迹在地面上也应该是一条光滑的曲线，所以通过将标记的点用光滑曲线连接起来来确定竿影最短时的位置，简单且最具有操作性。所以同学们在测量时经常不能准确获取竿影最短时的位置，对此最佳的解决措施是将标记的点用光滑曲线连接起来确定，B对，排除ACD。故选B。
12．夏至日三亚市日出东北，中午太阳在北，日落西北，所以该日竿影顶端由西南到南再到东南，且竿影旋转角度小于180°，B对，排除ACD。故选B。
13．A 14．D
13．根据题干信息可知，某日表在圭上的投影和表的长度相等，说明该日正午太阳高度是45°。北京位于40°N，说明该日太阳直射南半球，根据正午太阳高度的计算方法，该日太阳直射点的纬度位置是: 90°-40°-45°=5°(S)。因为太阳直射点的移动速度是3个月移动纬度范围是23°26'。从赤道到5°S，一个月大约移动8°，移动5°大约要20天。太阳直射赤道的日期是春分日、秋分日，春分日是3月21日前后，秋分日是9月23日前后，由此判断,，2月21日-3月21日与此时光照情况相符，故A正确；6月21日-7月21日、8月21日-9月23日，太阳直射北半球，BC错误；11月21日-12月22日，太阳直射在大约16°S-23°26'S，D错误。所以选A。
14．劳动节是5月1日，太阳直射北半球，日出东北方向，日出时刻的影子朝向西南方向，日落西北方向，日落时刻的影子朝向东南方向。根据题干信息描述，以表为圆心画一个圆周，该日日出、日落的影子与圆周的交点连成一直线，该直线指示东西方向，并且位于表的南侧，D选项正确，ABC选项错误。故选D。
15．B 16．A 17．D
15．依据题干信息，高考前6月6日上午课间操可知，此时太阳位于襄阳的东南天空，则雕像的影子朝向西北方向，东西南北四个方位皆可走上杏坛，依据题干信息：孔子雕像的影子朝向该同学的右前方，则应该从东侧的方位走向杏坛，此时学生面朝西田径场方向，B正确，排除ACD。故选B。
16．依据题干中雕像和影子长度相同，可以推论出则该日正午太阳高度为45°，结合题干中襄阳纬度，根据太阳高度计算公式：H=90°-纬度差，可以推论出太阳直射点位于13°S，则一年中有两个日期，太阳位于13°S，通过太阳直射点移动规律计算可以推论出月份为11月中和2月初，结合校园的物候变化可以推论出，此时应该是银杏叶黄，腊梅绽放，迎春花开的时间，但诗句中傲雪腊梅的景象在襄阳的11月很难见到，①③正确，排除④；栀子花开在3-7月，樱花开放位于春季，荷花在夏季，排除②⑤⑥。故选A。
17．结合所学知识，致远亭下掇叠而成假山石层理分明，为沉积岩，排除A；新民楼东忧国忧民屈原墙石为绿砂岩，淡绿亚光，排除B；升旗台北侧地砖金榜题名石为板岩，板状劈理，排除C；大成广场南侧的博学大成石为花岗岩，球状风化是花岗岩典型的特征。雕刻孔子像的岩石为花岗岩，两处为同一类岩石，D正确。故选D。
18．C 19．A 20．D
18．2022年6月5日，神舟十四号载人飞船在酒泉卫星发射中心（40°N，100°E）成功发射升空，太阳直射北半球，全球除极昼，极夜区以外，均是东北日出，西北日落。1月10日和12月4日，太阳直射南半球，全球除极昼，极夜区以外，均是东南日出，西南日落，AD错； 5月17日和 7月9日，太阳直射北半球，但7月9号距离夏至日大约17天，2022年6月5日距离夏至日也是17天，说明7月9号和6月5日太阳直射在同一纬度，这两日日出方位角最接近，B错C对。故选C。
19．太阳向哪个半球（南、北）移动，哪个半球的昼将变长，夜将变短；且纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大。2022年6月5日发射卫星，航天员乘组将在轨驻留6个月，为2022年6月5日-2022年12月5日，太阳直射点先直射北半球，向北移动，酒泉白昼变长，夏至日以后到12月5日，太阳直射点向南移动，酒泉白昼变短，排除BCD；A符合题意，故选A。
20．正午太阳高度角计算公式，既H=90 -|当地纬度±直射点纬度｜，H代表当地正午太阳高度，当地纬度指所要求某地的纬度，直射点纬度是指此时直射点所在的纬度，如果当地纬度与直射点纬度在同一半球用减号，若在不同半球用加号，然后取绝对值。2022年6月5日发射卫星，由前面公式可知，两地都位于北回归线以北地区，正午太阳高度差值为两地的纬度差，因此始终为14°，排除ABC；D符合题意，故选D。
21．C 22．B 23．C
21．天舟七号成功对接时，发射地文昌（19.6°N，111°E）的地方时为1∶10，而1月18日为农历初八，月相为上弦月，出现在上半夜，此时月亮已经在地平线以下了，是看不到月亮的，A错；天舟七号成功对接于天和核心舱时，此时北京时间1月18日1时46分，也就是东八区区时（120°E地方时），可知此时东七区是1月18日0时46分，即全球新的一天是东七区向东到东十二区，共有5.5个时区，约占全球24个时区的1/4，B错；新奥尔良（30°N，90.5°W）地方时为11∶44，太阳高度接近一天中最大值，C对；布朗库角（35°W，7°S）地方时为15∶26，而1月18日太阳直射点的纬度约为17°S，布朗库角正午太阳方位在正南，15∶26时太阳方位在西南，日影朝向东北，D错。故选C。
22．1月17日，地球公转远离近日点，速度有减慢的趋势，A错；此日，太阳直射点的纬度约为17°S，约73°N的地区刚好位于极夜边界，正午日出，太阳方位在正南，B对；此日，法国巴黎（49°N）正午太阳高度约25°，C错；南非德班（30°S）在12月22日昼最长，约为14小时(20°最长昼长是13时13分，40°最长昼长是14时51分），故1月17日昼长小于14小时，D错。故选B。
23．落潮时，潮水方向远离海岸，更易发生离岸流，A错；离岸流是一股射束似的狭窄而强劲的水流，它以垂直或接近垂直于海岸的方向向外海流去，B错；海滩缺口处，海底比两侧地势低，在离岸风影响下，海水离岸速度更快，更容易产生离岸流，C对；海南岛冬季盛行东北风，其东南部位于向风岸，不易产生离岸流，D错。故选C。
24．(1)
(2) 乙处 乙处位于迎风岸，风浪更大
(3)ABD
(4) A A D
(5)利用光伏制氢，相较于光伏发电更加稳定，保障我国能源供需的削峰填谷；氢能属于清洁能源，可优化我国的能源结构，促进我国能源领域碳达峰、碳中和；研发氢储能可提升我国的能源储备能力，保障我国能源安全。
(6)不利影响：寒潮带来的大风，破坏盐体的结晶；带来雨雪天气，稀释卤水；低温、卤水池结冰使蒸发减弱等。
有利影响：寒潮过境时的大风天气有利于蒸发；过境后的晴好天气有利于晒盐；冰面下的卤水浓度更高，加快制卤进度等。
（1）在渤海沿岸发生风暴潮的情况下，根据气压分布状况，我们可以推断出甲、乙、丙三处的风向。首先，根据等压线分布，我们可以确定高压和低压区域，并推断出风从高压吹向低压的基本方向。然后，考虑地转偏向力的影响，风在北半球会向右偏转。如图所示：
（2）风暴潮影响最严重的地点：乙处；由上题可知，乙处位于迎风岸，风浪更大；甲丙位于背风地带，风暴潮影响小。
（3）长芦盐场拥有大片滩涂，这为光伏阵列的建设提供了足够的空间；A正确；周边地区经济发达，对电能的需求量大，B正确；光伏技术是实现“盐光互补”项目 的关键，D正确；劳动力资源对盐光互补影响小，C错误，故选ABD。
（4）光伏面板坡度:从夏至日到冬至日，太阳高度角逐渐减小。为了更有效地接收太阳辐射，光伏面板的坡度应逐渐增大，以更好地匹配太阳入射角。 光伏阵列间距：随着太阳高度角的减小，光伏阵列的阴影会变得更加明显。为了保证每个光伏阵列都能接收到足够的阳光，它们之间的间距需要逐渐增长，以减少阴影的影响。光伏阵列之间的距离拉得更长，可以将光伏板对水面的遮挡，以及对盐业生产的影响降到最低。盐光互补”电站的每一块光伏面板的坡度是精确设计到17°，而一般大部分光伏电站设计的面板坡度在30°至40°左右：这样设计的主要原因在于，通过对一年四季太阳运行的轨迹来观察，光伏面板17°的坡度对水面的遮挡是最小的。综合两方面看，其目的是在保障发电的前提下，保证盐田生产受的影响减少到最小，从而达到综合效益的最大化，D正确。节省建设成本不是主要目的，A错误；风浪对光板的影响少，B错误；这样的布局减少发电量，C错误，故选D。
（5）利用光伏制氢－－储氢，可以根据电网的需求选择发电或储氢，相较于光伏发电更加稳定，保障我国能源供需的削峰填谷；氢能属于清洁能源，可优化我国的能源结构，减少温室气体的排放，促进我国能源领域碳达峰、碳中和；研发氢储能可提升我国的能源储备能力，提高能源的利用率，保障我国能源安全。
（6）本题应从有利影响和不利影响两个方面分析：不利影响：寒潮带来的大风，破坏盐体的结晶；带来雨雪天气，稀释卤水，影响水分蒸发；低温、卤水池结冰使蒸发减弱等。有利影响：寒潮过境时的大风天气有利于蒸发；过境后的晴好天气有利于晒盐；寒潮来临后，气温降低，利于海水结冰，海水结冰会析出盐分，使海水盐度升高，加快制卤进度。
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