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师夷之长技以制夷:高考地理必备考点之正午太阳高度角

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2020-11-22 02:57
tags:正午太阳高度角计算公式

农村养殖致富-云朵英文

2020年11月22日发(作者:卜泰)
正午太阳高度角
一、考纲透析
1.通过读图能正确分析正午太阳高度角变化的规律;
2.牢记正午太阳高度角计算的公式;
3.能用正午太阳高度的计算原理,解决生活中的实际问题,如确定楼间距、调整太阳能热水器的倾角等 。
二、体验高考
(2011年高考文综)下图为某地住宅建筑冬夏正午日照示意图。完成1~2题。


1.该地可能是( )
A.刚果盆地 B.撒哈拉沙漠南缘
C.巴西高原 D.北美洲五大湖地区
2.仅考虑地球运动,图示窗户、屋檐搭配对室光热的影响有( )
①利于夏季遮阳、冬季采光
②冬至到春分,正午室的日照面积逐渐增大
③春分到夏至,正午屋檐的遮阳作用逐渐增强
④利于减少室能源消耗
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
(2007年文综)我国某校地理兴趣小组的同学, 把世界上四地年正午太阳高度变化及方向绘成简图(图3)。回答
3~4题。


3.可能反映学校所在地正午太阳高度年变化及方向的是
A.① B.② C.③ D.④
4.当②地正午太阳高度达到最大时
A.地球公转速度较慢
B.其他三地正午太阳所在方向不同
C.该学校所在地天气炎热
D.太阳在地球上的直射点将北返
三、自建基础
1.太阳高度角
(1)太阳高度角的概念: 与 之间的夹角。

昼半球的等太阳高度线分布图
(2)某日太阳高度的全球变化规律
由 向 递减,直至晨昏圈上为 °,
呈 分布。
(3)某日某地太阳高度日变化
日出时,太阳高度为 ;日出以后,太阳高度 ;
(地方时 点),太阳高度达最大;正午以后,
太阳高度 ;日落时,太阳高度为 。
南北极点的太阳高度在一天中 (极夜除外)。
2.正午太阳高度角
(1)正午太阳高度角的概念:一天中太阳高度最 值出现在 ,称为正午太阳高度角。
(2)纬度变化规律
同一时刻,正午太阳高度自 所在纬线向南北两侧递减。

例:冬至日从 向南北两侧递减。
(3) 季节变化规律
夏至日, 及其 地区达一年中最大值, 半球达年最小值。
冬至日, 及其 地区达一年中最大值, 半球达年最小值。
即 什么时间离太阳直射点 ,什么时间正午太阳高度就 ;什么时间太阳直射点向该地
接近,什么时间该地太阳高度就 ;反之,则相反。
3.正午太阳高度的计算
(1)图解法

当太阳直射点位于N时,求M地正午太阳高度。
①过M点作太阳直射点光线的 。
②连接M和地心并延长,作其垂线,即地平面,则H即为 。
③H=90°-
(2)公式法
一地正午太阳高度的大小,可以用下面的公式来计算:H=90°- 。
公式中H为正午太阳高度,φ为所求地点地理纬度,永远取 值,δ为直射点纬度,当地
半年取正值, 半年取负值。
【特别提醒】 利用图示法非常便捷
如图所示:当太阳直射B点(10°N)时,A点(40°N)正午太阳高度是:


HA=90°- 弧AB =90°- =
当太阳直射B点(10°N)时,C点(23°26′S)正午太阳高度是:
HC=90°-弧BC =90°- =
四、总结提高
1.利用正午太阳高度确定地方时或当地的地理经度;
当某地太阳高度达到一天中的最大值时,就是一天的正午时刻,此时该地的地方时为12时。
例:某地理兴趣小组利用测影子长短的方法来测量我校的经度,发现一天中某直立竹竿的影子在时间12:24时 最短,
请问我校所在的经度是多少?(114°E)
2.利用正午太阳高度确定当地的地理纬度;
当太阳直射点位置一定时,如果我们能够知道当 地的正午太阳高度,就可以根据“某地与太阳直射点相差多少
纬度,正午太阳高度就相差多少度”的规律 ,求出当地的地理纬度。
例:我国一位中学生在某一天观测太阳高度的变化,当他在P点测到太阳高度 最大值出现时,刚好是时间12时40
分,此时的太阳高度h=36°34′,若当天为冬至日,这位中 学生的经纬度位置是?(30°N,110°E)
3.利用正午太阳高度确定房屋的朝向;
为了获得最充足的太照,各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。北回归线以北的地区,正午时太阳位于南方,房屋朝向南方;南回归线以南的地区,正午时太阳位于北方,房屋朝向北方。
4.利用正午太阳高度确定日影长短及方向;
(1)日影的长短
结论:正午太阳高度角越大,日影越短。直射时影长为零。
(2)正午日影的朝向
位于直射点以北地区,正午日影朝北;位于直射点以南地区,正午日影朝南。(南北极点除外)
结论: 北回归线以北地区,一年中正午人影始终朝北,南回归线以南地区正午人影始终朝南,南北回归线之间的地
区,正午人影在:直射点在该地以南时候朝北,直射点在该地以北时候朝南。
讨论: 分析(40°N)一年之正午日影的朝向是( 正北 ),
日影长短变化的规律是:冬至日最长,夏至日最短。
分析悉尼(33°S)一年之正午日影的朝向是( 正南 ),
日影长短变化的规律是:冬至日最短,夏至日最长。
5.利用正午太阳高度确定楼距和楼高;
计算原理:tanH=hL L:楼间距 H:正午太阳高度 h:楼房高度

对于北回归线及其以北地区来说,只要冬至日不被挡住 的话,全年就不会被挡住。对于南回归线及其以南地区,只
要夏至日不被挡住,全年就不会被挡住。 < br>例:在(40°N)楼高为h的楼房北侧新建一楼房,要使新楼房底层全年正午都能见到,则两楼之间的距 离应不小
于?( hcot26.5°)
6.利用正午太阳高度调整太阳能热水器的倾角;
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,使太与受热板之间成直角。其 倾角和正
午太阳高度角的关系为α+h=90°(如图乙)。

例:小明通过研究发 现当太阳能热水器集热板和太线垂直时吸收效果最好。为此他对原来太阳能热水器的固定支架
进行了改装 ,变为可调节的支架,以便在每天正午时达到与太线垂直。请问:北纬30°某地太阳能热水器集热板和
地面的夹角在冬至日和夏至日分别应为多少?(冬至日:53°26′ 夏至日:6°34′)
7.利用正午太阳高度判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度
一般情况下,由于向阳坡正午 太阳高度大,得到的光热多,背阳坡得到的太热少,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。
8.【技巧点拨】正午太阳高度的年变化幅度
在 南北回归线之间的地方,其正午太阳高度的年变化幅度ΔH=23°26′+Φ(Φ为当地纬度);在回归线与极 圈之
间的地方,其正午太阳高度的年变化幅度恒为46°52′;从极圈到极点之间的地方,其正午太阳 高度年变化幅度从
46°52′逐渐降低至23°26′,任一纬度Φ的正午太阳高度年变化幅度ΔH= 90°-Φ+23°26′。

五、精题砺剑


Ⅰ、基础自测
1.某学校地理兴趣小组外出考察, 如图3—6,在a地正午太阳高度最大时,用测角器测当地的地理纬度,此时学生
手表指针为18时20 分(时间),a的地理位置坐标为( )

A.21°E,36°34′S B.25°E,53°26′N
C.21°E,53°26′S D.25°E,36°34′N
(112°E,350°N)一学生对太阳能热水器进行了改造(如图 3—7),把热水器装在一个大玻璃箱中,并将支架
改造成活动方式。据此回答2~4题。

2.9月23日,为使热水器有最好的效果,调节支架使热水器吸热面与地面的夹角为( )
A.23°26′ B.35° C.66°34′ D.55°
3.下列地区中,使用太阳能热水器效果最好的是( )
A. B. C. D.吐鲁番
4.当热水器的吸热面与地面夹角调节到最大值时( )
A.南太平洋漂浮的冰山较多
B.松花江正值第一次汛期
C.黄土高原上流水的侵蚀作用最为强烈
D.澳大利亚农田中的小麦开始返青
5. 图3—8中四条曲线分别表示A、B、C、D四地,6月22日太阳高度的全天变化情况,据此判断下列各选项中 ,
对四地纬度位置的说法与图示情况相符合的是( )
① A.23°26′N
② A.90°N
③ A.0°
④ A.23°26′N

B.46°52′N C.66°34′N
B.66°34′N C.23°26′N
B.23°26′N C.90°N
B.46°52′N C.90°N
D.90°N
D.0°
D.66°34′N
D.66°34′N
图3—9是我国某地6月22日太阳高度的日变化示意图(未考虑海拔等因素)。据此回答6~7题。

6.该地的地理坐标为( )
A.30°N,90°E B.16°52′N,105°E
C.23°26′N,120°E D.36°52′N,150°E
7.此地最高气温一般出现在时间( )
A.12:00 B.13:00 C.14:00 D.16:00
8.如 图3—2所示的日期,下列地点:(39°54′N),新加坡(1°N),(23°26′N),(20°N) ,正午太阳高度角从大到
小排列正确的是( )

A.新加坡、、、
B.、、、新加坡
C.、、、新加坡
D.、、新加坡、
9.北纬38° 一开阔平地上,在楼高为H的楼房北面盖新楼,欲使新楼底层全年太线不被遮挡,两楼距离不小于( )
(90°-38°) (90°-38°-23.5°)
(90°-38°) (90°-38°-23.5°)
读某地正午太阳高度年变化情况图,回答10~11题。
10.该地位于( )
A.南半球温带地区 B.北回归线以北地区
C.0°~23.5°N之间 D. 0°~23.5°S之间
11.图中P点表示的这一天( )
A.太阳直射南回归线 B.北半球纬度越高昼越长
C.太阳直射赤道 D.地球公转速度最慢
12.读图3—10,图中ED为昏线,读后回答下列问题。


(1)此时太阳直射点的地理坐标是 。
(2)A、B两地正午太阳高度角较大的是 ,A、B两地日出较早的 。
(3)此时赤道上昼的围是 。
(4)为使地处32°N的太阳能 热水器最大限度地利用太能,这一天应将太阳能热水器的真空管平面与楼顶之间的夹
角α调整为 。
13.夏至日时间下午1时整,我国某中学地理兴趣小组在某地观测到旗杆的影长最短,并测得太线 与地平面的夹角
约为73.5°。完成下列要求
(1)该地的纬度是________,经度是________。
(2)图12是四幅该日 太阳高度日变化曲线图,其中与当地情况相符的图是________(填代号)。

( 3)时间下午3时,该兴趣小组在该地借助太阳的位置用手表确定正南方向(表面朝上)。下图所示四种方法中< br>正确的是________(填代号)。

Ⅱ、能力提升
1.下图为地球公转轨道示意图。地球从甲运行到乙期间,的正午太阳高度( )

A.逐渐减小 B.逐渐增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
下图中①②③为地球上某时刻太阳高度等值线。据此回答2~3题。

2.该日,地球上昼长达最大值的地区是( )
A.北半球 B.北回归线
C.北回归线及其以北地区 D.北寒带
3.②线的太阳高度值是( )
A.23.5° B.47°
C.43° D.66.5°
下图为北半球 某地一年正午太阳高度不同值出现的频次图(实线和黑点代表实际存在),下表为我国夏半年各节气太
阳 直射点的纬度统计表。读图和表,完成4~6题。



4.该地纬度为( )
A.3°26′N B.10°N
C.20°N D.23°26′N
5.该地夏至日正午太阳高度值在一年出现的频次为( )
A.1次 B.2次
C.3次 D.4次
6.下列时段与该地出现正午太阳高度频次最大时段相吻合的是( )
A.春分至立夏 B.芒种至小暑
C.小满至夏至 D.小暑至处暑

tan 35°≈0.7 tan 45°=1 tan 60°≈1.732

7.房地产开发商在某城市(北纬30 度)建造了两幢商品住宅楼(图3—3),某个居民买到了北楼一层的一套房子,
于春节前住进后发现正 午前后太线被南楼挡住,请问房子一年中正午太线被南楼挡住的时间大约是( )
A.1个月 B.3个月 C.6个月 D.9个月
8.为使北楼所有朝南房屋在正午时终年都能被太阳照 射,那么在两幢楼间距不变的情况下,南楼的高度最高约为
( )
A.20米 B.30米 C.40米 D.50米
9.读图,某经线上有一点M,虚线为过M点地面 垂直线,L
1
、L
2
分别是二至日正午太线。当角α、β之差小于6°
时,M点的纬度围是( )
A.3°N~3°S
B.6°N~17.5°N
C.3°N~17.5°N或3°S~17.5°S
D.17.5°S~23.5°S或17.5°N~23.5°N
下图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。读图回答10~11题。


10.四地按地球自转线速度由大到小排列,依次是( )
A.甲、乙、丙、丁 B.乙、丙、丁、甲
C.丙、丁、甲、乙 D.丁、甲、乙、丙
11.四地自北向南排列,依次是( )
A.甲、乙、丙、丁 B.甲、丙、丁、乙
C.丁、乙、丙、甲 D.甲、丙、乙、丁
12.根据下列资料回答问题,日晷是古代的 一种测时工具,其测时原理是利用太阳照射下,物影的移动来指示时间。
日晷由晷盘和晷针组成,可分为 赤道日晷、地平日晷等不同种类。赤道日晷晷盘应与地球赤道平行。晷针要垂直穿
过晷盘中心,并指向正 北、正南方向。晷针针影在晷盘上移动的角度与太阳在天空中移过的角度是一致的。

某科技馆(29°36′N,106°00′E)拟建造一座赤道日晷。请完成下列问题。
(1)此科技馆位于________。(填写正确项的字母)
A.市 B.市 C.市 D.市
(2)在安装日晷时,首选选择一块平坦 的地方安放日晷底座。晷盘与底座水平面的夹角应为_______。[来源:学_
科_网]
(3)当晷针影恰好在晷针的正下方时,当地时间为_________时。
(4)冬至日,当晷针影恰好与晷针正下方的刻度线重合时,此地的太阳高度角是________。
13.下图中①②③④四条曲线分别代表北半球夏半年某日四地的太阳高度日变化过程(图中h为一已知 量)。读图,
回答下列问题。
(1)②表示的地点是________,判断理由是
_________________________________________________ _______________________
______________________。
该地夏半年正午太阳高度值h的变化围是________。

(2)这一天,太阳直射点的纬度是________。
(3)四地中,发生极昼现象的是_ _______地。这一天发生极昼现象的地区是________________。
(4)④表示的地方是________,判断理由是
_________________ __________________________________________________ _____
________________________________________ ________________________________。
(5)该日③、④两地的正 午太阳高度数值H
1
为________,H
2
为________。
(6)四地的纬度按从高到低排列,正确的是( )
A.④①③② B.④③①②
C.②①③④ D.②③①④
【参考答案】
体验高考:1-4 DCCD
自建基础:1.(1)太线 地平面 (2)直射点 四周 0° 同心圆 (3)0° 增大 正午 12
减小 0° 不变
2.(1)大 正午(2)太阳直射点
南回归线 (3)北回归线 以北 南 南回归线 以南 北 近 大 增大
3.(1) 平行光线 正午太阳高度角 (φ-δ)
(2)|φ-δ| 正 夏 冬
【特别提醒】(40°-10°) 60° (10°+23°26′) 56°34′
基础自测:
1-5 BDCA2 6-11 ADCDDA 12.(1)23°26′N,110°W (2)A B (3)160°E~180°~20°W (4)
8°34′ 13.(1)39°56′(40°)N 105°E
(2)b (3)a
能力提升:1-5 BACCC 6-11 BCBABD 12.(1)B (2)60
o
24′ (3)12时 (4)36
o
58′
13. (1)北极点 北半球夏半年北极点每天正午太阳高度整日几乎不变 0°纬(90-h)°及其以北地区 (4)赤道 赤道上终年昼夜平分
(5)2h° (90-h)° (6)D

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