2020版高考地理总复习课件：第一单元第5讲第2课时正午太阳高度变化规律课件（人教版版）（35张PPT）

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第 2 课时　正午太阳高度变化规律 【例 1 】 　 (2019· 湖北重点学校联考 ) 图 1 中 N 为北极点， A 、 M 、 B 位于地球表面， NP 为经线， NM 的球面最短距离为 2 553 km 。若在 M 地垂直立竿，则图 2 中 MM′ 所示日照竿影朝向正确的是 ( 　　 ) 图 2 A. 甲 B. 乙 C . 丙 D . 丁 考点一　正午太阳高度的变化规律 图 1 [ 尝试自解 ] 　 ________ [ 审题能力培养 ] 第 1 步　从文字材料中获取信息 由材料中 N 为北极点可知 M 在北半球；由 NM 的球面最短距离为 2 553 km 可求 M 地纬度 为 。 67°N 第 2 步　从图示材料中获取信 息 答案　 D 正南 西南 正北 正北 1. 正午太阳高度的空间 ( 纬度 ) 变化规律 2. 正午太阳高度的年变化规律 回归线之间 正 午太阳高度最大值为 90° ，每年有两次太阳直射现象，即一年中有两个正午太阳高度最大值 回归线上 正 午太阳高度最大值为 90° ，一年中只有一次太阳直射现象，即一年中只有一个正午太阳高度最大值 回归线至极点之间 正午太阳高度最大值小于 90° ，一年中只有一个正午太阳高度最大 值 3. 正午太阳高度的几点特殊规律 ( 1) 同线相等规律：同一纬线上正午太阳高度相等。 ( 2) 对称规律：以太阳直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线，正午太阳高度相等。 ( 3) 近大远小规律：距太阳直射点所在纬线越近，正午太阳高度越大，反之越小 。 (2019· 大连联考 ) 下图为 6 月 22 日与 12 月 22 日地球表面四地正午太阳高度。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 解析　 图中丙地夏至日的正午太阳高度为 90° ，说明丙地在 23°26′N 上；乙地冬至日正午太阳高度大于夏至日，且冬至日正午太阳高度接近 90° ，推断出乙地在 0° ～ 23°26′S 之间且接近 23°26′S ；甲地夏至日正午太阳高度大于冬至日，且冬至日正午太阳高度很小 ( 低于 10°) ，得出甲地在 23°26′N 以北， 66°34′N 以南，且距离 66°34′N 较近；同理推出丁地在 23°26′S 以南， 66°34′S 以北，且距离 66°34′S 较近。所以四地自北向南依次为：甲、丙、乙、丁。 答案　 D 素养一　 区域认知： 正午太阳高度变化与分布规律判断 1. (2014· 全国卷 Ⅱ ， 4) 总部位于江苏徐州 ( 约 34°N ， 117°E) 的某企业承接了甲国 ( 下图 ) 价值 7.446 亿美元的工程机械订单。 据此完成下题。 2011 年 6 月 21 日，该订单的首批产品从徐州发货。这一日，徐州与甲国首都相比 ( 　　 ) A. 徐州的正午太阳高度较高 B. 徐州的白昼较短 C. 两地正午物影方向相同 D. 两地日出方位角相同 解析　 本题主要考查地球运动的地理意义。根据图文材料可知，徐州纬度约为 34°N ，甲国首都纬度约为 10°N 。 6 月 21 日，太阳直射点位于北回归线附近，正午太阳高度大致由北回归线向南、北两侧递减。由于徐州与北回归线的纬度差较小，故徐州的正午太阳高度较高， A 项正确；此日，北半球纬度越高，昼越长， B 项错误；徐州与甲国首都分别位于太阳直射纬线的两侧，故正午物影方向相反， C 项错误；由于徐州与甲国首都纬度不同，故两地日出方位角不同， D 项错误。 答案　 A 素养二　 综合思维： 正午太阳高度变化规律的应用 2. (2015· 上海地理， 28 ～ 30) 下图为甲、乙两地某日从日出到日落太阳高度角日变化示意图，其中甲地位于北半球。据此回答 (1) ～ (3) 题 。 ( 1) 据图推测，乙地位于 ( 　　 ) A . 东半球赤道上 B . 东半球北回归线上 C . 西半球赤道上 D . 西半球北回归线 上 (2) 据图推测，该日应该是北半球的 ( 　　 ) A. 春分日 B. 夏至 日 C . 秋分日 D . 冬至日 (3) 甲、乙两地实际距离大约是 ( 　　 ) A.1 万千米 B.2 万千 米 C.3 万千米 D.4 万千 米 解析　 第 (1) 题，甲地位于北半球，此日甲地昼长为 12 小时 16 分，所以北半球处于夏半年，太阳直射点位于北半球。乙地昼长恰好为 12 小时，乙地只能位于赤道上。乙地正午太阳高度出现在北京时间 24 点，可计算乙地经度为 60°W ，乙地位于西半球。 C 正确。第 (2) 题，此日赤道上正午太阳高度为 66°34′ ，且直射点位于北半球，可计算出太阳直射点位于北回归线。正午太阳高度 H ＝ 90° －当地与直射点的纬度差＝ 90° － (0° ＋ x ° ) ＝ 66°34′ ，即 x ＝ 23°26′N ，故 B 正确。第 (3) 题，夏至日时甲地昼长接近 12 小时，故甲地接近赤道，甲地正午太阳高度出现在北京时间 12 点，故甲地位于 120°E 上，与乙地位于同一个经线圈，两者的距离约为赤道长度 (4 万千米 ) 的一半。故 B 正确。 答案　 (1)C 　 (2)B 　 ( 3)B 【例 2 】 　 ( 高考经典题 ) 住宅的环境设计特别关注树种的选择与布局，不同树种对光照与风有不同影响。下图为华北某低碳社区 (40°N) 住宅景观设计示意图。 读图回答 (1) ～ (2) 题。 考点二　正午太阳高度的计算和应用 (1) 仅考虑阳光与风两种因素，树种与房屋组合最好的设计是 ( 　　 ) A. ① B. ② C . ③ D . ④ (2) 为保证冬季太阳能最佳利用效果，图中热水器安装角度合理的是 ( 　　 ) A. ① B. ② C . ③ D . ④ [ 尝试自解 ] 　 (1)________ 　 (2 )________ [ 审题能力培养 ] 从图示材料中获取信 息 答 案　 (1)C 　 ( 2)D 南 落叶阔叶 树 26°34′ 互余 ④ 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°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 ① 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。 ② 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。 如 图 为某小区甲、乙两楼的位置示意图， 读图回答 (1) ～ (2) 题 。 (1) 若 右 图 为南京某小区的楼房分布，为了使住宅楼一楼 正 午也 始终有阳光照射，最好的观察日期是 ( 　　 ) A. 春分日 B . 夏至日 C. 秋分日 D . 冬至日 (2) 甲楼房位于北纬 21°34′ ，欲在乙处建一新楼，如保证乙楼房全年采光充分，甲、乙楼距 X 最少应是 ( 　　 ) A.10 m B.15 m C.20 m D.25 m 解析　 第 (1) 题，一年中正午都有太阳光照射，只需保证正午太阳高度最小时有太阳照射就好，南京位于北半球，冬至日正午太阳高度最小。第 (2) 题，保证乙楼全年采光充分即正午太阳高度最小时 ( 冬至日 ) 可以采光，冬至日当地正午太阳高度＝ 90° － |21°34′ ＋ 23°26′| ＝ 45° ，由图可知甲楼高 20 m ，故甲、乙楼距 X 最少应是 20 m 。 答案　 (1)D 　 ( 2)C 素养一　 综合思维： 正午太阳高度相关计算 1. (2014· 全国卷 Ⅰ ， 3) 太阳能光热电站 ( 下图 ) 通过数以十万计的反光板聚焦太阳能，给高塔顶端的锅炉加热，产生蒸汽，驱动发电机发电。 据此完成下题。 若在北回归线上建一太阳能光热电站，其高塔正午影长与塔高的比值为 P ，则 ( 　　 ) A. 春、秋分日 P ＝ 0 B . 夏至日 P ＝ 1 C. 全年 P<1 D . 冬至日 P>1 解析　 本题考查正午太阳高度的应用。由题干可知，塔身正午影长与塔高的比值为 P ，北回归线上夏至日的正午太阳高度为 90° ，塔身影长为 0 ，所以 P ＝ 0 ；春、秋分日太阳直射赤道，北回归线上高塔正午影长不为 0 ， P 值不为 0 ；冬至日北回归线的正午太阳高度达一年中最小值，为 90° － (23°26′ ＋ 23°26′) ＝ 90° － 46°52′ ＝ 43°08′ ，影长大于塔高， P 大于 1 。 答案　 D 素养二　 综合思维： 正午太阳高度规律的应用 2. (2018· 天津文综， 8 ～ 9) 天津广播电视塔 ( 简称 “ 天塔 ” ) 高度约 415 米。 读图文材料，回答 (1) ～ (2) 题 。 (1) 拍摄到该照片的时间 ( 北京时间 ) 最可能介于 ( 　　 ) A.5 ： 00 ～ 7 ： 00 B.8 ： 00 ～ 10 ： 00 C.12 ： 00 ～ 14 ： 00 D.15 ： 00 ～ 17 ： 00 (2) 拍摄到该照片的日期最可能介于 ( 　　 ) A.1 月 15 日到 2 月 15 日 B.3 月 1 日到 3 月 30 日 C.5 月 15 日到 6 月 15 日 D.10 月 1 日到 10 月 30 日 解析　 第 (1) 题，对照图 2 中的指向标分析塔影与通向 “ 天塔 ” 的道路的关系可确定图 1 中塔影指向西北方向，逆推太阳位于东南方向，此时应是当天上午，且塔影长度较短，说明太阳高度角已较大，北京时间最可能是 8 ： 00 ～ 10 ： 00 。第 (2) 题，结合图 2 中比例尺可以估算 8 ： 00 ～ 10 ： 00 塔影大致为 200 米，当地正午时塔影一定小于 200 米，结合 “ 天塔 ” 415 米高度， tanH ＝ 415/200 ＝ 2.075 ，可估算出正午太阳高度 H 超过 60° ，太阳直射点距离北回归线比较近，拍摄照片的日期最可能介于 5 月 15 日到 6 月 15 日。 答案　 (1)B 　 ( 2)C