高中地理选择性必修1讲义：第一章 第二节 课时3 正午太阳高度的变化　四季更替和五带划分

课时3正午太阳高度的变化四季更替和五带划分课程标准结合实例，说明地球运动的地理意义。学习目标1.理解正午太阳高度的纬度分布和季节变化规律。2.掌握正午太阳高度的计算方法。3.了解四季更替现象和五带的划分。一、正午太阳高度的变化1．概念(1)太阳高度(角)：太阳光线与地平面的交角。(2)正午太阳高度：一日内最大的太阳高度，反映太阳辐射的强弱。2．变化原因：黄赤交角的存在导致太阳直射点的南北移动。3．变化规律(1)纬度分布春秋分日由赤道向南北两方降低夏至日由北回归线向南北两方降低冬至日由南回归线向南北两方降低(2)季节变化北回归线及其以北纬度带夏至日达最大值冬至日达最小值南回归线及其以南纬度带夏至日达最小值冬至日达最大值南北回归线之间各地每年太阳直射两次判断1．同一纬线上正午太阳高度相等。(√)2．极昼现象出现时，极点的太阳高度无日变化，其太阳高度的大小等于太阳直射点的纬度。(√)3．北半球冬至日，正午太阳高度从南回归线向南北两侧递减。(√)二、四季更替和五带划分1．四季更替(1)成因(2)划分(以北半球为例)类型范围春季夏季秋季冬季天文四季过渡季节一年内白昼最长、正午太阳高度最高的季节过渡季节一年内白昼最短、正午太阳高度最低的季节气候四季3、4、5月6、7、8月9、10、11月12、1、2月2.五带划分(1)划分依据：太阳辐射从低纬度向高纬度呈有规律递减。(2)五带划分判断1．热带与寒带地区四季变化最显著。(×)2．低纬度地区属于热带，有太阳直射现象。(×)探究点正午太阳高度及其影响冲着“稀缺小高层(15层)，层高达3m，楼间距60m”的宣传广告，我国南方某市(21°34′N)一些市民先后在该小区购买了商品房。岂料两年后开发商改变建筑方案，楼层数没变，但楼房的间距仅为40m。为此，该小区的业主们将开发商告上法庭。据此回答下列问题。1．为保证建筑物底层居室有良好的光照条件，该小区楼间距至少为多少米？答案45m。2.在下图中画出北半球二分二至日时的正午太阳高度空间变化曲线，并总结变化规律。答案变化规律：①正午太阳高度从太阳直射点所在纬线向南北两侧递减。②直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度增大，移去则减小。正午太阳高度的应用(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)确定房屋的朝向在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。(3)判断日影长短及方向太阳高度越大，影子越短，太阳高度越小，影子越长。一天中日影的变化规律：日出最长eq\o(→,\s\up7(逐渐变短))正午最短eq\o(→,\s\up7(逐渐变长))日落最长，且日影方向与太阳方位相反。(4)计算楼间距一般来说，纬度较低的地区，楼间距较近；纬度较高的地区，楼间距较远。解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度，并计算影长。以我国为例(见下图)，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＝h·cotH。(5)计算热水器安装角度应使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直，其倾角和正午太阳高度的关系为α＋h＝90°(如下图)。正午太阳高度的计算方法(1)公式：H＝90°－两点纬度差(2)含义①H：观测点的正午太阳高度。②两点：太阳直射点、观测点。③纬度差：若两点在同一半球，用较高纬度减去较低纬度；若两点分属于南、北半球，将两点的纬度求和。如下图所示：当太阳直射B点(10°N)时，A点(30°N)正午太阳高度是HA＝90°－＝90°－(30°－10°)＝70°。当太阳直射B点(10°N)时，C点(23°26′S)正午太阳高度是HC＝90°－＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。下图为“我国某地春分日时正午太阳与头顶夹角示意图”。据此回答1～3题。1．该地此日正午太阳高度是()A．28°B．62°C．90°D．0°2．该地的地理纬度是()A．18°N B．28°NC．32°N D．52°N3．次日该地正午太阳高度将()A．变大 B．变小C．不变 D．不确定答案1.B2.B3.A解析第1题，据图可以判断该地此日正午太阳高度为90°－28°＝62°。第2题，据正午太阳高度计算公式可知，当地纬度为90°－62°＝28°(太阳直射点在赤道上)。第3题，春分日过后太阳直射点北移，与28°N的纬度差变小，故该地正午太阳高度将变大。某同学将太阳能热水器支架改造成可以升降的活动方式。据下图回答4～5题。4．将支架改造成可以升降的活动方式后，可以保证更充分地利用太阳能，其主要依据的地理原理是()A．正午太阳高度的纬度变化规律B．正午太阳高度的季节变化规律C．昼夜长短的日变化规律D．昼夜长短的季节变化规律5．下列地区中，使用太阳能热水器的效果最好的应该是()A．海南岛 B．四川盆地C．青藏高原 D．东北平原答案4.B5.C解析第4题，该太阳能热水器是安装在一个固定的地方，故将支架改造成可以升降的活动方式后，可以保证更充分地利用太阳能，其主要依据的地理原理是正午太阳高度的季节变化规律，选项B正确。第5题，四个选项中，青藏高原纬度低，海拔高，空气稀薄，是太阳能最丰富的地区。我国《物权法》指出，住宅间距必须保证北面楼房底层窗台面日照时间不少于1小时(如下图)。据此回答6～7题。6．“日照时间不少于1小时”的日期指的是()A．春分日 B．夏至日C．秋分日 D．冬至日7．按照采光要求，下列四个城市相邻同高楼房的间距最宽的应该是()A．北京(40°N) B．哈尔滨(45°N)C．广州(23°N) D．台州(29°N)答案6.D7.B解析第6题，我国大部分地区在冬至日北面楼房底层易被南面楼房遮住太阳光。第7题，冬至日，选项中四个城市越靠北其楼房的影子越长，楼间距应越宽。8．(江苏地理)下图为“华北某低碳社区(40°N)住宅景观设计示意图”。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．①B．②C．③D．④答案D解析冬至日该地(40°N)的正午太阳高度为90°－(40°＋23°26′)＝26°34′，太阳能热水器集热板的倾角应与当地的太阳高度互余，约为63°26′，④图最接近该角度。(2020·广东深圳市期末)深圳市某校(22°27′N,114°E)组织学生开展正午太阳高度测量的地理实践活动。完成1～2题。1．同学们每天的测量时间应为北京时间()A．11：24 B．11：36C．12：00 D．12：242．6月18日正午，他们发现学校的旗杆出现“立竿无影”的现象。此现象在深圳一年内会出现两次，另一次可能发生在()A．7月14日前后 B．6月26日前后C．6月14日前后 D．7月26日前后答案1.D2.B解析第1题，深圳的地方时是114°E的时间，北京时间是东八区的区时，即120°E的地方时，北京时间比深圳的地方时早6°×4＝24分钟，深圳正午就是深圳地方时12时，此时北京时间是12：24，选D。第2题，“立竿无影”就是太阳直射现象，由材料可知，6月18日太阳直射深圳，是在夏至日(6月22日)前4天，另一次直射的时间应该在夏至日之后4天，即在6月26日，选B。读下图，回答3～4题。3．图中反映的节气是北半球的()A．春分 B．夏至C．秋分 D．冬至4．图示当天，大庆市(45°N)的正午太阳高度是()A．21°26′ B．68°26′C．23°26′ D．66°34′答案3.B4.B解析第3题，据图可知，此时北极圈及其以北的地区出现极昼现象，说明此时太阳直射北回归线，为北半球的夏至，B正确。第4题，正午太阳高度＝90°－|当地纬度－太阳直射点纬度|。计算得，该日大庆市正午太阳高度为68°26′，B正确。青岛地处约36°N，四季分明。读“四季更替成因示意图”，回答5～6题。5．关于图中甲、乙含义的判断，可能正确的是()A．甲表示正午太阳高度的季节变化B．甲表示昼夜长短的季节变化C．乙表示昼夜长短的季节变化D．乙表示太阳直射点的回归运动6．青岛四季分明的原因是()①地处中纬度②正午太阳高度终年不变③昼夜长短季节变化较大④昼长和正午太阳高度同时达到最大值或最小值A．①②④ B．①②③C．②③④ D．①③④答案5.C6.D解析第5题，图中表示地球公转的地理意义，因黄赤交角的存在，地球在公转过程中产生了太阳直射点的回归运动，而直射点的季节移动导致各地正午太阳高度和昼夜长短的变化，因此各地出现季节变化。第6题，中纬度地区因昼夜长短与正午太阳高度一年中变化大，且两者数值变化一致，因此四季分明。读“地球自转示意图”，完成7～8题。7．图中各点位于北温带、东半球的是()A．甲 B．乙C．丙 D．丁8．关于图中各点叙述正确的是()A．甲自转线速度比乙小B．乙一年中有一次太阳直射C．丙日期比丁要早一天D．丁正午太阳高度总是最小答案7.B8.D解析第7题，东半球是20°W向东到160°E，图中符合条件的只有乙和丁；北温带在北回归线和北极圈之间，只有乙符合条件。第8题，正午太阳高度的分布规律是由直射点向南北两侧递减。丁离直射点是最远的，故在四地中正午太阳高度也是最小的。下图为“某地二分二至日太阳视运动示意图”。读图回答9～10题。9．线①所示太阳视运动轨迹出现时的节气为()A．春分B．夏至C．秋分D．冬至10．该地所属省级行政区可能是()A．琼B．新C．苏D．赣答案9.D10.B解析第9题，根据太阳视运动图，二分二至日太阳高度最大的时候，太阳方位都位于该地的正南方向，所以该地区位于北回归线以北。①所示节气正午太阳高度最小，故为冬至。第10题，根据①所示太阳运动轨迹可知，该地冬至日的正午太阳高度约为23°，又因为该地位于北回归线以北，设当地纬度为α，根据正午太阳高度的计算公式，23°＝90°－(α＋23°26′)可知该地纬度约为43°34′N，故可能在新疆。读“某日我国四城市正午太阳高度示意图”，完成11～12题。11．若四城市为广州、武汉、北京、海口，则图中①②③④分别代表的城市为()A．海口、武汉、北京、广州 B．武汉、北京、广州、海口C．海口、北京、武汉、广州 D．广州、武汉、北京、海口12．据图判断，此时我国最有可能处于二十四节气中的()A．春分 B．夏至C．秋分 D．冬至答案11.A12.B解析第11题，四个城市中，广州、海口可能被太阳直射，若太阳直射海口，则另外三个城市正午时太阳均位于正南方。由图可知，①城市正午时太阳位于正北方，只能是海口；④城市被太阳直射，是广州；武汉的正午太阳高度大于北京，所以②为武汉，③为北京。第12题，据上题分析可知，太阳直射广州(北回归线附近)，此时最可能为北半球的夏至。春节刚刚过去，中国多省(区)又迎来一轮房地产去库存政策潮。广东省茂名市(约21.5°N)的小明家也准备在某楼盘买房，楼是东西延伸，每户南北均有阳台；两栋楼的楼高均是51米，楼层高3米，楼间距如图所示，有一地面停车场(车位布置如图)。据此回答13～14题。13．小明的爷爷担心冬季正午室内晒不到太阳，所以小明家最低买二栋的()A．4楼B．6楼C．7楼D．8楼14．小明的父亲想在停车场买一停车位(停车场长度与楼高一致)，现在只有甲、乙、丙、丁四个车位，他担心夏天车被晒时间太长，所以最好选择()A．甲车位B．乙车位C．丙车位D．丁车位答案13.D14.D解析第13题，冬至日该地正午太阳高度约为45°，楼间距为30米，由于南楼阻挡，二栋太阳照不到的高度约21米，楼层高3米，约7层，所以冬至日正午可以被太阳照到的楼层最低是8楼。第14题，据图中方向，停车场位于楼北侧，南排的丙、丁车位更不容易被晒到。丙位于最西侧，当太阳方位偏西时容易被晒到，故选丁车位。15．读“地球公转图”，回答下列问题。(1)当地球运行到①位置时，正午太阳高度随纬度的变化规律是________________________，此时，正午太阳高度达到一年中最大值的地区是______________________，正午太阳高度达到一年中最小值的地区是______________________。(2)当地球运行到②位置时，正午太阳高度随纬度的变化规律是________________________。(3)北京的正午太阳高度在一年中逐渐增大的时期，地球运行的轨迹是在()A．①→③ B．②→④C．③→① D．④→②答案(1)由北回归线向南北两方递减北回归线及其以北地区南半球各纬度(2)由赤道向南北两方递减(3)C解析(1)首先判断出图中四点的节气：①为夏至，②为秋分，③为冬至，④为春分。在夏至日，太阳直射点在北回归线上，所以，正午太阳高度随纬度的变化规律是由北回归线向南北两方递减；此时正午太阳高度达到一年中最大值的地区是北回归线及其以北地区，正午太阳高度达到一年中最小值的地区是南半球各纬度。(2)在秋分日，太阳直射赤道，正午太阳高度由赤道向南北两方递减。(3)北