2025版高考地理一轮总复习考点突破第1部分自然地理第2章宇宙中的地球第4讲地球公转及其地理意义考点三正午太阳高度的变化

考点三正午太阳高度的变化研析典题归纳导学1.正午太阳高度的变化规律(1)纬度变化规律①同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点所在纬线向南、北两侧递减。②同一纬线上正午太阳高度相同。③与太阳直射点所在纬线纬度差相等的两条纬线上的正午太阳高度相同。(2)季节变化规律南、北回归线之间纬度越高，正午太阳高度变化幅度越大(由23°26′增大至46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′北(南)回归线至北(南)极圈之间各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)北(南)极圈以北(南)纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小至23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′(3)太阳高度的周日变化①未出现极昼或极夜现象的地区，太阳直射北半球时，日出日落都偏北(太阳从东北升起，西北落下)；太阳直射南半球时，日出日落都偏南(太阳从东南升起，西南落下)；太阳直射赤道时，日出正东、日落正西。在此过程中，从日出到正午太阳高度逐渐变大，正午时最大，正午过后太阳高度逐渐变小。②出现极昼的地区(除极点)一天内太阳不落，正午太阳高度最大，0时(24时)太阳高度最小，因此若位于北半球，太阳升落方位均为正北；若位于南半球，太阳升落方位均为正南。③极昼期间的极点一天内太阳高度不变。2.正午太阳高度的计算方法公式：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′。【方法技巧】太阳直射点的确定方法(1)纬度的确定方法一：“太阳直射点的纬度”和“晨昏圈与纬线相切点的纬度(出现极昼、极夜的最低纬度)”互余。方法二：通过节气来判断。夏至，太阳直射23°26′N；冬至，太阳直射23°26′S；春、秋分，太阳直射赤道。方法三：根据某地正午太阳高度，用公式计算太阳直射点的纬度。方法四：“赤道处晨昏线与经线的交角(锐角)”等于“太阳直射点的纬度”。(2)经度的确定原则：地方时为12时的经线即为太阳直射的经线方法一：晨线和赤道的交点(经度)向东90°或昏线和赤道的交点(经度)向西90°，即为太阳直射点的经度。方法二：根据晨昏线与纬线相切点所在经线的地方时判断太阳直射的经线。3.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最大值时，就是一天的正午时刻，此时当地的地方时是12时。(2)判断所在地区的纬度当太阳直射点位置一定时，如果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。(3)确定房屋的朝向为了获得最充足的太阳光照，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，正午太阳位于南方，房屋朝南；南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。(4)判断日影长短及方向太阳直射点上，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。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，夏至日日影最短；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，冬至日日影最短；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(无日影)。(5)计算楼间距、楼高为了保证一楼全年有阳光照到，北回归线以北地区建楼房时，两楼之间的最短距离应大于L＝h·cotH(H：冬至日正午太阳高度)。(6)计算热水器的安装角度集热板与地面之间的夹角和当天正午太阳高度角互余，如图，α＋H＝90°时效果最佳。对点训练考向一正午太阳高度大小的判断r(2024·浙江宁波模拟)2023年10月20日(农历十月初六)，宁波某学校老师用粉笔不断描绘阳光透过窗户照在黑板上的光影位置。下图为老师描绘的三个时间的光影轨迹。完成7～8题。7.下列现象，发生在该老师上课过程中的是(A)A．红日西沉 B.日上中天C．月上柳梢 D.灯火阑珊8.此日过后的一个星期内(若均为晴天)，宁波(B)A．可观察月相的时间逐渐缩短B．操场旗杆的正午日影变长C．观察日出时间要逐渐提前D．日出方位与纬线夹角变小[解析]第7题，由光影移动轨迹可知，在光影出现时间内，其位置不断上移，由投影位置关系可知，此时光源位置较低，且应向下移动，即太阳高度小，且太阳向下运动(太阳高度减小)，红日西沉符合题意，A正确；日上中天为正午时分，太阳高度较大，光影位置较低，与图示情况不一致，B错误；月上柳梢和灯火阑珊为夜晚，没有阳光，C、D错误。故选A。第8题，2023年10月20日(农历十月初六)过后的一个星期内，宁波位于北回归线以北，太阳直射点在南半球且往南移，太阳高度减小，操场旗杆的正午日影变长，B正确；北半球昼变短夜变长，可观察月相的时间逐渐变长，观察日出时间要逐渐推后，A、C错误；根据晨昏线摆动规律，日出方位与纬线夹角变大，D错误。故选B。考向二正午太阳高度在生产生活中的应用(2024·南宁高三调研)广西壮族自治区梧州市(23°28′N,111°51′E)某景区文化创意街区面对商业街及相邻的人行道路，设计了一种可根据天气状况及太阳高度角自动收缩和调节角度的智能控制型光伏遮阳构件。下图为梧州市某街区商铺遮阳构件设计模型。完成9～10题。9.此遮阳构件最适用于(B)A．坐东朝西商铺 B.坐北朝南商铺C．坐西朝东商铺 D.坐南朝北商铺10.为达到最佳使用效果，光伏遮阳板的控制策略为(A)A．夏至晴天，光伏遮阳板全部展开，与地面平行B．冬至晴天，光伏遮阳板全部收拢，与地面垂直C．暴雨天气，光伏遮阳板全部收拢，与地面垂直D．台风天气，光伏遮阳板全部展开，与地面平行[解析]第9题，在梧州市(23°28′N,111°51′E)地区，与其他朝向商铺相比，夏季坐北朝南商铺太阳辐射更强，遮阳需求更大，因此更需要此遮阳构件，B正确，排除A、C、D。故选B。第10题，该地位于北回归线附近，夏至日正午太阳高度约为90°，光伏遮阳板需全部展开且与地面平行，既可为人行区域提供较大的遮阳面积，又能充分利用太阳直接辐射的能量，A正确；冬至