2025版新教材高中地理第1章地球的运动第2节地球运动的地理意义第3课时正午太阳高度的变化四季更替和五带划分知识点一正午太阳高度的变化学生用书新人教版选择性必修1

第3课时正午太阳高度的变更、四季更替和五带划分学习目标1．理解正午太阳高度的变更规律及在现实生活中的应用。2．说明四季和五带的形成及其划分方法。学问点一正午太阳高度的变更1．太阳高度及正午太阳高度(1)太阳高度(角)是指太阳光线与地平面的夹角(如上图)。太阳高度的日变更：日出为0°eq\o(→,\s\up7(慢慢增大))正午最大eq\o(→,\s\up7(慢慢减小))日落为0°。(2)正午太阳高度：特指正午时刻的太阳高度，它是一天中最大的太阳高度。2．正午太阳高度的纬度变更正午太阳高度的纬度变更规律：由太阳直射点向南北两侧降低。二分二至日的正午太阳高度纬度变更如下图所示。春、秋分日：赤道上正午太阳高度为90°，正午太阳高度的纬度分布表现为由赤道向南北两侧降低，南北两极点正午太阳高度为0°。夏至日：正午太阳高度由北回来线向南北两侧降低，北极点的正午太阳高度为23°26′。冬至日：正午太阳高度由南回来线向南北两侧降低，南极点的正午太阳高度为23°26′。3．正午太阳高度的季节变更同一地点，正午太阳高度随着季节作有规律的变更。其数值具有“来增去减”的特点，即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。如下图所示：[方法技巧](1)“远小近大”：距离太阳直射点所在纬线越远，正午太阳高度越小；距离越近，则越大。(2)“来增去减”：太阳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。(3)“同线相等”：同一纬线上，同一日正午太阳高度相等。(4)“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。如下图所示：4．正午太阳高度的计算(1)公式：H＝90°－两点纬度差。(2)说明：H：观测点的正午太阳高度。两点：太阳直射点、观测点。纬度差：若两点同在南半球或北半球，用高纬度减去低纬度；若两点分属于南、北半球，将两点的纬度相加求和。如图所示：当太阳直射B点(10°N)时，A点(30°N)正午太阳高度：HA＝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：HC＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′5．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。在北回来线以北地区正午太阳位于南方，因此房屋坐北朝南；在南回来线以南地区正午太阳位于北方，因此房屋坐南朝北。(3)推断日影长短及方向。正午太阳高度越大，日影越短，正午太阳高度越小，日影越长，且日影方向背向太阳。(4)计算楼距。北回来线以北地区建楼房时，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离与楼高的关系如下图所示(H为冬至日当地的正午太阳高度)，L应大于等于h·cotH。(5)计算太阳能热水器安装角度。太阳能热水器的集热板要依据正午太阳高度的季节变更调整角度，集热板与地面之间的夹角应等于当天正午太阳高度的余角。如下图所示，α＋h＝90°时效果最佳。[方法技巧]正午太阳高度的变更幅度(1)赤道地区和南、北两极地区的年正午太阳高度最大差值均为23°26′。(2)0°到南、北纬23°26′之间的地区(或热带地区)，年正午太阳高度最大差值从23°26′增大到46°52′。(3)南、北纬23°26′到南、北纬66°34′之间的地区(或南、北温带)，年正午太阳高度最大差值均为46°52′。(4)南、北纬66°34′至极点之间的地区(或南、北寒带)，年正午太阳高度最大差值从46°52′减小到23°26′。问题探究材料一冲着小区楼房间距有50m、小区绿化率为50%的宣扬广告，某市一些市民先后购买了位于曹家渡的静安丽舍——恒辉阁商品房。岂料两年后开发商变更建筑方案，楼房的间距仅为30.4m。为此，该小区的38户业主们将开发商告上法庭。材料二我国房地产开发商，为了节约土地投资成本，使楼间距越来越小，许多地区出现了牵手楼，如图：阅读上述材料，探究以下问题。(1)小区业主为什么这么重视楼间距问题？(2)楼高与楼间距不变的状况下，底层业主们采光条件最差的季节是哪一个？为什么？提示：(1)楼间距与太阳光照相关，在太阳高度确定的状况下楼间距的大小会影响到采光效果。(2)冬季。冬季正午太阳高度角在四季中最小，前楼的影子最长。跟踪训练五一期间，某学校(30°N,105°E)开展“探究时间奇异——日晷模型的制作探讨”活动。日晷由晷盘和晷针组成，晷针垂直于晷盘，晷盘与赤道面平行。下图示意某学生完成的作品。据此完成1～2题。1．为验证古人的计时方法，该学生制作的模型，其晷盘与底座的夹角为(C)A．75° B．30°C．60° D．23°26′2．当日，该学生把模型正确放置在操场空旷处，可观测到日影在晷盘上移动，推想日影在晷盘上的位置及移动方向(A)A．正面顺时针 B．正面逆时针C．背面顺时针 D．背面逆时针[解析]第1题，由材料可知，“日晷由晷盘和晷针组成，晷针垂直于晷盘，晷盘与赤道面平行”，则晷针与地轴平行，指向北极星。所以晷针与地面的夹角等同于北极星的仰角(即当地的地理纬度)，则晷盘与地面的夹角与当地地理纬度的互余，当地纬度为30°N，则，夹角＝90°－30°＝60°，C正确，A、B、D错。故选C。第2题，春分到秋分期间，太阳在天赤道的北侧运行，晷针的影子投向晷盘上方；从秋分到春分期间，太阳在天赤道的南侧运行，晷针的影子投向晷盘的下方。所以在春分以后看晷盘的正面；秋分以后看晷盘的背面。五一期间，太阳直射点位于北半球，故影子落在晷盘正面，太阳东升西落，方位由东北到正南到西北，影子由西南到正北到东南，随着时间推移，影子在盘面上顺时针移动，A正确，B、C、D错。故选A。我国《物权法》指出，住宅间距必需保证北面楼房底层窗台面日照时间不少于1小时(如下图)。据此完成3～4题。3．“日照时间不少于1小时”的日期指的是(D)A．春分日 B．夏至日C．秋分日 D．冬至日4．依据采光要求，下列四个城市相邻同高楼房的间距最宽的应当是(B)A．