2024高考地理一轮复习第二单元从宇宙看地球第5讲地球的公转及其地理意义二-正午太阳高度的变化四季与五带学案鲁教版

PAGE17-第5讲地球的公转及其地理意义(二)——正午太阳高度的改变、四季与五带课标展示核心素养地球运动的地理意义。1.综合思维：联系光照图或地球公转示意图，从时空综合角度分析正午太阳高度的时空改变特征，理解四季和五带的形成。2.地理实践力：结合材料或实例分析光照、热量等方面在生产生活中的作用。授课提示：对应学生用书第37页[基础梳理]一、正午太阳高度及其改变规律1．太阳高度和正午太阳高度太阳光线与地平面之间的夹角，叫作太阳高度角，简称太阳高度(如图甲所示)。一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度(如图乙所示)。【特殊提示】1．正午时日影朝向(1)北极点：朝正南。(2)北回来线～北极点(不包括极点)：朝正北。(3)南极点：朝正北。(4)南回来线～南极点(不包括极点)：朝正南。(5)南、北回来线之间：因太阳直射点不同而出现朝北、或无影子、或朝南。影子朝向取决于该地与太阳直射点的相对位置。2．正午太阳高度的纬度改变规律正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。(1)夏至日：正午太阳高度由北回来线向南北两侧递减，如图中c折线所示。(2)冬至日：正午太阳高度由南回来线向南北两侧递减，如图中a折线所示。(3)春、秋分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减，如图中b折线所示。3．正午太阳高度的季节改变规律北半球节气达最大值的地区达最小值的地区夏至北回来线及其以北各纬度南半球各纬度冬至南回来线及其以南各纬度北半球各纬度春、秋分赤道南北两极点二、四季和五带1．四季更替(1)四季的成因：一年中昼夜长短和正午太阳高度随季节的改变而改变。(2)四季的划分：①天文四季eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(夏季：一年中白昼较长、正午太阳高度较大的季节,冬季：一年中白昼较短、正午太阳高度较小的季节,春季和秋季：冬夏两季的过渡季节))②北温带很多国家的四季：3、4、5月为春季，依次类推，每三个月为一个季节。2．五带的划分(1)五带成因：一年中昼夜长短和正午太阳高度随纬度的改变而改变。(2)五带划分：【特殊提示】2．四季和五带的区分四季和五带都是描述太阳辐射热量在地球上的分布。但是四季描述的是热量在时间上的分布规律，五带描述的是热量在空间上的分布规律。授课提示：对应学生用书第38页考点一正午太阳高度的改变【核心素养下的命题分析】多以图表资料、景观图或示意图为载体，通过判读太阳高度的日改变和正午太阳高度的改变，考查区域认知和综合思维。驾驭太阳高度和正午太阳高度的改变规律是解答该类问题的关键。典例1(高考经典题)eq\a\vs4\al(下图为甲、乙两地某日从日出到日落)eq\a\vs4\al(太阳高度角日改变示意图)❶，eq\a\vs4\al(其中甲地位于北半球)❷。读图，回答1～2题。1．据图推想，乙地位于()A．东半球赤道上 B．东半球北回来线上C．西半球赤道上 D．西半球北回来线上2．据图推想，该日应当是北半球的()A．春分日 B．夏至日C．秋分日 D．冬至日[思维流程][答案]❸12小时16分夏❹12小时赤道❺24时60°W西❻北回来线1.C2.B1．太阳高度日改变规律的判定极点上在极昼期间，极点上见到的太阳高度在一天之内是没有改变的，其太阳高度始终等于太阳直射点的纬度，最大为23°26′非极点地区太阳高度在一天之内是有改变的，一天之内有一个最大值(地方时12点时)，即当地的正午太阳高度2.正午太阳高度年改变规律的判定回来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来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来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.正午太阳高度的年改变幅度南、北回来线之间的地区，其正午太阳高度角的年改变幅度ΔH＝23°26′＋Φ(Φ为当地纬度)；回来线与极圈之间的地区，其正午太阳高度角的年改变幅度恒为46°52′；极圈到极点之间的地区，其正午太阳高度角的年改变幅度从46°52′渐渐降低至23°26′。如下图所示：〉〉命题角度一太阳高度的日改变下图为北半球四地在夏至日当天所看到的太阳视运动轨迹。据图完成1～3题。1．图中地平面上表示正西方向的是()A．① B．②C．③ D．④2．四地的纬度依据由高到低的依次进行排列，合理的是()A．甲、乙、丙、丁 B．乙、丁、丙、甲C．丙、丁、甲、乙 D．丁、乙、甲、丙3．夏至日当天，对于分别站立在O1、O2、O3、O4四点的四个人来讲，其身影在地面的旋转角度最小的是()A．甲 B．乙C．丙 D．丁解析：第1题，由材料可知，图中四地均位于北半球，太阳高度最大时均位于③位置旁边，说明③为南方，相反方向的①为正北方向，②为正西。第2题，读图可知，四地均位于北半球，乙和丁出现极昼现象，且丁全天太阳高度不变，应位于北极点上，纬度最高；乙出现极昼，应位于北极圈与北极点之间。丙正午太阳高度为90°，应位于北回来线上；甲正午太阳高度小于90°，且太阳位于南方，应位于北回来线与北极圈之间。故四地的纬度依据由高到低的依次进行排列依次为丁、乙、甲、丙。第3题，身影旋转角度越小，说明昼长越短，读图，结合上题分析，丙纬度最低，昼长最短，所以身影在地面旋转的角度最小。答案：1.B2.D3.C〉〉命题角度二正午太阳高度的时空改变规律(高考经典题)北京(40°N)某中学中学生开展地理课外活动，在连续三个月内三次测量正午太阳高度角，获得测量的数据(见下表)。据此完成4～5题。第一次其次次第三次60°50°40°4.从第一次到第三次测量期间，该地昼夜长短状况及其改变是()A．先昼短夜长，后昼长夜短，昼渐短B．先昼长夜短，后昼短夜长，夜渐短C．先昼短夜长，后昼长夜短，夜渐短D．先昼长夜短，后昼短夜长，昼渐短5．三次测量中，其中一次测量的当天，正值()A．春分日 B．夏至日C．秋分日 D．冬至日解析：第4题，由资料可知，在连续三个月内，该地太阳高度在递减；由公式正午太阳高度＝90°－(当地纬度±直射点的纬度)可知，第一次测量时，太阳直射北半球，其次次测量时太阳直射赤道，第三次测量时太阳直射点在南半球，北京昼长改变是先昼长夜短，后昼渐短夜渐长，至昼短夜长。第5题，第一次测量时，太阳直射北半球，其次次测量时太阳直射赤道，第三次测量时太阳直射点在南半球，说明其次次测量时是当地的秋分日。答案：4.D5.C考点二正午太阳高度的计算与应用【核心素养下的命题分析】多以图表资料、景观图、示意图等为载体，通过计算正午太阳高度以及正午太阳高度的改变规律在生产生活中的应用，综合思维和地理实践力。驾驭正午太阳高度的计算方法、理解正午太阳高度的应用是解答该类问题的关键。典例2(高考经典题)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。1．若在北回来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＝1C．全年P<1 D．冬至日P>1[规范审答]1．获得和解读信息2．调动和运用学问(1)画出图形，理解P与正午太阳高度角的关系；(2)回顾二分二至日太阳直射点的位置；(3)计算出二分二至日北回来线上的正午太阳高度角。我的答案：D2．(高考经典题)住宅的环境设计特殊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。(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.②C．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．②C．③ D．④[思维流程]第一步：审设问第(1)题，要求从四幅图中选择树种与房屋组合最好的设计，限定的选择条件是“仅考虑阳光与风两种因素”，可知从树种对季风的阻挡和太阳高度角两个角度考虑。第(2)题，关键词“冬季”“安装角度合理”→太阳光线垂直照耀太阳能热水器效果最佳。其次步：审图文材料中明确了图示景观的所在区域“华北某低碳社区”，纬度为40°N，四幅景观示意图中均示意了太阳能热水器的朝向及安装角度、房前屋后的树种分布。第三步：调学问(1)我国华北主要位于北半球中纬度地区，正午太阳位于正南方天空，属于典型的温带季风气候区，冬季盛行西北风、夏季盛行东南风。(2)北半球太阳能热水器面板朝南，最佳安装角度为：太阳高度角＋热水器面板与地面夹角＝90°。我的答案：(1)C__(2)D1．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纬度和＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。2．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)推断所在地区的纬度当太阳直射点位置肯定时，假如知道当地的正午太阳高度，就可以依据“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足够的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。北回来线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；南回来线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。(4)推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。日影恒久朝向背离太阳的方向，北回来线以北的地区，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；南回来线以南的地区，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、北回来线之间的地区，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)计算楼间距：一般来说，纬度较低的地区，楼间距较小；纬度较高的地区，楼间距较大。解题的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为：L＝h·cotH。(6)太阳能热水器的倾角调整：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，使太阳光与受热板成直角。其倾角和正午太阳高度角的关系为：α＋h＝90°(如下图)。〉〉命题角度正午太阳高度的计算与应用某纬度Φ的正午太阳高度H＝90°－|Φ－δ|，其中δ为太阳直射点纬度，夏半年取正值，冬半年取负值。下图示意某地北京时间18时的太阳位置。据此完成1～2题。1．该地的经度为()A．30°E B．30°WC．60°E D．60°W2．该地的纬度可能为()A．10°N B．10°SC．50°N D．50°S解析：第1题，依据题干：北京时间为18时，而该地为12时，利用时差可算出该地的经度为30°E，A项正确。第2题，因为题干并没有交代图示为详细哪一日的正午太阳高度，因此依据正午太阳高度计算公式分别计算出夏至日和冬至日的正午太阳高度角即可。夏半年太阳直射点纬度取正值，冬半年取负值。经计算，该地的纬度介于21°34′和68°26′之间，只有C和D项符合。再依据图示正午太阳位于南方，确定该地为北半球，只有C项符合。答案：1.A2.C3．周朝时期周公曾在河南登封市“垒土为圭，立木为表，测日影，定四时”，可通过观测一年中每天正午投在地上的影子长度改变来测量二十四节气，其观测结果正确的是()A．一年中冬至日杆影最短B．春分日杆影与杆高相等C．每个节气影长跨度相等D．杆影最长期间当地昼最短解析：由图可知，正午太阳高度角越小杆影越长，则杆影最长是在冬至日，此日该地昼最短，据此可推断，A错误、D正确；春分日太阳直射赤道，此日位于南、北纬45°的地区，正午太阳高度为45°，当日杆影与杆高相等，而河南登封纬度位置小于40°，则B错误；一年约为365天，共有24个节气，并不是每个节气长度都一样、影长跨度都一样，故C错误。答案：D(2024·高考天津卷)天津广播电视塔(简称“天塔”)高度约415米。读图文材料，回答4～5题。4．拍摄到该照片的时间(北京时间)最可能介于()A．5：00～7：00 B．8：00～10：00C．12：00～14：00 D．15：00～17：005．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4题，对比地理景观图和位置示意图可以判定，“天塔”影子此时朝向西北方向，说明太阳位于该地的东南方位，结合太阳一天中的位置改变可知，此时应是当地上午，天津的地方时接近北京时间，故B项正确；图中“天塔”影长较短，说明太阳高度较大，故不应是在日出前后，A项错误；12点以后太阳位于偏西方位，影子应朝向东北，C、D项错误。第5题，本题考查地球运动学问。结合上题分析，“天塔”的影长可以通过比例尺计算得出大约为200米，“天塔”高415米，说明该日天津太阳高度较大，此时并非正午，正午日影应更短，即太阳高度应更大，天津位于40°N旁边，太阳高度较大的时间应是太阳直射点位置靠近北回来线的时段，即靠近夏至日，C项正确；A、B、D项太阳直射点位于赤道旁边及其以南，即天津的正午太阳高度应小于60°，影长应长于415/1.732≈240米，故均不正确。答案：4.B5.C考点三四季和五带【核心素养下的命题分析】多以示意图、文字材料等为载体，通过季节的推断，考查地理实践力和综合思维。抓住地理事象和人类活动的季节改变特点是解答该类问题的关键。典例3(2024·河北衡水中学测试)2024年11月30日，我国申报的“二十四节气——中国人通过视察太阳周年运动而形成的时间学问体系及其实践”正式列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产名录，已有几千年历史的中国节气备受瞩目。12月7日迎来了申遗胜利后的第1个节气—大雪❶。下图是24节气与地球运行位置对应关系图。读图，完成1～2题。1．2024年“立冬”的日期大致是()A．10月7日 B．10月22日C．11月7日 D．11月22日2.eq\a\vs4\al(某地一年有两次太阳直射，一次出现在“大雪”)❷，另一次出现在()A．小寒 B．大寒C．小暑 D．大暑[思维流程][答案]❶大雪❷两次冬至冬至❸345❹小寒1.C2.A1．地球运动中关于季节推断的依据北半球冬季(1月)北半球夏季(7月)地球公转近日点旁边，公转速度较快远日点旁边，公转速度较慢昼夜长短昼短夜长昼长夜短正午太阳高度12月22日正午太阳高度由南回来线向南、北两侧递减；南回来线及其以南地区达一年中最大值，北半球各地则达一年中最小值6月22日正午太阳高度由北回来线向南、北两侧递减；北回来线及其以北地区达一年中最大值，南半球各地则达一年中最小值日出日落方向太阳从东南方升起，西南方落下(南、北半球相同)太阳从东北方升起，西北方落下(南、北半球相同)日出日落时间日出时间晚于6点，日落时间早于18点，白昼短于12小时日出时间早于6点，日落时间晚于18点，白昼长于12小时极昼极夜北极及其旁边出现极夜现象，南极及其旁边则出现极昼现象北极及其旁边出现极昼现象，南极及其旁边则出现极夜现象2.其他推断季节的依据推断季节的依据，除地球运动相关规律外，还有气温柔气压、季风、天气和气候、洋流和水文特征、山地植被和雪线改变、农事活动和极地考察等。〉〉命题角度推断季节或节气(高考经典题)汽车轮胎性能测试需在不同路面上进行。芬兰伊瓦洛(位置见下图)吸引了多家轮胎企业在此建设轮胎测试场，最佳测试期为每年11月至次年4月。据此完成下题。1．在最佳测试期内，该地轮胎测试场()A．每天太阳从东南方升起B．有些日子只能夜间进行测试C．常常遭遇东方寒潮侵袭D．白昼时长最大差值小于12时解析：轮胎测试时期为每年11月到次年4月，此时期极圈内有极夜现象，故该地不行能每天太阳从东南方升起；极夜期间只能在夜间进行轮胎测试；受极地东北风影响，冷空气来源方向主要为东北方；4月，芬兰伊瓦洛地区接近极昼，12月出现极夜现象，白昼时长的最大差值大于12小时。答案：B2．2014年11月7日至12日APEC北京会议放假期间，河南省针对北京游客实行景区门票减免实惠。放假期间()A．时值我国立冬到小雪之间B．太阳直射点向赤道移动C．黄山6点前日出东北方向D．南极大陆极夜范围扩大解析：2014年11月7日至12日，在立冬(11月7日)与小雪(11月22日)之间，故A正确；11月7日至12日太阳直射点位于南半球并向南回来线移动，故B错误；太阳直射点位于南半球，所以位于北半球的黄山昼短夜长，日出时间在6点以后，且日出东南，日落西南，故C错误；太阳直射点位于南半球并向南移动，所以南极地区出现极昼现象，并且极昼的范围不断扩大，故D错误。答案：A素养立意：立足地理实践力和综合思维，考查正午太阳高度的计算与应用(2024·山东济南一模)济南(37°N)某中学地理爱好小组开展有关林窗学问的探讨性学习活动。他们查阅相关资料了解到，林窗(图a)主要指林冠乔木苍老死亡或因偶然因素导致成熟阶段优势树种的死亡，从而在林地造成空隙的现象。它可以分为两类：①林冠林窗，指林冠层空隙下的林地；②扩展林窗，指除林冠林窗外，还包括其边缘到四周树木的树干基部所围成的林地。该小组选择晴天到南部山区进行野外调查，调查时绘制了林窗示意图(图b)，并获得林窗区域地理环境资料。据此完成(1)～(2)题。(1)调查当日正午时刻，爱好小组成员测量获得结果Sd＝H。该日最接近()A．秋分(9月23日左右) B．霜降(10月23日左右)C．立春(2月4日左右) D．清明(4月5日左右)(2)图b中表示林冠林窗的是()A．SaB．SbC．Sc D．Sd解析：第(1)题，由题干Sd＝H可知，当天济南(37°N)正午太阳高度为45°，太阳直射点在8°S左右，太阳直射点也许4天移动1°，该日接近10月23日，B正确；秋分太阳直射赤道，A错误；立春太阳直射12°S左右，C错误；清明太阳直射4°N左右，D错误。第(2)题，由材料“林冠林窗，指林冠层空隙下的林地”可知，林冠林窗指林冠空隙垂直投影的范围。答案：(1)B(2)A授课提示：对应学生用书第42页光照图的判读[典题导入](高考经典题)2015年某日出现了日食现象。在四幅日照图中，深色阴影为夜半球，浅色阴影为当时可观测到日食的地区范围。读图，回答(1)～(2)题。(1)发生日食的这天，在上图所示四地中，正午太阳高度角最大的是()A．甲B．乙C．丙D．丁(2)在上图所示四地中，观测者正朝西南方向观测日食的是()A．甲B．乙C．丙 D．丁[图形解读]提示：北极点甲上午下午[尝试解题](1)__A__(2)__D__[判读方法]1．常规判读步骤光照图的判读要关注“一向(地球自转方向)、两线(晨线、昏线)、三关系(点线关系、面面关系、角度关系)、五点(晨赤点、昏赤点、晨昏北点、晨昏南点、太阳直射点)”来判读。2．常见光照变式图的判读方法(1)明确点、线构成可以依据图中所示信息及题干信息明确图中重要的点、线等构图要素。光照图中的特殊点主要是指晨昏线与经纬线的交点、与纬线的切点或太阳的直射点等。特殊的线主要是指一些经纬线、晨昏线等。如图1为局部侧视图，表现出了三条线，其中为晨昏线，C点为晨昏线与北极圈的切点，135°W经线平分夜半