高中同步學(xué)案優(yōu)化設(shè)計(jì)GAOZHONGTONGBUXUEANYOUHUASHEJI第二節(jié)第2課時(shí)正午太陽(yáng)高度的變化第一章課程標(biāo)準(zhǔn)呈現(xiàn)核心素養(yǎng)目標(biāo)結(jié)合實(shí)例,說(shuō)明地球運(yùn)動(dòng)的地理意義1.運(yùn)用地球儀或其他工具,模擬演示地球公轉(zhuǎn),指出地球公轉(zhuǎn)的特點(diǎn),培養(yǎng)地理實(shí)踐力2.結(jié)合材料,分析正午太陽(yáng)高度的分布及變化規(guī)律,培養(yǎng)區(qū)域認(rèn)知與綜合思維3.結(jié)合實(shí)例,學(xué)會(huì)規(guī)劃樓間距、調(diào)整太陽(yáng)能熱水器與地面的夾角等,培養(yǎng)人地協(xié)調(diào)觀目錄索引壹基礎(chǔ)落實(shí)·必備知識(shí)全過(guò)關(guān)貳重難探究·能力素養(yǎng)全提升基礎(chǔ)落實(shí)·必備知識(shí)全過(guò)關(guān)第二章一、正午太陽(yáng)高度的變化1.太陽(yáng)高度與正午太陽(yáng)高度(1)太陽(yáng)高度(甲圖):太陽(yáng)光線與

之間的夾角。在____________

上,太陽(yáng)高度為90°;在

上,太陽(yáng)高度為0°。

(2)正午太陽(yáng)高度(乙圖):一天中太陽(yáng)高度

出現(xiàn)在正午,稱為正午太陽(yáng)高度。

太陽(yáng)在當(dāng)?shù)氐难鼋?/p>

不一定是90°地平面

太陽(yáng)直射點(diǎn)晨昏線(圈)最大值2.正午太陽(yáng)高度的變化規(guī)律(1)緯度變化:正午太陽(yáng)高度由太陽(yáng)直射點(diǎn)向南北兩側(cè)遞減。日期緯度變化規(guī)律春分日和秋分日由

向南北兩側(cè)遞減

夏至日由

向南北兩側(cè)遞減

冬至日由

向南北兩側(cè)遞減

赤道北回歸線南回歸線緯度帶季節(jié)變化規(guī)律北回歸線及其以北夏至日達(dá)最

值,冬至日達(dá)最

值

南回歸線及其以南夏至日達(dá)最小值,冬至日達(dá)最大值南北回歸線之間每年受到太陽(yáng)直射

次

大小兩(2)季節(jié)變化二、正午太陽(yáng)高度的計(jì)算公式:H=90°-兩點(diǎn)

說(shuō)明:“兩點(diǎn)”指所求地點(diǎn)與太陽(yáng)直射點(diǎn)。兩點(diǎn)緯度差的計(jì)算遵循“同減異加”原則,即兩點(diǎn)同在北(南)半球,則兩點(diǎn)緯度“大數(shù)減小數(shù)”;兩點(diǎn)分屬南北不同半球,則兩點(diǎn)緯度相加。如圖所示。例如:當(dāng)太陽(yáng)直射B點(diǎn)(10°N)時(shí),A點(diǎn)(40°N)正午太陽(yáng)高度H=90°-AB緯度差=90°-(40°-10°)=60°;C點(diǎn)(23.5°S)正午太陽(yáng)高度H=90°-BC緯度差=90°-(10°+23.5°)=56.5°。緯度差易錯(cuò)易混

太陽(yáng)高度、太陽(yáng)直射、正午太陽(yáng)高度的對(duì)比①太陽(yáng)高度:太陽(yáng)入射光線與觀測(cè)者所在地平面的夾角。②太陽(yáng)直射:太陽(yáng)入射光線與觀測(cè)者所在地平面的夾角為90°時(shí)的情況。③正午太陽(yáng)高度:一天中太陽(yáng)高度的最大值。④太陽(yáng)高度為90°的時(shí)間和地點(diǎn)條件:時(shí)間為當(dāng)?shù)卣?地方時(shí)為12時(shí)),地點(diǎn)為太陽(yáng)直射點(diǎn)所在地。圖表點(diǎn)撥

教材第14頁(yè)圖1-15“二分日全球正午太陽(yáng)高度和晝長(zhǎng)分布”①同線相等規(guī)律:同一緯線上正午太陽(yáng)高度相等。②對(duì)稱規(guī)律:以太陽(yáng)直射點(diǎn)所在緯線為對(duì)稱軸南北對(duì)稱的兩條緯線,正午太陽(yáng)高度相等。③近大遠(yuǎn)小規(guī)律:距太陽(yáng)直射點(diǎn)所在緯線越近,正午太陽(yáng)高度越大,反之越小。要點(diǎn)筆記

太陽(yáng)直射點(diǎn)位置的確定(1)緯度:太陽(yáng)直射點(diǎn)所在的緯線。(2)經(jīng)度:地方時(shí)為12:00的經(jīng)線,即太陽(yáng)直射點(diǎn)所在的經(jīng)線。例:夏至日,當(dāng)北京時(shí)間為13:00時(shí),求太陽(yáng)直射點(diǎn)的地理坐標(biāo)。夏至日太陽(yáng)直射北回歸線,當(dāng)北京時(shí)間為13:00時(shí),地方時(shí)為12:00的經(jīng)線為105°E,故太陽(yáng)直射點(diǎn)的地理坐標(biāo)為(23.5°N,105°E)。連線生活

從改善住宅采光條件方面考慮,我國(guó)南北方地區(qū)樓間距有何差異?思維提升

特殊緯度的正午太陽(yáng)高度:①赤道的正午太陽(yáng)高度與直射點(diǎn)的緯度互余。②恰好出現(xiàn)極晝的緯度,其正午太陽(yáng)高度等于兩倍的直射點(diǎn)緯度。③極點(diǎn)地區(qū)太陽(yáng)高度一天不變,等于太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度。提示由于北方地區(qū)的正午太陽(yáng)高度相對(duì)南方地區(qū)較小,為使樓房較低樓層獲得較好的采光,北方地區(qū)樓間距一般應(yīng)大于南方地區(qū)。判斷正誤(1)同一緯線上各地正午太陽(yáng)高度相等。(

)(2)冬至日,正午太陽(yáng)高度由南回歸線向南北兩側(cè)遞減。(

)(3)夏至日時(shí),北回歸線及其以北地區(qū)正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中的最大值,正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中最小值的緯度范圍是南回歸線及其以南地區(qū)。(

)√√×解析夏至日時(shí),北回歸線及其以北地區(qū)正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中的最大值,正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中最小值的緯度范圍是南半球各緯度。重難探究·能力素養(yǎng)全提升第三章建造建筑物,不得違反國(guó)家有關(guān)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),妨礙相鄰建筑物的通風(fēng)、采光和日照。下圖為濟(jì)南在二分二至日的正午太陽(yáng)高度示意圖。結(jié)合材料探究:(1)材料中描述的影響建筑物采光和日照的主要因素是什么?情境探究提示正午太陽(yáng)高度。

探究點(diǎn)一正午太陽(yáng)高度的變化規(guī)律(2)材料中,①②③分別表示哪一天的正午太陽(yáng)高度?其中,決定濟(jì)南樓間距大小的是哪一個(gè)?這一天,全球正午太陽(yáng)高度的變化規(guī)律是怎樣的?提示

①表示夏至日,②表示春分日和秋分日,③表示冬至日。其中,③決定濟(jì)南樓間距的大小。冬至日,全球正午太陽(yáng)高度自南回歸線向南北兩側(cè)遞減。正午太陽(yáng)高度的變化規(guī)律(1)緯度變化。方法突破(2)季節(jié)變化。實(shí)踐應(yīng)用應(yīng)用體驗(yàn)C[2024·廣東湛江期末]下圖是甲、乙兩地某日太陽(yáng)高度變化圖,其中甲地位于30°N。讀圖,完成1~2題。1.乙地地理坐標(biāo)為(

)A.(0°,30°E) B.(10°N,150°W)C.(10°S,30°E) D.(10°N,150°E)2.甲、乙兩地(

)A.晝長(zhǎng)不可能相等B.一天中太陽(yáng)高度同時(shí)達(dá)到最大C.該日甲地晝更長(zhǎng)D.該日太陽(yáng)東南升、西南落C黑龍江省佳木斯市的撫遠(yuǎn)(48°N,134°E),是我國(guó)最東端的縣級(jí)市。2023年6月21日凌晨3:00(北京時(shí)間)左右,來(lái)此觀光的游客迎來(lái)了我國(guó)第一縷陽(yáng)光。下圖為正午太陽(yáng)高度變化及正午太陽(yáng)方位示意。據(jù)此完成3~4題。3.圖中反映撫遠(yuǎn)正午太陽(yáng)高度變化規(guī)律的是(

)A.① B.②

C.③ D.④4.圖中①地位于(

)A.赤道

B.南回歸線C.北回歸線 D.南北回歸線之間CA《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中指出住宅建筑的間距應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定,如Ⅴ、Ⅵ氣候區(qū)冬至日日照時(shí)數(shù)不應(yīng)低于1小時(shí),對(duì)特定情況,還應(yīng)符合下列規(guī)定:老年人居住建筑日照標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于冬至日日照時(shí)數(shù)2小時(shí);在原設(shè)計(jì)建筑外增加任何設(shè)施不應(yīng)使相鄰住宅原有日照標(biāo)準(zhǔn)降低,既有住宅建筑進(jìn)行無(wú)障礙改造加裝電梯除外;舊區(qū)改建項(xiàng)目?jī)?nèi)新建住宅建筑日照標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于大寒日日照時(shí)數(shù)1小時(shí)。情境探究探究點(diǎn)二正午太陽(yáng)高度的應(yīng)用(2)我國(guó)制定的《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中某些建筑氣候區(qū)對(duì)住宅接受日照時(shí)間的最低標(biāo)準(zhǔn),為什么要以冬至日來(lái)衡量?(3)在北京購(gòu)買商品住宅時(shí),如果想驗(yàn)證開發(fā)商關(guān)于“全年都可見(jiàn)到陽(yáng)光”的銷售宣傳語(yǔ)的真實(shí)性,我們應(yīng)選擇在什么時(shí)間去看房?結(jié)合材料探究:(1)在我國(guó)的大部分地區(qū),樓高一定的情況下,室內(nèi)的采光狀況與樓間距有何關(guān)系?提示我國(guó)大部分地區(qū)都位于北回歸線以北,樓高一定的情況下南北方向上的樓間距越小,室內(nèi)的采光時(shí)間越短;反之則越長(zhǎng)。提示冬至日時(shí)我國(guó)各地的正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中的最小值。

提示選擇在冬至日前后去看房。

正午太陽(yáng)高度的應(yīng)用(1)確定地方時(shí)。某地太陽(yáng)高度達(dá)到一天中的最大值時(shí),此時(shí)日影最短,當(dāng)?shù)氐牡胤綍r(shí)是12時(shí)。(2)確定房屋的朝向。北回歸線以北地區(qū),正午太陽(yáng)位于南方,房屋朝南;南回歸線以南地區(qū),正午太陽(yáng)位于北方,房屋朝北。(3)判斷日影長(zhǎng)短及方向。正午太陽(yáng)高度越大,正午日影越短;正午太陽(yáng)高度越小,正午日影越長(zhǎng),且日影方向背向太陽(yáng)。方法突破(4)太陽(yáng)能熱水器的安裝。太陽(yáng)能熱水器的集熱板要根據(jù)正午太陽(yáng)高度的季節(jié)變化而調(diào)整角度,集熱板與地面之間的夾角應(yīng)等于當(dāng)天正午太陽(yáng)高度的余角,如下圖所示,α+H=90°時(shí)效果最佳。在集熱板(真空管)的傾角α與正午太陽(yáng)高度H互余的情況下,太陽(yáng)能熱水器的熱能利用率最高。為了更有效地利用太陽(yáng)能,從理論上講集熱板的傾角α應(yīng)隨季節(jié)的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)。(5)室內(nèi)采光。一般情況下,正午太陽(yáng)高度越大,照射到房間里的面積越小,即夏季照射面積小,冬季照射面積大。北回歸線以北的地區(qū),太陽(yáng)光線正午從南窗射入;南回歸線以南的地區(qū),太陽(yáng)光線正午從北窗射入。(6)確定地理緯度。根據(jù)正午太陽(yáng)高度計(jì)算公式可計(jì)算出當(dāng)?shù)氐乩砭暥取?7)推算樓間距。緯度較低的地區(qū),樓間距較小;緯度較高的地區(qū),樓間距較大。如下圖所示,我國(guó)某地,南樓高度為h,該地冬至日正午太陽(yáng)高度為H,則最小樓間距L=h·cotH。1正午太陽(yáng)方位(1)太陽(yáng)直射點(diǎn)以北地區(qū),正午時(shí)太陽(yáng)位于觀測(cè)地的正南方;太陽(yáng)直射點(diǎn)以南地區(qū),正午時(shí)太陽(yáng)位于觀測(cè)地的正北方。極晝、極夜地區(qū)除外。(2)太陽(yáng)直射點(diǎn)所在緯線,正午時(shí)太陽(yáng)位于觀測(cè)地的正上方。2正午日影朝向及長(zhǎng)短變化(1)正午日影朝向取決于太陽(yáng)直射點(diǎn)的位置。太陽(yáng)直射點(diǎn)以北地區(qū),日影朝北;太陽(yáng)直射點(diǎn)以南地區(qū),日影朝南。(2)正午日影長(zhǎng)度由太陽(yáng)直射點(diǎn)向南北兩側(cè)遞增。(3)太陽(yáng)直射點(diǎn)處,正午日影與物體本身重合。(4)利用正午太陽(yáng)高度計(jì)算垂直物體的正午日影長(zhǎng)度公式:影長(zhǎng)=物體長(zhǎng)度×cotH(H為當(dāng)?shù)卣缣?yáng)高度)。實(shí)踐應(yīng)用武漢(30°N)某同學(xué)對(duì)傳統(tǒng)的太陽(yáng)能熱水器進(jìn)行改造(如圖),將太陽(yáng)能熱水器集熱板裝在一個(gè)大玻璃箱里,并將熱水器的支架改造成活動(dòng)形式。據(jù)此完成1~2題。1.冬至日正午,為使熱水器受熱最多,需調(diào)節(jié)活動(dòng)支架,使熱水器集熱板與地面的夾角為(

)A.23.5° B.36.5° C.53.5° D.66.5°2.為了充分利用太陽(yáng)能,盡可能使一年內(nèi)正午太陽(yáng)光線與集熱板保持垂直,集熱板與地面夾角的調(diào)整幅度為(

)A.23.5° B.30° C.47° D.60°應(yīng)用體驗(yàn)CC解析第1題,冬至日正午,太陽(yáng)直射南回歸線,根據(jù)正午太陽(yáng)高度公式,計(jì)算武漢的正午太陽(yáng)高度是36.5°。正午太陽(yáng)高度和集熱板與地面的夾角互余,所以,熱水器集熱板與地面的夾角為53.5°。故選C。第2題,30°N的地方,冬至日,集熱板與地面的夾角最大,為53.5°;夏至日,根據(jù)正午太陽(yáng)高度公式可得武漢的正午太陽(yáng)高度為83.5°,集熱板與地面的夾角最小,為6.5°。故一年中集熱板與地面夾角的調(diào)整幅度為53.5°-6.5°=47°。故選C。我國(guó)某公司高管于2024年2月26日10:00趕到公司辦公樓前,準(zhǔn)備參加約2個(gè)小時(shí)的緊急會(huì)議。下圖為此時(shí)公司露天停車場(chǎng)空余車位和太陽(yáng)光照狀況。讀圖,完成3~4題。3.此時(shí)刻在該城市,下列地理現(xiàn)象最可信的是(

)A.辦公樓影子將會(huì)逐漸變長(zhǎng)B.太陽(yáng)位于東南方天空C.一天中辦公樓影子最短D.一天中氣溫最高B4.如圖所示,會(huì)議結(jié)束時(shí)最有可能被太陽(yáng)照射到的車位是(

)A.①車位

B.②車位

C.③車位

D.④車位D解析第3題,圖中辦公樓影子朝向西北方,表明太陽(yáng)位于東南方天空,B正確;此日太陽(yáng)直射南半球,該公司正午太陽(yáng)應(yīng)位于正南方向,此時(shí)太陽(yáng)位于東南方向,時(shí)間應(yīng)為上午,表明太陽(yáng)將繼續(xù)升高,辦公樓的影子將會(huì)變短,A錯(cuò)誤;當(dāng)?shù)匾惶熘腥沼白疃痰臅r(shí)刻(正午),日影應(yīng)指向正北,而此時(shí)影子指向西北,C錯(cuò)誤;一天中氣溫最高的時(shí)刻應(yīng)是地方時(shí)14時(shí)前后,而此時(shí)當(dāng)?shù)靥幱谏衔?D錯(cuò)誤。第4題,圖中顯示影子與正北的夾角為45°,隨著太陽(yáng)方位的變化,正午以前,影子大約以15°/時(shí)向正北靠近,2小時(shí)后會(huì)議結(jié)束時(shí),影子大約在北偏西15°,辦公樓西側(cè)偏南的車位先被太陽(yáng)照射,故④車位比③車位更有被太陽(yáng)照射的可能,D正確,C錯(cuò)誤;①②車位在辦公樓北側(cè),還在陰影之中,沒(méi)有被太陽(yáng)照射,A、B錯(cuò)誤。[2024·安徽宣城高二期末]某開發(fā)商分別在北京(約40°N)和宣城(約31°N)開發(fā)了兩個(gè)樓盤。兩地均設(shè)計(jì)了朝向和樓高相同的戶型,下