第11課時(shí)正午太陽(yáng)高度的變化四季更替和五帶劃分第一部分自然地理大單元三地球的運(yùn)動(dòng)1.結(jié)合圖示材料，掌握太陽(yáng)高度角和正午太陽(yáng)高度的概念和區(qū)別。2.通過(guò)圖像和給定的區(qū)域，綜合分析正午太陽(yáng)高度的分布及變化規(guī)律，學(xué)會(huì)計(jì)算正午太陽(yáng)高度。3.正確理解正午太陽(yáng)高度變化在人類生產(chǎn)、生活中的合理應(yīng)用?！灸繕?biāo)導(dǎo)航】【知識(shí)導(dǎo)圖】課程標(biāo)準(zhǔn)：結(jié)合實(shí)例，說(shuō)明地球運(yùn)動(dòng)的地理意義。目

錄CONTENTS圖表自主填繪01重點(diǎn)互動(dòng)突破0203課堂鞏固精練圖表自主填繪1Tubiaozizhutianhui一、正午太陽(yáng)高度的變化1.太陽(yáng)高度角和正午太陽(yáng)高度【知識(shí)鏈接】1.太陽(yáng)高度的日變化規(guī)律 (1)極點(diǎn)地區(qū)：在極晝期間，極點(diǎn)上的太陽(yáng)高度在一天內(nèi)無(wú)變化，其太陽(yáng)高度等于太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度。如圖：直射點(diǎn)緯度＝H1。(1)太陽(yáng)高度角太陽(yáng)光線與________之間的夾角(即太陽(yáng)在當(dāng)?shù)氐难鼋?，叫作太陽(yáng)高度角，簡(jiǎn)稱太陽(yáng)高度(如圖甲所示)。在太陽(yáng)直射點(diǎn)上，太陽(yáng)高度是________；在晨昏線(圈)上，太陽(yáng)高度是______。(2)正午太陽(yáng)高度一天中太陽(yáng)高度______值出現(xiàn)在正午，稱為正午太陽(yáng)高度(如圖乙所示)。(2)非極點(diǎn)地區(qū)地平面90°0°最大2.正午太陽(yáng)高度的變化規(guī)律2.圖示法記憶不同區(qū)域的正午太陽(yáng)高度年變化規(guī)律 (1)回歸線之間：正午太陽(yáng)高度最大值為90°，每年有兩次太陽(yáng)直射現(xiàn)象，即一年中有兩個(gè)正午太陽(yáng)高度最大值。如下圖所示。(2)回歸線上：正午太陽(yáng)高度最大值為90°，一年中只有一次太陽(yáng)直射現(xiàn)象，即一年中只有一個(gè)正午太陽(yáng)高度最大值，如下圖所示。(1)請(qǐng)?jiān)谏蠄D中用折線畫(huà)出二分二至日正午太陽(yáng)高度的分布狀況。答案(2)緯度變化規(guī)律同一時(shí)刻，正午太陽(yáng)高度由____________所在緯度向南北兩側(cè)遞減；距離太陽(yáng)直射點(diǎn)所在的緯線越遠(yuǎn)，正午太陽(yáng)高度越小，距離越近，則越大。①夏至日：正午太陽(yáng)高度由__________向南北兩側(cè)遞減；北回歸線及其以北各緯度正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中的最大值，________各緯度正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中的最小值。如圖中____折線所示。太陽(yáng)直射點(diǎn)北回歸線南半球c(3)回歸線至極點(diǎn)之間：正午太陽(yáng)高度最大值小于90°，一年中只有一個(gè)正午太陽(yáng)高度最大值，如下圖所示?！局R(shí)鏈接】二十四節(jié)氣圖判讀②冬至日：正午太陽(yáng)高度由__________向南北兩側(cè)遞減；南回歸線及其以南各緯度正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中的最大值，________各緯度正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中的最小值。如圖中a折線所示。③春、秋分日：正午太陽(yáng)高度由______向南北兩側(cè)遞減。如圖中____折線所示。南回歸線北半球赤道b(1)二十四節(jié)氣春雨驚春清谷天，夏滿芒夏暑相連。秋處露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。上半年來(lái)六廿一，下半年是八廿三。(3)季節(jié)變化規(guī)律太陽(yáng)直射點(diǎn)向本地所在緯線移來(lái)，則正午太陽(yáng)高度增大，移去則減小。如圖所示：(2)基本規(guī)律①任意相鄰的兩個(gè)節(jié)氣，時(shí)間上相隔約15天。②相對(duì)于夏至或冬至對(duì)稱的兩個(gè)節(jié)氣，太陽(yáng)直射點(diǎn)大致位于同一緯度。對(duì)任何一地，此兩天日出日落方位、正午太陽(yáng)高度、晝夜長(zhǎng)短等均相同。如芒種與小暑、立冬與立春。二、四季更替和五帶劃分1.四季更替 (1)成因晝夜長(zhǎng)短正午太陽(yáng)高度太陽(yáng)輻射(2)劃分(以北半球?yàn)槔?類型范圍春季夏季秋季冬季天文四季過(guò)渡季節(jié)一年內(nèi)白晝______、正午太陽(yáng)高度_____的季節(jié)過(guò)渡季節(jié)一年內(nèi)白晝______、正午太陽(yáng)高度______的季節(jié)氣候四季3、4、5月_________月____________月12月和次年1、2月最長(zhǎng)最高最短最低6、7、89、10、112.五帶劃分 (1)劃分依據(jù)：太陽(yáng)輻射從低緯度向高緯度呈有規(guī)律遞減。 (2)五帶劃分北溫帶熱帶南溫帶重點(diǎn)互動(dòng)突破2zhongdianhudongtupo精講點(diǎn)撥1.正午太陽(yáng)高度的計(jì)算方法

公式：H＝90°－兩點(diǎn)緯度差。

說(shuō)明：“兩點(diǎn)”是指所求地點(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。如下圖所示：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°26′S)正午太陽(yáng)高度：H＝90°－BC緯度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。2.正午太陽(yáng)高度的年變化幅度(1)南北回歸線之間：緯度越高，正午太陽(yáng)高度年變化幅度越大(由23°26′增大到46°52′)，赤道上為23°26′，回歸線上為46°52′。(2)回歸線與極圈之間：各緯度正午太陽(yáng)高度年變化幅度相同(均為46°52′)。(3)極圈以內(nèi)地區(qū)：緯度越高，正午太陽(yáng)高度年變化幅度越小(由46°52′減小到23°26′)，極圈上為46°52′，極點(diǎn)上為23°26′。3.正午太陽(yáng)高度的應(yīng)用 (1)確定地方時(shí)

當(dāng)某地太陽(yáng)高度達(dá)一天中最大值時(shí)，就是一天的正午時(shí)刻，此時(shí)當(dāng)?shù)氐牡胤綍r(shí)是12時(shí)。 (2)判斷所在地區(qū)的緯度

當(dāng)太陽(yáng)直射點(diǎn)位置一定時(shí)，如果知道當(dāng)?shù)氐恼缣?yáng)高度，就可以根據(jù)“某地與太陽(yáng)直射點(diǎn)相差多少緯度，正午太陽(yáng)高度就相差多少度”的規(guī)律，求出當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥取?3)確定房屋的朝向?yàn)榱双@得最充足的太陽(yáng)光照，各地房屋的朝向與正午太陽(yáng)所在的位置有關(guān)。①北回歸線以北的地區(qū)，正午太陽(yáng)位于南方，房屋朝南。②南回歸線以南的地區(qū)，正午太陽(yáng)位于北方，房屋朝北。(4)判斷日影長(zhǎng)短及方向太陽(yáng)直射點(diǎn)上，物體的影子縮短為0；正午太陽(yáng)高度越大，日影越短；反之，日影越長(zhǎng)。正午是一天中日影最短的時(shí)刻。日影永遠(yuǎn)朝向背離太陽(yáng)的方向，北回歸線以北的地區(qū)，正午的日影全年朝向正北(北極點(diǎn)除外)，冬至日日影最長(zhǎng)，夏至日日影最短；南回歸線以南的地區(qū)，正午的日影全年朝向正南(南極點(diǎn)除外)，夏至日日影最長(zhǎng)，冬至日日影最短；南、北回歸線之間的地區(qū)，正午日影夏至日朝向正南、冬至日朝向正北，直射時(shí)日影最短(等于0)。(5)計(jì)算樓間距、樓高為了保證一樓全年有陽(yáng)光照到，北回歸線以北地區(qū)建樓房時(shí)，兩樓之間的最短距離應(yīng)大于L＝h·cotH(H：冬至日正午太陽(yáng)高度)。(6)計(jì)算太陽(yáng)能熱水器的安裝角度如上圖所示，集熱板與地面之間的夾角和當(dāng)天正午太陽(yáng)高度互余，當(dāng)α＋H＝90°時(shí)太陽(yáng)能熱水器使用效果最佳。真題感悟[典例]

(2023·海南卷)對(duì)日影和太陽(yáng)高度變化的觀測(cè)可以判斷地理位置、地方時(shí)等要素。圖1為甲地某日日出至日落期間標(biāo)桿的日影變化示意圖，當(dāng)日影朝正北方向時(shí)，標(biāo)桿長(zhǎng)度與其日影長(zhǎng)度相等。圖2為乙地同一日正午時(shí)刻的太陽(yáng)高度示意圖。圖中時(shí)間均為北京時(shí)間。據(jù)此完成(1)～(2)題。(1)當(dāng)日(

)A.甲地晝長(zhǎng)夜短

B.乙地晝短夜長(zhǎng)C.甲地晝長(zhǎng)大于乙地

D.甲乙兩地晝夜等長(zhǎng)(2)甲地位于乙地(

)A.東南

B.西南 C.東北

D.西北第(1)題，信息的獲取與解讀。觀測(cè)當(dāng)日為二分日，甲地、乙地晝夜等長(zhǎng)。答案(1)D

(2)A第(2)題，邏輯推理。計(jì)算甲地的經(jīng)度為125°E；二分日太陽(yáng)直射赤道，根據(jù)正午太陽(yáng)高度計(jì)算甲地緯度為45°N。計(jì)算乙地的經(jīng)度為115°E；二分日太陽(yáng)直射赤道，根據(jù)正午太陽(yáng)高度計(jì)算乙地緯度為60°N。故甲地位于乙地的東南方向。[借題發(fā)揮]判斷日影長(zhǎng)短及方向(1)日影長(zhǎng)短①正午太陽(yáng)高度越大，日影越短；正午太陽(yáng)高度越小，日影越長(zhǎng)。②北回歸線及其以北地區(qū)，日影長(zhǎng)度在北半球夏至日正午時(shí)達(dá)到一年中的最短值；南回歸線及其以南地區(qū)，日影長(zhǎng)度在北半球冬至日正午時(shí)達(dá)到一年中的最短值。③南、北回歸線之間的地區(qū)，當(dāng)太陽(yáng)直射該地時(shí)，日影的長(zhǎng)度最短。(2)日影朝向日影方向與太陽(yáng)方位關(guān)于觀測(cè)點(diǎn)對(duì)稱。變式訓(xùn)練(2022·福建卷)非對(duì)稱結(jié)構(gòu)保溫大棚的保溫被通常白天收卷至頂部，以便棚內(nèi)作物進(jìn)行光合作用，收卷的保溫被在棚內(nèi)地面形成遮陰帶(下圖)。陜西省某地理研學(xué)小組觀測(cè)當(dāng)?shù)卮笈镎绲孛嬲陉帋У哪陜?nèi)變化(忽略收卷的保溫被厚度影響)，發(fā)現(xiàn)棚內(nèi)地面遮陰帶在2月26日出現(xiàn)，3月29日面積最大，一段時(shí)間后變小。據(jù)此完成1～2題。1.棚內(nèi)正午地面遮陰帶面積開(kāi)始變小的日期出現(xiàn)在(

) A.6月29日前后

B.9月15日前后 C.10月16日前后

D.12月14日前后

解析根據(jù)所學(xué)知識(shí)，同一地區(qū)，太陽(yáng)直射點(diǎn)緯度

相同的日期，正午太陽(yáng)高度角相同，根據(jù)材料2月26

日棚內(nèi)出現(xiàn)遮陰帶，此后遮陰帶面積逐漸增大，3月

29日面積最大，此日后遮陰帶面積不變，6月22日

(夏至日)以后，太陽(yáng)直射點(diǎn)南移，由于3月29日為春分

日后8天左右，與該日正午太陽(yáng)高度相同的日期為秋分日前8天左右，因此9月15日前后遮陰帶面積最大，之后，隨著太陽(yáng)高度角繼續(xù)變小，遮陰帶移至棚外，棚內(nèi)遮陰帶開(kāi)始變小，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。B2.僅支撐柱高度增加1米，則棚內(nèi)正午地面最大遮陰帶(

) A.出現(xiàn)日期提前，面積減小 B.出現(xiàn)日期提前，面積不變 C.出現(xiàn)日期推遲，面積增大 D.出現(xiàn)日期推遲，面積不變

解析根據(jù)材料棚內(nèi)最大遮陰帶的面積和南北屋面保溫被的寬度有關(guān)，南北保溫被寬度范圍越大，最大遮陰帶面積越大，和支撐柱的高度無(wú)關(guān)，支撐柱變高時(shí)，最大遮陰帶面積不變，但遮陰帶全部移動(dòng)到保溫棚底部(此時(shí)面積最大)時(shí)的正午太陽(yáng)高度角變大，出現(xiàn)的日期應(yīng)比之前推遲，D正確，A、B、C錯(cuò)誤。故選D。D課堂鞏固精練3ketanggonggujinglian(2024·湖南長(zhǎng)沙高三開(kāi)學(xué)考試)在光伏電站工程中，絕大多數(shù)支架為固定支架。我國(guó)湖北省某地(31.5°N，113.5°E)海拔65米，固定支架光伏組件的傾角一般為14°，且朝向正南方位。目前該地將部分光伏組件改成可轉(zhuǎn)動(dòng)支架(如下圖所示)以提高對(duì)太陽(yáng)輻射的利用率。(sin14°≈0.24、cos14°≈0.97、sin35°≈0.57、cos35°≈0.82)。據(jù)此完成1～3題。1.若不考慮天氣變化，該地固定支架光伏組件獲

得太陽(yáng)輻射能最多的月份是(

) A.3月

B.5月

C.9月

D.1月

解析

固定支架光伏組件的傾角一般為14°，且朝向正南方位。若不考慮天氣變化，該地固定支架光伏組件獲得太陽(yáng)輻射能最多的月份的正午太陽(yáng)高度約為76°。當(dāng)?shù)鼐暥葹?1.5°N，由正午太陽(yáng)高度計(jì)算公式a＝90°－緯度差計(jì)算可知，此時(shí)太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度約為17.5°N。結(jié)合選項(xiàng)判斷，5月太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度位置最為接近17.5°N。故選B。B2.若將支架改為可轉(zhuǎn)動(dòng)型，則北京時(shí)間12時(shí)時(shí)光伏組件應(yīng)朝向(

) A.西北

B.西南

C.東北

D.東南

解析

當(dāng)?shù)亟?jīng)度為113.5°E，當(dāng)北京時(shí)間為12時(shí)時(shí)，該地地方時(shí)在12時(shí)之前，為上午，太陽(yáng)方位為東南，為獲得最好的發(fā)電效果，光伏組件應(yīng)朝向東南。故選D。DC3.為避免遮蔽陽(yáng)光和浪費(fèi)土地，改為可轉(zhuǎn)動(dòng)

支架后兩組光伏組件的距離L大約為(

) A.2.1米

B.2.4米

C.3.5米

D.8.3米

解析

為避免遮光和浪費(fèi)土地，改為可轉(zhuǎn)動(dòng)支架后兩組光伏組件的距離L應(yīng)為冬至日正午光伏組件的影長(zhǎng)。冬至日時(shí)太陽(yáng)能組件傾角＝90°－正午太陽(yáng)高度＝緯度差＝31.5°＋23.5°＝55°，光伏組件長(zhǎng)度為2米，因此影長(zhǎng)L＝2/sin(90－55)°≈3.5米。故選C。B(2024·安徽阜陽(yáng)期末)下圖為江蘇南京(32°N，119°E)某中學(xué)的胡老師于北京時(shí)間11月25日16：09拍攝的一張照片。據(jù)此完成4～