2024高考一輪考點(diǎn)幫2.1基礎(chǔ)知識五太陽方位和正午太陽高度的變化【考點(diǎn)解讀】由于地球不斷地自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，全球各地的太陽方位及太陽高度不斷發(fā)生變化。從時(shí)間尺度來看，可以分為年變化和日變化的尺度進(jìn)行探討。從認(rèn)知層面來看，先論述方位再分析高度變化有利于過程性認(rèn)知。太陽方位和太陽高度（特別是正午太陽高度）對人類生活生產(chǎn)影響較大，要探討其在影響與應(yīng)用。【教學(xué)目標(biāo)】1.能夠掌握某地周年日出、日落方位及正午時(shí)的方位，從而推斷周日視運(yùn)動軌跡；2.知道在周日視運(yùn)動中太陽高度的變化，能從空間分類探討其正午太陽高度在不同時(shí)間變化；3.掌握太陽高度角的應(yīng)用：如影長的變化、房屋的朝向及間距等?！窘虒W(xué)過程】一、基礎(chǔ)檢驗(yàn)（一）太陽方位1.太陽方位的周年變化（1）日出、日落方位太陽方位在晝半球中討論，起于晨線，終于昏線?！咎接憽坷L制出太陽光線（并找出直射點(diǎn)），說出圖中A、B、C（或D）三地的日出日落方位？【情況一】時(shí)間：?！窘Y(jié)論】（直射點(diǎn)），日出；日落；極晝地區(qū)。【情況二】時(shí)間：。【結(jié)論】（直射點(diǎn)），日出；日落；極晝地區(qū)?！厩闆r三】時(shí)間：。【結(jié)論】（直射點(diǎn)），全球日出；日落。正午太陽方位分地區(qū)討論：①北回歸線以北地區(qū)，正午太陽永遠(yuǎn)在；②南回歸線以南地區(qū)，正午太陽永遠(yuǎn)在；③回歸線上，除直射外，北回歸線均在；南回歸線均在；④回歸線之間，可南可北，具體要通過日期等信息推測此時(shí)直射點(diǎn)所在緯度與該地緯度的相對關(guān)系。2.太陽的周日視運(yùn)動（1）太陽的周日（視）運(yùn)動：從日出到正午，再到日落的過程。太陽的周日視運(yùn)動是建立周年視運(yùn)動的基礎(chǔ)上，利用日出、日落及正午太陽三點(diǎn)繪制周日視運(yùn)動軌跡。下圖的繪制為平面圖。（2）全球各地的周日視運(yùn)動①非極晝地區(qū)【北半球夏半年】方位變化：【北半球冬半年】方位變化：【二分日】方位變化：考試時(shí)有時(shí)會出現(xiàn)立體的視運(yùn)動圖，日出日落方位容易辨認(rèn)，南北最主要看觀察者穹頂與太陽方位的關(guān)系。②極晝地區(qū)的“日不落”極晝極夜地區(qū)的軌跡圖識別核心要點(diǎn)：①最高點(diǎn)為時(shí)，最低點(diǎn)為時(shí)，0時(shí)代表；②軌跡從最低點(diǎn)的正南（或正北），經(jīng)東而后再西繞地一圈，因此極地視運(yùn)動軌跡是。太陽方位與地方時(shí)以北半球夏半年為例，請?jiān)谙聢D中標(biāo)示重要的地方時(shí)。結(jié)論：①時(shí)太陽一定處于正南（或正北），其他方位需要根據(jù)推理。②6時(shí)，太陽不一定在。對于除了極點(diǎn)之外的任一地點(diǎn)，6時(shí)的太陽方位，春秋分日在正東方，夏半年在，冬半年在。（二）正午太陽高度1.太陽高度及其日變化（1）太陽高度：是指太陽光線與地平面的夾角。（2）日變化過程：一天中從（太陽高度角為0°）逐漸上升，至中午達(dá)到最一天中的最大值，該值稱之為正午太陽高度。隨后逐漸減小至0°，即。注：一天中太陽高度有無數(shù)個，正午太陽高度特指12時(shí)的最大太陽高度，是唯一的。(3)正午太陽高度的計(jì)算正午太陽高度的計(jì)算H=90?-（兩地）緯度差說明：①“兩點(diǎn)”一般是指所求地點(diǎn)與太陽直射點(diǎn)。該公式也可應(yīng)用在晝半球中央的兩條經(jīng)線上（二分日時(shí)只有一條）的兩點(diǎn)。②兩點(diǎn)緯度差的計(jì)算遵循“同減異加”原則。2.正午太陽高度分布與的變化（1）正午太陽高度的分布【探究】說出太陽高度的分布特點(diǎn)？當(dāng)直射點(diǎn)移動，各地的太陽高度又會如何變化？【總結(jié)】①直射點(diǎn)，晨昏線上。由直射點(diǎn)向南北遞減至晨昏圈；②正午太陽高度是由直射點(diǎn)所在的決定的，離直射點(diǎn)越近，正午太陽高度越；③晝半球中央的兩條經(jīng)線上（二分日時(shí)只有一條）的兩點(diǎn)同樣適用，正午太陽高度緯度差的計(jì)算原理。（2）正午太陽高度的變化①正午太陽高度的時(shí)間變化規(guī)律二分日：直射在，正午太陽高度角由遞減。夏至：由向南北兩側(cè)遞減。正午太陽高度達(dá)一年最大，達(dá)到一年中的最小值。冬至：由向南北兩側(cè)遞減。正午太陽高度達(dá)一年最大，達(dá)到一年中的最小值。②正午太陽的空間（緯度）變化規(guī)律以下列分區(qū)進(jìn)行討論，在正午太陽高度的的變化規(guī)律：分區(qū)回歸線以內(nèi)回歸線上回歸線到極圈（包括極圈）極圈以內(nèi)有無直射極晝極夜現(xiàn)象最大（φ緯度）最小（φ緯度）年差（三）太陽方位和正午太陽高度的應(yīng)用1.影子的朝向及長短的變化（1）影子的朝向：與太陽的方位相反。先判斷出此時(shí)太陽的位置即可推斷影子的朝向。同樣，影子的朝向也可以反推太陽的位置。（2）影子的長短變化：一天中：正午太陽最高，則影長最，則日出→正午，影長；正午→日落，影長。一年中：（離太陽越近）正午太陽高度角越大，影子越。（緯度越高，正午時(shí)影子越長）注：分析影長變化過程中，方位一定是相反的，但也要注意中午的長度一定是最短的。2.確定房屋的朝向?yàn)榱双@得更充足的太陽光照，在北回歸線以北地區(qū)，正午太陽位于，房屋朝；在南回歸線以南地區(qū)，正午太陽位于，房屋朝。3.確定樓距、樓高為了更好地保證各樓層都有良好的采光，樓與樓之間應(yīng)當(dāng)保持適當(dāng)距離。一般來說，緯度較低的地區(qū)，樓距較??；緯度較高的地區(qū)，樓距較大。以我國為例，見下圖，南樓高度為h，該地冬至日正午太陽高度為H，則最小樓間距L為：L＝hcotH。4.太陽能熱水器的傾角調(diào)整計(jì)算出某地太陽能板放置的角度就必須知道該地的正午太陽高度角。結(jié)合該地的緯度，利用結(jié)論：太陽能板放置的角度就是該地與太陽直射點(diǎn)的。真題演練（2023·湖南·統(tǒng)考高考真題）非洲冰鼠是嚙齒類食草動物，夜伏晝出，不冬眠，不囤積食物，常通過曬太陽或蜷縮等方式應(yīng)對寒冷。在非洲南部某山地（29°33`S，29°14`E）海拔2800米處的緩坡上，某科研團(tuán)隊(duì)對非洲冰鼠群體的活動規(guī)律進(jìn)行觀測。下圖示意連續(xù)幾日觀測的平均結(jié)果。據(jù)此完成下面小題。1．北京時(shí)間15：00左右，非洲冰鼠冬季曬太陽的地點(diǎn)最可能位于該山地的（

）A．東北坡 B．西北坡 C．東南坡 D．西南坡（2023·福建·高考真題）局部強(qiáng)降雨后，在某些角度，光通過水汽的折射，形成彩虹奇觀。結(jié)合下圖完成下面小題。2．暑假某日，小明同學(xué)來到武夷山游玩，降雨過后，看見了彩虹，則小明看見彩虹時(shí)最可能的時(shí)間與朝向是（

）A．7：00~8：30面朝太陽B．10：00~11：30面朝太陽C．13：00~14：30背對太陽D．16：00~17：30背對太陽3．我國北方夏季彩虹出現(xiàn)頻率高于南方的可能原因是（

）A．降雨較多 B．太陽高度角大 C．白晝時(shí)間長 D．可見度較高（2021·天津·統(tǒng)考高考真題）科考隊(duì)在北極圈內(nèi)某地進(jìn)行科考時(shí)，于北京時(shí)間6月22日16時(shí)測得了當(dāng)?shù)匾惶熘刑柛叨鹊淖钚≈禐?0°。完成下面小題。4．該地的緯度為（

）A．83°26′N B．80°34′N C．76°34′N D．72°34′N（2022·廣東·統(tǒng)考高考真題）2021年10月16日，神舟十三號載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，將我國3名航天員順利送入距離地表約400km的中國空間站。2022年4月16日，航天員安全返回地球。據(jù)此完成下面小題。5．駐留期間，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射塔與廣州市區(qū)廣州塔兩地每天正午太陽高度的差值（

）A．先變大后變小 B．先變小后變大 C．持續(xù)不斷變大 D．始終保持不變（2022·福建·統(tǒng)考高考真題）非對稱結(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)此完成下面小題。6．棚內(nèi)正午地面遮陰帶面積開始變小的日期出現(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7．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（2021·福建·統(tǒng)考高考真題）1997年以來，寧夏閩寧鎮(zhèn)從一片“干沙灘”逐步發(fā)展為“金沙灘”。2012年閩寧鎮(zhèn)開始發(fā)展光伏大棚、光伏發(fā)電等光伏應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，未來將利用“照射光線自動跟蹤”技術(shù)，讓光伏面板始終保持與太陽光線垂直，以提高光能利用效率。據(jù)此完成下面小題。8．若應(yīng)用“照射光線自動跟蹤”技術(shù)，與6月1日相比，閩寧鎮(zhèn)7月1日光伏面板（

）A．正午影子長度較長 B．跟蹤調(diào)整時(shí)長較短C．仰角移動幅度較小 D．水平轉(zhuǎn)動角度較大三、總結(jié)歸納參考答案（或解讀）一、基礎(chǔ)檢驗(yàn)（一）1.（1）情況1：北半球夏半年；直射北半球；東北；西北；正北升、正北落1.（1）情況2：北半球冬半年；南半球；東南升；西南落；正南升、正南落1.（3）情況3：二分日；直射赤道；正東升、正西落（2）正南；正北；正南；正北（2）①【北半球夏半年】東北→正東→東南→正南→西南→正西→西北；東北→正北→西北【北半球冬半年】東南→正南→西南；東南→正東→東北→正北→西北→正西→西南【二分日】正東→東南→正南→西南→正西；正東→東北→正北→西北→正西②12時(shí)；0時(shí)；日出日落；北順南逆2.（3）2.（3）12時(shí)；日期；正東；東北；東南（二）1.（2）日出；12時(shí)；日落

2.（1）90°；0°；緯度；大2.（2）①赤道；赤道向南北兩極；北回歸線；北回歸線及其以北地區(qū)；南半球；南回歸線；南回歸線及其以南地區(qū)；北半球（2）②分區(qū)回歸線以內(nèi)回歸線上回歸線到極圈（包括極圈）極圈以內(nèi)有無直射有兩次一次無無極晝極夜現(xiàn)象無無極圈才有有最大（φ緯度）90°90°90°—（φ—23°26′）最小（φ緯度）66°34′—φ43°08′90°—（φ+23°26′）0年差23°26′+φ46°52′46°52′113°26′—φ（三）2.（2）短；縮短；變長；短；3.南方；南；北方；北5.緯度差真題演練【答案】1．A【解析】1．材料信息表明，當(dāng)?shù)亟?jīng)度為33`S，29°14`E，北京時(shí)間15:00時(shí)，當(dāng)?shù)氐胤綍r(shí)約為9時(shí)。當(dāng)?shù)囟緯r(shí)太陽直射點(diǎn)在北半球，當(dāng)?shù)靥枏臇|北升起，正午時(shí)太陽位于當(dāng)?shù)卣保衔鐣r(shí)間太陽均在東北方，9時(shí)時(shí)東北坡為向陽坡，因此非洲冰鼠冬季曬太陽的地點(diǎn)最可能位于該山地的東北坡，A符合題意，排除BCD。故選A。【答案】2．D3．C2．由圖可知，要觀測到彩虹必須背對太陽，AB錯誤；由圖可知，13：00~14：30，武夷山太陽高度角大于42°，不能形成彩虹，C錯誤；16：00~17：30太陽高度角較小，可能會形成彩虹，D正確。故選D。3．北方降雨少于南方，A錯誤；北方太陽高度角小于南方，B錯誤；夏季北方晝長較南方長，晝長時(shí)間長，出現(xiàn)彩虹的頻率高，C正確；南方北方的能見度差異小，D錯誤。故選C?！敬鸢浮?．C【分析】4．6月22日是夏至日，太陽直射點(diǎn)位于北回歸線，該地為北極圈以內(nèi)，有極晝，一天中最小太陽高度為10°，為0：00的太陽高度，此時(shí)北極圈上0：00的太陽高度0°，從而得出該地的緯度為北極圈以北10°，即76°34′N，故C項(xiàng)正確，ABD錯誤。故選C?！敬鸢浮?．D【解析】5．正午太陽高度角為90°--所求點(diǎn)與直射點(diǎn)的緯度差值，在航天員駐留期間，兩地始終都位于太陽直射點(diǎn)的以北，則兩地與太陽直射點(diǎn)的距離變化始終一致，則兩地正午太陽高度角的變化始終一致，保持不變，兩地正午太陽高度角的變化始終為兩地緯度之差。故選D?！敬鸢浮?．B7．D【解析】6．根據(jù)所學(xué)知識，同一地區(qū)，太陽直射點(diǎn)緯度相同的日期，正午太陽高度角相同，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，隨著太陽高度角繼續(xù)降低，遮陰帶移至棚外，棚內(nèi)遮陰帶開始變小，故B正確，ACD錯誤。該題選B。7．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