3-1-地球的运动(4)(学案).docx

地球的公转(二)
【考点呈现】
1．正午太阳高度的变化规律。
2．正午太阳高度的应用。
3．四季与五带的划分。
【素养解读】
1．区域认知：能结合区域位置，认知区域的季节变化特点。
2．综合思维：分析光照图，理解正午太阳高度的变化规律。
3．地理实践力：观察生活中的影子变化、楼间距、太阳能热水器安装等，分析其与正午太阳高度变化的关系。
【考点】
一　正午太阳高度的变化
正午太阳高度的变化规律
1．看直射点的位置，比较正午太阳高度大小
记忆口诀“远小近大”：即距离太阳直射点所在的纬线越远，正午太阳高度越小；距离越近，则越大。
2．看直射点的移动，确定正午太阳高度的变化
记忆口诀“来增去减”：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。如图所示：

3．看区域位置，归纳不同区域的正午太阳高度年变化规律
回归线
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

回归
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

回归
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

4．看纬度位置，总结正午太阳高度的年变化幅度
(1)南北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越大(由23°26′增大到46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′。
(2)回归线至极圈之间：各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)。
(3)极圈以内地区：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小到23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。
北京(约40°N)某中学地理研究性学习小组发现正午日影长短与二十四节气具有一定的相关性，以此制作了简易的二十四节气测量仪，如图所示。据此完成1～3题。

1．制作该测量仪利用的地理基本规律是(　　)
A．昼夜长短变化规律
B．正午太阳高度变化规律
C．地球公转速度变化规律
D．地球自转速度变化规律
2．如果将测量仪放在哈尔滨测日影，需要改进的是(　　)
A．增加竹竿的长度
B．改变竹竿与皮尺的角度
C．增加皮尺的长度
D．改变竹竿与皮尺的方位
3．如果图中乙为二分日时太阳光线，则北京二分日正午竿长与其影长的关系为(　　)
A．竿长与影长相等　　　　　 B．竿长小于影长
C．竿长大于影长　　　　 D．无法判断
【答案】1．B　2．C　3．C　
【分析】1．由题图可知，二十四节气测量仪是根据竹竿影子长短变化来测量的，利用了正午太阳高度变化的规律。
2．由于哈尔滨纬度比北京高，正午太阳高度更小，影子更长，为了能够准确测量，应该增加皮尺的长度。两地正午日影都朝向正北，不需要增加竹竿长度，也不需要改变竹竿与皮尺的角度和方位。
3．北京的纬度大约为40°N，根据正午太阳高度计算公式可知，北京在春分日和秋分日正午太阳高度为50°，大于45°，故竿长大于影长。
二　正午太阳高度的计算与应用
(一)正午太阳高度的计算方法
公式：H＝90° －两点纬度差。
“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纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。
　 (二)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最大值时，就是一天的正午时刻，此时当地的地方时是12时。
2．判断所在地区的纬度
当太阳直射点位置一定时，如果知道当地的正午太阳高度，就可以根据“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
为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。
(1)北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南。
(2)南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
4．判断日影长短及方向
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。日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日日影最长，夏至日日影最短；南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日日影最长，冬至日日影最短；南、北回归线之间的地区，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、楼高
为了保证一楼全年有阳光照到，北回归线以北地区建楼房时，两楼之间的最短距离应大于L＝h·cot H(H：冬至日正午太阳高度)。

6．计算热水器的安装角度

集热板与地面之间的夹角和当天正午太阳高度角互余，如图，α＋H＝90°时效果最佳。
如图为某城市某高层建筑二分二至日太阳视运动示意图(含太阳方位和太阳高度)。据此完成1～3题。

1．春分日，该城市的正午太阳高度约为(　　)
A．21．5°　 B．38．5°
C．51．5°　 D．62．5°
2．该城市可能是(　　)
A．南非开普敦　 B．澳大利亚悉尼
C．埃及开罗　 D．英国伦敦
3．该高层建筑甲户型一年中光照条件最好的季节(不考虑天气、周边建筑遮挡等因素)(　　)
A．巴西高原草木茂盛　 B．印度半岛高温少雨
C．江淮地区梅雨绵绵　　　　 D．华北平原小麦播种
【答案】1．B　2．D　3．C　
【分析】1．图中东西、南北两条实线交点处为90°，三条虚线与正南实线相交的三个点的度数就是正午太阳高度。春分日时太阳东升西落，该城市的正午太阳高度大于0°，小于45°，且明显大于21．5°，更接近图中的45°等值线。
2．根据太阳视运动轨迹，二分二至日正午太阳都在正南方，说明该城市位于北回归线以北，A、B错；根据上题分析可知，春分日太阳直射赤道，该城市的正午太阳高度约为38．5°，利用公式：正午太阳高度＝90°－太阳直射点与所求地纬度间隔，可算出该城市纬度约为51．5°，只有伦敦符合，C错D对。
3．由题图可知，甲户型位于高层建筑的北侧，根据1～2题分析可知，6～7月为一年中光照条件最好的季节。此时，巴西高原为干季，草木枯黄，A错；印度半岛受西南季风影响，为高温多雨的季节，B错；江淮地区受锋面雨带的影响，阴雨连绵，C对；华北平原小麦播种季节是秋季，D错。
【拓展提升】
如图示意江西省境内一幢乡村住宅楼某日不同时刻太阳光线，该地6月日照时数(太阳实际照射地面的时数)少于8月。据此完成1～2题。

1．前阳台正对的方向是(　　)
A．南偏东　　　　　 B．东偏北
C．西偏南　　　　 D．西偏北
2．图示日出太阳光线最不可能出现在(　　)
A．1月　　　　 B．3月
C．7月　　　　 D．9月
【答案】1．A　2．A　
【分析】1．江西正午太阳位于正南方位，日出时太阳位于偏东方向或者正东方向，前阳台正对着正午太阳光线向东偏离15°的方向，为南偏东方向。故选A。
2．据题图可知，日出太阳光线在正午太阳光线(正南)东侧105°的位置，可得出日出时太阳在该地东北方位，只有太阳直射点位于北半球时，日出东北，可推知此时最不可能是1月。故选A。
天津王先生的家在一个高层建筑的二楼，令他烦恼的是，因为南楼遮挡，寒冬的正午直到1月16日阳光才能照射进阳台。朋友李先生家的顶楼阳台则没有这样的烦恼，但为了更好地晾晒衣服，李先生家的伸缩式晾衣架的高度在不同季节还需调整。据此回答3～4题。

3．王先生家的阳台正午时分每年没有阳光射入的时间大
约为(　　)
A．18天　 B．36天
C．25天　 D．50天
4．与上海的同等情况相比较，李先生家正午时悬挂晾衣架的绳索长度(　　)
A．冬季长，夏季短　 B．冬季长，夏季长
C．冬季短，夏季长　 D．冬季短，夏季短
【答案】3．D　4．D　
【分析】3．正午太阳高度越小，南楼产生的影子越长，北楼被遮挡的时间越长。由材料分析可知，王先生家在冬季的正午直到1月16日阳光才能照射进阳台，根据太阳直射点的回归运动可知，12月22日前后，太阳直射南回归线，天津正午太阳高度最小，之后逐渐变大，1月16日距离12月22日相差25日，在12月22日之前的25天内，也没有阳光照射进王先生家的阳台，即一共50天左右。
4．上海的纬度较天津的低，因此冬季和夏季的正午太阳高度都较天津的大，物体影子较短，室内光照面积较小，所以在晾晒衣物时，相同情况下晾衣架的高度可以低一点，绳索则需要长一点，因此，天津李先生家正午时悬挂晾衣架的绳索长度较短。
某太阳能设备生产公司，测试新研发的“追日型”太阳能发电设备。聚热板可沿水平方向和竖直方向旋转，使聚热板始终正对太阳，从而提高太阳能利用率。据图回答5～6题。

5．在各城市中，经一年测试，下列测试结论正确的是(　　)
A．纬度越高的城市，水平旋转角度越大
B．纬度越高的城市，水平旋转角度越小
C．纬度越高的城市，水平旋转角度的年变化幅度越大
D．纬度越高的城市，水平旋转角度的年变化幅度越小
6．在北京测试时，聚热板追日旋转时，下列记录正确的是(　　)
A．水平旋转速度，夏至日大于冬至日
B．水平旋转速度，夏至日小于冬至日
C．竖直旋转速度，夏至日大于冬至日
D．竖直旋转速度，夏至日小于冬至日
【答案】5．C　6．C　
【分析】5．由材料可知，聚热板的水平方向转动主要与太阳东西运动有关，即水平转动角度大小与昼长呈正相关。因纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大，则水平旋转角度的年变化幅度越大，故C正确。
6．聚热板的水平旋转速度等于一天中太阳在天空中的移动速度，因地球自转速度不变，则水平旋转速度全年相同，故A、B错误。聚热板的竖直旋转速度，取决于太阳高度的变化速度，北京夏至日昼长约为14小时，正午太阳高度约为73．5°，冬至日昼长约为10小时，正午太阳高度约为26．5°，则太阳由0°升起至最高的速度夏至日大于冬至日，故聚热板竖直旋转速度夏至日大于冬至日，即C正确。
飞檐是指屋檐的檐部向上翘起，是一种考虑室内光照和建筑美观的中国传统建筑特色，是我国古代劳动人民智慧的结晶。图1为飞檐景观，图2示意飞檐光照原理。据此完成7～8题。

7．从室内光照的角度考虑，“飞檐”设计的主要目的是(　　)
A．扩大夏季遮阳的面积 　 B．扩大冬季采光的面积
C．缩小夏季遮阳的面积 　 D．缩小冬季采光的面积
8．某建筑设计师在浙江采用了“飞檐”的设计。若屋顶高度不变，从排泄雨水的角度看，与北京相比，应做的调整是(　　)
①飞檐长度不变，加大飞檐翘起角度　②飞檐翘起角度不变，缩短飞檐 ③飞檐长度不变，缩小飞檐翘起角度　④飞檐翘起角度不变，加长飞檐
A．①②　 B．②③
C．①④　 D．②④
【答案】7．B　8．A　
【分析】7．结合题图可知，飞檐是指屋檐的檐部向上翘起，是一种考虑室内光照和建筑美观的中国传统建筑特色，普通屋顶和飞檐屋顶在夏季都能起到遮阳的作用，但冬季太阳高度较低，普通屋顶使冬季射入室内的太阳光会减少，而飞檐高度增加，使冬季照射进室内的太阳光增加。
8．浙江属于亚热带季风气候，降水量丰富，北京属于温带季风气候，降水量较浙江少。因此浙江设计时应飞檐长度不变，加大飞檐翘起的角度有利于排泄雨水，①正确；或者飞檐翘起的角度不变，缩短飞檐，也有利于雨水的排泄，②正确。
如图为山东省某中学教学楼(部分)的顶层示意图。据图完成9～10题。

9．教室以采光好、强光不直接射入为宜，下列教室可能符合此条件的是(　　)
A．教室1　 B．教室2
C．教室3　 D．教室4
10．当教室4正午屋内地面光照面积不断增大时(　　)
①该地正午太阳高度逐渐减小　②该地肯定昼短夜长
③该地白昼不断缩短　④太阳直射点向南移
A．①②③　　　　 B．②③④
C．①②④　 D．①③④
【答案】9．B　10．D　
【分析】9．当地位于北回归线以北，正午太阳位于正南，教室1南边有楼梯等阻挡，采光不好；而教室3、4南边没有走廊通道遮挡，正午有强光射入。
10．教室4正午屋内地面光照面积不断增大时，当地正午太阳高度不断减小，太阳直射点向南移，该地白昼不断缩短。
读某地某时段正午物影变化示意图，完成11～13题。

11．图中N点日期可能为(　　)
A．5月6日左右　 B．8月7日左右
C．11月7日左右　　　　 D．2月6日左右
12．该地纬度最可能位于(　　)
A．赤道　　　　 B．11．5°S
C．11．5°N　 D．23．5°N
13．若测得某日该地正午太阳高度为55°，则该日可能为北半球(　　)
A．春分日　 B．夏至日
C．秋分日　 D．冬至日
【答案】11．B　12．C　13．D　
【分析】11．读图可知，自M日至N日，该地影长先逐渐变长后逐渐变短，且两日关于夏至日对称，因此N日约在8月7日左右，B正确。
12．5月5日，该地物体正午影长为0，说明该日有太阳直射现象，说明该地位于赤道和北回归线之间。由于太阳直射点1个月约跨越8个纬度，1天约移动0．26个纬度，3月21日(春分日)太阳直射赤道，因此5月5日太阳直射纬度约为11．5°N，C正确。
13．某地正午太阳高度角＝90°－直射点与当地的纬度差。该日该地正午太阳高度为55°，因此直射点与当地的纬度差为35°，由上题计算出该地纬度约为11．5° N，故该日太阳直射23．5° S，北半球为冬至日，D正确。
家住合肥市(32°N,117°E)的王先生准备在小区停车场租一个车位，停车场位置及车位分布如图所示。读图，完成14～16题。

14．为了避免汽车被阳光长时间晒，最好租车位(　　)
A．甲　 B．乙
C．丙　 D．戊
15．王先生傍晚6：30下班回家，发现车位上仍然有阳光，车影会落在车位(　　)
A．甲　 B．丙
C．丁　 D．己
16．王先生的车位一年中被阳光晒的时间最长(不考虑天气状况)的月份可能是(　　)
A．5月　　　　 B．6月
C．7月　　　　 D．8月
【答案】14．B　15．A　16．B　
【分析】14．根据纬度可知，在合肥，太阳位于南部天空。根据指向标可知，2号楼北侧是阴面，结合正午太阳高度可知，甲、乙、丙夏季光照少，丁、戊、己光照多。根据太阳高度的日变化可知，甲、丙光照多，乙光照少，所以为了避免汽车被阳光长时间晒，最好租车位乙。
15．结合上题分析可知，王先生选择的车位是乙。傍晚6：30，即18：30，车位上仍然有阳光，说明日落在18：00以后，是夏季，日落西北方向。此时车影朝向东南方向，结合指向标可知，车影落在车位甲。
16．不考虑天气状况，王先生的车位一年中被阳光晒的时间最长的月份，应是当地太阳高度最大、白昼最长的时间，即6月。
如图为我国甲、乙两个不同地区房屋院落的尺度，图中角度为夏至日的正午太阳高度。读图，回答17～18题。

17．甲、乙两个院落可能分别位于(　　)
A．浙江、江苏　 B．新疆、云南
C．广东、黑龙江　 D．福建、北京
18．与甲地相比，乙地院落尺度更大的主要影响因素是(　　)
A．热量　 B．降水
C．光照　 D．地形
【答案】17．D　18．C　
【分析】17．夏至日太阳直射北回归线，甲地在北回归线附近，排除A和B；乙地正午太阳高度为73°，其位于40°N左右，故选D。
18．乙地位置更靠北，正午太阳日影更长，故院落尺度更大，故导致不同区域院落尺度大小的主要因素是光照，故选C。