1、地理 课标版 第四讲 地球的公转(二)正午太阳高度的变化、四季与五带考点一 正午太阳高度的变化规律 1.纬度变化:由太阳直射点所在纬线向南、北两侧 递减。2.季节变化北半球节气达最大值的地区达最小值的地区夏至日 北回归线及其以北各纬度 南半球各纬度冬至日 南回归线及其以南各纬度 北半球各纬度二分日赤道南北两极点特别提醒 在很多试题中,正确理解“正午”太阳高度往往成为答题的关键。日常生活中能够指示“正午”太阳高度的信息很多,如当地的太阳高度达到一天中最大、当地地方时为12时的太阳高度、太阳位于一天中最南或最北(极夜地区除外)位置的高度、物影最短时的太阳高度等。正午太阳高度的变化规律(1)纬度变化
2、规律同一时刻,由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。地球上,同一纬线上正午太阳高度相等,直射点所在纬度上的正午太阳高度最大(90)。(2)季节变化规律:同一地点,正午太阳高度随着季节作有规律的变化。其数值具有“来增去减”的特点,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。如下图所示:正午太阳高度的周年变化规律地区最大值最小值北回归线及其以北地区一次最大值(6月22日前后)一次最小值(12月22日前后)南回归线及其以南地区一次最大值(12月22日前后)一次最小值(6月22日前后)南北回归线之间(除赤道外)两次最大(太阳直射时最大)一次最小(南半球出现在6月22日前后,北半球出现在1
3、2月22日前后)赤道两次最大(3月21日前后和9月23日前后)两次最小(6月22日前后和12月22日前后)各纬度变化具体如下:特别提示正午太阳高度的年变化幅度在南北回归线之间的地区,其正午太阳高度的年变化幅度H=2326+(为当地纬度);在回归线与极圈之间的地区,其正午太阳高度的年变化幅度恒为4652;从极圈到极点之间的地区,其正午太阳高度年变化幅度从4652逐渐降低至2326。命题视角 正午太阳高度的变化规律 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,回答下面两题。1.(2015天津文综,10,4分)发生日食的这天,在图中所示
4、四地中,正午太阳高度角最大的是()A.甲 B.乙 C.丙 D.丁答案A 本题考查地球运动的地理意义。据图分析,此时晨昏线大致经过南北极点,太阳直射点位于赤道附近,甲地离赤道最近,正午太阳高度角最大,A项正确。2.(2015天津文综,11,4分)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.丁答案D 本题考查地球运动的地理意义。观察者朝西南方向观测日食,说明此时太阳位于西南方位,为下午时段。由图可知,甲、乙两地位于晨线附近;丙地处于正午;丁地位于下午时段,太阳位于其西南方向,可向西南方向观测日食。D项正确。高考刚结束,小明同学到我国某省进行为期半个月的旅游。旅游
5、期间,小明既领略了高原风光,又穿越了高山峡谷,还参观了橡胶园。据此完成下题。3.(2015海南地理,19,3分)某天的下午1点20分,太阳直射小明头顶。此时他可能位于()A.23N,100E B.23N,120EC.24N,100E D.24N,120E答案A 本题考查地球运动知识。根据题干“太阳直射小明头顶”,说明该地有太阳直射现象,排除C、D项。北京时间下午1点20分时该地为正午12:00(太阳直射头顶),通过计算得出该地经度为100E,故A项正确。考点二 正午太阳高度的计算与应用1.正午太阳高度的计算公式: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
6、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(10N)时,A点(40N)正午太阳高度:H=90-AB纬度差=90-(40-10)=60。C点(2326S)正午太阳高度:H=90-BC纬度差=90-(10+2326)=5634。特别提醒在南(北)极圈有极昼现象出现时,南(北)极点的太阳高度无日变化,其太阳高度的大小等于太阳直射点的纬度。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)确定房屋的朝向确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。在北回归线以北地区
7、,正午太阳位于正南方,房屋朝南;在南回归线以南地区,正午太阳位于正北方,房屋朝北。(3)确定当地的地理纬度当太阳直射点位置一定时,可根据两地纬度差多少度,正午太阳高度就差多少度。根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度,可判断该地区纬度大小。(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,冬至日最短;南北回归线之间的地区,正午日影
8、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)确定楼间距、楼高为了更好地保证各楼层都有良好的采光,楼与楼之间应当保持适当距离。以我国为例,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=hcotH。如下图:(6)计算太阳能热水器的安装角度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,使太阳光与集热板成直角。集热板与地面之间的夹角()和当天的正午太阳高度角(H)互余,即+H=90时效果最佳。如下图:(7)判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度一般情况下,由于阳坡正午太阳高度大,得到的光热多,阴坡得到的太阳光热少;因此在相同高度,阳坡温度较高,阴
9、坡温度较低,从而影响到自然带在阳坡和阴坡的分布高度。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。命题视角一 正午太阳高度的计算 1.(2014课标,3,4分)若在北回归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P1答案D 本题考查正午太阳高度的计算及影响。可利用右图分析(图中H为塔高、L为正午高塔影长、为正午太阳高度),依图可知P=L/H;再结合数学知识可知,当=45时,P=1,当45时,P1,当1。再利用=90-某地与太阳直射点间纬度间隔的正午太阳高度计
10、算公式,可知北回归线上:夏至日=90,则P=0;冬至日1;春、秋分日45,则P1。故D选项正确。马尔代夫是以旅游业为支柱产业的著名岛国。2014年12月4日,马累海水淡化厂设备损毁导致该岛淡水供应中断。应马尔代夫政府请求,中国政府及时向其提供了饮用水等物资和资金援助。下图是马尔代夫部分区域示意图。读图,回答下题。2.(2015重庆文综,12,4分)中国一架满载饮用水的飞机紧急从广州飞往马累,若北京时间12:00出发,经4小时到达马累。机长身高为1.8 m,到达时其在机场地面的身高影长接近于(tan551.43;tan652.14)()A.0.6 m B.1.2 m C.1.8 m D.2.4
11、m答案B 本题考查时间计算和正午太阳高度计算。北京时间12点时、马累地方时大约为9点,4小时后飞机到达马累时地方时大约为13点;12月4日太阳直射点大约位于20S,该日马累的正午太阳高度大致为90-(5+20)=65,该地纬度低,昼长约为12小时,正午太阳高度为65,到日落太阳高度变为0,可求出每小时太阳高度约降低10,则13点时太阳高度大约为55,据三角函数原理可以求出机长到达马累机场时身高影长接近于1.8tan551.2 m,故选B。命题视角二 正午太阳高度的应用 住宅的环境设计特别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(40N)住宅景观设计示意图。读图回
12、答下题。3.(2016江苏单科,10,2分)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.B.C.D.答案D 图中角度为热水器与地面的夹角,而该夹角与正午太阳高度互余时冬季太阳能利用效果最好,冬季华北某社区(40N)的正午太阳高度为30左右,图中夹角为60,故图热水器安装角度最合理。福建某中学研究性学习小组,设计了可调节窗户遮阳板,实现教室良好的遮阳与采光。下图示意遮阳板设计原理,据此回答下面两题。4.遮阳板收起,室内正午太阳光照面积达一年最大值时()A.全球昼夜平分 B.北半球为夏季C.太阳直射20S D.南极圈以南地区极昼答案D 本题以窗户遮阳板设计原理示意图为背景材料,
13、考查正午太阳高度变化规律的相关知识。位于北半球的福建夏季应将遮阳板放下,避免因强光照射导致室内温度太高,冬季收起遮阳板,让尽可能多的光线进入教室,以改善教室热量和采光条件。因此室内正午太阳光照面积达一年最大值时,是正午太阳高度最小的北半球冬至日,此时南极圈以南地区为极昼。故选D。5.济南某中学生借鉴这一设计,若两地窗户大小形状相同,则应做的调整是()安装高度不变,加长遮阳板安装高度不变,缩短遮阳板遮阳板长度不变,降低安装高度遮阳板长度不变,升高安装高度A.B.C.D.答案A 济南纬度比福建高,冬、夏至日时正午太阳高度均比福建小,因此为了达到和福建一样的效果,济南可以通过降低遮阳板安装高度或加长
14、遮阳板来实现。故选A。如下图:(以夏季放下遮阳板为例)考点三 地球上的四季和五带1.形成原因:昼夜长短和正午太阳高度的季节变化,导致 太阳辐射随季节有规律地变化。2.天文四季:夏季 一年内白昼 最长、太阳高度 最高的 季节冬季 一年内白昼 最短、太阳高度 最低的 季节春、秋季节 冬夏两季的过渡季节3.北温带国家的四季:3、4、5月为春季,夏、秋、冬依此类推。4.五带的划分:界线 回归线和 极圈五带 南北寒带、南北温带、热带 1.地球运动中关于季节判断的依据北半球冬季(1月)北半球夏季(7月)地球公转规律位于近日点附近,公转速度快位于远日点附近,公转速度慢直射点位置太阳直射南半球,向赤道方向移动
15、太阳直射北半球,向赤道方向移动昼夜长短变化12月22日,北半球昼最短,夜最长6月22日,北半球昼最长,夜最短正午太阳高度12月22日,由南回归线向南北两侧递减;南回归线及其以南地区达一年中最大值,物影最短6月22日,由北回归线向南北两侧递减;北回归线及其以北地区达一年中最大值,物影最短太阳升落方位东南升西南落(极昼区域除外)东北升西北落(极昼区域除外)日出、日落时间北半球各地日出时间晚于6点,日落时间早于18点北半球各地日出时间早于6点,日落时间晚于18点2.其他判断季节的依据判断季节的依据,除地球运动相关规律外,还有气温和气压、季风、天气和气候、洋流和水文特征、山地植被和雪线变化、农事活动和
16、极地考察等。规律总结 四季更替最明显的是温带;热带地区有阳光直射现象,长夏无冬;寒带地区有极昼极夜现象,长冬无夏,四季更替不明显。命题视角一 我国节气的划分 二十四节气是我国独有的农业物候历,是我国优秀传统文化之一。寒露节气在每年公历10月8日左右。据此回答下题。1.(2015重庆文综,3,4分)地球绕太阳运行一周为360,以春分日地球在黄道上的位置为0,则寒露日地球在黄道上的位置为()A.15 B.105 C.195 D.285答案C 本题考查地球公转的规律。地球绕太阳运行一周360需要12个月,则一个月运行30,半个月运行15。春分日3月21日距寒露日10月8日约6个半月,则寒露日地球在黄
17、道上的位置为306+15=195,选C。命题视角二 季节特征的判断 2016年8月2125日,第33届国际地理学大会将在北京举办。往届大会曾在华盛顿、首尔等地举办。读图,回答下题。2.(2016北京文综,1,4分)本届大会期间,北京()A.适逢中国农历处暑节气B.八达岭长城漫山红叶C.比首尔正午太阳高度大D.比华盛顿日出时间晚答案A 本题考查地球运动。由材料可知,大会期间北半球正处夏末,为中国农历的处暑节气,A项正确;八达岭长城漫山红叶出现在深秋,B项错误;大会期间太阳直射点在北半球且向南移动,北京比首尔纬度高且两地都位于北半球中纬度地区,北京比首尔正午太阳高度小,C项错误;北京比华盛顿昼更长,日出更早,D项错误。