正午太阳高度规律总结及应用.doc

陈计兵高考地理研究室 1 正午太阳高度规律性知识总结及解题应用 河北省邢台市邢台学院地理科学系 陈霁冰风水规划研究室原创 专业从事高考地理命题研究 风水规划设计 四柱命理预测 邮编 054001 邮箱 zhangbingtong 与正午太阳高度有关的知识是重要的考点内容之一 现将有关规律性的知识总结如下 一 正午太阳高度角的空间变化规律及应用 知识链接 全球正午太阳高度的分布规律 从太阳直射点所在纬度分别向南北两 侧递减 离直射点越近 正午太阳高度越大 反之愈小 直射点所在半球昼长夜短 另一 半球则昼短夜长 二分二至日的正午太阳高度分布规律应特别注意区分 例 1 在图 1 中 横坐标表示某日正午太阳高度 纵坐标表示纬度 读图回答 1 2 题 1 该日 图中 a b c d 四地点中 正午太阳 高度达一年中最大值的有 2 该日 图中 a b c d 四地点的昼长时间由 长到短的排列顺序是 A a b c d B a d c b C b c d a D d c a b 解析 夏至日太阳直射 23 26 N 北回归线 及其以北地区正午太阳高度达一年中最大值 故应选 a d 太阳直射北回归线 北半球昼最长夜最短 且纬度越高昼越长 故应选 B 答案 1 a d 2 B 二 正午太阳高度角的年变化规律及应用 知识链接 回归线之间的地区 正午太阳高度的最大值为 90 每年有两次太阳 直射现象 即一年中有两次正午太阳高度最大值 回归线上 正午太阳高度的最大值为 90 每年有一次太阳直射现象 即一年中有一次正午太阳高度最大值 回归线至极点 之间的地区 正午太阳高度的最大值小于 90 每年没有太阳直射现象 一年中有一次正 午太阳高度最大值 北回归线以北的纬度带 每年夏至日达最大值 冬至日达最小值 南回归线以南的纬度带 每年夏至日达最小值 冬至日达最大值 例 2 假设 M 地 0 30 E N 23 26 S 30 E 两地正午太阳高度分别是 HM和 HN 下列说法正确的是 A H M和 HN不可能在同一天达最小值 B 每年总有某一时刻 HM HN C 每年约有 9 个月 H M H N D 任何时刻都有 HM H N 解析 正午太阳高度的大小取决于该地与太阳直射点之间的纬度差 离直射点越近 正午太阳高度越大 反之愈小 由题意知 当太阳直射北回归线时 H M和 HN达一年中最小 值 故 A 错 当太阳直射南回归线时 H N 90 H M H N 故 D 错 当太阳直射点在赤道与 23 26 S 的中点时 H M HN 故 B 正确 当太阳直射点在 0 与 23 26 S 的中点与北回 归线之间移动时 H M H N 其时间约占全年的 3 4 约为 9 个月 故 C 正确 答案 BC 三 正午太阳高度的日变化规律及应用 知识链接 1 在极点 在极昼期间 极点上见到太阳高度在一天内无变化 其太 阳高度 包括正午太阳高度 始终等于太阳直射点的纬度 2 在极圈及其以内地区 陈计兵高考地理研究室 2 极昼期间 太阳高度 24 小时内都大于或等于 0 刚好出现极昼地区的纬度与直射点纬 度的和为 90 且该日该地区太阳高度最小值为 0 其它极昼地区该日该地区太阳高度 最小值 当地纬度 刚好出现极昼地区纬度 该日当地正午太阳高度 90 当地纬度与 太阳直射点的纬度差 某地某日刚好出现极昼 则该地当日正午太阳高度 直射点纬度 的 2 倍 3 在赤道上 赤道上正午太阳高度与直射点的纬度和为 90 例 3 图 2 是 80 N 太阳在 6 月 22 日的视运动路线图 读图回答 1 当地的正午太 阳高度是 2 该地 0 时的太阳高度是 解析 6 月 22 日太阳直射 23 26 N 根据上述知识链 接中的有关规律可知 刚好出现极昼地区的纬度是 66 34 N 显然 80 N 为极昼 该地正午太阳高度 90 80 23 26 33 26 该地 0 时的太阳高度为该日太阳高度最小值 当地纬度 刚好出现极昼地区纬度 80 66 34 13 26 答案 1 33 26 2 13 26 四 正午太阳高度其它应用举例 一 利用正午太阳高度计算地方时 知识链接 某一天中太阳高度最大时 当地地方时为 12 时 由此可推算地球上任何 一条经线上的地方时 例 4 北京市某学校 116 E 40 N 地理兴趣小组在平地上用立杆测影法逐日测算 正午太阳高度 该小组每天测量影长时 北京时间为 A 12 00 B 12 16 C 11 44 D 11 00 解析 小组测量正午太阳高度时 该学校的地方时为 12 时 即 116 E 经线上的地 方时为 12 00 北京时间的经度为 120 E 二者经度差为 4 时间相差 16 分 即北京时 间是 12 16 答案 B 二 利用正午太阳高度确定经纬度 进而判断相关地理特征 知识链接 1 某地经度的确定 主要利用正午太阳高度所对应的地方时为 12 时 再结合题中的其他隐含条件 如北京时间 国际标准时间等 通过地方时计算求得 2 某地纬度的确定 主要是利用正午太阳高度角计算公式求得 3 相关地理特征的判断 主要是通过区域定位的方法 并辅以推理 比较 排除 联想等思维方法 得出该区域典 型的地理特征 例 5 我国某中学地理兴趣小组开展 当地经纬度测算研究 活动 其操作方法是 在一年中白昼最短的这一天 选择操场上 Q 处垂直竖立一根竹竿 杆长 3 米 画一个半径 3 米的圆圈 将观测到的杆顶端 在地面对应的投影变化记录在操 场平地上 读图 3 回答 1 3 题 1 观测地的地理坐标为 A 21 34 N 122 5 E 陈计兵高考地理研究室 3 B 26 34 S 120 E C 21 34 N 110 E D 20 34 N 110 E 2 当杆影顶端的投影在 P 点时 竹竿影子的朝向为 A 东南 B 西南 C 西北 D 东北 3 此时 下列地理现象最可信的是 A 墨累 达令盆地正值剪羊毛的季节 B 坦桑尼亚的天然动物园草木茂盛 C 北京的正午太阳高度达一年中的最大值 D 威尼斯迎来一年中的旅游旺季 解析 该地杆影最短时 地方时为 12 00 此时北京时间为 12 40 据此可算出该 地经度为 110 E 此时杆长等于影长 正午太阳高度角是 45 该日是该校一年中白昼时 间最短的日子 说明太阳直射 23 26 S 根据正午太阳高度角计算公式可求得该学校纬 度是 21 34 N 故应选 C 杆影顶端的投影在 P 点时 北京时间为 10 30 此时 110 E 的地方时为 9 50 太阳位于观测点东南上空 杆影应朝西北 故选 C 此时为南半球夏季 坦桑尼亚为热带草原气候 草木茂盛 答案 1 C 2 C 3 B 三 利用正午太阳高度推算两地间的距离 知识链接 在同一时刻 地球上两点间的正午太阳高度差等于两点间的纬度间隔 利用这一推论可求的两地间的实际距离 并进行相关为问题的解答 例 6 在一幅 6 月 22 日光照图上有甲已两地 都位于北半球 当太阳在同一时刻位于 其上中天时 测的甲地的太阳高度为 59 乙地为 35 且两地间的图上距离为 44 4 厘 米 该图的比例尺为 解析 太阳于同一时刻位于甲 乙两地的上中天 说明甲 乙两地在同一条经线上 两地的正午太阳高度差为 59 35 24 也就是两地的纬度差是 24 两地的实际距离 约为 24 111 2664 千米 答案 1 6 000 000 四 正午太阳高度与楼房间距的问题 知识链接 一般来说 纬度越低 楼距越短 纬度越高 楼距越大 解题的关键是 计算当地最小的正午太阳高度角 为保证一楼全年均有阳光照到 应考虑两楼之间的最短 距离与楼高 地形 平地 阴坡和阳坡 的关系 如图 3 4 所示 为方便计算 不考虑后 幢房屋窗台至地面高度 且房屋朝向均为正南正北向 平地最短楼距计算 图 4 D L tanH 阳坡最短楼距计算 图 5 D L tanH tan 阴坡最短楼距计算 图 6 D L tanH tan 前H D L后 阳坡 图 5 H D 后 前 阴坡 图 6图 4 L后 前 D H 陈计兵高考地理研究室 4 L 前幢房屋高度 H 为冬至日当地的正午太阳高度 坡度角 D 最短楼距 例 7 地形因素对建筑物布局的影响是多方面的 如自然通风 日照效果等 建筑物 的间距越小越能节约建筑用地 为了保证山坡上的建筑物地层有日光照射 山坡上的建筑 物应有合理的日照间距 下列叙述正确的是 在向阳坡 坡度越大 建筑物间距越小 在向阳坡 坡度越小 建筑物间距越小 在背阳坡 坡度越大 建筑物间距越大 在背阳坡 坡度越大 建筑物间距越小 A B C D 解析 直接利用上述公式 通过数学关系可直接分析得出结论 在阳坡 D 和 tan 呈反相关 在背阳坡 D 和 tan 呈正相关 故 A 正确 答案 A 五 利用正午太阳高度解决太阳能热水器最佳支架倾角问题 知识链接 为最有效利用太阳能 太阳能热水器集热板要根据正午太阳高度的季节变化 而调整角度 集热板与地面之间的夹角 应等于当天正午太阳高度角 H 的余角 图 7 实际上该倾角就是热水器所在地纬度与太阳直射点纬度的纬度差 H 集热板 阳光 图 7 例 8 我国某地一学校楼顶上太阳能热水器装置 参见图 7 太阳能吸热 管与楼面的夹角为 秋分日为充分利用太阳能 需将 调至 36 要使该地的太阳能 在一年内尽可能使正午太阳光线与集热板保持垂直 集热板与地面夹角的调整幅度约为 A 36 B 54 C 47 D 60 解析 首先根据秋分日 36 知此时正午太阳高度是 90 36 54 再由正 午太阳高度角计算公式求出该学校纬度是 36 N 因 随当地正午太阳高度的变化而变化 求出 36 N 地区冬至日和夏至日时 的值 差值约 47 即为调整幅度 答案 C 六 正午太阳高度与日影关系问题 知识链接 正午太阳高度越大 日影越短 正午太阳高度越小 日影越长 日影方 向背向太阳 例 9 图 8 为某地等高线示意图 某天文爱好者在某市旅游时 在 A 山顶测得北极星 高度是 36 34 在 B 山顶测得北极星高度是 36 36 据此 完成下题 陈计兵高考地理研究室 5 城市规划在 D 地建设一新的居民小 区 又担心小区处在 A 山顶的阴影区 日照不足 有碍身体健康 山顶 A 阴影 最长的范围可能是 A 866 1039m B 354 424m C 288 346m D 1110 220m 解析 北极星的高度等于当地的 地理纬度 可知 A 在 36 34 N B 在 36 36 N 冬至日 山顶 A 的阴影在一 年中的正午是最长的 此时的正午太阳 高度角 H 90 23 26 36 34 30 山顶 A 的可能高度介于 500 600m 间 根 据三角函数可求出山顶 A 的阴影是 866 1039m 答案 A 七 正午太阳高度角与地理纬度相等点的计算 知识链接 在太阳直射点所在半球 正午太阳高度角正好与地理纬度相等的点为直 射点的纬度与 90 之和的一半 在另一半球 相等点的纬度为直射点的纬度与 90 之差的 绝对值的一半 例 10 6 月 22 日 某地的地理纬度和正午太阳高度角恰好相等 则该地最有可能位于 A 墨累 达令盆地 B 恒河平原 C 东欧平原 D 黄土高原 解析 依据上述知识链接中的结论 推知位于北半球某地的纬度是 56 43 N 位 于南半球某地的纬度是 33 17 S 综合分析应选 A C 答案 A C 八 太阳两次直射某地的时间推算 知识链接 一年中 南北回归线之间某地的正午太阳高度有两次最大值 等于 90 太阳两次直射某地的时间基本上是对称的 南半球以 12 月 22 日对称 北半球以 6 月 22 日对称 例 11 我国海口市某学校 20 N 110 E 学生 发现一年中该校操场未悬挂旗的旗 杆有两次 有杆无影 现象 那么 观察到这两次现象的日期和北京时间最有可能是 A 5 月 1 日 12 00 和 8 月 10 日 12 00 B 5 月 1 日 12 40 和 8 月 10 日 12 40 C 6 月 5 日 12 00 和 7 月 10 日 12 00 D 6 月 5 日 12 40 和 7 月 10 日 12 40 解析 由 110 E 的地方时为 12 时 可求出北京时间为 12 40 太阳直射点在南北 回归线之间每天移动的度数是 23 26 4 365 据此可推算由春分移到 20 N 的时间大 致是 6 月 5 日左右 北半球同一纬度太阳两次直社的时间关于 6 月 22 日对称 故下次直射 时间应在 7 月 10 日左右 答案 D 九 正午太阳高度在等太阳高度图上的运用 陈计兵高考地理研究室 6 知识链接 在等太阳高度图上 正午太阳高度有以下规律 图中的中心为太阳直 射点 太阳高度为 90 直射点所在经线上的地方时为 12 时 在太阳直射的经线上 正午太阳高度相差多少度 纬度就相差多少度 如果太阳直射赤道 则直射点经线上正 午太阳高度相差度数与纬度 经度相差度数相等 如果直射点不在赤道 则直射经线上正 午太阳高度的差值一定小于经度的差值 例 12 图 9 为地球上某一时刻太阳高度分布图 图中同心圆为等太阳高度线 回答 1 此时北京时间为 月 日 时 2 图中 A B 两点间的距离约 3 A 点此时的太阳高度与 A 点的正午太阳高 度的差值是 解析 由图分析 此日为 6 月 22 日 太阳 直射经线为 120 W 地方时为 12 时 北京时间为 4 时 B 点与 B 点所在经线上正午太阳高度为 30 的点的纬度差 90 30 60 距离为 60 111Km 1 6660 km 因 A 在以 B 为圆心 太阳高度角为 30 的圆上 所以 A B 的距离 6660 km A 的正午太阳高度 90 23 5 23 5 43 A 点此时的太阳高度为 30 故其差值为 13 答案 1 6 月 22 日 4 时 2 6660 km 3 13