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(共29张PPT)
专题一 地球的运动规律
命题点二 正午太阳高度的变化
高考 经典再研
例1 （2025·湖南卷·15—16,6分）中欧地区城市夏季常出现热浪天气，
街道两侧建筑物和树木的阴影可缓解行人的热感，行人热感可用生理
等效温度（P）衡量。图1示意中欧地区某市（48°N,8°E）一条东西向
街道行道树布置，图2示意该街道某年夏至日（天气晴朗、风力微弱）
当地时间9—15时P平均值的分布。tan 65.5°≈2.19。据此完成下面两题。
图1
图2
（1） 甲、乙两处P平均值的差异主要源于( )
D
A. 全时段两侧建筑物的遮阴 B. 上午西侧行道树的遮阴
C. 全时段东侧行道树的遮阴 D. 下午西侧行道树的遮阴
[解析] 图示甲处P（生理等效温度）平均值较乙处小，结合该日“天气
晴朗、风力微弱”可判断，甲处实际接受的太阳辐射小于乙处。读图可
知，甲、乙两处距离路南侧建筑物均为6m左右，根据正午太阳高度的
计算公式可知，当地夏至日正午太阳高度大约是65.5°，根据计算得到
南侧建筑物（高40m）正午影长约为18.26m，因此，正午前后甲、乙两
处均位于南侧建筑物影子中，不是建筑物遮阴造成两地P平均值存在差
异，A错误；图中行道树距建筑物4m，结合太阳视运动轨迹可知，9—
12时太阳位于甲、乙的东南方，上午时段东侧行道树遮阴作用明显，
12—15时太阳位于甲、乙的西南方，下午时段西侧行道树遮阴作用明
显，该地纬度较高，上午气温一般较低，达不到图示温度，结合一天
中最高气温出现在14:00左右可判断，甲处在气温最高时段内受到西侧
行道树的遮阴作用较强，因此P平均值较低，D正确，B、C错误。
（2） 同样情境下，若降低两侧建筑物高度至10m，乙、丙两处P平均
值的差异将( )
B
A. 变小 B. 变大 C. 不变 D. 不确定
[解析] 若南侧建筑物高度减小为10m，夏至日正午时南侧建筑物的影
子长度为10÷2.19≈4.57m。根据图2可知，乙处位于南侧建筑物北边，
距离约为6m，大于4.57m，所以正午时南侧建筑物不能为乙处遮阴，丙
处距离南侧建筑物仅约1m，可以为丙处遮阴。因此乙处P平均值将变
大，丙处P平均值无明显变化，乙、丙两处P平均值的差异将变大，B正
确，A、C、D错误。故选B。
思维点拨 第（2）题
例2 （2025·河南卷·9—10,6分）窗墙比是
指建筑某一个立面窗户面积与该立面总面
积之比，是影响建筑内采暖、制冷和照明
等能耗的重要因素。不同地区基于全年建
筑能耗最小来确定最优窗墙比。下图为奥
斯陆（59°57′N，10°45′E）、法兰克福（50°07′N，8°37′E）、罗马
（41°54′N，12°30′E）南向墙面最优窗墙比下的全年建筑能耗情况。据
此完成下面两题。#1
（1） 甲、乙分别代表的城市是( )
C
A. 罗马、奥斯陆 B. 法兰克福、罗马
C. 罗马、法兰克福 D. 法兰克福、奥斯陆
[解析] 由所学知识可知，纬度越高，冬季越寒冷，采暖能耗越高；纬
度越低，夏季气温相对高，制冷能耗可能越高。三个城市中奥斯陆
（59°57′N）纬度最高，冬季寒冷漫长，采暖需求大，采暖能耗应最高；
法兰克福（50°07′N）纬度次之，气候相对温和，各项能耗相对适中；
罗马（41°54′N）纬度最低，夏季炎热，制冷能耗相对高，采暖能耗低。
由图示可知，丙采暖能耗最高，应对应奥斯陆；甲制冷能耗最高，应
对应罗马；乙各项能耗适中，应对应法兰克福，C正确，A、B、D错误。
故选C。
（2） 甲、丙城市南向墙面的最优窗墙比分别为0.27和0.56，甲城市最
优窗墙比小于丙城市的原因是甲城市( )
B
A. 夏季白昼时间较长，照明能耗较小
B. 夏季正午太阳高度较大，制冷能耗较大
C. 冬季降水较多，采暖能耗较小
D. 年平均气温较低，全年建筑能耗较小
[解析] 窗墙比影响建筑内采暖、制冷和照明能耗，由上题可知，甲是
罗马（纬度较低），丙是奥斯陆（纬度较高），罗马纬度低于奥斯陆，
夏季白昼时间更短，A错误；罗马纬度低，距离太阳直射点更近，夏季
正午太阳高度大，窗墙比大，会使更多太阳辐射进入室内，增加制冷
能耗，为降低制冷能耗，甲最优窗墙比小，B正确；采暖能耗与冬季气
温关联更大，而不是降水，C错误；罗马纬度低，年平均气温高于奥斯
陆，D错误。故选B。
突破 核心整合
1.正午太阳高度的分布、变化和位置的判断技巧
（1）分布看“远近”——远小近大
距离太阳直射点所在的纬线越近，正午太阳高度越大；距离越远，
正午太阳高度越小。
（2）变化看“移动”——来增去减
太阳直射点向某地所在的方向移来时，该地的正午太阳高度逐渐
增大；太阳直射点远离某地时，该地的正午太阳高度逐渐减小。
（3）位置看“数值”——90°的出现
方法技巧
正午太阳高度的四大规律
规律 内容
对称规律 以太阳直射点所在的纬线为对称轴，南北对称分布的纬线
上，正午太阳高度相等
相等规律 极点的太阳高度（包括正午太阳高度）等于直射点的纬度
互余规律 出现极昼、极夜的最低纬度与直射点纬度互余
变幅相等 回归线和极圈之间地区（温带）的正午太阳高度年变化幅
度均为46°52′
2.正午太阳高度的五大应用
判断时间 太阳直射点所在的经线的地方时为正午12时
判断空间 计算当地的地理纬度（根据正午太阳高度的计算公式）
除极夜地区外，北回归线以北地区，正午日影永远朝向北
方；南回归线以南地区，正午日影永远朝向南方；南、北
回归线之间的地区，正午日影则有南、北朝向的变化
判断方向 （判断房屋的朝向）北回归线以北的地区，正午时太阳位
于南方，房屋一般朝向南方；南回归线以南的地区相反
服务
生活 确定楼距、楼高：为了使各楼层都有良好的采光，楼与楼之间
应当保持适当距离
太阳能热水器的倾角调整：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，使太阳光与集热板垂
直，即正午太阳高度与太阳能集热板的倾角互余
判断
日影 一天中，正午时日影最短，日出、日落时日影最长。一年中，
以正午日影为例，正午太阳高度最大时，日影最短，正午太阳
高度最小时，日影最长
日影朝向与太阳方位永远背离
引领 命题趋势
考向一 正午太阳高度的变化与计算
（2024·福建厦门一模）秘鲁马丘比丘古城（13°9′S，72°32′W）
建有拴日石（下左图）和太阳神庙（下右图）。春分日正午时，拴日
石的石柱无日影。古印加人通过观测石柱正午影长和朝向的变化确定
季节。每年石柱正午影子最长的一天，太阳光才能从朝向东北的梯形
小窗投射到太阳神庙内的花岗岩巨石上。据此完成下面三题。
1. 拴日石的倾角约为( )
C
A. 13° B. 66° C. 77° D. 90
[解析] 根据材料“春分日正午时，拴日石的石柱无日影”可知，拴日石
的倾角即为该地春分日的正午太阳高度。根据正午太阳高度计算公式
和当地纬度（13°9′S）可求得，当地春分日的正午太阳高度约为77°。
故选C。
2. 与7月1日石柱正午影长和朝向最接近的日期是( )
B
A. 1月1日 B. 6月13日 C. 7月9日 D. 12月15日
[解析] 与7月1日石柱正午影长和朝向最接近的日期应为正午太阳高度
和太阳方位最相似的日期，即与7月1日太阳直射点所在纬度最相似的
日期。根据太阳直射点的回归运动可知，与7月1日关于夏至日对称的
是6月13日，故选B。
3. 太阳光从梯形小窗投射到花岗岩巨石上的现象出现在( )
B
A. 6月22日6时前后 B. 6月22日10时前后
C. 12月22日10时前后 D. 12月22日14时前后
[解析] “每年石柱正午影子最长的一天”是正午太阳高度最小的一天，
即太阳直射的纬度与该地相距最远的一天，即北半球夏至日
（6月22日前后），C、D错误。此时，太阳直射北半球，日出东北，
日落西北，当地位于夏至日太阳直射点所在的北回归线以南，正午太
阳位于正北方。当地一天的太阳视运动方向为东北—正北—西北，根
据材料“太阳光才能从朝向东北的梯形小窗投射到太阳神庙内的花岗岩
巨石上”，结合夏至日太阳视运动规律可知，此时应为日出后的上午时
段，南半球此时是冬季，昼长时间小于12小时，6时前并未日出，无法
照射，A错误，B正确。
考向二 正午太阳高度的应用
（2025·安徽师大附中模拟）我国某地（36.5°N附近）有两个居住
小区，其中甲同学居住在A小区，地势平坦，内有两栋东西走向、南北
排列的楼房，乙同学居住在B小区，位于一山地的坡地上。据此完成下
面三题。
4. A小区阳台均为朝南阳台，甲同学在日常晾晒衣物的过程中发现，
如果想衣物正午时处于阳光照射之下，四季中( )
A
A. 夏季晾挂高度最低 B. 冬季晾挂高度最低
C. 夏季晾挂高度居中 D. 冬季晾挂高度居中
[解析] 根据材料可知，该地位于36.5°N附近，该地夏季正午太阳高度大，
冬季正午太阳高度小。正午太阳高度越大，阳光照射到屋内的范围越小，
为使衣物正午时处于阳光照射下，夏季时阳台晾挂衣物的高度应为最低，
因为此时阳光入射角度大，晾挂衣物低才能照到；冬季正午太阳高度为
一年中最小，阳光照射到屋内范围大，晾挂高度应为一年中最高，春季
和秋季晾挂高度适中，A正确，B、C、D错误。故选A。
5. A小区内南北排列的两栋楼房楼高均为20m，两楼间距也是20m，其
中北楼的一楼一年中正午没有太阳光照射的时间约为( )
B
A. 2个月 B. 4个月 C. 6个月 D. 8个月
[解析] 两栋楼房的楼高均为20m，两楼间距也是20m，根据计算可知，
若北楼一楼全年都有光照，则tanH=20/20，H=45°，即最小正午太阳高
度角为45°才能实现，此时太阳直射点纬度=36.5°N-（90°-45°）=8.5°S，
即当太阳直射点位于8.5°S以南时，北楼一楼正午没有光照，这段时间
太阳直射点移动了大约30°，太阳直射点大约4天移动1°，总共约120天，
因此北楼的一楼一年中约4个月正午没有光照，B正确，A、C、D错误。
故选B。
6. B小区为了保证山坡上的楼房底层有阳光照射，乙同学发现( )
A
①在阳坡，坡度越大，建筑物间距越小
②在阳坡，坡度越小，建筑物间距越小
③在阴坡，坡度越大，建筑物间距越大
④在阴坡，坡度越大，建筑物间距越小
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
[解析] 在阳坡，坡度越大，太阳光线与坡面的夹角相对越大，建筑物
影子相对越短，建筑物间距越小，①正确，②错误；在阴坡，坡度越
大，建筑物的影子会越长，为保证底层有阳光照射，建筑物间距需要
扩大，③正确，④错误。故选A。

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